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Abstract
Institute of Laser and Optoelectronics Technology, Fujian Provincial Key Laboratory for Photonics Technology, Key Laboratory of Optoelectronic Science and Technology for Medicine of Ministry of Education, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China
The goal of this work is to evaluate the compositional and morphological changes of human dentin after erbium, chromium:yttrium–scandium–gallium–garnet (Er,Cr:YSGG) laser irradiation by Raman spectroscopy. The dentin surface of human molars are irradiated with an Er,Cr:YSGG laser at the output power of 3 and 3.5 W. Raman spectra before and after treatments are measured and analyzed. The results show that Raman spectroscopy can efficiently monitor the compositional changes of human dentin induced by an Er,Cr:YSGG laser. Although no new bands, band shifts, or disappearance of bands occurred, the intensities of the organic peaks associated with Amide I and CH2 are reduced significantly.
Chinese Optics Letters
2015, 13(Suppl): S21701
福建师范大学激光与光电子研究所医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福建省光子技术重点实验室, 福建 福州 350007
利用高速摄像技术检测脉冲CO2激光诱导液体气穴通道形成、发展和坍塌的动态过程，考察不同聚焦辐照条件对气穴效应的影响。实验获得了气穴通道脉动过程的序列图像，得到了表征气穴通道特性的参数（如最大穿透深度等）。实验结果表明，不同聚焦条件对气穴通道的动力学过程有显著影响。正离焦及焦点位置条件下，气穴通道在最大纵深时，整体形态类似于漏斗状，而负离焦条件下，则呈U 形。研究结果对激光医疗、激光水下加工、能源等领域的研究具有一定的参考价值。
医用光学 激光消融 气穴通道 聚焦条件 高速摄像技术
福建师范大学激光与光电子技术研究所， 福建省光子技术重点实验室，医学光电科学与技术教育部重点实验室， 福建 福州 350007
回顾了“激光钻”的发展历程，归纳总结了牙硬组织的光学性质及牙硬组织与激光的相互作用方式和机制，综述了激光在牙釉质、牙本质、牙结石和牙槽骨等硬组织上的应用研究动态和最新进展，并对其存在的问题及发展趋势进行了探讨。分析表明：硬组织激光消融技术在牙科存在广阔的应用前景。
医用光学 消融光学 激光牙科 牙硬组织 光剂量学 窝洞制备 激光与光电子学进展
2012, 49(10): 100005
福建师范大学激光与光电子技术研究所 福建省光子技术重点实验室， 医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福建 福州 350007
激光辐照生物组织消融过程中由于工作距离的变化引起的离焦现象对消融效果具有重要影响。以新鲜离体牛胫骨组织为实验样品，置于一维电动平移台上，移动速度为5.5 mm/s；脉冲CO2激光（10.64 μm）平行光束经一可移动聚焦透镜后垂直辐照样品表面，光斑直径为200 μm。实验时通过移动聚焦透镜位置改变焦点位置，实现消融过程动态聚焦。激光辐照功率为6 W，脉冲频率为420 Hz，水喷雾协同工作，喷水速度为5.5 mL/min。辐照后，利用扫描电镜观察消融凹槽微结构，用光学相干层析成像（OCT）技术测量消融凹槽深度。结果表明，动态聚焦条件可显著提高消融速率，消融深度随等效脉冲数增加而增加，消融速率呈减小趋势；在动态聚焦条件下获得的消融凹槽的表面形貌和微结构较离焦条件下更不规则。
医用光学 生物技术 激光消融 动态聚焦 骨硬组织 脉冲CO2激光 激光与光电子学进展
2012, 49(2): 021701
1 福建医科大学附属口腔医院, 福建 福州 350002
2 福建师范大学医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福建 福州 350007
比较了Er:YAG激光辐射对不同类型牙本质粘结效果的影响。选用正常牙本质(ND)和龋病影响牙本质(CAD)，经Er:YAG激光辐射后，分别以不同方式处理牙本质表面：质量分数为38%的磷酸酸蚀(磷酸组)，低剂量Er:YAG激光辐射(激光组) 和空白处理(对照组)。应用激光共聚焦扫描显微镜观察牙本质粘结界面超微结构。结果表明，Er:YAG激光辐射后，不同方式处理同种牙本质和相同方式处理不同牙本质后粘结层厚度均无差别(显著性水平p>0.05)，粘结树脂突长度有差别(p<0.05)，其中ND组大于CAD组，质量分数为38%的磷酸酸蚀组的最大，低剂量激光辐射组的居中，对照组的最小。所以Er:YAG激光辐射正常牙本质后，经质量分数为38%的磷酸酸蚀处理，牙本质粘结界面的渗透性最好，可形成理想的树脂突。
激光技术 湿粘接 激光共聚焦扫描显微镜 牙本质 正常牙本质 龋病影响牙本质
福建师范大学激光与光电子研究所，医学光电科学与技术教育部重点实验室，福建省光子技术重点实验室， 福建 福州 350007
评估组织表面附着水膜层对激光骨硬组织消融效果的影响。以新鲜离体牛胫骨组织为实验样品，置于速度为12 mm/s的一维电动平移台上，分别在有附着和无附着水膜层情况下使用脉冲CO2激光进行垂直照射，来回扫描5次。激光波长10.64 μm，脉冲频率60 Hz，能量密度范围18～84 J/cm2，光斑直径400 μm，水膜层厚度0.4 mm。辐照后，利用体视显微镜和扫描电镜(SEM)观察消融凹槽表面形貌改变和微结构变化，利用光学相干层析成像(OCT)技术测量消融凹槽深度。结果表明，组织表面附着水膜层可减少激光骨消融过程产生的碳化和热损伤，有利于清洁消融凹槽，且辐射曝光量为50 J/cm2和70 J/cm2时附着水膜层可提高消融速率。
医用光学 生物技术 激光消融 骨硬组织 脉冲CO2激光 水膜层
1 福建师范大学 激光与光电子技术研究所医学光电科学与技术教育部重点实验室,福建省光子技术重点实验室,福建 福州 350007
2 福建省立医院 耳鼻咽喉科,福建 福州 350001
3 福建医科大学 省立临床学院,福建 福州,350001
评估水喷雾条件对脉冲激光辐照骨硬组织的消融速率、消融效率以及组织表面形态学变化的影响。实验样品为新鲜离体牛胫骨组织;光源为脉冲CO2激光(波长10.64 μm),脉冲频率60 Hz,能量密度26.5 J/cm2,光束经关节臂传输后聚焦在组织样品表面进行垂直点状照射,光斑尺寸为400 μm,辐照时间10 s。激光辐照时,水雾以45°角倾斜向组织表面喷射,喷水速率分别设置为0(无喷水),0.26,0.5,0.6,0.7和0.9 mL/s。辐照后,体式显微镜观察组织样品表面形貌变化,OCT技术测量弹坑深度,扫描电镜观察弹坑微结构变化。结果表明,水喷雾条件对脉冲CO2激光骨硬组织的消融速率,消融效率以及组织表面形态学变化具有重要影响:水喷雾不仅可以起到冷却和降低热损伤的作用,通过优化选择激光辐照参数和喷水速率,可以显著增大消融速率和消融效率,改善靶组织表面的形态结构。
医用光学 激光消融 骨硬组织 水喷雾 脉冲CO2激光
1 福建师范大学 激光与光电子技术研究所,医学光电科学与技术教育部重点实验室 福建省光子技术重点实验室,福建福州350007
2 福建省立医院 耳鼻咽喉科,福建福州 350001
3 福建医科大学 省立临床学院,福建福州 350001
脉冲激光生物硬组织消融技术在医学领域具有广阔的应用前景。介绍了表征激光生物组织消融特性的基本物理量,综述了脉冲激光辐照生物硬组织的消融模型和机制以及光剂量学研究的最新进展,总结了激光硬组织消融的主要实验研究方法和评估手段,并对其存在的问题及发展趋势进行了探讨。
激光消融 生物硬组织 激光外科 消融机制 光剂量学 激光与光电子学进展
2009, 46(12): 72
1 福建医科大学 口腔医学院全人中心,福建 福州 350002
2 福建师范大学 医学光电科学与技术教育部重点实验室,福建 福州 350007
通过离体牙实验,采用Er:YAG激光和Er,Cr:YSGG激光对人恒牙牙釉质进行消融阈值的实验研究。使用渐增的2-10 J/cm2能量密度对70个牙釉质样本进行辐照,应用体视显微镜和扫描电镜观察辐照后牙釉质表面的形态改变。结果表明,Er:YAG激光和Er,Cr:YSGG激光均能有效地消融牙釉质,Er:YAG激光消融牙釉质的阈值为3.19~4.36 J/cm2,Er,Cr:YSGG激光消融牙釉质的阈值为4.12~4.80 J/cm2。
激光光学 消融阈值 消融 牙釉质 Cr:YSGG激光 Er:YAG激光
1 福建师范大学 激光与光电子技术研究所,医学光电科学与技术教育部重点实验室,福建省光子技术重点实验室,福建 福州 350007
2 福建省立医院耳鼻咽喉科,福建 福州 350001
3 福建医科大学省立临床学院,福建 福州 350001
评估脉冲CO2激光和Er:YAG激光用于颅骨组织消融的可行性与有效性。以健康新西兰兔为实验动物,常规手术暴露颅盖骨组织,并置于由计算机自动控制的一维电动平移台上,调节工作距离和扫描速率,分别用两种激光进行非接触式垂直扫描照射,获得长约3 cm的消融凹槽。以电钻为对照组,肉眼和显微镜观察切削凹槽形貌和形态学改变;常规病理切片并摄取图像,测量切削凹槽截面几何尺寸和不同部位热损伤厚度,分析比较两种波长激光的消融率和消融效率。结果表明,两种激光都可以用于骨头的切削,并产生类似电钻的切削效果。脉冲CO2激光的消融率高于Er:YAG激光,但热损伤严重;Er:YAG激光可以获得更高的消融效率和更小的热损伤,其切削效果优于脉冲CO2激光。此外,血液对光的吸收会影响消融效率和热损伤,临床应用中必须尽量减少出血量。
医学光学与生物技术 激光消融 骨硬组织 颅骨组织 激光外科
