激光科論文：激光在口腔科中的臨(lin) 床應用

摘要:介紹了YAG、COZ和半導體(ti) 激光在口腔科中的臨(lin) 床應用及各自特性及其發展趨勢.

關(guan) 鍵詞:激光;口腔;臨(lin) 床應用

激光應用於(yu) 臨(lin) 床醫學已是路人皆知，但是人們(men) 現在到口腔科去治病，或到牙科去治牙，還很少見到激光醫療(medical laser)器械，表明在我國對激光口腔科儀(yi) 器的研製生產(chan) 還比較少，臨(lin) 床應用也還沒有普及.本文就脈衝(chong) Nd:YAG激光、CO:激光和半導體(ti) 激光牙科治療機在國內(nei) 外的發展及其在口腔科臨(lin) 床中應用作一評述.

1國內(nei) 外激光牙科治療機的研製和生產(chan)

自20世紀80年代末90年代初以來，國外激光牙科治療機市場一直是吸引製造商們(men) 關(guan) 注和極力開發的新領域，競爭(zheng) 十分激烈。以美國Sunrise技術公司為(wei) 代表的公司努力發展Nd:YAG脈衝(chong) 激光牙科機.最早生產(chan) 的牙科機單脈衝(chong) 激光輸出能量為(wei) 150mJ、脈衝(chong) 寬度為(wei) 150、200娜，激光輸出藕合光纖直徑為(wei) 0.2mm、重複頻率為(wei) 1、5、10、15、20、30Hz，售價(jia) 為(wei) 7.3萬(wan) 美元一台.90年代初國外激光牙科機銷售旺盛，據《LaserFocusWOrld》雜誌報道，在1991年Nd:YAG脈衝(chong) 激光牙科機銷售增加了500台，美國Sunrise技術公司生意興(xing) 隆.國外專(zhuan) 家預測20世紀末在西方國家主要應用硬組織治療的第二代激光牙科機，到21世紀初可以替代90%的機械牙鑽的市場.現在看來這一估計未免過於(yu) 樂(le) 觀，但是激光牙科機仍在逐步發展和完善，口腔科中的臨(lin) 床應用也不斷擴展.

另外是低功率半導體(ti) 激光牙科治療機，它的輸出功率在10、45mw左右，用來作理療，首先在丹麥和日本研製生產(chan) ，國內(nei) 曾有單位購買(mai) ，單價(jia) 為(wei) 8萬(wan) 美元。

2脈衝(chong) 激光和連續激光的差異

在口腔科中應用的YAG和CO:激光器一般均為(wei) 脈衝(chong) 工作狀態，而不用連續激光輸出狀態.因為(wei) 連續激光照射引起溫升可造成牙髓組織的損傷(shang) ，牙醫認為(wei) ，牙髓溫度升高不大於(yu) 5℃時所引起的牙髓的改變才是可逆的.另外在治療口腔科的一些疾病，如去除牙垢、汽化腐爛物等，需要的是瞬時的 高峰值功率而不是連續功率有多大.它需要在很短的時間內(nei) 輸出較大的能量，迅速將這些物質加熱以至汽化，或產(chan) 生“爆破”作用而去垢。例如一台脈衝(chong) YAG激光器輸出脈衝(chong) 能量300mJ，脈衝(chong) 寬度為(wei) 150拚s，那麽(me) 它的峰值功率就等於(yu) 2kw，如果15內(nei) 發射10個(ge) 脈衝(chong) ，總共發出3J能量，那麽(me) 它的平均功率是3W。假如去除牙垢需要2kw的瞬時峰值功率才能打掉，那麽(me) 用一台連續3W輸出的激光器去打牙垢肯定是打不掉的。如果做2kw連續YAG激光器，該儀(yi) 器不僅(jin) 龐大、噪音大、需要380V電壓，而且造價(jia) 十分昂貴，2kw連續YAG激光器是用來切割和焊接金屬的，如果真的用它來打牙垢，在短短15內(nei) ，牙垢燒掉了，可牙齒早已燒壞了。這是因為(wei) 連續輸出2kw的激光器15內(nei) 輸出200OJ(約是脈衝(chong) 輸出的700倍)緣故。反過來峰值功率為(wei) 2kw的脈衝(chong) YAG激光器比較容易做，體(ti) 積小、造價(jia) 低、噪音小、隻需要220v電壓，而且在每個(ge) 脈衝(chong) 與(yu) 每個(ge) 脈衝(chong) 之間有較長時間去散熱，況且總能量又小，因而既能迅速去除牙垢，又不產(chan) 生熱積累損傷(shang) 牙齒。

#p#分頁標題#e#3脈衝(chong) YA.G激光牙科機在口腔科中的應用

中國科學院安徽光學精密機械研究所研製生產(chan) 的MZ型脈衝(chong) yAG激光治療(medical laser)儀(yi) 的輸出能量為(wei) 30~550mJ可調，脈衝(chong) 寬度為(wei) 200拚s，平均功率10W左右可調，用直徑為(wei) 0.2、0.6mm的光纖藕合輸出。重複頻率有1、5、一。、25、20Hz和1、10、20、35、50Hz兩(liang) 種型號，脈衝(chong) 激光輸出能量由本儀(yi) 器內(nei) 激光能量計實測顯示。因為(wei) YAG輸出的激光為(wei) 不可見光，考慮到醫生和患者的人身安全，所以激光輸出由半導體(ti) 激光輸出的650nm紅光作指示光，有紅光作指示光，醫生可靈活自如地操作光纖在口腔內(nei) 任意部位進行治療和軟硬組織切除.

脈衝(chong) YAG激光具有殺菌、消毒作用;能熔融牙本質產(chan) 生再結晶，有封閉牙本質小管減少牙本質通透性功能;可切割或汽化病變組織或腐爛物;YAG激光對軟組織的穿透比CO:激光深，因而有較好的組織凝固、止血和鎮痛作用、手術後不用縫合而且操作簡單、手術時視野清楚、切割準確、因而越  來越受得醫生歡迎。

脈衝(chong) YAG激光牙科機川在臨(lin) 床上可作硬組織上腐爛物汽化、消除牙本質過敏、牙質和牙骨質底切、蝕刻牙釉質及再結晶、牙冠製備脫敏、清除牙垢等;對軟組織可作牙凝成形和切除術、眼下刮除術、牙粘膜蓋切除術、鑲牙牙眼穿透術及處理口腔感染等.台灣中山醫學院微生物學科錢佑醫生用中國科學院安徽光學精密機械研究所的脈衝(chong) 激光牙科機在口腔作了大量的病例[z，4]。舉(ju) 一例，用平均功率2、2.5W，在未麻醉情況下，切除肉牙組織和過長的牙眼，在做牙釀溝成形時，也不會(hui) 出血或疼痛.用同一根光纖和相同的輸出能量，作齲齒的汽化清除，從(cong) 根管中移除，接著在完全幹燥無菌且舒適的情況下，進行牙眼切除術、齲齒去除、牙眼造型術和製備牙冠心柱，大約半小時完成(這個(ge) 步驟按常規做，需要數次門診)，雖然沒有麻醉，患者無任何疼痛和不舒適感。用激光輸出能量300mJ、頻率20Hz照射55，然後邊照射邊緩慢均速上提探頭至髓腔，並停止照射。反複三次，直至無明顯浸出為(wei) 止，然後作根充，一周觀察後作修複。隨訪三個(ge) 月至一年，一次根充成功率達95%，與(yu) 常規治療相近。但它具有操作簡便易行、省時省力、患者痛苦小，因而易於(yu) 接受，還減少了複診次數，簡化了療程。合肥市口腔醫院牛方主任用MZ型脈衝(chong) YAG激光治療(medical laser)儀(yi) (圖1)，在激光輸出能量40mJ、頻率在15Hz作牙本質表麵處理，照射305。由於(yu) 照射時YAG激光能去除牙本質表麵沾汙層，使牙本質小孔熔融而部分關(guan) 閉，減少了液體(ti) 外流，使牙本質表麵幹淨、幹燥，同時使其表麵呈廣泛的粗糙性改變，表麵積明顯增大，因而比酸蝕的方法更有利於(yu) 粘結劑的浸潤，使抗剪切強度明顯高於(yu) 酸蝕組(屍<0.05)。Nd:YAG激光具有廣泛組織吸收特性，加之由柔韌的光纖傳(chuan) 輸，很容易精確進入口腔和鼻腔任何部位，操作方便靈活。因Nd:YAG激光是固體(ti) 激光，激光波長為(wei) 1.064拚m，其安全、穩定、有效、使用壽命長、成本低廉，是目前國內(nei) 外首先用於(yu) 口腔醫學的激光機.

4CO:激光牙科機在口腔科中的應用

敏、牙髓充血、根充後根尖周反應、口腔潰瘍、穎領關(guan) 節炎、三叉神經痛，照射1次或2次，總有效率為(wei) 90%.治療牙本質過敏，有效率為(wei) 100%，對牙馥炎、牙周炎、唇疤疹等有消炎、止血、止痛、加快痊愈的作用.在拔牙和牙周手術前後照射，可減少出血和疼痛，促進傷(shang) 口愈合.醫生認為(wei) 對口腔潰瘍、牙本質過敏等常見病，在臨(lin) 床上無有特效藥物，采用半導體(ti) 激光治療(medical laser)，操縱簡單、見效快、無痛苦、無副作用、易於(yu) 消毒、使用安全、價(jia) 格低廉，值得推廣.用CO:作為(wei) 激光發射工作物質的CO:激光器是能量轉換效率最高的氣體(ti) 激光器，尤其是國外現采用射頻激勵的結構使激光器體(ti) 積大大縮小，而且更容易進行激光輸出的脈衝(chong) 調製#p#分頁標題#e#.在關(guan) 節臂激光輸出端，溫度可高達1700℃，另外它的波長在10.6拚m，處於(yu) 水的吸收峰.由於(yu) 其能量很容易被含水組織吸收，因此它不能穿透較深的生物組織，而是在大約50、100#m的生物組織表層迅速產(chan) 生數百度的溫升，使生物組織內(nei) 水份蒸發，使生物組織凝固、碳化迅速切割.經過脈衝(chong) 調製的CO:激光，其平均功率與(yu) 連續的CO:激光輸出相同，由於(yu) 脈衝(chong) 輸出的占空比，實際上每個(ge) 脈衝(chong) 的峰值功率比連續的功率要高若幹倍，因而更利於(yu) 切割.由於(yu) 激光是斷續地作用於(yu) 機體(ti) 組織，利於(yu) 機體(ti) 組織的散熱，也可減少機體(ti) 組織的碳化，盡管它的止血效果不如YAG激光，穿透深度也不如YAG激光.但它能使小血管和毛細管凝固，比起常規治療，其手術時間短，反應和副作用小，手術後並發症少.如果能有安全無毒的CO:激光光纖，CO:激光機將有良好的市場前景.

5半導體(ti) 激光在口腔科中的應用

相對於(yu) YAG和CO:激光，半導體(ti) 激光輸出功率是很小的，功率相差百倍，操作簡便，具有電光轉換效率高、體(ti) 積小、壽命長的特點.目前用在口腔科的半導體(ti) 激光器中心波長在790、830nm左右，手指頭大小的激光器用SV的直流電壓供電就可輸出幾十毫瓦的激光，且壽命長，一般在10000h以上.半導體(ti) 激光在口腔的適應病症為(wei) 牙本質過

6口腔激光治療(medical laser)機的發展趨勢

口腔激光醫學的發展主要表現在兩(liang) 個(ge) 方麵:一是口腔激光治療(medical laser)機的開發、生產(chan) 和推廣，尤其是能完全代替牙鑽的激光治療(medical laser)機的開發.二是口腔激光尤其是齒科激光的基礎研究及臨(lin) 床應用的範圍和深度的研究，如應用於(yu) 不同組織的激光器選擇、照射時間及激光輸出能量和功率的大小等因素的確定、多種功能的開發.

(l)激光治療(medical laser)機的進一步開發和完善

包括:l)研製出具備診斷治療多種功能的價(jia) 格便宜的YAG激光治療(medical laser)機;2)如果將YAG激光器和CO:激光器能組裝在一台機裏，用CO:激光切割(laser cutting)，再用YAG激光止血，能交替使用可起到互補作用，達到更理想的療效;3)減小激光機體(ti) 積或使整機成為(wei) 口腔綜合治療台的組成部分;4)口腔治療機應引入計算機和圖像處理技術，進行程序控製，使其具備能量控製或功率控製、故障自檢、自動保護、脈衝(chong) 調製等功能.

(2)激光替代牙鑽的探索

研製和開發生產(chan) 出能完全替代常規牙鑽的牙科激光機ls]，能去除牙本質、牙釉質、牙槽骨和牙骨質的激光機，達到無痛鑽牙。目前，為(wei) 粘接前牙體(ti) 預備、去除齲損牙體(ti) 組織及牙體(ti) 預備等目的而用激光切除牙體(ti) 硬組織的臨(lin) 床應用受到廣泛關(guan) 注。其成功的前提是首先獲得充足的有關(guan) 激光與(yu) 生物組織交互作用的資料，並在此基礎上開發出相應的實用型激光機.激光牙鑽完全取代常規牙鑽是可行的.在國內(nei) 外研製能替代牙鑽的激光機有Nd:YLF、Nd:YAG、Er:YAG以及ArF、XeCI準分子激光機，Er:YAG激光牙鑽已獲得美國FDA許可證，已在臨(lin) 床應用.Nd:YLF皮秒激光機在去除齲蝕方麵被認為(wei) 是臨(lin) 床有望代替牙鑽的激光器.

(3)激光在口腔醫學中的應用範圍及機理研究大量臨(lin) 床應用證實激光對口腔醫學領域內(nei) 某些疾病治療獲得肯定和滿意效果，使口腔醫學的診斷治療水平，尤其是對牙體(ti) 和牙髓疾病的治療手段有新的突破。

(4)激光焊接

#p#分頁標題#e#體(ti) 外焊接橋體(ti) 已用於(yu) 臨(lin) 床，今後則有望將缺失牙直接焊接於(yu) 自然牙上，這樣就可以減少橋體(ti) 製作時對基牙的需求。

總之，激光早已打開了在口腔科中的應用，今後激光機應該具有多種波長及不同的脈衝(chong) 寬度等特點，每個(ge) 波長、脈寬都對應某種特定用途。隻有弄清何種指標配比的激光對某種特定口腔軟硬組織疾病可取得理想治療效果，並以此開發出多種指標配比的激光機，為(wei) 臨(lin) 床應用提供有效手段.開發出生產(chan) 外觀新穎、體(ti) 積小、造價(jia) 便宜、操作方便的激光機，我們(men) 相信激光在口腔科中的應用將逐步獲得推廣而造福於(yu) 人類.

參考文獻:

【1】WhiteJM，GoodisHE，HortonJ，e亡習(xi) .Re:Currentstatusoflaserinsoftdentalsurgery!J}.Jperiodontal，1993，64:559~602.

【2】錢佑，等.Nd:YAG激光器在口腔治療中的應用【J】·光電子技術與(yu) 信息，1999，12(3):26、29.

【3】郭啟霞.激光在生物醫學中的應用研究團.光電子技術與(yu) 信息，1999，12(4):31~34.

【4】GuoQX，etal.Nd:YAGlaseraPPlieationinmedieineaeliniealreport!J」.SPIE，1999，3863:547、549