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CO2激光器与二极管泵浦Er:YAG激光器在体外法研究中切割质量比较(1)

发布时间:2022-07-01 15:13:12 浏览量:1978 作者:Robert

摘要

二氧化碳激光技术因其切割质量和实用性被广泛应用于软组织外科的临床常规手术,而二极管泵浦固态铒激光系统具有更高的切割效率和较小的热损伤。Holger Wurm的这篇文章,通过实验,带领我们比较了这两种激光系统在切割软组织方面的适用性,本文先简单介绍了这两种激光的基本情况。


正文


CO2激光器与二极管泵浦Er:YAG激光器在体外法研究中切割质量比较(1)



在头部、颈部的外科手术中激光已经被广泛应用,特别是在咽喉部这种难以触及的部位,激光手术已经成为一种替代开放式手术的肿瘤切除方法。减少损伤周围风险的同时也经常能保持其他器官的功能。其中CO2激光器与二极管泵浦Er:YAG激光器是激光手术中常见的两种激光类型,但从切除效率以及热损伤来说还是有一些差异。


二氧化碳激光对水有着高吸收系数(λ = 10.6 µm; µa = 800 cm(−1)),显示出与其他激光相比更有效和精确的软组织切割,因此在过去的几十年里已经广泛应用于头、颈部激光手术。在手术切除过程中凝固,使得局部止血并减少组织重组的需求。激光照射也可能引起周围组织的热损伤,这是因为二氧化碳激光器的高斯空间光束分布和连续(CW)工作模式,大多数可用二氧化碳激光器均是如此。特别是在评估潜在的小病变或原发性肿瘤不明的情况下,为了充分的组织学评估,尽量减少周围组织损伤是非常重要的,即热损伤宽度。此外,与传统“冷手术”相比,伤口愈合时间延长。



从这些角度来看,Er:YAG激光器可以使用光纤(如蓝宝石、二氧化锗或ZBLAN 光纤),特别适用于内窥镜方面的应用。铒激光器的切除效率甚至高于CO2激光器。同样具有较高的水吸收系数(Er:YAG激光: λ= 2.94 µm, µa = 1*10^4 cm(−1))以及脉冲(Plused)工作模式,使激光在单脉冲内的功率比CW模式中产生更高的平均功率。在水快速蒸发过程中体积膨胀,产生瞬时巨大压力,发生所谓的微爆破,常用于去除口腔软组织和牙体硬组织。此外,更多的激光模式产生平顶光束轮廓,温度梯度边缘更陡峭,从而显著减少诸如凝固和碳化等热副作用。但是,闪光灯泵浦铒激光的低重复频率难以做到均匀切除,这使得它至今难以运用与肿瘤手术中。新的二极管泵浦铒激光系统使脉冲重复频率提升至高达2 kHz,消除了这一缺点。此外,它提供了可调的泵浦电流以及从1到1000 μs 的可变脉冲持续时间,并提供更好的光束质量,允许耦合进入纤芯尺寸200 μm的光纤。在之前的体外研究中已经表明,在软、硬组织中都可以实现平滑和均匀的切割。



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