אילנה זהר, היחידה למדעים, מה”ד ירושלים

1. לייזרים לשימוש רפואי אילנה זהר, היחידה למדעים, מה”ד ירושלים

2. קרינת לייזר LASER - Light Amplification by Stimulated Emision of Radiation קרינה אלקטרומגנטית מוגברת - קרינת אור מוגברת, המאופיינת ע”י התכונות הבאות: • עוצמת אור רבה הדחוסה לתוך אלומה “מקבילה”. • כל הגלים באלומה בעלי אותה פאזה. • לכל הגלים באלומה אותו אורך גל. מתקבלת קרינת אור מוגברת, אחידה, בעלת תכונות הנשלטות ע”י היוצרים.

3. סכום גלים

4. כיצד יוצרים קרני לייזר? • ניתן לקבל לייזר ע”י הקרנה של סוגים שונים של חומרים: גבישים מוצקים בהרכב מתאים דוגמת גביש הרובי, גזים כדוגמת תערובת הליום-ניאון, נוזלים אורגנים, חצאי מוליכים ועוד. • מקרינים את החומר או הסריג שנבחר במקור אור מתאים כך שחל באטומים שבו עירור אלקטרונים לרמות מטה סטביליות (יציבות חלקית). יוצרים מצב שבו חל “היפוך אוכלוסיות” - כלומר יותר אטומים או מולקולות בחומר נמצאים במצב מעורר מאשר במצב יציב. אז פוטון שנפלט מאחד האטומים המעוררים מעורר פליטה של פוטונים מאטומים נוספים. בעזרת מראות, מוחזרים הפוטונים הלוך וחזור וגורמים לאטומים נוספים לפלוט פוטונים שגם הם מצטרפים אליהם. כך מתקבל תהליך ההגברה. • עד היום הצליחו ליצור לייזרים בתחום תדירויות גדול מ- U.V ועד I.R ובתחום גלי המיקרו. (מייזר)

5. שימושי הלייזר ברפואה • לניתוח רפואי • לאבחון רפואי • לריפוי פצעים, שיכוך כאבים וטיפולים קוסמטיים קישור לאתר מעולה על קרינה ולייזר, מכון וייצמן למדע. http://stwww.weizmann.ac.il/lasers/ laserheb/Ch-9/F9s2p1.asp

6. אינטראקציה בין לייזר לרקמה ביולוגית • לכל רקמה יש תכונות שונות, ולכל קרינת לייזר יש תכונות שונות. יש למצוא את התנאים האופטימליים להתאמה בין קרינת הלייזר המסוימת לבין הרקמה עליה היא מופעלת. • אולטרא-סגול קצר מאוד - הפוטון מגיב עם החלבונים, ריאקציה ישירה עם RNA, DNA. בדרך כלל התא החי מת כתוצאה מאינטראקציה עם קרינת לייזר באורכי גל אלו. • אולטרא-סגול קרוב ואורכי גל קצרים של הספקטרום הנראה - ריאקציה פוטו כימית כגון פוטוסינתזה. • תחום נראה (מעל כחול) ואינפרא-אדום - אפקטים תרמיים כתוצאה מבליעת הקרינה האלקטרומגנטית על ידי הרקמה הביולוגית, וחימום הנובע מכך.

7. ניתן לחלק את ההשפעות של קרינת לייזר על רקמה ביולוגית לפי סוג האפקט הנוצר: • אפקטים תרמיים - נוצרים על ידי לייזרים של קרינה רציפה. אנרגיית הלייזר נבלעת ברקמה הביולוגית, מעלה את הטמפרטורה המקומית של אזור הרקמה המוקרן ובהתאם לטמפרטורה מתרחש אחד מהתהליכים של אידוי, קרישה, וכו'. • אפקטים מכניים - מתרחשים בעיקר כאשר פולס קצר של קרינת לייזר בעוצמה גבוהה פוגע ברקמה. כמות האנרגיה הגבוהה הפוגעת בשטח מצומצם גורמת לחימום מיידי של הרקמה. מכיוון שהחימום מתבצע בפרק זמן הקצר מהזמן הדרוש לרקמה להתפשט כתוצאה מהחימום, נוצר פיצוץ של הרקמה תוך יצירת "גל הלם" הקורע את הרקמות שסביבו. אפקט זה משמש לדוגמא טיפול קטרקט בעניים. פולס הלייזר יוצר גל הלם הקורע את הוילון העכור שמסתיר את שדה הראייה. • אפקטים כימיים -קיימות תרופות המוזרקות לגוף החולה ומצטברות בתאים סרטניים יותר מאשר בתאים "נורמליים". תרופות אלו רגישות לאור באורכי גל מסוימים, ולכן ניתן באמצעות הקרנה בלייזר לגרום לתרופה להיהפך לרעל ההורג את התאים הסרטניים.

8. תחומים רפואיים בהם משתמשים בלייזר • גינקולוגיה • אורולוגיה • אונקולוגיה • אורטופדיה • עצבים • וטרינריה • כלי דם • טיפולי עיניים • ניתוחים כלליים • אף אוזן גרון • שיניים • עור • מערכת העיכול וההפרשה • ניתוחים פלסטיים טיפולים בלייזר, מרכז רפואי הרצליה http://www.hmc-ims.com/laserh.htm

9. יתרונות הלייזר לניתוח רפואי: • שדה ראייה יבש באזור הניתוח, מכיוון שאנרגיית הלייזר מקרישה את כלי הדם הקטנים שמדממים. • עוצמת הכאב קטנה יותר לאחר הניתוח - כנראה עקב הלחמת קצות העצבים. • אין מגע מכני בין המכשיר לרקמה, ולכן פחות בעיות הנובעות מסטריליזציה לא מספקת. • שדה ראייה שאינו מוסתר על ידי מכשירים מכניים (מכשיר הלייזר רחוק מהרקמה). • אפשרות לריאקציה מבוקרת על פי סוג הרקמה וסוג הלייזר. לדוגמא, ניתן לטפל בהורדת כתובות קעקע ללא פגיעה ברקמה הבריאה סביבן. • אפשרות לבצע ניתוחים תחת מיקרוסקופ (אלומת הלייזר מכוונת באמצעות האופטיקה של המיקרוסקופ, כך שניתן להשיג דיוק גבוה). • אפשרות לבצע ניתוחים בתוך הגוף מבלי לפתוח אותו. ניתן להעביר את קרינת הלייזר דרך סיבים אופטיים דקים, המוכנסים דרך פתחים קטנים. • ניתן לבצע חתכים מדויקים באמצעות קרינת הלייזר. • ניתן לבקר את הלייזר באמצעות מחשב, ולצמצם את השפעת הקרינה לתחום מוגדר.

10. שימושי לייזר ברפואת שיניים • לרקמה רכה - ניתוחי חניכיים • לרקמה קשה - לטיפולים בשן עצמה. להפעלת חומרי הלבנה, לחיתוך בשן והוצאת עששת, לאיטום חריצים. Http://dental.org.il מלת חיפוש: לייזר

11. שימוש בלייזר ברפואת עור וקוסמטיקה • הסרת כתמי פיגמנטים (בהרות) • הורדת כתובות קעקע • הסרת גידולים ממאירים • פילינג - קילוף השכבה החיצונית של העור • העלמת קמטים • הסרת שער • השתלת שער

12. לייזר ברפואת עיניים • הלחמת רשתית קרועה • טיפול בכלי דם בעין • הפחתת לחץ תוך עיני הנוצר מגלאוקומה • טיפול בקטרקט משני • ניתוח להסרת משקפיים ע”י עיצוב מחדש של שבירת האור בקרנית

13. לייזר לאבחון וטיפול בסרטן • לאבחון- מזריקים לחולה תרופה המצטברת בתאים הסרטניים במיוחד. הקרנה של האזור הנבדק עם קרן לייזר גורמת לחומר שהוזרק להקרין באור זוהר ובכך לסמן את האזורים הנגועים. • לטיפול- מזריקים למטופל תרופה מתאימה המצטברת בתאים הסרטניים במיוחד. את האזור הנגוע מקרינים בלייזר מתאים הגורם להפעלת החומר ע”י ערור אלקטרוני. החומר המעורר גורם לפרוק מולקולות חמצן המגיבות עם התאים הנגועים ומשמידות אותם.