Tipos e principais aplicações clínicas de lasers médicos

Diferentes tipos de lasers têm diferentes parâmetros de desempenho e métodos de trabalho, e suas interações com os tecidos biológicos humanos também são diferentes. Depois de determinar os parâmetros e o desempenho do necessárioLaser Médicoe o método de trabalho necessário, é basicamente possível determinar o tipo específico de laser adequado. Abaixo, apresentaremos brevemente alguns dispositivos médicos típicos a laser e as principais aplicações clínicas com base na classificação de substâncias de trabalho comumente usadas.

Laser Sólido
Os lasers de estado sólido são atualmente os lasers médicos mais amplamente utilizados e maduros. O laser médico de estado sólido típico é o laser Nd:YAG, que é o laser granada de ítrio-alumínio dopado com neodímio. O principal comprimento de onda operacional é 1064 nm. Para aplicações de bisturi, geralmente é usada saída contínua e a potência é de cerca de dezenas de watts; para o tratamento de doenças pigmentares dermatológicas, a saída Q-switch é frequentemente usada, a energia pode atingir 1 joule por pulso e a largura do pulso pode ser tão estreita quanto alguns nanossegundos. Também pode ser usado para cirurgias oculares internas, como catarata membranosa, capsulotomia do cristalino, iridotomia, corte do cristalino e do cordão vítreo na câmara anterior.

Quando esse tipo de laser é emitido como um pulso longo, ele também pode ser usado para remover pelos, e a largura do pulso pode chegar a 200 ms; como modo de oscilação livre, pode ser usado para o tratamento da obstrução crônica do canal lacrimal em oftalmologia. Além disso, o laser de comprimento de onda de 532 nm com frequência duplicada do laser Nd: YAG também tem aplicações importantes em muitos campos de tratamento, como oftalmologia, odontologia, dermatologia, ressecção de próstata, etc., e pode ser usado para tratamento sintomático de rugas dermatológicas e depilação. Tratamento e tratamento de doenças do fundo, etc.

O outro comprimento de onda do laser Nd:YAG é 1320 nm, adequado para o tratamento de varizes safenas grandes e pequenas e varizes de ramos superficiais não funcionais causadas por refluxo sanguíneo. A saída do laser de 1,3 μm pelo laser Nd: YAP (aluminato de ítrio dopado com neodímio) é semelhante a este comprimento de onda. Devido à sua relativa segurança para o olho humano, este laser de comprimento de onda tem sido amplamente utilizado em cirurgias médicas e pode ser usado para remover cáries dentárias. E tratamento de preparo da cavidade pulpar, hipersensibilidade dentinária, remoção de tumor gengival e hemangiomas, irradiação externa de úlceras orais, etc.

Nos últimos anos, o surgimento e o desenvolvimento de lasers de estado sólido no infravermelho médio com comprimentos de onda acima de 2 mm forneceram um grande número de novas opções ideais para a medicina a laser, como os típicos lasers YAG dopados com hólmio, túlio e érbio. A maioria desses lasers funciona em modo pulsado. O comprimento de onda do laser Ho:YAG (granada de ítrio-alumínio dopado com hólmio) é de 2,1 μm, que é adequado para corte com e sem contato, ressecção e coagulação de tecidos moles e duros, como para cálculos do trato urinário; A dermatologia trata granuloma piogênico, verrugas senis e ceratose senil; obstetrícia e ginecologia tratam a erosão cervical; a otorrinolaringologia trata pólipos nasais e papilomas na garganta; cirurgia percutânea de disco lombar, etc.; esse sistema a laser é utilizado em cirurgia miocárdica percutânea A reconstrução vascular, como instrumento ideal na angioplastia, é conhecida como "o quarto marco no tratamento da doença coronariana".

A saída de comprimento de onda de 2,0 μm do laser Tm:YAG (granada de ítrio-alumínio dopada com túlio) é semelhante ao laser Ho:YAG e pode ser usada para corte com e sem contato, ressecção e coagulação de materiais macios. e tecidos duros.

Outro tipo de laser Er:YAG (granada de ítrio-alumínio dopado com érbio) tem um comprimento de onda de saída de 2,9 μm. Como a água absorve fortemente esse comprimento de onda, ela é usada principalmente para tratamento a laser de tecidos superficiais, como perfuração de sangue, tratamento oftalmológico e sensibilidade. Cirurgia de pele, etc. Além disso, também é utilizado em outras áreas, como otorrinolaringologia e tratamento de tumores. Seu princípio de tratamento pode ser atribuído basicamente ao bisturi a laser. Da mesma forma, existe o chamado “laser de água” (laser Er,Cr:YSGG, assim chamado porque utiliza água para guiar a luz), que tem comprimento de onda de 2.780 nm e é utilizado em odontologia.

Alguns dos primeiros lasers de estado sólido, como os lasers de rubi com comprimento de onda de 694,3 nm e os lasers de alexandrita com comprimento de onda de 755 nm, foram usados ​​como os primeiros dispositivos médicos a laser para remoção de pigmentação da pele, remoção de pelos da pele, remoção de tatuagens e tratamento de lesões pigmentadas benignas da pele. aspecto.

Nos últimos anos, com o surgimento contínuo de dispositivos laser avançados com desempenho abrangente, esse tipo de laser foi gradualmente retirado do campo dos lasers médicos. Vale ressaltar que o laser de safira dopado com titânio de femtosegundo atualmente amplamente utilizado em pesquisas científicas não só possui um espectro de banda larga, incluindo os comprimentos de onda e capacidades de ajuste de comprimento de onda mencionados acima, mas também possui uma largura de pulso inferior a 100 fs, o que é excelente em diagnóstico de doenças e cirurgia de precisão. aplicações cada vez mais difundidas.

Outra tendência em lasers médicos é o laser de fibra. Como um tipo de laser sólido, o laser de fibra não cobre apenas os comprimentos de onda dos lasers médicos sólidos comumente usados, como 1,064 mm, 1,3 mm, 1,5 mm e 2 mm, mas também femtosegundo. saída de energia e outros modos de operação. É previsível que os lasers de fibra representarão uma parcela crescente dos lasers médicos no futuro.

Laser a gás
Os lasers de gases medicinais comumente usados ​​incluem:
O laser de dióxido de carbono, comprimento de onda de saída de 10,6 μm, é um laser infravermelho distante. Possui dois modos de trabalho: contínuo e pulsado. Na prática clínica, geralmente é transmitido através de um braço articular guiador de luz. Como o laser de dióxido de carbono é fácil de obter alta potência (acima de quilowatts), o custo é relativamente baixo e seu comprimento de onda tem uma taxa de absorção de água extremamente alta, ele é usado principalmente para tratamento intenso a laser.

Laser de hélio-néon, comprimento de onda de saída é 632,8 nm. É principalmente um modo de trabalho contínuo com potência de apenas 10 mW. Só pode ser utilizado para tratamentos com laser fraco, nomeadamente fisioterapia a laser e acupuntura a laser; também pode ser usado como fonte de luz terapêutica para terapia fotodinâmica.

Laser de íon de argônio, o comprimento de onda de saída principal é 514,5 nm e 488 nm, modo de trabalho contínuo, a potência pode atingir dezenas de watts. Este laser tem uma vida útil curta e altos custos operacionais. Em princípio, é muito caro substituir o tubo do laser a cada 3 a 4 anos. Seu laser de comprimento de onda azul esverdeado visível pode ser transmitido através de fibras ópticas. A hemoglobina tem uma taxa de absorção muito alta neste comprimento de onda e pode ser usada como fonte de luz terapêutica para terapia fotodinâmica.

Semelhante a ele é o laser de vapor de cobre. Atualmente, o laser Nd:YAG com frequência duplicada bombeado por um laser de diodo pode obter um laser verde de 532 nm com potência média superior a 10 W em operação contínua e potência média superior a 100 W em operação de alta frequência de repetição. Portanto, ele não só pode ser usado em muitos aspectos médicos. Ele substitui o laser de íon de argônio e o laser de vapor de cobre, e tem novas aplicações em oftalmologia, próstata, etc., e apresenta forte viabilidade econômica.

Laser de íon criptônio, os principais comprimentos de onda operacionais são 406,7 nm, 415,4 nm, 568 nm e 647 nm. Principalmente para modo de trabalho contínuo. Pode ser usado como fonte de luz de diagnóstico para terapia fotodinâmica.

Laser de hélio-cádmio, comprimento de onda de saída 441,6 nm. Principalmente para modo de trabalho contínuo. Pode ser usado como fonte de luz de diagnóstico para terapia fotodinâmica.

Laser semicondutor
Atualmente, existem muitas opções para o comprimento de onda de saída de lasers semicondutores de 405 nm a 1500 nm, e os modos de trabalho incluem operação contínua e pulsada. Geralmente, o comprimento de onda e o modo de trabalho são usados ​​para definir o nome, como: laser semicondutor contínuo de 630 nm, laser semicondutor de pulso de 780 nm, etc.; materiais semicondutores também são usados ​​​​para definir diretamente o nome, como: laser semicondutor de arsenieto de gálio, laser semicondutor de arsênico, alumínio e gálio, etc.

Os lasers semicondutores têm vantagens exclusivas, como tamanho pequeno, alta eficiência e a capacidade de usar diretamente a fonte de alimentação para modular o laser de saída. Eles são adequados para situações que exigem um dispositivo leve e não requerem alta potência de saída do laser.

Uma unidade de laser semicondutor do tamanho de um computador comum executa as mesmas funções que um laser muito maior. Além do baixo preço, seus custos operacionais também são baixos devido à sua alta eficiência elétrica e óptica e longa vida útil. A vida útil do tubo do laser de diodo é muito maior que a do laser de íons. Devido à sua ampla seleção de comprimentos de onda, do ultravioleta ao infravermelho, e à sua capacidade de transmissão via fibra óptica, a gama de aplicações clínicas está se tornando cada vez mais ampla.

Laser de tintura
Pode-se dizer que o laser de corante é o laser com a maior cobertura de comprimento de onda. A seleção de diferentes corantes pode atingir uma saída sintonizada de 400 nm a 950 nm. Os principais métodos de trabalho incluem onda contínua e onda de pulso. De acordo com diferentes métodos de bombeamento, eles são divididos em bombeamento flash e lasers de corante bombeados a laser. O laser corante combinado com o laser Nd:YAG Q-switched de frequência dupla pode ser usado para remover tatuagens, tratar lesões vasculares e pigmentadas, cortar, extirpar, ablar e vaporizar tecidos moles em dermatologia geral e remover o excesso de cabelo humano.

Excimer Laser
O comprimento de onda de saída do excimer laser está geralmente na faixa ultravioleta, e os meios de laser comumente usados ​​definem seu nome, como: excimer laser de fluoreto de argônio, laser excimer de fluoreto de xenônio. O modo de trabalho é principalmente onda de pulso. Atualmente é amplamente utilizado em oftalmologia e dermatologia.

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