laser și efectele sale asupra organismului
În prezent, următoarele tipuri de lasere:
- lasere cu semiconductori, cu un material de lucru solid (cristale de rubin artificial, sticla neodim, fluorură de calciu, unele elemente de pământuri rare, etc.) care au o putere mare de radiatii;
- lasere cu gaz, în care, ca substanță activă, diverse gaze inerte (heliu, neon, argon, etc.); acestea sunt mai puțin puternici comparativ cu lasere cu semiconductori;
- lasere semiconductoare folosind arseniura de galiu et al. au o eficiență mai mare și densitate relativ mare putere în comparație cu alte lasere.
În prezent, există mai multe tipuri diferite de lasere pentru cercetarea științifică, pentru utilizare în domeniul tehnologiei și industriei. Lasere cu diferite dispozitive speciale (console) ca microscoape, televizoare și așa mai departe. F. Pentru scopuri biologice si medicale. Asocierea cu un microscop cu laser ( „microscop cu laser“) permite de a iradia nu numai celule individuale, dar chiar și diferitele entități din ele, cum ar fi nucleul, și altele. În funcție de materialul care servește ca substanță activă, modificarea intensității radiației și lungimea de undă. Cele mai multe lasere utilizate în prezent, funcționează în regiunea roșie și în infraroșu a spectrului luminos.
lasere cu impulsuri care furnizează impulsuri intermitente de energie ridicată pot fi utilizate în medicină, în principal pentru expuneri unice sau multiple la diferite leziuni patologice, de exemplu, pentru „arderea“ a tumorilor, și altele. Un lasere mai puțin puternice continuu destinate în primul rând pentru producerea diferitelor operaționale intervenții. În primul caz, fasciculul laser poate fi numit la figurat „bullet lumină“, lovind tinta ales, iar al doilea - „lumina cuțit“ (sau „bisturiu de lumină“).
fascicul laser nefocalizate are de obicei o lățime de 1-2 cm și cu focalizare induse - 1-0.01 mm și mai puțin. Datorită acestui fapt a existat o mare oportunitate de a se concentra energia luminoasă pe o suprafață de câțiva microni sau mai mică decât secțiunea transversală a unui fir de păr uman, și pentru a atinge temperaturi foarte ridicate - până la mai multe milioane de grade! Datorită acestei capacitatea de a se concentra energia pe suprafața minimă a suprafeței iradiate și lasere sunt de mare interes pentru medicina. Intensitatea radiației laser este determinată de mărimea energiei pulsului pe centimetru pătrat, și este exprimată în jouli (J / cm2) sau calorii și laser undă continuă în wați pe cm2. Energia fiecărui bliț laser poate varia de la câteva fracțiuni de jouli la 1000 jouli sau mai mult. fascicol laser de mare putere literalmente cunoaște bariere. Este suficient să spunem că fasciculul laser este capabil să „foraj“ să se topească și să transforme în oțel cu abur, de tungsten, de diamant, corindon, și toate celelalte materiale cunoscute de om. Acum a ajuns la magnitudinea colosală a timpului puterea de lasere. În timpul duratei impulsului de câteva nanosecunde (10-11 secunde), aceasta depășește 10 milioane de kilowați! In ultimii ani, lasere proiectate, luminozitatea de emisie, care este de un milion de ori mai mult strălucirea soarelui, și puterea de vârf depășește puterea centralelor electrice mari.
Principiile generale de acțiune ale laserului asupra organismului uman
Efectele laser bazate pe diverse obiecte biologice este, în esență, un foarte scurt termen (1/100000 de secundă!) Impactul puterii fără precedent a fasciculului de lumină în zeci sau sute de kilowați. Adâncimea de pătrundere a fasciculului laser în țesutul este reglementat prin utilizarea de focalizare sistem optic și poate fi de până la 20-25 mm sau mai mult. Atunci când sunt expuse la fasciculul laser de pe țesutul ar trebui să ia în considerare un fapt foarte important. Dacă fasciculul de lumină este focalizată pe o anumită adâncime a obiectului iradiat, la o adâncime de 3-4 mm poate fi obținută o intensitate de radiație care uneori depășește chiar și intensitatea sa de pe suprafața obiectului.
Este important să se sublinieze că, din cauza vitezei rapide fulger de acțiune fascicule laser, ele nu provoacă durere și alte senzații neplăcute. Această proprietate a fasciculului laser este de mare importanță pentru o intervenție chirurgicală, deoarece operațiunile pe termen scurt cu un laser nu are nevoie, de regulă, orice ameliorare a durerii, fără de care în prezent nu face nici o intervenție chirurgicală.
Gradul de absorbție a fasciculului laser este dependentă în mare măsură de culoarea obiectului care este iradiat. Cele mai multe dintre fascicule laser, sunt absorbite de tesuturi pigmentate, celule roșii din sânge (eritrocite), și așa mai departe. Și. De exemplu, iradierea fascicule laser în doze milijouli conduce la distrugerea celulelor roșii din sânge, dar nu afectează forma sau mișcarea de globule albe (leucocite). Pentru a crește gradul (factor) al energiei de absorbție a radiației laser și, prin urmare, pentru a spori efectul ei, uneori, se recurge la o colorare artificială țesut prin aplicarea diferitelor coloranți, de exemplu, soluție de rimel, albastru de metilen și altele.
Prin influențarea razei laser, de exemplu, o tumoare pictată poate realiza distrugerea țesutului tumoral, fără a deteriora țesutul sănătos din jur și nevopsită. Absorbția fasciculului laser crește cu hipercheratoza și gemosideroze pielea și t. D. Absorbția totală a energiei radiației laser depinde și adâncimea penetrării sale în diferite țesuturi și proprietățile optice ale acestora. De exemplu, pielea mouse-ul absoarbe până la 40 la sută din această energie, iar pielea la mușchiul de bază este deja de până la 80 la sută.
Datorită noutatea acestui complex problemă mare incertitudine și este încă departe de a fi rezolvată. Cu toate acestea, există motive să credem că mecanismul de acțiune biologică a razelor laser contează foarte diferiți factori. În primul rând, trebuie avut în vedere, desigur, expunerea la temperaturi ridicate, atât fasciculul laser și temperatura care se dezvolta in celule si tesuturi, ca urmare a absorbției de energie de radiație și ajunge la câteva zeci sau chiar sute de grade. Ca urmare a efectelor termice în țesuturile fascicule laser cu modificări specifice care seamănă cu căldură arsuri (termică) de diferite grade, de exemplu, coagulare (coagulare) proteine.
Rolul important jucat de impactul substanțelor toxice asupra celulelor și țesuturilor (endotoxine) care apar în ele, ca urmare a razei laser, cauzând o necroza progresiva (necroza) a celulelor infectate după iradiere. Este de asemenea necesar să se ia în considerare scăderea bruscă a activității sau schimba în acțiunea specifică a enzimelor implicate, de exemplu, in metabolismul celulelor tumorale și a altor țesuturi. Pe lângă toate acestea, o valoare de atribut protsossam fotochimic specific așa-numita svetogidravlicheskomu tesuturi efect de ionizare vibrații ultrasonice, câmpuri electromagnetice și răsărire al.
Vorbind despre impactul razei laser pe obiecte biologice, ar trebui să ia în considerare un fapt foarte important. Preocuparea este că organismele animale sunt dispozitiv foarte complexe: ele constau din mai multe straturi de celule și țesuturi, care au o structură diferită, caracteristici fiziologice, proprietățile fizice și chimice, și multe altele. et al., în special, o importanță deosebită o acordă diferitelor proprietăți optice ale țesutului și straturilor intermediare, adică capacitatea lor de a reflecta sau absorbi razele laser. Nu este surprinzător, prin urmare, că sub influența radiației laser asupra țesuturilor și organelor, care este sistemul biologic multistratificat, iar straturile se la granița dintre ele apar și de a dezvolta reacții numeroase și diverse. Esența acestor reacții este încă în mare măsură necunoscute și obiectul de studiu în continuare cuprinzătoare.