Orvosi lézerek

Amit az orvosi lézerekről tudni érdemes

Az orvosi lézerek – teljesítményüktől függően – egyaránt alkalmazhatóak a szervezet életfolyamataiba történő, komolyabb beavatkozásokkal járó invazív sebészeti műtétek során, valamint az invazív és nem-invazív bőrgyógyászati alkalmazásokban is. A sebészeti operációkhoz lézerszikéket használnak, a horkolás ugyancsak megszüntethető lézeres úton, emellett számos, lézerfényt alkalmazó orvosi kozmetológiai alkalmazás említhető, például a szőrtelenítés, a bőrfiatalítás, a ránctalanító kezelések, a tetoválások eltávolítása vagy épp a visszerek és a rosacea kezelése.

Ezen kezelésekre többféle típusú orvosi lézer használatos: széndioxid lézer a bőrfiatalításra és az anyajegyek, bőrnövedékek vagy szemölcsök leégetésére, neodímium-YAG (Nd:YAG) lézer a felesleges ereket tartalmazó értágulatok vagy a tetoválások eltüntetésére és erbium-YAG (Er:YAG) lézer a hüvelyszárazság vagy a női inkontinencia kezelésére.

Ezek a lézerek nagyságrendekkel nagyobb teljesítményűek, mint az egyszerűbb kozmetológiai kezelések során alkalmazott lágylézer (soft laser) készülékek: ez utóbbiak alkalmazásához nem szükséges orvosi végzettség, szemben a fenti három, kozmetológiai célokra ugyancsak alkalmazott, de orvosi lézertípussal.

Az orvosi lézerek hatásai a szövetekben

Az orvosi lézerek között az egyik fő különbség, hogy milyen hullámhosszú lézersugarat bocsát ki az adott eszköz, és ezt melyik szövetrész fogja elnyelni. A lézerfényt elnyelő szövetrészeket összefoglaló néven kromofórnak nevezzük: a kromofórok eltérő hullámhosszúságú lézerfényt nyelnek el, így ez határozza meg, hogy melyik típusú orvosi lézer milyen probléma kezelésére lesz alkalmas.

A 10,6 µm (mikrométer) hullámhosszúságon üzemelő széndioxid-lézer sugarait például a bőrfelszín víztartalma nyeli el, az infravörös tartományban üzemelő neodímium-YAG lézer sugarai pedig a vér oxigénszállító molekuláiban, a vörösvérsejtekben található hemoglobinban nyelődnek el. A szőrszálakban található melaninban ugyancsak elnyelődhet a lézerfény: éppen ez történik a lézeres szőrtelenítő eljárások során.

A leggyakrabban használt orvosi lézerek:

Név Spektrum Alkalmazási terület
CO2 10,6 µm A kezünkön vagy a talpunkon kialakult szemölcsök, bőrnövedékek és anyajegyek leégetése
CO2 Fraxel 10,6 µm Bőrfiatalítás: enyhe ráncok, az arcon és a kézen jelenlévő pigmentfoltok, aknék, fénykárosodott bőr
LP Nd – YAG 1064 nm Érelváltozások kezelése, seprűvénák, hajszálerek, rosacea, végleges szőrtelenítés
Q-SW Nd- YAG 1064 nm Tetoválások eltávolítása
Er:YAG 2940 nm Hüvelyszárazság kezelése, női inkontinencia, hámlasztó kezelések

Hogyan reagálnak a megcélzott szövetek a lézeres kezelésre?

Ez attól függ, hogy milyen intenzitású a lézernyaláb és meddig érintkezik az adott szövetekkel. Ez a másik fő különbség a fent említett lézeres kezelések között: a nagyon intenzív, viszont csak rövid ideig tartó fénysugárzás fotomechanikus vagy fotoakusztikus hatásokat idéz elő a szövetekben. Ezek robbanásszerű reakciók, és jól alkalmazhatóak például a bőrfelszín bizonyos sejtjeinek elpárologtatásakor (például az Er:YAG lézerrel végzett hámlasztó kezelések során), vagy éppen a tetoválások eltávolításakor (Nd:YAG lézerrel).

A hosszabb ideig tartó, kevésbé intenzív impulzusok hatására ezzel szemben nem robbanásszerű változások, hanem gyorsan lezajló hőhatások zajlanak le, például a felesleges ereket tartalmazó értágulatok Nd:YAG lézerrel történő eltüntetésekor.

Hogyan érhető el, hogy a lézerfény csak a kiválasztott kromofórokat pusztítsa el?

Ahhoz, hogy a lézerfény csak a kiválasztott célkromofórokat érje el, a környezetben található egyéb szöveti struktúrákat azonban sértetlenül hagyja, megfelelően be kell állítani a lézeres eszköz által kibocsátott lézerfény hullámhosszát, impulzushosszát és energiáját, valamint a megcélozni kívánt kromofór átmérőjét. Ezt a folyamatot nevezzük szelektív fototermolízisnek, vagyis a mikroszkopikus szöveti célok helyspecifikus, hő által történő károsításának a szövetek által szelektíven elnyelt fényenergia segítségével.

A szöveti kromofórokhoz egy úgynevezett nano-, mikro- vagy milliszekundumokban kifejezett termorelaxációs idő is tartozik, amely azt mutatja meg, hogy mennyi idő szükséges a szövettípus számára ahhoz, hogy a lézerfénnyel történő érintkezést követően az eredeti hőmérsékletükre hűljenek vissza.

A leggyakoribb szöveti kromofórok, átmérőjük és termorelaxációs idejeik:

Célkromofór A kromofór átlagos átmérője Termorelaxációs idő
Vékonyabb értágulat 50 mikron 1 milliszekundum
Vastagabb értágulat 200-400 mikron 20-100 milliszekundum
Melanoszóma (a melanociták plazmájában lévő hólyagocskák, melyek a melanint raktározzák) 1 mikron 1 mikroszekundum
Tetováló festékszemcse 0,1 mikron 10 nanoszekundum
Szőrtüsző 200-400 mikron 20-100 milliszekundum
Vörösvérsejt  7 mikron 20 mikroszekundum
A bőr legfelső hámrétege 1-10 milliszekundum

Hogyan készül a lézerfény?

A lézer egy angol mozaikszó, melynek jelentése: fényerősítés a sugárzás stimulált vagy indukált emissziójával (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation; LASER).

Fény, vagyis fotonok kibocsátása azokban az esetekben történik, amikor az atomok elektronjai gerjesztett állapotba kerülnek, majd a spontán emissziónak nevezett folyamat során a magasabb energiaszintről visszatérnek az alacsonyabb energiaszintre. Indukált emisszióról van szó abban az esetben, amikor a magasabb energiaállapotban lévő elektronokat egy külső, stimuláló foton „löki ki” a helyükről, előidézve ezzel az emissziót, vagyis a fénykibocsátást. Az indukált emisszió által kibocsátott fotonok egymással azonos hullámhosszúságúak és koherensek.

Az indukált emisszió során kibocsátott fotonok a lézereszközben található elő- és végoldali optikai tükröket elérve oda-vissza futnak a lézeranyagban. A fotonok mozgása további elektronokat hoz gerjesztett állapotba, amely egy önmagát felerősítő láncreakciót (fénylavina) indít el. A lézercső végoldali részén lévő tükör teljesen visszaveri a fotonokat, az előoldali tükrön azonban – ha a lézernyaláb elegendően erős – a fotonok egy része lézerfény formájában kilép.