Tıbbi Laser Sistemleri ve Kullanım Alanları

1. Tıbbi Laser Sistemleri veKullanım Alanları Melike Güney Biyomedikal Mühendisliği Bölümü

2. Laser nedir? Nasıl çalışır? • LightAmplificationbyStimulatedEmission of Radiation • Işınımın uyarılmış yayılımıyla ışığın güçlendirilmesi

3. Laser – Doku Etkileşimleri • Hipertermi • Koagülasyon • Ablasyon • Termal • Fotoablasyon • Karbonizasyon

4. Laser Seçiminde Nelere Dikkat Edilmeli? • Dalgaboyu • Doku nüfuz derinliği • Optik pencere (600-1400 nm) • Kromofor etkileşimi • Hedef dokunun optik özellikleri • Doku kaldırma verimliliği

5. Canlı dokudaki kromoforlar ve soğurma katsayıları

6. Tıbbi Laserlerin Avantajları ve Dezavantajları

7. Excimer (exciteddimer) Laserler • Aktif ortam = Asal gaz + halid • Ultraviyole ışın • 193 nmArF – LASIK • 308 nmXeCl – osteoartrit (vazgeçildi) • Anjioplasti (sol ana koroner arterin açılması)

9. Diyot (yarıiletken) Laserler • Aktif ortam = yarıiletken • Küçük, hafif, geniş ışın spektrumu • 808 nm – diş beyazlatma • 810 nm – retinoblastomanınfotokoagülasyonu • 980 nm – ankiloglosi ve iyi huylu prostat büyümesi tedavisi • 1318 nm – kısmi nefrektomi • 1470 nm - prostatın buharlaştırılması

11. Nd:YAG / KTP • Aktif ortam = Neodimyum katılmış YAG (yttriumaluminiumgarnet) 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 retinopatininfotokoagülasyonu, diş beyazlatma

13. 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

15. 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

17. 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 fraksiyonelablasyonla yeniden şekillendirme

19. 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

20. Er, Cr: YSGG • Aktif ortam = hem erbiyum hem krom katılmış YSGG (yttriumscandiumgaliumgarnet) kristali • 2790 nm ışınım hem hidroksiapatit hem de su tarafından güçlü soğurulur • Braket yapıştırılmadan önce dişin pürüzlendirilmesi

22. Atımlı Boya (pulseddye) 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

24. Serbest Elektron (FEL-freeelectronlaser) 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

25. 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 nmHo:YAG; koagülasyon ve derin doku etkileşimleri için ise 1064 nmNd:YAG

26. 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 nmArFExcimer

27. Referanslar • Franzco G.,L. ve Kim P., Laserin situkeratomileusis in 2010 – a review, ClinicalandExperimentalOphthalmology 2010; 38: 192–210. • Topaz O., Polkampally P.R., et al. , ExcimerLaserDebulkingforPercutaneousCoronaryIntervention in LeftMainCoronaryArteryDisease, Lasers in MedicalScience (2009) 24:955–960. • . Houston S.K., Wykoff C.C., Berrocal A.M.,et al., Lasersforthetreatment of intraoculartumors, Lasers in MedicalScience, DOI 10.1007/s10103-012-1052-0 • Yang S.S., Hsieh C., Lee Y., Chang S., Diodelaser(980nm) enucleation of theprostate: a promisingalternativetotransurethralresection of theprostate, Lasers in MedicalScience, DOI 10.1007/s10103-011-1046-3. • Khoder W.Y., Sroka R., Hennig G.,et al., The 1318 nmdiodelasersupportedpartialnephrectomy in laparoscopicandopensurgery: preliminaryresults of a prospectivefeasiblitystudy, Lasers in MedicalScience, (2011) 26:689–697. • .Lock J.H., Fong K.C.S., An update on retinallasertherapy,ClinicalandExperimentalOptometry, 2011; 94: 1: 43–51 • Fried N.M., Highpowerlaservaporization of the canine prostateusing a 110 W thulium fiber laser at 1.91 µm, Lasers in SurgeryandMedicine 36:52–56 (2005). • Theisen-Kunde D., Tedsen S., Doehn C., et al., Comparisonbetween a 1.92µm fiber laserand a Standard HF dissection device fornephronsparingkidneyresection in a porcine in vivostudy, Lasers in MedicalScience, (2011) 26:509–514. • Fried, N.M., Thulium fiber laserlithotripsy: an in vitroanalysis of Stone fragmentationusing a modulated 110 wattthulium fiber laser at 1.94µm, Lasers in SurgeryandMedicine 37:53–58 (2005). • Mello, E.D.A., Pagnoncelli R.M., Munin E., et al., Comparativehistologicalanalysis of bone healing of standardized bone defectsperformedwiththe Er:YAG laserandsteel burs, Lasers in MedicalScience, (2008) 23:253–260 • Togsverd-Bo K., Paasch U., Haak C.S., Haedersdal M., Lesiondimensionfollowingablativefractionallasertreatment in non-melanoma skin cancerandpremalignantlesions, Lasers in MedicalScience, DOI 10.1007/s10103-011-0997-8 • Beer F., Buchmair A., Körpert W., et al. Morphology of resin-dentininterfacesafter Er,Cr:YSGG laserandacidetchingpreparationandapplication of differentbondingsystems, Lasers in MedicalScience, DOI 10.1007/s10103-011-0979-x. • Mackanos M.A., Simanovskii D.M., Contag C.H., et al., Comparing an opticalparametricoscillator (OPO) as a viablealternativeformid-infraredtissueablationwith a freeelectronlaser (FEL), Lasers in MedicalScience, DOI 10.1007/s10103-011-1048-1