الاتجاهات الرئيسية لاستخدام إشعاع الليزر في الطب. تطبيقات الليزر في الطب

الليزر(اختصار من الحروف الأولى للغة الإنجليزية. تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المحفز للإشعاع - تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المحفز; مزامنة. مولد الكم البصري) هو جهاز تقني يصدر إشعاعات كهرومغناطيسية مركزة على شكل شعاع في المدى من الأشعة تحت الحمراء إلى الأشعة فوق البنفسجية، والتي لها تأثيرات طاقة وبيولوجية عالية. L. في عام 1955 من قبل N. G. Basov، A. M. Prokhorov (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية) وCh. Townes (الولايات المتحدة الأمريكية)، الذين حصلوا على جائزة نوبل عام 1964 لهذا الاختراع.

الأجزاء الرئيسية لليزر هي سائل التشغيل، أو الوسط النشط، ومصباح المضخة، ومرنان المرآة (الشكل 1). يمكن أن يكون إشعاع الليزر مستمرًا أو نابضًا. يمكن أن تعمل ليزرات أشباه الموصلات في كلا الوضعين. نتيجة وميض ضوء قوي من مصباح المضخة، تتحرك إلكترونات المادة الفعالة منها حالة الهدوءمتحمس. من خلال التأثير على بعضها البعض، فإنها تخلق سيلًا من الفوتونات الضوئية. تنعكس هذه الفوتونات من الشاشات الرنانة، وتخترق شاشة المرآة الشفافة، كشعاع ضيق أحادي اللون من ضوء عالي الطاقة.

يمكن أن يكون سائل عمل الزجاج صلبًا (بلورات الياقوت الاصطناعي مع إضافة الكروم، وبعض أملاح التنغستن والموليبدينوم، وأنواع مختلفة من الزجاج مع خليط من النيوديميوم وبعض العناصر الأخرى، وما إلى ذلك)، وسائل (بيريدين، البنزين والتولوين والبرومونافثالين والنيتروبنزين وما إلى ذلك) والغاز (خليط من الهيليوم والنيون وبخار الهيليوم والكادميوم والأرجون والكريبتون وثاني أكسيد الكربون وما إلى ذلك).

لنقل ذرات سائل العمل إلى حالة مثارة، يمكنك استخدام الإشعاع الضوئي، وتدفق الإلكترونات، والتدفق الجسيمات المشعة، الكيمياء. رد فعل.

فإذا تصورنا الوسط النشط عبارة عن بلورة ياقوتية صناعية ممزوجة بالكروم، صممت أطرافها المتوازية على شكل مرآة ذات انعكاس داخلي وأحدها نصف شفاف، وتضيء هذه البلورة فلاش قويمصباح المضخة، ثم نتيجة لهذه الإضاءة القوية أو، كما يطلق عليه عادة، الضخ البصري، فإن عددا أكبر من ذرات الكروم سوف يدخل في حالة مثارة.

وبالعودة إلى الحالة الأرضية، تبعث ذرة الكروم فوتونًا تلقائيًا، والذي يصطدم بذرة الكروم المثارة، مما يؤدي إلى طرد فوتون آخر. هذه الفوتونات، بدورها، تجتمع مع ذرات الكروم الأخرى المثارة، وتطرد الفوتونات مرة أخرى، وتزداد هذه العملية مثل الانهيار الجليدي. ويتزايد تدفق الفوتونات المنعكسة بشكل متكرر من أطراف المرآة حتى تصل كثافة الطاقة الإشعاعية إلى قيمة محددة كافية للتغلب على المرآة الشفافة، وتنفجر على شكل نبضة من الإشعاع المتماسك أحادي اللون (الموجه بدقة)، الطول الموجي وهو 694.3 نانومتر ومدة النبضة 0.5-1.0 مللي ثانية مع طاقة من الكسور إلى مئات الجول.

يمكن تقدير طاقة التوهج الضوئي باستخدام المثال التالي: كثافة طاقة الطيف الكلية على السطح الشمسي هي 104 واط/سم2، وشعاع مركز من ضوء بقدرة 1 ميجاوات يخلق شدة إشعاع عند تركيز يصل إلى 1013 وات/سم2 .

إن أحادية اللون والتماسك وزاوية انحراف الشعاع الصغيرة وإمكانية التركيز البصري تجعل من الممكن الحصول على تركيز عالٍ من الطاقة.

يمكن توجيه شعاع الليزر المركز على مساحة عدة ميكرونات. وهذا يحقق تركيزًا هائلاً للطاقة ويخلق درجة حرارة عالية جدًا في الجسم المشعع. يذيب إشعاع الليزر الفولاذ والماس ويدمر أي مادة.

أجهزة الليزر ومجالات تطبيقها

الخصائص الخاصة لإشعاع الليزر - الاتجاهية العالية والتماسك وأحادية اللون - تفتح فرصًا كبيرة عمليًا لاستخدامه في مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا والطب.

للعسل يتم استخدام أجهزة ليزر مختلفة للأغراض التي يتم تحديد قوة إشعاعها حسب أهداف العلاج الجراحي أو العلاجي. اعتمادا على شدة التشعيع وخصائص تفاعله مع الأنسجة المختلفة، يتم تحقيق آثار التخثر والاستئصال والتحفيز والتجديد. في الجراحة وطب الأورام وطب العيون، يتم استخدام الليزر بقوة عشرات الواط، وللحصول على تأثيرات محفزة ومضادة للالتهابات، يتم استخدام الليزر بقوة عشرات الملي واط.

بمساعدة L. من الممكن نقل عدد كبير من المحادثات الهاتفية في نفس الوقت والتواصل على الأرض وفي الفضاء وتحديد موقع الأجرام السماوية.

يسمح الاختلاف الصغير لشعاع الليزر باستخدامها في ممارسة المسح، وبناء الهياكل الهندسية الكبيرة، لهبوط الطائرات، وفي الهندسة الميكانيكية. تُستخدم أشعة الليزر الغازية للحصول على صور ثلاثية الأبعاد (تصوير ثلاثي الأبعاد). تُستخدم أنواع مختلفة من أجهزة تحديد المدى بالليزر على نطاق واسع في الممارسة الجيوديسية. L. تستخدم في الأرصاد الجوية للسيطرة على التلوث بيئة، في تكنولوجيا القياس والحوسبة، وصنع الأدوات، لمعالجة الأبعاد للدوائر الإلكترونية الدقيقة، وبدء العمليات الكيميائية ردود الفعل، الخ.

في تكنولوجيا الليزر، يتم استخدام كل من ليزر الحالة الصلبة والغاز ذو التأثير النبضي والمستمر. لقطع وحفر ولحام مختلف المواد عالية القوة - الفولاذ والسبائك والماس وأحجار الساعة - يتم إنتاج أنظمة الليزر على ثاني أكسيد الكربون (LUND-100، TILU-1، Impulse)، على النيتروجين (Signal-3)، على روبي (LUCH- 1M، K-ZM، LUCH-1 P، SU-1)، على زجاج النيوديميوم (Kvant-9، Korund-1، SLS-10، Kizil)، إلخ. تستخدم معظم عمليات تكنولوجيا الليزر الحرارة تأثير الضوء الناتج عن امتصاصه للمواد المعالجة. ولزيادة كثافة التدفق الإشعاعي وتحديد منطقة المعالجة، يتم استخدام الأنظمة البصرية. ومن مميزات تقنية الليزر ما يلي: كثافة الطاقة الإشعاعية العالية في منطقة المعالجة، مما يعطي التأثير الحراري اللازم في وقت قصير؛ موقع الإشعاع المؤثر، بسبب إمكانية تركيزه، وأشعة الضوء ذات القطر الصغير للغاية؛ منطقة صغيرة متأثرة حرارياً نتيجة التعرض للإشعاع على المدى القصير؛ القدرة على إجراء العملية في أي بيئة شفافة، من خلال النوافذ التكنولوجية. الكاميرات، الخ.

إن الطاقة الإشعاعية لليزر المستخدمة في أدوات التحكم والقياس لأنظمة التوجيه والاتصالات منخفضة، في حدود 1-80 ميجاوات. بالنسبة للدراسات التجريبية (قياس معدلات تدفق السوائل، ودراسة البلورات، وما إلى ذلك)، يتم استخدام أشعة ليزر قوية، وتوليد الإشعاع في الوضع النبضي بقدرة ذروة من كيلووات إلى هيكتوات ومدة نبضة تبلغ 10 -9 -10 -4 ثانية . لمعالجة المواد (القطع، واللحام، والثقوب، وما إلى ذلك)، يتم استخدام أجهزة ليزر مختلفة بقدرة خرج تتراوح من 1 إلى 1000 واط أو أكثر.

تعمل أجهزة الليزر على زيادة كفاءة العمل بشكل كبير. وبالتالي، فإن القطع بالليزر يوفر وفورات كبيرة في المواد الخام، والتثقيب الفوري للثقوب في أي مادة يسهل عمل الحفار، وطريقة الليزر لتصنيع الدوائر الدقيقة تعمل على تحسين جودة المنتجات، وما إلى ذلك. ويمكن القول أن الليزر أصبح أحد الأجهزة الأكثر شيوعا المستخدمة في التطبيقات العلمية والتقنية والطبية. الأهداف.

تعتمد آلية عمل شعاع الليزر على الأنسجة البيولوجية على حقيقة أن طاقة شعاع الضوء تزيد بشكل حاد من درجة الحرارة في منطقة صغيرة من الجسم. يمكن أن ترتفع درجة الحرارة في المنطقة المشععة، وفقًا لـ J. P. Minton، إلى 394 درجة، وبالتالي فإن المنطقة المتغيرة مرضيًا تحترق وتتبخر على الفور. ويمتد التأثير الحراري على الأنسجة المحيطة على مسافة قصيرة جداً، حيث أن عرض شعاع الإشعاع المباشر المركز أحادي اللون يساوي

0.01 ملم. تحت تأثير إشعاع الليزر، لا يحدث تخثر بروتينات الأنسجة الحية فحسب، بل يحدث أيضًا تدميرها المتفجر من عمل نوع من موجة الصدمة. تتشكل موجة الصدمة هذه نتيجة لحقيقة أنه في درجات الحرارة المرتفعة يتحول سائل الأنسجة على الفور إلى حالة غازية. تعتمد ميزات البيول، والإجراءات على الطول الموجي، ومدة النبض، والطاقة، وطاقة إشعاع الليزر، وكذلك على بنية وخصائص الأنسجة المشععة. ما يهم هو اللون (التصبغ) والسمك والكثافة ودرجة امتلاء الأنسجة بالدم وفيزيولوجيتها وحالتها ووجود الباتول والتغيرات فيها. كلما زادت قوة إشعاع الليزر، كلما كان اختراقه أعمق وكان تأثيره أقوى.

وفي الدراسات التجريبية تمت دراسة تأثير الإشعاع الضوئي بنطاقاته المختلفة على الخلايا والأنسجة والأعضاء (الجلد والعضلات والعظام والأعضاء الداخلية وغيرها). وتختلف النتائج عن التأثيرات الحرارية والإشعاعية. بعد تأثير مباشرإشعاع الليزر على الأنسجة والأعضاء، تظهر فيها آفات محدودة متفاوتة المساحة والعمق، حسب طبيعة النسيج أو العضو. عندما يقوم الجستول بدراسة الأنسجة والأعضاء المعرضة لـ L.، يمكن تحديد ثلاث مناطق من تغيرات المورفول فيها: منطقة نخر التخثر السطحي؛ منطقة النزف والتورم. منطقة التغيرات التصنعية والنخرية في الخلية.

الليزر في الطب

إن تطوير الليزر النبضي، وكذلك الليزر المستمر، القادر على توليد إشعاع ضوئي بكثافة طاقة عالية، قد خلق الظروف الملائمة لاستخدام الليزر على نطاق واسع في الطب. بحلول نهاية السبعينيات. القرن ال 20 بدأ استخدام أشعة الليزر للتشخيص والعلاج في مختلف مجالات الطب - الجراحة (بما في ذلك طب الرضوح، القلب والأوعية الدموية، جراحة البطن، جراحة الأعصاب، إلخ)> طب الأورام، طب العيون، طب الأسنان. وينبغي التأكيد على أن مؤسس الأساليب الحديثة لجراحة العيون المجهرية بالليزر هو طبيب العيون السوفيتي، الأكاديمي في أكاديمية العلوم الطبية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية م.م. كراسنوف. كانت هناك احتمالات للاستخدام العملي لـ L. في العلاج والعلاج الطبيعي وما إلى ذلك. وترتبط بالفعل الدراسات الطيفية والجزيئية للأجسام البيولوجية ارتباطًا وثيقًا بتطوير التحليل الطيفي لانبعاث الليزر والامتصاص والقياس الطيفي الفلوري باستخدام L. القابل للضبط بالتردد، ليزر رامان التحليل الطيفي. تعمل هذه الطرق، إلى جانب زيادة حساسية ودقة القياسات، على تقليل وقت التحليل، مما وفر توسعًا حادًا في نطاق البحث لتشخيص الأمراض المهنية، ومراقبة استخدام الأدوية، في مجال الطب الشرعي، إلخ. وبالاشتراك مع الألياف الضوئية، يمكن استخدام طرق التحليل الطيفي بالليزر لتصوير تجويف الصدر بالأشعة السينية وفحص الأوعية الدموية وتصوير الأعضاء الداخلية لدراسة وظائفها ووظائفها واكتشاف الأورام.

دراسة وتحديد الجزيئات الكبيرة (DNA، RNA، إلخ) والفيروسات، والمناعة، والأبحاث، ودراسة الحركية والبيول، ونشاط الكائنات الحية الدقيقة، ودوران الأوعية الدقيقة في الأوعية الدموية، وقياس معدلات تدفق البيول، والسوائل - المجالات الرئيسية للتطبيق طرق قياس طيف رايلي ودوبلر بالليزر، وهي طرق سريعة حساسة للغاية تسمح بإجراء القياسات بتركيزات منخفضة للغاية للجسيمات قيد الدراسة. بمساعدة L.، يتم إجراء تحليل طيفي مجهري للأنسجة، مسترشدا بطبيعة المادة التي تبخرت تحت تأثير الإشعاع.

قياس جرعات إشعاع الليزر

فيما يتعلق بالتقلبات في قوة الجسم النشط لـ L.، وخاصة الغاز (على سبيل المثال، الهيليوم النيون)، أثناء تشغيلها، وكذلك وفقًا لمتطلبات السلامة، يتم إجراء مراقبة قياس الجرعات بشكل منهجي باستخدام مقاييس الجرعات الخاصة المعايرة وفقًا للمعايير عدادات الطاقة المرجعية، خاصة النوع IMO-2، والمعتمدة من قبل الدولة الخدمة المترولوجية. يتيح لك قياس الجرعات تحديد الجرعات العلاجية الفعالة وكثافة الطاقة، التي تحدد البيول، وفعالية إشعاع الليزر.

الليزر في الجراحة

المجال الأول لتطبيق L. في الطب كان الجراحة.

دواعي الإستعمال

إن قدرة شعاع L. على تشريح الأنسجة مكنت من إدخاله في الممارسة الجراحية. كان التأثير المبيد للجراثيم وخصائص التخثر لـ "مشرط الليزر" بمثابة الأساس لاستخدامه في عمليات الجهاز الهضمي. المسالك البولية، والأعضاء المتني، أثناء عمليات جراحة الأعصاب، في المرضى الذين يعانون من زيادة النزيف (الهيموفيليا، مرض الإشعاع، وما إلى ذلك).

يتم استخدام ليزر الهيليوم-نيون وثاني أكسيد الكربون بنجاح في بعض الأمراض والإصابات الجراحية: الجروح والقروح المصابة وغير القابلة للشفاء على المدى الطويل، والحروق، والتهاب باطنة الشريان، وتشوه التهاب المفاصل، والكسور، وزرع الجلد ذاتيًا على أسطح الحروق، والخراجات والبلغم. الأنسجة الرخوة، الخ. آلات الليزر "المشرط" و"النبض" مصممة لقطع العظام والأنسجة الرخوة. لقد ثبت أن إشعاع L. يحفز عمليات التجديد، مما يغير مدة مراحل عملية الجرح. على سبيل المثال، بعد فتح القرح وعلاج جدران تجاويف L.، يتم تقليل وقت شفاء الجروح بشكل كبير مقارنة بطرق العلاج الأخرى بسبب تقليل عدوى سطح الجرح، وتسريع تطهير الجرح من القيح النخري الجماهير وتشكيل التحبيب والظهارة. أظهرت دراسات جيستول وسيتول زيادة في العمليات التعويضية بسبب زيادة تخليق الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي (DNA) في سيتوبلازم الخلايا الليفية ومحتوى الجليكوجين في سيتوبلازم الكريات البيض المتعادلة والبلاعم، وانخفاض عدد الكائنات الحية الدقيقة و عدد الارتباطات الميكروبية في إفرازات الجرح، وانخفاض في بيول، ونشاط المكورات العنقودية المسببة للأمراض.

المنهجية

يتم تقسيم الآفة (الجرح، القرحة، سطح الحروق، وما إلى ذلك) بشكل تقليدي إلى مجالات. يتم تشعيع كل حقل يوميًا أو كل يوم أو يومين باستخدام أشعة ليزر منخفضة الطاقة (10-20 ميجاوات) لمدة 5-10 دقائق. مسار العلاج هو 15-25 جلسة. إذا لزم الأمر، بعد 25-30 يوما يمكنك تكرار الدورة. عادة لا يتم تكرارها أكثر من 3 مرات.

استخدام الليزر في الجراحة (من مواد إضافية)

بدأت الدراسات التجريبية لدراسة تأثير إشعاع الليزر على الأجسام البيولوجية في 1963-1964. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية وفرنسا وبعض البلدان الأخرى. تم التعرف على خصائص إشعاع الليزر والتي حددت إمكانية استخدامه في الطب السريري. يتسبب شعاع الليزر في طمس الأوعية الدموية واللمفاوية، وبالتالي يمنع انتشار الخلايا السرطانية الخبيثة ويسبب تأثيرًا مرقئًا. التأثير الحراري لإشعاع الليزر على الأنسجة الموجودة بالقرب من منطقة العملية هو الحد الأدنى، ولكنه كافٍ لضمان تعقيم سطح الجرح. تشفى جروح الليزر بشكل أسرع من الجروح التي يسببها المشرط أو السكين الكهربائي. لا يؤثر الليزر على تشغيل أجهزة الاستشعار المحتملة الكهربية الحيوية. بالإضافة إلى ذلك، يسبب إشعاع الليزر تأثيرًا ديناميكيًا ضوئيًا - حيث يؤدي تدمير الأنسجة التي كانت حساسة للضوء سابقًا، وأشعة الليزر الإكسيمرية المستخدمة، على سبيل المثال، في علم الأورام، إلى تأثير التحلل الضوئي (تدمير الأنسجة). الإشعاع الصادر عن أشعة الليزر منخفضة الطاقة له تأثير محفز على الأنسجة، ولذلك يستخدم لعلاج القرحة الغذائية.

يتم تحديد خصائص أنواع مختلفة من الليزر من خلال الطول الموجي للضوء. وبالتالي، فإن ليزر ثاني أكسيد الكربون بطول موجة 10.6 ميكرون لديه خاصية تشريح الأنسجة البيولوجية، وبدرجة أقل، تخثرها؛ ليزر يعمل على عقيق الألومنيوم الإيتريوم مع النيوديميوم (ليزر YAG) بطول موجة أقصر (1.06 ميكرون)؛ - القدرة على تدمير وتخثر الأنسجة، كما أن قدرته على تشريح الأنسجة تكون قليلة نسبياً.

حتى الآن، يتم استخدام عشرات الأنواع من أنظمة الليزر العاملة في نطاقات مختلفة في الطب السريري. المجال الكهرومغناطيسي(من الأشعة تحت الحمراء إلى الأشعة فوق البنفسجية). يتم إنتاج ليزر ثاني أكسيد الكربون، وليزر الأرجون، وليزر YAG، وما إلى ذلك بكميات كبيرة في الخارج لاستخدامها في الجراحة، ويتم إنتاج ليزر الهيليوم وأشباه الموصلات لأغراض علاجية. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، يتم إنتاج ليزر ثاني أكسيد الكربون من نوع "Yatagan" تجاريًا للاستخدام في طب العيون، والليزر "Scalpel-1"، و"Romashka-1" (لون الشكل 13)، و"Romashka-2" للاستخدام في الجراحة، ليزر الهيليوم النيون من النوع L G-75 وYagoda للأغراض العلاجية، ويتم إعداد ليزر أشباه الموصلات للإنتاج الصناعي.

في منتصف الستينيات. كان الجراحون السوفييت B. M. Khromov، N. F. Gamaleya، S. D. Pletnev من بين أول من استخدم الليزر لعلاج أورام الجلد الحميدة والخبيثة والأغشية المخاطية المرئية. يرتبط تطور جراحة الليزر في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بإنشائها في 1969-1972. عينات متسلسلة من ليزر ثاني أكسيد الكربون السوفييتي. في 1973-1974 A. I. Golovnya و A. A. Vishnevsky (جونيور) وآخرون. بيانات منشورة عن الاستخدام الناجح لليزر ثاني أكسيد الكربون في الجراحة على حلمة فاتر ولأغراض تطعيم الجلد. في عام 1974، أ. أرابوف وآخرون. ذكرت العمليات الأولى لتصحيح تضيق الشريان الرئوي الصمامي التي أجريت باستخدام إشعاع الليزر.

في 1973-1975 موظفو مختبر جراحة الليزر (حاليًا معهد البحث العلمي لجراحة الليزر M3 اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية) تحت قيادة البروفيسور. أجرى أو.ك. سكوبلكينا بحثًا تجريبيًا أساسيًا حول استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون في جراحة البطن والجلد والجراحة القيحية، ومنذ عام 1975 بدأوا في إدخالها في الممارسة السريرية. حاليًا، تم بالفعل تراكم الخبرة في استخدام الليزر في الطب وتم تدريب المتخصصين في جراحة الليزر، وتم إجراء عشرات الآلاف من العمليات باستخدام إشعاع الليزر في المؤسسات الطبية. في معهد أبحاث جراحة الليزر M3 في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، يتم تطوير اتجاهات جديدة لاستخدام تكنولوجيا الليزر، على سبيل المثال، في التدخلات الجراحية بالمنظار، في جراحة القلب والأوعية الدموية، في العمليات الجراحية المجهرية، للعلاج الديناميكي الضوئي، وعلم المنعكسات.

جراحة المريء والمعدة والأمعاء بالليزر. العمليات على أعضاء الجهاز الهضمي. المسالك التي يتم تنفيذها باستخدام أدوات القطع التقليدية، تكون مصحوبة بالنزيف، وتشكيل ورم دموي صغير داخل الأعضاء على طول خط تشريح جدار العضو المجوف، وكذلك إصابة الأنسجة بمحتويات الأعضاء المجوفة على طول خط القطع. استخدام مشرط الليزر جعل من الممكن تجنب ذلك. يتم إجراء العملية في مجال معقم "جاف". في مرضى السرطان، يتم تقليل خطر انتشار الخلايا السرطانية الخبيثة عبر الدم والأوعية الليمفاوية خارج الجرح الجراحي في نفس الوقت. تكون التغيرات الميتة بالقرب من شق الليزر ضئيلة، على عكس الأضرار الناجمة عن أدوات القطع التقليدية والسكاكين الكهربائية. لذلك، تشفى جروح الليزر بأقل تفاعل التهابي. أدت الخصائص الفريدة لمشرط الليزر إلى ظهور محاولات عديدة لاستخدامه في جراحة البطن. ومع ذلك، فإن هذه المحاولات لم تعط التأثير المتوقع، حيث تم إجراء تشريح الأنسجة بتركيز بصري تقريبي وحرية حركة بقعة ضوء شعاع الليزر على طول خط القطع المقصود. وفي الوقت نفسه، لم يكن من الممكن دائمًا إجراء قطع غير دموي من الأنسجة، وخاصة الأنسجة الغنية بالأوعية الدموية، مثل أنسجة المعدة وجدران الأمعاء. يؤدي قطع الأوعية الدموية التي يزيد قطرها عن 1 ملم بالليزر إلى حدوث نزيف غزير؛ يحمي الدم المسكوب من إشعاع الليزر، ويقلل بسرعة من سرعة التشريح، ونتيجة لذلك يفقد الليزر خصائص المشرط. بالإضافة إلى ذلك، هناك خطر حدوث تلف عرضي للأنسجة والأعضاء الأساسية، فضلاً عن ارتفاع درجة حرارة هياكل الأنسجة.

أظهرت أعمال العلماء السوفييت O.K. Skobelkin، E.I. Brekhov، B.N Malyshev، V.A Salyuk (1973) أن التوقف المؤقت للدورة الدموية على طول خط تشريح الأعضاء يجعل من الممكن تحقيق أقصى استفادة من الخصائص الإيجابية لليزر ثاني أكسيد الكربون، بشكل ملحوظ. تقليل منطقة نخر التخثر، وزيادة سرعة القطع، وتحقيق "اللحام البيولوجي" لطبقات الأنسجة المشرحة باستخدام إشعاع الليزر منخفض الطاقة (15-25 واط). هذا الأخير مهم بشكل خاص في جراحة البطن. إن الالتصاق الخفيف الذي يتكون أثناء الشق بسبب تخثر سطح الأنسجة يحافظ على طبقات جدار المعدة أو الأمعاء المشرحة على نفس المستوى، مما يخلق الظروف المثالية لأداء المرحلة الأكثر كثافة في العمل والأكثر أهمية من العملية - التشكيل من مفاغرة. أصبح استخدام مشرط الليزر في العمليات على الأعضاء المجوفة ممكنًا بعد تطوير مجموعة من الأدوات الجراحية الخاصة بالليزر وأجهزة الخياطة (الشكل الملون 1، 2). لقد مكنت التجارب والخبرات السريرية العديدة في استخدام الليزر في جراحة البطن من صياغة المتطلبات الأساسية للأدوات. يجب أن تكون لديهم القدرة على إحداث ضغط موضعي وضمان نزيف الأعضاء على طول خط تشريح الأنسجة؛ حماية الأنسجة والأعضاء المحيطة من الأشعة المباشرة والمنعكسة؛ يجب أن يتم تكييف الحجم والشكل لإجراء تقنية جراحية أو أخرى، خاصة في المناطق التي يصعب الوصول إليها؛ تعزيز تشريح الأنسجة المتسارع دون زيادة قوة إشعاع الليزر بسبب وجود فاصل ثابت بين الأنسجة ومخروط التوجيه الضوئي؛ ضمان اللحام البيولوجي عالي الجودة للأنسجة.

حاليا في جراحة البطن استخدام واسعتلقى أجهزة خياطة ميكانيكية (انظر). إنها تقلل من وقت العمليات، وتسمح بتشريح وربط جدران الأعضاء المجوفة بشكل معقم وعالي الجودة، ومع ذلك، فإن خط الخياطة الميكانيكي غالبًا ما ينزف، وتتطلب حافة الكاشطة العالية الصفاق الدقيق. تعد أجهزة الخياطة بالليزر أكثر تقدمًا، على سبيل المثال، NZhKA-60 الموحد. كما أنهم يستخدمون مبدأ ضغط الأنسجة الموضعي بالجرعات: أولاً، يتم خياطة جدار العضو المجوف بدبابيس معدنية، ثم يتم قطعه بين صفين من الدبابيس المطبقة باستخدام الليزر. على عكس الخياطة الميكانيكية التقليدية، فإن خط خياطة الليزر معقم ومحكم الغلق ميكانيكيًا وبيولوجيًا ولا ينزف؛ رقيقةنخر التخثر على طول خط القطع يمنع تغلغل الكائنات الحية الدقيقة في الأنسجة. حافة المكشطة منخفضة ويمكن غمرها بسهولة عن طريق الغرز العضلية المصلية.

جهاز الخياطة الجراحية بالليزر UPO-16 أصلي ويختلف تصميمه في كثير من النواحي عن أجهزة الخياطة الميكانيكية المعروفة. تكمن خصوصية تصميمه في أنه يسمح، في وقت ضغط القماش، بتمديده أيضًا من خلال إطار تثبيت خاص. وهذا يجعل من الممكن مضاعفة سرعة تشريح الأنسجة دون زيادة قوة الإشعاع. يستخدم جهاز UPO-16 لاستئصال المعدة والأمعاء الدقيقة والغليظة، وكذلك لقطع أنبوب من الانحناء الأكبر للمعدة أثناء جراحة تجميل المريء.

إن إنشاء أدوات الليزر وأجهزة الخياطة جعل من الممكن تطوير طرق الاستئصال القريب والبعيد للمعدة، واستئصال المعدة بالكامل، وخيارات مختلفة للجراحة التجميلية للمريء بشظايا المعدة والقولون، والتدخلات الجراحية على القولون (الزهور). ، الجدول، المادة 432، الشكل 6-8). التجربة الجماعية لمؤسسات الرعاية الصحية باستخدام هذه الأساليب، على أساس مادة كبيرة(2 ألف تدخل جراحي)، يسمح لنا بالتوصل إلى استنتاج مفاده أن العمليات التي تستخدم الليزر، على عكس العمليات التقليدية، تكون مصحوبة بمضاعفات أقل بنسبة 2-4 مرات ووفيات أقل بنسبة 1.5-3 مرات. بالإضافة إلى ذلك، عند استخدام تقنية الليزر، يتم ملاحظة نتائج أكثر إيجابية على المدى الطويل للعلاج الجراحي.

في التدخلات الجراحية على القنوات الصفراوية خارج الكبد، يتمتع الليزر بميزة لا يمكن إنكارها على أدوات القطع الأخرى. العقم الكامل والإرقاء المثالي في منطقة تشريح الأنسجة يسهل بشكل كبير عمل الجراح ويساعد على تحسين جودة العملية وتحسين نتائج العلاج. لإجراء العمليات على القنوات الصفراوية خارج الكبد، تم إنشاء أدوات ليزر خاصة، مما يجعل من الممكن إجراء أنواع مختلفة من قطع القناة الصفراوية بنجاح من خلال تطبيق مفاغرة الهضم الصفراوي، وبضع الحليمة العاصرة، ورأب الحليمة العاصرة. تكون العمليات غير دموية عمليًا وغير مؤلمة، مما يضمن مستوى عالٍ من الأداء الفني.

إن استخدام مشرط الليزر أثناء استئصال المرارة لا يقل فعالية. مع العلاقات التشريحية الطبوغرافية المواتية، عندما يمكن تطبيق شعاع الليزر المركز بحرية على جميع أجزاء المرارة، تتم إزالته باستخدام تأثير التحضير الهيدروليكي الضوئي، مما يزيل أدنى إصابة للحمة الكبدية. وفي الوقت نفسه، يتم إيقاف النزيف وتسرب الصفراء من القنوات الصغيرة في سرير المثانة تمامًا. ولذلك، ليس هناك حاجة إلى مزيد من الخياطة. في حالة عدم وجود شروط للتلاعب الحر بشعاع الليزر في أعماق الجرح، يتم إجراء استئصال المرارة بالطريقة المعتادة، ويتم إيقاف النزيف المتني وتسرب الصفراء في منطقة العملية باستخدام شعاع ليزر غير مركز. في في هذه الحالةيلغي الليزر أيضًا تطبيق الغرز المرقئية على قاع المرارة، مما يؤدي إلى إصابة الأوعية والقنوات الصفراوية القريبة، مما يؤدي إلى نخرها البؤري.

في الجراحة الطارئة للقناة الصفراوية، قد يكون من الضروري استخدام مشرط الليزر. يتم استخدامه في بعض الحالات لإزالة المرارة، وفي بعض الحالات - كوسيلة فعالة للغاية لوقف النزيف. في الحالات التي تكون فيها المرارة غير قابلة للإزالة عمليا ويلزم إزالة مخاطها، والتي عندما يتم إجراؤها بشكل حاد ترتبط بخطر النزيف، فمن المستحسن تبخير الغشاء المخاطي بإشعاع الليزر غير المركز. تضمن الإزالة الكاملة للغشاء المخاطي مع الإرقاء الكامل وتعقيم سطح الجرح مسارًا سلسًا بعد العملية الجراحية. يفتح استخدام تكنولوجيا الليزر فرصًا جديدة لتحسين جودة علاج المرضى الذين يعانون من أمراض الجهاز الصفراوي، والتي زادت الآن وتيرة التدخلات الجراحية بشكل ملحوظ.

استخدام الليزر في جراحة أعضاء البطن المتني. تحدد ملامح التركيب التشريحي للأعضاء المتني ونظام الأوعية الدموية المتفرعة صعوبات التدخل الجراحي وشدة فترة ما بعد الجراحة. ولذلك، فإن البحث عن أكثر الوسائل والطرق فعالية لوقف النزيف وتسرب الصفراء وتسرب الإنزيم أثناء التدخلات الجراحية على الأعضاء المتني لا يزال جاريا. تم اقتراح العديد من الطرق والوسائل لوقف النزيف من أنسجة الكبد، والتي للأسف لا ترضي الجراحين.

منذ عام 1976، تمت دراسة إمكانيات وآفاق استخدام أنواع مختلفة من الليزر في العمليات على الأعضاء المتني. لم تتم دراسة نتائج تأثيرات الليزر على الحمة فحسب، بل تم أيضًا تطوير طرق التدخلات الجراحية على الكبد والبنكرياس والطحال.

عند اختيار طريقة التدخل الجراحي على الكبد، من الضروري حل مشاكل مثل إيقاف تدفق الدم مؤقتًا في جزء العضو الذي تتم إزالته، ووقف النزيف من الأوعية الكبيرة وتسرب الصفراء من القنوات بعد استئصال العضو، وقف نزيف متني.

من أجل نزيف جزء الكبد المراد إزالته في التجربة، تم تطوير مشبك كبد خاص. على عكس الأدوات المماثلة المقترحة سابقًا، فهو يوفر ضغطًا موحدًا كاملاً للعضو. في هذه الحالة، لا تتضرر حمة الكبد، ويتوقف تدفق الدم في الجزء البعيد منها. يتيح لك جهاز التثبيت الخاص تثبيت مشبك الكبد على حافة الجزء غير القابل للإزالة من الكبد بعد قطع المنطقة المراد إزالتها. وهذا بدوره يسمح بالتلاعب الحر ليس فقط في الأوعية والقنوات الكبيرة، ولكن أيضًا في حمة العضو.

عند اختيار طرق علاج الأوعية والقنوات الكبيرة في الكبد، من الضروري الأخذ في الاعتبار أنه سيتم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون وأشعة الليزر YAG لوقف النزيف المتني من الأوعية الصغيرة وتسرب الصفراء من القنوات الصغيرة. لخياطة الأوعية والقنوات الكبيرة، يُنصح باستخدام دباسة تضمن التوقف التام للنزيف منها باستخدام دبابيس التنتالوم؛ يمكنك قصها بمشابك خاصة. كما أظهرت نتائج الدراسة، يتم تثبيت الدبابيس بقوة على حزم القنوات الوعائية قبل وبعد معالجة سطح جرح العضو باستخدام شعاع الليزر. على حدود الأجزاء المتبقية والمزالة من الكبد، يتم تطبيق وتثبيت Hepatoclamps، مما يضغط على الحمة وفي نفس الوقت الأوعية والقنوات الكبيرة. يتم قطع كبسولة الكبد بمشرط جراحي، ويتم خياطة الأوعية والقنوات باستخدام دباسة. يتم قطع جزء الكبد المراد إزالته بمشرط على طول حافة الدبابيس. لإيقاف النزيف وتسرب الصفراء بشكل كامل، تتم معالجة حمة الكبد باستخدام شعاع غير مركز من ليزر ثاني أكسيد الكربون أو ليزر YAG. يحدث إيقاف النزيف المتني من جروح الكبد باستخدام ليزر YAG أسرع بثلاث مرات من استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون.

جراحة البنكرياس لها خصائصها الخاصة. كما هو معروف، فإن هذا العضو حساس للغاية لأي صدمة جراحية، وبالتالي فإن التلاعب الخشن بالبنكرياس غالبا ما يساهم في تطور التهاب البنكرياس بعد العملية الجراحية. تم تطوير مشبك خاص يسمح باستئصال حمة البنكرياس باستخدام شعاع الليزر دون تدمير حمة البنكرياس. يتم تطبيق مشبك ليزر مع فتحة في المنتصف على الجزء المراد إزالته. على طول فتحة الدليل، يتم عبور أنسجة الغدة بواسطة شعاع مركز من ليزر ثاني أكسيد الكربون. في هذه الحالة، كقاعدة عامة، يتم إغلاق حمة العضو والقناة البنكرياسية بشكل كامل، مما يتجنب حدوث صدمة إضافية عند تطبيق الغرز لإغلاق جذع العضو.

أظهرت دراسة التأثير المرقئ لأنواع مختلفة من الليزر لإصابات الطحال أنه يمكن إيقاف النزيف من الجروح الصغيرة باستخدام كل من ليزر ثاني أكسيد الكربون وليزر YAG، ولا يمكن إيقاف النزيف من الجروح الكبيرة إلا بمساعدة YAG. أشعة الليزر.

استخدام الليزر في جراحة الرئة والجنب. يتم استخدام شعاع ليزر ثاني أكسيد الكربون في بضع الصدر (لتقاطع العضلات الوربية وغشاء الجنب)، بحيث لا يتجاوز فقدان الدم في هذه المرحلة 100 مل. باستخدام المشابك الضاغطة، يتم إجراء عمليات استئصال غير نمطية للرئة الصغيرة بعد خياطة أنسجة الرئة بأجهزة U0-40 أو U0-60. إن تشريح الجزء المقطوع من الرئة باستخدام شعاع ليزر مركّز والعلاج اللاحق للحمة الرئوية باستخدام شعاع غير مركّز يجعل من الممكن الحصول على الإرقاء والثبات الهوائي بشكل موثوق. عند إجراء الاستئصال التشريحي للرئتين، يتم خياطة القصبات الهوائية الرئيسية بجهاز U0-40 أو U0-60 وعبورها بشعاع مركز من ليزر ثاني أكسيد الكربون. ونتيجة لذلك، يتم تحقيق تعقيم وختم الجذع القصبي. تتم معالجة سطح الجرح من أنسجة الرئة باستخدام شعاع غير مركز لغرض الإرقاء والهباء الجوي. عند استخدام الليزر، يتم تقليل فقدان الدم الجراحي بنسبة 30-40٪، وفقدان الدم بعد العملية الجراحية بنسبة 2-3 مرات.

في العلاج الجراحي للدبيلة الجنبية، يتم فتح تجويف الدبيلة والتلاعب فيه باستخدام شعاع مركز من ليزر ثاني أكسيد الكربون، ويتم إجراء الإرقاء النهائي وتعقيم تجويف الدبيلة باستخدام شعاع غير مركز. ونتيجة لذلك، يتم تقليل مدة التدخل بمقدار 1V2 مرة، ويتم تقليل فقدان الدم بمقدار 2-4 مرات.

استخدامات الليزر في جراحة القلب. لعلاج عدم انتظام ضربات القلب فوق البطيني، يتم استخدام ليزر A وG، والذي يتم من خلاله عبور حزمته أو مسارات التوصيل غير الطبيعية للقلب. يتم تسليم شعاع الليزر داخل القلب أثناء بضع الصدر وبضع القلب أو داخل الأوعية باستخدام دليل ضوئي مرن يوضع في مسبار خاص للأوعية الدموية.

في الآونة الأخيرة، بدأت دراسات واعدة حول إعادة تكوين عضلة القلب بالليزر لعلاج أمراض القلب التاجية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية. يتم إجراء إعادة التوعي بالليزر مع تطعيم مجازة الشريان التاجي على القلب المتوقف، ويتم إجراء التدخل بالليزر فقط على القلب النابض. مع نبضات قصيرة من ليزر ثاني أكسيد الكربون القوي، يتم إجراء 40-70 من خلال القنوات في جدار البطين الأيسر. يتم تجلط الجزء النخابي من القنوات بالضغط على السدادة لعدة دقائق. يعمل الجزء الداخلي من القنوات على تزويد عضلة القلب الإقفارية بالدم القادم من تجويف البطين. بعد ذلك، يتم تشكيل شبكة من الشعيرات الدموية الدقيقة حول القنوات، مما يحسن تغذية عضلة القلب.

استخدام الليزر في عمليات تجميل الجلد. يتم استخدام شعاع مركز من ليزر ثاني أكسيد الكربون لاستئصال جذري للأورام الصغيرة الحميدة والخبيثة داخل الأنسجة السليمة. يتم تدمير التكوينات الأكبر حجمًا (الأورام الليفية، والأورام العصيدية، والأورام الحليمية، والوحمات المصطبغة، وسرطان الجلد والورم الميلانيني، والنقائل الجلدية للأورام الخبيثة، وكذلك الوشم) عن طريق التعرض لشعاع ليزر غير مركز (لون الشكل 12-15). يحدث شفاء الجروح الصغيرة في مثل هذه الحالات تحت القشرة. تتم تغطية أسطح الجروح الكبيرة بطعم ذاتي للجلد. تتمثل مزايا جراحة الليزر في الإرقاء الجيد وعقم سطح الجرح والجذرية العالية للتدخل. بالنسبة لأورام الجلد الخبيثة غير القابلة للجراحة، وخاصة المتفككة، يتم استخدام الليزر لتبخير الورم وتدميره، مما يسمح بتعقيم السطح ووقف النزيف والقضاء على الروائح الكريهة.

يتم تحقيق نتائج جيدة، خاصة من الناحية التجميلية، باستخدام ليزر الأرجون في علاج أورام الأوعية الدموية وإزالة الوشم. يتم استخدام إشعاع الليزر لإعداد الموقع المتلقي وحصاد (أخذ) طعم الجلد. يتم تعقيم وتجديد الموقع المتلقي للقرح الغذائية باستخدام شعاع ليزر مركّز وغير مركّز؛ أما بالنسبة للجروح بعد الحروق العميقة، فيتم إجراء استئصال الرحم باستخدام شعاع غير مركّز. لأخذ شريحة جلدية كاملة السماكة كطعم، يتم استخدام تأثير التحضير الهيدروليكي الضوئي بالليزر للأنسجة البيولوجية، الذي تم تطويره في معهد أبحاث جراحة الليزر M3 في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. للقيام بذلك، يتم حقن محلول ملحي متساوي التوتر أو 0.25-0.5٪ محلول نوفوكائين في الأنسجة تحت الجلد. باستخدام شعاع مركز من ليزر ثاني أكسيد الكربون، يتم فصل الطعم عن الأنسجة الأساسية بسبب تجويف السائل الذي تم إدخاله مسبقًا، وتظهر الحواف تحت تأثير درجة حرارة عاليةعند نقطة تأثير الليزر. ونتيجة لذلك، لا يتم تشكيل الأورام الدموية ويتم تحقيق عقم الكسب غير المشروع، مما يساهم في تحسين التطعيم (اللون. الشكل 9-11). وفقًا للمواد السريرية الشاملة، يصل معدل البقاء على قيد الحياة للطعم الذاتي المأخوذ باستخدام الليزر بشكل عام إلى 96.5%، وفي جراحة الوجه والفكين - 100%.

الجراحة بالليزر لأمراض الأنسجة الرخوة القيحية. إن استخدام الليزر في هذه المنطقة جعل من الممكن تقليل وقت العلاج بمقدار 1.5-2 مرة، بالإضافة إلى توفير الأدوية والضمادات. بالنسبة للتركيز القيحي الصغير نسبيًا (الخراج، الجمرة)، يتم استئصاله جذريًا باستخدام شعاع مركز من ليزر ثاني أكسيد الكربون ويتم تطبيق خياطة أولية. على أجزاء مفتوحةالجسم، فمن الأفضل تبخير الآفة بحزمة غير مركزة وشفاء الجرح تحت القشرة، مما يعطي تأثيرًا تجميليًا مُرضيًا تمامًا. يتم فتح الخراجات الكبيرة ميكانيكيًا، بما في ذلك خراجات ما بعد الحقن، وكذلك التهاب الضرع القيحي. بعد إزالة محتويات الخراج، تتم معالجة جدران التجويف بالتناوب باستخدام شعاع ليزر مركز وغير مركز من أجل تبخير الأنسجة الميتة والتعقيم والإرقاء (اللون. الشكل 3-5). بعد العلاج بالليزر، يتم خياطة الجروح القيحية، بما في ذلك الجروح بعد العملية الجراحية. في هذه الحالة، من الضروري إجراء شفط نشط وجزئي لمحتوياتها وشطف التجويف. وفقا للبحث البكتريولوجي، نتيجة لاستخدام إشعاع الليزر، فإن عدد الأجسام الميكروبية في 1 غرام من أنسجة الجرح لدى جميع المرضى أقل من المستوى الحرج (104-101). لتحفيز شفاء الجروح القيحية، يُنصح باستخدام أشعة الليزر منخفضة الطاقة.

بالنسبة للحروق الحرارية من الدرجة الثالثة، يتم إجراء استئصال الرحم باستخدام شعاع مركز من ليزر ثاني أكسيد الكربون، وبالتالي تحقيق الإرقاء وتعقيم الجرح. يتم تقليل فقدان الدم عند استخدام الليزر بنسبة 3-5 مرات، كما يتم تقليل فقدان البروتين مع الإفرازات. وينتهي التدخل بعملية رأب ذاتي باستخدام شريحة جلدية تم تحضيرها عن طريق التحضير الضوئي الهيدروليكي بالليزر للأنسجة البيولوجية. تقلل هذه الطريقة من معدل الوفيات وتحسن النتائج الوظيفية والتجميلية.

عند إجراء التدخلات على المنطقة الشرجية، على سبيل المثال، للعلاج الجراحي للبواسير، غالبا ما يستخدم ليزر ثاني أكسيد الكربون. من المعتاد أن يتم التئام الجروح بعد قطع عقدة البواسير بألم أقل حدة مما يحدث بعد العملية التقليدية، ويبدأ جهاز العضلة العاصرة في العمل مبكرًا، وتتطور التضيقات الشرجية بشكل أقل تكرارًا. إن استئصال الناسور المجاور للمستقيم والشقوق الشرجية باستخدام شعاع ليزر ثاني أكسيد الكربون يجعل من الممكن تحقيق العقم الكامل للجرح، وبالتالي فإنه يشفى جيدًا بعد الخياطة بإحكام. يعد استخدام الليزر فعالاً في الاستئصال الجذري للناسور العصعصي الظهاري.

تطبيق الليزر في أمراض المسالك البولية وأمراض النساء. يستخدم ليزر ثاني أكسيد الكربون في الختان وإزالة الأورام الحميدة والخبيثة في القضيب والجزء الخارجي من مجرى البول. باستخدام شعاع ليزر غير مركز، يتم تبخير أورام المثانة الصغيرة باستخدام الوصول عبر البطن؛ مع شعاع مركز، يتم استئصال جدار المثانة للأورام الأكبر حجمًا، وبالتالي تحقيق الإرقاء الجيد وزيادة جذرية التدخل. تتم إزالة الأورام والتضيقات داخل الإحليل، وكذلك أورام المثانة، وإعادة استقنائها باستخدام ليزر الأرجون أو YAG، الذي يتم توفير طاقته إلى الموقع الجراحي باستخدام الألياف الضوئية من خلال مناظير إعادة المثانة الصلبة أو المرنة.

يستخدم ليزر ثاني أكسيد الكربون لعلاج الأورام الحميدة والخبيثة في الأعضاء التناسلية الخارجية، ولجراحة التجميل المهبلية وبتر الرحم عبر المهبل. اكتسبت عملية استئصال عنق الرحم باستخدام الليزر شهرة واسعة في علاج التآكلات والأمراض السابقة للتسرطن وسرطان عنق الرحم وقناة عنق الرحم. باستخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون، يتم إجراء استئصال زوائد الرحم وبتر الرحم واستئصال الورم العضلي. مصلحة خاصةتقديم العمليات الترميمية باستخدام تقنيات الجراحة المجهرية في علاج العقم عند النساء. يتم استخدام الليزر لتشريح الالتصاقات، واستئصال المناطق المسدودة في قناة فالوب، وإنشاء فتحات صناعية في الجزء البعيد من قناة فالوب أو في الجزء الداخلي لها.

تستخدم الجراحة بالمنظار بالليزر لعلاج أمراض الحنجرة والبلعوم والقصبة الهوائية والقصبات الهوائية والمريء والمعدة والأمعاء والإحليل والمثانة. عندما يكون الوصول إلى الورم ممكنًا فقط بمساعدة أنظمة التنظير الصلبة، يتم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون المتصل بالمجهر الجراحي. يتيح شعاع هذا الليزر إمكانية تبخير الورم أو تدميره أو إعادة توجيه تجويف العضو الأنبوبي المحاط بورم أو تضيق. يتم التأثير على التكوينات المرضية الموجودة في الأعضاء الأنبوبية والتي لا يمكن الوصول إليها للفحص إلا بمساعدة معدات التنظير المرنة بواسطة ليزر الأرجون أو YAG، الذي يتم توفير طاقته من خلال ألياف الكوارتز الضوئية.

تُستخدم الطرق التنظيرية لجراحة الليزر على نطاق واسع في تخثر الأوعية الدموية أثناء النزيف الحاد الناتج عن قرحة المعدة والاثني عشر. في الآونة الأخيرة، تم استخدام إشعاع الليزر للعلاج الجذري للمرحلة الأولى من سرطان المعدة وسرطان المستقيم وسرطان القولون، وكذلك لإعادة استقناء تجويف المريء أو المستقيم المسدود بالورم، مما يتجنب فرض فغر المعدة أو فغر القولون الدائم.

الجراحة المجهرية بالليزر. يتم إجراء التدخلات الجراحية المجهرية بالليزر باستخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون المتصل بمجهر تشغيل مزود بمعالج مجهري. تستخدم هذه الطريقة لتبخير أو تدمير الأورام الصغيرة في تجويف الفم والبلعوم والحنجرة والحبال الصوتية والقصبة الهوائية والشعب الهوائية، أثناء العمليات الجراحية على الأذن الوسطى، لعلاج أمراض عنق الرحم، للتدخلات الترميمية على قناتي فالوب. باستخدام مجهر جراحي مع معالج مجهري، يتم توجيه شعاع ليزر رفيع (قطره 0.1 - 0.15 ملم) بدقة إلى الجسم الذي يتم تشغيله عليه، مما يسمح بإجراء تدخلات دقيقة دون الإضرار بالأنسجة السليمة. تتميز الجراحة المجهرية بالليزر بميزتين أخريين: يتم إجراء الإرقاء في وقت واحد مع إزالة التكوين المرضي. يبعد مناول الليزر مسافة 30-40 سم عن الجسم الذي يتم إجراء العملية عليه، وبالتالي يكون المجال الجراحي مرئيًا بوضوح، بينما أثناء العمليات التقليدية يتم حظره بواسطة الأدوات. في الآونة الأخيرة، تم استخدام طاقة الليزر التي تعمل على ثاني أكسيد الكربون والأرجون وعقيق الألومنيوم الإيتريوم مع النيوديميوم لمفاغرة الأوعية الدموية الصغيرة والأوتار والأعصاب.

رأب الأوعية الدموية بالليزر. حاليًا، تتم دراسة إمكانية استعادة سالكية الشرايين متوسطة الحجم باستخدام الإشعاع الصادر من ثاني أكسيد الكربون، وليزر الأرجون، وليزر YAG. بسبب المكون الحراري لشعاع الليزر، من الممكن تدمير أو تبخر جلطات الدم ولويحات تصلب الشرايين. ومع ذلك، عند استخدام هذه الليزرات، غالبًا ما يتضرر جدار الأوعية الدموية نفسها، مما يؤدي إلى حدوث نزيف أو تكوين جلطة دموية في المنطقة المتضررة من الليزر. لا يقل فعالية وأمانًا عن استخدام الإشعاع الصادر عن أشعة الليزر الإكسيمرية التي تتسبب طاقتها في تدمير التكوين المرضي بسبب الصورة تفاعل كيميائي، لا يصاحبه حمى ورد فعل التهابي. إن الإدخال الواسع النطاق لرأب الأوعية الدموية بالليزر في الممارسة السريرية يعوقه العدد المحدود من أشعة الليزر الإكسيمرية والقسطرة الخاصة المعقدة للغاية مع قنوات للإضاءة وإمداد طاقة الليزر وإزالة منتجات تسوس الأنسجة.

العلاج الديناميكي الضوئي بالليزر. من المعروف أن بعض مشتقات الهيماتوبورفيرين يتم امتصاصها بشكل أكثر نشاطًا بواسطة خلايا الأورام الخبيثة وتبقى فيها لفترة أطول من الخلايا الطبيعية. يعتمد العلاج الضوئي الديناميكي لأورام الجلد والأغشية المخاطية المرئية، وكذلك أورام القصبة الهوائية والشعب الهوائية والمريء والمعدة والأمعاء والمثانة على هذا التأثير. يتم تشعيع الورم الخبيث، الذي كان حساسًا للضوء سابقًا عن طريق إدخال الهيماتوبورفيرين، بالليزر في النطاق الأحمر أو الأزرق والأخضر من الطيف. ونتيجة لهذا التأثير، يتم تدمير الخلايا السرطانية، في حين تبقى الخلايا الطبيعية القريبة التي تعرضت للإشعاع أيضًا دون تغيير.

الليزر في علاج الأورام

في 1963-1965 تم إجراء تجارب على الحيوانات في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية وفي CETA، وأظهرت أن إشعاع L. يمكن أن يدمر الأورام القابلة للزرع. في عام 1969، في معهد مشاكل الأورام التابع لأكاديمية العلوم في جمهورية أوكرانيا الاشتراكية السوفياتية (كييف)، تم افتتاح أول قسم لعلاج الأورام بالليزر، وهو مجهز بتركيب خاص، يتم من خلاله علاج المرضى الذين يعانون من أورام الجلد ( الصورة 2). وفي وقت لاحق، جرت محاولات لنشر العلاج بالليزر للأورام والتوطينات الأخرى.

دواعي الإستعمال

يستخدم L. في علاج أورام الجلد الحميدة والخبيثة، وكذلك بعض الحالات السرطانية في الأعضاء التناسلية الأنثوية. عادةً ما تتطلب التأثيرات على الأورام العميقة تعريضها، حيث يتم تخفيف إشعاع الليزر بشكل كبير عند مروره عبر الأنسجة. بسبب الامتصاص المكثف للضوء، تكون الأورام المصطبغة - الأورام الميلانينية، والأورام الوعائية، والوحمات المصطبغة، وما إلى ذلك - أكثر قابلية للعلاج بالليزر بسهولة من الأورام غير المصطبغة (الشكل 3). يتم تطوير طرق لاستخدام L. لعلاج أورام الأعضاء الأخرى (الحنجرة، الأعضاء التناسلية، الغدة الثديية، إلخ).

موانعلاستخدام L. هي أورام تقع بالقرب من العينين (بسبب خطر تلف جهاز الرؤية).

المنهجية

هناك طريقتان لاستخدام L.: تشعيع الورم بغرض النخر واستئصاله. عند إجراء العلاج من أجل إحداث نخر الورم يتم ما يلي: 1) علاج الجسم بجرعات صغيرة من الإشعاع اليود الذي يدمر منطقة الورم، ويصبح الباقي منه نخرياً تدريجياً؛ 2) التشعيع بجرعات عالية (من 300 إلى 800 جول/سم2)؛ 3) التشعيع المتعدد مما يؤدي إلى الموت الكلي للورم. عند علاجها بطريقة النخر، يبدأ تشعيع أورام الجلد من المحيط، ويتحرك تدريجياً نحو المركز، وعادةً ما يلتقط شريطًا حدوديًا من الأنسجة الطبيعية بعرض 1.0-1.5 سم، ومن الضروري تشعيع كتلة الورم بالكامل، حيث لا - المناطق المشععة هي مصدر إعادة النمو. يتم تحديد كمية الطاقة الإشعاعية حسب نوع الليزر (النبضي أو المستمر)، والمنطقة الطيفية ومعلمات الإشعاع الأخرى، بالإضافة إلى خصائص الورم (التصبغ، الحجم، الكثافة، إلخ). عند علاج الأورام غير المصطبغة، يمكن حقن مركبات ملونة فيها لتعزيز امتصاص الإشعاع وتدمير الورم. بسبب نخر الأنسجة، تتشكل قشرة سوداء أو رمادية داكنة في موقع ورم الجلد، وتختفي الحواف بعد 2-6 أسابيع. (الشكل 4).

عند استئصال الورم باستخدام الليزر، يتم تحقيق تأثير مرقئ ومعقم جيد. الطريقة قيد التطوير.

النتائج

ل. يمكن تدمير أي ورم يمكن الوصول إليه بالإشعاع. في هذه الحالة، لا توجد آثار جانبية، خاصة في نظام المكونة للدم، مما يجعل من الممكن علاج المرضى المسنين والمرضى الضعفاء والأطفال الصغار. في الأورام المصطبغة، يتم تدمير الخلايا السرطانية فقط بشكل انتقائي، مما يضمن تأثيرًا لطيفًا ونتائج تجميلية جيدة. يمكن تركيز الإشعاع بدقة، وبالتالي يمكن تحديد التدخل بشكل صارم. إن التأثير المرقئ لإشعاع الليزر يجعل من الممكن الحد من فقدان الدم). وقد لوحظت نتائج ناجحة في علاج سرطان الجلد، وفقا لملاحظات لمدة 5 سنوات، في 97٪ من الحالات (الشكل 5).

المضاعفات: تفحم

الأنسجة عند تشريحها.

الليزر في طب العيون

تم استخدام الليزر النبضي غير المعدل (عادةً ما يكون ياقوتي) حتى السبعينيات. للكي على قاع العين، على سبيل المثال، لغرض تشكيل مادة لاصقة مشيمية شبكية في علاج والوقاية من انفصال الشبكية، للأورام الصغيرة، وما إلى ذلك. في هذه المرحلة، كان نطاق تطبيقها تقريبًا نفس نطاق استخدام المخثرات الضوئية التقليدية (غير أحادية اللون، غير متماسكة) شعاع الضوء.

في السبعينيات في طب العيون، تم استخدام أنواع جديدة من الليزر بنجاح (الشكل الملون 1 و2): ليزر غازي ذو عمل ثابت، ليزر معدل بنبضات "عملاقة" (ليزر "بارد")، ليزر صبغي، وعدد من الأنواع الأخرى. أدى هذا إلى توسيع مساحة تطبيق الإسفين على العين بشكل كبير - أصبح من الممكن التدخل بنشاط في الأغشية الداخلية للعين دون فتح تجويفها.

المجالات التالية إسفين، طب العيون بالليزر لها أهمية عملية كبيرة.

1. من المعروف أن أمراض الأوعية الدموية في قاع العين تأتي (وقد وصلت بالفعل في عدد من البلدان) إلى المرتبة الأولى بين أسباب العمى غير القابل للشفاء. من بينها، اعتلال الشبكية السكري منتشر على نطاق واسع، ويتطور في جميع المرضى الذين يعانون من مرض السكري تقريبا مع مدة المرض من 17 إلى 20 سنة.

عادة ما يفقد المرضى الرؤية نتيجة للنزيف المتكرر داخل العين من الأوعية الدموية المتكونة حديثًا والتي تم تغييرها بشكل مرضي. باستخدام شعاع الليزر ( أفضل النتائجإعطاء الغاز، على سبيل المثال، الأرجون، L. من العمل المستمر) كلاهما الأوعية المتغيرة مع مناطق التسرب ومناطق الأوعية المتكونة حديثًا، وخاصة المعرضة للتمزق، تخضع للتخثر. يتم ملاحظة نتيجة ناجحة تستمر لعدة سنوات في حوالي 50٪ من المرضى. عادة، تتخثر المناطق غير المتضررة من شبكية العين والتي ليس لها وظيفة أساسية (تخثر البنكرياس).

2. كما أصبح تجلط أوعية الشبكية (خصوصا الأوردة) متاحا للعلاج المباشر. التعرض فقط باستخدام L. يساعد التخثر بالليزر على تنشيط الدورة الدموية والأكسجين في شبكية العين، وتقليل أو القضاء على الوذمة الغذائية في شبكية العين، والتي لا يمكن علاجها. وينتهي التعرض عادة بتغيرات شديدة لا رجعة فيها (اللون، الشكل 7-9).

3. يمكن علاج انحطاط الشبكية، خاصة في مرحلة الإرتشاح، في بعض الحالات بنجاح باستخدام العلاج بالليزر، والذي يعد عملياً الطريقة الوحيدة للتدخل الفعال في هذه العملية المرضية.

4. يتم أيضًا علاج العمليات الالتهابية البؤرية في قاع العين والتهاب محيط الوريد والمظاهر المحدودة للورم الوعائي في بعض الحالات بنجاح باستخدام العلاج بالليزر.

5. إعتام عدسة العين الثانوية والأغشية في منطقة التلميذ والأورام وخراجات القزحية، بفضل استخدام L.، أصبحت موضوع العلاج غير الجراحي لأول مرة (اللون. الشكل 4-6) ).

التدابير الوقائية ضد الأضرار الناجمة عن أشعة الليزر

واقية وأزعج. تدابير لمنع الآثار الضارة للإشعاع من الإشعاع وغيرها العوامل المرتبطةيجب أن تشمل أنشطة ذات طبيعة جماعية: تنظيمية وهندسية وفنية. التخطيط والصحية والنظافة، وكذلك توفير معدات الحماية الشخصية.

من الضروري تقييم العوامل والميزات الرئيسية غير المواتية لانتشار إشعاع الليزر (المباشر والمنعكس) قبل البدء في تشغيل تركيب الليزر. تحدد القياسات الآلية (في الحالات القصوى، عن طريق الحساب) الاتجاهات والمناطق المحتملة التي من الممكن أن تكون فيها مستويات الإشعاع خطرة على الجسم (تتجاوز الحد الأقصى المسموح به).

لضمان ظروف عمل آمنة، بالإضافة إلى التقيد الصارم بالتدابير الجماعية، يوصى باستخدام معدات الحماية الشخصية - النظارات الواقية والدروع والأقنعة ذات الشفافية الانتقائية الطيفية والملابس الواقية الخاصة. مثال على النظارات الواقية المحلية ضد إشعاع الليزر في المنطقة الطيفية بطول موجة 0.63-1.5 ميكرون هي النظارات المصنوعة من الزجاج الأزرق والأخضر SZS-22، والتي توفر حماية للعين من إشعاع الياقوت والنيوديميوم عند العمل بالليزر القوي تعتبر الدروع والأقنعة الواقية أكثر فعالية؛ حيث يتم وضع قفازات مصنوعة من جلد الغزال أو الجلد على يديك. يوصى بارتداء المآزر والجلباب ألوان مختلفة. يجب أن يتم اختيار معدات الحماية بشكل فردي في كل حالة على حدة من قبل متخصصين مؤهلين.

الإشراف الطبي على العاملين بالليزر. يتم تضمين الأعمال المتعلقة بصيانة أنظمة الليزر في قائمة الأعمال ذات ظروف العمل الخطرة، ويخضع العمال لفحوصات طبية أولية ودورية (مرة واحدة في السنة). يتطلب الفحص مشاركة طبيب عيون ومعالج وطبيب أعصاب. عند فحص جهاز الرؤية، يتم استخدام المصباح الشقي.

بالإضافة إلى الفحص الطبي، يتم إجراء إسفين واختبار الدم لتحديد الهيموجلوبين وخلايا الدم الحمراء والخلايا الشبكية والصفائح الدموية وخلايا الدم البيضاء وعائد حقوق المساهمين.

فهرس:ألكسندروف م. ت. تطبيق الليزر في طب الأسنان التجريبي والسريري، الطب. خلاصة. مجلة، ثانية. 12- طب الأسنان، العدد 1، ص. 7، 1978، ببليوجر. Gamaleya N. F. الليزر في التجربة والعيادة، M.، 1972، bibliogr.؛ كافيتسكي ر. E. وآخرون. الليزر في علم الأحياء والطب، كييف، 1969؛ Körytn y D. L. العلاج بالليزر وتطبيقه في طب الأسنان، ألما آتا، 1979؛ Krasnov M. M. الجراحة المجهرية بالليزر للعين، فيستن، طب العيون، رقم 1، ص. 3، 1973، ببليوجر. لازاريف آي. آر. الليزر في علاج الأورام، كييف، 1977، ببليوجر. Osipov G.I. و Pyatin M. M. تلف العين بواسطة شعاع الليزر، فيستن، طب العيون، رقم 1، ص. 50، 1978؛ P l e t n e in S. D. et al. ليزر الغاز في علاج الأورام التجريبي والسريري، M.، 1978؛ P r o-khonchukov A. A. إنجازات الإلكترونيات الكمومية في طب الأسنان التجريبي والسريري، طب الأسنان، v. 56، no 5، p. 21، 1977، ببليوجر. Semenov A.I. تأثير إشعاع الليزر على الجسم والتدابير الوقائية، أزعج. العمل والأستاذ. زابوليف، رقم 8، ص. 1، 1976؛ وسائل وأساليب الإلكترونيات الكمومية في الطب، أد. R. I. أوتيامي شيفا، ص. 254، ساراتوف، 1976؛ Khromov B. M. الليزر في الجراحة التجريبية، L.، 1973، bibliogr.؛ كروموف ب.م. وآخرون علاج الأمراض الجراحية بالليزر، فستن، ط2، ص. 31 سبتمبر 1979؛ L'Esperance F. A. التخثير الضوئي البصري، أطلس مجسم، سانت لويس، 1975؛ تطبيقات الليزر في الطب والبيولوجيا، إد. بقلم إم إل وولبارشت، ضد< i -з? N. Y.- L., 1971-1977, bibliogr.

استخدام الليزر في العمليات الجراحية- أرابوف أ.د. وآخرون، التجربة الأولى لاستخدام شعاع الليزر في جراحة القلب، اكسبيريم. ، رقم 4، ص. 10 نوفمبر 1974؛ فيشنفسكي إيه إيه، ميتكوفا جي في وخاريتون إيه. س. مولدات الكم الضوئية ذات الفعل المستمر في الجراحة التجميلية، الجراحة، العدد 9، ص. 118، 1974؛ Gamaleya N. F. الليزر في التجربة والعيادة، M.، 1972؛ Gol o vnya A. I. العمليات الترميمية والمتكررة على حلمة فاتر باستخدام شعاع الليزر، في كتاب: قضايا. التعويض في الجراحة، أد. A. A. Vishnevsky وآخرون، ص. 98، م.، 1973؛ الليزر في الطب السريري، أد. إس دي بليتنيفا، ص. 153، 169، م، 1981؛ بليتنيف إس دي، عبد الرزاقوف م. وKarpenko O. M. تطبيق الليزر في ممارسة علاج الأورام، الجراحة، JV& 2، ص. 48، 1977؛ Khromov B. M. الليزر في الجراحة التجريبية، L.، 1973؛ Chernousov A.F., D o mrachev S.A. وAbdullaev A.G. تطبيق الليزر في جراحة المريء والمعدة، الجراحة، رقم 3، ص. 21، 1983، ببليوجر.

V. A. بولياكوف؛ V. I. Belkevich (tech.)، N. F. Gamaleya (onc.)، M. M. Krasnov (ph.)، Yu. P. Paltsev (gig.)، A. A. Prokhonchukov (ostomy)، V. I. Struchkov (sir.)، O. K. Skobelkin (سيدي)، E. I. Brekhov (سيدي)، G. D. Litvin (سيدي)، V. I. Korepanov (سيدي).

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

عمل جيدإلى الموقع">

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

تم النشر على http://www.allbest.ru/

مقدمة

1. الليزر واستخداماته في الطب

2. استخدام إشعاع الليزر عالي الكثافة في الجراحة (مبادئ عامة)

3. تعطل الضوء

خاتمة

قائمة الأدب المستخدم

مقدمة

الليزر أو مولدات الكم الضوئية هي المصادر الحديثةالإشعاع المتماسك، الذي له عدد من الخصائص الفريدة. كان إنشاء الليزر أحد أبرز إنجازات الفيزياء في النصف الثاني من القرن العشرين، مما أدى إلى تغييرات ثورية في العديد من مجالات العلوم والتكنولوجيا. حتى الآن، تم إنشاء عدد كبير من أجهزة الليزر ذات الخصائص المختلفة - الغاز، الحالة الصلبة، أشباه الموصلات، التي ينبعث منها الضوء في نطاقات بصرية مختلفة. يمكن أن يعمل الليزر في الوضعين النبضي والمستمر. يمكن أن تختلف قوة إشعاع الليزر من أجزاء من المللي واط إلى 10 12 -10 13 واط (في الوضع النبضي). يُستخدم الليزر على نطاق واسع في المعدات العسكرية، وتكنولوجيا معالجة المواد، والطب، والملاحة البصرية، وأنظمة الاتصالات والموقع، وفي تجارب التداخل الدقيق، وفي الكيمياء، وفي الحياة اليومية فقط، وما إلى ذلك.

إحدى أهم خصائص إشعاع الليزر هي الدرجة العالية للغاية من أحادية اللون، والتي لا يمكن تحقيقها في إشعاع المصادر غير الليزر. تنشأ هذه وجميع الخصائص الفريدة الأخرى لإشعاع الليزر نتيجة للانبعاث المنسق والتعاوني لكمات الضوء بواسطة العديد من ذرات المادة العاملة.

لفهم مبدأ تشغيل الليزر، تحتاج إلى دراسة عمليات امتصاص وانبعاث الكمات الضوئية بواسطة الذرات بعناية أكبر. يمكن أن تكون الذرة في حالات طاقة مختلفة مع الطاقات E 1، E 2، وما إلى ذلك. في نظرية بور، تسمى هذه الحالات مستقرة. وفي الواقع، فإن الحالة المستقرة، التي يمكن للذرة أن تبقى فيها إلى أجل غير مسمى في غياب الاضطرابات الخارجية، هي فقط الحالة ذات الطاقة الأقل. هذا الشرط يسمى الأساسية. جميع الدول الأخرى غير مستقرة. يمكن للذرة المثارة أن تبقى في هذه الحالات لفترة قصيرة جدًا، حوالي 10 - 8 ثوانٍ، وبعد ذلك تدخل تلقائيًا إلى إحدى الحالات السفلية، وتنبعث منها كمية من الضوء، يمكن تحديد ترددها من مسلمة بور الثانية . يسمى الإشعاع المنبعث أثناء الانتقال التلقائي للذرة من حالة إلى أخرى بالإشعاع التلقائي. يمكن للذرة أن تبقى عند بعض مستويات الطاقة لفترة أطول بكثير، في حدود 10 إلى 3 ثوان. وتسمى هذه المستويات شبه مستقرة.

يمكن أن يحدث انتقال الذرة إلى حالة طاقة أعلى من خلال امتصاص الرنين للفوتون الذي تساوي طاقته الفرق بين طاقات الذرة في الحالتين النهائية والابتدائية.

التحولات بين مستويات الطاقة الذرية لا تنطوي بالضرورة على امتصاص أو انبعاث الفوتونات. يمكن للذرة أن تكتسب أو تتخلى عن بعض طاقتها وتنتقل إلى حالة كمومية أخرى نتيجة تفاعلها مع ذرات أخرى أو تصادمها مع الإلكترونات. تسمى هذه التحولات غير إشعاعية.

في عام 1916، توقع أ. أينشتاين أن انتقال الإلكترون في الذرة من مستوى الطاقة العلوي إلى مستوى أقل يمكن أن يحدث تحت تأثير مجال كهرومغناطيسي خارجي، تردده يساوي التردد الطبيعي للانتقال. ويسمى الإشعاع الناتج قسريًا أو مستحثًا. الانبعاث المحفز له خاصية مذهلة. وهو يختلف بشكل حاد عن الانبعاث التلقائي. نتيجة لتفاعل الذرة المثارة مع الفوتون، تصدر الذرة فوتونًا آخر بنفس التردد، وينتشر في نفس الاتجاه. على اللسان نظرية الموجةوهذا يعني أن الذرة تبعث موجة كهرومغناطيسية يكون ترددها وطورها واستقطابها واتجاه انتشارها مطابقًا تمامًا للموجة الأصلية. ونتيجة لانبعاث الفوتونات المحفزة، تزداد سعة الموجة التي تنتشر في الوسط. من وجهة نظر نظرية الكم، نتيجة لتفاعل ذرة مثارة مع فوتون، تردده يساوي تردد الانتقال، يظهر فوتونان توأم متطابقان تمامًا.

ويعتبر الإشعاع المحفز هو الأساس الفيزيائي لعمل الليزر.

1 . الليزر واستخداماته في الطب

على الرغم من الطبيعة المشتركة لموجات الضوء والراديو، فقد تطورت البصريات والإلكترونيات الراديوية لسنوات عديدة بشكل مستقل، بشكل مستقل عن بعضها البعض. يبدو أن مصادر الضوء - الجسيمات المثارة ومولدات الموجات الراديوية - ليس لديها سوى القليل من القواسم المشتركة. فقط في منتصف القرن العشرين، ظهر العمل على إنشاء مكبرات الصوت الجزيئية ومولدات الموجات الراديوية، والتي كانت بمثابة بداية مجال مستقل جديد للفيزياء - الإلكترونيات الكمومية.

تدرس إلكترونيات الكم طرق تضخيم وتوليد التذبذبات الكهرومغناطيسية باستخدام الانبعاث المحفز للأنظمة الكمومية. والتقدم في هذا المجال من المعرفة يجده الجميع تطبيق أكبرفي العلوم والتكنولوجيا. دعونا نتعرف على بعض الظواهر الكامنة وراء الإلكترونيات الكمومية وتشغيل مولدات الكم الضوئية - الليزر.

الليزر عبارة عن مصادر ضوئية تعمل على أساس عملية الانبعاث القسري (المحفز والمستحث) للفوتونات بواسطة ذرات أو جزيئات مثارة تحت تأثير فوتونات إشعاعية لها نفس التردد. ومن السمات المميزة لهذه العملية أن الفوتون الناتج أثناء الانبعاث المحفز مطابق في التردد والطور والاتجاه والاستقطاب للفوتون الخارجي الذي تسبب فيه. وهذا يحدد الخصائص الفريدة للمولدات الكمومية: التماسك العالي للإشعاع في المكان والزمان، أحادية اللون العالية، الاتجاه الضيق لشعاع الإشعاع، التركيز الهائل لتدفق الطاقة والقدرة على التركيز في أحجام صغيرة جدًا. يتم إنشاء الليزر على أساس الوسائط النشطة المختلفة: الغازية أو السائلة أو الصلبة. يمكنها إنتاج إشعاع في نطاق واسع جدًا من الأطوال الموجية - من 100 نانومتر (الضوء فوق البنفسجي) إلى 1.2 ميكرون (الأشعة تحت الحمراء) - ويمكن أن تعمل في الوضعين المستمر والنبضي.

يتكون الليزر من ثلاثة مكونات ذات أهمية أساسية: باعث ونظام مضخة ومصدر للطاقة، ويتم ضمان تشغيله بمساعدة أجهزة مساعدة خاصة.

تم تصميم الباعث لتحويل طاقة المضخة (نقل خليط الهيليوم والنيون 3 إلى حالة نشطة) إلى إشعاع ليزر ويحتوي على مرنان بصري، وهو بشكل عام نظام من العناصر العاكسة والانكسارية والتركيز المصنعة بعناية، في الفضاء الداخلي لل حيث يتم إثارة نوع معين من الموجات الكهرومغناطيسية والحفاظ على التقلبات في النطاق البصري. يجب أن يكون لدى المرنان البصري الحد الأدنى من الخسائر في الجزء العامل من الطيف، ودقة عالية في تصنيع المكونات وتركيبها المتبادل.

تبين أن إنشاء الليزر أصبح ممكنًا نتيجة لتنفيذ ثلاث أفكار فيزيائية أساسية: الانبعاث المحفز، وإنشاء مجموعة معكوسة غير متوازنة ديناميكيًا حراريًا لمستويات الطاقة الذرية، واستخدام ردود الفعل الإيجابية.

الجزيئات (الذرات) المثارة قادرة على إصدار فوتونات مضيئة. مثل هذا الإشعاع هو عملية عفوية. وهو عشوائي وفوضوي في الزمن والتردد (قد يكون هناك انتقالات بين مستويات مختلفة) واتجاه الانتشار والاستقطاب. ويحدث إشعاع آخر - قسريًا أو مستحثًا - عندما يتفاعل الفوتون مع جزيء متحمس إذا كانت طاقة الفوتون مساوية للفرق في مستويات الطاقة المقابلة. في حالة الانبعاث القسري (المستحث)، يعتمد عدد التحولات التي يتم إجراؤها في الثانية على عدد الفوتونات التي تدخل المادة خلال نفس الوقت، أي على شدة الضوء، وكذلك على عدد الجزيئات المثارة. بمعنى آخر، كلما زاد عدد حالات الطاقة المثارة المقابلة، زاد عدد التحولات القسرية.

الإشعاع المستحث مطابق للإشعاع الساقط من جميع النواحي، بما في ذلك في الطور، لذا يمكننا الحديث عن التضخيم المتماسك للموجة الكهرومغناطيسية، والذي يستخدم كأول فكرة أساسية في مبادئ توليد الليزر.

الفكرة الثانية، التي تم تنفيذها عند إنشاء الليزر، هي إنشاء أنظمة غير متوازنة من الناحية الديناميكية الحرارية، حيث يوجد، خلافًا لقانون بولتزمان، عدد أكبر من الجسيمات في المستوى الأعلى مقارنة بالمستوى الأدنى. حالة الوسط الذي يتبين فيه لمستويين من الطاقة على الأقل أن عدد الجزيئات ذات الطاقة الأعلى يتجاوز عدد الجزيئات ذات الطاقة الأقل تسمى حالة ذات مستويات معكوسة، ويسمى الوسط نشطًا. وهو الوسط النشط الذي تتفاعل فيه الفوتونات مع الذرات المثارة، مما يتسبب في انتقالها القسري إلى مستوى أدنى مع انبعاث كميات من الإشعاع المستحث (المحفز)، وهي المادة العاملة لليزر. يتم الحصول رسميًا على حالة ذات تعداد معكوس للمستويات من توزيع بولتزمان لـ T< О К, поэтому иногда называется состоянием с "отрицательной" температурой. По мере распространения света в активной среде интенсивность его возрастает, имеет место явление, обратное поглощению, т. е. усиление света. Это означает, что в законе Бугера kX < 0, поэтому инверсная населенность соответствует среде с مؤشر سلبياستيعاب.

يمكن إنشاء حالة الانقلاب السكاني عن طريق اختيار جسيمات ذات طاقة أقل أو عن طريق إثارة الجسيمات بشكل خاص، على سبيل المثال، بالضوء أو التفريغ الكهربائي. في حد ذاته، لا توجد حالة من درجة الحرارة السلبية لفترة طويلة.

الفكرة الثالثة المستخدمة في مبادئ توليد الليزر نشأت في الفيزياء الإشعاعية وهي استخدام ردود الفعل الإيجابية. أثناء تنفيذه، يبقى جزء من الانبعاث المحفز المتولد داخل المادة العاملة ويسبب انبعاثًا محفزًا بواسطة المزيد والمزيد من الذرات المثارة. لتنفيذ مثل هذه العملية، يتم وضع الوسط النشط في مرنان بصري، يتكون عادةً من مرآتين، يتم اختيارهما بحيث يمر الإشعاع الناشئ فيه بشكل متكرر عبر الوسط النشط، مما يحوله إلى مولد للإشعاع المحفز المتماسك.

تم تصميم أول مولد من هذا النوع في نطاق الموجات الدقيقة (مازر) بشكل مستقل في عام 1955 من قبل العلماء السوفييت ن.ج. باسون وأ.م. Prokhorov و American - C. Townes وآخرون نظرًا لأن تشغيل هذا الجهاز كان يعتمد على انبعاث جزيئات الأمونيا المحفزة ، فقد تم تسمية المولد بالجزيئي.

في عام 1960، تم إنشاء أول مولد كمي في النطاق المرئي للإشعاع - ليزر به بلورة روبي كمادة عاملة (وسيط نشط). وفي نفس العام، تم إنشاء ليزر غاز الهيليوم والنيون. يمكن تصنيف مجموعة كبيرة ومتنوعة من أجهزة الليزر التي تم إنشاؤها حاليًا وفقًا لنوع المادة العاملة: يتم تمييز ليزر الغاز والسائل وأشباه الموصلات والليزر ذو الحالة الصلبة. اعتمادًا على نوع الليزر، يتم توفير الطاقة اللازمة لإنشاء انعكاس سكاني بطرق مختلفة: الإثارة بضوء شديد الكثافة - "الضخ البصري"، وتفريغ الغاز الكهربائي، وفي ليزر أشباه الموصلات - التيار الكهربائي. بناءً على طبيعة توهجها، ينقسم الليزر إلى نبضي ومستمر.

دعونا ننظر في مبدأ تشغيل ليزر روبي الحالة الصلبة. الياقوت عبارة عن بلورة من أكسيد الألومنيوم Al 2 0 3 تحتوي على ما يقرب من 0.05% من أيونات الكروم Cr 3 + كشوائب. يتم إثارة أيونات الكروم عن طريق الضخ البصري باستخدام مصادر الضوء النبضية عالية الطاقة. يستخدم أحد التصميمات عاكسًا أنبوبيًا بمقطع عرضي بيضاوي الشكل. يوجد داخل العاكس مصباح فلاش زينون مباشر وقضيب ياقوتي يقع على طول الخطوط التي تمر عبر بؤر القطع الناقص (الشكل 1). السطح الداخلي لعاكس الألومنيوم مصقول بدرجة عالية أو مطلي بالفضة. الخاصية الرئيسية للعاكس البيضاوي هي أن الضوء الخارج من إحدى بؤرتيه (مصباح الزينون) والمنعكس من الجدران يدخل إلى البؤرة الأخرى للعاكس (قضيب الياقوت).

يعمل ليزر الياقوت وفقًا لمخطط ثلاثي المستويات (الشكل 2 أ). ونتيجة للضخ البصري، تنتقل أيونات الكروم من مستوى الأرض 1 إلى الحالة المثارة قصيرة العمر 3. ثم يحدث انتقال غير إشعاعي إلى الحالة طويلة العمر (شبه المستقرة) 2، والتي منها احتمال حدوث إشعاع تلقائي التحول صغير نسبيا. لذلك، يحدث تراكم الأيونات المثارة في الحالة 2 ويتم إنشاء مجتمع معكوس بين المستويين 1 و 2. في ظل الظروف العادية، يحدث الانتقال من المستوى الثاني إلى المستوى الأول تلقائيًا ويصاحبه تلألؤ بطول موجة يبلغ 694.3 نانومتر. يحتوي تجويف الليزر على مرآتين (انظر الشكل 1)، إحداهما لها معامل انعكاس R لشدة الضوء المنعكس والساقط على المرآة)، والمرآة الأخرى نصف شفافة وتنقل جزءًا من سقوط الإشعاع عليها ( ر< 100 %). Кванты люминесценции в зависимости от направления их движения либо вылетают из боковой поверхности рубинового стержня и теряются, либо, многократно отражаясь от зеркал, сами вызывают вынужденные переходы. Таким образом, пучок, перпендикулярный зеркалам, будет иметь наибольшее развитие и выходит наружу через полупрозрачное зеркало. Такой лазер работает в импульсном режиме. лазер пробой медицинское биологическое

جنبا إلى جنب مع ليزر روبي الذي يعمل وفقا لمخطط ثلاثي المستويات، أصبحت مخططات الليزر ذات أربعة مستويات واسعة النطاق تعتمد على أيونات العناصر الأرضية النادرة (النيوديميوم، السماريوم، إلخ) المضمنة في مصفوفة بلورية أو زجاجية (الشكل 24). ، ب). في مثل هذه الحالات، يتم إنشاء انعكاس سكاني بين مستويين متحمسين: المستوى طويل العمر 2 والمستوى قصير العمر 2."

الليزر الغازي الشائع جدًا هو ليزر الهيليوم-نيون، والذي يتم تحفيزه بواسطة التفريغ الكهربائي. والوسط النشط فيه عبارة عن خليط من الهيليوم والنيون بنسبة 10:1 وضغط حوالي 150 باسكال. تنبعث ذرات النيون، وتلعب ذرات الهيليوم دورًا مساندًا. في التين. يوضح الشكل 24، ج مستويات الطاقة لذرات الهيليوم والنيون. يحدث التوليد أثناء الانتقال بين المستويين 3 و2 للنيون. من أجل إنشاء مجتمع معكوس بينهما، من الضروري ملء المستوى 3 وإفراغ المستوى 2. ويحدث سكان المستوى 3 بمساعدة ذرات الهيليوم. أثناء التفريغ الكهربائي، يؤدي تأثير الإلكترون إلى إثارة ذرات الهيليوم إلى حالة طويلة الأمد (مع عمر يبلغ حوالي 10 3 ثانية). إن طاقة هذه الحالة قريبة جدًا من طاقة المستوى 3 من النيون، لذلك عندما تصطدم ذرة الهيليوم المثارة بذرة نيون غير متحمسة، يتم نقل الطاقة، ونتيجة لذلك يتم ملء المستوى 3 من النيون. بالنسبة للنيون النقي، يكون العمر عند هذا المستوى قصيرًا وتنتقل الذرات إلى المستوى 1 أو 2، ويتحقق توزيع بولتزمان. يحدث استنفاد المستوى 2 من النيون بشكل رئيسي بسبب الانتقال التلقائي لذراته إلى الحالة الأرضية عند الاصطدام بجدران أنبوب التفريغ. وهذا يضمن وجود عدد معكوس ثابت من المستويين 2 و 3 من النيون.

العنصر الهيكلي الرئيسي لليزر الهليوم النيون (الشكل 3) هو أنبوب تفريغ الغاز بقطر حوالي 7 ملم. يتم دمج الأقطاب الكهربائية في الأنبوب لإنشاء تفريغ غاز وإثارة الهيليوم. في نهايات الأنبوب بزاوية بروستر توجد نوافذ، بسبب استقطاب الإشعاع. يتم تركيب مرايا رنانة متوازية المستوى خارج الأنبوب، إحداها شفافة (معامل الانعكاس R< 100 %). Таким образом, пучок вынужденного излучения выходит наружу через полупрозрачное зеркало. Это лазер непрерывного действия.

المرايا الرنانة مصنوعة من طبقات متعددة الطبقات، وبسبب التداخل، يتم إنشاء معامل الانعكاس المطلوب لطول موجي معين. الليزر الأكثر استخدامًا هو ليزر الهيليوم النيون، الذي ينبعث منه ضوء أحمر بطول موجة يبلغ 632.8 نانومتر. قوة هذه الليزرات منخفضة ولا تتجاوز 100 ميجاوات.

يعتمد استخدام الليزر على خصائص إشعاعها: أحادية اللون عالية (~ 0.01 نانومتر)، وطاقة عالية بما فيه الكفاية، وضيق الشعاع وتماسكه.

إن ضيق شعاع الضوء وتباعده المنخفض جعل من الممكن استخدام الليزر لقياس المسافة بين الأرض والقمر (الدقة الناتجة حوالي عشرات السنتيمترات)، وسرعة دوران كوكب الزهرة وعطارد، وما إلى ذلك.

يعتمد استخدامها في التصوير المجسم على تماسك إشعاع الليزر. تم تطوير مناظير المعدة على أساس ليزر الهيليوم النيون باستخدام الألياف الضوئية، مما يتيح تكوين صورة ثلاثية الأبعاد للتجويف الداخلي للمعدة.

تعتبر الطبيعة الأحادية اللون لإشعاع الليزر مناسبة جدًا لإثارة أطياف رامان للذرات والجزيئات.

يستخدم الليزر على نطاق واسع في الجراحة وطب الأسنان وطب العيون والأمراض الجلدية والأورام. تعتمد التأثيرات البيولوجية لإشعاع الليزر على كل من خصائص المادة البيولوجية وخصائص إشعاع الليزر.

تنقسم جميع أنواع الليزر المستخدمة في الطب بشكل تقليدي إلى نوعين: منخفض الكثافة (الكثافة لا تتجاوز 10 وات/سم2، وفي أغلب الأحيان حوالي 0.1 وات/سم2) - علاجي وعالي الكثافة - جراحي. يمكن أن تصل شدة أقوى أنواع الليزر إلى 10 14 وات/سم 2؛ وفي الطب، عادةً ما يتم استخدام أشعة الليزر بكثافة 10 2 - 10 6 وات/سم 2.

أشعة الليزر منخفضة الكثافة هي تلك التي لا تسبب تأثيرًا مدمرًا ملحوظًا على الأنسجة مباشرة أثناء التشعيع. في المناطق المرئية والأشعة فوق البنفسجية من الطيف، تكون تأثيراتها ناجمة عن تفاعلات كيميائية ضوئية ولا تختلف عن التأثيرات الناجمة عن الضوء أحادي اللون الوارد من مصادر تقليدية غير متماسكة. في هذه الحالات، يكون الليزر ببساطة عبارة عن مصادر ضوء أحادية اللون مريحة توفر تحديدًا دقيقًا وجرعة التعرض. تشمل الأمثلة استخدام ضوء ليزر الهليوم والنيون لعلاج القرحة الغذائية وأمراض القلب التاجية وما إلى ذلك، وكذلك الكريبتون وأشعة الليزر الأخرى للأضرار الكيميائية الضوئية للأورام في العلاج الديناميكي الضوئي.

يتم ملاحظة ظواهر جديدة نوعيًا عند استخدام الإشعاع المرئي أو فوق البنفسجي الصادر عن أشعة الليزر عالية الكثافة. في التجارب الكيميائية الضوئية المعملية مع مصادر الضوء التقليدية، وكذلك في الطبيعة تحت تأثير ضوء الشمس، يحدث عادة امتصاص فوتون واحد. جاء ذلك في القانون الثاني للكيمياء الضوئية، الذي صاغه ستارك وأينشتاين: كل جزيء يشارك في تفاعل كيميائي تحت تأثير الضوء يمتص كمية واحدة من الإشعاع، مما يسبب التفاعل. إن طبيعة الامتصاص أحادية الفوتون، الموصوفة في القانون الثاني، تتحقق لأنه في شدة الضوء العادية يكون من المستحيل عمليا أن يدخل فوتونان في وقت واحد إلى جزيء في الحالة الأرضية. إذا حدث مثل هذا الحدث، فإن التعبير سيأخذ الشكل:

2hv = ه ر - ه ك ,

مما يعني جمع طاقة فوتونين لانتقال الجزيء من حالة الطاقة E k إلى حالة الطاقة E g. ولا يوجد أيضًا امتصاص للفوتونات بواسطة جزيئات متحمسة إلكترونيًا، لأن عمرها قصير، و كثافة التشعيع المستخدمة عادة منخفضة. ولذلك، فإن تركيز الجزيئات المثارة إلكترونيًا يكون منخفضًا، ومن المستبعد للغاية أن تمتص فوتونًا آخر.

ومع ذلك، إذا زادت شدة الضوء، يصبح امتصاص الفوتون الثاني ممكنًا. على سبيل المثال، أدى تشعيع محاليل الحمض النووي باستخدام إشعاع الليزر النبضي عالي الكثافة بطول موجة يبلغ حوالي 266 نانومتر إلى تأين جزيئات الحمض النووي المشابهة لتلك التي يسببها الإشعاع y. التعرض للأشعة فوق البنفسجية منخفضة الشدة لا يسبب التأين. لقد ثبت أن تشعيع المحاليل المائية للأحماض النووية أو قواعدها بنبضات البيكو ثانية (مدة النبضة 30 ps) أو النانو ثانية (10 نانوثانية) بكثافة أعلى من 106 واط/سم2 أدى إلى تحولات إلكترونية أدت إلى تأين الجزيئات. مع نبضات البيكو ثانية (الشكل 4 ، أ) ، حدث تعداد المستويات الإلكترونية العالية وفقًا للمخطط (S 0 -> S1 -> S n) ، ومع نبضات hv hv النانو ثانية (الشكل 4 ، ب) - وفقًا لـ المخطط (S 0 -> S1 -> T g -> T p). وفي كلتا الحالتين، تلقت الجزيئات طاقة تتجاوز طاقة التأين.

يقع نطاق امتصاص الحمض النووي في المنطقة فوق البنفسجية من الطيف عند< 315 нм, видимый свет нуклеиновые кислоты совсем не поглощают. Однако воздействие высокоинтенсивным лазерным излучением около 532 нм переводит ДНК в электронно-возбужденное состояние за счет суммирования энергии двух фотонов (рис. 5).

يؤدي امتصاص أي إشعاع إلى إطلاق كمية معينة من الطاقة على شكل حرارة، والتي تتبدد من الجزيئات المثارة إلى الفضاء المحيط. يمتص الماء الأشعة تحت الحمراء بشكل رئيسي ويسبب تأثيرات حرارية بشكل رئيسي. ولذلك فإن إشعاعات الليزر ذات الأشعة تحت الحمراء عالية الكثافة تسبب تأثيرًا حراريًا فوريًا ملحوظًا على الأنسجة. يُفهم التأثير الحراري لإشعاع الليزر في الطب بشكل أساسي على أنه تبخر (قطع) وتخثر الأنسجة البيولوجية. ينطبق هذا على أنواع الليزر المختلفة ذات الشدة من 1 إلى 10 7 وات/سم2 وبفترات إشعاع تتراوح من ميلي ثانية إلى عدة ثوانٍ. وتشمل هذه، على سبيل المثال، ليزر غاز C 0 2 (بطول موجة 10.6 ميكرومتر)، ليزر Nd:YAG (1.064 ميكرومتر) وغيرها. ليزر Nd:YAG هو ليزر الحالة الصلبة رباعي المستويات الأكثر استخدامًا. يتم التوليد بناءً على انتقالات أيونات النيوديميوم (Nd 3+) التي يتم إدخالها في بلورات Y 3 Al 5 0 12 من عقيق ألومنيوم الإيتريوم (YAG).

إلى جانب تسخين الأنسجة، تتم إزالة بعض الحرارة بسبب التوصيل الحراري وتدفق الدم. عند درجات حرارة أقل من 40 درجة مئوية، لا يلاحظ أي ضرر لا يمكن إصلاحه. عند درجة حرارة 60 درجة مئوية، يبدأ تمسخ البروتين وتخثر الأنسجة ونخرها. عند درجة حرارة 100-150 درجة مئوية، يحدث الجفاف والتفحم، وعند درجات حرارة أعلى من 300 درجة مئوية تتبخر الأنسجة.

عندما يأتي الإشعاع من ليزر مركّز عالي الكثافة، تكون كمية الحرارة المتولدة كبيرة، مما يخلق تدرجًا في درجة الحرارة في الأنسجة. عند النقطة التي يضرب فيها الشعاع، يتبخر النسيج، ويحدث التفحم والتخثر في المناطق المجاورة (الشكل 6). التبخر الضوئي هو وسيلة لإزالة طبقة تلو الأخرى أو قطع الأنسجة. ونتيجة للتخثر، يتم إغلاق الأوعية الدموية ويتوقف النزيف. وهكذا، يتم استخدام شعاع مركز من ليزر C 0 2 المستمر () بقوة تبلغ حوالي 2 * 10 3 وات / سم 2 كمشرط جراحي لقطع الأنسجة البيولوجية.

إذا قمت بتقليل مدة التعرض (10-10 ثوانٍ) وزيادة الشدة (أعلى من 106 واط/سم2)، فإن أحجام مناطق التفحم والتخثر تصبح ضئيلة. تسمى هذه العملية بالاستئصال الضوئي (الإزالة الضوئية) وتستخدم لإزالة الأنسجة طبقة تلو الأخرى. يحدث الاستئصال الضوئي عند كثافات طاقة تبلغ 0.01-100 جول/سم2.

مع زيادة أخرى في الكثافة (10 واط/سم وأعلى)، من الممكن إجراء عملية أخرى - "الانهيار البصري". هذه الظاهرة هي أنه بسبب قوة المجال الكهربائي العالية جدًا لإشعاع الليزر (مقارنة بقوة المجالات الكهربائية داخل الذرة)، تتأين المادة وتتشكل البلازما وتتولد موجات الصدمة الميكانيكية. لا يتطلب الانهيار البصري امتصاص المادة للضوء بالمعنى المعتاد؛ ويلاحظ في الوسائط الشفافة، على سبيل المثال، في الهواء.

2. تطبيق إشعاع الليزر عالي الكثافة في الجراحة (مبادئ عامة)

الطريقة الرئيسية لعلاج الأمراض الجراحية هي العمليات التي تنطوي على تشريح الأنسجة البيولوجية. يؤدي تأثير الطاقة الضوئية عالية التركيز على الأنسجة البيولوجية إلى تسخينها القوي، يليه تبخر السائل الخلالي والسائل داخل الخلايا، وضغط وتخثر هياكل الأنسجة. عند التعرض المنخفض، يتم تدمير الطبقات السطحية للأنسجة البيولوجية. ومع زيادة التعرض، يزداد عمق وحجم الدمار.

يكون الليزر الجراحي إما مستمرًا أو نبضيًا، اعتمادًا على نوع الوسط النشط. تقليديا، يمكن تقسيمها إلى ثلاث مجموعات وفقا لمستوى الطاقة:

التخثر: 1-5 واط؛

التبخير والقطع الضحل: 5-20 واط؛

القطع العميق: 20-100 واط.

بالطبع، هذا التقسيم تعسفي إلى حد كبير، نظرًا لأن الطول الموجي للإشعاع وطريقة التشغيل يؤثران بشكل كبير على متطلبات الطاقة الناتجة لليزر الجراحي

عند استخدام إشعاع الليزر عالي الطاقة، تحدث زيادة سريعة جدًا في درجة حرارة الأنسجة عند نقطة تلامس شعاع الليزر مع الأنسجة البيولوجية. وهذا يؤدي إلى تأثير تمسخ البروتين القابل للعكس (40-53 درجة مئوية)، وزيادة أخرى في درجة الحرارة (55-63 درجة مئوية) يؤدي إلى تدمير لا رجعة فيه لهياكل البروتين. تؤدي زيادة درجة الحرارة من 63 إلى 100 درجة مئوية إلى تخثر الدم، ومن 100 درجة مئوية أو أكثر إلى تبخر وتفحيم الأنسجة البيولوجية.

توفر العملية التي يتم إجراؤها باستخدام طريقة عدم الاتصال تأثيرًا مرقئًا واضحًا. يتم تنفيذ التأثير بدون دم تقريبًا أو مع الحد الأدنى من فقدان الدم، مما يبسط تنفيذه ويكون مصحوبًا بصدمة طفيفة للأنسجة المحيطة.

يعتمد عمق تغلغل إشعاع الليزر في الأنسجة على مدة التعرض ودرجة ترطيب الأنسجة. كلما زادت المحبة للماء، كلما كان عمق الاختراق أصغر، والعكس بالعكس، كلما قل درجة أقلترطيب الأنسجة، كلما تغلغل الإشعاع بشكل أعمق. مع إشعاع الليزر النبضي، لا يتم تسخين الأنسجة البيولوجية إلى العمق المطلوب نتيجة لامتصاص سطحي كبير، وبالتالي لا يحدث تبخر، ولكن يحدث تخثر فقط. مع التعرض لفترة طويلة بعد التفحم، تتغير معاملات امتصاص الأنسجة ويبدأ التبخر.

تستخدم جراحة الليزر إشعاع الليزر عالي الكثافة (HILI)، والذي يتم الحصول عليه باستخدام ثاني أكسيد الكربون وليزر EnYAG وليزر الأرجون.

تتميز الأدوات الجراحية بالليزر بدقة ودقة عالية في إحداث تأثيرات مدمرة على الأعضاء والأنسجة التي يتم تشغيلها. هذا أمر ذو صلة وفي بعض الأحيان يكون دائمًا الحلقة المفقودة المراحل الرئيسيةالعمليات، وخاصة العمليات التي تجرى على الأنسجة والأعضاء ذات التروية الدموية الكثيفة، وذلك لإحداث تخثر جبهة التدمير وتجنب النزيف. كما أن استخدام مشرط الليزر يضمن العقم المطلق للعملية. هنا يمكننا الاستشهاد بالمجمعات الطبية "Scalpel-1"، "Kalina"، "Razbor"، "Lancet-1" - نماذج ثاني أكسيد الكربون والليزر المصممة للعمليات الجراحية في مختلف مجالات الممارسة الطبية. تعد الأجهزة الجراحية بالليزر أداة قطع عالمية ويمكن استخدامها في المراحل الرئيسية للتدخلات الجراحية. مؤشرات استخدام إشعاع الليزر أثناء الجراحة هي: الحاجة إلى إجراء عمليات على الأعضاء التي يتم إمدادها بالدم بكثرة، عندما يكون الإرقاء الكامل مطلوبًا، ويكون تنفيذه بالطرق التقليدية مصحوبًا بفقدان كميات كبيرة من الدم؛ الحاجة إلى تعقيم الجروح القيحية ومنع التلوث الميكروبي المحتمل للجروح الجراحية النظيفة (هذا الظرف مهم للغاية في المناطق ذات المناخ الاستوائي)؛ الحاجة إلى تقنيات جراحية دقيقة؛ التدخلات الجراحية في المرضى الذين يعانون من اضطرابات تخثر الدم.

لا توجد طرق عالمية للعلاج بالليزر لمختلف الأنسجة. لذلك، يتم اختيار المعلمات المثالية وأنماط التعرض من قبل الجراح بشكل مستقل، بناءً على الطرق الأساسية لاستخدام وحدات جراحة الليزر في الممارسة الطبية. بالنسبة للعلاج الجراحي، تم تطوير هذه التقنيات من قبل موظفي الدولة الروسية المركز العلميطب الليزر وMMA سمي بهذا الاسم. هم. سيتشينوف، أكاديمية تفير الطبية على أساس تعميم الخبرة السريرية في مختلف مجالات الطب: في طب الأسنان الجراحي وجراحة الوجه والفكين، جراحة البطن، جراحة الرئة والجنب، الجراحة التجميلية، التجميل، الجراحة القيحية، جراحة الحروق، جراحة الشرج والمستقيم، أمراض النساء، طب المسالك البولية. طب الأنف والأذن والحنجرة.

تعتمد طبيعة تفاعل إشعاع الليزر مع الأنسجة البيولوجية على كثافة طاقة إشعاع الليزر وزمن التفاعل. يتم تحديد سرعة قطع الأنسجة باستخدام شعاع الليزر في مراحل مختلفة من العملية من قبل الجراح بشكل تجريبي، اعتمادًا على نوع الأنسجة وجودة القطع المطلوبة مع معلمات إشعاع الليزر المحددة. يمكن أن يؤدي إبطاء سرعة القطع إلى زيادة كربنة الأنسجة وتشكيل منطقة تخثر عميقة. في وضع النبض الفائق وخاصة في وضع النبض الدوري، يتم التخلص عمليا من الكربنة والنخر المرتبط بارتفاع درجة حرارة الأنسجة المحيطة بأي سرعة لشعاع الليزر. دعونا نقدم الخصائص الرئيسية للأجهزة المستخدمة في الممارسة الطبية. الطول الموجي للإشعاع 10.6 ميكرون. طاقة الإشعاع الناتج (قابلة للتعديل) - 0.1-50 وات. الطاقة في وضع "medipulse" - 50 واط. كثافة طاقة إشعاع الليزر محدودة من الأعلى بقيمة مشروطة تبلغ 50-150 وات/سم2 لليزر النبضي وقيمة 10 وات/سم2 لليزر المستمر. قطر شعاع الليزر على القماش (قابل للتحويل) - 200؛ 300؛ 500 ميكرون. توجيه الإشعاع الرئيسي بواسطة شعاع ليزر ديود - 2 ميجاوات، 635 نانومتر. أوضاع الإشعاع (قابلة للتحويل) - مستمرة، نبضية دورية، نبض متوسط. وقت التعرض للإشعاع (قابل للتعديل) - 0.1-25 دقيقة. مدة نبض الإشعاع في الوضع الدوري النبضي (قابل للتعديل) هي 0.05-1.0 ثانية. مدة التوقف بين النبضات هي 0.05-1.0 ثانية. لوحة التحكم عن بعد. تشغيل وإيقاف الإشعاع - دواسة القدم. إزالة منتجات الاحتراق - نظام إخلاء الدخان. يصل نصف قطر مساحة التشغيل إلى 1200 ملم. نظام التبريد مستقل، من النوع الهوائي السائل. يتم وضعه في غرفة العمليات على الأرض أو على سطح الطاولة. مزود الطاقة ( التيار المتناوب) - 220 فولت، 50 هرتز، 600 واط. الأبعاد الإجمالية والوزن تختلف. كما ترون، فإن الفرق الرئيسي بين الليزر للعمليات الجراحية وغيرها هو الليزر الطبيهي قوة الإشعاع العالية، وخاصة في النبض. يعد ذلك ضروريًا حتى تتمكن مادة الأنسجة أثناء النبض من امتصاص الإشعاع والتسخين والتبخر في البيئة المحيطة. الفضاء الجوي. بشكل أساسي، تعمل جميع أجهزة الليزر الجراحية في منطقة الأشعة تحت الحمراء الوسطى من النطاق البصري.

JIM-10، جهاز الليزر الجراحي "Lasermed" - أحدث الإنجازات في مجال تكنولوجيا الليزر، مناسب لإجراء العمليات بنسخة محمولة. تم بناء الجهاز على أساس أشعة ليزر أشباه الموصلات التي ينبعث منها طول موجة يبلغ 1.06 ميكرون، وهو جهاز موثوق للغاية وصغير الحجم والوزن. طاقة الإشعاع الناتجة - 0-7(10) واط، أبعاد العبوة 470 × 350 × 120 مم، الوزن لا يزيد عن 8 كجم. تم تصميم هذا الجهاز على شكل حقيبة، والتي، إذا لزم الأمر، يمكن تحويلها إلى وضع العمل.

ومن بين منتجات الشركات المصنعة المحلية الأخرى أيضًا يمكن ذكر المجمعات الجراحية التالية: ALOD-OBALKOM "Surgeon" (جهاز ليزر جراحي قريب من الأشعة تحت الحمراء مع قوة إشعاع قابلة للتعديل). هناك 5 تعديلات متاحة، تختلف في الحد الأقصى لقوة إشعاع الليزر - 6 واط، 9 واط، 12 واط، 15 واط، 30 واط. يستخدم لعلاج PT (تجلط الدم، إزالة الأورام، قطع الأنسجة)، التركيبات المعتمدة على ثاني أكسيد الكربون، YAG-نيوديميوم (الجراحة العامة) والأرجون (طب العيون) ليزر الشركة، بالإضافة إلى العديد من الأجهزة الأخرى المعتمدة على كل من الغاز والصلب. الحالة وأشباه الموصلات النشطة في المتوسط.

هناك العديد من نظائرها الأجنبية والمحلية، ومبادئ استخدامها مماثلة لتلك المذكورة أعلاه.

3. انهيار الضوء

الانهيار الضوئي (الانهيار البصري، التفريغ البصري، شرارة الليزر)، انتقال المادة نتيجة التأين الشديد إلى حالة البلازما تحت تأثير المجالات الكهرومغناطيسية للترددات الضوئية. تمت ملاحظة انهيار الضوء لأول مرة في عام 1963 عندما تم تركيز الإشعاع الصادر من ليزر كريستال ياقوتي نابض عالي الطاقة يعمل في وضع Q-switched في الهواء. عند حدوث انهيار ضوئي، تظهر شرارة في بؤرة العدسة، ويدرك الراصد التأثير على شكل وميض ساطع، يصاحبه صوت قوي. لتفكيك الغازات عند الترددات الضوئية، يلزم وجود مجالات كهربائية ضخمة تتراوح ما بين 106-107 فولت/سم2، وهو ما يتوافق مع شدة تدفق الضوء في شعاع الليزر = 109-1011 وات/سم2 (للمقارنة، يحدث انهيار الموجات الدقيقة للهواء الجوي عند شدة مجال = 104 فولت/سم). هناك آليتان محتملتان: الانهيار الضوئي للغاز تحت تأثير الإشعاع الضوئي المكثف. الأول منهم لا يختلف بطبيعته عن انهيار الغازات في المجالات ذات الترددات غير العالية جدًا (وهذا يشمل أيضًا نطاق الموجات الدقيقة). تكتسب الإلكترونات الأولية، التي تظهر لسبب أو لآخر في المجال، الطاقة أولاً عن طريق امتصاص الفوتونات عند تصادمها مع ذرات الغاز. هذه العملية هي عكس انبعاث الكمات bremsstrahlung أثناء تشتت الإلكترونات النيوترونية. ذرات مثارة. بعد أن تراكمت طاقة كافية للتأين، يقوم الإلكترون بتأين الذرة، وبدلاً من واحد، يظهر إلكترونين بطيئين، وتتكرر العملية. هذه هي الطريقة التي يتطور بها الانهيار الجليدي (انظر تفريغ الانهيار الجليدي). في حقول قويةتحدث هذه العملية بسرعة كبيرة ويحدث انهيار في الغاز. الآلية الثانية لحدوث انهيار الضوء، المميزة تحديدًا للترددات الضوئية، هي ذات طبيعة كمومية بحتة. يمكن انتزاع الإلكترونات من الذرات نتيجة للتأثير الكهروضوئي متعدد الكم، أي مع الامتصاص المتزامن لعدة فوتونات في وقت واحد. إن التأثير الكهروضوئي أحادي الكم في حالة الترددات في النطاق المرئي أمر مستحيل، لأن إمكانات التأين للذرات أعلى بعدة مرات من طاقة الكم. لذلك، على سبيل المثال، طاقة الفوتون لليزر روبي هي 1.78 فولت، وإمكانية التأين للأرجون هي 15.8 فولت، أي أن هناك حاجة إلى 9 فوتونات لإزالة إلكترون. عادةً، تكون العمليات متعددة الفوتون غير محتملة، لكن سرعتها تزداد بشكل حاد مع زيادة كثافة عدد الفوتون، وعند تلك الكثافات العالية التي يتم فيها ملاحظة انهيار الضوء، يصل احتمالها إلى قيمة كبيرة. في الغازات الكثيفة، عند ضغوط من ترتيب الضغط الجوي وأعلى، يحدث التأين الانهيار دائما؛ هنا هي فقط سبب ظهور الإلكترونات الأولى. في الغازات النادرة وفي مجالات نبضات البيكو ثانية، عندما تطير الإلكترونات خارج منطقة عمل المجال دون أن يكون لديها وقت لتجربة العديد من الاصطدامات، لا يتطور الانهيار الجليدي ولا يكون انهيار الضوء ممكنًا إلا بسبب الطرد المباشر للإلكترونات من الذرات الموجودة تحت تأثير الضوء. وهذا ممكن فقط مع مجالات الضوء القوية جدًا > 107 فولت/سم. عند الضغوط العالية، لوحظ انهيار الضوء في المجالات الأضعف بكثير. آلية تحلل الضوء بأكملها معقدة ومتنوعة.

كميات الضوء الأساسية

ويلاحظ أيضًا انهيار الضوء في الوسائط المكثفة عندما ينتشر إشعاع الليزر القوي من خلالها ويمكن أن يتسبب في تدمير المواد والأجزاء البصرية لأجهزة الليزر.

إن استخدام ليزر أشباه الموصلات يفتح إمكانيات جديدة فيما يتعلق بجودة العلاج وتوقيته. يمكن استخدام هذه الأداة والأجهزة الجراحية عالية التقنية للوقاية من الجروح وعلاجها في فترة ما بعد الجراحة. يصبح هذا ممكنًا من خلال استخدام خصائص العلاج الطبيعي لأشعة الليزر تحت الحمراء، والتي لها تأثير واضح مضاد للالتهابات، وتأثير جراثيم ومبيد للجراثيم، ولها تأثير محفز على مناعة الأنسجة وعمليات التجديد. ومن الجدير بالذكر أيضاً إمكانية استخدام ليزر الدايود لتبييض الأسنان بمقدار 3-4 درجات في الزيارة الواحدة. ومع ذلك، فإن المجالات الأكثر شيوعًا لتطبيق الليزر هي الجراحة وعلاج اللثة.

النتائج التي تم الحصول عليها عند العمل بالليزر تعطي سببًا للتأكيد: ليزر الصمام الثنائي هو مساعد طبيب لا غنى عنه تقريبًا في العمل اليومي، وهو ما تؤكده المراجعات الإيجابية من المرضى. وفي رأيهم أن استخدام هذا النوع من العلاج مبرر ومريح. العملية غير دموية وسريعة ومرحلة ما بعد الجراحة أسهل في التحمل.

موضوعيا، لوحظ انخفاض في وقت الشفاء بمقدار 2 مرات، أقل الأحاسيس المؤلمةأثناء وبعد العمليات، مما يسمح لك بالاستغناء عن التخدير، والتجديد بشكل أسرع، وغياب الوذمة - ليس من المستغرب أن يفضل عدد متزايد من المرضى التلاعب بالليزر. ولكن هذا ليس كل شيء - فالتقنية المطورة لإدارة المرضى الذين يعانون من أمراض اللثة تسمح لنا بتقليل عدد عمليات السديلة وتأخيرها. كما تم الحصول على نتائج مشجعة في علاج جذور الأسنان - حيث يبدو علاج القنوات باستخدام ضوء الليزر واعدًا جدًا.

مجالات الاستخدام. يقوم ليزر الصمام الثنائي بتشريح الأنسجة الرخوة وتطهيرها وتخثرها وإعادة بنائها بشكل مثالي، مما يجعل من الممكن إجراء المعالجات التالية بنجاح:

* تصحيح اللثة أثناء التحضير المسبق للأطراف الاصطناعية يجعل من السهل التعامل مع المواد. يسمح المجال البارد بالوصول المباشر إلى الأسطح المغطاة بالغشاء المخاطي.

* رأب اللجام - تتم إزالة لجام اللسان القصير و الشفة العليا، الجراحة التجميلية للدهليز الفموي. في معظم الحالات، تتم إزالة اللجام بشكل كامل بنجاح. أثناء عملية الشفاء، لوحظ الحد الأدنى من التورم - أقل بكثير من الجروح الناتجة عن التدخل بالمشرط.

* علاج الجيوب اللثوية من التهاب اللثة والتهاب اللثة الأولي. بعد دورة من الإشعاع، يتم تحقيق نتيجة سريعة وجيدة. وقد لوحظ أيضًا أن رواسب الأسنان الصلبة يسهل إزالتها بعد التعرض لأشعة الليزر.

* تجميل اللثة . أصبح تضخم اللثة الناتج عن علاج تقويم الأسنان والتهيج الميكانيكي شائعًا بشكل متزايد. من المعروف أن تحفيز الأنسجة المخاطية يؤدي إلى طلاء مرضي للسن. استجابة الأنسجة دائمة وعادة ما تتطلب إزالة الأنسجة الزائدة. تعد جراحة الليزر طريقة فعالة لإزالة الأنسجة الزائدة واستعادة المظهر الطبيعي للغشاء المخاطي.

* علاج القرحة القلاعية وفرط الهربس. يتم استخدام قدرات العلاج الطبيعي لليزر ديود. تؤثر طاقة الليزر على شكل شعاع غير مركز، موجه على سطح هذه الآفات، على النهايات العصبية (مع فرط الحس). أكثر الحالات الصعبةتتطلب ملامسة سطحية خفيفة.

* إعادة البناء التجميلي للغشاء المخاطي. هذا التلاعب هو طريقة علاج جمالية مثالية. يتيح الليزر إزالة الأنسجة طبقة بعد طبقة. يسمح غياب النزيف بإجراء هذه العمليات بدقة أكبر. تتبخر أنسجة اللثة بسهولة، مما يترك حوافًا واضحة. يمكن بسهولة تحقيق معلمات العرض وطول الشقوق وارتفاع محيط اللثة.

* علاج اللثة . في هذه الحالة، الأكثر نجاحا هو النهج المتكامل الذي يجمع بين الجراحة والعلاج الطبيعي. هناك برامج علاجية تؤدي إلى شفاء طويل الأمد إذا اتبع المريض توصيات نظافة الفم. في الزيارة الأولى، يتم إيقاف العملية الحادة، ثم يتم تطهير الجيوب المرضية، وإذا لزم الأمر، يتم إجراء عمليات جراحية باستخدام مواد عظمية إضافية. بعد ذلك، يخضع المريض لدورة صيانة من العلاج بالليزر. تستغرق فترة العلاج 14 يومًا في المتوسط.

* علاج اللبية. الاستخدام التقليدي لليزر في علاج جذور الأسنان هو تبخر بقايا اللب وتطهير القنوات. تسمح لك النصائح اللبية الخاصة بالعمل مباشرة في القناة المفتوحة حتى القمة. باستخدام الليزر، يتم استئصال بقايا الأنسجة وتدمير البكتيريا وتزجيج جدران القناة. في حالة وجود ناسور، يمر شعاع الليزر عبر قناة الناسور باتجاه مصدر الالتهاب. وفي الوقت نفسه، يتوقف انتشار العدوى لبعض الوقت ويتم قمع الأعراض، لكن الانتكاس يكون واضحًا إذا لم تتم معالجة قناة الجذر بشكل كامل.

* تبييض. لا ينبغي لأحد أن يتجاهل حقيقة أن هذا هو أحد الإجراءات الجمالية الأكثر شعبية بين المرضى. بمساعدة ليزر ديود، يمكن تحقيق تأثير تبييض كبير في زيارة واحدة فقط. الإجراء بحد ذاته بسيط للغاية ويتكون من تنشيط جل التبييض المطبق مسبقًا باستخدام إشعاع الليزر.

مزايا. في طب الأسنان الجراحي وأمراض اللثة، يتم تحديد مزايا الليزر من خلال عوامل مثل الدقة وسهولة الوصول إلى المجال الجراحي. وفي الوقت نفسه، لا يوجد نزيف أثناء العملية، مما يسمح للمجال الجراحي بالبقاء جافًا، وهذا يوفر بشكل طبيعي نظرة عامة أفضل - ونتيجة لذلك، يتم تقليل وقت العملية. بالإضافة إلى ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه أثناء العملية يتم تخثر الأوعية، وبالتالي تقليل التورم بعد العملية الجراحية.

أيضًا، نظرًا للتأثيرات المضادة للالتهابات والجراثيم لإشعاع الليزر، يتم تقليل خطر حدوث مضاعفات. يحدث التئام الجروح بشكل أسرع مقارنة بالتقنيات التقليدية.

مع العلاج المحافظ بالليزر لالتهاب اللثة والتهاب اللثة بعمق جيوب يصل إلى 5 مم، لا يوجد نزيف أو التهاب، وفي بعض الحالات يتم ملاحظة تجديد أنسجة العظام، وهو ما تؤكده دراسات الأشعة السينية.

عند إجراء التبييض، بالإضافة إلى وقت الإجراء القصير (حوالي ساعة واحدة)، فإن الميزة المهمة هي ظهور الحد الأدنى من فرط الحساسية بعد إجراء التبييض.

التطورات المحلية. كما ترون، هناك العديد من المزايا لاستخدام ليزر الصمام الثنائي. هناك حقيقة وعيب خطير متأصل في جميع التطورات المبتكرة في جميع مجالات المعرفة الإنسانية - وهو السعر المرتفع. وبالفعل فإن تكلفة مثل هذه الأجهزة، خاصة تلك التي تنتجها ماركات غربية معروفة، تعتبر كبيرة. ولحسن الحظ، هناك أيضًا تطورات روسية في هذا المجال، وهذه حالة نادرة إلى حد ما (عندما يتعلق الأمر بتطورات التكنولوجيا الفائقة) عندما لا تعني كلمة "روسي" "الأسوأ". منذ العصر السوفييتي، لم تكن التطورات المحلية في مجال تقنيات الليزر أقل شأنا من نظيراتها الغربية فحسب، بل تجاوزتها في كثير من الأحيان - فقد تم تطوير العديد من النماذج الأولية لأنظمة الليزر الحديثة في بلدنا.

يوجد أيضًا ليزر أسنان محلي لأشباه الموصلات - وهذا هو جهاز Lamy S (تطوير مشترك لمركز Denta-Rus الطبي ومركز Opttekhnika للأبحاث والإنتاج)، والذي أصبحت بعض الشركات الغربية مهتمة به بالفعل، لأن من بين أمور أخرى، ميزته التي لا جدال فيها هي حقيقة أن تكلفة الليزر أقل بثلاث مرات مقارنة مع نظائرها المستوردة.

يستخدم الجهاز بلورات ليزر شبه موصلة تعمل من مصادر طاقة منخفضة الجهد (350 واط)، بدلاً من أنابيب تفريغ الغاز التي تتطلب مصدر طاقة خاصًا عالي الجهد. يتيح لك هذا التصميم حل العديد من المشكلات في وقت واحد - يعد غياب الجهد العالي ضمانًا معينًا لسلامة الطبيب والمريض، ولا توجد مجالات كهرومغناطيسية ضارة، ولا يلزم تبريد خاص.

ولكن دعنا نعود إلى السعر المنخفض للجهاز - فهذا يسمح لك باسترداد استثماراتك المالية بشكل أسرع والبدء في تحقيق الربح. أوافق، بالإضافة إلى تحسين جودة رعاية المرضى، يعد هذا أيضًا مهمًا جدًا في البيئة التجارية.

من بين الميزات الأخرى لأجهزة لامي، من المنطقي ملاحظة ما يلي - فهي لا تتطلب شروطًا خاصة وصيانة خاصة، وهي صغيرة الحجم ويمكن نقلها بسهولة داخل العيادة، وتتميز بمعايير موثوقة ومستقرة. يتم تنظيم الخدمة بحيث أنه في حالة حدوث عطل، يتلقى الطبيب جهازًا آخر أثناء الإصلاحات.

خاتمة

الأدوات الرئيسية التي يستخدمها الجراح لتشريح الأنسجة هي المشرط والمقص، أي أدوات القطع. ومع ذلك، فإن الجروح والجروح التي يتم إجراؤها بالمشرط والمقص تكون مصحوبة بالنزيف، مما يتطلب استخدام تدابير خاصة للإرقاء. بالإضافة إلى ذلك، عند ملامسة الأنسجة، يمكن لأدوات القطع أن تنشر البكتيريا الدقيقة والخلايا السرطانية الخبيثة على طول خط القطع. في هذا الصدد، حلم الجراحون لفترة طويلة أن يكون تحت تصرفهم أداة من شأنها أن تجعل قطعًا غير دموي، بينما تدمر في الوقت نفسه البكتيريا المسببة للأمراض والخلايا السرطانية في الجرح الجراحي. تعتبر التدخلات في "المجال الجراحي الجاف" مثالية للجراحين من أي نوع.

وتعود محاولات صنع مشرط «مثالي» إلى نهاية القرن الماضي، عندما تم تصميم ما يسمى بالسكين الكهربائي، الذي يعمل باستخدام تيارات عالية التردد. يتم استخدام هذا الجهاز، في الإصدارات الأكثر تقدمًا، على نطاق واسع حاليًا من قبل الجراحين من مختلف التخصصات. ومع ذلك، مع تراكم الخبرة، تم تحديد الجوانب السلبية لـ "الجراحة الكهربائية"، وأهمها وجود منطقة كبيرة جدًا من حرق الأنسجة الحرارية في منطقة الشق. ومن المعروف أنه كلما اتسعت منطقة الحرق، كلما كان شفاء الجرح الجراحي أسوأ. بالإضافة إلى ذلك، عند استخدام السكين الكهربائي، يصبح من الضروري إدخال جسم المريض في دائرة كهربائية. تؤثر أجهزة الجراحة الكهربائية سلبًا على عمل الأجهزة الإلكترونية وأجهزة مراقبة وظائف الجسم الحيوية أثناء الجراحة. تتسبب آلات الجراحة البردية أيضًا في تلف الأنسجة بشكل كبير، مما يضعف عملية الشفاء. سرعة تشريح الأنسجة باستخدام مشرط التبريد منخفضة جدًا. في الواقع، هذا لا يشمل التشريح، بل تدمير الأنسجة. ويلاحظ أيضًا وجود منطقة حروق كبيرة عند استخدام مشرط البلازما. إذا أخذنا في الاعتبار أن شعاع الليزر قد أظهر خصائص مرقئية، فضلا عن القدرة على إغلاق القصيبات والقنوات الصفراوية والقنوات البنكرياسية، فإن استخدام تكنولوجيا الليزر في الجراحة يصبح واعدا للغاية. أدرجت بإيجاز بعض مزايا استخدام الليزر في الجراحة تتعلق في المقام الأول بليزر ثاني أكسيد الكربون (ليزر C 0 2). بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام الليزر الذي يعمل على مبادئ أخرى وعلى مواد عمل أخرى في الطب. تتمتع أجهزة الليزر هذه بصفات مختلفة بشكل أساسي عند التأثير على الأنسجة البيولوجية وتستخدم في مؤشرات ضيقة نسبيًا، خاصة في جراحة القلب والأوعية الدموية والأورام وعلاج الأمراض الجراحية للجلد والأغشية المخاطية المرئية وما إلى ذلك.

معقائمة الأدب المستخدم

1. أ.ن. ريميزوف "الفيزياء الطبية والبيولوجية".

2. حسنًا. سكوبلكين "الليزر في الجراحة، حرره الأستاذ".

3. إس.دي. بليتنيف "الليزر في الطب السريري".

تم النشر على موقع Allbest.ru

...

وثائق مماثلة

الاتجاهات والأهداف الرئيسية للاستخدام الطبي والبيولوجي لليزر. تدابير للحماية من أشعة الليزر. اختراق إشعاع الليزر في الأنسجة البيولوجية وآليات تفاعلها المرضية. آلية التحفيز الحيوي بالليزر.

الملخص، تمت إضافته في 24/01/2011


مفهوم الليزر والغرض منه، مبدأ التشغيل وبنية شعاع الليزر، طبيعة تفاعله مع الأنسجة. ميزات الاستخدام العملي لليزر في طب الأسنان، وتقييم المزايا والعيوب الرئيسية هذه الطريقةعلاج الأسنان.

الملخص، تمت إضافته في 14/05/2011


المفهوم العام للإلكترونيات الكمومية. تاريخ التطور ومبدأ تصميم الليزر، خصائص إشعاع الليزر. الليزر منخفض الكثافة وعالي الكثافة: الخصائص والتأثير على الأنسجة البيولوجية. تطبيق تقنيات الليزر في الطب.

الملخص، تمت إضافته في 28/05/2015


عملية إشعاع الليزر. أبحاث في مجال الليزر في نطاق الطول الموجي للأشعة السينية. التطبيقات الطبية لليزر ثاني أكسيد الكربون وليزر الأرجون والكريبتون. توليد إشعاع الليزر. معامل في الرياضيات او درجة عمل مفيدالليزر بأنواعه المختلفة.

الملخص، تمت إضافته في 17/01/2009


الأساس المادي لاستخدام تكنولوجيا الليزر في الطب. أنواع الليزر ومبادئ التشغيل. آلية تفاعل إشعاع الليزر مع الأنسجة البيولوجية. طرق الليزر الواعدة في الطب والبيولوجيا. معدات الليزر الطبية المنتجة بشكل متسلسل.

الملخص، تمت إضافته في 30/08/2009


مفهوم إشعاع الليزر. آلية عمل الليزر على الأنسجة. استخدامه في الجراحة لقطع الأنسجة ووقف النزيف وإزالة الأمراض ولحام الأنسجة البيولوجية. طب الأسنان، الأمراض الجلدية، التجميل، علاج أمراض الشبكية.

تمت إضافة العرض في 10/04/2015


طرق التشخيص بالليزر. مولدات الكم الضوئية. الاتجاهات والأهداف الرئيسية للاستخدام الطبي والبيولوجي لليزر. تصوير الأوعية. القدرات التشخيصية للتصوير المجسم. التصوير الحراري. تركيب الليزر الطبي للعلاج الإشعاعي.

الملخص، أضيف في 12/02/2005


الطبيعة الفيزيائية و الآثار العلاجيةالموجات فوق الصوتية. الاتجاهات الرئيسية لتطبيقاتها الطبية والبيولوجية. خطر و آثار جانبيةالفحص بالموجات فوق الصوتية. جوهر تخطيط صدى القلب. إجراء تشخيص لأمراض الأعضاء الداخلية.

تمت إضافة العرض بتاريخ 2016/02/10


طلب إشعاعات أيونيةفي الطب. تكنولوجيا الإجراءات الطبية. تجهيزات العلاج الإشعاعي الخارجي. تطبيق النظائر في الطب. وسائل الحماية ضد الإشعاعات المؤينة. عملية الحصول على النويدات المشعة واستخدامها.

تمت إضافة العرض بتاريخ 21/02/2016


التعرف على تاريخ اكتشاف وخصائص الليزر. أمثلة على الاستخدام في الطب. النظر في بنية العين ووظائفها. أمراض أعضاء الرؤية وطرق تشخيصها. دراسة الطرق الحديثة لتصحيح البصر باستخدام الليزر.

في الطب، وجدت أنظمة الليزر تطبيقها في شكل مشرط ليزر. يتم تحديد استخدامه للعمليات الجراحية من خلال الخصائص التالية:

إنه يصنع قطعًا غير دموي نسبيًا، لأنه في نفس الوقت مع تشريح الأنسجة، فإنه يتخثر حواف الجرح عن طريق "إغلاق" الأوعية الدموية غير الكبيرة جدًا؛

يتميز مشرط الليزر بخصائص القطع الثابتة. الاتصال بجسم صلب (على سبيل المثال، العظام) لا يؤدي إلى تعطيل المشرط. بالنسبة للمشرط الميكانيكي، فإن مثل هذا الوضع سيكون قاتلا؛

يسمح شعاع الليزر، بسبب شفافيته، للجراح برؤية المنطقة التي يتم إجراء العملية فيها. إن شفرة المشرط العادي، وكذلك شفرة السكين الكهربائي، تمنع دائمًا مجال العمل من الجراح إلى حد ما؛

يقطع شعاع الليزر الأنسجة عن بعد دون ممارسة أي تأثير ميكانيكي على الأنسجة؛

يضمن مشرط الليزر العقم المطلق، لأن الإشعاع فقط هو الذي يتفاعل مع الأنسجة؛

يعمل شعاع الليزر بشكل صارم محليا، ويحدث تبخر الأنسجة فقط عند النقطة المحورية. تتضرر المناطق المجاورة من الأنسجة بشكل أقل بكثير من استخدام المشرط الميكانيكي؛

أظهرت الممارسة السريرية أن الجرح الناجم عن مشرط الليزر لا يؤذي ويشفى بشكل أسرع.

بدأ الاستخدام العملي لليزر في الجراحة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في عام 1966 في معهد إيه في فيشنفسكي. تم استخدام مشرط الليزر في عمليات الأعضاء الداخلية للتجويف الصدري والبطن. حاليًا، تُستخدم أشعة الليزر لإجراء عمليات تجميل الجلد وعمليات المريء والمعدة والأمعاء والكلى والكبد والطحال وغيرها من الأعضاء. من المغري جداً إجراء العمليات باستخدام الليزر على الأعضاء التي تحتوي على عدد كبير من الأوعية الدموية، على سبيل المثال، القلب والكبد.

خصائص بعض أنواع الليزر.

يوجد حاليًا مجموعة كبيرة ومتنوعة من أجهزة الليزر، والتي تختلف في الوسائط النشطة والقوى وأوضاع التشغيل والخصائص الأخرى. ليست هناك حاجة لوصفهم جميعا. لذلك، إليك وصفًا موجزًا ​​لأجهزة الليزر التي تمثل بشكل كامل خصائص الأنواع الرئيسية من أجهزة الليزر (وضع التشغيل، وطرق الضخ، وما إلى ذلك)

ليزر روبي.أولاً مولد الكموكان مصدر الضوء هو الليزر الياقوتي، الذي تم إنشاؤه عام 1960.

المادة العاملة هي الياقوت، وهي عبارة عن بلورة من أكسيد الألومنيوم Al 2 O 3 (اكسيد الالمونيوم)، حيث يتم إدخال أكسيد الكروم Cr 2 Oz كشوائب أثناء النمو. اللون الأحمر للياقوت يرجع إلى الأيون الموجب Cr +3. في الشبكة البلورية Al 2 O 3، يحل أيون Cr +3 محل أيون Al +3. ونتيجة لذلك، يظهر شريطان امتصاص في البلورة: أحدهما باللون الأخضر والآخر في الجزء الأزرق من الطيف. تعتمد كثافة اللون الأحمر للياقوت على تركيز أيونات Cr +3: كلما زاد التركيز، زاد سمك اللون الأحمر. في الياقوت الأحمر الداكن، يصل تركيز أيونات Cr +3 إلى 1%.

إلى جانب نطاقي الامتصاص الأزرق والأخضر، هناك مستويان ضيقان للطاقة E 1 وE 1 '، عند الانتقال منهما إلى المستوى الرئيسي ينبعث الضوء بأطوال موجية تبلغ 694.3 و692.8 نانومتر. يبلغ عرض الخط حوالي 0.4 نانومتر في درجات حرارة الغرفة. احتمال التحولات القسرية لخط 694.3 نانومتر أكبر من خط 692.8 نانومتر. لذلك، من الأسهل العمل مع خط 694.3 نانومتر. ومع ذلك، من الممكن أيضًا إنشاء خطوط بطول 692.8 نانومتر إذا كنت تستخدم مرايا خاصة لها معامل انعكاس كبير للإشعاع l = 692.8 نانومتر وواحدة صغيرة لـ l = 694.3 نانومتر.

عندما يتم تشعيع الياقوت بالضوء الأبيض، يتم امتصاص الأجزاء الزرقاء والخضراء من الطيف، وينعكس الجزء الأحمر. يستخدم ليزر الياقوت الضخ البصري بمصباح زينون، الذي ينتج ومضات عالية الكثافة من الضوء عندما تمر نبضة حالية من خلاله، مما يؤدي إلى تسخين الغاز إلى عدة آلاف من الكلفن. الضخ المستمر مستحيل لأن المصباح لا يمكنه تحمل التشغيل المستمر عند درجة الحرارة المرتفعة هذه. والإشعاع الناتج قريب في خصائصه من إشعاع جسم أسود بالكامل. يتم امتصاص الإشعاع بواسطة أيونات الكروم +، والتي تنتقل نتيجة لذلك إلى مستويات الطاقة في منطقة نطاقات الامتصاص. ومع ذلك، من هذه المستويات، تنتقل أيونات Cr +3 بسرعة كبيرة، نتيجة للانتقال غير الإشعاعي، إلى المستويات E 1، E 1 '. في هذه الحالة، يتم نقل الطاقة الزائدة إلى الشبكة، أي يتم تحويلها إلى طاقة اهتزازات الشبكة، أو بمعنى آخر، إلى طاقة الفوتونات. المستويات E 1, E 1 ’ متبدلة الاستقرار. العمر عند المستوى E 1 هو 4.3 مللي ثانية. أثناء نبض المضخة، تتراكم الذرات المثارة عند المستويين E 1 و E 1 '، مما يؤدي إلى إنشاء تجمع عكسي كبير بالنسبة إلى المستوى E 0 (هذا هو مستوى الذرات غير المثارة).

تتم زراعة بلورة الياقوت على شكل أسطوانة مستديرة. بالنسبة لليزر، عادة ما تستخدم بلورات الأحجام التالية: الطول L = 5 سم، القطر d = 1 سم. يتم وضع مصباح زينون وكريستال روبي في تجويف بيضاوي الشكل ذو سطح داخلي عاكس للغاية. للتأكد من أن كل إشعاع مصباح الزينون يضرب الياقوت، يتم وضع بلورة الياقوت والمصباح، الذي له أيضًا شكل أسطوانة مستديرة، في بؤر القسم الإهليلجي للتجويف الموازي لمولداته. بفضل هذا، يتم توجيه الإشعاع بكثافة تساوي تقريبًا كثافة الإشعاع عند مصدر المضخة إلى الياقوت.

يتم قطع أحد طرفي بلورة الياقوت بحيث يتم ضمان الانعكاس الكامل وعودة الشعاع من حواف القطع. هذا القطع يحل محل إحدى مرايا الليزر. يتم قطع الطرف الثاني من بلورة الياقوت بزاوية بروستر. ويضمن خروج الشعاع من بلورة الياقوت دون أن ينعكس بالاستقطاب الخطي المناسب. يتم وضع مرآة الرنان الثانية في مسار هذا الشعاع. وبالتالي، فإن الإشعاع الصادر عن ليزر الياقوت يكون مستقطبًا خطيًا.

ليزر هيليوم نيون.الوسط النشط عبارة عن خليط غازي من الهيليوم والنيون. يحدث التوليد بسبب التحولات بين مستويات طاقة النيون، ويلعب الهيليوم دور الوسيط الذي يتم من خلاله نقل الطاقة إلى ذرات النيون لإحداث انعكاس سكاني.

يمكن للنيون، من حيث المبدأ، توليد دراسات ليزر نتيجة لأكثر من 130 تحولًا مختلفًا. ومع ذلك، فإن الخطوط الأكثر كثافة هي ذات الطول الموجي 632.8 نانومتر، 1.15 و 3.39 ميكرومتر. توجد الموجة 632.8 نانومتر في الجزء المرئي من الطيف، والموجات 1.15 و 3.39 ميكرون في الأشعة تحت الحمراء.

عندما يتم تمرير التيار عبر خليط غازات الهيليوم والنيون عن طريق تأثير الإلكترون، يتم إثارة ذرات الهيليوم إلى الحالات 2 3 S و 2 2 S، وهي حالات شبه مستقرة، حيث أن الانتقال إلى الحالة الأرضية منها محظور عن طريق الانتقاء الميكانيكي الكمي. قواعد. وعندما يمر تيار كهربائي، تتراكم الذرات عند هذه المستويات. عندما تصطدم ذرة هيليوم مثارة بذرة نيون غير مثارة، تذهب طاقة الإثارة إلى الأخيرة. يحدث هذا الانتقال بكفاءة عالية بسبب المصادفة الجيدة لطاقات المستويات المقابلة. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل مجتمع معكوس عند مستويات 3S و2S من النيون مقارنة بمستويات 2P و3P، مما يؤدي إلى إمكانية توليد إشعاع الليزر. يمكن أن يعمل الليزر في الوضع المستمر. إشعاع ليزر الهليوم النيون مستقطب خطيًا. عادة، يكون ضغط الهيليوم في الغرفة 332 باسكال، والنيون - 66 باسكال. الجهد الثابت على الأنبوب حوالي 4 كيلو فولت. إحدى المرآتين لها معامل انعكاس قدره 0.999، والثانية، التي يخرج من خلالها إشعاع الليزر، حوالي 0.990. يتم استخدام العوازل متعددة الطبقات كمرايا، حيث أن معاملات الانعكاس المنخفضة لا تضمن الوصول إلى عتبة الليزر.

الليزر الغازي. ربما تكون أكثر أنواع الليزر استخدامًا اليوم ويمكن القول إنها تتفوق حتى على ليزر الياقوت في هذا الصدد. معظم الأبحاث التي تم إجراؤها مخصصة أيضًا لليزر الغازي. من بين الأنواع المختلفة ليزر الغازمن الممكن دائمًا العثور على جهاز يلبي تقريبًا أي متطلبات لليزر، باستثناء الطاقة العالية جدًا في المنطقة المرئية من الطيف في الوضع النبضي. هناك حاجة إلى قوى عالية لإجراء العديد من التجارب عند دراسة الخصائص البصرية غير الخطية للمواد. في الوقت الحاضر، لم يتم الحصول على قوى عالية في الليزر الغازي لسبب بسيط هو أن كثافة الذرات فيها ليست عالية بما فيه الكفاية. ومع ذلك، بالنسبة لجميع الأغراض الأخرى تقريبًا، يمكن العثور على نوع معين من ليزر الغاز الذي سيكون متفوقًا على كل من ليزر الحالة الصلبة الذي يتم ضخه بصريًا وليزر أشباه الموصلات. لقد تم بذل الكثير من الجهود لجعل هذه الليزرات قادرة على المنافسة مع ليزرات الغاز، وتم تحقيق بعض النجاح في عدد من الحالات، لكنها كانت دائمًا على حافة الاحتمال، في حين لم تظهر ليزرات الغاز أي علامات على تراجع شعبيتها.

غالبًا ما ترجع خصوصيات الليزر الغازي إلى حقيقة أنها، كقاعدة عامة، مصادر للأطياف الذرية أو الجزيئية. ولذلك، فإن الأطوال الموجية للتحولات معروفة بدقة. يتم تحديدها من خلال التركيب الذري وعادة ما تكون مستقلة عن الظروف البيئية. يمكن تحسين استقرار الطول الموجي لليزر في ظل جهود معينة بشكل ملحوظ مقارنة باستقرار الانبعاث التلقائي. يوجد الآن أجهزة ليزر أحادية اللون أفضل من أي جهاز آخر. مع الاختيار المناسب للوسط النشط، يمكن تحقيق الليزر في أي جزء من الطيف، من الأشعة فوق البنفسجية (~ 2OOO A) إلى منطقة الأشعة تحت الحمراء البعيدة (~ 0.4 مم)، مما يغطي منطقة الموجات الدقيقة جزئيًا.

ولا يوجد أيضًا سبب للشك في أنه سيكون من الممكن في المستقبل إنشاء أشعة ليزر لمنطقة الأشعة فوق البنفسجية الفراغية من الطيف. تضمن خلخلة الغاز العامل التجانس البصري للوسط مع معامل انكسار منخفض، مما يسمح باستخدام نظرية رياضية بسيطة لوصف بنية أوضاع الرنان ويوفر الثقة في أن خصائص إشارة الخرج قريبة من الخصائص النظرية . على الرغم من أن كفاءة تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة انبعاث محفزة في ليزر الغاز لا يمكن أن تكون عالية كما هو الحال في ليزر أشباه الموصلات، نظرًا لبساطة التحكم في التفريغ، فقد تبين أن ليزر الغاز هو الأكثر ملاءمة لمعظم الأغراض للعمل أحد أدوات المختبر. عندما يتعلق الأمر بالطاقة المستمرة العالية (على عكس الطاقة النبضية)، فإن طبيعة ليزر الغاز تسمح لها بالتفوق على جميع أنواع الليزر الأخرى في هذا الصدد.

ج0 2 - ليزر ذو حجم مغلق.تمتلك جزيئات ثاني أكسيد الكربون، مثل الجزيئات الأخرى، طيفًا مخططًا بسبب وجود مستويات طاقة اهتزازية ودورانية. يؤدي الانتقال المستخدم في ليزر ثاني أكسيد الكربون إلى إنتاج إشعاع بطول موجي قدره 10.6 ميكرون، أي أنه يقع في منطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف. باستخدام مستويات الاهتزاز، من الممكن تغيير تردد الإشعاع قليلاً في النطاق من حوالي 9.2 إلى 10.8 ميكرومتر. يتم نقل الطاقة إلى جزيئات ثاني أكسيد الكربون من جزيئات النيتروجين N 2، والتي هي نفسها متحمسة بتأثير الإلكترون عندما يمر التيار عبر الخليط.

الحالة المثارة لجزيء النيتروجين N2 غير مستقرة وتقع على مسافة 2318 سم -1 من مستوى الأرض، وهو قريب جدًا من مستوى الطاقة (001) لجزيء ثاني أكسيد الكربون. نظرًا لاستقرار الحالة المثارة لـ N2، يتراكم عدد الذرات المثارة أثناء مرور التيار. عندما يصطدم N 2 بـ CO 2، يحدث انتقال رنيني لطاقة الإثارة من N 2 إلى CO 2. ونتيجة لذلك، يحدث الانقلاب السكاني بين المستويات (001)، (100)، (020) لجزيئات ثاني أكسيد الكربون. عادة، لتقليل عدد سكان المستوى (100)، الذي يتميز بعمر طويل، مما يعوق التوليد عند الانتقال إلى هذا المستوى، يتم إضافة الهيليوم. في ظل الظروف النموذجية، يتكون خليط الغاز في الليزر من الهيليوم (1330 باسكال)، والنيتروجين (133 باسكال)، وثاني أكسيد الكربون (133 باسكال).

عندما يعمل ليزر ثاني أكسيد الكربون، تتحلل جزيئات ثاني أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون والأكسجين، مما يؤدي إلى إضعاف الوسط النشط. بعد ذلك، يتحلل ثاني أكسيد الكربون إلى C وO، ويترسب الكربون على الأقطاب الكهربائية وجدران الأنبوب. كل هذا يؤدي إلى تفاقم عمل ليزر ثاني أكسيد الكربون. وللتغلب على التأثيرات الضارة لهذه العوامل يتم إضافة بخار الماء إلى النظام المغلق مما يحفز التفاعل

CO + O ® CO 2 .

يتم استخدام أقطاب البلاتين، والتي تعتبر المادة منها محفزًا لهذا التفاعل. لزيادة إمداد الوسط النشط، يتم توصيل المرنان بحاويات إضافية تحتوي على ثاني أكسيد الكربون، والنيتروجين، وHe، والتي تتم إضافتها بالكمية المطلوبة إلى حجم التجويف للحفاظ على ظروف تشغيل الليزر المثلى. إن ليزر ثاني أكسيد الكربون المغلق هذا قادر على العمل لعدة آلاف من الساعات.

شركة التدفق 2 -الليزر.أحد التعديلات الهامة هو ليزر ثاني أكسيد الكربون المتدفق، حيث يتم ضخ خليط من الغازات CO 2 , N 2 , بشكل مستمر من خلال الرنان. يمكن لمثل هذا الليزر أن يولد إشعاعًا متماسكًا مستمرًا بقوة تزيد عن 50 واط لكل متر من طول وسطه النشط.

ليزر النيوديميوم.قد يكون الاسم مضللاً. جسم الليزر ليس معدن النيوديميوم، ولكن الزجاج العادي مع مزيج من النيوديميوم. يتم توزيع أيونات ذرات النيوديميوم بشكل عشوائي بين ذرات السيليكون والأكسجين. يتم الضخ باستخدام مصابيح البرق. تنتج المصابيح إشعاعًا ضمن نطاق الطول الموجي من 0.5 إلى 0.9 ميكرون. تظهر مجموعة واسعة من الحالات المثارة. تقوم الذرات بإجراء انتقالات غير إشعاعية إلى مستوى الليزر العلوي. ينتج كل انتقال طاقة مختلفة، والتي يتم تحويلها إلى طاقة اهتزازية لشبكة الذرات بأكملها.

إشعاع الليزر، أي. الانتقال إلى المستوى الأدنى الفارغ، له طول موجي قدره 1.06 ميكرومتر.

ليزر T.في العديد من التطبيقات العملية، يلعب ليزر ثاني أكسيد الكربون دورًا مهمًا، حيث يكون خليط العمل تحت ضغط جوي ويتم تحفيزه بواسطة مجال كهربائي عرضي (ليزر T). نظرًا لوجود الأقطاب الكهربائية بالتوازي مع محور الرنان، للحصول على قيم كبيرة لشدة المجال الكهربائي في الرنان، يلزم وجود فروق محتملة صغيرة نسبيًا بين الأقطاب الكهربائية، مما يجعل من الممكن العمل في الوضع النبضي في الغلاف الجوي الضغط، عندما يكون تركيز ثاني أكسيد الكربون في الرنان مرتفعًا. وبالتالي، من الممكن الحصول على طاقة عالية، تصل عادةً إلى 10 ميجاوات أو أكثر في نبضة إشعاعية واحدة مدتها أقل من 1 ميكروثانية. معدل تكرار النبضة في مثل هذه الليزرات عادة ما يكون عدة نبضات في الدقيقة.

الليزر الديناميكي الغازي.يتدفق خليط من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين المسخن إلى درجة حرارة عالية (1000-2000 كلفن) بسرعة عالية من خلال فوهة متوسعة ويتم تبريده بشكل كبير. يتم عزل مستويات الطاقة العلوية والسفلية حرارياً بمعدلات مختلفة، مما يؤدي إلى تكوين مجتمع معكوس. وبالتالي، من خلال تشكيل مرنان بصري عند الخروج من الفوهة، من الممكن توليد إشعاع ليزر بسبب هذه المجموعة العكسية. تسمى أجهزة الليزر التي تعمل على هذا المبدأ بديناميكية الغاز. إنها تجعل من الممكن الحصول على قوى إشعاعية عالية جدًا في الوضع المستمر.

صبغ الليزر.الأصباغ هي جزيئات معقدة للغاية ولها مستويات طاقة عالية الاهتزاز. توجد مستويات الطاقة في نطاق الطيف بشكل مستمر تقريبًا. بسبب التفاعل داخل الجزيئات، يمر الجزيء بسرعة كبيرة (في أوقات تتراوح بين 10 -11 -10 -12 ثانية) بشكل غير إشعاعي إلى مستوى الطاقة الأدنى لكل نطاق. لذلك، بعد إثارة الجزيئات، وبعد فترة قصيرة جدًا من الزمن، ستتركز جميع الجزيئات المثارة عند المستوى الأدنى من النطاق E 1. ثم لديهم القدرة على إجراء انتقال إشعاعي إلى أي من مستويات الطاقة في النطاق السفلي. وبالتالي، فإن الإشعاع بأي تردد تقريبًا ممكن في الفترة المقابلة لعرض النطاق الصفري. وهذا يعني أنه إذا تم أخذ جزيئات الصبغة كمادة فعالة لتوليد إشعاع الليزر، فإنه اعتمادًا على إعدادات الرنان، يمكن الحصول على ضبط مستمر تقريبًا لتردد إشعاع الليزر المتولد. لذلك، يتم إنشاء أشعة ليزر صبغية ذات ترددات توليد قابلة للضبط. يتم ضخ أشعة الليزر الصبغية بواسطة مصابيح تفريغ الغاز أو عن طريق الإشعاع الصادر عن أجهزة ليزر أخرى.

ويتم اختيار ترددات التوليد من خلال إنشاء عتبة توليد لنطاق ترددي ضيق فقط. على سبيل المثال، يتم اختيار موضع المنشور والمرآة بحيث تعود فقط الأشعة ذات الطول الموجي المحدد إلى الوسط بعد انعكاسها من المرآة بسبب التشتت واختلاف زوايا الانكسار. يتم توفير توليد الليزر فقط لهذه الأطوال الموجية. من خلال تدوير المنشور، من الممكن ضبط تردد إشعاع الليزر الصبغي بشكل مستمر. تم تنفيذ الليزر باستخدام العديد من الأصباغ، مما جعل من الممكن الحصول على إشعاع الليزر ليس فقط في النطاق البصري بأكمله، ولكن أيضًا في جزء كبير من مناطق الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية من الطيف.

ليزر أشباه الموصلات.المثال الرئيسي لتشغيل ليزر أشباه الموصلات هو جهاز التخزين المغناطيسي البصري (MO).

مبادئ تشغيل تخزين MO.

تم بناء محرك MO على مجموعة من المبادئ المغناطيسية والبصرية لتخزين المعلومات. تتم كتابة المعلومات باستخدام شعاع الليزر والمجال المغناطيسي، وتتم قراءتها باستخدام الليزر فقط.

أثناء عملية التسجيل على قرص MO، يقوم شعاع الليزر بتسخين نقاط معينة على الأقراص، وتحت تأثير درجة الحرارة، تنخفض مقاومة تغير القطبية لنقطة ساخنة بشكل حاد، مما يسمح للمجال المغناطيسي بتغيير قطبية النقطة . بعد اكتمال التسخين، تزداد المقاومة مرة أخرى. تظل قطبية النقطة الساخنة متوافقة مع المجال المغناطيسي المطبق عليها في لحظة التسخين.

تستخدم محركات الأقراص MO المتوفرة اليوم دورتين لتسجيل المعلومات: دورة المسح ودورة الكتابة. أثناء عملية المسح، يكون للمجال المغناطيسي نفس القطبية، المقابلة للأصفار الثنائية. يقوم شعاع الليزر بتسخين المنطقة الممحاة بأكملها بشكل متسلسل وبالتالي يكتب سلسلة من الأصفار على القرص. أثناء دورة الكتابة، يتم عكس قطبية المجال المغناطيسي، وهو ما يتوافق مع قطبية ثنائية. في هذه الدورة، يتم تشغيل شعاع الليزر فقط في تلك المناطق التي يجب أن تحتوي على أرقام ثنائية، مع ترك المناطق ذات الأصفار الثنائية دون تغيير.

في عملية القراءة من قرص MO، يتم استخدام تأثير Kerr، والذي يتمثل في تغيير مستوى استقطاب شعاع الليزر المنعكس، اعتمادًا على اتجاه المجال المغناطيسي للعنصر العاكس. العنصر العاكس في هذه الحالة هو نقطة على سطح القرص ممغنطة أثناء التسجيل، تتوافق مع بت واحد من المعلومات المخزنة. عند القراءة يتم استخدام شعاع ليزر منخفض الكثافة، والذي لا يؤدي إلى تسخين المنطقة المقروءة، وبالتالي لا يتم إتلاف المعلومات المخزنة أثناء القراءة.

هذه الطريقة، على عكس الطريقة المعتادة المستخدمة في الأقراص الضوئية، لا تشوه سطح القرص وتسمح بالتسجيل المتكرر بدون معدات إضافية. تتمتع هذه الطريقة أيضًا بميزة على التسجيل المغناطيسي التقليدي من حيث الموثوقية. نظرًا لأن إعادة مغنطة أقسام القرص ممكنة فقط تحت تأثير درجة الحرارة المرتفعة، فإن احتمالية عكس المغنطة العرضية منخفضة جدًا، على عكس التسجيل المغناطيسي التقليدي، الذي يمكن أن يكون فقدانه بسبب المجالات المغناطيسية العشوائية.

يتم تحديد نطاق تطبيق أقراص MO من خلاله أداء عاليمن حيث الموثوقية والحجم والدوران. يعد قرص MO ضروريًا للمهام التي تتطلب مساحة كبيرة على القرص. هذه هي المهام مثل معالجة الصور والصوت. ومع ذلك، فإن السرعة المنخفضة للوصول إلى البيانات لا تجعل من الممكن استخدام أقراص MO للمهام ذات تفاعل النظام الحرج. لذلك، فإن استخدام أقراص MO في مثل هذه المهام يتلخص في تخزين المعلومات المؤقتة أو الاحتياطية عليها. الاستخدام المفيد جدًا لأقراص MO هو إجراء نسخ احتياطي لمحركات الأقراص الثابتة أو قواعد البيانات. على عكس محركات الأشرطة المستخدمة تقليديًا لهذه الأغراض، فإن تخزين معلومات النسخ الاحتياطي على أقراص MO يزيد بشكل كبير من سرعة استعادة البيانات بعد الفشل. يتم تفسير ذلك من خلال حقيقة أن أقراص MO هي أجهزة وصول عشوائي تسمح لك باستعادة البيانات الفاشلة فقط. بالإضافة إلى ذلك، باستخدام طريقة الاسترداد هذه، ليست هناك حاجة لإيقاف النظام تمامًا حتى تتم استعادة البيانات بالكامل. هذه المزايا، جنبًا إلى جنب مع الموثوقية العالية لتخزين المعلومات، تجعل استخدام أقراص MO للنسخ الاحتياطي أمرًا مربحًا، على الرغم من أنه أكثر تكلفة مقارنة بمحركات الأشرطة.

يُنصح أيضًا باستخدام أقراص MO عند التعامل مع كميات كبيرة من المعلومات الخاصة. يتيح لك استبدال الأقراص بسهولة استخدامها أثناء العمل فقط، دون القلق بشأن حماية جهاز الكمبيوتر الخاص بك أثناء ساعات العمل، ويمكن تخزين البيانات في مكان منفصل ومحمي. هذه الخاصية نفسها تجعل أقراص MO لا غنى عنها في المواقف التي يكون فيها من الضروري نقل كميات كبيرة من مكان إلى آخر، على سبيل المثال، من العمل إلى المنزل والعودة.

تتعلق الآفاق الرئيسية لتطوير أقراص MO في المقام الأول بزيادة سرعة تسجيل البيانات. يتم تحديد السرعة البطيئة بشكل أساسي من خلال خوارزمية التسجيل ثنائية المسار. في هذه الخوارزمية، تتم كتابة الأصفار والآحاد في مسارات مختلفة نظرًا لحقيقة أن المجال المغناطيسي، الذي يحدد اتجاه استقطاب نقاط معينة على القرص، لا يمكنه تغيير اتجاهه بسرعة كافية.

البديل الأكثر واقعية للتسجيل ثنائي المرور هو تقنية تعتمد على التغيير حالة المرحلة. وقد تم بالفعل تنفيذ مثل هذا النظام من قبل بعض شركات التصنيع. هناك العديد من التطورات الأخرى في هذا الاتجاه المتعلقة بأصباغ البوليمر وتعديلات المجال المغناطيسي وقوة إشعاع الليزر.

تعتمد تقنية تغيير الطور على قدرة المادة على التغيير من الحالة البلورية إلى الحالة غير المتبلورة. يكفي أن نضيء نقطة معينة على سطح القرص بشعاع ليزر بقوة معينة، وستدخل المادة في هذه النقطة إلى حالة غير متبلورة. في هذه الحالة، تتغير انعكاسية القرص عند هذه النقطة. تتم كتابة المعلومات بشكل أسرع بكثير، ولكن في نفس الوقت يتم تشويه سطح القرص، مما يحد من عدد دورات إعادة الكتابة.

يجري حاليًا تطوير تقنية تسمح بعكس قطبية المجال المغناطيسي في بضع نانو ثانية فقط. سيسمح ذلك للمجال المغناطيسي بالتغيير بشكل متزامن مع وصول البيانات للتسجيل. هناك أيضًا تقنية تعتمد على تعديل إشعاع الليزر. في هذه التقنية، يعمل محرك الأقراص في ثلاثة أوضاع: وضع القراءة منخفض الكثافة، ووضع الكتابة متوسط ​​الكثافة، ووضع الكتابة عالي الكثافة. يتطلب تعديل شدة شعاع الليزر المزيد بنية معقدةالقرص واستكمال آلية القيادة بمغناطيس تهيئة مثبت أمام المغناطيس المتحيز وله قطبية معاكسة. في أبسط الحالات، يحتوي القرص على طبقتين للعمل - التهيئة والتسجيل. تتكون طبقة التهيئة من مادة يمكن لمغناطيس التهيئة من خلالها تغيير قطبيته دون تعرض إضافي لليزر.

بالطبع، تعد أقراص MO أجهزة واعدة وسريعة التطور يمكنها حل المشكلات الناشئة بكميات كبيرة من المعلومات. لكن تطويرها الإضافي لا يعتمد فقط على تقنية التسجيل عليها، بل يعتمد أيضًا على التقدم المحرز في مجال وسائط التخزين الأخرى. وما لم يتم اختراع طريقة أكثر كفاءة لتخزين المعلومات، فقد تلعب أقراص MO دورًا مهيمنًا.

يختلف استخدام الليزر في الطب بشكل أساسي عن المجالات العديدة الأخرى للتطبيق التكنولوجي لليزر. تتميز التقنيات الطبية بالليزر بتوجهها الإنساني. إذا كانت المشكلة الصحية حادة بدرجة كافية بالنسبة للشخص نفسه أو لشخص عزيز عليه، فإن المشاكل الطبية تصبح أكثر أهمية بما لا يقاس من أي مشاكل أخرى.

تتميز تقنيات الليزر الطبية بتعدد استخداماتها وتعقيدها وتنوعها. يشمل طب الليزر تأثير إشعاع الليزر على أجزاء مختلفة من الجسم: الجلد، العظام، العضلات، الأنسجة الدهنية، الأوتار، الأعضاء الداخلية، العيون، أنسجة الأسنان، إلخ. علاوة على ذلك، فإن كل منها بدوره له بنية معقدة. لذلك يمكنك فحص المينا وعاج الأسنان واللب بشكل منفصل في السن. في الجلد - الطبقة القرنية، البشرة، الأدمة. كل هذه الأقمشة لها خصائصها الخاصة، مثل البصرية ( الخصائص الطيفية، معامل الانعكاس، عمق اختراق الإشعاع) والفيزيائية الحرارية (التوصيل الحراري، الانتشار الحراري، السعة الحرارية)، تختلف عن خصائص الأنسجة البيولوجية الأخرى. ولذلك تختلف أيضًا طبيعة تأثير إشعاع الليزر عليها. وبناء على ذلك، في كل حالة من الضروري تحديد المعلمات الفردية لوضع التشعيع: الطول الموجي، ومدة التعرض، والطاقة، ومعدل تكرار النبض، وما إلى ذلك. إن الاختلاف القوي في خصائص الأنسجة البيولوجية يجعل تأثيرات محددة ممكنة، على سبيل المثال، التأثيرات عن طريق الجلد على الأنسجة المرضية (تشعيع الأنسجة تحت الجلد دون ضرر كبير للجلد).

كل نسيج، بسبب الطبيعة البيولوجيةغير متجانسة، لديها بنية مجهرية معقدة. تحتوي الأنسجة الرخوة على كمية كبيرة من الماء. تحتوي العظام على معادن مختلفة. والنتيجة هي أن تأثير الإشعاع على الأنسجة، وخاصة المدمرة والجراحية، لمختلف الأنسجة والأطوال الموجية للإشعاع يختلف ليس فقط من الناحية الكمية، ولكن أيضا من الناحية النوعية. وهذا يعني أن هناك عدة آليات مختلفة تمامًا لإزالة الأنسجة البيولوجية: التخثر الحراري ومنخفض الطاقة يليه الارتشاف، والآليات الانفجارية، والاستئصال "البارد".

ومن المثير للاهتمام، لتنفيذ تأثير علاجي على جزء معين من الجسم، يمكن توجيه التعرض لليزر إلى كائن مختلف تمامًا. العلاج بالليزر يدل هنا، عندما يكون لإشعاع الدم أو النقاط الخاصة أو نتوءات الأعضاء على جلد الإنسان (مناطق زاخرين-جد) أو القدم أو الكف أو منطقة العمود الفقري تأثير على الأعضاء الداخلية البعيدة جدًا عن منطقة التأثير ، وعلى كامل الجسم ككل.

بالإضافة إلى ذلك، بما أن الجسم عبارة عن وحدة واحدة، فإن تأثير التأثير يستمر لفترة طويلة جدًا بعد انتهائه. بعد الجراحة بالليزر، يستمر رد فعل الجسم لعدة أيام وأسابيع وحتى أشهر.

هذا التعقيد والتعقيد الذي يتميز به طب الليزر يجعله مثيرًا للاهتمام للغاية للبحث وتطوير التقنيات الجديدة.

لماذا وجد إشعاع الليزر هذا الاستخدام الواسع النطاق في الطب؟ السمات الرئيسية لإشعاع الليزر كما هو مطبق في طب الليزر هي:

• - الاتجاهية، وأحادية اللون، والتماسك، والتي تحدد إمكانية توطين الطاقة،
• - نطاق طيفي واسع لأشعة الليزر الموجودة (وهذا مهم بشكل خاص في الحالة التي يكون فيها الامتصاص رنينًا بطبيعته)،
• - القدرة على التحكم في مدة التعرض ضمن نطاق واسع (توفر أجهزة الليزر الموجودة مدة التعرض من نطاق الفمتوثانية إلى التعرض المستمر)،
• - القدرة على تغيير شدة التعرض بسلاسة على نطاق واسع،
• - إمكانية تغيير خصائص تردد التأثير،
• - إمكانيات واسعة للتحكم في العمليات البصرية، بما في ذلك إمكانية تنظيم ردود الفعل،
• - مجموعة واسعة من آليات العمل: الحرارية، والكيميائية الضوئية، والفيزيائية الحيوية البحتة، والكيميائية،
• - سهولة توصيل الإشعاع،
• - إمكانية التعرض بدون تماس، مما يضمن العقم،
• - إمكانية إجراء عمليات غير دموية مرتبطة بالإشعاع الحراري وبالتالي تأثير التخثر.

وهكذا، يبدو أن الليزر أداة دقيقة للغاية ومتعددة الاستخدامات وسهلة الاستخدام ولها إمكانات كبيرة للتطبيقات الطبية المستقبلية.

مبدأ تشغيل الليزر

يمكن تقديم الرسم التخطيطي الأساسي لتشغيل أي باعث ليزر على النحو التالي (الشكل 1).

أرز. 1.

يشتمل هيكل كل منها على قضيب أسطواني به مادة عاملة، وفي نهايتها مرايا، إحداها ذات نفاذية منخفضة. يوجد في المنطقة المجاورة مباشرة للأسطوانة التي تحتوي على مادة العمل مصباح فلاش يمكن أن يكون موازيًا للقضيب أو يحيط به بشكل متعرج. ومن المعروف أنه في الأجسام الساخنة، على سبيل المثال في المصباح المتوهج، يحدث إشعاع تلقائي، حيث تنبعث كل ذرة من المادة بطريقتها الخاصة، وبالتالي هناك تدفقات من الموجات الضوئية موجهة بشكل عشوائي بالنسبة لبعضها البعض. يستخدم باعث الليزر ما يسمى بالانبعاث المحفز، والذي يختلف عن الانبعاث التلقائي ويحدث عندما يتم مهاجمة ذرة مثارة بكمية ضوئية. الفوتون المنبعث في هذه الحالة هو فوق كل شيء الخصائص الكهرومغناطيسيةمتطابق تمامًا مع الأول الذي هاجم الذرة المثارة. ونتيجة لذلك، يظهر فوتونان لهما نفس الطول الموجي والتردد والسعة واتجاه الانتشار والاستقطاب. من السهل أن نتخيل أنه في الوسط النشط هناك عملية زيادة تشبه الانهيار الجليدي في عدد الفوتونات، ونسخ الفوتون "البذرة" الأساسي في جميع المعلمات وتشكيل تدفق ضوئي أحادي الاتجاه. تعمل المادة العاملة كوسيط نشط في باعث الليزر، ويحدث إثارة ذراتها (ضخ الليزر) بسبب طاقة مصباح الفلاش. تيارات الفوتونات، التي يكون اتجاه انتشارها عموديًا على مستوى المرايا، المنعكسة من سطحها، تمر بشكل متكرر عبر المادة العاملة ذهابًا وإيابًا، مما يتسبب في المزيد والمزيد من التفاعلات المتسلسلة الجديدة الشبيهة بالانهيار الجليدي. وبما أن إحدى المرايا شفافة جزئيًا، فإن بعض الفوتونات الناتجة تخرج على شكل شعاع ليزر مرئي.

وبالتالي، فإن السمة المميزة لإشعاع الليزر هي أحادية اللون والتماسك والاستقطاب العالي للموجات الكهرومغناطيسية في تدفق الضوء. تتميز أحادية اللون بوجود مصدر فوتون في الطيف ذو طول موجي واحد في الغالب؛ والتماسك هو التزامن في الزمان والمكان لموجات الضوء أحادية اللون. الاستقطاب العالي هو تغير طبيعي في اتجاه وحجم ناقل الإشعاع في مستوى متعامد مع شعاع الضوء. وهذا يعني أن الفوتونات في تدفق ضوء الليزر ليس لها أطوال موجية وترددات وسعات ثابتة فحسب، بل لها أيضًا نفس اتجاه الانتشار والاستقطاب. في حين أن الضوء العادي يتكون من جزيئات غير متجانسة متناثرة عشوائيا. ولتوضيح الأمر، فإن الفرق بين الضوء المنبعث من الليزر والمصباح المتوهج العادي هو نفس الفرق بين صوت الشوكة الرنانة وضوضاء الشارع.

تطبيقات الليزر في طب الأسنان

في طب الأسنان، احتل إشعاع الليزر بقوة مكانة كبيرة إلى حد ما. في القسم طب الأسنان العظامتجري جامعة BSMU العمل على دراسة إمكانيات استخدام إشعاع الليزر، والذي يغطي الجوانب العلاجية والجراحية لعمل الليزر على أعضاء وأنسجة منطقة الوجه والفكين، وقضايا الاستخدام التكنولوجي لليزر في مراحل التصنيع وإصلاح الأطراف الاصطناعية والأجهزة.

لقد تم استخدام الضوء لعلاج مجموعة متنوعة من الأمراض لعدة قرون. غالبًا ما كان اليونانيون والرومان القدماء "يتخذون الشمس" كدواء. وكانت قائمة الأمراض التي كان من المفترض علاجها بالضوء كبيرة جدًا.

جاء الفجر الحقيقي للعلاج بالضوء في القرن التاسع عشر - مع اختراع المصابيح الكهربائية، ظهرت إمكانيات جديدة. وفي نهاية القرن التاسع عشر، حاولوا علاج الجدري والحصبة بالضوء الأحمر عن طريق وضع المريض في غرفة خاصة بها بواعث حمراء. كما تم بنجاح استخدام "حمامات الألوان" المختلفة (أي ضوء الألوان المختلفة) لعلاج الأمراض العقلية. علاوة على ذلك، احتلت الإمبراطورية الروسية المكانة الرائدة في مجال العلاج بالضوء بحلول بداية القرن العشرين.

وفي بداية الستينات ظهرت أولى أجهزة الليزر الطبية. اليوم، تُستخدم تقنيات الليزر في علاج أي مرض تقريبًا.

1. الأساس الفيزيائي لاستخدام تقنية الليزر في الطب

1.1 مبدأ تشغيل الليزر

يعتمد الليزر على ظاهرة الانبعاث المحفز، التي افترض وجودها آينشتاين في عام 1916. في الأنظمة الكمومية ذات مستويات الطاقة المنفصلة، ​​هناك ثلاثة أنواع من التحولات بين حالات الطاقة: التحولات المستحثة، والتحولات التلقائية، والتحولات غير الإشعاعية انتقالات الاسترخاء تحدد خصائص الانبعاث المحفز تماسك الإشعاع وكسبه في الإلكترونيات الكمومية. يتسبب الانبعاث التلقائي في وجود ضوضاء، ويعمل بمثابة قوة دافعة في عملية تضخيم وإثارة الاهتزازات، ويلعب، جنبًا إلى جنب مع انتقالات الاسترخاء غير الإشعاعية، دورًا مهمًا في الحصول على حالة إشعاع غير متوازنة من الناحية الديناميكية الحرارية والحفاظ عليها.

خلال التحولات المستحثة، يمكن نقل النظام الكمي من حالة طاقة إلى أخرى، سواء عن طريق امتصاص طاقة المجال الكهرومغناطيسي (الانتقال من مستوى طاقة أقل إلى مستوى أعلى) أو عن طريق انبعاث الطاقة الكهرومغناطيسية (الانتقال من مستوى أعلى إلى مستوى أعلى). أقل منها).

وينتشر الضوء على شكل موجة كهرومغناطيسية، بينما تتركز الطاقة أثناء الانبعاث والامتصاص في الكمات الضوئية، أما أثناء تفاعل الإشعاع الكهرومغناطيسي مع المادة، كما بين ذلك أينشتاين عام 1917، إلى جانب الامتصاص والامتصاص. انبعاث عفوييحدث الانبعاث المحفز، والذي يشكل الأساس لتطوير الليزر.

تضخيم الموجات الكهرومغناطيسية بسبب الانبعاث المحفز أو بدء تذبذبات ذاتية الإثارة للإشعاع الكهرومغناطيسي في نطاق موجة السنتيمتر وبالتالي إنشاء جهاز يسمى مازر(تضخيم الموجات الميكروية عن طريق تحفيز انبعاث الإشعاع)، تم تنفيذه في عام 1954. وبعد اقتراح (1958) لتوسيع مبدأ التضخيم هذا ليشمل موجات ضوئية أقصر بكثير، أول الليزر(تضخيم الضوء بواسطة الانبعاث المستحث للإشعاع).

الليزر هو مصدر ضوئي يمكن من خلاله إنتاج إشعاع كهرومغناطيسي متماسك، وهو ما نعرفه من الهندسة الراديوية وتكنولوجيا الموجات الدقيقة، وكذلك في مناطق الموجات القصيرة، وخاصة الأشعة تحت الحمراء والمرئية، من الطيف.

1.2 أنواع الليزر

الأنواع الموجودةيمكن تصنيف الليزر وفقا لعدة معايير. بادئ ذي بدء، وفقا لحالة تجميع الوسط النشط: الغاز والسائل والصلب. يتم تقسيم كل فئة من هذه الفئات الكبيرة إلى فئات أصغر: وفقًا للخصائص المميزة للوسيط النشط، ونوع الضخ، وطريقة إنشاء الانعكاس، وما إلى ذلك. على سبيل المثال، من بين ليزر الحالة الصلبة، يتم تمييز فئة واسعة من ليزر أشباه الموصلات بشكل واضح، حيث يتم استخدام ضخ الحقن على نطاق واسع. يشمل ليزر الغاز الليزر الذري والأيوني والجزيئي. يحتل ليزر الإلكترون الحر مكانة خاصة بين جميع أنواع الليزر الأخرى، والذي يعتمد تشغيله على التأثير الكلاسيكي لتوليد الضوء بواسطة الجسيمات المشحونة النسبية في الفراغ.

1.3 خصائص إشعاع الليزر

يختلف إشعاع الليزر عن الإشعاع الصادر عن مصادر الضوء التقليدية في الخصائص التالية:

كثافة طاقة طيفية عالية

أحادية اللون.

تماسك زمني ومكاني عالي؛

استقرار عالي لكثافة إشعاع الليزر في الوضع الثابت؛

القدرة على توليد نبضات ضوئية قصيرة جداً.

توفر هذه الخصائص الخاصة لإشعاع الليزر مجموعة واسعة من التطبيقات. يتم تحديدها بشكل أساسي من خلال عملية توليد الإشعاع بسبب الانبعاث المحفز، والذي يختلف بشكل أساسي عن مصادر الضوء التقليدية.

الخصائص الرئيسية لليزر هي: الطول الموجي، والطاقة، ووضع التشغيل، والتي يمكن أن تكون مستمرة أو نابضة.

يستخدم الليزر على نطاق واسع في الممارسة الطبية وبشكل أساسي في الجراحة والأورام وطب العيون والأمراض الجلدية وطب الأسنان وغيرها من المجالات. لم تتم بعد دراسة آلية تفاعل إشعاع الليزر مع جسم بيولوجي بشكل كامل، ولكن يمكن ملاحظة حدوث إما تأثيرات حرارية أو تفاعلات رنانة مع خلايا الأنسجة.

العلاج بالليزر آمن ومهم جدًا للأشخاص الذين يعانون من حساسية تجاه الأدوية.

2. آلية تفاعل إشعاع الليزر مع الأنسجة البيولوجية

2.1 أنواع التفاعل

من الخصائص المهمة لإشعاع الليزر أثناء الجراحة القدرة على تخثر الأنسجة البيولوجية المشبعة بالدم (الأوعية الدموية).

خاصة، تجلط الدميحدث بسبب امتصاص الدم لإشعاع الليزر وتسخينه القوي إلى درجة الغليان وتكوين جلطات الدم. وبالتالي، فإن هدف الامتصاص أثناء التخثر يمكن أن يكون الهيموجلوبين أو المكون المائي في الدم. وهذا يعني أن الإشعاع الصادر من أشعة الليزر في الطيف البرتقالي والأخضر (ليزر KTP، وبخار النحاس) وأشعة الليزر تحت الحمراء (النيوديميوم، والهولميوم، والإربيوم في الزجاج، وليزر ثاني أكسيد الكربون) سيعمل على تخثر الأنسجة البيولوجية بشكل فعال.

ومع ذلك، مع الامتصاص العالي جدًا في الأنسجة البيولوجية، مثل ليزر العقيق الإربيوم بطول موجة يبلغ 2.94 ميكرون، يتم امتصاص إشعاع الليزر على عمق 5 - 10 ميكرون وقد لا يصل حتى إلى الهدف - الشعيرات الدموية.

ينقسم الليزر الجراحي إلى قسمين مجموعات كبيرة: الجر(من اللاتينية ablatio - "الإزالة"؛ في الطب - الإزالة الجراحية، البتر) و غير الجرالليزر. الليزر الاستئصالي أقرب إلى المشرط. تعمل أشعة الليزر غير المضحية على مبدأ مختلف: بعد معالجة جسم ما، على سبيل المثال، الثآليل أو الأورام الحليمية أو الأورام الوعائية، بمثل هذا الليزر، يظل هذا الكائن في مكانه، ولكن بعد مرور بعض الوقت تحدث سلسلة من التأثيرات البيولوجية فيه و يموت. في الممارسة العملية، يبدو الأمر كما يلي: الورم يحنط ويجف ويسقط.

يتم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون المستمر في الجراحة. يعتمد المبدأ على التأثيرات الحرارية. تتمثل مزايا جراحة الليزر في أنها غير تلامسية، وغير دموية عمليًا، ومعقمة، وموضعية، وتوفر شفاء سلسًا للأنسجة المشرحة، وبالتالي نتائج تجميلية جيدة.

في علم الأورام، لوحظ أن شعاع الليزر له تأثير مدمر على الخلايا السرطانية. تعتمد آلية التدمير على التأثير الحراري الذي يؤدي إلى اختلاف درجة الحرارة بين السطح و الأجزاء الداخليةالكائن، مما يؤدي إلى تأثيرات ديناميكية قوية وتدمير الخلايا السرطانية.

اليوم، يعد هذا الاتجاه مثل العلاج الديناميكي الضوئي واعدًا جدًا أيضًا. تظهر العديد من المقالات حول التطبيق السريري لهذه الطريقة. جوهرها هو إدخال مادة خاصة في جسم المريض - محسس ضوئي. تتراكم هذه المادة بشكل انتقائي بواسطة ورم سرطاني. بعد تشعيع الورم بالليزر الخاص، تحدث سلسلة من التفاعلات الكيميائية الضوئية، مما يؤدي إلى إطلاق الأكسجين الذي يقتل الخلايا السرطانية.

إحدى طرق التأثير على الجسم بأشعة الليزر هي تشعيع الدم بالليزر عن طريق الوريد(ILBI)، والذي يستخدم حاليًا بنجاح في أمراض القلب وأمراض الرئة والغدد الصماء وأمراض الجهاز الهضمي وأمراض النساء والمسالك البولية والتخدير والأمراض الجلدية وغيرها من مجالات الطب. تساهم الدراسة العلمية العميقة للمشكلة وإمكانية التنبؤ بالنتائج في استخدام ILBI بشكل مستقل وبالاشتراك مع طرق العلاج الأخرى.

بالنسبة لـ ILBI، يتم عادةً استخدام إشعاع الليزر في المنطقة الحمراء من الطيف
(0.63 ميكرون) بقوة 1.5-2 ميجاوات. يتم العلاج يوميًا أو كل يومين. لكل دورة من 3 إلى 10 جلسات. مدة التعرض لمعظم الأمراض هي 15-20 دقيقة لكل جلسة للبالغين و5-7 دقائق للأطفال. يمكن إجراء العلاج بالليزر عن طريق الوريد في أي مستشفى أو عيادة تقريبًا. تتمثل ميزة العلاج بالليزر في العيادات الخارجية في أنه يقلل من احتمالية الإصابة بالعدوى المكتسبة من المستشفى، فهو يخلق خلفية نفسية وعاطفية جيدة، مما يسمح للمريض بالبقاء في وظائفه لفترة طويلة أثناء خضوعه للإجراءات وتلقي العلاج الكامل.

في طب العيون، يتم استخدام الليزر لكل من العلاج والتشخيص. باستخدام الليزر، يتم لحام شبكية العين وأوعية المشيمية العينية. يتم استخدام ليزر الأرجون المنبعث في المنطقة الزرقاء والخضراء من الطيف في الجراحة المجهرية لعلاج الجلوكوما. لقد تم استخدام ليزر الإكسيمر بنجاح منذ فترة طويلة لتصحيح الرؤية.

وفي الأمراض الجلدية، يتم علاج العديد من الأمراض الجلدية الحادة والمزمنة بأشعة الليزر، كما تتم إزالة الوشم. عند التشعيع بالليزر، يتم تنشيط عملية التجديد ويتم تنشيط تبادل العناصر الخلوية.

المبدأ الأساسي لاستخدام الليزر في التجميل هو أن الضوء يؤثر فقط على الجسم أو المادة التي تمتصه. يمتص الجلد الضوء بواسطة مواد خاصة - الكروموفور. يمتص كل كروموفور في نطاق معين من الأطوال الموجية، على سبيل المثال، بالنسبة للطيف البرتقالي والأخضر فهو الهيموجلوبين في الدم، وبالنسبة للطيف الأحمر فهو الميلانين في الشعر، وبالنسبة لطيف الأشعة تحت الحمراء فهو ماء خلوي.

عند امتصاص الإشعاع، تتحول طاقة شعاع الليزر إلى حرارة في منطقة الجلد التي تحتوي على الكروموفور. مع قوة شعاع الليزر الكافية، يؤدي ذلك إلى التدمير الحراري للهدف. وبالتالي، بمساعدة الليزر، من الممكن استهداف بشكل انتقائي، على سبيل المثال، جذور الشعر والبقع الصبغية وعيوب الجلد الأخرى.

ومع ذلك، بسبب انتقال الحرارة، ترتفع حرارة المناطق المجاورة أيضًا، حتى لو كانت تحتوي على عدد قليل من الكروموفورات الممتصة للضوء. تعتمد عمليات امتصاص الحرارة ونقلها على الخصائص الفيزيائية للهدف وعمقه وحجمه. لذلك، في التجميل بالليزر، من المهم أن تختار بعناية ليس فقط الطول الموجي، ولكن أيضًا طاقة ومدة نبضات الليزر.

في طب الأسنان، يعد إشعاع الليزر العلاج الطبيعي الأكثر فعالية لأمراض اللثة وأمراض الغشاء المخاطي للفم.

يتم استخدام شعاع الليزر بدلاً من الوخز بالإبر. وميزة استخدام شعاع الليزر هو أنه لا يوجد أي اتصال مع جسم بيولوجي، وبالتالي فإن العملية معقمة وغير مؤلمة وبكفاءة كبيرة.

تم تصميم أدوات التوجيه الضوئي والقسطرة لجراحة الليزر لتوصيل إشعاع ليزر قوي إلى موقع الجراحة أثناء العمليات المفتوحة والتنظيرية والمنظارية في جراحة المسالك البولية وأمراض النساء وأمراض الجهاز الهضمي والجراحة العامة وتنظير المفاصل والأمراض الجلدية. يسمح بقطع الأنسجة واستئصالها واستئصالها وتبخيرها وتخثرها أثناء العمليات الجراحية التي تتلامس مع الأنسجة البيولوجية أو في وضع الاستخدام غير الملامس (عند إزالة نهاية الألياف من الأنسجة البيولوجية). يمكن إخراج الإشعاع إما من نهاية الألياف أو من خلال نافذة على السطح الجانبي للألياف. يمكن استخدامه في بيئات الهواء (الغاز) والماء (السائل). بناءً على طلب خاص، ولتسهيل الاستخدام، تم تجهيز القسطرة بمقبض قابل للإزالة بسهولة - حامل دليل الضوء.

في التشخيص، يتم استخدام الليزر للكشف عن عدم التجانس المختلفة (الأورام والأورام الدموية) وقياس معالم الكائن الحي. تتلخص أساسيات العمليات التشخيصية في تمرير شعاع الليزر عبر جسم المريض (أو أحد أعضائه) ويتم التشخيص بناءً على طيف أو سعة الإشعاع المنقول أو المنعكس. هناك طرق معروفة للكشف عن الأورام السرطانية في علاج الأورام، والأورام الدموية في علاج الرضوح، وكذلك لقياس مؤشرات الدم (تقريبًا، من ضغط الدم إلى محتوى السكر والأكسجين).

2.2 ميزات تفاعل الليزر عند معلمات الإشعاع المختلفة

ولأغراض جراحية، يجب أن يكون شعاع الليزر قويا بما يكفي لتسخين الأنسجة البيولوجية فوق 50 - 70 درجة مئوية، مما يؤدي إلى تخثرها أو قطعها أو تبخرها. لذلك، في جراحة الليزر، عند الحديث عن قوة إشعاع الليزر لجهاز معين، يتم استخدام أرقام تشير إلى الوحدات والعشرات والمئات من الواط.

يكون الليزر الجراحي إما مستمرًا أو نبضيًا، اعتمادًا على نوع الوسط النشط. تقليديا، يمكن تقسيمها إلى ثلاث مجموعات وفقا لمستوى الطاقة.

1. التخثر: 1 - 5 وات.

2. التبخير والقطع السطحي: 5 - 20 وات.

3. القطع العميق: 20 - 100 واط.

يتميز كل نوع من أنواع الليزر في المقام الأول بالطول الموجي للإشعاع. يحدد الطول الموجي درجة امتصاص الأنسجة البيولوجية لأشعة الليزر، وبالتالي عمق الاختراق ودرجة تسخين كل من المنطقة الجراحية والأنسجة المحيطة بها.

وبالنظر إلى أن الماء موجود في جميع أنواع الأنسجة البيولوجية تقريبا، يمكننا القول أنه في الجراحة يفضل استخدام نوع من الليزر الذي يكون لإشعاعه معامل امتصاص في الماء يزيد عن 10 سم-1 أو ما شابه ذلك، عمق الاختراق لا يتجاوز 1 ملم.

الخصائص الهامة الأخرى لليزر الجراحي،
تحديد استخدامها في الطب:

قوة الإشعاع

وضع التشغيل المستمر أو النبضي.

القدرة على تخثر الأنسجة البيولوجية المشبعة بالدم.

إمكانية نقل الإشعاع عبر الألياف الضوئية.

عندما تتعرض الأنسجة البيولوجية لإشعاع الليزر، فإنها تسخن أولاً ثم تتبخر. لقطع الأنسجة البيولوجية بشكل فعال، تحتاج إلى تبخر سريع في موقع القطع من ناحية، والحد الأدنى من التسخين المصاحب للأنسجة المحيطة من ناحية أخرى.

وبنفس متوسط ​​قوة الإشعاع، تعمل نبضة قصيرة على تسخين الأنسجة بشكل أسرع من الإشعاع المستمر، ويكون انتشار الحرارة إلى الأنسجة المحيطة في حده الأدنى. ولكن، إذا كانت النبضات ذات معدل تكرار منخفض (أقل من 5 هرتز)، فمن الصعب إجراء قطع مستمر، فهو أشبه بالثقب. لذلك، يفضل أن يكون لليزر وضع تشغيل نبضي بمعدل تكرار نبض أكبر من 10 هرتز، ويجب أن تكون مدة النبضة قصيرة قدر الإمكان للحصول على طاقة ذروة عالية.

من الناحية العملية، يتراوح خرج الطاقة الأمثل للجراحة من 15 إلى 60 واط اعتمادًا على طول موجة الليزر والتطبيق.

3. طرق الليزر الواعدة في الطب والأحياء

يتبع تطور طب الليزر ثلاثة فروع رئيسية: جراحة الليزر والعلاج بالليزر والتشخيص بالليزر. إن الخصائص الفريدة لشعاع الليزر تجعل من الممكن إجراء عمليات كانت مستحيلة في السابق باستخدام طرق جديدة فعالة وبأقل تدخل جراحي.

هناك اهتمام متزايد بالعلاجات غير الدوائية، بما في ذلك العلاج الطبيعي. غالبا ما تنشأ المواقف عندما يكون من الضروري إجراء ليس إجراء جسدي واحد، ولكن عدة إجراءات، ثم يتعين على المريض الانتقال من مقصورة إلى أخرى، وارتداء ملابسه وخلع ملابسه عدة مرات، مما يخلق مشاكل إضافية وضياع الوقت.

يتطلب تنوع الطرق العلاجية استخدام أشعة الليزر ذات معلمات إشعاع مختلفة. لهذه الأغراض، يتم استخدام رؤوس انبعاث مختلفة تحتوي على واحد أو أكثر من أشعة الليزر و جهاز الكترونيإقران إشارات التحكم من الوحدة الأساسية بالليزر.

تنقسم رؤوس البث إلى رؤوس عالمية، مما يسمح باستخدامها خارجيًا (باستخدام المرآة والمرفقات المغناطيسية) وداخل التجويف باستخدام ملحقات بصرية خاصة؛ تلك المصفوفة، التي لها مساحة إشعاعية كبيرة ويتم تطبيقها بشكل سطحي، بالإضافة إلى تلك المتخصصة. تسمح الملحقات البصرية المختلفة بإيصال الإشعاع إلى منطقة التأثير المطلوبة.

يسمح مبدأ الكتلة باستخدام مجموعة واسعة من رؤوس الليزر ورؤوس LED ذات الطيف والزمان المكاني والمكاني المختلفة خصائص الطاقةوالذي بدوره يرفع الجودة مستوى جديدفعالية العلاج بسبب التنفيذ المشترك لتقنيات العلاج بالليزر المختلفة. يتم تحديد فعالية العلاج في المقام الأول طرق فعالةوالمعدات التي تضمن تنفيذها. تتطلب التقنيات الحديثة القدرة على تحديد معلمات التعرض المختلفة (وضع الإشعاع، الطول الموجي، الطاقة) على نطاق واسع. يجب أن يوفر جهاز العلاج بالليزر (ALT) هذه المعلمات، والتحكم بها وعرضها بشكل موثوق، وفي نفس الوقت يكون بسيطًا ومريحًا في التشغيل.

4. استخدام الليزر في التكنولوجيا الطبية

4.1 ليزر ثاني أكسيد الكربون

ليزر ثاني أكسيد الكربون، أي. يحتل الليزر الذي يكون المكون المنبعث من الوسط النشط هو ثاني أكسيد الكربون CO2 مكانًا خاصًا بين مجموعة متنوعة من أجهزة الليزر الموجودة. يتميز هذا الليزر الفريد في المقام الأول بحقيقة أنه يتميز بإنتاج طاقة عالي وكفاءة عالية. في الوضع المستمر، تم الحصول على قوى هائلة - عدة عشرات من الكيلووات، وصلت الطاقة النبضية إلى مستوى عدة جيجاوات، ويتم قياس طاقة النبض بالكيلوجول. كفاءة ليزر ثاني أكسيد الكربون (حوالي 30%) تتجاوز كفاءة جميع أنواع الليزر. يمكن أن يصل معدل التكرار في وضع النبض الدوري إلى عدة كيلو هرتز. تتراوح الأطوال الموجية لإشعاع ليزر ثاني أكسيد الكربون بين 9 و10 ميكرون (نطاق الأشعة تحت الحمراء) وتقع ضمن نافذة الشفافية الجوية. ولذلك، فإن إشعاع ليزر ثاني أكسيد الكربون مناسب للتعرض المكثف للمادة. بالإضافة إلى ذلك، يتضمن نطاق الطول الموجي لإشعاع ليزر ثاني أكسيد الكربون ترددات الامتصاص الرنانة للعديد من الجزيئات.

يوضح الشكل 1 مستويات الاهتزاز المنخفضة للحالة الإلكترونية الأرضية بالإضافة إلى تمثيل رمزي للوضع الاهتزازي لجزيء ثاني أكسيد الكربون.

الشكل 20 - المستويات المنخفضة لجزيء ثاني أكسيد الكربون

دورة ضخ الليزر في ليزر ثاني أكسيد الكربون ظروف المرضى الداخليينعلى النحو التالي. تعمل إلكترونات البلازما ذات التفريغ الوهجي على إثارة جزيئات النيتروجين، التي تنقل طاقة الإثارة إلى اهتزاز التمدد غير المتماثل لجزيئات ثاني أكسيد الكربون، والذي يتمتع بعمر طويل وهو مستوى الليزر العلوي. عادةً ما يكون مستوى الليزر الأدنى هو المستوى الأول المثار لاهتزاز التمدد المتماثل، والذي يقترن بقوة برنين فيرمي لاهتزاز الانحناء، وبالتالي يسترخي بسرعة مع هذا الاهتزاز في الاصطدامات مع الهيليوم. من الواضح أن نفس قناة الاسترخاء تكون فعالة في الحالة التي يكون فيها مستوى الليزر السفلي هو المستوى الثاني المثار في وضع التشوه. وبالتالي فإن ليزر ثاني أكسيد الكربون هو ليزر يستخدم خليط من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والهيليوم، حيث يوفر ثاني أكسيد الكربون الإشعاع، ويضخ N2 المستوى العلوي، ويستنزف المستوى الأدنى.

تم تصميم ليزر ثاني أكسيد الكربون ذو الطاقة المتوسطة (عشرات - مئات الواط) بشكل منفصل على شكل أنابيب طويلة نسبيًا مع تفريغ طولي وضخ طولي للغاز. يظهر الشكل 2 تصميمًا نموذجيًا لمثل هذا الليزر. هنا 1 - أنبوب التفريغ، 2 - الأقطاب الكهربائية الحلقية، 3 - التجديد البطيء للوسط، 4 - بلازما التفريغ، 5 - الأنبوب الخارجي، 6 - مياه التبريد الجارية، 7، 8 - مرنان.

الشكل 20 - رسم تخطيطي لليزر ثاني أكسيد الكربون مع التبريد الانتشاري

يعمل الضخ الطولي على إزالة منتجات تفكك خليط الغاز أثناء التفريغ. يحدث تبريد الغاز العامل في مثل هذه الأنظمة بسبب الانتشار على الجدار المبرد خارجيًا لأنبوب التفريغ. الموصلية الحرارية لمواد الجدار أمر ضروري. ومن هذا المنطلق، ينصح باستخدام الأنابيب المصنوعة من سيراميك اكسيد الالمونيوم (Al2O3) أو البريليوم (BeO).

تصنع الأقطاب الكهربائية على شكل حلقة، حتى لا تعيق مسار الإشعاع. يتم نقل حرارة الجول بعيدًا عن طريق التوصيل الحراري إلى جدران الأنبوب، أي إلى جدران الأنبوب. يتم استخدام التبريد الانتشاري. المرآة الصلبة مصنوعة من المعدن، والمرآة الشفافة مصنوعة من NaCl، KCl، ZnSe، AsGa.

البديل للتبريد الانتشاري هو التبريد بالحمل الحراري. يتم نفخ الغاز العامل عبر منطقة التفريغ بسرعة عالية، ويتم إزالة حرارة الجول عن طريق التفريغ. يتيح استخدام الضخ السريع زيادة كثافة إطلاق الطاقة وإزالة الطاقة.

يتم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون في الطب بشكل حصري تقريبًا باعتباره "مشرطًا ضوئيًا" للقطع والتبخير في جميع العمليات الجراحية. يعتمد تأثير القطع لشعاع الليزر المركز على التبخر المتفجر للمياه داخل وخارج الخلية في منطقة التركيز، مما يؤدي إلى تدمير بنية المادة. يؤدي تدمير الأنسجة إلى الشكل المميز لحواف الجرح. في منطقة تفاعل محدودة للغاية، يتم تجاوز درجة الحرارة 100 درجة مئوية فقط عند تحقيق الجفاف (التبريد التبخيري). تؤدي الزيادات الإضافية في درجة الحرارة إلى إزالة المواد عن طريق تفحم الأنسجة أو تبخرها. مباشرة في المناطق الهامشية، بسبب التوصيل الحراري السيئ بشكل عام، يتم تشكيل سماكة نخرية رقيقة بسمك 30-40 ميكرون. على مسافة 300-600 ميكرون، لم يعد يحدث تلف الأنسجة. في منطقة التخثر، يتم إغلاق الأوعية الدموية التي يصل قطرها إلى 0.5-1 ملم تلقائيًا.

يتم حاليًا تقديم الأجهزة الجراحية المعتمدة على ليزر ثاني أكسيد الكربون في نطاق واسع إلى حد ما. يتم توجيه شعاع الليزر في معظم الحالات باستخدام نظام من المرايا المفصلية (مناور)، وينتهي بأداة ذات بصريات تركيز مدمجة، والتي يتلاعب بها الجراح في منطقة الجراحة.

4.2 ليزر الهيليوم والنيون

في ليزر الهيليوم النيونالمادة العاملة هي ذرات النيون المحايدة. يتم الإثارة عن طريق التفريغ الكهربائي. من الصعب إنشاء انعكاس في الوضع المستمر بالنيون النقي. يتم التغلب على هذه الصعوبة، وهي عامة جدًا في كثير من الحالات، عن طريق إدخال غاز إضافي في التفريغ - الهيليوم، الذي يعمل كمتبرع لطاقة الإثارة. تتوافق طاقات المستويين الأولين المتحمسين شبه المستقرين من الهيليوم (الشكل 3) بدقة تامة مع طاقات مستويات 3s و2s من النيون. ولذلك، فإن شروط نقل الإثارة الرنانة وفقا للمخطط تتحقق بشكل جيد

الشكل 20 - مخطط مستوى الليزر He-Ne

عند ضغوط مختارة بشكل صحيح من النيون والهيليوم، تلبي الحالة

من الممكن تحقيق تعداد سكاني لواحد أو كليهما من مستويات النيون 3s و2s وهو أعلى بكثير من ذلك في حالة النيون النقي، والحصول على انعكاس سكاني.

يحدث استنفاد مستويات الليزر المنخفضة في عمليات الاصطدام، بما في ذلك الاصطدامات بجدران أنبوب تفريغ الغاز.

يحدث إثارة ذرات الهيليوم (والنيون) في تفريغ توهج منخفض التيار (الشكل 4). في أشعة الليزر ذات الموجة المستمرة على الذرات أو الجزيئات المحايدة، غالبًا ما يتم استخدام البلازما ضعيفة التأين للعمود الموجب لتفريغ التوهج لإنشاء الوسط النشط. الكثافة الحالية لتفريغ التوهج هي 100-200 مللي أمبير / سم 2. تبلغ قوة المجال الكهربائي الطولي أن عدد الإلكترونات والأيونات التي تظهر في جزء واحد من فجوة التفريغ يعوض فقدان الجزيئات المشحونة أثناء انتشارها على جدران أنبوب تفريغ الغاز. ثم يكون العمود الموجب للتفريغ ثابتًا ومتجانسًا. يتم تحديد درجة حرارة الإلكترون بواسطة منتج ضغط الغاز والقطر الداخلي للأنبوب. عند درجات الحرارة المنخفضة تكون درجة حرارة الإلكترون مرتفعة، وعند درجات الحرارة المرتفعة تكون منخفضة. ويحدد ثبات القيمة شروط تشابه التصريفات. عند كثافة ثابتة لعدد الإلكترونات، ستبقى ظروف ومعلمات التفريغ دون تغيير إذا كان المنتج ثابتًا. تتناسب كثافة عدد الإلكترونات في البلازما ضعيفة التأين للعمود الموجب مع كثافة التيار.

بالنسبة لليزر الهليوم والنيون، فإن القيم المثالية لـ وكذلك التركيب الجزئي لخليط الغاز، تختلف بعض الشيء باختلاف مناطق الليزر الطيفية.

في منطقة 0.63 ميكرومتر، يتوافق الخط الأكثر كثافة في السلسلة (0.63282 ميكرومتر) مع Tor mm الأمثل.

الشكل 20 - رسم تخطيطي لتصميم ليزر He-Ne

القيم المميزةينبغي اعتبار القوة الإشعاعية لليزر الهيليوم النيون عشرات الملي واط في مناطق 0.63 و 1.15 ميكرون ومئات في منطقة 3.39 ميكرون. عمر خدمة الليزر محدود بعمليات التفريغ ويتم حسابه بالسنوات. مع مرور الوقت، يتغير تكوين الغاز في التفريغ. بسبب امتصاص الذرات في الجدران والأقطاب الكهربائية، تحدث عملية "التصلب"، وينخفض ​​الضغط، وتتغير نسبة الضغوط الجزئية لـ He و Ne.

يتم تحقيق أكبر قدر من الاستقرار والبساطة والموثوقية على المدى القصير لتصميم ليزر الهليوم-نيون عن طريق تركيب مرايا تجويفية داخل أنبوب التفريغ. ومع ذلك، مع هذا الترتيب، تفشل المرايا بسرعة نسبيًا بسبب قصف جزيئات بلازما التفريغ المشحونة. ولذلك، فإن التصميم الأكثر استخدامًا هو الذي يتم فيه وضع أنبوب تفريغ الغاز داخل الرنان (الشكل 5)، وتكون أطرافه مجهزة بنوافذ تقع عند زاوية بروستر مع المحور البصري، وبالتالي ضمان الاستقطاب الخطي للإشعاع. يحتوي هذا الترتيب على عدد من المزايا - يتم تبسيط ضبط مرايا الرنان، وزيادة عمر خدمة أنبوب تفريغ الغاز والمرايا، واستبدالها أسهل، ويصبح من الممكن التحكم في الرنان واستخدام وضع الرنان المشتت الانفصال، الخ.

الشكل 20 - تجويف الليزر He-Ne

عادةً ما يتم التبديل بين نطاقات الليزر (الشكل 6) في ليزر الهليوم-نيون القابل للضبط عن طريق إدخال منشور، وعادةً ما يتم استخدام محزوز الحيود لضبط خط الليزر بدقة.

الشكل 20 - استخدام منشور ليثرو

4.3 ليزر YAG

يقوم أيون النيوديميوم ثلاثي التكافؤ بتنشيط العديد من المصفوفات بسهولة. من بين هذه، كانت البلورات الواعدة الإيتريوم الألومنيوم العقيق Y3Al5O12 (YAG) والزجاج. ينقل الضخ أيونات Nd3+ من الحالة الأرضية 4I9/2 إلى عدة أيونات نسبيًا خطوط ضيقة، لعب دور المستوى الأعلى. تتشكل هذه النطاقات من خلال سلسلة من الحالات المثارة المتداخلة، وتختلف مواقعها وعرضها قليلاً من مصفوفة إلى أخرى. من نطاقات المضخة هناك نقل سريع لطاقة الإثارة إلى المستوى شبه المستقر 4F3/2 (الشكل 7).

الشكل 20 - مستويات الطاقة لأيونات الأرض النادرة الثلاثية التكافؤ

كلما اقتربت نطاقات الامتصاص من المستوى 4F3/2، زادت كفاءة الليزر. ميزة بلورات YAG هي وجود خط امتصاص أحمر مكثف.

تعتمد تقنية نمو البلورات على طريقة Czochralski، حيث يتم صهر YAG ومادة مضافة في بوتقة إيريديوم عند درجة حرارة حوالي 2000 درجة مئوية، يليها فصل جزء من المصهور عن البوتقة باستخدام البذور. تكون درجة حرارة البذرة أقل قليلاً من درجة حرارة الذوبان، وعند سحبها يتبلور الذوبان تدريجياً على سطح البذرة. إن الاتجاه البلوري للمصهور المتبلور يعيد إنتاج اتجاه البذرة. تتم زراعة البلورة في بيئة خاملة (الأرجون أو النيتروجين) عند الضغط الطبيعي مع إضافة صغيرة من الأكسجين (1-2٪). بمجرد وصول البلورة إلى الطول المطلوب، يتم تبريدها ببطء لمنع التدمير بسبب الإجهاد الحراري. تستغرق عملية النمو من 4 إلى 6 أسابيع ويتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر.

تعمل ليزرات النيوديميوم في مجموعة واسعة من أوضاع الليزر، بدءًا من الليزر المستمر وحتى النبضي بشكل أساسي مع فترات تصل إلى الفيمتو ثانية. ويتم تحقيق هذا الأخير عن طريق قفل الوضع في خط كسب عريض، وهو ما يميز نظارات الليزر.

عند إنشاء ليزر النيوديميوم، وكذلك الياقوت، تم تنفيذ جميع الطرق المميزة للتحكم في معلمات إشعاع الليزر التي طورتها الإلكترونيات الكمومية. بالإضافة إلى ما يسمى بالتوليد الحر، والذي يستمر طوال عمر نبض المضخة تقريبًا، أصبحت أوضاع عامل Q المبدل (المحول) والمزامنة (المزامنة الذاتية) للأوضاع منتشرة على نطاق واسع.

في وضع التوليد الحر، تبلغ مدة نبضات الإشعاع 0.1...10 مللي ثانية، وتكون طاقة الإشعاع في دوائر تضخيم الطاقة حوالي 10 ps عند استخدامها لتبديل Q للأجهزة الكهروضوئية. يتم تحقيق مزيد من تقصير نبضات الليزر باستخدام مرشحات قابلة للتبييض لكل من تبديل Q (0.1...10 ps) وقفل الوضع (1...10 ps).

عندما تتعرض الأنسجة البيولوجية لإشعاع مكثف من ليزر Nd-YAG، يتشكل نخر عميق بما فيه الكفاية (تركيز التخثر). إن تأثير إزالة الأنسجة وبالتالي تأثير القطع لا يكاد يذكر مقارنة بتأثير ليزر ثاني أكسيد الكربون. لذلك، يتم استخدام ليزر Nd-YAG بشكل أساسي لتجلط الدم ونخر مناطق الأنسجة المتغيرة بشكل مرضي في جميع مجالات الجراحة تقريبًا. وبما أن نقل الإشعاع ممكن أيضًا من خلال الكابلات الضوئية المرنة، فإن آفاق استخدام ليزر Nd-YAG في تجاويف الجسم مفتوحة.

4.4 ليزر أشباه الموصلات

ليزر أشباه الموصلاتتنبعث منها إشعاعات متماسكة في نطاقات الأشعة فوق البنفسجية أو المرئية أو تحت الحمراء (0.32...32 ميكرومتر)؛ تستخدم بلورات أشباه الموصلات كوسيط نشط.

حاليًا، هناك أكثر من 40 مادة شبه موصلة مختلفة مناسبة لليزر معروفة. يمكن إجراء ضخ الوسط النشط بواسطة حزم الإلكترون أو الإشعاع البصري (0.32...16 ميكرومتر)، في تقاطع p-n لمادة شبه موصلة بواسطة تيار كهربائي من جهد خارجي مطبق (حقن حاملات الشحنة، 0.57... 32 ميكرومتر).

يختلف ليزر الحقن عن جميع أنواع الليزر الأخرى في الخصائص التالية:

كفاءة طاقة عالية (أعلى من 10%)؛

بساطة الإثارة (التحويل المباشر للطاقة الكهربائية إلى إشعاع متماسك - سواء في أوضاع التشغيل المستمرة أو النبضية)؛

إمكانية التعديل المباشر بالتيار الكهربائي حتى 1010 هرتز؛

صغير الحجم للغاية (الطول أقل من 0.5 مم، العرض لا يزيد عن 0.4 مم، الارتفاع لا يزيد عن 0.1 مم)؛

انخفاض جهد المضخة

الموثوقية الميكانيكية

عمر خدمة طويل (يصل إلى 107 ساعات).

4.5 ليزر الإكسيمر

ليزر الإكسيمر، يمثل صف جديدتفتح أنظمة الليزر نطاق الأشعة فوق البنفسجية للإلكترونيات الكمومية. من السهل شرح مبدأ تشغيل ليزر الإكسيمر باستخدام مثال ليزر الزينون (نانومتر). الحالة الأرضية لجزيء Xe2 غير مستقرة. يتكون الغاز غير المثار بشكل رئيسي من ذرات. سكان ولاية الليزر العليا، أي. يحدث إنشاء استقرار مثير للجزيء تحت تأثير شعاع من الإلكترونات السريعة في تسلسل معقد من العمليات التصادمية. ومن بين هذه العمليات، يلعب تأين وإثارة الزينون بواسطة الإلكترونات دورًا مهمًا.

تعتبر إكسيمرات هاليدات الغاز النبيل (أحادي هاليدات الغاز النبيل) ذات أهمية كبيرة، ويرجع ذلك أساسًا إلى أنه، على عكس حالة ثنائيات الغاز النبيل، فإن أشعة الليزر المقابلة لا تعمل فقط مع شعاع الإلكترون، ولكن أيضًا مع إثارة تفريغ الغاز. آلية تشكيل الحدود العليا لتحولات الليزر في هذه الإكسيمرات غير واضحة إلى حد كبير. تشير الاعتبارات النوعية إلى سهولة أكبر في تكوينها مقارنة بحالة ثنائيات الغاز النبيل. هناك تشابه عميق بين الجزيئات المثارة المكونة من ذرات المادة القلوية والهالوجين. تشبه ذرة الغاز الخامل في الحالة الإلكترونية المثارة ذرة الفلز القلوي وذرة الهالوجين. تشبه ذرة الغاز الخامل في الحالة الإلكترونية المثارة ذرة الفلز القلوي التي تتبعها في الجدول الدوري. تتأين هذه الذرة بسهولة لأن طاقة الارتباط للإلكترون المثار منخفضة. نظرًا للألفة العالية لإلكترون الهالوجين، يتم فصل هذا الإلكترون بسهولة، وعندما تصطدم الذرات المقابلة، يقفز عن طيب خاطر إلى مدار جديد يوحد الذرات، وبالتالي إجراء ما يسمى بتفاعل الحربة.

الاكثر انتشارا الأنواع التاليةليزر الإكسيمر: Ar2 (126.5 نانومتر)، Kr2 (145.4 نانومتر)، Xe2 (172.5 نانومتر)، ArF (192 نانومتر)، KrCl (222.0 نانومتر)، KrF (249.0 نانومتر)، XeCl (308.0 نانومتر)، XeF (352.0 نانومتر) .

4.6 صبغ الليزر

سمة مميزة صبغ الليزرهي القدرة على العمل في نطاق واسع من الأطوال الموجية من الأشعة تحت الحمراء القريبة إلى الأشعة فوق البنفسجية القريبة، والضبط السلس لطول موجة الليزر في نطاق يصل إلى عدة عشرات من النانومترات مع أحادية اللون تصل إلى 1-1.5 ميجا هرتز. تعمل أشعة الليزر الصبغية في أوضاع مستمرة ونبضية ودورية. وتصل طاقة النبضات الإشعاعية إلى مئات الجول، وتصل قوة التوليد المستمر إلى عشرات الوات، ومعدل التكرار مئات الهرتز، وتصل الكفاءة إلى عشرات بالمائة (مع الضخ بالليزر). في الوضع النبضي، يتم تحديد مدة التوليد من خلال مدة نبضات المضخة. في وضع القفل، يتم تحقيق نطاقات المدة بيكو ثانية وشبه بيكو ثانية.

يتم تحديد خصائص أشعة الليزر الصبغية من خلال خصائص المادة العاملة فيها، وهي الأصباغ العضوية. الأصباغمن المعتاد تسمية المركبات العضوية المعقدة بنظام متفرع من الروابط الكيميائية المعقدة التي لها نطاقات امتصاص مكثفة في المناطق المرئية والقريبة من الأشعة فوق البنفسجية من الطيف. تحتوي على مركبات عضوية ملونة مشبعة مجموعات الكروموفوراكتب NO2، N=N، =CO، المسؤول عن التلوين. وجود ما يسمى مجموعات أوكسوكرومالنوع NH3,OH يعطي خصائص التلوين للمركب.

4.7 ليزر الأرجون

الأرجون ليزريشير إلى نوع من ليزرات تفريغ الغاز التي تتولد عند التحولات بين مستويات الأيونات بشكل رئيسي في الجزء الأزرق والأخضر من المناطق المرئية والقريبة من الأشعة فوق البنفسجية من الطيف.

ينبعث هذا الليزر عادةً بأطوال موجية تبلغ 0.488 ميكرومتر و0.515 ميكرومتر، بالإضافة إلى أطوال موجية للأشعة فوق البنفسجية تبلغ 0.3511 ميكرومتر و0.3638 ميكرومتر.

يمكن أن تصل الطاقة إلى 150 واط (العينات الصناعية 2 ساعة 10 واط، عمر الخدمة خلال 100 ساعة). يظهر الرسم التخطيطي لتصميم ليزر الأرجون مع الإثارة الحالية المباشرة في الشكل 8.

الشكل 20 - مخطط تصميم ليزر الأرجون

1 - نوافذ إخراج الليزر؛ 2 - الكاثود. 3 - قناة تبريد المياه. 4 - أنبوب تفريغ الغاز (الشعرية)؛ 5 - المغناطيس. 6 - الأنود. 7 - تجاوز أنابيب الغاز. 8 - مرآة ثابتة. 9- مرآة شفافة

يتم إنشاء تفريغ الغاز في أنبوب تفريغ غاز رفيع (4)، قطره 5 مم، في أنبوب شعري، يتم تبريده بواسطة سائل. ضغط الغاز التشغيلي في حدود عشرات Pa. يقوم المغناطيس (5) بإنشاء مجال مغناطيسي "لضغط" التفريغ من جدران أنبوب تفريغ الغاز، مما يمنع التفريغ من ملامسة جدرانه. يتيح هذا الإجراء زيادة الطاقة الناتجة لإشعاع الليزر عن طريق تقليل معدل استرخاء الأيونات المثارة، والذي يحدث نتيجة الاصطدام بجدران الأنبوب.

تم تصميم القناة الالتفافية (7) لمعادلة الضغط على طول أنبوب تفريغ الغاز (4) وضمان حرية تداول الغاز. في حالة عدم وجود مثل هذه القناة، يتراكم الغاز في الجزء الأنود من الأنبوب بعد تشغيل تفريغ القوس، مما قد يؤدي إلى إطفاءه. وآلية ما قيل هي كما يلي. تحت تأثير المجال الكهربائي المطبق بين الكاثود (2) والأنود (6)، تندفع الإلكترونات إلى الأنود 6، مما يزيد من ضغط الغاز عند الأنود. ويتطلب ذلك معادلة ضغط الغاز في أنبوب تفريغ الغاز لضمان التدفق الطبيعي للعملية، والتي تتم عن طريق الأنبوب الالتفافي (7).

لتأيين ذرات الأرجون المحايدة، من الضروري تمرير تيار بكثافة تصل إلى عدة آلاف من الأمبيرات في الساعة عبر الغاز. سنتيمتر مربع. لذلك، من الضروري التبريد الفعال لأنبوب تفريغ الغاز.

المجالات الرئيسية لتطبيق ليزر الأرجون: الكيمياء الضوئية، والمعالجة الحرارية، والطب. يستخدم ليزر الأرجون، بسبب انتقائيته العالية تجاه الكروموفورات الذاتية، في طب العيون والأمراض الجلدية.

5. معدات الليزر المنتجة بشكل متسلسل

يستخدم المعالجون ليزر الهيليوم-نيون منخفض الطاقة الذي ينبعث في المنطقة المرئية من الطيف الكهرومغناطيسي (0.63=0.63 ميكرون). أحد تركيبات العلاج الطبيعي هو تركيب الليزر يو إف إل-1مخصص لعلاج الأمراض الحادة والمزمنة في منطقة الوجه والفكين. يمكن استخدامه لعلاج القروح والجروح غير القابلة للشفاء على المدى الطويل، وكذلك في أمراض الرضوح وأمراض النساء والجراحة (فترة ما بعد الجراحة). يتم استخدام النشاط البيولوجي للشعاع الأحمر من ليزر الهيليوم النيون (قوة الإشعاع
20 ميجاوات، كثافة الإشعاع على سطح الجسم هي 50-150 ميجاوات/سم2).

هناك أدلة على أن هذا الليزر يستخدم لعلاج الأمراض الوريدية (القرح الغذائية). يتكون مسار العلاج من 20 إلى 25 جلسة تشعيع لمدة عشر دقائق للقرحة الغذائية باستخدام ليزر الهيليوم نيون منخفض الطاقة، وكقاعدة عامة، تنتهي بالشفاء الكامل. ويلاحظ تأثير مماثل عند علاج الجروح المؤلمة وما بعد الحروق بالليزر. تم اختبار التأثيرات طويلة المدى للعلاج بالليزر للقرح الغذائية والجروح غير القابلة للشفاء على عدد كبير من المرضى الذين تم شفائهم على مدى فترة تتراوح بين سنتين وسبع سنوات. خلال هذه الفترات، لم تعد القروح والجروح مفتوحة لدى 97% من المرضى السابقين، وتعرض 3% فقط لانتكاسات المرض.

يستخدم ثقب الضوء لعلاج أمراض مختلفة من الجهاز العصبي والأوعية الدموية، وتخفيف الألم الناجم عن التهاب الجذور، وتنظيم ضغط الدم، وما إلى ذلك. يتقن الليزر المزيد والمزيد من المهن الطبية الجديدة. يعالج الليزر الدماغ. يتم تسهيل ذلك من خلال نشاط الطيف المرئي لأشعة ليزر الهيليوم والنيون منخفضة الكثافة. اتضح أن شعاع الليزر قادر على تخفيف الألم وتهدئة العضلات واسترخائها وتسريع عملية تجديد الأنسجة. عادة ما يتم وصف العديد من الأدوية ذات الخصائص المماثلة للمرضى الذين عانوا من إصابات الدماغ المؤلمة، مما يعطي أعراضًا مربكة للغاية. يجمع شعاع الليزر بين تأثير جميع الأدوية الضرورية. تم تأكيد ذلك من قبل متخصصين من معهد البحوث المركزي لعلم المنعكسات التابع لوزارة الصحة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ومعهد أبحاث جراحة الأعصاب الذي سمي على اسمه. K N. Burdenko AMS اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.

يتم إجراء الأبحاث حول إمكانيات علاج الأورام الحميدة والخبيثة باستخدام شعاع الليزر من قبل معهد موسكو لأبحاث الأورام الذي سمي باسمه. ب.أ. هيرزن"، معهد لينينغرادالأورام التي سميت باسمها. ن.ن. بيتروف ومراكز الأورام الأخرى.

في هذه الحالة، يتم استخدام أنواع مختلفة من الليزر: ليزر ثاني أكسيد الكربون في وضع الإشعاع المستمر (= 10.6 ميكرومتر، الطاقة 100 واط)، ليزر الهيليوم-نيون مع وضع الإشعاع المستمر (= 0.63 ميكرومتر، الطاقة 30 ميجاوات)، الهيليوم-الكادميوم ليزر ليزر يعمل في وضع الإشعاع المستمر (0.44 = 0.44 ميكرومتر، الطاقة 40 ميجاوات)، ليزر النيتروجين النبضي (0.34 = 0.34 ميكرومتر، قدرة النبض 1.5 كيلووات، متوسط ​​قدرة الإشعاع 10 ميجاوات).

تم تطوير ثلاث طرق للتأثير على إشعاع الليزر على الأورام (الحميدة والخبيثة) وتستخدم:

أ) تشعيع الليزر - تشعيع الورم باستخدام شعاع ليزر غير مركز، مما يؤدي إلى موت الخلايا السرطانية وفقدان القدرة على التكاثر.

ب) التخثر بالليزر - تدمير الورم بحزمة مركزة بشكل معتدل.

ج) جراحة الليزر - استئصال الورم مع الأنسجة المجاورة باستخدام شعاع ليزر مركّز. أنظمة الليزر المطورة:

"ياخروما"- قوة تصل إلى 2.5 واط عند إخراج دليل الضوء بطول موجة 630 نانومتر، ووقت التعرض من 50 إلى 750 ثانية؛ نابض بمعدل تكرار 104 نبضة / ثانية. على جهازي ليزر - ليزر صبغ نابض وليزر بخار النحاس "إل جي آي-202". "الطيفي"- قوة 4 وات مع وضع التوليد المستمر، الطول الموجي 620-690 نانومتر، زمن التعرض من 1 إلى 9999 ثانية باستخدام الجهاز "المعرض"; على نوعين من الليزر - ليزر الصبغ المستمر "جمشت"والأرجون ليزر "الانعكاس"للعلاج الديناميكي الضوئي للأورام الخبيثة (طريقة حديثة للتعرض الانتقائي للخلايا السرطانية في الجسم).

تعتمد الطريقة على الاختلاف في امتصاص إشعاع الليزر بواسطة الخلايا التي تختلف في معلماتها. يقوم الطبيب بحقن دواء حساس للضوء (يكتسب الجسم حساسية متزايدة محددة للمواد الغريبة) في منطقة تراكم الخلايا المرضية. يتم امتصاص إشعاع الليزر الذي يضرب أنسجة الجسم بشكل انتقائي من قبل الخلايا السرطانية التي تحتوي على الدواء، مما يؤدي إلى تدميرها، مما يسمح بتدمير الخلايا السرطانية دون الإضرار بالأنسجة المحيطة.

جهاز ليزر اتكوس-10(JSC "أجهزة أشباه الموصلات")، الموضحة في الشكل 9، تسمح لك بالتأثير على الأورام بإشعاع الليزر بطولين موجيين مختلفين 661 و 810 نانومتر. الجهاز مخصص للاستخدام في مجموعة واسعة من المؤسسات الطبية، وكذلك لحل المشكلات العلمية والتقنية المختلفة كمصدر لإشعاع الليزر القوي. عند استخدام الجهاز لا توجد آفات مدمرة كبيرة للجلد والأنسجة الرخوة. إن إزالة الأورام بالليزر الجراحي يقلل من عدد الانتكاسات والمضاعفات، ويقصر وقت التئام الجروح، ويسمح بإجراء إجراء على مرحلة واحدة ويوفر تأثيرًا تجميليًا جيدًا.

الشكل 20 - جهاز الليزر ATKUS-10

تستخدم الثنائيات الليزرية شبه الموصلة كبواعث. يتم استخدام ألياف النقل الضوئية التي يبلغ قطرها 600 ميكرون.

قامت شركة ذات مسؤولية محدودة NPF "Techkon" بتطوير جهاز للعلاج بالليزر " ألفا 1M"(الشكل 10). كما ورد في موقع الشركة المصنعة، فإن التثبيت فعال في علاج التهاب المفاصل، والتهاب الجلد العصبي، والأكزيما، والتهاب الفم، والقرحة الغذائية، وجروح ما بعد الجراحة، وما إلى ذلك. إن الجمع بين باعثين - مستمر ونابض - يوفر فرصًا رائعة للعمل العلاجي والبحثي. يسمح لك مقياس الضوء المدمج بضبط قوة الإشعاع والتحكم فيها. يعد إعداد الوقت المنفصل والإعداد السلس لتكرار نبضات التشعيع مناسبين لتشغيل الجهاز. بساطة التحكم تسمح باستخدام الجهاز من قبل طاقم التمريض.

شكل 20 - الجهاز العلاجي بالليزر "Alpha 1M"

تحديدالأجهزة مبينة في الجدول 1.

طاولة 7 - الخصائص التقنية للجهاز العلاجي بالليزر "Alpha 1M"

في أوائل السبعينيات، الأكاديمي م. بذل كراسنوف وزملاؤه من معهد موسكو الطبي الثاني جهودًا لعلاج الجلوكوما (يحدث بسبب ضعف تدفق السائل داخل العين، ونتيجة لذلك، زيادة ضغط العين) باستخدام الليزر. تم علاج الجلوكوما باستخدام تركيبات الليزر المناسبة، والتي تم إنشاؤها بالاشتراك مع الفيزيائيين.

وحدة طب العيون بالليزر "السيف"لا يملك نظائرها الأجنبية. مصممة للعمليات الجراحية للجزء الأمامي من العين. يسمح لك بعلاج الجلوكوما وإعتام عدسة العين دون المساس بسلامة الأغشية الخارجية للعين. يستخدم التثبيت ليزر روبي نابض. تتراوح طاقة الإشعاع الموجودة في سلسلة من نبضات الضوء المتعددة من 0.1 إلى 0.2 ي. وتتراوح مدة النبضة الفردية من 5 إلى 70 نانوثانية، والفاصل الزمني بين النبضات من 15 إلى 20 ميكروثانية. قطر بقعة الليزر من 0.3 إلى 0.5 ملم. ماكينة ليزر "ياتاجان 4"مع مدة نبضة من 10 إلى 7 ثوان، وطول موجة إشعاعية 1.08 ميكرون وقطر نقطي 50 ميكرون. مع مثل هذا التشعيع للعين، ليس التأثير الحراري، بل التأثير الكيميائي الضوئي وحتى الميكانيكي لشعاع الليزر (ظهور موجة الصدمة) هو الذي يصبح حاسمًا. جوهر الطريقة هو أن "طلقة" ليزر بقوة معينة يتم توجيهها إلى زاوية الغرفة الأمامية للعين وتشكل "قناة" مجهرية لتدفق السوائل وبالتالي استعادة خصائص تصريف القزحية، خلق تدفق طبيعي للسائل داخل العين. في هذه الحالة، يمر شعاع الليزر بحرية عبر القرنية الشفافة و"ينفجر" على سطح القزحية. في هذه الحالة لا يحترق مما يؤدي إلى عمليات التهابية في القزحية والقضاء السريع على القناة بل يحدث ثقبًا. تستغرق العملية حوالي 10 إلى 15 دقيقة. عادة يتم ثقب 15-20 فتحة (قنوات) لتدفق السائل داخل العين.

في عيادة لينينغراد لأمراض العيون التابعة للأكاديمية الطبية العسكرية، استخدمت مجموعة من المتخصصين بقيادة دكتور في العلوم الطبية البروفيسور ف.ف.فولكوف طريقتهم في علاج أمراض ضمور الشبكية والقرنية باستخدام ليزر منخفض الطاقة إل جي-75، تعمل في الوضع المستمر. مع هذا العلاج، يعمل إشعاع منخفض الطاقة يساوي 25 ميجاوات على شبكية العين. علاوة على ذلك، فإن الإشعاع منتشر. مدة جلسة التشعيع الواحدة لا تتجاوز 10 دقائق. في 10-15 جلسة بفاصل زمني يتراوح بين يوم إلى خمسة أيام، نجح الأطباء في علاج التهاب القرنية والتهاب القرنية والأمراض الالتهابية الأخرى. تم الحصول على نظم العلاج تجريبيا.

في عام 1983، طرح طبيب العيون الأمريكي إس. تروكيل فكرة إمكانية استخدام ليزر الإكسيمر فوق البنفسجي لتصحيح قصر النظر. في بلدنا، تم إجراء الأبحاث في هذا الاتجاه في معهد موسكو لأبحاث جراحة العيون المجهرية تحت قيادة البروفيسور إس.إن. فيدوروف وأ. سيمينوف.

لتنفيذ مثل هذه العمليات بشكل مشترك بين MNTK "جراحة العيون المجهرية" والمعهد الفيزياء العامةتم إنشاء تركيب ليزر تحت قيادة الأكاديمي أ.م.بروخوروف "الملف الشخصي 500"بنظام بصري فريد ليس له مثيل في العالم. عند تعرضها للقرنية، يتم التخلص تماما من احتمالية الحروق، حيث أن تسخين الأنسجة لا يتجاوز 4-8 درجة مئوية. مدة العملية 20-70 ثانية حسب درجة قصر النظر. منذ عام 1993، تم استخدام "الملف 500" بنجاح في اليابان، في طوكيو وأوساكا، في مركز إيركوتسك الأقاليمي لليزر.

جهاز طب العيون بالليزر الهيليوم النيون ماكديل-08(JSC MAKDEL-Technologies)، كما هو موضح في الشكل 11، لديها نظام تحكم رقمي، ومقياس طاقة، ومصدر إشعاع من الألياف الضوئية، ومجموعات من الملحقات الضوئية والمغناطيسية. يعمل جهاز الليزر من شبكة تيار متردد بتردد 50 هرتز بجهد مقنن 220 فولت ± 10%. يسمح لك بضبط وقت الجلسة (إشعاع الليزر) في النطاق من 1 إلى 9999 ثانية مع خطأ لا يزيد عن 10%. تحتوي على شاشة رقمية تسمح لك بضبط الوقت في البداية والتحكم في الوقت حتى نهاية الإجراء. إذا لزم الأمر، يمكن إنهاء الجلسة مبكرًا. يوفر الجهاز تعديل تردد إشعاع الليزر من 1 إلى 5 هرتز بخطوات 1 هرتز، بالإضافة إلى وجود وضع الإشعاع المستمر عند ضبط التردد على 0 هرتز.

الشكل 20 - جهاز الليزر لطب العيون MAKDEL-08

آلة الليزر بالأشعة تحت الحمراء ماكديل-09مخصص لتصحيح ضعف الرؤية التكيفي الانكساري. يتكون العلاج من إجراء 10-12 إجراء لمدة 3-5 دقائق. نتائج العلاج تستمر لمدة 4-6 أشهر. إذا انخفضت مؤشرات الإقامة، فمن الضروري تكرار الدورة. وتمتد عملية تحسين مؤشرات الرؤية الموضوعية لمدة 30-40 يومًا بعد الإجراءات. يزداد متوسط ​​قيم الجزء الإيجابي من الإقامة النسبية بشكل مطرد بمقدار 2.6 ديوبتر. والوصول إلى المستوى المؤشرات العادية. الحد الأقصى للزيادة في الاحتياطي هو 4.0 ديوبتر، والحد الأدنى هو 1.0 ديوبتر. تظهر الدراسات الريوسيكلوغرافية زيادة مطردة في حجم الدم المنتشر في أوعية الجسم الهدبي. يتيح لك الجهاز ضبط مدة جلسة الليزر من 1 إلى 9 دقائق. تتيح لك الشاشة الرقمية الموجودة على وحدة التحكم ضبط الوقت الأولي، بالإضافة إلى التحكم في الوقت حتى نهاية الجلسة. إذا لزم الأمر، يمكن إنهاء الجلسة مبكرًا. وفي نهاية جلسة العلاج، يصدر الجهاز إشارة تحذيرية مسموعة. يتيح لك نظام تنظيم المسافة من مركز إلى مركز ضبط المسافة بين مراكز القنوات من 56 إلى 68 ملم. يمكن ضبط المسافة المطلوبة من المركز إلى المركز باستخدام مسطرة على الوحدة التنفيذية، أو باستخدام صورة مصابيح LED المرجعية.

نماذج ليزر الأرجون أرجوسمن شركة Aesculap Meditek (ألمانيا) لطب العيون، يستخدم للتخثير الضوئي للشبكية. يتم استخدام أكثر من 500 جهاز ليزر أرجون في ألمانيا وحدها، وجميعها تعمل بشكل آمن وموثوق. يتمتع ARGUS بأدوات تحكم ملائمة ومتوافق مع النماذج الشائعة للمصابيح الشقية من Zeiss وHaag-Street. تم تجهيز ARGUS على النحو الأمثل للتشغيل مع ليزر Nd:YAG في مكان عمل واحد.

على الرغم من أن ARGUS مصمم كوحدة واحدة، إلا أنه يمكن وضع حامل الأجهزة ووحدة الليزر بجوار بعضهما البعض أو في مواقع وغرف مختلفة، وذلك بفضل كابل توصيل يصل طوله إلى 10 أمتار. يوفر حامل الأدوات القابل لضبط الارتفاع أقصى قدر من الحرية للمريض والطبيب. حتى لو كان المريض يجلس على كرسي متحرك، فإن علاجه ليس بالأمر الصعب.

لحماية العينين، يدمج ARGUS مرشحًا منخفض الضوضاء يمكن التحكم فيه للطبيب. يتم إدخال الفلتر في شعاع الليزر عند الضغط على مفتاح القدم، أي. فقط مباشرة قبل إطلاق فلاش الليزر. تتحكم الخلايا الضوئية والمعالجات الدقيقة في موضعها الصحيح. يتم توفير الإضاءة المثالية لمنطقة التخثر بواسطة جهاز خاص لتوجيه شعاع الليزر. يتيح المعالج الدقيق الهوائي تحديد موضع الشعاع بدقة بيد واحدة.

الخصائص التقنية للجهاز:

نوع الليزر ليزر الأرجون الأيوني المستمر لأنبوب السيراميك BeO للعيون

السلطة على القرنية:

على القرنية: 50 ميجاوات - 3000 ميجاوات لجميع الخطوط، 50 ميجاوات - 1500 ميجاوات لـ 514 نانومتر

مع مصدر طاقة مع استهلاك تيار محدود:

على القرنية: 50 ميجاوات - 2500 ميجاوات لجميع الخطوط، 50 ميجاوات - 1000 ميجاوات لـ 514 نانومتر

شعاع الأرجون الدليلي لجميع الخطوط أو 514 نانومتر بحد أقصى 1 ميجاوات

مدة النبض 0.02 - 2.0 ثانية، قابلة للتعديل في 25 خطوة أو بسلاسة

تسلسل النبض 0.1 - 2.5 ثانية، مع فترات زمنية قابلة للتعديل في 24 خطوة

بدء النبض باستخدام مفتاح القدم؛ في وضع تسلسل النبض، يتم تنشيط سلسلة الومضات المرغوبة عن طريق الضغط على مفتاح القدم؛

تتم مقاطعة الوظيفة عند تحرير الدواسة

إمداد الشعاع عبر دليل الضوء، قطر الألياف. 50 ميكرومتر، طول 4.5 متر، كلا الطرفين بموصل SMA

خيارات التحكم عن بعد المتاحة:

جهاز التحكم عن بعد 1: التعديل اليدوي باستخدام عقارب؛

جهاز التحكم عن بعد 2: ضبط وسادات الاتصال بلوحة مفاتيح الفيلم.

علامات عامة: عرض كهربائي، عرض الطاقة في شكل رقمي وتناظري، عرض رقمي لجميع معلمات الإعداد الأخرى، عرض حالة التشغيل (مثل توصيات الخدمة) بنص واضح

التحكم في المعالجات الدقيقة والتحكم في الطاقة وفلتر الحماية للطبيب والمصاريع في وضع 10 مللي ثانية

تبريد

الهواء: مراوح مدمجة منخفضة الضوضاء

الماء: معدل التدفق من 1 إلى 4 لتر/دقيقة، عند ضغط من 2 إلى 4 بار ودرجة حرارة لا تزيد عن 24 درجة مئوية

تتوفر الطاقة الرئيسية في ثلاث وحدات مختلفة للاختيار من بينها:

تكييف تيار أحادي الطور بسلك محايد 230 فولت، 32 أمبير، 50/60 هرتز

تكييف الحالية، مرحلة واحدة مع الحد الأقصى للاستهلاك الحالي يقتصر على 25 أ

تيار ثلاثي الطور، ثلاث مراحل وسلك محايد، 400 فولت، 16 أمبير، 50/60 هرتز

تسجيل النتائج: طباعة معلمات المعالجة باستخدام طابعة اختيارية

أبعاد

الجهاز: 95 سم × 37 سم × 62 سم ​​(العرض × العمق × الارتفاع)

الطاولة: 93 سم × 40 سم (العرض × العمق)

ارتفاع الطاولة: 70 - 90 سم

"مشرط الليزر"وجد تطبيقًا في أمراض الجهاز الهضمي (O.K. Skobelkin) والجراحة التجميلية للجلد وأمراض القناة الصفراوية (A.A. Vishnevsky) وجراحة القلب (A.D. Arapov) والعديد من مجالات الجراحة الأخرى.

في الجراحة، يتم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون، الذي ينبعث في منطقة الأشعة تحت الحمراء غير المرئية من الطيف الكهرومغناطيسي، مما يفرض شروطًا معينة أثناء الجراحة، خاصة في الأعضاء الداخلية للشخص. بسبب عدم رؤية شعاع الليزر وصعوبة التعامل معه (يد الجراح ليس لديها ردود فعل ولا تشعر بلحظة وعمق التشريح)، يتم استخدام المشابك والمؤشرات لضمان دقة القطع.

لم تكن المحاولات الأولى لاستخدام الليزر في الجراحة ناجحة دائمًا؛ إذ أصيبت الأعضاء المجاورة واحترق شعاعه عبر الأنسجة. بالإضافة إلى ذلك، إذا تم التعامل مع شعاع الليزر بإهمال، فقد يشكل خطرًا على الطبيب. ولكن على الرغم من هذه الصعوبات، فقد تقدمت جراحة الليزر. لذلك، في أوائل السبعينيات، تحت قيادة الأكاديمي ب. بتروفسكي، بدأ البروفيسور سكوبلكين والدكتور بريخوف والمهندس أ. إيفانوف في إنشاء مشرط ليزر "المشرط 1"(الشكل 12).

الشكل 20 - وحدة جراحة الليزر "المشرط-1"

تُستخدم وحدة جراحة الليزر "المشرط 1" في عمليات الجهاز الهضمي، ووقف النزيف الناتج عن تقرحات الجهاز الهضمي الحادة، وعمليات تجميل الجلد، وعلاج الجروح القيحية، وعمليات أمراض النساء. تم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون الذي ينبعث بشكل مستمر مع خرج طاقة من الدليل الضوئي بقدرة 20 وات. قطر بقعة الليزر من 1 إلى 20 ميكرون.

يظهر رسم تخطيطي لآلية عمل ضوء ليزر ثاني أكسيد الكربون على الأنسجة في الشكل 13.

الشكل 20 - رسم تخطيطي لآلية عمل ضوء ليزر ثاني أكسيد الكربون على الأنسجة

باستخدام مشرط الليزر، يتم إجراء العمليات دون تلامس، ويكون لضوء ليزر ثاني أكسيد الكربون تأثيرات مطهرة ومضادة للأورام، ويتم تشكيل طبقة تخثر كثيفة، مما يضمن الإرقاء الفعال (لمعة الأوعية الشريانية حتى 0.5 مم والأوعية الوريدية حتى 1 مم). القطر ملحوم ولا يتطلب ربطًا)، ويخلق حاجزًا ضد العوامل المعدية (بما في ذلك الفيروسات) والعوامل السامة، في حين يوفر مواد مطاطية فعالة للغاية، ويحفز تجديد الأنسجة بعد الصدمة ويمنع التندب (انظر الرسم البياني).

"مُعالج بالليزر" (قسم التصميمالأجهزة) مبني على أساس أشعة ليزر أشباه الموصلات التي ينبعث منها بطول موجة يبلغ 1.06 ميكرون. يتميز الجهاز بالموثوقية العالية والأبعاد الإجمالية الصغيرة والوزن. يتم تسليم الإشعاع إلى الأنسجة البيولوجية من خلال وحدة الليزر أو باستخدام دليل الضوء. يتم توجيه الإشعاع الرئيسي عن طريق الإضاءة التجريبية لليزر أشباه الموصلات. فئة مخاطر الليزر 4 وفقًا لـ GOST R 50723-94، فئة السلامة الكهربائية I مع نوع الحماية B وفقًا لـ GOST R 50267.0-92.

جهاز جراحي بالليزر "المشرط-1"(الشكل 14) هو نموذج ليزر ثاني أكسيد الكربون مصمم للعمليات الجراحية في مختلف مجالات الممارسة الطبية.

الشكل 20 - جهاز الليزر الجراحي "لانسيت-1"

الجهاز أفقي التصميم، ومحمول، ويحتوي على عبوة أصلية على شكل علبة، ويلبي أحدث المتطلبات لأنظمة الليزر الجراحية سواء من حيث قدراته التقنية أو من حيث ضمان ظروف العمل المثالية للجراح، وسهولة التحكم و تصميم.

وترد الخصائص التقنية للجهاز في الجدول 2.

جدول 7 - الخصائص التقنية لجهاز الليزر الجراحي "لانسيت-1"

الطول الموجي للإشعاع، ميكرون
طاقة الإشعاع الناتج (قابلة للتعديل)، W
الطاقة في وضع Medipulse، W
قطر شعاع الليزر على الأنسجة (للتحويل)، ميكرون
توجيه الإشعاع الرئيسي باستخدام شعاع ليزر ديود	2 ميجاوات، 635 نانومتر
أوضاع الإشعاع (قابلة للتحويل)	مستمر، نبض دوري، Medipulse
وقت التعرض للإشعاع (قابل للتعديل)، دقيقة
مدة نبض الإشعاع في وضع النبض الدوري (قابل للتعديل)، ق
مدة التوقف بين النبضات، ق
جهاز التحكم	بعيد
تشغيل الإشعاع	دواسة القدم
إزالة منتجات الاحتراق	نظام إخلاء الدخان
نصف قطر مساحة التشغيل، مم
نظام التبريد	نوع مستقل الهواء السائل
التنسيب في غرفة العمليات	سطح المكتب
مصدر الطاقة (التيار المتردد)	220 فولت، 50 هرتز، 600 واط
الأبعاد الكلية، مم
الوزن، كجم

6. معدات الليزر الطبية التي طورتها KBAS

مرفق بصري عالمي ( وحدة نو) لأشعة الليزر مثل إل جي إن-111, إل جي-75-1(الشكل 15) تم تصميمه لتركيز إشعاع الليزر في دليل الضوء وتغيير قطر البقعة عندما التشعيع الخارجي.

الشكل 20 - الملحق البصري العالمي (OU)

يستخدم المرفق في علاج عدد من الأمراض المرتبطة باضطرابات الدورة الدموية عن طريق إدخال دليل ضوئي في الوريد وتشعيع الدم، كما يستخدم في علاج الأمراض الجلدية والروماتيزمية. الملحق سهل الاستخدام، ويمكن تركيبه بسهولة على جسم الليزر، ويمكن تعديله بسرعة ليناسب وضع التشغيل. أثناء التشعيع الخارجي، يتم تغيير قطر البقعة عن طريق تحريك عدسة المكثف.

وترد الخصائص التقنية لليورانيوم المنخفض التخصيب في الجدول 3.

الجدول 7 – الخصائص التقنية لليورانيوم المنخفض التخصيب

وحدة العلاج الطبيعي "سبروت-1"(الشكل 16) مخصص لعلاج عدد من الأمراض في مجالات الطب المختلفة: طب الرضوح والأمراض الجلدية وطب الأسنان وجراحة العظام وعلم المنعكسات والألم العصبي.

شكل 20 – وحدة العلاج الطبيعي بالليزر “سبروت-1”

العلاج باستخدام تركيب Sprut-1 يضمن عدم وجود ردود فعل تحسسية، وعدم الألم والتعقيم، ويؤدي أيضًا إلى تقليل وقت العلاج بشكل كبير وتوفير الأدوية.

يعتمد مبدأ التشغيل على استخدام التأثير المحفز لطاقة إشعاع الليزر بطول موجة يبلغ 0.63 ميكرون.

يتكون التثبيت من باعث، يمكن ضبط موضعه بسلاسة بالنسبة للمستوى الأفقي، ومصدر طاقة مع عداد لعدد مرات البدء وعداد لوقت التشغيل الإجمالي للتثبيت.

يتم تثبيت الباعث ومصدر الطاقة على حامل متنقل خفيف الوزن.

وترد الخصائص التقنية لتركيب Sprut-1 في الجدول 4.

الجدول 7 - الخصائص التقنية لتركيب العلاج الطبيعي "Sprut-1"

وحدة علاج العيون بالليزر "لوتا"(الشكل 17) يستخدم في علاج التآكلات والقروح ذات الطبيعة الغذائية، بعد الإصابات والحروق والتهاب القرنية والتهاب القرنية والملتحمة، واعتلال القرنية بعد العملية الجراحية، وكذلك لتسريع عملية التطعيم أثناء زراعة القرنية.

شكل 20 – وحدة علاج العيون بالليزر “لوتا”

وترد الخصائص التقنية للتركيب في الجدول 5.

جدول 7 - الخصائص التقنية لنظام الليزر "لوتا".

الطول الموجي للإشعاع، ميكرون
كثافة القدرة الإشعاعية في مستوى الإشعاع W/cm2	لا يزيد عن 5x105
طاقة الإشعاع عند خرج التثبيت، ميجاوات
طبيعة تنظيم الطاقة في النطاق المحدد
استهلاك الطاقة، فرجينيا	لا يزيد عن 15
متوسط ​​الوقت بين حالات الفشل، ساعة	لا تقل عن 5000
متوسط ​​الموارد	لا يقل عن 20000
الوزن، كجم

جهاز ليزر طبي "الميتسين"(الشكل 18) يستخدم في العلاج، طب الأسنان، أمراض الرئة، الأمراض الجلدية، الجراحة، أمراض النساء، أمراض المستقيم والمسالك البولية. طرق العلاج: تأثير مبيد للجراثيم، وتحفيز دوران الأوعية الدقيقة في مصدر الضرر، وتطبيع العمليات المناعية والكيميائية الحيوية، وتحسين التجدد، وزيادة فعالية العلاج الدوائي.

شكل 20 - تركيب الليزر الطبي “الميتسين”

وترد الخصائص التقنية للتركيب في الجدول 6.

جدول 7 - الخصائص التقنية لنظام الليزر الطبي "الميتسين"

النطاق الطيفي	قريبة من الأشعة فوق البنفسجية
تصميم
إخراج الشعاع	الدليل المضيء
قطر دليل الضوء، ميكرومتر
طول دليل الضوء، م
جهد الإمداد بتردد 50 هرتز، V
استهلاك الطاقة، دبليو	لا يزيد عن 200
يتحكم	تلقائي
وقت التشعيع، دقيقة	لا يزيد عن 3
أبعاد كل كتلة، مم
	لا يزيد عن 40 كجم

الألياف الضوئية "أريادن -10"(الشكل 19) يُقترح استبدال آلية نقل الإشعاع المفصلية ذات الحركة المنخفضة والقصور الذاتي للتركيبات الجراحية (نوع المبضع 1) باستخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون.

العناصر الرئيسية للملحق هي: جهاز إدخال الإشعاع ودليل الضوء للجراحة العامة.

الشكل 20 - وصلة الألياف الضوئية "Ariadna-10"

يعمل الدليل الضوئي للملحق جنبًا إلى جنب مع جهاز عادم الدخان، مما يجعل من الممكن إزالة منتجات التفاعل الإشعاعي مع الأنسجة البيولوجية في نفس الوقت من المساحة الجراحية أثناء إجراء العمليات الجراحية.

بفضل مرونة الدليل الضوئي، يتم توسيع إمكانيات استخدام أنظمة الجراحة بالليزر باستخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير.

وترد الخصائص التقنية للتركيب في الجدول 7.

جدول 7 - الخصائص التقنية لملحق الألياف الضوئية "Ariadna-10"

يظهر الرسم التخطيطي المرفق في الشكل 20.

الشكل 20 - رسم تخطيطي لمرفق الألياف الضوئية "Ariadna-10"

قائمة المصادر المستخدمة

1. زاخاروف في.بي.، شاخماتوف إي.في. تكنولوجيا الليزر: كتاب مدرسي. مخصص. - سمارة: دار سمر للنشر. ولاية الفضاء الجوي الجامعة، 2006. - 278 ص.

2. كتيب تكنولوجيا الليزر. لكل. من الألمانية. م.، طاقة، 1991. - 544 ص.

3. جوكوف بي إن، ليسوف إن إيه، باكوتسكي في إن، أنيسيموف في آي. محاضرات عن طب الليزر: كتاب مدرسي. - سمارة: الإعلام، 1993. - 52 ص.

4. استخدام وحدة الليزر الجراحية “المشرط-1” لعلاج أمراض الأسنان. - م: وزارة الصحة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، 1986. - 4 ص.

5. كانيوكوف ف.ن.، تيريجولوف إن.جي.، فينيارسكي ف.ف.، أوسيبوف ف.ف. تطوير الحلول العلمية والتقنية في الطب: كتاب مدرسي. - أورينبورغ: جامعة ولاية أوهايو، 2000. - 255 ص.