二氧化碳激光器及其临床应用

二氧化碳激光器是气体激光器。医学上常用封离型激光管。是一种三层管状结构。中心为石英或GG17硬质玻璃作成的放电管，内径6～8mm，长1m左右。管内充有CO₂、N₂、He、Xe等多种气体。比例为CO₂∶N₂∶He=1∶2∶7。管子的中间一层通水冷却。外层为储气套和回气通道。谐振腔为曲率半径约3m的全反射金膜和平面锗单晶反射镜组成。单晶锗能透过10.6μm的激光。在管的两端处各装一电极。加上几万V的高压时，放电管中有几十mA的直流电流过。管中被加速的高能电子与氮分子碰撞时，使氮分子跃迁到激发态。当它与二氧化碳分子碰撞时，将自己的激发能传递给二氧化碳分子，使CO₂分子处于非对称振动的激发态001能级上。有可能使001能级与100能级形成分子反分布状态。受激辐射时，谐振腔内产生波长10.6μm的激光振荡。其中氮的作用是使CO₂分子与氦原子碰撞时，使100能级上的分子数减少。易于形成反分布。
高压电源系采用市电升压、硅堆整流和滤波之后获得。管长1m，约需高压25kV。
使用导光关节臂传光，其中用金膜反射镜改变光的方向。装有6块反射镜的关节臂，光耗损在17%左右。关节臂的刀头内装锗透镜。管长1m，功率60W的管子，聚焦后功率密度可达106W/cm²。能满足切割肌肉组织和骨骼的需要。为增加切割速度，刀头中装有吹气装置。
临床应用 二氧化碳激光器在医学上应用广泛。使用方式有四种：一为散焦照射，二为聚焦烧灼，三为激光手术刀，四为激光气化。
(1)散焦照射根据局部温热程度取一定距离直接照射病变部位，一般每次10分钟，10次为一疗程。散焦照射可用以治疗炎症性皮肤病，如皮炎、湿疹、带状疱疹和皮肤溃疡；外科疾病，如急性乳腺炎、化脓性甲沟炎、疖肿、肩关节周围炎、肥大性脊柱炎、网球肘、腱鞘炎、颈椎病、慢性扭伤和劳损；妇科疾病，如外阴溃疡、瘙痒、阴部白斑等。
(2)聚焦烧灼须用中等功率(40～60W)的二氧化碳激光器进行。适于皮肤的良性和恶性肿瘤，如色素痣、中小型血管瘤、疣状痣、角化性血管瘤、乳头状瘤、纤维瘤和疣，恶性的原位癌、基底细胞瘤、鳞癌和黑色素瘤。妇科病如宫颈糜烂、宫颈子宫内膜异位症、宫颈白斑、宫颈原位癌。口腔颌面部小型血管瘤、淋巴管瘤、乳头状瘤。对耳鼻喉科的声带乳头瘤、角化病和息肉疗后并能保存声带的功能。外科病如尿道肉阜、痔核等。
(3) CO₂激光手术刀：
❶借助热凝固可封闭2mm口径的静脉和1mm的动脉，因而适于切割血管丰富的肝、肾器官，对于贫血，凝血性低或易于出血的年老体弱病人和婴儿亦适用。
❷激光刀和切割处不需直接接触，激光本身具有灭菌作用，故术后感染机会小。
❸可用激光刀切除或气化坏死组织或感染组织，有利于组织修复。
❹切割肿瘤时，因激光能封闭中小血管和淋巴管，可防止肿瘤细胞转移。
❺激光刀手术时间短、补液少，有利于减少术后并发症，切口水肿轻。
❻因手术野的神经末梢受热凝固，因而术后疼痛较轻。
❼可配合外科显微镜和内窥镜进行体腔内手术。二氧化碳激光刀切割皮肤、肌肉和骨质，须有足够的功率(10⁴W/cm2)，要求激光的光束越细越好，术者须正确掌握激光的最佳焦距。适应证： 上颌窦凿开术（柯陆手术）和鼻侧切开术以切除鼻腔内肿瘤，耳廓病变切除，扁桃腺切除，唇癌、舌癌切除术，全上颌骨切除术；三度烧伤痂皮早期切除；亦可用以切除脑、乳房、胃、喉、鼻咽及皮肤的恶性肿瘤。
(4)激光气化：主要是利用激光高热治疗肿瘤，使肿瘤组织气化以达到消除的目的。激光气化与激光刀切除的基本区别在于激光气化时所需的功率更大，光斑要粗(一般要超过0.5cm)。不同体积的肿瘤均可气化，但通常用于肿瘤体积较大、面积较广的病例。自1971年以来，国外用二氧化碳激光治疗机，如Sharplan 791在手术显微镜配合下进行喉部手术，切除声带乳头状瘤、息肉、声带小结及原位癌等。体积在1mm2以内者，可一次曝光气化，手术中不出血，视野清晰，能精确地控制部位与手术深度。激光破坏的组织界限分明，仅有很薄的热凝固层(厚度50～100μm)，其外围的细胞结构不受影响。因此术后无水肿反应，愈合迅速，疤痕轻微，能最大限度地保持发音器官的功能。
注意事项 散焦照射时如功率密度过大，时间过长，每可造成局部皮肤红肿或形成水疱，应注意防止。治疗后有些病例形成疤痕，因此，对有肥厚性疤痕遗传因素的病人应谨慎从事或避免使用。二氧化碳激光波长属红外波段，系不可见光线，故术中为了避免反射光对眼的损伤，术者应带防护眼镜。