摘要 随着半导体激光技术的飞速发展，半导体激光治疗设备在医疗领域的应用越来越广泛。因半导体激光治疗设备应用范围的不断扩展，市场占有额不断增加，并且有部分取代其他类型激光治疗设备的趋势，所以其发展前景十分广阔。本文主要叙述了半导体激光治疗设备在医学领域中的临床应用和研制现状，并结合国内外激光医疗设备市场的情况展望其发展前景。
关键词：半导体激光；治疗设备；临床应用；发展前景
随着激光技术的快速发展，激光技术与医学领域的不断融合为许多疾病的治疗带来了巨大的改变。半导体激光治疗具有重量轻、体积小、功耗低、 使用寿命长和波长覆盖范围广等多项优点，被美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administra⁃ tion，FDA）批准应用于临床以来，而广泛运用于临床，在各临床学科中得到了广泛的应用。且激光治疗因其具有微创的独特优点而越来越被医师和患者所接受，其市场所占的份额也越来越大。本文拟从半导体激光治疗设备在临床医学领域中的应用现状和研制情况进行归纳和评述，并结合国内外激光医疗设备市场的情况进行发展前景的展望。
临床应用
当激光辐照到生物组织上时可产生光电磁效应、光热效应、生物刺激效应和光化学效应等，激光治疗就是利用这些效应来实现不同的治疗或诊断功能。半导体激光因波长覆盖范围广、能量跨度大，不同波长与能量的组合应用于不同疾病的治疗。目前在国家药品监督管理局官网上查询到许多国内外公司所研发的半导体激光治疗设备在中国进行了注册，其适应证涉及多种疾病。
下肢静脉曲张在血管外科是较常见的慢性疾病之一，且多发于下肢浅静脉，如大隐或小隐静脉的主干与分支处。传统治疗方式以手术为主，但存在手术时间长与术后静脉血回流效果不佳的问题。随着强激光微创技术的出现，激光微创治疗下肢静脉曲张得到了快速的临床应用。Pannier 等［利用 ELVeSTM PainLess 半导体激光 治疗仪（波长 1 470 nm，输出功率 0~15 W）对 100 例隐性静脉进行腔内激光消融手术，术后1年随访没有发现反流和复发现象。徐明月等利用半导体激光治疗设备（波长 1 470 nm，治疗功率 5~6 W）对34 例高龄单纯性大隐静脉曲张患者进行了局部麻醉下的激光光凝术，术后 1个月复查发现34例患者患肢无皮下曲张静脉和皮肤瘀斑，未见浅静脉再通，主干大隐静脉闭合，无血液反流。邓德武等利用半导体激光（治疗功率 6~9 W）对50 例下肢静脉曲张患者进行了治疗，临床观察结果表明半导体激光治疗下肢静脉曲张可有效改善患者下肢症状体征，不增加术后疼痛，具有良好的治疗效果。自 20 世纪 90 年代中期以来，随着激光技术的发展，半导体激光治疗设备在临床应用的适应症包括牙周病、牙髓炎和口腔溃疡等，几乎覆盖了整个口腔医学学科。Umana等研究了半导体激光对封闭牙本质小管的作用，研究表明半导体激光（波长 810 nm/910 nm，功率0. 8 W/1 W）连续照射时间10s能够封闭牙本质小管，有效治疗牙本质过敏症。El-Kholey 等在二期种植中应用半导体激光非局部麻醉情况下暴露种植体，与传统手术刀比较，证实该方法安全 有效且无须麻醉，具有极大的临床优势。韩冰等利用半导体激光（治疗功率 2 W，照射时间 20 s）对31例慢性牙周炎患者进行了治疗，结果表明半导体激光治疗能有效控制菌斑，减少牙龈出血，改善附着丧失，提高牙周基础治疗疗效。因半导体激光穿透力强，屈光间质对其吸收最少，目前在临床应用的主要适应症包括各种青光眼、玻璃体视网膜和脉络膜疾病，顽固性青光眼、脉络膜黑色素瘤和脉络膜新生血管。Ayyala 等应用波长 810 nm 、输 出 功 率 为 1 750~3 000 mW的半导体激光治疗角膜移植术后青光眼，临床验证表明半导体激光穿透巩膜所需能量较低，能量能更好地被黑色素吸收，不会因屈光间质吸收过多能量而造成热损伤。黄志坚等采用输出功率 1 000~3 000 mW、金学民等采用输出功率500 mW的半导体激光分别对多例难治性青光眼患者进行了治疗，并对其临床疗效和安全性进行了评价，结果表明半导体激光经巩膜睫状体 光凝术治疗难治性青光眼是一种简便、痛苦小、安全有效的方法。良性前列腺增生是一种常见性疾病，传统的经尿道前列腺电切术（transurethral resection of pros⁃ tate，TURP）治疗前列腺增生效果良好，但术中以及术后并发症多，临床治疗效果欠佳。1996年首次利用激光治疗前列腺增生症（benign prostatic hyperpla⁃ sia，BPH）。利用半导体激光分别对69例和156例BPH患者进行了治疗，并对经尿道前列腺汽化术治疗BPH 患者的疗效及安全性进行了评估，结果表明利用波长为 1 470 nm，输出功率 30~150 W 的激光治疗BPH是一种安全、有效的手术方法。肿瘤治疗的传统方法主要有外科手术切除、化疗和放疗等，这些方法能够有效治疗部分肿瘤和控制肿瘤转移，但仍然存在一些缺陷如手术切除复发率高，化疗易诱导全身性的不良反应等。与传统治疗方法比较，半导体激光治疗的临床应用主要是肿瘤组织的激光切割手术和光动力治疗（photodynam⁃ ic therapy，PDT）。何双珠等对134例喉良性肿瘤患者采用半导体激光进行了咽喉良性肿瘤手术，结果表明半导体激光治疗手术中出血量少，肿瘤易完整切除，手术 后没有发生出血情况。李璐等将研究的新型靶向纳米光敏剂 scFv-Z @ FRT 和 HANP/Ce6 运用于肿瘤细胞的治疗中，采用波长 671 nm 的激光（功率密度 300 mW/cm2 ，时间 15 min）照射肿瘤，结果显示 PDT 能有效抑制肿瘤生长，且局部 PDT 在抑制肿瘤生长的同时不损伤邻近的正常器官。Santos等使 用亚甲基蓝（methyleneblue，MB）作为光敏剂，评估了 PDT 对细胞的杀伤能力，结果显示肿瘤细胞和正常细胞均出现死亡，但肿瘤细胞的死亡数量远多于 正常细胞，证实 MB-PDT 对肿瘤细胞的杀伤作用。1983 年在 Science 期刊上第一次报道了选择性光热效应机制后，激光技术逐渐应用到皮肤科。近年来，激光在皮肤科的应用发展越来越快，治疗的适应症也越来越多，如鲜红斑痣、除皱、 祛痣、脱毛、修复受损皮肤和文身等。美国 Candela Medical, Inc 公司，采用激光波长为 1 450 nm，功率密度为 14~16 J/m2 的半导体激光治疗仪用于改善表皮下皮脂腺结构，结果表明对 脸、背部粉刺和痤疮愈合后瘢痕的治疗有效。朱正波等使用所在课题组自主搭建的半导体激光实验系统进行了激光与色素性病变皮肤的相互作用实验，实验结果表明采用波长 560~590 nm，脉宽 35 ms，功率密度为 15~25 J/cm2 的半导体激光进行照射可有效降低皮肤组织中的色素含量。探讨了 1 450 nm 半导体激光联合自拟丹黄散治疗痤疮能否有效缩短治疗周期、提高治疗效果及减少不良反应，结果表明激光+中药的方式治疗起效时间短，有效率高，不良反应发生率很低，具有临床推广价值。赵旬等对 547 例脱毛患者的 793 处脱毛疗效进行了回顾性研究，研究结果表明采用波长为 810 nm，能量密度为 16. 7~41. 7 J/cm2 的半导体激光脱毛疗效确切、安全性高、不良反应小。目前，在治疗耳鼻喉科疾病方面，因激光治疗具有安全性高、操作简单且并发症发生率低的优势而逐渐应用于耳鼻喉科的手术中，适应症包括鼻炎、鼻息肉、鼻甲切除术和鼻腔血管瘤等。对鼻内镜术后患者 124 例（233 侧）在鼻内镜下采用半导体激光（治疗功率 10~15 W）烧灼术腔囊泡，并观察术腔上皮化速度及息肉复发情况，结论表明鼻内镜术后用半导体激光烧灼术腔囊泡，可有 效地防止鼻息肉的复发。采用波长 650 nm，功率 40 mW 的半导体激光对 320例耳鼻咽喉疾病患者进行了治疗，临床结果表明半导体激光治疗后恢复快、疗效显著、无不良反应，值得推广应用。特定波长、低能量的半导体激光辐照生物组织时，其具有刺激局部血液循环、促进组织细胞新陈代谢、调整组织机能和提高机体抵抗疾病的能力， 特别是穴位照射时具有显著的生物调节和缓解疼痛等作用。采用六种波长（660 nm、820 nm、870 nm、880 nm、940 nm和950 nm），平均功率为密度 75 mW/cm2半导体激光对 37 例足跟痛症患者予以照射治疗，主要照射足跟压痛最明显部位，结果显示半导体激光治疗对患者的疼痛症状有明显的改善作用。采用半导体激光（波长 810 nm，输出功率 300 mW）治疗软组织损伤 60 例， 结果显示半导体激光在治疗软组织损伤方面疗效显著。对 60 例颈背软组织疼痛患者采用半导体激光治疗仪（波长 810 nm，输出功率 200 mW）照射穴位，并观察其临床疗效，3个月后随访结果显示治疗后能明显改善颈背软组织疼痛。
半导体激光治疗设备发展前景
根据国际激光行业权威刊物Laser Focus World 发布的统计资料显示全球激光产品销量平均每年以大于10%的速度增长，并呈现出加速增长的趋势。2019年全球激光器市场规模为151. 3亿美元，其中医疗与美容市场规模为12. 47亿美元，仅占整个全球激光器市场规模的8. 24%，该数据说明激光医疗与美容市场还有很大的发展潜力。自2014年以来，中国激光医疗器械行业进入了快速发展期，激光医疗器械的销量在逐年递增。根据2020年3月中国科学院武汉文献情报中心主编的《2020中国激光产业发展报告》公布的数据显示，我国激光医疗器械的市场规模增长迅速，且一直呈现快速稳定的增长趋势，其中2019年我国激光医疗设备的市场规模为41. 2亿人民币。在世界激光医疗器械市场，中国已经成为仅次于美国和日本的第三大市场。
展望
半导体激光治疗设备除上述应用外，还有很多有待开发的应用领域。目前，半导体激光医疗设备的研制主要集中在欧美及日本等发达国家，尤其是高端半导体激光治疗设备。我国半导体激光治疗设备的整体水平与国外发达国家还存在一定的差距。但是，随着我国半导体激光技术的不断发展，中高端半导体激光治疗与诊断设备的研发水平将会有新的提高。
