A cirurgia a laser é baseada no uso de tecnologias avançadas. São dispositivos que contêm um meio gasoso (dióxido de carbono, xenônio ou argônio) e restauram poderosos raios de luz.

Existem dois tipos de lasers. Os lasers de baixa frequência são usados ​​em terapia e servem para tratar muitas doenças, começando pela eliminação de células cancerígenas. Os lasers de alta frequência são mais amplamente utilizados em operações de remoção de cicatrizes.

O laser é praticamente exangue (o laser cauteriza a superfície dos vasos sanguíneos) e não deixa cicatrizes ou. A cicatrização de feridas ocorre devido à regeneração da estrutura normal da pele. As próprias feridas permanecem estéreis por muito tempo e o desenvolvimento do processo inflamatório é minimizado.

Os primeiros “clientes” da cirurgia a laser destinavam-se ao tratamento de anomalias oculares (hipermetropia, miopia, astigmatismo e outras patologias). Os tecidos do olho são superfícies ideais para focar os raios laser.

As operações em si não são consideradas complexas. Os mais recentes modelos de laser garantem um trabalho indolor, a possibilidade de realizá-lo em ambos os olhos no mesmo dia e um curto período de reabilitação.

Com a ajuda da cirurgia a laser, muitas outras doenças também podem ser eliminadas, entre as quais gostaria de destacar: formações malignas da pele, algumas doenças malignas da borda vermelha dos lábios ou da mucosa oral, doenças otorrinolaringológicas, vasculares, doenças inflamatórias purulentas da pele e gordura subcutânea, bem como distúrbios da área genital feminina.

A cirurgia a laser é usada ativamente em cosmetologia e cirurgia plástica. Permite eliminar muitos problemas que até recentemente pareciam insolúveis e corrigir quase todos os defeitos do seu corpo. Esses procedimentos incluem depilação a laser, remoção de tatuagens, manchas senis, verrugas, vasos subcutâneos, manchas, cicatrizes pós-operatórias, papilomas, estrias, cirurgia de unha encravada e resurfacing da pele a laser.

Dependendo do tipo de operação, um ou mais tipos de feixes de laser são utilizados. É selecionado um programa individual, que pode consistir em uma ou mais sessões. Geralmente não há necessidade de anestesia durante a cirurgia a laser.

Por algum tempo após a conclusão do trabalho, uma área rosada uniforme permanece na pele. Deve ser protegido da exposição aos raios ultravioleta. Caso contrário, pode ocorrer pigmentação da pele.

A cirurgia a laser tornou-se um verdadeiro avanço no tratamento das varizes das pálpebras e um verdadeiro auxiliar dos flebologistas. Para tanto, utiliza-se o método endovasal com lasers de alta energia. Tais operações são caracterizadas pela indolor, alta eficiência e pós-operatório fácil.

Para coagulação ou necrose de grandes áreas de tecido, são utilizados lasers, cuja radiação é fracamente absorvida (m baixa). Neste caso, devido ao espalhamento, é possível afetar áreas localizadas fora da ação do feixe.

Para corte e evaporação, deve-se utilizar um laser cuja radiação seja altamente absorvida (m é grande).

Lasers aplicados:

laser de gás CO2;

laser YAG:Nd de estado sólido (incluindo harmônicos mais elevados do comprimento de onda da radiação fundamental);

lasers de íons (argônio, criptônio); lasers líquidos; laser de érbio; laser de vapor de cobre;

lasers excímeros.

Guias de luz de fibra óptica foram desenvolvidos para lasers de neodímio, argônio e líquidos para exposição local em áreas de difícil acesso. As fibras ópticas ainda não foram desenvolvidas para o laser de CO2 e o laser de érbio.

Laser de dióxido de carbono (laser de CO2, l0 = 10600 nm). Os tecidos constituídos por 80% de água absorvem fortemente a radiação do laser de CO2, portanto o laser de CO2 é usado exclusivamente como bisturi para corte e excisão de tecidos. A ação cortante baseia-se na evaporação explosiva de água intracelular e extracelular na área de foco. Após a evaporação da água, a temperatura sobe acima de 100 °C, o que leva à carbonização e evaporação. O alargamento necrótico do corte tem espessura de 30 a 40 mícrons. A uma distância de 300...600 mícrons, o tecido não é danificado. Vasos com diâmetro de 0,5...1 mm fecham espontaneamente. A perda de sangue é muito pequena e é especialmente perceptível durante operações no fígado, pulmões e coração. Quando as paredes do estômago são cortadas, não há sangramento. As queimaduras são facilmente excisadas e o tecido necrótico é removido. Na cirurgia purulenta, o laser é indispensável porque elimina completamente a infecção da ferida (não é possível da maneira usual). A remoção de crostas em doenças inflamatórias purulentas e queimaduras é realizada pelo método de excisão (evaporação). Ao mesmo tempo, a velocidade de processamento de um laser de CO2 de 60 W é comparável à velocidade de processamento de um bisturi convencional.

Vantagens principais:

esterilidade e ação local; coagulação espontânea de tecidos e vasos cortados (diminuição

muitas vezes perda de sangue); nenhuma irritação durante cirurgias cerebrais e cardíacas;

a capacidade de cortar tecidos moles sem fixação; trauma tecidual mínimo.

Imperfeições:

menor velocidade de corte em comparação com um bisturi convencional; a profundidade de corte é mal controlada.

Portanto, o laser CO2 é utilizado principalmente nos seguintes casos:

intervenção cirúrgica para sangramento e má coagulação do sangue;

cirurgia e microcirurgia na cavidade corporal e órgãos internos.

Na microcirurgia, um feixe de laser de CO2 é direcionado ao campo de visão de um microscópio cirúrgico. Para tanto, é utilizado um feixe “piloto”. Para cirurgia geral, a potência do laser CO2 é de 50...100 W, para microcirurgia 10...20 W.

Laser YAG:Nd (λ0 = 1064 nm). Sob a influência da radiação intensa de um laser de neodímio, forma-se um foco de coagulação bastante profundo. O efeito de corte é insignificante comparado a um laser de CO2. Portanto, o laser de neodímio é usado principalmente para coagulação de sangramento e para necrosar áreas de tecido patologicamente alteradas (tumores) em quase todas as áreas de cirurgia. O uso de fibra de polímero de quartzo de núcleo único para transmissão de feixe oferece grandes oportunidades para cirurgias em cavidades corporais.

As aplicações mais importantes do laser Nd.

Fotocoagulação endoscópica de sangramento gastrointestinal. Um laser de argônio pode ser usado para interromper o sangramento agudo no trato gastrointestinal superior, mas a profundidade de penetração da radiação do laser de neodímio é 4-5 vezes maior. Com a ajuda de um laser Nd, os grandes vasos são melhor fechados e o sangramento grave é interrompido (por exemplo, com varizes do esôfago). Uma fibra de polímero de quartzo (ou polímero-polímero) é instalada no endoscópio e a extremidade do guia de luz é soprada com um fluxo de gás. A dose de radiação ideal para coagulação é de 600...2.000 J/cm2 em phi = 1...2 s.

Cirurgia endoscópica. Com a ajuda de fibra e um endoscópio, os tumores do trato gastrointestinal, dos sistemas traqueobrônquico e geniturinário são necróticos.

Oftalmologia. Refere-se à microcirurgia não térmica e será descrita posteriormente.

A conversão harmônica permite ampliar significativamente as áreas de aplicação desses tipos de lasers.

Laser de íons (argônio) (l0 = 480 nm). A alta capacidade de absorção da hemoglobina na região azul esverdeada da radiação do laser de argônio permite estancar o sangramento ou fechar tecidos abundantemente supridos. A radiação de um laser de argônio é fracamente absorvida pela água, de modo que a coagulação é possível atrás de uma camada de água (por exemplo, no fundo).

Principais áreas de aplicação.

Fotocoagulação em oftalmologia. Anteriormente, coaguladores de xenônio (lâmpadas de arco de xenônio) eram usados ​​​​aqui. Depois surgiram os lasers de rubi - para soldar a retina (no modo de geração livre), para o tratamento do glaucoma (modo Q-switched). No primeiro caso é realizada uma ação térmica, no segundo - uma ação de choque. Mas a luz vermelha de um laser de rubi é mal absorvida pelo sangue e é ineficaz contra lesões vasculares do órgão da visão. Mais tarde, apareceu o laser de argônio. Na maioria dos casos, um coagulador de xenônio é suficiente, mas um laser de argônio é indispensável para operações locais. A potência de radiação de um laser de argônio é de vários watts. O impacto ocorre no pólo posterior do olho para coagulação de pequenos focos (tamanho ~50 µm por um tempo de 50...100 ms). É usado no tratamento de retinopatia diabética, trombose de veias, retina, etc.

Fotocoagulação endoscópica de sangramento gastrointestinal. A ação é semelhante à de um laser de neodímio, apenas a profundidade de penetração é menor (~0,2 mm). A dose ideal de coagulação é de 150...500 J/cm2 por alguns segundos. Para sangramento intenso, é melhor usar um laser Nd. Um laser de argônio pode não apenas destruir, mas também estimular as funções visuais da retina com um fluxo de baixa energia.

Tratamento de lesões cutâneas. O tratamento ocorre através do fechamento direcionado dos vasos sanguíneos. Um cabo óptico é usado. A dose típica é de 12 J/cm2 em phi = 0,5 s, db = 3 mm. O hemangioma é bem tratado.

Laser de vapor de cobre (l0 = 512; 570 nm). O laser emite na região verde do espectro. Potência até 10 W. Usado como bisturi para ressecção de órgãos internos. Ao cortar o fígado apresenta uma vantagem em relação aos lasers de CO2.

Lasers Excimer (l0 = 308 nm, l0 = 193 nm, etc.). A principal aplicação é a oftalmologia. Usado para corrigir defeitos de visão - hipermetropia, miopia, astigmatismo, etc.

A luz tem sido usada para tratar uma variedade de doenças há séculos. Os antigos gregos e romanos muitas vezes “tomavam o sol” como remédio. E a lista de doenças que deveriam ser tratadas com luz era bem grande.

O verdadeiro alvorecer da fototerapia veio no século XIX - com a invenção das lâmpadas elétricas, surgiram novas possibilidades. No final do século XIX, tentaram tratar a varíola e o sarampo com luz vermelha, colocando o paciente em uma câmara especial com emissores vermelhos. Além disso, vários “banhos de cores” (isto é, luz de cores diferentes) têm sido usados ​​com sucesso para tratar doenças mentais. Além disso, a posição de liderança no campo da fototerapia no início do século XX era ocupada pelo Império Russo.

No início dos anos sessenta, surgiram os primeiros dispositivos médicos a laser. Hoje, as tecnologias de laser são usadas para quase todas as doenças.

1. Base física para o uso da tecnologia laser na medicina

1.1 Princípio de funcionamento do laser

Os lasers baseiam-se no fenômeno da emissão estimulada, cuja existência foi postulada por A. Einstein em 1916. Em sistemas quânticos com níveis de energia discretos, existem três tipos de transições entre estados de energia: transições induzidas, transições espontâneas e não radiativas. transições de relaxamento. As propriedades da emissão estimulada determinam a coerência da radiação e o ganho na eletrônica quântica. A emissão espontânea provoca a presença de ruído, serve como impulso inicial no processo de amplificação e excitação de vibrações e, juntamente com transições de relaxamento não radiativas, desempenha um papel importante na obtenção e manutenção de um estado radiante de desequilíbrio termodinâmico.

Durante as transições induzidas, um sistema quântico pode ser transferido de um estado de energia para outro, tanto absorvendo a energia de um campo eletromagnético (transição de um nível de energia inferior para um superior) quanto emitindo energia eletromagnética (transição de um nível de energia superior para um nível superior). um inferior).

A luz se propaga na forma de onda eletromagnética, enquanto a energia durante a emissão e absorção se concentra em quanta de luz, enquanto durante a interação da radiação eletromagnética com a matéria, como foi mostrado por Einstein em 1917, junto com a absorção e emissão espontânea, forçada ( ocorre radiação induzida).) radiação que forma a base para o desenvolvimento de lasers.

Amplificação de ondas eletromagnéticas devido à emissão estimulada ou início de oscilações autoexcitadas de radiação eletromagnética na faixa de ondas centimétricas e, assim, a criação de um dispositivo chamado maser(amplificação de microondas por emissão estimulada de radiação), foi implementado em 1954. Seguindo uma proposta (1958) para estender este princípio de amplificação a ondas de luz significativamente mais curtas, o primeiro laser(Amplificação de Luz por Emissão Estimulada de Radiação).

Um laser é uma fonte de luz com a qual pode ser produzida radiação eletromagnética coerente, que conhecemos da engenharia de rádio e da tecnologia de microondas, bem como nas regiões de ondas curtas, especialmente infravermelhas e visíveis, do espectro.

1.2 Tipos de lasers

Os tipos existentes de lasers podem ser classificados de acordo com vários critérios. Em primeiro lugar, de acordo com o estado agregado do meio ativo: gás, líquido, sólido. Cada uma dessas grandes classes é dividida em outras menores: de acordo com as características do meio ativo, tipo de bombeamento, método de criação de inversão, etc. Por exemplo, entre os lasers de estado sólido, uma ampla classe de lasers semicondutores é claramente distinguida, na qual o bombeamento de injeção é mais amplamente utilizado. Os lasers de gás incluem lasers atômicos, iônicos e moleculares. Um lugar especial entre todos os outros lasers é ocupado pelo laser de elétrons livres, cuja operação é baseada no efeito clássico de geração de luz por partículas carregadas relativísticas no vácuo.

1.3 Características da radiação laser

A radiação laser difere da radiação de fontes de luz convencionais nas seguintes características:

Alta densidade de energia espectral;

Monocromático;

Alta coerência temporal e espacial;

Alta estabilidade da intensidade da radiação laser em modo estacionário;

A capacidade de gerar pulsos de luz muito curtos.

Essas propriedades especiais da radiação laser proporcionam uma ampla variedade de aplicações. Eles são determinados principalmente pelo processo de geração de radiação por emissão estimulada, que é fundamentalmente diferente das fontes de luz convencionais.

As principais características de um laser são: comprimento de onda, potência e modo de operação, que pode ser contínuo ou pulsado.

Os lasers são amplamente utilizados na prática médica e principalmente em cirurgia, oncologia, oftalmologia, dermatologia, odontologia e outras áreas. O mecanismo de interação da radiação laser com um objeto biológico ainda não foi totalmente compreendido, mas pode-se notar que ocorrem efeitos térmicos ou interações ressonantes com as células do tecido.

O tratamento a laser é seguro e muito importante para pessoas com alergia a medicamentos.

2. Mecanismo de interação da radiação laser com tecidos biológicos

2.1 Tipos de interação

Uma propriedade importante da radiação laser para cirurgia é a capacidade de coagular tecido biológico saturado de sangue (vascularizado).

Majoritariamente, coagulação ocorre devido à absorção da radiação laser pelo sangue, seu forte aquecimento até a ebulição e a formação de coágulos sanguíneos. Assim, o alvo absorvente durante a coagulação pode ser a hemoglobina ou o componente água do sangue. Isso significa que a radiação dos lasers no espectro laranja-verde (laser KTP, vapor de cobre) e lasers infravermelhos (neodímio, hólmio, érbio em vidro, laser CO2) coagulará efetivamente o tecido biológico.

Porém, com absorção muito alta em tecido biológico, como, por exemplo, um laser de granada de érbio com comprimento de onda de 2,94 mícrons, a radiação laser é absorvida a uma profundidade de 5 a 10 mícrons e pode nem atingir o alvo - o capilar.

Os lasers cirúrgicos são divididos em dois grandes grupos: ablativo(do latim ablatio - “tirar”; na medicina - remoção cirúrgica, amputação) e não ablativo lasers. Os lasers ablativos estão mais próximos do bisturi. Os lasers não oblativos operam com um princípio diferente: depois de tratar um objeto, por exemplo, uma verruga, papilomas ou hemangiomas, com tal laser, esse objeto permanece no lugar, mas depois de algum tempo uma série de efeitos biológicos ocorrem nele e Ele morre. Na prática é assim: a neoplasia mumifica, seca e cai.

Lasers de CO2 contínuos são usados ​​em cirurgia. O princípio é baseado em efeitos térmicos. As vantagens da cirurgia a laser são que ela é sem contato, praticamente sem sangue, estéril, local, proporciona cicatrização suave do tecido dissecado e, portanto, bons resultados cosméticos.

Na oncologia, percebeu-se que o feixe de laser tem efeito destrutivo nas células tumorais. O mecanismo de destruição é baseado em um efeito térmico, devido ao qual surge uma diferença de temperatura entre a superfície e as partes internas do objeto, levando a fortes efeitos dinâmicos e destruição de células tumorais.

Hoje, uma direção como a terapia fotodinâmica também é muito promissora. Muitos artigos aparecem sobre a aplicação clínica deste método. Sua essência é que uma substância especial seja introduzida no corpo do paciente - fotossensibilizador. Esta substância é acumulada seletivamente por um tumor cancerígeno. Após a irradiação do tumor com um laser especial, ocorre uma série de reações fotoquímicas, liberando oxigênio, que mata as células cancerígenas.

Uma das maneiras de influenciar o corpo com a radiação laser é irradiação sanguínea com laser intravenoso(ILBI), que atualmente é utilizado com sucesso em cardiologia, pneumologia, endocrinologia, gastroenterologia, ginecologia, urologia, anestesiologia, dermatologia e outras áreas da medicina. O estudo científico aprofundado do problema e a previsibilidade dos resultados contribuem para o uso do ILBI tanto de forma independente quanto em combinação com outros métodos de tratamento.

Para ILBI, geralmente é usada radiação laser na região vermelha do espectro
(0,63 mícrons) com potência de 1,5-2 mW. O tratamento é realizado diariamente ou em dias alternados; por curso de 3 a 10 sessões. O tempo de exposição para a maioria das doenças é de 15 a 20 minutos por sessão para adultos e de 5 a 7 minutos para crianças. A terapia a laser intravenosa pode ser realizada em quase todos os hospitais ou clínicas. A vantagem da laserterapia ambulatorial é que ela reduz a possibilidade de desenvolver infecção hospitalar; cria um bom background psicoemocional, permitindo que o paciente permaneça funcional por muito tempo enquanto é submetido a procedimentos e recebe tratamento completo.

Na oftalmologia, os lasers são utilizados tanto para tratamento quanto para diagnóstico. Usando um laser, a retina do olho é soldada e os vasos da coróide ocular são soldados. Lasers de argônio emitidos na região azul esverdeada do espectro são usados ​​em microcirurgia para tratar glaucoma. Os lasers excimer têm sido usados ​​com sucesso para correção da visão.

Na dermatologia, muitas doenças de pele graves e crônicas são tratadas com radiação laser e tatuagens também são removidas. Quando irradiado com laser, o processo regenerativo é ativado e a troca de elementos celulares é ativada.

O princípio básico do uso de lasers em cosmetologia é que a luz afeta apenas o objeto ou substância que a absorve. Na pele, a luz é absorvida por substâncias especiais - cromóforos. Cada cromóforo absorve em uma determinada faixa de comprimentos de onda, por exemplo, para o espectro laranja e verde é a hemoglobina no sangue, para o espectro vermelho é a melanina no cabelo e para o espectro infravermelho é a água celular.

Quando a radiação é absorvida, a energia do feixe de laser é convertida em calor na área da pele que contém o cromóforo. Com potência suficiente do feixe de laser, isso leva à destruição térmica do alvo. Assim, com a ajuda de um laser é possível atingir seletivamente, por exemplo, raízes de cabelo, manchas de pigmentação e outros defeitos da pele.

No entanto, devido à transferência de calor, as áreas vizinhas também aquecem, mesmo que contenham poucos cromóforos que absorvem luz. Os processos de absorção e transferência de calor dependem das propriedades físicas do alvo, sua profundidade e tamanho. Portanto, na cosmetologia a laser, é importante selecionar cuidadosamente não apenas o comprimento de onda, mas também a energia e a duração dos pulsos de laser.

Na odontologia, a radiação laser é o tratamento fisioterapêutico mais eficaz para doenças periodontais e doenças da mucosa oral.

Um feixe de laser é usado em vez de acupuntura. A vantagem da utilização do feixe de laser é que não há contato com objeto biológico e, portanto, o processo é estéril, indolor e com grande eficiência.

Os instrumentos guia de luz e cateteres para cirurgia a laser são projetados para fornecer radiação laser poderosa ao local da cirurgia durante operações abertas, endoscópicas e laparoscópicas em urologia, ginecologia, gastroenterologia, cirurgia geral, artroscopia, dermatologia. Permite corte, excisão, ablação, vaporização e coagulação de tecidos durante operações cirúrgicas em contato com tecido biológico ou em modo de uso sem contato (quando a extremidade da fibra é retirada do tecido biológico). A radiação pode ser emitida pela extremidade da fibra ou através de uma janela na superfície lateral da fibra. Pode ser usado em ambientes de ar (gás) e água (líquido). Sob encomenda especial, para facilidade de uso, os cateteres são equipados com uma alça facilmente removível - um porta-guia de luz.

No diagnóstico, os lasers são usados ​​para detectar diversas heterogeneidades (tumores, hematomas) e medir os parâmetros de um organismo vivo. O básico das operações diagnósticas se resume à passagem de um feixe de laser pelo corpo do paciente (ou um de seus órgãos) e o diagnóstico é feito com base no espectro ou amplitude da radiação transmitida ou refletida. Existem métodos conhecidos para detectar tumores cancerígenos em oncologia, hematomas em traumatologia, bem como para medir parâmetros sanguíneos (quase todos, desde pressão arterial até teor de açúcar e oxigênio).

2.2 Características de interação do laser em diferentes parâmetros de radiação

Para fins cirúrgicos, o feixe de laser deve ser potente o suficiente para aquecer o tecido biológico acima de 50 - 70 ° C, o que leva à sua coagulação, corte ou evaporação. Portanto, na cirurgia a laser, ao falar sobre a potência da radiação laser de um determinado aparelho, utilizam-se números que indicam unidades, dezenas e centenas de Watts.

Os lasers cirúrgicos são contínuos ou pulsados, dependendo do tipo de meio ativo. Convencionalmente, eles podem ser divididos em três grupos de acordo com o nível de potência.

1. Coagulação: 1 - 5 W.

2. Evaporação e corte raso: 5 - 20 W.

3. Corte profundo: 20 - 100 W.

Cada tipo de laser é caracterizado principalmente pelo comprimento de onda da radiação. O comprimento de onda determina o grau de absorção da radiação laser pelo tecido biológico e, portanto, a profundidade de penetração e o grau de aquecimento tanto da área cirúrgica quanto do tecido circundante.

Considerando que a água está contida em quase todos os tipos de tecido biológico, podemos dizer que para a cirurgia é preferível utilizar um tipo de laser cuja radiação tenha um coeficiente de absorção na água superior a 10 cm-1 ou, o que dá no mesmo, cuja profundidade de penetração não exceda 1 mm.

Outras características importantes dos lasers cirúrgicos,
determinando seu uso na medicina:

poder de radiação;

modo de operação contínuo ou pulsado;

a capacidade de coagular tecido biológico saturado de sangue;

possibilidade de transmissão de radiação via fibra óptica.

Quando o tecido biológico é exposto à radiação laser, ele primeiro aquece e depois evapora. Para cortar eficazmente o tecido biológico, é necessária uma evaporação rápida no local do corte, por um lado, e um aquecimento concomitante mínimo dos tecidos circundantes, por outro lado.

Com a mesma potência média de radiação, um pulso curto aquece o tecido mais rapidamente do que a radiação contínua, e a propagação do calor para o tecido circundante é mínima. Mas, se os pulsos tiverem uma taxa de repetição baixa (menos de 5 Hz), então é difícil fazer um corte contínuo; é mais parecido com uma perfuração. Portanto, o laser deve preferencialmente ter um modo de operação pulsado com taxa de repetição de pulso superior a 10 Hz, e a duração do pulso deve ser a mais curta possível para obter alta potência de pico.

Na prática, a potência ideal para cirurgia varia de 15 a 60 W dependendo do comprimento de onda do laser e da aplicação.

3. Métodos de laser promissores em medicina e biologia

O desenvolvimento da medicina a laser segue três ramos principais: cirurgia a laser, terapia a laser e diagnóstico a laser. As propriedades únicas do feixe de laser tornam possível realizar operações antes impossíveis usando novos métodos eficazes e minimamente invasivos.

Há um interesse crescente em tratamentos não medicamentosos, incluindo fisioterapia. Muitas vezes surgem situações em que é necessário realizar não um procedimento físico, mas vários, e então o paciente tem que se deslocar de uma cabine para outra, vestir-se e despir-se várias vezes, o que gera problemas adicionais e perda de tempo.

A variedade de métodos terapêuticos exige o uso de lasers com diferentes parâmetros de radiação. Para isso, são utilizados vários cabeçotes emissores, que contêm um ou mais lasers e um dispositivo eletrônico para acoplar sinais de controle da unidade base ao laser.

As cabeças emissoras são divididas em universais, permitindo sua utilização tanto externamente (por meio de espelho e acessórios magnéticos) quanto intracavidades por meio de acessórios ópticos especiais; os matriciais, com grande área de radiação e aplicados superficialmente, bem como os especializados. Vários acessórios ópticos permitem que a radiação seja distribuída na área de exposição desejada.

O princípio do bloco permite a utilização de uma ampla gama de cabeças de laser e LED com diferentes características espectrais, espaço-temporais e energéticas, o que, por sua vez, eleva a eficácia do tratamento a um nível qualitativamente novo devido à implementação combinada de várias técnicas de terapia a laser. A eficácia do tratamento é determinada principalmente por métodos e equipamentos eficazes que garantam a sua implementação. As técnicas modernas exigem a capacidade de selecionar vários parâmetros de exposição (modo de radiação, comprimento de onda, potência) em uma ampla faixa. Um dispositivo de terapia a laser (ALT) deve fornecer esses parâmetros, seu controle e exibição confiáveis ​​e, ao mesmo tempo, ser simples e conveniente de operar.

4. Lasers usados ​​em tecnologia médica

4.1 Lasers de CO2

Laser de CO2, ou seja Um laser cujo componente emissor do meio ativo é o dióxido de carbono CO2 ocupa um lugar especial entre a variedade de lasers existentes. Este laser exclusivo se distingue principalmente pelo fato de ser caracterizado por alta produção de energia e alta eficiência. No modo contínuo, foram obtidas enormes potências - várias dezenas de quilowatts, a potência pulsada atingiu um nível de vários gigawatts, a energia pulsada é medida em quilojoules. A eficiência de um laser de CO2 (cerca de 30%) excede a eficiência de todos os lasers. A taxa de repetição no modo de pulso periódico pode ser de vários quilohertz. Os comprimentos de onda da radiação laser CO2 estão na faixa de 9 a 10 mícrons (faixa IR) e estão dentro da janela de transparência atmosférica. Portanto, a radiação laser CO2 é conveniente para exposição intensa à matéria. Além disso, a faixa de comprimento de onda da radiação laser CO2 inclui as frequências de absorção ressonante de muitas moléculas.

A Figura 1 mostra os níveis vibracionais mais baixos do estado eletrônico fundamental junto com uma representação simbólica do modo vibracional da molécula de CO2.

Figura 20 – Níveis mais baixos da molécula de CO2

O ciclo de bombeamento do laser de um laser de CO2 em condições estacionárias é o seguinte. Os elétrons do plasma de descarga luminosa excitam as moléculas de nitrogênio, que transferem energia de excitação para a vibração de alongamento assimétrico das moléculas de CO2, que tem uma longa vida útil e é o nível superior do laser. O nível inferior do laser é geralmente o primeiro nível excitado da vibração de alongamento simétrico, que é fortemente acoplado pela ressonância de Fermi à vibração de flexão e, portanto, relaxa rapidamente junto com esta vibração em colisões com o hélio. É óbvio que o mesmo canal de relaxamento é eficaz no caso em que o nível inferior do laser é o segundo nível excitado do modo de deformação. Assim, um laser de CO2 é um laser que utiliza uma mistura de dióxido de carbono, nitrogênio e hélio, onde o CO2 fornece radiação, o N2 bombeia o nível superior e o He esgota o nível inferior.

Lasers de CO2 de potência média (dezenas - centenas de watts) são projetados separadamente na forma de tubos relativamente longos com descarga longitudinal e bombeamento longitudinal de gás. Um projeto típico de tal laser é mostrado na Figura 2. Aqui 1 - tubo de descarga, 2 - eletrodos de anel, 3 - renovação lenta do meio, 4 - plasma de descarga, 5 - tubo externo, 6 - resfriamento de água corrente, 7, 8 - ressonador.

Figura 20 - Diagrama de um laser de CO2 com resfriamento por difusão

O bombeamento longitudinal serve para remover produtos de dissociação da mistura gasosa na descarga. O resfriamento do gás de trabalho em tais sistemas ocorre devido à difusão na parede externamente resfriada do tubo de descarga. A condutividade térmica do material da parede é essencial. Deste ponto de vista, é aconselhável utilizar tubos de cerâmica de corindo (Al2O3) ou berílio (BeO).

Os eletrodos são feitos em forma de anel, para não bloquear o caminho da radiação. O calor Joule é levado por condução térmica para as paredes do tubo, ou seja, O resfriamento por difusão é usado. Um espelho sólido é feito de metal, um espelho translúcido é feito de NaCl, KCl, ZnSe, AsGa.

Uma alternativa ao resfriamento por difusão é o resfriamento por convecção. O gás de trabalho é soprado através da região de descarga em alta velocidade e o calor Joule é removido pela descarga. O uso de bombeamento rápido permite aumentar a densidade de liberação e remoção de energia.

O laser de CO2 é utilizado na medicina quase exclusivamente como “bisturi óptico” para corte e vaporização em todas as operações cirúrgicas. O efeito de corte de um feixe de laser focalizado é baseado na evaporação explosiva de água intra e extracelular na área de foco, destruindo a estrutura do material. A destruição do tecido leva ao formato característico das bordas da ferida. Numa região de interação estreitamente limitada, a temperatura de 100 °C é excedida apenas quando a desidratação (resfriamento evaporativo) é alcançada. Aumentos adicionais na temperatura resultam na remoção do material por carbonização ou evaporação do tecido. Diretamente nas zonas marginais, devido à baixa condutividade térmica geralmente, forma-se um fino espessamento necrótico com espessura de 30-40 mícrons. A uma distância de 300-600 mícrons, os danos nos tecidos não ocorrem mais. Na zona de coagulação, os vasos sanguíneos com diâmetro de até 0,5-1 mm fecham espontaneamente.

Dispositivos cirúrgicos baseados em lasers de CO2 são atualmente oferecidos em uma gama bastante ampla. A orientação do feixe de laser na maioria dos casos é realizada por meio de um sistema de espelhos articulados (manipulador), finalizando com um instrumento com óptica de focagem embutida, que o cirurgião manipula na área operada.

4.2 Lasers de hélio-néon

EM laser de hélio-néon A substância de trabalho são átomos de néon neutros. A excitação é realizada por descarga elétrica. É difícil criar uma inversão em modo contínuo em néon puro. Esta dificuldade, bastante geral em muitos casos, é superada com a introdução de um gás adicional na descarga - o hélio, que atua como doador de energia de excitação. As energias dos dois primeiros níveis metaestáveis ​​excitados de hélio (Figura 3) coincidem com bastante precisão com as energias dos níveis 3s e 2s de néon. Portanto, as condições para transferência de excitação ressonante de acordo com o esquema são bem realizadas

Figura 20 - Diagrama de nível do laser He-Ne

Em pressões corretamente selecionadas de néon e hélio, satisfazendo a condição

é possível atingir uma população de um ou ambos os níveis 3s e 2s de néon que seja significativamente maior do que no caso do néon puro, e obter uma inversão populacional.

O esgotamento dos níveis mais baixos do laser ocorre em processos colisionais, incluindo colisões com as paredes do tubo de descarga de gás.

A excitação dos átomos de hélio (e néon) ocorre em uma descarga luminosa de baixa corrente (Figura 4). Em lasers de onda contínua em átomos ou moléculas neutras, o plasma fracamente ionizado da coluna positiva de uma descarga luminosa é mais frequentemente usado para criar o meio ativo. A densidade de corrente da descarga luminosa é de 100-200 mA/cm2. A intensidade do campo elétrico longitudinal é tal que o número de elétrons e íons que aparecem em um único segmento do intervalo de descarga compensa a perda de partículas carregadas durante sua difusão para as paredes do tubo de descarga de gás. Então a coluna positiva da descarga é estacionária e homogênea. A temperatura do elétron é determinada pelo produto da pressão do gás e do diâmetro interno do tubo. Em baixas temperaturas a temperatura do elétron é alta, em altas temperaturas é baixa. A constância do valor determina as condições de similaridade das descargas. Com uma densidade constante do número de elétrons, as condições e parâmetros das descargas permanecerão inalterados se o produto for constante. A densidade do número de elétrons no plasma fracamente ionizado da coluna positiva é proporcional à densidade de corrente.

Para um laser de hélio-néon, os valores ideais de , bem como a composição parcial da mistura de gases, são um pouco diferentes para diferentes regiões espectrais do laser.

Na região de 0,63 µm, a linha mais intensa da série, a linha (0,63282 µm), corresponde ao Tor mm ideal.

Figura 20 – Diagrama de projeto de um laser He-Ne

Os valores característicos do poder de radiação dos lasers de hélio-néon devem ser considerados dezenas de miliwatts na região de 0,63 e 1,15 mícron e centenas na região de 3,39 mícron. A vida útil dos lasers é limitada pelos processos de descarga e é calculada em anos. Com o tempo, a composição do gás muda na descarga. Devido à sorção de átomos nas paredes e eletrodos, ocorre um processo de “endurecimento”, a pressão cai e a proporção das pressões parciais de He e Ne muda.

A maior estabilidade, simplicidade e confiabilidade de curto prazo do design do laser de hélio-néon é alcançada pela instalação de espelhos de cavidade dentro do tubo de descarga. No entanto, com esta disposição, os espelhos falham de forma relativamente rápida devido ao bombardeamento por partículas carregadas do plasma de descarga. Portanto, o projeto mais utilizado é aquele em que o tubo de descarga de gás é colocado dentro do ressonador (Figura 5), ​​e suas extremidades são equipadas com janelas localizadas no ângulo de Brewster em relação ao eixo óptico, garantindo assim a polarização linear da radiação. Este arranjo tem uma série de vantagens - o ajuste dos espelhos ressonadores é simplificado, a vida útil do tubo de descarga de gás e dos espelhos é aumentada, sua substituição é mais fácil, torna-se possível controlar o ressonador e utilizar um ressonador dispersivo, modo separação, etc

Figura 20 – Cavidade do laser He-Ne

A alternância entre bandas de laser (Figura 6) em um laser de hélio-néon ajustável geralmente é obtida pela introdução de um prisma, e uma rede de difração é geralmente usada para ajustar com precisão a linha de laser.

Figura 20 – Usando um prisma Leathrow

4.3 Lasers YAG

O íon trivalente de neodímio ativa facilmente muitas matrizes. Destes, os mais promissores foram os cristais granada de ítrio e alumínio Y3Al5O12 (YAG) e vidro. O bombeamento transfere íons Nd3+ do estado fundamental 4I9/2 para várias bandas relativamente estreitas, que desempenham o papel de um nível superior. Estas bandas são formadas por uma série de estados excitados sobrepostos, e suas posições e larguras variam ligeiramente de matriz para matriz. A partir das bandas de bomba há uma rápida transferência de energia de excitação para o nível metaestável 4F3/2 (Figura 7).

Figura 20 - Níveis de energia dos íons trivalentes de terras raras

Quanto mais próximas as bandas de absorção estiverem do nível 4F3/2, maior será a eficiência do laser. A vantagem dos cristais YAG é a presença de uma linha de absorção vermelha intensa.

A tecnologia de crescimento de cristais é baseada no método Czochralski, quando o YAG e um aditivo são fundidos em um cadinho de irídio a uma temperatura de cerca de 2.000 °C, seguido pela separação de parte do fundido do cadinho usando uma semente. A temperatura da semente é ligeiramente inferior à temperatura do fundido e, quando retirado, o fundido cristaliza gradualmente na superfície da semente. A orientação cristalográfica do fundido cristalizado reproduz a orientação da semente. O cristal é cultivado em ambiente inerte (árgônio ou nitrogênio) à pressão normal com uma pequena adição de oxigênio (1-2%). Uma vez que o cristal atinge o comprimento desejado, ele é resfriado lentamente para evitar a destruição devido ao estresse térmico. O processo de crescimento leva de 4 a 6 semanas e é controlado por computador.

Os lasers de neodímio operam em uma ampla gama de modos de laser, desde contínuo até essencialmente pulsado, com durações que chegam a femtossegundos. Este último é conseguido através do bloqueio de modo em uma ampla linha de ganho, característica dos óculos laser.

Ao criar lasers de neodímio e rubi, foram implementados todos os métodos característicos de controle dos parâmetros da radiação laser desenvolvidos pela eletrônica quântica. Além da chamada geração livre, que continua durante quase toda a vida útil do pulso da bomba, os modos de fator Q comutado (comutado) e sincronização (autossincronização) de modos se espalharam.

No modo de geração livre, a duração dos pulsos de radiação é de 0,1...10 ms, a energia de radiação em circuitos de amplificação de potência é de cerca de 10 ps quando usada para comutação Q de dispositivos eletro-ópticos. O encurtamento adicional dos pulsos de laser é obtido usando filtros branqueáveis ​​para comutação Q (0,1...10 ps) e bloqueio de modo (1...10 ps).

Quando o tecido biológico é exposto à radiação intensa de um laser Nd-YAG, forma-se necrose suficientemente profunda (foco de coagulação). O efeito da remoção de tecido e, portanto, o efeito de corte é insignificante em comparação com o efeito de um laser de CO2. Portanto, o laser Nd-YAG é usado principalmente para coagulação de sangramento e para necrosar áreas de tecido patologicamente alteradas em quase todas as áreas de cirurgia. Como a transmissão da radiação também é possível através de cabos ópticos flexíveis, abrem-se perspectivas para o uso de lasers Nd-YAG em cavidades corporais.

4.4 Lasers semicondutores

Lasers semicondutores emitir radiação coerente nas faixas UV, visível ou IR (0,32...32 µm); Cristais semicondutores são usados ​​como meio ativo.

Atualmente, são conhecidos mais de 40 materiais semicondutores diferentes adequados para lasers. O bombeamento do meio ativo pode ser realizado por feixes de elétrons ou radiação óptica (0,32...16 µm), na junção p-n de um material semicondutor por corrente elétrica proveniente de uma tensão externa aplicada (injeção de portadores de carga, 0,57... 32 µm).

Os lasers de injeção diferem de todos os outros tipos de laser nas seguintes características:

Alta eficiência energética (acima de 10%);

Simplicidade de excitação (conversão direta de energia elétrica em radiação coerente - tanto em modo de operação contínuo quanto pulsado);

Possibilidade de modulação direta por corrente elétrica até 1010 Hz;

Tamanho extremamente pequeno (comprimento inferior a 0,5 mm; largura não superior a 0,4 mm; altura não superior a 0,1 mm);

Baixa tensão da bomba;

Confiabilidade mecânica;

Longa vida útil (até 107 horas).

4.5 Lasers Excimer

Lasers excímeros, que representam uma nova classe de sistemas laser, abrem a faixa UV para a eletrônica quântica. É conveniente explicar o princípio de operação dos lasers excimer usando o exemplo de um laser de xenônio (nm). O estado fundamental da molécula Xe2 é instável. Um gás não excitado consiste principalmente de átomos. População do estado superior do laser, ou seja, a criação da estabilidade excitada de uma molécula ocorre sob a ação de um feixe de elétrons rápidos em uma sequência complexa de processos colisionais. Entre esses processos, a ionização e a excitação do xenônio pelos elétrons desempenham um papel significativo.

Excímeros de haletos de gases nobres (monohaletos de gases nobres) são de grande interesse, principalmente porque, em contraste com o caso dos dímeros de gases nobres, os lasers correspondentes operam não apenas com feixe de elétrons, mas também com excitação por descarga de gás. O mecanismo de formação dos termos superiores das transições de laser nestes excímeros é pouco claro. Considerações qualitativas indicam uma maior facilidade de sua formação em comparação com o caso dos dímeros de gases nobres. Existe uma profunda analogia entre moléculas excitadas compostas de átomos de material alcalino e halogênio. Um átomo de gás inerte em estado eletrônico excitado é semelhante a um átomo de metal alcalino e halogênio. Um átomo de gás inerte em estado eletrônico excitado é semelhante ao átomo de metal alcalino que o segue na tabela periódica. Este átomo é facilmente ionizado porque a energia de ligação do elétron excitado é baixa. Devido à alta afinidade do elétron do halogênio, esse elétron se desprende facilmente e, quando os átomos correspondentes colidem, salta voluntariamente para uma nova órbita que une os átomos, realizando assim a chamada reação do arpão.

Os tipos mais comuns de excimer lasers são: Ar2 (126,5 nm), Kr2 (145,4 nm), Xe2 (172,5 nm), ArF (192 nm), KrCl (222,0 nm), KrF (249,0 nm), XeCl (308,0 nm) , XeF (352,0 nm).

4.6 Lasers de corante

Característica distintiva lasers de tinturaé a capacidade de trabalhar em uma ampla faixa de comprimentos de onda, do IR próximo ao UV próximo, ajuste suave do comprimento de onda do laser em uma faixa de várias dezenas de nanômetros de largura com monocromaticidade atingindo 1-1,5 MHz. Os lasers de corante operam nos modos contínuo, pulsado e periódico de pulso. A energia dos pulsos de radiação atinge centenas de joules, a potência de geração contínua atinge dezenas de watts, a taxa de repetição é de centenas de hertz e a eficiência é de dezenas de por cento (com bombeamento a laser). No modo pulsado, a duração da geração é determinada pela duração dos pulsos da bomba. No modo de bloqueio de modo, as faixas de duração de picossegundos e subpicossegundos são alcançadas.

As propriedades dos lasers de corante são determinadas pelas propriedades de sua substância de trabalho, os corantes orgânicos. Corantes Costuma-se chamar compostos orgânicos complexos com um sistema ramificado de ligações químicas complexas que possuem bandas de absorção intensa nas regiões visível e quase UV do espectro. Compostos orgânicos coloridos contêm saturados grupos cromóforos tipo NO2, N=N, =CO, responsável pela coloração. A presença dos chamados grupos auxocromos tipo NH3, OH fornece propriedades de coloração ao composto.

4.7 Lasers de argônio

Laser de argônio refere-se a um tipo de laser de descarga de gás que é gerado em transições entre níveis de íons, principalmente na parte azul esverdeada das regiões visível e ultravioleta próxima do espectro.

Este laser normalmente emite em comprimentos de onda de 0,488 µm e 0,515 µm, bem como comprimentos de onda ultravioleta de 0,3511 µm e 0,3638 µm.

A potência pode chegar a 150 W (amostras industriais 2 horas 10 W, vida útil de 100 horas). O diagrama de projeto de um laser de argônio com excitação por corrente contínua é mostrado na Figura 8.

Figura 20 - Diagrama de projeto do laser de argônio

1 - janelas de saída do laser; 2 - cátodo; 3 - canal de resfriamento de água; 4 - tubo de descarga de gás (capilar); 5 - ímãs; 6 - ânodo; 7 - tubo de desvio de gás; 8 - espelho fixo; 9 - espelho translúcido

A descarga de gás é criada em um fino tubo de descarga de gás (4), de 5 mm de diâmetro, em um capilar, que é resfriado por um líquido. A pressão do gás operacional está dentro de dezenas de Pa. Os ímãs (5) criam um campo magnético para “pressionar” a descarga das paredes do tubo de descarga de gás, o que evita que a descarga toque suas paredes. Essa medida permite aumentar a potência de saída da radiação laser, reduzindo a taxa de relaxamento dos íons excitados, que ocorre em decorrência da colisão com as paredes do tubo.

O canal de derivação (7) é projetado para equalizar a pressão ao longo do comprimento do tubo de descarga de gás (4) e garantir a livre circulação do gás. Na ausência desse canal, o gás se acumula na parte anódica do tubo após o acendimento da descarga do arco, o que pode levar à sua extinção. O mecanismo do que foi dito é o seguinte. Sob a influência de um campo elétrico aplicado entre o cátodo (2) e o ânodo (6), os elétrons correm para o ânodo 6, aumentando a pressão do gás no ânodo. Isto requer equalizar a pressão do gás no tubo de descarga de gás para garantir o fluxo normal do processo, que é realizado por meio de um tubo de derivação (7).

Para ionizar átomos neutros de argônio, é necessário passar uma corrente com densidade de até vários milhares de amperes por centímetro quadrado através do gás. Portanto, é necessário um resfriamento eficaz do tubo de descarga de gás.

As principais áreas de aplicação dos lasers de argônio: fotoquímica, tratamento térmico, medicina. O laser de argônio, por sua alta seletividade aos cromóforos autógenos, é utilizado em oftalmologia e dermatologia.

5. Equipamento laser produzido em série

Os terapeutas usam lasers de hélio-néon de baixa potência que emitem na região visível do espectro eletromagnético (λ = 0,63 mícrons). Uma das instalações fisioterapêuticas é uma instalação a laser UFL-1, destinado ao tratamento de doenças agudas e crônicas da região maxilofacial; pode ser usado no tratamento de úlceras e feridas de longa duração que não cicatrizam, bem como em traumatologia, ginecologia, cirurgia (pós-operatório). A atividade biológica do feixe vermelho de um laser de hélio-néon é usada (potência de radiação
20 mW, a intensidade da radiação na superfície do objeto é de 50-150 mW/cm2).

Há evidências de que esses lasers são usados ​​para tratar doenças venosas (úlceras tróficas). O curso do tratamento consiste em 20-25 sessões de dez minutos de irradiação da úlcera trófica com laser de hélio-néon de baixa potência e, via de regra, termina com sua cicatrização completa. Um efeito semelhante é observado no tratamento de feridas traumáticas e pós-queimaduras que não cicatrizam com laser. Os efeitos a longo prazo da terapia a laser para úlceras tróficas e feridas que não cicatrizam foram testados em um grande número de pacientes curados durante um período de dois a sete anos. Durante esses períodos, úlceras e feridas não abriram mais em 97% dos ex-pacientes e apenas 3% apresentaram recidivas da doença.

A punção leve é ​​​​usada para tratar diversas doenças do sistema nervoso e vascular, aliviar dores causadas por radiculite, regular a pressão arterial, etc. O laser está dominando cada vez mais novas profissões médicas. Laser trata o cérebro. Isto é facilitado pela atividade do espectro visível dos lasers de hélio-néon de baixa intensidade. O feixe de laser, ao que parece, pode aliviar a dor, acalmar e relaxar os músculos e acelerar a regeneração dos tecidos. Muitos medicamentos com propriedades semelhantes são geralmente prescritos para pacientes que sofreram traumatismo cranioencefálico, o que causa sintomas extremamente confusos. O feixe de laser combina o efeito de todos os medicamentos necessários. Isto foi confirmado por especialistas do Instituto Central de Pesquisa de Reflexologia do Ministério da Saúde da URSS e do Instituto de Pesquisa de Neurocirurgia que leva seu nome. K N. Burdenko AMS URSS.

A pesquisa sobre as possibilidades de tratamento de tumores benignos e malignos com feixe de laser está sendo conduzida pelo Instituto de Pesquisa Oncológica de Moscou. PA Herzen", Instituto de Oncologia de Leningrado em homenagem. N.N. Petrov e outros centros de oncologia.

Neste caso, são utilizados diferentes tipos de lasers: laser de CO2 em modo de radiação contínua (λ = 10,6 µm, potência 100 W), laser de hélio-néon com modo de radiação contínua (λ = 0,63 µm, potência 30 mW), hélio-cádmio laser laser operando em modo de radiação contínua (λ = 0,44 μm, potência 40 mW), laser de nitrogênio pulsado (λ = 0,34 μm, potência de pulso 1,5 kW, potência média de radiação 10 mW).

Três métodos para influenciar a radiação laser em tumores (benignos e malignos) foram desenvolvidos e são usados:

a) Irradiação laser - irradiação de um tumor com feixe de laser desfocado, levando à morte das células cancerígenas e à perda da capacidade de reprodução.

b) Coagulação a laser - destruição do tumor com feixe moderadamente focalizado.

c) Cirurgia a laser - excisão do tumor junto com tecidos adjacentes com feixe de laser focalizado. Sistemas laser desenvolvidos:

"Yakhroma"- potência de até 2,5 W na saída do guia de luz em comprimento de onda de 630 nm, tempo de exposição de 50 a 750 segundos; pulsado com uma taxa de repetição de 104 pulsos/seg.; em 2 lasers - laser de corante pulsado e laser de vapor de cobre "LGI-202". "Espectromizado"- potência 4 W com modo de geração contínua, comprimento de onda 620-690 nm, tempo de exposição de 1 a 9999 segundos usando o dispositivo "Exposição"; em dois lasers - laser de corante contínuo "Ametista" e laser de argônio "Inversão" para terapia fotodinâmica de tumores malignos (um método moderno de exposição seletiva às células cancerígenas do corpo).

O método baseia-se na diferença na absorção da radiação laser por células que diferem em seus parâmetros. O médico injeta um medicamento fotossensibilizante (o corpo adquire uma sensibilidade aumentada específica a substâncias estranhas) na área de acúmulo de células patológicas. A radiação laser que atinge o tecido corporal é absorvida seletivamente pelas células cancerígenas que contêm a droga, destruindo-as, permitindo a destruição das células cancerígenas sem danificar o tecido circundante.

Dispositivo laser ATKUS-10(JSC "Semiconductor Devices"), mostrado na Figura 9, permite influenciar neoplasias com radiação laser com dois comprimentos de onda diferentes 661 e 810 nm. O dispositivo destina-se ao uso em uma ampla gama de instituições médicas, bem como à solução de diversos problemas científicos e técnicos como fonte de poderosa radiação laser. Ao usar o dispositivo, não há lesões destrutivas significativas na pele e tecidos moles. A remoção de tumores com laser cirúrgico reduz o número de recidivas e complicações, encurta o tempo de cicatrização de feridas, permite um procedimento em um estágio e proporciona um bom efeito cosmético.

Figura 20 - Dispositivo laser ATKUS-10

Diodos laser semicondutores são usados ​​​​como emissores. É utilizada fibra óptica de transporte com diâmetro de 600 mícrons.

LLC NPF "Techkon" desenvolveu um dispositivo de terapia a laser " Alfa 1M"(Figura 10). Conforme informado no site do fabricante, a instalação é eficaz no tratamento de artrose, neurodermatite, eczema, estomatite, úlceras tróficas, feridas pós-operatórias, etc. A combinação de dois emissores - contínuo e pulsado - oferece grandes oportunidades para trabalhos terapêuticos e de pesquisa. O fotômetro integrado permite definir e controlar a potência de irradiação. A configuração discreta do tempo e a configuração suave da frequência dos pulsos de irradiação são convenientes para operar o dispositivo. A simplicidade de controle permite a utilização do dispositivo pela equipe de enfermagem.

Figura 20 – Aparelho terapêutico a laser “Alpha 1M”

As características técnicas do dispositivo são apresentadas na Tabela 1.

Mesa 7 - Características técnicas do aparelho terapêutico a laser “Alpha 1M”

No início dos anos 70, o acadêmico M.M. Krasnov e seus colegas do 2º Instituto Médico de Moscou fizeram esforços para curar o glaucoma (ocorre devido ao fluxo prejudicado do fluido intraocular e, como resultado, ao aumento da pressão intraocular) usando um laser. O tratamento do glaucoma foi realizado com instalações de laser adequadas, criadas em conjunto com físicos.

Unidade oftalmológica a laser "Cimitarra" não tem análogos estrangeiros. Projetado para operações cirúrgicas da parte anterior do olho. Permite tratar glaucoma e catarata sem comprometer a integridade das membranas externas do olho. A instalação utiliza um laser de rubi pulsado. A energia de radiação contida em uma série de vários pulsos de luz varia de 0,1 a 0,2 J. A duração de um pulso individual é de 5 a 70 ns, o intervalo entre os pulsos é de 15 a 20 μs. O diâmetro do ponto de laser é de 0,3 a 0,5 mm. Máquina a laser "Yatagan 4" com duração de pulso de 10-7 s., com comprimento de onda de radiação de 1,08 mícrons e diâmetro de ponto de 50 mícrons. Com essa irradiação do olho, não é a ação térmica, mas sim a ação fotoquímica e até mecânica do feixe de laser (aparecimento de uma onda de choque) que se torna decisiva. A essência do método é que um “tiro” de laser de certa potência é direcionado para o canto da câmara anterior do olho e forma um “canal” microscópico para a saída de fluido e, assim, restaura as propriedades de drenagem da íris, criando uma saída normal de fluido intraocular. Neste caso, o feixe de laser passa livremente pela córnea transparente e “explode” na superfície da íris. Nesse caso, não é uma queimação, que leva a processos inflamatórios na íris e à rápida eliminação do ducto, mas sim à perfuração de um buraco. O procedimento leva aproximadamente 10 a 15 minutos. Normalmente, 15 a 20 orifícios (dutos) são perfurados para a saída do fluido intraocular.

Na Clínica de Doenças Oculares de Leningrado da Academia Médica Militar, um grupo de especialistas liderado pelo Professor Doutor em Ciências Médicas VV Volkov usou seu método de tratamento de doenças distróficas da retina e da córnea usando um laser de baixa potência LG-75, operando em modo contínuo. Com esse tratamento, uma radiação de baixa potência igual a 25 mW atua na retina do olho. Além disso, a radiação é espalhada. A duração de uma sessão de irradiação não excede 10 minutos. Em 10 a 15 sessões com intervalos de um a cinco dias, os médicos curam com sucesso ceratite, inflamação da córnea e outras doenças inflamatórias. Os regimes de tratamento foram obtidos empiricamente.

Em 1983, o oftalmologista americano S. Trockel expressou a ideia da possibilidade de usar um excimer laser ultravioleta para corrigir a miopia. Em nosso país, pesquisas nessa direção foram realizadas no Instituto de Pesquisa de Microcirurgia Ocular de Moscou, sob a liderança do Professor S.N. Fedorov e A. Semenov.

Para realizar tais operações, uma instalação de laser foi criada em conjunto pelo MNTK “Eye Microsurgery” e pelo Instituto de Física Geral sob a liderança do Acadêmico A. M. Prokhorov. "Perfil 500" com um sistema óptico único que não possui análogos no mundo. Quando exposto à córnea, a possibilidade de queimaduras é completamente eliminada, uma vez que o aquecimento do tecido não excede 4-8°C. A duração da operação é de 20 a 70 segundos, dependendo do grau de miopia. Desde 1993, o “Profile 500” tem sido utilizado com sucesso no Japão, em Tóquio e Osaka, no Centro Inter-regional de Laser de Irkutsk.

Aparelho oftálmico a laser hélio-néon MACDEL-08(JSC MAKDEL-Technologies), mostrado na Figura 11, possui sistema de controle digital, medidor de potência, fonte de radiação de fibra óptica e conjuntos de acessórios ópticos e magnéticos. O dispositivo laser opera a partir de uma rede de corrente alternada com frequência de 50 Hz e tensão nominal de 220 V ± 10%. Permite definir o tempo da sessão (radiação laser) na faixa de 1 a 9.999 segundos com erro não superior a 10%. Possui display digital que permite acertar inicialmente a hora e controlar o tempo até o final do procedimento. Se necessário, a sessão pode ser encerrada antecipadamente. O dispositivo fornece modulação de frequência da radiação laser de 1 a 5 Hz em passos de 1 Hz, além disso, existe um modo de radiação contínua quando a frequência é ajustada para 0 Hz.

Figura 20 - Aparelho oftalmológico a laser MAKDEL-08

Máquina laser infravermelha MACDEL-09 destinado à correção de deficiência visual refrativa acomodativa. O tratamento consiste na realização de 10 a 12 procedimentos por 3 a 5 minutos. Os resultados da terapia duram de 4 a 6 meses. Caso os indicadores de acomodação diminuam, é necessário repetir o curso. O processo de melhoria dos indicadores objetivos da visão se estende por 30 a 40 dias após os procedimentos. Os valores médios da parte positiva da acomodação relativa aumentam continuamente em 2,6 dioptrias. e atingir níveis normais. O aumento máximo na reserva é de 4,0 dioptrias, o mínimo é de 1,0 dioptrias. Estudos reociclográficos mostram um aumento constante no volume de sangue circulante nos vasos do corpo ciliar. O dispositivo permite definir o tempo de sessão do laser de 1 a 9 minutos. O display digital da central permite fazer o ajuste inicial do tempo, bem como controlar o tempo até o final da sessão. Se necessário, a sessão pode ser encerrada antecipadamente. Ao final da sessão de tratamento, o aparelho emite um sinal sonoro de alerta. O sistema de regulação de distância centro a centro permite definir a distância entre os centros dos canais de 56 a 68 mm. A configuração da distância centro a centro necessária pode ser feita através de régua na unidade executiva, ou conforme imagem dos LEDs de referência.

Modelos de laser de argônio ARGUS da Aesculap Meditek (Alemanha) para oftalmologia, utilizado para fotocoagulação da retina. Mais de 500 lasers de argônio são usados ​​somente na Alemanha, e todos operam de forma segura e confiável. ARGUS possui controles convenientes e é compatível com modelos comuns de lâmpadas de fenda da Zeiss e Haag-Streit. O ARGUS está perfeitamente preparado para operação em conjunto com um laser Nd:YAG em um único local de trabalho.

Embora o ARGUS seja projetado como uma unidade única, o suporte do instrumento e a unidade laser podem ser colocados um ao lado do outro ou em locais e salas diferentes, graças a um cabo de conexão de até 10 metros de comprimento. O suporte de instrumentos com altura ajustável proporciona máxima liberdade ao paciente e ao médico. Mesmo que o paciente esteja sentado em uma cadeira de rodas, tratá-lo não é difícil.

Para proteger os olhos, ARGUS integra um filtro controlado de baixo ruído para o médico. O filtro é inserido no feixe de laser quando o pedal é pressionado, ou seja, apenas imediatamente antes do flash laser ser disparado. Fotocélulas e microprocessadores controlam sua posição correta. A iluminação ideal da zona de coagulação é fornecida por um dispositivo especial para guiar o feixe de laser. O micromanipulador pneumático permite o posicionamento preciso do feixe com uma mão.

Características técnicas do dispositivo:

Tipo laser laser de íon de argônio contínuo para tubo cerâmico BeO oftálmico

Ligue a córnea:

na córnea: 50 mW - 3.000 mW para todas as linhas, 50 mW - 1.500 mW para 514 nm

com uma fonte de alimentação com consumo de corrente limitado:

na córnea: 50 mW - 2.500 mW para todas as linhas, 50 mW - 1.000 mW para 514 nm

Feixe piloto de argônio para todas as linhas ou 514 nm, máximo 1 mW

Duração do pulso 0,02 - 2,0 segundos, ajustável em 25 passos ou suavemente

Sequência de pulso 0,1 - 2,5 seg., com intervalos ajustáveis ​​em 24 passos

Iniciando um pulso com um pedal; no modo de sequência de pulso, a série desejada de flashes é ativada pressionando o pedal;

a função é interrompida quando o pedal é liberado

Fornecimento de feixe através de guia de luz, diâmetro de fibra. 50 µm, 4,5 m de comprimento, ambas as extremidades com conector SMA

Opções de controle remoto disponíveis:

controle remoto 1: ajuste manual através de volante;

controle remoto 2: configurando as almofadas de contato do teclado do filme.

Características gerais: display eletroluminescente, display de potência em formato digital e analógico, display digital de todos os outros parâmetros de configuração, display do status operacional (por exemplo, recomendações de serviço) em texto claro

Controle por microprocessador, controle de potência, filtro de proteção para o médico e obturadores no modo de 10 milissegundos

Resfriamento

ar: ventiladores integrados de baixo ruído

água: caudal de 1 a 4 l/min, a uma pressão de 2 a 4 bar e a uma temperatura não superior a 24 °C

A energia da rede elétrica está disponível em três unidades diferentes para você escolher:

AC corrente, monofásico com fio neutro 230 V, 32 A, 50/60 Hz

AC atual, monofásico com consumo máximo de corrente limitado a 25 A

corrente trifásica, três fases e fio neutro, 400 V, 16 A, 50/60 Hz

Registro de resultados: impressão de parâmetros de tratamento usando uma impressora opcional

Dimensões

dispositivo: 95 cm x 37 cm x 62 cm (L x P x A)

mesa: 93cm x 40cm (L x P)

altura da mesa: 70 - 90 cm

"Bisturi Laser" encontrou aplicação em doenças do aparelho digestivo (O.K. Skobelkin), cirurgia plástica da pele e doenças do trato biliar (A.A. Vishnevsky), em cirurgia cardíaca (A.D. Arapov) e muitas outras áreas da cirurgia.

Na cirurgia, são utilizados lasers de CO2, que emitem na região infravermelha invisível do espectro eletromagnético, o que impõe certas condições durante a cirurgia, principalmente nos órgãos internos de uma pessoa. Devido à invisibilidade do feixe de laser e à dificuldade de manipulá-lo (a mão do cirurgião não tem feedback e não sente o momento e a profundidade da dissecção), são utilizadas pinças e ponteiros para garantir a precisão do corte.

As primeiras tentativas de usar lasers em cirurgia nem sempre tiveram sucesso; órgãos próximos foram feridos e o feixe queimou os tecidos. Além disso, se manuseado sem cuidado, o raio laser pode ser perigoso para o médico. Mas apesar destas dificuldades, a cirurgia a laser progrediu. Assim, no início dos anos 70, sob a liderança do acadêmico B. Petrovsky, o professor Skobelkin, o doutor Brekhov e o engenheiro A. Ivanov começaram a criar um bisturi a laser "Bisturi 1"(Figura 12).

Figura 20 - Unidade cirúrgica a laser “Bisturi-1”

A unidade cirúrgica a laser “Bisturi 1” é utilizada para operações no trato gastrointestinal, para estancar sangramentos de úlceras agudas do trato gastrointestinal, para cirurgias plásticas de pele, para tratamento de feridas purulentas e para operações ginecológicas. Foi utilizado um laser de CO2 de emissão contínua com potência de saída do guia de luz de 20 W. O diâmetro do ponto do laser é de 1 a 20 mícrons.

Um diagrama do mecanismo de ação da luz laser de CO2 no tecido é apresentado na Figura 13.

Figura 20 - Diagrama do mecanismo de ação da luz laser CO2 no tecido

Com bisturi a laser, as operações são realizadas sem contato, a luz do laser de CO2 tem efeitos anti-sépticos e antiblásticos e forma-se um denso filme de coagulação, que garante hemostasia eficaz (lúmens dos vasos arteriais até 0,5 mm e vasos venosos até 1 mm em diâmetro são soldados e não requerem ligaduras), cria uma barreira contra agentes infecciosos (incluindo vírus) e tóxicos, ao mesmo tempo que fornece elásticos altamente eficazes, estimula a regeneração do tecido pós-traumático e evita cicatrizes (ver diagrama).

"Laserizado"(Instrument Engineering Design Bureau) é construído com base em lasers semicondutores emitindo um comprimento de onda de 1,06 mícrons. O dispositivo é caracterizado por alta confiabilidade, pequenas dimensões e peso. A radiação é entregue ao tecido biológico através de uma unidade de laser ou usando um guia de luz. A radiação principal é direcionada pela iluminação piloto de um laser semicondutor. Classe de risco de laser 4 de acordo com GOST R 50723-94, classe de segurança elétrica I com proteção tipo B de acordo com GOST R 50267.0-92.

Dispositivo cirúrgico a laser "Lanceta-1"(Figura 14) é um modelo de laser de CO2 projetado para operações cirúrgicas em diversas áreas da prática médica.

Figura 20 - Dispositivo cirúrgico a laser “Lancet-1”

O aparelho tem design horizontal, é portátil, possui embalagem original em forma de case e atende aos mais modernos requisitos dos sistemas cirúrgicos a laser tanto em termos de capacidade técnica quanto na garantia de ótimas condições de trabalho ao cirurgião, facilidade de controle e projeto.

As características técnicas do dispositivo são apresentadas na Tabela 2.

Tabela 7 - Características técnicas do dispositivo cirúrgico a laser “Lancet-1”

6. Equipamento médico a laser desenvolvido pela KBAS

Acessório óptico universal ( NÃO VOCE) para lasers como LGN-111, LG-75-1(Figura 15) foi projetado para focar a radiação laser no guia de luz e alterar o diâmetro do ponto durante a irradiação externa.

Figura 20 - Acessório óptico universal (OU)

O acessório é utilizado no tratamento de diversas doenças associadas a distúrbios circulatórios, por meio da inserção de um guia de luz na veia e irradiação do sangue, bem como no tratamento de doenças dermatológicas e reumáticas. O acessório é fácil de usar, facilmente montado no corpo do laser e rapidamente ajustado ao modo de operação. Durante a irradiação externa, o diâmetro do ponto é alterado movendo a lente condensadora.

As características técnicas do LEU são apresentadas na Tabela 3.

Tabela 7 - Características técnicas do LEU

Unidade fisioterapêutica "Sprut-1"(Figura 16) destina-se ao tratamento de diversas doenças em diversas áreas da medicina: traumatologia, dermatologia, odontologia, ortopedia, reflexologia, neuralgia.

Figura 20 - Unidade de fisioterapia a laser “Sprut-1”

O tratamento com a instalação Sprut-1 garante ausência de reações alérgicas, indolor e assepticidade, além de levar a uma redução significativa no tempo de tratamento e economia de medicamentos.

O princípio de funcionamento baseia-se na utilização do efeito estimulante da energia da radiação laser com comprimento de onda de 0,63 mícrons.

A instalação é composta por um emissor cuja posição é suavemente ajustável em relação ao plano horizontal, uma fonte de alimentação com contador do número de arranques e um contador do tempo total de funcionamento da instalação.

O emissor e a fonte de alimentação são montados em um suporte móvel leve.

As características técnicas da instalação do Sprut-1 são apresentadas na Tabela 4.

Tabela 7 - Características técnicas da instalação fisioterapêutica “Sprut-1”

Unidade de terapia oftalmológica a laser "Lota"(Figura 17) é utilizado no tratamento de erosões e úlceras de natureza trófica, após lesões, queimaduras, ceratites e ceratoconjuntivites, ceratopatias pós-operatórias, bem como para acelerar o processo de enxerto de enxerto durante o transplante de córnea.

Figura 20 - Unidade terapêutica oftalmológica a laser “Lota”

As características técnicas da instalação são apresentadas na Tabela 5.

Tabela 7 - Características técnicas do sistema laser “Lota”

Máquina médica a laser "Almitsin"(Figura 18) é utilizado em terapia, odontologia, tisiologia, pneumologia, dermatologia, cirurgia, ginecologia, proctologia e urologia. Métodos de tratamento: efeito bactericida, estimulação da microcirculação na origem do dano, normalização dos processos imunológicos e bioquímicos, melhoria da regeneração, aumento da eficácia da terapia medicamentosa.

Figura 20 - Dispositivo médico a laser “Almitsin”

As características técnicas da instalação são apresentadas na Tabela 6.

Tabela 7 - Características técnicas do sistema laser médico “Almitsin”

Fibra ótica "Ariadne-10"(Figura 19) é proposto para substituir o mecanismo de transmissão de radiação articulado em espelho, de baixa mobilidade e inercial, para instalações cirúrgicas (tipo Bisturi-1) utilizando lasers de CO2.

Os principais elementos do acessório são: dispositivo de entrada de radiação e guia de luz para cirurgia geral.

Figura 20 – Acessório de fibra óptica “Ariadna-10”

O guia de luz do acessório funciona em conjunto com um dispositivo de exaustão de fumaça, o que permite remover simultaneamente do espaço cirúrgico os produtos da interação da radiação com os tecidos biológicos durante a realização das operações cirúrgicas.

Graças à flexibilidade do guia de luz, as possibilidades de utilização de sistemas cirúrgicos a laser com lasers de CO2 são significativamente ampliadas.

As características técnicas da instalação são apresentadas na Tabela 7.

Tabela 7 - Características técnicas do acessório de fibra óptica “Ariadna-10”

O diagrama de fixação é mostrado na Figura 20.

Figura 20 - Diagrama do acessório de fibra óptica “Ariadna-10”

Lista de fontes usadas

1. Zakharov V.P., Shakhmatov E.V. Tecnologia laser: livro didático. mesada. - Samara: Editora Samar. estado aeroespacial Universidade, 2006. - 278 p.

2. Manual de tecnologia laser. Por. do alemão. M., Energoatomizdat, 1991. - 544 p.

3. Zhukov B.N., Lysov N.A., Bakutsky V.N., Anisimov V.I. Palestras sobre medicina a laser: livro didático. - Samara: Mídia, 1993. - 52 p.

4. Utilização da unidade cirúrgica a laser “Bisturi-1” para tratamento de doenças dentárias. - M.: Ministério da Saúde da URSS, 1986. - 16 p.

5. Kanyukov V.N., Teregulov N.G., Vinyarsky V.F., Osipov V.V. Desenvolvimento de soluções científicas e técnicas em medicina: livro didático. - Orenburg: OSU, 2000. - 255 p.

A cirurgia a laser utiliza uma fonte de luz laser (feixe de laser) para remover tecidos doentes ou tratar vasos sanguíneos. Alternativamente, o laser é usado para fins cosméticos; pode remover rugas, manchas ou tatuagens.

Existem vários tipos diferentes de lasers, cada um com usos e especificações diferentes. Os centros cirúrgicos a laser utilizam três tipos de laser: dióxido de carbono (CO 2); laser YAG; e impulso.

Objetivos da cirurgia a laser

A cirurgia a laser é usada para:

• cortar ou destruir o tecido doente sem danificar o tecido saudável,
• redução ou destruição de tumores e lesões,
• fechando terminações nervosas para reduzir a dor pós-operatória,
• cauterização (endurecimento) dos vasos sanguíneos para reduzir a perda de sangue,
• selando vasos linfáticos para minimizar o inchaço,
• remoção de manchas, verrugas, tatuagens,
• reduzindo o aparecimento de rugas na pele.

Medidas de precaução

Alguns tipos de cirurgia a laser não devem ser realizados em mulheres grávidas, pessoas com doenças cardíacas graves, doenças cardíacas ou outros problemas graves de saúde.

Além disso, como alguns procedimentos cirúrgicos a laser são realizados sob anestesia geral, os riscos da cirurgia devem ser amplamente discutidos com o anestesista.

Cirurgia a laser: descrição

O laser pode ser usado para realizar quase qualquer procedimento cirúrgico. As clínicas de cirurgia a laser usam uma variedade de sistemas de laser que podem cortar, coagular, vaporizar e remover tecidos. A maioria dos centros de cirurgia a laser usa dispositivos a laser originais para realizar procedimentos padrão e não padrão. Ao usar um laser, um cirurgião experiente e treinado pode realizar uma variedade de tarefas, reduzindo significativamente a perda de sangue, o desconforto pós-operatório do paciente, a probabilidade de infecção da ferida, a propagação de certos tipos de câncer e minimizando a extensão da cirurgia (em alguns casos ).

Os lasers são extremamente úteis em cirurgias abertas e laparoscópicas. As aplicações cirúrgicas comuns do laser incluem cirurgia de mama, remoção da vesícula biliar, ressecção intestinal, hemorroidectomia e muitas outras.

Aplicação de laser

A cirurgia a laser costuma ser um procedimento padrão para especialistas na área de:

O uso regular de laser é praticado para:

• eliminando toupeiras,
• remoção de tecidos ou tumores benignos, pré-cancerosos ou cancerosos,

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• remoção de amígdalas,
• depilação ou transplante.

Os lasers também são usados ​​para tratar:

Benefícios da cirurgia a laser

Freqüentemente chamados de “cirurgia sem sangue”, os procedimentos a laser geralmente resultam em menos sangramento do que a cirurgia convencional. O calor gerado pelo laser reduz o risco de infecção. Como é necessária uma incisão menor, os procedimentos a laser geralmente levam menos tempo do que as cirurgias tradicionais. A vedação de vasos sanguíneos e nervos reduz sangramento, inchaço, cicatrizes, dor e tempo de recuperação.

Diagnóstico e preparação

Como a cirurgia a laser é usada para tratar uma ampla variedade de condições, o paciente deve receber instruções detalhadas do médico sobre como se preparar para o procedimento específico.

Cuidados posteriores

A maioria das cirurgias a laser pode ser realizada em regime ambulatorial, e os pacientes normalmente podem deixar o hospital ou consultório médico assim que seus sinais vitais se estabilizarem.

O seu médico pode prescrever um analgésico (analgésico) após a cirurgia. O tempo necessário para a recuperação após a cirurgia depende da complexidade da operação e das características individuais do paciente.

Cirurgia a laser: riscos

A cirurgia a laser pode envolver riscos que não estão associados aos procedimentos cirúrgicos tradicionais. O feixe de laser, quando combinado com energia e absorção suficientemente altas, pode inflamar roupas, papéis e cabelos. O risco de disparo do laser aumenta na presença de oxigênio. Também é importante proteger-se de choques elétricos, pois os lasers requerem alta voltagem.

O feixe de laser pode afetar tecidos saudáveis ​​e, nesse caso, causa danos dolorosos. Erros ou imprecisões na cirurgia a laser podem prejudicar a visão do paciente ou deixar cicatrizes na pele.

Todos os riscos, cuidados e possíveis complicações devem ser discutidos com o paciente pelo médico.

Negação de responsabilidade: As informações apresentadas neste artigo sobre cirurgia a laser têm como objetivo apenas informar o leitor. Não se destina a substituir o conselho de um profissional de saúde.

Lasers na medicina: vários aspectos de aplicação

No início, após a invenção dos lasers, poucos poderiam imaginar que estas ferramentas de luz poderiam curar ou melhorar o bem-estar físico de uma pessoa. Mas médicos e pesquisadores médicos perceberam rapidamente seu potencial, e o número de aplicações médicas do laser aumenta a cada ano. Por exemplo, corte de tecido em procedimentos cirúrgicos; mudar o formato da córnea para melhorar a visão; limpar artérias obstruídas; queima de cáries e clareamento dental; remoção de pelos indesejados, rugas, manchas e sardas; mudando o formato do rosto em cirurgia plástica.

A chegada do “bisturi laser”

Os primeiros testadores de lasers médicos disseram que havia operações cirúrgicas que eram difíceis de realizar com um bisturi comum e que um feixe de laser poderia ser usado em seu lugar. Seus experimentos mostraram que um feixe de laser de dióxido de carbono bem focado poderia cortar tecido humano com facilidade e precisão. O cirurgião pode direcionar o feixe em qualquer ângulo usando um espelho montado em um braço metálico móvel.

Vários benefícios da cirurgia a laser tornaram-se rapidamente aparentes. Primeiramente, o feixe de luz é homogêneo, ou seja, a energia transmitida pelo laser por unidade de tempo é constante.

A foto mostra uma cirurgia cardíaca aberta. O médico usa uma sonda a laser para criar pequenos orifícios no coração do paciente para aumentar o fluxo sanguíneo para o órgão.

Portanto, se a viga se move, o corte que ela faz (incisão) tem profundidade constante; ao mesmo tempo, ao usar um bisturi, o médico pode acidentalmente fazer parte da incisão muito profunda. A segunda vantagem de um laser cirúrgico é que o feixe quente cauteriza (ou sela) os vasos sanguíneos abertos à medida que se move (isso funciona bem principalmente para pequenos vasos, como os da pele. O médico ainda deve selar os grandes vasos sanguíneos usando métodos tradicionais) . Outra vantagem é que as células do tecido humano não conduzem muito bem o calor, de modo que a pele, ou qualquer outro tecido próximo ao corte a laser, não fica muito quente ou danificado pelo feixe. Esta vantagem da cirurgia a laser é muito útil quando o campo cirúrgico é limitado a uma pequena área cercada por tecidos ou órgãos saudáveis.

Deve-se notar que um “bisturi laser” não é necessariamente a melhor ferramenta para todas as operações. Alguns médicos acreditam que, embora o laser seja útil em algumas situações, ele nunca poderá substituir completamente o bisturi. Outros são mais otimistas e veem o dia em que lasers mais avançados substituirão totalmente o bisturi.

O segundo ponto de vista pode ser mais preciso, uma vez que o uso cirúrgico de lasers está evoluindo rapidamente. Os lasers foram inicialmente considerados mais eficazes para operações em áreas do corpo de fácil acesso, incluindo pele, boca, nariz, orelhas e olhos. Mas, nos últimos anos, os médicos demonstraram progressos significativos no desenvolvimento da tecnologia laser para uso em diagnóstico e cirurgia de órgãos internos. É claro que, para poder controlar o feixe de laser, o médico deve ver o interior do corpo. Em alguns casos, este problema pode ser facilmente resolvido criando uma incisão e abrindo a área a ser operada. Mas há situações em que isso pode ser evitado.

Limpando artérias com luz

Por exemplo, os lasers estão sendo cada vez mais usados ​​para limpar as placas plaquetárias das artérias humanas. A placa plaquetária é uma substância espessa e gordurosa que pode se acumular nas paredes internas das artérias. Com o tempo, os vasos sanguíneos podem ficar tão obstruídos que o sangue deixa de fluir normalmente e isso pode causar um ataque cardíaco ou acidente vascular cerebral, o que é muito perigoso e pode ser fatal. O método tradicional de remoção da placa bacteriana, que envolve abrir o tórax e fazer várias incisões, é uma operação longa e às vezes arriscada. Além disso, é caro e requer várias semanas para se recuperar.

Uma alternativa eficaz é usar um feixe de laser para queimar a placa. Um papel fundamental para garantir um resultado positivo deste trabalho é a capacidade do médico de ver o interior da artéria e direcionar o feixe. Esta é outra área onde a combinação de fibra óptica e lasers é uma ferramenta milagrosa moderna. Uma fibra óptica anexada a uma pequena câmera pode ser inserida na artéria. Este sensor em miniatura permite que médicos e enfermeiros observem uma segunda fibra inserida na artéria para queimar a placa com flashes de luz.

A técnica é a seguinte. Um conjunto de fibra óptica é inserido em um vaso sanguíneo em um braço ou perna e movido lentamente em direção ao coração e à artéria bloqueada. Quando a matriz chega ao seu destino, o laser emite luz e destrói a placa. O vapor resultante é sugado através de um pequeno tubo oco que é inserido junto com as fibras ópticas. Após a limpeza da artéria, o médico remove as fibras e o tubo - a operação está concluída. Este procedimento médico é conhecido como angioplastia a laser. Tem várias vantagens óbvias. Primeiro, não é necessário cortar o tecido (exceto uma pequena incisão no vaso para introduzir as fibras). Além disso, há pouca ou nenhuma perda de sangue e o paciente se recupera completamente em 1 a 2 dias.

A angioplastia a laser apresenta vários riscos potenciais que devem ser considerados. Primeiro, quando o feixe de laser atinge a placa, ele deve ser direcionado com muita precisão, porque mesmo um leve erro pode cortar a parede da artéria e causar sangramento grave. Neste caso, ainda será necessário abrir o tórax do paciente. O segundo problema está associado a pequenas partículas de material que permanecem após a queima da placa.

Os cirurgiões usam um pequeno laser para cortar tecido na cirurgia da vesícula biliar. O laser e a pequena câmera são inseridos no umbigo, portanto, nenhuma incisão abdominal é necessária.

Se entrarem na corrente sanguínea, podem causar bloqueios em pequenos vasos sanguíneos, levando a complicações ainda maiores. Felizmente, o progresso tecnológico contínuo reduziu significativamente estes riscos e o número de operações bem-sucedidas aumenta constantemente.

Tratamento ocular e remodelagem da córnea com laser

Alguns dos avanços mais notáveis ​​nos lasers médicos ocorreram no campo da oftalmologia, o estudo da estrutura e das doenças oculares. Uma das razões pelas quais os raios laser são tão úteis no tratamento ocular é o fato de que a córnea – a cobertura que envolve o globo ocular e permite a entrada de luz no olho – é transparente. Graças a isso, a córnea transmite o feixe de laser da mesma forma que a luz comum, ou seja, o feixe não a afeta.

Em primeiro lugar, o laser é muito útil na remoção de vasos sanguíneos estranhos que podem se formar na retina, a membrana fina e sensível à luz na parte posterior do globo ocular. É na retina que se formam as imagens dos objetos que o olho vê. Às vezes, danos à retina podem levar à cegueira, mais comumente causada nos Estados Unidos pela diabetes (uma doença caracterizada por níveis elevados de açúcar no sangue), onde, em alguns casos avançados, centenas de pequenos vasos sanguíneos extras se formam na retina. Isto resulta no bloqueio da luz proveniente da superfície da membrana, causando cegueira parcial ou completa.

Um laser de argônio é mais frequentemente usado para tratar essas condições. O médico direciona o feixe através da córnea e queima o plexo de vasos sanguíneos que cobre a retina. O procedimento leva apenas alguns minutos e pode ser realizado em consultório médico. O laser também pode reparar um descolamento de retina, a parte da retina que se separou da parte posterior do globo ocular. Antes do advento dos lasers, os descolamentos de retina tinham que ser reparados manualmente e, como a retina é muito frágil, esta era uma operação muito difícil. Usando um laser de argônio, um médico pode, grosso modo, “soldar” a parte rasgada da retina. Uma coincidência interessante: Gordon Gould, um dos primeiros inventores do laser, posteriormente foi submetido a uma cirurgia de retina com este instrumento.

Outra doença ocular é o glaucoma, caracterizado pelo acúmulo de líquido no olho. Normalmente, os fluidos naturais do olho são drenados pouco a pouco e o olho permanece saudável. Nos olhos afetados pelo glaucoma, o líquido não drena adequadamente e seu acúmulo afeta a visão; às vezes isso leva à cegueira. Em alguns casos, o glaucoma pode ser tratado com medicamentos. No entanto, se isso não funcionar, muitos médicos usam o laser para evitar a cirurgia tradicional. O laser faz um furo em um local pré-determinado e o líquido flui através dele. Novamente, o tratamento pode ser feito em um consultório médico e não em um hospital.