Az orvosi lézerek hatásai a szövetekben
Az orvosi lézerek között az egyik fő különbség, hogy milyen hullámhosszú lézersugarat bocsát ki az adott eszköz, és ezt melyik szövetrész fogja elnyelni. A lézerfényt elnyelő szövetrészeket összefoglaló néven kromofórnak nevezzük: a kromofórok eltérő hullámhosszúságú lézerfényt nyelnek el, így ez határozza meg, hogy melyik típusú orvosi lézer milyen probléma kezelésére lesz alkalmas.
A 10,6 µm (mikrométer) hullámhosszúságon üzemelő széndioxid-lézer sugarait például a bőrfelszín víztartalma nyeli el, az infravörös tartományban üzemelő neodímium-YAG lézer sugarai pedig a vér oxigénszállító molekuláiban, a vörösvérsejtekben található hemoglobinban nyelődnek el. A szőrszálakban található melaninban ugyancsak elnyelődhet a lézerfény: éppen ez történik a lézeres szőrtelenítő eljárások során.
A leggyakrabban használt orvosi lézerek:
| Név |
Spektrum |
Alkalmazási terület |
| CO2 |
10,6 µm |
A kezünkön vagy a talpunkon kialakult szemölcsök, bőrnövedékek és anyajegyek leégetése |
| CO2 Fraxel |
10,6 µm |
Bőrfiatalítás: enyhe ráncok, az arcon és a kézen jelenlévő pigmentfoltok, aknék, fénykárosodott bőr |
| LP Nd – YAG |
1064 nm |
Érelváltozások kezelése, seprűvénák, hajszálerek, rosacea, végleges szőrtelenítés |
| Q-SW Nd- YAG |
1064 nm |
Tetoválások eltávolítása |
| Er:YAG |
2940 nm |
Hüvelyszárazság kezelése, női inkontinencia, hámlasztó kezelések |
Hogyan reagálnak a megcélzott szövetek a lézeres kezelésre?
Ez attól függ, hogy milyen intenzitású a lézernyaláb és meddig érintkezik az adott szövetekkel. Ez a másik fő különbség a fent említett lézeres kezelések között: a nagyon intenzív, viszont csak rövid ideig tartó fénysugárzás fotomechanikus vagy fotoakusztikus hatásokat idéz elő a szövetekben. Ezek robbanásszerű reakciók, és jól alkalmazhatóak például a bőrfelszín bizonyos sejtjeinek elpárologtatásakor (például az Er:YAG lézerrel végzett hámlasztó kezelések során), vagy éppen a tetoválások eltávolításakor (Nd:YAG lézerrel).
A hosszabb ideig tartó, kevésbé intenzív impulzusok hatására ezzel szemben nem robbanásszerű változások, hanem gyorsan lezajló hőhatások zajlanak le, például a felesleges ereket tartalmazó értágulatok Nd:YAG lézerrel történő eltüntetésekor.
Hogyan érhető el, hogy a lézerfény csak a kiválasztott kromofórokat pusztítsa el?
Ahhoz, hogy a lézerfény csak a kiválasztott célkromofórokat érje el, a környezetben található egyéb szöveti struktúrákat azonban sértetlenül hagyja, megfelelően be kell állítani a lézeres eszköz által kibocsátott lézerfény hullámhosszát, impulzushosszát és energiáját, valamint a megcélozni kívánt kromofór átmérőjét. Ezt a folyamatot nevezzük szelektív fototermolízisnek, vagyis a mikroszkopikus szöveti célok helyspecifikus, hő által történő károsításának a szövetek által szelektíven elnyelt fényenergia segítségével.
A szöveti kromofórokhoz egy úgynevezett nano-, mikro- vagy milliszekundumokban kifejezett termorelaxációs idő is tartozik, amely azt mutatja meg, hogy mennyi idő szükséges a szövettípus számára ahhoz, hogy a lézerfénnyel történő érintkezést követően az eredeti hőmérsékletükre hűljenek vissza.
A leggyakoribb szöveti kromofórok, átmérőjük és termorelaxációs idejeik:
| Célkromofór |
A kromofór átlagos átmérője |
Termorelaxációs idő |
| Vékonyabb értágulat |
50 mikron |
1 milliszekundum |
| Vastagabb értágulat |
200-400 mikron |
20-100 milliszekundum |
| Melanoszóma (a melanociták plazmájában lévő hólyagocskák, melyek a melanint raktározzák) |
1 mikron |
1 mikroszekundum |
| Tetováló festékszemcse |
0,1 mikron |
10 nanoszekundum |
| Szőrtüsző |
200-400 mikron |
20-100 milliszekundum |
| Vörösvérsejt |
7 mikron |
20 mikroszekundum |
| A bőr legfelső hámrétege |
|
1-10 milliszekundum |
Hogyan készül a lézerfény?
A lézer egy angol mozaikszó, melynek jelentése: fényerősítés a sugárzás stimulált vagy indukált emissziójával (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation; LASER).
Fény, vagyis fotonok kibocsátása azokban az esetekben történik, amikor az atomok elektronjai gerjesztett állapotba kerülnek, majd a spontán emissziónak nevezett folyamat során a magasabb energiaszintről visszatérnek az alacsonyabb energiaszintre. Indukált emisszióról van szó abban az esetben, amikor a magasabb energiaállapotban lévő elektronokat egy külső, stimuláló foton „löki ki” a helyükről, előidézve ezzel az emissziót, vagyis a fénykibocsátást. Az indukált emisszió által kibocsátott fotonok egymással azonos hullámhosszúságúak és koherensek.
Az indukált emisszió során kibocsátott fotonok a lézereszközben található elő- és végoldali optikai tükröket elérve oda-vissza futnak a lézeranyagban. A fotonok mozgása további elektronokat hoz gerjesztett állapotba, amely egy önmagát felerősítő láncreakciót (fénylavina) indít el. A lézercső végoldali részén lévő tükör teljesen visszaveri a fotonokat, az előoldali tükrön azonban – ha a lézernyaláb elegendően erős – a fotonok egy része lézerfény formájában kilép.
