مفاهیم کلیدی

لیزر عبارت است از تقویت نوری که حاصل از تشعشع نشر برانگیخته است، یعنی توسط یک ساختار سازمان بندی شده یا تحریک یک مادهُ فعال و تقویت نور حاصل از آن و ایجاد تمرکز در برون ده انرژی سبب ایجاد طیف نور ویژه­ای می­شود که از آن بهره های گوناگونی می­گیرند. نور لیزر دارای 4 ویژگی منحصر بفرد است که در نور معمولی وجود ندارد: تک فامی، همدوسی، واگرایی بسیار کم وشدت بسیار بالا. هنگام برخورد نور لیزر با بافت، چهار پدیده: بازتاب، عبور، پراکندگی و جذب پیش می­آید که هر کدام سبب اثرات ویژه­ای در بافت می­شود. هر دستگاه لیزر، بصورت ساده از سه بخش درست شده است: مادهُ فعال، جایگاه نگهداری و فعال سازی (کاواک لیزر) و منبع انرژی. بر اساسی نوعی ماده فعال لیزر؛ آن را به لیزرهای گازی، جامد، مایع، نیمه هادی و پلاسما تقسیم می­کنند. اثرات بالینی لیزر بدلیل چهار خاصیت مهم است؛ افزایش گردش خون، افزایش تخلیه لنفاتیکی، کاهش ادم از طریق اثر روی پمپ­های غشای سلولی و افزایش جریان لنفاوی ناحیه­ای و از بین بردن درد است. چگونگی اثر بیدردی لیزر بر اساس نظریه کنترل دروازه­ای ملزاک توجیه می­شود. اثرات بی دردی لیزر از طریق فرایندهای زیر صورت می­گیرد: افزایش جریان لنفاوی و ادم، افزایش ترشح ادراری گلوکوکورتیکوییدها، افزایش تولید ATP سلولی، افزایش میکروسیر کولیشن موضعی، افزایش ترشح اداری سروتونین، افزایش بتا اندورفین درمایع مغزی نخاعی، افزایش آستانه درد، تغییر فعالیت نوراپی نفرین- اپی نفرین، کاهش برادی کینین، کاهش ترشح هیستامین و استیل کولین؛ صورت می­گیرد. هنگام کار با لیزر باید همواره مراقب خطرهای تابش لیزر شامل: آسیب­های پوستی، شیمیایی، الکتریکی، مکانیکی، آتش سوزی، آسیب­های چشمی و انفجار است. برای لیزر تراپی باید ویژگی­های اُپتیکی لیزر و بافت مورد نظر را دانست. با استفاده از نور قرمز، مادون قرمز، و سبز می­توان از نقاط طب سوزنی برای کاهش درد استفاده کرد. از بیماری های دردناکی که با لیزر می­توان جهت بی دردی آن استفاه کرد: می­توان از استئوآرتریت، کندرومالاسی پاتلا، روماتیسم مفصلی، التهاب و درد مفصل ساکروایلیاک، آسیب­های ورزشی و بورسیت نام برد.

پیشگفتار

آنچه که ما در پیرامون خود نور می­نامیم، در واقع حاصل یک نوع نشر خود بخودی است، یعنی برگشت خودبخودی است، یعنی برگشت خودبخودی الکترون از سطح انرژی بالاتر به پایین تر در یک اتم. هر مقدار فاصله ترازهای انرژی از هسته مرکزی دورتر باشد، مقدار انرژی وابستگی الکترون به اتم کمتر خواهد بود، تراز پایه یعنی E1، آخرین تراز الکترونی است و الکترون واقع در این تراز دارای پایین ترین سطح انرژی است. اگر الکترون از تراز انرژی پایین تر به بالا­تر رود، انرژی جذب می­کند و اگر از تراز انرژی بالاتر به پایین تر بیاید؛ انرژی را به صورت فوتون از خود نشر می­دهد. در طبیعت اگر یک فوتون که مقدار آن برابر اختلاف دو تراز الکترونی است با اتمی برخوردکند، این انرژی به اتم انتقال می­یابد و اکتررون از پایه­ی E1به E2 می­رود، این پدیده راجذب گویند (مانند قرار گرفتن بدن ما در برابر نور خورشید) و برگشت الکترون ازسطح بالتر به پایین تر، نشر نامیده می­شود. در حالت طبیعی یعنی نشر خودبخودی، فوتون ایجاد شده طول موج، فرکانس و فاز متفاوتی از فوتون اولیه دارد اما در نور لیزر که ما از خارج به یک ماده انرژی می­دهیم، تا ابتدا به تراز انرژی بالاتر رود هنگام نشر چون توسط ما انرژی آن القا شده است آن را نشر برانگیخته گویند ودر این حالت فوتون حاصل از نظر شناسنامه­ای درست همانند فوتون اولیه است یعنی طول موج، فرکانس و فاز یکسانی دارد. فوتون حاصله جرم، بُعد و بار نداردولی فرکانس، طول موج و انرژی دارد. انرژی هر فوتون حاصل ضرب فرکانس آن در ثابت پلانک است. عبارت لیزرLASER از حروف Amplification by LightStimulated Emissio of Radiation درست شده است به همین دلیل معنای واژه لیزر یعنی"تقویت نور پرتو نشر برانگیخته" ، یعنی ابتدا ماده­ای با گرفتن انرژی برانگیخته شده وسپس انرژی جذب شده ماده را مستعد نشر فوتون می­کند واین نشر به صورت پرتو یاهمان تشعشع از ماده بیرون می­آید، حالا درون دستگاه لیزر با استفاده از ترکیب آیینه­ها و تقویت کننده­ها، این نور ایجاد شده بیشتر و بیشتر می­شود.

ساختمان لیزر

هر دستگاه لیزر از سه بخش درست شده است. 1.  ماده فعال : ماده­ای که انرژی داده شده را جذب می­کند، برانگیخته می­شود، و سپس آن را نشرمی­دهد این ماده؛ می­تواند اتم، مولکول یا یون باشد، و این­ها در چهار حالت مایع، گاز، جامد و پلاسما می­تواند باشد. 2. نگهدارنده یا کاواک لیزر: هم ماده فعال نگه می­دارد و هم شرایط لازم برای تشدید و تقویت نور را فراهم می­کند. 3. منبع نیرو: انرژی لازم برای عمل تحریک و ایجاد برانگیختگی درماده فعال (اتم، یون یا مولکول ) را فراهم میکند.   4. برای تولی پرتو باید درون کاواک، جمعیت وارونه داشت. یعنی باید از قبل تعداد ذرات موجود در تراز انرژی بالا همیشه بیشتر از تراز پایین باشد و گرنه بجای پدیده نشر، پدیده جذب رخ خواهد داد.

عملکرد آیینه­های لیزر

آیینه­های لیزر که بخشی از ساختمان کاواک لیزر هستند، سبب افزایش پدیده تقویت و سپس تشعش خواهند شد. هر کاواک دو آیینه دارد. آیینه پشتی که تمام نور را بازتاب می­کند (بنام mirror end ) و آیینه جلویی که برای ایجاد پرتوی لیزری اجازه عبور کمی از نور را به بیرون می­دهد (بنام Extraction mirror )

ویژگی­های نور لیزر

1.  تک فامی: همه فوتون­های لیزر، طول موج یکسان و فرکانس یکسان دارند. نورلیزر، نور خالص است، اگر به منشور نیز برخورد کند باز هم، تنها یک باریکه مستقیم با طول موج مشخص ایجاد میکند.    
   1. همدوسی: همه فوتون­های لیزر، هم فازند، باهم گام بر می­دارند، قله هر موج روی موج دیگر منطبق است و دره­ی هر موج نیز روی موج دیگر، انگار همه فوتون­ها یکی هستند
      1. واگرای کم: و هم راستایی: همه فوتون­های لیزر تقریبا موازی هم و در یک مسیر معین هستند ودر راستای مستقیم حرکت می­کنند، البته با کار گذاری عدسی­های ویژه می­توان واگرایی لیزر را کم و زیاد کرد.
      2. شدت بالا و درخشندگی

تقسیم بندی لیزر

لیزر­ها را می­توان براساس طول موج به چند دسته زیر تقسیم نمود:

• لیزر­های ناحیه مرئی طول موج 400تا 700 نانومتر
  • لیزر­های مادون قرمز نزدیک با طول موج 780 تا 1400 نانومتر
    • لیزر­های مادون قرمز میانه با طول موج 1400 تا 3000 نانومتر
    • لیزرهای مادون قرمز دور با طول موج 3000 نانومتر تا 1 میکرومتر
    • لیزهای فرا بنفش نزدیک با طول موج 315 تا400 نانومتر
    • لیزرهای فرابنفش میانه طول موج 280 تا315 نانومتر
    • لیزرهای فرابنفش دور طول موج زیر 280 نانومتر

لیزرها را بر پایه ماده فعال تشکیل دهنده آن به انواع لیزرهای جامد، گاز، مایع، و پلاسما تقسیم می­کنند.

• لیزرهای جامد: بلورهای عایق یا شیشه حاوی مقداری ناخالصی یونی از مادۀ فعال مورد نظر است و این یون­ها بیشتر از عناصر واسطه جدول تناوبی، مانند: کروم، نیکل، کبالت، فلزهای خاکی قلیایی باریم، کلسیم، استرانسیوم هستند. نمونه آن لیزر یاگ yAG می­باشد.
  • لیزرهای مایع (رنگینه): که محیط فعال آن مود مایع آلی رنگی هستند مانند رودامین.
    • لیزرهای گازی: که محیط فعال آن اتمهای گاز مانند هلیوم، نئون، یونهای مثبت مانند آرگون، مولکولهایی مانند دی اکسید کربن و دو اتمی­های تحریک شده مانند آرگون فلوراید است. مانند لیزرهای دی اکسید کربن، هلیوم، و آرگون
    • لیزرهای نیمه­هادی نیمه رسانا با ابعاد بسیار کوچک درست شدهاست مانند لیزرهای گالیوم، آرسناید، آلومینیوم، ایندیو، فسفاید
    • لیزرهای پلاسما: که محیط فعال آن پلاسما، یعنی مخلوطی از ترکیب­های فعال لیزری قابل یونیزه و ترکیبات کمکی برای یونیزه کردن محیط فعال آنهاست مانند لیزرهای پلاسمای گازهای یونیزه منیزیم، کلسیم، استرانسیو و باریم.

اساس کار لیزر درمانی در درد، استفاده از لیزرهای نیمه رسانا و طول موج­های محدودۀ قرمز و بطور ویژه مادون قرمز است.

سایر تقسیم بندی

تقسیم بندی گوناگونی برای لیزر وجود دارد. لیزر را براساس توان به انواع: لیزرهای کم توان، با توان متوسط، و پرتوان طبقه بندی می­کنند. همچنین، تقسیم بندی لیزر براساس واکنش نور با بافت به انواع زیردسته بندی می­شود.(1) واکنش­ های خنثی که از تابش لیزربه بافت هیچ گونه تغییری ایجاد نمی­شود، بلکه از بازتاب، عبور یا جذب نور لیزر برای کارهای تشخیصی استفاده می­شود.(2) واکنش­های حرارتی که از تابش لیزرهای پرتوان برای انعقاد، تبخیر، برش و کندگی بافت استفاده می­شود. (3) واکنش­های شیمیایی که بدون ایجاد اثرات حرارتی از خاصیت القای شیمیایی در درمان استفاده می­شود. این ویژگی اساس کار لیزرهای کم توان است. مانند نور درمانی ( فتودینامیک تراپی) ولیزر درمانی در درد. (4) واکنش­های کندگی، نور کندگی که در جراحی انکساری قرینه کاربرد دارد.(5) واکنش­های کندگی ناشی از القای پلاسمایی مانند جراحی انکساری قرینه ودرمان پوسیدگی دندان. (6) واکنش­های گسیختگی نوری مانند شکستن سنگ کلیه. از لیزر پرتوان برای بریدن، انعقاد، خریب و کندن استفاده می­شود یعنی انهدام بافت و در نتیجه مرگ سلولی ولی از لیزر کم توان برای القای فعالیت سلولی و بازسازی انرژی حیاتی ATP استفاده می­شود و در نتیجه افزایش زندگی سلولی است.

اثرات فیزیولوژیک نور لیزر

نور لیزر دارای اثرات شیمیایی، حرارتی، زیست الکتریکی، والقای بیولوژیکی می­باشد .

اثرات شیمیایی

هر اتم یا مولکول، فرکانس خاصی دارد، که در آن فرکانس، بهترین عملکرد را نشان میدهد. پس اگر لیزری با طول موج همسان به یک مولکول تابیده شود اثرات خود را به بهترین صورت ایجاد می­کند مانند تابش لیزر مادون قرمز که روی ارتعاشات مولکولی اثر دارد. و لیزرهای با طول موج کوتاه وفرکانس بالا که روی ساختار مولکولی اثر دارد ( اثر تخریبی یاسازنده)

اثر حرارتی

انرژی اکترومغناطیسی حاصل از تابش لیزر، جذب اتم ها ومولکول های بدن شده وسبب افزایش تحرک آن­ها واین افزایش حرکت، سبب افزایش حرارت می­شود که در سطح بافت بیشتر از عمق آن است. افزایش حرارت در سطح بافت بیشتر ونسبت عکس با عمق بافت دارد. اثر حرارتی باعث تقویت متابولیسم سلول­ها، گردش خون، تقویت خاصیت ارتجاعی بافت همبند وایجاد اثرات ضد درد لیزری می­شود.

اثر زیست الکتریکی

تغیر شکل فوتون به الکترون از طریق زنجیره تنفسی سیتوکروم بوده وجذب نور لیزر توسط یون­های سدیم وپتاسیم موجود در غشا سلول می باشد. همانطور که می­دانیم غشای سلول در زمان آسیب بافتی و تحریک دردناک، رشته عصبی دپلاریزه شده و درد ایجاد می­شود وتاثیر لیزر بدلیل تحریک مستقیم یونی و افزایش ATP و فعال کردن دوباره پمپ سدیم پتاسیم و رپلاریزه شدن سلولی وایجاد بیدردی است.

اثر القای بیولوژیک

کمک به افزایش متابوبسیم سلولی ودر نتیجه القای تقسیم سلولی، تقویت گردش خون وگشادی رگ­ها، ایجاد بی دردی، واثرات ضد التهابی است. هر سلول درمای 37 درجه سانتیگراد از خودش 310 کیلو امواج مادون قرمز با طول موج 930 نانومتر تابش می­کند.

راههای تابش اشعه لیزر به بدن

پرتو لیزر را میتوان از راه­های زیر به بدن تاباند. تابش بیرونی از راه پوست: به دو روش تماسی وغیر تماسی یا روی نقاط حساس و دردناک تابانده می­شود. در روش غیر تماسی به صورت فاصله دار ومنطقه­ای که برای نواحی بزرگتر بکار می­رود. تابش درونی از راه حفره­های بدن به کمک فیبر نوری یا کلاهک اُپیتکی برای تامین عمق نفوز بیشتر بکار می رود. تابش درون وریدی که از دو راه انجام می شود: یا از روی پوست در منطقه عبور ورید، یا با استفاده از یک سوزن یا آنژیوکت ویژه از درون ورید. تابش روی نقاط طب سوزنی، که به دو روش انجام می­شود: لیزر بجای سوزن، و تابش لیزردر نقاط طب سوزنی، تابش بر روی مسیر لنف برای تشخیص محل انسداد وهم چنین افزایش تخلیه لنفاوی.

تابش روی غدد سمپاتیک پاراسپانیال

از آنجایی که انتقال درد در رشته­های سمپاتیک بیشتر از راه رشته ­های c گذر می­کند پس لیزر باید در اینجا رشته­های cرا مهارکند، رشته­هایA -دلتا ایمپالس غیر درد را انتقال می­دهند ولیزر با تحریک این رشته­ها باعث افزایش ورودی آن شده ومانع از انتقال درد توسط سایر رشته­ها می­گردد (نظریه ملزاک). همانطور که در بخش پاتوفیزیولوژی ذکر شده است، شاخ خلفی نخاع مهمتریننقش را در انتقال درد از محیط به مغز و بالعکس از مغز به محیط دارد، و رشته­های C و A–دلتا دارای پایانه­های عصبی آزادی در محیط بوده و جسم سلولی آنها در گانگلیون ریشه خلفی قرار دارد. از طرفی بر اساس نقشه ریکسید، نخاع در یک برش عرضی به ده لایه تقسیم می­شود، که 1 تا 6 در شاخ خلفی، و لایه 10 در مرکز، و لایه های 7و8و9 در شاخ جلویی نخاع قرار دارند و در روند انتقال پیام درد ودرک آن از اهمیت ویژه­ای برخوردار هستند. در نظریه کنترل دروازه­ای درد، لایه 2 یا همان مادۀ ژلاتینی نخاع به عنوان یک دستگاه گزینشی امکان رقابت گیرنده­های محیطی درد رشته­های C و A–دلتا را با رشته­های پروپریوسپتیو را فراهم نموده و همه این فرایندها یعنی تولید ایمپالس­های درد به فازهای پلاریزه ودپلاریزه شدن( ایجاد درد ) و رپلاریزه شدن ( ایجاد بی دردی لیزری) بستگی دارد. هم چنین در انتقال درد نقش میانجی­هایی چون برادی کینین، هستیامین، استیل کولین، بتاآندروفین، و سروتونین تاثیر مهمی دارند.

چگونگی اثرات ضد درد لیزر

اثرات لیزر در ایجاد بی دردی از راه­های گوناگونی اعمال می­گردد، مانندافزایش سطح بتا –اندورفین­ها در مایع مغزی نخاعی، افزایش ترشح ادراری گلوکو کورتیکوبید­ها، افزایش آستانه درد بدلیل کاهش نفوز پذیری به یون­های سدیم و پتاسیم و در نتیجه هیپرپلاریزه شدن غشا، افزایش ترشح ادراری سروتونین، افزایش سطح بتا-اندورفین وهورمون آدرنوکورتیکوتروپین پلاسمایی ( بصورت وابسته به دوز وافزایش تولید ATP)، افزایش جریان لنفاوی و در نتیجه افزایش تخلیه لنفاتیک وکاهش ادم، افزایش میکروسیر کولیشن و اکسیژن رسانی به مناطق هیپوکسیک وایسکمیک مانند نقاط ماشه­ای، کاهش ترشح هیستامین واستیل کولین، کاهش ساخت برادی کینین، تغییر نسبت اپی نفرین و نوراپی نفرین، تاثی برمرحله رپلاریزه شدن غشای سلولی، اثر روی مراحل بازو بسته شدن دروازه لایه دوم (ماده ژلاتینی) و مهار انتقال ایمپالس­های درد.

کاربرد لیزر­های کم­ توان در بیماری­های دردناک

در بیماری­های روماتولوژی، برخلاف لیزر تراپی در بیماریهای پوست که نیاز به جذب سطحی لیزر دارد، باید از لیزری استفاده کرد که به ساختمان­های عمقیمانند مفاصل و عضلات برسد، وچون نورلیزر با افزایش عمق در بدن از میزان انرژی آن (به دلیل پدیده جذب، پراکندگی، پخش یا انعکاس) کاسته می­شود، باید افزایش دوز انرژی تابیده شده را در نظر گرفت. در روماتولوژی چهار ویژگی در میزان عمق نفوز لیزر تاثیر بسیار زیادی دارند. 1. طل موج لیزر (نانومتر) 2. چگالی توان (وات بر سانتیمتر مربع) 3. زمان تابش (ثانیه) 4. تکنیک تابشی، آیا تماسی یا غیر تماسی باشد ودر نوع تماسی چه فشاری باید به پروب لیزر داده شود

کندرومالاسی پاتلا

روش تابش فشاری: 3 بار در هفته مجموعا 10 تا 12 جلسه، در هر جلسه 30ژول برای هر مفصل که اگر بخواهیم از 4 نقطه بتابانیم،هر نقطه 5/7 ژول واگر بخواهیم از 6 نقطه بتابانیم هر نقطه 5 ژول تابانده می­شود.

تاندینیت و یا تنوواژینیت سطحی

روش: فشاری هم روی بورساها وتاندونها و هم روی مناطق دردناک. مدت جلسات: از 12 تا 24 جلسه، دوز آن 4 تا 8 ژول.

پوکی استخوان

بدلیل کاهش قابل توجه استخوان در مهره­ها، انتهای استخوان­های دراز و لگن باید این مناطق تحت تابش قرار گیرند. نکته: در زنان، بیشتر استخوان­های ترابکولار و آن هم پس از یائسگی، دچار پوکی استخوان می­شود پس باید این نقاط تحت تابش قرا گیرند. تابش در مناطق پاتولوژیک هیچ اثری ندارد. روش فشاری، 2 بار در هر هفته، 3 تا 4 ژول برای هر نقطه، روی عضلات پاراورتبرال تابیده شود، حداکثر دوز در یک جلسه کمتر از 50 ژول باشد.

بیماری برگر

روش فشاری تا حدی که درد ایجاد نکند. دوز آن 2 تا 3 ژول، ابتدا 4 تا 5 بار در هفته، و پس از کاهش علایم 3 بار در هفته

موارد منع کاربرد لیزر­های کم توان

• نواحی حساس پوست
  • نواحی خونریزی دهنده
    • ضایعات بدخیم
    • فونتانل باز در کودکان
    • شکم در خا­های باردار
    • اطراف وروی قلب
    • روی عصب واگ
    • ریشه­های سمپاتیک عصب دهنده به قلب
    • غدد موضعی یا اندوکرین ماند تیرویید، بیضه­ها و....
    • اطراف و روی کره چشم
    • صفحات رشد در کودکان

میزان RNA در غشای سینوویال بیماران مبتلا به روماتیسم، کمتر از حد طبیعی است و با تابش لیزراین نسبت به سمت اصلاح پیش می­رود. طول موج لازم در بیماری­های دردناک روماتولوژی بر اساس میزان نفوز لیزر در بافت است، بنابر این لیزر دی­اکسید کربن با عمق نفوز حدود 01/0 تا 02/0 میلی­متر ارزشی در این موارد ندارد. لیزر هلیوم He-Na می­تواند تا عمق 20 میلی­متری نفوز کند ( با طول موج 630 نانومتر در محدوده قرمز) پس برای مفاسل کوچک زیر پوستی یعنی دست وپا بکار میآید. لیزر­های مادون قرمز از طول موج­های 820 تا 904 نانومتر با عمق نفوز حدود 20 میلی­متر کاربرد زیادی در روماتولوژی دارد. چگالی هر معیاری عبارتست از آن معیار تقسیم برواحد سطح، پس چگالی توان عبارتست ازتوان ( میلی­وات ) تقسیم بر واحد سطح (سانتی­متر مربع). چون هدف ما تاندون­ها، لیگامان­ها ، غشای سینوویال مفاصل وعضلات است پس به چگالی از توان نیاز داریم که بتواند به عمق نفوز کند، واین میزان در کار روماتولوژی باید بیش از 5 و گاهی بیش از 10 تا20 (میلی­وات بر سانتی­متر مربع). همچنین، باافزایش زمان تابش باعث افزایش انرژی دریافتی بافت می­شود. از سوی دیگر، با فشار روی سطح و کنار زدن بافتهای زیر پوستی و کاهش فاصله تا بافت هدف به اثرات بهتری میرسیم.

استئوآرتریت

روش فشاری، 2 تا 3 بار در هفته تا 6 هفته، متوسط جلسات لیزر درمانی15 دقیقه، حداکثر میزان دوز در یک جلسه باید کمتر از ژول باشد. برای مفاصل کوچک 1تا 2 ژول در اطراف مفصل، برای مفاصل بزرگتر 4 تا 8 ژول برای هر هفته، برای عضلات و تاندونها 2 تا 4 ژول برای هر نقطه، ساختمانهای عمقی تا 6 ژول برای هر نقطه، نوع لیزر محدودۀ قرمز تا مادون قرمز، بیشتر مادون قرمز باشد.

آرتریت روماتویید

روش فشاری، تابش از 6 نقطه اطراف مفصل با چگالی توان 4 تا 8 ژول، برای مفاصل کوچک و سطحی مثل دست لیزر قرمز و گاهی Nd-YAG با توان کمتر از 10 میلی­ولت، برای مفاصل عمقی مانند زانو یا شانه از لیزر مادون قرمز گاهی تا 30میلی­ولت باشد.

اختلال مفصل ساکروایلیاک

از خلف و با زاویه 8 تا 12 درجه به سمت خارج، در تمام طول هشت تا دوازده سانتی­متر مفصل ساکروایلیاک باید به روش فشاری در 8 تا 16 ژول است.

آرتریت پسوریاتیکی

بدلیل ضخامت ایجاد شده در بافت نرم اطراف مفاصل باید هم مفصل و هم پیرامون آن روزانه 8 تا 12 ژول تحت تاثیر قرار گیرد.