سرشناسه: امیر السادات، خشایار، 1384-، گردآورنده

عنوان و نام پدیدآور: کاربرد لیزر در مهندسی پزشکی/ گردآورندگان خشایار امیر السادات، آراد اسکندری وشاره؛ ویراستار ادبی راضیه جوهریان؛ ویراستار علمی سمیه مظفری، نادر سلطانی، امیرحسین سلطانی.

مشخصات نشر: اصفهان: انتشارات امیرفدک، 1397.

مشخصات ظاهری: 70 ص.: مصور.

شابک: 400000 ریال: 978-622-6521-78-9

وضعیت فهرست نویسی: فیپا

یادداشت: کتاب نامه.

موضوع: لیزر در پزشکی

موضوع: Lasers in medicine

موضوع: لیزر در مهندسی

موضوع: Lasers in engineering

موضوع: نور شناسی

موضوع: Optics

موضوع: لیزر - مصارف درمانی

موضوع: Lasers - Therapeutic use

شناسه افزوده: اسکندری وشارهء، آراد، 1385-، گردآورنده

شناسه افزوده: مظفری، سمیه، 1365-، ویراستار

شناسه افزوده: سلطانی، نادر، 1364 -، ویراستار

شناسه افزوده: سلطانی، امیرحسین، 1369 -، ویراستار

رده بندی کنگره: R857 / ل 9 الف 8 1397

رده بندی دیویی: 610/28

شماره کتابشناسی ملی: 5561024

خیراندیش دیجیتالی: کانون فرهنگی اندیشه اصفهان

ویراستار کتاب: ایلناز محمدی سرپیری

ص: 2

کاربرد لیزر در مهندسی پزشکی

گردآورندگان:

خشایار امیر سادات

دانش آموز پایه ی هفتم دبیرستان دکتر محمدشفیعی

آراد اسکندری وشاره

دانش آموز پایه ی هفتم دبیرستان دکتر محمدشفیعی

ص: 3

انتشارات امیرفدک: اصفهان- خیابان هشت بهشت غربی نبش تقاطع ملک ساختمان فدک

تلفن: 32730360-031 - همراه: 09133135694 کدپستی: 43151-81546

Fadak.mansori@gmail.com

کاربرد لیزر در مهندسی پزشکی

خشایار امیر سادات 84- آراد اسکندری وشاره 85

آماده سازی: انتشارات امیرفدک

مدیر مسئول: دکتر محمدرضا محمد شفیعی

مدیر تولید: سید محمدرضا منصوری تهرانی

مدیر فنی: صالحیان - مظفری

ویراستار ادبی: جوهریان

ویراستار علمی: مظفری - نادر سلطانی - امیرحسین سلطان محمدی

صفحه آرا: عابدی - کاویانی

طراح جلد: کاویانی

● لیتوگرافی: طاها ● چاپ: ملت ● صحافی: ملت

● چاپ اول: 1397 ● تعداد: 1000 ● قیمت: 40000 تومان

حق چاپ: 1397، انتشارات امیر فدک

شابک: 9-78-6521-622-978 ISBN: 978-622-6521-78-9

هر گونه استفاده از مطالب اين کتاب اعم از بازنويسي، خلاصه سازي، نقل مطالب آموزشي، برداشت به صورت دست نويس، کپي، تکثير و هر گونه چاپ سنتي و ديجيتال، استفاده به صورت کتاب الکترونيکي، لوح فشرده، قرار دادن مطالب بر روي اينترنت و وبسايت ها و هر گونه شبکه ي کامپيوتري ديگر و به طور کل هر گونه استفاده ي اشخاص حقيقي و حقوقي در جهت منافع مادي و معنوي خود، بدون اجازه ي کتبي ناشر ممنوع و بر اساس بند 5 ماده ي 23 قانون حمايت از حقوق مؤلفان و مصنفان و قوانين مربوط به جرايم رايانه اي کشور قابل پيگيري در محاکم قضايي است.

ص: 4

خطرات ناشی از دود یا مواد شیمیایی حاصل از عملکرد سیستم های لیزری ...55

مقررات و دستورالعمل های پیشگیری از خطرات لیزر ها ...56

منابع ...61

ص: 8

و فوتون ها مستقل از هم رفتار می کنند؛ در این حالت فوتون حاصل به طور تصادفی در هر جهتی در فضا می تواند انتشار یابد، اما در نشر برانگیخته الکترون به علت اثر القا و نه به طور خود به خودی از تراز بالاتر بهتر از پایین تر منتقل می گردد، لذا فوتون حاصله کاملا مشابه با فوتون اول خواهد بود که به آن نشر برانگیخته گویند. فوتون ایجاد شده در این حالت کاملا مشابه فوتون اولیه بوده و فوتون های حاصل از نظر انرژی، طول موج، فرکانس و فاز، شبیه یکدیگر بوده و در یک جهت انتشار می یابند که اساس تشکیل پرتو لیزر می باشد.

تصویر

مجزا نموده و آن ها را در مسیر های معین هدایت می نمود.

تصویر

تصویر

ساختار اتم

اتم از یک هسته شامل پروتون و نوترون و یک ابر الکترونی تشکیل شده است. الکترون ها در این ابر، در مدار های مختلف به دور هسته می گردند.

تصویر

یک اتم در ساده ترین مدل

اگرچه بیشتر تصاویر امروزی از اتم، مدار های مجزایی برای اتم ترسیم نمی کنند، با این حال تصور مدارات سطوح مختلف انرژی در اتم مفید خواهد بود. به عبارت دیگر، اگر اتم را گرم کنیم باید انتظار داشته باشیم که برخی الکترون ها در مدار های کم انرژی به مدار های پر انرژی (لایه های بالا و دورتر از هسته) منتقل شوند. در جذب انرژی ممکن است الکترون ها از مدار های کم

ص: 15

انرژی به مدار های پر انرژی منتقل شوند. وقتی یک الکترون به مدار پر انرژی پرش می کند، در نهایت باید به لایه ی پایین و قبلی خود برگردد. این الکترون به هنگام برگشت، انرژی خود را به صورت یک فوتون یا ذره نوری آزاد خواهد کرد. برای مثال، وقتی بخاری برقی را روشن می کنید، المنت آن داغ می شود و به رنگ قرمز در می آید. این رنگ قرمز توسط اتم هایی تولید می شوند که الکترون های آن ها با گرما تحریک شده اند و به مدار بالاتر پرش کرده اند و سپس با برگشت به وضعیت قبلی، انرژی خود را به شکل نور قرمز آزاد می کنند.

تصویر

تصویر

در کل، اتم ها تا سطحی 2 یا 3 برابر بالاتر از حالت عادی، تحریک می شوند. الکترون های تحریک شده، انرژی بسیار بیشتری از الکترون های تحریک نشده دارند و درست همزمان با رسیدن به سطح تحریک، می توانند انرژی خود را نیز آزاد کنند. این انرژی به شکل فوتون یا موج نوری آزاد می شود.

تصویر

مساله اساسی دیگر در تولید لیزر، آیینه هایی هستند که هر کدام در انتهای محیط لیزری قرار گرفته اند. فوتون ها با طول موج و فاز معین در برخورد با آیینه ها منعکس شده و حرکت رفت و برگشتی را در همان محیط انجام می دهند. در چنین فرآیندی الکترون های دیگر را نیز آزاد می کنند. انرژی آزاد می شود و می تواند باعث گسیل فوتون های بیشتر با همان فاز و طول موج شود. در این جا پدیده آبشاری اتفاق می افتد و فوتون های بیشتر و بیشتری با همان فاز و طول موج یکسان منتشر می شود.

در یکی از دو انتهای محیط، آیینه قرار دارد که باعث انعکاس نور می شود. این نور لیزر از طریق آیینه نیمه نقره ای به محیط بیرون هدایت می شود.

در شکل زیر نمونه ای از دستگاه لیزر ساده را می بینید. این دستگاه شامل یک منبع نوری، یک میله یاقوتی و دو آیینه است. میله یاقوتی همان رسانه لیزری است که نور فلاش به داخل آن تابانده می شود.

تصویر

تصویر

تحریک اتم ها

لوله فلاش روشن می شود و نور را به سمت میله یاقوت گسیل می کند. نور فلاش، اتم ها را در لوله تحریک می کند. برخی از این اتم های تحریک شده، فوتون (نور) آزاد می کنند.

تصویر

ساطع شدن نور

اشاره

این نور باعث برانگیخته شدن تعدادی از اتم های گازی داخل لوله می شود و در نتیجه آن ها اقدام به انتشار نور می کنند. برخی از این فوتون ها در جهتی موازی با محور های یاقوتی حرکت می کنند. در نتیجه برابر آیینه ها، جلو و عقب می روند و موجب تحریک انتشار در سایر اتم ها می شوند.

ص: 20

تصویر

تحریک انتشار در سایر اتم ها

تعدادی از اتم ها در جهت موازی با محور میله حرکت می کنند. بنابراین وقتی از بلوری گذر می کنند مقید به حرکت هم راستا با میله هستند، در اتم های دیگر باعث گسیل می شوند. نور فوتون های آزاد شده به صورت فشرده و موازی از آیینه نیمه نقره ای به بیرون دستگاه هدایت می شوند. به مجموع این فوتون ها لیزر می گویند.

تصویر

نور لیزر

مراحل برانگیخته شدن اتم ها در دستگاه لیزر ساز و تولید فوتون های نوری هم فاز و هم مسیر را در تصویر زیر مشاهده می نمایید.

ص: 21

تصویر

زندگی واقعی یک لیزر در تصویر فوق:

- با برخورد فوتون، الکترون برانگیخته به مدار بالا می پرد.

- الکترون برانگیخته ناپایدار است و در نتیجه به مدار پایین سقوط می کند.

- الکترون برانگیخته در نهایت به مدار انرژی پایین سقوط می کند و انرژی خود را به شکل فوتون آزاد می کند.

- فوتون و الکترون سقوط کرده، در یک مدار انرژی قرار می گیرند. در این حالت دو فوتون با فاز و طول موج یکسان تولید می شود.

- آیینه فوتون ها را در یک راستا منعکس می کند.

تصویر

در تغییر های شیمیایی به دست آمده از جذب پرتو های نوری به ویژه در طول موج های کوتاه اثر های زیستی چشم گیری مانند میکروب کشی وجود دارد. این اثر میکروب کشی می تواند، بر روی ویروس هایی که در درون سلول وجود دارند موثر باشد به کارگیری طول موج های پایین نور برای ضد عفونی به همین علت است. از سوی دیگر جذب طول موج های پایین نوری می تواند روی مولکول های DNA اثر بگذارد که این خود می تواند باعث جهش سلولی باشد.

کاربرد نور در پزشکی را در سه بخش می توان تقسیم بندی کرد.

- کاربرد های تشخیصی نور

- کاربرد های درمانی نور

- کاربرد شکست نور در چشم

تصویر

ص: 23

در تصویر برداری MRI استفاده می شود، ولی این عنصر می تواند مثل کربن متفاوت باشد. همان طور که می دانیم الکترون دارای حرکت چرخشی است. علاوه بر الکترون، پروتون نیز حرکت چرخشی دارد. اگر حرکت چرخشی پروتون در حالت عادی در جهت عقربه های ساعت باشد که حالت پایه آن است و یک پرتو آن را به حالت تحریک ببرد، حرکت آن معکوس می شود. پروتون تحریک شده در ضمن بازگشت به حالت پایه از خود امواج الکترون مغناطیسی گسیل می کند.

قانون انعکاس نور

اشاره

این پدیده در آیینه ها به کار می رود. انواع آینه ها شامل تخت، کروی و بیضی گونه هستند، آیینه های بیضی گونه یک کانون دارد و یک سمت آن جیوه اندود می شود مانند چراغ اتومبیل. در پزشکی انعکاس نور در فرآیند آندوسکوپی (درون بینی) یعنی مشاهده خطرات غیر قابل دید توسط چشم کاربرد دارد.

تصویر

قانون گذاری نور

نور از محیط های شفاف عبور می کند، این پدیده بیان گر قانون گذشت نور است. از این فرآیند برای تشخیص بیماری هیدروسفالی (آبسر) در نوزادانی که جمجمه شان به خوبی کلسیم دار نمی شوند، استفاده می کنند. در این بیماری، وقتی نوزاد به دنیا می آید، جمجمه نارس و حالت آبکی دارد، حرکت می کند و تعادل ندارند. مایع مغزی نخاعی بسیار بالا است و چون جمجمه آبکی است، نور به راحتی از آن می گذرد. براساس پیشرفت بیماری، نور (سفید و سرد) می تواند با درصد متفاوتی از جمجمه

ص: 25

عبور کند و یک پرده حساس فلورسانس را در پشت جمجمه تحریک کند، پس تصاویر گرفته شده از بیمار، به صورت یک سری نقاط درخشنده روی پرده تشکیل می شود. دستگاه سازنده ی (مولد) نور تفنگ چان نام دارد. این تفنگ، ماشه دو زبانه دارد. ماشه ی اول، لامپ قرمز است برای روشن کردن محیط به کار می رود و ماشه دوم، نور سفید سرد منتشر می کند. تفنگ چان، در یک اتاق کاملا تاریک به سمت جمجمه گرفته می شود، پرتو ها از جمجمه گذشته و روی فلوئوسانس، درخشندگی ایجاد می کنند. جایی که پرتو گذشته باشد، تیره می ماند و تصویر ایجاد شده تصویر جمجمه است.

تصویر

تصویر

ماورای بنفش

امواجی با طول کوتاه تر از 400 میلی متر در محدوده ماورای بنفش قرار دارند. UV یکی از دو طیف اصلی است که در پزشکی کابرد فراوانی دارند.

تصویر

مادون قرمز

این ناحیه از امواج الکترو مغناطیسی، عامل تولید گرما بر روی سطح زمین است و در محدوده بین 400 تا 800 میلی متر قرار دارد و دارای دو منبع طبیعی و مصنوعی است.

ص: 27

تصویر

منبع مصنوعی

لامپ مخصوص گرمای مثل تنگستن.

تصویر

منبع طبیعی

زمین از خورشید مادون قرمز (IR) می گیرد و به این ترتیب تعادل حرارتی بین زمین و خورشید ایجاد می شود و بدن ما هم تابنده و هم جذب کننده گرما است.

ص: 28

تصویر

کاربرد های مادون قرمز

اشاره

مادون قرمز گرم است و تابش آن به بدن دمای آن را بالا می برد و به این ترتیب سرعت واکنش ها را افزایش می دهد. قانون وانت هوک می گوید هر 1 درجه افزایش گرما، سرعت واکنش ها را 10 برابر می کند.

تصویر

کاربرد های درمانی مادون قرمز

اثر اتساع عروق: خون رسانی به بافت ها را تسریع می کند و دفع مواد زاید را نیز سرعت می بخشد.

در تسکین درد با اثر روی سیستم عصبی نقش دارد. زیرا برای هر فرآیند عصبی آستانه تحریکی وجود دارد که اگر بالا رود آن فرآیند اتفاق نمی افتد. گرما هم آستانه درد را بالا برده و درد را کاهش می دهد.

افزایش گلبول های قرمز که فرآیند مناسبی برای خون رسانی به بافت ها است.

ص: 29

گلبول های قرمز را به بافت ها برده و CO2 را از بافت ها به ریه ها می آورد. اما از طرفی بین گلبول های قرمز و گلبول های سفید تعادل برقرار است اگر گلبول های قرمز خیلی زیاد شود، گلبول های سفید کم می شود که این فرآیند خیلی زیاد می شود و این فرآیند را لکوپنیا می گویند که ممکن است مضر باشد، پس نباید تعادل گلبول های قرمز و گلبول های سفید بیش از حد بهم بخورد.

فعالیت های متابولیکی

بهبود عفونت

رفع گرفتگی عضلانی

تصویر

دوربین های مادون قرمز با دید شب از شیشه هایی استفاده می کنند که مادون قرمز گسیلی را به نور مرئی تبدیل می کند. به کمک دوربین های مادون قرمز نقشه های حرارتی از بدن ثبت می شوند که به آن ترومو گرافی یا دما نگاری می گویند. سنسور هایی که در مسیر گسیل قرار می گیرند نقشه های حرارتی بدن را در مانیتور نشان می دهد در هر جا متابولیسم بیش تر باشد، تابش مادون قرمز بیشتر و وضوح تصویر را زیاد تر می کند. از مادون قرمز برای تشخیص غده سرطان استفاده می شود. غده های سرطانی که تشکیل می شوند فرایند متابولیکی بیشتری نسبت به بافت های اطراف دارند و گسیل مادون قرمز از آن ها بیش تر است. به این ترتیب با عکس برداری گسیلی مادون قرمز تشخیص بافت سرطان به راحتی ممکن خواهد بود.

قانون شکست نور

بر اساس این قانون، هر گاه نوری از محیطی به محیط دیگری با غلظت متفاوت وارد شود، می شکند. دلیل شکست نور تغییر سرعت نور در دو محیط با ضریب شکست متفاوت است. این قانون در فیزیک بینایی به کار برده می شود و در داخل چشم نیز همین اتفاق می افتد.

تصویر

کاربرد لیرز در پوست

امروزه لیزر کاربرد وسیعی در درمان بیماری های مختلف پوستی و زیبایی دارد. لیزر نوعی نور برانگیخته شده و پر انرژی است که در شرایط عادی در طبیعت دیده نمی شود، ولی با فناوری و وسایل خاص می توان آن را ایجاد کرد. لیزر با نور معمولی

ص: 31

تفاوت هایی دارد که این ویژگی ها باعث توانایی ها و کاربرد های خاص آن می شود. نور معمولی مرکب از چند انرژی نورانی مرئی و نامرئی است که از اشعه ماورای بنفش با کم ترین طول موج ها تا اشعه مادون قرمز با بیش ترین طول موج ها را در بر می گیرد، ولی لیزر تنها از یک نوع انرژی نورانی با طول موج مشخص ساخته شده است، بنابراین یک نور تک رنگ است. تفاوت دیگر لیزر با نور معمولی انرژی است که گاهی حتی چند هزار برابر نور معمولی می تواند انرژی داشته باشد.

تصویر

ویژگی سوم لیزر، پایین بودن دقت و انتشار نور است. به طوری که در دستگاه های دقیق لیزری نور تابیده شده در فاصله چند صد متری مسیر مستقیم خود را حفظ کرده و شعاع دایره محل تابش در نزدیکی منبع لیزر تقریبا مساوی شعاع تابش در چند صد منبع است. این خصوصیات باعث شده تا لیزر کاربرد فراوانی در رشته پزشکی و به ویژه در تخصص بیماری های پوست یا دراماتولوژی پیدا کند. با سرعت بالای پیشرفت فناوری، هر روزه شاهد به بازار آمدن دستگاه های جدید لیزر با کارآیی های بهتر و عوارض کمتر هستیم. مکانیسم اثر لیزر جذب انرژی نورانی توسط مولکول های بافتی است. همان طور که با تابش نور خورشید اشیا به تدریج گرم می شود، تابش لیزر نیز موجب گرم و داغ شدن و در نهایت تخریب بعضی از مولکول های حساس بافتی می شود. نکته مهم این است که این افزایش حرارت در ساختمان های مجاور که حساس نیستند زیاد قابل توجه نیست. بنابراین با انتخاب لیزر مناسب و با دانستن ویژگی های بافتی می توان ضایعه مورد نظر را تخریب کرد. بدون این که

ص: 32

به ساختمان های مجاور صدمه قابل توجهی وارد شود. به عنوان مثال لیزری که طول موج آن 595 تا 580 نانومتر است و به طور مرسوم PDL نامیده می شود بیشتر روی ساختمان های عروقی اثر می کند که شامل عروق واریسی پوست، ضایعات همانژیومی و لکه ها و خال های عروقی است. هر چند برخی از کاربرد های دیگر مثل جوان سازی پوست، بهبود جوش، محل برش جراحی و درمان زگیل هم دارد.

تصویر

به طور کلی کاربرد لیزر در درمان بیماری های پوستی و زیبایی را به شکل زیر می توان دسته بندی کرد.

1- درمان ضایعات و خال های عروقی که معمولا رنگ این ضایعات قرمز روشن یا تیره است.

2- درمان انواع ضایعات رنگی و رنگدانه ای پوست که شامل لکه های مختلف پوستی مثل کک و مک است. برای درمان این ضایعات از لیزر های مختلف شامل Q-Switch Ruby، P-Switch Nd-YAG و Q-Switch alexandrite استفاده می شود. از دستگاه های IPL نیز برای درمان ضایعات رنگ دانه می توان استفاده کرد.

3- درمان و کاهش مو های زاید بدن نیز توسط لیزر انجام می شود.

ص: 33

تصویر

تصویر

4- کاهش چین و چروک و بهبود جوش های مختلف پوستی مثل جوشگاه آکنه. در این مورد دو نوع کلی لیزر شامل لیزر های زخم کننده (ablative) و زخم نکننده موجود است.

تصویر

ص: 34

5- درمان بعضی از انواع بیماری های پوستی شامل زگیل، جای زخم های برجسته و خارش دار (کلویید) برخی تومور های خوش خیم ضمایم پوست با لیزر انجام می شود. برای درمان این موارد از لیزر های مختلفی مثل PDL یا لیزر CO2 می توان استفاده کرد.

6- استفاده از لیزر به عنوان چاقوی جراحی: از لیزر CO2 می توان به عنوان چاقوی جراحی نیز استفاده کرد و مزیتی که نسبت به چاقوی معمولی جراحی دارد، این است که در این روش خونریزی های دیگری وجود ندارد.

تصویر

7- استفاده از لیزر جهت رفع سلولیت یا چاقی موضعی: امروزه یکی از کاربرد های لیزر تخریب بافت چربی و استفاده از آن در لیپوساکشن است.

تصویر

ص: 35

پس از آن جهان طب شاهد تکامل سریع و غیر منتظره در تولید انواع لیزر طبی و ارائه شدن نسل های مختلف لیزر به جامعه پزشکی بوده است، علی رغم اشکال متنوع و چند کاره بودن دستگاه لیزر در حوزه های مختلف پزشکی یک اصل اساسی از ابتدا تا کنون هرگز تغییر نکرده و آن به کارگیری بهینه از انرژی حاصل از لیزر در حوزه های مختلف علمی، پزشکی، جراحی و زیبا سازی پوست می باشد.

بهتر بافت ها می گردد و باعث می شود که این خاصیت لیزر عامل اساسی در جوان شدن مجدد پوست می شود.

- افزایش تراکم بافتی با لیزر

تصویر

استفاده از لیزر در درمان بیماری ها

کاربرد در درماتولوژیی

درمان سوختگی ها و زخم های مقاوم به درمان آکنه، اگزما، پسوریاسیس، ضایعات و اقدامات پیش گیرانه مثل جلوگیری از پیر شدن پوست توسط لیزر امکان پذیر شده است.

تصویر

بیماری های عضلانی اسکلتی و ارتوپدی

در درمان کشیدگی های تاندونی آرتریت روماتوئید، رفع اختلالات موجود در اتصالات عضلانی کمر درد ها و کشیدگی ها به کار می رود.

ص: 37

علت این اثرات، مثل لیزر جراحی به دلیل حرارت نمی باشد. لیزر درمانی کم توان در پزشکی، دندانپزشکی و دامپزشکی در موارد بیماری های مختلف و به طور عمده در مورد درمان زخم و کنترل درد به کار می رود.

تصویر

فیزیولوژی سلولی لیزر های کم توان

اشاره

به دنبال تابش فوتون های لیزر به سلول، پاسخ سلولی با فعال شدن فوتواکسپتور های موجود در زنجیره تنفسی واقع در میتوکندری آغاز می شود و در اثر آن ردوکس سلولی تغییر حالت داده و همراه با تغییرات حالت غشا سلولی با جا به جایی کلسیم و تغییرات PH و فعال شدن CAMP و دوبلیکاسیون DNA منجر به ساخته شدن پروتئین می شود. به این ترتیب پاسخ های سلولی از سطح سلولی به سطح بافت و ارگان کشانده می شود و اثراتی مانند ضد التهاب، ضد تورم، بی دردی، تکثیر سلولی، نئوواسکولاریزاسیون و تسریع در ترمیم، شیفت متابولیسم به سمت هوازی و متعادل کردن سیستم ایمنی حاصل می آید.

پاسخ فیزیولوژیک بافت برای لیزر های کم توان شامل:

تصویر

ص: 39

- تحریک بیولوژیک سیستم

- اثر بر روی سیستم ایمنی

- اثر ضد التهاب و ضد تورم

- اثر بر روی عروق و سیرکولاسیون

- اثر بر روی لنف

- اثر بر روی ترمیم زخم

- اثر ضد درد

- اثر بر روی اعصاب

تصویر

به طور ساده می توان گفت که دو نوع لیزر وجود دارد. کم توان و پر توان. لیزر های پر توان بافت را می برند و گرما آزاد می کنند، اما لیزر های کم توان گرما آزاد نمی کنند و موجب تخریب بافت نمی شوند، بلکه لیزر های کم توان خاصیت ایجاد واکنش فتوشیمیایی دارند و موجب بهبود متابولیسم سلولی می شوند و از آن جایی که چگالی دانسته آن ها کمتر از 0/5 وات بر سانتی متر مربع است ، تحت این عنوان نام گذاری شده اند که به آن ها لیزر های سرد یا لیزر های نرم هم گفته می شود. این لیزر ها با بافت وارد واکنش شده و بدون ایجاد حرارت، باعث تحریک یا مهار در سلول می شوند.

ص: 41

تصویر

تصویر

ص: 45

وات می باشد. این اعداد به ما نشان می دهد که طیف نوری لیزر در طیف قرمز و مادون قرمز بوده و نیز به علت توان پایین دارای عمق نفوذ کم در حدود نیم سانت است. همچنین لیزر کم توان دارای اثر فتوشیمیایی است. یعنی نور لیزر بدون این که بافت سطحی را تخریب کند به عمق پایین تر نفوذ کرده و تاثیر خود را با استفاده از اثرات شیمیایی بر روی بافت می گذارد. لذا تمامی این موارد موجب می گردند که لیزر کم توان منع مصرف خاصی نداشته باشد و ﻋﻮارض ﻟﯿﺰر ﮐﻢ ﺗﻮان بسیار جزئی باشند.

تصویر

تصویر

سازمان های گوناگون بین المللی در تدوین استاندارد های ایمنی، مقالات، کتب و منابع گوناگونی در خصوص خطرات لیزر ها تدوین و انتشار یافته است. خطرات در مورد لیزر های پزشکی شامل:

- خطرات ناشی از تابش لیزر بر انسان

- خطرات ناشی از منبع تغذیه ولتاژ بالای تجهیزات لیزری (الکتریکی)

- خطرات ناشی از مواد شیمیایی یا دود های حاصل از عملکرد سیستم های لیزری

- خطرات ناشی از بر هم کنش احتمالی لیزر با گاز ها و مواد دیگر محیط کار (محیطی)

- خطرات ناشی از اشتباهات کاربر یا تعمیر کار

تصویر

خطر های متعددی در ارتباط با لیزر ها وجود دارند، ولی برای هر نوع لیزر، بسته به مشخصات و قابلیت های آن، تنها تعداد خاصی از این خطر ها مطرح می باشند. همچنین در این میان، خطرات ناشی از تابش لیزر بر انسان از اهمیت خاصی برخوردارند.

اما پرتو های موازی لیزر پساز عبور از عدسی، در نقطه ای به ابعاد تقریبی 10 تا 20 میکرو متر روی شبکیه متمرکز می شوند، در این حالت، اگر مردمک چشم کامل باز باشد، نسبت چگالی توان در شبکیه به عدسی 105 می باشد. بنابراین حتی لیزر های کم توان هم، در صورتی که به مدت طولانی بر چشم تابیده شوند، می توانند به شدت آسیب رسان باشند.

تصویر

طول موج های ماورا بنفش نزدیک و مادون قرمز میانه (1400 الی 3000 نانومتر)، می توانند به عدسی چشم نیز صدمه بزنند و موجب بروز کاتاراکت شوند. در مجموع، جذب شدید برخی طول موج ها در چشم باعث آسیب های موضعی می شود و به همین دلیل نباید تحت هیچ شرایطی به لیزر خیره شد. همچنین باید توجه داشت که تنها برخورد مستقیم پرتو لیزر با چشم خطر آفرین نمی باشد بلکه برخورد بازتابش آن از سطوح دیگر نیز می تواند صدماتی را، هر چند با شدت کمتر از برخورد مستقیم، به دنبال داشته باشد. به طور کلی محدوده 400 الی 1400 نانومتر خطرناک ترین محدوده طول موج های لیزر بر چشم است. محدوده 700 الی 1400 نانومتر نیز به دلیل نامرئی بودن بسیار خطرناک تر است، زیرا چشم انسان به طور طبیعی، با عکس العمل پلک زدن در مقابل نور مرئی، از ورود طولانی مدت آن جلوگیری می کند، ولی در مقابل نور نامرئی، مردمک کاملا باز مانده و چشم پلک نمی زند. علی رغم این که آسیب های چشمی به راحتی قابل پیش گیری هستند، بر اساس نتایج

ص: 51

مطالعات FDA، 75 درصد حوادث لیزر از سال 1984 الی 1994 شامل آسیب های چشمی بوده است.

تصویر

آسیب های پوستی

پوست انسان تقریبا همه محدوده طول موج های ماورا بنفش تا مادون قرمز را جذب می کند. هر چند صدمات پوستی ناشی از لیزر، در مقایسه با صدمات چشمی، کمتر هستند و از نظر ایمنی، پوست پساز چشم در مرتبه دوم اهمیت قرار دارد، اما نباید آن ها را دست کم گرفت زیرا لیزر ها، به ویژه لیزر های جراحی، قابلیت نفوذ بالایی به بدن دارند و می توانند برش های عمیقی در پوست ایجاد کنند و در صورتی که برش در ناحیه ورید یا شریان باشد می تواند با خونریزی شدید نیز همراه باشد. تابش لیزر به پوست، بسته به طول موج و توان، صدماتی مانند؛ سرخی و تورم سطحی، سوختگی و تاول، بریدگی، چروکیدگی، خشکی بیش از حد، پیری زودرس و در برخی موارد خاص بروز سرطان های پوستی را به دنبال دارد. بنابراین باید از برخورد لیزر با پوست انسان جلوگیری کرد.

تصویر

ص: 52

مستقیم لیزر به چشم، حتی در حالتی که پرتو لیزر به علت عبور از تجهیزات اپتیکی متمرکز شده باشد، عکس العمل طبیعی چشم به نور (پلک زدن)، سبب محافظت از آن می شود. اما در صورت خیره شدن به پرتو لیزر، چشم آسیب خواهد دید.

گروه M2 بی خطر برای پوست، کم خطر برای چشم

لیزر های گروه M2 نیز در محدوده نور مرئی تابش می کنند و در صورت تابش مستقیم لیزر، به جز در حالتی که پرتو لیزر به علت عبور از تجهیزات اپتیکی متمرکز شده باشد، عکس العمل طبیعی چشم به نور (پلک زدن) سبب محافظت از آن می شود اما در صورت خیره شدن به پرتو لیزر، چشم آسیب خواهد دید.

گروه R3 کم خطر برای چشم و پوست

توان خروجی لیزر های گروه R3 از حداکثر مجاز تعیین شده برای گروه های 1 و 2 بالاتر است. بنابراین فاکتور های ایمنی در نظر گرفته شده برای این کلاس به صورتی تنظیم شده است که خطر آسیب ناشی از تابش مستقیم پرتو لیزر را کاهش می دهند، اما به هر حال، باید تا حد امکان از برخورد پرتو لیزر های گروه R3، به خصوص لیزر های نامرئی این گروه، با چشم جلوگیری کرد.

تصویر

گروه B3 کم خطر برای پوست، خطر متوسط برای چشم

لیزر های گروه B3 در صورت تابش مستقیم به چشم، حتی در صورت عکس العمل طبیعی چشم (پلک زدن)، زیان آور می باشند. پرتو لیزر های این گروه، به صورت پخش شده، به چشم آسیبی نمی رسانند.

ص: 54

تصویر

تصویر

همچنین لیزر های این گروه باید شامل موارد زیر باشند.

- دارای یک سیستم قفل داخلی باشند.

- دارای یک کلید ایمنی باشند که در حین خطر هر کسی بتواند لیزر را خاموش کند.

- دارای یک چراغ هشدار دهنده و یا بوق باشند، که نشان دهد لیزر در حین کار می باشد. (به ویژه در مورد لیزر های نامرئی)

گروه 4: نکات ایمنی گروه های قبلی به همراه موارد زیر:

- در حین کار با لیزر های این گروه، به کارگیری عینک های ایمنی توسط همه کارکنان ضروری است و در مورد لیزر هایی که طول موج حرارتی دارند، باید بین لیزر و کاربر، محافظ ضد آتش قرار داده شود.

- همه مسیر های پرتو باید به موادی، که توان تحمل پرتو را برای چند دقیقه دارند، ختم شوند.

- حضور افراد غیر کاربر در اتاق کار ممنوع است.

- این لیزر ها باید در یک محدوده بسته، معین و قابل کنترل به کار گرفته شوند.

- ورودی اتاق کار باید مجهز به قفل داخلی باشد.

- دسترسی به چنین لیزر هایی باید محدود و تحت کنترل باشد.

- معاینه چشم پیش از کاربرد این گونه لیزر ها لازم است.

- حضور متصدی ایمنی لیزر برای چک کردن قوانین ضروری است.

ص: 58

تابش احتمالی پرتو لیزر قرار گیرند.

- هر گونه حوادث ناشی از لیزر باید بلافاصله به مسئولان پزشکی گزارش شود.

- در صورت استفاده از لیزر هایی، که سیستم خنک کننده آن ها آبی است، مرتبا نشتی آب را کنترل و در صورت شناسایی سریعا تعمیر کنید.

- به یاد داشته باشید در لیزر های پر توان حتی بازتاب پراکنده نیز می تواند خطر آفرین باشد.

- اغلب حوادث ثبت شده از آسیب های لیزر، صرفا به خاطر یک لحظه برداشتن عینک محافظ ایجاد شده اند.

- در محیط به کارگیری لیزر از تلفن همراه استفاده نکنید.

- شکسته شدن لنز ها و خرابی محل نصب آیینه می تواند پرتو های منحرف ایجاد کند.

- اگر در حین کار متوجه شدید پرتو لیزر خارج می شود ولی به منطقه هدف نمی خورد یا نقطه ای روی دستگاه داغ می شود، فورا سیستم را خاموش کنید.

برای دستگاه های لیزر، به ویژه لیزر های پر توان، حتما از سیم ارت استفاده شود.

- طراحی درب ها به گونه ای باشد که امکان باز کردن آن ها از خارج امکان پذیر نباشد.

- عینک های محافظ باید دارای برچسب طول موج و چگالی نوری باشند.

- بعد از تابش غیر عادی و مشکوک، حتما و بلافاصله تست بینایی را انجام دهید.

- برای ایمنی لیزر، چک لیست تهیه کنید و آن را قبل از عمل چک کنید.

- زمانی که از دستگاه استفاده نمی کنید، کلید را از روی آن بردارید.

- در صورت نیاز به بیهوشی بیمار، باید از گاز های غیر قابل اشتعال استفاده شود.

- برای پیشگیری از تنفس مواد خطرزا می توانید از ماسک های فیلتر دار استفاده کنید.

ص: 60