در این نوشتار سعی شده با جمع آوری اطلاعات و دانسته های جدید علمی و عملی در مورد كاربردهای لیزر در پزشكی و خصوصاً در فیزیوتراپی, در حد توان سعی شده است كه این پدیده نوین معرفی گردد. هدف اصلی از ارائه این تحقیق جمع آوری و تعمیم مفاهیم در خصوص لیزرهای كم قدرت Low Power laser‌ که با توان خروجی پایین كار می كنند (حدود میلی وات) كه اثر حرارتی ندارند و همینطور شرح پدیده های فیزیكی و اثرات غیرحرارتی مربوط به آنها و همینطور تأثیرات این لیزرها بر بدن و متعاقب آن، فراهم آوردن رهیافتی به ریشه و اساس متقابل بافت- لیزر است. ضمن اشاره به پدیده هایی كه با نور و ماده سركار دارند از قبیل بازتاب، جذب, پراكندگی كه بیشتر جنبه فیزیكی آنها مورد بحث است و در هر مورد توجه خاصی به عملیات ریاضی اجتناب ناپذیر است. بنابراین با شرح اصول لیزرها و روش های كاربرد بالینی آنها و بیان انواع لیزرها و همینطور در مورد ایمنی لیزر و حفاظت چشم و محاسبات و اندازه گیری های مربوط به لیزر بحث خاتمه خواهد یافت.

البته امید است اساتید و همكاران گرامی, این تحقیق را با وجود تمام نقائص و كاستی هایش به عنوان هدیه ای ناچیز پذیرفته باشند تا این مقاله بعنوان شروعی برای امید به ثمره یك تلاش بی وقفه تلقی گردد.

از خوانندگان گرامی خواهشمندیم كه اشتباهات موجود را به اینجانب متذكر شوند تا در رفع آنها اقدامات لازم مبذول را بدارم. اینجانب در تكمیل و تصحیحی مطالب مستتر در این تحقیق از راهنمایی استاد ارجمند آقای دكتر سیدمحمودرضا آقامیری و سایر اساتید محترم بهره گرفته ام و بدینوسیله از كلیه كسانی كه مرا راهنمایی كرده اند صمیمانه سپاسگزاری می نمایم. ضمناً از همكاری پژوهشكده لیزر و سایر بخش های مربوطه در دانشگاه شهید بهشتی قدردانی می كنم.

مقدمه

لیزر…. از اعجاز آمیزترین موهبتهای طبیعت است كه برای مصارف گوناگون سودمند است. و یكی از پدیده های شگرف قرن بیستم كشف و توسعه لیزر (laser) است. قرن بیستم را شاید بتوان به جای قرن اتم و یا قرن ماشین, «قرن لیزر» هم نامید. این اختراع شگرف و پردامنه فیزیكی روز به روز توسعه بیشتری می یابد و كاربردهای آن در زمینه های مختلف بسیار متعدد است. در حوزه پزشكی نیز در حال حاضر لیزرها در درمان انواع مختلفی از بیماریها شركت داده می شوند. اگرچه لیزرهای بالینی جدید و كاربردهای آنها احتمالاً در حال گذران دوران نوباوگی پزشكی لیزری هستند ولی در آینده نه چندان دور لیزرهای دیگری پدید خواهند آمد كه جایگاه خود را در بیمارستانها و مراكز پزشكی خواهند یافت بنابراین تحقیق علمی آینده به اندازه كاربردهای بالینی حاصل از آن, زیربنایی خواهند بود.

به علت تنوع سیستم های لیزر موجود و تعداد پارامترهای فیزیكی آنها و همینطور علاقه چندین گروه تحقیقاتی در واقع انواع مختلف لیزر بصورت ابزار بی رقیبی در پزشكی مدرن درآمده اند و اگرچه كاربردهای بالینی در ابتدا محدود به چشم پزشكی بوده اند، ولی امروزه قابل ملاحظه ترین و جاافتاده ترین جراحی لیزری در خصوص انعقاد خونریزی عروق با استفاده از لیزر یون آرگون Ar+ است. لذا تقریباً تمام شاخه های جراحی پزشكی معطوف به این قضیه شده اند. البته نباید این گفته را به عنوان انتقاد برشمرد ولی اشكالات زیادی در برخی از موارد ایجاد شده است،‌ بخصوص در زمینه تحریك زیستی biostimulation. لذا به نظر این بنده حقیر لازمست برای كسب پیروزیهای جدید، محققان عزم خود را در سایر زمینه ها پژوهش پزشكی لیزر و تكنیك های فنی و حرفه ای مربوط به آنها نیز مجدانه جذب كنند و در پی وسعت دادن ابعادی به این امر مهم باشند. البته در كل، بسیاری از تكنیكهای لیزری واقعاً مفید، كه از لحاظ بالینی محقق شده اند، به كمك انواع دانشمندان قرن حاضر توسعه یافته اند. این روشهای معالجه توسط محققان دیگر تأیید شده و در مجلات علمی معتبر به نحوه مناسب به نوشتار درآمده است. حتی اخیراً در رابطه با كاربردهای اولیه لیزر كه اساساً بر نتایج درمانی متمركز شده بودند, چندین روش جالب تشخیصی نیز اضافه شده است. برای نمونه می توان تشخیص تومورها توسط رنگهای فلورسانس و یا تشخیص پوسیدگی دندان بوسیله تحلیل طیف سنجی بارقه پلاسمایی حاصل از لیزر را نام برد.

همانطور كه میدانیم در اواخر دهه 1960 لیزر در زمینه های پزشكی بکار رفت. امروزه تعداد بسیاری از روش های كاربرد لیزر در سراسر جهان بكارگرفته می شود. بیشتر این روشها متعلق به خانواده جراحی با كمترین تهاجم (MIS) minimally invasive surgery می باشند. این اصطلاح جدید که در دهه حاضر پدید آمده است به تكنیك های جراحی ای اطلاق می شود كه در آنها تماس با بدن و خونریزی صورت نمی گیرد. لذا این دو مشخصه بطور عمده باعث شده اند كه لیزر به عنوان یك تیغ جراحی و وسیله درمان جهانی بكار گرفته شود. در واقع بسیاری از بیماران و همچنین جراحان بر این باورند كه لیزر وسیله ای اعجاب انگیز است. البته این شیوه تفكر منجر به نگرشهای گمراه كننده و توقع های نابجا نیز شده است. در حقیقت قضاوت دقیق در مورد پیشرفتهای جدید همیشه لازم است. مثلاً وقتی كه یك روش درمان توسعه لیزر معرفی می شود, تا هنگام تأیید شدن آن توسط مطالعات مستقل دیگر، نباید مورد قبول واقع شود. اثرات ناشی از لیزر همانطور كه می دانیم بسیار متعدداند. بیشتر آنها را می توان بطور علمی توضیح داد. البته برخی اثرات كه برای یك درمان ویژه مفید هستند, برای موارد دیگر ممكن است خطرناك باشند بعنوان مثال گرم كردن یك بافت سرطانی توسط پرتوی لیزر می تواند منجر به اثر مطلوب نكروز (تخریب) تومور شود. و بالعكس بكار بردن پرتوی لیزری برای قطع خونریزی شبكیه چشم با پارامترهای فوق، می تواند منجر به سوختن خود شبكیه و نابینایی غیرقابل برگشت شود. به هرحال با توجه به تسهیلاتی كه پدیده لیزر در امر تشخیص و درمان در علم پزشكی فراهم نموده, آینده روشن تری را می توان برای نسل بشر پیش بینی كرد.

تاریخچه لیزر:

اساس لیزر در سال 1960 با ساختن لیزر یاقوت توسط مایمن (Maimen) شناخته شد. این اكتشاف ابتدا به ساكن اتفاقی نبوده, بلكه خود دنباله ای از مجموعه جریانات و تحولات علم فیزیك به شمار می آید و محصول پژوهش های پیگیر دانشمندانی كه سالهای متمادی دورتر از آن, در این زمینه كندوكاو می كردند, محسوب می شود. دانشمندانی از قبیل «وبر»، «تاونز»، «انیشتن»، «باسوف»، «پروخوف»، «میمن» و سایرین بر مبنای این نظریه بود كه در سال 1954 تاونز و شاگردانش اولین تقویت كننده نور را بوسیله نشر تابش برانگیخته در دانشگاه كلمبیا ساختند.

Microwave Amplification by stimulated Emission of Radiation (MASER)

اساس نظری لیزر از سال 1917 توسط آلبرت انیشتن (Einstein) شناخته و بیان شد. اما امكان تولید پرتوی لیزر بین سالهای 1957 تا 1960 تحقق یافت. بعداً در سال 1954 یك گروه از محققین در آمریكا تحت مدیریت تاونز و بر اساس تئوری انیشتن، اولین تقویت کننده نور برانگیخته را با استفاده از مولكولهای آمونیاك مورد آزمایش قرار دادند و بالاخره اولین دستگاه میرز Maser با فركانس (حدود Hz1011× 3/2) هرتز ساخته شد. در سال 1958 شاولو (schawlow) به اتفاق تاونز ضمن یك مطالعه مشترك نظری امكان به كاربردن یك میزر با فركانس در ناحیه اپتیكی (حدود فركانس های نور مرئی) را تحقق بخشیدند و آنرا لیزر «Laser» نامیدند و بالاخره در سال 1960 اولین دستگاه لیزر توسط میمن (Maimen) با استفاده از كریستال یاقوت (Rubylaser) که در درمان گلوکوم استفاده شد، ساخته شد. پس از مدت كوتاهی, پروفسور علی جوان دانشمند ایرانی و همكارانش اولین لیزر گازی هیلیوم نئون,‌ در ناحیه مادون قرمز I.R. (نزدیك μm5/1 میكرومتر) را مورد بهره برداری قرار دادند و از سال 1960 تا كنون عده بیشماری از دانشمندان و محققین جهان، با هزینه

سالیانه میلیاردها دلار, برای تحقیق روی دستگاه های مختلف لیزر و نیز كاربردهای آن كوشش كرده اند.

لیزر یک پدیده بزرگ زمان ماست. موارد كاربرد ویژه خود را دارد و اثر آن عاری از عوارض جانبی هم نیست. همیشه نمی تواند جای روش های جراحی و دارویی یا رادیوتراپی را بگیرد. با این همه اگر آنرا معجزه قرن بیستم بنامیم, گزاف نگفته ایم.

فهرست مطالب

پیشگفتار

مقدمه

تاریخچه لیزر

تعریف لیزر

فیزیک لیزر

مبانی نظری لیزر

انواع لیزر

معرفی لیزرهای توان پایین

اثرات لیزرهای کم قدرت

مکانیسم برهمکنش بافت – لیزر

درمان فتودینامیک

مقایسه لیزرهای توان بالا با لیزرهای توان پایین

روش های کاربرد لیزر توان پایین

رویکرد بالینی لیزرهای توان پایین

کاربرد در فیزیوتراپی

کاربرد در دندانپزشکی

کاربرد در پزشکی (افتالموژی – اورولوژی – دستگاه گوارش – دستگاه تنفس)

کاربرد در پوست و اعصاب

عوارض احتمالی درمان با لیزرهای کم توان

سایر روش های درمان بالینی

خطرات جانبی لیزرها و نکات ایمنی و حفاظتی

نتیجه گیری

مراجع