گزارش کارآموزی آشنایی با لیزر و بررسی دستگاههای لیزر در پزشکی 130ص
چکیده
کلمه لیزر از حروف اول عبارت
Light Amplification by Sitmulated Emission of Radiation
تشکیل شده است . امروزه علم استفاده از لیزرهای کم توان بسیار گسترده شده و به نام لیزر درمانی یا Low Level Laser Therapy (LLLT) شناخته میشود .
تاثیر لیزرهای کم توان ،گرمایی و تخریبی نبوده ، بلکه به صورت فتوشیمیایی است . فوتون وارد بافت شده ، در میتوکندری‌ها و غشای سلولی جذب شده ، انرژی نوراتی به انرژی شیمیایی ( به صورت ATP) تبدیل شده و ATP منجر به تحریک و پرولیفراسیون سلولی میشود . نفوذ پذیری غشای سلولی تغییر می‌کند و منجر به تغییرات فیزیولوژیک میشود . این تغییرات ماکروفاژها ، فیبروبلاست‌ها ، سلول‌های اندوتلیال ،ماست‌سل‌ها ،برادی کینین و سرعت هدایت عصبی را تحت تاثیر قرار می‌دهند . در واقع لیزرهای کم توان اثر تنظیمی بر روی فعل و انفعالات حیاتی ( Biomodulatory Effect) دارند ( به همین علت لیزر سرد نیز نامیده می‌شوند .) با مطالعات و تحقیقاتی که در سراسر دنیا بر روی لیزر تراپی انجام میشود کاربردهای درمانی این روش طیف وسیعی از ترمیم بافت و التیام زخم تا کاهش درد را در بر میگیرد . این امر بیانگر اهمیت طول موج ، دوز درمانی و فرکانس های انتخاب شده است .
طول موج‌های قرمز ( 700- 600 نانومتر ) و مادون قرمز (700 نانومتر به بالا) نورهای اصلی در لیزر تراپی هستند . عمق نفوذ اشعه لیزر به بافت برای تحریک فیزیولوژیک سلول‌ها و بافت ، به طور موج اشعه بستگی دارد . تنها 5 درصد شدت نور قرمز ، قابلیت نفوذ به بافت زیر جلدی داشته و بیشترآن در سطح جذب می‌شوند. بنابراین از نور قرمز بیشتر در سطح (مانند بیماریهای پوستی و نظیر آن ) استفاده میشود . امنا در مورد لیزرهای مادون قرمز 20 درصد شدت اشعه به بافت زیر جلدی میرسد و در نتیجه در درمان مفاصل ، عضلات ، کاهش درد و... کاربرد دارد .
کاربردهای لیزر درمانی
اشعه لیزر پس از تابش و رسیدن به سطح داخل سلول دارای اثراتی است . از جمله تنظیم و متعادل ساختن :
- متابولیسم سلولی
- تولید کلاژن
- حرکت و دگرانولاسیون ماست‌سل‌ها
- حرکت و فعالیت ماکروفاژها
- ساخت فیبروبلاست ها (از جمله باز جذب فیبرین )
- پروتئین سازی
- تولید ADP-ATP
- تغییر نفوذ پذیری و پتانسیل غشای سلولی و تحریک پمپ سدیم / پتاسیم و در نهایت برداشت بیشتر کلسیم
- وازودیلاتاسیون ( خون غنی از اکسیژن )
- آنژیوژنز ( بهبود تغذیه بافتی )
- پاسخ‌های سیستمیک
- افزایش سیر کولاسیون اکسیژن و بهبود مصرف گلوکز
- ساخت DNA (از طریق تحریک فیتوهماگلوتینین )
- تحریک فاگوسیتوز
- تغییر سطوح مدیاتورها ( هیستامین و پروستاگلاندین‌ها ) یا اندروفین ها
- آزاد سازی اندروفین‌ها
- افزایش متابولیسم سراتونین ( در کاهش درد )
- سرکوب فعالیت نوسی سپتورها ( Nociceptor)
- با توجه به اثراتی که در بالا اشاره شد می‌توان به برخی از کاربردهای لیزر کم توان در درمان بیماریهای مختلف اشاره کرد:
- التیام زخم ( از جمله زخم‌های فشاری و یا عفونی )
- ترمیم آسیب‌های بافت نرم (هماتوم ، ضرب دیدگی‌ها ، درد و... )
- بیماریهای پوستی (سوختگی ، خراشیدگی ، اگزما ، آکنه ، هرپس و ... )
- کاهش درد (حاد و مزمن ) و اثرات ضد التهابی
- بیماریهای روماتولوژیک یا فیزیوتراپی (تاندونیت ، بورسیت ،کپسولیت ، آرتریت و..)
- تحریک نقاط طب سوزنی با استفاده از اشعه لیزر به جای سوزن
- افزایش قدرت کشش بافت آسیب دیده پس از ترمیم (TensileStrength)
- متعادل ساختن کلاژن و کاهش اندازه اسکار به دنبال بریدگی ، سوختگی و یا جراحی .
- تحریک و تقویت سیستم ایمنی بدن
- کمک به مقابله با عفونت
- بهبود فونکسیون عصب (ترمیم تدریجی اعصاب آسیب دیده یا حتی قطع شده )
مقدمه
تعریف و تاریخچه لیزر و لیزر تراپی
در دوران تمدن یونان – روم (تقریباً از 6 قرن پیش از میلاد تا قرن دوم میلادی ) ، لیزر به خوبی شناخته شده بود . لیزر ،گیاهی خودرو (احتمالاً از رده گیاهان چتر ) بود که در ناحیه وسیعی در اطراف سیرن (لیبی امروز) می‌رویید . این گیاه در مواردی نیز « لیزر پیتیوم » نامیده می‌شد و مردم به علت خواص اعجاز آمیزش آن را هدیه‌ای جانب خدا می‌پنداشتند .
لیزر برای درمان بسیاری از بیماری‌ها از ذات الریه گرفته تا تعدادی از بیماریهای واگیردار بکار می رفت و پادزهر موثری برای مارگزیدگی ، عقرب گزیدگی و نیش پیکان‌های زهر آلود دشمن محسوب می‌شد . همچنین به علت طعم لذیذش ، چاشنی عالی محسوب می‌شد و در غذاها به کار می رفت . یونانی‌ها و رومی‌ها بسیار کوشیدند تا بتوانند لیزر را کشت کنند اما در این کار موفق نبودند و به تدریج لیزر کمیاب شد . به نظر میرسد که این گیاه در حدود قرن دوم میلادی کاملاً از بین رفته باشد . از آن زمان تا کنون با وجود کوشش‌های بسیار ، کسی موفق نشده است لیزر را در صحراهای جنوبی سیرن پیدا کند .
لذا به نظر میرسد که این لیزر طبیعی به صورت گنجیه گمشده تمدن یونان – روم در آمده باشد .
با این مقدمه باستانی ،که شاید تنها از نظر کلامی و برخی کاربردها با مفهوم جدید « لیزر» شباهت داشته باشد ، تاریخ تولد لیزر را از نور آغاز می‌کنیم .
نور چیست ؟
این سئوالی است که احتمالاً پیشینیان ما هزاران سال پیش از خود می‌پرسیدند . پاسخ این سئوال در طول سالیان دراز و همراه با پیشرفت علوم و دانش انسان ( به تدریج از زمان اعتقاد به خدایان روشنایی تا لیزر )، بدست آمده است . البته ، همواره جنبه‌های تاریکی در توضیح ماهیت نور وجود داشته است که حتی هنوز هم بطور کامل مشخص نشده اند . لذا هرگاه انسان اطلاعات جدیدتری از ماهیت و خواص نور بدست می آورد ، تعریف جامع‌تری برای آن ارائه می‌کند .
در دوران قدیم ، بسیاری از جوامع بشری خدایان خورشید را مسئول سلامتی و بهبود می‌دانستند .
از همین رو ، فنیقی‌های دوران باستان ، « بال » را به عنوان خدای خورشید و سلامتی می‌پرستیدند .
یونانی‌ها نیز « هلیوس » خدای نور ،خورشید و بهبودی را به علت تاثیرات منحصر بفردش ستایش می‌کردند و عبارت « هلیوتراپی » از همین کلمه اقتباس شد . نور درمانی را نیز مصریان باستان انجام می‌دادند . آنان در سال 440 پیش از میلاد ، از تاثیرات تسکینی نور بر زخم‌ها ، شکستگی‌ها و درمان آبله استفاده می‌کردند .
یونانی‌ها ، نخستین کسانی بودند که کوشیدند طبیعت نور و چگونگی دیدن را توضیح دهند .پس از ظهور علوم تجربی ، دو نظریه درباره‌ی ماهیت نور مطرح شد . یکی از آنها ، نظریه‌ی ذره‌ای نیوتن بود که نور را متشکل از باریکه‌ای از ذرات می دانستند که تابع قوانین حرکت می‌باشند و دیگری ، نظریه موجی بود که طبیعت موجی را برای نور پیشنهاد می‌کرد .
تفکر در خصوص لیزر ، در اواخر قرن 19 و اوایل قرن 20 میلادی و بر مبنای فیزیک کوانتومی پایه گذاری شد . در آغاز دانشمندانی نظیر « بور » و « پلانک » تئوری‌هایی مطرح کردند که در ادامه توسط نابغه قرن،« آلبرت اینشتین»،تکمیل شد.(شکل 1-1) « اینشتین » در سال 1917 ،اصل و جوهره پیچیده نور را به عنوان یک سیستم الکترودینامیکی در مقاله‌اش تحت عنوان « تئوری کوآنتومی تشعشع » بیان کرد . این کشف که بر پایه تئوری‌های کوانتومی استوار بود ، به این موضوع می‌پرداخت که تابش نور را می‌توان بسته‌های گسسته انرژی ( به نام فوتون ) به حساب آورد که در آن هر فوتون دارای انرژی خاصی ( مطابق با فرکانس امواج آن بسته) میباشد .
« اینشتین » ، نظریه وجود فوتون‌ها و گسیل‌آ»ها را براساس پدیده نشر برانگیخته ( گسیل القایی یا تحریک شده ) مطرح کرد ، اما این موضوع مدت‌های طولانی تنها در یک کنجکاوی در آزمایشگاه باقی ماند و تا دهه‌ی پنجاه ، هیچ کس پتانسیل باور نکردنی این مفهوم را درک نکرد . اما سرانجام ، با تحقیقات کاربردی براساس این نظریه ، امکان استفاده از آن و تولید « میزر » و به دنبال آن لیزر ، فراهم شد .
چکیده 1
فصل اول
مقدمه 4
نورچیست 5
پیدایش لیزر 7
ساخت لیزر 8
لیزر در پزشکی 12
ظهور لیزر تراپی 15
معرفی مراکزی که در دوره کارورزی به آنجا رفتم 20
فصل دوم: مبانی و اصول لیزر
مفاهیم اولیه 23
برخورد نور با ماده 26
ماهیت نور و لیزر 28
اساس تشکیل لیزر 31
ماده فعال 33
کاواک 33
منبع انرژی 33
نحوه تولید لیزر 35
خواص لیزر 37
تک فامی 38
همدوسی 38
واگرایی کم و هم راستایی 38
شدت بالا و درخشندگی 39
طبقه بندی لیزرها 39
لیزرهای حالت جامد 42
لیزرهای مایع 44
لیزرهای گازی 48
لیزرهای نیمه هادی 52
لیزرهای پلاسما 55
فصل سوم:انواع لیزرها و اصول دستگاههای لیزر تراپی
مقدمه 57
انواع لیزرها در دستگاههای لیزر تراپی 58
لیزر هلیوم- نئون 62
لیزر ایندیوم- کالیم- آلومینیوم – آرسناید 63
لیزر گاز کربنیک 64
لیزهایND – Yag 66
لیزر یاقوت 67
لیزر کریپتون 67
شرایط انتخاب و بکارگیری دستگاه لیزرتراپی 68
گذشته،حال و آینده دستگاههای لیزر تراپی 70
لیزر دیودی و نحوه ساخت آن 71
انتقال انرژی در مواد نیمه هادی 73
نحوه ساخت دیود لیزر 78
ساختمان داخلی دیود لیزر 82
میزان واگرایی و اندازه پرتو 82
وابستگی درجه حرارت به توان خروجی 84
رفتار زمانی دیود لیزر 86
نحوه موازی کردن پرتوی لیزر 89
انواع دیود لیزر 90
لیزر تراپی چیست 92
فیزیولوژی بافت و لیزر 95
برهم کنش نور با بافت 98
فصل چهارم
نکات عملی در ارتباط با دستگاهها 104
کالیبراسیون 110
عوامل مکانیکی در بهم خوردن کالیبراسیون 111
معرفی دستگاهها و اپراتوری آنها 112
معرفی دستگاه Mustang 114
اپراتوری Mustang 118
معرفی لیزر قلمی 120
معرفی AZOR-2k-02 121
اپراتوری AZOR-2k-02 122
معرفی دستگاه ILP و اپراتوری آن 124
فصل پنجم
نکات ایمنی 127
تقسیم بندی لیزر از لحاظ انرژی 129
روش های ایمنی 130
خطرات ناشی از پرتو 131
خطرات چشمی 133
خطرات دندان 134
خطرات غیر وابسته به پرتو 135
فصل ششم
نتیجه گیری 137
منابع و ماخذ 140
گزارش کارآموزی آشنایی با لیزر و بررسی دستگاههای لیزر
