在外科手术中，使用激光而不是手术刀和锯子有很多好处。然而，它们只在个别情况下使用。但这种情况可能即将改变:正如巴塞尔大学的一个研究小组所证明的那样，激光系统一直在变得越来越智能和更好。
早在1957年，当戈登·古尔德(Gordon Gould)创造了“激光”这个词(“受激辐射的光放大”的缩写)时，他就已经在想象它在医学上的应用可能性了。外科医生甚至可以在不接触病人的情况下做出精确的切口。
然而，在实现这一目标之前，仍有许多障碍需要克服。手动控制的光源已经被机械和计算机控制的系统所取代，以减少笨拙操作造成的伤害。从连续光束切换到脉冲激光，可以快速打开和关闭自己，减少了它们产生的热量。20世纪90年代初，技术的进步使激光进入了眼科领域。从那时起，这项技术也在医学的其他领域取得了进展，但它只是在相对较少的应用中取代了手术刀和骨锯。
安全问题是最重要的障碍:我们如何防止对周围组织的伤害?如何严格控制切割深度，以免意外损坏更深的组织层?
巴塞尔大学的研究人员最近在《外科与医学中的激光》杂志上发表了他们的研究成果，为激光的安全和精确使用做出了重要贡献。该研究小组由巴塞尔生物医学工程系的Ferda Canbaz博士和原巴塞尔大学(University of basel)、现就职于纽约大学(New York University)的Azhar Zam教授领导，他们开发了一个集三种功能于一体的系统:切割骨骼、控制切割深度和区分不同组织。
这三种功能是由三个激光器完成的，它们排列在同一点上聚焦。第一个激光用作组织传感器，它扫描要切割骨头的部位周围的环境。
脉冲与激光一起定期发送到表面，也就是说，每次都会蒸发一小部分组织。用分光仪测量这种蒸发组织的成分。每种类型的组织都有它自己的光谱——它自己的特征。一种算法处理这些数据，并创建一种地图，显示骨骼的位置和软组织的位置。
直到所有这些都完成后，第二道切割骨骼的激光才会被激活，然后只会在刚刚生成的地图上显示骨骼而不是软组织的地方。与此同时，第三个激光——一个光学系统——测量切割的深度，并检查切割激光穿透的深度是否超过计划。在切割阶段，组织传感器还会持续监测是否切割了正确的组织。
激光物理学家Ferda Canbaz说:“我们的系统的特殊之处在于它可以自我控制，不受人为干扰。”
到目前为止，研究人员一直在从当地屠夫那里获得的猪的大腿骨和组织上测试他们的系统。他们能够证明他们的系统精确到一毫米的分数。联合激光的速度也接近传统外科手术的速度。
研究小组目前正致力于使该系统更小。据《光学连续》杂志报道，当将光学系统和切割激光单独结合在一起时，他们已经将其缩小到火柴盒的大小。一旦他们添加了组织传感器，并设法使整个系统进一步小型化，他们应该能够将其放入内窥镜的尖端，以进行微创手术。
该研究的主要作者Arsham Hamidi博士说:“在手术中更多地使用激光是一个值得追求的目标，原因有很多。”他指出，非接触式切割在一定程度上降低了感染的风险。“更小、更精确的切口也意味着组织愈合得更快，疤痕减少。”
使用激光以受控的方式切割还允许应用新的切割形状，例如，骨植入物可以与现有的骨骼物理互锁。“有一天，我们也许可以完全不用骨水泥，”Ferda Canbaz补充道。
在其他手术领域，这种组合装置也会很有用:它可以更精确地区分肿瘤和周围的健康组织，然后在不切除不必要的邻近组织的情况下将其切除。有一件事是肯定的:戈登·古尔德(Gordon Gould)将激光作为一种多功能医疗工具的愿景正越来越接近。
