7/30/2019 Terapia Cu Radiatie Laser

1/4

TERAPIA CU RADIATIE LASER

Un laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) este o

sursa optica ce emite fotoni intr-un fascicul coerent de radiatii electromagnetice.Fasciculul este aproape monocromatic (cu o buna aproximatie, toti fotonii au aceeasi

lungime de unda), foarte intens (rata de emisie raportata la suprafata este foarte mare) si

ingust, practic unidirectional (fotonii au aceeasi directie, iar extinderea laterala afasciculului este foarte mica). Radiatia laser estepolarizata.

Spre deosebire de lasere, sursele obisnuite de lumina emit in toate directiile

radiatie necoerenta, nepolarizata si cu un spectru larg de lungimi de unda.

COMPONENTELE UNUI LASER

Mediul laser activ este un material care produce amplificare optica. Aceasta se

realizeaza prin emisie stimulata: o mare parte din mole 949d33j culele sau atomiimaterialului sunt stimulati de sursa de pompaj sa treaca pe un nivel superior de energie,

E1. Dupa un anumit timp, atomii aflati in stare excitata incep sa emita fotoni, revenindastfel pe nivelul energetic E0 corespunzator starii fundamentale. Acest proces se numesteemisie spontana. Oricare din acesti fotoni emisi spontan poate sa fie absorbit de un atomramas in stare fundamentala sau poate sa perturbe un atom excitat, fara insa a-i ceda

energie. Deoarece o stare excitata este instabila, aceasta perturbare determina tranzitia

atomului excitat la starea fundamentala (care este stabila), prin emisia unui foton avandaceeasi energie, directie si faza ca si fotonul incident. Aceasta este emisia stimulata.

O parte din fotonii emisi de atomii materialului sunt reflectati in interiorul

mediului laser activ printr-un sistem special de oglinzi, putand stimula emisia altor fotoni.

In acest fel, sunt emisi din ce in ce mai multi fotoni, realizandu-se amplificarea optica.

Sistemul de oglinzi in dispozitivul laser formeaza o cavitate optica rezonanta: geometriasistemului de oglinzi este realizata astfel incat sa fie amplificate undele electromagnetice

de o anumita frecventa (frecventa de rezonanta a cavitatii). Acestea se reflecta de maimulte ori pe suprafata oglinzilor, iar prin compunerea tuturor undelor respective in

interiorul materialului laser se obtine o unda rezultanta cu aceeasi frecventa, dar de

intensitate mult mai mare. In interiorul cavitatii optice rezonante, orice unda care se proaperpendicular pe oglinzi si are frecventa egala cu frecventa de rezonanta a cavitatii intra

in rezonanta cu cavitatea si va fi amplificata. Fotonii emisi spontan au directii aleatoare.

7/30/2019 Terapia Cu Radiatie Laser

2/4

Undele care nu se proa paralel cu axa longitudinala a cavitatii rezonante nu sunt

amplificate si nu sunt transmise in fasciculul laser. De aceea, fasciculul laser este bine

colimat. In plus, datorita proprietatilor emisiei stimulate, toate undele electromagneticeemise vor avea acelasi de polarizare, deci radiatia laser este total polarizata. Oglinda

partiala aflata la iesire reflecta doar o parte din fotoni (intre 20% si 60%, in functie de

tipul laserului). Fotonii reflectati revin in mediul laser, contribuind la amplificarea optica.Restul fotonilor sunt emisi printr-o apertura a oglinzii, formand fasciculul laser.

Mediul laser poate produce amplificare optica numai daca numarul atomilor in

stare excitata (N1) din material este mai mare decat numarul atomilor in stare

fundamentala (N0). In acest caz spunem ca in mediu s-a produs o inversie de populatii.Daca insa N0 > N1, rata de absorbtie este mai mare decat rata de emisie a fotonilor, astfel

incat emisia de radiatie se atenueaza. Daca N0 = N1, nu exista o rata neta de emisie. In

acest caz mediul laser se numeste optic transparent.

Exemple de medii laser:

- anumite cristale dopate cu ioni ale pamanturilor rare (neodimiu, iterbiu) sau ale unor

metale (titan, crom). Cele mai des utilizate cristale: granat de ytriu si aluminiu (YAG),

ortovanadat de ytriu (YVO4), rubin sau safir;

- sticle dopate cu ioni laser-activi;

- gaze: amestecuri de heliu si neon (He-Ne), azot, argon, monoxid de carbon, dioxid decarbon sau vapori ale unor metale (cupru, argint);

- excimeri(dimeri excitati): F2, ArF, XeCl, XeF;

- semiconductori: galiu-arseniu (GaAs), indiu-galiu-arseniu (InGaAs), galiu-azot (GaN).

In mediul laser activ inversia populatiilor se realizeaza prin pompaj optic. Sursa

de energie pentru pompajul optic poate fi un curent electric (de exemplu insemiconductori sau gaze, prin descarcari electrice la tensiuni inalte), lumina produsa de

lampi cu descarcare in gaz sau de un alt laser, reactii chimice (cazul laserelor chimice, de

ex. laserul cu fluorura de hidrogen: hidrogenul gazos reactioneaza cu produsii decombustie ai etilenei in trifluorura de azot), fisiune nucleara (lasere cu pompaj nuclear),

sau fascicule de electroni de mare energie.

INTERACTIA RADIATIEI LASER CU TESUTUL

a) Procese termice

- coagulare

- vaporizare

7/30/2019 Terapia Cu Radiatie Laser

3/4

b) Procese netermice

- efecte fotomecanice

- efecte fotochimice

Efecte termice

In conditii normale, temperatura corpului este de 37sC. O incalzire de scurtadurata a unui tesut la o temperatura < 60sC nu produce nici o modificare in tesut. La

temperaturi care depasesc 60sC, apare coagularea: proteinele se denatureaza, suferind

transformari ireversibile. In sange, eritrocitele afectate determina formarea trombusurilor

(cheaguri de sange). Prin denaturare,fibrele de colagen se scurteaza ireversibil.

La 100sC apa incepe sa se evapore, distrugand membrana plasmatica a celulelor(prin explozie). Temperatura in tesut ramane la 100sC pana cand se evapora toata apa.

Deoarece apa necesita multa energie pentru vaporizare, procesul de evaporare este relativlent. Practic, temperatura nu creste peste 100sC un timp destul de mare, chiar daca tesutulramane in continuare sub actiunea fasciculului laser. Daca emisia continua, temperatura

poate atinge 400sC. Se produce carbonizarea tesutului.

Efecte fotomecanice:

- tensiuni elastice

- ruperi prin vaporizare exploziva

- unde de soc

Toate efectele fotomecanice conduc lafotoablatie. In sens larg, ablatie semnifica

eliminare. Sensul medical/biologic al ablatiei se refera in special la inactivarea

celulelor (care impiedica tesutul sa isi desfasoare procesele fiziologice de supravietuire),nu neaparat la eliminarea fizica a celulelor.

Pulsurile laser cu energie mica pot avea o intensitate extrem de mare atunci cand

fasciculul este foarte ingust. De exemplu, un puls laser cu durata de 0,1 ns, diametrul de

50 m si energia de 3 mJ are intensitatea

I = !!

In astfel de cazuri se produce o unda de soc mecanic, datorata numarului extrem de marede fotoni imprastiati in tesut, care produc o incalzire rapida a tesutului iradiat. Apar

http://www.esanatos.com/boli/boli-si-tratamente/cancerul/10/fibreie-si-boaia-numita-cancer63321.phphttp://www.esanatos.com/boli/boli-si-tratamente/cancerul/10/fibreie-si-boaia-numita-cancer63321.phphttp://www.esanatos.com/boli/boli-si-tratamente/cancerul/10/fibreie-si-boaia-numita-cancer63321.php

7/30/2019 Terapia Cu Radiatie Laser

4/4

intinderi elastice ale tesutului si procese de recul in urma ejectiei materialului distrus.Toate acestea genereaza o unda de soc care se proa in tesut cu viteza sunetului (sau mai

mare), ducand la tensiuni foarte mari si distrugerea tesutului. Utilizare in tratamentul unor

afectiuni oculare (cataracta, remodelarea corneei), in cardiologie (angioplastie, aritmii),

chirurgie ortopedica (ablatie de cartilaj sau os genunchi, articulatii), stomatologie

(perforatii in carii, gingii).

Efecte fotochimice

Radiatiile UV pot rupe unele legaturi chimice ale moleculelor. Polimerii sunt

desfacuti in molecule mici care, nemaifiind legate, difuzeaza in tesut. Laserele cu

excimeri produc radiatie ultravioleta si sunt extrem de performante, avand o rezolutie

spatiala < 1 m. Un puls de laser de acest tip indeparteaza 0,25 m de tesut! Metoda de

mare acuratete, utilizata in special in corectarea defectelor de forma ale corneei.

http://www.esanatos.com/ghid-medical/sanatatea-copilului/primul-ajutor/ntinderi-rupturi-i-entorse55138.phphttp://www.esanatos.com/ghid-medical/oftalmologie/traumatismele-oculare84572.phphttp://www.esanatos.com/naturist/apiterapie/propolisul/n-stomatologie51748.phphttp://www.esanatos.com/ghid-medical/sanatatea-copilului/primul-ajutor/ntinderi-rupturi-i-entorse55138.phphttp://www.esanatos.com/ghid-medical/oftalmologie/traumatismele-oculare84572.phphttp://www.esanatos.com/naturist/apiterapie/propolisul/n-stomatologie51748.php