به گزارش گروه وبگردی باشگاه خبرنگاران جوان، لیزر دارای کاربرد‌های فراوان در صنایع نظامی، غیر نظامی، علوم و تحقیقات و همچنین در علم پزشکی است. از گذشته تاکنون، بیماران زیادی در سراسر دنیا با مشکلات چشمی متعددی مواجه بوده اند که راهکار درمانی این نوع مشکلات در زمان قدیم میسر نبوده است، اما خوشبختانه امروزه با پیشرفت علم و فناوری در زمینه توسعه و بکارگیری لیزر در راستای درمان مشکلات چشمی، تعداد بسیاری از این بیماران امکان درمان شان به روش غیرتهاجمی برخلاف گذشته ممکن شده است.

امروزه لیزر‌ها جایگاه ویژه‌ای در درمان بیماری‌های چشمی دارند که بسته به نوع و کاربردشان در طیف‌های مختلف امواج الکترومغناطیسی دسته بندی شده اند.

تاریخچه کاربرد لیزر در پزشکی

امروزه اندازه گیری دمای قسمت‌های مختلف چشم در علم چشم پزشکی رایج است؛ زیرا هرگونه افزایش دما می‌تواند نشان دهنده بیماری باشد.

تلاش‌ها برای اندازه گیری دمای چشم به سال ۱۸۷۵ برمی گردد. در آن زمان دمای قرنیه توسط دونبرگ و به صورت تماس با قسمت بیرونی قرنیه، ۳۶/۵ درجه سانتی گراد اندازه گیری شد. تلاش‌ها به این منظور ادامه داشت تا اینکه سرانجام در سال ۱۹۶۰ دمای چشم از طریق تابش نور مادون قرمز با وسیله‌ای به نام بولومتر به صورت غیرتهاجمی اندازه گیری شد. اساس کار بولومتر به این شکل است که نور مادون قرمز را به محیط رسانای الکتریکی تابانده و تغییرات مقاومتی محیط را اندازه گیری می‌کند. سپس با تبدیل این تغییرات مقاومتی به دما، عددی که نشانگر دمای آن محیط است را روی صفحه نمایشگر خود نشان می‌دهد. استفاده از نور لیزر برای درمان مشکلات چشمی و بررسی اثرات مخرب گرما بر بافت چشم از سال ۱۹۷۹ شروع شد. اولین تحقیقات راجع به تغییرات دمایی قرنیه بر اثر تابش لیزر در سال ۱۹۷۹ صورت گرفت که در این تحقیقات ابتدایی، انتقال دما به صورت یک بعدی بررسی شد.

در سال ۱۹۹۹ طی تحقیقاتی، آستانه انرژی لازم با لیزر آرگون فلوراید برای برداشتن سطح قرنیه و روند تخریب آن مورد تحقیق و بررسی قرار گرفت. طی این تحقیقات، قرنیه تحت تابش نور لیزر با چگالی انرژی‌های ۱۰، ۲۰، ۳۰،۳۵، ۴۰، ۴۵، ۱۴۰ و ۱۶۰ میلی ژول بر سانتی متر مربع قرار گرفت و حد آستانه برای قرنیه، ۳۰ میلی ژول بر سانتی متر مربع تعیین شد.

درمان مشکلات چشمی مربوط به انکسار نور نظیر نزدیک بینی، دوربینی و آستیگماتیسم با لیزر نیز از سال ۱۹۹۷مطرح شد و از آن زمان تاکنون تحقیقات زیادی در رابطه با اثرات مخرب گرما بر چشم انجام شده است.

ویژگی‌های نور لیزر

نور لیزر همدوس و به شدت جهت دار است و طول موج‌هایی از طیف فرابنفش تا فروسرخ (مادون قرمز) را شامل می‌شود. انرژی این نور، فراوان و سیر آن خطی به طرف نقطه هدف است.

ویژگی دیگر نور لیزر، پایین بودن خاصیت انتشار آن است. به طوری که نور تابیده شده از یک دستگاه لیزر مدرن در فاصله طولانی مسیر مستقیم خود را حفظ کرده و شعاع نور تابیده شده در خروج از دستگاه با شعاع نور رسیده به هدف برابر است.

در واقع لیزر منبع نوری است که نور بینهایت خالص (فقط با یک طول موج) تولید می‌کند. نور سفید ترکیبی از رنگ‌ها (قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش) با طول موج ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر است که با چشم قابل رویت است، درحالی که نور مادون قرمز (طول موج بالای ۷۰۰ نانومتر) و فرا بنفش (طول موج ۱۰۰تا ۴۰۰ نانومتر) را با چشم نمی‌توان دید؛ بنابراین لیزر، تشعشع تولید شده توسط تقویت کننده‌های نوری است که طیف‌های مختلف آن، از مادون قرمز تا فرابنفش، در پزشکی کاربرد دارد.

مکانیسم اثر لیزر

مکانیسم اثر لیزر از طریق جذب نور توسط بافت هدف است. با تابش نور پر انرژی لیزر، بافت هدف به شدت گرم می‌شود و در نتیجه، گرما سلول‌ها را تخریب می‌کند. درحالی که بافت‌های اطراف بدون صدمه و سالم باقی می‌مانند. برای هر نوع ضایعه و بیماری خاصی باید در انتخاب نوع لیزر دقت فراوانی داشت. تابش این امواج به چشم نیز، مانند هر نوع بافت دیگری، موجب بالا رفتن دمای چشم می‌شوند.

ازآنجا که اندازه گیری دمای قسمت‌های داخلی چشم با روش مستقیم و غیر تهاجمی امکان پذیر نیست، پیش بینی دمای چشم از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است و برای پزشکان کاربرد زیادی دارد. نور پس از تابیدن به بافت، عبور، بازتاب، پراکنده و جذب می‌شود. از میان این موارد جذب نور اهمیت ویژه‌ای دارد، زیرا موجب بالا رفتن دمای چشم می‌شود.

یکی از مسائل مهم در عمل جراحی چشم توسط لیزر تخمین دمای چشم قبل از عمل است. اگر دما بیش از حد بالا رود موجب آسیب به بافت اطراف ناحیه مورد عمل می‌شود. بهترین دما، دمایی است که تخریب لازم را ایجاد کند و در عین حال کمترین تخریب ناخواسته را داشته باشد.

لیزر می‌تواند به دو شکل تک پالسی یا امواج پیوسته بتابد. بنا بر تحقیقات انجام شده در دمای بافت در حالت تک پالسی بیشتر از موج پیوسته می‌شود؛ زیرا یک پالس با دامنه زیاد در مدت زمان مشخص توان بیشتری از پالس پیوسته با دامنه متوسط در همان بازه زمانی ایجاد می‌کند. در نتیجه ممکن است فرض شود که تخریب موج تک پالسی بیشتر است، اما نتیجه تحقیقات عکس این موضوع را نشان می‌دهد، زیرا مدت زمان تابش لیزر تک پالسی از لیزر پیوسته کمتر است و زمان نقش اساسی در تخریب بافت ایفا می‌کند. میزان تخریب بافت نه تنها به توان موج تابیده شده بلکه به مدت زمان تابش نیز بستگی دارد.

تاثیر تابش نور لیزر بر چشم انسان

در کنار مزیت به کارگیری این لیزر‌ها در درمان موثر مشکلات چشمی، عوارض جانبی آن‌ها نیز ممکن است موجب بروز عواقب ناخواسته شود. یکی از این عواقب، توزیع نامناسب حرارت ناشی از تابش لیزر در بافت‌های مجاور بافت هدف و بروز آسیب ناخواسته به لایه‌های زیرین است.

در استفاده از لیزر نگرانی برای افزایش دمای چشم و اثرات جبران ناپذیر آن وجود دارد. از طرفی مشکل اینجاست که دما در چشم، بدون استفاده از ابزار شبیه سازی، به صورت غیر تهاجمی قابل پیش بینی نیست و همچنین در صورت آسیب ناخواسته، عمل انجام شده قابل بازگشت و تکرار نیست. اینجاست که پیش بینی دما از طریق نرم افزار و مدل‌های ریاضی اهمیت پیدا می‌کند.

سحر رهبر، دانش آموخته دانشکده مهندسی گروه مهندسی برق دانشگاه فردوسی مشهد در پایان نامه کارشناسی ارشد خود با راهنمایی دکتر شکوه صارمی به بررسی تاثیر تابش نور لیزر بر چشم انسان پرداخته است.

او در این پایان نامه، اثر حرارتی لیزر‌های مورد استفاده در چشم پزشکی، بر قسمت‌های قدامی و خلفی چشم، مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. او بدین منظور، لیزر‌های آرگون فلوراید (ArF) و هولیوم یگ (Ho:Yag) را برای بررسی اثر حرارتی بر قرنیه و قسمت‌های قدامی چشم و لیزر‌های یاقوت و نئودیمیوم یگ (ND:YAG) را برای بررسی اثر حرارتی روی شبکیه و قسمت‌های خلفی چشم، مورد مطالعه قرار داده است.

در این راستا، چشم بر پایه مدل سه بعدی شبیه سازی شده و نتایج حاصل از این شبیه سازی با روش اجزاء محدود، دمای ۲۳۶و ۸۳/۴ درجه سانتی گراد را به ترتیب برای لیزر‌های ArF و Ho:Yag روی قرنیه و دمای ۱۳۶ و ۷۶/۴ درجه سانتی گراد را به ترتیب برای لیزر‌های ND:YAG و یاقوت روی شبکیه نشان می‌دهند. همچنین نتایج حاصل، عمق نفوذ مناسب و عدم نفوذ به سایر بافت‌های چشم را به نمایش می‌گذارند.

منبع: سیناپرس

انتهای پیام/