لیزر مخفف عبارت: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation میباشد و به معنای تقویت نور توسط تشعشع تحریک شده است .لیزر وسیله‌ای برای تبدیل نور معمولی به پرتوی باریک و متراکم است. دستگاه لیزر یک جریان الکتریکی را از ماده‌ای که میتواند جامد, مایع یا گاز باشد عبور میدهد. بعضی از اتم های ماده انرژی جذب میکنند و کوانتوم ساطع میکنند. این امر موجب میشود که اتم های دیگر نیز کوانتوم ساتع کنند. این کوانتوم ها (بسته‌های تشعشع) بین آینه هایی به عقب و جلو منعكس میشوند و نهایتاً به صورت نوری با یک طول موج واحد شلیک میشوند. اولین لیزر جهان توسط « تئودور مایمن » اختراع گردید كه در آن از یاقوت استفاده شده بود. در سال ۱۹۶۲ پروفسور علی جوان, اولین لیزر گازی را به جهانیان معرفی نمود و بعدها نوع سوم و چهارم لیزرها که لیزرهای مایع و نیمه رسانا بودند اختراع شدند. در سال ۱۹۶۷ فرانسویان توسط اشعه ی لیزرِ ایستگاههایِ زمینیشان, دو ماهواره ی خود را در فضا تعقیب کردند, بدین ترتیب لیزر بسیار کار بردی به نظر آمد. نوری که توسط لیزر در یک سو گسیل میگردد بسیار پر انرژی و درخشنده است و قدرت نفوذ بالایی نیز دارد به طوری که در الماس فرو می‌‌رود. امروزه استفاده از لیزر در صنعت به عنوان جوش آورنده ی فلزات و چاقوی جراحی بدون درد در پزشکی بسیار متداول است. لیزرها سه قسمت اصلی دارند :
1) پمپ انرژی یا چشمه ی انرژی: که ممکن است این پمپ اپتیکی یا شیمیایی و یا حتی یک لیزر دیگر باشد.
2) ماده ی پایه و فعال: که نام گذاری لیزر بواسطه ی ماده ی فعال صورت میگیرد.
3) مشدّد کننده ی اپتیکی: كه شامل دو آینه ی بازتابنده ی کلی و جزئی میباشد
جنس امواج نور امواج نور از نوع امواج الکترومغناطیسی هستند که برای انتشار احتیاجی به محیط مادی ندارند. یک موج الکترومغناطیسی ترکیبی است از دو میدان عمود بر همِ الکتریکی و مغناطیسی که در شکل زیر به ترتیب با موجهای زرد رنگ و آبی رنگ نشان داده شده اند تقسیم بندی لیزرها طبقه بندی لیزر در حالت کلی: لیزر پیوسته کار لیزر پالسی لیزرها بر اساس آهنگ خروج انرژی از آنها به دو دسته "پیوسته‌کار" و "پالسی" تقسیم بندی میشوند. نور لیزرهای پیوسته‌کار بطور پیوسته گسیل میشود، ولی نور لیزرهای پالسی در زمانهای کوتاه که به این زمان "دوام پالس" گفته میشود ارائه میگردد. فاصله زمانی ارائه دو پالس متوالی معمولاً خیلی بیشتر از زمان دوام پالس است. لیزرهای پالسی به‌دلیل اینکه می‌توانند انرژی خود را در زمان کوتاهی ارائه دهند، معمولاً دارای توانهای بالاتری می‌باشند. لیزرها را براساس حالت ماده لیزر زا هم به لیزرهای حالت جامد ، لیزرهای گازی ، لیزر رزینه ، لیزرهای نیمه‌هادی (دیودهای لیزری)، و لیزرهای الکترون آزاد تقسیم بندی میکنند. همچنین ممکن است لیزرها را براساس نوع ماده تشکیل‌دهنده محیط لیزر زایی نیز تقسیم‌بندی کرد. لیزر یاقوت ، لیزر نئودیوم- یق ، لیزر دی اکسید کربن ، لیزر هلیوم- نئون و انواع لیزرهای دیگر بر این اساس نامگذاری شده‌اند همدوسی زمانی لیزر همدوسی زمانی فوتونهای نور لیزر به معنی هماهنگی بین آنها از لحاظ وضعیت ارتعاشی (فاز) آنهاست. همدوسی مکانی نور لیزر به معنی هماهنگی بین فوتونهای تشکیل دهنده نور لیزر از لحاظ راستای انتشار آنهاست. به لحاظ همدوسی زمانی که در نور لیزر وجود دارد، قدرت تأثیر گذاری فوتونهای آن در نقطه هدف بسیار بالاتر از نورهای معمولی است؛ زیرا طبق اصل برهمنهی امواج ، به دلیل همفاز بودن این فوتونها میدانهای الکتریکی‌شان مستقیما باهم جمع شده و میدانی قوی را بوجود می‌آورند. همدوسی مکانی لیزر همچنین به لحاظ همدوسی مکانی نور لیزر ، نور خروجی بصورت باریکه‌ای جهتمند از آن خارج شده و میتواند تا مسافتهای طولانی‌تری بدون افت چشمگیر توانش طی کند و نیز بوسیله کانونی کردن آن در نقطه کوچکی می‌توان به شدتهای بسیار بالایی دست یافت. نور لیزر نوری تقریبا تکرنگ است. مشخصه رنگ در نور به فرکانس آن وابسته است، بنابراین نور فوتونهای لیزر در محدوده کوچک فرکانسی گسیل میشوند، در حالیکه منابع نور معمولی گستره فرکانسی بسیار بالایی را دارند. معیار تکرنگی یا خلوص نور لیزر ، پهنای فرکانسی آن است که طبق تعریف ، فاصله دو فرکانسی است که منحنی توزیع فرکانسی نورهای گسیلی در نصف ماکزیمم آن دارند. این فاصله در لیزرها فوق‌العاده کمتر از منابع نور معمولی یا منابع نور گازی است. این به معنای آن است که اکثر انرژی تابشی لیزرها حول فرکانس مرکزی آن میباشد. در منابع معمولی ، برعکس لیزرها منحنی توزیع فرکانسی بسیار وسیع است و پهنای فرکانسی آن نیز نتیجتا بسیار زیاد است. بنابراین اگر بخواهیم که نور این منابع را با استفاده از مثلا فیلتر و یا یک تجزیه‌گر بصورت تقریبا تکرنگ در بیاوریم، از شدت آن به‌مقدار زیادی کاسته خواهد شد. همدوسی خاصیتی است که به بهترین وجه نور لیزر را از سایر انواع نور متمایز می‌کند و باز هم این خاصیت، نتیجه ماهیت فرآیند نشر القایی است. نور حاصل از منابع معمولی که توسط نشر خود به خودی کار میکنند، به نور غیر همدوس آشفته موسم است. در این موارد ، هیچ همبستگی بین فاز فوتونهای گوناگون وجود ندارد و در اثر تداخلهای اساسا تصادفی بین آنها ، افت و خیز محسوسی در شدت پدید می‌آید. در مقابل در لیزر ، فوتونهایی که توسط محیط برانگیخته لیزر نشر میشوند، با سایر فوتونهای موجود در حفره ، همفازند. مقیاس زمانی که طی آن همبستگی فاز برقرار می‌ماند، به عنوان زمان همدوسی شناخته میشود. بنابراین دو نقطه در طول باریکه لیزر به فاصله‌ای کمتر از طول همدوسی ، باید فاز مرتبطی داشته باشند. طول همدوسی برای انواع مختلف لیزر متفاوت است. مهمترین کاربرد همدوسی لیزری تمام نگاری (هولوگرافی) است، که روش برای تهیه تصاویر سه بعدی به شمار می رود. ایجاد هولوگرام:با استفاده از لیزر ، می توان تصویری ایجاد کرد که هر گاه به طریق صحیح به آن نور تابانده شود ، سه بعدی به نظر می رسد. تکفامی مشخصه بارز نور لیزر و خاصیتی که بیشترین ارتباط را با کاربردهای شیمیایی دارد، تکفامی اساسی آن است. این خاصیت از این حقیقت منشأ می‌گیرند که تمام فوتونها در اثر گذار بین دو تراز انرژی اتمی یا مولکولی مشابه ، نشر میشوند و بنابراین تقریبا فرکانسهای دقیقا یکسانی دارند. تعداد کمی از فرکانسها با فواصل اندک از یکدیگر ، ممکن است در عمل لیزر حضور داشته باشند، بطورری که برای رسیدن به تکفامی بهینه باید وسیله اضافی دیگری را برای گزینش فرکانس لیزر تعبیه کرد. معمولا برای این کار از یک نسخه استفاده میشود که عنصری اپتیکی است که درون حفره لیزر قرار میگیرد و به گونه‌ای تنظیم میشود، که تنها یک طول موج معین بتواند بین دو آینه انتهایی ، بطور نامتناهی به جلو و عقب حرکت کند. تفاوت پرتو لیزر با نور معمولی پرتو لیزر دارای چهار خاصیت مهم است که عبارتند از: شدت زیاد ، مستقیم بودن ، تکفامی‌و همدوسی. لیزرها در اشکال گوناگون وجود دارند. ممکن است تصور شود که پرتو لیزر همانند اشعه ایکس ، گاما ، ماورا بنفش و مادون قرمز جایگاهی معین در طیف الکترومغناطیسی را داراست، حال آنکه این پرتو میتواند هر کدام از فرکانسهای محدوده طیف نامبرده را در برگیرد، با این تفاوت که دارای مشخصاتی از قبیل تکفامی، همدوسی و شدت زیاد است. اینکه چگونه می‌توان پرتو لیزری با فرکانسهای دلخواه را تولید نمود، کار دشواری است که عملا با آن روبرو هستیم. مشکل دیرپا در تابش لیزری، فقدان پوشش گسترده طول موجی در آن است. به دلیل اینکه لیزرها به‌خودی خود فاقد قابلیت تنظیم طول موج هستند، پوشش کل طیف نورانی نیاز به ابزارهای متعدد و جداگانه دارد. انواع لیزر لیزر حالت جامد در این نوع لیزر ، ماده فعال ایجاد کننده لیزر ، یک یون فلزی است که با غلظت کم در شبکه یک بلور یا درون شیشه ، به صورت ناخالصی قرار داده شده است. فلزاتی که برای این منظور بکار می‌روند عبارتند از: اولین سری فلزات واسطه (لانتانیدها آکتنید ها) ازمهمترین لیزرهای حالت جامد می‌توان از لیزر یاقوت که یک لیزر سه ترازی است و لیزرهای نئودنیوم می‌توان نام برد. لیزر گازی ماده فعال در این سیستمها یک گاز است که به صورت خالص یا همراه با گازهای دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند. بعضی از این مواد عبارتنداز: نئون به همراه هلیوم (لیزر هلیم_نئون) ، دی اکسید کربن به همراه نیتروژن و هلیوم ، آرگون ، کریپتون ، هگزا فلورئید و... لیزر مایع از مایعات بکار رفته در این نوع لیزرها اغلب به منظور تغییر طول موج یک لیزر دیگر استفاده میشود. (اثر رامان). بعضی از این مواد عبارتند از: تولوئن ، بنزن و نیتروبنزن. گاهی محیط فعال برخی از این لیزرها را محلولهای برخی ترکیبات آلی رنگین از قبیل مایعاتی نظیر اتانول ، متانول یا آب تشکیل میدهد. این رنگها اغلب جز رنگهای پلی‌متین یا رنگهای اگزانتین و یا رنگهای کومارین هستند. لیزر نیم رسانا این نوع لیزرها به لیزر دیود و یا لیزر تزریقی نیز معروفند. نیم رساناها از دو ماده که یکی کمبود الکترون داشته و دیگری اضافی دارد،بوجود می آید. به وجود می آید. لیزر شیمیایی در این نوع لیزرها ، تغییرات انرژی حاصل از یک واکنش شیمیایی باعث برانگیزش بعضی از فرآورده‌ها و در نتیجه وارونگی جمعیت میشود که به دنبال آن عمل لیزر اتفاق می‌افتد. لیزر کی‌لیتی به دلیل وجود تابشهای فلورسانس پرشدت حاصل از بعضی ترکیبات کی‌لیتی لانتانیدها ، استفاده از این سیستمها چندان مورد توجه نبوده است. این ترکیبات ایجاد پرتو لیزر را ممکن ساخته است. یکی از مکانیسمهای پیشنهادی برای این فرآیند آن است که ابتدا لیگاند برانگیخته شده و سپس یک جهش بدون تابش درون مولکولی به تراز برانگیخته فلز صورت گیرد و به دنبال آن یون فلزی با گسیل تابش فلورسانس به تراز پایه برمی‌گردد. این تابش سرچشمه پرتو نور لیزر است.دی‌کتونها از جمله لیگاندهایی هستند که با لانتانیدها تولید ترکیبات کی‌لیتی می‌نمایند. در چنین سیستمهایی می‌توان با استفاده از یونهای فلزی گوناگون ، لیزرهای کنترل شده بدست آورد. لکن نیاز به درجه حرارت پایین جهت تامین کارآیی خوب ، از توجه و مطالعه در مورد این سیستمها کاسته است. کاربرد لیزر در دندانپزشکی درمان ضایعات عروقی با لیزر لیزر در جراحی حنجره كاربرد لیزر کم‌توان در ترمیم زخم و اثرات ضد درد آن كاربرد لیزر در اندودانتیكس اصول كلی درمان لیزرهای كم توان كاربردهای لیزر های كم توان در دندانپزشكی لیزر در جراحی دهان و فك و صورت كاربردهای لیزر پرتوان در دندانپزشكی لیزر در جراحی دهان و فك و صورت بسیاری از خصوصیات ذاتی لیزرها كه به آنها امكان انجام جراحی بر روی بافت های نرم را می دهند در روند به كارگیری این ابزار جراحی برای درمان ضایعات بدخیم حفره دهان و بافت های مجاور آن مفید هستند. توانایی لیزر در تولید هموستاز به كمك مسدود ساختن عروقی كه قطر آنها حتی از خود شعاع لیزر كوچكتر است، بسیار جالب توجه می باشد. زیرا به ما این امكان را می دهد كه یك جراحی بسیار دقیق در یك محیط خشك و بدون خونریزی را به انجام رسانیده و همچنین با بستن عروق امكان توسعه و انتشار سلول های سرطانی در حین عمل را به صفر تقلیل دهیم. اصول كلی درمان لیزرهای كم توان استفاده از لیزر در پزشكی براساس واكنشهای متفاوت نور با بافت قرار دارد كه بسته به توان انرژی نورانی این واكنشهای فتوبیولوژیك به 3 دسته تقسیم می شوند: واكنشهای خنثی: در طی آن پروسه های بیولوژیك در واكنش با نور تغییر نمی یابد. از این اثر غیراختلالی در جهت ساخت دستگاههای تشخیص پزشكی استفاده می شود. واكنشهای تخریبی: در این دسته از واكنشها تأثیرات فتوفیزیكی نور بر روی بافت زنده منجر به تولید حرارت و تخریب بافت می شود که از این واكنشها در جراحی استفاده می شود. در این دسته، لیزرهای پرتوان با توان بالای 5/0 وات قرار دارند. واكنشهای فتوشیمیایی: انرژی جذب شده توسط بافت زنده منجر به یك سری فعال شدن روندهای بیوشیمیایی در سلول می شود كه در نهایت پروسه ساخت و ساز بیولوژیك در سلول صورت می گیرد این تأثیرات نوری توسط لیزرهای كم توان در بافت ایجاد می شود توان این لیزرها بین 1 تا 500 میلی وات می باشد. برای اولین بار الكساندر گورویچ در سال 1927 متوجه القاء نوری یا شد، به عبارتی سلولها در فاز رشد قادر به ساطع كردن امواج نوری از خود می باشند كه این امواج در بیوپلاسم سلولهای هم فاز مجاور قادر به انتقال انرژی و فعال كردن این بیوپلاسم می باشند. انرژی جذب شده توسط سلول منجر به افزایش انرژی سلولی بین 500-300 درصد میشود.(قانون بقای انرژی). این روند افزایش انرژی منجر به فعال شدن روند ساخت پروتئین ها در سلول شده و اثرات بیولوژیك لیزر ظاهر می شود، مانند اثرات ضد ادم، ضد التهاب، ضد درد، نئوواسكولاریزاسیون، افزایش درناژ وریدی و لنفاوی، ترمیم سریع زخم ها، مدولاسیون سیستم ایمنی. برای این كه بتوانیم اثرات درمانی مناسب لیزرهای كم توان را به دست بیاوریم باید از مشخصات لیزر و اصول درمانی اطلاع كافی داشته باشیم. مشخصات شناسنامه ای هر لیزر دارای اطلاعات زیر می باشد:
1-طول موج
2- توان
3- رژیم تابش
4- فرکانس پالس ها
5- طول زمان هر پالس
6-سطح تابنده
7-زاویه واگرایی لیزر
پارامترهای درمانی عبارتند از:
طول موج: این پارامتر مشخص كننده عمق نفوذ لیزر و ماده جاذب لیزر می باشد. لیزرهای محدوده نور مرئی معمولاً در حد 5 تا 8 میلیمتر نفوذپذیری و لیزرهای مادون قرمز نزدیك، بسته به مولد آنها از 3 تا 5 سانتیمتر نفوذپذیری دارند.
توان: در لیزرهای كم توان معمولاً بین 1 تا 250 میلی وات می باشد و محدوده 250 تا 500 میلی وات لیزرهای توان متوسط هستند كه اثر گرمایی نیز به واكنش های فتوشیمیایی اضافه می شود. توان متوسط با رژیم تابش لیزر ارتباط مستقیم دارد.
سطح مورد تابش: از این نظر مهم است كه باید انرژی درمانی كافی به سطح مورد نظر رسانده شود.
دانسیته توان یا شدت تابش انرژی به واحد سطح: دیده شده است كه در دانسیته های بالاتر اثر فتوبیولوژیك زودتر و بهتر ظاهر می شود
دوز درمانی: منحنی دوز درمانی لیزر از 1/0 ژول تا 10 ژول بر سانتیمتر مربع متفاوت می باشد. بهترین پاسخ درمانی در دوز 1 ژول بر سانتیمتر مربع ظاهر می شود. در بسیاری از مطالعات (حداقل 100 مورد) مواردی كه اثرات درمانی لیزر یا ظاهر نشده اند یا كم بوده اند دوز درمانی پایین تر از 1/0 ژول بر سانتیمتر مربع بوده است.
رژیم درمانی: رژیم تابش مداوم و رژیم تابش پالسی، در رژیم تابش پالسی توان متوسط با فركانس و زمان هر پالس ارتباط مستقیم دارد و در بعضی از فركانس ها بعضی اثرات لیزر بارزتر می باشد. مثل فركانسهای 5 تا 100 هرتز در ایجاد بی دردی 1500 هرتز در اثر ضد التهاب و یا 10000 هرتز در ایجاد اثر ضد عفونت.
تعداد جلسات درمانی: از آنجا كه اثرات درمانی در هر جلسه به مدت 12 تا 72 ساعت باقی می ماند. فاصله جلسات درمانی را بین 12 تا 72 ساعت یك بار تنظیم می كنند و به صورت معمول هفته ای 2 تا 3 بار انجام می شود.
توالی دوره درمان در سال: تكرار دوره های درمانی 2 تا 3 بار در سال، بر كیفیت و درصد بهبودی می افزاید.
روش های درمانی عبارتند از: تابش موضعی، كه به صورت مستقیم برروی ناحیه آسیب دیده تابش داده می شود. این تابش می تواند به روش تماسی یا غیرتماسی باشد.
تابش غیرمستقیم یا تابش سیستمیك: از اثرات سیستمیك لیزر در این روش ها استفاده می شود.
الف) رفلكسوتراپی یا تابش برروی نقاط طب سوزنی
ب) تابش بر نقاط ماشه ای یا نقاط دردناك
ج ) تابش برروی ریشه اعصاب
د ) تابش برروی درماتوم
ه ) تابش برروی خون
و ) تابش برروی مسیر لنفاوی
ز ) تابش برروی غدد سمپاتیك آنچه كه سبب می شود پرتو لیزر از نورهای دیگر متمایز شود در حقیقت ویژگیهای منحصر بفرد آن است كه در هیچ منبع نوری دیگر یافت نمی شود.
چهار ویژگی عمده لیزر عبارتند از:
1-همدوسی
2- تك رنگی
3- واگرایی كم
4- موازی بودن پرتو
هر یك و یا تركیبی از ویژگیهای بالا این امكان را فراهم می كند كه قابلیت كاربردی لیزر در حوزه های مختلف گسترش روز افزون داشته باشد. حضور لیزر در عرصه پزشكی ابتدا به عنوان جایگزینی برای چاقوی جراحی بود، لذا هر جا كه پزشك خود را نیازمند به چاقوی جراحی می دید، دستگاه لیزر مخصوص به آن طراحی و ساخته می شد. امروزه تكنولوژی لیزر در كنار علوم الكترونیك و اپتیك این امكان را فراهم كرده است كه دستگاه های مختلف با كاربری های متنوع بطور مستقیم و غیر مستقیم در دنیای پزشكی خود نمایی كند. لیزر را از جهات مختلف می توان تقسیم بندی نمود، اما دو پارامتر قدرت خروجی و طول موج آن بیش از دیگر ویژگیهای لیزر مورد توجه بوده است. به همین منظور انواع لیزر ممكن است بصورت قدرت بالا 2- قدرت متوسط 3- قدرت پایین -1 و یا 1- مادون قرمز 2- بینایی 3- ماوراء بنفش تقسیم بندی شود. یكی از عواملی كه سبب می شود پزشك از لیزر به بهترین نحو در امر پزشكی استفاده نماید، دانش و اطلاعات وی در خصوص فیزیك و مهندسی لیزر است. به همین خاطر لازم است در كنار اطلاعات پزشكی موارد اخیر را مورد توجه جدی قرار دهد.
منبع:شرکت داده پردازی نگار
به نقل از وبلاگ متالورژی دیتا
نظرات
ارسال یک نظر