CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Promieniowanie jest to wysyłanie i przekazywanie energii na odległość. Promieniowanie dzieli się na dwie zasadnicze grupy:

1. Promieniowanie jonizujące powstaje, gdy od niestabilnego atomu odłączają się niektóre nukleony przy jednoczesnym wydzielaniu się energii. Nie każdy jednak pierwiastek jest zdolny do takiego rozpadu. Taką cechę posiadają jedynie izotopy, o nieodpowiedniej liczbie neutronów w jądrze. Promieniowanie jonizujące podzielić możemy na promieniowanie alfa, beta, gama, X, a także w niektórych przypadkach promieniowani UV.

2. Powstaje w wyniku działania zespołów sieci i urządzeń elektrycznych w pracy, w domu, urządzeń elektromedycznych do badań diagnostycznych i zabiegów fizykochemicznych, stacji nadawczych, urządzeń energetycznych, telekomunikacyjnych, radiolokacyjnych i radionawigacyjnych. Negatywny wpływ energii elektromagnetycznej przejawia się tak zwanym efektem termicznym, co może powodować zmiany biologiczne (np. zmianę właściwości koloidalnych w tkankach), a nawet doprowadzić do śmierci termicznej. Pole elektromagnetyczne wytwarzane przez silne źródło niekorzystnie zmienia warunki bytowania człowieka, wpływa na przebieg procesów życiowych. Może powodować wystąpienie zaburzeń funkcji ośrodkowego układu nerwowego, układów: rozrodczego, hormonalnego, krwionośnego oraz narządów słuchu i wzroku.

Laser, czyli wzmocnienie światła przez wymuszoną emisję promieniowania. Fenomen lasera nie jest związany ze sposobem działania czy skomplikowaną konstrukcją, lecz z rodzajem światła, jakie urządzenie to emituje. Jest to bardzo skupiona, równoległa wiązka światła monochromatycznego, a więc o jednej ściśle określonej barwie (długości fali) i bardzo dużej intensywności. Promieniowanie laserowe jest promieniowaniem optycznym, czyli falą elektromagnetyczną, która niesie ze sobą energię. W laserze wykorzystuje się efekty wzajemnego oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego z materią, czyli z tzw. ośrodkiem aktywnym, którym może być ciecz, ciało stałe lub gaz. W wyniku tego oddziaływania zachodzą zjawiska prowadzące do wzmocnienia i generacji (wytwarzania) promieniowania. Laser musi zawierać materiał aktywny (ośrodek wzmacniający), źródło wzbudzenia (układ pompujący) i obszar umożliwiający wzmocnienie - rezonator.

Budowa lasera:

1. ośrodek wzmacniający

2. elementy pompujące

3. zwierciadło odbijające całkowicie

4. zwierciadło częściowo przepuszczalne

5. wyjściowa wiązka laserowa

Podział laserów. Ze względu na moc dzielimy na:

1. Lasery małej mocy (4-5mW)

2. Lasery średniej mocy (6-500mW)

3. Lasery dużej mocy (ponad 500mW)

Lasery dzielimy również ze względu na zastosowanie medyczne na lasery:

1. Wysokoenergetyczne czyli chirurgiczne są wykorzystywane w zestawach przeznaczonych do destrukcji lub usuwania tkanki (cięcie, odparowanie, koagulacja).

2. Niskoenergetyczne (biostymulujące) nie wykorzystują termicznego oddziaływania (podgrzewania). Są one używane w terapii bólu, medycynie sportowej, dermatologii, reumatologii, stomatologii, a także w diagnostyce i terapii nowotworów metodą fotodynamiczną.

Dyfrakcja światła polega na odchyleniu kierunku rozchodzenia się światła od kierunku pierwotnego, jeśli przechodzi ono przez niewielkie otwory lub szczeliny oraz kiedy natrafia na przeszkody. Efektem ugięcia się światła jest obraz przedstawiający układ jasnych i ciemnych prążków. Szczególnie wyraźne zjawisko dyfrakcji można zaobserwować przy przejściu światła przez siatkę dyfrakcyjną.

Siatką dyfrakcyjną nazywamy układ wielu równoległych i równoodległych szczelin (płytka szklana, zarysowana równoległymi liniami w ilości przynajmniej kilkuset na 1mm). Promienie światłą ugięte na siatce dyfrakcyjnej interferują ze sobą, dając na ekranie ciemne i jasne prążki interferencyjne ( w zależności od fazy w jakiej się spotkają). Jasny prążek na środku ekranu nazywany jest zerowym. Kolejne prążki po obu jego stronach nazywa się odpowiednio prążkami pierwszego i drugiego rzędu itd.

Interferencja jest to zjawisko wzajemnego wzmacniania lub osłabiania się fal. Do doświadczenia interferencyjno-dyfrakcyjnego konieczne są spójne źródła fal tj. światło laserowe. W wyniku interferencji dwóch ciągów fal spójnych otrzymujemy maksymalne wzmocnienie fal tam gdzie ich fazy są zgodne, natomiast wygaszenie drgań w miejscach, gdzie fazy różnią się o π. Położenie maksymalne fal interferencyjnych wyraża wzór :

gdzie: n - 1,2,3 .. rząd widma,

d - stała siatki dyfrakcyjnej,

λ - długość fali,

α - kąt ugięcia.

Wpływ promieniowania laserowego na tkanki. Promienie lasera działając na tkankę ulegają odbiciu, rozproszeniu i pochłanianiu (absorpcji). W sumie ok. 5% promieniowania odbija się od powierzchni tkanki, reszta dociera do niej i podlega tam procesom wielokrotnego odbicia i rozproszenia. Pochłonięta przez tkankę energia świetlna zostaje przekształcona w ciepło podnosząc temperaturę tkanki. Głębokość wnikania jest uzależniona od długości fali promieniowania laserowego. W zależności od mocy promienia laserowego i jego czasu działania na tkankę wyróżnia się następujące mechanizmy oddziaływania:

1. Efekt fototermiczny - po absorpcji promieniowania przez tkankę dochodzi do jej nagrzania, denaturacji i odparowania. Efekt ten zależy od ilości dostarczonej energii, czasu promieniowania oraz rodzaju tkanki.

2. Efekt fotochemiczny - wysyłanie krótkich impulsów o dużej gęstości mocy powoduje rozrywanie wiązań chemicznych bez nagrzewania tkanek, tzn. w miejscu oddziaływania promieniowania dochodzi do rozkładu i usunięcia tkanki, ale bez termicznego uszkodzenia tkanek sąsiednich.

3. Efekt fotojonizujący - współistnieje z efektem fotochemicznym. Na skutek wysyłania krótkich impulsów o dużej gęstości mocy dochodzi do jonizacji cząsteczek w tkance. Powstaje plazma, która silnie absorbuje promieniowanie - dochodzi do ekspansji plazmy, co wywołuje powstanie uderzeniowej fali akustycznej. Destrukcja tkanki ma charakter eksplozji.

4. Efekt biostymulacji - jest to efekt działania promieniowania o małej mocy. Zostaje stymulowany transport elektronów w łańcuchu oddechowym oraz dochodzi do kumulacji ATP.

---