超脉冲二氧化碳激光特点及应用

超脉冲二氧化碳激光特点及应用

       激光器诞生于1960年，1961年激光器就被应用于眼科领域的视网膜焊接，开始了激光技术在医学中的应用。

　　激光医学的发展过程实际上已经涉及医学美容的手术，也达到医学美容的初步效果。例如，早在1963年，皮肤病学专家Goldman等人就开始对人体良性皮肤损害和纹身手术进行了试验研究，并确认激光技术在治疗皮肤黑色素瘤，颈部基底细胞癌和皮肤血管瘤以及各种良性赘生物、癌前期损伤、浅表性毛细血管扩张等病变，不但可行而且具有明显的治疗优势。

　　1983年，Aderson和Parrish提出激光“选择性光热作用”的概念和临床操作模式，他要求当激光通过正常组织到达病变靶组织时，其靶组织对激光的吸收系数应大于正常组织，其反差愈大愈好，以便在破坏靶组织时，不伤及正常组织；同时靶组织的热弛豫（即温度降至一半）时间应大于激光脉冲宽度，使靶组织的热量来不及向外扩散，以免伤及周围正常组织。

　　激光“选择性光热作用”的理论和实践，是医用激光特别是激光美容医学发展的里程碑。在二十世纪九十年代以前，虽然由激光医学理论工作者对激光与组织相互作用和应用基础进行了定量研究，并获得了一系列治疗参数。但是由于普通医用激光器械的性能还难以达到这些治疗参数的要求，使这些难题困扰着医患双方，极大地限制了激光美容医学的发展。

　　上世纪九十年代，由于出现了以超脉冲CO2激光（美容）治疗机为代表的高能脉冲激光美容治疗设备。并在激光医学美容中得到成功的应用，使激光医学美容得到突破性的进展，特别是近几年来，激光医学美容在整个医学美容中独占鳌头，其发展前景十分广阔。

　　近年来，美国、以色列、日本等国的成套激光美容机开始进入中国市场，一定程度上促进了我国激光美容业的发展。同时也为国内的制造厂商提供学习、借鉴、吸收、消化、引进先进产品和技术的机会。在这种情况下，国产超脉冲CO2激光美容治疗机应运而生，并在国内医学美容中扮演越来越重要的角色，由于国产超脉冲CO2激光（美容）治疗机具有功能齐全，价格低，维修方便等优势，它已成为国内最新，最流行的激光医学美容手术器械。

　　由于医学美容的迅速发展，对激光美容设备的要求必然也越来越高，超脉冲CO2激光（美容）治疗机也应该在应用中不断改进和完善。

一、超脉冲CO2激光（美容）治疗机的特点

　　超脉冲CO2激光（美容）治疗机是一种可以输出超脉冲激光的CO2激光治疗机。其工作原理和基本结构以及性能均类同于普通的CO2激光治疗机。为了方便临床使用，通常超脉冲CO2激光（美容）治疗机除输出超脉冲激光外，还兼容有普通CO2激光治疗机的所有功能，是一种多功能的CO2激光治疗设备。

　　（一）超脉冲CO2激光（美容）治疗机具有CO2激光手术刀的共同特点：

　　1、输出波长较长（10.6μm），光电转换效率高，输出功率较大，而且经过聚焦后可形成很大的功率密度，呈现锐利的“刀口”。

　　2、CO2激光器结构简单，工艺成熟，成本低廉，性能可靠，操作和维护方便，有利于推广应用。

　　3、与其他激光手术刀相比，CO2激光手术刀具有切割力较强，组织吸收系数较大，组织穿透深度较小（约0.23mm），手术时不易伤及动脉血管，而且还具有止血和封闭血管的功能，特别适合医学美容的精细手术，还具有术野清晰、不易交叉感染等优点。

　　（二）超脉冲CO2激光（美容）治疗机还具有以下特点：

　　1.可输出高能量高重复频率的脉冲激光，可满足“激光选择性光热作用”的操作要求，可以迅速而有效地去除病变靶组织，最大限度地减少激光对正常组织的损伤，大大提高了医学美容临床治疗的准确性和安全性。

　　临床实践证明，在进行同一种手术时，脉冲激光所使用的激光功率要比连续激光低得多，因而由激光手术引起的组织反应轻，对周围组织的损伤小，也缩短了治愈时间，治疗时产生的烟雾少，视野清晰，减少了对临床医生的危害。

　2.输出激光模式较好。

　　为了得到尽可能细的聚焦光斑，通常超脉冲CO2激光器输出的激光束模式比普通的CO2激光器要好，最理想的是选用具有基横模特性的CO2激光器。

　　为了得到较好的CO2激光输出模式，要求CO2激光器的放电管内径较小，而且内壁具有严格的同心度和垂直度。

　　3.为了保证输出高能量高脉冲激光的需要，在结构设计中要求CO2激光器具有激光快恢复特性（超脉冲激光的脉冲间隔在毫秒级或更小）。例如激光谐振腔组件应该选用耐电冲击性能更好，不易蒸散的真空材料。

　　同时，工艺过程中要严格控制激光气体物质和辅助气体的数量和比例。

　　4.激光（美容）治疗机的外形结构应具有更加人性化的设计，与周围环境更协调，使用更方便，更安全。

　　二、超脉冲CO2激光与铒（Er：YAG）激光的比较

　　当前在我国激光医学美容的临床应用中，超脉冲CO2激光是最流行的手术器械，近年来，铒（Er：YAG）激光也开始在激光医学美容临床上得到应用。它和超脉冲CO2激光在功能上形成互补，将成为另一种常用的激光美容设备。

　　铒（Er：YAG）激光是在钇-铝-石榴石晶体加入铒元素，产生波长为2940nm中红外范围的激光。它的波长正处于水吸收峰值范围，水对它的吸收能力是对CO2激光吸收能力的10~15倍。铒激光对人体组织穿透深度浅（铒激光对组织的热损伤深度为10~20μm），水对它的吸收能力强，临床操作时热量散失最小，因此，它在临床手术治疗中由热损伤引起的副作用最小。

　　但是，铒激光也存在缺点：它的光斑较小，穿透深度浅，通常临床治疗时需要多次操作，延长了手术时间；它的功能比较单一，主要用于精细手术，例如用于去除皮肤皱纹等细微手术，而且铒激光对于去除较深皱纹的远期效果较差，而超脉冲CO2激光除用于去除皮肤皱纹之外，还可以用于组织切割、汽化、消融、止血等多种操作。超脉冲CO2激光造成的真皮深层热损伤，可影响胶原的重新分布和深皱纹的去除，因而具有长期可靠的去皱效果。

　　在我国市场上，铒（Er：YAG）激光（美容）治疗机的价格比类似功能的超脉冲激光（美容）治疗机的价格高得多，而且进口的铒（Er：YAG）激光设备的备件供应和维修服务也存在诸多问题。国产铒（Er：YAG）激光（美容）治疗机尚处于研发阶段，尚未进入推广应用时期。因此，当前国产超脉冲CO2激光（美容）治疗机仍然是我国激光医学美容临床应用首选的手术器械。

　　三、超脉冲激光（美容）治疗机在医学美容应用的主要操作方法。

　　1.皮肤切割

　　切割是激光热效应的主要是应用之一。超脉冲激光束经聚焦后（例如激光输出功率为10W~30W），其焦点在人体皮肤表面移动就会产生线样切割，其深度与它的移动速度成反比，与激光输出能量成正比。皮肤组织表面被激光能量汽化之后，组织的弹性作用使边缘分离，这就是激光刀的切割作用。

　　CO2激光作为非接触式光刀，其焦点功率密度比接触式的Nd：YAG固体激光要高，因此用超脉冲CO2激光作组织切割，不但对正常组织损伤少，操作时间短，而且避免了临床治疗的交叉感染。

　　2.皮肤磨平

　　超脉冲CO2激光能削去表皮细胞，使剩余的真皮层被埋藏，增加了局部皮瓣和游离植皮的用途，而且磨平皮肤后，去上皮化的组织可以完全止血，也就是可以使真皮层安全地埋藏。超脉冲CO2激光进行皮肤磨平的速度和效率使所有现行的其他皮肤磨平的技术操作都相形见弛绌。

　　超脉冲CO2激光作为磨平皮肤的工具，还适用于去除葡萄酒斑和纹身。

　　3.汽化组织

　　超脉冲CO2激光可用汽化不适宜切除的大块组织，例如，热源性的肉芽肿瘤和其他感染病变，肥大性酒渣鼻等。

　　4.止血

　　止血是激光凝固作用的结果。CO2激光只宜用于动脉直径0.5mm以下和静脉直径1mm以下血管的止血。

　　5.融合

　　融合是一种破坏度极其轻微的激光凝固作用，使用激光可使管壁断面对合，管壁对合时呈轻度脱水变性，而后完全愈合。激光也可用于血管、神经等组织的融合。

　　6.消融

　　消融主要利用超脉冲CO2激光的汽化、炭化、以及凝固作用，使皮肤表面的病变组织经过蒸发、脱水、炭化、汽化而消失。

　　7.杀菌

　　由于超脉冲CO2激光的强光辐射和瞬时高温的作用在临床操作中还具有杀灭细菌、真菌和病毒的效果。

　　四、超脉冲CO2激光在医学美容中的主要应用

　　1.激光换肤手术

　　2.激光除皱手术

　　3.激光修整瘢痕

　　4.激光睑成形术

　　5.其他应用

　　色素痣、黄褐斑、雀斑、老年斑、疣、脂溢性角化病，汗管瘤、汗孔角化症、粟丘疹、睑黄瘤、淀粉样变、胼胝、激光植皮手术等。

　　五、激光的安全防护

　　激光的安全防护主要包括：人员的安全防护，机器的安全使用及工作间的安全设置。

　　（一）人员的安全防护

　　激光对人体的伤害主要是对眼、皮肤的伤害。

　　1.激光对眼的伤害

　　人眼是一个精密的光学系统，对光损害极为敏感，不同的波长及不同的发射方式对眼的屈光介质会造成不同部位及不同程度的损伤，如紫外和中、近红外激光主要损害角膜，激光损伤角膜主要表现为角膜炎，轻者有眼部不适、异物感；重者角膜上皮脱落，出现角膜刺激、疼痛和流泪。近紫外激光可损伤晶状体，主要表现为白内障；可见光及近红外激光伤害视网膜，主要表现为眼底白色凝固斑、菊花形出血、水肿，重者可使视网膜脱离、出血流入玻璃体。

　　为了防止眼睛受激光辐射损伤，操作人员需佩戴相应波长的激光防护眼镜，患者需用黑色眼罩或浸湿的纱布覆盖眼睛。

　　2.激光对皮肤的损害

　　激光对皮肤的损害，轻者使皮肤原有的色素含量增加，使皮肤变暗变黑；重者血管扩张、充血，皮肤出现炎性改变；更严重者可出现皮肤烧伤、组织发生凝固、炭化坏死甚至组织飞溅形成溃疡。

　　操作人员应着长袖工作服，操作时激光头除对准治疗区外不可随便转动方向。

　　（二）激光治疗机的安全使用

　　1.只允许经过训练的人员操作。

　　2.激光治疗机必须有钥匙开关，关机后取出钥匙，由专人保管。

　　3.治疗室内禁用激光可点燃的挥发性试剂或消毒剂。

　　4.激光束不要照射在金属面上。

　　（三）工作间的安全设置

　　1.室内必须有排气设备。

　　2.有条件设置外门联锁开关。

　　3.激光治疗室的门上应有激光安全的警告标志。

　　4.激光治疗室内尽可能减少有反光的界面，如金属、玻璃等，以防止激光在室内反射造成对人体的伤害。