激光是一种神奇的光,它具有能量集中、方向准确、温度高的优点。激光技术是当代科技中发展最快的高新技术之一,它在医学中的应用也很多,比如激光美容、激光治疗近视等。在仪器方面,激光刀是一个重要的贡献。
激光刀的主要装置是产生激光的激光器。激光器的组成部分有3个,即工作物质、激励系统和谐振腔。这3个组成部分的不同搭配能产生不同的激光。
比较常用的激光器有哪些呢?可以说,激光器的种类非常多,我们知道的有红宝石激光器、二氧化碳激光器、准分子激光器、半导体激光器、氦氖激光器以及金属蒸汽激光器等。激光器能产生激光,比如远红外激光、中红外激光、近红外激光、可见激光、近紫外激光、真空紫外激光以及X线激光等。
激光刀主要应用了激光生物作用中的热效应,激光照射组织后,可以使组织出现凝结、被切割和气化等现象。这就是激光刀在手术中的工作原理。在激光刀切割组织时,要把激光聚焦,使能量更加集中,然后对准组织进行照射,使该组织快速燃烧,从而从身体组织上分离下来。这时,刀口边缘会形成一个坏死区,封住大部分血管,减少出血量。
一般情况下,用激光刀切割组织时并不直接接触身体组织,因此,与普通手术刀相比,激光刀在切割时无压力,出血少,手术后疼痛感轻,也不会感染。不过,激光刀也有一些不足之处,如伤口的愈合速度比较慢;而且,由于激光的热量会使组织燃烧,从而产生烟雾和焦味,所以还要准备除烟除味装置。
激光刀主要应用在常规手术刀不易施行或使用通常的手术方式有缺陷的情况。由于它具有手术失血少等优点,因此激光刀用来切割富含血管的组织及肿瘤等软组织。
人体的各个部位对激光的吸收程度是不同的,而不同波长、不同功率激光对人体的某个部位的作用也不相同。所以采用不同振荡频率的激光器,获得不同波长的激光,制成各种激光刀,就可以有选择性地对人体组织产生不同的影响,达到不同的治疗目的。目前常用的激光刀有以下几种:
二氧化碳激光手术刀这种激光器能辐射波长为10.6微米的激光束。这种波长的激光几乎全部能被人体组织中的水所吸收。激光被组织表层吸收后,光能迅速转换为热能,使表层组织中的水顿时沸腾起来,被蒸发汽化。伴随着散发的缕缕白烟,患病的组织被脱水、汽化、凝固。因此用这种激光刀切除患病组织不会流血。二氧化碳激光辐射穿入组织仅0.5~1毫米深,在切口侧面形成较窄的热灼区,因此作为“光刀”,它可用于外科的许多方面。
掺钕钇铝石榴石激光手术刀这种激光器的辐射波长为1.064微米。人体组织中的水对这种波长的吸收能力比较弱,用它作为切除组织的手术刀,效果要比二氧化碳激光器略差一点。但这种波长的激光束穿透能力较强,能深深地渗透到组织内部,使其中的蛋白质凝固,达到治病目的。与二氧化碳激光束不同的另一方面,是它可以顺利地通过光纤传输,利用内窥镜技术对人体内部不易到达的部位(如胸腔、腹腔等)加热和止血。
氩离子激光手术刀氩离子激光器的辐射波长为0.488~0.515微米,几乎不能被人体组织中的水所吸收,但它能被血液中的血红朊吸收,使血管中的血因此而被凝固,因此有很好的止血作用。
组合式激光手术刀近年来,出现了一些“组合式激光手术刀”。如由掺钕钇铝石榴石激光器与二氧化碳激光器合成的所谓“组合激光手术器”,就是两种激光同轴工作,经反射镜和聚焦作用到人体组织上。血液丰富的器官(如肝、脾)可用此法。其特点是一边止血凝固,一边开刀切割,所以出血极少,时间又快。
二氧化碳激光器和钇铝石榴石激光器所辐射的红外激光,常常是看不见的,这给切除内脏等要求精确度较高的手术带来了困难。为了解决这个问题,在早期的国产激光手术器中,与二氧化碳激光器并排安装了一台能发出鲜红的可见光激光束的氦-氖激光器。两台激光器同步工作,由光学系统将两束激光引导在同轴的光路上,这样就能按一束鲜艳的红光束的指示进行手术了。为了降低成本、减小体积、节省能源,在近期进口的二氧化碳激光手术器械中,普遍采用了激光二极管作为引导光束,效果与采用氦氖激光器的差不多,很值得我国技术人员借鉴。
目前二氧化碳激光手术刀的光路中,有装有光学反射镜的接头若干个,以便可以有较大的自由度,但这种接头一多,就会带来 *** 作上的不便。所以,已开始研制特殊的光纤材料,以期将可挠性较好的光纤引用到二氧化碳激光刀中,以代替笨重的光学接头。如KRS-5、TIBr等结晶纤维等。而在钇铝石榴石激光刀中,则用石英光纤就可以作为可挠性好的导光光路,配合内窥镜,将激光引向体内。
二极管激光手术刀众所周知,采用半导体二极管的激光器,功率一般都比较小,只能适用于通信、音响、监控等领域,而直接用于切割的产品极为罕见。但英国推出的Diomed型二极管手术系统则打破了这一传统观念。据称是世界上第一台应用于外科手术的这种激光器,波长为805纳米,能使用单模光纤,输出30~35瓦的功率。它能应用于任何接触或非接触的外科手术。其具有强大的市场竞争力的因素有三个,一是采用了二极管激光器,降低了投资费用;二是较之其他激光器而言,二极管激光系统寿命长,而且免于维护。三是整个系统结构紧凑、尺寸小、携带方便,可在临床应用中随意移动。
二氧化碳激光手术刀这种激光器能辐射波长为10.6微米的激光束。掺钕钇铝石榴石激光手术刀这种激光器的辐射波长为1.064微米。氩离子激光手术刀氩离子激光器的辐射波长为0.488~0.515微米。二氧化碳激光器和钇铝石榴石激光器所辐射的红外激光。二极管激光手术刀众所周知,采用半导体二极管的激光器。
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