早在1957年，戈登·古尔德就为“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”创建了缩写Laser，他就设想了在医学上的可能应用。外科医生可以使用它来做切口，没有接触和精确。
在此之前，过去和现在仍有许多障碍需要克服：手动操作的光源已被机械和计算机控制系统所取代，以减少因操作不准确而造成的伤害。连续光束被所谓的脉冲激光器所取代，脉冲激光器可以快速打开和关闭，从而减少产生的热量。由于技术进步，激光在 1990 年代初期进入了眼科。该技术现在也用于其他医疗领域，但它只取代了手术刀和骨锯，应用相对较少。最重要的是，安全问题构成了一个障碍：如何防止周围组织受伤?如何精确地控制切割深度，以免无意中影响更深的层?
巴塞尔大学的研究人员现已在《外科与医学激光》杂志上发布了对安全和精确使用激光的重要贡献。由巴塞尔生物医学工程系的Ferda Canbaz博士和前巴塞尔大学的Azhar Zam教授领导的研究小组开发了一种结合了三种功能的系统：切割骨骼，控制切口深度并区分不同的组织。
一个点上有三个激光器这三种功能都基于平行指向同一点的激光。第一台激光通过扫描计划骨切口的周围环境来充当组织传感器。这种激光定期照射表面，使微小的组织样本蒸发。它们的成分由光谱仪测量：每个组织都有一个单独的光谱，即它自己的特征。算法处理这些数据并创建一种骨骼位置和软组织位置的地图。
只有这样，激光才会激活，从而切割骨头。并且仅在先前创建的地图显示骨骼而不是软组织的地方。同时，第三台激光器测量切割深度，并检查切割激光是否切割深度超过计划深度。织物传感器还会在裁剪过程中一次又一次地检查裁剪的面料是否正确。
自主控制“我们系统的特别之处在于它可以在没有人为干预的情况下进行自我控制，”激光物理学家Ferda Canbaz说。
到目前为止，研究人员已经在来自当地屠夫的猪的大腿骨和组织上测试了他们的系统。通过这种方式，他们能够证明他们的系统以高达几分之一毫米的精度工作。组合激光的速度也接近传统外科手术的速度。
研究团队目前正在研究缩小该系统的规模。当将光学系统和切割激光器结合起来时，它们已经达到了火柴盒的大小。
组织传感器的集成和进一步的小型化最终将导致系统在内窥镜尖端中具有空间，以实现微创手术。
更温和的手术“由于各种原因，增加激光在手术中的使用是可取的，”该研究的第一作者Arsham Hamidi博士强调说。例如，非接触式切割可降低感染风险。“更小、更精确的切口还可以使组织愈合得更快并减少疤痕。”
使用激光以受控方式切割骨骼还可以使用新的切口形状，例如，这将允许骨植入物与现有骨骼物理互锁。“也许有一天我们可以完全消除对骨水泥的需求，”Ferda Canbaz 补充道。
然而，这种组合系统在其他手术领域也很有用：有可能更精确地将肿瘤与周围的健康组织区分开来，并在不去除不必要的相邻组织的情况下将其切除。有一件事是肯定的：戈登·古尔德将激光作为医学多功能工具的愿景越来越接近实现。
