Laser Physics in Medicine PDF

Medical physics Department of Anesthesia Dr. Sabah translated by ‫لَــــيِــث‬ Laser Physics in Medicine ‫فيزياء الليزر في الطب‬ Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. (LASER) ( ‫ (الليزر‬.‫تضخيم الضوء بواسطة االنبعاث المستحث لإلشعاع‬ Laser properties: ‫خصائص ال...

Medical physics Department of Anesthesia Dr. Sabah translated by ‫لَــــيِــث‬ Laser Physics in Medicine ‫فيزياء الليزر في الطب‬ Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. (LASER) ( ‫ (الليزر‬.‫تضخيم الضوء بواسطة االنبعاث المستحث لإلشعاع‬ Laser properties: ‫خصائص الليزر‬ 1- Coherence: that mean, there is a relation between the amplitude and phase of the wave at different points in time and space. 2- Monochromaticity:all of the laser radiation is emitted at discrete narrow band wave lengths. 3- Collimation: the laser beam is highly collimated, there is very little beam divergence. In laser surgery, the collimated beam is focused by a lens or mirror down small spot. 4- Brightness. 5- High energy 1- ‫ أي أن هناك عالقة بين سعة الموجة وطورها عند نقاط مختلفة في الزمان والمكان‬:‫التماسك‬. 2- ‫ تنبعث جميع أشعة الليزر بأطوال موجية ضيقة النطاق ومنفصلة‬:‫أحادية اللون‬. 3- ‫ يتم تركيز‬،‫ في جراحة الليزر‬.‫ وهناك القليل جدا من االختالف في الشعاع‬،‫ شعاع الليزر متوازى للغاية‬:‫الموازاة‬ ‫الشعاع المتوازي بواسطة عدسة أو مرآة أسفل نقطة صغيرة‬. 4- ‫السطوع‬. 5- ‫طاقة عالية‬ Types of LASER in medical field: ‫أنواع الليزر في المجال الطبي‬: 1. CO2 lasers 2. Diode lasers 3. Dye lasers 4. Excimer lasers 5. Fiber lasers 6. Gas lasers 7. Free electron lasers 8. Semiconductor diode lasers 1. ‫ليزر ثاني أكسيد الكربون‬ 2. ‫ليزر ديود‬ 3. ‫صبغ الليزر‬ 4. ‫ليزر اإلكسيمر‬ 5. ‫ألياف الليزر‬ 6. ‫الليزر الغازي‬ 7. ‫الليزر اإللكتروني الحر‬ 8. ‫ليزر ديود أشباه الموصالت‬ LASER interaction with biological tissue: ‫تفاعل الليزر مع األنسجة البيولوجية‬ A laser beam is created and directed towards tissue to accomplish a particular job. When energyhits the biological contact, it will interact in one of four ways: reflection, transmission, scattering, or absorption. ‫ فإنها تتفاعل‬،‫ عندما تصطدم الطاقة باالتصال البيولوجي‬.‫يتم إنشاء شعاع ليزر وتوجيهه نحو األنسجة إلنجاز مهمة معينة‬ ‫ أو االمتصاص‬،‫ أو التشتت‬،‫ أو النقل‬،‫ االنعكاس‬:‫بإحدى الطرق األربع‬. Absorption: Photons are absorbed by certain molecules in the tissue known as chromophores. To do function, the light energy is transformed into various kinds of energy. ‫ للقيام‬.‫ يتم امتصاص الفوتونات بواسطة جزيئات معينة في األنسجة المعروفة باسم حامالت اللون‬:‫االمتصاص‬ ‫ يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى أنواع مختلفة من الطاقة‬،‫بالوظيفة‬. Reflection: occurs when the laser beam bounces off the surface without any penetration or contact. Reflection is often an undesirable result, however a beneficial example of reflection may be seen when Erbium lasers reflect off titanium, allowing for safe gingiva cutting around implant abutments.. ‫ غالبًا ما يكون االنعكاس نتيجة غير‬.‫ يحدث عندما يرتد شعاع الليزر عن السطح دون أي اختراق أو تالمس‬:‫االنعكاس‬ ‫ مما يسمح بقطع اللثة بشكل‬،‫ ولكن يمكن رؤية مثال مفيد لالنعكاس عندما يعكس ليزر اإلربيوم التيتانيوم‬،‫مرغوب فيها‬ ‫آمن حول دعامات الزرع‬. Transmission: is the ability of laser energy to penetrate through superficial tissues and interact with deeper regions. Retinal surgery is an example; the laser treats the retina by passing through the lens. Tissue transmission may also be observed in the deeper penetration achieved with diodelasers. ‫ وجراحة الشبكية مثال على‬.‫ هو قدرة طاقة الليزر على اختراق األنسجة السطحية والتفاعل مع المناطق العميقة‬:‫ النقل‬ ‫ يمكن أيضًا مالحظة انتقال األنسجة في االختراق‬.‫ذلك؛ يعالج الليزر شبكية العين عن طريق المرور عبر العدسة‬.‫األعمق الذي يتم تحقيقه باستخدام الديوديالرز‬ Scattering: When laser energy reaches the target tissue, it scatters in a variety of ways. This phenomena is generally ineffective, but it may be beneficial with specific ،‫ هذه الظاهرة غير فعالة بشكل عام‬.‫ فإنها تنتشر بعدة طرق‬،‫ عندما تصل طاقة الليزر إلى األنسجة المستهدفة‬:‫التشتت‬ ‫ولكنها قد تكون مفيدة بشكل خاص‬ Medical physics Department of Anesthesia Dr. Sabah wavelengths' biostimulative characteristics. ‫خصائص التحفيز الحيوي لألطوال الموجية‬. LASER effects on biological tissue: ‫تأثيرات الليزر على األنسجة البيولوجية‬:  The thermal effect of lasers on biological tissue is a complex process resulting from three distinct phenomena; 1. conversion of light to heat, 2. transfer of heat 3. and the tissue reaction, which is related to the temperature and the heating time. ‫يعد التأثير الحراري لليزر على األنسجة البيولوجية عملية معقدة ناتجة عن ثالث ظواهر متميزة؛‬ 1. ‫تحويل الضوء إلى حرارة‬، 2. ‫نقل الحرارة‬ 3. ‫وتفاعل األنسجة الذي يرتبط بدرجة الحرارة وزمن التسخين‬. This interaction leads to denaturation or to the destruction of tissue. The known factors arethe parameters of the laser (wavelength, power, time and mode of emission, beam profile and spot size) and the tissue being treated (optical coefficients, thermal parameters and coefficients of the reaction of thermal denaturation). ‫ العوامل المعروفة هي معلمات الليزر (الطول الموجي والطاقة والوقت‬.‫يؤدي هذا التفاعل إلى تمسخ أو تدمير األنسجة‬ ‫وطريقة االنبعاث وشكل الشعاع وحجم البقعة) واألنسجة المعالجة (المعامالت البصرية والمعلمات الحرارية ومعامالت‬.)‫تفاعل تمسخ الطبيعة الحرارية‬ LASER effects on biological tissue: ‫تأثيرات الليزر على األنسجة البيولوجية‬: Laser absorbed by tissue may causes;(Thermal effects). 1. Homeostasis: Any procedure thatstop bleeding. 2. Photocoagulation: Heating a blood vessel to point where the blood coagulates andblocks the vessel. 3. Photo Vaporization:To make incisions and vaporize tissue. Sonic: Membrane disruption ‫قد يسبب امتصاص الليزر من قبل األنسجة؛ (تأثيرات حرارية‬ 1. ‫ أي إجراء يوقف النزيف‬:‫االستتباب‬. 2. ‫ تسخين وعاء دموي إلى النقطة التي يتخثر فيها الدم ويسد الوعاء‬:‫التخثير الضوئي‬. 3. ‫ لعمل شقوق وتبخير األنسجة‬:‫تبخير الصور‬. ‫ اضطراب الغشاء‬:‫سونيك‬ Medical applications of LASER: ‫التطبيقات الطبية لليزر‬ 1. Ophthalmology: a-In ophthalmology lasers are primarily used for photocoagulation of the retina. b-The amount of laser energy needed for photocoagulation depends on the spot size used. In general; The minimum amount of laser energy that will do observable damage to the retina is called the Minimal Reactive Dose(MRD). ---Photocoagulation is useful for; 1. ‫طب العيون‬: ‫ يستخدم الليزر في طب العيون في المقام األول للتخثير الضوئي للشبكية‬-‫أ‬. ‫ تعتمد كمية طاقة الليزر الالزمة للتخثير الضوئي على حجم البقعة المستخدمة‬-‫ب‬. ‫على العموم؛ الحد األدنى من طاقة الليزر التي من شأنها أن تسبب ضررا ملحوظا لشبكية العين يسمى الحد األدنى من الجرعة‬ ‫( التفاعلية‬MRD). ---‫التخثير الضوئي مفيد لـ؛‬ a-Repairing retinal tears or holes. b-Diabetic retinopathy.(Complication of diabetesthat effects the retina) ‫ إصالح تمزقات أو ثقوب الشبكية‬-‫أ‬. ‫ (مضاعفات مرض السكري التي تؤثر على شبكية العين‬.‫اعتالل الشبكية السكري‬-‫)ب‬ 2.Dermatology: a- Skin tumor therapy has been attempted by using high energy Focused laser beam. b- Tattoosremoval. 2. ‫األمراض الجلدية‬: ‫ إزالة الوشم‬-‫ ب‬.‫ تمت تجربة عالج أورام الجلد باستخدام شعاع الليزر عالي الطاقة المركز‬-‫أ‬. 3.Dentistry: a-Repairing the teeth decays. b-Bleeding of gums. c-Ulcers of the gums 3.‫طب األسنان‬: ‫إصالح تسوس األسنان‬-‫أ‬. ‫ نزيف اللثة‬-‫ب‬. ‫ تقرحات اللثة‬-‫ج‬ 4.Surgery: a-Its used continuouslasers of high power. Example: In Vascular organs such as the liver normal surgery produces a large amount of bleeding. The focused beam of light from laser tends to seal of the vessels and very much less bleeding occurs. b- Lasers may be combined with fiber optics for some kinds of internal treatment. Example: Lasers are used through gastroscopy in treating stomach ulcers and bleeding. ‫‪:‬الجراحة ‪4.‬‬ ‫‪.‬أ‪ -‬يستخدم أشعة ليزر مستمرة ذات طاقة عالية‬ ‫مثال‪ :‬في أعضاء األوعية الدموية مثل الكبد تنتج الجراحة الطبيعية كمية كبيرة من النزيف‪.‬يميل شعاع الضوء المركز من‬ ‫‪.‬الليزر إلى إغالق األوعية الدموية ويحدث نزيف أقل بكثير‬ ‫ب‪ -‬يمكن دمج الليزر مع األلياف الضوئية في بعض أنواع المعالجة الداخلية‪.‬مثال‪ :‬يستخدم الليزر من خالل تنظير المعدة‬ ‫‪.‬في عالج قرحة المعدة ونزيفها‬ ‫مميزات جراحة الليزر ‪Advantages of LASER Surgery:‬‬ ‫‪1. No-touch technique.‬‬ ‫‪2. Dry surgical field.‬‬ ‫‪3. Reduced blood loss.‬‬ ‫‪4. Reduced edema.‬‬ ‫‪5. Limited fibrosis and stenosis.‬‬ ‫‪6. Precision.‬‬ ‫‪7. Reduced post-operative pain.‬‬ ‫‪8. It is effective, fast, safe.‬‬ ‫‪9. Painless during its use especially when it is used in eye and dental treatment. 10.‬‬ ‫‪Anesthesia is not indicated in eye or dental or some other treatments‬‬ ‫‪.‬تقنية عدم اللمس ‪1.‬‬ ‫‪.‬المجال الجراحي الجاف ‪2.‬‬ ‫‪.‬تقليل فقدان الدم ‪3.‬‬ ‫‪.‬انخفاض الوذمة ‪4.‬‬ ‫‪.‬محدودية التليف والتضيق ‪5.‬‬ ‫‪.‬الدقة ‪6.‬‬ ‫‪.‬تقليل آالم ما بعد الجراحة ‪7.‬‬ ‫‪.‬إنه فعال وسريع وآمن ‪8.‬‬ ‫غير مؤلم أثناء استخدامه خاصة عند استخدامه في عالج العيون واألسنان‪.10.‬ال يستطب التخدير في ‪9.‬‬ ‫عالجات العيون أو األسنان أو بعض العالجات األخرى‬ ‫إلى هنا تنتهي رحلتنا مع الفيزياء الطبية (النظري) للمرحلة االولى وفقكم هللا جميعاً 🤍‬ ‫والتنسونا بالدعاء‬