劳伦斯*里弗莫尔国家实验室正开发一种超短脉冲激光系统,用于需要极高精度、以使周围组织损伤最小的外科手术.其潜在应用包括眼科手术、神经手术、脊椎手术、牙科、穿过心肌的血管再造(TMR)、肿瘤切除、五官科和美容.rn从1997年底开始,里弗莫尔研究人员花了18个月改进系统,其中装有一台Nd∶YAG抽运锁模Ti∶宝石激光器(790 nm)和一台Nd∶YLF激光器(572 nm).Ti∶宝石激光器产生低能量超短脉冲,用Nd∶YLF再生放大器放大.将超短脉冲按色元分离,实现初步的脉冲展宽,将各独立的色元放大,再重新组合到"压缩器”部分.该系统以80 MHz重复率输出700～800 mJ脉冲时,功耗小于1 W.rn使用可调谐放大器,激光器发射100 fs～10 ps的短脉宽激光能量,去除表面物质时对周围区域无明显的能量传递.这项技术还进一步降低了打直径小于150μm的小孔时受热损伤的风险.该应用得到由里弗莫尔开发的诊断反馈系统的帮助,这个专利系统用以感知激光是在切除骨质还是神经组织,发现割到神经时就关闭激光.rn组织烧蚀时产生等离子体发光,系统的工作通过分析它来完成.切除骨质时,产生高钙信号;触及神经就产生低钙信号.一旦钙信号降低就关闭激光,使医生不致意外地伤及神经.rn骨质切除手术中,在切到神经或其它软组织时即时关掉激光,就可避免损伤周围区域.这在神经和脊椎手术中尤为重要,此时需要极高的精度,能切除不想要的组织,又不伤害其它部分.神经手术方面,通过细致地切除不想要的骨质,已可处理侵入神经缝隙的骨质,以此治疗受压迫神经.这种手术原先需使用穿孔器,使神经有损伤的危险,医生试图在不影响非常柔软的神经组织的情况下去除骨质.rn里弗莫尔通过将新近小型化的商品超短脉冲激光源与传输系统、诊断程序结合,创造一种多用途手术工具.rn对于牙科手术,最大的好处是由超短脉冲激光转移到穿孔物质的能量很小.以往使用的激光会形成非常粗糙的孔,更重要的是,还会因热应力造成牙齿破裂.超短脉冲激光的热传递少,牙齿受热会使病人不适.它还可用于齿根杀菌和软组织的刻蚀,对软性和硬性的组织同样适用.rn激光在对周围环境无热、机械损伤的情况下高精确切割的能力对于屈光外科手术也是件好事.在角膜刻蚀中,医生用微型解剖刀代替machete.切口减小就缩小了创口,能加速愈合,可更好地校正视力.rn由于超短脉冲激光使对孔周围组织的热损伤减至最小,相信在穿过心肌的血管再造中它比目前使用的准分子激光和CO2激光好.rn里弗莫尔正与光谱物理等几家激光公司合作,研究医用超短脉冲激光器的小型化,完善短脉冲激光手术中的传输系统和诊断系统.研究的进展将有助于生产紧凑、廉价、可靠的临床设备应用系统.一项在医疗中应用超短脉冲激光器的专利还未获得批准.rn