Tietoa laserhoidosta

Mitä Laser on?

Voidaksemme ymmärtää mitä laser on ja miten se toimii meidän täytyy tietää mitä valo on ja mistä laservalo muodostuu ja miten se eroaa tavallisesta valosta.

Mitä valo on?

Tutkiessamme valoa lähemmin voimme todeta että on olemassa erilaista ja eri tyyppistä valoa. Ilman valoa ei olisi elämää. Tutustumme myös lähemmin valoon ja sen esiintymiseen ja kuinka se vaikuttaa ihmiseen.

Parisataa vuotta sitten tunnettiin vain elektromagneettisen säteilyn näkyvä osa, valo. Newton muiden muassa osoitti valon aaltomaisuuden ja että aallot saattoivat interferoida toistensa kanssa. Huomattiin, että valon värit olivat yhteydessä aallonpituuteen. Pisin aallonpituus oli punainen sitten oranssi, keltainen, vihreä, sininen ja lyhin aallonpituus oli violetti.

Kun sitten huomattiin että lämpösäteily oli samanlaista kuin valo, mutta sillä oli vain pitempi aallonpituus, toisin sanoen se oli kaukana punaisen valon aallonpituudesta, niin sille annettiin nimeksi infrapuna säteily. Mutta nimestään huolimatta infrapuna on täysin näkymätöntä. Säteilyenergia ei riitä siihen että verkkokalvon näkösolut voisivat tuottaa hermoärsykkeitä. Samalla tavalla ruvettiin näkymätöntä säteilyä, jolla oli lyhyempi aallonpituus kuin violetilla kutsumaan ultravioletiksi säteilyksi.


Valon luonne

Esim. 60W lamppu ei tuota 60W valovoimaa vaan vain 1-2W. Sitä vastoin se kuluttaa 60W sähköä voidakseen tuottaa 1-2W valovoimaa.

Lampun tuottama valonippu voi saada erilaisia geometrisiä muotoja. Se voi olla enemmän tai vähemmän divergentti (laajakulmainen) tai konvergentti (samansuuntainen). Tavallinen hehkulamppu antaa voimakasta divergenttiä valoa ( t.s. laajakulmaista joka puolelle hajaantuvaa valoa ). Valoheittäjästä valo tulee suurimmaksi osaksi samansuuntaisesti. Sanotaan myös, että valo on kolliminoitu. Linssien ja peilien avulla voidaan valoa konvergoida, samansuuntaistaa. Se tarkoitta, että sädenippu kapenee ja keskittyy. Polttolasin ja sen polttopisteen välissä säde on konvergentti. ( Pöntinen, 1991, s. 17-19)


Valon syntyminen

Valo on energian muoto joka syntyy materiassa ja koostuu aalloista. Valolla voi olla lyhyt tai pitkä aallonpituus. Valonlähde tuottaa normaalisti eri aallon pituista valoa – sanotaan, että sillä on valospektra. Määrätyt lamput antavat erikoisen paljon määrätyn väristä valoa esim. katuvalot, neonvalot, valodiodit. Valkoinen väri on monien eri värien sekoitus.


Elektromagneettinen säteily

Auringosta, hehkulampuista, tulesta, radioaalloista jne. tulevaa säteilyä kutsutaan elektromagneettiseksi säteilyksi. Se on energiamuoto, joka muodostuu fotoneista – energiapaketeista - jotka liikkuvat valon nopeudella 300.000 km/s. Fotonit voidaan ymmärtää aaltopartikkeleina tai aaltopaketteina. Jokainen fotoni on pieni aalloista muodostunut energiapaketti, missä aalloilla on määrätty aallonpituus ja fregvenssi (tai taajuus) riippuen aallonpituudesta. Niitä voidaan verrata meren aaltoihin tai ääniaaltoihin. ( Tunér, Hode, 1999, s. 14 .

Elektromagneettinen säteily on energiavirtaus, jonka voi käsittää kahdella tavalla; osittain aaltoliikkeenä, joka sisältää kaikki aallon ominaisuudet ( aallonpituus, polarisaatio, interferenssi, diffraktio = valontaipuminen jne.) ja osittain hiukkasvirtana hiukkasten eri ominaisuuksien kera ( massa, kvanttienergia, vetovoiman vaikutus jne.). Fotonilla on sekä aalto-ominaisuus että hiukkasominaisuus. Sillä on aina määrätty energia – fotonienergia. Mitä suurempi aallonpituus sitä pienempi on sen energia! (Pöntinen, 1991,s.14)

Fotoneita muodostuu kun atomiytimiä kiertävät elektronit vaihtavat rataa. Normaalisti tässä tapahtumassa atomi saa jonkinlaista energiaa. Energia voi tulla seuraavanlaisissa muodoissa:

  • Lämpöliikkeet
  • Atomin tai elektronin törmäykset
  • Elektroni- reikä- uudelleen yhtymiset
  • Kemiallinen reaktioenergia
  • Muita sisään tulevia fotoneita
  • Radioaaltojen fotonienergia on matalin koska niillä on pisin aallonpituus. Kun fotoni törmää esineeseen se voi luovuttaa energiansa.

Voi tapahtua seuraavaa:

1. Se reflektoituu ( heijastuu )

2. Se transmitoituu ( muuntuu )

3. Se absorboituu ( imeytyy )

Kahdessa ensimmäisessä tapauksessa se säilyttää energiansa, kolmannessa tapauksessa se luovuttaa energian kohtaamiensa kohteiden atomeihin tai molekyyleihin. Energia voi silloin muuttua muihin muotoihin:

  • se voi muuttua lämpöliikkeeksi ( atomi / materia lämpenee )
  • se voi vaihtaa rataa
  • se voi ionisoida atomin tai molekyylin ( lähettää elektronin )
  • se voi hajoittaa kemiallisia sidoksia ( muodostaa uusia aineita )

Valon riskitekijät

Koska eri aallonpituuksilla on erilaiset energiatasot niin ovat myös erilaisista säteilystä johtuvat riskit hyvin erilaiset. Korkea-energiset fotonit kuten gammasäteily, röntgensäteily, ultraviolettivalo voivat "rikkoa" atomeita ja hajottaa molekyylien kemiallisia sidoksia, kun taas matalatehofotonit kuten radioaallot, mikroaallot, infrapuna, ja näkyvä valo eivät aiheuta ionisoitumista mutta kuitenkin lämpöä ja magnetismia. Optisessa kentässä olevat fotonit, olivat ne sitten näkyviä tai näkymättömiä, ultravioletteja tai infrapunaa, voivat heijastua, tunkeutua suoraan läpi, tai haihtua joutuessaan kosketuksiin kudosten kanssa. Iho päästää helpommin läpi aallonpituuksia, jotka ovat lähellä infrapunaa ( 800 – 1200 nm ) kuin näkyvää valoa. Kun fotoni absorboituu niin se luovuttaa kaiken energiansa kudoksille ja tuhoutuu. Energiapäästö muuttuu toisen tyyppiseksi energiaksi, usein lämmöksi. Sen takia esim. kivi kuumenee auringossa ( monta wattia / monta fotonia sekunnissa ). Keskittämällä säteily pienelle alueelle, fokusoimalla se, saavutetaan suuri teho ja säteily voi voimistua niin, että se polttaa, sulattaa tai haihduttaa alueen materian. Tätä tekniikkaa käytetään kirurgisessa laserissa.

Henkilöt, jotka kärsivät valoallergiasta ja sietävät vain punaista valoa ( aallonpituus yli 600 nm ) eivätkä voi mennä ulos näkyvässä valossa ( 400 – 800 nm ), sietävät laservaloa, jonka aallonpituus on on yli 630 nm, vaikka kynttilän ja hehkulampun valo aiheuttaisi allergisia oireita. ( Hode, 1999, s. 16 )


Laser

Nimi laser on akronyymi tarkoittaen:

Light - Amplification by - Stimulated - Emission of Radiation


Mikä on laser?

Lääketieteessä käytetään kirurgista ja lääketieteellistä laseria.

Kirurginen laser sulattaa, höyrystää tai leikkaa. Lääketieteellisellä laserilla( kutsutaan myös LLLT – low level laser therapy nimellä ) on biostimuloiva vaikutus. (Tunér, Hode, 1999,s. 21)

Saadaksemme joukon fotoneita, joilla on sama aallonpituus meidän täytyy huolehtia siitä, että kaikki ärsytetyt ( loikanneet ) elektronit ensinnäkin ovat siirtyneet samalle tasolle ja sitten tekevät samanlaisen hypyn. Onnistuttuamme tässä olemme saaneet aikaiseksi laserin. ( Pöntinen, 1991, s. 21 )

Laser yhteyksissä käytetään aina radiometriä, toisin sanoen valonvirtaus ( usein puhutaan virheellisesti valon voimakkuudesta ) mitataan wateissa tai matalateholasereilla milliwateissa. 60W laseri antaa 60W valotehon mutta voidakseen tehdä tämän se kuluttaa useita tuhansia watteja sähköä vastakohtana sille, että 60 watin lamppu, joka antaa 1-2W valovirtaa, kuluttaa 60W. ( Pöntinen, 1991, s. 19 )


Laservalon ominaisuudet

Laservalolla on neljä tyypillistä ominaisuutta. "Tavallisesta valosta" sen erottaa

1. hyvin kapea ( vain yksi aallonpituus, monokromaattinen )

2. suuri koherenssi ( järjestys )

Nämä kaksi ominaisuutta ovat tyypillisintä laserille ja kuuluvat aina laservaloon. Nämä ovat myös laserterapian tärkeimmät ominaisuudet, mutta eivät ole merkityksellisiä käytettäessä laseria kirurgisena instrumenttina.

Joskus valo voi myös olla:

3. samansuuntaisissa sädenipuissa ja

4. omata korkean intensiteetin

Tämä voidaan saada yleensä helposti laseriin, laserlaitteen sopivalla geometrisella muotoilulla ja resonanssipohjalla ( kaviteetilla) . Kirurgisissa instrumenteissa käytetään lähinnä kahta viimeksi mainittua ominaisuutta ja juuri nämä laservalon ominaisuudet voivat joissain tapauksissa olla silmälle vaarallisia.

Laserin valo on, niin kuin aikaisemmin mainittiin, koherentti ( puhdas, synkronoitu ). Valoaallot kiinnittyvät toisiinsa pitkiksi aaltojonoiksi. Tällaisen aaltojonon pituus, koherenssipituus, voi muuttua valonlähteiden mukaan. Huilulla on koherenssi ääni; pitkiä puhtaita aaltoja. Kiviä sisältävän purkin aikaansaama ääni on inkoherentti, ts. täysin järjestäytymätön.

Kun valotamme mattaa pintaa näkyvällä laservalolla näemme valon raemaisena. Näitä rakeita tai läikkiä kutsutaan laser spekleiksi ja ne muodostuvat eri valonsäteiden interferoituessa keskenään. Valon ollessa koherentti voivat nimittäin valoaallot voimistua samalla tavalla kuin veden aallot kohdatessaan toisensa tai kokeiltaessa kylpyhuoneessa eri säveliä ja huomataan, että jokin sävel kuulostaa erikoisen voimakkaalta. Tämä lisävoimakkuus muodostuu interferenssin vaikutuksesta; seinistä heijastuvat ääniaallot monistuvat kohdatessaan toisensa ja tätä kutsutaan resonanssiksi.


Urheilu- ja rasitusvammat

Peukalosääntönä voidaan pitää, että tavallinen urheiluvamma paranee vähän yli puolessa ajassa totuttuun aikaan verrattuna, jos paranemista stimuloidaan laserilla. On varottava sitä ongelmaa, että vamman aiheuttaman vaivan subjektiivinen kokeminen häviää melko nopeasti, jolloin urheilija mielellään palaa harjoituksiin. On olennaisen tärkeää, että vammautunut alue saa levätä ja harjoitus aloitetaan vähitellen. Tyypillisiä ammattivaivoja ovat tenniskyynärpää ja olkapää- ja niskasärky. Käsitellään paikallisesti GaAs-laserilla. Tennis- ja golfkyynärpää saattaa usein olla vale-sellainen - kysymyksessä saattaakin olla puristuksiin joutunut hermo (kts. rannekanavaoireyhtymä) ja silloin ei auta, jos käsittelee vain epikondyylin päältä ja ympäriltä. Käsittele siis myös 5:n ja 6:n niskanikaman ympäriltä GaAs-laserilla. Anna 2-3 J esim. 700 Hz. Jännetulehdusten, kuten esim. akillestendiniitin, käsittelyssä valitaan mielellään GaAlAs-laser yhdessä Gallium-laserin kanssa. Nivelrikkoja käsitellään Gallium-laserilla (5.000 Hz). Näissä tapauksissa on melko yleistä, että potilas saa kipureaktion käsittelyn jälkeen.