二氧化碳 (CO2) 激光所產(chǎn)生的紅外 (IR) 光束波長(zhǎng)為10.6微米。二氧化碳激光于1964年由Kumar Patel在貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明而成，當(dāng)今作為一種切割工具廣泛應(yīng)用于耳鼻咽喉科學(xué)、眼科學(xué)、婦科學(xué)、皮膚醫(yī)學(xué)以及整形外科和普通外科學(xué)之類的眾多醫(yī)療程序當(dāng)中。

　　二氧化碳激光最著名的應(yīng)用可能就是在美容與皮膚治療領(lǐng)域，所發(fā)射的紅外光束可被患者皮膚或者組織中的水分吸收。這樣可以產(chǎn)生極薄一層足以封閉住真皮血管的熱壞死組織，但是這層組織又足夠薄，可以減少結(jié)痂。在激光換膚術(shù)和其他真皮手術(shù)中，與機(jī)械性磨損或化學(xué)藥劑相比，激光療法已經(jīng)久經(jīng)考驗(yàn)，廣泛被認(rèn)為具有極高的效率。激光設(shè)備還可用于其他多種臨床狀況。激光視力矯正手術(shù)的流行度、安全性與有效性穩(wěn)步提高。在全科醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，外科醫(yī)生可以在傳統(tǒng)的開放手術(shù)和腹腔鏡手術(shù)中使用多種不同波長(zhǎng)的激光和傳輸系統(tǒng)來(lái)切割、蒸發(fā)和移除組織，有關(guān)手術(shù)包括切除腫瘤或息肉、shen結(jié)石手術(shù)或前列腺手術(shù)等。

　　二氧化碳激光通常稱為“無(wú)血手術(shù)”，可供外科醫(yī)生集中關(guān)注某一較小的區(qū)域，通過(guò)減少術(shù)中出血以及術(shù)后疼痛與不適感，可以提高患者的舒適程度，促進(jìn)外科手術(shù)后創(chuàng)口的愈合。激光可以封閉住淋巴管和血管，減少術(shù)中出血和術(shù)后腫脹的發(fā)生。穿透深度僅為 0.03 毫米，切割后可以封閉住神經(jīng)末梢，可以減輕水腫和疼痛，使術(shù)后康復(fù)過(guò)程更加舒適，減少感染。由于激光手術(shù)在切割方面比傳統(tǒng)的外科手術(shù)方法更加精準(zhǔn)，這一技術(shù)可以減少手術(shù)并發(fā)癥以及病變細(xì)胞或癌細(xì)胞的傳播或復(fù)發(fā)。激光手術(shù)通常需要的時(shí)間更少，比傳統(tǒng)手術(shù)具有更高的性價(jià)比。

　　圖1：采用中空二氧化硅波導(dǎo)的二氧化碳激光

　　為了達(dá)到最佳的臨床效果，激光手術(shù)需要由經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)、技術(shù)優(yōu)秀的醫(yī)療專業(yè)人員來(lái)進(jìn)行。對(duì)于臨床醫(yī)師來(lái)說(shuō)，二氧化碳激光手術(shù)的優(yōu)勢(shì)則在于可以改善對(duì)術(shù)野的可見性、精度與控制性，并且縮短手術(shù)時(shí)間。激光束的直徑與功率可以調(diào)節(jié)，以便快速去除較大的組織或者僅僅切除少數(shù)幾層組織。激光束在切除組織的同時(shí)可以封閉住毛細(xì)血管和小血管。這樣可以大幅度的減少出血，使手術(shù)部位保持干燥、潔凈。消融的組織和周圍完整組織之間的界限可以清晰的界定。二氧化碳激光無(wú)需物理力量即可蒸發(fā)四周的組織，從而封閉住血管，使出血降至最低程度。因此，在手術(shù)過(guò)程中需要無(wú)血狀態(tài)時(shí)，這一特點(diǎn)便極其有效。此外，由于組織焦斑發(fā)生高溫蒸發(fā)，創(chuàng)口可以通過(guò)無(wú)菌的方式進(jìn)行處理。

　　激光治療技術(shù)根據(jù)所實(shí)施的具體手術(shù)而有所不同。從設(shè)計(jì)與臨床的角度來(lái)說(shuō)，激光功率密度可對(duì)激光和人體組織之間的相互作用產(chǎn)生影響。總之，外科醫(yī)師可以方便控制的最高功率密度在治療性醫(yī)療和外科手術(shù)中達(dá)到最佳的效果。這樣可以使與激光束所產(chǎn)生傳導(dǎo)加熱的接觸減至最短時(shí)間，從而降低周圍組織受傷或損傷的可能性。此外，每種激光波長(zhǎng)都具有自己的特性，對(duì)人體組織可產(chǎn)生特定的效果。外科醫(yī)生不僅需要對(duì)所實(shí)施的醫(yī)療程序具有充分的了解，在操作和使用所選激光技術(shù)系統(tǒng)時(shí)還必須具有正確的設(shè)備、技巧和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

　　當(dāng)今在世界各地的手術(shù)室中已經(jīng)采用了很多種二氧化碳激光。對(duì)于臨床醫(yī)師和醫(yī)療器械的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，重要的一點(diǎn)在于需要充分了解特定激光傳輸系統(tǒng)所允許實(shí)現(xiàn)的性能。關(guān)節(jié)桿激光這種技術(shù)已經(jīng)較老。光纖則是最新技術(shù)，可以取代成本高昂、笨重而又靈活性較低的關(guān)節(jié)桿。直接光纖系統(tǒng)中可以包含裸光纖，用于二氧化碳激光的鈥波導(dǎo)和中空波導(dǎo)。

　　中空波導(dǎo)不會(huì)像嵌入了反射鏡或鏡頭的關(guān)節(jié)桿激光那樣傳輸二氧化碳激光束，取而代之的是提供可行而又通用的選項(xiàng)來(lái)為醫(yī)學(xué)激光應(yīng)用傳輸二氧化碳激光。中空光纖強(qiáng)度較高、柔性極高，能夠方便的更換切削參數(shù)來(lái)適應(yīng)定制的需求。由于基于二氧化硅的典型光纖會(huì)大量吸收波長(zhǎng)大于2.1微米的光束，需要的是一種不同的技術(shù)。紅外傳輸中空二氧化硅波導(dǎo) (HSW) 對(duì)于高功率激光傳輸應(yīng)用來(lái)說(shuō)，是實(shí)心光纖的一種極佳的替代方案。

　　在眾多的主要優(yōu)勢(shì)當(dāng)中，HSW 解決方案可以提供較高的激光功率閾值、插入損耗較低、不存在末端反射，并且精準(zhǔn)度極高。Polymicro Technologies的 MediSpec中空二氧化硅波導(dǎo)中含有熔融二氧化硅毛細(xì)管，該毛細(xì)管具有內(nèi)部光學(xué)反射Ag/AgI涂層。出于保護(hù)目的，毛細(xì)管上涂有外部防護(hù)聚合物緩沖層，可以改善波導(dǎo)的強(qiáng)度與柔性。內(nèi)部的介電層則經(jīng)過(guò)優(yōu)化，在10.6微米的激光波長(zhǎng)下運(yùn)行時(shí)具有較低的光學(xué)功率損耗。

　　由于采用了中空結(jié)構(gòu)，在端接和操作時(shí)需要采取合理的措施來(lái)避免污染物進(jìn)入到波導(dǎo)的孔中。對(duì)于發(fā)射的激光功率來(lái)說(shuō)，污染物會(huì)成為一種散亂點(diǎn)，導(dǎo)致發(fā)生內(nèi)部燒灼。此外，在波導(dǎo)孔中運(yùn)動(dòng)的顆粒物還有可能在物理上擦傷毛細(xì)管的二氧化硅表面內(nèi)側(cè)，從而大幅提高易碎性。

　　如何將功率結(jié)合到中空二氧化硅波導(dǎo)中，在極大程度上取決于輸入光束的特性。需要采取措施以避免觸碰到玻璃部位。在將激光功率結(jié)合到中空二氧化硅波導(dǎo)時(shí)，目標(biāo)就是使輸入數(shù)值孔徑減至最小，同時(shí)保持光斑尺寸小于波導(dǎo)孔徑。一個(gè)良好的經(jīng)驗(yàn)法則則是將聚焦的光束直徑對(duì)準(zhǔn)到波導(dǎo)的入口處，保持約占波導(dǎo)孔徑的 70% 大小。在合理的對(duì)中后，這樣可以避免激光束照射到波導(dǎo)的前緣，并且可以產(chǎn)生最佳的傳輸特性。

　　出色的激光制導(dǎo)效果以及精準(zhǔn)的目標(biāo)光束可見對(duì)中操作，已成為手術(shù)室用手持探頭和其他激光治療設(shè)備的關(guān)鍵性要求。MediSpec中空二氧化硅波導(dǎo)可以簡(jiǎn)化患者的治療過(guò)程、提高安全性，并且加快治療速度。這種專用的波導(dǎo)專為醫(yī)療激光應(yīng)用而設(shè)計(jì)，集成了中紅外激光功率輸送以及目標(biāo)光束可見對(duì)中 功能。MediSpec 中空二氧化硅波導(dǎo)是一種改變游戲規(guī)則的技術(shù)，其獨(dú)一無(wú)二的結(jié)構(gòu)可以為外科醫(yī)師提供一種輕量級(jí)的高精度替代方案，可取代笨重龐大的關(guān)節(jié)桿和手持探頭，后者一般攜帶兩條光纖，一條用于照明，而另一條則用于輸送激光功率。

　　MediSpec中空二氧化硅波導(dǎo)設(shè)計(jì)用于包括二氧化碳輸送系統(tǒng)以及鉺雅克激光在內(nèi)的中紅外到遠(yuǎn)紅外范圍內(nèi)的應(yīng)用，提供 500、750 和 1000 微米內(nèi)徑，波長(zhǎng)范圍為 2.9 至 10.6 微米。Tefzel 護(hù)套材料具有生物相容性，可以耐受微創(chuàng)手術(shù)中的消毒過(guò)程。根據(jù)客戶要求可以提供各種使用 SMA、ST 和 FC 連接器的端接方案。

　　Polymicro Technologies的MediSpec中空芯波導(dǎo)在 Molex 經(jīng) FDA 注冊(cè)的工廠中制造，滿足FDA 21 CFR 820 質(zhì)量體系規(guī)定以及 cGMP 對(duì)標(biāo)簽、包裝和消毒的全部要求。

　　圖2：新型中空波導(dǎo)設(shè)計(jì)

　　歡迎分享本文，轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留出處：http://www.eechina.com/thread-159880-1-1.html     【打印本頁(yè)】