2um激光器的研究近來成為(wei) 熱門的課題之一,因為(wei) 其在醫療等領域應用前景廣闊。
人體(ti) 組織中水的比例大約占70%,因而組織對光的吸收情況與(yu) 水相似。水在中紅外波段有兩(liang) 個(ge) 強的吸收譜帶,分別為(wei) 2.5~4.0μm和5.6~10μm。因此,當激光與(yu) 人體(ti) 組織相互作用時,水對所用激光吸收係數的大小就決(jue) 定了激光在組織中的穿透深度、損傷(shang) 區域以及手術精度等。
Nd:YAG激光器的波長為(wei) 1.06μm,可以用石英光纖傳(chuan) 輸,在醫療方麵有不少應用。但是,由於(yu) 水對它的吸收僅(jin) 為(wei) 0.1cm-1,在有些外科手術中,它的穿透深度較深,損傷(shang) 區域較大,手術精度不高,因此不宜使用。Er:YAG激光波長為(wei) 2.94μm,水對它的吸收為(wei) 3000cm-1,屬水的強吸收波段。對醫療應用來說,鉺激光器是一個(ge) 十分理想的光源,然而令人遺憾的是:鉺激光不能用石英光纖傳(chuan) 輸,能夠傳(chuan) 輸鉺激光的非石英光纖容易斷裂,防礙其臨(lin) 床應用。
Ho:YAG激光波長為(wei) 2.1μm,位於(yu) 水較強吸收譜線。水對其吸收約為(wei) 25cm-1,是水對Nd:YAG激光吸收的250倍。顯然,水對Ho:YAG激光的強吸收使其可以在大部分軟組織和硬組織中產(chan) 生淺的穿透深度、高的手術精度和獨特的凝血作用,大大限製了損傷(shang) 區域。在未來幾年中,它將逐步取代Nd:YAG激光器。雖然水對鈥激光的吸收隻是水對鉺激光吸收的一百二十分之一,然而鈥激光能用低OH-的石英光纖傳(chuan) 輸,這就使鈥激光能有效地工作在氣體(ti) 和液體(ti) 環境中,為(wei) 醫生切除軟骨和其它硬組織提供精確的途徑,使鈥激光成為(wei) 現有激光內(nei) 窺鏡係統中最適宜的光源[37]。鈥激光在軟組織中的外科手術精度與(yu) CO2激光相比較,可能略低於(yu) CO2激光的手術精度,然而它能為(wei) 大部分組織提供更好的凝血功能。除此之外,二者之間的最大區別是CO2激光不能用石英光纖傳(chuan) 輸,隻能借助於(yu) 笨重的關(guan) 節臂來導光,十分不便;而能用光纖傳(chuan) 輸的脈衝(chong) 鈥激光則是切除和燒蝕軟骨以及其它硬的鈣化的組織的有效工具。因此有人稱鈥激光對於(yu) CO2激光來說具有挑戰性,在某些手術中鈥激光具有取代CO2激光的潛力。
由於(yu) 人體(ti) 其它部分組織也都含有大量的水分,由此可以推出,人體(ti) 組織對2.1μm的鈥激光均有強烈的吸收作用,這一特點使得鈥激光器在醫學上有著廣闊的應用前景。
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