Jan Łazowski
Fizykoterapia
Wykład 4.
BIOMODULACJA LASEROWA
Biostymulacja laserowa
Jan Łazowski
Fizykoterapia
Wykład 4.
BIOMODULACJA LASEROWA
Biostymulacja laserowa
19:55 19:55
2
Aktynoterapia
Metody fizykoterapii posługujące się
promieniowaniem
elektromagnetycznym (pem)
Magnetoterapia
Diatermoterapia
Laseroterapia
Fototerapia – światłolecznictwo
Promieniowanie nadfioletowe
Radonoterapia
19:55 19:55
3
Postawy fizyczne
Promieniowanie elektromagnetyczne to
fenomen korpuskularno-falowy
Pem nie wymaga nośników
Pem przechodzi przez próżnię
Dzieli się na promieniowanie cieplne i
promieniowanie jonizujące (działające
chemicznie)
Mierzy się pem ilością energii (J) lub
wielkością mocy (W) na cm
2
powierzchni
19:55 19:55
4
GRAFICZNIE PRZEDSTAWIONE
WIDMO PROMIENIOWANIA
ELEKTROMAGNETYCZNEGO
Kolumna po lewej stronie
przedstawia przenikalność
atmosfery ziemskiej dla
promieniowania
elektromagnetycznego
19:55 19:55
5
Pem termiczne i jonizujące
Pem widzialne (światło) i o fali dłuższej
od widzialnego (a energii mniejszej)
zmienia się w ciele człowieka w energię
cieplną i oddziałuje przede wszystkim
jako ciepło
Pem o fali krótszej (energii większej) niż
widzialne jonizuje tkanki powodując w
tkankach zmiany chemiczne.
Pem widzialne jest na granicy pomiędzy
działaniem cieplnym a działaniem
chemicznym (fotochemicznym)
19:55 19:55
6
Emisja i absorpcja pem
Każde ciało emituje pem
Intensywność emisji (w/m
2
) jest proporcjonalna do
czwartej potęgi temperatury bezwzględnej (prawo
Stefana-Boltzmanna) str. 121, wzór 1
Długość fali dominującej oblicza się z reguły
Wien’a. Długość fali (w μm) wynika z podzielenia
stałej liczby 2890 przez temperaturę
bezwzględną.
Długość fali emitowanej zależy także od składu
chemicznego, który daje barwę pem.
Skóra człowieka (ok. 306 K) emituje fale o
długości 9400 nm (głęboka podczerwień)
19:55 19:55
7
Przenikanie i absorpcja pem w
tkankach
Wnikanie pem do tkanek zależy od
długości fali (częstotliwości drgań)
W okolicy nadfioletu i pem widzialnego
przenikanie najpłytsze – skóra chroni
im dalej w kierunku większej i mniejszej
częstotliwości tym głębsze przenikanie
Przy małej częstotliwości i bardzo dużej
pem przenika całe ciało, skóra nie daje
ochrony.
19:55 19:55
8
Historia
Teorię promieniowania laserowego opracował Albert Einstein w r.
1917.
Emisję uzyskano 45 lat później, w roku 1952.
MASER: Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation
Th. Maiman, N.G. Basow i A.M. Prochorow skonstruowali laser(1960
r.)
LASER (Light Amplification by Stimulation Emission of
Radiation).
co znaczy:
Światło zwielokrotnione przez wymuszanie emisji
promieniowania
lub w
zmacnianie światła przez pobudzenie emisji promieniowania
Laser to aparat wytwarzający PROMIENIOWANIE LASEROWE (pl).
Do laserowej biomodulacji medycznej używa się promieniowanie
widzialne i podczerwień.
19:55 19:55
9
Cechy promieniowania
laserowego
JEDNOBARWNE
-MONOCHROMATYCZNE
SPÓJNE - KOHERENTNE.
RÓWNOLEGŁE - SKOLIMOWANE
DOWOLNEJ MOCY (GĘSTOŚCI)
19:55 19:55
10
RODZAJE LASERÓW
1. Wg rodzaju substancji laserującej
gazowe np. HeNe
cieczowe
krystaliczne - rubinowe
półprzewodnikowe - galenowo-arsenowe
2.Wg cech emisji
Mocne - średnie - słabe
podczerwone - widzialne - nadfioletowe
emisja ciągła lub impulsowa o różnej częstotliwości
3. Wg zastosowania
Naukowe, pomiarowe, przemysłowe, telekomunikacyjne,
wojskowe i in.
MEDYCZNE
Chirurgiczne
Mikrochirurgia
Makrochirurgia
biostymulacyjne
19:55 19:55
11
PL w tkankach
Odbicie, rozproszenie i przenikanie
Te procesy powodują utratę koherencji
Przenoszenie w tkankach:
Ukierunkowanie wiązki jest tylko
częściowo skuteczne
Aby dosięgnąć tkankę leczoną
naświetlamy tkanki sąsiednie
Działanie miejscowe jest podstawowe
(na głębokość kilkunastu mm)
Działanie oddalone wątpliwe ?
Absorpcja
19:55 19:55
12
Okno dla PL
GaAs
Przenikalność tkanek dla promieniowania
laserowego
19:55 19:55
13
Udział w procesach
fizjologicznych
oddziaływanie fizyczne – energia
fotonu absorbowana przez elektrony,
powoduje aktywację atomów i
związków chemicznych
pobudza lub hamuje procesy
enzymatyczne i transport substancji
wg prawa Arndt’a-Schultz’a
Energia biomodulacji laserowej jest
zbyt małą by podnieść temperaturę
tkanek
19:55 19:55
14
Prawo Arndt’a-Schultz’a
19:55 19:55
15
Biomodulacji laserowa wpływa
na
Przepływ krwi
syntezę DNA i RNA
wzrost włókien kolagenu
wzrost komórek naskórka
wzrost włókien nerwowych i
myelinizację w uszkodzonym
nerwie
potencjał czynnościowy w nerwach
19:55 19:55
16
Zastosowanie kliniczne
(wskazania)
Gojenie ran i owrzodzeń (chirurgia,
dermatologia, odleżyny)
Leczenie zmian zwyrodnieniowych
w stawach (różne odmiany gośćca)
Leczenie zmian pourazowych i
zapalnych tkanek miękkich
(reumatologia, sport)
Uśmierzanie bólu (neurologia,
reumatologia, traumatologia i inne)
19:55 19:55
17
Lasery i lampy
biomodulacyjne
Jednoogniskowe, najpopularniejsze w Polsce
Z emisją stałą, moc stała, nieregulowana
Z emisją pulsacyjną, najczęściej spotykane. Moc
w impulsie stała dla danego przyrządu,
najczęściej od 40 do 200 w, średnia moc
regulowana częstością pulsacji (częstości od 2
do 6400 Hz).
Lampy wieloogniskowe, emisja z diod
zblokowanych do 60 w jednej lampie. Emitują
promieniowanie monochromatyczne, lecz nie
skolimowane i nie koherentne, za to tańsze od
laserów i łatwiejsze w stosowaniu
19:55 19:55
18
Typowy laser
jednoogniskowy
Aplikator zwany
głowicą lub
sondą
Tablica
sterownicza
Okulary ochronne
Miernik
emisji
19:55 19:55
19
Lampa „Biotron”
Emituje jaskrawe, żółte światło, zimne,
spolaryzowane, monochromatyczne, o fali ok. 570
nm, z diod zamkniętych w obudowie z reflektorem.
Lampa w kilku wielkościach. Także do stosowania
w warunkach domowych.
Wskazania: schorzenia gośćcowe wszystkich
rodzajów, zmiany skórne o różnej etiologii, zespoły
bólowe, stany pourazowe. Działa przeciwbólowo,
przeciwobrzękowo, i przeciwzapalnie a także ma
intensyfikować i regulować procesy fizjologiczne i
zaburzenia nastroju. Zalecana także w celach
kosmetycznych.
19:55 19:55
20
Promiennik Lambda
Emituje promienie podczerwone z kaskady
diodowej.
Emisja impulsowa z regulowaną częstotliwością.
Najsilniejsze działanie przy częstości 1000 Hz i
więcej, działanie maleje przy obniżaniu częstości i
niknie przy 100 Hz.
Korzystnie ma wpływać na aktywacje procesów
energetycznych, wytwarzanie ATP. Jednocześnie
wytwarzane promienie niebieskie zmniejszają liczbę
wolnych rodników w tkankach.
Wskazania: choroby układu krążenia, astma i
bronchit, zaburzenia nastroju, choroby gośćcowe,
zespoły bólowe, choroby skóry i in.
19:55 19:55
21
Promiennik Lambda
19:55 19:55
22
TECHNIKA ZABIEGÓW
LASEROWYCH
Dzielimy zabiegi ze względu na:
1. Rodzaj emisji
a. Stała. Moc emisji od 1 do 100 mW
b. Pulsacyjna. Średnia emisja do 500 mW,
max moc w impulsie do 300 W (=300 000
mW).
2. Stosunek do skóry
a. W kontakcie ze skórą
i. Z uciskiem
ii. Z przerywanym uciskiem (dziobanie)
b. Bez kontaktu ze skórą Dawka + 50%
19:55 19:55
23
Cd. TECHNIKA ZABIEGÓW
LASEROWYCH 2
3. Ruchomość głowicy
a. Labilna (skanowanie, przemiatanie) J/cm2
i. Głowicą prowadzona ręcznie
ii. Głowica prowadzona automatycznie
b. Stabilna (technika punktowa) J/punkt
4. Rodzaj wiązki pl
a. Skupiona
b. Rozszerzona do wielkości pola
naświetlanego, J/całą powierzchnię
Od techniki zależy obliczanie dawki pl.
19:55 19:55
24
Technika kontaktowa lub bez
kontaktowa
19:55 19:55
25
Biostymulacja
owrzodzenia
Leczenie owrzodzeń
Punktowe,
kontaktowe
naświetlanie na
brzegach co 2 cm
Naświetlanie
bezkontaktowe
Wiązką szeroką
Skanowanie
laserem
Naświetlanie
lampą
wielopunktową
19:55 19:55
26
Naświetlanie rany
(owrzodzenia)
Dno rany -
bezkontaktowo
Brzeg rany z lekkim
uciskiem,
1 cm od brzegu, punkt co 2
cm
19:55 19:55
27
Dawkowanie energii
Starsza metoda:
Emisja ciągła, dawki od 1 do 10 J na cały
zabieg
Emisja pulsacyjna, dawki od 1 do 5 J/cm2
Nowsze metody
Emisja stała (rzadko stosowana) 1 do 6
J/cm2
(ograniczenie mocy powoduje długi czas zabiegu)
Emisja pulsacyjna
Skaningowa do 12 J/cm2
Punktowa do 10 do 15 J/punkt
Wiązka rozszerzona ok. 10 do 15 J/cm2
19:55 19:55
28
PRZYKŁAD OBLICZANIA
DAWKI PL
Parametry zabiegu
Podać pl na skórę okolicy krzyżowej, pow. 10
cm
2
, po 2 J na 1 cm2 (gęstość energii),
Mamy laser z emisją ciągłą o mocy 0,05 W
Należy zastosować technikę kontaktową i
skanowanie.
Czego brakuje aby wykonać zabieg ?
Należy obliczyć czas trwania zabiegu
Oto obliczenie
Podzielić 2J/1cm przez 0,05W
i pomnożyć przez 10 cm
2
= 400 s = 6 min i 40 s
Zabieg ma trwać 6 minut i 40 sekund
19:55 19:55
29
Przeciwwskazania
Nie stwierdzono poważniejszych działań
ubocznych, poza bardzo rzadko
spotykanymi lekkimi, chwilowymi
zaczerwienieniami skory ze swędzeniem
Nie stosuje się w chorobie
nowotworowej
Ostrożnie stosować w ciąży i nie
stosować u dzieci do lat 10.
19:55 19:55
30
Światłolecznictwo
Fototerapia
19:55 19:55
31
Promieniowanie słoneczne
Zakres od 200 do 15 000 nm
Moc od 0 do 0,08 W/cm2 (na równiku)
Przy maksymalnej insolacji, w południe, na
Śląsku
od 0,01 W/cm2 w grudniu
do 0,05 W/cm2 w czerwcu
Niebo niebieskie, bo przeważa niebieska barwa
w promieniowaniu
Przy wschodzie i zachodzie niebo czerwieni się
niebo, szczególnie chmury, z powodu
większego odsetka promieni czerwonych
19:55 19:55
32
Widmo światła słonecznego
100
200
400
nm
UV - C
UV - B
UV - A
180
290
315
780
IR - A
1500
15000
4000
IR - B
IR - C
400-440 Fioletowa
440-470 indygo
470-480 błękitna
480-490 niebieska
490-495 niebiesko-ziel.
495-560 zielona
560-570 zielono-żółta
570-575 żółta
575-590 żółto-pomarań.
590-600 pomarańczowa
600-620 pomarań-czerw.
620-700 czerwona
700-780 ciemno czerwona
UV Schumana
3,45
2,85
2,7
2,5
2,15
2,1
1,97
1,6
eV
BARWY
8,1
0,8
0,2
0,07
Ś
w
i
a
t
ł
o
w
i
d
z
i
a
l
n
e
19:55 19:55
33
Helioterapia
Skuteczna w wielu chorobach skórnych,
infekcyjnych (gruźlica płuc, przewlekłe
ropienia węzłów limfatycznych, skóry i
kości)
Pierwsze metody fototerapii polegały na
tworzeniu światła naśladującego światło
słoneczne
Obecnie wybieramy z widma tylko te
pasma, które mają dowiedzioną
skuteczność
19:55 19:55
34
Światło i ciepło
konwersyjne
Promieniowanie elektromagnetyczne w
zakresie fal dłuższych od światła
widzialnego po absorpcji zmienia się na
ciepło.
Ten zakres promieniowania nazywamy
termicznym a wytworzone ciepło
konwersyjnym
Działanie promieniowania termicznego
będziemy omawiać w zakresie
termoterapii
19:55 19:55
35
Promieniowanie
nadfioletowe
Jest to pasmo promieni krótszych od
promieniowania widzialnego, bezpośrednio
sąsiadujące z pasmem widzialnym z jednej
strony a z promieniowanie rentgenowskim
z drugiej strony
Począwszy od promieniowania
nadfioletowego promieniowanie
elektromagnetyczne nie wykazuje
działania termicznego lecz działanie
chemiczne, nazywane fotochemicznym
19:55 19:55
36
Promieniowanie nadfioletowe
(UV)
UV dzieli się na trzy części
A od 400 do 315 nm
B od 315 do 290 nm
C krótsze od 290 nm
19:55 19:55
37
Działanie na ustrój
człowieka
Zmiany po kliku ekspozycjach
Wywołuje rumień
Ciemnienie skóry - pigmentację
Hiperplazję naskórka
Wytwarza witaminę D i leczy krzywicę
Wywołuje fotosensybilizację
Działa bakteriobójczo
Zmiany skumulowane po licznych
naświetlaniach
Słoneczne starzenie się skóry
Zaburzenia proliferacyjne
19:55 19:55
38
Lampy lecznicze UV
19:55 19:55
39
Selektywna fototerapia
(SFT)
Wybieranie do naświetlań tylko
wyselekcjonowanych zakresów widma
UV-B do leczenia łuszczycy i uczuleń
UV-A do leczenia bielactwa i do
kosmetyki
UV-A i B do terapii dynamicznej
UV-C do dezynfekcji
UV-A lub UV-A i B do terapii z
psoralenem
19:55 19:55
40
Lampy wysoko ciśnieniowe
19:55 19:55
41
Lampy lecznicze UV
19:55 19:55
42
Lampy niskociśnieniowe
19:55 19:55
43
Test biodozy
19:55 19:55
44
Odczytywanie testu biodozy
19:55 19:55
45
Wskazania
Łuszczyca
Krzywica
Osteoporoza
Trądzik pospolity
Atopowe i uczuleniowe wykwity skórne
Bielactwo
W kosmetyce – uzyskiwaniu opalenizny
19:55 19:55
46
Fotosensybilizacja
Naświetlanie UV z równoczesnym
podaniem sensybilizatorów (substancje
znacznie zwiększające rumień po UV)
Terapia fotodynamiczna służy do
niszczenia tkanki nowotworowej
PUVA - Użycie psoralenu
(sensybilizator) do leczenia łuszczycy
naświetlaniami UV.
19:55 19:55
47
Słoneczne starzenie się
skóry
19:55 19:55
48
Słoneczne starzenie się
skóry
19:55 19:55
49
Słoneczne starzenie się
skóry
19:55 19:55
50
KONIEC
WYKŁADU