临床生物效应应用 - 半导体激光器应用

2 临床生物效应应用

生物组织吸收激光能量后将其光能转变成热能，在此过程中因热反应所致的局部组织效应程度不同而又有不同的应用。半导体激光输出波长600-8500nm，连续或脉冲，功率从几毫瓦到上百瓦，小功率可用于血管或体外照射，大功率则可用于外科手术。

组织焊接

激光焊接技术始于（“世纪）”年代，主要应用于神经、血管、肠管、皮肤以及视网膜的焊接。半导体激光焊接组织具有炎症反应轻、形成粘连少、愈合快、瘢痕不明显、操作简单、手术时间短等特点。H.Sprague Eustis等利用半导体激光结合冷冻疗法治疗早产儿视网膜疾病，效果明显好于单独使用冷冻疗法也好于单独使用激光治疗，术后并发症发生率降低。根据I.C.D.Y.M.Wolf –de Jonge2的统计，使用半导体激光焊接血管其焊接点平均破裂压力为409mmHg，与其它常用激光相比居中，但其术后动脉瘤生成概率最低。研究表明，激光焊接组织时使用蛋白质等生物焊接剂将增加抗拉强度，而焊接剂的浓度和染色浓度对半导体激光焊接组织的抗拉强度都有很大影响。，随着焊料的不断发展，半导体激光组织焊接牢固性也不断增强，同时其具有功率大、使用方便、操作简单、价格低的优点。因此，半导体激光在组织吻合方面大有取代传统缝合的趋势。

组织切割

继Nd:YAG激光之后，高功率半导体激光已成为目前最新一代的医用光刀，对组织照射较深穿透，因此，进行组织切割比较理想。龚卓对168例半导体激光手术进行统计后得到各科室手术的平均功率为： 妇产科11.25W，耳鼻喉科11.59W，神经外科8.67W，泌尿外科28.70W。不同科别之间有极显著差异，从而提示半导体激光的功率预置应根据不同组织类型和使用环境有所区别。王勉镜对980nm半导体激光刀与810nm半导体激光刀进行比较，前者平均使用功率均低于后者，认为980nm半导体激光在切割、凝固等方面应用效果好于$H“&’半导体激光刀。Bertrand C.Devaux M.D等对中枢神经肿瘤应用半导体激光切割，输出功率从1W到25W不等，深色肿瘤使用接触式连续波散焦3-10W止血，10-25W汽化或脉冲聚焦汽化；而对浅色组织由于半导体激光的穿透较深，应选用接触模式，输出功率则有相应变化。

照射、理疗

弱激光的刺激效应可以加强局部血液循环、提高免疫功能、调整机能、促进细胞生长、组织修复等作用，达到治疗疾病的目的。

半导体激光在口腔科的照射应用较广，对于急性根尖炎、急性冠周炎、干槽症、根充后疼痛、口腔溃疡、糜烂型扁平苔藓、颞颌关节功能紊乱、牙龈炎、牙本质过敏等等各种口腔疾病都有应用7H（8。半导体激光照射治疗对口腔科常见的急慢性疾病有着较好的疗效，总有效率可达86.25%，值得临床推广应用。在杨淑兰、张洁等比较半导体激光和He-Ne激光照射治疗五官科疾病中，半导体激光治疗有效率明显高于He-Ne激光治疗有效率。沈国荣，金文潮等在830nm半导体激光防龋实验中：实验组龋坏率远小于非照射组，故半导体激光防治龋也是一种有效、安全，值得继续发展的治疗方法。

与Er激光、Ho激光等激光相比，半导体激光对人组织穿透较深，可引起较深层组织的生物效应。用其照射患部可改善局部血液循环，增加局部营养物质和氧的交换，增强代谢作用，促进血管再生、受损神经组织的恢复。杨中伟对比了632.8nm的He-Ne激光和650-810nm双波长半导体激光在耳鼻喉科疾病中的疗效，前者总有效率91.4%，后者总有效率96%以上。叶美云，陈荣利用650nm的半导体激光对各种鼻炎照射治疗，输出功率20-60mW总有效率达97.5%。其中急性鼻炎、慢性单纯性鼻炎，疗效显著；过敏性鼻炎及慢性肥厚性鼻炎次之；萎缩性鼻炎疗效稍差。

眼科应用较多的主要是光凝治疗。眼睛不同组织对不同波长的吸收率差别很大，半导体激光波长范围宽，因此选择时应根据组织的不同而选择相应的波长。Scott A.Pastor MD在对眼科光凝的回顾研究中指出，半导体激光穿过巩膜光凝效果与Nd：YAG激光相比无显著差异，因此可以替代之。司马晶比较了半导体激光与氩激光，指出半导体激光穿透力较强，作用位置较深，可经巩膜行睫状体光凝术；能穿透混浊的晶体和玻璃体进行治疗；能透过出血区直接作用于视网膜色素上皮及脉络膜；作用于视网膜色素上皮及脉络膜色素上皮时不会因为神经上皮受损而造成视力和视野的损害，尤其对黄斑区的病变及中心凹下脉胳膜新生血管等，具有保留有限的中心视力的优点。Edoardo Midena等利用810nm半导体激光经瞳孔照射温热疗法对眼底恶性黑色素瘤的检测和治疗进行了初步探讨，提示这可能是一种治疗脉络膜黑色素瘤的新方法。但同时半导体激光也有明显缺点7（H8：光凝局部视网膜出现反应的时间较长，若半导体激光光凝后即刻出现与氩激光相似的反应，则光凝已过量。因此，半导体激光作为眼底病光凝光斑反应较难掌握，后期光斑瘫痕扩大、光斑融合，色素沉着现象极显著。

He-Ne激光血管内照射治疗发展已有10年，用以治疗一些缺血性疾病，如：高脂血症、高粘血症、高血压，脑血栓后遗症，心脑供血不足，冠心病，动脉硬化，脑梗塞，脑中风，心绞痛，心肌梗塞等疾病，效果非常好。近年来，半导体激光血管外照射治疗此类疾病的研究应用也逐渐增多。半导体激光血管外照射治疗和药物治疗效果相比，半导体激光血管外照射治疗能降低血液流变学等多项指标，并且与药物治疗有显著差异；与He-Ne激光血管内照射相比则无显著差异（数据相近）。但半导体激光血管外照射在治疗过程中不需刺破皮肤、血管，因此操作、应用都优于He-Ne激光血管内照射。在治疗疼痛性疾病方面，Eiichi Sakuraba，Akiko Sekine等研究和评估了连续波和脉冲式半导体激光对疼痛缓解的疗效，指出半导体激光对疼痛缓解有明显作用，而且当输出总能量相同时，脉冲激光照射对表面的麻醉比连续激光照射更有效。此外，半导体激光器照射治疗糖尿病性溃疡、皮肤创伤、神经衰弱、小儿肺炎、脑梗死、心肌梗塞等等都有应用的报导。

激光针灸与我国传统的针灸相类似，但它除了刺激穴位外，还加上了弱激光本身的生物效应。632nm的光波被称为“光维他命”，因此利用半导体激光进行穴位照射时最好选用与此相近的波长（如632.8nm）。半导体激光穴位照射与常规治疗相结合在许多疾病的治疗上都得到满意的效果，同时半导体激光器体积小、价格低，在理疗保健方面有进入一般家庭的趋势，我们相信，这也是半导体激光器使用的发展方向之一。

我们知道，半导体激光器缺点是激光性能受温度影响大，光束的发散角较大，所以在方向性、单色性和相干性等方面较差。但随着科学技术的迅速发展，半导体激光器的研究正向纵深方向推进，半导体激光器的性能在不断提高。目前半导体激光器的功率可以达到很高的水平而且光束质量也有了很大的提高。因此半导体激光器在医学应用上将取得更大的进展，发挥更大的作用。