Kokia yra diodų funkcija lazerinės terapijos įrangoje?

一, Techninis principas: tikslus elektros energijos pavertimas šviesos energija
Lazerinis diodas yra šviesą skleidžiantis prietaisas, pagrįstas puslaidininkinės PN jungties stimuliuojamos spinduliuotės principu. Kai tiesioginė srovė praeina per PN sandūrą, elektronai pereina iš laidumo juostos į valentinę juostą, rekombinuojasi su skylutėmis ir išskiria energiją, kad susidarytų fotonai. Šie fotonai pakartotinai atsispindi ir sustiprinami rezonansinėje ertmėje, galiausiai sudarydami lazerio spindulį, pasižymintį dideliu monochromatiškumu, kryptingumu ir nuoseklumu. Šio proceso esmė yra:

Nešiklio rekombinacija: elektronų ir skylių rekombinacijos efektyvumas tiesiogiai veikia lazerio išėjimo galią, o juostos struktūrą reikia optimizuoti naudojant medžiagos legiravimą (pvz., GaAs, InP).
Rezonansinės ertmės dizainas: valdykite fotonų virpesių kelią per padengtus veidrodžius, kad užtikrintumėte lazerio bangos ilgio stabilumą ir energijos koncentraciją.
Šiluminis valdymas: lazeriniai diodai veikimo metu generuoja šilumą, o temperatūros stabilumas turi būti palaikomas naudojant termoelektrinio aušinimo (TEC) arba oro aušinimo sistemas, kad būtų išvengta bangos ilgio poslinkio ir galios susilpnėjimo.
Kaip pavyzdį imant klinikinėje praktikoje dažniausiai naudojamą 650 nm raudoną lazerinį diodą, jo konversijos iš elektros energijos į šviesos energiją efektyvumas gali siekti daugiau nei 40 %, daug didesnis nei tradicinių šviesos šaltinių, o tai sudaro techninį pagrindą terapinių prietaisų miniatiūravimui ir nešiojamumui.

2, bangos ilgio charakteristikos: tikslus įsiskverbimo gylio ir audinių absorbcijos atitikimas
Lazerinių diodų bangų ilgių diapazonas apima nuo 308 nm iki 1470 nm, o skirtingi bangos ilgiai atitinka skirtingus audinių įsiskverbimo gylius ir absorbcijos charakteristikas, tiesiogiai nulemiančius jų klinikinio taikymo scenarijus.

Pagrindinis bangos ilgio įsiskverbimo gylio taikymas
650 nm 0,5-1 mm epidermio atstatymas, žaizdų gijimas, spuogų pašalinimas ir raudonųjų kraujo juostelių pašalinimas (didžiausia hemoglobino absorbcija)
808 nm 2-3 cm raumenų skausmas, artritas, minkštųjų audinių pažeidimas (įsiskverbimas į raumenų sluoksnį, skatinantis kraujotaką)
980nm 1-2cm kraujagyslių uždarymas ir varikozinių venų gydymas (didžiausia vandens absorbcija, tikslus garinimas)
1470 nm 0,8–1,2 mm ausų, nosies ir gerklės operacijos (pvz., tonzilektomija), hemorojaus gydymas (didelis vandens absorbcijos greitis, sumažėjęs kraujavimas)
Pavyzdžiui, gydant burnos opas, 650 nm lazeris skatina ląstelių ATP sintezę, pagreitina epitelio ląstelių dauginimąsi, o gijimo laiką sutrumpina daugiau nei 50 %; Atliekant hemorojaus operaciją, 1470 nm lazerio vandens sugerties charakteristikos gali pasiekti sinchroninį „pjovimo+koaguliacijos“ užbaigimą, sumažinant pooperacinį kraujavimą 80%.

3, Klinikinis pritaikymas: visa scenos aprėptis nuo skausmo valdymo iki minimaliai invazinės operacijos
Lazerinių diodų technologiniai pranašumai lėmė įvairias jų taikymo medicinos srityje tendencijas

1. Reabilitacinė terapija: ne-invazinis skausmo valdymas
Mažos galios (0,05–0,3 J/cm²) 650 nm arba 808 nm lazeriai slopina uždegiminių faktorių išsiskyrimą, mažina nervų galūnėlių jaudrumą ir mažina lėtinius skausmus, tokius kaip gimdos kaklelio spondilozė ir juosmens raumenų įtempimas dėl fotobiologinio stimuliavimo poveikio. Klinikiniai duomenys rodo, kad artrito gydymo 808 nm lazeriu efektyvumas yra 82%, o vaistų šalutinio poveikio nėra.

2. Odos grožis: tiksli energijos kontrolė
Didelės galios (1-5W) artimųjų infraraudonųjų spindulių lazeriai (pvz., 808 nm, 980 nm) yra skirti melanino naikinimui plaukų folikuluose, atliekant selektyvų fototerminį poveikį, todėl plaukai pašalinami visam laikui; Mažos galios raudonos šviesos lazeris skatina kolageno sintezę, gerina odos elastingumą ir mažina raukšles.

3. Chirurginės procedūros: minimaliai invazinių ir tikslių metodų sujungimas
1470 nm lazeris plačiai naudojamas otolaringologijos, urologijos ir proktologijos operacijose dėl didelio vandens absorbcijos greičio. Pavyzdžiui, atliekant tonzilektomiją, 1470 nm lazeris gali tiksliai išgarinti sergantį audinį, tuo pačiu užsandarindamas kraujagysles, sumažindamas operacijos laiką iki trečdalio tradicinių metodų ir 60 % sumažindamas pooperacinių infekcijų skaičių.

4. Adjuvantinis lėtinių ligų gydymas: išplėstas fotocheminio poveikio taikymas
650 nm mažo -intensyvumo lazeris fotocheminiu poveikiu sumažina kraujo klampumą ir padeda gydyti širdies ir smegenų kraujagyslių ligas, tokias kaip hipertenzija ir hiperlipidemija. Eksperimentai su gyvūnais parodė, kad lazerio švitinimas gali padidinti azoto oksido (NO) kiekį kraujyje 30% ir žymiai pagerinti mikrocirkuliaciją.

4, Apsaugos kontrolė: Daugiamatė apsauga užtikrina gydymo saugumą
Didelės-energijos lazerinių diodų charakteristikos kelia griežtus saugos kontrolės reikalavimus, todėl apsauginė sistema turi būti sudaryta iš trijų aspektų: įrangos konstrukcijos, veikimo standartų ir pacientų apsaugos.

Įrangos apsaugos lygis:
Galios stebėjimas: išėjimo galios aptikimas realiu laiku, automatinis išjungimas, kai nuokrypis viršija 15%.
Temperatūros kontrolė: TEC šaldymo sistema palaiko jungties temperatūrą žemiau 25 laipsnių, kad būtų išvengta šiluminės žalos.
Optinė izoliacija: naudojant spindulio skirstytuvą arba užrakto įtaisą, kad būtų išvengta atsitiktinio lazerio nuotėkio.
Veikimo lygio apsauga:
Apsauginiai akiniai: norėdami filtruoti tam tikro bangos ilgio lazerius, operatoriai turi dėvėti specialius akinius, kurių OD vertė yra didesnė nei 5.
Odos testas: prieš pirmąjį gydymą atlikite mažos-0,05 J/cm² dozės testą, stebėkite 24 valandas be jokių nukrypimų ir palaipsniui didinkite dozę.
Pertrauka tarp gydymo kursų: 24-48 valandos minkštųjų audinių pažeidimams ir 72 valandos kaulų ir sąnarių pažeidimams, kad būtų išvengta per didelės stimuliacijos.
Paciento apsauga:
Kontraindikacijų patikra: neįtraukti pacientus, sergančius piktybiniais navikais, šviesai jautriomis odos ligomis ir kt.
Vietinė apsauga: Uždenkite jautrias sritis, tokias kaip akys ir skydliaukė, kad išvengtumėte poveikio netiksliniams audiniams.