摘要： 本文介紹了半導(dǎo)體激光器在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用， 以及通過和大多數(shù)的激光器的對(duì)比，認(rèn)為半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于攜帶，效率高，能量輸出穩(wěn)定，體積小、重量輕、攜帶運(yùn)輸方便，且不需高電流或外循環(huán)冷卻水，使半導(dǎo)體激光可用于一些特殊環(huán)境，如：手術(shù)室、門診乃至野外。
使用方便關(guān)鍵詞：激光器，半導(dǎo)體激光器，半導(dǎo)體激光的實(shí)驗(yàn)及臨床研究，半導(dǎo)體激光在耳鼻咽喉科的應(yīng)用一、國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀激光技術(shù)是二十世紀(jì)與原子能、半導(dǎo)體及計(jì)算機(jī)齊名的四項(xiàng)重大發(fā)明之一。
三十多年來， 以激光器為基礎(chǔ)的激光技術(shù)在我國(guó)得到了迅速的發(fā)展，現(xiàn)已廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)、通訊、信息處理、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事、文化教育以及科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域， 取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益， 對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展將發(fā)揮愈來愈重要的作用。
（一）促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步由于激光具有很好的單色性、相干性、方向性和高能量密度，它已滲透到各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，形成了新的學(xué)科。例如：激光信息存儲(chǔ)與處理、激光材料加工、 激光醫(yī)學(xué)及生物學(xué)、激光通訊 、激光印刷、激光光譜學(xué)、激光化學(xué)、 激光分離同位素、激光核聚變、激光檢測(cè)與計(jì)量及軍 用激光技術(shù)等，極大地促進(jìn)了這些領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和前所未有的發(fā)展。
（二）在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中形成新的產(chǎn)業(yè)部門激光產(chǎn)業(yè)正在我國(guó)逐步形成，其中包括激光音像、激光通訊、激光加工、 激光醫(yī)療、激光檢測(cè)、激光印刷設(shè)備及激光全息等，這些產(chǎn)業(yè)正在作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)而引起高度重視。例如，全國(guó)已有 380 多家生產(chǎn)激光音像設(shè)備（CD、LD、VCD、DVD） ，1996 年在我國(guó)已形成年產(chǎn)值 85 億元以上的新產(chǎn)業(yè)，發(fā)展異常迅速。又如，利用激光全息技術(shù)開拓了激光模壓全息防偽商標(biāo)和裝飾業(yè)，也已成為較大規(guī)模的新興產(chǎn)業(yè)。
（三）促進(jìn)醫(yī)療技術(shù)進(jìn)步，提高人民健康水平激光醫(yī)療技術(shù)目前已在眼科、外科、內(nèi)科、婦科、耳鼻喉科、心血管科、 皮膚科等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用， 激光醫(yī)療設(shè)備已進(jìn)入縣以上的醫(yī)院，這對(duì)醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步和提高人民健康水平起著重要作用。
國(guó)外激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀根據(jù)《激光集錦》1997 年報(bào)導(dǎo)， 世界激光器市場(chǎng)可劃分為三大區(qū)域：美國(guó)（包括北美）占 55% ，歐州占 22%，日本及太平洋地區(qū)占 23%。在世界激光市場(chǎng)上日本在光電子技術(shù)方面占首位，美國(guó)占第二位； 在激光醫(yī)療及激光檢測(cè)方面則美國(guó)占首位；而在激光材料加工設(shè)備方面則是 德國(guó)占首位。
一)、美國(guó)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀在激光醫(yī)療方面， 美國(guó)處于世界領(lǐng)先地位。 激光醫(yī)療設(shè)備不僅在美國(guó)獲得廣泛應(yīng)用，而且大量出口，美國(guó)的激光醫(yī)療設(shè)備由美國(guó)食品藥物管理局（FDA） 統(tǒng)一管理， 只有經(jīng)過批準(zhǔn)注冊(cè)方可使用和生產(chǎn)， 這樣就保證了激光醫(yī)療設(shè)備的產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性與安全性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1986 年美國(guó)醫(yī)院進(jìn)行的 2100 萬例手術(shù)中已有 250 萬例使用 CO2激光手術(shù)刀，占總手術(shù)的 12%，美國(guó)全國(guó) 2/3 的門診機(jī)構(gòu)已擁有激光醫(yī)療設(shè)備。在美國(guó)新的激光醫(yī)療儀器和醫(yī)療技術(shù)不斷出現(xiàn)， 例如， 美國(guó)每年有 20-25 萬椎間盤突出病人，其中 10-20%可以用激光進(jìn)行切除；美國(guó)有 1400 萬人希望除去身上的紋身，美國(guó)每年診斷有 45 萬例患者有腎結(jié)石，其中 1/3 用內(nèi)窺鏡技術(shù)或激光碎石術(shù)治療，用準(zhǔn)分子激光作角膜刻劃來矯正視力已作了 2 萬多例，1995 年已為美國(guó) FDA批準(zhǔn)使用， 預(yù)計(jì)1996 年可能有 200-300 臺(tái)準(zhǔn)分子激光器在美國(guó)銷售，用于治療近視眼，產(chǎn)值約 8000-12000 萬美元；1995 年又推廣了 CO2 激光美容手術(shù)，特別是去掉皮膚皺紋的手術(shù)受到歡迎，這兩項(xiàng)手術(shù)的推廣導(dǎo)致 1995 年醫(yī)用激光器的收入增加。 這種去掉皮膚皺紋的方法稱為皮膚再光滑激光療法，在美國(guó)每次治療的價(jià)格從 800 美元到 4500 美元（不包括保險(xiǎn)費(fèi)） ，由此估算出皮膚再光滑的市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá) 15 億美元，因而吸引了至少 8 家公司為皮膚再光滑激光療法推出 CO2 激光系統(tǒng)。據(jù)預(yù)測(cè)第一代軟組織的激光牙科機(jī)在九十年代初期銷售可達(dá)幾千臺(tái)，銷售額 0.9 億美元， 第二代硬組織激光牙科機(jī)可能替代大部分的機(jī)械牙鉆市場(chǎng)。
二)、日本激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀八十年代初，日本產(chǎn)業(yè)界積極采用激光加工，并逐步擴(kuò)大到焊接、釬焊。 統(tǒng)計(jì)表明，日本占當(dāng)今世界上工業(yè)用激光設(shè)備的 30%左右， 激光加工是日本重要的基礎(chǔ)制造技術(shù)之一。日本現(xiàn)用于材料加工的是大功率二氧化碳激光器和 Nd：YAG 激光器，少量準(zhǔn)分子激光器也已使用，而新開發(fā)的氣體激光器有波長(zhǎng) 10.6微米二氧化碳激光器、 波長(zhǎng) 5 微米一氧化碳激光器、 波長(zhǎng) 1.3 微米的碘激光器及二極管激勵(lì)固體激光器的紫外準(zhǔn)分子激光器等。 現(xiàn)在的二氧化碳激光器功率多為500W，而理論上可高達(dá) 100KW，近期報(bào)導(dǎo)已達(dá)到 20kW。且其功率越大，效果越好， 故日本對(duì)二氧化碳激光器開發(fā)研究寄以期望。日本利用激光治療癌癥十分積極，主要是 Ar 激光激勵(lì)、閃光燈激勵(lì)、準(zhǔn)分子激勵(lì)的染料激光器。 隨著光纖技術(shù)的發(fā)展， 它們是非切開治療體腔內(nèi)癌的劃時(shí)代的新手段，還能治療血管狹窄、閉塞、給心臟外科帶來革命。光纖腹腔鏡已順利走上應(yīng)用軌道， 不動(dòng)手術(shù)的腹腔內(nèi)疾患激光治療法， 對(duì)高齡人口結(jié)構(gòu)的日本具有重要的、現(xiàn)實(shí)的意義。準(zhǔn)分子的紫外光束有良好的光化學(xué)效應(yīng)，適宜于非熱性切開、切除、并能抑止紅外光束所常見的切開部的熱變性和炭化， 一部分 ArF 激光器 （角臘在 193nm附近有吸收帶）適用于角膜切開，進(jìn)行眼科近視治療的角膜手術(shù)，但能否保持治療效果仍有疑問。ArF 激光有優(yōu)秀的骨切開功能，在整形外科中大有用武之地。日本防衛(wèi)醫(yī)科大學(xué)最近在臨床試用準(zhǔn)分子激光清除嚴(yán)重?zé)齻ㄋ溃┢つw組織， 時(shí)間短、痛苦少，并能有選擇地控制照射，無紫外線過量而致癌之憂的新技術(shù)。波長(zhǎng) 780-830nm，功率 10-1200mW 的 GaAlAs 激光器用眼科白內(nèi)障、眼瞼異常治療、外科皮膚肌肉切開、神經(jīng)科神經(jīng)纖維伸長(zhǎng)抑制、循環(huán)系的血流、皮膚溫度控制、減輕疼痛等。不久的將來，半導(dǎo)體激光激勵(lì)小型激光器一旦實(shí)現(xiàn)，激光醫(yī)療應(yīng)用將會(huì)出現(xiàn)飛躍。 自由電子激光器將是今后醫(yī)療領(lǐng)域的臺(tái)柱，是未來醫(yī)用激光設(shè)備的代表。激光醫(yī)療的主要課題是治癌，并為治療艾滋病、疑難怪癥帶來福音。
三）、作用原理生物組織吸收激光能量后，將其光能轉(zhuǎn)變成熱能的過程，稱為光熱作用。 因熱反應(yīng)所致的局部組織效應(yīng)程度不同而又有熱凝固、汽化、 穿孔和切割等一系列熱效應(yīng)，臨床上，常根據(jù)不同治療目的選用其中一種。影響局部組織熱效應(yīng)強(qiáng)弱的因素很多， 但主要因素是激光器功率的高低， 受照組織對(duì)相應(yīng)波長(zhǎng)的激光能量吸收率的大小和激光持續(xù)作用的時(shí)間長(zhǎng)短。 半導(dǎo)體激光作為新一代光刀已進(jìn)入臨床實(shí)用化。由于其波長(zhǎng)不同于常用激光，理論上，其醫(yī)用光劑量也不能沿用諸如CO2，Nd：YAG 等激光常規(guī)劑量，而應(yīng)在開啟前進(jìn)行功率預(yù)置。因此，根據(jù)不同需要選擇功率預(yù)置水平， 對(duì)于安全和高效地使用激光器、 防止意外事故具有重要作用。 激光的功率預(yù)置除了需要根據(jù)組織類型和操作環(huán)境選擇外，術(shù)者對(duì)激光操作的熟練程度和手術(shù)速度等也是很重要的影響因素 。
另外采用半導(dǎo)體激光接觸式治療方式， 激光能量經(jīng)傳輸系統(tǒng)至激光探頭， 一部分能量被特制探頭吸收，用來汽化切割組織；另一部分能量從探頭透出，主要起凝固止血作用。這樣一定比例的能量分配使汽化切割和凝固止血得以同時(shí)進(jìn)行， 既加快了汽化切割速度又避免了術(shù)中出血；同時(shí)該波長(zhǎng)激光穿透深度適宜(0.5 cm)，不易損傷周圍組織。
（一） 、半導(dǎo)體激光的實(shí)驗(yàn)及臨床研究Takeda首先于 1988 年用低能量半導(dǎo)體激光在老鼠涎腺上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性研究， 證實(shí)導(dǎo)管上皮細(xì)胞的有絲分裂在激光照射 1 h 和 24 h 之間并沒有非典型的增加， 且導(dǎo)管上皮細(xì)胞有絲分裂多數(shù)出現(xiàn)顆粒狀， 少數(shù)是紋狀， 更少數(shù)部分是棒狀，同時(shí)也應(yīng)注意性質(zhì)不同的低功率激光對(duì)涎腺上皮的影響也不同。Emoto對(duì)10 只(20 眼)兔和 24 例(40 眼)閉角型青光眼患者行半導(dǎo)體激光虹膜切開術(shù)，證實(shí)虹膜切開較為容易，選擇能量為 1 000 mW，光斑直徑 75 μm，持續(xù)時(shí)間 0.05 s，有利于虹膜造孔，且角膜內(nèi)皮損傷小，較其它激光具有明顯優(yōu)越性。Milokhova等對(duì)臨床 242 例牙髓炎和牙周炎患者應(yīng)用半導(dǎo)體激光進(jìn)行治療，證實(shí)不同功率的半導(dǎo)體激光治療各種不同類型的牙髓炎和牙周炎是有效的， 并且能減少其疼痛和腫脹。Kucharska 等應(yīng)用半導(dǎo)體激光對(duì) 205 例骨關(guān)節(jié)疾病患者進(jìn)行治療， 證實(shí)能減輕骨關(guān)節(jié)疼痛綜合征， 減少骨連接的退行性改變， 減輕疼痛和水腫。國(guó)內(nèi)孫愛達(dá)等對(duì) 36 例婦科患者在局麻下應(yīng)用半導(dǎo)體激光進(jìn)行腹腔手術(shù)， 手術(shù)安全成功，無并發(fā)癥，說明半導(dǎo)體激光治療具有安全有效、易于操作的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)半導(dǎo)體激光能量經(jīng)可屈光纖傳輸?shù)郊す馓筋^，一部分能量被特制的探頭吸收，用于汽化切割組織，另一部分能量從探頭透出起凝固止血作用，汽化和凝固同時(shí)進(jìn)行，避免了出血。
（二） 、半導(dǎo)體激光在耳鼻咽喉科的應(yīng)用Wang 等在實(shí)驗(yàn)中采用“郵票”粘膜移植、染料蛋白激光焊接術(shù)，解決了氣道內(nèi)移植物固定的難題。并證實(shí) 810 nm 半導(dǎo)體激光較其它醫(yī)療激光穿透力強(qiáng)，無毒藍(lán)綠染料能降低激光能閾，與白蛋白混合可增強(qiáng)組織粘合強(qiáng)度，減少熱損傷， 藍(lán)綠染料白蛋白半導(dǎo)體激光焊接“郵票”粘膜技術(shù)為經(jīng)內(nèi)窺鏡治療喉氣管狹窄開辟了前景。國(guó)內(nèi)金曉杰等運(yùn)用低功率半導(dǎo)體激光連續(xù)輻射焊接吻合豚鼠切斷的面神經(jīng)并與臨床常用的端端縫合三針比較，觀察吻合后 4 周、6 周和 8周時(shí)面神經(jīng)肌電的變化， 以及掃描電鏡及透射電鏡下面神經(jīng)形態(tài)情況。結(jié)果顯示在 4 周時(shí)， 縫合三針的動(dòng)物面神經(jīng)損傷較激光焊接者嚴(yán)重， 面神經(jīng)功能恢復(fù)明顯緩慢，提示用半導(dǎo)體激光面神經(jīng)吻合方法是可行的。半導(dǎo)體激光是新一代的激光，已廣泛應(yīng)用于臨床 ，但耳鼻咽喉科領(lǐng)域仍應(yīng)用不多。王斌全等采用高效率半導(dǎo)體激光治療鼻咽部閉鎖 3 例，經(jīng)隨訪后療效滿意。張寶泉等用 DIOMED 半導(dǎo)體激光治療 204 例阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征，取得良好效果；并證實(shí) DIOMED 半導(dǎo)體激光手術(shù)中出血少，且有多種探頭的光導(dǎo)纖維， 既可完成切割功能又可完成深部?jī)?nèi)照射，使用一機(jī)即可完成手術(shù)。王玉英等用半導(dǎo)體激光治療儀治療 10 例變應(yīng)性鼻炎，方法是采用大光腔半導(dǎo)體激光治療儀，輸出功率連續(xù)可調(diào)，平均功率 5 mW，分別取雙鼻翼及雙迎香穴，每穴 5 min，結(jié)果證實(shí)半導(dǎo)體激光治療見效快，療效可靠，方法簡(jiǎn)便，無痛苦，患者樂于接受，值得推廣應(yīng)用。
總之激光治療的優(yōu)點(diǎn)：
①組織損傷小，手術(shù)用時(shí)短，很少甚至不出血。
②術(shù)后痊愈所需時(shí)間較常規(guī)方法短，引起的炎癥和不適也比常規(guī)方法小。
③術(shù)中視野清晰，患者痛苦小，和傳統(tǒng)手術(shù)比較，手術(shù)技術(shù)操作容易。
④由于對(duì)局部組織刺激輕，減少了術(shù)后粘連和肉芽組織增生。四、結(jié)論綜上所述，半導(dǎo)體激光以其穿透力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、效率高、空氣冷卻、無毒無害等特點(diǎn)顯示了客觀實(shí)用性，但某些性能還不夠理想，如：光斑不均勻及血紅蛋白吸收率低等。由于半導(dǎo)體激光體積小、重量輕、攜帶運(yùn)輸方便，且不需高電流或外循環(huán)冷卻水， 使半導(dǎo)體激光可用于一些特殊環(huán)境， 如： 手術(shù)室、門診乃至野外，使用方便 。目前我們?cè)陔娨暲w維喉鏡的引導(dǎo)下，將半導(dǎo)體激光應(yīng)用于喉部疾病的治療中， 療效滿意， 相信它在耳鼻咽喉科及其它領(lǐng)域中將發(fā)揮更大作用。