Tıbbi Laser Sistemleri ve

Kullanım Alanları

Melike GüneyBiyomedikal Mühendisliği Bölümü

Laser nedir? Nasıl çalışır? Light Amplification by Stimulated Emission

of Radiation Işınımın uyarılmış yayılımıyla ışığın

güçlendirilmesi

Laser – Doku Etkileşimleri

Hipertermi Koagülasyon Ablasyon

Termal Fotoablasyon

Karbonizasyon

Laser Seçiminde Nelere Dikkat Edilmeli?

Dalgaboyu Doku nüfuz derinliği

Optik pencere (600-1400 nm) Kromofor etkileşimi

Hedef dokunun optik özellikleri Doku kaldırma verimliliği

Canlı dokudaki kromoforlar ve soğurma katsayıları

Tıbbi Laserlerin Avantajları ve Dezavantajları

Avantajları Dezavantajları•En az girişimli operasyon olanağı•En az komplikasyon•Operasyon sırası ve sonrasında en az acı/ağrı•Kanamanın tamamen durdurulması ya da en aza indirilmesi•Kısa operasyon süresi•Sterilizasyon

•Yanlış parametre kullanılması ihtimali•Termal hasar•Karbonizasyon/ doku nekrozu

Excimer (excited dimer) Laserler Aktif ortam = Asal gaz + halid Ultraviyole ışın

193 nm ArF – LASIK 308 nm XeCl – osteoartrit (vazgeçildi) Anjioplasti (sol ana koroner arterin

açılması)

Diyot (yarıiletken) Laserler Aktif ortam = yarıiletken Küçük, hafif, geniş ışın spektrumu

808 nm – diş beyazlatma 810 nm – retinoblastomanın

fotokoagülasyonu 980 nm – ankiloglosi ve iyi huylu prostat

büyümesi tedavisi 1318 nm – kısmi nefrektomi 1470 nm - prostatın buharlaştırılması

Nd:YAG / KTP Aktif ortam = Neodimyum katılmış YAG (yttrium

aluminium garnet) kristali (1064 nm) Potasyum titanil fosfat (KTP)kristaliyle

süzülerek (532 nm- GreenLight)

1064 nm – glokom tedavisi, retinal operasyonlar, ilaca dirençli taşikardi tedavisi, ankiloglosi

532 nm – iyi huylu prostat büyümesinin seçici buharlaştırılması, dövme silme, maküler ödem ve diyabetik retinopatinin fotokoagülasyonu, diş beyazlatma

Tulyum Fiber Laser Aktif ortam = tulyum katılmış fiber 1900- 2100 nm ışınım suyun soğurma eğrisindeki

tepelerden biri ile örtüşür.

1908 nm – iyi huylu prostat büyümesinde buharlaştırma (yüksek zaman verimliliği)

1920 nm – nefrektomi (hızlı, iyi koagülasyon) 1940 nm – idrar yollarında oluşan taşların

parçalanması(litotripsi) 2013 nm – idrar yollarındaki fazla dokunun

buharlaştırılması

Ho: YAG Aktif ortam = Holmiyum nadir elementi katılmış

YAG kristali 2100 nm ışınım su tarafından kuvvetli

soğurulur, sert ve yumuşak doku kesimi için uygundur.

Boşaltım sistemindeki taşların parçalanması (litotripsi)

Ortopedik cerrahi ve dişçilikte kemik kesimi Omurlar arasındaki disklerin fıtığında fazla

dokunun buharlaştırılması

Er : YAG Aktif ortam = Erbiyum nadir metali ile

zenginleştirilmiş YAG kristali 2940 nm ışınım hidroksiapatit ( kemiğin ana yapı

malzemesi)tarafından iyi soğurulur.

Ortopedide sert doku şekillendirilmesi (minimal termal hasar, çabuk iyileşme)

Dişçilikte açılan kanalların bakteri ve mekanik artıklardan temizlenmesi

Diş yüzeyindeki sertleşmiş organik atıkların buharlaştırılması

Dermatolojide fraksiyonel ablasyonla yeniden şekillendirme

CO2 (Karbondioksit) Laser Aktif ortam = karbondioksit ve azot/helyum gaz

karışımı En yüksek güçlü sürekli dalga laseri, 9400 –

10600 nm çıkış su tarafından iyi soğurulur, fiberle taşınamaz

Her türlü yumuşak ve sert dokunun kesimi ve buharlaştırılması

Dişçilik, jinekoloji, ortopedi ve dermatolojinin en çok kullanılan laseri

Tümor buharlaştırma, kesip çıkarma, dokunun yeniden şekillendirilmesi, çürük hazırlama

Er, Cr: YSGG Aktif ortam = hem erbiyum hem krom

katılmış YSGG (yttrium scandium galium garnet) kristali

2790 nm ışınım hem hidroksiapatit hem de su tarafından güçlü soğurulur

Braket yapıştırılmadan önce dişin pürüzlendirilmesi

Atımlı Boya (pulsed dye) Laserler Aktif ortam = sıvı içerisinde çözünmüş

organik boya Ayarlanabilir geniş dalga boyu spektrumu

Dermatolojide renk bozukluğu ve güneş/yaşlılık lekelerinin giderilmesi, damar genişlemeleri ve şarap lekelerinin tedavisi

Serbest Elektron (FEL-free electron laser) Laseri

Aktif ortam = Manyetik bir yapı içerisinde belirli bir salınımla hareket eden serbest bir elektron ışını

Bütün dalga boylarına ayarlanabilir Mükemmel derecede monokromatik Büyük, ağır, pahalı, pratikte kullanımı çok zor

6100 ve 6450 nm gibi proteinlerin en iyi soğurduğu dalga boylarına ayarlanabilir, yumuşak doku için ideal

Sonuç Geniş kullanım alanı Dalga boyu önemli (fiberle taşınımı, etki

ettiği kromofor, dokuya nüfuz derinliği) Fiberle taşınamayan laserler minimal girişim

için yeterli değil (CO2) Canlı doku kromoforu = su

En uygun dalgaboyları kesi ve buharlaştırma için 10600 nm karbondioksit, 1940 nm tulyum fiber, 2100 nm Ho:YAG; koagülasyon ve derin doku etkileşimleri için ise 1064 nm Nd:YAG

Dermatoloji kromoforu = hemoglobin, melanin Uygun dalga boyları 532 nm KTP ve

ayarlanabilir atımlı boya laserleri Ortopedi ve dişçilik kromoforu =

hidroksiapatit Uygun dalga boyu 2940 nm Er:YAG

Oftalmoloji kromoforu = kornea Uygun dalga boyları = 193 nm ArF Excimer

Referanslar Franzco G.,L. ve Kim P., Laser in situ keratomileusis in 2010 – a review, Clinical and Experimental Ophthalmology 2010; 38: 192–210. Topaz O., Polkampally P.R., et al. , Excimer Laser Debulking for Percutaneous Coronary Intervention in Left Main Coronary Artery

Disease, Lasers in Medical Science (2009) 24:955–960. . Houston S.K., Wykoff C.C., Berrocal A.M.,et al., Lasers for the treatment of intraocular tumors, Lasers in Medical Science, DOI

10.1007/s10103-012-1052-0

Yang S.S., Hsieh C., Lee Y., Chang S., Diode laser(980nm) enucleation of the prostate: a promising alternative to transurethral resection of the prostate, Lasers in Medical Science, DOI 10.1007/s10103-011-1046-3.

Khoder W.Y., Sroka R., Hennig G.,et al., The 1318 nm diode laser supported partial nephrectomy in laparoscopic and open surgery: preliminary results of a prospective feasiblity study, Lasers in Medical Science, (2011) 26:689–697.

.Lock J.H., Fong K.C.S., An update on retinal laser therapy,Clinical and Experimental Optometry, 2011; 94: 1: 43–51

Fried N.M., High power laser vaporization of the canine prostate using a 110 W thulium fiber laser at 1.91 µm, Lasers in Surgery and Medicine 36:52–56 (2005).

Theisen-Kunde D., Tedsen S., Doehn C., et al., Comparison between a 1.92µm fiber laser and a Standard HF dissection device for nephron sparing kidney resection in a porcine in vivo study, Lasers in Medical Science, (2011) 26:509–514.

Fried, N.M., Thulium fiber laser lithotripsy: an in vitro analysis of Stone fragmentation using a modulated 110 watt thulium fiber laser at 1.94µm, Lasers in Surgery and Medicine 37:53–58 (2005).

Mello, E.D.A., Pagnoncelli R.M., Munin E., et al., Comparative histological analysis of bone healing of standardized bone defects performed with the Er:YAG laser and steel burs, Lasers in Medical Science, (2008) 23:253–260

Togsverd-Bo K., Paasch U., Haak C.S., Haedersdal M., Lesion dimension following ablative fractional laser treatment in non-melanoma skin cancer and premalignant lesions, Lasers in Medical Science, DOI 10.1007/s10103-011-0997-8

Beer F., Buchmair A., Körpert W., et al. Morphology of resin-dentin interfaces after Er,Cr:YSGG laser and acid etching preparation and application of different bonding systems, Lasers in Medical Science, DOI 10.1007/s10103-011-0979-x.

Mackanos M.A., Simanovskii D.M., Contag C.H., et al., Comparing an optical parametric oscillator (OPO) as a viable alternative for mid-infrared tissue ablation with a free electron laser (FEL), Lasers in Medical Science, DOI 10.1007/s10103-011-1048-1