- Titel: Einführung in die Lasermedizin
- Autor: Institut für Lasermedizin
- Organisation: UNI DUESSELDORF
- Seitenzahl: 145
Inhalt
- EINFÜHRUNG IN DIE LASERMEDIZIN
- Fortbildungsveranstaltung Institut für Lasermedizin der HeinrichHeineUniversität Düsseldorf
- EINFÜHRUNG IN DIE LASERMEDIZIN
- Themenbereiche Teil GRUNDLAGEN DER LASERTECHNIK
- PrivDoz Dr B Spengler
- Teil GERÄTETECHNIK UND STRAHLTRANSPORTSYSTEME
- DiplIng A Rood
- PrivDoz Dr HJ Schwarzmaier
- Teil LASERANWENDUNGEN IN DER MEDIZIN
- Prof Dr R Bayer
- Teil LASERSICHERHEIT UND LASERSCHUTZ
- Prof Dr J Moser
- Prof Dr R Kaufmann
- GRUNDLAGEN DER LASERTECHNIK
- GRUNDLAGEN DER LASERTECHNIK
- LICHT UND MATERIE
- sponta ne E mission
- stim ulie rte Em ission
- Höhenstrahlung Gammastrahlung Röntgenstrahlung ultraviolett sichtbar infrarot Mikrowellen Kurzwellen
- violett blau grün gelb rot infrarot
- nm nm nm nm nm
- Eangeregt EGrund h
- Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie
- Strahlungswechselwirkungen wird im Teil eingegangen
- AUFBAU EINES LASERS
- Anregung P umpe n
- Resonatorm oden L
- Erzeugung kurzer Laserpulse
- Pulsleistung m ittle re Le istung
- strahlungslose Übergänge nm
- Abb Termschema eines NdYAGLasers
- Laserübergänge nm nm
- Entleerung des unteren Laserniveaus
- Grundzustand des ArIons
- Stoßanregung Grundzustand des ArAtoms
- Abb Anregungsschema eines ArgonIonenLasers
- Übertragung der Vibrationsenergie
- Abb Anregungsschema eines COLasers
- Laserübergang m m
- Abb Anregungsschema eines Farbstofflasers
- Laserübergang nm Kr F
- Abb Anregungsschema eines Excimerlasers
- Gasgemisch Wellenlänge nm
- transversales Magnetfeld wiggler optische Resonatorspiegel relativistischer Elektronenstrahl
- Abb Prinzipieller Aufbau eines FreeElectronLasers
- R Gaußsche Optik R
- R für z R z für z
- Positive Linse f
- Negative Linse f sf
- Gegenstand reales Bild
- Virtueller G Gegenstand virtuelles Bild
- Virtueller B Gegenstand reales Bild
- s Gegenstand Bild
- s s s s f
- Kein Gegenstand reales Bild
- Kein Gegenstand virtuelles Bild
- s s f G s
- Realer Gegenstand kein Bild
- Virtueller Gegenstand kein Bild
- Es ergibt sich aus und df
- s f s zRs f
- Radius der Strahltaille im Laserresonator Wellenlänge der Laserstrahlung
- Energie J Leistung W Zeitintervall s
- Laserstrahlleistung W Leistungsdichte Wcm Strahlquerschnitt cm
- Laserpulsenergie J Energiedichte Jcm Strahlquerschnitt cm
- Pulsleistung mittlere Leistung Zeit deponierte Energie Pulsenergie Zeit
- Pulsleistung PEt J s W
- GERÄTETECHNIK UND STRAHLTRANSPORTSYSTEME
- GERÄTETECHNIK UND STRAHLTRANSPORTSYSTEME
- mittlere Leistung Zeit deponierte Energie Pulsenergie Zeit
- Abb Prinzipaufbau eines blitzlampengepumpten Festkörperlasers
- Abb Prinzipaufbau eines blitzlampengepumpten Farbstofflasers
- Abb Prinzipaufbau eines lasergepumpten Farbstofflasers
- Abb Prinzipaufbau eines Gaslasers mit Querentladung
- Abb Möglichkeiten zur Positions und Richtungsänderung eines Laserstrahls
- Abb Strahlführungssystem mit Ellenbogengelenk
- Abb Strahlführungssystem mit Teleskop
- Abb Schematische Darstellung eines Lichtleiters
- Abb Prinzipien der Laserstrahlübertragung mittels Lichtleitfasern
- dLaser divLaser NA d
- mit d Kerndurchmesser des LWL
- ideal gewünscht real
- HOHE NUMERISCHE APERTUR KLEINER KERNDURCHMESSER
- OPTISCHE ENDGLIEDER UND ZUBEHÖR
- Abbildung zeigt das Prinzip der heater probe
- Abb LWLFaserende mit Metallkappe heater probe
- Abb LWLFaserende mit SaphirSpitzen
- optischer Kern CO optischer Mantel
- Abb Gasgekühltes Handstück mit bare fiber
- Lichtleiterbündel für Beleuchtung
- Sondenkanal zur Aufnahme des LaserLichtleiters
- Abb Prinzipieller Aufbau eines flexiblen Endoskops
- Folie zum Schutz der Optik
- variable Defokussierlinse Laserfokussierlinse
- Abb Aufbau eines starren COLaserEndoskops
- Abb Mikromanipulator mit beweglichem Strahlteiler
- Abb Mikromanipulator mit Umlenkspiegel zwischen den stereoskopischen Beobachtungsstrahlengängen
- Abb Mikromanipulator mit quasiparfokalem Umlenkspiegel
- Abb Lasereinkopplung über Stereomikroskop
- Abb Lasereinkopplung über Spaltbeleuchtung
- ABSAUGEN UND SPÜLEN
- Optische Eigenschaften biologischen Gewebes
- len Die Lichtenergie steht somit zur Veränderung der
- Abb Lichtwege eines Laserstrahls
- des Gewebes führt ebenfalls zu einer Schwächung des
- Abb Lichtschwächung durch Absorption
- Abb Lichtschwächung durch Streuung
- I I e a c d
- Abb Absorptionsspektrum von Wasser
- eine starke Absorption im Ultraviolett mit einem
- Molare Absorption mol cm a
- b d Wellenlänge nm
- Abb Absoptionsspektren der optisch wichtigsten Aminosäuren
- Molare Absorption mol cm
- a c d e Wellenlänge nm b
- Abb Absorptionsspektren der wichtigsten Nukleotiden
- Wellenlänge nm Abb Spektren der Hämoglobinabsorption Hb HbO
- Melanin Ein weiteres Chromophor ist das Melanin
- Abb Dieses Hautpigment absorbiert im
- gesamten Spektralbereich vom Ultraviolett
- Wellenlänge nm Melanin
- Abb Spektrum der Melaninabsorption
- Färbung dieses Pigmentes
- Abb Wellenlängenabhängigkeit der RayleighStreuung
- Ist die Wahrscheinlichkeit daß ein Photon in eine
- Abb Isotroper Streuer
- Abb Anisotroper Streuer
- Die Anisotropie eines Gewebes wird mit dem An
- dI t I dx j dx
- Tiefe mm Laserstrahl Wcm Radius cm Wcm
- Radius cm Wcm Wcm Wcm Wcm Wcm
- Abb Lichtverteilung im Gewebe bei Streuung Absorption
- Absorptions Streukoeffizient cm
- Absorptionsbande Nucleinsäuren vgl
- Thermische Eigenschaften biologischen Gewebes
- Q T T d t l
- Tabelle Verschiedene Wärmeleitkoeffizienten
- dT d T dt dx
- Tabelle Verschiedene Temperaturleitwerte
- Tabelle Thermische Konstanten in vivo und in vitro
- Photodynamische Therapie Biostimulation Leistungsdichte Wcm
- Abb Prinzip der Photodynamischen Therapie
- Temperatur C C C C über C
- Veränderung Erwärmung Eiweißdenaturierung Austrocknung Karbonisation Verdampfen Verbrennen Abtragung
- Tab Temperaturabhängige Gewebeschäden
- eingesetzten Dauerstrichlasern alle Schädigungsarten nebeneinander auf Abb
- Abb Schädigungszonen einer thermischen Laserläsion
- Abb Temperaturanstieg des Gewebes in unterschiedlichen Medien
- Temperatur C mlmin mlmin
- Abb Läsionsgeometrie mit und ohne Gewebekühlung
- Abb Unterschiedliche Bestrahlungszeiten mit dem COLaser
- Laserstrahl Karbonisation Koagulation Laserstrahl Koagulation kurze Bestrahlungszeit
- Beim NdYAGLaser führt eine Erhöhung der Leistungsdichte vor
- Absorptionskoeffizient Wasser Blut cm
- Eindringtiefe Wasser cm Blut cm
- nm COLaser nm NdYAGLaser nm ArgonIonenLaser
- Tab Absorption der Laserstrahlung in HO und Blut
- EK Ablationsrate Arbeitseinheiten
- Abb Typischer Verlauf der Ablationskurve photoablativer Laser
- Wird die Energiedichte bzw die Leistungsdichte noch
- EK Energiedichte Arbeitseinheiten
- Abb Plasmashielding bei hohen Energie bzw Leistungsdichten
- IN DER MEDIZIN
- Beispiele für typische Einsatzgebiete und Anwendungsprinzipien
- ANWENDUNG DES LASERS IN DER MEDIZIN
- INDIKATIONEN FÜR DEN EINSATZ DES LASERS
- VORTEILE DES LASERS IN DER MEDIZIN
- VORTEILE DES LASERS IN DER MEDIZIN
- Die Option für verschiedene Läsionsarten
- Im Einzelnen können folgende Läsionstypen unterschieden werden
- Selektive Zerstörung bestimmter Gewebe
- Hierfür sind im wesentlichen Absorptionsverhalten Streuverhalten
- des Gewebes für das jeweilige Laserlicht bestimmend
- Vermeidung bis dato invasiver Eingriffe
- eg Zerstörung der Nachstarmembran mit gepulsten NdYAG Lasern
- LASEREREINSATZ IN VERSCHIEDENEN FACHGEBIETEN
- Lasers in Dermatology Proceedings of the International Symposium
- Steiner R Laser Lithotripsy Springer Verlag Berlin Heidelberg
- Wheeland RG Lasers in Skin Disease Thieme Verlag
- Lasersicherheit und Laserschutz
- SCHÄDIGUNGSMÖGLICHKEITEN DURCH LASERANWENDUNGEN
- PFLICHTEN DES LASERSCHUTZBEAUFTRAGTEN WEITERFÜHRENDE LITERATUR
- VERZEICHNIS DER ABBILDUNGEN
- SCHÄDIGUNGSMÖGLICHKEITEN DURCH LASERANWENDUNGEN
- Abb Transmissionsvermögen der optisch klaren Augenmedien und Schädigungsmuster
- Abb Verhalten verschiedener Laser im Auge
- Argon HeijumNeon GaArsenid NdYAG CO
- Abb Laserschädigungen an der Haut
- Tab Indirekte Gefährdung durch Lasereinwirkung chemische Gefährdung
- Abb Warnzeichen zur Kennzeichnung von medizinisch relevanten Laserschutzbereichen
- Abb Prinzipieller Aufbau eines Laserschutzbereiches
- PFLICHTEN DES LASERSCHUTZBEAUFFRAGTEN
Vorschau
EINFÜHRUNG IN DIE LASERMEDI IN
(Sachkunde)
Fortbildungsveranstaltung Institut für Lasermedizin der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
EINFÜHRUNG IN DIE LASERMEDI IN
Themenbereiche: Teil 1: GRUNDLAGEN DER LASERTECHNIK
(Priv.-Doz. Dr. B. Spengler)
Teil 2: GERÄTETECHNIK UND STRAHLTRANSPORTSYSTEME
(Dipl.-Ing. A. Rood)
Teil 3: LASER-GEWEBE-WECHSELWIRKUNGEN
(Priv.-Doz. Dr. H.-J. Schwarzmaier)
Teil 4: LASERANWENDUNGEN IN DER MEDI IN
(Prof. Dr. R. Bayer)
Teil 5: LASERSICHERHEIT UND LASERSCHUT
(Prof. Dr. J. Moser)
Herausgeber: Institut für Lasermedizin Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf Editoren: Prof. Dr. P. Hering Priv.-Doz. Dr. H.-J. Schwarzmaier
Vorwort
Schon sehr bald nach der technischen Realisation des Lasers Anfang der 60er Jahre haben einige Pioniere seine Einsatzmöglichkeiten für die praktische und forschende Medizin erkannt. Allerdings waren die ersten 20 Jahre der nachfolgenden Entwicklung gekennzeichnet durch mehr oder weniger zufällige Erfolge (oder Mißerfolge) weniger Einzelkämpfer. Das Fehlen systematischer Grundlagenforschung und eine z.T. unkritische, spekulative Überfrachtung des medizinischen Lasereinsatzes machten es andererseits den professionellen Skeptikern leicht, die Einführung des Lasers zu behindern, selbst wenn sich unzweifelhaft Erfolge und Vorteile für den Patienten abzeichneten. Seit einigen Jahren beginnt sich das Bild jedoch rasch zu wandeln. Ausgerüstet mit einem besseren Grundlagenverständnis über biologische Wechselwirkungsprozesse von Laserlicht und leitendem Gewebe ist die Lasermedizin nun in die Phase rationaler Systematik eingetreten. Nicht nur der Laser sucht nach medizinischen Anwendungen, sondern das medizinische Problem bestimmt die Anforderungen an das jeweils geeignete Lasersystem. Parallel hierzu vollzieht sich eine rasche Entwicklung neuer Laserlichtquellen und verbesserter Transmissionssysteme. Damit entsteht jedoch ein neues Problem: Mit welchem Lasersystem (aus der rasch zunehmenden Vielfalt) und mit welchen Betriebsbedingungen erreicht der Arzt das therapeutische iel? Dies muß für jede einzelne Indikation evaluiert werden, optimiert und schließlich als (Laser) therapeutische Leitlinie festgelegt werden. Deshalb müssen lasertherapeutische Verfahren den gleichen klinischen Prüfbedingungen unterzogen werden, wie z.B. Pharmaka oder auch physikalisch therapeutische Modalitäten. Der hier betriebene empirische Wildwuchs der früheren Jahre sollte endgültig der Vergangenheit angehören. Um dieses iel zu erreichen, benötigen diejenigen, die laserassistierte Verfahren in der praktischen Medizin anwenden, ein ausreichendes Verständnis der physikalischen, biophysikalischen und instrumentellen Grundlagen. Das vorliegende Kursmaterial zum Sachkunde-Teil Lasermedizin will hierzu beitragen.