Laser

Laser

LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)

Skraćenica LASER je sastavljena od početnih slova reči Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation što znači pojačanje svetlosti kroz stimulisanu emisiju zračenja. Još je  1917. godine Albert Einstein izračunao potrebne uslove za nastanak stimulisane emisije, ali je praktična primena tih načela ostvarena tek decenijama nakon toga. Godine 1960. T. Maiman je demonstrirao prvi laser, baziran na kristalu rubina.

Fizičke karakteristike lasera: Laser je specifična naprava koja strogo kontroliše način na koji pobuđeni atomi otpuštaju fotone. Premda, postoji mnogo vrsta lasera, svima su neka osnovna svojstva zajednička. U laseru, laserski medijum je „pumpan“, kako bi se atomi pobudili. Uglavnom se vrlo intenzivnim bljeskovima svetla ili električnim pražnjenjima laserski medijum pumpa, pri čemu se stvara mnoštvo pobuđenih atoma (sa elektronima na višim energetskim nivoima). Potrebno je imati vrlo velik broj atoma u pobuđenom stanju da bi laser mogao uspešno funkcionisati a to nije lako postići. Uzrok toga leži u osnovnim činjenicama o interakciji svetlosti (tj. fotona)  i atoma.  Kada svetlost tražene boje (talasne dužine) pogodi atom, ona izbaci elektron na viši energetski nivo. Kada se elektron kasnije vrati u osnovno (ili bilo koje niže) energetsko stanje, u proizvoljnom će smeru predati svetlost iste boje koju je i primio, tokom sudara s fotonom. Po pravilu, kada elektron dobije neku energiju, nakon nekog vremena (proizvoljnog i uvek drugačijeg) on će tu energiju emitovati kao svetlost. Emisija koja se javlja bez nekog spoljašnjeg uticaja, kao posledica težnje elektrona da bude u osnovnom energetskom stanju zove se  SPONTANA EMISIJA. Einstein je otkrio da se može dogoditi i drugačija situacija.  Ako elektrone izložimo izvoru svetlosti visokog intenziteta (koju sačinjavaju fotoni većih brzina) u slučaju da foton pogodi atom koji se već nalazi u pobuđenom stanju atom će otpustiti foton u istom smeru u kojem je išao i ulazni foton. Ovaj proces nazivamo STIMULISANA EMISIJA, jer takvu emisiju stimuliše ili potiče foton koji je pogodio ovaj elektron. Da bi došlo do ovog procesa, brzina fotona kod stimulisane emisije treba biti veća nego kod spontane emisije. Kod stimulisane emisije ključna je činjenica da foton koji se sudari sa elektronom mora imati tačno određenu brzinu da bi mogao uzrokovati stimulisanu emisiju. Ovakva reakcija se dalje lančano širi. Prvo jedan foton pogodi pobuđeni atom, koji zatim otpusti dva fotona, u smeru upadnog fotona. Kada jedan od ova dva fotona pogodi neki drugi pobuđeni atom koji mu se nađe na putu dobijaju se  ukupno tri fotona koja se kreću u istom smeru. Takvi fotoni su međusobno jednaki, zato što su nastali umnožavanjem pomoću stimulisane emisije. Kod lasera se javlja inverzija naseljenosti, a to je takvo stanje gde ima više pobuđenih elektrona nego elektrona u osnovnom stanju. Međutim, ako se u procesu javljaju samo dva energetska stanja (nivoa), ovo stanje neće nikad biti postignuto. Zbog toga se uglavnom koriste tri ili četiri energetska nivoa, pa su atomi pobuđeni na nivo koji se nalazi dva ili tri nivoa iznad njihovog ravnotežnog stanja. Kada elektron apsorbuje foton i postane pobuđen, javlja se brzi prelaz u drugo energetsko  stanje. Ovo stanje postaje naseljenije od osnovnog stanja što omogućava trajan proces stimulisane emisije.

Osobine laserske svetlosti: Laserska svetlost je monohromatska, tj. sva svetlost iz jednog izvora je potpuno iste talasne dužine (pa stoga i iste boje). Talasna dužina svetlosti pojedinog lasera određena je količinom energije koju elektron otpušta pri prelazu na niži energetski nivo. Laserska svetlost je koherentna, tj. svi fotoni se kreću u jednom smeru. Zbog toga i talas laserske svetlosti izgleda poput pravca a nije sačinjen od udubljenja i ispupčenja, kao talas kod ostalih oblika svetlosti. Laserska svetlost je usmerena, tj. laserski zrak svetlosti je vrlo tanak ali je zato „koncentrisan“, tj. visokog je intenziteta. Poređenja radi, svetlost električne sijalice je vrlo slaba i raspršena u svim smerovima.

Mehanizam delovanja na organizam i povoljna dejstva

Laser Claster

Talasna dužina određuje, pri konstantnoj veličini snage, dubinu prodora laserske svetlosti. Pri aproksimativnoj snazi od 10 mW, dubina prodora:

• za He Ne i poluprovodnički tip InGaAl (630, 670 nm) laser iznosi 5-7 mm;

• za poluprovodničke lasere tipa GaAlAs (780,820 nm) oko 3 cm;

• za poluprovodničke lasere tipa GaAs (904 nm) iznosi oko 5 cm;

Apsorbovani laserski zraci povećavaju energetski bilans ćelije podstičući sintezu adenozin-trifosfata, ubrzavaju metaboličke procese, utiču na formiranje slobodnih radikala, izazivaju hiperpolarizaciju ćelije,…

Na terapijskom planu deluju:

•ANALGETIČKI (laserski zraci smanjuju bol tako što: izazivaju hiperpolarizaciju ćelijskih membrana i podižu prag bola, povećavaju produkciju endogenih opoida i modulišu percepciju bola gate mehanizmom). Analgetski efekat imaju skoro sve talasne dužine, ali bolji analgetski efekat imaju impulsi dužeg trajanja, odnosno manje frekvencije.

– niska frekvencija  10 – 100 Hz sve talasne dužine (najbolje 660 nm) na bolne tačke, trigger tačke, tačke pripadajućeg dermatoma ili akupukturne tačke.

•ANTIINFALMATORNO (smanjuju nivo prostglandina, stimulišu nespecifičnu humoralnu odbranu povećavajući sintezu komplemenata i interferona, aktiviraju neutrofilne leukocite i makrofage).

•ANTIEDEMATOZNO (modifikuju hidrostatski i osmotski pritisak pri čemu se intersticijalna tečnost resorbuje)

Antiinflamacija i antiedematozni efekat se postiže izborom frekvencije od 1000 – 3000 Hz, sve talasne dužine, najbolje 904 nm, oko zone lezije tačkasto ili skenirajući.

•REGENERATIVNO (povećavaju sintezu DNK, podstiču mitozu ćelije, naročito makrofaga i fibroblasta, povećavaju produkciju kolagena, izazivaju vazodilataciju i povećavaju oksigenaciju, menjaju pH i poboljšavaju nutriciju). Biostimulativni efekat frekvencije 300 – 600 Hz, sve talasne dužine, a najbolje 630 i 660 nm za površne promene a za dublje promene veće talasne dužine.

Laser tačkasti

Osnovni parametri u doziranju su: IZLAZNA SNAGA – izražena u vatima (W), POVRŠINA LASERSKOG SNOPA – izražena u kvadratnim centimetrima (cm²), GUSTINA SNAGE – ozračenost (kod kontinuiranih lasera) predstavlja snagu na jedinicu površine i uobičajeno se izražava u vatima na kvadratni centimetar (W/cm²), TRAJANJE ZRAČENJA – izraženo u sekundama (s), ENERGIJA ZRAČENJA – izražena u džulima (J), UKUPNA DOZA – kod impulsnih lasera se uzima u obzir zračna ekspozicija (energija na jedinicu površine) izražena u džulima po centimetru kvadratnom (J/cm²), REŽIM RADA – kontinuiran, impulsni, FREKVENCIJA – izražena u hercima (Hz) (treba razlikovati od pojma frekvencija u fizičkom smislu, jer prva se odnosi na prekid emisije u jedinici vremena (pulsiranje per secundam) i označava impulsni tok same emisije,  za razliku od kontinuiranog toka). Osnovno je odrediti veličinu koja će se tretirati (cm), izlaznu snagu (za terapijski laser mW), gustinu snage (W/cm²) i energiju zračenja (J).

Formula: energija (J) = snaga (W) x vreme (s)

(doza zračenja (ili izloženost zračenju određenog volumena tkiva) izražava se gustinom energije).

Formula: gustina energije (J/cm²) = snaga (W) x vreme (s) / površina (cm²)

Tehnika aplikacije: stabilna, labilna (skenirajuća) i kombinovana.

Pripremila: mr  Marija Trajkov

Korišćena literatura: „Laseroterapija“-M.Lazović,“Fizikalna terapija“-V.Mihajlović,“Fizikalna medicina i opća rehabilitacija“-I.Jajić

, , ,

Naš odgovor to “Laser”

  • Joaipa

    Sajt je odlican veoma dobro osmisljen puno korisnih informacija i za pocetnike u ovoj stuci.Poseban pozdrav pofesorici Mariji puna je znanja i sto je najvaznije ume da ga prenese na studente.