Применение лазеров в медицине

• дерматология

• офтальмология

• стоматология

• гинекология

• терапия

• косметология

• диагностика 

 

Строение лазера

В состав любого лазера (рис. 7) входят два основных элемента: рабочее вещество (активная среда), которое излучает свет определенной длины волны и резонатор, представляющий собой пару зеркал и формирующий излучение, обладающее особыми свойствами.

рис. 7. Строение лазера

Свойства лазерного излучения

Монохромность – лазерный свет состоит из излучения одной частоты. Это означает, что свет имеет только какой-либо один цвет, тогда как обычный свет составлен из многих цветов. Если вспомнить эксперимент, когда при преломлении солнечного света призмой возникают все цвета радуги. Этого не произойдет в случае с лазерным светом: на выходе из призмы мы получим только один цвет- тот же, что и на входе в нее.

Когерентность- все электромагнитные колебания распространяются во времени и пространстве в фазе друг с другом. Они формируют волновой фронт.

Коллимированность- свет распространяется вдоль прямой линии с очень малым отклонением. Лазерный луч может быть настолько коллимированным, что если бы направить лазерный луч с Земли на Луну, диаметр его на поверхности спутника составил бы всего полмили.

Именно эти три свойства являются необходимыми и достаточными условиями для того, чтобы считать свет лазерным. Они обусловливают эффективное воздействие лазерного излучения на биологическую ткань.

Основные виды лазеров

Тип лазера и соответственно рабочие длины волн его излучения определяются типом рабочего вещества.

Чаще всего используются:

· лазер на парах меди

· рубиновый лазер

· александритовый лазер,

· неодимовый лазер

· гелий-неоновый лазер

· углекислотный СО2-лазер

· эрбиевый лазер и др.

Взаимодействие лазерного излучения с биологической тканью.

Когда лазерный свет попадает на биологическую ткань, его взаимодействие с ней зависит от частоты и мощности лазерного излучения и свойств самой биологической ткани. При этом может реализоваться одна из 4 возможностей.

Лазерный свет может

1. отразиться от поверхности ткани, с самой тканью ничего не произойдет, изменится только направление распространения света;

2. пройти сквозь вещество;

3. рассеяться при вхождении в ткань;

4. поглотиться веществом (хромофором) с последующим преобразованием световой энергии в тепловую.

Хромофорами или веществами, поглощающими свет, в организме являются меланин, гемоглобин, оксигемоглобин, бета-каротин, вода, коллаген.

Селективный фототермолиз - это избирательное поглощение света какими-либо окрашенными биотканями (мишенями, хромофорами) с их последующим нагреванием и разрушением. При этом ткани, окружающие мишени, остаются неповрежденными.

 Чтобы обеспечить возможность селективной фотокоагуляции (или фототермолиза), лазерное воздействие должно удовлетворять следующим условиям:

1. длина волны лазерного излучения должна быть такой, чтобы коэффициент поглощения света хромофорами поврежденной ткани был гораздо выше, чем коэффициент поглощения света хромофорами окружающей здоровой ткани.

2. время лазерного воздействия должно быть достаточно малым (меньше времени термической релаксации), чтобы не допустить термического перегрева и необратимого повреждения окружающих тканей. Время термической релаксации - это время, необходимое для передачи половины полученной тканью энергии окружающим тканям в виде тепла. Если нагревать ткань дольше этого времени, то окружающие ткани перегреваются и необратимо повреждаются с большой вероятностью формирования рубцов.