Laser ve medikal uygulaması

1. LASERİN BİYOFİZİKSEL ÖZELLİKLERİ VE MEDİKAL UYGULAMALARI Prof. Dr. Mehmet Ali KÖRPINAR

4. Işığın, foton denilen taneciklerden oluştuğu ve elektromanyetik özellikteki bir ENİNE DALGA gibi davrandığı bilinmektedir.

5. Yani, yayılma doğrultusuna dik bir düzlemde titreşim yaparak yayılan bir ENİNE DALGA gibi davrandığı da bilinmektedir.

7. Çeşitli ışımaların frekans ve dalga boyları

8. Atomun enerjisi arttığında ise daha üst yörüngelere çıkmaktadır. Ancak enerjisi arttığı için üst yörüngeye çıkan elektron orada uzun süre kalmayıp tekrar alt yörüngelere inmekte ve kararlı hale gelmektedir. Bu sırada da yörüngeler arasındaki enerji farkına bağlı özelliklerde bir ışık salmaktadır (foton demeti). Tüm maddeler için geçerli olan bu olay KENDİLİĞİNDEN EMİSYON olarak isimlendirilir. Bir atom içinde üst yörüngenin enerjisi E 2 ve alt yörüngenin enerjisi E 1 olarak alındığında oluşan fotonun frekansı; f = (E 2 – E 1 ) / h fomülünden hesaplanabilir. ( h: planck sabiti )

9. Eğer verilen bir enerji sayesinde ortamdaki atomların çoğunun dış elektronlarının yüksek yörüngelerde olması sağlanabiliyorsa, bu ortam LASER ışığını üretmeye uygundur denir. Çünkü birçok laser çeşidinde katı-sıvı-gaz ortamlardaki atomların dış elektronları dışarıdan verilen bir enerji ile (ışık, elektrik deşarjı veya radyo dalgaları gibi) üst yörüngeye çıkarılır . Sonra elektronun kendiliğinden alt yörüngeye inmesinden kaynaklanan bir foton, komşu atomdaki elektronu uyararak onun dış yörüngeden inmesini ve kendisiyle aynı frekansta ve aynı fazda ikinci bir foton yayınlamasını sağlar. Bu iki foton daha sonra yine komşu iki atoma giderek onların da aynı yöntemle benzer fotonların oluşmasına neden olurlar. (Zincir reaksiyonu) Zincirleme reaksiyon ile laser ışığının güçlendirilmesi.

10. LASER ışığının oluşumu

12. LASER IŞIĞININ ÖZELLİKLERİ a) LASER ışıkları monokromatiktir , yani tek renkli ve tek dalga boyludur.

14. LASER TİPİ: DALGA BOYU (nm ) : RENGİ: Argon 488 – 514,5 Mavi-yeşil Helyum-Neon 632,5 Kırmızı Krypton 647,1 Kırmızı Neodmiyum:YAG 1064 Yakın kızılötesi KTP 532 Yeşil CO 2 10,6 μ m Uzak kızılötesi Dye (Boya) 400 - 700 Görünen renkler Diyot 670 - 800 Çokyakın kızılötesi Holmiyum: YAG 2100 Orta kızılötesi Erbium: YAG 2940 Orta kızılötesi Excimer 193,248,308,350 Morötesi

15. 1- KRİSTAL LASERLER Nd:YAG (Y 3 Al 5 O 12 ) laseri, 1064 nm lik dalga boyuyla, quartz cam fiber optik kablolardan geçebilmesi yüzünden hem oftalmolojide ve hem de cerrahide en çok kullanılan Laserden birisidir.

16. 2- GAZ LASERLER En çok kullanılan Argon, Krypton, CO 2 , Excimer türleri ve pilot ışık olarak kullanılan Helyum-Neon dur.

18. CO 2 - Nd:YAG - Argon Laserlerin kullanım alanları:

20. 3- Boya LASERLER Boya Laserler 400 – 700 nm lik dalga boyu ile görünür ışık şeklindedir. Boya laserler, sıvı bir çözücü içinde eritilmiş bir organik boyanın ışıkla eksitasyonu ilkesine dayanır. Bilimsel çalışmalarda, oftalmolojik koagülasyon oluşturmada ve dermatoloji de kullanılmaktadır.

21. 4- Diyot LASERLER Tedavi işlerinde Diyot Laserler 2 amaç için kullanılır. Bunlardan birincisi pilot ışığı olarak görev yapmasıdır. İkincisi ise çok yakın kızılötesi diyotlar koagülasyon için ve fizik tedavide biostimülasyon için kullanmasıdır.

22. LASER ETKİME MEKANİZMALARI 1- Çok kısa süreli bir darbeyle çok küçük bir alanda yüksek bir güç yoğunluğu elde edilerek yaratılan patlamadır (SOGUK LASER). Bu yönteme OPTİK DAĞITMA denir.

23. 2- ISI ETKİSİ: Oftalmoloji ve cerrahi de birçok değişik laser türüyle uygulanabilen bu yöntem dokunun ısıtılarak koagüle olmasını veya buharlaşmasını sağlar. Laserle kesmeler, delmeler, kanamaların durdurulması, tümörlerin yakılması dokuda yaratılan ısı etkisi ve sıcaklığın artması ile olmaktadır.

26. Işığın; su, hemoglobin ve melanin tarafından soğurulmasının, tedavi laserlerinin dalga boylarıyla birlikte görünümü.

27. LASERİN OFTALMOLOJİDE KULLANIMI

32. Excimer Laser uygulamasında maske kullanımı

33. 2- Laser termal kerotoplastisi: 2100 nm lik Ho:YAG laseri ile yapılan darbe atışları sonucu korneanın kollajen fiberlerinin gerilmesi suretiyle, doku ablasyonuna gerek kalmadan kornanın eğrilik düzeyinin değiştirilmesidir. 60-75 0 C e çıkan heliks yapısındaki korneal kollajeninin organizasyonu değişmekte ve bu değişim sonucu fibrillerin uzunluğu kısalarak korneanın şekli istenen eğriliğe sahip olmaktadır. Bu yöntemde korneada doku ablasyonu olmaması ve gerektiğinde birden fazla uygulanabilirliği yüzünden miyopinin yanısıra hipermetropi ve astigmatizma tedavisinde de kullanılabilmektedir.

36. a) Jinekolojide kullanımı 1. Kolposkopi: Tümör veya kondilon benzeri hedeflere bir kolposkop üzerinden mikromanipülatör yardımıyla CO 2 laserle atış yapılmasıdır. 2. Loporoskopi: Yumurtalık, tüp, safra kesesi ameliyatlarında CO 2 laserler tercih edilir. Karnın CO 2 gazıyla şişirilmesi ve hastaya bir veya daha fazla delik açılarak teleskop ve Laser girişi yapılmasıdır. CO 2 laser seçildiğinde pilot ışık ile yönlendirilmelidir. Ayrıca Laser ışığının tedavi edilecek alanın arkasında tehlike oluşturmaması için Laparoskobun ucuna BACKSTOP ilave edilmelidir 3. Histeroskopi: CO 2 gazı veya sıvı ile genişletilmiş Uterusa histeroskoptan geçen fiber obtik kablo ile giren Nd:Laser ışığı, polip, miyom cerrahisi veya koagülasyonu ile yapışma ve perdelerin kesilmesinde veya buharlaştırılmasında kullanılmaktadır.

39. LASER’in değişik yerlerde kullanımı

41. BİOMEDİKAL UYGULAMALAR İÇİN BAZI LASER SİSTEMLERİ LASER ÇALIŞMA TARZI DALGA BOYU (A 0 ) VERDİĞİ ENERJİ KULLANIM YERLERİ NOTLAR -Katı hal -Yakut Pulslu(msn) Q anahtarlı (10 -9 sn) 6.943 3.471 0,1-1500 W Mikroskopi, Hayvan araş, Göz Soğutma sitemi gerekli Neodmiyum -Pulslu ve - Q anahtar 10.600 5.300 10-1160 100 MW 4-5 GW Yüksek çıkış, kanser tedavisi Soğutma sitemi gerekli değil Gaz,Argon -He-Ne Sürekli dalga 4545-5145 6.328 150 W 0.001-85 mW Damar cer. Holografi Transilimi Suyla soğutma Çıkışı art. CO 2 Sürekli dalga 106.000 0.7 mW Genel doku tahribi Soğutma sitemi gerekli Azot ve Diğer iyon Pulslu 2.300 ve 4.000 1-5 W Biyolojik araştırma

44. TEDBİR İÇİN: a) Laser gözlüğü: Laser gözlüğü veya mikroskop-endoskop koruyucu filtresi seçiminde, kullanılan camın laserin dalga boyunu filtre edici olması, yeterli optik yoğunluğa sahip olması gerekir. b) Laser odası: Yüksek güclü laserlerin elektronik kumandası odanın kapısının kontrol etmeli ve laser odasında ayna veya başak bir yansıtıcı yüzey bulunmamalıdır.

46. RADYASYON TEHLİKESİ: Bazı model Excimer Laserler iyonizasyon aşamasında X-ışını yayabilirler. Bu cihazların rutin bakımı sırasında sızıntı kontrolu muhakkak yapılmalıdr.