Laser - un dispozitiv pentru a obține fascicule înguste de energie de lumină de mare intensitate. Laserele au fost create în 1960, Uniunea Sovietică) și Townes (SUA), acordat pentru descoperirea Nobel TIR pre-1964 Există diferite tipuri de lasere - gaz, lichid și care funcționează pe solide. radiații laser poate fi continuă și impulsuri.
Termenul „laser“ - este o abreviere de limba engleză „Light Amplification prin Stimulat de emisie de radiații“, adică, „amplificarea luminii prin emisie stimulata“ ... Din fizică știm că „laser - este o sursă de radiație electromagnetică coerente produs ca urmare a emisiei stimulate de fotoni ai mediului activ într-o cavitate optică“ pentru radiația laser este caracterizata prin monocromatică densitate ridicată și flux ordonat al Soiul energiei luminii folosite în zilele noastre surse de astfel .. radiații determină diversitatea aplicațiilor de sisteme laser.
In medicina, lasere incluse la sfârșitul anilor 1960. Curând am format trei domenii de Medicina laser, care determină diferența dintre puterea fluxului luminos cu laser (și, în consecință, punctul de vedere al efectelor biologice). lumină scăzută putere (mW) este utilizat în principal în tratamentul de sânge, puterea medie (W) - in endoscopie si terapia fotodinamică a tumorilor maligne și de înaltă W) - in chirurgie si cosmetice. utilizarea chirurgicală a laserelor (t. N. „scalpel laser“) se bazează pe acțiunea mecanică directă a radiației de mare intensitate, care permite tăierea și „sudarea“ tesatura. Același efect este baza utilizării de lasere in medicina cosmetice si estetica (in ultimii ani, impreuna cu stomatologia este una dintre cele mai profitabile din industria de îngrijire a sănătății). Cu toate acestea, biologi cel mai mare interes este fenomenul efectelor terapeutice ale lasere. Este cunoscut faptul că o acțiune redusă cu laser nivel conduce la efecte benefice, cum ar fi creșterea tonul, rezistența la stres, îmbunătățirea sistemelor nervos, endocrin imunitar, eliminarea proceselor ischemice, vindecarea ulcerelor cronice, și multe altele. Terapia cu laser este cu siguranta un foarte eficient, dar, în mod surprinzător, nu există încă nici o înțelegere clară a mecanismelor sale biologice! Oamenii de știință sunt în curs de dezvoltare un model pentru a explica acest fenomen. Este cunoscut faptul că iradierea cu laser de mică intensitate (LLLT) afectează capacitatea de proliferare a celulelor (de exemplu, stimulează diviziunea celulară și dezvoltare). Se crede că acest- motiv schimbările locale de temperatură care pot stimula procesele de biosinteză în țesuturi. LLLT întărește, de asemenea, sistemul de apărare antioxidant (în timp ce radiația de intensitate mare, în schimb, duce la apariția masei speciilor reactive de oxigen.) Mai degrabă, se explică prin aceste procedee și efectul terapeutic LILR. Dar, după cum sa menționat deja, există un alt tip de terapie cu laser - așa-numitul .. terapia fotodinamică utilizate pentru a lupta tumori maligne. Ea se bazează pe spate deschisă în anii '60 fotosensibilizatorilor - substanțe specifice care se pot acumula în mod selectiv în celule (în principal, cancer). În cazul în care media iradierea cu laser de putere a moleculei photosensitizer absoarbe energia luminii intră într-o formă activă și provoacă o serie de procese distructive din celulele canceroase. Astfel, mitocondriile deteriorate (structuri intracelulare de energie), variază în mod substanțial metabolismul oxigenului, ceea ce duce la o cantitate enormă de radicali liberi. În cele din urmă, o încălzire puternică a apei în interiorul celulei cauzează perturbarea structurilor sale cu membrana (în special membrana externă a celulei). Toate acestea în cele din urmă duce la distrugerea intensă a celulelor tumorale. Terapia fotodinamică - un domeniu relativ nou de medicina cu laser (dezvoltat de la mijlocul anilor '80) și nu este încă la fel de popular ca, să zicem, chirurgie laser sau oftalmologie. dar este pe ea țintuindu acum oncologi sale speranțe.
În general, putem spune ca terapia cu laser astăzi - una dintre ramurile cu cea mai rapidă creștere de medicament. Și, în mod surprinzător, nu numai tradiționale. Unele efecte terapeutice ale lasere este cel mai ușor de explicat prin prezența în corpul de canale de energie și a unor sisteme de puncte utilizate în efecte presopunctură. Există cazuri în care un tratament cu laser local al țesuturilor individuale evocate schimbări pozitive în altă parte în organism. Oamenii de știință nu au fost încă să răspundă la mai multe întrebări legate de proprietățile curative ale radiației laser, care, desigur, deschide noi perspective pentru dezvoltarea medicinii în secolul XXI.
Principiul de funcționare al fasciculului laser bazat pe faptul că-sfokusi energia fasciculului Teva ridică rapid temperatura în locul iradiat și cauzează coagulare (coagulare) blologich. țesut. Caracteristici este biologic. radiația laser depinde de tipul de capacitate cu laser m energie, natura și structura sa este biologică. ; Zoystv iradiat țesuturi. Un fascicul de lumină îngustă de mare putere permite producerea svetokoagu-regu interval strict predeterminate de țesuturi într-o fracțiune de secundă. Tesutul din jur nu este afectată. În afară de coagulare este biologic. țesut, radiații de mare putere explozivă și, eventual, distrugerea undelor sale de șoc de impact inițial format ca urmare a fluidului instantaneu de țesut de tranziție în stare gazoasă sub influența căldurii. Materia vedea țesuturile colorarea nx (pigmentare), grosimea, densitatea, gradul de umplere sânge. Cu cât puterea radiației laser, cu atât mai adâncă ea pătrunde și cu atât mai mare efectul.
Primele lasere utilizate pentru tratarea ochi medici, pentru a le aplica la retina ochiului în timpul coagulării dezlipirea si ruptura acestuia (), precum și pentru mici distrugerea tumorilor intraoculare și Opt creație. deschideri în ochi în timpul cataractei secundare. În plus, fasciculul laser distrugerea tumorilor mici, superficiale, de coagulat patologice. Formarea pe suprafața pielii (pete de vârstă, tumori vasculare, și așa mai departe. d.). radiații laser este utilizat în diagnostich. pentru a studia vasele de sânge, organe interne, și de fotografierea altora. Din 1970, a început să se aplice de la fasciculul laser hirurgich. operații ca „bisturiu de lumină“ pentru disecarea țesut organic.
In medicina, lasere sunt utilizate ca bisturie fără vărsare de sânge utilizate în tratamentul bolilor oftalmologice (cataracta, dezlipire de retină, corectarea vederii cu laser, și altele.). Utilizate pe scară largă în cosmetologie (îndepărtarea părului cu laser, tratamentul defectelor vasculare si piele pigmentata, peeling cu laser, de îndepărtare a petelor pigmentare și tatuaje).
Tipuri de lasere chirurgicale
In chirurgia cu laser sunt destul de puternice lasere care funcționează în mod continuu sau în impulsuri, care sunt capabile de țesut biologic multă căldură, ceea ce duce la tăierea sau evaporarea acestuia.
Laserele sunt numite de obicei, în funcție de tipul de mediu activ, generator de lumină laser. Cel mai cunoscut cu laser cu laser chirurgie, cu laser neodim este un dioxid de carbon (sau laser CO2).
Unele alte tipuri de lasere de mare de energie utilizate în medicină sunt, de obicei restrânge domeniul lor de aplicare. De exemplu, în oftalmologie pentru precizie corneei lasere vaporizării suprafață excimer sunt utilizate.
În cosmetologie pentru îndepărtarea vasculare și a defectelor cutanate pigmentate folosind KTP lasere, laserele cu coloranți și cupru vapori, pentru îndepărtarea părului - alexandrită și rubin lasere.
Bioxidul de carbon cu laser - este primul laser chirurgical, care este utilizat în mod activ din 1970 până în prezent.
Ridicată de absorbție în apă și compuși organici (adâncimea tipică de penetrare de 0,1 mm) face ca laserul CO2 potrivit pentru o gamă largă de proceduri chirurgicale, inclusiv ginecologie. otorinolaringologie. chirurgie generala, dermatologie. dermatologie si chirurgie plastica si cosmetice.
Expunerea la suprafață a laserului permite excizia țesutului biologic fără arsuri profunde. De asemenea, face ca CO2-laserul nu este periculos pentru ochi, t. Pentru a. Radiația trece prin cornee și cristalinului.
Desigur, un fascicul direcționat puternic poate deteriora corneea, dar suficient pentru a avea de a proteja sticla sau plastic pahare obișnuite.
Lipsa de lungime de undă de 10 microni este foarte dificil de a produce o fibră optică adecvată, cu o transmisie bună. Și până în prezent, cea mai bună soluție este un braț articulat oglindă, deși acest lucru este destul de un dispozitiv de scump, dificil să se adapteze și sensibile la șocuri și vibrații.
Un alt dezavantaj al CO2 cu laser - este operarea continuă a acestuia. În intervențiile chirurgicale pentru tăiere eficientă este necesar să se evapore rapid țesutul biologic fără a încălzi țesutul din jur, care au nevoie de o putere de vârf de mare, t. Modul E. Puls. Astăzi, CO2 lasere utilizate în acest scop așa-numitul „superpulse“ modul (superpulse), în care fasciculul laser are forma unui scurt impuls, dar în 2 - 3 ori impulsuri mai puternice, în comparație cu o putere medie laser continuu.
cu laser neodim - cel mai frecvent tip de laser în stare solidă în industrie și în medicină.
cristal granat de ytriu si aluminiu dopat cu ioni de Nd neodim - suport activ: YAG, - asigură o emisie puternică în domeniul infraroșu apropiat, la o lungime de undă de 1,06 microni în aproape orice mod de operare cu eficiență ridicată și șansa de a radiației de ieșire din fibre.
Prin urmare, după CO2 laser în medicină a venit cu neodim, în scopul de chirurgie și terapie.
Adâncimea de pătrundere a radiației în țesutul biologic este de 6 - 8 mm, și este destul de independent de acest tip. Acest lucru înseamnă că, pentru a obține același efect de tăiere sau vaporizarea ca cea a de mai multe ori puterea de radiație mai mare de CO2 cu laser, neodim este necesară. În al doilea rând, există o deteriorare substanțială a fi înfășurată și cu laser a tesutului inconjurator, ceea ce afectează negativ vindecarea postoperatorie ea, cauzand diverse complicații pentru arsură de reacție tipică - cicatrici, stenoza, strictura, etc ...
domeniul preferat de chirurgie cu laser aplicatii de neodim - o coagulare completă și profundă în urologie. ginecologie, tumori oncologici, hemoragie internă și m. p. în deschis și în operații endoscopice.
Este important să ne amintim că radiația unui laser de neodim este invizibil și periculos pentru ochi, chiar și în doze mici, radiația împrăștiată.
Folosind neodim laser special KTP cristal neliniar (potasiu-titan-fosfat) permite dublarea frecvenței luminii laser emise. Astfel obținute cu laser KTP care emite în regiunea vizibilă a spectrului de frecvențe verde, la o lungime de undă de 532 nm, are capacitatea de a coagula în mod eficient țesutul și krovenasyschennye utilizate în chirurgie vasculara si cosmetica.
Cristalul de granat de ytriu si aluminiu dopat cu holmiu - Ho: YAG, este capabil să genereze radiații laser la o lungime de undă de 2,1 microni, care este bine absorbit de țesut biologic. Adâncimea de penetrare în țesut este de aproximativ 0,4 mm, t. E. Comparabil cu CO2 laser. De aceea, holmium laser a aplicat la toate beneficiile de chirurgie cu laser CO2.
Dar doi microni cu laser radiație holmium în același timp bine trece printr-o fibră optică din cuarț, care pot fi utilizate pentru livrarea convenabilă de radiatii la locul intervenției chirurgicale. Acest lucru este deosebit de important, în special, pentru efectuarea chirurgia endoscopică minim invaziva.
radiație Holmium laser, bine vasele coagulate de până la 0,5 mm, ceea ce este suficient pentru majoritatea procedurilor chirurgicale. radiații Două microni, de altfel, este destul de sigur pentru ochi.
Tipic holmiu parametrii de ieșire cu laser: puterea medie de ieșire W, radiația de energie maximă - 6 J, frecvența de repetiție a impulsurilor - 40 Hz, lățimea impulsului - 500 microsecunde.
Combinația dintre parametrii fizici ai holmium laser dovedit a fi optime pentru scopuri de chirurgie, care i-au permis de a găsi numeroase aplicații în diferite domenii ale medicinei.
Erbiu (Er: YAG), are o lungime de undă de emisie de 2,94 microni (IR mediu). Modul de funcționare - Puls.
Adâncimea de penetrare a radiației laser erbiu tesut nu este mai mare de 0,05 mm (50 microni), r. E. Totuși în perioadele sale de absorbție mai mare decât cea a CO2 cu laser, și are un impact extrem de superficial.
Astfel de parametri aproape nu permit să se coaguleze țesut biologic.
Principalele direcții de utilizare a laserului erbiu în medicină:
- perforarea pielii pentru prelevarea probelor de sânge,
- evaporarea tesutului dentare dure,
- ochi evaporare suprafata corneei pentru a corecta hipermetropia.
radiație laser erbiu este inofensiv pentru ochi, ca și în CO2 cu laser, și este, de asemenea, nici un instrument fiabil și ieftin fibre.
În prezent, există o serie întreagă de diode laser cu o gamă largă de lungimi de undă de la 0,6 până la 3 microni și parametrii de emisie. Principalele avantaje ale diode laser sunt eficiența ridicată (până la 60%), de dimensiuni mici și durată lungă de viață (peste 10.000 de ore).
singură ieșire diodă tipică rareori depășește 1 W CW și energie puls - nu mai mult de 1 - 5 mJ.
Pentru a obține o putere suficientă pentru chirurgie, diode simple sunt combinate în seturi formate din 10 până la 100 elemente dispuse într-o linie, sau a fiecărei diode este atașat de fibre fine, care sunt colectate într-un pachet. Astfel de lasere compozite pot primi un watt 50 sau mai mare emisie continuă la nm lungime de undă, care astăzi sunt folosite in ginecologie, oftalmologie, cosmetica si altele.
Principalele lasere modul de diode - continuu, care limitează utilizarea lor în chirurgia laser. Când încercările de a realiza modul de impulsuri prea lungi superpulse (de ordinul 0,1 s) la lungimi de undă lasing diode laser în domeniul infraroșu apropiat la cauza riscului de încălzire excesivă și arsuri ulterioare inflamarea țesutului înconjurător.