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作者：張佳瑩1,3顧瑛1 劉喜文2 魏志義3

1中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院激光科

2第四軍醫(yī)大學(xué)護(hù)理系

3中國(guó)科學(xué)院物理研究所光物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

激光自50年前誕生以來(lái)，已在臨床醫(yī)學(xué)診斷及治療中得到廣泛的應(yīng)用，目前不僅成為治療疾病的一種先進(jìn)手段，而且也發(fā)展成為一門重要的醫(yī)學(xué)分支。實(shí)際上，幾乎每一種激光器問(wèn)世后，人們都會(huì)探索發(fā)掘其在醫(yī)療領(lǐng)域的有效應(yīng)用。

根據(jù)病理診斷和臨床治療的不同需求，目前在醫(yī)學(xué)診斷方面，激光診斷的方法可分為激光光譜分析法、激光干涉分析法、激光散射分析法、激光衍射分析法、激光透射分析法及激光偏振法等。

近年來(lái)隨著激光技術(shù)的快速發(fā)展和激光器件的不斷增加，可供臨床使用的激光種類也越來(lái)越多，無(wú)論是從高功率連續(xù)激光到飛秒超短脈沖激光，還是從深紫外激光到中紅外激光，無(wú)不在外科手術(shù)、疾病診斷、美容保健等方面表現(xiàn)出重要的應(yīng)用潛力。因此在選用醫(yī)用激光器時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的臨床需求并結(jié)合激光器件的最新發(fā)展，確定最適合的激光參數(shù)及指標(biāo)，從而對(duì)醫(yī)用激光器做出合理而實(shí)用的選擇。

醫(yī)用激光器的種類及主要臨床應(yīng)用

不同種類的激光器其參數(shù)性能和工作方式不一樣，其與人體生物組織的相互作用也不同。確定所需醫(yī)用激光的參數(shù)性能和所需要的工作方式后，基本就可以確定適合的具體激光種類了，下面我們依據(jù)常用工作物質(zhì)分類對(duì)一些典型的醫(yī)用激光器件及主要臨床應(yīng)用作簡(jiǎn)要介紹。

固體激光器

固體激光器是目前使用最廣泛、最成熟的醫(yī)用激光器。典型的固體醫(yī)用激光當(dāng)屬Nd:YAG激光，亦即摻釹釔鋁石榴石激光，主要的工作波長(zhǎng)為1064 nm。作為手術(shù)刀應(yīng)用一般采用連續(xù)輸出，功率在幾十瓦左右；作為皮膚科色素類疾病治療，多采用調(diào)Q輸出，能量可達(dá)1焦耳每脈沖，脈寬可窄至幾納秒，還可用于膜性白內(nèi)障、晶狀體囊膜切開術(shù)、虹膜切開術(shù)、晶體及前房?jī)?nèi)的玻璃體條索切斷等內(nèi)眼手術(shù)。

這類激光作為長(zhǎng)脈沖輸出時(shí)，還可用于祛除毛發(fā)，脈寬可長(zhǎng)至200 ms；作為自由振蕩模式，可用于眼科慢性淚道阻塞性疾病的治療。此外Nd:YAG激光經(jīng)倍頻后的532 nm波長(zhǎng)激光在多個(gè)治療領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用，例如眼科、牙科、皮膚科、前列腺切除等，并能用于皮膚科皺紋、脫毛的對(duì)癥病癥的治療及眼底疾病治療等。

Nd:YAG激光的另一個(gè)波長(zhǎng)1320 nm，可適用于由于血液逆流導(dǎo)致的大、小隱靜脈曲張及無(wú)功能性的淺表支靜脈曲張等疾病的治療。Nd:YAP(摻釹鋁酸釔)激光器輸出的1.3 μm激光與該波長(zhǎng)相近，由于人眼相對(duì)安全的特性，這種波長(zhǎng)激光在醫(yī)用手術(shù)中曾被廣泛看好，并可以用于牙齲的祛除及牙髓腔的備洞、牙本質(zhì)過(guò)敏癥、牙齦瘤及血管瘤切除、口腔潰瘍的體外照射等治療。

近年來(lái)，波長(zhǎng)到2 mm以上中紅外固體激光的出現(xiàn)和發(fā)展，為激光醫(yī)學(xué)提供了大量新的理想選擇，如典型的摻鈥、銩及鉺的YAG激光器。這些激光大多采用脈沖工作方式，其中Ho:YAG（摻鈥釔鋁石榴石）激光器的波長(zhǎng)為2.1 μm，適用于軟硬組織的接觸與非接觸切割、切除和凝固，如用于泌尿系結(jié)石；皮膚科治療化膿性肉芽腫、老年疣、老年角化；婦產(chǎn)科治療宮頸糜爛；耳鼻喉科治療鼻息肉、咽喉部乳頭狀瘤；腰椎間盤經(jīng)皮手術(shù)等；該激光系統(tǒng)應(yīng)用于經(jīng)皮心肌血管重建術(shù)，作為血管成型術(shù)中的理想器具，被譽(yù)為“冠心病治療的第四個(gè)里程碑”。

Tm:YAG（摻銩釔鋁石榴石）激光器輸出的2.0 μm波長(zhǎng)與Ho:YAG激光相近，并可適用于軟硬組織的接觸與非接觸切割、切除和凝固。

另一種Er:YAG（摻鉺釔鋁石榴石）激光器的輸出波長(zhǎng)為2.9 μm，由于水對(duì)于此波長(zhǎng)強(qiáng)烈吸收，因此主要應(yīng)用于淺層組織的激光治療，如打孔采血、眼科治療、嫩膚手術(shù)等，此外在耳鼻喉科，腫瘤的治療等他領(lǐng)域也有應(yīng)用，其治療原理基本可以歸結(jié)為激光手術(shù)刀。類似的還有所謂的“水激光”（Er,Cr:YSGG激光，因使用水流導(dǎo)光而得名），其波長(zhǎng)2780 nm，在牙科中有應(yīng)用。

一些早期的固體激光器，如波長(zhǎng)694.3 nm的紅寶石激光器、波長(zhǎng)為755 nm的紫翠寶石激光器等，作為最早的激光醫(yī)療器應(yīng)用在皮膚色素祛、皮膚脫毛、去除紋身和治療良性皮膚色素性損傷等方面。

近年來(lái)隨著綜合性能先進(jìn)激光器件的不斷出現(xiàn)，這類激光已逐漸退出醫(yī)用激光領(lǐng)域。值得一提的是目前科研上廣泛使用的飛秒摻鈦藍(lán)寶石激光器，其不僅具有包括上述波長(zhǎng)的寬帶光譜及波長(zhǎng)調(diào)諧能力，而且脈沖寬度可到100 fs以下，在疾病診斷及精密外科手術(shù)方面表現(xiàn)出越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

醫(yī)用激光的另外一個(gè)趨勢(shì)是光纖激光，作為固體激光的一種，光纖激光不僅在波長(zhǎng)上已覆蓋了1.064 mm、1.3 mm、1.5 mm及2 mm等常用固體醫(yī)用激光的波長(zhǎng)，而且也在飛秒超短脈沖、高功率輸出等運(yùn)行方式上進(jìn)展迅速。可以預(yù)見，光纖激光在未來(lái)醫(yī)用激光中將會(huì)占到越來(lái)越多的份額。

氣體激光器

常用的醫(yī)用氣體激光器有：

二氧化碳激光器，輸出波長(zhǎng)10.6 μm，屬遠(yuǎn)紅外激光。具有連續(xù)和脈沖兩種工作方式，臨床上一般通過(guò)導(dǎo)光關(guān)節(jié)臂傳輸。由于二氧化碳激光易于實(shí)現(xiàn)高功率輸出（千瓦以上），成本也相對(duì)低廉，其波長(zhǎng)對(duì)水的吸收率又極高，因此多用于強(qiáng)激光治療。

氦氖激光器，輸出波長(zhǎng)為632.8 nm。主要為連續(xù)工作方式，功率僅10 mW量級(jí)，僅可用于弱激光治療，即激光理療與激光針灸；也可用作光動(dòng)力療法的治療光源。

氬離子激光器，輸出波長(zhǎng)主要為514.5 nm和488 nm，連續(xù)工作方式，功率可到數(shù)十瓦。該激光工作壽命較短，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較高，原則上每隔3至4年就得花費(fèi)大筆費(fèi)用更換激光管。其可見的藍(lán)綠波長(zhǎng)激光，可經(jīng)光纖傳輸，血紅蛋白對(duì)該段波長(zhǎng)的吸收率極高，可用作光動(dòng)力療法的治療光源。

與其類似的還有銅蒸汽激光。目前利用二極管激光抽運(yùn)的倍頻Nd:YAG類激光可以獲得連續(xù)工作方式下平均功率大于10 W及高重復(fù)頻率工作方式下平均功率大于100 W的532 nm綠激光，因此在許多醫(yī)療方面不僅可以取代氬離子激光、銅蒸汽激光，而且在眼科、前列腺等方面具有新的應(yīng)用，并表現(xiàn)出較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

氪離子激光器，工作波長(zhǎng)主要有406.7 nm、415.4 nm、568 nm、647 nm。主要為連續(xù)工作方式。可用作光動(dòng)力療法的診斷光源。

氦鎘激光器，輸出波長(zhǎng)441.6nm。主要為連續(xù)工作方式?？捎米鞴鈩?dòng)力療法的診斷光源。

半導(dǎo)體激光器

目前半導(dǎo)體激光的輸出波長(zhǎng)從405 nm到1500 nm有多種選擇，工作方式有連續(xù)和脈沖運(yùn)行。一般用波長(zhǎng)和工作方式來(lái)限定其名稱，如：630 nm連續(xù)半導(dǎo)體激光器、780 nm脈沖半導(dǎo)體激光器等；也有用半導(dǎo)體材料來(lái)直接限定名稱，如：砷化鎵半導(dǎo)體激光器、砷鋁鎵半導(dǎo)體激光器等。

半導(dǎo)體激光具有體積小、效率高、能直接利用電源對(duì)輸出激光進(jìn)行調(diào)制等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，適用于要求裝置輕便并對(duì)激光輸出功率要求不高的場(chǎng)合。

一臺(tái)大小與普通計(jì)算機(jī)差不多的半導(dǎo)體激光單元，具備比其體積大得多的激光器所具有的同樣功能。它除了價(jià)格低廉外，由于電、光效率較高、工作壽命較長(zhǎng)，所以運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也較低，二極管激光管的壽命要比離子激光器長(zhǎng)得多。由于其波長(zhǎng)從紫外到紅外波段可選擇范圍寬，可經(jīng)光纖傳輸，臨床應(yīng)用范圍越來(lái)越寬。

染料激光器

染料激光可以說(shuō)是覆蓋波長(zhǎng)最寬的一種激光，選擇不同染料能實(shí)現(xiàn)從400 nm到950 nm的調(diào)諧輸出，工作方式主要有連續(xù)波和脈沖波，依抽運(yùn)方式不同分為閃光燈抽運(yùn)和激光抽運(yùn)的染料激光器。染料激光聯(lián)合倍頻Q開關(guān)Nd:YAG激光器，可用于祛除紋身、治療血管性和色素性病變、普通皮膚科軟組織的切割、切除、燒蝕和汽化及祛除人體多余毛發(fā)等。

準(zhǔn)分子激光器

準(zhǔn)分子激光的輸出波長(zhǎng)一般在紫外光范圍，常用激光介質(zhì)限定其名稱，如：氟化氬準(zhǔn)分子激光器、氟化氙準(zhǔn)分子激光器。工作方式多為脈沖波。目前在眼科和皮膚科應(yīng)用較為成熟。