فایل ورد کامل تحلیل عملکرد لیزر و کاربردهای آن

بخشی از فهرست مطالب پروژه فایل ورد کامل تحلیل عملکرد لیزر و کاربردهای آن

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

مقدمه
لیزر…. از اعجاز آمیزترین موهبتهای طبیعت است که برای مصارف گوناگون سودمند است. و یکی از پدیده های شگرف قرن بیستم کشف 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 فیزیکی روز به روز توسعه بیشتری می یابد و کاربردهای آن در زمینه های مختلف بسیار متعدد است. در حوزه پزشکی نیز در حال حاضر لیزرها در درمان انواع مختلفی از بیماریها شرکت داده می شوند. اگرچه لیزرهای بالینی جدید و کاربردهای آنها احتمالاً در حال گذران دوران نوباوگی پزشکی لیزری هستند ولی در آینده نه چندان دور لیزرهای دیگری پدید خواهند آمد که جایگاه خود را در بیمارستانها و مراکز پزشکی خواهند یافت بنابراین تحقیق علمی آینده به اندازه کاربردهای بالینی حاصل از آن, زیربنایی خواهند بود.
به علت تنوع سیستم های لیزر موجود و تعداد پارامترهای فیزیکی آنها و همینطور علاقه چندین گروه تحقیقاتی در واقع انواع مختلف لیزر بصورت ابزار بی رقیبی در پزشکی مدرن درآمده اند و اگرچه کاربردهای بالینی در ابتدا محدود به چشم پزشکی 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 پزشکی معطوف به این قضیه شده اند. البته نباید این گفته را به عنوان انتقاد برشمرد ولی اشکالات زیادی در برخی از موارد ایجاد شده است،‌ بخصوص در زمینه تحریک زیستی biostimulation. لذا به نظر این بنده حقیر لازمست برای کسب پیروزیهای جدید، محققان عزم خود را در سایر زمینه ها پژوهش پزشکی لیزر و تکنیک های فنی و حرفه ای مربوط به آنها نیز مجدانه جذب کنند و در پی وسعت دادن ابعادی به این امر مهم باشند. البته در کل، بسیاری از تکنیکهای لیزری واقعاً مفید، که از لحاظ بالینی محقق شده اند، به کمک 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 کاربردهای اولیه لیزر که اساساً بر نتایج درمانی متمرکز 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 که میدانیم در اواخر دهه ۱۹۶۰ لیزر در زمینه های پزشکی بکار رفت. امروزه تعداد بسیاری از روش های کاربرد لیزر در سراسر جهان بکارگرفته می شود. بیشتر این روشها متعلق به خانواده جراحی با کمترین تهاجم (MIS) minimally invasive surgery می باشند. این اصطلاح جدید که در دهه حاضر پدید آمده است به تکنیک های جراحی ای اطلاق می شود که در آنها تماس با بدن و خونریزی صورت نمی گیرد. لذا این دو مشخصه بطور عمده باعث شده اند که لیزر به عنوان یک تیغ جراحی و وسیله درمان جهانی بکار گرفته شود. در واقع بسیاری از بیماران و همچنین جراحان بر این باورند که لیزر وسیله ای اعجاب انگیز است. البته این شیوه تفکر منجر به نگرشهای گمراه کننده و توقع های نابجا نیز شده است. در حقیقت قضاوت دقیق در مورد پیشرفتهای جدید همیشه لازم است. مثلاً وقتی که یک 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 که می دانیم بسیار متعدداند. بیشتر آنها را می توان بطور علمی توضیح داد. البته برخی اثرات که برای یک درمان ویژه مفید هستند, برای موارد دیگر ممکن است خطرناک باشند بعنوان مثال گرم کردن یک بافت سرطانی توسط پرتوی لیزر می تواند منجر به اثر مطلوب نکروز (تخریب) تومور شود. و بالعکس بکار بردن پرتوی لیزری برای قطع خونریزی شبکیه چشم با پارامترهای فوق، می تواند منجر به سوختن خود شبکیه و نابینایی غیرقابل برگشت شود. به هرحال با توجه به تسهیلاتی که پدیده لیزر در امر تشخیص و درمان در علم پزشکی فراهم نموده, آینده روشن تری را می توان برای نسل بشر پیش بینی کرد.

تاریخچه لیزر:
اساس لیزر در سال ۱۹۶۰ با ساختن لیزر یاقوت توسط مایمن (Maimen) شناخته شد. این اکتشاف ابتدا به ساکن اتفاقی نبوده, بلکه خود دنباله ای از مجموعه جریانات و تحولات علم فیزیک به شمار می آید و محصول پژوهش های پیگیر دانشمندانی که سالهای متمادی دورتر از آن, در این زمینه کندوکاو می کردند, محسوب می شود. دانشمندانی از قبیل «وبر»، «تاونز»، «انیشتن»، «باسوف»، «پروخوف»، «میمن» و سایرین بر مبنای این نظریه بود که در سال ۱۹۵۴ تاونز و شاگردانش اولین تقویت کننده نور را بوسیله نشر تابش برانگیخته در دانشگاه کلمبیا ساختند. 
Microwave Amplification by stimulated Emission of Radiation (MASER)
اساس نظری لیزر از سال ۱۹۱۷ توسط آلبرت انیشتن (Einstein) شناخته و بیان شد. اما امکان تولید پرتوی لیزر بین سالهای ۱۹۵۷ تا ۱۹۶۰ تحقق یافت. بعداً در سال ۱۹۵۴ یک گروه از محققین در آمریکا تحت مدیریت تاونز و بر اساس تئوری انیشتن، اولین تقویت کننده نور برانگیخته را با استفاده از مولکولهای آمونیاک مورد آزمایش قرار دادند و بالاخره اولین دستگاه میرز Maser با فرکانس (حدود Hz1011× 3/2) هرتز ساخته شد. در سال ۱۹۵۸ شاولو (schawlow) به اتفاق تاونز ضمن یک مطالعه مشترک نظری امکان به کاربردن یک میزر با فرکانس در ناحیه اپتیکی (حدود فرکانس های نور مرئی) را تحقق بخشیدند و آنرا لیزر «Laser» نامیدند و بالاخره در سال ۱۹۶۰ اولین دستگاه لیزر توسط میمن (Maimen) با استفاده از کریستال یاقوت (Rubylaser) که در درمان گلوکوم استفاده شد، ساخته شد. پس از مدت کوتاهی, پروفسور علی جوان دانشمند ایرانی و همکارانش اولین لیزر گازی هیلیوم نئون,‌ در ناحیه مادون قرمز I.R. (نزدیک μm5/1 میکرومتر) را مورد بهره برداری قرار دادند و از سال ۱۹۶۰ تا کنون عده بیشماری از دانشمندان و محققین جهان، با هزینه
سالیانه میلیاردها دلار, برای تحقیق روی دستگاه های مختلف لیزر و نیز کاربردهای آن کوشش کرده اند.

بخشی از منابع و مراجع پروژه فایل ورد کامل تحلیل عملکرد لیزر و کاربردهای آن
۱) مجموعه مقالات کنفرانس ملی کاربردهای لیزر در پزشکی و مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر دانشکده مهندسی پزشکی.
Proceedings of National conference on Applications of Lasers in Medicine and Biomedical Engineering Amir Kabir University of Technology Faculty of Biomedical Engineering
۲) فتودینامیک درمانی بر هم کنش بافت ماده شیمیایی ، زاما، ۱۳۷۸، سال اول، شماره دوم، ۳۷-۳۲.
۳) مبانی و کاربردهای تأثیرات متقابل لیزر- بافت  – تألیف مارکوف اچ. نیمز سال ۱۹۶۴.
Laser – Tissue interactions  Fundamentals and applications
Markof H. Niemz / springer- verlag, 1996
۴) لیزر در پزشکی و فیزیوتراپی – تألیف عطاء الله هادی (انجمن فیزیوتراپی ایران)، با همکاری ویرایش علمی دکتر اکبر حریری (سازمان انرژی اتمی ایران)
Laser in Medicine and physiothraphy
۵) کتاب راهنمای ایمنی لیزر (چاپ نهم ۱۹۹۳) – این کتاب توسط مؤسسه لیزر آمریکا، اورلاندو ، فلوریدا، ایالت متحده تألیف و چاپ گردید.
D.H.sliney
۶) اصول لیزر – تألیف اوراسیو سوولتو – ترجمه دکتر اکبر حریری- حسین گل بنی.
مراجع:
۱) مجموعه مقالات کنفرانس ملی کاربردهای لیزر در پزشکی و مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر دانشکده مهندسی پزشکی.
Proceedings of National conference on Applications of Lasers in Medicine and Biomedical Engineering Amir Kabir University of Technology Faculty of Biomedical Engineering
۲) فتودینامیک درمانی بر هم کنش بافت ماده شیمیایی ، زاما، ۱۳۷۸، سال اول، شماره دوم، ۳۷-۳۲.
۳) مبانی و کاربردهای تأثیرات متقابل لیزر- بافت  – تألیف مارکوف اچ. نیمز سال ۱۹۶۴.
Laser – Tissue interactions  Fundamentals and applications
Markof H. Niemz / springer- verlag, 1996
۴) لیزر در پزشکی و فیزیوتراپی – تألیف عطاء الله هادی (انجمن فیزیوتراپی ایران)، با همکاری ویرایش علمی دکتر اکبر حریری (سازمان انرژی اتمی ایران)
Laser in Medicine and physiothraphy
۵) کتاب راهنمای ایمنی لیزر (چاپ نهم ۱۹۹۳) – این کتاب توسط مؤسسه لیزر آمریکا، اورلاندو ، فلوریدا، ایالت متحده تألیف و چاپ گردید.
D.H.sliney
۶) اصول لیزر – تألیف اوراسیو سوولتو – ترجمه دکتر اکبر حریری- حسین گل بنی.
Principles of lasers
orazio svelto/plenum press 1982

Refrences:                                                                     
۱- Abergel, R.p. , Meeker , C.A , Dwyer , R. M. , Lesavoy , M.A.(1984): Nonthermal effects of Nd:YAG laser on biological functions of human skin fibro blast in culture laser. Surg. med. 3, 279-284.
۲- Barr, H, Bown , S.G. , N., Boulo,PB . (1989) : photodaynamic theraphy for colorectal  disease. Int. J. colorectal Dis. 4, 15-19.
۳- Barr , H , krasner , N, Boulos , P.B. , chatlani , P., Bown , S.G.(1990): photodynamic theraphy for colorectal cancer : a qunantitative pilot study. Br. J. surg. 77,93-96.
۴- Benson , R.C(1985) : Treatment of diffuse carcinoma in situ by whole bladder hematoporphyrin derivative photodynamic theraphy . J. urol.134,675-678.
۵- Berns, M.W. , Dahlman , A , Johnson F., Burns , R.,sperling , D.,Guiltinan, M., siemans, A.,walter, R., wright. R., Hammer – Wilson , M.,wile , A.(1982) : Invitro cellular effects of hematoporphyrin derivative . cancer Res . 42,2325-2329.
۶- Bille , J.F., Dreher , A.w.,zinser, G. (1990) : scanning laser tomography of the living human eye. In:Noninvasive diagnostic techniques in ophthalmology (Ed. : Masters, D.) . springer – verlag, Berlin, Heidelberg, New york .
۷- Boulton , M., Marshall, I. (1986): He-Ne laser stimulation of human fibroblast proliferation and attachment in vitro. Lasers life sci.2,125-134.
۸- Camps, J.L., powers , S.k., Beckman , W.c. , Brown, y.T. , wesismann, R.M.(1985) : photodynamic theraphy of prostate cancer : an in vitro study . J.urol . 134.1222-1226.
۹- Carrillo, J.s., Calatayud , J.Manso, F.J., Barberia , E ., Martinez , J.M., Donado, M.(1990) : A randomized double – blind clinical trial on effectiveness of helium- neon laser in the prevention of Pain , swelling and trismus after removal of impacted third molars. Int . Dent.J.40,31-36.
۱۰- Castro, D.J. , Abergel , R.P. , Meeker, C.,Dwyer , R.M. , Lesavoy , M.A. , uitto, J.(1983) : Effects of the Nd:YAG laser on DNA synthesis and collagen production in human skin fibroblast cultures. Ann. Plast. Surg. 11,214-222.
۱۱- Cheong, W.-F., prahl , S.A. , Welch , A.J.(1990) : A review of the optical propertie of biological tessues. IEEE J.Qu. Electron. QE-26, 2166-2185.
۱۲- Docchio, F., Regondi , p. , capon , M.R.C. , Melleri, J.(1988a) : study of the temporal and spatial dynamics of plasmas induced in liquids by nanosecond Nd:YAG laser pulses 1 : Analysis of the plasma starting times. Appl. Opt. 27, 3661-3668 ; 2:plasma luminescenece and shieling. Appl. Opt. 27,3669-3674.
۱۳- Dolphin, D.(1979) : the porphyrins I-VII A cademic press, New york.
۱۴- Dörschel, k., Berlien, H.p., Brodzinski , T.,Helfmann, J., müller, G.J., scholz,c. (1988) : primary results in the laser lithotripsy using a frequency doubled Q-switched Nd:YAG laser . in : laser lithotripsy- clinical use and technical aspects (Ed. : Steiner.R.). springer – verlag . Belin, Heidelberg. New york .
۱۵- Dyson, M. , Young, s.(1986) : Effect of laser therapy on wound contraction and cellularity in mice. Lasers med. Sci. 1,125-130.
۱۶- Firey , p.A.Rodgers, M.A.J. (1987) : photoproperties of a silicon naphthalocyanine : a potential photosensitizer for PDT. Photochem. Photobiol. 45,535-538.
۱۷- Feyh, J.,Gottz , A.,Müller, w. , königsberger , R.,kastenbauer , E. (1990) : photodynamic therapy in head and neck surgery . J.photochem. photobiol. 7, 355-358.
۱۸- Fleischer, D., sivak , M.V.(1985) : Endoscopic Nd:YAG laser therapy  as palliation for esophagastric cancer. Gastroentorology 89. 827-831.
۱۹- Foote, C.s (1968) : Mechanisms of photosensitized oxidation. Science 162, 963-970.
۲۰- Garden, J.M. , polla, L.L. , Tan, o.T.(1988) : the treatment of port- wine stains by pulsed dye laser. Arch.Dermatol. 124, 889-896.
۲۱- Ginsburg, R., Wexler, L. , Mitchell, R.S. , profit, D. (1985) : percutaneuos transluminal laser angioplasty for treatment of peripheral vascular disease. Radiology 156, 619-624.
۲۲- Garrison. B.J. srinivasan, R.(1985) : Laser ablation of organic polymers : microscopic models for photochemical and thermal processes, J.Appl. phys. 57, 2902-2914.
۲۳- Goldman, L., Hornby,p. Mayer , R., Golman , B. (1964) : Impact of the laser on dental caries. Nature 203,417.
۲۴- Gossner, L., Borrmann, J., Ernst, H., sroka, R., Hahn , E.G. , EII. C. (1994) : photodynamiche therapie . Laser medizin 10,183-189.
۲۵- Graaff , R., Dassel, A.C.M. , koelink, N.H. , demul, F.F.M. Aarnoudse , J.G., zijlstar, W.G.(1993 b) : optical properties of human dermis in vitro and in vivo. Appl. Opt. 32, 435-447.
۲۶- Groenhuis, R.A.J. , Fewerda, H.A. , Ten Bosh , J.J.(1983) : scattering and absorption of turbid materials determined from reflection measurements. Appl. Opt. 22, 2456-2462.
۲۷- Hale, G.M. , Querry, M.R. (1973) : optical constants of water in the 200-nm to 200m wavelength regione. Appl. Opt. 12, 555-563.         
۲۸- Harty, J.I. , Amin, M. , wieman, T.J.tseng, M.T. , Ackerman , D., Broghamer , w. (1989) : complications of whole bladder dihematoporphyrin ether photodynamic therapy . J.urol. 141, 1341-1346.
۲۹- Hayata, Y. , kato, H. , konaka, C. , ono, J., takizawa , N.(1982) : Hematoporphyrin derivative and laser photoradiation in the treatment of lung cancer. Chest 81, 269-277.
۳۰- Hetzel, M.R. , Nixon, c. , Edmondstone, W.M. , Mitchell, D.M. , Millard, F.J. Nanson E.M. , woodcock, A.A. , Bridges , C.E. , Humberstone , A.M, (1985) : laser therapy in 100 tracheobronchial tumours. Thorax 40, 341-345.
۳۱- Hohenberger, w., Altendorf, A., Hermanek, p, Gall, F.P. (1986) : the laser in gastroenterology : malignant tumors in the lower gastro intedtinal tract-theapeutic alternatives. Endoscopy 18, 47-52.
۳۲- Horvath, K.A. , smith, w,J. , laurence, R.G. , schoen, F.J. Appleyard, R.F. , cohn, L.H. (1995) : Recovery and viability of an acute myocardial infract after transmyocardial laser revascularization . J.Am. Coll. Cardiol 25, 258-283.