لیزر عبارتست از تقویت نوری که حاصل از تشعشع نشر برانگیخته است،یعنی توسط یک ساختار سازمان بندی شده یا تحریک یک ماده فعال و تقویت نور حاصل از آن و ایجاد تمرکز در برون ده انرژی سبب ایجاد طیف نوری ویژه ای می شود که از آن بهره های گوناگون می گیرند.نور لیزر دارای 4 ویژگی منحصر به فرد است که در نور معمولی وجود ندارد.تک فامی،همدوسی،واگرایی بسیار کم و شدت بسیار بالا،هنگام برخورد نور لیزر با بافت،چهار پدیده ،بازتاب ،عبور،پراکندگی و جذب پیش می آید که هر کدام سبب اثرات ویژه ای در بافت می شود.هر دستگاه لیزر به صورت ساده از سه بخش درست شده است:ماده فعال ،جایگاه نگهداری ،و فعال سازی و منبع انرژی.بر اساس نوعی ماده فعال لیزر،آن را به لیزرهای گازی ،جامد /مایع/نیمه هادی و پلاسما تقسیم می کنند. اثرات بالینی لیزر به دلیل چهار خاصیت مهم است.افزایشگردش خون ،افزایش تخیله لنفاتیکی،کاهش ادم از طریق اثر روی پمپ های غشای سلولی و افزایش جریان لنفاوی ناحیه ای و از بین بردن درد است.چگونگی اثر بی دردی لیزر بر اساس نظریه کنترل دروازه ای ملزاک توجیه می شود.
اثرات بی دردی لیزر از طریق فرایند های زیر صورت می گیرد :
افزایش جریان لنفاوی و ادم ، افزایش ترشح ادراری گلوکوکورتیکوییدها ، افزایش تولید ATP
سلولی،افزایش میکروسیرکولیشن موضعی ،افزایش ترشح ادراری سروتونین ،افزایش بتااندورفین در مایع مغزی نخاعی،افزایش آستانه درد،تغییر فعالیت های نوراپی نفرین ،اپی نفرین ،کاهش برادی کنین ،کاهش ترشح هیستامین و استیل کولین ،صورت می گیرد.
هنگام کار با لیزر باید همواره مراقب خطر های ناشی از تابش لیزر بود ،خطرهای تابش لیزر
شامل :آسیب های پوستی،شیمیایی ،الکتریکی ،مکانیکی ،آتش سوزی ،آسیب های چشمی ، و انفجار است .برای لیزر تراپی باید ویژگی های اپتیکی لیزر و بافت مورد نظر را دانست . با استفاده از نور قرمز،مادون قرمز ،و سبز می توان از نقاط طب سوزنی برای کاهش درد استفاده کرد.از بیماری های دردناکی که با لیزر می توان جهت بی دردی از ان استفاده کرد:می توان از استئوآرتریت ،کندرومالاسی،روماتیسم مفصلی ، التهاب و درد مفصل ساکروایلیاک ،آسیب های ورزشی وبورسیت نام برد.
پیشگفتار
آنچه ما در پیرامون خود نور می نامیم در واقع حاصل یک نوع نشر خودبخودی است ، یعنی برگشت خود بخودی الکترون از سطح انرژی بالاتر به پایین تر در یک اتم . هر مقدار فاصله ترازوهای انرژی از هسته مرکزی دور باشد. مقدار انرژی وابستگی الکترون به اتم کمتر خواهد بود ،تراز پایین یعنی E1،اخرین تراز الکترونیکی است و الکترون واقع در این تراز دارای پایین ترین سطح انرژی است.اگر الکترون از تراز انرژی پایین تر به بالا رود،انرژی جذب می کند و اگر از تراز انرژی بالاتر به پایینتر بیاید،انرژی را به صورت فوتون از خود نشر میدهد.در طبیت اگر یک فوتون که مقدار آن برابر اختلاف دو تراز الکترونی است با اتمی برخورد کند ، این انرژی به اتم انتقال می یابد والکترون از پایه ای E1به E2میرود. این پدیده را جذب گویند.(مانند قرار گرفتن بدن ما در برابر نور خورشید ) برگشت الکترون از سطح بالاتر به پایین تر ،نشر نامیده می شود. در حالت طبیعی یعنی نشر خود بخودی،فوتون ایجاد شده طول موج،فرکانس و فاز متفاوتی از فوتون اولیه دارد اما در نور لیزر که ما از خارج به یک ماده انرژی می دهیم،تا ابتدا به تراز انرژی بالاتررود هنگام نشر چون توسط ما انرژی القا شده است آن را نشر برانگیخته میگویند و در این حالت فوتون حاصل از نظر شناسنامه ای درست همانند فوتون اولیه است .یعنی طول موج،فرکانس و فاز یکسانی دارد.فوتون حاصله جرم ،بعد و بار ندارد ولی فرکانس طول موج و انرژی دارد.انرژی هر فوتون حاصل ضرب فرکانس آن در ثابت پلانک است.عبارت لیزر به معنای"تقویت نور پرتو نشر انگیخته"،یعنی ابتدا ماده ای با گرفتن انرژی برانگیخته شده و سپس انرژی جذب شده ماده رامستعد نشر فوتون می کند و این نشر به صورت پرتو یا همان تشعشع از ماده بیرون می آید.حالا درون دستگاه لیزر با استفاده از تر کیب آیینه ها و تقویت کننده ها،این نور ایجاد شده بیشتر و بیشتر می شود.
ساختمان لیزر
هر دستگاه لیزر از سه بخش درست شده است :
1-ماده فعال:ماده ای که انرژی داده شده را جذب می کند،برانگیخته می شود. و سپس آن را نشر می دهد. این ماده ،می تواند اتم- مولکول یا یون باشد،و اینها را در چهار حالت مایع-گاز-جامد-پلاسما میتواند باشد.
2-نگهدارنده یا کاواک لیزر:هم ماده فعال را نگه میدارد و هم شرایط لازم برای تشدید و تقویت نور را فراهم می کند.
3-منبع نیرو:انرژی لازم برای عمل تحریک و ایجاد بر انگیختگی در ماده فعال(اتم-یون-مولکول) را فراهم میکند.
4-برای تولید پرتو باید دورن کاواک،جمعیت وارانه داشت. یعنی باید قبل از تعداد ذرات موجود در تراز انرژی بالا همیشه بیشتر از تراز پایین باشد وگرنه به جای پدیده نشر ،پدیده جذب رخ خواهد داد.
عملکرد آیینه های لیزر
آیینه ای لیزر که بخشی از ساختمان کاواک لیزر هستند،سبب افزایش پدیده تقویت و سپس تشعشع خواهد شد. هر کاواک دو آیینه دارد. آیینه پشتی که تمام نور را بازتاب می کند ،و آیینه جلویی که برای ایجاد پرتوی لیزری اجازه عبور کمی از نور را به پایین میدهد.
ویژگی های نور لیزر
1- تک فامی :همه فوتون های لیزر،طول موج یکسان وفرکانس یکسان دارند . نور لیزر نور خالص است. اگر به منشور نیز برخورد کند .باز هم،تنها یک باریکه مستقیم با طول موج مشخص ایجاد می کند.
2-همدوسی:همه فوتون های لیزر ،هم فازند ،با هم گام بر می دارند،قله هر موج روی موج دیگر منطبق است و دره هر موج نیز روی موج دیگر ،انگار همه فوتون ها یکی هستند.
3-واگرایی کم و هم راستایی:همه فوتون های لیزر تقریبا موازی هم ودر یک مسیر معین هستند و در راستای مستقیم حرکت میکنند.البته با کارگزاری عدسی های ویژه می توان واگرایی لیزر را کم و زیاد کرد.
4-شدت بالا و درخشندگی.
تقسیم بندی لیزر
لیزر ها را بر اساس طول موج به چند دسته زیر می توان تقسیم کرد:
1-لیزر های ناحیه مرئی طول موج400تا 700نانومتر.
2-لیزرهای مادون قرمز نزدیک با طول موج 780 تا1400 نانومتر.
3-لیزر های مادون قرمز میانه با طول موج 1400 تا 3000 نانومتر.
4-لیزر های مادون قرمز دوربا طول موج3000نانومتر تا1 میکرومتر.
5-لیزرهای فرابنفش نزدیک با طول موج 315 تا 400نانومتر.
6-لیزر های فرا بنفش میانه با طول موج 280 تا 315 نانومتر.
7-لیزرهای فرا بنفش دور با طول موج زیر280 نانومتر.
لیزر ها را بر مبنی ماده فعال تشکیل دهنده آن به انواع لیزر های جامد، گاز ،مایع و پلاسما تقسیم می کنند.
لیزرهای جامد :بلور های عایق یا شیشه حاوی مقدار نا خالص یونی از ماده فعال مورد نظر است و این یون ها بیشتر از عناصر واسطه جدول تناوبی ،مانند :کروم ،اربیوم،هولمیوم،نیکل،کبالت ،فلزهای خاکی کمیاب نئودیمیوم، و فلز های خاکی قلیایی باریم ،کلسیم ،استرانسیوم،هستند. نمونه آن لیزر یاگ می باشد.
لیزرهای مایع(رنگینه):که محیط فعال آن مواد مایع الی رنگی هستند مانند رودامین.
لیزرهای گازی:که محیط فعال آن اتم های گاز مانند هلیوم:نئون ،یون های مثبت مانند:آرگون،مولکول های مانند دی اکسید کربن ، و دو اتمی های تحریک شده مانند آرگون فلوراید است.مانند لیزرهای دی اکسید کربن،هلیوم و آرگون.
لیزرهای نیمه هادی رسانا یا دایود لیزرها : که محیط فعال آن از کریستال های فعال نیمه رسانا با ابعاد بسیار کوچک درست شده است . مانند لیزر های گالیوم،آرسناید ،آلومینیوم ،ایندیوم، فسفاید.
لیزرهای پلاسما:که محیط فعال آن پلاسما،یعنی مخلوطی ازترکیب های فعال لیزری قابل یونیزه و ترکیبات کمکی برای یونیزه کردن محیط فعال آنهاست مانند لیزرهای پلاسمای گازهای یونیزه منیزیم،کلسیم،استرانسیوم،و باریم.
اساس کار لیزر درمانی در درد ،استفاده از لیزرهای نیمه رسانا و طول موج های محدوده ی قرمز و بطور ویژه مادون قرمز است.
سایر تقسیم بندی
تقسیم بندی گوناگونی برای لیزر وجود دارد. لیزر را بر اساس توان به انواع:لیزرهای کم توان ، با توان متوسط و پر توان طبقه بندی می کنند.همچنین ،تقسیم بندی لیزر بر اساس واکنش نور با بافت به انواع زیر دسته بندی می شود:
1-واکنش خنثی که از تابش لیزر به بافت هیچگونه تغییری ایجاد نمی شود،بلکه از بازتاب ،عبور یا جذب نور لیزر برای کارهای تشخیصی استاد می شود.
2-واکنش حرارتی که از تابش لیزرهای پرتوان برای انعقاد ،تبخیر برش و کندگی بافت استفاده می شود.
3-واکنش های شیمیایی که بدون ایجاد اثرات حرارتی از خاصیت شیمیایی در درمان استفاده می شود.این ویژگی اساس کار لیزرهای کم توان است.
مانند:نوردرمانی ،و لیزر درمانی در درد.
4-واکنش های کندگی،نور کندگی که در جراحی انکساری قرنیه کاربرد دارد.
5-واکنش های کندگی ناشی از القای پلاسمایی مانند:جراحی انکساری قرنیه و درمان پوسیدگی دندان.
6-واکنش های گسیختگی نوری مانند شکستن سنگ کلیه.
از لیزر پر توان برای بریدن،انعقاد،تخریب و کندن استفاده می شود.یعنی انهدام بافت و در نتیجه مرگ سلولی. ولی از لیزر کم وان برای القای فعالیت سلولی و بازسازی انرژی حیاتی ATP استفاده می شود و درنتیجه افزلیش زندگی سلولی است.
اثرات فیزیولوژیک نور لیزر
نور لیزر دارای اثرات شیمیایی،حرارتی ،زیست الکتریکی، و القای بیولوژیکی می باشد.
اثرات شیمیایی
هر اتم یا مولکول ،فرکانس خاصی دارد، که در آن فرکانس بهترین عملکرد را نشان می دهد.پس اگر لیزری با طول موج همسان به یک مولکول تابیده شود اثرات خود را به بهترین صورت ایجاد می کند.مانند تابش لیزر مادون قرمز که روی ارتعاشات مولکولی اثر دارد. و لیزرهایی با طول موج کوتاه و فرکانس بالا که روی ساختار مولکولی اثر دارد.(اثر تخریبی یا سازنده)
اثر حرارتی
انرژی الکترومغناطیسی ناشی از تابش لیزر،جذب اتم ها و مولکول های بدن شده و سبب افزایش تحریک آنها و این افزایش حرکت ،سبب افزایش حرارت می شود که در سطح بافت بیشتر از عمق آن است.افزایش حرارت در سطح بافت بیشتر و نسبت عکس با عمق بافت دارد.اثر حرارتی باعث تقویت متابولیسم سلول ها ،گردش خون ،تقویت خاصیت ارتجاعی بافت همبند و ایجاد اثرات ضد درد لیزری می شود.
اثر زیست الکتریکی
تغییر شکل فوتون به الکترون از طریق زنجیره تنفسی سیتوکروم بوده و جذب نور لیزر توسط یون های سدیم و پتاسیم موجود در غشای سلول می باشد.همانطور که میدانیم غشای سلول در زمان آسیب بافتی و تحریک دردناک ،رشته عصبی دپلاریزه شده و درد ایجاد می شود و تاثیر لیزر به دلیل تحریک مستقیم یونی و افزایش ATP و فعال کردن دوباره پمپ سدیم و پتاسیم ورپلاریزه شدن سلولی و ایجاد بی دردی است.
اثر القای بیولوژیک
کمک به افرایش متابولیسم سلولی و در نتیجه القای تقسیم سلولی،تقویت گردش خون و گشادی رگ ها، ایجاد بی دردی و اثرات ضد التهابی است.هر سلول در درمای 37 درجه سانتیگراد از خودش310 کیلو امواج مادون قرمز با طول موج 930 نانومتر تابش می کند.
راههای تابش اشعه لیزر به بدن
پرتو لیزر را می توان از راه های زیر به بدن تاباند.تابش بیرونی ازراه پوست:به دو روش تماسی و غیر تماسی یا روی نقاط حساس و درناک تابانده شود.در روش غیر تماسی به صورت فاصله دار و منطقه ای که برای نواحی بزرگتر به کار میرود.تابش درونی از راه حفره های بدن به کمک فیبر نوری یا کلاهک اپتیکی برای تامین عمق نفوذ بیشتر به کار می رود. تابش درون وریدی که از دو راه انجام می شود: یا از روی پوست در منطقه عبور ورید،یا با استفاده از یک سوزن یا آنژیوکت ویژه از درون ورید.تابش روی نقاط طب سوزنی که به دو روش انجام می شود:لیزر به جای سوزن،و تابش لیزر در نقاط طب سوزنی،تابش بر روی مسیر لنف برای تشخیص محل انسداد و همچنین افزایش تخلیه لنفاوی.
تابش روی غدد سمپاتیک پاراسپانیال
از آنجایی که انتقال درد در رشته های سمپاتیک بیشتر از راه رشته های C گذر می کند پس لیزر باید در اینجا رشته های C را مهار کند. رشته های A دلتا ایمپالس غیر دردانتقال میدهند و لیزر با تحریک این رشته ها باعث افزایش ورودی آن شده و مانع از انتقال درد توسط سایر رشته ها می گردد.شاخ خلفی نخاع مهمترین نقش را در انتقال درد از محیط به مغز و بالعکس از مغز به محیط را دارد.و رشته های C وAدلتا دارای پایا نه های عصبی آزادی در محیط بوده و جسم سلولی آنها درگانگلیون ریشه خلفی قرار دارد.از طرفی بر اساس نقشه ریکسید،نخاع در یک برش عرضی به ده لایه تقسیم می شود،که از 1 تا 6 در شاخه خلفی،و لایه 10 در مرکز،و لایه های 7و8و9در شاخه جلویی نخاع قرار دارند. و در روند انتقال پیام درد و درک آن از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند.در نظریه کنترل دروازه ای درد،لایه 2 یا همان ماده ی ژلاتینی نخاع به عنوان یک دستگاه گزینشی امکان رقابت گیرنده های محیطی درد رشته های CوA دلتا را با رشته های پروپرسپتیو را فراهم نموده و همه این فرایند ها یعنی تولید ایمپالس های درد به فاز های پلاریزه و دپلاریزه شدن(ایجاد درد ) و رپلاریزه شدن (ایجاد بی دردی لیزری )بستگی دارد.همچنین در انتقال درد نقش میانجی هایی چون برادی کینین،هیستامین،استیل کونین،بتاآندروفینو سروتونین تاثیر مهمی دارند.
چگونگی اثرات ضد درد لیزر
اثرات لیزر در ایجاد بی دردی از راه های گوناگونی اعمال می گردد،مانند افزایش سطح بتا- اندورفین ها در مایع مغزی نخاعی ،افزایش ترشح ادراری گلوکو کورتیکوییدها، افزایش آستانه ها ، درد بدلیل کاهش نفوذ پذیری به یون های سدیم وپتاسیم و در نتیجه هیپرپلاریزه شدن غشا،افزایش ترشح ادراری سروتونین،افزایش سطح بتا-اندورفین و هورمون آدرنوکورتیکوتروپین پلاسمایی(بصورت وابسته به دوز و افزایش تولیدATP )،افزایش جریان لنفاوی و در نتیجه افزایش تخلیه لنفاتیک و کاهش ادم ،افزایش میکروسیروکولیشن و اکسیژن رسانی به مناطق هیپوکسیک وایسکمیک مانند نقاط ماشه ای،کاهش ترشح هیستامین و استیل کولین ،کاهش ساخت برادی کینین،تغییر نسبت اپی نفرین و نوراپی نفرین، تاثیر بر مرحله رپلاریزه شدن غشای سلولی، اثر روی مراحل بازو بسته شدن دروازه لایه دوم (ماده ژلاتینی ) و مهار انتقال ایمپالس های درد.
کاربرد لیزرهای کم توان در بیماری های کم توان
در بیماری های روماتولوژی،بر خلاف لیزر تراپی در بیماری های پوستی که نیاز به جذب سطحی لیزر دارد،باید از لیزری استفاده کرد که به ساختمان های عمقی مانند مفاصل و عضلات برسد،و چون نور لیزر با افزایش عمق در بدن از میزان انرژی آن (بدلیل پدیده جذب ،پراکندگی،پخش ویا انعکاس )کاسته می شود،باید افزایش دوز انرژی تابیده شده را در نظر گرفت.
در روماتولوژی چهار ویژگی به میزان عمق نفوذ لیزر تاثیر بسیار زیادی دارند.
1-طول موج لیزر(نانومتر)
2-چگالی توان(وات بر سانتیمتر مربع)
3-زمان تابش (ثانیه)
4-تکنیک تایشی،آیا تماسی یا غیر تماسی باشد و در نوع تماسی چه فشاری باید به پروب لیزر داده شود.
میزان RNA در غشای سینوویال بیماران مبتلا به روماتیسم، کمتر از حد طبیعی است و با تابش لیزر این نسبت به سمت اصلاح پیش میرود.طول موج لازم در بیماری های دردناک روماتولوژی بر اساس میزان نفوذ لیزر بر بافت است،بنابراین لیزر دی اکسید کربن با عمق نفوذ حدود 01/0تا 02/0 میلی متر ارزش در این موارد ندارد. لیزر هلیوم He-NA میتواند تا عمق 20 میلی متر نفوذ کند(با طول موج 630 نانومتر در محدوده قرمز) پس برای مفاصل کوچک زیر پوستی یعنی دست و پا بکار می آید.لیزرهای مادون قرمز از طول موج های820تا 904 نانومتر با عمق نفوذ حدود20 میلی متر کاربرد زیادی در روماتولوژی دارد.چگالی هر معیاری عبارتست از معیار تقسیم بر واحد سطح،پس چگالی توان عبارتست ازتوان (میلی وات ) تقسیم بر واحد سطح (سانتی متر مربع).چون هدف ما تاندون ها،لیگامان ها ،غشای سینوویال مفاصل و عضلات است پس به چگالی از توان نیاز داریم که بتواند به عمق نفوذ کند. و این میزان در کار روماتولوژی باید بیش از 5 و گاهی بیشتر از 10 تا 20 میلی وات بر سانتیمتر مربع.
همچنین با افزایش زمان تابش باعث افزایش انرژی دریافتی بافت می شود. از سوی دیگر، با فشار روی سطح و کنار زدن بافت ها زیر پوستی و کاهش فاصله تا بافت به اثرات بهتری میرسیم.
روش فشاری ،2تا 3 بار در هفته تا 6 هفته، متوسط جلسات لیزر درمانی 15 دقیقه ، حداکثر میزان دوز در یک جلسه باید کمتر از ژول باشد.برای مفاصل کوچک1 تا 2 ژول در اطراف مفصل،برای مفاصل بزرگتر4 تا 8 ژول برای هر نقطه،ساختمانهای عمقی تا 6 ژول برای هر نقطه، نوع لیزر محدوده قرمزتا مادون قرمز،بیشتر مادون قرمز باشد.
آرتریت روماتویید
روش فشاری ، تابش از 6 نقطه اطراف مفصل با چگالی توان 4 تا 8 ژول،برای مفاصل کوچک و سطحی مثل دست لیزر قرمز و گاهی YAG-ND با توان کمتر از 10 میلی وات. برای مفاصل عمقی مانند زانو یا شانه از لیزر مادون قرمز گاهی تا 30 میلی وات باشد.
اختلال مفاصل ساکروایلیاک
از خلف و با زاویه 8 تا 12 درجه به سمت خارج ، در تمام طول 8 تا 12 سانتی متر مفصل ساکروایلیاک باید به روش فشاری در 8 تا 10 نقطه پرتو لیزر تابانده شود. میزان دوز آن 8 تا 16 ژول است.
آرتریت پسوریاتیکی
به دلیل ضخامت ایجاد شده در بافت نرم اطراف مفص باید هم مفصل و هم پیرامون آن، روزانه 8 تا 10 زول باید تحت تاثیر قرار گیرد.
کندرومالاسی پاتلا
روش تابش فشاری ، 3بار در هفته مجموعا 10 تا 12 جلسه،در هر جلسه 30 ژول برای هر مفصل اگر بخواهیم از 4 نقطه بتابانیم،هر نقطه 5/7 ژول و اگر بخواهیم از 6 نقطه بتابانیم هر نقطه 5 ژول تابانده شود.
تاندینیت و یا تنوواژینیت سطحی
روش فشاری ،هم روی بروساها و تاندونها و هم وری مناطق دردناک .مدت جلسات از 12 تا 24 جلسه و دوز آن 4 تا 8 ژول باشد.
به دلیل فشار قابل توجه استخوان در مهر ها ،انتهای استخوان های دراز و لگن باید این مناطق تحت تابش قرار گیرند.در زنان بیشتر استخوان های ترابکولار و آن هم پس از یائسگی ، دچار پوکی استخوان می شوند پس باید این نقاط تحت تابش قرار گیرند. تابش در مناطق پاتولوژیک هیچ اثری ندارد.روش فشاری ،2 بار در هرهفته 3تا 4 ژول برای هر نقطه،روی عضلات پاراورتبرال تایبده شود. حداکثر دوز در یک جلسه کمتر از 50 ژول باشد.
بیماری برگر
روش فشاری تا حدی که درد ایجاد نکند. دوز آن 2تا 3ژول ،ابتدا 4 تا 5 بار در هفته و پس از کاهش علائم 3 بار در هفته.
موارد منع کاربرد لیزرهای کم توان
*نواحی حساس پوست
*نواحی خونریزی دهنده
*ضایعات بد خیم
*فونتانل باز در کودکان
*شکم در خانم های باردار
*اطراف و روی قلب
*روی عصب واگ
*ریشه های سمپاتیک عصب دهنده به قلب
*غدد موضعی یا اندوکرین مانند تیرویید و بیضه ها و....
*اطراف و روی کره چشم
*صفحات رشد در کودکان