Types et principales applications cliniques des lasers médicaux

Différents types de lasers ont des paramètres de performance et des méthodes de travail différents, et leurs interactions avec les tissus biologiques humains sont également différentes. Après avoir déterminé les paramètres et les performances du système requisLaser médicalet la méthode de travail requise, il est en principe possible de déterminer le type spécifique de laser approprié. Ci-dessous, nous présenterons brièvement quelques dispositifs laser médicaux typiques et les principales applications cliniques basées sur la classification des substances actives couramment utilisées.

Laser solide
Les lasers à semi-conducteurs sont actuellement les lasers médicaux les plus utilisés et les plus matures. Le laser médical à semi-conducteurs typique est le laser Nd:YAG, qui est le laser à grenat d'yttrium et d'aluminium dopé au néodyme. La principale longueur d'onde de fonctionnement est de 1064 nm. Pour les applications au scalpel, une sortie continue est généralement utilisée et la puissance est d'environ plusieurs dizaines de watts ; pour le traitement des maladies pigmentaires dermatologiques, une sortie à commutation Q est souvent utilisée, l'énergie peut atteindre 1 joule par impulsion et la largeur d'impulsion peut être aussi étroite que quelques nanosecondes. Il peut également être utilisé pour la chirurgie oculaire interne telle que la cataracte membraneuse, la capsulotomie du cristallin, l'iridotomie, la coupe du cristallin et du cordon vitré dans la chambre antérieure.

Lorsque ce type de laser est émis sous la forme d'une impulsion longue, il peut également être utilisé pour épiler les poils, et la largeur d'impulsion peut atteindre 200 ms ; en tant que mode d'oscillation libre, il peut être utilisé pour le traitement de l'obstruction chronique du canal lacrymal en ophtalmologie. En outre, le laser Nd:YAG à longueur d'onde de 532 nm doublé en fréquence a également des applications importantes dans de nombreux domaines de traitement, tels que l'ophtalmologie, la dentisterie, la dermatologie, la résection de la prostate, etc., et peut être utilisé pour le traitement symptomatique des rides dermatologiques et épilation. Traitement et traitement des maladies du fond d'œil, etc.

L'autre longueur d'onde du laser Nd:YAG est de 1320 nm, ce qui convient au traitement des varices saphènes grandes et petites et des varices superficielles non fonctionnelles causées par le reflux sanguin. Le laser de 1,3 µm émis par le laser Nd:YAP (aluminate d'yttrium dopé au néodyme) est similaire à cette longueur d'onde. En raison de sa relative sécurité pour l’œil humain, ce laser à longueur d’onde a été largement utilisé dans les cabinets médicaux et peut être utilisé pour éliminer les caries dentaires. Et traitement de la préparation de la cavité pulpaire, de l'hypersensibilité dentinaire, de l'élimination des tumeurs gingivales et des hémangiomes, de l'irradiation externe des ulcères buccaux, etc.

Ces dernières années, l'émergence et le développement de lasers à semi-conducteurs à infrarouge moyen avec des longueurs d'onde supérieures à 2 mm ont fourni un grand nombre de nouvelles options idéales pour la médecine laser, telles que les lasers YAG typiques dopés à l'holmium, au thulium et à l'erbium. La plupart de ces lasers fonctionnent en mode impulsionnel. La longueur d'onde du laser Ho:YAG (grenat d'yttrium et d'aluminium dopé à l'holmium) est de 2,1 μm, ce qui convient à la coupe, à la résection et à la coagulation avec et sans contact des tissus mous et durs, tels que les calculs des voies urinaires ; La dermatologie traite le granulome pyogène, les verrues séniles et la kératose sénile ; l'obstétrique et la gynécologie traitent l'érosion cervicale ; l'oto-rhino-laryngologie traite les polypes nasaux et les papillomes de la gorge ; chirurgie percutanée du disque lombaire, etc.; ce système laser est utilisé en chirurgie percutanée du myocarde. La reconstruction vasculaire, en tant qu'instrument idéal en angioplastie, est connue comme « la quatrième étape dans le traitement des maladies coronariennes ».

La longueur d'onde de 2,0 μm émise par le laser Tm:YAG (grenat d'yttrium et d'aluminium dopé au thulium) est similaire au laser Ho:YAG et peut être utilisée pour la coupe, la résection et la coagulation avec et sans contact des tissus mous. et les tissus durs.

Un autre type de laser Er:YAG (grenat d'yttrium et d'aluminium dopé à l'erbium) a une longueur d'onde de sortie de 2,9 μm. Étant donné que l'eau absorbe fortement cette longueur d'onde, elle est principalement utilisée pour le traitement au laser des tissus superficiels, tels que le prélèvement de sang, le traitement ophtalmique et la sensibilité. Chirurgie de la peau, etc. De plus, il est également utilisé dans d'autres domaines comme l'oto-rhino-laryngologie et le traitement des tumeurs. Son principe de traitement peut être essentiellement attribué au scalpel laser. De même, il existe ce qu'on appelle le « laser à eau » (laser Er, Cr : YSGG, ainsi nommé car il utilise de l'eau pour guider la lumière), qui a une longueur d'onde de 2 780 nm et est utilisé en dentisterie.

Certains premiers lasers à semi-conducteurs, tels que les lasers à rubis d'une longueur d'onde de 694,3 nm et les lasers à alexandrite d'une longueur d'onde de 755 nm, ont été utilisés comme premiers dispositifs médicaux au laser pour l'élimination de la pigmentation cutanée, l'épilation de la peau, le détatouage et le traitement des maladies. lésions cutanées pigmentées bénignes. aspect.

Ces dernières années, avec l’émergence continue d’appareils laser avancés aux performances complètes, ce type de laser s’est progressivement retiré du domaine des lasers médicaux. Il convient de mentionner que le laser saphir dopé au titane femtoseconde actuellement largement utilisé dans la recherche scientifique possède non seulement un spectre à large bande comprenant les longueurs d'onde et les capacités de réglage de longueur d'onde mentionnées ci-dessus, mais possède également une largeur d'impulsion inférieure à 100 fs, ce qui est excellent. dans le diagnostic des maladies et la chirurgie de précision. applications de plus en plus répandues.

Une autre tendance dans le domaine des lasers médicaux est le laser à fibre. En tant que type de laser solide, le laser à fibre couvre non seulement les longueurs d'onde des lasers médicaux solides couramment utilisés tels que 1,064 mm, 1,3 mm, 1,5 mm et 2 mm, mais également la femtoseconde. Des progrès rapides ont été réalisés dans le domaine des impulsions ultra-courtes, à haute sensibilité. puissance de sortie et autres modes de fonctionnement. Il est prévisible que les lasers à fibre représenteront à l’avenir une part croissante des lasers médicaux.

Laser à gaz
Les lasers à gaz médicaux couramment utilisés comprennent :
Le laser au dioxyde de carbone, longueur d'onde de sortie 10,6 μm, est un laser infrarouge lointain. Il dispose de deux modes de fonctionnement : continu et pulsé. En pratique clinique, elle est généralement transmise par un bras articulaire guidant la lumière. Étant donné que le laser au dioxyde de carbone permet d'obtenir facilement une puissance élevée (au-dessus des kilowatts), que son coût est relativement faible et que sa longueur d'onde a un taux d'absorption de l'eau extrêmement élevé, il est principalement utilisé pour un traitement laser intense.

Laser hélium-néon, longueur d'onde de sortie est de 632,8 nm. Il s'agit principalement d'un mode de travail continu avec une puissance de seulement 10 mW. Il ne peut être utilisé que pour les traitements au laser faible, à savoir la physiothérapie au laser et l'acupuncture au laser ; il peut également être utilisé comme source de lumière thérapeutique pour la thérapie photodynamique.

Laser à ions argon, la longueur d'onde de sortie principale est de 514,5 nm et 488 nm, mode de fonctionnement continu, la puissance peut atteindre des dizaines de watts. Ce laser a une durée de vie courte et des coûts d'exploitation élevés. En principe, le remplacement du tube laser tous les 3 à 4 ans coûte cher. Son laser de longueur d'onde bleu-vert visible peut être transmis à travers des fibres optiques. L'hémoglobine a un taux d'absorption très élevé à cette longueur d'onde et peut être utilisée comme source de lumière thérapeutique pour la thérapie photodynamique.

Le laser à vapeur de cuivre lui ressemble. À l'heure actuelle, le laser Nd:YAG à fréquence doublée pompé par une diode laser peut obtenir un laser vert de 532 nm avec une puissance moyenne supérieure à 10 W en fonctionnement continu et une puissance moyenne supérieure à 100 W en fonctionnement à haute fréquence de répétition. Par conséquent, il peut non seulement être utilisé dans de nombreux aspects médicaux. Il remplace le laser à ions argon et le laser à vapeur de cuivre, et a de nouvelles applications en ophtalmologie, prostate, etc., et présente une forte praticabilité économique.

Laser ionique Krypton, les principales longueurs d'onde de fonctionnement sont 406,7 nm, 415,4 nm, 568 nm et 647 nm. Principalement pour le mode de travail continu. Peut être utilisé comme source de lumière diagnostique pour la thérapie photodynamique.

Laser hélium-cadmium, longueur d'onde de sortie 441,6 nm. Principalement pour le mode de travail continu. Peut être utilisé comme source de lumière diagnostique pour la thérapie photodynamique.

Laser à semi-conducteur
Actuellement, il existe de nombreuses options pour la longueur d'onde de sortie des lasers à semi-conducteurs de 405 nm à 1 500 nm, et les modes de fonctionnement incluent le fonctionnement continu et pulsé. Généralement, la longueur d'onde et le mode de fonctionnement sont utilisés pour définir le nom, tel que : laser à semi-conducteur continu de 630 nm, laser à semi-conducteur pulsé de 780 nm, etc. ; des matériaux semi-conducteurs sont également utilisés pour définir directement le nom, tels que : laser à semi-conducteur à l'arséniure de gallium, laser à semi-conducteur à l'arsenic et au gallium, etc.

Les lasers à semi-conducteurs présentent des avantages uniques tels qu'une petite taille, un rendement élevé et la possibilité d'utiliser directement l'alimentation électrique pour moduler le laser de sortie. Ils conviennent aux situations qui nécessitent un appareil léger et ne nécessitent pas une puissance de sortie laser élevée.

Une unité laser à semi-conducteur de la taille d’un ordinateur ordinaire remplit les mêmes fonctions qu’un laser beaucoup plus grand. Outre son faible prix, ses coûts d'exploitation sont également faibles en raison de son rendement électrique et optique élevé et de sa longue durée de vie. La durée de vie du tube laser à diode est beaucoup plus longue que celle du laser ionique. En raison de sa large sélection de longueurs d'onde allant des bandes ultraviolettes aux bandes infrarouges et de sa capacité à être transmise via fibre optique, la gamme d'applications cliniques est de plus en plus large.

Laser à colorant
Le laser à colorant peut être considéré comme le laser ayant la couverture de longueur d’onde la plus large. La sélection de différents colorants permet d'obtenir une sortie ajustée de 400 nm à 950 nm. Les principales méthodes de travail incluent l'onde continue et l'onde de pouls. Selon différentes méthodes de pompage, ils sont divisés en pompage flash et en lasers à colorant pompés au laser. Le laser à colorant combiné au laser Nd:YAG à commutation Q doublé en fréquence peut être utilisé pour éliminer les tatouages, traiter les lésions vasculaires et pigmentées, couper, exciser, ablation et vaporiser les tissus mous en dermatologie générale et éliminer l'excès de cheveux humains.

Laser Excimer
La longueur d'onde de sortie du laser excimer se situe généralement dans la plage ultraviolette, et les supports laser couramment utilisés définissent son nom, tels que : laser excimer au fluorure d'argon, laser excimer au fluorure de xénon. Le mode de fonctionnement est principalement une onde de pouls. Il est actuellement largement utilisé en ophtalmologie et en dermatologie.

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