近年來(lái)，激光技術(shù)發(fā)展很快，激光療法開辟了手術(shù)、藥物兩大治療措施以外的一個(gè)新領(lǐng)域，使之成為現(xiàn)代醫(yī)療學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容。對(duì)于許多疾病來(lái)說(shuō)，激光療法是一種不可替代的有獨(dú)到效果的治療手段。

激光在醫(yī)療的發(fā)展領(lǐng)域中最早應(yīng)用于眼科，發(fā)展最快的也是在眼科，其原因是由于眼球所具有的特殊光學(xué)性質(zhì)；另一方面是由于激光技術(shù)的飛速發(fā)展不斷地為醫(yī)學(xué)臨床提供了各種不同類型、不同性能的激光器，使激光技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了眼科激光治療的進(jìn)步，從而使激光在眼科的廣泛應(yīng)用又促進(jìn)了激光技術(shù)的發(fā)展。

一、激光治療儀的工作原理

激光的產(chǎn)生必須有激勵(lì)源（包括光、電或化學(xué)等），使激光介質(zhì)（固體、氣體、液體、半導(dǎo)體等物質(zhì)）受激振蕩，產(chǎn)生輻射和放大。激光具有單色性好、方向性好、能量高、密度高、發(fā)散度小，以及激光束照射到生物組織可產(chǎn)生光熱效應(yīng)、光電磁效應(yīng)、光化學(xué)效應(yīng)、生物刺激效應(yīng)等特點(diǎn)。激光在醫(yī)療上充分了發(fā)揮凝固、燒灼、切割、氣化、光敏、針灸、免疫、麻醉、止痛等多種功能起到了很大的作用。

激光與普通光一樣其發(fā)生原理與發(fā)光物質(zhì)內(nèi)部的原子和分子運(yùn)動(dòng)有關(guān)，激光的受激輻射和受激吸收互為逆過(guò)程，就單個(gè)原子而言二者發(fā)生的機(jī)率是相同的；一般在物質(zhì)中，處于低能級(jí)的原子比高能級(jí)的多，所以受激吸收比受激輻射要占優(yōu)勢(shì)，當(dāng)外來(lái)的光子照射時(shí)，看到的都是光吸收現(xiàn)象，要使受激輻射超過(guò)受激吸收就必須使處于高能級(jí)的原子數(shù)多于低能級(jí)的原子數(shù)才能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)。

激光就是這種能夠?qū)崿F(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)具有亞穩(wěn)態(tài)的物質(zhì)，它的形式可以是固體、氣體或半導(dǎo)體等，激光主要有兩種形式，一般來(lái)說(shuō)以電或光對(duì)光工作物質(zhì)進(jìn)行激勵(lì)的方式較為常見，電激勵(lì)常用于氣體激光器，它是通過(guò)直流放電、交流放電、高頻和脈沖放電等多種形式來(lái)激勵(lì)工作物質(zhì)，光激勵(lì)是用普通光或激光照射工作物質(zhì)，常用于各種固體激光器。

除此以外，還有化學(xué)激勵(lì)、核激勵(lì)、熱激勵(lì)等方式來(lái)激勵(lì)工作物質(zhì)。在實(shí)現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的工作物質(zhì)中，原子雖然可以產(chǎn)生受激輻射，但這種輻射是雜亂無(wú)章的；為了獲得方向性及波長(zhǎng)一致具有較高能量的光能還需要將工作物質(zhì)放人一個(gè)光學(xué)諧振腔內(nèi)，光學(xué)諧振腔是由兩塊光學(xué)反射鏡組成，其中一塊是全反射鏡，它要求反射率為99%以上，而另一塊是部分反光鏡，允許有小部分透射，大部分反射，這樣沿兩鏡分共法線方向往返的光被鏡面反射后可以多次通過(guò)工作物質(zhì)逐次放大增強(qiáng)，使光子數(shù)量獲得雪崩式的增加，當(dāng)這種光波增強(qiáng)到足以抵擋諧振腔內(nèi)各種損耗時(shí)，就可以在諧振腔內(nèi)形成持續(xù)的振蕩，這時(shí)從部分反射鏡透射出來(lái)的那部分振蕩就形成了激光光學(xué)。

諧振腔內(nèi)的一個(gè)重要作用就是只允許反射鏡面相垂直的光線和波長(zhǎng)的整倍數(shù)與腔體長(zhǎng)度相一致的光線在腔內(nèi)產(chǎn)生振蕩，這樣就嚴(yán)格限制了輸出光子的方向和頻率，保證了激光方向性好、亮度高、顏色純等特性。因此，工作物質(zhì)激勵(lì)和諧振腔是產(chǎn)生激光最基本的條件。

二、激光治療儀的分類

目前，激光治療儀按其作用機(jī)制的不同大致可分為光凝激光器、光分裂激光器、光切割激光器、光動(dòng)力治療激光器和弱動(dòng)力治療激光器。光凝激光器是利用激光的熱效應(yīng)來(lái)造成組織的凝固、蒸發(fā)、汽化和炭化；光分裂及光分割激光器是利用激光的離子化效應(yīng)或光化學(xué)效應(yīng)來(lái)分裂切割組織；而光凝激光器按其歸類主要有紅寶石激光器、氫離子激光器、半導(dǎo)體激光器、二氧化碳激光器、高能超脈沖二氧化碳激光器、光切割激光器、YAG激光器和準(zhǔn)分子激光器。

紅字石激光器是由紅寶石晶體常用亮度極高的氮燈來(lái)激勵(lì)，主要輸出激光波長(zhǎng)為694.3nm的紅色激光，它一般以脈沖的形式輸出；氫離子激光是利用電流放電來(lái)激勵(lì)激光腔中的氣體把氫原子變?yōu)檎x子來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和受激輻射，并且經(jīng)諧振腔振蕩放大后連續(xù)輸出488nm和514.5nm的拉藍(lán)色激光和綠色激光，因其可以穩(wěn)定連續(xù)的輸出，激光又能通過(guò)光纖傳導(dǎo)，所以其曝光時(shí)間輸出功率和光大小可以隨意調(diào)節(jié)；把氫激光管內(nèi)的氫氣換成氧氣就成了氧激光，氧激光可以發(fā)出16條譜線，其中主要的顏色為藍(lán)色、綠色、黃色以及紅色四條譜線；如果讓這四條譜線在諧振腔內(nèi)一起振蕩，合起來(lái)輸出的就是白光半導(dǎo)體。二極管激光器是以半導(dǎo)體二極管材料為工作物質(zhì)，是一種體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固效率高的激光器，它所發(fā)出的紅外激光對(duì)組織有較強(qiáng)穿透力。

光切割激光器主要有準(zhǔn)分子激光器，它是利用化學(xué)效應(yīng)來(lái)切割組織的一種激光器，準(zhǔn)分子激光的激勵(lì)方式有電子放電、光微波和質(zhì)子束等幾種方式，工作物質(zhì)是惰性氣體與鹵素混合后受到外來(lái)能量的激發(fā)而形成的化合物，這種化合物的分子極不穩(wěn)定，壽命僅為幾十納秒；最常用的是氟化氫準(zhǔn)分子激光器，它是用電子泵高能放電來(lái)激勵(lì)氫和氟輸出193nm的紫外線激光；準(zhǔn)分子激光具有波長(zhǎng)短、光子能量大、穿透力淺的特點(diǎn)。這種激光的每個(gè)分支都有6.4ev的能量；而且角膜組織中肽鏈與碳分子之間的能量都為3.4ev，該激光光束作用于角膜組織后會(huì)將角膜組織分子鍵打開，使角膜組織分離成小片段而氣化；準(zhǔn)分子激光的熱效應(yīng)很低，對(duì)周圍組織幾乎沒有熱損傷，用該激光切割組織時(shí)，切口整齊對(duì)鄰近組織損傷的范圍很?。粶?zhǔn)分子激光的穿透力僅為1um左右，當(dāng)組織吸收紫外線激光能量后，高能量的光子能打裂分子鍵將長(zhǎng)鏈分子打碎成揮發(fā)性碎片在表面燒蝕掉，整個(gè)過(guò)程時(shí)間很短，并未達(dá)到熱擴(kuò)散所需要的時(shí)間，所以使用準(zhǔn)分子激光來(lái)進(jìn)行眼部組織的治療對(duì)其周圍組織沒有熱損傷，并且組織切痕極細(xì)，這種準(zhǔn)分子激光主要用于眼科屈光性角膜切削術(shù)（PRK）治療和角膜切除術(shù)(PTK）及高精度的角膜切開等眼科手術(shù)治療工作。

氬激光器的藍(lán)色光、綠色光很容易透過(guò)眼球的屈光間質(zhì)被眼內(nèi)色素組織所吸收而且氫激光的發(fā)散角小，在眼底能匯聚成極小的焦點(diǎn)，它主要用于眼底虹膜和房角的光凝治療。氟離子激光主要是用紅色光和黃色光，黃色光穿透力強(qiáng)，不被黃斑區(qū)視網(wǎng)膜神經(jīng)皮層的葉黃醇所吸收，在光凝時(shí)可以避免損傷中心視力，同時(shí)紅光不會(huì)被血紅蛋白吸收，它對(duì)水腫出血的視網(wǎng)膜有較強(qiáng)的穿透力，在眼底光凝治療中具有很大的作用。真空二極管半導(dǎo)體激光所發(fā)出的810nm紅外激光對(duì)眼部組織有較強(qiáng)穿透力，可用其透過(guò)鞏膜來(lái)進(jìn)行睫狀體或視網(wǎng)膜的光凝治療，以及穿透力的特點(diǎn)，將其通過(guò)控針引人眼內(nèi)進(jìn)行眼底光凝，但是紅外激光的透力較深。YAG激光的波長(zhǎng)為2094nm，屬于中紅波段與水的最大吸收峰值相吻合，其能量可被眼內(nèi)含水較多的組織吸收，并且大量轉(zhuǎn)化成熱，通過(guò)氣化把組織蒸發(fā)掉，從而達(dá)到切割組織的目的，其切割作用屬于光熱。切除它不僅可用于角膜屈光性手術(shù)，并且逐步可以用于虹膜、鞏膜造漏、玻璃體機(jī)化膜切除等手術(shù)。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

YAG激光為1053nm的近紅外激光，其特點(diǎn)為機(jī)械損傷小，它聚焦在角膜組織表面以后，可以在局部產(chǎn)生一個(gè)微等離子體區(qū)，而該離子體區(qū)對(duì)此種波和激光的吸收率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于組織本身等離子體區(qū)，它吸收大量光子能量以后，能迅速膨脹產(chǎn)生一個(gè)微小的爆破，從而達(dá)到切割組織目的。

激光手術(shù)目前主要用于普外科、肝膽外科、泌尿外科、心胸外科、燒傷外科、骨外科、神經(jīng)外科、婦科、皮膚科、五官科等各科手術(shù)。醫(yī)用激光器作為手術(shù)治療的設(shè)備已充分體現(xiàn)了它無(wú)與倫比的優(yōu)越性，激光在手術(shù)中具有以下的特點(diǎn)：

1、對(duì)周圍正常組織損傷小，比如傷口寬度可以是電刀的二分之一。因此術(shù)后反應(yīng)輕，傷品愈合快，疤痕也小。

2、止血效果好，激光治療儀的止血時(shí)間是電刀的十四分之一，止血效果是電刀的2～4倍。

三、激光治療儀的應(yīng)用

激光治療儀已經(jīng)在醫(yī)療領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）激光美容

激光美容是通過(guò)產(chǎn)生高能量的聚焦，精確地來(lái)通過(guò)激光美容的。激光它是具有一定穿透力的單色光，作用于人體組織后產(chǎn)生高熱量，從而達(dá)到去除或破壞目標(biāo)組織的目的。它具有手術(shù)切口小、術(shù)中不出血、創(chuàng)傷輕、無(wú)癍痕的特點(diǎn)。

（二）血細(xì)胞激光掃描儀

血細(xì)胞激光掃描儀是一種高精度能有效地對(duì)癌癥等疑難疾病進(jìn)行快速的診斷的先進(jìn)激光設(shè)備。并且能有效地將癌癥診斷中不可缺少的全部細(xì)胞團(tuán)用統(tǒng)計(jì)圖表將各個(gè)細(xì)胞像同時(shí)用畫面表現(xiàn)出來(lái)，并快速地進(jìn)行掃描。掃描儀經(jīng)過(guò)熒光染色的組織時(shí)，能對(duì)5000～10000個(gè)細(xì)胞掃描所需的時(shí)間為5～10分鐘，測(cè)定出各個(gè)細(xì)胞的熒光與散射光數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)繪制出細(xì)胞團(tuán)的各種圖表，如果需要看某個(gè)顯示出來(lái)的圖像也可由計(jì)算機(jī)制作成單個(gè)的細(xì)胞圖像。

若有異常細(xì)胞，它可以用其XY坐標(biāo)的方式來(lái)顯示細(xì)胞的具體位置，并用顯微鏡進(jìn)行觀察，并且用顯微鏡上的CCD照相機(jī)將顯微鏡上的細(xì)胞圖像拍攝下來(lái)，將測(cè)定的數(shù)據(jù)連用細(xì)胞像一起進(jìn)行對(duì)比分析。

（三）接觸式激光刀

手術(shù)中出血一直是困擾外科醫(yī)師及外科發(fā)展的嚴(yán)重問題。高頻電刀、微波刀、氬氣刀雖然具有電切和電凝的功能，但對(duì)周圍的組織損傷較重，而接觸式激光刀則徹底解決了這一難題，它具有對(duì)組織的損傷最小的特點(diǎn)，其光纖與持刀部分能靈巧地配合，并且能與各種腔鏡配套使用，激光刀它不僅帶動(dòng)了腹腔鏡及其它內(nèi)外科的發(fā)展，更代表了當(dāng)今外科的發(fā)展趨勢(shì)。人體組織主要是由水、蛋白質(zhì)、脂肪等部分所組成，而不同的成分其分子結(jié)構(gòu)不相同，對(duì)一定波長(zhǎng)的光吸收率不同；激光刀主要是通過(guò)紅外能量表面吸收技術(shù)來(lái)處理，使探頭、探刀產(chǎn)生各種熱梯度分布。

激光刀它作用于不同組織時(shí)，它以獨(dú)特的探頭能量轉(zhuǎn)換技術(shù)作保證兼容了多種激光組織效應(yīng)，使一套激光器可產(chǎn)生不同激光器的組織效應(yīng)，從根本上實(shí)現(xiàn)了對(duì)組織無(wú)出血的目的，最低限度組織損傷的瞬間氣化切割和凝固，使激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用中成為一把真正意義的無(wú)血手術(shù)刀。并且激光刀具有術(shù)后水腫輕、引流少的特點(diǎn)；術(shù)中高能量探頭產(chǎn)生的是無(wú)菌創(chuàng)面，術(shù)后感染及術(shù)后抗菌類藥物的使用，大大減少術(shù)中探頭氣化，腫瘤細(xì)胞避免了手術(shù)播散轉(zhuǎn)移，術(shù)中對(duì)肌肉神經(jīng)等無(wú)電刺激無(wú)肌肉痙攣等優(yōu)點(diǎn)，從根本上改變了傳統(tǒng)外科手術(shù)面貌，大大縮短了手術(shù)期間住院時(shí)間。

（四）激光理療儀

激光理療儀一般多為幾毫瓦到幾十毫瓦的氦氖激器。由于半導(dǎo)體激光器的諸多優(yōu)點(diǎn)，其必將取代氦氖激光器激光理療的地位。

（五）二氧化碳激光機(jī)

二氧化碳激光機(jī)是目前實(shí)用激光機(jī)中能量轉(zhuǎn)換效率最高的氣體激光機(jī)，它以較小的體積和供電就可獲得較大的輸出。采用射頻激勵(lì)結(jié)構(gòu)，使激光機(jī)體積大為縮小，其脈沖調(diào)制更容易進(jìn)行激光輸出。波長(zhǎng)10.6um，輸出功率0.5～6W，焦點(diǎn)光斑直徑小于0.5mm，采用關(guān)節(jié)導(dǎo)光臂，需用半導(dǎo)體激光引導(dǎo)定位。

二氧化碳激光的波長(zhǎng)處于水的吸收高峰，其能量很容易被含水組織吸收，因此，對(duì)組織穿透力不如YAG激光，但其熱效應(yīng)強(qiáng)，從而使組織凝固、碳化、迅速產(chǎn)生切割。臨床上常用于軟組織疾病的手術(shù)治療，特別是大面積切割治療，與常規(guī)的手術(shù)方法比較，其手術(shù)時(shí)間短，止血效果好，反應(yīng)和副作用小。

（六）半導(dǎo)體激光機(jī)

半導(dǎo)體激光機(jī)的輸出功率不及YAG和Co2激光機(jī)的1%，但操作簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉，具有電光轉(zhuǎn)換效率高、體積小、壽命長(zhǎng)（一般在萬(wàn)小時(shí)以上）的特點(diǎn)。目前用于口腔的半導(dǎo)體激光機(jī)的中心波長(zhǎng)在790～800nm左右，只需用5v直流電壓供電，即可輸出功率為幾十萬(wàn)毫瓦的激光。由于其功率小，一般用于理療和診斷。

臨床上多用于診斷牙髓炎和根尖周炎、止痛、促進(jìn)肉芽生長(zhǎng)、加強(qiáng)軟組織的愈合與再生等。隨著激光治療機(jī)的進(jìn)一步的完善，使整機(jī)成為醫(yī)療設(shè)備的重要組成部分，引人計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像處理技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)程序控制使其具備功率控制故障自檢、自動(dòng)保護(hù)、脈沖調(diào)制等功能。

四、激光治療儀的發(fā)展概況

未來(lái)在醫(yī)學(xué)上使用的激光治療機(jī)將向大功率、小型化、智能化的方向發(fā)展。隨著半導(dǎo)體激光器波長(zhǎng)范圍的擴(kuò)展，功率的提高，它將逐漸取代多種氣體、固體激光器，在醫(yī)學(xué)上將會(huì)獲得更廣泛的應(yīng)用。激光器將更多地與微機(jī)聯(lián)用實(shí)現(xiàn)激光器的智能化，軟件界面的操作，控制取代鈕控制并使激光治療機(jī)具備更大電的網(wǎng)絡(luò)功能。

在激光的應(yīng)用中，主要有兩個(gè)關(guān)鍵所在，一是需要研制開發(fā)符合要求的激光器；另一個(gè)則是激光的傳輸。毫無(wú)疑問，光纖是最為理想的激光傳輸載體，它具有高度的靈活性，但它的使用還有一定的局限。比如石英光纖在PDT治療過(guò)程中，在內(nèi)窺鏡引導(dǎo)下進(jìn)人肺部時(shí)容易發(fā)生折斷，甚至危及患者的生命。

另一方面，目前光纖只能用于傳輸可見光（390～770nm）和近紅外激光。對(duì)于紫外光和遠(yuǎn)紅外光，還沒有理想的光纖能予以有效傳輸。例如二氧化碳激光在手術(shù)中切割速度快，對(duì)周圍組織損傷淺。但因其激光波長(zhǎng)為10.6微米，不適宜普通光纖傳輸，使其應(yīng)用受到了很大的限制。因此研制開發(fā)臨床適用的二氧化碳激光傳輸光纖成為急需。

激光光纖刀頭也是激光治療設(shè)備的重要光傳輸部件，臨床需要各種各樣的激光光纖刀頭產(chǎn)品不斷現(xiàn)已不斷地被開發(fā)出來(lái)，以適應(yīng)不同的臨床需要。還有高能量的脈沖在進(jìn)人光纖時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊波，造成光纖的損傷，限制了進(jìn)一步的傳輸。目前許多發(fā)達(dá)國(guó)家都在積極地進(jìn)行特殊光纖的研制，并取得了一定的進(jìn)展。光纖技術(shù)的突破將會(huì)為激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域開辟更為廣闊的應(yīng)用前景。

從激光誕生至今，隨著激光技術(shù)的發(fā)展及其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的研究和臨床應(yīng)用，今后激光醫(yī)學(xué)必將取得更快的發(fā)展。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#