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科学院合肥物质院医学物理技术中心医用激光技术研究室

中心简介

中国科学院合肥物质科学研究院医学物理与技术中心是隶属于中国科学院合肥物质科学研究院(以下简称合肥研究院)的非法人科研单元,于20105月成立,位于安徽合肥的科学岛上,是一个以高端物理技术向医学应用转化研究为主的创新科研机构。

中心主要定位是:针对我国防控和诊治重大疾病及常见多发病的实际需求,面向医学物理技术前沿,以精确放疗、质谱检测、核磁成像、等离子体医疗、激光医疗、运动健康等先进医学物理技术研究为先导,探索医学物理新方法和新技术的诊疗机理,发展相关新型医疗技术,运用新技术提高临床诊疗技术水平,培养专业人才。

中心下设研究部和临床部。

研究部设有“医用激光技术研究室、医用光谱质谱研究室、辐射生物医学研究室、医学影像研究室、分子病理研究室、生物电子技术研究室”等6个直属研究室;和“高场磁共振成像联合研究室、等离子体医疗联合研究室、精确放疗联合研究室、健康信息技术联合研究室、新型药物与医用材料研究室”等5个联合研究室。 

临床部设有:中国科学院合肥物质科学研究院肿瘤医院和合肥市蜀山区井岗镇产业园社区卫生服务中心2个临床试验平台。 

中心现有人员共计340余人,包含专业研究人员40人和医疗技术人员260人,其中有研究员、副研究员、博士、硕士等固定科研团队。承担的研究项目主要包括“973”计划、“863”计划、国家自然科学基金、中科院知识创新工程等,并取得了一系列具有国际水平的科研成绩,具备了一定的影响力和知名度。 

中心目标:成为我国先进医疗技术研发和应用及转化医学人才培养的一个中心。 

中心研究方向:

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医用激光技术研究室

研究室简介

利用多学科交叉人才优势和已有的研究基础,以激光医疗应用技术为目标,密切围绕激光在医学临床中所涉及的关键物理技术问题开展多学科交叉基础研究和工程技术产业化开发。 

研究方向 

新型激光器与激光技术的研究

以中红外固体激光技术为基础,以激光临床应用为目标,发展新型激光器和激光技术。

本课题组以中红外波段激光和激光技术为特色,在2微米波段研制的灯泵浦Cr,Tm,Ho:YAG电光调Q激光器,获得了最大脉冲能量520mJ、脉冲宽度38ns激光输出,研制的2.79微米波段灯泵浦电光调Q Cr,Er:YSGG激光器,获得最大脉冲能量216mJ,脉宽14.36ns,两种调Q激光输出脉冲能量结果是此前文献报道的5一10倍,相关研究结果已被光学顶级期刊Optics Letters收录。同时,开展的2.94微米Er:YAG激光的电光调Q实验,获得了最大脉冲能量226mJ、最小脉冲宽度62ns激光输出,相关研究结果已被光学顶级期刊Optics Express收录。

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研究进展 

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代表性论文/专著/专利

1.Wang L,Cai X,Yang J,etal. 520mJ langasite electr-optically Q-switched Cr,Tm,Ho:YAG laser[J]. Optics Letters,2012,37(11):1986-1988.

2.Wang L,Wang J,Yang J,etal. 2.79μm high peak power LGS electro-optically Q-switched Cr,Er:YSGG laser[J]. Optics Letters,2013,38(12):2150-2152.

3.Yang J, Wang L, Wu X, etal. High peak power Q-switched Er:YAG laser with two polarizers and its ablation performance for hard dental tissue[J]. Optics Express,2014,22(13):15686-15696.

承担项目

1、高能量、窄线宽两波耦合双腔ZGP-OPO中红外参量研究,国家自然科学基金,2013.1一2016.12

2、中红外PPMgLN-OPO双腔锁定窄线宽光参量技术研究,国家联合基金,2013.1一2015.12

3、作物种子激光切削与DNA快速提取技术,中国科学院战略性科技先导专项(A类),2013.8-2018.8

4、固体激光器谐振腔相位调制关键技术研究,创新项目培育基金,2013.1一2014.12

5、温室气体大气二氧化碳激光雷达测量新方法研究,中科院知识创新工程重要方向项目,2011.4-2015.6

 

激光与生物组织相互作用的研究

利用已有的激光技术和医学平台,进行激光生物组织的相互作用的机理研究,探索新应用,发展新的技术手段,并进行激光临床应用的有效性、安全性评价,为医用激光的诊疗提供科学的治疗方案。

 

激光具有非接触方式治疗可以避免交叉感染和机械损伤,激光光束还可以进行任意几何形状的切害,最大限度的降低对组织的破坏。因此对生物组织进行激光相互作用的实验研究在医学、生物学具有重要的意义。

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重要研究进展

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代表性论文/专著/专利

1.杨经纬,江海河,王礼,王金涛,吴先友.调Q和静态Er:YAG激光消融骨硬组织的研究[J].中国激光,2013,40(s1)

2.崔庆哲,杨经纬,凌琳,程庭清,吴先友,江海河.Er:YAG激光脉宽对牙硬组织消融特性影响的研究[J].激光生物学报,2015, 24(4):341-347

承担项目

作物种子激光切削与DNA快速提取技术,中国科学院战略性科技先导专项(A类),2013.8-2018.8 

医用激光设备和产品的研制

研制创新型医用激光设备和产品,为医疗、健康、美容等领域应用提供治疗、检测的技术方法和手段。 

自主研发的灯泵Cr,Er:YSGG激光牙科治疗仪和LD泵浦Er:YSGG激光牙科治疗仪

工作原理:

Cr,Er:YSGG激光和Er:YSGG激光输出波长为2.79微米,较2.94微米的Er:YAG激光更接近牙齿中轻基磷灰石的吸收峰。激光被其中的轻基磷灰石快速吸收,使温度急剧上升,从而进行消融、切割。

 

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灯泵Cr,Er:YSGG激光牙科治疗仪

 

调Q激光脉冲能量:20-150mJ

脉冲宽度:20-40ns

重复频率:1-20Hz

 

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LD泵浦Er:YSGG激光牙科治疗仪

 

调Q激光脉冲能量:20-100mJ

脉冲宽度:50-100ns

重复频率:1-50Hz

 


治疗仪参数与技术优势

1、动静态自由切换(ns级,us级),多种操作模式和治疗方案可选

2、关节臂360度自由旋转

3、多种手具刀头,广泛

4、集成喷水喷气的装置应用领域

口腔科:

齿禹齿、备洞、根管、根尖手术治疗、杀菌、去垢、去污、牙龋切除、成形术、脱敏治疗、牙周手术、系带切除术等

皮肤美容科:

激光微剥脱、激光换肤、激光微孔点阵祛皱、治疗座疮疤痕、深层真皮切削、去角质及各类统瘤治

1、一种2.79μmQ铒激光牙科治疗仪,申请号:201310125178.4

2、一种医用2.79μm电光调Q Cr,Er:YSGG激光器,申请号:201310125729.7

3、多路激光光纤耦合装置,申请号201310000860.0

4、线偏光激光放大器,申请号201310000858.3

5、一种医用2.79μm电光调Q激光器,申请号201410674559.2

承担项目

1.安徽省自然科学基金面上项目(2015.1-2017.12)

2.安徽省科技攻关项目(2015.1-2018.12 

激光牙科治疗仪

治疗机理

医用铒激光的输出波长为2.94微米,其波长与水的吸收峰(3.0微米)接近。治疗时,激光被其中的水快速吸收,使温度急剧上升,蒸汽压从组织分子中放出,产生微小的爆炸,将靶组织爆裂性去除。

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饵激光各个方面优势

激光治疗微创,微痛

疗效更好,病人痊愈更快(比常规方式快36倍)

.传统方法不能治愈的病例,激光可以实现

无痛或少痛,治疗更舒适,70%的治疗不需麻醉

出血少,术野清晰,大部分无需缝合

术后没有疼痛感,患者更满意

缩短手术时间,简化手术步骤

更适佳习幢拜口敏感泊痛等特殊人群

 

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型号:HTFidelisM002-3A/3 

激光中心波长:2940nm 

输出脉冲能量:20-1500mJ 

光斑直径:2-7mm 

最大输出功率:20W 

频率:1-50Hz 

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适应症 

龋齿、备洞、根管、根尖手术治疗、杀菌、去垢、去污、牙齿尺切除、成形术、脱敏治疗、牙周手术、系带切除术等

3O8nm准分子激光治疗仪

治疗机理

308nm准分子激光用于治疗是白疲风、银屑病的机制与T细胞凋亡有关。利用该波长激光照射病变组织可以使T细胞发生凋亡从而使皮损不仅在肉眼水平上完全消失,且在微观水平上其组织结构也得以恢复。

治疗仪优势

单一波长,能量直接、集中、有效、安全

计算机照射剂量精密控制

采用智能触摸屏,多种操作模式和治疗方案可选

高能光学系统,治疗效果明显

液体光导传输(LLG)image.png


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·         型号:XtlacALSO00

·         激光中心波长:308nm

·         最大脉冲能量:15mJ

·         脉冲重复频率:200HZ

·         输出平均功率:3W

·         脉宽:20ns  

适应症

准分子激光主要应用于治疗白痛风、银屑病。还可以治疗色素脱失的疾病如萎缩性疤痕、妊娠纹、掌蹈脓疱病、斑秃、婴儿湿疹、神经性皮炎等多种难治型皮肤病。