定义
用于医疗应用的激光系统。
有各种用于医疗目的的激光器。 在大多数情况下,他们基本上只在生物材料上进行一种激光材料加工。 在少数情况下,激光以其他方式使用,例如用于触发光化学反应。
激光不仅用于医学治疗,还用于诊断目的和医学研究。 例如,有光学相干断层扫描的眼部成像方法(可能涉及波长扫描激光),激光显微镜和激光光谱,这些方法都可用于计划治疗。 光遗传学是医学研究中另一个受益于激光技术的重要领域。
除激光器外,医疗激光系统还可能包含各种其他类型的光子学和光学技术,例如变频器,用于监控目的的光电探测器,相机和光束传输系统。
通常,医疗激光系统需要满足相对严格的条件。 特别是,它们需要高度可靠,因为在医疗操作期间失败可能会产生严重后果。 它们的性能参数必须具有良好的可重复性,并在运行过程中进行精确监控。 在应用此类激光器之前,必须满足各种法律条件(例如满足某些标准),这些条件可能因国家而异。
以下部分描述了医用激光器的一些典型应用。 但是,请注意,本文无法完全涵盖庞大的医疗应用领域,许多新应用程序正在开发中。
眼科激光
眼科,即医学和外科的分支,处理眼睛问题的诊断和治疗,是医学激光应用的经典领域。 这主要是因为眼睛,包括视网膜(光敏区域)等重要的内部部分,很容易被光接触到,而其他方法,例如视网膜则很困难。
视力矫正
一个特别重要的领域是视力矫正,因为这会影响很多人。 从本质上讲,眼睛通常具有不适当的晶状体屈光度值,这超出了调节范围。 一种形式是近视(近视或近视),屈光度太高,无法形成远处物体的清晰图像,但更适合于附近的物体。 相反的是远视,屈光度太小。 此外,散光也可能存在问题,即在垂直和水平方向上的屈光度不同。 在没有其他治疗的情况下,患者需要适当的矫正眼镜。 对于某些类型的屈光手术,包括激光手术方法,屈光度可以改变 - 不是通过影响晶状体,而是通过改变角膜(眼睛的外部)的形状。
早在1987年就已经应用的早期方法是光屈光性角膜切除术(PRK)。 在这里,准分子激光用于重塑角膜;发射的紫外线在组织中表现出很强的吸收,因此它只影响最外层。 顶层(称为角膜上皮)在此过程中完全丢失,必须在愈合过程中重新创建,这需要几天时间并且涉及感染风险增加。
一种改进且成熟的方法是LASIK。 在这里,人们首先使用机械手段(微型角膜刀)来产生角膜瓣,即从角膜上切出一层薄薄的,只在一侧留下一个小桥。 然后可以将翻盖折叠起来。 此后,使用准分子激光可以对角膜进行重塑(重塑)。 之后,皮瓣返回到其原始位置,在那里它可以在几天内再次与下层组织连接。
进一步改进的激光视力矫正方法称为飞秒LASIK。 与传统的LASIK相比,角膜瓣是通过将数千个紧密聚焦的超短激光脉冲的快速序列施加到略低于角膜表面的点来生成的。 使用的激光器可以是与光纤放大器系统结合使用的锁模光纤激光器。 此后,采用与传统LASIK相同的程序。
使用这种激光手术方法,可以矫正特别是近视(甚至是相当强的形式),还可以矫正远视和散光。 一个可能的挑战是,不能完全预测手术后屈光度如何随时间变化。
治疗视网膜脱离
激光也可用于治疗视网膜脱离 - 视网膜可能完全脱离,导致失明。 激光脉冲发送到视网膜裂孔周围的视网膜上的斑点,这可能不是视力所必需的,可以引起光凝,从而防止进一步脱落。
激光在皮肤病学中的应用
皮肤也是激光辐射特别容易接近的部分,并且已经开发了各种激光治疗方法来治疗不同的皮肤状况。 例如,可以治疗血管和色素病变,也可以治疗疤痕和皱纹。 此外,激光经常用于去除纹身和脱毛。
在光动力疗法中,一些光敏物质被注射到血液中,并通过激光照射局部激活,使其变得有毒,诱导细胞死亡。 这种方法不仅可以用于治疗皮肤癌,还可以用于治疗前列腺癌,各种感染和痤疮。
在皮肤病学中,人们经常使用不同波长的Q开关激光器,有时与倍频结合使用,但在其他情况下需要准连续波操作或连续波操作。
对于某些治疗,例如皮肤病变,重要的是操作血红蛋白表现出强烈吸收的不适当波长区域。 由于这些原因,使用了各种不同的激光线- 例如:
- 532 nm 倍频 YAG 激光器
- 来自氪离子激光器的 568 nm
- 694 nm 来自红宝石激光器
- 755 nm来自亚历山大变石激光器
- 1064 nm 从Nd:YAG
- 2.94 μm 来自 Er:YAG 激光器
- 10.6 μm 脉冲或连续波一氧化碳2激光器
牙科中的激光
一个常见的应用是在治疗龋齿的情况下准备蛀牙。 这可以通过调QEr:YAG 激光器的短脉冲来完成。 与传统钻孔相比,此过程可能会产生更少的疼痛。
牙科中还有其他各种激光应用,涉及硬组织(牙齿)或软组织,例如用于暴露未萌出或部分萌出的牙齿。
泌尿外科激光
一种流行的方法是治疗良性前列腺增生,这给许多男性带来了问题。 有包含光纤的内窥镜,允许微创手术,其中高功率激光(例如来自激光二极管)用于烧蚀组织。 与开放式手术相比,并发症的风险降低,患者的康复更快。
激光碎石术已被开发用于去除尿路结石。 不同的微观机制可用于用强激光脉冲破坏结石,以便剩余的小块可以很容易地从尿路中洗出。 一种主要使用Q开关钬激光器,发射约2.1μm,这是一个在水中吸收良好的光谱区域。 然而,目前正在研究使用铥光纤激光器是否具有更好的光束质量和更高的脉冲重复率等优点。 该方法似乎是用超声波进行体外冲击波碎石术的良好替代方案。
例如,激光还用于治疗尿路上皮肿瘤、前列腺癌、尿石症和尿路狭窄。
普通激光手术
激光也可用于其他类型的切割(激光手术刀),烧蚀或烧灼组织的手术。 原则上可以使用多种类型的激光器,包括一氧化碳2激光器,二极管激光器,光纤激光器,气体激光器和准分子激光器。 连续波操作和脉冲操作都很有用。
激光手术的典型优点是受影响的组织自动无菌,并且通过光凝作用减少出血倾向。 但是,也可能存在缺点,例如缺乏触觉反馈和处理速度低。 在某些情况下,需要开发激光器,例如增加脉冲重复率以加快处理速度。