L - Light A - Amplificated S - Stimulated E - Emission 1960 T.H. Maiman (rubino) Amplificazione...
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L - LightA - Amplificated
S - StimulatedE - Emission
1960 T.H. Maiman (rubino)
Amplificazione della luce per “emissione stimolata” di radiazioni
Strumento che genera ed amplifica una luce non esistente in natura:
una sola lunghezza d’onda, monocromatica (un solo colore puro)
coerente (onde sempre nella stessa fase, nel tempo e nello spazio)
R - Radiation
DEFINIZIONE
Lanterna con lente per concentrare la luce
CENNI STORICI: LUCE - CHIRURGIA
Leonardo Da VinciIn che modo si faccia un lume bello e grande
Codice Atlantico (1480) F. 34
Thomas Vicary (XVI sec)
CARATTERISTICHE NECESSARIE AL CHIRURGO
“Per prima cosa, deve essere ISTRUITO
come seconda, dev’essere ESPERTO
come terza, dev’essere intelligente
come quarta, deve avere buone maniere”
SPETTRO ELETTROMAGNETICO
Luce policromatica
Visibile: 400 - 700nm
Invisibile: VC 100 - 250nm UVB 250 - 300nm
UVA 300 - 400nm IR V 700 - 1.000nm
IR L 100.000nm
Luce Visibile 6 colori: Viola - Blu - Verde - Giallo - Arancio - Rosso
LUCI SEMPLICI - LUCI COMPOSTE
500 Colori Puri = 500 Lunghezze d’onda Vis. = 500 Laser (Teorici)
Colori COMPLEMENTARI
Verde GialloGialloPorporaAzzurroAzzurro -VerdastroAzzurro - Verde
Colori PURI
Violetto 400 - 420nmAzzurro 440 - 470nmVerde 500 - 530nmGiallo 530 - 580nmArancio 590 - 600nmRosso 610 - 780nm
Luce Monocromatica
= Colore Puro
Luce Bianca
= 2 Colori Complementari
Percezione minima occhio umano: 380nm
Percezione massima occhio umano: 880nm
Visibilità Massima occhio umano: 550nm
Chiaro saturo = vivoChiaro smorzato = pallido (bianco)Scuro saturo = profondoScuro smorzato = abbattuto (nero)
1 - Materiale attivo
2 - Risonatore
3 - Sorgente energetica
SCHEMA LASER CONVENZIONALE
Il “materiale attivo” contenuto nel “risonatore” laser, viene eccitato (pompato)
da una sorgente esterna (energia elettrica, luminosa, laser o termica) fino ad
ottenere un numero di molecole eccitate superiore a quelle in riposo,
“Inversione di popolazione” con Emissione Stimolata (produzione di fotoni tutti
in fase fra loro) e amplificazione energetica dell’onda che li trasporta.
L’amplificazione può essere moltiplicata ulteriormente facendo rimbalzare i
fotoni, alla velocità della luce, attraverso il risonatore ottico, composto da due
specchi paralleli uno dei quali, essendo parzialmente riflettente, consente
l’emissione di luce: Amplificata - Monocromatica - Coerente - Unidirezionale
PHYSICAL CHARACTERISTICS
MONOCROMATICITÀ
COERENZA
SCARSA DIVERGENZA
Luce policromaticaIncoerenteDiverge 360° (spazio)Fascio largo
100W=100Wmmq
100W=0, 000001Wmmq
: una sola lunghezza d’onda
: onde nella stessa fase
: fascio stretto
SOLIDI: Rubino, Nd-YAG, Alessandrite, ErbioLIQUIDI: Dye (Rodamina)GAS: He-Ne, CO2, Argon, Kripton, Eccimeri.
SEMICONDUTTORI: Diodo = Due elettrodi Anodo - Emittente (Ar), Catodo - Ricevente (Ga) (+ materiali waferizzati)
LASERMATERIALI ATTIVI
Il “materiale attivo” da il nome allo strumento Laser: molti materiali
(Argon, Kripton, Dye, Diodi ecc.) possono erogare numerose
lunghezze d’onda.
Oggi i Laser si dovrebbero identificare con il numero corrispondente
alla lunghezza d’onda emessa.
Potenza elettrica - Potenza ottica
ARGON, KRIPTON 1 % NEODIMIO -YAG 1 – 3 %
CO2 10 – 16 %Bassa resa
Impianto elettrico potenziato Raccordo idrico di raffreddamentoObbligatorio piano di manutenzione Consumo “materiali attivi” e alimentatori
DIODI 34 - 60 %
Compattezza
Semplicità di esercizio
RENDIMENTI DI CONVERSIONE
Ogni Laser consente una sua gamma di usi ottimali. Il laser ottimale per tutti gli usi non esiste ancora!!!
RADIAZIONE LASER- Lunghezza d’onda- Densità di potenza- Tempo esposizione- Tipo impulso- Frequenza impulso
TESSUTO- Densità- Capacità termica- Conduttività termica- Coefficiente assorbimento- Coefficiente diffusione
LEGGI FISICHE
MODALITÀ EMISSIONE LASER
CONTINUA Riscaldamento sotto controllo dell’operatore
PULSATARiscaldamento controllatoa supporto dell’operatore
SUPERPULSATAPreserva il tessuto circostante
ULTRAPULSATAOnde d’urto senza caloreablazione cellulare
1,2,3...W
sec88
10Wmsec
100W
µ sec1000W
nano sec
…………………………….
………………..….
…………...
………………………...….…
EFFETTI BIOLOGICI
• BASSA ENERGIA: - Fotofisici - Fotochimici - Fotodinamici
• MEDIA ENERGIA: - Fototermici - Focalizzati - taglio - Focalizzati Scanner - abrasione
- Defocalizzati - coagulazione
• ALTA ENERGIA: - Fotoablativi
INTERAZIONE LASER TESSUTALE
EFFETTI FOTOBIOLOGICI
LASER BASSA ENERGIA
• FOTOCHIMICI: Fotoinduzione
Fotoattivazione
• FOTOFISICI: Fluorescenza
Fosforescenza
• FOTODINAMICI: (+ Cromofori)
40° - 42° C : IPERTERMIA reversibile 45° - 60° C : EDEMA denaturazione enzimi 70° - 80° C : COAGULAZIONE coagulazione irreversibile
90° - 100° C : VAPORIZZAZIONE ebollizione necrosi
- 300° C : CARBONIZZAZIONE essiccamentocarbonizzazione
- 500° C : INCANDESCENZA vaporizzazione solidi
LASER MEDIA ENERGIA
EFFETTI FOTOTERMICI
- Ablazione / Vaporizzazione- Coagulazione irreversibile- Coagulazione reversibile- Ipertermia
INTERAZIONE LASER TESSUTALE
Il danno periferico al cratere, diminuisce esponenzialmente con l’aumento della distanzadal bordo (Beer)
EUFOTON
Per 20 anni i Laser medicali sono stati utilizzati in:
• Chirurgia, Oculistica, Dermatologia
Raggio focalizzato per coagulare vasi, tagliare tessuti,
con minimo danno termico (0.2mm) sulle aree residue
• Medicina
Raggio defocalizzato, a bassa potenza per ridurre
edemi, flogosi, algie e per stimolare vascolarizzazioni
e cicatrizzazioni