在医疗方面,强脉冲光和激光都可以用于医学诊断和治疗。其中激光常被用于眼科手术、皮肤手术、牙科手术、癌症治疗等领域,强脉冲光则主要用于皮肤科、眼科等相关疾病治疗。
自 1960 年世界上第一台红宝石激光器面世以来,激光技术开始应用于医学领域。经过60 余年的发展,激光医学已初步发展成为一门体系较为完整且相对独立的新型交叉学科,在医学科学中扮演着越来越重要的角色。激光医疗具有无接触、精度高、损伤小、便于携带和操作灵活等优点,自被国内外药品监督管理部门批准用于临床应用以来,广泛应用于各医疗学科中。
激光医疗由于其独特的优势,被越来越多的医师和患者接受,在部分疾病的治疗中逐渐取代了传统的治疗方法,所占的市场份额也越来越大。根据 The BusinessResearch Company 发布的市场研究报告,2026 年全球激光医疗市场规模将增长至 93.1 亿美元,2022~2026 年复合增长率高达 13.7%。
(1)医用激光器介绍
激光具有极高的相干性、单色性和方向性,能够将能量集中在很小的空间范围内,实现光与物质相互作用。医用激光器不同于工业激光器,它对激光有特定的要求,如激光波长、脉冲宽度、工作方式、输出功率、设备尺寸和安全监测等。
针对不同人体组织对激光的吸收和穿透效率的差异,需要选择不同波长的激光器;针对一些高精密的治疗应用,需要严格控制脉冲宽度、工作方式和输出功率,激光器体积要小,重量要轻,便于携带和操作;对于需要将光纤伸入身体的手术,光纤的直径要足够小,为减少对正常组织造成的损伤,激光器模块需带有温度反馈、指示光、光功率监测和光纤接入监测等功能,保证治疗过程中的参数稳定。
随着激光器性能的不断提升,激光器的各项参数指标日益优化,如激光波长范围扩大、平均功率增加、体积缩小和系统稳定性增强等,激光在医疗领域中的应用范围也不断增加,不同波长、模式和功率的激光器针对不同的疾病中的运用。
(2)激光技术医疗应用现状介绍
目前,激光医学在临床应用上已经形成了强激光治疗、弱激光治疗、光动力治疗三大激光治疗技术,同步发展了包括光学相干层析成像、光声成像、多光子显微成像、拉曼成像在内的众多兼具高灵敏度和高分辨率的激光诊断技术。
①强激光治
疗强激光治疗是利用激光的光热效应,对生物组织进行凝固、汽化或切割来达到消除病变的目的。与弱激光不同,强激光在照射生物组织后,会直接造成生物组织的不可逆损伤,而弱激光照射生物组织后不会直接造成生物组织的不可逆损伤。
强激光治疗因其出血少、操作定位精确、非接触、无菌、对周围组织损伤小等优点,在临床应用中得以迅速壮大,成为激光医疗发展最快、最为成熟的分支。医用强激光主要运用于激光手术治疗,利用强激光的单向性、方向性、高能量等特点,对患部进行“切割”、“汽化”、“凝固”,以达到各种手术的目的。
激光手术的特点是不出血或者出血少,手术视野干净。由于激光切割的同时可以封闭小血管,所以感染扩散的危险性小,可以在感染区手术,术后水肿反应、疼痛、瘢痕较轻,不仅可以通过内镜将激光导入人腔内进行各种手术,而且可以做精确的显微手术。强激光治疗已经广泛用于眼科、皮肤科、泌尿外科、消化科、口腔科、耳鼻喉科等,“光刀”的应用改变了传统的手术方式,对某些难治性疾病的治疗实现了革命性突破。
尤其在眼科领域,强激光治疗作为现代眼科的关键技术,被视为多种眼部疾病的首选治疗方案。未来随着眼科、精准治疗等医学需求的带动以及手术机器人技术的迅猛发展,医用超快激光器等新型强激光应用有望形成较大的产业规模,进而为某些难治性疾病的治疗提供新手段。
②弱激光治疗
弱激光治疗是指激光作用于生物组织时不造成不可逆的损伤,但刺激机体产生一系列的生理生化反应,对组织或机体起到调节、增强或抑制作用来达到治疗疾病的目的。弱激光治疗的最大特点是患者无创无痛,其功率密度通常为毫瓦量级。自 20 世纪 70 年代起,弱激光治疗临床应用在东欧、前苏联和我国较为广泛。
随着半导体激光器的发展,包括红光和近红外光在内的多种波长激光被用作弱激光治疗光源,用于内科、外科、妇科、儿科、眼科、耳科、口腔科等临床科室的 300 多种疾病治疗,对促进伤口愈合、疼痛缓解、炎症消退、组织再生、肌肉疲劳缓解等具有良好功效。
目前临床上的运用主要为氦氖激光、半导体激光、紫外及红外脉冲激光等。近年来,弱激光治疗在神经退行性疾病的预防和治疗方面的探索取得一定进展。在目前没有任何安全有效的方法来治疗神经退行性疾病的背景下,弱激光治疗开辟了一个具有前景的新方向,有望驱动弱激光临床应用及相关激光技术的进一步发展。
③光动力治疗
光动力治疗是光照治疗的一种,是利用无毒性的光敏物质暴露在特定波长的光下,让该物质对特定癌细胞或疾病细胞产生光毒性而达到治疗效果。光动力疗法已被证实可以杀死微生物细胞(包括细菌、真菌及病毒),在临床上已被用于治疗多种疾病。光动力治疗是继手术、化疗和放疗之后形成的一种治疗肿瘤的新型微创疗法。
与传统治疗手段相比,光动力治疗具有选择性高、微创、可重复使用、无耐药性、能最大限度保留组织和器官完整性等优点。光动力治疗中的激光照射,只是起到了激活光敏剂的作用,能量不会太集中、不会对照射区域造成明显升温,更不会造成组织的热损伤,是一种光化学反应诱导的生物化学过程。
(3)强脉冲光
强脉冲光是继激光技术后,光电治疗领域的一大突破,可以同时针对色素沉着、毛细血管扩张、炎症痤疮等皮肤问题展开治疗。强脉冲光是以强力弧光灯为发光源,发射多种波长,临床应用中通常会用滤光片滤去有害的紫外波段并保留特定的波段,不同波长的滤光片输出的波段也会随之不同,例如使用 560nm 的滤光片,那么输出的波长就是 560nm1200nm,实际操作中会根据不同的病变来选择滤光片。
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