作者：張佳瑩1,3顧瑛1 劉喜文2 魏志義3
1中國人民解放軍總醫(yī)院激光科
2第四軍醫(yī)大學護理系
3中國科學院物理研究所光物理重點實驗室
激光自50年前誕生以來，已在臨床醫(yī)學診斷及治療中得到廣泛的應用，目前不僅成為治療疾病的一種先進手段，而且也發(fā)展成為一門重要的醫(yī)學分支。實際上，幾乎每一種激光器問世后，人們都會探索發(fā)掘其在醫(yī)療領域的有效應用。
根據(jù)病理診斷和臨床治療的不同需求，目前在醫(yī)學診斷方面，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。
近年來隨著激光技術的快速發(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越多，無論是從高功率連續(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，無不在外科手術、疾病診斷、美容保健等方面表現(xiàn)出重要的應用潛力。因此在選用醫(yī)用激光器時，應根據(jù)不同的臨床需求并結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，從而對醫(yī)用激光器做出合理而實用的選擇。
醫(yī)用激光器的種類及主要臨床應用
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)常用工作物質分類對一些典型的醫(yī)用激光器件及主要臨床應用作簡要介紹。
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)用激光當屬Nd:YAG激光，亦即摻釹釔鋁石榴石激光，主要的工作波長為1064 nm。作為手術刀應用一般采用連續(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Q輸出，能量可達1焦耳每脈沖，脈寬可窄至幾納秒，還可用于膜性白內障、晶狀體囊膜切開術、虹膜切開術、晶體及前房內的玻璃體條索切斷等內眼手術。
這類激光作為長脈沖輸出時，還可用于祛除毛發(fā)，脈寬可長至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波長激光在多個治療領域也有著重要的應用，例如眼科、牙科、皮膚科、前列腺切除等，并能用于皮膚科皺紋、脫毛的對癥病癥的治療及眼底疾病治療等。
Nd:YAG激光的另一個波長1320 nm，可適用于由于血液逆流導致的大、小隱靜脈曲張及無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激光與該波長相近，由于人眼相對安全的特性，這種波長激光在醫(yī)用手術中曾被廣泛看好，并可以用于牙齲的祛除及牙髓腔的備洞、牙本質過敏癥、牙齦瘤及血管瘤切除、口腔潰瘍的體外照射等治療。
近年來，波長到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)皮手術等；該激光系統(tǒng)應用于經(jīng)皮心肌血管重建術，作為血管成型術中的理想器具，被譽為“冠心病治療的第四個里程碑”。
Tm:YAG（摻銩釔鋁石榴石）激光器輸出的2.0 μm波長與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）激光器的輸出波長為2.9 μm，由于水對于此波長強烈吸收，因此主要應用于淺層組織的激光治療，如打孔采血、眼科治療、嫩膚手術等，此外在耳鼻喉科，腫瘤的治療等他領域也有應用，其治療原理基本可以歸結為激光手術刀。類似的還有所謂的“水激光”（Er,Cr:YSGG激光，因使用水流導光而得名），其波長2780 nm，在牙科中有應用。
一些早期的固體激光器，如波長694.3 nm的紅寶石激光器、波長為755 nm的紫翠寶石激光器等，作為最早的激光醫(yī)療器應用在皮膚色素祛、皮膚脫毛、去除紋身和治療良性皮膚色素性損傷等方面。
近年來隨著綜合性能先進激光器件的不斷出現(xiàn)，這類激光已逐漸退出醫(yī)用激光領域。值得一提的是目前科研上廣泛使用的飛秒摻鈦藍寶石激光器，其不僅具有包括上述波長的寬帶光譜及波長調諧能力，而且脈沖寬度可到100 fs以下，在疾病診斷及精密外科手術方面表現(xiàn)出越來越廣泛的應用。
醫(yī)用激光的另外一個趨勢是光纖激光，作為固體激光的一種，光纖激光不僅在波長上已覆蓋了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，而且也在飛秒超短脈沖、高功率輸出等運行方式上進展迅速?？梢灶A見，光纖激光在未來醫(yī)用激光中將會占到越來越多的份額。
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10.6 μm，屬遠紅外激光。具有連續(xù)和脈沖兩種工作方式，臨床上一般通過導光關節(jié)臂傳輸。由于二氧化碳激光易于實現(xiàn)高功率輸出（千瓦以上），成本也相對低廉，其波長對水的吸收率又極高，因此多用于強激光治療。
氦氖激光器，輸出波長為632.8 nm。主要為連續(xù)工作方式，功率僅10 mW量級，僅可用于弱激光治療，即激光理療與激光針灸；也可用作光動力療法的治療光源。
氬離子激光器，輸出波長主要為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，運轉費用較高，原則上每隔3至4年就得花費大筆費用更換激光管。其可見的藍綠波長激光，可經(jīng)光纖傳輸，血紅蛋白對該段波長的吸收率極高，可用作光動力療法的治療光源。
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用，并表現(xiàn)出較強的經(jīng)濟實用性。
氪離子激光器，工作波長主要有406.7 nm、415.4 nm、568 nm、647 nm。主要為連續(xù)工作方式。可用作光動力療法的診斷光源。
氦鎘激光器，輸出波長441.6nm。主要為連續(xù)工作方式?？捎米鞴鈩恿Ο煼ǖ脑\斷光源。
半導體激光器
目前半導體激光的輸出波長從405 nm到1500 nm有多種選擇，工作方式有連續(xù)和脈沖運行。一般用波長和工作方式來限定其名稱，如：630 nm連續(xù)半導體激光器、780 nm脈沖半導體激光器等；也有用半導體材料來直接限定名稱，如：砷化鎵半導體激光器、砷鋁鎵半導體激光器等。
半導體激光具有體積小、效率高、能直接利用電源對輸出激光進行調制等獨特優(yōu)點，適用于要求裝置輕便并對激光輸出功率要求不高的場合。
一臺大小與普通計算機差不多的半導體激光單元，具備比其體積大得多的激光器所具有的同樣功能。它除了價格低廉外，由于電、光效率較高、工作壽命較長，所以運轉費用也較低，二極管激光管的壽命要比離子激光器長得多。由于其波長從紫外到紅外波段可選擇范圍寬，可經(jīng)光纖傳輸，臨床應用范圍越來越寬。
染料激光器
染料激光可以說是覆蓋波長最寬的一種激光，選擇不同染料能實現(xiàn)從400 nm到950 nm的調諧輸出，工作方式主要有連續(xù)波和脈沖波，依抽運方式不同分為閃光燈抽運和激光抽運的染料激光器。染料激光聯(lián)合倍頻Q開關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。
準分子激光器
準分子激光的輸出波長一般在紫外光范圍，常用激光介質限定其名稱，如：氟化氬準分子激光器、氟化氙準分子激光器。工作方式多為脈沖波。目前在眼科和皮膚科應用較為成熟。
醫(yī)用激光目前可謂燦若星辰，為造福人類健康、提高生活質量，發(fā)揮著越來越重要的作用。在實際選購激光器時，還要考慮到以下幾個方面：
●光學元件的損壞，抽運元件的壽命仍然是難以解決的問題；
●維護費用偏高、缺少專門維護人員等問題值得注意。通常進口一臺激光治療機的年平均維護費用在6萬元左右;
●激光器的穩(wěn)定輸出、安全標準與防護問題;
●遵循激光醫(yī)學的循證醫(yī)學研究，可以為醫(yī)院選擇醫(yī)用激光器提供新的標準。
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