LASER(kifupi kutoka kwa herufi za mwanzo za Kiingereza. Ukuzaji wa Mwanga kwa Utoaji Uliochochewa wa Mionzi - ukuzaji wa mwanga kwa utoaji unaochochewa; syn. jenereta ya macho ya quantum) ni kifaa cha kiufundi ambacho hutoa mionzi ya sumakuumeme inayolenga kwa namna ya boriti katika safu kutoka kwa infrared hadi ultraviolet, ambayo ina athari za juu za nishati na kibiolojia. L. viliundwa mwaka wa 1955 na N. G. Basov, A. M. Prokhorov (USSR) na Ch. Townes (USA), ambao walipewa Tuzo ya Nobel ya 1964 kwa uvumbuzi huu.
Sehemu kuu za laser ni maji ya kazi, au kati ya kazi, taa ya pampu, na resonator ya kioo (Mchoro 1). Mionzi ya laser inaweza kuendelea au kupigwa. Laser za semiconductor zinaweza kufanya kazi kwa njia zote mbili. Kama matokeo ya mwanga mkali kutoka kwa taa ya pampu, elektroni za dutu inayofanya kazi hutoka hali ya utulivu msisimko. Kutenda kwa kila mmoja, huunda safu ya picha nyepesi. Ikiakisi kutoka kwa skrini zinazoangazia, fotoni hizi, zikipenya kwenye skrini ya kioo inayong'aa, huibuka kama miale nyembamba ya monokromatiki ya mwanga wa juu wa nishati.
Maji ya kufanya kazi ya glasi yanaweza kuwa dhabiti (fuwele za ruby ya bandia na kuongeza ya chromium, chumvi kadhaa za tungsten na molybdenum, aina anuwai za glasi na mchanganyiko wa neodymium na vitu vingine, nk), kioevu (pyridine, benzini, toluini, bromonaphthalene, nitrobenzene n.k.), gesi (mchanganyiko wa heliamu na neon, heliamu na mvuke ya cadmium, argon, kryptoni, dioksidi kaboni, nk).
Ili kuhamisha atomi za maji ya kufanya kazi kwa hali ya msisimko, unaweza kutumia mionzi ya mwanga, mtiririko wa elektroni, mtiririko. chembe za mionzi, kemikali. mwitikio.
Ikiwa tunafikiria kati inayofanya kazi kama fuwele ya ruby ya bandia na mchanganyiko wa chromium, ncha zake zinazofanana zimeundwa kwa namna ya kioo na tafakari ya ndani na moja yao ni ya uwazi, na kuangaza kioo hiki. flash yenye nguvu taa ya pampu, basi kama matokeo ya kuangaza kwa nguvu kama hiyo au, kama inavyojulikana kawaida, kusukuma macho, idadi kubwa ya atomi za chromium itaingia katika hali ya msisimko.
Ikirudi kwenye hali ya chini, atomi ya chromium hutoa fotoni yenyewe, ambayo inagongana na atomi ya kromiamu iliyosisimka, na kuangusha fotoni nyingine. Fotoni hizi, kwa upande wake hukutana na atomi zingine za chromium zilizosisimka, huondoa tena fotoni, na mchakato huu huongezeka kama maporomoko ya theluji. Mtiririko wa fotoni, unaoonyeshwa mara kwa mara kutoka kwenye mwisho wa kioo, huongezeka hadi msongamano wa nishati ya mionzi kufikia thamani ya kikomo ya kutosha kushinda kioo kinachopitisha mwanga, na hujitokeza kwa namna ya mapigo ya mionzi ya monochromatic iliyounganishwa (iliyoelekezwa kwa ukali), urefu wa mawimbi. ambayo ni 694 .3 nm na muda wa kunde 0.5-1.0 ms na nishati kutoka kwa sehemu hadi mamia ya joule.
Nishati ya mwako wa mwanga inaweza kukadiriwa kwa kutumia mfano ufuatao: jumla ya msongamano wa nishati ya wigo kwenye uso wa jua ni 10 4 W/cm 2, na boriti inayolenga kutoka kwenye mwanga yenye nguvu ya MW 1 huunda nguvu ya mionzi kwenye kuzingatia hadi 10 13 W/cm 2.
Monochromaticity, mshikamano, angle ndogo ya tofauti ya boriti, na uwezekano wa kuzingatia macho hufanya iwezekanavyo kupata mkusanyiko wa juu wa nishati.
Boriti ya laser inayolenga inaweza kuelekezwa juu ya eneo la microns kadhaa. Hii inafanikisha mkusanyiko mkubwa wa nishati na kuunda halijoto ya juu sana katika kitu kilichowashwa. Mionzi ya laser huyeyusha chuma na almasi na kuharibu nyenzo yoyote.
Vifaa vya laser na maeneo yao ya matumizi
Mali maalum ya mionzi ya laser - uelekevu wa juu, mshikamano na monochromaticity - hufungua fursa kubwa za matumizi yake katika nyanja mbalimbali za sayansi, teknolojia na dawa.
Kwa asali Laser mbalimbali hutumiwa kwa madhumuni, nguvu ya mionzi ambayo imedhamiriwa na malengo ya matibabu ya upasuaji au matibabu. Kulingana na ukubwa wa mionzi na sifa za mwingiliano wake na tishu tofauti, athari za kuganda, kuzima, kusisimua na kuzaliwa upya hupatikana. Katika upasuaji, oncology na mazoezi ya ophthalmic, lasers yenye nguvu ya makumi ya watts hutumiwa, na kupata athari za kuchochea na za kupinga uchochezi, lasers yenye nguvu ya makumi ya milliwatts hutumiwa.
Kwa msaada wa L. inawezekana kusambaza wakati huo huo idadi kubwa ya mazungumzo ya simu, kuwasiliana duniani na katika nafasi, na kupata miili ya mbinguni.
Tofauti ndogo ya boriti ya laser inaruhusu kutumika katika mazoezi ya upimaji, ujenzi wa miundo mikubwa ya uhandisi, kwa ndege za kutua, na katika uhandisi wa mitambo. Laser za gesi hutumiwa kupata picha tatu-dimensional (holography). Aina mbalimbali za laser rangefinders hutumiwa sana katika mazoezi ya geodetic. L. hutumiwa katika hali ya hewa, kudhibiti uchafuzi wa mazingira mazingira, katika kupima na teknolojia ya kompyuta, utengenezaji wa vyombo, kwa usindikaji wa dimensional wa saketi ndogo za elektroniki, uanzishaji wa kemikali. majibu, nk.
Katika teknolojia ya laser, lasers zote mbili-hali na gesi za hatua ya pulsed na inayoendelea hutumiwa. Kwa kukata, kuchimba visima na kulehemu kwa vifaa mbalimbali vya juu-nguvu - vyuma, aloi, almasi, mawe ya saa - mifumo ya laser hutolewa kwenye dioksidi kaboni (LUND-100, TILU-1, Impulse), kwenye nitrojeni (Signal-3), kwenye ruby (LUCH- 1M, K-ZM, LUCH-1 P, SU-1), kwenye glasi ya neodymium (Kvant-9, Korund-1, SLS-10, Kizil), nk. Michakato mingi ya teknolojia ya laser hutumia mafuta. athari ya mwanga unaosababishwa na unyonyaji wake nyenzo kusindika. Ili kuongeza wiani wa mionzi ya mionzi na kuweka eneo la matibabu, mifumo ya macho hutumiwa. Makala ya teknolojia ya laser ni yafuatayo: wiani mkubwa wa nishati ya mionzi katika eneo la usindikaji, ambayo inatoa athari muhimu ya joto kwa muda mfupi; eneo la mionzi inayoathiri, kutokana na uwezekano wa kuzingatia kwake, na mihimili ya mwanga ya kipenyo kidogo sana; eneo ndogo lililoathiriwa na joto linalotolewa na mfiduo wa muda mfupi wa mionzi; uwezo wa kufanya mchakato katika mazingira yoyote ya uwazi, kupitia madirisha ya teknolojia. kamera, nk.
Nguvu ya mionzi ya lasers kutumika kwa ajili ya kudhibiti na kupima vyombo vya uongozi na mifumo ya mawasiliano ni ya chini, kwa utaratibu wa 1-80 mW. Kwa masomo ya majaribio (kupima viwango vya mtiririko wa vimiminika, fuwele za kusoma, n.k.), leza zenye nguvu hutumiwa ambazo hutoa mionzi katika hali ya kusukuma na nguvu ya kilele kutoka kwa kilowati hadi hectowati na muda wa mpigo wa sekunde 10 -9 -10 -4. . Kwa vifaa vya usindikaji (kukata, kulehemu, mashimo ya kutoboa, nk), lasers mbalimbali na nguvu za pato kutoka kwa watts 1 hadi 1000 au zaidi hutumiwa.
Vifaa vya laser huongeza ufanisi wa kazi. Kwa hivyo, kukata laser hutoa akiba kubwa katika malighafi, kuchomwa kwa papo hapo kwa mashimo katika nyenzo yoyote kuwezesha kazi ya kuchimba visima, njia ya laser ya utengenezaji wa microcircuits inaboresha ubora wa bidhaa, nk Inaweza kubishana kuwa laser imekuwa moja ya vifaa. vifaa vya kawaida vinavyotumika kwa matumizi ya kisayansi, kiufundi na matibabu. . malengo.
Utaratibu wa hatua ya boriti ya laser kwenye tishu za kibaolojia inategemea ukweli kwamba nishati ya mwanga wa mwanga huongeza joto katika eneo ndogo la mwili. Joto katika eneo lenye mionzi, kulingana na J. P. Minton, linaweza kuongezeka hadi 394 °, na kwa hiyo eneo lililobadilishwa pathologically huwaka mara moja na hupuka. Athari ya joto kwenye tishu zinazozunguka huenea kwa umbali mfupi sana, kwani upana wa boriti ya mionzi inayolenga moja kwa moja ya monochromatic ni sawa na
0.01 mm. Chini ya ushawishi wa mionzi ya laser, sio tu kuganda kwa protini za tishu hai hutokea, lakini pia uharibifu wake wa kulipuka kutokana na hatua ya aina ya wimbi la mshtuko. Wimbi hili la mshtuko huundwa kama matokeo ya ukweli kwamba kwa joto la juu, maji ya tishu hubadilika mara moja kuwa hali ya gesi. Vipengele vya biol, vitendo hutegemea urefu wa wimbi, muda wa pigo, nguvu, nishati ya mionzi ya laser, na pia juu ya muundo na mali ya tishu zilizopigwa. Jambo kuu ni rangi (pigmentation), unene, wiani, kiwango cha kujaza tishu na damu, physiol yao, hali na uwepo wa patol, mabadiliko ndani yao. Nguvu kubwa ya mionzi ya laser, inapenya zaidi na ina nguvu ya athari yake.
Katika masomo ya majaribio, athari za mionzi ya mwanga ya safu mbalimbali kwenye seli, tishu na viungo (ngozi, misuli, mifupa, viungo vya ndani, nk) ilisoma. matokeo hutofautiana na athari za joto na mionzi. Baada ya athari ya moja kwa moja mionzi ya laser kwenye tishu na viungo, vidonda vidogo vya eneo tofauti na kina huonekana ndani yao, kulingana na asili ya tishu au chombo. Wakati gistol, kusoma tishu na viungo vilivyo wazi kwa L., kanda tatu za mabadiliko ya morphol zinaweza kutambuliwa ndani yao: ukanda wa necrosis ya juu ya mgando; eneo la kutokwa na damu na uvimbe; ukanda wa mabadiliko ya dystrophic na necrobiotic katika seli.
Lasers katika dawa
Maendeleo ya lasers ya pulsed, pamoja na lasers inayoendelea, yenye uwezo wa kuzalisha mionzi ya mwanga na wiani mkubwa wa nishati, iliunda hali ya matumizi makubwa ya lasers katika dawa. Mwishoni mwa miaka ya 70. Karne ya 20 Laser irradiation ilianza kutumika kwa ajili ya uchunguzi na matibabu katika nyanja mbalimbali za dawa - upasuaji (ikiwa ni pamoja na traumatology, moyo na mishipa, upasuaji wa tumbo, neurosurgery, nk) > oncology, ophthalmology, meno. Inapaswa kusisitizwa kuwa mwanzilishi wa mbinu za kisasa za microsurgery ya jicho la laser ni ophthalmologist wa Soviet, msomi wa Chuo cha Sayansi ya Matibabu cha USSR M. M. Krasnov. Kumekuwa na matarajio ya matumizi ya vitendo ya L. katika tiba, tiba ya mwili, n.k. Masomo ya Spectrochemical na Masi ya vitu vya kibaolojia tayari yanahusiana kwa karibu na maendeleo ya spectroscopy ya utoaji wa laser, ngozi na spectrophotometry ya fluorescence kwa kutumia frequency-tunable L., laser Raman. uchunguzi wa macho. Njia hizi, pamoja na kuongeza unyeti na usahihi wa vipimo, kupunguza muda wa uchambuzi, ambayo imetoa upanuzi mkali katika wigo wa utafiti kwa ajili ya uchunguzi wa magonjwa ya kazi, ufuatiliaji wa matumizi ya dawa, katika uwanja wa dawa za kuchunguza mauaji. nk Kwa kuchanganya na optics ya nyuzi, mbinu za spectroscopy za laser zinaweza kutumika kwa X-raying ya cavity ya kifua, kuchunguza mishipa ya damu, kupiga picha viungo vya ndani ili kujifunza kazi zao, kazi na kuchunguza tumors.
Utafiti na kitambulisho cha molekuli kubwa (DNA, RNA, nk) na virusi, immunol, utafiti, utafiti wa kinetics na biol, shughuli za microorganisms, microcirculation katika mishipa ya damu, kipimo cha viwango vya mtiririko wa biol, vinywaji - maeneo makuu ya maombi. ya mbinu za leza Rayleigh na Doppler spectrometry, mbinu nyeti sana zinazoeleza ambazo huruhusu vipimo kufanywa katika viwango vya chini sana vya chembe zinazochunguzwa. Kwa msaada wa L., uchambuzi wa microspectral wa tishu unafanywa, unaongozwa na asili ya dutu ambayo imevukiza chini ya ushawishi wa mionzi.
Dosimetry ya mionzi ya laser
Kuhusiana na kushuka kwa nguvu kwa mwili unaofanya kazi wa L., haswa gesi (kwa mfano, heliamu-neon), wakati wa operesheni yao, na vile vile kulingana na mahitaji ya usalama, ufuatiliaji wa dosimetric unafanywa kwa utaratibu kwa kutumia kipimo maalum kilichorekebishwa dhidi ya kiwango. mita za nguvu za kumbukumbu, haswa aina ya IMO-2, na kuthibitishwa na serikali huduma ya metrolojia. Dosimetry inakuwezesha kuamua vipimo vya ufanisi vya matibabu na wiani wa nguvu, ambayo huamua biol, ufanisi wa mionzi ya laser.
Lasers katika upasuaji
Sehemu ya kwanza ya matumizi ya L. katika dawa ilikuwa upasuaji.
Viashiria
Uwezo wa boriti ya L. kutenganisha tishu ilifanya iwezekane kuianzisha katika mazoezi ya upasuaji. Athari ya bakteria na mali ya kuganda ya "scalpel ya laser" ilitumika kama msingi wa matumizi yake katika operesheni kwenye njia ya utumbo. njia, viungo vya parenchymal, wakati wa operesheni ya neurosurgical, kwa wagonjwa wanaosumbuliwa na kuongezeka kwa damu (hemophilia, ugonjwa wa mionzi, nk).
Laser za heli-neon na dioksidi kaboni hutumiwa kwa mafanikio kwa magonjwa na majeraha fulani ya upasuaji: vidonda vilivyoambukizwa, vidonda na vidonda vya muda mrefu, kuchoma, endarteritis, uharibifu wa arthrosis, fractures, upandikizaji wa ngozi kwenye nyuso za kuchoma, jipu na phlegmon ya. tishu laini, nk Mashine za laser "Scalpel" na "Pulsar" zimeundwa kwa ajili ya kukata mifupa na tishu laini. Imeanzishwa kuwa mionzi ya L. huchochea michakato ya kuzaliwa upya, kubadilisha muda wa awamu za mchakato wa jeraha. Kwa mfano, baada ya kufungua vidonda na kutibu kuta za L. cavities, muda wa uponyaji wa majeraha hupunguzwa kwa kiasi kikubwa ikilinganishwa na njia nyingine za matibabu kutokana na kupunguza maambukizi ya uso wa jeraha, kuharakisha utakaso wa jeraha kutoka kwa purulent-necrotic. wingi na malezi ya granulations na epithelization. Gistol, na tsitol, tafiti zimeonyesha ongezeko la michakato ya kurejesha kutokana na kuongezeka kwa awali ya RNA na DNA katika saitoplazimu ya fibroblasts na maudhui ya glycogen katika cytoplasm ya leukocytes neutrophil na macrophages, kupungua kwa idadi ya microorganisms na. idadi ya vyama vya microbial katika kutokwa kwa jeraha, kupungua kwa biol, shughuli za staphylococcus pathogenic.
Mbinu
Kidonda (jeraha, kidonda, uso wa kuchoma, nk) hugawanywa kwa kawaida katika mashamba. Kila uwanja huwashwa kila siku au kila baada ya siku 1-2 kwa leza zenye nguvu kidogo (10-20 mW) kwa dakika 5-10. Kozi ya matibabu ni vikao 15-25. Ikiwa ni lazima, baada ya siku 25-30 unaweza kurudia kozi; kawaida hazirudiwi zaidi ya mara 3.
Matumizi ya lasers katika upasuaji (kutoka kwa vifaa vya ziada)
Masomo ya majaribio ya kujifunza ushawishi wa mionzi ya laser kwenye vitu vya kibiolojia ilianza mwaka 1963-1964. huko USSR, USA, Ufaransa na nchi zingine. Sifa za mionzi ya laser ziligunduliwa, ambayo iliamua uwezekano wa kuitumia ndani dawa ya kliniki. Boriti ya laser husababisha kufutwa kwa mishipa ya damu na lymphatic, hivyo kuzuia usambazaji wa seli mbaya za tumor na kusababisha athari ya hemostatic. Athari ya joto ya mionzi ya laser kwenye tishu ziko karibu na eneo la operesheni ni ndogo, lakini inatosha kuhakikisha asepticity ya uso wa jeraha. Vidonda vya laser huponya haraka kuliko majeraha yanayosababishwa na scalpel au kisu cha umeme. Laser haiathiri uendeshaji wa sensorer za uwezo wa bioelectric. Kwa kuongeza, mionzi ya laser husababisha athari ya photodynamic - uharibifu wa tishu zilizopigwa hapo awali, na lasers za excimer, zinazotumiwa, kwa mfano, katika oncology, husababisha athari za photodecomposition (uharibifu wa tishu). Mionzi kutoka kwa lasers ya chini ya nishati ina athari ya kuchochea kwenye tishu, na kwa hiyo hutumiwa kutibu vidonda vya trophic.
Mali ya aina tofauti za lasers imedhamiriwa na urefu wa wimbi la mwanga. Kwa hivyo, laser ya kaboni dioksidi yenye urefu wa mikroni 10.6 ina mali ya kugawanya tishu za kibaolojia na, kwa kiwango kidogo, kuziunganisha; laser inayofanya kazi kwenye garnet ya alumini ya yttrium na neodymium (YAG laser) na urefu mfupi wa wimbi (microns 1.06). - uwezo wa kuharibu na kuunganisha tishu, na uwezo wake wa kutenganisha tishu ni kiasi kidogo.
Hadi sasa, aina kadhaa za mifumo ya laser inayofanya kazi katika safu tofauti hutumiwa katika dawa za kliniki. wigo wa sumakuumeme(kutoka kwa infrared hadi ultraviolet). Leza za kaboni dioksidi, leza za argon, leza za YAG, n.k. huzalishwa kwa wingi nje ya nchi kwa ajili ya matumizi ya upasuaji; leza za helium-veon na semiconductor hutolewa kwa madhumuni ya matibabu. Katika USSR, lasers kaboni dioksidi ya aina ya "Yatagan" huzalishwa kwa ajili ya matumizi ya ophthalmology, lasers "Scalpel-1", "Romashka-1" (rangi Mchoro 13), "Romashka-2" kwa ajili ya matumizi ya upasuaji, leza za heli-neon za aina ya L G-75 na Yagoda kwa madhumuni ya matibabu, leza za semiconductor zinatayarishwa kwa ajili ya uzalishaji wa viwandani.
Katikati ya miaka ya 60. Madaktari wa upasuaji wa Soviet B. M. Khromov, N. F. Gamaleya, S. D. Pletnev walikuwa miongoni mwa wa kwanza kutumia lasers kwa ajili ya matibabu ya tumors mbaya na mbaya ya ngozi na utando wa mucous unaoonekana. Uendelezaji wa upasuaji wa laser katika USSR unahusishwa na uumbaji mwaka 1969-1972. sampuli za serial za lasers za kaboni dioksidi ya Soviet. Mnamo 1973-1974 A. I. Golovnya na A. A. Vishnevsky (junior) et al. data iliyochapishwa juu ya utumiaji mzuri wa leza ya dioksidi kaboni kwa upasuaji kwenye chuchu ya Vater na kwa madhumuni ya kuunganisha ngozi. Mnamo 1974, A.D. Arapov et al. iliripoti shughuli za kwanza za marekebisho ya stenosis ya ateri ya valvular ya mapafu iliyofanywa kwa kutumia mionzi ya laser.
Mnamo 1973-1975 wafanyakazi wa maabara ya upasuaji wa laser (kwa sasa, Taasisi ya Utafiti wa Sayansi ya Upasuaji wa Laser M3 USSR) chini ya uongozi wa prof. O.K. Skobelkina alifanya utafiti wa kimsingi wa majaribio juu ya utumiaji wa laser ya kaboni dioksidi katika upasuaji wa tumbo, ngozi-plastiki na purulent, na tangu 1975 walianza kuwaanzisha katika mazoezi ya kliniki. Hivi sasa, uzoefu wa kutumia leza katika dawa tayari umekusanywa na wataalam wa upasuaji wa laser wamefunzwa; makumi ya maelfu ya operesheni kwa kutumia mionzi ya laser imefanywa katika taasisi za matibabu. Katika Taasisi ya Utafiti ya Upasuaji wa Laser M3 ya USSR, maelekezo mapya yanatengenezwa kwa matumizi ya teknolojia ya laser, kwa mfano, katika uingiliaji wa upasuaji wa endoscopic, katika upasuaji wa moyo na angiolojia, katika shughuli za microsurgical, kwa tiba ya photodynamic, na reflexology.
Upasuaji wa laser wa umio, tumbo na matumbo. Operesheni kwenye viungo vya njia ya utumbo. njia, iliyofanywa kwa kutumia vyombo vya kawaida vya kukata, vinafuatana na kutokwa na damu, kuundwa kwa microhematomas ya intraorgan kando ya mstari wa kugawanyika kwa ukuta wa chombo cha mashimo, pamoja na maambukizi ya tishu na yaliyomo ya viungo vya mashimo kando ya mstari wa kukata. Matumizi ya laser scalpel ilifanya iwezekanavyo kuepuka hili. Operesheni hiyo inafanywa kwenye uwanja "kavu" usio na kuzaa. Kwa wagonjwa wa saratani, hatari ya seli za tumor mbaya zinazoenea kupitia damu na mishipa ya lymphatic zaidi ya jeraha la upasuaji hupunguzwa wakati huo huo. Mabadiliko ya necrobiotic karibu na mkato wa laser ni ndogo, tofauti na uharibifu unaosababishwa na vyombo vya kukata jadi na visu za umeme. Kwa hiyo, majeraha ya laser huponya na mmenyuko mdogo wa uchochezi. Sifa ya kipekee ya scalpel ya laser imesababisha majaribio mengi ya kuitumia katika upasuaji wa tumbo. Walakini, majaribio haya hayakutoa athari inayotarajiwa, kwani mgawanyiko wa tishu ulifanyika kwa kuzingatia takriban ya kuona na harakati ya bure ya doa nyepesi ya boriti ya laser kando ya mstari uliokusudiwa wa kukata. Wakati huo huo, haikuwezekana kila wakati kufanya sehemu isiyo na damu ya tishu, haswa zilizo na mishipa mingi, kama vile tishu za tumbo na matumbo. Kukata mishipa ya damu yenye kipenyo kikubwa zaidi ya 1 mm na laser husababisha damu nyingi; damu iliyomwagika hulinda mionzi ya laser, haraka hupunguza kasi ya dissection, kama matokeo ambayo laser inapoteza mali ya scalpel. Kwa kuongeza, kuna hatari ya uharibifu wa ajali kwa tishu na viungo vya msingi, pamoja na overheating ya miundo ya tishu.
Kazi za wanasayansi wa Soviet O.K. Skobelkin, E.I. Brekhov, B.N. Malyshev, V.A. Salyuk (1973) zilionyesha kuwa kukomesha kwa muda kwa mzunguko wa damu kwenye mstari wa mgawanyiko wa chombo hufanya iwezekanavyo kutumia upeo wa mali chanya ya laser ya dioksidi kaboni, kwa kiasi kikubwa. kupunguza eneo la mgando wa necrosis, kuongeza kasi ya kukata, kufikia "kulehemu kibiolojia" ya tabaka za tishu zilizogawanyika kwa kutumia mionzi ya laser yenye nguvu ya chini (15-25 W). Mwisho ni muhimu hasa katika upasuaji wa tumbo. Mshikamano wa mwanga unaoundwa wakati wa chale kwa sababu ya kuganda kwa uso wa tishu hushikilia tabaka za ukuta uliogawanyika wa tumbo au utumbo kwa kiwango sawa, ambayo hutengeneza hali bora za kufanya kazi kubwa zaidi na hatua muhimu ya operesheni - malezi. ya anastomosis. Matumizi ya laser scalpel kwa ajili ya uendeshaji kwenye viungo vya mashimo iliwezekana baada ya maendeleo ya seti ya vyombo maalum vya upasuaji wa laser na vifaa vya kuunganisha (rangi tini. 1, 2). Majaribio mengi na uzoefu wa kimatibabu katika utumiaji wa leza katika upasuaji wa tumbo umewezesha kuunda mahitaji ya kimsingi ya vyombo. Lazima wawe na uwezo wa kuunda ukandamizaji wa ndani na kuhakikisha kutokwa na damu kwa viungo kwenye mstari wa kugawanyika kwa tishu; kulinda tishu zinazozunguka na viungo kutoka kwa mionzi ya moja kwa moja na iliyoonyeshwa; kwa ukubwa na sura lazima kubadilishwa kufanya mbinu moja au nyingine ya upasuaji, hasa katika maeneo magumu kufikia; kukuza mgawanyiko wa tishu kwa kasi bila kuongeza nguvu ya mionzi ya laser kwa sababu ya uwepo wa muda wa mara kwa mara kati ya tishu na koni ya mwongozo wa mwanga; hakikisha kulehemu kwa ubora wa kibaolojia wa tishu.
Hivi sasa katika upasuaji wa tumbo matumizi mapana alipokea vifaa vya kushona vya mitambo (tazama). Wao hupunguza muda wa operesheni, kuruhusu aseptic na ubora wa dissection na uunganisho wa kuta za viungo vya mashimo, hata hivyo, mstari wa suture wa mitambo mara nyingi hutoka damu, na ridge ya juu ya scraper inahitaji peritonization makini. Vifaa vya kuunganisha laser ni vya juu zaidi, kwa mfano, NZhKA-60 ya umoja. Pia hutumia kanuni ya ukandamizaji wa tishu za mitaa: kwanza, ukuta wa chombo cha mashimo huunganishwa na kikuu cha chuma, na kisha kukatwa kati ya safu mbili za kikuu kilichotumiwa kwa kutumia laser. Tofauti na mshono wa kawaida wa mitambo, mstari wa mshono wa laser hauna kuzaa, umefungwa kwa mitambo na kibiolojia, na haitoi damu; filamu nyembamba necrosis ya mgando kando ya mstari wa kukata huzuia kupenya kwa microorganisms ndani ya tishu; ridge ya scraper ni ya chini na inaingizwa kwa urahisi na sutures ya serous-misuli.
Kifaa cha upasuaji cha laser UPO-16 ni cha asili; muundo wake hutofautiana katika mambo mengi kutoka kwa vifaa vya mitambo vinavyojulikana. Upekee wa muundo wake ni kwamba inaruhusu, wakati wa ukandamizaji wa kitambaa, pia kunyoosha kwa sababu ya sura maalum ya kurekebisha. Hii inafanya uwezekano wa zaidi ya mara mbili ya kasi ya kugawanyika kwa tishu bila kuongeza nguvu ya mionzi. Kifaa cha UPO-16 kinatumika kwa ajili ya upasuaji wa tumbo, utumbo mwembamba na mkubwa, na pia kukata mrija kutoka kwa mpito mkubwa wa tumbo wakati wa upasuaji wa plastiki wa umio.
Uundaji wa vyombo vya laser na vifaa vya kushona ulifanya iwezekane kukuza njia za upanuzi wa tumbo na wa mbali, gastrectomy kamili, chaguzi mbali mbali za upasuaji wa plastiki wa umio na vipande vya tumbo na koloni, na uingiliaji wa upasuaji kwenye koloni (maua). , meza, sanaa 432, Kielelezo 6-8). Uzoefu wa pamoja wa taasisi za huduma za afya kwa kutumia njia hizi, kulingana na nyenzo kubwa(Uingiliaji wa upasuaji elfu 2), huturuhusu kufikia hitimisho kwamba shughuli za kutumia lasers, tofauti na zile za jadi, zinaambatana na shida mara 2-4 na vifo mara 1.5-3. Kwa kuongeza, wakati wa kutumia teknolojia ya laser, matokeo mazuri zaidi ya muda mrefu ya matibabu ya upasuaji yanazingatiwa.
Katika uingiliaji wa upasuaji kwenye ducts za bile, lasers zina faida isiyoweza kuepukika juu ya vyombo vingine vya kukata. Utasa kamili na hemostasis kamilifu katika eneo la kukatwa kwa tishu hurahisisha sana kazi ya daktari wa upasuaji na kusaidia kuboresha ubora wa operesheni na kuboresha matokeo ya matibabu. Ili kufanya shughuli kwenye ducts za bile ya ziada, vyombo maalum vya laser vimeundwa, ambayo inafanya uwezekano wa kufanya kwa mafanikio aina mbalimbali za choledochotomy na matumizi ya anastomoses ya biliodigestive, papillosphincterotomy na papillosphincteroplasty. Uendeshaji ni kivitendo bila damu na atraumatic, ambayo inahakikisha kiwango cha juu cha utendaji wa kiufundi.
Matumizi ya laser scalpel wakati wa cholecystectomy sio chini ya ufanisi. Kwa uhusiano mzuri wa topografia-anatomical, wakati boriti ya laser inayolenga inaweza kutumika kwa uhuru kwa sehemu zote za gallbladder, huondolewa kwa kutumia athari ya maandalizi ya photohydraulic, ambayo huondoa kuumia kidogo kwa parenchyma ya hepatic. Wakati huo huo, kutokwa na damu na bile kutoka kwa ducts ndogo ya kitanda cha kibofu ni kusimamishwa kabisa. Kwa hiyo, suturing zaidi haihitajiki. Kwa kukosekana kwa masharti ya kudanganywa kwa bure kwa boriti ya laser kwenye kina cha jeraha, cholecystectomy inafanywa kwa njia ya kawaida, na kuacha kutokwa na damu ya parenchymal na kuvuja kwa bile katika eneo la operesheni hufanywa na boriti iliyopunguzwa ya mionzi ya laser. KATIKA kwa kesi hii laser pia huondoa matumizi ya sutures ya hemostatic kwenye kitanda cha gallbladder, ambayo, kuumiza vyombo vya karibu na ducts bile, husababisha necrosis yao ya msingi.
Katika upasuaji wa dharura wa njia ya biliary, laser scalpel inaweza kuwa ya lazima. Inatumika katika baadhi ya matukio kuondoa gallbladder, na katika baadhi ya matukio - kama njia yenye ufanisi sana ya kuacha damu. Katika hali ambapo gallbladder ni kivitendo isiyoweza kuondolewa na demucosation yake inahitajika, ambayo inapofanywa kwa papo hapo inahusishwa na hatari ya kutokwa na damu, inashauriwa kuyeyusha utando wa mucous na mionzi ya laser iliyopunguzwa. Kuondolewa kamili kwa membrane ya mucous na hemostasis kamili na sterilization ya uso wa jeraha kuhakikisha kozi laini baada ya kazi. Matumizi ya teknolojia ya laser hufungua fursa mpya za kuboresha ubora wa matibabu ya wagonjwa walio na magonjwa ya mfumo wa biliary; mzunguko wa uingiliaji wa upasuaji ambao sasa umeongezeka sana.
Matumizi ya lasers katika upasuaji wa viungo vya tumbo vya parenchymal. Vipengele vya muundo wa anatomiki wa viungo vya parenchymal na mfumo wao wa mishipa ya matawi huamua ugumu wa uingiliaji wa upasuaji na ukali wa kipindi cha baada ya kazi. Kwa hiyo, utafutaji wa njia bora zaidi na mbinu za kuacha damu, uvujaji wa bile na kuvuja kwa enzyme wakati wa uingiliaji wa upasuaji kwenye viungo vya parenchymal bado unaendelea. Njia nyingi na njia zimependekezwa kuacha damu kutoka kwa tishu za ini, ambayo, kwa bahati mbaya, haikidhi upasuaji.
Tangu 1976, uwezekano na matarajio ya kutumia aina mbalimbali za lasers katika uendeshaji wa viungo vya parenchymal vimesomwa. Sio tu matokeo ya athari za lasers kwenye parenchyma iliyojifunza, lakini pia mbinu za uingiliaji wa upasuaji kwenye ini, kongosho na wengu zilianzishwa.
Wakati wa kuchagua njia ya uingiliaji wa upasuaji kwenye ini, inahitajika kutatua wakati huo huo shida kama vile kusimamisha mtiririko wa damu kwa muda katika sehemu ya chombo kinachoondolewa, kuacha kutokwa na damu kutoka kwa vyombo vikubwa na kuvuja kwa bile kutoka kwa ducts baada ya kuondolewa kwa chombo. kuacha damu ya parenchymal.
Ili kutoa damu sehemu ya ini ambayo itaondolewa katika jaribio, hepatoclamp maalum ilitengenezwa. Tofauti na vyombo vilivyopendekezwa hapo awali, hutoa compression kamili ya sare ya chombo. Katika kesi hiyo, parenchyma ya ini haiharibiki, na mtiririko wa damu katika sehemu yake ya mbali huacha. Kifaa maalum cha kurekebisha kinakuwezesha kushikilia hepatoclamp kwenye makali ya sehemu isiyoweza kutolewa ya ini baada ya kukata eneo la kuondolewa. Hii, kwa upande wake, inaruhusu kudanganywa kwa bure sio tu kwenye vyombo vikubwa na ducts, lakini pia kwenye parenchyma ya chombo.
Wakati wa kuchagua njia za kutibu vyombo vikubwa na ducts ya ini, ni muhimu kuzingatia kwamba lasers kaboni dioksidi na lasers YAG zitatumika kuacha damu parenchymal kutoka vyombo vidogo na bile kuvuja kutoka ducts ndogo. Kwa suturing vyombo kubwa na ducts, ni vyema kutumia stapler, ambayo kuhakikisha kuacha kamili ya kutokwa na damu kutoka kwao kwa msaada wa tantalum kikuu; Unaweza kuzipiga kwa vibano maalum. Kama matokeo ya utafiti yalionyesha, mazao ya chakula yanashikiliwa kwa uthabiti kwenye vifurushi vya duct ya mishipa kabla na baada ya matibabu ya uso wa jeraha la chombo na boriti ya laser. Katika mpaka wa sehemu zilizobaki na zilizoondolewa za ini, hepatoclamps hutumiwa na kudumu, ambayo inasisitiza parenchyma na wakati huo huo vyombo vikubwa na ducts. Capsule ya ini hukatwa na scalpel ya upasuaji, na vyombo na ducts ni sutured na stapler. Sehemu ya ini inayoondolewa hukatwa na scalpel kando ya kikuu. Ili kuacha kabisa damu na uvujaji wa bile, parenchyma ya ini inatibiwa na boriti iliyopunguzwa ya laser ya dioksidi kaboni au laser ya YAG. Kuacha damu ya parenchymal kutoka kwa majeraha ya ini kwa kutumia laser ya AIG hutokea mara 3 kwa kasi zaidi kuliko kutumia laser ya dioksidi kaboni.
Upasuaji kwenye kongosho una sifa zake. Kama inavyojulikana, chombo hiki ni nyeti sana kwa kiwewe chochote cha upasuaji, kwa hivyo ghiliba mbaya za kongosho mara nyingi huchangia ukuaji wa kongosho ya baada ya upasuaji. Kifuniko maalum kimetengenezwa ambacho kinaruhusu kuondolewa kwa parenchyma ya kongosho na boriti ya laser bila kuharibu parenchyma ya kongosho. Laser clamp na yanayopangwa katikati ni kutumika kwa sehemu ya kuondolewa. Pamoja na slot ya mwongozo, tishu za gland huvuka na boriti iliyozingatia ya laser ya dioksidi kaboni. Katika kesi hii, parenchyma ya chombo na duct ya kongosho, kama sheria, imefungwa kabisa, ambayo huepuka kiwewe cha ziada wakati sutures inatumika kuziba kisiki cha chombo.
Utafiti wa athari ya hemostatic ya aina mbalimbali za lasers kwa majeraha ya wengu ilionyesha kuwa kutokwa na damu kutoka kwa majeraha madogo kunaweza kusimamishwa na laser ya dioksidi kaboni na laser ya YAG, na kuacha damu kutoka kwa majeraha makubwa inawezekana tu kwa msaada wa YAG. mionzi ya laser.
Matumizi ya lasers katika upasuaji wa mapafu na pleural. Boriti ya laser ya dioksidi kaboni hutumiwa kwa thoracotomy (kuingilia misuli ya intercostal na pleura), kutokana na kupoteza damu katika hatua hii hauzidi 100 ml. Kwa kutumia vibano vya kukandamiza, upasuaji mdogo wa mapafu usio wa kawaida hufanywa baada ya kushona tishu za mapafu na vifaa vya U0-40 au U0-60. Kugawanyika kwa sehemu iliyopangwa ya mapafu na boriti ya laser iliyozingatia na matibabu ya baadaye ya parenchyma ya pulmona na boriti iliyopunguzwa hufanya iwezekanavyo kupata hemostasis ya kuaminika na aerostasis. Wakati wa kufanya marekebisho ya anatomiki ya mapafu, bronchus kuu hupigwa na kifaa cha U0-40 au U0-60 na kuvuka kwa boriti iliyozingatia ya laser ya dioksidi kaboni. Kama matokeo, sterilization na kuziba kwa kisiki cha bronchial hupatikana. Uso wa jeraha la tishu za mapafu hutendewa na boriti iliyopunguzwa kwa madhumuni ya hemostasis na aerostasis. Wakati wa kutumia laser, kupoteza damu kwa upasuaji kunapungua kwa 30-40%, kupoteza damu baada ya kazi kwa mara 2-3.
Katika matibabu ya upasuaji wa empyema ya pleural, ufunguzi wa cavity ya empyema na udanganyifu ndani yake hufanywa na boriti iliyozingatia ya laser ya dioksidi kaboni; hemostasis ya mwisho na sterilization ya cavity ya empyema hufanywa na boriti isiyozingatia. Matokeo yake, muda wa kuingilia kati hupunguzwa kwa mara 1V2, na kupoteza damu kunapungua kwa mara 2-4.
Matumizi ya lasers katika upasuaji wa moyo. Kwa matibabu ya arrhythmias ya juu ya moyo, laser A na G hutumiwa, kwa msaada wa kifungu chake au njia zisizo za kawaida za moyo zinavuka. Boriti ya laser hutolewa ndani ya moyo wakati wa thoracotomy na cardiotomy au intravasally kwa kutumia mwongozo wa mwanga rahisi uliowekwa kwenye uchunguzi maalum wa mishipa.
Hivi karibuni, tafiti za kuahidi juu ya revascularization ya laser ya myocardiamu kwa ugonjwa wa moyo wa moyo umeanza katika USSR na Marekani. Urekebishaji wa mishipa ya laser pamoja na kupandikizwa kwa bypass ya ateri ya moyo hufanyika kwenye moyo uliosimama, na uingiliaji wa laser pekee unafanywa kwa moyo unaopiga. Kwa mapigo mafupi ya laser yenye nguvu ya dioksidi kaboni, 40-70 kupitia njia hufanywa kwenye ukuta wa ventricle ya kushoto. Sehemu ya epicardial ya mifereji hupigwa kwa kushinikiza tampon kwa dakika kadhaa. Sehemu ya intramural ya mifereji hutumikia kusambaza myocardiamu ya ischemic na damu inayotoka kwenye lumen ya ventricle. Baadaye, mtandao wa microcapillaries huundwa karibu na njia, kuboresha lishe ya myocardial.
Matumizi ya laser katika upasuaji wa plastiki ya ngozi. Boriti inayolengwa ya leza ya dioksidi kaboni hutumiwa kwa ukataji mkali wa uvimbe mdogo mbaya na mbaya ndani ya tishu zenye afya. Uundaji mkubwa (fibromas, atheromas, papillomas, nevi ya rangi, saratani ya ngozi na melanoma, metastases ya ngozi ya tumors mbaya, pamoja na tattoos) huharibiwa na yatokanayo na boriti ya laser isiyozingatia (rangi tini. 12-15). Uponyaji wa majeraha madogo katika matukio hayo hutokea chini ya tambi. Nyuso kubwa za jeraha zimefunikwa na autograft ya ngozi. Faida za upasuaji wa laser ni hemostasis nzuri, utasa wa uso wa jeraha na radicality ya juu ya kuingilia kati. Kwa kutoweza kufanya kazi, hasa kuharibika, tumors mbaya ya ngozi, laser hutumiwa kufuta na kuharibu tumor, ambayo inaruhusu sterilization ya uso, kuacha damu na kuondoa harufu mbaya.
Matokeo mazuri, hasa kwa maneno ya vipodozi, yanapatikana kwa kutumia laser ya argon katika matibabu ya tumors ya mishipa na kuondolewa kwa tattoo. Mionzi ya laser hutumiwa kuandaa tovuti ya mpokeaji na kuvuna (kuchukua) ngozi ya ngozi. Mahali pa mpokeaji wa vidonda vya trophic husafishwa na kuburudishwa kwa kutumia miale ya leza iliyolengwa na isiyo na mwelekeo; kwa majeraha baada ya kuungua sana, necrectomy hufanywa kwa boriti isiyozingatia umakini. Kuchukua ngozi ya ngozi yenye unene kamili kama kipandikizi, athari ya maandalizi ya laser photohydraulic ya tishu za kibaolojia, iliyoandaliwa katika Taasisi ya Utafiti wa Upasuaji wa Laser M3 ya USSR, hutumiwa. Kwa kufanya hivyo, suluhisho la salini ya isotonic au 0.25-0.5% ya ufumbuzi wa novocaine huingizwa kwenye tishu za subcutaneous. Kutumia boriti iliyoelekezwa ya laser ya dioksidi kaboni, ufisadi hutenganishwa na tishu za msingi kwa sababu ya cavitation ya kioevu kilicholetwa hapo awali, kingo huonekana chini ya ushawishi wa joto la juu katika hatua ya athari ya laser. Matokeo yake, hematomas hazifanyiki na utasa wa greft unapatikana, ambayo inachangia uwekaji wake bora (rangi. Mchoro 9-11). Kwa mujibu wa nyenzo za kina za kliniki, kiwango cha kuishi cha autograft iliyochukuliwa kwa kutumia laser kwa ujumla hufikia 96.5%, na katika upasuaji wa maxillofacial - 100%.
Upasuaji wa laser wa magonjwa ya tishu laini ya purulent. Matumizi ya laser katika eneo hili imefanya iwezekanavyo kufikia kupunguzwa kwa muda wa matibabu kwa mara 1.5-2, pamoja na akiba katika dawa na mavazi. Kwa mtazamo mdogo wa purulent (abscess, carbuncle), hutolewa kwa kiasi kikubwa na boriti iliyozingatia ya laser ya dioksidi kaboni na suture ya msingi hutumiwa. Washa sehemu wazi mwili, ni afadhali zaidi kuyeyuka kidonda na boriti defocused na kuponya jeraha chini ya gaga, ambayo inatoa kuridhisha kabisa vipodozi athari. Majipu makubwa, ikiwa ni pamoja na jipu baada ya sindano, pamoja na kititi cha purulent, hufunguliwa kwa mitambo. Baada ya kuondoa yaliyomo ya jipu, kuta za cavity zinatibiwa kwa njia mbadala na boriti ya laser iliyozingatia na isiyozingatia ili kuyeyusha tishu za necrotic, sterilization na hemostasis (rangi. Mchoro 3-5). Baada ya matibabu ya laser, majeraha ya purulent, ikiwa ni pamoja na majeraha ya postoperative, ni sutured; katika kesi hii, matarajio ya kazi na ya sehemu ya yaliyomo na suuza ya cavity ni muhimu. Kulingana na utafiti wa bakteria, kama matokeo ya matumizi ya mionzi ya laser, idadi ya miili ya microbial katika 1 g ya tishu za jeraha kwa wagonjwa wote iko chini ya kiwango muhimu (104-101). Ili kuchochea uponyaji wa majeraha ya purulent, ni vyema kutumia lasers ya chini ya nishati.
Kwa kuchomwa kwa joto kwa kiwango cha tatu, necrectomy inafanywa kwa boriti iliyozingatia ya laser ya dioksidi kaboni, na hivyo kufikia hemostasis na sterilization ya jeraha. Upotezaji wa damu wakati wa kutumia laser hupunguzwa kwa mara 3-5, na upotevu wa protini na exudate pia hupunguzwa. Uingiliaji huo unaisha na autoplasty kwa kutumia ngozi ya ngozi iliyoandaliwa na maandalizi ya laser photohydraulic ya tishu za kibiolojia. Njia hii inapunguza vifo na inaboresha matokeo ya kazi na mapambo.
Wakati wa kufanya hatua kwenye eneo la anorectal, kwa mfano, kwa ajili ya matibabu ya upasuaji wa hemorrhoids, laser ya kaboni dioksidi hutumiwa mara nyingi. Ni kawaida kwamba uponyaji wa jeraha baada ya kukata node ya hemorrhoidal hutokea kwa maumivu kidogo kuliko baada ya operesheni ya kawaida, vifaa vya sphincter huanza kufanya kazi mapema, na ukali wa anal huendelea mara kwa mara. Kukatwa kwa fistula ya pararectal na fissures ya anal na boriti ya laser ya dioksidi kaboni hufanya iwezekanavyo kufikia utasa kamili wa jeraha, na kwa hiyo huponya vizuri baada ya suturing tightly. Matumizi ya laser yanafaa kwa uondoaji mkali wa fistula ya epithelial coccygeal.
Utumiaji wa lasers katika urology na gynecology. Laser za dioksidi kaboni hutumiwa kwa tohara, kuondolewa kwa tumors mbaya na mbaya ya uume, na sehemu ya nje ya urethra. Kwa boriti ya laser isiyozingatia, uvimbe mdogo wa kibofu huvukiza kwa kutumia upatikanaji wa transabdominal; kwa boriti iliyozingatia, ukuta wa kibofu huwekwa tena kwa tumors kubwa, na hivyo kufikia hemostasis nzuri na kuongeza radicality ya kuingilia kati. Uvimbe wa ndani ya urethra na ukali, pamoja na uvimbe wa kibofu, huondolewa na kufanywa upya kwa kutumia argon au YAG laser, nishati ambayo hutolewa kwa tovuti ya upasuaji kwa kutumia optics ya fiber kupitia retrocystoscopes ngumu au rahisi.
Laser za dioksidi kaboni hutumiwa kutibu uvimbe mbaya na mbaya wa sehemu ya siri ya nje, kwa upasuaji wa plastiki ya uke na kukatwa kwa uterasi kupitia uke. Laser conization ya mlango wa uzazi imepata kutambuliwa katika matibabu ya mmomonyoko wa udongo, magonjwa ya precancerous, saratani ya kizazi na mfereji wa kizazi. Kutumia laser ya kaboni dioksidi, uondoaji wa viambatisho vya uterine, kukatwa kwa uterasi, na myomectomy hufanyika. Nia maalum sasa shughuli za urekebishaji kwa kutumia mbinu za upasuaji mdogo katika matibabu ya utasa wa kike. Laser hutumiwa kupasua mshikamano, kuondoa maeneo yaliyozuiliwa ya mirija ya fallopian, na kuunda fursa za bandia katika sehemu ya mbali ya bomba la fallopian au katika sehemu yake ya ndani.
Upasuaji wa laser endoscopic hutumiwa kutibu magonjwa ya larynx, pharynx, trachea, bronchi, esophagus, tumbo, matumbo, urethra na kibofu. Ambapo upatikanaji wa tumor inawezekana tu kwa msaada wa mifumo ya endoscopic rigid, laser ya kaboni dioksidi iliyounganishwa na darubini ya uendeshaji hutumiwa. Boriti ya laser hii inafanya uwezekano wa kuyeyuka au kuharibu tumor au kurejesha lumen ya chombo cha tubula kilichopigwa na tumor au ukali. Athari juu ya uundaji wa patholojia ziko katika viungo vya tubular na kupatikana kwa ukaguzi tu kwa msaada wa vifaa vya endoscopic rahisi hufanywa na laser ya argon au YAG, nishati ambayo hutolewa kwa njia ya optics ya nyuzi za quartz.
Njia za endoscopic za upasuaji wa laser hutumiwa sana kwa kuganda kwa mishipa ya damu katika kutokwa na damu kwa papo hapo kutoka kwa vidonda vya tumbo na duodenal. Hivi majuzi, mionzi ya laser imetumika kwa matibabu makubwa ya saratani ya tumbo ya hatua ya I, saratani ya rectal na koloni, na pia kwa urekebishaji wa lumen ya umio au rektamu iliyozuiliwa na tumor, ambayo huepuka kuwekewa gastrostomy ya kudumu au colostomy.
Laser microsurgery. Uingiliaji wa upasuaji wa laser unafanywa kwa kutumia laser ya kaboni dioksidi iliyounganishwa na darubini ya uendeshaji iliyo na micromanipulator. Njia hii hutumiwa kuyeyusha au kuharibu uvimbe mdogo wa cavity ya mdomo, pharynx, larynx, kamba za sauti, trachea, bronchi, wakati wa operesheni kwenye sikio la kati, kwa ajili ya matibabu ya magonjwa ya kizazi, kwa uingiliaji wa upya kwenye mirija ya fallopian. Kutumia darubini ya uendeshaji na micromanipulator, boriti nyembamba ya laser (kipenyo cha 0.1 - 0.15 mm) inaelekezwa kwa usahihi kwenye kitu kinachoendeshwa, ambayo inaruhusu uingiliaji wa usahihi bila kuharibu tishu za afya. Laser microsurgery ina faida mbili zaidi: hemostasis inafanywa wakati huo huo na kuondolewa kwa malezi ya pathological; Laser manipulator ni 30-40 cm mbali na kitu kinachoendeshwa, hivyo uwanja wa upasuaji unaonekana wazi, ambapo wakati wa shughuli za kawaida huzuiwa na vyombo. Hivi majuzi, nishati ya leza zinazofanya kazi kwenye kaboni dioksidi, argon na garnet ya alumini ya yttrium yenye neodymium imetumika kufanyia anastomose mishipa midogo ya damu, tendons na neva.
Angioplasty ya laser. Hivi sasa, uwezekano wa kurejesha patency ya mishipa ya ukubwa wa kati kwa kutumia mionzi kutoka kwa dioksidi kaboni, lasers ya argon na lasers ya YAG inasomwa. Kutokana na sehemu ya mafuta ya boriti ya laser, inawezekana kuharibu au kufuta vifungo vya damu na plaques ya atherosclerotic. Hata hivyo, wakati wa kutumia lasers hizi, ukuta wa chombo cha damu yenyewe mara nyingi huharibiwa, ambayo inaongoza kwa kutokwa na damu au kuundwa kwa kitambaa cha damu katika eneo lililoathiriwa na laser. Sio chini ya ufanisi na salama ni matumizi ya mionzi kutoka kwa lasers ya excimer, nishati ambayo husababisha uharibifu wa malezi ya pathological kutokana na picha. mmenyuko wa kemikali, si akiongozana na homa na mmenyuko wa uchochezi. Kuanzishwa kwa laser angioplasty katika mazoezi ya kliniki kunatatizwa na idadi ndogo ya lasers ya excimer na catheter maalum ngumu sana na njia za kuangaza, ugavi wa nishati ya laser na kuondolewa kwa bidhaa za kuoza kwa tishu.
Tiba ya nguvu ya picha ya laser. Inajulikana kuwa derivatives fulani za hematoporphyrins huingizwa kikamilifu na seli za tumors mbaya na kubaki ndani yao kwa muda mrefu zaidi kuliko katika seli za kawaida. Tiba ya Photodynamic ya tumors ya ngozi na utando wa mucous unaoonekana, pamoja na uvimbe wa trachea, bronchi, esophagus, tumbo, matumbo na kibofu cha kibofu inategemea athari hii. Tumor mbaya, iliyoonyeshwa hapo awali na kuanzishwa kwa hematoporphyrin, inawashwa na laser katika wigo nyekundu au bluu-kijani. Kama matokeo ya athari hii, seli za tumor huharibiwa, wakati seli za kawaida za karibu ambazo pia zilifunuliwa na mionzi hazibadilika.
Lasers katika oncology
Mnamo 1963-1965 Majaribio juu ya wanyama yalifanyika katika USSR na CETA, kuonyesha kwamba mionzi ya L. inaweza kuharibu tumors zinazoweza kupandikizwa. Mnamo 1969, katika Taasisi ya Shida za Oncology ya Chuo cha Sayansi cha SSR ya Kiukreni (Kyiv), idara ya kwanza ya oncology ya tiba ya laser ilifunguliwa, iliyo na usanikishaji maalum, kwa msaada ambao wagonjwa walio na uvimbe wa ngozi walitibiwa. Kielelezo 2). Baadaye, majaribio yalifanywa kueneza tiba ya laser kwa tumors na ujanibishaji mwingine.
Viashiria
L. hutumiwa katika matibabu ya tumors mbaya na mbaya ya ngozi, pamoja na baadhi ya hali ya precancerous ya viungo vya uzazi wa kike. Athari kwenye uvimbe wa kina kirefu kwa kawaida huhitaji kuzifichua, kwani mionzi ya leza hupunguzwa sana inapopitia tishu. Kutokana na kunyonya kwa nguvu zaidi kwa mwanga, uvimbe wa rangi - melanomas, hemangiomas, nevi yenye rangi, nk - ni rahisi zaidi kwa tiba ya laser kuliko zisizo za rangi (Mchoro 3). Njia zinatengenezwa kwa kutumia L. kwa ajili ya matibabu ya tumors ya viungo vingine (larynx, sehemu za siri, gland ya mammary, nk).
Contraindication kwa matumizi ya L. ni tumors iko karibu na macho (kutokana na hatari ya uharibifu wa chombo cha maono).
Mbinu
Kuna njia mbili za kutumia L.: irradiation ya tumor kwa madhumuni ya necrotization na excision yake. Wakati wa kufanya matibabu ili kusababisha necrosis ya tumor, zifuatazo hufanyika: 1) matibabu ya kitu na dozi ndogo za mionzi, iodini, ambayo huharibu eneo la tumor, na mapumziko yake hatua kwa hatua inakuwa necrotic; 2) irradiation na viwango vya juu (kutoka 300 hadi 800 J / cm2); 3) irradiation nyingi, ambayo inasababisha kifo cha jumla cha tumor. Wakati wa kutibiwa kwa njia ya necrotization, mionzi ya uvimbe wa ngozi huanza kutoka pembezoni, hatua kwa hatua kuelekea katikati, kwa kawaida hukamata mstari wa mpaka wa tishu za kawaida 1.0-1.5 cm kwa upana. Ni muhimu kuwasha molekuli nzima ya tumor, kwa kuwa sio -maeneo yenye miale ni chanzo cha kuota tena. Kiasi cha nishati ya mionzi imedhamiriwa na aina ya laser (iliyopigwa au inayoendelea), eneo la spectral na vigezo vingine vya mionzi, pamoja na sifa za tumor (pigmentation, ukubwa, wiani, nk). Wakati wa kutibu uvimbe usio na rangi, misombo ya rangi inaweza kuingizwa ndani yao ili kuimarisha ngozi ya mionzi na uharibifu wa tumor. Kwa sababu ya necrosis ya tishu, ukoko mweusi au giza wa kijivu huunda kwenye tovuti ya tumor ya ngozi, kingo hupotea baada ya wiki 2-6. (Mchoro 4).
Wakati wa kufuta tumor kwa kutumia laser, athari nzuri ya hemostatic na aseptic inapatikana. Njia hiyo iko chini ya maendeleo.
Matokeo
L. uvimbe wowote unaoweza kupatikana kwa mionzi unaweza kuharibiwa. Katika kesi hiyo, hakuna madhara, hasa katika mfumo wa hematopoietic, ambayo inafanya uwezekano wa kutibu wagonjwa wazee, wagonjwa dhaifu na watoto wadogo. Katika tumors za rangi, seli za tumor tu zinaharibiwa kwa hiari, ambayo inahakikisha athari ya upole na matokeo mazuri ya mapambo. Mionzi inaweza kuzingatia kwa usahihi na, kwa hiyo, kuingilia kati kunaweza kuwekwa ndani madhubuti. Athari ya hemostatic ya mionzi ya laser inafanya uwezekano wa kupunguza kupoteza damu). Matokeo ya mafanikio katika matibabu ya saratani ya ngozi, kulingana na uchunguzi wa miaka 5, yalibainishwa katika 97% ya kesi (Mchoro 5).
Matatizo: chari
tishu wakati wa kupasuliwa.
Lasers katika ophthalmology
Leza za jadi ambazo hazibadilishwi (kawaida rubi) zilitumika hadi miaka ya 70. kwa cauterization kwenye fundus, kwa mfano, kwa madhumuni ya kuunda adhesive ya chorioretinal katika matibabu na kuzuia kikosi cha retina, kwa tumors ndogo, nk Katika hatua hii, upeo wa maombi yao ulikuwa takriban sawa na ule wa photocoagulators kutumia. kawaida (isiyo ya monochromatic, incoherent) mionzi ya mwanga.
Katika miaka ya 70 Katika ophthalmology, aina mpya za lasers zilitumiwa kwa ufanisi (rangi ya Mchoro 1 na 2): lasers ya gesi ya hatua ya mara kwa mara, lasers ya modulated na "giant" pulses ("baridi" lasers), lasers dye-based, na idadi ya wengine. Hii ilipanua kwa kiasi kikubwa eneo la matumizi ya kabari kwenye jicho - iliwezekana kuingilia kikamilifu kwenye utando wa ndani wa jicho bila kufungua cavity yake.
Maeneo yafuatayo kabari, laser ophthalmology ni ya umuhimu mkubwa wa vitendo.
1. Inajulikana kuwa magonjwa ya mishipa ya fundus ya jicho yanakuja (na katika nchi kadhaa tayari wamekuja) mahali pa kwanza kati ya sababu za upofu usioweza kupona. Miongoni mwao, retinopathy ya kisukari imeenea; inakua kwa karibu wagonjwa wote wenye ugonjwa wa kisukari na muda wa ugonjwa wa miaka 17-20.
Wagonjwa kawaida hupoteza maono kama matokeo ya kutokwa na damu mara kwa mara kwa intraocular kutoka kwa vyombo vipya vilivyobadilishwa vya pathologically. Kutumia boriti ya laser ( matokeo bora kutoa gesi, kwa mfano, argon, L. ya hatua ya mara kwa mara) vyombo vyote vilivyobadilishwa vilivyo na maeneo ya extravasation na kanda za vyombo vipya vilivyoundwa, hasa vinavyoathiriwa na kupasuka, hupata mgando. Matokeo ya mafanikio ambayo hudumu kwa miaka kadhaa huzingatiwa katika takriban 50% ya wagonjwa. Kwa kawaida, maeneo ambayo hayajaathiriwa ya retina ambayo hayana kazi ya msingi yanaganda (kuganda kwa paretina).
2. Thrombosis ya mishipa ya retina (hasa mishipa) pia ilipatikana kwa matibabu ya moja kwa moja. yatokanayo tu kwa kutumia L. Laser kuganda husaidia kuamsha mzunguko wa damu na oksijeni katika retina, kupunguza au kuondoa trophic edema ya retina, ambayo haiwezi kutibiwa. mfiduo kawaida huisha na mabadiliko makali yasiyoweza kubadilika (rangi. Mchoro 7-9).
3. Uharibifu wa retina, hasa katika hatua ya transudation, katika baadhi ya matukio inaweza kutibiwa kwa ufanisi na tiba ya laser, ambayo ni kivitendo njia pekee ya uingiliaji wa kazi katika mchakato huu wa pathol.
4. Michakato ya uchochezi ya kuzingatia katika fundus, periphlebitis, udhihirisho mdogo wa angiomatosis katika baadhi ya matukio pia huponywa kwa ufanisi na tiba ya laser.
5. Cataracts ya sekondari na utando katika eneo la mwanafunzi, tumors na cysts ya iris, shukrani kwa matumizi ya L., ikawa kitu cha matibabu yasiyo ya upasuaji kwa mara ya kwanza (rangi. Mchoro 4-6). )
Hatua za kuzuia dhidi ya uharibifu kutoka kwa mihimili ya laser
Kinga na gig. hatua za kuzuia athari mbaya za mionzi kutoka kwa mionzi na mengine mambo yanayohusiana inapaswa kujumuisha shughuli za asili ya pamoja: shirika, uhandisi na kiufundi. kupanga, usafi na usafi, pamoja na kutoa vifaa vya kinga binafsi.
Ni lazima kutathmini mambo kuu yasiyofaa na vipengele vya uenezi wa mionzi ya laser (yote moja kwa moja na iliyoonyeshwa) kabla ya kuanza kufanya kazi ya ufungaji wa laser. Vipimo vya ala (katika hali mbaya, kwa hesabu) huamua mwelekeo na maeneo ambayo viwango vya mionzi ambayo ni hatari kwa mwili (inazidi kikomo cha juu kinachoruhusiwa) inawezekana.
Ili kuhakikisha hali salama za kufanya kazi, pamoja na kufuata kali kwa hatua za pamoja, inashauriwa kutumia vifaa vya kinga binafsi - glasi, ngao, masks na uwazi wa kuchagua spectral, na mavazi maalum ya kinga. Mfano wa glasi za kinga za nyumbani dhidi ya mionzi ya laser katika eneo la spectral na urefu wa mikroni 0.63-1.5 ni glasi zilizotengenezwa na glasi ya kijani-kijani SZS-22, ambayo hutoa ulinzi wa macho kutoka kwa mionzi ya ruby na neodymium. Wakati wa kufanya kazi na lasers yenye nguvu. Ngao za kinga na vinyago vinafaa zaidi; glavu zilizotengenezwa kwa suede au ngozi huwekwa kwenye mikono yako. Inashauriwa kuvaa aprons na kanzu rangi mbalimbali. Uchaguzi wa vifaa vya kinga lazima ufanyike mmoja mmoja katika kila kesi maalum na wataalam wenye ujuzi.
Usimamizi wa matibabu wa wale wanaofanya kazi na lasers. Kazi inayohusiana na matengenezo ya mifumo ya laser imejumuishwa katika orodha ya kazi na hali ya hatari ya kufanya kazi, na wafanyikazi wanakabiliwa na mitihani ya awali na ya mara kwa mara (mara moja kwa mwaka) ya matibabu. Uchunguzi unahitaji ushiriki wa ophthalmologist, mtaalamu, na neurologist. Wakati wa kuchunguza chombo cha maono, taa iliyopigwa hutumiwa.
Mbali na uchunguzi wa matibabu, kabari na mtihani wa damu hufanyika ili kuamua hemoglobin, seli nyekundu za damu, reticulocytes, platelets, leukocytes na ROE.
Bibliografia: Aleksandrov M. T. Matumizi ya lasers katika majaribio na meno ya kliniki, Med. dhahania. jarida, sek. 12 - Daktari wa meno, No 1, p. 7, 1978, bibliogr.; Gamaleya N. F. Lasers katika majaribio na kliniki, M., 1972, bibliogr.; Kavetsky R. E. et al. Lasers katika biolojia na dawa, Kyiv, 1969; K o r y t n y D. L. Tiba ya laser na matumizi yake katika daktari wa meno, Alma-Ata, 1979; Krasnov M. M. Laser microsurgery ya jicho, Vestn, ophthalm., No. 1, p. 3, 1973, bibliogr.; Lazarev I. R. Lasers katika oncology, Kyiv, 1977, bibliogr.; Osipov G.I. na Pyatin M.M. Uharibifu wa jicho kwa boriti ya laser, Vestn, ophthalm., No. 1, p. 50, 1978; P l e t n e katika S. D. et al. Laser za gesi katika oncology ya majaribio na kliniki, M., 1978; P r o-khonchukov A. A. Mafanikio ya umeme wa quantum katika majaribio na meno ya kliniki, Madaktari wa meno, v. 56, namba 5, p. 21, 1977, bibliogr.; Semenov A.I. Ushawishi wa mionzi ya laser kwenye mwili na hatua za kuzuia, Gig. kazi na Prof. zabolev., No. 8, p. 1, 1976; Njia na njia za elektroniki za quantum katika dawa, ed. R.I. Utyamy-sheva, p. 254, Saratov, 1976; Khromov B. M. Lasers katika upasuaji wa majaribio, L., 1973, bibliogr.; Khromov B.M. na wengine Tiba ya laser ya magonjwa ya upasuaji, Vestn, hir., No. 2, p. 31, 1979; L'Esperance F. A. Ocular photocoagulation, atlasi ya stereoscopic, St Louis, 1975; Matumizi ya laser katika dawa na biolojia, ed. na M. L. Wolbarsht, v< i -з? N. Y.- L., 1971-1977, bibliogr.
Matumizi ya lasers katika upasuaji- Arapov A.D. et al. Uzoefu wa kwanza wa kutumia boriti ya leza katika upasuaji wa moyo, Eksperim. hir., No. 4, p. 10, 1974; Vishnevsky A. A., Mitkova G. V. na Khariton A. S. Jenereta za quantum za macho ya hatua inayoendelea katika upasuaji wa plastiki, Upasuaji, No. 9, p. 118, 1974; Gamaleya N. F. Lasers katika majaribio na kliniki, M., 1972; G o l o vnya A. I. Urekebishaji na shughuli za mara kwa mara kwenye chuchu ya Vater kwa kutumia boriti ya laser, katika kitabu: Masuala. fidia katika upasuaji, ed. A. A. Vishnevsky na wengine, p. 98, M., 1973; Lasers katika dawa ya kliniki, ed. S. D. Pletneva, uk. 153, 169, M., 1981; Pletnev S. D., Abdurazakov M. III. na Karpenko O. M. Utumiaji wa lasers katika mazoezi ya oncological, Upasuaji, JV & 2, p. 48, 1977; Khromov B. M. Lasers katika upasuaji wa majaribio, L., 1973; Chernousov A.F., D o mrachev S.A. na Abdullaev A.G. Matumizi ya laser katika upasuaji wa umio na tumbo, Upasuaji, No 3, p. 21, 1983, bibliogr.
V. A. Polyakov; V. I. Belkevich (tech.), N. F. Gamaleya (onc.), M. M. Krasnov (ph.), Yu. P. Paltsev (gig.), A. A. Prokhonchukov (ostomy), V. I. Struchkov (bwana), O. K. Skobelkin ( bwana.), E. I. Brekhov (bwana.), G. D. Litvin (bwana.), V. I. Korepanov (bwana.).
Tuma kazi yako nzuri katika msingi wa maarifa ni rahisi. Tumia fomu iliyo hapa chini
Wanafunzi, wanafunzi waliohitimu, wanasayansi wachanga wanaotumia msingi wa maarifa katika masomo na kazi zao watakushukuru sana.
Iliyotumwa kwenye http://www.allbest.ru/
Utangulizi
1. Lasers na matumizi yao katika dawa
2. Matumizi ya mionzi ya kiwango cha juu cha laser katika upasuaji (kanuni za jumla)
3. Kuvunjika kwa mwanga
Hitimisho
Orodha ya fasihi iliyotumika
Utangulizi
Lasers au jenereta za quantum za macho ni vyanzo vya kisasa mionzi madhubuti, ambayo ina idadi ya mali ya kipekee. Uundaji wa lasers ulikuwa moja ya mafanikio ya ajabu zaidi ya fizikia katika nusu ya pili ya karne ya 20, ambayo ilisababisha mabadiliko ya mapinduzi katika maeneo mengi ya sayansi na teknolojia. Hadi sasa, idadi kubwa ya lasers yenye sifa tofauti imeundwa - gesi, imara-hali, semiconductor, kutoa mwanga katika safu mbalimbali za macho. Lasers inaweza kufanya kazi kwa njia za pulsed na kuendelea. Nguvu ya mionzi ya leza inaweza kutofautiana kutoka sehemu za milliwati hadi 10 12 -10 13 W (katika hali ya mapigo). Lasers hutumiwa sana katika vifaa vya kijeshi, teknolojia ya usindikaji wa vifaa, dawa, urambazaji wa macho, mifumo ya mawasiliano na eneo, katika majaribio ya kuingiliwa kwa usahihi, katika kemia, tu katika maisha ya kila siku, nk.
Moja ya mali muhimu zaidi ya mionzi ya laser ni kiwango chake cha juu sana cha monochromaticity, ambayo haipatikani katika mionzi ya vyanzo visivyo vya laser. Hii na mali zingine zote za kipekee za mionzi ya laser huibuka kama matokeo ya uratibu, utoaji wa ushirika wa quanta nyepesi na atomi nyingi za dutu inayofanya kazi.
Ili kuelewa kanuni ya uendeshaji wa laser, unahitaji kusoma kwa uangalifu zaidi michakato ya kunyonya na utoaji wa quanta nyepesi na atomi. Atomi inaweza kuwa katika hali tofauti za nishati na nishati E 1, E 2, nk. Katika nadharia ya Bohr, majimbo haya yanaitwa imara. Kwa kweli, hali ya utulivu, ambayo atomi inaweza kubaki kwa muda usiojulikana bila kutokuwepo kwa usumbufu wa nje, ni hali tu yenye nishati ya chini kabisa. Hali hii inaitwa msingi. Majimbo mengine yote hayana utulivu. Atomi yenye msisimko inaweza kubaki katika majimbo haya kwa muda mfupi tu, kama 10 - 8 s, baada ya hapo huenda kwa hiari katika moja ya majimbo ya chini, ikitoa kiasi cha mwanga, mzunguko ambao unaweza kuamua kutoka kwa barua ya pili ya Bohr. . Mionzi inayotolewa wakati wa mpito wa hiari wa atomi kutoka hali moja hadi nyingine inaitwa yenyewe. Atomi inaweza kubaki katika viwango fulani vya nishati kwa muda mrefu zaidi, kwa mpangilio wa 10 - 3 s. Viwango vile huitwa metastable.
Mpito wa atomi hadi hali ya juu ya nishati inaweza kutokea kwa kunyonya kwa resonant ya photon, nishati ambayo ni sawa na tofauti kati ya nguvu za atomi katika hali ya mwisho na ya awali.
Mabadiliko kati ya viwango vya nishati ya atomiki si lazima yahusishe ufyonzwaji au utoaji wa fotoni. Atomu inaweza kupata au kuacha baadhi ya nishati yake na kuhamia katika hali nyingine ya quantum kama matokeo ya mwingiliano na atomi nyingine au migongano na elektroni. Mabadiliko hayo huitwa yasiyo ya mionzi.
Mnamo mwaka wa 1916, A. Einstein alitabiri kwamba mpito wa elektroni katika atomi kutoka ngazi ya juu ya nishati hadi chini inaweza kutokea chini ya ushawishi wa uwanja wa nje wa umeme, mzunguko ambao ni sawa na mzunguko wa asili wa mpito. Mionzi inayotokana inaitwa kulazimishwa au kushawishiwa. Utoaji uliochochewa una mali ya kushangaza. Inatofautiana sana na utoaji wa papo hapo. Kama matokeo ya mwingiliano wa atomi ya msisimko na fotoni, atomi hutoa fotoni nyingine ya masafa sawa, ikienea kwa mwelekeo sawa. Kwa ulimi nadharia ya wimbi hii ina maana kwamba atomi hutoa wimbi la sumakuumeme ambalo mzunguko, awamu, ubaguzi na mwelekeo wa uenezi ni sawa kabisa na wimbi la awali. Kama matokeo ya kuchochewa kwa fotoni, amplitude ya wimbi linaloenea kati huongezeka. Kwa mtazamo nadharia ya quantum, kama matokeo ya mwingiliano wa atomi ya msisimko na photon, mzunguko ambao ni sawa na mzunguko wa mpito, fotoni mbili za mapacha zinazofanana kabisa zinaonekana.
Ni mionzi iliyochochewa ambayo ni msingi wa kimwili wa uendeshaji wa lasers.
1 . Laser na matumizi yao katika dawa
Licha ya hali ya kawaida ya mawimbi ya mwanga na redio, kwa miaka mingi optics na umeme wa redio hutengenezwa kwa kujitegemea, bila kujitegemea. Ilionekana kuwa vyanzo vya mwanga - chembe za msisimko na jenereta za mawimbi ya redio - zilikuwa na uhusiano mdogo. Ni katikati tu ya karne ya 20 ambapo kazi ilionekana juu ya uundaji wa amplifiers ya Masi na jenereta za wimbi la redio, ambayo ilionyesha mwanzo wa uwanja mpya wa kujitegemea wa fizikia - umeme wa quantum.
Elektroniki za Quantum husoma mbinu za kukuza na kutoa msisimko wa sumakuumeme kwa kutumia utoaji uliochochewa wa mifumo ya quantum. Maendeleo katika eneo hili la maarifa yanapatikana na kila mtu maombi makubwa zaidi katika sayansi na teknolojia. Hebu tufahamiane na baadhi ya matukio ya msingi ya umeme wa quantum na uendeshaji wa jenereta za macho za quantum - lasers.
Lasers ni vyanzo vya mwanga vinavyofanya kazi kwa misingi ya mchakato wa utoaji wa kulazimishwa (kuchochea, kushawishi) wa fotoni na atomi za msisimko au molekuli chini ya ushawishi wa fotoni za mionzi zilizo na mzunguko sawa. Kipengele tofauti cha mchakato huu ni kwamba fotoni inayozalishwa wakati wa utoaji wa moshi inafanana katika mzunguko, awamu, mwelekeo na ubaguzi kwa fotoni ya nje iliyosababisha. Hii huamua mali ya kipekee ya jenereta za quantum: mshikamano wa juu wa mionzi katika nafasi na wakati, monochromaticity ya juu, mwelekeo mwembamba wa boriti ya mionzi, mkusanyiko mkubwa wa mtiririko wa nguvu na uwezo wa kuzingatia katika kiasi kidogo sana. Lasers huundwa kwa misingi ya vyombo vya habari mbalimbali vya kazi: gesi, kioevu au imara. Wanaweza kutoa mionzi katika upana mkubwa sana wa urefu wa mawimbi - kutoka nm 100 (mwanga wa urujuanimno) hadi mikroni 1.2 (mionzi ya infrared) - na wanaweza kufanya kazi kwa njia zinazoendelea na za mapigo.
Laser ina vipengele vitatu muhimu: emitter, mfumo wa pampu na chanzo cha nguvu, uendeshaji ambao unahakikishwa kwa msaada wa vifaa maalum vya msaidizi.
Kitoa umeme kimeundwa kubadilisha nishati ya pampu (kuhamisha mchanganyiko wa heliamu-neon 3 kuwa hali inayofanya kazi) kuwa mionzi ya laser na ina resonator ya macho, ambayo kwa ujumla ni mfumo wa vitu vya kuakisi, vya kuakisi na kulenga vilivyotengenezwa kwa uangalifu, katika nafasi ya ndani. ambayo aina fulani ya mawimbi ya sumakuumeme husisimka na kudumishwa kushuka kwa thamani katika safu ya macho. Resonator ya macho lazima iwe na hasara ndogo katika sehemu ya kazi ya wigo, usahihi wa juu katika utengenezaji wa vipengele na ufungaji wao wa pamoja.
Uundaji wa leza uliwezekana kama matokeo ya utekelezaji wa mawazo matatu ya kimsingi ya kimwili: utoaji wa hewa unaochochewa, uundaji wa idadi ya watu kinyume cha hali ya joto isiyo na usawa ya viwango vya nishati ya atomiki, na utumiaji wa maoni chanya.
Molekuli za msisimko (atomi) zina uwezo wa kutoa fotoni za luminescence. Mionzi kama hiyo ni mchakato wa hiari. Ni nasibu na machafuko kwa wakati, mzunguko (kunaweza kuwa na mabadiliko kati ya viwango tofauti), mwelekeo wa uenezi na polarization. Mionzi nyingine - kulazimishwa au kushawishi - hutokea wakati photon inaingiliana na molekuli ya msisimko ikiwa nishati ya photon ni sawa na tofauti katika viwango vya nishati vinavyofanana. Kwa utoaji wa kulazimishwa (unaosababishwa), idadi ya mabadiliko yaliyofanywa kwa pili inategemea idadi ya fotoni zinazoingia kwenye dutu wakati huo huo, yaani, juu ya ukubwa wa mwanga, pamoja na idadi ya molekuli za msisimko. Kwa maneno mengine, idadi ya juu ya majimbo ya nishati ya msisimko inayolingana, ndivyo idadi ya mabadiliko ya kulazimishwa inavyoongezeka.
Mionzi iliyosababishwa ni sawa na mionzi ya tukio katika mambo yote, ikiwa ni pamoja na awamu, kwa hivyo tunaweza kuzungumza juu ya ukuzaji madhubuti wa wimbi la sumakuumeme, ambalo hutumiwa kama wazo la kwanza la msingi katika kanuni za utengenezaji wa leza.
Wazo la pili, linalotekelezwa wakati wa kuunda lasers, ni kuunda mifumo ya thermodynamically nonequilibrium ambayo, kinyume na sheria ya Boltzmann, kuna chembe zaidi katika ngazi ya juu kuliko ya chini. Hali ya kati ambayo kwa angalau viwango viwili vya nishati inageuka kuwa idadi ya chembe zilizo na nishati ya juu huzidi idadi ya chembe zilizo na nishati ya chini inaitwa hali iliyo na viwango vya inverted, na kati inaitwa kazi. Ni kati amilifu ambamo fotoni huingiliana na atomi za msisimko, na kusababisha mabadiliko yao ya kulazimishwa hadi kiwango cha chini na utoaji wa quanta ya mionzi iliyosababishwa (iliyochochewa), ambayo ni dutu ya kazi ya laser. Jimbo lenye idadi ya watu kinyume cha viwango linapatikana rasmi kutoka kwa usambazaji wa Boltzmann kwa 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 kiashiria hasi kunyonya.
Hali ya ubadilishaji wa idadi ya watu inaweza kuundwa kwa kuchagua chembe na nishati ya chini au kwa kusisimua hasa chembe, kwa mfano, na mwanga au kutokwa kwa umeme. Kwa yenyewe, hali ya joto hasi haipo kwa muda mrefu.
Wazo la tatu lililotumiwa katika kanuni za kizazi cha laser lilitoka kwa radiofizikia na ni matumizi ya maoni mazuri. Wakati wa utekelezaji wake, sehemu ya utoaji unaotokana na msisimko hubakia ndani ya dutu inayofanya kazi na husababisha utoaji unaochochewa na atomi zaidi na zaidi zinazosisimka. Ili kutekeleza mchakato huo, kati ya kazi huwekwa kwenye resonator ya macho, kwa kawaida yenye vioo viwili, vilivyochaguliwa ili mionzi inayojitokeza ndani yake inapita mara kwa mara kupitia kati ya kazi, na kugeuka kuwa jenereta ya mionzi yenye kuchochea iliyounganishwa.
Jenereta ya kwanza kama hiyo katika safu ya microwave (maser) iliundwa kwa kujitegemea mnamo 1955 na wanasayansi wa Soviet N.G. Bason na A.M. Prokhorov na Amerika - C. Townes na wengine.Kwa kuwa uendeshaji wa kifaa hiki ulitokana na utoaji wa kuchochea wa molekuli za amonia, jenereta iliitwa molekuli.
Mnamo 1960, jenereta ya kwanza ya quantum katika safu inayoonekana ya mionzi iliundwa - laser iliyo na fuwele ya ruby kama dutu ya kufanya kazi (kati inayotumika). Katika mwaka huo huo, laser ya gesi ya heliamu-neon iliundwa. Aina kubwa za lasers zilizoundwa kwa sasa zinaweza kuainishwa kulingana na aina ya dutu inayofanya kazi: gesi, kioevu, semiconductor na lasers za serikali-ngumu zinajulikana. Kulingana na aina ya laser, nishati ya kuunda ubadilishaji wa idadi ya watu hutolewa kwa njia tofauti: msisimko na mwanga mkali sana - "kusukuma macho", kutokwa kwa gesi ya umeme, na katika lasers za semiconductor - umeme wa sasa. Kulingana na asili ya mwanga wao, lasers imegawanywa katika pulsed na kuendelea.
Hebu fikiria kanuni ya uendeshaji wa laser ya ruby imara. Ruby ni fuwele ya oksidi ya alumini Al 2 0 3 iliyo na takriban 0.05% ya ioni za chromium Cr 3 + kama uchafu. Msisimko wa ioni za chromium unafanywa na kusukuma macho kwa kutumia vyanzo vya mwanga vya juu vya pulsed. Moja ya miundo hutumia kitafakari cha tubula na sehemu ya msalaba ya elliptical. Ndani ya kiakisi kuna taa ya moja kwa moja ya xenon na fimbo ya ruby iliyoko kando ya mistari inayopita kwenye foci ya duaradufu (Mchoro 1). Uso wa ndani wa kiakisi cha alumini husafishwa sana au kupambwa kwa fedha. Mali kuu ya kutafakari kwa mviringo ni kwamba mwanga unaotoka kwenye moja ya mwelekeo wake (taa ya xenon) na kutafakari kutoka kwa kuta huingia kwenye mtazamo mwingine wa kutafakari (fimbo ya ruby).
Laser ya ruby inafanya kazi kulingana na mpango wa ngazi tatu (Mchoro 2 a). Kama matokeo ya kusukuma macho, ioni za chromium husogea kutoka kiwango cha 1 hadi hali ya msisimko ya muda mfupi 3. Kisha mpito usio na mionzi hutokea kwa hali ya muda mrefu (metastable) 2, ambayo uwezekano wa mionzi ya hiari. mpito ni kiasi kidogo. Kwa hiyo, mkusanyiko wa ions ya msisimko katika hali ya 2 hutokea na idadi ya watu inverse huundwa kati ya ngazi ya 1 na 2. Katika hali ya kawaida, mabadiliko kutoka kwa kiwango cha 2 hadi 1 hutokea kwa hiari na inaambatana na luminescence yenye urefu wa 694.3 nm. Cavity ya laser ina vioo viwili (tazama Mchoro 1), moja ambayo ina mgawo wa kutafakari R ya ukubwa wa mwanga unaoonyeshwa na tukio kwenye kioo), kioo kingine ni translucent na hupeleka sehemu ya tukio la mionzi juu yake ( R< 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
Pamoja na laser ya ruby inayofanya kazi kulingana na mpango wa ngazi tatu, miradi ya laser ya ngazi nne kulingana na ioni za vitu adimu vya ardhi (neodymium, samarium, nk) iliyoingizwa kwenye matrix ya fuwele au glasi imeenea (Mchoro 24). , b). Katika hali kama hizi, ubadilishaji wa idadi ya watu huundwa kati ya viwango viwili vya msisimko: kiwango cha muda mrefu cha 2 na kiwango cha muda mfupi cha 2."
Laser ya kawaida ya gesi ni laser ya heliamu-neon, ambayo inasisimua na kutokwa kwa umeme. Kati ya kazi ndani yake ni mchanganyiko wa heliamu na neon katika uwiano wa 10: 1 na shinikizo la karibu 150 Pa. Atomi za Neon zinatoa, atomi za heliamu zina jukumu la kusaidia. Katika Mtini. 24, c inaonyesha viwango vya nishati vya heliamu na atomi za neon. Kizazi hutokea wakati wa mpito kati ya ngazi ya 3 na 2 ya neon. Ili kuunda idadi ya watu inverse kati yao, ni muhimu kujaza kiwango cha 3 na tupu 2. Idadi ya watu wa ngazi ya 3 hutokea kwa msaada wa atomi za heliamu. Wakati wa kutokwa kwa umeme, athari ya elektroni husisimua atomi za heliamu katika hali ya muda mrefu (na maisha ya takriban 10 3 s). Nishati ya hali hii iko karibu sana na nishati ya kiwango cha 3 cha neon, kwa hivyo, wakati atomi ya heliamu ya msisimko inapogongana na atomi ya neon isiyo na msisimko, nishati huhamishwa, kama matokeo ya ambayo kiwango cha 3 cha neon kimejaa. Kwa neon safi, muda wa maisha katika ngazi hii ni mfupi na atomi huhamia ngazi ya 1 au 2, na usambazaji wa Boltzmann unafanywa. Kupungua kwa kiwango cha 2 cha neon hutokea hasa kutokana na mpito wa hiari wa atomi zake kwenye hali ya chini wakati wa kugongana na kuta za bomba la kutokwa. Hii inahakikisha idadi ya watu wasiosimama wa viwango vya 2 na 3 vya neon.
Kipengele kikuu cha kimuundo cha laser ya heliamu-neon (Mchoro 3) ni bomba la kutokwa kwa gesi yenye kipenyo cha karibu 7 mm. Electrodes hujengwa ndani ya bomba ili kuunda kutokwa kwa gesi na kusisimua heliamu. Katika mwisho wa bomba kwenye pembe ya Brewster kuna madirisha, kutokana na ambayo mionzi ni polarized ya ndege. Vioo vya resonator vinavyofanana na ndege vimewekwa nje ya bomba, moja wapo ni mwangaza (mgawo wa kuakisi R< 100 %). Таким образом, пучок вынужденного излучения выходит наружу через полупрозрачное зеркало. Это лазер непрерывного действия.
Vioo vya resonator vinafanywa kwa mipako ya multilayer, na kutokana na kuingiliwa, mgawo unaohitajika wa kutafakari huundwa kwa urefu uliopewa. Laser zinazotumiwa zaidi ni leza za heli-neon, ambazo hutoa mwanga mwekundu wenye urefu wa mawimbi wa 632.8 nm. Nguvu ya lasers vile ni ndogo, hauzidi 100 mW.
Matumizi ya lasers inategemea mali ya mionzi yao: monochromaticity ya juu (~ 0.01 nm), kutosha juu ya nguvu, upungufu wa boriti na mshikamano.
Ufinyu wa mwanga wa mwanga na mgawanyiko wake wa chini ulifanya iwezekane kutumia lasers kupima umbali kati ya Dunia na Mwezi (usahihi unaotokana ni kama makumi ya sentimita), kasi ya mzunguko wa Venus na Mercury, nk.
Matumizi yao katika holography inategemea mshikamano wa mionzi ya laser. Gastroscopes zimetengenezwa kulingana na laser ya heliamu-neon kwa kutumia fiber optics, ambayo inafanya uwezekano wa kuunda picha ya holographically ya cavity ya ndani ya tumbo.
Asili ya monochromatic ya mionzi ya laser ni rahisi sana kwa mwonekano wa kusisimua wa Raman wa atomi na molekuli.
Lasers hutumiwa sana katika upasuaji, meno, ophthalmology, dermatology, na oncology. Madhara ya kibaiolojia ya mionzi ya laser hutegemea mali zote za nyenzo za kibiolojia na mali ya mionzi ya laser.
Laser zote zinazotumiwa katika dawa kwa kawaida zimegawanywa katika aina 2: kiwango cha chini (kiwango hauzidi 10 W / cm2, mara nyingi kuhusu 0.1 W / cm2) - matibabu na ya juu - ya upasuaji. Ukali wa leza zenye nguvu zaidi zinaweza kufikia 10 14 W/cm 2; katika dawa, leza zenye nguvu ya 10 2 - 10 6 W/cm 2 kawaida hutumiwa.
Laser za kiwango cha chini ni zile ambazo hazisababishi athari inayoonekana ya uharibifu kwenye tishu moja kwa moja wakati wa mionzi. Katika mikoa inayoonekana na ya ultraviolet ya wigo, athari zao husababishwa na athari za picha na hazitofautiani na athari zinazosababishwa na mwanga wa monochromatic uliopokea kutoka kwa vyanzo vya kawaida, visivyofaa. Katika hali hizi, leza ni vyanzo rahisi vya mwanga vya monokromatiki ambavyo hutoa ujanibishaji sahihi na kipimo cha mfiduo. Mifano ni pamoja na matumizi ya taa ya laser ya heli-neon kwa ajili ya matibabu ya vidonda vya trophic, ugonjwa wa moyo, nk, pamoja na kryptoni na lasers nyingine kwa uharibifu wa photochemical kwa tumors katika tiba ya photodynamic.
Matukio mapya ya ubora huzingatiwa wakati wa kutumia mionzi inayoonekana au ya ultraviolet kutoka kwa lasers ya juu. Katika majaribio ya picha ya maabara na vyanzo vya kawaida vya mwanga, na pia katika asili chini ya ushawishi wa jua, ngozi ya photon moja hutokea kwa kawaida. Hii imeelezwa katika sheria ya pili ya photochemistry, iliyoundwa na Stark na Einstein: kila molekuli inayoshiriki katika mmenyuko wa kemikali chini ya ushawishi wa mwanga inachukua kiasi cha mionzi, ambayo husababisha majibu. Asili ya kunyonya ya fotoni moja, iliyoelezewa na sheria ya pili, inatimizwa kwa sababu kwa nguvu ya kawaida ya mwanga haiwezekani kwa fotoni mbili kwa wakati mmoja kuingia molekuli katika hali ya ardhini. Ikiwa tukio kama hilo lingefanyika, usemi ungechukua fomu:
2hv = E t - E k ,
ambayo ingemaanisha muhtasari wa nishati ya fotoni mbili kwa ajili ya mpito wa molekuli kutoka hali ya nishati E k hadi hali yenye nishati E g. Pia hakuna ufyonzwaji wa fotoni na molekuli zinazosisimka kielektroniki, kwani maisha yao ni mafupi, na. nguvu ya mionzi kawaida kutumika ni ya chini. Kwa hivyo, mkusanyiko wa molekuli za msisimko wa kielektroniki ni mdogo, na kunyonya kwao kwa fotoni nyingine kunawezekana sana.
Hata hivyo, ikiwa mwangaza wa mwanga umeongezeka, kunyonya kwa photon mbili kunawezekana. Kwa mfano, miale ya miyeyusho ya DNA yenye mionzi ya leza ya mapigo ya kiwango cha juu yenye urefu wa mawimbi ya takriban 266 nm ilisababisha uionishaji wa molekuli za DNA sawa na ule unaosababishwa na miale y. Mfiduo kwa mionzi ya ultraviolet ya kiwango cha chini haikusababisha ionization. Ilianzishwa kuwa mionzi ya ufumbuzi wa maji ya asidi ya nucleic au besi zao na picosecond (muda wa kunde 30 ps) au nanosecond (10 ns) mapigo yenye nguvu zaidi ya 10 6 W / cm 2 ilisababisha mabadiliko ya elektroniki na kusababisha ionization ya molekuli. Kwa picosecond pulses (Mchoro 4, a), idadi ya watu wa viwango vya juu vya elektroniki ilitokea kulingana na mpango (S 0 -> S1 -> S n), na kwa hv hv nanosecond pulses (Mchoro 4, b) - kulingana na mpango (S 0 -> S1 -> T g -> T p). Katika visa vyote viwili, molekuli zilipokea nishati inayozidi nishati ya ionization.
Bendi ya kunyonya ya DNA iko katika eneo la ultraviolet la wigo< 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).
Kunyonya kwa mionzi yoyote husababisha kutolewa kwa kiasi fulani cha nishati kwa namna ya joto, ambayo hutolewa kutoka kwa molekuli za msisimko kwenye nafasi inayozunguka. Mionzi ya infrared inafyonzwa hasa na maji na husababisha madhara hasa ya joto. Kwa hiyo, mionzi ya lasers ya juu ya infrared husababisha athari ya haraka ya joto kwenye tishu. Athari ya joto ya mionzi ya laser katika dawa inaeleweka zaidi kama uvukizi (kukata) na kuganda kwa tishu za kibaolojia. Hii inatumika kwa leza mbalimbali zenye nguvu kutoka 1 hadi 10 7 W/cm 2 na kwa muda wa mnururisho kutoka milliseconds hadi sekunde kadhaa. Hizi ni pamoja na, kwa mfano, laser ya gesi C 0 2 (yenye urefu wa 10.6 μm), Nd: LAG laser (1.064 μm) na wengine. Nd:YAG leza ndiyo leza imara ya ngazi nne inayotumika zaidi. Uzalishaji unafanywa kwa mabadiliko ya ioni za neodymium (Nd 3+) zinazoletwa kwenye fuwele za Y 3 Al 5 0 12 yttrium aluminium garnet (YAG).
Pamoja na kupokanzwa tishu, baadhi ya joto huondolewa kutokana na conductivity ya mafuta na mtiririko wa damu. Katika joto chini ya 40 ° C, uharibifu usioweza kurekebishwa hauonekani. Kwa joto la 60 ° C, upungufu wa protini, ugandaji wa tishu na necrosis huanza. Katika 100-150 °C upungufu wa maji mwilini na charring husababishwa, na katika joto zaidi ya 300 °C tishu huvukiza.
Wakati mionzi inapotoka kwa leza yenye umakini wa hali ya juu, kiasi cha joto kinachozalishwa ni kikubwa, na hivyo kutengeneza gradient ya joto kwenye tishu. Katika hatua ambapo boriti hupiga, tishu hupuka, na charring na coagulation hutokea katika maeneo ya karibu (Mchoro 6). Photoevaporation ni njia ya kuondolewa kwa safu-kwa-safu au kukata tishu. Kama matokeo ya kuganda, mishipa ya damu imefungwa na kutokwa na damu hukoma. Kwa hivyo, boriti inayolengwa ya laser C 0 2 inayoendelea () yenye nguvu ya takriban 2 * 10 3 W/cm 2 hutumiwa kama scalpel ya upasuaji kwa kukata tishu za kibaolojia.
Ikiwa unapunguza muda wa mfiduo (10-10 s) na kuongeza kiwango (zaidi ya 10 6 W / cm 2), basi ukubwa wa kanda za charring na mgando huwa hazijali. Utaratibu huu unaitwa photoablation (photoremoval) na hutumiwa kuondoa safu ya tishu kwa safu. Photoablation hutokea kwa msongamano wa nishati ya 0.01-100 J/cm 2.
Kwa kuongezeka zaidi kwa nguvu (10 W / cm na zaidi), mchakato mwingine unawezekana - "kuvunjika kwa macho". Jambo hili ni kwamba kwa sababu ya nguvu ya juu sana ya uwanja wa umeme wa mionzi ya laser (ikilinganishwa na nguvu ya uwanja wa umeme wa intra-atomiki), ioni za suala, plasma huundwa na mawimbi ya mshtuko wa mitambo hutolewa. Kuvunjika kwa macho haiitaji kunyonya kwa quanta nyepesi na dutu kwa maana ya kawaida; inazingatiwa katika vyombo vya habari vya uwazi, kwa mfano, hewani.
2. Utumiaji wa mionzi ya kiwango cha juu cha laser katika upasuaji (kanuni za jumla)
Njia kuu ya kutibu magonjwa ya upasuaji ni shughuli zinazohusisha mgawanyiko wa tishu za kibaolojia. Athari ya nishati ya mwanga iliyokolea sana kwenye tishu za kibaolojia husababisha joto lake kali, ikifuatiwa na uvukizi wa maji ya ndani na ndani ya seli, kuunganishwa na kuganda kwa miundo ya tishu. Katika mfiduo wa chini, tabaka za uso za tishu za kibaolojia huharibiwa. Kwa mfiduo unaoongezeka, kina na kiasi cha uharibifu huongezeka.
Laser za upasuaji ni za kuendelea au za mapigo, kulingana na aina ya kati inayofanya kazi. Kimsingi, wanaweza kugawanywa katika vikundi vitatu kulingana na kiwango cha nguvu:
kuunganisha: 1-5 W;
kuyeyuka na kukata kwa kina: 5-20 W;
kukata kwa kina: 20-100 W.
Kwa kweli, mgawanyiko huu kwa kiasi kikubwa ni wa kiholela, kwani urefu wa wimbi la mionzi na hali ya kufanya kazi huathiri sana mahitaji ya nguvu ya pato la laser ya upasuaji.
Wakati wa kutumia mionzi ya laser yenye nguvu ya juu, ongezeko la haraka sana la joto la tishu hutokea mahali pa kuwasiliana na boriti ya laser na tishu za kibiolojia. Hii inasababisha athari ya kubadilika kwa protini (40-53 ° C), ongezeko zaidi la joto (55-63 ° C) husababisha uharibifu usioweza kurekebishwa wa miundo ya protini. Kuongezeka kwa joto kutoka 63 hadi 100 ° C husababisha kuganda, na kutoka 100 ° C au zaidi hadi uvukizi na carbonization ya tishu za kibiolojia.
Uendeshaji, unaofanywa kwa kutumia njia isiyo ya kuwasiliana, hutoa athari inayojulikana ya hemostatic. Athari hufanyika bila damu au kwa upotezaji mdogo wa damu, ambayo hurahisisha utekelezaji wake na inaambatana na majeraha madogo kwa tishu zinazozunguka.
Kina cha kupenya kwa mionzi ya laser kwenye tishu inategemea wakati wa mfiduo na kiwango cha ugavi wa tishu. Ya juu ya hidrophilicity, ndogo ya kina cha kupenya, na kinyume chake, kidogo shahada kidogo unyevu wa tishu, ndivyo mionzi inavyopenya zaidi. Kwa mionzi ya laser ya mapigo, tishu za kibaolojia hazipati joto kwa kina kinachohitajika kwa sababu ya kunyonya kwa uso, na kwa hivyo uvukizi haufanyiki, lakini mgando tu hufanyika. Kwa mfiduo wa muda mrefu baada ya kuungua, vigezo vya kunyonya tishu hubadilika na uvukizi huanza.
Upasuaji wa laser hutumia mionzi ya leza ya kiwango cha juu (HILI), ambayo hupatikana kwa kutumia CO 2, leza ya ENYAG na leza ya argon.
Vyombo vya upasuaji vya laser vina usahihi wa juu na usahihi katika kuzalisha athari za uharibifu kwenye viungo na tishu zinazoendeshwa. Hili ni muhimu na wakati mwingine huwa ni kiungo kinachokosekana hatua muhimu shughuli, haswa shughuli zinazofanywa kwenye tishu na viungo vilivyo na usambazaji mkubwa wa damu, ili kusababisha kuganda kwa sehemu ya mbele ya uharibifu na kuzuia kutokwa na damu. Pia, matumizi ya laser scalpel inahakikisha utasa kabisa wa operesheni. Hapa tunaweza kutaja aina za matibabu "Scalpel-1", "Kalina", "Razbor", "Lancet-1" - CO na mifano ya laser iliyoundwa kwa ajili ya shughuli za upasuaji katika maeneo mbalimbali ya mazoezi ya matibabu. Vifaa vya upasuaji wa laser ni zana ya kukata ulimwengu wote na inaweza kutumika katika hatua muhimu za uingiliaji wa upasuaji. Dalili za matumizi ya mionzi ya laser wakati wa upasuaji ni: haja ya kufanya shughuli kwenye viungo vinavyotolewa kwa wingi na damu, wakati hemostasis kamili inahitajika, na utekelezaji wake kwa njia za kawaida hufuatana na kupoteza kwa damu kubwa; hitaji la kusafisha majeraha ya purulent na kuzuia uwezekano wa uchafuzi wa vijidudu kutoka kwa majeraha safi ya upasuaji (hali hii ni muhimu sana katika mikoa yenye hali ya hewa ya kitropiki); haja ya mbinu za upasuaji za usahihi; uingiliaji wa upasuaji kwa wagonjwa walio na shida ya kuganda kwa damu.
Hakuna njia za matibabu ya laser kwa tishu mbalimbali. Kwa hiyo, uteuzi wa vigezo bora na njia za mfiduo unafanywa na upasuaji kwa kujitegemea, kwa kuzingatia mbinu za msingi za kutumia vitengo vya upasuaji wa laser katika mazoezi ya matibabu. Kwa matibabu ya upasuaji, mbinu hizi zilitengenezwa na wafanyakazi wa Jimbo la Urusi kituo cha kisayansi dawa ya laser na MMA iliyopewa jina lake. WAO. Sechenov, Tver Medical Academy kulingana na jumla ya uzoefu wa kliniki katika nyanja mbalimbali za dawa: katika upasuaji wa meno na upasuaji wa maxillofacial, upasuaji wa tumbo, upasuaji wa mapafu na pleural, upasuaji wa plastiki, cosmetology, upasuaji wa purulent, upasuaji wa kuchoma, upasuaji wa anorectal, gynecology, urology. , otolaryngology.
Asili ya mwingiliano wa mionzi ya laser na tishu za kibaolojia inategemea wiani wa nguvu ya mionzi ya laser na wakati wa mwingiliano. Kasi ya kukata tishu na boriti ya laser katika hatua tofauti za operesheni huchaguliwa na daktari wa upasuaji kwa majaribio, kulingana na aina ya tishu na ubora unaohitajika wa kukata na vigezo vya mionzi ya laser iliyochaguliwa. Kupunguza kasi ya kukata kunaweza kusababisha kuongezeka kwa kaboni ya tishu na uundaji wa ukanda wa kina wa kuganda. Katika hali ya juu na hasa katika hali ya pulse-periodic, carbonization na necrosis zinazohusiana na overheating ya tishu zinazozunguka ni kivitendo kuondolewa kwa kasi yoyote ya boriti laser. Hebu tuonyeshe sifa kuu za vifaa vinavyotumiwa katika mazoezi ya matibabu. Urefu wa wimbi la mionzi ni mikroni 10.6. Nguvu ya mionzi ya pato (inayoweza kubadilishwa) - 0.1-50 W. Nguvu katika hali ya "medipulse" - 50 W. Uzito wa nguvu ya mionzi ya laser ni mdogo kutoka juu kwa thamani ya masharti ya 50-150 W / cm 2 kwa lasers ya pulsed na thamani ya 10 W / cm 2 kwa lasers inayoendelea. Kipenyo cha boriti ya laser kwenye kitambaa (switchable) - 200; 300; 500 microns. Mwongozo wa mionzi kuu na boriti ya laser ya diode - 2 mW, 635 nm. Njia za mionzi (switchable) - kuendelea, pulse-periodic, medipulse. Muda wa mfiduo wa mionzi (unaoweza kubadilishwa) - 0.1-25 min. Muda wa mapigo ya mionzi katika hali ya pulse-periodic (kubadilishwa) ni 0.05-1.0 s. Muda wa pause kati ya mapigo ni 0.05-1.0 s. Paneli ya udhibiti wa mbali. Kugeuza mionzi na kuzima - kanyagio cha mguu. Kuondolewa kwa bidhaa za mwako - mfumo wa uokoaji wa moshi. Radi ya nafasi ya uendeshaji ni hadi 1200 mm. Mfumo wa baridi ni wa uhuru, aina ya hewa-kioevu. Uwekaji katika chumba cha upasuaji ni sakafu au juu ya meza. Ugavi wa nguvu ( mkondo wa kubadilisha) - 220 V, 50 Hz, 600 W. Vipimo vya jumla na uzito hutofautiana. Kama unaweza kuona, tofauti kuu kati ya laser kwa upasuaji na wengine ni lasers za matibabu ni nguvu ya juu ya mionzi, hasa katika mapigo ya moyo. Hii ni muhimu ili wakati wa mapigo dutu ya tishu ina wakati wa kunyonya mionzi, joto na kuyeyuka katika mazingira ya jirani. nafasi ya hewa. Kimsingi, leza zote za upasuaji hufanya kazi katika eneo la katikati ya infrared ya masafa ya macho.
JIM-10, kifaa cha upasuaji cha laser "Lasermed" - mafanikio ya hivi karibuni katika uwanja wa teknolojia ya laser, yanafaa kwa ajili ya kufanya shughuli katika toleo la simu. Imejengwa kwa msingi wa lasers za semiconductor zinazotoa kwa urefu wa microns 1.06, kifaa kinaaminika sana, ni ndogo kwa ukubwa na uzito. Nguvu ya mionzi ya pato - 0-7(10) W, vipimo vilivyofungwa 470 x 350 x 120 mm, uzito si zaidi ya kilo 8. Kifaa hiki kimeundwa kwa namna ya koti, ambayo, ikiwa ni lazima, inaweza kubadilishwa kuwa nafasi ya kufanya kazi.
Pia kati ya bidhaa za wazalishaji wengine wa ndani, complexes zifuatazo za upasuaji zinaweza kutajwa: ALOD-OBALKOM "Upasuaji" (kifaa cha laser cha upasuaji karibu na IR na nguvu ya mionzi inayoweza kubadilishwa). Kuna marekebisho 5 yanayopatikana, yanayotofautiana katika nguvu ya juu ya mionzi ya laser - 6 W, 9 W, 12 W, 15 W, 30 W. Inatumika kwa tiba ya PT (kuganda, kuondolewa kwa tumors, kukata tishu), mitambo kulingana na dioksidi kaboni, YAG-neodymium (upasuaji wa jumla) na lasers ya argon (ophthalmology) ya kampuni, pamoja na wengine wengi kulingana na gesi zote mbili, imara- hali na semiconductor amilifu wastani.
Kuna analogues nyingi za kigeni na za ndani, kanuni za matumizi ambazo ni sawa na zile zilizotajwa hapo juu.
3. Kuvunjika kwa mwanga
Kuvunjika kwa mwanga (kuvunjika kwa macho, kutokwa kwa macho, cheche ya laser), mpito wa dutu kama matokeo ya ionization kali hadi hali ya plasma chini ya ushawishi wa mashamba ya sumakuumeme ya masafa ya macho. Mwangaza wa mwanga ulionekana kwa mara ya kwanza mnamo 1963 wakati mionzi kutoka kwa leza ya fuwele ya rubi yenye nguvu ya juu inayofanya kazi katika modi ya Q-switched ililenga hewani. Wakati kuvunjika kwa mwanga kunatokea, cheche huonekana kwenye lengo la lens, athari hugunduliwa na mwangalizi kama mwanga mkali, unaofuatana na. sauti kali. Kwa kuvunjika kwa gesi kwenye masafa ya macho, shamba kubwa za umeme za mpangilio wa 106-107 V / cm zinahitajika, ambayo inalingana na ukubwa wa flux ya mwanga kwenye boriti ya laser = 109-1011 W / cm 2 (kwa kulinganisha, kuvunjika kwa microwave ya hewa ya anga hutokea kwa nguvu ya shamba = 104 V / cm). Kuna njia mbili zinazowezekana: Kuvunjika kwa mwanga wa gesi chini ya ushawishi wa mionzi ya mwanga mkali. Wa kwanza wao hawana tofauti katika asili kutokana na kuvunjika kwa gesi katika maeneo ya masafa yasiyo ya juu sana (hii pia inajumuisha mbalimbali ya microwave). Elektroni za kwanza za mbegu, ambazo huonekana kwa sababu moja au nyingine shambani, kwanza hupata nishati kwa kunyonya fotoni katika migongano na atomi za gesi. Utaratibu huu ni kinyume cha utoaji wa bremsstrahlung wa quanta wakati wa kutawanya kwa neutroni ya elektroni. atomi za msisimko. Baada ya kukusanya nishati ya kutosha kwa ionization, elektroni ionize atomi, na badala ya moja, elektroni mbili za polepole zinaonekana, na mchakato unarudia. Hivi ndivyo maporomoko ya theluji yanakua (angalia AVALANCHE DISCHARGE). KATIKA mashamba yenye nguvu Utaratibu huu hutokea haraka sana na kuvunjika hutokea katika gesi. Utaratibu wa pili wa kutokea kwa kuvunjika kwa mwanga, tabia mahsusi kwa masafa ya macho, ni ya asili ya quantum. Elektroni zinaweza kung'olewa kutoka kwa atomi kama matokeo ya athari ya picha ya multiquantum, i.e., na kunyonya kwa wakati mmoja wa fotoni kadhaa mara moja. Athari ya picha ya quantum moja katika kesi ya masafa katika safu inayoonekana haiwezekani, kwani uwezo wa ionization wa atomi ni mara kadhaa juu kuliko nishati ya quantum. Kwa hivyo, kwa mfano, nishati ya picha ya laser ya ruby ni 1.78 eV, na uwezo wa ionization wa argon ni 15.8 eV, i.e., picha 9 zinahitajika ili kuondoa elektroni. Kwa kawaida, taratibu za multiphoton haziwezekani, lakini kasi yao huongezeka kwa kasi kwa kuongezeka kwa idadi ya picha, na kwa nguvu hizo za juu ambazo Kuvunjika kwa Mwanga huzingatiwa, uwezekano wao unafikia thamani kubwa. Katika gesi mnene, kwa shinikizo juu ya mpangilio wa shinikizo la anga na juu, ionization ya maporomoko ya theluji hufanyika kila wakati; michakato ya multiphoton hapa ndio sababu ya kuonekana kwa elektroni za kwanza. Katika gesi adimu na katika maeneo ya mipigo ya picosecond, wakati elektroni zinaruka nje ya eneo la hatua ya shamba bila kuwa na wakati wa kupata migongano mingi, maporomoko hayawezi kukua na kuvunjika kwa mwanga kunawezekana tu kwa sababu ya kutolewa moja kwa moja kwa elektroni kutoka kwa atomi chini ya ushawishi wa mwanga. Hii inawezekana tu kwa uga zenye mwanga mwingi >107 V/cm. Kwa shinikizo la juu, kuvunjika kwa mwanga huzingatiwa katika nyanja dhaifu zaidi. Utaratibu mzima wa Kuvunjika kwa Mwanga ni ngumu na tofauti.
Kiasi cha mwanga cha msingi
Mwangaza wa mwanga pia huzingatiwa katika vyombo vya habari vilivyofupishwa wakati mionzi ya leza yenye nguvu inapoenea kupitia hiyo na inaweza kusababisha uharibifu wa nyenzo na sehemu za macho za vifaa vya leza.
Matumizi ya laser ya semiconductor hufungua uwezekano mpya katika ubora na muda wa matibabu. Chombo hiki cha upasuaji wa hali ya juu na vifaa vinaweza kutumika kwa kuzuia na kudhibiti jeraha katika kipindi cha baada ya upasuaji. Hii inakuwa inawezekana kupitia matumizi ya mali ya physiotherapeutic ya mionzi ya laser ya infrared, ambayo ina athari ya kupinga-uchochezi, athari ya bacteriostatic na baktericidal, na ina athari ya kuchochea kwenye kinga ya tishu na michakato ya kuzaliwa upya. Inafaa pia kutaja uwezekano wa kutumia laser ya diode kufanya meno meupe na vivuli 3-4 katika ziara moja. Hata hivyo, maeneo ya kawaida ya matumizi ya laser ni upasuaji na periodontics.
Matokeo yaliyopatikana wakati wa kufanya kazi na laser yanatoa sababu ya kudai: laser ya diode ni msaidizi wa karibu wa daktari katika kazi ya kila siku, ambayo inathibitishwa na hakiki nzuri kutoka kwa wagonjwa. Kwa maoni yao, matumizi ya aina hii ya matibabu ni haki na starehe. Uendeshaji hauna damu, haraka, na hatua ya baada ya upasuaji ni rahisi kubeba.
Kwa lengo, kupungua kwa muda wa uponyaji kwa mara 2 huzingatiwa, chini hisia za uchungu wakati na baada ya operesheni, kukuwezesha kufanya bila anesthetics, kuzaliwa upya kwa kasi, kutokuwepo kwa edema - haishangazi kwamba idadi inayoongezeka ya wagonjwa wanapendelea kudanganywa kwa laser. Lakini sio yote - mbinu iliyotengenezwa ya kusimamia wagonjwa wenye ugonjwa wa periodontal inaruhusu sisi kupunguza idadi na kuchelewesha shughuli za flap. Matokeo ya kutia moyo pia yamepatikana katika endodontics - matibabu ya mifereji yenye mwanga wa laser inaonekana kuahidi sana.
Maeneo ya matumizi. Laser za diode hutenganisha kikamilifu, disinfecting, coagulate na kujenga upya tishu laini, na kuifanya iwezekane kufanikiwa kufanya udanganyifu ufuatao:
* Marekebisho ya fizi wakati wa maandalizi ya kabla ya uboreshaji hufanya iwe rahisi kufanya kazi na nyenzo. Sehemu isiyo na damu hutoa ufikiaji wa moja kwa moja kwa nyuso zilizofunikwa na membrane ya mucous.
* Frenuloplasty - frenulums fupi za ulimi huondolewa na mdomo wa juu, upasuaji wa plastiki wa vestibule ya mdomo. Katika hali nyingi, kuondolewa kamili kwa frenulum kunafanikiwa. Wakati wa mchakato wa uponyaji, uvimbe mdogo huzingatiwa - kwa kiasi kikubwa chini ya majeraha kutoka kwa kuingilia kati na scalpel.
* Matibabu ya mifuko ya periodontal kwa gingivitis na periodontitis ya awali. Baada ya kozi ya mionzi, matokeo ya haraka na mazuri yanapatikana. Pia imebainika kuwa amana za meno ngumu ni rahisi kuondoa baada ya kufichuliwa na mionzi ya laser.
* Gingivoplasty. Hyperplasia ya gingival inayotokana na matibabu ya mifupa na kuwasha kwa mitambo inazidi kuwa ya kawaida. Inajulikana kuwa kuchochea kwa tishu za mucous husababisha mipako ya pathological ya jino. Mwitikio wa tishu ni wa kudumu na kwa kawaida huhitaji kuondolewa kwa tishu nyingi. Upasuaji wa laser ni njia bora ya kuondoa tishu nyingi, kurejesha uonekano wa kawaida wa mucosa.
* Matibabu ya vidonda vya aphthous na hyperesthesia ya herpes. Uwezo wa physiotherapeutic wa laser ya diode hutumiwa. Nishati ya laser kwa namna ya boriti isiyozingatia, iliyoelekezwa kwenye uso wa vidonda hivi, huathiri mwisho wa ujasiri (pamoja na hyperesthesia). Zaidi kesi ngumu zinahitaji mguso wa uso wa mwanga.
* Urekebishaji wa vipodozi wa membrane ya mucous. Udanganyifu huu ni njia kamili ya matibabu ya urembo. Lasers hufanya iwezekanavyo kuondoa safu ya tishu kwa safu. Kutokuwepo kwa damu kunaruhusu shughuli hizi kufanywa kwa usahihi zaidi. Tishu za gum hutolewa kwa urahisi, na kuacha kingo wazi. Vigezo vya upana, urefu wa chale na urefu wa mtaro wa gingival hupatikana kwa urahisi.
* Matibabu ya mara kwa mara. Katika hali hii, mafanikio zaidi ni mbinu jumuishi inayochanganya upasuaji na tiba ya kimwili. Kuna mipango ya matibabu ambayo husababisha msamaha wa muda mrefu ikiwa mgonjwa anafuata mapendekezo ya usafi wa mdomo. Katika ziara ya kwanza, mchakato wa papo hapo umesimamishwa, kisha mifuko ya patholojia husafishwa, na, ikiwa ni lazima, manipulations ya upasuaji hufanywa kwa kutumia vifaa vya ziada vya mfupa. Ifuatayo, mgonjwa hupitia kozi ya matengenezo ya tiba ya laser. Muda wa matibabu huchukua wastani wa siku 14.
* Matibabu ya Endodontic. Matumizi ya jadi ya laser katika endodontics ni uvukizi wa mabaki ya massa na disinfection ya mifereji. Vidokezo maalum vya endodontic vinakuwezesha kufanya kazi moja kwa moja kwenye mfereji wa wazi hadi kilele. Kwa kutumia laser, mabaki ya tishu yanapunguzwa, bakteria huharibiwa, na kuta za mfereji zimeangaziwa. Ikiwa kuna fistula, boriti ya laser inapita kupitia njia ya fistula kuelekea chanzo cha kuvimba. Wakati huo huo, kuenea kwa maambukizi kunasimamishwa kwa muda fulani na dalili zimezimwa, lakini kurudi tena ni dhahiri ikiwa mfereji wa mizizi haujashughulikiwa kikamilifu.
* Weupe. Mtu haipaswi kupuuza ukweli kwamba hii ni mojawapo ya taratibu maarufu za aesthetic kati ya wagonjwa. Kwa msaada wa laser ya diode, athari kubwa ya weupe inaweza kupatikana katika ziara moja tu. Utaratibu yenyewe ni rahisi sana na unajumuisha kuwezesha gel ya rangi nyeupe iliyotumiwa awali na mionzi ya laser.
Faida. Katika daktari wa meno ya upasuaji na periodontology, faida za laser zinatambuliwa na mambo kama vile usahihi na urahisi wa kufikia uwanja wa upasuaji. Wakati huo huo, hakuna damu wakati wa operesheni, ambayo inaruhusu shamba la upasuaji kubaki kavu, na hii kwa kawaida hutoa muhtasari bora - kwa sababu hiyo, muda wa operesheni umepunguzwa. Zaidi ya hayo, ni muhimu kuzingatia kwamba wakati wa operesheni vyombo vinaunganishwa, na hivyo kupunguza uvimbe wa baada ya kazi.
Pia, kutokana na athari za kupambana na uchochezi na bacteriostatic ya mionzi ya laser, hatari ya matatizo hupunguzwa. Uponyaji wa jeraha hutokea kwa kasi zaidi ikilinganishwa na mbinu za jadi.
Kwa matibabu ya kihafidhina ya laser ya gingivitis na periodontitis na kina cha mfukoni hadi 5 mm, hakuna damu au kuvimba; katika hali nyingine, kuzaliwa upya kwa tishu za mfupa huzingatiwa, ambayo inathibitishwa na tafiti za x-ray.
Wakati wa kufanya blekning, pamoja na muda mfupi wa utaratibu (karibu saa 1), faida kubwa ni udhihirisho mdogo wa hypersensitivity baada ya utaratibu wa blekning.
Maendeleo ya ndani. Kama unaweza kuona, kuna faida nyingi za kutumia lasers za diode. Kuna ukweli na kasoro moja kubwa inayopatikana katika maendeleo yote ya ubunifu katika nyanja zote za maarifa ya mwanadamu - bei ya juu. Hakika, gharama ya vifaa vile, hasa zinazozalishwa na bidhaa maalumu za Magharibi, ni muhimu. Kwa bahati nzuri, pia kuna maendeleo ya Kirusi katika eneo hili, na hii ni kesi ya nadra (linapokuja suala la maendeleo ya hali ya juu) wakati "Kirusi" haimaanishi "mbaya zaidi". Tangu nyakati za Soviet, maendeleo ya ndani katika uwanja wa teknolojia ya laser sio tu duni kuliko analogues za Magharibi, lakini mara nyingi huwazidi - mifano mingi ya mifumo ya kisasa ya laser ilitengenezwa katika nchi yetu.
Pia kuna laser ya meno ya semiconductor ya ndani - hii ni kifaa cha Lamy S (maendeleo ya pamoja ya Kituo cha Matibabu cha Denta-Rus na Kituo cha Utafiti na Uzalishaji cha Opttekhnika), ambacho baadhi ya makampuni ya Magharibi tayari yamependezwa nayo, kwa sababu. kati ya mambo mengine, faida yake isiyoweza kuepukika ni ukweli kwamba gharama ya laser ni mara 3 chini ikilinganishwa na analogues zilizoagizwa.
Kifaa hiki hutumia fuwele za leza ya semiconductor zinazofanya kazi kutoka kwa vyanzo vya nguvu vya chini vya voltage (350 W), badala ya mirija ya kutoa gesi inayohitaji chanzo maalum cha nguvu cha juu-voltage. Kubuni hii inakuwezesha kutatua matatizo kadhaa mara moja - kutokuwepo kwa voltage ya juu ni dhamana fulani ya usalama kwa daktari na mgonjwa, hakuna mashamba ya umeme yenye madhara, na hakuna baridi maalum inahitajika.
Lakini hebu turudi kwa bei ya chini ya kifaa - hii inakuwezesha kurejesha uwekezaji wako wa kifedha kwa kasi zaidi na kuanza kupata faida. Kukubaliana, pamoja na kuboresha ubora wa huduma ya mgonjwa, hii pia ni muhimu sana katika mazingira ya kibiashara.
Miongoni mwa vipengele vingine vya vifaa vya Lamy, ni mantiki kutambua zifuatazo - hazihitaji hali maalum na matengenezo maalum, ni ndogo kwa ukubwa na husafirishwa kwa urahisi ndani ya kliniki, na ni vigezo vya kuaminika na vyema. Huduma imeandaliwa kwa namna ambayo ikiwa malfunction hutokea, daktari hupokea kifaa kingine wakati wa matengenezo.
Hitimisho
Vyombo kuu ambavyo daktari wa upasuaji hutumia kwa kugawanyika kwa tishu ni scalpel na mkasi, yaani vyombo vya kukata. Hata hivyo, majeraha na kupunguzwa kwa scalpel na mkasi hufuatana na damu, inayohitaji matumizi ya hatua maalum za hemostasis. Kwa kuongeza, wakati wa kuwasiliana na tishu, vyombo vya kukata vinaweza kuenea microflora na seli za tumor mbaya kando ya mstari wa kukata. Katika suala hili, kwa muda mrefu, madaktari wa upasuaji wamekuwa na ndoto ya kuwa na chombo ambacho kinaweza kukata bila damu, wakati huo huo kuharibu microflora ya pathogenic na seli za tumor kwenye jeraha la upasuaji. Uingiliaji juu ya "shamba la upasuaji kavu" ni bora kwa upasuaji wa wasifu wowote.
Majaribio ya kuunda scalpel "bora" ya tarehe ya mwisho wa karne iliyopita, wakati kinachojulikana kisu cha umeme, kinachofanya kazi kwa kutumia mikondo ya juu-frequency, iliundwa. Kifaa hiki, katika matoleo ya juu zaidi, kwa sasa kinatumiwa sana na madaktari wa upasuaji wa utaalam mbalimbali. Walakini, kwa kuwa uzoefu umekusanya, mambo hasi ya "upasuaji wa umeme" yametambuliwa, ambayo kuu ni eneo kubwa la tishu za mafuta kuwaka katika eneo la chale. Inajulikana kuwa pana eneo la kuchoma, mbaya zaidi jeraha la upasuaji huponya. Kwa kuongeza, wakati wa kutumia kisu cha umeme, inakuwa muhimu kuingiza mwili wa mgonjwa katika mzunguko wa umeme. Vifaa vya upasuaji wa umeme huathiri vibaya uendeshaji wa vifaa vya elektroniki na vifaa vya kufuatilia kazi muhimu za mwili wakati wa upasuaji. Mashine ya Cryosurgical pia husababisha uharibifu mkubwa wa tishu, kuharibu mchakato wa uponyaji. Kasi ya kugawanyika kwa tishu na cryoscalpel ni ya chini sana. Kwa kweli, hii haihusishi dissection, lakini uharibifu wa tishu. Sehemu kubwa ya kuchoma pia huzingatiwa wakati wa kutumia scalpel ya plasma. Ikiwa tutazingatia kwamba boriti ya laser imetangaza mali ya hemostatic, pamoja na uwezo wa kuziba bronchioles, ducts bile na ducts za kongosho, basi matumizi ya teknolojia ya laser katika upasuaji inakuwa ya kuahidi sana. Imeorodheshwa kwa ufupi baadhi ya faida za kutumia leza katika upasuaji zinahusiana hasa na leza za kaboni dioksidi (C 0 2 lezari). Mbali nao, lasers zinazofanya kazi kwa kanuni nyingine na juu ya vitu vingine vya kazi hutumiwa katika dawa. Laser hizi zina sifa tofauti kimsingi wakati zinaathiri tishu za kibaolojia na hutumiwa kwa dalili nyembamba, haswa katika upasuaji wa moyo na mishipa, oncology, kwa matibabu ya magonjwa ya upasuaji wa ngozi na utando wa mucous unaoonekana, nk.
NAorodha ya fasihi iliyotumika
1. A.N. Remizov "Fizikia ya matibabu na kibaolojia".
2. O.K. Skobelkin "Lasers katika upasuaji, iliyohaririwa na profesa."
3. S.D. Pletnev "Lasers katika dawa ya kliniki" iliyohaririwa.
Iliyotumwa kwenye Allbest.ru
...Nyaraka zinazofanana
Maelekezo kuu na malengo ya matumizi ya matibabu na ya kibaolojia ya lasers. Hatua za ulinzi dhidi ya mionzi ya laser. Kupenya kwa mionzi ya laser ndani ya tishu za kibaolojia, mifumo yao ya pathogenetic ya mwingiliano. Utaratibu wa biostimulation ya laser.
muhtasari, imeongezwa 01/24/2011
Dhana na madhumuni ya laser, kanuni ya uendeshaji na muundo wa boriti ya laser, asili ya mwingiliano wake na tishu. Makala ya matumizi ya vitendo ya lasers katika meno, tathmini ya faida kuu na hasara. njia hii matibabu ya meno.
muhtasari, imeongezwa 05/14/2011
Dhana ya jumla ya umeme wa quantum. Historia ya maendeleo na kanuni ya muundo wa laser, mali ya mionzi ya laser. Laser za kiwango cha chini na za juu: mali, athari kwenye tishu za kibaolojia. Matumizi ya teknolojia ya laser katika dawa.
muhtasari, imeongezwa 05/28/2015
Mchakato wa mionzi ya laser. Utafiti katika uwanja wa lasers katika safu ya wimbi la X-ray. Matumizi ya matibabu ya lasers CO2 na argon na kryptoni ion lasers. Uzalishaji wa mionzi ya laser. Mgawo hatua muhimu lasers ya aina mbalimbali.
muhtasari, imeongezwa 01/17/2009
Msingi wa kimwili wa matumizi ya teknolojia ya laser katika dawa. Aina za lasers, kanuni za uendeshaji. Utaratibu wa mwingiliano wa mionzi ya laser na tishu za kibaolojia. Njia za kuahidi za laser katika dawa na biolojia. Vifaa vya laser vya matibabu vilivyotengenezwa kwa serial.
muhtasari, imeongezwa 08/30/2009
Dhana ya mionzi ya laser. Utaratibu wa hatua ya laser kwenye tishu. Matumizi yake katika upasuaji kwa kukata tishu, kuacha damu, kuondoa patholojia na kulehemu tishu za kibaiolojia; meno, dermatology, cosmetology, matibabu ya magonjwa ya retina.
uwasilishaji, umeongezwa 10/04/2015
Njia za utambuzi wa laser. Jenereta za quantum za macho. Maelekezo kuu na malengo ya matumizi ya matibabu na ya kibaolojia ya lasers. Angiografia. Uwezo wa utambuzi wa holography. Thermography. Ufungaji wa matibabu ya laser kwa tiba ya mionzi.
muhtasari, imeongezwa 02/12/2005
Asili ya kimwili na athari za matibabu ultrasound. Miongozo kuu ya matumizi yake ya matibabu na kibaolojia. Hatari na madhara uchunguzi wa ultrasound. Kiini cha echocardiography. Kufanya uchunguzi wa magonjwa ya viungo vya ndani.
uwasilishaji, umeongezwa 02/10/2016
Maombi mionzi ya ionizing katika dawa. Teknolojia ya taratibu za matibabu. Ufungaji wa tiba ya mionzi ya nje. Matumizi ya isotopu katika dawa. Njia za ulinzi dhidi ya mionzi ya ionizing. Mchakato wa kupata na kutumia radionuclides.
uwasilishaji, umeongezwa 02/21/2016
Familiarization na historia ya ugunduzi na mali ya lasers; mifano ya matumizi katika dawa. Kuzingatia muundo wa jicho na kazi zake. Magonjwa ya viungo vya maono na njia za utambuzi wao. Utafiti wa njia za kisasa za kurekebisha maono kwa kutumia lasers.
Katika dawa, mifumo ya laser imepata maombi yao kwa namna ya laser scalpel. Matumizi yake kwa shughuli za upasuaji imedhamiriwa na mali zifuatazo:
Hufanya mkato usio na damu, kwa kuwa wakati huo huo na mgawanyiko wa tishu, huunganisha kingo za jeraha kwa "kuziba" mishipa ya damu sio kubwa sana;
Laser scalpel inajulikana na sifa zake za kukata mara kwa mara. Kuwasiliana na kitu ngumu (kwa mfano, mfupa) haizima scalpel. Kwa scalpel ya mitambo, hali hiyo itakuwa mbaya;
Boriti ya laser, kwa sababu ya uwazi wake, inaruhusu daktari wa upasuaji kuona eneo lililoendeshwa. Upepo wa scalpel ya kawaida, pamoja na blade ya kisu cha umeme, daima kwa kiasi fulani huzuia shamba la kazi kutoka kwa upasuaji;
Boriti ya laser hupunguza tishu kwa mbali bila kutoa athari yoyote ya mitambo kwenye tishu;
Laser scalpel inahakikisha utasa kabisa, kwa sababu mionzi tu inaingiliana na tishu;
Boriti ya laser hufanya madhubuti ndani ya nchi, uvukizi wa tishu hutokea tu kwenye eneo la msingi. Maeneo ya karibu ya tishu yanaharibiwa kwa kiasi kikubwa chini ya wakati wa kutumia scalpel ya mitambo;
Mazoezi ya kliniki yameonyesha kuwa jeraha linalosababishwa na scalpel ya laser huumiza sana na huponya haraka.
Matumizi ya vitendo ya lasers katika upasuaji ilianza huko USSR mnamo 1966 katika Taasisi ya A.V. Vishnevsky. Laser scalpel ilitumika katika operesheni kwenye viungo vya ndani vya mashimo ya thoracic na tumbo. Hivi sasa, mihimili ya laser hutumiwa kufanya upasuaji wa plastiki ya ngozi, shughuli za umio, tumbo, matumbo, figo, ini, wengu na viungo vingine. Inajaribu sana kufanya shughuli kwa kutumia laser kwenye viungo vyenye idadi kubwa ya mishipa ya damu, kwa mfano, kwenye moyo na ini.
Tabia za aina fulani za lasers.
Hivi sasa, kuna aina kubwa ya lasers, tofauti katika vyombo vya habari vya kazi, nguvu, njia za uendeshaji na sifa nyingine. Hakuna haja ya kuwaelezea wote. Kwa hivyo, hapa kuna maelezo mafupi ya lasers ambayo yanawakilisha kikamilifu sifa za aina kuu za lasers (njia ya kufanya kazi, njia za kusukuma, n.k.)
Laser ya ruby. Kwanza jenereta ya quantum Chanzo cha mwanga kilikuwa laser ya ruby , iliyoundwa mnamo 1960.
Dutu inayofanya kazi ni rubi, ambayo ni fuwele ya oksidi ya alumini Al 2 O 3 (corundum), ambayo oksidi ya chromium Cr 2 Oz huletwa kama uchafu wakati wa ukuaji. Rangi nyekundu ya ruby inatokana na ion chanya Cr +3. Katika kimiani ya kioo ya Al 2 O 3, ioni ya Cr +3 inachukua nafasi ya ioni ya Al +3. Matokeo yake, bendi mbili za kunyonya zinaonekana kwenye kioo: moja katika kijani, nyingine katika sehemu ya bluu ya wigo. Uzito wa rangi nyekundu ya ruby unategemea mkusanyiko wa Cr +3 ions: juu ya mkusanyiko, rangi nyekundu zaidi. Katika ruby nyekundu ya giza, mkusanyiko wa Cr +3 ions hufikia 1%.
Pamoja na bendi za kunyonya za bluu na kijani, kuna viwango viwili vya nishati nyembamba E 1 na E 1 ', wakati wa mpito kutoka kwa kiwango kikuu cha mwanga hutolewa kwa urefu wa 694.3 na 692.8 nm. Upana wa mstari ni takriban 0.4 nm kwa joto la kawaida. Uwezekano wa mabadiliko ya kulazimishwa kwa mstari wa 694.3 nm ni mkubwa zaidi kuliko mstari wa 692.8 nm. Kwa hiyo, ni rahisi kufanya kazi na mstari wa 694.3 nm. Hata hivyo, inawezekana pia kuzalisha mistari 692.8 nm ikiwa unatumia vioo maalum ambavyo vina mgawo mkubwa wa kutafakari kwa mionzi l = 692.8 nm na ndogo kwa l = 694.3 nm.
Wakati ruby ikiwashwa na mwanga mweupe, sehemu za bluu na kijani za wigo huingizwa, na sehemu nyekundu inaonekana. Laser ya ruby hutumia kusukuma macho na taa ya xenon, ambayo hutoa mwanga wa juu wa mwanga wakati pigo la sasa linapita ndani yake, inapokanzwa gesi kwa Kelvin elfu kadhaa. Kusukuma kwa kuendelea haiwezekani kwa sababu taa haiwezi kuhimili operesheni inayoendelea kwa joto la juu sana. Mionzi inayotokana ni karibu na sifa zake kwa mionzi ya mwili mweusi kabisa. Mionzi hiyo inafyonzwa na Cr + ions, ambayo matokeo yake huhamia viwango vya nishati katika eneo la bendi za kunyonya. Walakini, kutoka kwa viwango hivi, Cr +3 ioni haraka sana, kama matokeo ya mpito usio na mionzi, songa hadi viwango vya E 1, E 1 '. Katika kesi hii, nishati ya ziada huhamishiwa kwenye kimiani, i.e., inabadilishwa kuwa nishati ya vibrations ya kimiani au, kwa maneno mengine, kuwa nishati ya fotoni. Viwango vya E 1, E 1 ' vinaweza kubadilika. Muda wa maisha katika ngazi E 1 ni 4.3 ms. Wakati wa mapigo ya pampu, atomi za msisimko hujilimbikiza katika viwango vya E 1 na E 1, na kuunda idadi kubwa ya watu kinyume na kiwango cha E 0 (hii ni kiwango cha atomi zisizofurahi).
Kioo cha ruby hupandwa kwa namna ya silinda ya pande zote. Kwa lasers, fuwele za ukubwa zifuatazo hutumiwa kawaida: urefu L = 5 cm, kipenyo d = 1 cm. Taa ya xenon na kioo cha ruby huwekwa kwenye cavity ya elliptical na uso wa ndani unaoonyesha sana. Ili kuhakikisha kuwa mionzi yote ya taa ya xenon inafikia ruby, kioo cha ruby na taa, ambayo pia ina sura ya silinda ya pande zote, huwekwa kwenye foci ya sehemu ya elliptical ya cavity sambamba na jenereta zake. Shukrani kwa hili, mionzi yenye wiani karibu sawa na wiani wa mionzi kwenye chanzo cha pampu inaelekezwa kwa ruby.
Moja ya ncha za fuwele za ruby hukatwa ili kutafakari kamili na kurudi kwa boriti kuhakikishwe kutoka kwenye kingo za kata. Kata hii inachukua nafasi ya moja ya vioo vya laser. Mwisho wa pili wa fuwele ya ruby hukatwa kwa pembe ya Brewster. Inahakikisha kwamba boriti inatoka kwenye fuwele ya rubi bila kuakisi kwa ugawanyiko unaofaa wa mstari. Kioo cha pili cha resonator kinawekwa kwenye njia ya boriti hii. Kwa hivyo, mionzi kutoka kwa laser ya ruby imewekwa kwa mstari.
Laser ya Heliamu-neon. Kati ya kazi ni mchanganyiko wa gesi ya heliamu na neon. Uzalishaji hutokea kutokana na mabadiliko kati ya viwango vya nishati vya neon, na heliamu ina jukumu la mpatanishi ambapo nishati huhamishiwa kwa atomi za neon ili kuunda ubadilishaji wa idadi ya watu.
Neon, kimsingi, inaweza kutoa masomo ya laser kama matokeo ya mabadiliko zaidi ya 130 tofauti. Hata hivyo, mistari mikali zaidi iko katika urefu wa mawimbi wa 632.8 nm, 1.15 na 3.39 µm. Wimbi la 632.8 nm iko katika sehemu inayoonekana ya wigo, na mawimbi ya 1.15 na 3.39 microns ni katika infrared.
Wakati sasa inapitishwa kupitia mchanganyiko wa heliamu-neon wa gesi kwa athari ya elektroni, atomi za heliamu husisimka kwa majimbo 2 3 S na 2 2 S, ambayo ni metastable, kwani mpito wa hali ya chini kutoka kwao ni marufuku na uteuzi wa mitambo ya quantum. kanuni. Wakati mkondo unapita, atomi hujilimbikiza katika viwango hivi. Wakati atomi ya heliamu yenye msisimko inapogongana na atomi ya neoni isiyosisimka, nishati ya msisimko huenda hadi ya mwisho. Mpito huu hutokea kwa ufanisi sana kutokana na sadfa nzuri ya nishati za viwango vinavyolingana. Matokeo yake, idadi ya watu inverse huundwa katika viwango vya 3S na 2S vya neon kuhusiana na viwango vya 2P na 3P, na kusababisha uwezekano wa kuzalisha mionzi ya laser. Laser inaweza kufanya kazi katika hali ya kuendelea. Mionzi ya laser ya heliamu-neon ni polarized linearly. Kwa kawaida, shinikizo la heliamu katika chumba ni 332 Pa, na neon - 66 Pa. Voltage mara kwa mara kwenye bomba ni karibu 4 kV. Moja ya vioo ina mgawo wa kutafakari wa utaratibu wa 0.999, na pili, kwa njia ambayo mionzi ya laser inatoka, ni karibu 0.990. Dielectrics za multilayer hutumiwa kama vioo, kwa kuwa mgawo wa chini wa kutafakari hauhakikishi kuwa kizingiti cha lasing kinafikiwa.
Laser za gesi. Labda ndio aina inayotumika sana ya laser leo na ni bora kuliko hata lasers za ruby katika suala hili. Utafiti mwingi uliofanywa pia umejitolea kwa lasers za gesi. Miongoni mwa aina tofauti lasers za gesi daima kunawezekana kupata moja ambayo itakidhi karibu mahitaji yoyote ya laser, isipokuwa nguvu ya juu sana katika eneo linaloonekana la wigo katika hali ya pulsed. Nguvu za juu zinahitajika kwa majaribio mengi wakati wa kusoma sifa za macho zisizo za mstari za nyenzo. Kwa sasa, nguvu za juu hazijapatikana katika lasers za gesi kwa sababu rahisi kwamba wiani wa atomi ndani yao sio juu ya kutosha. Hata hivyo, kwa karibu madhumuni mengine yote, aina maalum ya laser ya gesi inaweza kupatikana ambayo itakuwa bora zaidi ya lasers za hali imara na semiconductor. Jitihada nyingi zimetolewa ili kufanya lasers hizi kushindana na lasers za gesi, na baadhi ya mafanikio yamepatikana katika matukio kadhaa, lakini daima imekuwa kwenye ukingo wa uwezekano, wakati lasers za gesi hazionyeshi dalili za kupungua kwa umaarufu.
Upekee wa lasers za gesi mara nyingi ni kutokana na ukweli kwamba wao, kama sheria, ni vyanzo vya spectra ya atomiki au molekuli. Kwa hiyo, urefu wa wavelengths wa mabadiliko hujulikana kwa usahihi. Zimedhamiriwa na muundo wa atomiki na kwa kawaida hazitegemei hali ya mazingira. Uthabiti wa urefu wa wimbi chini ya juhudi fulani unaweza kuboreshwa kwa kiasi kikubwa ikilinganishwa na uthabiti wa utoaji wa papo hapo. Sasa kuna leza zenye monochromaticity bora kuliko kifaa kingine chochote. Kwa chaguo sahihi la kati inayofanya kazi, lasing inaweza kupatikana katika sehemu yoyote ya wigo, kutoka kwa ultraviolet (~2OOO A) hadi eneo la mbali la infrared (~ 0.4 mm), ikifunika eneo la microwave.
Pia hakuna sababu ya shaka kwamba katika siku zijazo itawezekana kuunda lasers kwa eneo la utupu la ultraviolet la wigo. Rarefaction ya gesi ya kufanya kazi inahakikisha homogeneity ya macho ya kati na index ya chini ya refractive, ambayo inaruhusu matumizi ya nadharia rahisi ya hisabati kuelezea muundo wa njia za resonator na hutoa ujasiri kwamba mali ya ishara ya pato iko karibu na yale ya kinadharia. . Ingawa ufanisi wa kubadilisha nishati ya umeme kuwa nishati inayochangamshwa ya utoaji katika leza ya gesi hauwezi kuwa juu kama katika leza ya semiconductor, kwa sababu ya unyenyekevu wa kudhibiti utokaji, laser ya gesi inageuka kuwa rahisi zaidi kwa madhumuni mengi kufanya kazi kama moja ya vifaa vya maabara. Linapokuja suala la nguvu ya juu ya kuendelea (kinyume na nguvu ya pulsed), asili ya lasers ya gesi huwawezesha kushinda aina nyingine zote za lasers katika suala hili.
C0 2 -laser yenye sauti iliyofungwa. Molekuli za dioksidi kaboni, kama molekuli nyinginezo, zina wigo wa milia kutokana na kuwepo kwa viwango vya nishati ya mtetemo na mzunguko. Mpito unaotumiwa katika laser ya CO 2 hutoa mionzi yenye urefu wa microns 10.6, yaani, iko katika eneo la infrared la wigo. Kutumia viwango vya vibrational, inawezekana kutofautiana kidogo mzunguko wa mionzi katika safu kutoka takriban 9.2 hadi 10.8 μm. Nishati huhamishiwa kwa molekuli za CO 2 kutoka kwa molekuli za nitrojeni N 2, ambazo zenyewe husisimka na athari ya elektroni wakati sasa inapita kwenye mchanganyiko.
Hali ya msisimko wa molekuli ya nitrojeni N2 ni metastable na iko katika umbali wa 2318 cm -1 kutoka ngazi ya chini, ambayo ni karibu sana na kiwango cha nishati (001) ya molekuli ya CO2. Kwa sababu ya metastiki ya hali ya msisimko ya N2, idadi ya atomi za msisimko hujilimbikiza wakati wa kupitisha sasa. Wakati N 2 inapogongana na CO 2, uhamisho wa resonant wa nishati ya msisimko kutoka N 2 hadi CO 2 hutokea. Kama matokeo, ubadilishaji wa idadi ya watu hufanyika kati ya viwango (001), (100), (020) vya molekuli za CO 2. Kawaida, ili kupunguza idadi ya watu wa kiwango (100), ambayo ina maisha ya muda mrefu, ambayo huharibu kizazi juu ya mpito kwa kiwango hiki, heliamu huongezwa. Chini ya hali ya kawaida, mchanganyiko wa gesi katika laser inajumuisha heliamu (1330 Pa), nitrojeni (133 Pa) na dioksidi kaboni (133 Pa).
Laser ya CO 2 inapofanya kazi, molekuli za CO 2 hutengana na kuwa CO na O, kutokana na ambayo kati inayofanya kazi inadhoofika. Ifuatayo, CO hutengana kuwa C na O, na kaboni huwekwa kwenye elektroni na kuta za bomba. Yote hii inazidisha kazi ya laser ya CO 2. Ili kuondokana na madhara mabaya ya mambo haya, mvuke wa maji huongezwa kwenye mfumo wa kufungwa, ambayo huchochea majibu
CO + O ® CO 2 .
Electrodes ya platinamu hutumiwa, nyenzo ambayo ni kichocheo cha mmenyuko huu. Ili kuongeza ugavi wa kati ya kazi, resonator inaunganishwa na vyombo vya ziada vyenye CO 2, N 2, Yeye, ambayo huongezwa kwa kiasi kinachohitajika kwa kiasi cha cavity ili kudumisha hali bora ya uendeshaji wa laser. Laser kama hiyo ya CO 2 iliyofungwa inaweza kufanya kazi kwa maelfu mengi ya masaa.
Flow CO 2 - laser. Marekebisho muhimu ni mtiririko-kwa njia ya laser ya CO 2, ambayo mchanganyiko wa gesi CO 2, N 2, Yeye hupigwa mara kwa mara kupitia resonator. Laser kama hiyo inaweza kutoa mionzi thabiti inayoendelea na nguvu ya zaidi ya 50 W kwa kila mita ya urefu wa kati yake inayofanya kazi.
Laser ya Neodymium. Jina linaweza kupotosha. Mwili wa laser sio chuma cha neodymium, lakini glasi ya kawaida na mchanganyiko wa neodymium. Ioni za atomi za neodymium husambazwa kwa nasibu kati ya silicon na atomi za oksijeni. Kusukuma kunafanywa na taa za umeme. Taa hutoa mionzi ndani ya safu ya urefu wa mawimbi kutoka mikroni 0.5 hadi 0.9. Kundi pana la majimbo ya msisimko linaonekana. Atomi hufanya mabadiliko yasiyo ya mionzi hadi kiwango cha juu cha leza. Kila mpito hutoa nishati tofauti, ambayo inabadilishwa kuwa nishati ya vibrational ya "latiti" nzima ya atomi.
Mionzi ya laser, i.e. mpito hadi ngazi ya chini tupu, ina urefu wa wimbi wa 1.06 µm.
T-laser. Katika matumizi mengi ya vitendo, jukumu muhimu linachezwa na laser CO 2, ambayo mchanganyiko wa kazi ni chini ya shinikizo la anga na msisimko na shamba la umeme la transverse (T laser). Kwa kuwa elektroni ziko sambamba na mhimili wa resonator, ili kupata maadili makubwa ya nguvu ya uwanja wa umeme kwenye resonator, tofauti ndogo za uwezo kati ya elektroni zinahitajika, ambayo inafanya uwezekano wa kufanya kazi katika hali ya kupigwa kwa anga. shinikizo, wakati mkusanyiko wa CO 2 katika resonator ni ya juu. Kwa hiyo, inawezekana kupata nguvu ya juu, kwa kawaida kufikia MW 10 au zaidi katika pigo moja ya mionzi na muda wa chini ya 1 μs. Kiwango cha kurudia kwa mapigo katika lasers kama hizo kawaida ni mipigo kadhaa kwa dakika.
Laser za nguvu za gesi. Mchanganyiko wa CO 2 na N 2 inapokanzwa kwa joto la juu (1000-2000 K) inapita kwa kasi ya juu kupitia pua ya kupanua na imepozwa sana. Viwango vya juu na vya chini vya nishati huwekwa maboksi ya joto kwa viwango tofauti, na kusababisha kuundwa kwa idadi ya watu kinyume. Kwa hiyo, kwa kuunda resonator ya macho wakati wa kuondoka kutoka kwa pua, inawezekana kuzalisha mionzi ya laser kutokana na idadi hii ya kinyume. Lasers zinazofanya kazi kwenye kanuni hii huitwa gesi-nguvu. Wanafanya uwezekano wa kupata nguvu za mionzi ya juu sana katika hali ya kuendelea.
Laser za rangi. Dyes ni molekuli ngumu sana ambazo zina viwango vya juu vya nishati ya vibrational. Viwango vya nishati katika bendi ya wigo ziko karibu kila wakati. Kutokana na mwingiliano wa intramolecular, molekuli haraka sana (wakati wa utaratibu wa 10 -11 -10 -12 s) hupita bila mionzi kwa kiwango cha chini cha nishati ya kila bendi. Kwa hiyo, baada ya molekuli kusisimua, baada ya muda mfupi sana, molekuli zote za msisimko zitazingatia kiwango cha chini cha bendi ya E 1. Kisha wana uwezo wa kufanya mpito wa mionzi kwa viwango vyovyote vya nishati vya bendi ya chini. Kwa hivyo, mionzi ya karibu mzunguko wowote inawezekana katika muda unaofanana na upana wa bendi ya sifuri. Hii inamaanisha kwamba ikiwa molekuli za rangi huchukuliwa kama dutu inayotumika ya kutengeneza mionzi ya laser, basi kulingana na mipangilio ya resonator, urekebishaji wa karibu unaoendelea wa mzunguko wa mionzi ya laser inayozalishwa inaweza kupatikana. Kwa hivyo, lasers za rangi zilizo na masafa ya kizazi zinazoweza kutumika zinaundwa. Laser za rangi hupigwa na taa za kutokwa kwa gesi au kwa mionzi kutoka kwa lasers nyingine.
Uchaguzi wa masafa ya kizazi hupatikana kwa kuunda kizingiti cha kizazi tu kwa safu nyembamba ya masafa. Kwa mfano, nafasi za prism na kioo huchaguliwa ili miale tu iliyo na urefu fulani wa wimbi irudi kwa kati baada ya kutafakari kutoka kwa kioo kwa sababu ya utawanyiko na pembe tofauti za kinzani. Kizazi cha laser hutolewa tu kwa urefu kama huo. Kwa kuzunguka prism, inawezekana kuendelea kurekebisha mzunguko wa mionzi ya laser ya rangi. Lasing ilifanyika na dyes nyingi, ambayo ilifanya iwezekanavyo kupata mionzi ya laser si tu katika aina nzima ya macho, lakini pia katika sehemu kubwa ya mikoa ya infrared na ultraviolet ya wigo.
Laser za semiconductor. Mfano kuu wa uendeshaji wa lasers ya semiconductor ni kifaa cha kuhifadhi magnetic-optical (MO).
Kanuni za uendeshaji wa hifadhi ya MO.
Hifadhi ya MO imejengwa juu ya mchanganyiko wa kanuni za magnetic na za macho za kuhifadhi habari. Taarifa imeandikwa kwa kutumia boriti ya laser na shamba la magnetic, na kusoma kwa kutumia laser tu.
Wakati wa mchakato wa kurekodi kwenye diski ya MO, boriti ya laser inapokanzwa pointi fulani kwenye diski, na chini ya ushawishi wa joto, upinzani wa mabadiliko ya polarity kwa hatua ya joto hupungua kwa kasi, ambayo inaruhusu shamba la magnetic kubadilisha polarity ya uhakika. . Baada ya kupokanzwa kukamilika, upinzani huongezeka tena. Polarity ya hatua ya joto inabakia kwa mujibu wa shamba la magnetic linalotumiwa wakati wa joto.
Anatoa za MO zinazopatikana leo hutumia mizunguko miwili kurekodi habari: mzunguko wa kufuta na mzunguko wa kuandika. Wakati wa mchakato wa kufuta, uwanja wa magnetic una polarity sawa, inayofanana na zero za binary. Boriti ya laser hupasha joto eneo lote lililofutwa na kwa hivyo huandika mlolongo wa zero kwenye diski. Wakati wa mzunguko wa kuandika, polarity ya shamba la magnetic ni kinyume chake, ambayo inafanana na binary moja. Katika mzunguko huu, boriti ya laser inawashwa tu katika maeneo hayo ambayo yanapaswa kuwa na binary, na kuacha maeneo yenye zero za binary bila kubadilika.
Katika mchakato wa kusoma kutoka kwa disk ya MO, athari ya Kerr hutumiwa, ambayo inajumuisha kubadilisha ndege ya polarization ya boriti ya laser iliyojitokeza, kulingana na mwelekeo wa shamba la magnetic ya kipengele cha kutafakari. Kipengele cha kutafakari katika kesi hii ni hatua juu ya uso wa disk magnetized wakati wa kurekodi, sambamba na habari moja iliyohifadhiwa. Wakati wa kusoma, boriti ya laser ya kiwango cha chini hutumiwa, ambayo haina kusababisha inapokanzwa kwa eneo la kusoma, hivyo taarifa zilizohifadhiwa haziharibiki wakati wa kusoma.
Njia hii, tofauti na ile ya kawaida inayotumiwa kwenye diski za macho, haiharibu uso wa diski na inaruhusu kurekodi mara kwa mara bila vifaa vya ziada. Njia hii pia ina faida juu ya rekodi ya jadi ya sumaku kwa suala la kuegemea. Kwa kuwa remagnetization ya sehemu za disk inawezekana tu chini ya ushawishi wa joto la juu, uwezekano wa reverse ya magnetization ya ajali ni ndogo sana, tofauti na kurekodi kwa jadi ya magnetic, hasara ambayo inaweza kusababishwa na mashamba ya magnetic random.
Upeo wa matumizi ya disks za MO imedhamiriwa na yake utendaji wa juu kwa suala la kuegemea, ujazo na mauzo. Diski ya MO ni muhimu kwa kazi zinazohitaji nafasi kubwa ya diski. Hizi ni kazi kama vile usindikaji wa picha na sauti. Hata hivyo, kasi ya chini ya upatikanaji wa data haifanyi iwezekanavyo kutumia disks za MO kwa kazi na reactivity muhimu ya mfumo. Kwa hiyo, matumizi ya disks za MO katika kazi hizo huja chini ya kuhifadhi habari za muda au za kuhifadhi juu yao. Matumizi ya manufaa sana kwa diski za MO ni kwa kuweka nakala rudufu au hifadhidata. Tofauti na viendeshi vya tepi vilivyotumiwa kwa madhumuni haya, kuhifadhi habari za chelezo kwenye diski za MO huongeza sana kasi ya kurejesha data baada ya kutofaulu. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba disks za MO ni vifaa vya upatikanaji wa random, ambayo inakuwezesha kurejesha data tu ambayo imeshindwa. Kwa kuongeza, kwa njia hii ya kurejesha hakuna haja ya kuacha kabisa mfumo mpaka data itarejeshwa kabisa. Faida hizi, pamoja na kuegemea juu kwa uhifadhi wa habari, hufanya matumizi ya diski za MO kwa chelezo kuwa na faida, ingawa ni ghali zaidi ikilinganishwa na anatoa za tepi.
Matumizi ya disks za MO pia inashauriwa wakati wa kufanya kazi na kiasi kikubwa cha habari za kibinafsi. Ubadilishaji rahisi wa diski hukuruhusu kuzitumia tu wakati wa kazi, bila kuwa na wasiwasi juu ya kulinda kompyuta yako wakati wa saa zisizo za kazi; data inaweza kuhifadhiwa katika sehemu tofauti, iliyolindwa. Mali hiyo hiyo hufanya disks za MO kuwa muhimu katika hali ambapo ni muhimu kusafirisha kiasi kikubwa kutoka mahali hadi mahali, kwa mfano kutoka kwa kazi hadi nyumbani na kurudi.
Matarajio makuu ya maendeleo ya disks za MO yanahusiana hasa na kuongeza kasi ya kurekodi data. Kasi ya polepole imedhamiriwa kimsingi na algorithm ya kurekodi pasi mbili. Katika algorithm hii, zero na zile zimeandikwa kwa njia tofauti kutokana na ukweli kwamba shamba la magnetic ambalo linaweka mwelekeo wa polarization ya pointi maalum kwenye diski haiwezi kubadilisha mwelekeo wake haraka vya kutosha.
Njia mbadala ya kweli zaidi ya kurekodi pasi mbili ni teknolojia kulingana na mabadiliko hali ya awamu. Mfumo kama huo tayari umetekelezwa na kampuni zingine za utengenezaji. Kuna maendeleo mengine kadhaa katika mwelekeo huu yanayohusiana na dyes za polima na urekebishaji wa uwanja wa sumaku na nguvu ya mionzi ya laser.
Teknolojia ya mabadiliko ya awamu inategemea uwezo wa dutu kubadilika kutoka hali ya fuwele hadi hali ya amofasi. Inatosha kuangazia hatua fulani juu ya uso wa diski na boriti ya laser ya nguvu fulani, na dutu hii katika hatua hii itaingia. hali ya amofasi. Katika kesi hii, kutafakari kwa disk katika hatua hii inabadilika. Kuandika habari hutokea kwa kasi zaidi, lakini wakati huo huo uso wa diski umeharibika, ambayo hupunguza idadi ya mizunguko ya kuandika upya.
Teknolojia inaendelezwa kwa sasa ambayo inaruhusu polarity ya uga wa sumaku kugeuzwa nyuma katika nanoseconds chache tu. Hii itaruhusu uga wa sumaku kubadilika kwa usawa na kuwasili kwa data kwa kurekodi. Pia kuna teknolojia kulingana na urekebishaji wa mionzi ya laser. Katika teknolojia hii, gari hufanya kazi kwa njia tatu: hali ya chini ya kusoma, hali ya kuandika ya kiwango cha kati na hali ya kuandika ya juu. Kurekebisha kiwango cha boriti ya laser kunahitaji zaidi muundo tata disk na kuongeza utaratibu wa kuendesha gari na sumaku ya kuanzisha imewekwa mbele ya sumaku ya upendeleo na kuwa na polarity kinyume. Katika kesi rahisi, diski ina tabaka mbili za kazi - kuanzisha na kurekodi. Safu ya uanzishaji imetengenezwa kwa nyenzo kama hiyo ambayo sumaku inayoanzisha inaweza kubadilisha polarity yake bila mfiduo wa ziada wa laser.
Bila shaka, disks za MO zinaahidi na zinazoendelea kwa haraka vifaa vinavyoweza kutatua matatizo yanayojitokeza na kiasi kikubwa cha habari. Lakini maendeleo yao zaidi hayategemei tu teknolojia ya kurekodi juu yao, lakini pia juu ya maendeleo katika uwanja wa vyombo vya habari vingine vya kuhifadhi. Na isipokuwa njia bora zaidi ya kuhifadhi habari haijavumbuliwa, diski za MO zinaweza kuchukua jukumu kuu.
Matumizi ya lasers katika dawa kimsingi ni tofauti na maeneo mengine mengi ya matumizi ya teknolojia ya lasers. Teknolojia za matibabu za laser zinatofautishwa na mwelekeo wao wa kibinadamu. Ikiwa shida ya afya ni ya kutosha kwa mtu mwenyewe au mpendwa wake, basi matatizo ya matibabu huwa muhimu zaidi kuliko matatizo mengine yoyote.
Teknolojia za matibabu za laser zinatofautishwa na utofauti wao, ugumu, na utofauti. Dawa ya laser inajumuisha athari za mionzi ya laser kwenye sehemu mbalimbali za mwili: ngozi, mifupa, misuli, tishu za mafuta, tendons, viungo vya ndani, macho, tishu za meno, nk Aidha, kila mmoja wao, kwa upande wake, ana muundo tata. Kwa hivyo katika jino unaweza kuchunguza kando enamel, dentini, na massa. Katika ngozi - corneum ya stratum, epidermis, dermis. Vitambaa hivi vyote vina mali zao wenyewe, kama macho ( sifa za spectral, mgawo wa kutafakari, kina cha kupenya kwa mionzi) na thermophysical (conductivity ya joto, diffusivity ya joto, uwezo wa joto), tofauti na mali ya tishu nyingine za kibiolojia. Kwa hiyo, asili ya athari za mionzi ya laser juu yao pia hutofautiana. Ipasavyo, katika kila kisa ni muhimu kuchagua vigezo vya mtu binafsi vya hali ya mionzi: urefu wa wimbi, muda wa mfiduo, nguvu, kiwango cha kurudia mapigo, nk. Tofauti kali katika mali ya tishu za kibiolojia hufanya athari maalum iwezekanavyo, kwa mfano, athari za percutaneous kwenye tishu za pathological (irradiation ya tishu za subcutaneous bila uharibifu mkubwa kwa ngozi).
Kila kitambaa, kutokana na yake asili ya kibiolojia tofauti, ina muundo mdogo wa microstructure. Tishu laini zina kiasi kikubwa cha maji. Mifupa ina madini mbalimbali. Matokeo ya hii ni ukweli kwamba athari za mionzi kwenye tishu, hasa uharibifu, upasuaji, kwa tishu tofauti na urefu wa mionzi ya mionzi hutofautiana sio tu kwa kiasi, lakini pia kwa ubora. Hii inamaanisha kuwa kuna njia tofauti kabisa za kuondoa tishu za kibaolojia: mgando wa joto na wa chini wa nishati na resorption inayofuata, njia za kulipuka, uondoaji wa "baridi".
Inashangaza, kutekeleza athari ya matibabu kwenye sehemu maalum ya mwili, mfiduo wa laser unaweza kuelekezwa kwa kitu tofauti kabisa. Tiba ya laser ni dalili hapa, wakati mionzi ya damu, pointi maalum au makadirio ya viungo kwenye ngozi ya binadamu (kanda za Zakharyin-Ged), mguu au kiganja, au eneo la mgongo lina athari kwa viungo vya ndani vilivyo mbali sana na eneo la ushawishi. , na kwa mwili mzima kwa ujumla.
Kwa kuongeza, kwa kuwa mwili ni mzima mmoja, athari ya athari inaendelea kwa muda mrefu sana baada ya mwisho wake. Baada ya upasuaji wa laser, mmenyuko wa mwili unaendelea kwa siku, wiki na hata miezi.
Ugumu huu na utata wa dawa ya laser hufanya kuwa ya kuvutia sana kwa utafiti na maendeleo ya teknolojia mpya.
Kwa nini mionzi ya laser imepata matumizi mengi sana katika dawa? Sifa kuu za mionzi ya laser kama inavyotumika kwa dawa ya laser ni:
- - mwelekeo, monochromaticity, mshikamano, ambayo huamua uwezekano wa ujanibishaji wa nishati;
- - anuwai ya wigo wa laser zilizopo (hii ni muhimu sana katika kesi wakati kunyonya ni asili ya asili);
- - uwezo wa kudhibiti muda wa mfiduo ndani ya anuwai (laser zilizopo hutoa muda wa mfiduo kutoka safu ya pili ya femtose hadi mfiduo unaoendelea);
- - uwezo wa kubadilisha vizuri kiwango cha mfiduo juu ya anuwai,
- - uwezekano wa kubadilisha sifa za mzunguko wa ushawishi,
- - uwezekano mpana wa udhibiti wa mchakato wa macho, pamoja na uwezekano wa kuandaa maoni,
- - anuwai ya mifumo ya hatua: mafuta, photochemical, biophysical tu, kemikali,
- - urahisi wa utoaji wa mionzi,
- - uwezekano wa mfiduo bila mawasiliano, ambayo inahakikisha utasa;
- - uwezekano wa kufanya shughuli zisizo na damu zinazohusiana na joto na, kwa hiyo, athari ya kuchanganya ya mionzi.
Kwa hivyo, leza inaonekana kuwa zana sahihi kabisa, inayotumika sana na rahisi kutumia na ina uwezo mkubwa wa matumizi ya matibabu yajayo.
Kanuni ya uendeshaji wa laser
Mchoro wa kanuni ya uendeshaji wa emitter yoyote ya laser inaweza kuwasilishwa kama ifuatavyo (Mchoro 1).
Mchele. 1.
Muundo wa kila mmoja wao ni pamoja na fimbo ya cylindrical na dutu ya kazi, ambayo mwisho wake kuna vioo, ambayo moja ina upenyezaji mdogo. Katika maeneo ya karibu ya silinda na dutu ya kazi kuna taa ya flash, ambayo inaweza kuwa sawa na fimbo au kuzunguka kwa nyoka. Inajulikana kuwa katika miili yenye joto, kwa mfano katika taa ya incandescent, mionzi ya hiari hutokea, ambayo kila chembe ya dutu hutoa kwa njia yake mwenyewe, na hivyo kuna fluxes ya mawimbi ya mwanga yaliyoelekezwa kwa nasibu kuhusiana na kila mmoja. Kitoa leza hutumia kinachojulikana kuwa chafu kilichochochewa, ambacho hutofautiana na utoaji wa hiari na hutokea wakati atomi ya msisimko inaposhambuliwa na quantum nyepesi. Photon iliyotolewa katika kesi hii ni juu ya yote sifa za sumakuumeme sawa kabisa na ile ya msingi iliyoshambulia atomu iliyosisimka. Matokeo yake, photoni mbili zinaonekana kwa urefu sawa, mzunguko, amplitude, mwelekeo wa uenezi na polarization. Ni rahisi kufikiria kuwa katika hali ya kazi kuna mchakato wa kuongezeka kwa kasi kwa idadi ya fotoni, kunakili picha ya msingi ya "mbegu" katika vigezo vyote na kuunda flux ya mwanga ya unidirectional. Dutu inayofanya kazi hufanya kama kati inayofanya kazi katika emitter ya laser, na msisimko wa atomi zake (kusukuma kwa laser) hufanyika kwa sababu ya nishati ya taa ya flash. Mito ya fotoni, mwelekeo wa uenezi ambao ni wa kawaida kwa ndege ya vioo, iliyoonyeshwa kutoka kwa uso wao, hupita mara kwa mara kupitia dutu inayofanya kazi na kurudi, na kusababisha athari mpya zaidi na zaidi za mnyororo wa poromoko. Kwa kuwa moja ya vioo ni uwazi kwa sehemu, baadhi ya picha zinazotokana hutoka kwa namna ya boriti ya laser inayoonekana.
Kwa hivyo, kipengele tofauti cha mionzi ya laser ni monochromaticity, mshikamano na polarization ya juu ya mawimbi ya umeme katika flux mwanga. Monokromatiki ina sifa ya kuwepo katika wigo wa chanzo cha fotoni chenye urefu wa wimbi moja; upatanisho ni ulandanishi wa wakati na nafasi ya mawimbi ya mwanga ya monokromatiki. Polarization ya juu ni mabadiliko ya asili katika mwelekeo na ukubwa wa vector ya mionzi katika ndege perpendicular kwa mwanga mwanga. Hiyo ni, photons katika flux ya mwanga wa laser sio tu wavelengths mara kwa mara, masafa na amplitudes, lakini pia mwelekeo sawa wa uenezi na polarization. Wakati mwanga wa kawaida unajumuisha chembe zisizo za kawaida zinazotawanya. Ili kuiweka katika mtazamo, tofauti kati ya mwanga unaotolewa na laser na taa ya kawaida ya incandescent ni sawa na tofauti kati ya sauti ya uma ya kurekebisha na kelele ya mitaani.
Utumiaji wa lasers katika meno
Katika daktari wa meno, mionzi ya laser imechukua niche kubwa sana. Kwenye idara daktari wa meno ya mifupa BSMU inafanya kazi ya kusoma uwezekano wa kutumia mionzi ya laser, ambayo inashughulikia nyanja zote za physiotherapeutic na upasuaji wa hatua ya laser kwenye viungo na tishu za eneo la maxillofacial, na maswala ya matumizi ya teknolojia ya lasers katika hatua za utengenezaji. na ukarabati wa bandia na vifaa.
Nuru imetumika kutibu magonjwa mbalimbali kwa karne nyingi. Wagiriki wa kale na Warumi mara nyingi "walichukua jua" kama dawa. Na orodha ya magonjwa ambayo yalipaswa kutibiwa na mwanga ilikuwa kubwa sana.
Alfajiri ya kweli ya phototherapy ilikuja katika karne ya 19 - na uvumbuzi wa taa za umeme, uwezekano mpya ulionekana. Mwishoni mwa karne ya 19, walijaribu kutibu ndui na surua kwa mwanga mwekundu kwa kumweka mgonjwa katika chumba maalum chenye emitter nyekundu. Pia, "bafu za rangi" mbalimbali (yaani, mwanga wa rangi tofauti) zimetumiwa kwa mafanikio kutibu ugonjwa wa akili. Aidha, nafasi ya kuongoza katika uwanja wa phototherapy mwanzoni mwa karne ya ishirini ilichukuliwa na Dola ya Kirusi.
Katika miaka ya sitini ya mapema, vifaa vya kwanza vya matibabu vya laser vilionekana. Leo, teknolojia ya laser hutumiwa kwa karibu ugonjwa wowote.
1. Msingi wa kimwili wa matumizi ya teknolojia ya laser katika dawa
1.1 Kanuni ya uendeshaji wa laser
Lasers ni msingi wa uzushi wa chafu iliyochochewa, kuwepo kwa ambayo iliwekwa na A. Einstein mwaka wa 1916. Katika mifumo ya quantum yenye viwango vya nishati tofauti, kuna aina tatu za mabadiliko kati ya majimbo ya nishati: mabadiliko ya induced, mabadiliko ya hiari na yasiyo ya mionzi. mabadiliko ya kupumzika. Sifa za chafu iliyochochewa huamua mshikamano wa mionzi na faida katika umeme wa quantum. Utoaji wa papo hapo husababisha kuwepo kwa kelele, hutumika kama msukumo wa mbegu katika mchakato wa ukuzaji na msisimko wa mitikisiko, na, pamoja na mabadiliko yasiyo ya mionzi ya kupumzika, ina jukumu muhimu katika kupata na kudumisha hali ya mionzi isiyo na usawa ya thermodynamically.
Wakati wa mabadiliko yanayosababishwa, mfumo wa quantum unaweza kuhamishwa kutoka hali moja ya nishati hadi nyingine, kwa kunyonya nishati ya uwanja wa sumakuumeme (mpito kutoka kiwango cha chini cha nishati hadi cha juu) na kwa kutoa nishati ya sumakuumeme (mpito kutoka ngazi ya juu hadi ya juu). ya chini).
Mwanga huenea kwa namna ya wimbi la sumakuumeme, wakati nishati wakati wa utoaji na kunyonya hujilimbikizia katika quanta nyepesi, wakati wakati wa mwingiliano wa mionzi ya sumakuumeme na jambo, kama ilivyoonyeshwa na Einstein mnamo 1917, pamoja na kunyonya na kunyonya. utoaji wa papo hapo chafu iliyochochewa hutokea, ambayo ni msingi wa maendeleo ya lasers.
Kukuza kwa mawimbi ya sumakuumeme kwa sababu ya utokaji uliochochewa au uanzishaji wa msisimko wa kibinafsi wa mionzi ya sumakuumeme katika safu ya mawimbi ya sentimita na hivyo kuunda kifaa kinachoitwa. bwana(ukuzaji wa microwave kwa utoaji uliochochewa wa mionzi), ulitekelezwa mnamo 1954. Kufuatia pendekezo (1958) la kupanua kanuni hii ya ukuzaji hadi kwa mawimbi mafupi ya mwanga, ya kwanza. leza(kukuza mwanga kwa utoaji wa mionzi iliyochochewa).
Laser ni chanzo cha mwanga ambacho mionzi madhubuti ya sumakuumeme inaweza kutolewa, ambayo inajulikana kwetu kutoka kwa uhandisi wa redio na teknolojia ya microwave, na vile vile katika mawimbi mafupi, haswa infrared na inayoonekana, mikoa ya wigo.
1.2 Aina za lasers
Aina zilizopo Lasers inaweza kuainishwa kulingana na vigezo kadhaa. Awali ya yote, kulingana na hali ya kuunganishwa kwa kati ya kazi: gesi, kioevu, imara. Kila moja ya madarasa haya makubwa imegawanywa katika ndogo: kulingana na sifa za tabia ya kati ya kazi, aina ya kusukumia, njia ya kuunda inversion, nk. Kwa mfano, kati ya lasers za hali dhabiti, darasa pana la leza za semiconductor linatofautishwa wazi kabisa, ambalo kusukuma kwa sindano hutumiwa sana. Laser za gesi ni pamoja na laser za atomiki, ion na molekuli. Mahali maalum kati ya lasers nyingine zote huchukuliwa na laser ya elektroni ya bure, ambayo uendeshaji wake unategemea athari ya classical ya kizazi cha mwanga na chembe za kushtakiwa relativistic katika utupu.
1.3 Tabia za mionzi ya laser
Mionzi ya laser inatofautiana na mionzi kutoka kwa vyanzo vya kawaida vya mwanga katika sifa zifuatazo:
wiani mkubwa wa nishati ya spectral;
Monochromatic;
Mshikamano wa juu wa muda na anga;
Utulivu wa juu wa kiwango cha mionzi ya laser katika hali ya stationary;
Uwezo wa kutoa mapigo ya mwanga mfupi sana.
Sifa hizi maalum za mionzi ya laser hutoa aina mbalimbali za matumizi. Wao huamua hasa na mchakato wa kuzalisha mionzi kutokana na chafu iliyochochewa, ambayo kimsingi ni tofauti na vyanzo vya kawaida vya mwanga.
Tabia kuu za laser ni: urefu wa wimbi, nguvu na hali ya uendeshaji, ambayo inaweza kuendelea au kupigwa.
Lasers hutumiwa sana katika mazoezi ya matibabu na hasa katika upasuaji, oncology, ophthalmology, dermatology, meno na nyanja nyingine. Utaratibu wa mwingiliano wa mionzi ya laser na kitu cha kibaolojia bado haujasomwa kikamilifu, lakini inaweza kuzingatiwa kuwa athari za joto au mwingiliano wa resonant na seli za tishu hufanyika.
Matibabu ya laser ni salama na ni muhimu sana kwa watu wenye mzio wa dawa.
2. Utaratibu wa mwingiliano wa mionzi ya laser na tishu za kibiolojia
2.1 Aina za mwingiliano
Sifa muhimu ya mionzi ya laser kwa upasuaji ni uwezo wa kuganda tishu za kibaolojia zilizojaa damu (vascularized).
Mara nyingi, kuganda hutokea kutokana na kunyonya kwa mionzi ya laser na damu, inapokanzwa kwa nguvu hadi kiwango cha kuchemsha na kuundwa kwa vifungo vya damu. Kwa hivyo, shabaha ya kunyonya wakati wa kuganda inaweza kuwa hemoglobin au sehemu ya maji ya damu. Hii ina maana kwamba mionzi kutoka kwa leza katika wigo wa rangi ya chungwa-kijani (leza ya KTP, mvuke wa shaba) na leza za infrared (neodymium, holmium, erbium katika kioo, leza ya CO2) itaganda kwa ufanisi tishu za kibayolojia.
Walakini, kwa kunyonya kwa juu sana katika tishu za kibaolojia, kama vile, kwa mfano, laser ya erbium garnet yenye urefu wa mikroni 2.94, mionzi ya laser inafyonzwa kwa kina cha mikroni 5 - 10 na inaweza hata isifikie lengo - capillary.
Laser ya upasuaji imegawanywa katika mbili makundi makubwa: ablative(kutoka Kilatini ablatio - "kuondoa"; katika dawa - kuondolewa kwa upasuaji, kukatwa kwa viungo) na yasiyo ya ablative lasers. Laser za ablative ziko karibu na scalpel. Laser zisizo za utoaji hufanya kazi kwa kanuni tofauti: baada ya kutibu kitu, kwa mfano, wart, papillomas au hemangiomas, na laser vile, kitu hiki kinabaki mahali, lakini baada ya muda mfululizo wa athari za kibiolojia hufanyika ndani yake na. inakufa. Kwa mazoezi, inaonekana kama hii: neoplasm inauma, hukauka na kuanguka.
Laser za CO2 zinazoendelea hutumiwa katika upasuaji. Kanuni hiyo inategemea athari za joto. Faida za upasuaji wa laser ni kwamba sio ya kuwasiliana, kwa kivitendo bila damu, tasa, ya ndani, hutoa uponyaji laini wa tishu zilizogawanyika, na hivyo matokeo mazuri ya vipodozi.
Katika oncology, iligundua kuwa boriti ya laser ina athari ya uharibifu kwenye seli za tumor. Utaratibu wa uharibifu unategemea athari ya joto, kutokana na ambayo tofauti ya joto hutokea kati ya uso na sehemu za ndani kitu, na kusababisha athari kali za nguvu na uharibifu wa seli za tumor.
Leo, mwelekeo kama vile tiba ya photodynamic pia ni ya kuahidi sana. Nakala nyingi zinaonekana juu ya matumizi ya kliniki ya njia hii. Kiini chake ni kwamba dutu maalum huletwa ndani ya mwili wa mgonjwa - photosensitizer. Dutu hii hukusanywa kwa hiari na tumor ya saratani. Baada ya kuwasha tumor na laser maalum, mfululizo wa athari za picha hufanyika, ikitoa oksijeni, ambayo huua seli za saratani.
Mojawapo ya njia za kushawishi mwili na mionzi ya laser ni mionzi ya damu ya laser ya mishipa(ILBI), ambayo kwa sasa inatumika kwa mafanikio katika cardiology, pulmonology, endocrinology, gastroenterology, gynecology, urology, anesthesiology, dermatology na maeneo mengine ya dawa. Utafiti wa kina wa kisayansi wa suala hilo na utabiri wa matokeo huchangia matumizi ya ILBI kwa kujitegemea na kwa kuchanganya na mbinu nyingine za matibabu.
Kwa ILBI, mionzi ya laser katika eneo nyekundu la wigo kawaida hutumiwa
(microns 0.63) yenye nguvu ya 1.5-2 mW. Matibabu hufanyika kila siku au kila siku nyingine; kwa kozi kutoka vikao 3 hadi 10. Muda wa mfiduo kwa magonjwa mengi ni dakika 15-20 kwa kila kikao kwa watu wazima na dakika 5-7 kwa watoto. Tiba ya laser ya mishipa inaweza kufanywa karibu na hospitali au kliniki yoyote. Faida ya tiba ya laser ya wagonjwa wa nje ni kwamba inapunguza uwezekano wa kupata maambukizo yanayopatikana hospitalini; huunda msingi mzuri wa kisaikolojia-kihemko, ikiruhusu mgonjwa kubaki akifanya kazi kwa muda mrefu anapofanyiwa taratibu na kupokea matibabu kamili.
Katika ophthalmology, lasers hutumiwa kwa matibabu na utambuzi. Kutumia laser, retina ya jicho ni svetsade na vyombo vya choroid ya ocular ni svetsade. Laser za Argon zinazotoa katika eneo la bluu-kijani la wigo hutumiwa kwa upasuaji mdogo kutibu glakoma. Laser za Excimer kwa muda mrefu zimetumika kwa mafanikio kusahihisha maono.
Katika dermatology, magonjwa mengi ya ngozi kali na ya muda mrefu yanatendewa na mionzi ya laser, na tattoos pia huondolewa. Inapowashwa na laser, mchakato wa kuzaliwa upya umeanzishwa na kubadilishana kwa vipengele vya seli huanzishwa.
Kanuni ya msingi ya kutumia lasers katika cosmetology ni kwamba mwanga huathiri tu kitu au dutu ambayo inachukua. Katika ngozi, mwanga huingizwa na vitu maalum - chromophores. Kila chromophore inachukua katika aina fulani ya wavelengths, kwa mfano, kwa wigo wa machungwa na kijani ni hemoglobin katika damu, kwa wigo nyekundu ni melanini katika nywele, na kwa wigo wa infrared ni maji ya seli.
Wakati mionzi inafyonzwa, nishati ya boriti ya laser inabadilishwa kuwa joto katika eneo la ngozi ambalo lina chromophore. Kwa nguvu ya kutosha ya boriti ya laser, hii inasababisha uharibifu wa joto wa lengo. Kwa hiyo, kwa msaada wa laser inawezekana kwa lengo la kuchagua, kwa mfano, mizizi ya nywele, matangazo ya rangi na kasoro nyingine za ngozi.
Hata hivyo, kutokana na uhamishaji wa joto, maeneo ya jirani pia yanapata joto, hata kama yana kromosomu chache zinazofyonza mwanga. Michakato ya kunyonya joto na uhamisho hutegemea mali ya kimwili ya lengo, kina na ukubwa wake. Kwa hiyo, katika cosmetology ya laser ni muhimu kwa makini kuchagua si tu urefu wa wimbi, lakini pia nishati na muda wa mishipa ya laser.
Katika meno, mionzi ya laser ni matibabu bora zaidi ya physiotherapeutic kwa ugonjwa wa periodontal na magonjwa ya mucosa ya mdomo.
Boriti ya laser hutumiwa badala ya acupuncture. Faida ya kutumia boriti ya laser ni kwamba hakuna mawasiliano na kitu cha kibiolojia, na, kwa hiyo, mchakato huo ni wa kuzaa na usio na uchungu kwa ufanisi mkubwa.
Vyombo vya mwongozo wa mwanga na catheter kwa upasuaji wa laser vimeundwa kutoa mionzi ya laser yenye nguvu kwenye tovuti ya upasuaji wakati wa operesheni ya wazi, endoscopic na laparoscopic katika urology, gynecology, gastroenterology, upasuaji mkuu, arthroscopy, dermatology. Inaruhusu kukatwa, kukatwa, kuachwa, kuyeyusha na kuganda kwa tishu wakati wa operesheni ya upasuaji inapogusana na tishu za kibaolojia au kwa njia isiyo ya kugusana ya matumizi (wakati mwisho wa nyuzi hutolewa kutoka kwa tishu za kibaolojia). Mionzi inaweza kutolewa ama kutoka mwisho wa nyuzi au kupitia dirisha kwenye uso wa upande wa nyuzi. Inaweza kutumika katika mazingira ya hewa (gesi) na maji (kioevu). Kwa utaratibu maalum, kwa urahisi wa matumizi, catheters zina vifaa vya kushughulikia kwa urahisi - mmiliki wa mwongozo wa mwanga.
Katika uchunguzi, lasers hutumiwa kuchunguza inhomogeneities mbalimbali (tumors, hematomas) na kupima vigezo vya kiumbe hai. Misingi ya shughuli za uchunguzi inakuja chini ya kupitisha boriti ya laser kupitia mwili wa mgonjwa (au moja ya viungo vyake) na uchunguzi unafanywa kulingana na wigo au amplitude ya mionzi inayoambukizwa au inayoonekana. Kuna mbinu zinazojulikana za kuchunguza tumors za saratani katika oncology, hematomas katika traumatology, pamoja na kupima vigezo vya damu (karibu yoyote, kutoka shinikizo la damu hadi sukari na maudhui ya oksijeni).
2.2 Vipengele vya mwingiliano wa laser katika vigezo tofauti vya mionzi
Kwa madhumuni ya upasuaji, boriti ya laser lazima iwe na nguvu ya kutosha joto la tishu za kibaolojia zaidi ya 50 - 70 ° C, ambayo inaongoza kwa kuganda kwake, kukata au uvukizi. Kwa hiyo, katika upasuaji wa laser, wakati wa kuzungumza juu ya nguvu ya mionzi ya laser ya kifaa fulani, hutumia nambari zinazoonyesha vitengo, makumi na mamia ya Watts.
Laser za upasuaji ni za kuendelea au za mapigo, kulingana na aina ya kati inayofanya kazi. Kawaida, wanaweza kugawanywa katika vikundi vitatu kulingana na kiwango cha nguvu.
1. Kuganda: 1 - 5 W.
2. Uvukizi na ukataji wa kina: 5 - 20 W.
3. Kukata kwa kina: 20 - 100 W.
Kila aina ya laser kimsingi ina sifa ya urefu wa wimbi la mionzi. Urefu wa wimbi huamua kiwango cha kunyonya kwa mionzi ya laser na tishu za kibaolojia, na kwa hiyo, kina cha kupenya na kiwango cha joto la eneo la upasuaji na tishu zinazozunguka.
Kwa kuzingatia kwamba maji yamo katika karibu kila aina ya tishu za kibaolojia, tunaweza kusema kwamba kwa upasuaji ni vyema kutumia aina ya laser ambayo mionzi yake ina mgawo wa kunyonya katika maji ya zaidi ya 10 cm-1 au, ni nini sawa, kina cha kupenya ambacho hauzidi 1 mm.
Tabia zingine muhimu za lasers za upasuaji,
kuamua matumizi yao katika dawa:
nguvu ya mionzi;
operesheni ya kuendelea au ya mapigo;
uwezo wa kuganda tishu za kibaolojia zilizojaa damu;
uwezekano wa kupitisha mionzi kupitia nyuzi za macho.
Wakati tishu za kibaolojia zinakabiliwa na mionzi ya laser, kwanza huwasha moto na kisha hupuka. Ili kukata tishu za kibaolojia kwa ufanisi, unahitaji uvukizi wa haraka kwenye tovuti iliyokatwa kwa upande mmoja, na joto la chini la kuambatana la tishu zinazozunguka kwa upande mwingine.
Kwa wastani sawa wa nguvu ya mionzi, pigo fupi hupasha joto tishu kwa kasi zaidi kuliko mionzi inayoendelea, na kuenea kwa joto kwa tishu zinazozunguka ni ndogo. Lakini, ikiwa mapigo yana kiwango cha chini cha kurudia (chini ya 5 Hz), basi ni vigumu kufanya kukata kwa kuendelea; ni zaidi kama kutoboa. Kwa hivyo, leza inapaswa kuwa na modi ya kufanya kazi iliyopigwa na kasi ya kurudia mapigo zaidi ya 10 Hz, na muda wa mapigo unapaswa kuwa mfupi iwezekanavyo ili kupata nguvu ya juu ya kilele.
Katika mazoezi, pato bora la nguvu kwa upasuaji ni kati ya 15 hadi 60 W kulingana na urefu wa wimbi la laser na matumizi.
3. Mbinu za laser zinazoahidi katika dawa na biolojia
Maendeleo ya dawa ya laser hufuata matawi makuu matatu: upasuaji wa laser, tiba ya laser na uchunguzi wa laser. Sifa za kipekee za boriti ya laser hufanya iwezekanavyo kufanya shughuli zisizowezekana hapo awali kwa kutumia njia mpya za ufanisi na za uvamizi mdogo.
Kuna maslahi yanayoongezeka katika matibabu yasiyo ya madawa ya kulevya, ikiwa ni pamoja na tiba ya kimwili. Mara nyingi hali hutokea wakati ni muhimu kutekeleza sio utaratibu mmoja wa kimwili, lakini kadhaa, na kisha mgonjwa anapaswa kuhama kutoka kwenye cabin moja hadi nyingine, kuvaa na kufuta mara kadhaa, ambayo hujenga matatizo ya ziada na kupoteza muda.
Mbinu mbalimbali za matibabu zinahitaji matumizi ya lasers na vigezo tofauti vya mionzi. Kwa madhumuni haya, vichwa mbalimbali vya kutotoa hutumiwa, ambavyo vina lasers moja au zaidi na kifaa cha elektroniki kuoanisha ishara za udhibiti kutoka kwa kitengo cha msingi na leza.
Vichwa vya kutolea moshi vinagawanywa katika ulimwengu wote, vinavyowawezesha kutumika nje (kwa kutumia kioo na viambatisho vya magnetic) na intracavity kwa kutumia viambatisho maalum vya macho; matrix, kuwa na eneo kubwa la mionzi na kutumika juu juu, pamoja na wale maalumu. Viambatisho mbalimbali vya macho huruhusu mionzi kutolewa kwenye eneo la mfiduo linalohitajika.
Kanuni ya kuzuia inaruhusu matumizi ya aina mbalimbali za vichwa vya laser na LED na spectral tofauti, spatiotemporal na. sifa za nishati, ambayo, kwa upande wake, inainua ubora ngazi mpya ufanisi wa matibabu kutokana na utekelezaji wa pamoja wa mbinu mbalimbali za tiba ya laser. Ufanisi wa matibabu huamua hasa mbinu za ufanisi na vifaa vinavyohakikisha utekelezaji wao. Mbinu za kisasa zinahitaji uwezo wa kuchagua vigezo mbalimbali vya mfiduo (mode ya mionzi, urefu wa wimbi, nguvu) juu ya aina mbalimbali. Kifaa cha tiba ya laser (ALT) lazima kitoe vigezo hivi, udhibiti wao wa kuaminika na maonyesho, na wakati huo huo iwe rahisi na rahisi kufanya kazi.
4. Lasers kutumika katika teknolojia ya matibabu
4.1 leza za CO2
CO2 laser, i.e. Laser ambayo sehemu yake ya utoaji wa kati amilifu ni kaboni dioksidi CO2 inachukua nafasi maalum kati ya aina mbalimbali za leza zilizopo. Laser hii ya kipekee inajulikana hasa na ukweli kwamba ina sifa ya pato la juu la nishati na ufanisi wa juu. Katika hali ya kuendelea, nguvu kubwa zilipatikana - makumi kadhaa ya kilowati; nguvu ya kusukuma ilifikia kiwango cha gigawati kadhaa, nishati ya mapigo hupimwa kwa kilojoules. Ufanisi wa laser CO2 (karibu 30%) huzidi ufanisi wa lasers zote. Kiwango cha kurudia katika hali ya pulse-periodic inaweza kuwa kilohertz kadhaa. Mawimbi ya miale ya leza ya CO2 iko katika safu ya mikroni 9-10 (masafa ya IR) na huangukia ndani ya dirisha la uwazi wa angahewa. Kwa hivyo, mionzi ya laser ya CO2 ni rahisi kwa mfiduo mkali wa jambo. Kwa kuongezea, safu ya urefu wa mionzi ya leza ya CO2 inajumuisha masafa ya ufyonzaji wa resonant ya molekuli nyingi.
Kielelezo cha 1 kinaonyesha viwango vya chini vya mtetemo wa hali ya kielektroniki ya ardhini pamoja na uwakilishi wa ishara wa modi ya mtetemo ya molekuli ya CO2.
Kielelezo 20 - Viwango vya chini vya molekuli ya CO2
Mzunguko wa kusukuma wa laser wa laser ya CO2 ndani hali ya wagonjwa kama ifuatavyo. Elektroni za plasma zinazotoa mwanga husisimua molekuli za nitrojeni, ambazo huhamisha nishati ya msisimko hadi kwenye mtetemo wa kunyoosha usio na ulinganifu wa molekuli za CO2, ambazo zina maisha marefu na ni kiwango cha juu cha leza. Kiwango cha leza ya chini kwa kawaida ni kiwango cha kwanza cha msisimko cha mtetemo wa kunyoosha linganifu, ambao huunganishwa kwa nguvu na mwangwi wa Fermi hadi mtetemo unaopinda na kwa hivyo hulegea haraka pamoja na mtetemo huu katika migongano na heliamu. Ni dhahiri kwamba njia sawa ya kupumzika inafaa katika kesi wakati kiwango cha chini cha laser ni kiwango cha pili cha msisimko wa hali ya deformation. Kwa hivyo, laser ya CO2 ni laser kwa kutumia mchanganyiko wa dioksidi kaboni, nitrojeni na heliamu, ambapo CO2 hutoa mionzi, N2 inasukuma ngazi ya juu, na Yeye hupunguza kiwango cha chini.
Laser za CO2 za nguvu za kati (makumi - mamia ya wati) zimeundwa tofauti kwa namna ya zilizopo za muda mrefu na kutokwa kwa longitudinal na kusukuma kwa longitudinal ya gesi. Muundo wa kawaida wa laser vile umeonyeshwa kwenye Mchoro 2. Hapa 1 - tube ya kutokwa, 2 - electrodes pete, 3 - upyaji wa polepole wa kati, 4 - kutokwa kwa plasma, 5 - tube ya nje, 6 - maji ya baridi ya baridi, 7, 8 - resonator.
Kielelezo 20 - Mchoro wa laser ya CO2 yenye baridi ya kuenea
Kusukuma kwa muda mrefu hutumikia kuondoa bidhaa za kutengana kwa mchanganyiko wa gesi katika kutokwa. Baridi ya gesi inayofanya kazi katika mifumo kama hiyo hufanyika kwa sababu ya kueneza kwenye ukuta uliopozwa nje wa bomba la kutokwa. Conductivity ya joto ya nyenzo za ukuta ni muhimu. Kwa mtazamo huu, ni vyema kutumia mabomba yaliyofanywa kwa keramik ya corundum (Al2O3) au beryllium (BeO).
Electrodes hufanywa kwa umbo la pete, ili usizuie njia ya mionzi. Joto la joto linachukuliwa na uendeshaji wa joto kwenye kuta za tube, i.e. Baridi ya kueneza hutumiwa. Kioo kigumu kinatengenezwa kwa chuma, moja ya translucent imetengenezwa na NaCl, KCl, ZnSe, AsGa.
Njia mbadala ya kupoeza kwa uenezaji ni baridi ya convection. Gesi ya kazi hupigwa kupitia eneo la kutokwa kwa kasi ya juu, na joto la Joule huondolewa na kutokwa. Matumizi ya kusukuma haraka hufanya iwezekanavyo kuongeza wiani wa kutolewa kwa nishati na kuondolewa kwa nishati.
Laser ya CO2 inatumika katika dawa kama "scalpel ya macho" kwa kukata na kuyeyusha katika shughuli zote za upasuaji. Athari ya kukata ya boriti ya laser inayozingatia inategemea uvukizi wa mlipuko wa maji ya ndani na nje ya seli katika eneo la kuzingatia, kutokana na ambayo muundo wa nyenzo huharibiwa. Uharibifu wa tishu husababisha sura ya tabia ya kingo za jeraha. Katika eneo la mwingiliano mdogo, joto la 100 ° C linazidishwa tu wakati upungufu wa maji mwilini (ubaridi wa uvukizi) unapatikana. Kuongezeka zaidi kwa halijoto husababisha nyenzo kuondolewa kwa kuungua au uvukizi wa tishu. Moja kwa moja katika kanda za kando, kwa sababu ya conductivity duni ya mafuta kwa ujumla, unene mwembamba wa necrotic na unene wa microns 30-40 huundwa. Kwa umbali wa microns 300-600, uharibifu wa tishu haufanyiki tena. Katika ukanda wa kuganda, mishipa ya damu yenye kipenyo cha hadi 0.5-1 mm hufunga moja kwa moja.
Vifaa vya upasuaji kulingana na leza za CO2 kwa sasa vinatolewa katika anuwai pana. Mwongozo wa boriti ya laser katika hali nyingi unafanywa kwa kutumia mfumo wa vioo vilivyoelezwa (manipulator), kuishia na chombo kilicho na optics ya kuzingatia iliyojengwa, ambayo daktari wa upasuaji anaendesha katika eneo lililoendeshwa.
4.2 Leza za heli-neon
KATIKA laser ya heliamu-neon Dutu inayofanya kazi ni atomi za neon zisizo na upande. Msisimko unafanywa na kutokwa kwa umeme. Ni vigumu kuunda inversion katika hali ya kuendelea katika neon safi. Ugumu huu, ambao ni wa jumla katika hali nyingi, unashindwa kwa kuanzisha gesi ya ziada ndani ya kutokwa - heliamu, ambayo hufanya kama mtoaji wa nishati ya msisimko. Nishati ya viwango viwili vya kwanza vya msisimko vya heliamu (Kielelezo 3) vinapatana kwa usahihi kabisa na nishati za viwango vya 3 na 2 vya neon. Kwa hivyo, masharti ya uhamishaji wa msisimko wa resonant kulingana na mpango huo yanatambuliwa vizuri
Kielelezo 20 - mchoro wa kiwango cha laser cha He-Ne
Kwa shinikizo zilizochaguliwa kwa usahihi za neon na heliamu, kukidhi hali hiyo
inawezekana kufikia idadi ya moja au zote mbili za viwango vya 3 na 2 vya neon ambayo ni kubwa zaidi kuliko ile katika kesi ya neon safi, na kupata ubadilishaji wa idadi ya watu.
Upungufu wa viwango vya chini vya laser hutokea katika michakato ya mgongano, ikiwa ni pamoja na migongano na kuta za bomba la kutokwa kwa gesi.
Msisimko wa atomi za heliamu (na neon) hutokea katika kutokwa kwa mwanga wa chini wa sasa (Mchoro 4). Katika leza za mawimbi-endelevu kwenye atomi au molekuli zisizoegemea upande wowote, plazima yenye ioni isiyo na nguvu ya safu wima chanya ya kutokwa kwa mwangaza hutumiwa mara nyingi zaidi kuunda kati amilifu. Uzito wa sasa wa kutokwa kwa mwanga ni 100-200 mA/cm2. Nguvu ya uwanja wa umeme wa longitudinal ni kwamba idadi ya elektroni na ioni zinazoonekana katika sehemu moja ya pengo la kutokwa hulipa fidia kwa upotevu wa chembe za kushtakiwa wakati wa kueneza kwao kwa kuta za bomba la kutokwa kwa gesi. Kisha safu nzuri ya kutokwa ni stationary na homogeneous. Joto la elektroni limedhamiriwa na bidhaa ya shinikizo la gesi na kipenyo cha ndani cha bomba. Kwa joto la chini joto la elektroni ni la juu, kwa joto la juu ni la chini. Uthabiti wa thamani huamua masharti ya kufanana kwa kutokwa. Kwa wiani wa mara kwa mara wa idadi ya elektroni, hali na vigezo vya kutokwa zitabaki bila kubadilika ikiwa bidhaa ni mara kwa mara. Msongamano wa idadi ya elektroni katika plasma yenye ionized dhaifu ya safu chanya ni sawia na msongamano wa sasa.
Kwa laser ya heliamu-neon, maadili bora ya , pamoja na muundo wa sehemu ya mchanganyiko wa gesi, ni tofauti kwa maeneo tofauti ya spectral lasing.
Katika eneo la 0.63 µm, mistari kali zaidi kwenye safu, mstari (0.63282 µm), inalingana na Tor mm bora.
Kielelezo 20 - Mchoro wa muundo wa leza ya He-Ne
Maadili ya tabia Nguvu ya mionzi ya leza za heli-neon inapaswa kuzingatiwa makumi ya milliwati katika maeneo ya mikroni 0.63 na 1.15 na mamia katika eneo la mikroni 3.39. Maisha ya huduma ya lasers ni mdogo na taratibu katika kutokwa na huhesabiwa kwa miaka. Baada ya muda, muundo wa gesi hubadilika katika kutokwa. Kwa sababu ya kuingizwa kwa atomi kwenye kuta na elektroni, mchakato wa "ugumu" hufanyika, shinikizo hupungua, na uwiano wa shinikizo la sehemu ya Yeye na Ne hubadilika.
Utulivu mkubwa zaidi wa muda mfupi, unyenyekevu na uaminifu wa kubuni wa laser ya heliamu-neon hupatikana kwa kufunga vioo vya cavity ndani ya bomba la kutokwa. Walakini, kwa mpangilio huu, vioo hushindwa haraka kwa sababu ya kupigwa na chembe za kushtakiwa za plasma ya kutokwa. Kwa hiyo, muundo unaotumiwa zaidi ni ambao bomba la kutokwa kwa gesi huwekwa ndani ya resonator (Mchoro 5), na mwisho wake una vifaa vya madirisha yaliyo kwenye pembe ya Brewster kwa mhimili wa macho, na hivyo kuhakikisha polarization ya mstari wa mionzi. Mpangilio huu una faida kadhaa - marekebisho ya vioo vya resonator hurahisishwa, maisha ya huduma ya bomba la kutokwa kwa gesi na vioo huongezeka, uingizwaji wao ni rahisi, inawezekana kudhibiti resonator na kutumia resonator ya kutawanya. kujitenga, nk.
Kielelezo 20 - He-Ne cavity ya laser
Kubadilisha kati ya mikanda ya kuning'inia (Mchoro 6) katika leza ya heliamu-neon inayoweza kusomeka kwa kawaida hupatikana kwa kuanzisha mche, na wavu wa diffraction kwa kawaida hutumiwa kurekebisha laini laini.
Kielelezo 20 - Kutumia prism ya Leathrow
4.3 lasers YAG
Ioni ya trivalent ya neodymium huwasha matrices nyingi kwa urahisi. Kati ya hizi, zenye kuahidi zaidi zilikuwa fuwele garnet ya alumini ya yttrium Y3Al5O12 (YAG) na kioo. Kusukuma huhamisha ioni za Nd3+ kutoka hali ya chini 4I9/2 hadi kadhaa kiasi kupigwa nyembamba, kucheza nafasi ya ngazi ya juu. Bendi hizi huundwa na msururu wa majimbo ya msisimko yanayopishana, na nafasi zao na upana hutofautiana kidogo kutoka kwa tumbo hadi tumbo. Kutoka kwa bendi za pampu kuna uhamisho wa haraka wa nishati ya msisimko kwa kiwango cha metastable 4F3/2 (Mchoro 7).
Kielelezo 20 - Viwango vya nishati vya ayoni adimu tatu za dunia
Kadiri bendi za kunyonya zinavyokaribia kiwango cha 4F3/2, ndivyo ufanisi wa lasing unavyoongezeka. Faida ya fuwele za YAG ni uwepo wa laini nyekundu ya kunyonya.
Teknolojia ya ukuaji wa fuwele inategemea mbinu ya Czochralski, wakati YAG na kiongezi huyeyushwa katika kisanduku cha iridium kwa joto la takriban 2000 °C, ikifuatiwa na mgawanyo wa sehemu ya kuyeyuka kutoka kwa crucible kwa kutumia mbegu. Joto la mbegu ni chini kidogo kuliko hali ya joto ya kuyeyuka, na inapotolewa nje, hatua kwa hatua kuyeyuka huangaza juu ya uso wa mbegu. Mwelekeo wa fuwele wa kuyeyuka kwa fuwele huzaa uelekeo wa mbegu. Kioo hupandwa katika mazingira ya inert (argon au nitrojeni) kwa shinikizo la kawaida na kuongeza ndogo ya oksijeni (1-2%). Mara tu fuwele inapofikia urefu unaohitajika, hupozwa polepole ili kuzuia uharibifu kutokana na mkazo wa joto. Mchakato wa ukuaji huchukua kutoka wiki 4 hadi 6 na unadhibitiwa na kompyuta.
Leza za Neodymium hufanya kazi katika aina mbalimbali za hali ya kudumu, kutoka kwa kuendelea hadi kwa msukumo na muda unaofikia sekunde za femtose. Mwisho huo unapatikana kwa kufungia mode katika mstari wa faida pana, tabia ya glasi za laser.
Wakati wa kuunda neodymium, pamoja na ruby, lasers, mbinu zote za tabia za kudhibiti vigezo vya mionzi ya laser iliyotengenezwa na umeme wa quantum ilitekelezwa. Kwa kuongezea kile kinachojulikana kama kizazi cha bure, ambacho kinaendelea karibu maisha yote ya mapigo ya pampu, njia za kubadili (kuzimwa) sababu ya Q na maingiliano (maingiliano ya kibinafsi) ya modes yameenea.
Katika hali ya kizazi cha bure, muda wa mapigo ya mionzi ni 0.1 ... 10 ms, nishati ya mionzi katika nyaya za amplification ya nguvu ni kuhusu 10 ps wakati inatumiwa kwa Q-switching ya vifaa vya electro-optical. Ufupishaji zaidi wa mipigo ya kupenyeza hupatikana kwa kutumia vichujio vinavyoweza kubalika kwa ubadilishaji wa Q (0.1...10 ps) na ufungaji wa modi (1...10 ps).
Wakati tishu za kibaolojia zinakabiliwa na mionzi mikali kutoka kwa laser ya Nd-YAG, necrosis ya kina ya kutosha (lengo la kuganda) huundwa. Athari ya kuondolewa kwa tishu na hivyo athari ya kukata ni kidogo ikilinganishwa na athari ya laser CO2. Kwa hiyo, laser ya Nd-YAG hutumiwa hasa kwa kuganda kwa damu na kwa necrotizing maeneo yaliyobadilishwa pathologically ya tishu katika karibu maeneo yote ya upasuaji. Kwa kuwa upitishaji wa mionzi pia unawezekana kupitia nyaya za macho zinazonyumbulika, matarajio ya kutumia leza za Nd-YAG kwenye mashimo ya mwili hufunguka.
4.4 Laser za semiconductor
Laser za semiconductor hutoa mionzi thabiti katika safu za UV, zinazoonekana au za IR (0.32...32 µm); Fuwele za semiconductor hutumiwa kama njia inayofanya kazi.
Hivi sasa, zaidi ya vifaa 40 tofauti vya semiconductor vinavyofaa kwa leza vinajulikana. Kusukuma kwa kati ya kazi kunaweza kufanywa na mihimili ya elektroni au mionzi ya macho (0.32 ... 16 µm), katika makutano ya p-n ya nyenzo za semiconductor na sasa ya umeme kutoka kwa voltage ya nje iliyotumiwa (sindano ya flygbolag za malipo, 0.57 ... 32µm).
Laser za sindano hutofautiana na aina zingine zote za laser katika sifa zifuatazo:
Ufanisi mkubwa wa nguvu (zaidi ya 10%);
Unyenyekevu wa msisimko (uongofu wa moja kwa moja wa nishati ya umeme katika mionzi madhubuti - wote katika njia za uendeshaji zinazoendelea na za pulsed);
Uwezekano wa urekebishaji wa moja kwa moja na sasa ya umeme hadi 1010 Hz;
Saizi ndogo sana (urefu chini ya 0.5 mm; upana sio zaidi ya 0.4 mm; urefu sio zaidi ya 0.1 mm);
Voltage ya chini ya pampu;
Kuegemea kwa mitambo;
Maisha ya huduma ya muda mrefu (hadi masaa 107).
4.5 Laser za Excimer
Laser za Excimer, anayewakilisha darasa jipya mifumo ya laser hufungua safu ya UV kwa vifaa vya elektroniki vya quantum. Ni rahisi kuelezea kanuni ya uendeshaji wa lasers ya excimer kwa kutumia mfano wa laser xenon (nm). Hali ya ardhi ya molekuli ya Xe2 haina msimamo. Gesi isiyo na msisimko inajumuisha hasa atomi. Idadi ya watu wa hali ya juu ya laser, i.e. kuundwa kwa utulivu wa msisimko wa molekuli hutokea chini ya hatua ya boriti ya elektroni za haraka katika mlolongo tata wa michakato ya mgongano. Kati ya michakato hii, ionization na msisimko wa xenon na elektroni huchukua jukumu kubwa.
Wafanyabiashara wa halidi nzuri za gesi (monohalides ya gesi yenye heshima) ni ya kupendeza sana, hasa kwa sababu, tofauti na kesi ya dimers za gesi nzuri, lasers zinazofanana hazifanyi kazi tu na boriti ya elektroni, bali pia na uchochezi wa kutokwa kwa gesi. Utaratibu wa malezi ya masharti ya juu ya mabadiliko ya laser katika excimers haya haijulikani kwa kiasi kikubwa. Mazingatio ya ubora yanaonyesha urahisi zaidi wa malezi yao ikilinganishwa na kesi ya dimers nzuri za gesi. Kuna mlinganisho wa kina kati ya molekuli za msisimko zinazojumuisha atomi za nyenzo za alkali na halojeni. Atomi ya gesi ya ajizi katika hali ya elektroniki ya msisimko ni sawa na chuma cha alkali na atomi ya halojeni. Atomu ya gesi ajizi katika hali ya elektroniki ya msisimko ni sawa na atomi ya chuma ya alkali inayoifuata kwenye jedwali la mara kwa mara. Atomu hii hutiwa ionized kwa urahisi kwa sababu nishati inayofunga ya elektroni iliyosisimka ni ya chini. Kwa sababu ya mshikamano mkubwa wa elektroni ya halojeni, elektroni hii hutenganishwa kwa urahisi na, wakati atomi zinazolingana zinapogongana, kwa hiari huruka kwa obiti mpya inayounganisha atomi, na hivyo kutekeleza kinachojulikana kama mmenyuko wa chusa.
Ya kawaida zaidi aina zifuatazo lasers za excimer: Ar2 (126.5 nm), Kr2 (145.4 nm), Xe2 (172.5 nm), ArF (192 nm), KrCl (222.0 nm), KrF (249.0 nm), XeCl (308.0 nm), XeF nm (352.0). .
4.6 Laser za rangi
Kipengele tofauti rangi lasers ni uwezo wa kufanya kazi katika anuwai ya urefu wa mawimbi kutoka karibu-IR hadi karibu-UV, urekebishaji laini wa urefu wa lasing katika anuwai ya makumi kadhaa ya nanomita kwa upana na monokromatiki inayofikia 1-1.5 MHz. Laser za rangi hufanya kazi kwa njia zinazoendelea, za pulsed na pulse-periodic modes. Nishati ya mapigo ya mionzi hufikia mamia ya joules, nguvu ya kizazi inayoendelea hufikia makumi ya wati, kiwango cha kurudia ni mamia ya hertz, na ufanisi ni makumi ya asilimia (na kusukuma laser). Katika hali ya pulsed, muda wa kizazi huamua na muda wa mipigo ya pampu. Katika modi ya kufunga, vipindi vya muda vya picosecond na sub-picosecond hupatikana.
Sifa ya lasers ya rangi imedhamiriwa na mali ya dutu yao ya kazi, dyes za kikaboni. Rangi Ni desturi kuita misombo tata ya kikaboni na mfumo wa matawi ya vifungo vya kemikali vya ngumu ambavyo vina bendi za kunyonya kali katika maeneo yanayoonekana na karibu na UV ya wigo. Misombo ya kikaboni ya rangi ina saturated vikundi vya chromophore chapa NO2, N=N, =CO, inayohusika na kupaka rangi. Uwepo wa kinachojulikana vikundi vya auxochrome aina NH3, OH inatoa kiwanja cha kuchorea sifa.
4.7 Laser za Argon
Laser ya Argon inarejelea aina ya leza zinazotoa gesi zinazozalisha katika mpito kati ya viwango vya ayoni hasa katika sehemu ya buluu-kijani ya maeneo yanayoonekana na karibu ya urujuanimno ya wigo.
Leza hii kwa kawaida hutoa mawimbi ya 0.488 µm na 0.515 µm, pamoja na urefu wa mawimbi ya ultraviolet ya 0.3511 µm na 0.3638 µm.
Nguvu inaweza kufikia 150 W (sampuli za viwanda 2 h 10 W, maisha ya huduma ndani ya masaa 100). Mchoro wa muundo wa laser ya argon yenye msisimko wa moja kwa moja wa sasa unaonyeshwa kwenye Mchoro 8.
Kielelezo 20 - mchoro wa kubuni wa laser ya Argon
1 - madirisha ya pato la laser; 2 - cathode; 3 - njia ya baridi ya maji; 4 - bomba la kutokwa gesi (capillary); 5 - sumaku; 6 - anode; 7 - bypass bomba la gesi; 8 - kioo kilichowekwa; 9 - kioo cha translucent
Utoaji wa gesi huundwa katika tube nyembamba ya kutokwa kwa gesi (4), 5 mm kwa kipenyo, katika capillary, ambayo imepozwa na kioevu. Shinikizo la gesi ya uendeshaji liko ndani ya makumi ya Pa. Sumaku (5) huunda uwanja wa sumaku ili "kubonyeza" kutokwa kutoka kwa kuta za bomba la kutokwa kwa gesi, ambayo inazuia kutokwa kugusa kuta zake. Hatua hii inafanya uwezekano wa kuongeza nguvu ya pato la mionzi ya laser kwa kupunguza kiwango cha kupumzika kwa ions za msisimko, ambayo hutokea kutokana na mgongano na kuta za tube.
Njia ya kupita (7) imeundwa kusawazisha shinikizo pamoja na urefu wa bomba la kutokwa kwa gesi (4) na kuhakikisha mzunguko wa bure wa gesi. Kwa kukosekana kwa chaneli kama hiyo, gesi hujilimbikiza kwenye sehemu ya anode ya bomba baada ya kutokwa kwa arc, ambayo inaweza kusababisha kuzima kwake. Utaratibu wa kilichosemwa ni kama ifuatavyo. Chini ya ushawishi wa uwanja wa umeme unaotumiwa kati ya cathode (2) na anode (6), elektroni hukimbilia anode 6, na kuongeza shinikizo la gesi kwenye anode. Hii inahitaji kusawazisha shinikizo la gesi kwenye bomba la kutokwa kwa gesi ili kuhakikisha mtiririko wa kawaida wa mchakato, ambao unafanywa kwa njia ya bomba la bypass (7).
Ili ionize atomi za argon zisizo na upande, ni muhimu kupitisha sasa na msongamano wa hadi elfu kadhaa amperes kwa saa kupitia gesi. sentimita ya mraba. Kwa hiyo, baridi ya ufanisi ya bomba la kutokwa kwa gesi ni muhimu.
Maeneo makuu ya matumizi ya lasers ya argon: photochemistry, matibabu ya joto, dawa. Laser ya argon, kutokana na uteuzi wake wa juu kuelekea chromophores ya asili, hutumiwa katika ophthalmology na dermatology.
5. Vifaa vya laser vinavyotengenezwa kwa serial
Wataalamu wa tiba hutumia leza za heliamu-neon zenye nguvu kidogo zinazotoa katika eneo linaloonekana la wigo wa sumakuumeme (λ=0.63 mikroni). Moja ya mitambo ya physiotherapeutic ni ufungaji wa laser UFL-1, lengo la kutibu magonjwa ya papo hapo na ya muda mrefu ya eneo la maxillofacial; inaweza kutumika kwa ajili ya matibabu ya vidonda na majeraha ya muda mrefu yasiyo ya uponyaji, na pia katika traumatology, gynecology, upasuaji (postoperative period). Shughuli ya kibaolojia ya boriti nyekundu ya laser ya heliamu-neon hutumiwa (nguvu ya mionzi
20 mW, nguvu ya mionzi juu ya uso wa kitu ni 50-150 mW/cm2).
Kuna ushahidi kwamba lasers hizi hutumiwa kutibu magonjwa ya venous (trophic ulcers). Kozi ya matibabu ina vikao vya dakika 20-25 vya kuwasha kwa kidonda cha trophic na laser ya heliamu-neon yenye nguvu ya chini na, kama sheria, huisha na uponyaji wake kamili. Athari sawa huzingatiwa wakati wa kutibu majeraha yasiyo ya uponyaji ya kiwewe na baada ya kuchomwa na laser. Madhara ya muda mrefu ya tiba ya laser kwa vidonda vya trophic na majeraha yasiyo ya uponyaji yalijaribiwa kwa idadi kubwa ya wagonjwa walioponywa kwa kipindi cha miaka miwili hadi saba. Katika vipindi hivi, vidonda na majeraha hayakufunguliwa tena katika 97% ya wagonjwa wa zamani, na ni 3% tu walipata kurudi tena kwa ugonjwa huo.
Kuchomwa kwa mwanga hutumiwa kutibu magonjwa mbalimbali ya mfumo wa neva na mishipa, kupunguza maumivu kutokana na radiculitis, kudhibiti shinikizo la damu, nk. Laser inabobea zaidi na zaidi taaluma mpya za matibabu. Laser inatibu ubongo. Hii inawezeshwa na shughuli ya wigo unaoonekana wa leza za heliamu-neon za kiwango cha chini. Boriti ya laser, kama inavyogeuka, inaweza kupunguza maumivu, kupunguza na kupumzika misuli, na kuharakisha kuzaliwa upya kwa tishu. Dawa nyingi zilizo na sifa zinazofanana kawaida huwekwa kwa wagonjwa ambao wamepata jeraha la kiwewe la ubongo, ambalo hutoa dalili za kutatanisha. Boriti ya laser inachanganya athari za madawa yote muhimu. Hii ilithibitishwa na wataalam kutoka Taasisi ya Utafiti ya Kati ya Reflexology ya Wizara ya Afya ya USSR na Taasisi ya Utafiti ya Neurosurgery iliyoitwa baada. K N. Burdenko AMS USSR.
Utafiti juu ya uwezekano wa kutibu tumors mbaya na mbaya na boriti ya laser inafanywa na Taasisi ya Oncological ya Utafiti ya Moscow iliyopewa jina lake. P.A. Herzen", Taasisi ya Leningrad oncology jina lake baada N.N. Petrov na vituo vingine vya oncology.
Katika kesi hii, aina tofauti za leza hutumiwa: leza ya CO2 katika hali ya mionzi inayoendelea (λ = 10.6 µm, nguvu 100 W), leza ya heli-neon yenye hali ya mionzi inayoendelea (λ = 0.63 µm, nguvu 30 mW), helium-cadmium. laser laser inayofanya kazi katika hali ya mionzi inayoendelea (λ = 0.44 μm, nguvu 40 mW), laser ya nitrojeni iliyopigwa (λ = 0.34 μm, nguvu ya mapigo 1.5 kW, wastani wa nguvu ya mionzi 10 mW).
Njia tatu za kuathiri mionzi ya laser kwenye tumors (benign na mbaya) zimetengenezwa na hutumiwa:
a) Mionzi ya laser - mionzi ya tumor na boriti ya laser iliyopungua, na kusababisha kifo cha seli za saratani na kupoteza uwezo wa kuzaliana.
b) Laser coagulation - uharibifu wa tumor na boriti iliyozingatia kiasi.
c) Upasuaji wa laser - kukatwa kwa tumor pamoja na tishu zilizo karibu na boriti ya laser inayolenga. Mifumo ya laser imeundwa:
"Yakhroma"- nguvu hadi 2.5 W kwa pato la mwongozo wa mwanga kwa urefu wa 630 nm, muda wa mfiduo kutoka 50 hadi 750 sec; pulsed na kiwango cha kurudia cha 104 pulses / sec.; kwenye lasers 2 - laser ya rangi ya pulsed na laser ya mvuke ya shaba "LGI-202". "Imeonyeshwa"- nguvu 4 W na modi ya kizazi kinachoendelea, urefu wa wimbi 620-690 nm, wakati wa mfiduo kutoka sekunde 1 hadi 9999 kwa kutumia kifaa "Expo"; kwenye lasers mbili - laser ya rangi inayoendelea "Amethisto" na laser ya argon "Ugeuzi" kwa tiba ya photodynamic ya tumors mbaya (njia ya kisasa ya mfiduo wa kuchagua kwa seli za kansa za mwili).
Njia hiyo inategemea tofauti katika ngozi ya mionzi ya laser na seli ambazo hutofautiana katika vigezo vyao. Daktari huingiza photosensitizing (mwili hupata unyeti maalum wa kuongezeka kwa vitu vya kigeni) dawa katika eneo la mkusanyiko wa seli za patholojia. Tishu za mwili zinazopiga mionzi ya laser humezwa kwa hiari na seli za saratani zilizo na dawa, na kuziharibu, na kuruhusu uharibifu wa seli za saratani bila kuumiza tishu zinazozunguka.
Kifaa cha laser ATKUS-10(JSC "Vifaa vya Semiconductor"), iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 9, inakuwezesha kuathiri neoplasms na mionzi ya laser yenye urefu wa mbili tofauti wa 661 na 810 nm. Kifaa hicho kimekusudiwa kutumiwa katika anuwai ya taasisi za matibabu, na pia kutatua shida kadhaa za kisayansi na kiufundi kama chanzo cha mionzi yenye nguvu ya laser. Wakati wa kutumia kifaa, hakuna uharibifu mkubwa wa uharibifu wa ngozi na tishu za laini. Uondoaji wa tumors na laser ya upasuaji hupunguza idadi ya kurudi tena na matatizo, hupunguza muda wa uponyaji wa jeraha, inaruhusu utaratibu wa hatua moja na hutoa athari nzuri ya vipodozi.
Kielelezo 20 - Kifaa cha laser ATKUS-10
Diode za laser za semiconductor hutumiwa kama emitters. Usafirishaji wa fiber ya macho yenye kipenyo cha microns 600 hutumiwa.
LLC NPF "Techkon" imeunda kifaa cha tiba ya laser " Alfa 1M"(Kielelezo 10). Kama ilivyoripotiwa kwenye tovuti ya mtengenezaji, ufungaji ni mzuri katika matibabu ya arthrosis, neurodermatitis, eczema, stomatitis, vidonda vya trophic, majeraha ya baada ya kazi, nk Mchanganyiko wa emitters mbili - kuendelea na pulsed - hutoa fursa kubwa kwa kazi ya matibabu na utafiti. Photometer iliyojengwa inakuwezesha kuweka na kudhibiti nguvu ya mionzi. Mpangilio wa wakati tofauti na mpangilio laini wa mzunguko wa mipigo ya mionzi ni rahisi kwa uendeshaji wa kifaa. Urahisi wa udhibiti huruhusu matumizi ya kifaa na wafanyikazi wa uuguzi.
Kielelezo 20 - Kifaa cha matibabu cha laser "Alpha 1M"
Vipimo vifaa vinaonyeshwa kwenye Jedwali 1.
Jedwali 7 - Tabia za kiufundi za kifaa cha matibabu cha laser "Alpha 1M"
Katika miaka ya mapema ya 70, msomi M.M. Krasnov na wenzake kutoka Taasisi ya 2 ya Matibabu ya Moscow walifanya juhudi za kuponya glaucoma (hutokea kwa sababu ya kuharibika kwa mtiririko wa maji ya intraocular na, kwa sababu hiyo, kuongezeka kwa shinikizo la intraocular) kwa kutumia laser. Matibabu ya glaucoma ilifanyika na mitambo ya laser inayofaa, iliyoundwa pamoja na wanafizikia.
Kitengo cha ophthalmic cha laser "Scimitar" hana analogues za kigeni. Iliyoundwa kwa ajili ya shughuli za upasuaji wa sehemu ya mbele ya jicho. Inakuruhusu kutibu glakoma na mtoto wa jicho bila kuathiri uadilifu wa utando wa nje wa jicho. Ufungaji hutumia laser ya ruby iliyopigwa. Nishati ya mionzi iliyo katika mfululizo wa mapigo kadhaa ya mwanga huanzia 0.1 hadi 0.2 J. Muda wa pigo la mtu binafsi ni kutoka 5 hadi 70 ns, muda kati ya mapigo ni kutoka 15 hadi 20 μs. Kipenyo cha doa ya laser ni kutoka 0.3 hadi 0.5 mm. Mashine ya laser "Yatagan 4" na muda wa mapigo ya sekunde 10-7, na urefu wa wimbi la mionzi la mikroni 1.08 na kipenyo cha doa cha mikroni 50. Kwa umeme kama huo wa jicho, sio mafuta, lakini hatua ya picha na hata mitambo ya boriti ya laser (kuonekana kwa wimbi la mshtuko) ambayo inakuwa ya kuamua. Kiini cha njia hiyo ni kwamba "risasi" ya laser ya nguvu fulani inaelekezwa kwenye kona ya chumba cha mbele cha jicho na kuunda "channel" ya microscopic ya nje ya maji na hivyo kurejesha mali ya mifereji ya iris; kuunda outflow ya kawaida ya maji ya intraocular. Katika kesi hiyo, boriti ya laser inapita kwa uhuru kupitia konea ya uwazi na "hupuka" juu ya uso wa iris. Katika kesi hiyo, sio kuchoma, ambayo husababisha michakato ya uchochezi katika iris na uondoaji wa haraka wa duct, lakini kupiga shimo. Utaratibu unachukua takriban dakika 10 hadi 15. Kawaida mashimo 15-20 (ducts) hupigwa kwa nje ya maji ya intraocular.
Katika Kliniki ya Leningrad ya Magonjwa ya Macho ya Chuo cha Matibabu cha Kijeshi, kikundi cha wataalam wakiongozwa na Daktari wa Sayansi ya Tiba Profesa V.V. Volkov walitumia njia yao ya kutibu magonjwa ya dystrophic ya retina na konea kwa kutumia laser yenye nguvu kidogo. LG-75, inafanya kazi katika hali ya kuendelea. Kwa matibabu haya, mionzi ya chini ya nguvu sawa na 25 mW vitendo kwenye retina ya jicho. Aidha, mionzi hutawanyika. Muda wa kikao kimoja cha mionzi hauzidi dakika 10. Katika vikao 10-15 na vipindi kati yao ya siku moja hadi tano, madaktari mafanikio kuponya keratiti, kuvimba konea na magonjwa mengine ya uchochezi. Regimen ya matibabu ilipatikana kwa nguvu.
Mnamo 1983, mtaalamu wa macho wa Marekani S. Trockel alielezea wazo la uwezekano wa kutumia laser excimer ya ultraviolet kurekebisha myopia. Katika nchi yetu, utafiti katika mwelekeo huu ulifanyika katika Taasisi ya Utafiti ya Moscow ya Microsurgery ya Macho chini ya uongozi wa Profesa S.N. Fedorov na A. Semenov.
Kufanya shughuli hizo kwa pamoja na MNTK "Eye Microsurgery" na Taasisi fizikia ya jumla ufungaji wa laser iliundwa chini ya uongozi wa msomi A. M. Prokhorov "Profaili 500" na mfumo wa kipekee wa macho ambao hauna analogi ulimwenguni. Inapofunuliwa na kornea, uwezekano wa kuchoma huondolewa kabisa, kwani inapokanzwa kwa tishu hauzidi 4-8 ° C. Muda wa operesheni ni sekunde 20-70, kulingana na kiwango cha myopia. Tangu 1993, "Profaili 500" imetumika kwa mafanikio nchini Japani, Tokyo na Osaka, katika Kituo cha Laser cha Irkutsk Interregional.
Vifaa vya ophthalmic vya laser ya Heli-neon MACDEL-08(JSC MAKDEL-Technologies), iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 11, ina mfumo wa udhibiti wa dijiti, mita ya nguvu, usambazaji wa mionzi ya fiber-optic, na seti za viambatisho vya macho na sumaku. Kifaa cha laser hufanya kazi kutoka kwa mtandao wa sasa unaobadilishana na mzunguko wa 50 Hz na voltage iliyopimwa ya 220 V ± 10%. Inakuruhusu kuweka muda wa kikao (mionzi ya laser) katika safu kutoka sekunde 1 hadi 9999 na hitilafu ya si zaidi ya 10%. Ina onyesho la dijiti ambalo hukuruhusu kuweka wakati na kudhibiti wakati hadi mwisho wa utaratibu. Ikiwa ni lazima, kikao kinaweza kusitishwa mapema. Kifaa hutoa mzunguko wa mzunguko wa mionzi ya laser kutoka 1 hadi 5 Hz katika hatua za 1 Hz, kwa kuongeza, kuna hali ya mionzi inayoendelea wakati mzunguko umewekwa kwa 0 Hz.
Kielelezo 20 - Laser ophthalmological kifaa MAKDEL-08
Mashine ya laser ya infrared MACDEL-09 iliyokusudiwa kusahihisha uharibifu wa maono ya acmodative-refractive. Matibabu inajumuisha kufanya taratibu 10-12 kwa dakika 3-5. Matokeo ya matibabu hudumu kwa miezi 4-6. Ikiwa viashiria vya malazi vinapungua, ni muhimu kurudia kozi. Mchakato wa kuboresha viashiria vya maono ya lengo hudumu kwa siku 30-40 baada ya taratibu. Thamani za wastani za sehemu nzuri ya malazi ya jamaa huongezeka kwa kasi kwa diopta 2.6. na kufikia kiwango viashiria vya kawaida. Ongezeko la juu la hifadhi ni diopta 4.0, kiwango cha chini ni diopta 1.0. Uchunguzi wa Rheocyclographic unaonyesha ongezeko la kutosha kwa kiasi cha damu inayozunguka katika vyombo vya mwili wa ciliary. Kifaa hukuruhusu kuweka muda wa kikao cha laser kutoka dakika 1 hadi 9. Onyesho la dijiti kwenye kitengo cha kudhibiti hukuruhusu kufanya mpangilio wa wakati wa awali, na pia kudhibiti wakati hadi mwisho wa kipindi. Ikiwa ni lazima, kikao kinaweza kusitishwa mapema. Mwishoni mwa kikao cha matibabu, kifaa hutoa ishara ya onyo inayosikika. Mfumo wa udhibiti wa umbali wa kati hadi katikati unakuwezesha kuweka umbali kati ya vituo vya njia kutoka 56 hadi 68 mm. Kuweka umbali unaohitajika kutoka katikati hadi katikati unaweza kufanywa kwa kutumia mtawala kwenye kitengo cha mtendaji, au kulingana na picha ya LED za kumbukumbu.
Mifano ya laser ya Argon ARGUS kutoka kwa Aesculap Meeditek (Ujerumani) kwa ajili ya ophthalmology, inayotumika kwa ajili ya kuganda kwa retina. Zaidi ya lasers 500 za argon hutumiwa nchini Ujerumani pekee, ambayo yote hufanya kazi kwa usalama na kwa uhakika. ARGUS ina vidhibiti vinavyofaa na inaoana na mifano ya kawaida ya taa za mpasuko kutoka Zeiss na Haag-Streit. ARGUS imetayarishwa kikamilifu kwa uendeshaji pamoja na leza ya Nd:YAG katika sehemu moja ya kazi.
Ingawa ARGUS imeundwa kama kitengo kimoja, kisimamo cha kifaa na kitengo cha leza kinaweza kuwekwa karibu na kila kimoja au katika maeneo na vyumba tofauti, kutokana na kebo ya kuunganisha yenye urefu wa hadi mita 10. Msimamo wa chombo kinachoweza kurekebishwa kwa urefu hutoa uhuru wa juu kwa mgonjwa na daktari. Hata kama mgonjwa ameketi kwenye kiti cha magurudumu, kumtibu si vigumu.
Ili kulinda macho, ARGUS huunganisha kichujio kinachodhibitiwa cha kelele ya chini kwa daktari. Chujio kinaingizwa kwenye boriti ya laser wakati kubadili kwa mguu kunasisitizwa, i.e. mara moja tu kabla ya kuchomwa kwa laser flash. Photocells na microprocessors kudhibiti nafasi yake sahihi. Mwangaza bora wa eneo la mgando hutolewa na kifaa maalum cha kuongoza boriti ya laser. Micromanipulator ya nyumatiki inaruhusu nafasi sahihi ya boriti kwa mkono mmoja.
Tabia za kiufundi za kifaa:
Aina ya Laser Inayoendelea ya Argon Ion Laser kwa Ophthalmic BeO Ceramic Tube
Nguvu kwenye konea:
kwenye konea: 50 mW - 3000 mW kwa mistari yote, 50 mW - 1500 mW kwa 514 nm
na usambazaji wa nguvu na matumizi mdogo ya sasa:
kwenye konea: 50 mW - 2500 mW kwa mistari yote, 50 mW - 1000 mW kwa 514 nm
Boriti ya majaribio ya Argon kwa mistari yote au 514 nm, kiwango cha juu cha 1 mW
Muda wa mapigo ni sekunde 0.02 - 2.0, inaweza kubadilishwa kwa hatua 25 au kwa upole
Mfuatano wa mapigo ya moyo 0.1 - 2.5 sek., na vipindi vinavyoweza kurekebishwa katika hatua 24
Kuanza pigo na kubadili mguu; katika hali ya mlolongo wa mapigo, mfululizo unaotaka wa flashes umeanzishwa kwa kushinikiza kubadili mguu;
kazi inaingiliwa wakati pedal inatolewa
Ugavi wa boriti kupitia mwongozo wa mwanga, fiber dia. 50 µm, urefu wa 4.5 m, zote zinaishia na kiunganishi cha SMA
Chaguzi za udhibiti wa mbali zinapatikana:
udhibiti wa kijijini 1: marekebisho ya mwongozo kwa kutumia handwheel;
udhibiti wa mbali 2: kuweka pedi za mawasiliano za kibodi ya filamu.
Ishara za jumla: onyesho la mialemu ya kielektroniki, onyesho la nguvu katika fomu ya dijiti na analogi, onyesho la dijiti la vigezo vingine vyote vya mipangilio, onyesho la hali ya uendeshaji (k.m. mapendekezo ya huduma) katika maandishi wazi
Udhibiti wa microprocessor, udhibiti wa nguvu, chujio cha kinga kwa daktari na vifunga katika hali ya milisekunde 10
Kupoa
hewa: feni zilizounganishwa za kelele za chini
maji: kiwango cha mtiririko kutoka 1 hadi 4 l / min, kwa shinikizo kutoka 2 hadi 4 bar na joto sio zaidi ya 24 ° C
Nguvu ya Mains inapatikana katika vitengo vitatu tofauti vya kuchagua kutoka:
AC sasa, awamu moja na waya wa upande wowote 230 V, 32 A, 50/60 Hz
AC sasa, awamu moja na kiwango cha juu cha matumizi ya sasa ni 25 A
sasa ya awamu ya tatu, awamu tatu na waya wa upande wowote, 400 V, 16 A, 50/60 Hz
Kurekodi matokeo: uchapishaji wa vigezo vya matibabu kwa kutumia kichapishi cha hiari
Vipimo
kifaa: 95cm x 37cm x 62cm (W x D x H)
jedwali: 93cm x 40cm (W x D)
urefu wa meza: 70 - 90 cm
"Laser Scalpel" kupatikana maombi katika magonjwa ya mfumo wa mmeng'enyo (O.K. Skobelkin), upasuaji wa plastiki ya ngozi na magonjwa ya njia ya biliary (A.A. Vishnevsky), katika upasuaji wa moyo (A.D. Arapov) na maeneo mengine mengi ya upasuaji.
Katika upasuaji, lasers ya CO2 hutumiwa, ikitoa katika eneo lisiloonekana la infrared la wigo wa umeme, ambayo inaweka hali fulani wakati wa upasuaji, hasa katika viungo vya ndani vya mtu. Kwa sababu ya kutoonekana kwa boriti ya laser na ugumu wa kuibadilisha (mkono wa daktari wa upasuaji hauna maoni na hauhisi wakati na kina cha dissection), clamps na viashiria hutumiwa kuhakikisha usahihi wa kukata.
Majaribio ya kwanza ya kutumia lasers katika upasuaji hayakufanikiwa kila wakati; viungo vya karibu vilijeruhiwa na boriti kuchomwa kupitia tishu. Kwa kuongeza, ikiwa itashughulikiwa bila uangalifu, boriti ya laser inaweza kuwa hatari kwa daktari. Lakini licha ya matatizo haya, upasuaji wa laser umeendelea. Kwa hiyo, mwanzoni mwa miaka ya 70, chini ya uongozi wa msomi B. Petrovsky, Profesa Skobelkin, Daktari Brekhov na mhandisi A. Ivanov walianza kuunda laser scalpel. "Scalpel 1"(Kielelezo 12).
Kielelezo 20 - Kitengo cha upasuaji wa laser "Scalpel-1"
Kitengo cha upasuaji wa laser "Scalpel 1" hutumiwa kwa operesheni kwenye njia ya utumbo, kwa kuacha kutokwa na damu kutoka kwa vidonda vya papo hapo vya njia ya utumbo, kwa upasuaji wa plastiki ya ngozi, kwa ajili ya matibabu ya majeraha ya purulent, na kwa upasuaji wa uzazi. Laser ya CO2 inayoendelea kutoa na kutoa nguvu kutoka kwa mwongozo wa mwanga wa 20 W ilitumika. Kipenyo cha doa ya laser ni kutoka kwa microns 1 hadi 20.
Mchoro wa utaratibu wa utendaji wa mwanga wa leza ya CO2 kwenye tishu umewasilishwa kwenye Mchoro 13.
Kielelezo 20 - Mchoro wa utaratibu wa utekelezaji wa mwanga wa laser CO2 kwenye tishu
Kutumia scalpel ya laser, shughuli hufanywa bila mawasiliano, taa ya laser ya CO2 ina athari ya antiseptic na antiblastic, na filamu mnene ya kuganda huundwa, ambayo inahakikisha ufanisi wa hemostasis (lumens ya mishipa ya damu hadi 0.5 mm na mishipa ya venous hadi 1 mm kwa ndani. kipenyo ni svetsade na hauhitaji ligation ligatures), inajenga kizuizi dhidi ya kuambukiza (ikiwa ni pamoja na virusi) na mawakala sumu, wakati kutoa ablastics yenye ufanisi, kuchochea kuzaliwa upya tishu baada ya kiwewe na kuzuia kovu (angalia mchoro).
"Lasered" (Idara ya kubuni instrumentation) imejengwa kwa msingi wa leza za semiconductor zinazotoa kwa urefu wa mawimbi ya mikroni 1.06. Kifaa kina sifa ya kuaminika kwa juu, vipimo vidogo vya jumla na uzito. Mionzi hutolewa kwa tishu za kibaolojia kupitia kitengo cha laser au kwa kutumia mwongozo wa mwanga. Mionzi kuu inaongozwa na mwanga wa majaribio ya laser ya semiconductor. Darasa la hatari la laser 4 kulingana na GOST R 50723-94, darasa la usalama wa umeme I na aina ya ulinzi B kulingana na GOST R 50267.0-92.
Kifaa cha upasuaji wa laser "Lancet-1"(Mchoro 14) ni mfano wa leza ya CO2 iliyoundwa kwa ajili ya shughuli za upasuaji katika maeneo mbalimbali ya mazoezi ya matibabu.
Kielelezo 20 - Kifaa cha upasuaji cha laser "Lancet-1"
Kifaa hicho ni cha usawa katika muundo, kinaweza kubebeka, kina vifurushi asilia katika mfumo wa kesi, na inakidhi mahitaji ya kisasa zaidi ya mifumo ya laser ya upasuaji kwa suala la uwezo wake wa kiufundi na katika kuhakikisha hali bora ya kufanya kazi kwa daktari wa upasuaji, urahisi wa kudhibiti na. kubuni.
Tabia za kiufundi za kifaa zinaonyeshwa kwenye Jedwali 2.
Jedwali la 7 - Tabia za kiufundi za kifaa cha upasuaji cha laser "Lancet-1"
Urefu wa wimbi la mionzi, mikroni |
|
Nguvu ya mionzi ya pato (inayoweza kurekebishwa), W |
|
Nguvu katika hali ya Medipulse, W |
|
Kipenyo cha boriti ya laser kwenye tishu (switchable), microns |
|
Kuongoza mionzi kuu na boriti ya laser ya diode |
2 mW, 635 nm |
Njia za mionzi (zinazoweza kubadilishwa) |
kuendelea, pulse-periodic, Medipulse |
Muda wa mfiduo wa mionzi (unaoweza kurekebishwa), min |
|
Muda wa mapigo ya mionzi katika hali ya pulse-periodic (inayoweza kubadilishwa), s |
|
Muda wa kusitisha kati ya mapigo, s |
|
Udhibiti wa Kijijini |
kijijini |
Kuwasha mionzi |
kanyagio cha mguu |
Uondoaji wa bidhaa za mwako |
mfumo wa uokoaji wa moshi |
Radi ya nafasi ya uendeshaji, mm |
|
Mfumo wa baridi |
uhuru, aina ya hewa-kioevu |
Uwekaji katika chumba cha upasuaji |
eneo-kazi |
Ugavi wa umeme (AC) |
220 V, 50 Hz, |
Vipimo vya jumla, mm |
|
Uzito, kilo |
6. Vifaa vya laser vya matibabu vilivyotengenezwa na KBAS
Kiambatisho cha macho cha Universal ( NOU) kwa lasers kama LGN-111, LG-75-1(Mchoro 15) imeundwa kulenga mionzi ya leza kwenye mwongozo wa mwanga na kubadilisha kipenyo cha doa wakati mionzi ya nje.
Kielelezo 20 - Kiambatisho cha Macho cha Universal (OU)
Kiambatisho hutumiwa katika kutibu magonjwa kadhaa yanayohusiana na matatizo ya mzunguko wa damu kwa kuingiza mwongozo wa mwanga ndani ya mshipa na kuwasha damu, na pia katika matibabu ya magonjwa ya dermatological na rheumatic. Kiambatisho ni rahisi kutumia, kimewekwa kwa urahisi kwenye mwili wa laser, na kurekebishwa haraka kwa hali ya uendeshaji. Wakati wa mionzi ya nje, kipenyo cha doa kinabadilishwa kwa kusonga lens ya condenser.
Tabia za kiufundi za LEU zimeonyeshwa kwenye Jedwali 3.
Jedwali 7 - Tabia za kiufundi za LEU
Kitengo cha Physiotherapeutic "Sprut-1"(Mchoro 16) imekusudiwa kwa matibabu ya idadi ya magonjwa katika nyanja mbalimbali za dawa: traumatology, dermatology, meno, mifupa, reflexology, neuralgia.
Kielelezo 20 - Kitengo cha tiba ya mwili ya laser "Sprut-1"
Matibabu na usakinishaji wa Sprut-1 huhakikisha kutokuwepo kwa athari za mzio, kutokuwa na uchungu na kutojali, na pia husababisha kupunguzwa kwa muda wa matibabu na akiba ya dawa.
Kanuni ya uendeshaji inategemea matumizi ya athari ya kuchochea ya nishati ya mionzi ya laser yenye urefu wa 0.63 microns.
Ufungaji una emitter, nafasi ambayo inaweza kubadilishwa vizuri kuhusiana na ndege ya usawa, usambazaji wa umeme na counter kwa idadi ya kuanza na counter kwa muda wa uendeshaji wa jumla wa ufungaji.
Emitter na usambazaji wa umeme umewekwa kwenye stendi nyepesi ya rununu.
Tabia za kiufundi za usakinishaji wa Sprut-1 zimeonyeshwa kwenye Jedwali la 4.
Jedwali la 7 - Tabia za kiufundi za ufungaji wa physiotherapeutic "Sprut-1"
Kitengo cha tiba ya macho ya laser "Lota"(Mchoro 17) hutumiwa katika matibabu ya mmomonyoko wa udongo na vidonda vya asili ya trophic, baada ya majeraha, kuchoma, keratiti na keratoconjunctivitis, keratopathies ya baada ya upasuaji, na pia kuharakisha mchakato wa kupandikiza graft wakati wa upandikizaji wa corneal.
Mchoro 20 - kitengo cha matibabu ya macho ya laser "Lota"
Tabia za kiufundi za ufungaji zinaonyeshwa kwenye Jedwali 5.
Jedwali la 7 - Tabia za kiufundi za mfumo wa laser "Lota".
Urefu wa wimbi la mionzi, mikroni |
|
Uzito wa nguvu ya mionzi katika ndege ya mnururisho, W/cm2 |
si zaidi ya 5x105 |
Nguvu ya mionzi kwenye pato la usakinishaji, mW |
|
Asili ya udhibiti wa nguvu katika safu maalum |
|
Matumizi ya nguvu, VA |
si zaidi ya 15 |
Wakati wa maana kati ya kushindwa, saa |
si chini ya 5000 |
Rasilimali ya wastani |
si chini ya 20000 |
Uzito, kilo |
Mashine ya laser ya matibabu "Almitsin"(Mchoro 18) hutumiwa katika tiba, daktari wa meno, phthisiology, pulmonology, dermatology, upasuaji, gynecology, proctology na urology. Mbinu za matibabu: athari ya bakteria, kuchochea kwa microcirculation kwenye chanzo cha uharibifu, kuhalalisha michakato ya kinga na biochemical, uboreshaji wa kuzaliwa upya, kuongezeka kwa ufanisi wa tiba ya madawa ya kulevya.
Kielelezo 20 - Kifaa cha matibabu cha laser "Almitsin"
Tabia za kiufundi za ufungaji zinaonyeshwa kwenye Jedwali 6.
Jedwali la 7 - Tabia za kiufundi za mfumo wa laser ya matibabu "Almitsin"
Masafa ya spectral |
karibu na UV |
Kubuni |
|
Pato la boriti |
mwongozo wa mwanga |
Kipenyo cha mwongozo mwepesi, µm |
|
Urefu wa mwongozo wa mwanga, m |
|
Ugavi wa voltage katika mzunguko wa 50 Hz, V |
|
Matumizi ya nishati, W |
si zaidi ya 200 |
Udhibiti |
moja kwa moja |
Wakati wa mionzi, min |
si zaidi ya 3 |
Vipimo vya kila block, mm |
|
si zaidi ya kilo 40 |
Fiber optic "Ariadne-10"(Mchoro wa 19) unapendekezwa kuchukua nafasi ya utaratibu wa upitishaji wa mionzi yenye uhamaji wa chini na usio na kioo-iliyotamkwa kwa ajili ya mitambo ya upasuaji (aina ya Scalpel-1) kwa kutumia leza za CO2.
Mambo kuu ya kiambatisho ni: kifaa cha pembejeo cha mionzi na mwongozo wa mwanga wa upasuaji wa jumla.
Kielelezo 20 - Kiambatisho cha Fiber optic "Ariadna-10"
Mwongozo wa mwanga wa kiambatisho hufanya kazi kwa kushirikiana na kifaa cha kutolea nje moshi, ambayo inafanya uwezekano wa kuondoa wakati huo huo bidhaa za mwingiliano wa mionzi na tishu za kibaiolojia kutoka kwa nafasi ya upasuaji wakati wa kufanya shughuli za upasuaji.
Shukrani kwa kubadilika kwa mwongozo wa mwanga, uwezekano wa kutumia mifumo ya upasuaji wa laser kwa kutumia lasers CO2 hupanuliwa kwa kiasi kikubwa.
Tabia za kiufundi za ufungaji zinaonyeshwa kwenye Jedwali 7.
Jedwali la 7 - Tabia za kiufundi za kiambatisho cha fiber optic "Ariadna-10"
Mchoro wa kiambatisho umeonyeshwa kwenye Mchoro 20.
Kielelezo 20 - Mchoro wa kiambatisho cha fiber optic "Ariadna-10"
Orodha ya vyanzo vilivyotumika
1. Zakharov V.P., Shakhmatov E.V. Teknolojia ya laser: kitabu cha maandishi. posho. - Samara: Nyumba ya Uchapishaji ya Samar. jimbo anga Chuo Kikuu, 2006. - 278 p.
2. Kitabu cha teknolojia ya laser. Kwa. kutoka Ujerumani. M., Energoatomizdat, 1991. - 544 p.
3. Zhukov B.N., Lysov N.A., Bakutsky V.N., Anisimov V.I. Mihadhara juu ya dawa ya laser: Kitabu cha maandishi. - Samara: Vyombo vya habari, 1993. - 52 p.
4. Matumizi ya kitengo cha upasuaji wa laser "Scalpel-1" kwa ajili ya matibabu ya magonjwa ya meno. - M.: Wizara ya Afya ya USSR, 1986. - 4 p.
5. Kanyukov V.N., Teregulov N.G., Vinyarsky V.F., Osipov V.V. Maendeleo ya suluhisho za kisayansi na kiufundi katika dawa: Kitabu cha maandishi. - Orenburg: OSU, 2000. - 255 p.