激光医学课程(08-4)-激光手术与弱激光生物刺激效应.ppt
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1、第三章第三章 强激光作用与激光手术强激光作用与激光手术 目的和要求:目的和要求:1 1掌握强激光在临床上的应用特点掌握强激光在临床上的应用特点 2 2掌握激光手术的优点掌握激光手术的优点 激光生物作用 发生激光生物效应的过程叫激光生物作用。发生激光生物效应的过程叫激光生物作用。主要有:主要有:1)光致发光作用)光致发光作用2)光致发热作用)光致发热作用3)光致压强作用)光致压强作用4)光致化学作用)光致化学作用5)弱激光的生物刺激作用。)弱激光的生物刺激作用。一、强激光作用一、强激光作用1.光致发热作用光致发热作用热致凝固热致凝固 60100 热致汽化热致汽化 100 530 热致炭化热致炭化
2、 300 400 热致燃烧热致燃烧 530 热致切割热致切割 530 一、强激光作用一、强激光作用2.光致压强作用的二次压强光致压强作用的二次压强气流反冲压强气流反冲压强内部汽化压强内部汽化压强热膨胀超声压强热膨胀超声压强等离子体膨胀压强(等离子体膨胀压强(I 109Wcm2)电致伸缩压强电致伸缩压强其它压强其它压强 二、激光手术(一)激光手术的机理(一)激光手术的机理(二)激光手术的优点(二)激光手术的优点(三)激光手术常用的激光器(三)激光手术常用的激光器(一)激光手术的机理(一)激光手术的机理可见光和红外光激光手术可见光和红外光激光手术:主要是利用了激光的热效应和二主要是利用了激光的热效
3、应和二次压强应次压强应。紫外光激光手术:紫外光激光手术:主要是利用了激光的烧蚀光分解主要是利用了激光的烧蚀光分解作用。作用。激光手术的机理激光手术的机理切割、分离、打孔、截骨:切割、分离、打孔、截骨:1)使)使组织的温升在组织的温升在300300度以上,甚至上度以上,甚至上千度;千度;2)使组织表面脱水、炭化)使组织表面脱水、炭化,内部水分迅,内部水分迅速蒸发速蒸发,产生强大的内部汽化压,产生强大的内部汽化压;3)气体冲破组织表面,形成一定能量的)气体冲破组织表面,形成一定能量的气流反冲压气流反冲压;4)汽化和热膨胀等产生超声压;)汽化和热膨胀等产生超声压;5)使组织瞬间爆裂、消融、汽化。)使
4、组织瞬间爆裂、消融、汽化。激光手术的机理激光手术的机理焊接、吻合:焊接、吻合:1 1)组织的温升控制在)组织的温升控制在55-6055-60度内或更高;度内或更高;2 2)组织局部蛋白质凝固、坏死、融合、)组织局部蛋白质凝固、坏死、融合、粘连粘连。激光手术的机理激光手术的机理精细剥离手术精细剥离手术:光子能量大,会打裂组织的分光子能量大,会打裂组织的分子键,成挥发性碎片,从表面被烧子键,成挥发性碎片,从表面被烧蚀掉。蚀掉。(二)激光手术的优点(二)激光手术的优点1 1对周围正常组织损伤小对周围正常组织损伤小。2 2止血效果好止血效果好。3 3激光手术对术中的各种监护仪器无干扰。激光手术对术中的
5、各种监护仪器无干扰。4 4激光可用光纤传输。激光可用光纤传输。5 5简化手术器械和手术过程。简化手术器械和手术过程。6 6减少感染减少感染。7 7减少恶性肿瘤的转移减少恶性肿瘤的转移。8 8术后疼痛较常规手术轻术后疼痛较常规手术轻。三、常用激光手术机三、常用激光手术机10.610.6m CO2激光器激光器多种波长多种波长Diode Laser 半导体激光器半导体激光器1.061.06m Nd:YAG激光器激光器532nm 532nm 倍频倍频Nd:YAG激光器激光器2.192.19m Ho:YAG 钬钬激光器激光器2.942.94m Er:YAG 铒铒激光器激光器2.002.00m Tm:YA
6、G 铥铥激光器激光器眼科用红黄绿多波长激光器眼科用红黄绿多波长激光器等等等等(一)(一)COCO2 2激光器激光器lCO2激光器输出的波长实际上仅为激光器输出的波长实际上仅为10.6m,处于不可见的中红外区。处于不可见的中红外区。2生物组织对生物组织对10.6m的红外光吸收率很大,的红外光吸收率很大,所以,它对组织的穿透深度很浅,做外科手所以,它对组织的穿透深度很浅,做外科手术切割效果好,而且较安全。术切割效果好,而且较安全。COCO2 2激光器的分类激光器的分类工作方式:连续、脉冲;工作方式:连续、脉冲;结构:内腔式、外腔式、半内腔式。结构:内腔式、外腔式、半内腔式。传统玻璃管、射频金属腔传
7、统玻璃管、射频金属腔 激光导光关节臂激光导光关节臂CO2CO2激光器的基本结构激光器的基本结构(二)半导体激光器(二)半导体激光器l半导体激光器输出的波长有多种,包半导体激光器输出的波长有多种,包括括808nm、830nm、980nm、等等,处于、等等,处于不可见的近红外区,可用光纤传输。不可见的近红外区,可用光纤传输。2 半导体激光器手术机一般为连续输出,半导体激光器手术机一般为连续输出,输出功率可为输出功率可为0100W。也可脉冲工作。也可脉冲工作。3它对组织有一定穿透深度,适宜做多它对组织有一定穿透深度,适宜做多种外科手术,而且较安全。种外科手术,而且较安全。(三)(三)Nd:YAGNd
8、:YAG激光器激光器 l l输输出出波波长长:一一般般为为1.0641.064mm,处处于不可见的近红外区。于不可见的近红外区。2 2输输出出功功率率:单单根根晶晶体体棒棒工工作作时时可可达达百百瓦瓦,工工业业用用板板条条棒棒可可达达400W400W。调调Q Q峰峰值值功功率率可可达达连连续续输输出出时时的的4040100100倍,形成巨脉冲。倍,形成巨脉冲。3 3一一般般是是多多模模输输出出。可可配配光光导导纤纤维维,使用方便。使用方便。4 4采用倍频技术可输出采用倍频技术可输出532nm532nm的绿色的绿色激光和激光和354nm354nm的紫外激光,即所谓的紫外激光,即所谓KTP/YAG
9、KTP/YAG激光。激光。5 5生物组织对生物组织对1.064m1.064m的红外光吸的红外光吸收率较小,所以,它对组织的穿透深收率较小,所以,它对组织的穿透深度较深,对组织的凝固效果好度较深,对组织的凝固效果好。Nd:YAGNd:YAG激光器的分类激光器的分类工工作作方方式式:连连续续、脉脉冲冲、调调Q Q脉脉冲(巨脉冲);冲(巨脉冲);输出波长:输出波长:倍频、三倍频;倍频、三倍频;泵浦方式:泵浦方式:灯泵、半导体激光泵灯泵、半导体激光泵浦(全固态)浦(全固态)全固态倍频全固态倍频Nd:YAGNd:YAG 激光手术机激光手术机(四)(四)Er:YAGEr:YAG激光治疗机激光治疗机工作物质
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