[实用新型]医用多波长激光装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种激光装置，特别涉及医用多波长激光装置。

背景技术

激光具有高亮度性和高方向性，易于控制并可聚焦，还可以用光纤传输导入体腔，激光还具有单色性和相干性等特点，使得激光在医学中获得广泛应用。其中大多数医疗应用是利用激光能量的热效应使肌体组织凝固止血或汽化切割而达到治疗的目的。

人体组织中含有约80％的水分，因此水对各种不同波长激光的吸收表征了肌体对激光的吸收持性。如图1水对波长为2.94μm的掺铒钇铝石榴石(Er:YAG)激光、10.6μm的CO₂激光和2.09μm的掺钬钇铝石榴石(Ho:YAG)激光的吸收率比波长为1.06μm的掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光分别高约4、3、2个量级，波长为1.06μm的Nd:YAG激光的能量渗入肌肤较浅就被全部吸收，因此在瞬间就将组织汽化而具有很好的切割性能，是理想的手术切割工具。但是Er:YAG激光不能通过石英光纤传输，特种光纤价格昂贵；Ho:YAG激光对工作温度的要求较严，给设备制造带来一定的难度。CO₂激光的导光纤维效率较低，一般需要导光关节臂传输，不便于进入体腔。反过来，由于水对1.06μm的掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光吸收率小，所以1.06μm的Nd:YAG激光具有渗透肌体组织深的优点，其深度可达10mm，这也就是它具有较好的凝固组织和止血的原因，但是切割作用较差。在切割人体组织时需用数十瓦激光功率，实际上是使组织逐步加热凝固直至碳化和汽化后才将组织切割开来，切割的速度慢，碳化的伤口也不容易愈合。

另外，由于人体中不同组织含有的成份不同，不同的组织对各种不同波长激光的吸收率也不同。如图1所示，血红蛋白对波长为532纳米的倍频掺钕钇铝石榴石激光有很高的吸收系数，大约比它对波长为1.06微米的基频掺钕钇铝石榴石激光的吸收系数高两个量级。在特定的组织，如富含血红蛋白的良性前列腺增生组织中，由于血红蛋白对532纳米波长的绿激光有很高的吸收系数，因此它可迅速地吸收该波长激光能量产生温升，从而汽化。目前，医界就是利用这一特性，通过良性前列腺增生选择性吸收532纳米激光的特性，实现了汽化切除手术。

综上所述，如果一个激光医疗系统要对富含水的组织和富含血红蛋白的组织具有高效汽化切割功能，同时又具有良好凝固止血功能，就应该具有多个激光波长的输出。但是，目前还没有基于一个激光器即可输出3～6个波长的激光医疗系统，本实用新型就针对这个不足提出解决方案。

实际上Nd:YAG激光除1.06μm波长可形成振荡放大输出外，还存在1.32μm和1.44μm波长振荡放大输出的可能性。1.32μm波长输出已用于测距。因为1.44μm波长的激光振荡放大特别难于形成，因此在国内尚未实际应用。从图2中可以更清楚地看到：水对1.44μm波长的Nd:YAG激光的吸收率比对波长为1.06μm的Nd:YAG激光的吸收率也高约2个多量级，而和Ho:YAG激光相似或者略高。Nd:YAG激光仅能渗入组织约0.4mm，具有较好的切割汽化组织的性能，Nd:YAG激光可以通过石英光纤进行传输，在医疗应用中能够达到既方便操作、切割效果又好的要求。比起Ho:YAG激光，Nd:YAG激光更具有运行成本低的优点，是非常值得开发的医用激光器。而1.32μm波长的Nd:YAG激光对富含水的组织的汽化切割和凝固止血功能则介于1.44μm波长的Nd:YAG激光和1.06μm波长的Nd:YAG激光之间。

另外，1.06μm波长、1.32μm波长和1.44μm波长的Nd:YAG激光的基频光还可以通过倍频晶体获得0.53μm波长的绿激光、0.66μm的红激光及0.72μm波长的深红激光。绿激光可以用来汽化切割富含血红蛋白的组织，而红激光可以用来进行理疗。可见光波段的激光也可以与吸收该波长激光的光敏剂配合用于光动力学治疗。

由于1.44μm波长激光的激发截面远比1.06μm波长激光的激发截面要小，甚至比1.32μm波长激光的激发截面也小，增益系数很低，所以很难产生1.44μm激光的输出。为了实现1.44μm波长激光的振荡放大输出就必须抑制1.06μm和1.32μm波长激光的振荡放大，只有解决了这一问题才可能获得1.44μm波长激光的输出。

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