In the last decade the application of lasers in medicine has increased dramatically.With the development of laser technology, lasers from various spectral ranges,characterized by different energies, peak powers, intensities and pulse durations,are being tested in medicine.
An understanding of how the new and traditional sources of laser light interactwith human tissue is an essential prerequisite for choosing suitable methods fortreatment and diagnostics. The development and commercialization of femtosecondlasers has opened up new applications in biomedicine. Particularly in surgery,femtosecond pulses allow for much more precise cutting than do nanosecond lasers .
The biggest advantage of ultrafast lasers in surgical applications is limiting biological tissue damage. The pulse interacts with the tissue fasterthan thermal energy can diffuse to surrounding tissues. It simply means less, if any, burning and destruction of neighboring tissue. In addition, cuts on the dimensions of microns may result in new applications to repair nerve damage.
Here, we only present the principle of interaction between laser radiation and biological tissue. Before going into detailsone can state that the radiation–biological tissue interaction is determined mainly by the laser irradiance [W/cm2], which depends on the pulse energy, pulse duration, and the spectral range of the laser light. The interaction depends also on thermal properties of tissue – such as heat conduction, heat capacity and the coefficients of reflection, scattering and absorption .
The main components of biological tissue that contribute to the absorption are melanin, hemoglobin, water and proteins.
Figure 1 presents the absorption spectra of the main absorbers in biological tissue. One can see that absorption in the IR region (2000–10000 nm) originates from water, which is the main constituent of most tissues. Proteins absorb in the UV region (mainly 200–300 nm). Pigments such as emoglobin in blood and melanin, the basic chromophore of skin, absorb in the visible
range
Fig. 1 Absorption spectra of main absorbers in biological tissue. Modified from .
ZAHRA_TIMIMI_ IRAQ
Different Types of Dental Lasers Used
Many different types of lasers are used in dentistry. The following lasers can be used in high powers, from a fraction of a watt to 25 watts or even more.
1) The Erbium: YAG laser possesses the potential of replacing the drill. This laser is also used to alter pigmentation in the gingival tissues, providing the patient with pink gums. This laser is commonly used to prepare the patient for a cavity filling.
2) The Carbon Dioxide laser can be used to perform gingivectomy and to remove small tumors. As a laser that does not require local anesthesia, it poses no discomfort for the patient and is practically a bloodless procedure.
3) The Argon laser is used in minor surgery. Its gas laser releases blue-green light through a fiberoptic cable to a handpiece or microscope.
4) The Nd: YAG is used in tissue retraction, endodontics and oral surgery. This laser usually does not require anesthesia. For procedures regarding the gingival pockets, your dentist will insert the fiber between the gingival and the tooth to sterilize and stimulate the tissue, causing the gingival to adhere to the neck.
5) The diode laser— introduced in the late 1990s—has been effective for oral surgery and endodontic treatment. This laser also helps treat oral cavity disease and corrects aesthetic flaws. As a compact laser, the diode is used for soft tissue procedures.
6) Low level lasers— less well-known— are smaller and less expensive. Sometimes referred to as “soft lasers” the therapy performed by these lasers is called “low level laser therapy.” Low level lasers improve blood circulation and regenerate tissues.
From the Department for experimental physics of the Plovdiv University
Applications of Lasers in Dentistry
Master’s thesis in
“Science of experimental physics “(M.Sc.)
Submitted by
ZAHRA J M AL _TIMIMI, Iraq
Adviser: Prof. Dr. Т.А .Ефтимов, Bulgaria
Plovdiv 2008
الهولوجرافالتصوير في الفراغ Holography:
إن من تطبيقات الليزر المثيرة نوع جديد من التصوير يدعى بالتصوير في الفراغ (الهولوغرافي)، و نحصل منه على صور أكثر حيوية مما نحصل عليه من عملية التصوير العادي، حيث يتم في الهولوغرافي تسجيل الطور إضافة إلى السعة فتكون الصورة الناتجة ذات أبعاد ثلاثة، أما في التصوير الاعتيادي فتتم عملية تسجيل السعة للأشعة الضوئية فقط و تكون الصورة الناتجة ذات بعدين .
إن تسجيل الطور و السعة يتم في الهولوغرافيا عن طريق تداخل جبهة الموجة من الجسم (object) مع جبهة موجة أخرى و التي تكون مستوية أو كروية و التي تعرف بالموجة المرجع reference أو الحزمة المرجع reference beam و تسجل الأهداب الناتجة على صفيحة التصوير الاعتيادي التي تعرف بالهولوغرام.
طريقة عمل الهولوغرافي:
و نشاهد الجسم بعد أن تركز عدسة العين الأشعة المنعكسة منه لتكون صورة للجسم على شبكية العين. و بنفس الطريقة يمكن تكوين صورة للجسم على اللوح الحساس (الفيلم) باستخدام الكاميرا، و الصورة الناتجة ما هي إلا تسجيل لمعلومات -جزء من المعلومات- عن الجسم و التي يتضمنها الشعاع المنعكس منه، و يسجل اللوح الفوتوغرافي المعلومات التي تمثل سعة الموجات الضوئية المنعكسة من الجسم.
من جانب آخر يسجل الهولوغرام المعلومات الكاملة التي يحتويها الشعاع المنعكس عن الجسم فنحصل من الهولوغرام على الموجات الضوئية نفسها التي نحصل عليها من الجسم، كما نلاحظ في الشكل التالي حيث يضيء شعاع الليزر الهولوغرام من الجهة الخلفية له
و بذلك يصدر الهولوغرام موجات مشابهة لتلك التي يصدرها الجسم باتجاهنا تماماً و بذلك نشاهد صورة الجسم بأبعادها الثلاثة و كذلك يمكن مشاهدته من زوايا مختلفة.
و للحصول على الهولوغرام تسجل طور الموجات إضافةً إلى سعاتها، و لتسجيل سعة الموجات الضوئية يعرض لوح فوتوغرافي إلى الموجات ثم تجرى له عملية المعالجة الكيماوية فيتحول إلى لوح أسود اللون، تعتمد درجة اسوداده على شدة الأشعة الساقطة و بذلك تسجل شدة هذه الأشعة و ليس طورها، و تستخدم ظاهرة التداخل لتسجيل طور الموجات، و ذلك يتطلب إضافة مرآتين إحداهما نصف عاكسة و أخرى عاكسة كلياً إلى المنظومة.
حيث تنقسم الموجة الساقطة لينعكس جرء منها من على المرآة و يسقط على اللوح الحساس ليضاف إلى الموجة الساقطة مباشرة على اللوح الحساس، لنحصل على تداخل بين الموجتين، و يحصل التداخل نتيجة لوجود فرق بالطور بين الموجتين الواصلتين على اللوح الحساس.
تطبيقات الهولوغرافي:
1- تستخدم منظومات الهولوغرافي بكثرة في خطوط الإنتاج في الصناعة حيث يتم فحص المنتوج للتأكد من خلوه من العيوب التي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجردة .
2- يستخدم الهولوغرافي في تعيين حجم و توزيع الجسيمات في الغبار و الضباب (تحليل الجسيمات).
3- تمييز الشخصية، و ذلك بتشخيص طبعات الأصابع و الشفرات البريدية .
جذبت خواص تلك الأشعة انتباه الأطباء من سائر الاختصاصات وسرعان ما تمكنوا من استخدامها فيالطب الجراحي . فكانت بيدهم مبضعاً ( مشرطاً ) سحرياً قادراً على شق الأنسجة الحية بدون إسالة دم وبدون أن يسبب ألماً . وأحدث جهاز ليزر غاز الكربون ضجة كبرى لدىالجراحين ، لأن الماء يمتص موجته الضوئية بكاملها ومتحولاً لبخار ماء ذي ضغط مرتفع . ومن المعلوم أن نسبة الماء في الخلية الحية تتراوح ما بين 75% - 90% من محتوياتها . لهذا سكون ضغط بخار الماء فيها مرتفعاً جداً عند تعريض تلك الخلية لشعاع ليزر . مما يسبب انفجارها وتلاشيها . وكل ذلك في أقل قدر ممكن من الأذي للأنسجة الطبيعية المجاورة . ويساعد في ذلك أيضاً أن الخلايا السمراء ( السرطانية ) تمتصها وتتحلل بها . وقد لجأ الأطباء مؤخراً إلى حقن المنطقة المصابة بالورم السرطاني بمواد يتحرر منها الأوكسجين حال تفاعلها مع تلك الأشعة . وهذا بدوره يساعد في حرق الخلية السرطانية إزالتها .
-تجرى حالياً مئات العمليات الجراحية يومياً لإزالة أنواع من الإصابات السرطانية . وأهمها إزالة سرطان عنق الرحم عند النساء . بحيث باتت تلك العملية وكأنها تقليم أظافر لسهولتها الكبيرة .
-تتراوح طاقة شعاع الليزر المستخدم في تلك العمليات الجراحية بين 350-800 جول ووجد أن الخلايا لا تتأثر بشعاع الليزر إذا كانت طاقته أقل من 25جول/سم2
-أما الجهاز الآخر الآندوسكوب . فهو يحتوي بالإضافة لجهاز الليزر على حبل بداخله مجموعة من الألياف الزجاجية المرنة والجوفاء . وهي تسمح بانتشار الضوء عبرها دون أن يتسرب من جدرانها . كما أن أطرافه تلك الأليف مجهزة بعدسات مقربة ميكروية وبمصابيح إضاءة عادية ميكروية كما يجهز بكاميرا وبمجهر خارجيان للتصوير والرؤية.
يدخل الطبيب المعالج هذا الحبل في حلق المريض إلى معدته ، حيث يرى الطبيب داخل المعدة بالضوء العادي ويعين موضع الإصابة بالقرحة أو بالسرطان . ثم يعالجها بنبضات الليزر الكربوني .
2- الليزر وطب العيون :
لم يقف شعاع الليزر عند الطب الجراحي فقط بل اقتحم مجال الطب الجراحي العيني ، واستطاع التسلل لأعماق العين برشاقة ولطاقة . وقام بتنظيف داخل العين من الخلايا التالفة وبإصلاح الخلايا المعطوبة ولحم الشرايين الممزقة والمثقبة بفعل مرض السكري ، ويستعمل في تلك العمليات الليزر الياقوتي أو الكربوني أو الغازي من نوع هيليوم نيون - وأخيراً الليزر الزجاج المنشط نيوديميوم ياغ - وبقدرة تتراوح بين 5 - 15 ميلي جول وبقطر بؤري مقداره 25ميكرون . حيث تطلق هذه الطاقة بشكل نبضات وبمعدل 1-9 نبضة خلال جزء من بيليون جزء من الثانية الواحدة .
تقوم الشبكية في العين بدور الفيلم الحساس في آلة التصوير . إذ تتجمع عليها الصور المشاهدة . وبعد ذلك تنقلها الأعصاب البصرية الموجودة خلف الشبكية إلى الدماغ بشكل ومضات وإشارات كهربائية .
عندها ترى العين الصورة المشاهدة . وتعتبر الشبكية أغزر باقي أجزاء العين بالأوعية الدموية . فعند الإصابة بمرض السكري يحدث لها تمزق وتصلب ويرافق ذلك نزفاً دموياً ينتج عنه نقص في ترويتها . فيحدث اضطراب في وظيفتها وتبرز أوعية دموية شعرية بديلة وضعيفة . وتكون سهلة التهتك والتمزق فيحدث نزف داخلي يعكر المائع الزجاجي في العين ومؤدياً لتعتيم الرؤية ثم العمى . وهنا تقم أشعة ليزر بحرق تلك الأوعية الوهمية وتجبر الأوعية الأصلية على العمل وإيصال الغذاء لأجزاء الشبكية السليمة . وهكذا تُنقذ العين من الأذى .
-وعادة يتم اختيار الشعاع بحيث لا تتجاوز طاقته 0.11 جول وبزمن تعريض نبضي قصير جداً ، مما يرفع استطاعته بضع آلاف المرات عن أي شعاع ضوئي عادي آخر .
-لقد تم توسيع الليزرفي جراحة العين بحيث أصبح يستخدم في معالجة داء الساد وترقيع القرنية وزرع العدسات فيها . كما يستخدم في فحص قصر النظر أو مده أو حرجه ( قذعة ).
3) في الجراحة الأذنية :
يحدث أحياناً التهابات في العظيمات الداخلية في الأذن ، مما يسبب تآكلاً فيها وتحطم بعض أجزائها ، وربما حدث نزيف شرياني دموي خلف طبلة الأذن ، عنذئذ يمرر شعاع ليزر مناسب عبر طبلة الأذن . فيمر فيها دون ان يثقبها ويصل لتلك العظيمات أو الشريان المنفجر طبلة الأذن .
وكل ذلك يتم بدون ألم أو تلف لأي جزء من أجزاء الأذن . ولا يكون المريض بحاجة لمخدر أثناء إجراء مثل تلك العمليات الجراحية.
4 ) في طب الأسنان :
غدا شعاع الليزر في السنوات الحالية حجر الأساس في عالم طب الأسنان وجراحتهافهو يحفر السن ويزيل البقع الناشئة من التسوس .
ويوقف انتشاره في أجزاء السن السليمة . إذ يقوم بتعقيمها من الجراثيم والبكتيرياتويساعده في ذلك اللون القاتم لموضع التسوس . فالجزء القاتم من السن أشد امتصاصاً لطاقة الليزر من باقي أجزاء السن السليمة البيضاء . والتي تمتاز بإنعكاسية شديدة له .
-تتم عملية حفر السن عادة بإرسال نبضات ليزر قوية خلال مدة قصيرة جداً حوالي واحد بالألف من الثانية وربما أقل من ذلك . فيحدث تسخين شديد موضعي لا تنتقل حرارته لباقي أجزاء السن إطلاقاً . لأن تركيز الطاقة يتم على منطقة لا متناهية في الصغر وخلال زمن قصير جداً .
وقد مكنت التقنية الحديثة في الليزر من التوصل لبقع ليزرية ( بؤر ) ميكروية الأبعاد وإمرارها في ألياف زجاجية أو بلاستيكية دقيقة . وذلك كي يساعد في تسليط على نقاط لا يتعدى قطرها بضع ميكرونات في السنة .
يحاول الأطباء حالياً تطوير طريقة لوقاية السن من التسوس في بداية حدوثه . وذلك عن طريق تلحيم ميناء السن بشعاع ليزر فور حدوث الشرخ أو الصدع في جدار السن . ويتم ذلك بسد الشق بمادة قابلة للانصهار بالشعاع كالبورسلين ، ثم السماح لها بالتصلب داخل الشقوق وبسرعة كبيرة لا تنتقل معها الحرارة لباقي أجزاء السن.
يجب أن لا نتجاهل إطلاقاً تطبيقاته في المجال الزراعي . وخاصة مع تزايد أهمية الزراعة في العقود الحالية من الزمن . وأن اتجاه معظم الدول حالياً هو تحقيق الأمن الغذائي فيها . فكان من الضروري الانتباه لاهمية الليزر في الزراعة فهو حل جاهز يبحث عن مشكلة . ويمكن تصنيف تطبيقاته في الزراعة ضمن المجالات التالية :
-يستعمل كمبيد حشري وجرثومي . فهو يقتل الحشرات والجراثيم والبكتيريات والفيروسات وغيرها فوفي أية مرحلة من مراحل تنموها وتطورها. فهو يخترق النباتات أو البذور بدون أن يسبب لها أي ضرر لكنه يتعامل مع الحشرات والهوام وغيرها وبمنتهى السهولة .أي أنه يعقمها ويزيل خطر إبادة المحاصيل الزراعية وتحسني نوعيتها .
-الأمر الثاني الهام هو موضوع إكثار البذار النقية والمعقمة والحصول على أفضل نوعية لها . إذ أن هدف علماء الزراعة الحاليون هو زيادة الإنتاج الزراعي تدون تكاليف باهظة وتحسين نوعيته بإلغاء الأسمدة ، ويجعل الغراس تتكيف مع المناخ في المنطقة المزروعة . ولقد أمكن لعلماء وراثة النبات من زيادة نسبة البروتين في النباتات مما أكسبها قوة في مقاومة الطقس والأمراض التي تسببها تقلباته . باختيار نباتات ذات نوعية جيدة , ثم تثبيت جيناتها الوراثية في النباتات الأخرى الضعيفة . وتتم عملية التثبيت بلحم الجينات الضعيفة على الجينات الأصلية. فتم بذلك الحصول على أنواع جديدة مستنبطة لها مناعة ومقاومة أكثر وأغزر إنتاجاً.
كما أن لأشعة ليزر تطبيقات في كل مجالات الحياة ، فلابد أن يكون لها العديد منها في مجال الدفاع والامور العسكرية ، فهي تدمر الأهداف المعادية الثابت منها والمتحرك ، وبذلك بملاحقتها بشعاع ليزر مستمر أو نبضي .غذ يكفي طلقة مدفع ليزري واحدة لها استطاعة أقل من واط واحد لكي تشعل الناس في ملابس جندي يبعد أكثر من خمسة كيلومترات . وأن الطاقة اللازمة لسلق بيضة دجاج واحدة تكفي لنسف دبابة كتلتها ستين طناً ، إذا أصدرت بشكل ليزري ، كما أنها تستعمل في تدمير الصواريخ العابرة للقارات والمحمّلة بالرؤوس النووية وتسقطها .
فتكفي بضع طلقات ليزرية سريعة أن تمزق الصاروخ وتجعله يتناثر في الجور بشكل أشاء متبعثرة كما يستخدم شعاع الليزر في مجال التسديد الدقيق في البنادق والمدافع وتوجيه الطائرات عند الإقلاع والهبوط ن وفي ضربها للأهداف المعادية الحصينة . ويكفي أن يطلق جندي صديق شعاع ليرز على هدف معادي ( دبابة مثلاً ) فالشعاع المنعكس على الهدف تكتشفه طائرة صديقة وسرعان ما توجه قذائفها نحوه ويكون احتمال الإصابة هو مائة بالمائة ، كما يستخدم الشعاع في كشف الأهداف البحرية . والألغام وتوجيه الطوربيدات وغيرها مما يعمل تحت سطح الماء بدون أطقم بشرية .
لقد كان هدف العلماء في العصر الحالي هو التوصل لمصادر طاقة عالية مثل طاقة الشمس . وذلك بالسيطرة على عملية انصهار الذرات ، كما يحدث في نجوم الفضاء . وهي عملية تختلف عن الانشطار النووي ، ففي عملية الانصهار تتداخل الجزيئات بعضها ببعض أثناء كون المادة ساخنة لملايين الدرجات . أي في الحالة التي تكون فيها المادة في حالتها الرابعة . وهي البلازما ، ففي هذه الحالة تكون المادة ركاماً سديمياً من الالكترونات والنوى . أي هي ذرات مقشرة في ألكتروناتها . ففي جو الشمس يحدث اندماج لأربع بروتونات هي نوى ذرات الهيدروجين فيتشكل نواة عنصر الهيليوم مع تحرر طاقة كبيرة جداً بالإضافة لإنطلاق البوزيترونات .
قام العلماء بتركيب جهاز مكون من مولد نبضات ليزرية عملاقة الاستطاعة ، وتصل طاقتها 12 مليون واط . وقد تم التوصل لهذه الاستطاعة الهائلة بإصدار النبضات الليزرية خلال فترة زمنية مقدارها أقل من جزء من مليار من الثانية الواحدة وهي تنطلق نحو جميع نقاط الهدف .
والهدف هو كرة صغيرة قطرها ربع ميلمتر ولا يزيد حجمها عن حبة الرمل وهي مجمدة للدرجة مئتين مئوية تحت الصفر (-200ْ م ) ، وهي مكونة من الماء الثقيل الديترويوم والماء الأثقل الترتيبوم . فيحدث حرق لسطحها الخارجي ويصاحبه تبخر لمادة هذا السطح وبشكل مفاجئ تماماً . مما يؤدي لنشوء أمواج ضغط عنيفة تنتشر نحو مركز الكرة وضاغطة ما تبقى من مادتها الداخلية في لب كثيف جداً وترتفع بالتالي درجة الحرارة لتصل مئة مليون درجة كلفن ، عندها يحدث تفاعل مادتي الديتروم والترتيتوم معطياً ذرة هيليوم ونترون له طاقة حركية عالية جداً . وتعتبر هذه اللحظة بداية التفاعلات النووية . ويستخدم في مثل هذه التجارب ليزر من نوع نيوديميوم ياغ.
لا تخلو هذه العملية من فائدة اقتصادية . إذ بالإمكان التحكم بها واستغلالها فيإدارة العنفات وتوليد الكهرباء والحصول على طاقة كاملة مثالية ومجانية تقريباً
ـا هــي أنـــواع لــيــزر إزالــة الشـعــر؟ أربعة أنواع : 1)Ruby الروبي وطول موجته 690 : وهو من أقدم الأجهزة وأكثرها فعالية وخاصة للجلد الأبيض والشعر الأسود لكنه لا يناسب الجلد الأسمر لأنه قد يتسبب في حدوث تبقعات سمراء . 2)Alex الألكس وطول موجته 755 :وهو أطول موجة من الروبي وفعاليته مقاربة له . وهو أقل ألماً من الروبي ويتناسب أكثر مع الجلد الأسمر إلا أن هناك احتمال في حدوث بعض الآثار إذا كان المستخدم غير متمرس . 3)Diodالدايود وطول موجته 800 : وهو من الأجهزة الحديثة والتي أيضاً فعاليتها مقاربة لجهاز الألكس ويعتقد أنها نظرياً أقل آثاراً من غيرها إلا أن التجربة العملية أوضحت أن نتائجها متقاربة . 4)Nd –YAG وطول موجته 1064 : وهناك نوعان من هذا الجهاز أحدهما نبضته طويلة 3 msec وأكثر والآخر نبضته قصيرة 10 msec وكلاهما : مهم جداً ولا يسبب آثاراً سلبية ولكن ذو النبضة الطويلة هو أكثر فعالية قد يكون أكثر ألماً . والحقيقة أن كل أجهزة الليزر فعالة وآمنة إذا تم استخدامها بالطريقة الصحيحة ، لذلك الخبرة هي التي تحدد نسبة الآثار السلبية . فقد نشاهد آثاراً سلبية من أفضل الأجهزة والسبب ليس بالجهاز وإنما من المستخدم ، والعكس صحيح .
المبيض القوي: في معظم الحالات يعطي بياضا كاملا بشريحة واحدة فقط بفضل استعمال تكنولوجيا الليزر/ليد. وبه نتجنب الحساسية باستعمال أشعة الليزر تحت الحمراء.
إن الفعالية العالية لعنصري ليد LEDs مع الموجات بأطوال محددة في المنطقة الخضراء من المجال الكهرومغناطيسي تؤدي إلى زيادة لا بأس بها في قدرة مادة الجل (الهلامية) على امتصاص الضوء و ذلك من خلال الصمام الثنائي لأشعة الليزر تحت الحمراء التي يبلغ طول موجاتها 795 ن. م.
يشتمل الجهاز على كتيب الكتروني مع تعليمات للتبييض و ثلاث نضارات للحماية.
ضمان لمدة سنتين.
تمتص مادة الجل الهلامية طيفا من اللون الأحمر بعد دقيقة و نصف نم استعمالها. يشير الخط باللون الأزرق إلى طيف انبعاث أشعة LED الزرقاء اللون, ويدل السهم على منطقة الجل الأكثر امتصاصا للأشعة.
ثلاثة أضواء وأربع وظائف في جهاز واحد:
المعالجة بمستويات منخفضة من أشعة الليزر باستعمال أشعة الليزر الحمراء بمجسات و موجات إشعاعية أطوالها 660 ن. م.
المعالجة بمستويات منخفضة من أشعة الليزر تحت الحمراء بمجسات و موجات إشعاعية أطوالها795 ن. م. و هاتان الأداتان لهما وظائف علاجية و مضادة للألتهابات تخففوتعالج الألم. مجسمان إثنان واضحان يعملان بالأشعة الحمراء
ضوء ليد LED العلاجي: قدرة و تركيز بدرجة عالية.
تبييض قوي: يتم الحصول عليه في جلسة واحدة بفضل استعمال تكنولوجيا الليزر/ليد. ويعمل على تجنب الحساسية باستعمال أشعة الليزر تحت الحمراء.
عنصران LEDs بقدرة عالية وموجات اطوالها 470 ن. م.
صمام ثنائي واحد يعمل بأشعة الليزر تحت الحمراء بموجات أطوالها 795ن. م.
خصائص الإشعاع الكهرومغناطيسي:
الذبذبات(التردد): وهي عدد الموجات العالية التي تمر عبر نقطة توقف وتقاس بالهرتز(ه.ز.)
النطاق(السعة): وهو الارتفاع بين ذروة الموجات و انحناء (تقعر)الموجة التالية وهذا يعتبر مؤشرا على قوة الموجة
طول الموجة: هو المسافة بين ذروة موجتين بنفس الصف و تقاس بالنانومتر (ن.م.) الذي يشكل جزءا من المليون جزء. يوضح المؤشر موقع الإشعاع فيما يتعلق بعدة أطوال موجودة أخرى و هذه المجموعة تسمى الطيف الكرومعناطيسي.
تصنيف أجهزة الليزر:
أجهزة ليزر عالية التركيز: والتي تستعمل في العمليات الجراحية, وثي تؤدي لإلحاق الضرر بالأنسجة تسبب أثرها الضوئي الحراري كما ان إجراءاتها تعمل على نزع الخصائص المميزة للخلايا من خلال تخثر الأنسجة و التبخر و الكربنة. والمعالجة بهذا النوع من الليزر تسمى المعالجة الليزرية ذات التفاعلية العالية المستوى.
أجهزة الليزر متوسطة التركيز: لايوجد أي تطبيقات إكلينيكية (سريرية) لهذه الفئة من أجهزة الليزر في طب الفم و الأسنان باعتبارها تستعمل على نطاق واسع في مجال العلاج الطبيعي.
أجهزة ليزر منخفضة التركيز: يتم استعمال أجهزة الليزر المنخفضة التركيز لتوليد تفاعلات خلوية ضوئية حيوية ملطفة, ولا تولد هذه الإشعاعات الليزرية تأثيرات حرارية ولا تلحق أضرارا بالأنسجة ولكنها تعطي آثارا علاجية نتيجة للتفاعلات الضوئية الكيميائية و الضوئيةالكهربائية و الضوئية المغناطيسية وهذه المعالجة تسمى المعالجة الليزرية ذات التفاعلية المنخفضة المستوى وتتحقق باستعمال الاشعاعات الليزرية العلاجية.
أجهزة الليزر منخفضة التركيز:
تستعمل لتوليد تفاعلات خلوية ضوئية حيوية ملطفة, و لا تولد هذه الإشعاعات الليزرية تأثيرات حرارية و لا تلحق أضرارا بالأنسجة و لكنها تعطي آثارا علاجية نتيجة للتفاعلات الضوئية الكيميائية و الضوئية الكهربائية و الضوئية المنغناطيسية و هذه المعالجة تسمى المعالجة الليزرية ذات التفاعلية المنخفضة المستوى, و تتحقق باستعمال الاشعاعات الليزرية العلاجية.
كيفية احتساب الجرعات الليزرية:
يتم احتساب الجرعة على أساس أن طاقة الليزر يغطي مفعولها مساحة تقارب 1سم2 من النسيج الستهدف الذي يعتبر منطقة الإصابة إضافة إلى انتشاره في الأنسجة بطريقة ثلاثية الاتجاه. وهكذا فإن الجرعات الإكلينيكية (السريرية المستعملة بمعدل J/cm2( تمثل كثافة الطاقة حسب الوحدات السطحية, وليس كمية الطاقة الإجمالية التي يمكن استعمالها لمعالجة الأمراض.
وكما يرى جوزف كولز يمكن تعديل الجرعات وفقا للتأثيرات المرغوبة على الأنسجة مثل:
-تأثيرات مخففة للألم:2-4 J/cm2
-تأثيرات مضادة للالتهابات 1-3 J/cm2
-تأثيرات مجددة3-6 J/cm2
يمكن تقسيم الالتهابات أيضا إلى:
- التهابات حادة1-3 J/cm2
- التهابات حادة بدرجة ثانوية3-4 J/cm2
- التهابات مزمنة5-7 J/cm2
وسوف تتباين الجرعات العلاجية طبقا لحالة كل آفة مرضية, ويجب أن يتوفر لدى الأخصائي العام ألمام جيد للغاية بهذا الأسلوب و المؤشرات المستعملة للحصول على نتائج فاعلة.
تأثيرات إشعاعات الليزر على الأنسجة Laser Radiation effects on the tissues :
الأثار الأوليةPrimary effects وهي آثار التحول الفوري للطاقة المختزنة في الأنسجة إلى أشكال أخرى من الطاقة أو التأنيرات مثل:
-الأثر البيولوجي – الكيميائي Bio-Chemical effect
-الأثر البيولوجي – الكهربائيBio-Electric effect
-الأثر البيولوجي – الطاقيBio-Energetic effect
2. الآثار الثانويةSecondary effects و هي الآثار الناجمة عن الآثار الأولية لأشعة الليزر مثل:
- تحفيز الدورة الدموية الصغرى Micro-Circulation Stimulus
- تحفيز التغذية الخلوية Stimulus to cellular trofism
3. الآثار العلاجية Therapeutic effects
- الآثار المخففة للألمPain relieving effect:
أ. توفر المعالجة بالليزر كابحا لنشاط الأكسجة الدورية مما يؤدي ألى تجنب تحويل حامضأركدونيك إلى إفرازت الغدة البروستاتية التي من شأنها عند الاقتران بدواء برانديسنينالتأثير في آلية الألم.
ب. وهنالك قاتلات فزيولوجية للألم عند تعريض الجسم البشري للمحفزاتالمؤلمة, علما بأن قاتلات الألم تلعب دورا مهما في تخفيف الألم على صعيد الجهاز العصبي المركزي B-endorphins, حيث يزداد انتاج ال B-endorphins مع استعمال أشعة الليزر بتركيز منخفض.
ج. تعمل أشعة الليزر أيضا على تجنب إزالة الاستقطاب للأغشية الخلوية عن طريق الاحتفاظ
بقدراتها الاسترخائية مما يجعل انتشار المحفزات المؤلمة أكثر صعوبة.
- الآثار المضادة للالتهابات Anti-inflammatory effect
أ. بعد حدوث الآفة المرضية, تبدأ ظاهرة الالتهاب من خلال استعمال المركبات الكيميائيةالمشتقة من البلازما (مصل الدم) أو من الأنسجة. ومن شأن العلاج بأشعة الليزر زيادة ظهور الخلايا الحلمانية الحبيبية مما يساعد في توسيع الأوعية الدموية و زيادة النفاذية الخلوية بفعل عملالهستامين.
ب. كما أن العلاج بأشعة الليزر يمنع ترافق إفرازات الغدة البروستاتية ويؤدي إلى تجنب
تفاقم الاتهاب.
- الآثار المتعلقة بترميم و إصلاح الأنسجةTissue repairing effect
إن تنشيط إنتاج الحبيبات الخيطية (ATP) الذي قد يرتفع, كما يرى الباحثون, بنسبة 22% يزيد
نظم انقسام الخلايا وتشكيل اشعيرات الدموية الجديدة. وهكذا فإن أشعة الليزر قادرة على زيادة
سرعة تشكيل الأعصاب المصابة وزيادة الخلايا الليفية يتبعها الألياف الكولادجينية (الهلامية)
وترميم الأوعية الدموية وإعادة امتخلاص الأنسجة.
الاعتبارات الإكلينيكية (السريرية)
لابد من إجراء فحوصات إكلينيكية (سريرية) وإعادة السيرة الذاتية المرضية للمريض إلى الأذهان مع عدم نسيان الاستفسار عن استعامل المواد الحساسة للضوء (تتراسكلينو جليسوفوفلفينو سلفامينو فوروكيومارين), بحيث يجب التوقف عن استعمال هذه الأدوية و المراهم الجلدية أثناء العلاج وذلك لتجنب الاصطباغ الجلدية
من الضروري تنظيف و تجفيف المناطق التي سيتم تعرضها للاشعاع إلى جانب عزل المرض نسبيا عند استعمال العلاج داخل الفم
يجب وضع رأس الجهاز الإشعاعي بشكل عمودي على السطح الذي يعالج بالإشعاع لتجنب انعكاس الأشعة وفقدان الأثر العلاجي.
ينبغي إيجاد تواصل دقيق بين المريض و المعالج المهني لتوضيح النتيجة المتوقعة لكليهما حالما تصبح الاستجابات العلاجية حالما تصبح الاستجابات العلاجية فردية الطابع بالنسبة لكل مريض, وربما يقوم طبيب الأسنان بتعديل الجرعات العلاجية وأشكال العلاج المستعمل وأخذ استراحات بين الجلسات أثناء العلاج. إننا ندرك أن زيادة الفاعلية العلاجية تؤديإلى تقصير فترات العمل و ربما تعطي نتائج غير مرضية بسبب انخفاض امتصاص الخلايا للطاقة, و هذا الانخفاض يحدث لأن الخلايا تحتاج إلى زمن معين للوصول إلى المدى الذي تستجيب فيه للعلاج بالليزر. ولمواجهة العلاحات غير المرضية, فإن المالج المهني قد ياجأ إلى تخفيض الفاعلية العلاجية للسماح بإعطاء الطافة اللسيزرية على فترات زمنية أطول, وهناك خيار آخر يتمثل في تقصير المدة الزمنية بين المعالجات, ومع ذلك إنلم يتحقق تحسن كبيرفلا بد من زيادة الجرعة العلاجية. أما كثافة الطاقة القسوى على الوحدة السطحية لكل جلسة علاجية فإنها يجب أن لا تتجاوز 12J/cm2و ذلك لتجنب الآثار المثبطة, إلا أنه يمكن تعديل هذه القيمة وفقا لبعض المعايير كعمر المريض و أوضاعه الفسيولوجية و حالة الأنسجة التي ستعالج بالإشعاع.
فيما يتعلق بسلامة استعمال أشعة الليزر, فإنه يجب على كل من يكون في وضع المعالج أن يرتدي نظارات واقية بكثافة بصرية ملائمة, و أن يتجنب على الإطلاق توجيه أشعة الليزر نحو العينين. كما يجب أن يحتوي مكان العلاج على الإشارات الإرشادية الكافية لتجنب دخول الأشخاص إلى غرفة المعالجة أثناء استعمال أشعة الليزر. ومن الضروري وضع الأسطح العاكسة للأشعة في ثذه المنطقة و ذلك لمنع حدوث أي انعكاس شعاعي وبالتالي منع وقوع الحوادث
التطبيقات الإكلينيكية Clinic Applications
1. التخدير الموضعي Local anesthesia بحيث يستخدم الليزر قبل التخدير في منطقة إعطاء الإبرة مما يؤدي إلى:
-تخفيف الألم الناجم عن وخز الإبرة
-توليد أثر مضاد للوذمة
-المساعدة في الحصول على تخدير أكبر و أسرع
الآثار البيولوجية العظميةBone Bio-Stimulation
أ.الكسورFracture : لتقصير الفترة الزمنية اللزمة لإصلاح و تحسين الكسور
ب.الآفة المرضية حول الأجزاء العلوية Periapical Lesion : يساهم في معالجة الآفات المرضية حول الأجزاء العلوية التي يصعب ترميمها و التي لا يؤدي علاجها بالأساليب التقليدية فقط إلى نتائج كافية
3.الجراحة Surgery
أ.التهاب الويصلات(الدرادر) Alveolitis وهو يساهم في تخفيف الألم ومقاومة الاتهاب وترميم الأنسجة
ب.الأوديما(الوذمة) Edemaينصح بالليزر فورا بعد أي جراحة بهدف مقاومة الالتهاب
ت.قلع الأسنان Exodonticsيقلل من الآثار الناجمة عن قلع الأسنان عبر تقليل الألم و الإلتهاب و الإسراع في ترميم الأنسجة
ث.بعد العمليات الجراحية Post Surgeryيفيد المريض عقب العمليات الجراحية من حيث تخفيف الألم و الأوديما(الوذمة) و الإسراع في ترميم الأنسجة
المعالجات السنية:
أ.فرط حساسة عاج الأسنانDental hypersensitivity
ب.التهيئة لحالة ما بعد التجويف(بعد التحضير) Post cavity preparation
سوء عمل المفصل الفكي الصدغيTemporomandibular joint dysfunction (TJD)
أمراض لب الأسنان Endodontics
أ.تغطية لب الأسنان Pulp capping
ب.تشخيص انتشار الألم Diagnosis of diffuse pain
ت.الإصابات في العيادة Clinic trauma
مبحث الفم و أمراضه Stomatology
أ.القلاع Aphthae
ب.التهاب اللسان المهاجر الحميد Benign migratory glossitis
ت.ألم اللسان Glossodynia
ث.الحلأ البسيط Herpes simplex
ج.الحلأ النطاقي Zoster Herpes
ح.الحزاز المنبسط Lichen planus
خ.إفراز المخاط Angular cheilitis
د.التهاب زوايا الشفتينMucosite
ذ.القرحة الناتجة عن التعرض للإصابات Traumatic ulcer
نقطة مركزية واحدة و 4 أو 5 يقاط محيطة, 2-4 جلسات بفترات فاصلة كل منها 24 ساعة
التهاب الدرادر
1.5-3.5
نقطة دهليزية واحدة, نقطة لسانية و احدة, نقطة انطباق واحدة, 1-2 جلسة مرتبطتان بالعلاج بالمضادات الحيوية
التخدير الموضعي
2-4
قبل وبعد التخدير
الأوديما(الوذمة)
5-7 تحت حمراء
على كامل منطقة الوذمة مع فترات فاصلة بينها 48 ساعة حتى خمود الألم
تسكين الألم
من 1.5-4
نقطة موضعية واحدة فقط, قبل ارتشاح التخدير
تبريد جهاز المناعة
من 1.5-4
نقطة بشكل متجانس تشمل جميع المنطقة قبل الجراحة على مدى 3 جلسات يوميا
تشخيص أمراض لب الأسنان
من 4-8
نقطة عنقية واحدة ونقطة واحدة في القمة قرب الدهليز الوجهي
ألم تي إم جي Tmj
4-24
النقطة الرئيسية في المنطقة
تصريف الخراج
من 3-5
نقطة مركزية واحدة مع 4 أو 5 حولها, جلسة واحدة أو جلستين
انكشاف لب الأسنان
1.5-4
نقطة واحدة على منطقة انكشاف لب السن بسبب حادث بعد 35% نوبة حمضية فوسفورية (إزالة التلوث البكتيري العارض) وتحت العزل المطلق (تطبيق علاجي واحد قبل الراحة)
التهاب اللثة
2-2.5
نقاط على الحلمة قرب الدهليز و اللسان
حلأ بسيط
4-8
نقطة مركزية واحدة مع 4 أو 5 نقاط محيطة, جلستان إلى ثلاث جلسات
حلأ نطاقي
2-6
3 نقاط عميقة (قصوى, منتوسطة, منصفة) قرب الدهليز و نقطة واحدة في القمة قرب الدهليز, جلسة واحدة
فلات ليقون Flat Lequen
تغطية الآفة المرضية بكاملها على أن لا يتجاوز ذلك 6 J/cm في كل جلسة
اللسان الجغرافي
2-3
تغطية الآفة المرضية بكاملها
ميكروأبراساو
تغطية الآفة المرضية بكاملها على أن لا يتجاوز ذلك 6 J/cm في كل جلسة
شلل بيل
1-2.5
النقاط الرئيسية في مناطق الفم الخارجية و الداخلية و تقترن بفيتامين ب1
الشكلل الخفيف
6-7
النقاط الرئيسية في مناطق الفم الخارجية و الداخلية, جلسات يومية على مدى 15 يوما و تقترن بفيتامين ب1, (علاج أولي, و إعادة تقييم الحالة تجاة خطة العلاج الجديدة. مثال: 2-3 جلسات أسبوعية لمدة شهرين)
التهاب الغشاء حول السن
1-2
نقطة في القمة قرب الدهليز
التهاب ما حول السن
2
نقاط مركزية قرب الدهليز و اللسان
التهاب ما بعد لب الأسنان
1-2
نقطة في القمة قرب الدهليز
حالة ما بعد قلع الأسنان
2-4
1 نقطة الانطباق, نقطتان في القمة, 1 قرب اللسان, و أخرى قرب الدهليز
العمليات الجراحة في الأنسجة الرخوة
1.5-2.5
تغطية جميع منطقة الجراحة على ان لا يتجاوز ذلك 6 j/cm في كل جلسة, من جلستين إلى ثلاث جلسات مع استراحة لمدة 24 ساعة
العمليات الجراحية في الأنسجة الصلبة
1.5-2.5
نقطة واحدة عند التحضير أن أمكن و نقطة أخرى في القمة قرب الدهليز, جلسة واحدة.
حالة ما بعد التقويم
1-2
3 نقاط عنقية (قصوى, متوسطة, منصفة) قرب الدهليز و نقطة واحدة أيضا قرب الدهليز, جلسة واحدة بعد تنشيط المشابك
حالة ما بعد أو قبل القشور
4
نقاط على حلمة و على منطقة العنق قرب الدهليز و اللسان, لكل عنصر(سداسية )
التهاب زوايا الشفتين
2-6
تغطية جميع مناطق الجراحة على أن لا يتجاوز ذلك 6J/cm في كل جلسة, 3 جلسات مع استراحات لمدة 24 ساعة
الكزاز
2-4
إطلاق نقاط على العضلات ذات العلاقة
القرحة
2-4
التأشير على جميع المناطق المحيطة بالآفة المرضية و تصنيف المنطقة الداخلية على فترات مع استراحات لمدة 72 ساعة
