LASERY

STOSOWANE W

MEDYCYNIE

Karolina Jezierska

LIGHT APMLIFICATION BY

STYMULATED EMISSION OF

RADIATION

Wzmocnienie światła poprzez emisję

wymuszoną promieniowania

FIZYKA LASERÓW

WŁAŚCIWOŚCI ŚWIATŁA LASEROWEGO



Monochromatyczność



Spójność czasowa



Spójność przestrzenna



Duża gęstość mocy

LASER

ABSORPCJA









n

m

E

E

hv

E

m

E

n

ABSORPCJA

E

m

E

n

EMISJA SPONTANICZNA









n

m

E

E

E

m

E

n

EMISJA SPONTANICZNA

E

m

E

n

hv

EMISJA WYMUSZONA









n

m

E

E

E

m

E

n

hv

EMISJA WYMUSZONA

2 w

h

E

m

E

n

ABSORPCJA I EMISJA

PROMIENIOWANIA

1

2

α>0

 

x

e

I

x

I







0

1

2

α<
0

INWERSJA OBSADZEŃ

Niezbędna do akcji laserowej

Sytuacja naturalna

Inwersja obsadzeń

LASER

TRZYPOZIOMOWY*

E

1

E

0

E

2

Pompowani
e

Akcja laserowa

BUDOWA LASERA

Pompowanie optyczne

Ośrodek czynny

Wyjście
światła

Zwierciadła

Z

2

Z

1

Zakres

promieniowani

a

UV

VIS

IR

Długość fali

[nm]

100-380 380-

780

780-
100000



Laser

rubinowy

– 694,3 nm



Laser

helowo-neonowy

– 632,8 nm

WYBRANE ZASTOSOWANIA

LASERÓW W MEDYCYNIE



Zastosowanie danego lasera zależy od

parametrów tkanek

i

światła

laserowego.



Konieczna jest

transmisja przez tkankę

natomiast

absorpcja

światła

w

docelowym

narządzie.

Znaczenie różnych własności światła

laserowego:



Duże natężenie –

umożliwia dostarczenie

dużej energii do określonego miejsca.



Monochromatyczność i

przestrajalność –

umożliwia selektywne

wzbudzanie określonych wybranych

chromoforów – rozpoczęcie określonej reakcji.



Spójność –

umożliwia osiągnięcie dużej

gęstości energii promieniowania i dobre

zogniskowanie.

WPŁYW DAWKI PROMIENIOWANIA LASEROWEGO NA TKANKĘ LUDZKĄ, STRĘK W., SIEROŃ
A., PODBIELSKA H., DIAGNOSTYKA I TERAPIA FOTODYNAMICZNA, URBAN & PARTNER,
WROCŁAW 2004, WYD. 1 (ROZDZIAŁ 2.7)

15

9

3

-3

-12

-6

-0

6

10

-3

10

0

10

3

J/cm

2

fotorozerwanie

fotoablacja

odparowanie

koagulacja

biostymualcja

Efekty termomechaniczne

Efekty termiczne

Efekty fotochemiczne

log(moc)[W/cm

2

]

log(czas interakcji)[s]

BEZPIECZEŃSTWO



Oznakowanie



Klucz



Okulary

METODY FOTODYNAMICZNE

DIAGNOSTYKA

FOTODYNAMICZNA PDD

Metoda służąca do

lokalizacji i oceny

stopnia

zaawansowania

zmiany

chorobowej

. Diagnostyka polega na

porównaniu widm

emisji

tkanek

patologicznych z widmami

pochodzącymi od tkanek zdrowych.

Fotouczulaczem nazywa się

barwnik

, który ulega

aktywacji pod wpływem

określonej długości

światła

.

DIAGNOSTYKA
FOTODYNAMICZNA PDD

Widmo
emisji

DETEKTOR

LASER

FOTOUCZULACZ

Widmo emisji HPD

Widmo emisji -
nowotwór

Widmo emisji i- zdrowy
mięsień

A

λ[nm
]

A

λ[nm
]

A

λ[nm
]

TERAPIA PDT

Metoda pozwalająca na

niszczenie zmienionej

chorobowo tkanki

za pomocą promieniowania

laserowego i fotouczulacza.

Powstawanie wysoko reaktywnych form tlenowych

i rodnikowych

Niszczenie tkanki nowotworowej

Aplikacja fotouczalacza

Promieniowanie laserowe

FOTOUCZULACZE

Własności fotouczulaczy:



selektywność,



maksimum absorpcji dla
odpowiedniej długości fali,



odpowiedni potencjał reaktywności,



brak efektów fototoksycznych w
tkankach zdrowych,



efektywne niszczenie tkanek
patologicznych.

W., Sieroń A., Podbielska H., Diagnostyka i terapia fotodynamiczna

ZASTOSOWANIE PDT I

PDD

Nowotwory:



oskrzeli i płuc,



przewodu pokarmowego,



dróg żółciowych,



jamy otrzewnej,



kobiecych narządów płciowych,



ośrodkowego układu nerwowego,



układu moczowego.

Onkologiczna i nieonkologiczna

dermatologia

AMD

PRZYKŁADY -

DIAGNOSTYKA

Diagnostyka fotodynamiczna i stan po terapii

fotodynamicznej raka podstawnokomórkowego.

Centrum Diagnostyki i Terapii Laserowej politechniki Łódzkiej

PRZYKŁADY –

DIAGNOSTYKA

Diagnostyka fotodynamiczna - wyznaczenia

marginesu wycięcia chirurgicznego.

Centrum Diagnostyki i Terapii Laserowej politechniki Łódzkiej

http://www.polmax.net/str1b.html

Nowotwór podstawnokomórkowy na górnej wardze.

PRZYKŁADY -

DIAGNOSTYKA

PRZYKŁADY - TERAPIA

Wyniki terapii fotodynamicznej, Stręk W., Sieroń A., Podbielska H., Diagnostyka i
terapia fotodynamiczna, Urban & Partner, Wrocław 2004, wyd. 1 (Rozdział 3.7)

PRZYKŁADY - TERAPIA

Rodzaj nowotworu

Całkowita lub

częściowa regresja

%

Rak pęcherza

moczowego (guzy o

średnicy poniżej 2cm)

70 do 100

Oskrzelowy rak płuc

70 do 100

Nowotwory kobiecych

narządów rodnych

60 do 76

Nowotwory głowy i szyi

50 do 87,5

Wczesny rak żołądka

do 100

Zarys fotodynamicznej diagnostyki i terapii nowotworów, pod redakcją A. Sieronia

TERAPIA - PRZYKŁADY

Zmiana nowotworowa przed i trzy miesiące po

terapii fotodynamicznej.

http://www.dundee.ac.uk/dermatology/photo/clinical/pdt.html

ZALETY I WADY

ZALETY

WADY

Umożliwia

wczesną

diagnostykę nowotworów

Trudności z dotarciem do

głębiej położonych miejsc

Umożliwia

leczenie,

zwłaszcza

wczesnych

stadiów

nowotworów

i

przypadków paliatywnych

Wysoki koszt fotouczulaczy
i laserów

Daje

minimum

działań

ubocznych i pozwala na

wybiórcze

niszczenie

tkanek

Czasowa nadwrażliwość na
światło

Umożliwia

precyzyjne

określenie

granicy

pomiędzy tkanką zdrową i
nowotworową

oraz

możliwość

określenia

skuteczności leczenia

BIOSTYMULACJA

BIOSTYMULACJA

Pozytywna  reakcja  tkanek  na

naświetlanie słabą wiązką laserową.



Długości fali świetlnej

od 630 do 1100

nm

.



Lasery o

małej i średniej mocy

, zwykle

od 2 do 200 miliwatów.



Wnikanie światła do wnętrza

organizmu

do 6 cm.



Zastosowanie - Stomatologia,

rehabilitacja, medycyna sportowa …

MECHANIZMY

BIOSTYMULACJI



Wzrost liczby cząsteczek ATP w komórce,



wzrost aktywności i liczebności populacji

limfocytów T,



wzrost aktywności  i zwiększenie liczby

fibroblastów oraz przyspieszenie syntezy

kolagenu,



wzrost aktywności osteoblastów,



zwiększenia  zawartości wapnia w

naświetlanej tkance i gęstości beleczek

kostnych,



wspomaganie regeneracji komórek

nerwowych,



działanie antymutagenne,



wzrost poziomu endorfin.

BIOSTYMULACJA



Działanie

przeciwbólowe.



Działanie

przeciwzapalne i

przeciwobrzękowe.



Działanie

regenerujące.



Działanie

odpornościowo-stymulujące.



Działanie

polepszające mikrokrążenie.

LASERY CHIRURGICZNE

Główne zalety lasera w chirurgii:



Bezkontaktowe działanie i sterylność



Możliwość zabiegów na dnie oka



Precyzja, bezkrwawość



Możliwość stosowania bezinwazyjnych technik w

ziernikowych

Energia światła lasera zamieniana jest w ciepło,

pod wpływem którego tkanka bezkrwawo

wyparowuje.

Laser

CO

2,

Laser

YAG:Nd.

Lasery chirurgiczne są

bardzo drogie, cena przekracza zwykle

40 tys. zł.

Bardzo skupiona wiązka tnie tkankę.

Bardzo szerokie zastosowanie – okulistyka, dermatologia,

ginekologia…

KOSMETOLOGIA

WAŻNE



Współpraca z lekarzem!



Nie wolno patrzeć na promienie

lasera

i

pole

operacyjne

bez

okularów ochronnych lub spod nich.



Skóra w czasie zabiegu nie może być

opalona.

TRĄDZIK



Leczeniu trądziku - Propionibacterium

acnes wytwarzają barwniki porfirynowe

które absorbują światło niebieskie.



Degradacja gruczołów łojowych, które

wypełnione

są

wydzielinami

barwnikowymi bakterii acnegennych.

http://ctl.wroc.pl/leczenie_tradziku_i_blizn_potradzikowych,187.htm
l

PRZEBARWIENIA



Pilingi charakteryzują się
skutecznością w usuwaniu przebarwień
w granicach 40-50%.



Terapie wykorzystujące
promieniowanie laserowe
charakteryzują się skutecznością w
usuwaniu przebarwień w granicach 70-
90%.

http://ctl.wroc.pl/usuwanie_tatuazy_laserem,5.html

Promieniowanie laserowe jest selektywnie

pochłaniane przez sam barwnik

więc

likwiduje

tylko

jego

skupiska

(przebarwienia) - praktycznie brak działań

ubocznych.

Usunięte zmiany

nie powrócą

, jednak

należy zawsze

chronić

to miejsce przed

nadmierną ekspozycją na słońce.

Skóra bezpośrednio po zabiegu może być

ciemniejsza lub pokryta drobnymi

strupkami.

DEPILACJA KOSMETYCZNA

- LASER PULSACYJNY



Skuteczne

pozbycie

się

zbędnego

owłosienia

bez naruszenia skóry.



Pulsacyjne wiązki światła emitowane przez
laser oddziałują na

melaninę włosa

(niszczenie mieszka włosowego).

http://www.afrodytasalon.pl/laserpil.php

http://www.esteticmed.pl/aktualnosci.php?element=16&action=aktualno
sci

DEPILACJA

KOSMETYCZNA

Przeciwwskazania:



ciąża,



włosy siwe,



włosy naturalnie bardzo jasne przy ciemnej

opaleniźnie,



bielactwo, łuszczyca,



świeża opalenizna,



skłonność do przebarwień,



liczne znamiona barwnikowe,



opalenizna.

SKÓRA Z PROBLEMAMI

NACZYNIOWYMI



Leczenie

polega

na

zamknięciu

naczynia krwionośnego z obu stron
poprzez przerwanie jego ciągłości.



Zamknięte naczynko ulega resorpcji i
po pewnym czasie znika.

Zasada działania -

światło

lasera

pochłaniane

jest

przez

barwnik

hemoglobiny, który zawarty jest w

czerwonych krwinkach. Efektem jest

koagulacja naczyń.

Stosowane w tym celu lasery: argonowy,

neodymowy, CO

2

oraz barwnikowy.

http://www.elite.waw.pl/laserowe-zamykanie-naczynek/

CHIRURGIA LASEROWA

W KOSMETOLOGII



W większości przypadków gojenie jest
bezbliznowe.



Rana pokryta jest strupkiem.



Bezpośrednio po zabiegu można udać się do
domu.



Nie trzeba nosić opatrunku.



Wrastające paznokcie

 Blizny.

„Pieprzyki”.

 Znamiona
barwnikowe.

 Brodawki.

 Różnego rodzaju
narośle.

DERAMBRAZJA

Wygładzanie skóry przy
pomocy

promieniowania

laserwoego 1 i

2

STOMATOLOGIA*

WSKAZANIA DO

BIOSTYMULACJI*

 stany zapalne miazgi, zatok, zębodołu,
 choroby dziąseł, przyzębia i błony śluzowej jamy

ustnej,

 grzybica jamy ustnej,
 bóle w stawach skroniowo-żuchwowych,
 ból i obrzęk pozabiegowy,
 opryszczka, afty,
 zapalenie ślinianek,
 likwidacja szczękościsku,
 gojenie zębodołu po ekstrakcji,
 ból i obrzęk po złamaniach szczęki,
 przyspieszanie gojenia po tradycyjnych zabiegach

chirurgicznych w jamie ustnej np. przeszczepach i

implantach.

Laser biostymulacyjny
Model CTL-1106M

Laser chirurgiczny CO2
Model CTL-1401,
wersja stolikowa o mocy 12W

LASER DIODOWY W

DIAGNOSTYCE PRÓCHNICY

Polega na analizie fluorescencji

indukowanej promieniowaniem przez

zmienioną patologicznie tkankę.

Źródło

promieniowania

-

dioda

laserowa

, długość fali

650 lub 670nm

Świecenie od zdemineralizowanej tkanki

jest

promieniowaniem podczerwonym,

detektor -fotodioda.

LASER DIODOWY W

DIAGNOSTYCE PRÓCHNICY

Metoda pozwala na:



określenie zasięgu zmiany związanej z

demineralizacją

szkliwa

lub

zlokalizowanie nawet wczesnych zmian

próchniczych,

nawet

w

trudno

dostępnych miejscach,



nieobciążanie

pacjenta

szkodliwym

działaniem

promieniowania

rentgenowskiego,



profilaktyka wczesnych i niewidocznych

gołym okiem zmian próchniczych.

LASEROWA DIAGNOSTYKA

NIESWOISTYCH STANÓW ZAPALNYCH

MIAZGI

Polega na

czasowym zwiększeniu

odczuwanego

bólu

przez podniesienie

ciśnienia krwi w chorej, bardziej niż

zwykle przekrwionej miazdze przez

naświetlanie zęba. W przypadku chorej

miazgi, podczas naświetlania zęba pacjent

niemal natychmiast odczuje intensywny

ból.

LECZENIA

ENDODONTYCZNE



Sterylizacja i poszerzanie światła kanałów

(promieniowanie laserowe ma działanie

sterylizujące).



Leczenie kanałowe ogranicza się do

jednego

zabiegu.



Stosuje się falę o długości

1064nm

,

doprowadzaną za pomocą światłowodu o

grubości 0,2mm, 0,3mm lub 0,4mm.



Łączenie materiałów – trwałe i nieszkodliwe.

INNE



Leczenie

nadwrażliwości

zębów

-

zeszkliwienie powierzchni zęba i zamknięcie
kanalików zębiny.



Leczenie

zmian początkowych

w szczelinach i

bruzdach

(promieniowanie

laserowe,

utwardza szkliwo oraz niszczy bakterie).



Leczenia próchnicy – na drodze fotoablacji
wybiórczo likwiduje próchniczo zmienione
tkanki. Laser jagowo-erbowy - λ=

2940nm

,

ν=(1-10)Hz przy 5 impulsach na sekundę
można usunąć warstwę zębiny grubości
0,3mm lub warstwę szkliwa o grubości 0,2mm

Laser Nd:YAG

Model CTL-1503

Przykłady zastosowań klinicznych:

Tkanki miękkie

- redukcja płytki bakteryjnej

- usunięcie złogów nazębnych

- usuwanie łagodnych zmian

nowotworowych i zapalnych

- zatrzymanie krwawienia

- przygotowanie pola protetycznego

- nadżerki

- opryszczka wargowa

- plastyka dziąseł

- afty

Tkanki twarde
- wzmacnianie zębiny

- leczenie nadwrażliwości zębiny

- leczenie endodontyczne

- działanie bakteriobójcze

- przygotowanie dna ubytku przed

założeniem wypełnienia

- leczenie zmian okołowierzchołkowych

OKULISTYKA*

OKULISTYKA - TERAPIA



Lasery służą do leczenia schorzeń w przednim

odcinku oka, siatkówki, jaskry, ciała szklistego oraz

niektórych odwarstwień siatkówki a także aparatu

ochronnego, ROP, AMD.



Laseroterapia jest właściwie jedyną metodą

leczenia zmian okulistycznych spowodowanych

cukrzycą

.



Chirurgia refrakcyjna

–

zmiana kształtu rogówki

(krótkowzroczność, dalekowzroczność i

astygmatyzm).



Wykorzystujemy jest efekt koagulacji

(działanie termiczne) lub cięcia (działanie

mechaniczne).

OKULISTYKA -

DIAGNOSTYKA

Np. Skaningowe oftalmoskopy laserowe:

urządzenia, badające dno oka wiązką dwóch.

Odbite z siatkówki światło jest analizowane

i przekształcane na obraz cyfrowy. Badanie

trwa ułamek sekundy i nie wymaga

rozszerzenia źrenicy oka.

TERAPIA APARATU

OCHRONNEGO



Plastyka powiek



Leczenie nieprawidłowego wzrostu rzęs



Obliteracja punktów łzowych



Rekanalizacja dróg łzowych



Chirurgia guzów



Chirurgia oczodołu

GRADÓWKA

Niebolesny guzek, który może jednak

prowadzić do przerwania siatkówki.

http://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Plik:Gradowka.jpg&filetimestamp=200604
30210939

NACZYNIAKI I KĘPKI

ŻÓŁTE

http://pl.wikipedia.org/wiki/Kępki_żółte

http://pl.wikipedia.org/wiki/Naczyniak

NAJCZĘŚCIEJ

STOSOWANE LASERY



Cukrzyca i tylny odcinek oka -

laser

argonowy



Przedni odcinek oka -

laser jagowy

.



Chirurgia refrakcyjna –

excimerowy

.



Dno oka – CO

2

.

Lasery w okulistyce - bardzo bezpieczne

i bardzo efektywne

LASERY WYKORZYSTYWANE

W OKULISTYCE

• Laser Nd:Yag
• Długość fali -
532nm (zielony)
•Moc - 1,5 W
• Najczęściej
stosowany do
koagulacji
siatkówki

LASERY WYKORZYSTYWANE
W OKULISTYCE

•Laser
półprzewodnikow
y
•Długość fali -
532 i 810 nm
(zielony i
podczerwień)
•Stosowany we
wszelkich
procedurach
koagulacyjnych

PIŚMIENNICTWO



Stręk W., Sieroń A., Podbielska H., Diagnostyka i

terapia fotodynamiczna, Urban & Partner,

Wrocław 2004, wyd. 1



Abramczyk H., Wstęp do spektroskopii laserowej,

Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa 2000



Wojciech Paweł Kasprzak, Lasery chirurgiczne



Laser w okulistyce - rozmowa Emilii Florkiewicz

z prof. dr. n. med. Jerzym Szaflikiem z Centrum

Mikrochirurgii Oka "Laser" w Warszawie,

konsultantem krajowym ds. okulistyki



P. Hendzel, Leczenie schyłkowej postaci choroby

wieńcowej metodą laserowej przezmięśńiowej

rewaskularyzacji mięśnia sercowego, rozprawa

habilitacyjna, Warszawa 2005



A. Sieroń, Zarys fotodynamicznej diagnostyki i

terapii nowotworów,α-medica press, Bielska

Biała 1997

PIŚMIENNICTWO



http://www.bio-med.pl/



http://www.coen.pl/



http://www.elite.waw.pl/



http://www.laser-studio.pl/usuwanie-zmian-naczyniowych/



http://www.laser.wroc.pl/



http

://www.dentonet.pl/?a=121&s=2&sID=492