激光手术
概述
随着对侵入性较小的治疗技术的需求增长，激光越来越多地用于现代医学中治疗各种疾病。激光的物理学允许将相同的基本概念应用于各种组织类型，而无需进行很少的系统调整。在每个医学学科中都研究了几种激光技术。
什么是激光手术？
激光疗法是使用集中光治疗患者的医疗程序。与大多数其他光源不同，来自激光的光（代表通过受激辐射放大的光）被调整到某些波长。这使得它能够集中到强光束中。激光是如此强大，可以塑造钻石和切割钢。
激光能量可以安全有效地用于碎石术、癌症治疗、各种美学和重建手术以及异常导电通路的消融。激光治疗等同于，甚至可能优于使用更传统方法治疗每种疾病的管理。
激光物理
基本激光器由激光介质（控制系统的波长）组成，周围环绕着两个平行的镜子，其中一个反射镜部分反射，部分透射。电源激发介质，直到激发态的原子数超过基态的原子数（群体反转）。
当激光介质通电时，它开始自发地向各个方向发射激发的光子。然而，这些光子中的极少数沿着镜子之间的激光系统中心线一致传播。然后镜子反射这些光子，放大受激发射的过程。因此，部分透射镜能够发射强大的相干光子束作为激光。
激光-组织相互作用
激光对组织样本的影响取决于组织和激光的质量。结构、含水量、导热系数、热容、密度以及吸收、分散或反射辐射能量的能力都是组织属性。功率、密度、能量含量和波长都是重要的激光质量。
所考虑的主要生物靶点以许多不同的方式吸收光，其最佳吸收光谱由输入光子能量的波长决定。可见光和一些近红外激光器的主要目标发色团（任何吸收光的材料）是血红蛋白和黑色素，但水是CO2激光器的唯一发色团。
为了实现选择性光热解（使用高峰值功率和短脉冲宽度的能量单独破坏预期目标）而不损坏周围组织，目标组织必须包含吸收周围组织中没有的特定激光波长的发色团。
医学和外科手术中最常用的激光器是CO2，Nd：YAG和氩气激光器。CO2 激光器产生 10，600 nm 的辐射，并使用二氧化碳气体作为介质。CO2激光器虽然具有组织选择性，但不能用于选择性光热解，因为它的发色团，水，无处不在。所有冲击能量都被组织水中吸收到一定深度，防止更深的组织损伤。
CO2激光器在不可见的红外波段中工作，需要使用瞄准光束进行精确治疗。当激光聚焦在组织上时，它会产生极高的功率密度，导致组织的快速汽化和消融。由于激光束的辐照度与光束直径平方的倒数有关，因此外科医生可以通过散焦光束将激光从切口模式快速切换到批量汽化或凝固。
CO2 激光器具有多种光束模式，每种模式对组织都有特定的影响。连续波（CW）是最基本的模式，其中产生激光束，运行一段时间，然后关闭。然而，更现代的激光器是准连续（超脉冲），这意味着它们产生短暂的高峰值功率脉冲，脉冲间隔极长。由于给出的每个脉冲都比目标组织冷却所需的时间短，因此可以进行更准确的切口，减少热量积聚。
激光的临床应用
随着治疗各种病理状况的微创手术变得越来越突出，激光的使用在现代医学中越来越受欢迎。激光除了在手术室的实际用途外，在眼科、碎石术、各种恶性肿瘤的检测和治疗以及皮肤病学和美容手术中具有广泛的应用。
碎石 术
在过去的几十年里，激光碎石术一直是破碎尿结石和胆结石的普遍疗法。激光可以通过光声/光机械效应（激光诱导冲击波碎石术）或主要是光热效应进行碎石术。1微秒 脉冲染料激光器是碎石术中使用最多的冲击波激光器，并得到了大量的研究。香豆素染料的激发产生单色光，使该装置中的结石碎裂。
当石头吸收激光时，产生的激发离子在石头周围形成快速生长和脉冲的云，引起冲击波，将结石分成碎片。由于这种激光对胱氨酸等非吸收性无色结石效率低下，因此光敏剂（染料）已被有效地用作灌溉液和吸收剂以开始碎裂过程。
另一方面，长脉冲钬：YAG激光器主要通过光热机制进行碎片结石。激光发出的光波长为 2，100 nm，很容易被水吸收。在合适的气氛中，流体吸收能量并因此被加热。形成一团蒸汽，将水分开，让剩余的激光直接照射到结石表面，在其中钻孔并使其破碎。
与气动碎石术相比，Ho：YAG 激光碎石术是一种更有效的输尿管结石治疗内镜技术，结石碎裂率更高，Teichman 进行的一项综述得出结论，这种激光安全、有效，并且与其他方式一样有效，甚至效果更好，并且也可用于胆道结石。
肿瘤学
激光现在正被安全地用于治疗多器官系统的恶性肿瘤。对于不是优秀手术候选人的个体，激光间质热疗（LITT）是神经外科手术中受欢迎的治疗选择。自问世以来，激光在神经外科手术中的使用变得越来越安全，并且它们已被有效地用于治疗不可切除的胶质瘤以及硬性和出血性肿瘤，如脑膜瘤、颅底深部肿瘤和脑室深处肿瘤。
激光辅助黏膜消融方法现已广泛有效地用于治疗浅表性胃肠道恶性肿瘤，如早期胃癌、浅表性食管癌、结直肠腺瘤和高级别巴雷特食管。此外，激光辅助光动力疗法（PDT）已被发现是某些类型的肺癌病变的有效治疗技术。
通过其光化学、光机械和光热效应，直接激光消融已被用于直接破坏癌细胞。发生的光化学反应最终产生导致组织死亡的有害自由基，光机械反应引起组织应激和碎裂，光热反应引起加热和凝固，两者都促进细胞死亡。
PDT是在大约一个世纪前创建的，旨在改进这项技术并更精确地靶向预期的肿瘤细胞，从那时起，它就获得了广泛的吸引力。这种治疗方法包括提供光敏药物，然后用与光敏药物的吸收波长匹配的可见光照亮目标区域。
当光敏剂被激活时，它首先产生激发的单重态，然后过渡到三重态，产生在氧气存在下对肿瘤细胞有害的活性氧。另一方面，选择性光热处理采用靶向光吸收染料来增加激光诱导的肿瘤细胞死亡。
美容和重建手术
激光靶向特定结构和组织层的独特能力使其成为美容和重建手术中非常有效的工具。在现代，激光换肤一直是用于抗衰老治疗的一种突出技术，因为已知产生新的胶原蛋白可以减少光老化的影响。第一个皮肤换肤程序使用烧蚀CO2和Er：YAG激光系统来瞄准真皮的特定区域。
然而，由于这些方法也去除了大量的表皮，因此恢复时间更长，感染和红斑等不良反应增强。非烧蚀激光器，如强脉冲光、Nd：YAG、二极管和 Er：玻璃激光器，它们主要发射红外光，后来被创造出来解决这些问题。
这些系统的目的是针对真皮中的水，使胶原蛋白变暖并在整个过程中引起重塑。不会发生组织蒸发，也不会产生外部伤口，因为存在同时冷却表皮的机制。最近，分馏激光换肤已成为皮肤换肤的标准方法。高能光的细束用于分馏激光中，以诱导微小的热损伤区域（“微观热区域”），一次只治疗皮肤的一部分。
激光辅助脂质分解采用光纤插入1毫米套管，在整容手术中也越来越受欢迎。由于套管的尺寸很小，因此需要较小的切口，从而减少出血和疤痕发展。在所有可用于医疗用途的激光器中，920 nm 激光器在脂肪组织中的吸收系数最低，使其能够穿透更深的组织层。
波长在1，320-1，444nm范围内的那些在脂肪中的吸收系数最高，导致穿透深度较浅，并且能够对此类组织进行浅表处理。最广泛使用的激光溶脂装置是Nd：YAG激光，因为该波长下脂肪组织的吸收系数导致良好的穿透深度和介质吸收，仅产生轻微的温度升高，因此组织损伤很小。
此外，该波长的激光会凝固微小的血管，从而大大减少治疗过程中的失血量。与标准程序相比，Abdelaal和Aboelatta能够证明失血量显着减少（54%）。此外，Mordon和Plot发现激光溶脂会产生更均匀的皮肤效果。
最后，由于激光可以特异性地靶向病变的脉管系统，因此它们是治疗血管异常（如葡萄酒色斑）的极好来源。在使用激光之前，患者对这些异常没有太多的治疗选择。为此目的，使用优先被血红蛋白而不是黑色素吸收的激光，对表皮的伤害较小。最近引入了具有更长波长的激光，因此具有更深入地穿透组织的潜力。
传导通路消融
在认识到肺静脉 （PV） 是导致心房颤动 （AF） 阵发的异位搏动的主要来源后，推动了用于圆周 PV 隔离 （PVI） 的导管消融装置的开发。激光球囊导管现在是治疗AF最常用的内窥镜消融系统（EAS）之一。导管的尖端有一个顺应的球囊，该球囊不断用氧化氘冲洗。
将导管插入左心房后，将内窥镜放入导管轴中，以直接观察心脏内的消融目标。将 980 nm 二极管激光器放置在中心腔中，垂直于导管轴发射激光能量，覆盖 30° 弧并有助于在每个 PV 周围进行圆形烧蚀。
氧化氘不吸收该波长的激光。结果，它穿透内皮并被水分子吸收，导致加热和凝血坏死。可以通过在一系列指定设置中改变功率来滴定给定的能量。根据目标心脏壁，能量水平会发生变化。
心脏中需要完全透壁病变才能成功导致完全传导阻滞。已证明的电脉冲（定时和自动对焦）仍可能在消融线中传播超过 1 mm 间隙 当比较不同能量水平的影响时，研究表明，使用更高的能量水平会导致更高的 PVI 率，同时降低 AF 复发率，并且不会影响安全性。
MRI引导的激光诱导热治疗（MRgLITT）广泛用于神经外科手术中，以治疗难治性癫痫，无论是作为消融癫痫病灶的一种方式，还是作为一种断开技术。MRgLITT 将二极管激光器 （980-nm） 与成像技术相结合，提供调节能量供应量所需的术中数据。
激光在癌症手术中如何使用？
激光手术是一种使用特定激光束而不是 scapels 等设备来执行外科手术的手术类型。有各种类型的激光器，每种激光器都具有独特的功能，可在手术过程中执行特殊目的。激光可以连续或间歇地施用，并且可以与光纤结合使用，以治疗通常难以触及的身体部位。用于癌症治疗的众多类型的激光器中的一些如下：
- 二氧化碳 （CO2） 激光器：
CO2 激光可以从皮肤表面去除一层非常薄的组织，而不会损坏更深的层。皮肤肿瘤和一些癌前细胞可以用CO2激光去除。
- 钕：钇铝石榴石（Nd：YAG）激光器：
含有钕：钇-铝-石榴石（Nd：YAG）的激光可以更深入地渗透到组织中，并诱导血液更快地凝固。激光可以使用光缆发送，以到达不易接近的器官内部。例如，Nd：YAG激光可用于治疗喉癌。
- 激光诱导间质热疗（LITT）：
激光诱导间质热疗（LITT）用激光加热身体的特定部位。激光聚焦在肿瘤附近的间质区域（器官之间）。激光的热量会提高肿瘤的温度，缩小、伤害或消除癌细胞。
- 氩气激光器：
氩激光只能穿透最浅层的组织，例如皮肤。光动力疗法（PDT）是一种利用氩激光激活癌细胞中分子的治疗方法。
谁不应该接受激光治疗？
例如，美容皮肤和眼睛手术被认为是选择性激光手术。一些患者认为这些手术的危险超过了优势。例如，激光手术可能会使某些健康或皮肤问题恶化。与传统手术一样，整体健康状况不佳会增加出现问题的机会。
在选择对任何类型的手术进行激光手术之前，请咨询您的医生。您的医生可能会建议您根据您的年龄、整体健康状况、医疗保健计划和激光手术费用选择传统的手术治疗。例如，如果您未满 18 岁，则不应进行 LASIK 眼科手术。
如何准备激光治疗？
提前计划，以便在该过程后留出恢复时间。确保手术后有人开车送您回家。您几乎肯定会受到麻醉剂或药物的影响。可能会建议您在手术前几天采取措施，例如戒掉任何可能影响血液凝固的药物，例如血液稀释剂。
激光治疗是如何完成的？
激光治疗程序因手术而异。内窥镜（一种细的、发光的、柔性管）可用于在治疗肿瘤时引导激光并观察体内组织。内窥镜通过身体孔（例如口腔）引入。接下来，外科医生引导激光减少或消除肿瘤。在整容手术中，激光通常直接用于皮肤。
有哪些风险？
激光治疗有一些风险。皮肤治疗的风险包括：
- 出血
- 感染
- 疼痛
- 疤痕
- 肤色变化
此外，预期的治疗结果可能不持久，需要进一步的疗程。一些激光手术是在镇静时进行的，这有其自身的一系列危险。它们如下：
治疗也可能很昂贵，使每个人都无法获得治疗。根据您的医疗保健计划以及您为手术选择的从业者或设施，激光眼科手术的费用可能从 600 美元到 8，000 美元或更多不等。
激光治疗后会发生什么？
激光手术后的恢复与传统手术相当。您可能需要在手术后放松几天，并使用非处方止痛药，直到不适和肿胀消退。
激光治疗后恢复所需的时间取决于您接受的治疗类型以及您的身体受到治疗的影响程度。您应该严格遵守医生发布的任何指示。例如，如果您进行激光前列腺手术，您可能需要佩戴导尿管。这可以帮助您在手术后尽快排尿。
如果您在皮肤上接受治疗，您可能会在治疗区域周围出现肿胀、瘙痒和生疏。您的医生可能会涂抹药膏并修饰受影响的区域，使其密封和防水。在治疗后的最初几周内，请小心执行以下操作：
- 使用非处方药治疗疼痛，如布洛芬（Advil）或对乙酰氨基酚（泰诺）。
- 定期用水清洁该区域。
- 涂抹软膏，如凡士林。
- 使用冰袋。
- 避免抠任何结痂。
一旦该区域被新皮肤淹没，您就可以涂抹粉底或其他化妆品来掩盖任何明显的发红。
治疗神经
周围神经在大脑或脊髓中找不到，是神经损伤产生的大部分疼痛和麻木的原因。神经病变是这种形式的神经损伤的医学术语。激光用于神经病变激光治疗，以增强受影响区域的血液循环。由于血液将营养和氧气转移到该区域，因此神经有更高的愈合机会并减轻疼痛。
当激光穿透皮肤时，能量被释放到周围组织中。来自激光的光能转化为细胞能量并用于增加血液循环。骨骼肌对血液循环至关重要。这些肌肉在血动脉周围弯曲，以帮助心脏泵血。红外激光从肌肉细胞吸收能量，使它们更加活跃和高效。
结论
激光手术是使用激光（代表通过受激辐射的光放大）进行各种医疗和美容手术。激光是一种可用于一系列外科应用的光源。根据手术的位置和目标，选择几种激光波长。