Lazerlarning meditsinada qo ‟ llanilishi article · January 019 citations reads 4,925 authors
UDK 533.12 LAZERLARNING MEDITSINADA QO‟LLANILISHI
Yüklə 0,66 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
UDK 533.12 LAZERLARNING MEDITSINADA QO‟LLANILISHI Nosirov M., Sobirjonova M., G‟ulomov J., Аbbosova N. Maqolada lazer nurlarining asosiy xossalari va meditsinada qo‟llanilishi, xususan, lazerli terapiya, lazerli xirurgiya, lazerli epilyatsiya va terini yoshartirish muammolari ko‟rib chiqilgan. Kalit so‟zlar: lazer, quvvat, to‟lqin uzunlik, lazerli terapiya, lazerli xirurgiya, lazerli epilyatsiya. В статьу рассмотрены основные свойства лазерного излучения и применение их в медицине, в сатности проблемы лазерная терапия, лазерная хирургия, лазерная эпилация и омоложение кожи. Ключевые слова: лазер, мощность, длина волны, лазерная терапия, лазерная хирургия, лазерная эпилация. The article deals with the main properties of laser radiation and its application in medicine, in particular the problems of laser therapy, laser surgery, laser hair removal and skin rejuvenation. Keywords: laser, power, wavelength, laser therapy, laser surgery, laser hair removal. “Машинасозлик” илмий хабарномаси 2019/№ 1(13) Научнный вестник «Машиностроение» Ma‘lumki, lazer- issiqlik, kimyoviy yoki elektr energiyasini elektromagnit maydon energiyasiga (nuriga) aylantiruvchi qurilmadir. Lazer energiyasi yuqori kontsentratsiyaga egaligi va uzoq masofalarga uzatilishi mumkinligi bilan xarakterlanadi. Bu nur yordamida o‘ta yuqori temperaturaga, bosimga va magnit induktsiyasiga erishish mumkin. 1917 yilda Eynshteyn atomlar induktsiyalangan nurlanish chiqarishi mumkin, bu nurning energiyasi juda yuqori, lekin chastotasi, fazasi va qutblanganligi tushayotgan yorug‘likniki bilan bir xil bo‘lishini ta‘kidlab o‘tgan edi. 1964 yilda N.G.Basov, A.M.Proxorov va Ch.Taunslar kvant elektronikasi rivojiga qo‘shgan ulkan xissalari uchun Nobel mukofotiga sazovor bo‘ldilar. Lazer nurlari yorug‘likning boshqa manbalariga nisbatan qator muxim ustunliklarga ega: 1. Lazerlar juda kichik yoyilish burchagiga ega bo‘lgan nurlar hosil qilishi mumkin (10 -5 rad). Oyga jo‘natilgan bunday nur bor yo‘g‘i 3 kmli dog‘ hosil qiladi. 2. Lazer nuri o‘ta monoxromatiklikka ega. Atomlar chiqaradigan oddiy nurlar o‘zaro mustaqil bo‘lsa, lazerda atomlar ―o‘zaro kelishgan‖ holda nurlanadi. 3. Lazerlar eng quvvatli yorug‘lik manbalaridir. Spektrning tor intervalida qisqa vaqt (10 -13 s) davomida ba‘zi lazerlarning quvvati 10 17 Vt/sm 2 gacha yetadi. Vaholanki, quyoshda 10 -6 sm intervalga bor yo‘g‘i 0,2 Vt/sm 2 quvvat to‘g‘ri keladi. Lazer nurining elekromagnit maydon kuchlanganligi atom ichidagi maydon kuchlanganligidan ancha yuqori bo‘ladi. Keyingi yillarda lazer texnikasi xalq xo‘jaligining barcha soxalariga tobora keng qo‘llanilmoqda. Ular hozirdanoq kosmik tadqiqotlarda, mashinasozlikda, meditsinada, hisoblash texnikasida, samoletsozlikda va xarbiy soxada keng qo‘llanishga ega bo‘ldi va bo‘lmoqda. Shuningdek, ularning fizikaviy, kimyoviy va biologik ilmiy tadqiqotlarda qo‘llanilishi tobora kengaymoqda va takomillashtirilmoqda. Hozirgi paytda lazerlar metallarni kesish, teshish, payvandlash, legirlash, integral sxemalarni qayta ishlashda qo‘llanilmoqda. 1960-yillarda lazerlarni birinchi marta meditsinada qo‘llash boshlandi. Ular I.M.Sechenov klinikasida, kurortologiya va fizioterapiya ITIda ―Istok‖ korxonasi tomonidan yaratilgan 0,63 mkm to‘lqin uzunligiga ega bo‘lgan geliy-neon lazerli meditsina qurilmasida o‘tkazildi (Fryazino, Rossiya). 1965 yilda lazerlarni birinchi marta xirurgiyada qo‘llash P.A.Gertsen klinikasida bo‘lib, unda 10,6 mkmli S0 2 lazer ishlatilgan. Sanoat lazerlari vujudga kelishi bilan xirurgiyaning yangi davri boshlandi. Nuqtali payvandlash, lazerli skalьpelь- avtogen kesish, suyaklarni payvandlash, terini birlashtirish va h.k. Lazer nurlanishi qandaydir ta‘sir ko‘rsatishi uchun teri uni yutishi kerak. Xirurgiyada eng ommabop lazer bu uglekislotali lazerdir. Boshqa lazerlar monoxromatik bo‘lganligi uchun qizdiradi, buzadi va faqat ba‘zi biologik terilarnigina payvandlaydi. Uglekislotali lazer turli rangli terilarni payvandlashda qo‘llaniladi. Lekin bunda boshqa muammo paydo bo‘ladi: terida ko‘p miqdorda suyuqlik (suv va qon) bo‘lganligi uchun lazer unda ancha eneriyasini yo‘qotadi. Lazer energiyasini oshirsa bo‘ladi, lekin bunda teri kuyishi mumkin. Bu muammodan qutulish uchun prof. O.I.Skobelkin hamkorlari bilan birgalikda terini payvandlash uchun uni biroz bosib turish kerak (suyuqlikni chiqarish uchun) degan xulosaga kelishdi. Hozirgi paytda bu usul oshqozon-ichak xirurgiyasida oshqozon, jigar, buyrak va o‘pkani payvanlashda keng qo‘llanilmoqda. “Машинасозлик” илмий хабарномаси 2019/№ 1(13) Научнный вестник «Машиностроение» Lazerli stomatologiya- og‘iz bo‘shlig‘i kasalliklarini davolashda eng zamonaviy yuqori samarali usullardan biridir. Lazer tishga tegmaydi, lekin undagi suyuqlikni bug‘lantirib yuboradi, bunda tishdagi bakteriyalar nobud bo‘lib, tish emali mustahkamlanadi. Lazer sog‘lom tishlarga ta‘sir qilmaydi, shovqin va vibratsiya qilmaydi, qizdirmaydi va og‘ritmaydi. Lazer shuningdek, tish moddasining qayta tiklanishiga imkon yaratadi. Lazerli stomatologiya universal soxa bo‘lib, parodontni davolashda, tishni oqartirishshda, lab va tilni plastik operatsiya qilishda, breketlarni o‘rnatishda va h.k.larda qo‘llaniladi. Lazerli xirurgiya- lazer yordamida xirurgik amallarni bajarishdir. Lazer nuri juda ingichka bo‘lganligi uchun terini juda tor kesishi mumkin. O‘ta yuqori temperatura qon tomirlarini payvandlab, qon ketishini an‘anaviy xirurgiyaga nisbatan ancha kamaytiradi. Kam quvvatli lazer teridagi ortiqcha dog‘larni yo‘qotishi mumkin. Yuqori temperaturali lazerlar shuningdek, rak va ko‘z kasalliklarini davolashda qo‘llaniladi. Zamonaviy oftalьmologiyaning rivojlanishi lazerlar texnologiyasining takomillashtirilishi va qo‘llanilishi bilan chambarchas bog‘liqdir. Lazer nurlanishining issiqlik effekti ko‘z pardasini va boshqa a‘zolarini davolashda keng qo‘llanilmoqda. Lazer nurlanishining bug‘lantiruvchi va buzuvchi ta‘siridan katarakta va glaukomani davolashda keng foydalaniladi. Bu yerda ham lazerlarning asosiy ustunligi ko‘zni og‘ritmasligi va tirqish qoldirmasligida bo‘lib, operatsiyalarni tez va ambulator usulda o‘tkazishga imkon beradi. Zangori-sariq lazer (532 nm) gomoglobin tomonidan yaxshi yutilganligi uchun oftalьmologiyada bu lazerdan eng ko‘p foydalanilmoqda. 810 nm li infraqizil lazer glaukomaning og‘ir formalari va onkologik kasalliklarni davolashda, YAG-lazerlar (1064 nm) ikkilamchi katarakta, retrogialoid qon quyilishi va glaukomani davolashda qo‘llanilmoqda. Biologik ob‘ektlarga ta‘sir qiluvchi lazer nurlanishi tashqi fizik faktordir. Bioob‘ekt tomonidan lazer nurlanishining yutilishida sodir bo‘ladigan jarayonlar (qaytarish, yutilish, sochilish) fizika qonunlariga bo‘ysunadi. Qaytarish, yutilish yoki sochilish darajasi terining holatiga: namligiga, qon bilan to‘ldirilganligiga va boshqa faktorlarga bog‘liq bo‘ladi. Lazer nurlanishining botish chuqurligi uning to‘lqin uzunligiga bog‘liq. Infraqizil (0,76–1,5 mkm) va ko‘rinuvchi nurlanish eng katta botish chuqurligiga ega (3–5–7 sm), ulьtrabinafsha va boshqa uzun to‘lqinli nurlanishlar epidermis tomonidan kuchli yutilganligi uchun kichik chuqurlikkacha kirib bora oladi (1–1,5 sm). Dermatologiyada ikki xil tipli lazerlar qo‘llaniladi: past intensivli lazerlar- lazerli terapiyada, yuqori intensivli lazerlar- lazerli xirurgiyada qo‘llaniladi. Teriga past intensivli lazerlar ta‘sir qilganda shamolllashga qarshi, antioksidant, og‘riqni qoldiruvchi va immunomodullovchi effektlar kuzatiladi. Yuqori intensivlikli lazer qurilmalari SO 2 , Er:YAG-lazer va argon lazer yordamida olinadi. SO 2 - lazer asosan teri toshmalarini yo‘qotishda, Er:YAG-lazer- terini yoshartirishda qo‘llaniladi. Shuningdek, SO 2 -, Er:YAG-lazer sistemalari birgalikda ham qo‘llaniladi. Bunda lazer nurlanishining quvvati 1-10 Vt oralig‘ida bo‘ladi. Klinik amaliyotda neodimli va SO 2 -lazerlar qo‘llaniladi. SO 2 -lazer qo‘llanilganda atrofdagi teriga kam zarar yetkaziladi, neodimli lazer esa eng yaxshi gemostatik effektga ega. “Машинасозлик” илмий хабарномаси 2019/№ 1(13) Научнный вестник «Машиностроение» Bu usul operatsiyadan keyingi qo‘shimcha effektlarni keltirib chiqarmaydi va yaxshi kosmetologik effektlarga ega. Metodning samaradorligi 80–90% atrofida bo‘ladi. Lazerli epilyatsiya. Lazerli epilyatsiya asosida selektiv fototermoliz yotadi. Maxsus xarakteristikalarga ega lazer nuri teriga ziyon yetkazmay kirib borib, juda ko‘p soch piyozchalariga ega melanin tomonidan tanlab yutiladi. Bu soch piyozchalarini qizdirib va yetarli miqdorda yorug‘lik energiyasini to‘plab, soch o‘sishiga olib keladi. Buning uchun 10- 60 Vt quvvatli lazer nurlanishi talab etiladi. Seanslar kamida 3 marta, 1-3 ms davomida o‘tkaziladi. Bu usulning asosiy afzalliklari- qulayligi, og‘riqsizligi, ishonchliligi, yuqori tezligi, kontaktsizligidadir. Terini lazerli yoshartirish. Lazer yordamida minimal issiqlik ta‘siriga ega bo‘lgan va ketkizmasdan aniq va sirtiy ablyatsiya qilish teri xujaylarini tez rivojlanishi va zararli xujaylarni yo‘qotishga imkon beradi. Buning uchun asosan Er:YAG-lazerlar qo‘llaniladi. Qurilma terini tez va bir tekis skanerlashga va chegaralarni tekislashga imkon beradi. Shunday qilib, keyingi yillarda kvant elektronikasi soxasida ulkan tadqiqotlar olib borilmoqda, lazerlarning zamonaviy avlodlari yaratilmoqda va ularning xalq xo‘jaligining barcha tarmoqlarida keng qo‘llanilishi kuchaytirilmoqda. Bu yilgi Nobel mukofoti sovrindorlari lazer fizikasida inqilob qildilar. Yorug‘lik yordamida o‘ta kichik ob‘ektlar va o‘ta tez jarayonlar kuzatildi. Nafaqat fizika, balki kimyo bilan meditsina ham fundamental tadqiqotlarda va amalda ishlatish uchun juda aniq qurilmalarga ega bo‘ldilar. Artur Ashkin zarralar, atomlar va molekulalarni ushlay oluvchi lazerli pinsetni kashf qildi. Bu pinset bilan shuningdek, viruslar, bakteriyalar va tirik xujaylarni ushlab, boshqarish mumkin. Ashkinning optik pinseti tirik organizmlarni kuzatish va boshqarish uchun yangi imkoniyatlar yaratdi. Jerar Muru va Donna Strikland o‘ta kichik to‘lqin uzunlikli va eng intensiv lazer impulslarini yaratish yo‘lini ko‘rsatib berdilar. Ular tomonidan ishlab chiqilgan texnologiya yangi tadqiqot yo‘nalishlarini ochib berdi hamda sanoatda va meditsinada keng qo‘llanilishiga asos bo‘ldi. Ma‘lumki, biz quyosh nurlarining issilik ta‘sirini juda yaxshi sezamiz, lekin uning bosimini his qilmaymiz. Balki yorug‘lik bosimining juda kichik zarralarga ta‘siri sezilarlidir? 1960 yilda birinchi lazer kashf etilishi bilan Ashkin Nyu-York yaqinidagi Bella laboratoriyasidagi yangi qurilmasida tajribalarini boshladi. Bu qurilmada hamma tomonga yo‘nalgan har xil rangli yorug‘lik nurlari kogerent harakatlanishga majbur qilinar edi. Ashkin lazer kichik zarralarni siljishga majbur qila oladigan ideal qurilma ekanligini tushunib yetgan edi. U mikrometrli shaffof sferalarga lazerni yo‘naltirdi va ularni joyidan qo‘zg‘otdi! Olim zarralar nurning markaziga to‘planishini ko‘rib, hayron qoldi. Bu lazer nurining intensivligi markazida eng yuqori va shuning uchun bosim ham ham markazda eng katta ekanligini ko‘rsatar edi. Ashkin zarralarni nur yo‘nalishida tutib turishda lazer nurini fokuslash uchun kuchli linza ishlatdi. Natijada yorug‘lik qopqoni yoki optik pinset yaratildi. Bir necha yillik mashaqqatli mexnatlardan so‘ng Ashkin qopqonda bir necha atomni tutishga erishdi. Lekin ba‘zi muammolar bor edi. Ulardan biri lazerning quvvati kuchli bo‘lmaganligi uchun atomlarni tutish qiyin bo‘lsa, ikkinchisi atomlarning issiqlik tebranishlari edi. Atomlarni sekinlashtirish va to‘plash yo‘lini qidirib topish kerak edi. “Машинасозлик” илмий хабарномаси 2019/№ 1(13) Научнный вестник «Машиностроение» 1- rasm. A.Ashkinning optik pinseti Ko‘pchilik olimlar atomlarni sekinlashtirish bilan shug‘ullanayotgan vaqtda Ashkin optik pinsetni tasodifan biologik sistemalarni tadqiq qilishga qo‘llashga kirishdi. U o‘z tajribalari uchun kichik viruslarni ishlatdi. Bir kuni u qurilmani kechasi yoniq qoldirdi va ertalab qopqon har tomonga harakatlanayotgan katta zarralar bilan to‘lganligini ko‘rdi. Mikroskopda bu zarralar bakteriyalar ekanligi aniqlandi. Lekin zangori lazer kuchli bo‘lganligi uchun ularni o‘ldirib qo‘yayotgan edi. Keyin infraqizil nurlar ishlatildi va bakteriyalar qopqonda tirik, hatto ko‘payayotgan edi. Natijada Ashkin o‘z diqqatini bakteriya, virus va tirik xujayralarga qaratdi hamda membranalarni zararlamay, xujayra ichiga krish mumkinliigini ko‘rsatdi. Shunday qilib, amerikalik olim Ashkin o‘zi ixtiro qilgan optik pinsetlarni qo‘llash mumkin bo‘lgan dunyoni ko‘rsatdi. Uning eng muxim kashfiyotlaridan biri xujayra ichida hayotiy vazifani bajaruvchi yirik molekulalar molekulyar motorlarining mexanik xossalarini tadqiq qilish imkoniyatini aniqlaganligidadir. U birinchi marta xujayrada ilgarilanma harakat qilayotgan kinezin oqsilini tavsiflab berdi. Keyingi yillarda dunyoning juda ko‘p olimlari Ashkinning tajribalaridan ilxomlanib, ularni takomillashtirishga harakat qilmoqdalar. Ular zarralar, xujayralar va molekulalarni kuzatmoqdalar, harakatlantirmoqdalar, burmoqdalar, kesmoqdalar va h.k. Ashkin kashfiyoti oqsillar, molekulyar motorlar, DNKlar va xujayralarni o‘rganishda laboratoriya standartiga aylandi. Optik golografiya- o‘z ichiga mingdan ortiq optik pinsetlarni olgan qondagi sog‘lom xujayralarni zararlangan xujayralardan ajratishda qo‘llanilayotgan zamonaviy ilg‘or texnologiyalardan biridir. Nobel mukofotining ikkinchi qismi ultraqisqa va o‘ta kuchli lazer impulslarini tadqiq qilinganligi uchun berildi. Bu texnologiyani rivojlantirish radioto‘lqinlarga asoslangan radarning ishlash prinsipiga asoslandi. Bu prinsipni qisqa to‘lqinlarga ko‘chirish nazariy va amaliy jihatdan juda muruakkab vazifa edi. “Машинасозлик” илмий хабарномаси 2019/№ 1(13) Научнный вестник «Машиностроение» Ma‘lumki, lazer nuri fotonlar yordamida juda ko‘p fotonlar hosil qilinadigan zanjir reaksiyasidir. Ular impulslar ko‘rinishida chiqarilishi mumkin. Lazerlar yaratilganiga 60 yil bo‘lgan bo‘lsa ham, olimlar yanada intensivroq impulslar olishga harakt qildilar. Lekin kuchaytiruvchi materialni buzmasdan qisqa to‘lqinli impulslarning intensivligini kuchaytirishning iloji yo‘q edi. Strikland va Muruning ―chirpirlangan impulslarning kuchayishi‖ (Chirped pulse amplification CPA) nomli yangi texnologiyasi juda sodda va ajoyib edi. Unda qisqa lazer impulsi vaqt bo‘yicha cho‘ziladi, kuchaytiriladi va yana qisiladi. Impuls cho‘zilgandan keyin, uning quvvatini ko‘p marta kuchaytirish mumkin. Impuls yana qisilgandan so‘ng, uning intensivligi keskin ortadi. 2- rasm. Strikland va Muruning ―chirpirlangan impulslarning kuchayishi‖ (Chirped pulse amplification CPA) nomli texnologiyasi Strikland va Muruga tajribani oxiriga yetkazish uchun bir necha yil kerak bo‘ldi. Ular impulsni cho‘zish uchun 2.5 kilometrli optik tolani ishlatishdi, lekin lazer undan chiqmadi. Kabelning o‘rtasi zararlangan edi, uni to‘g‘rilashdi, natijada kabelning 1.5 kilometri qoldi. Lekin bu impulsni cho‘zish uchun yetarli bo‘ldi. Yana bir muammo qurilmaning barcha qismlarini sinxronlash edi. Olimlar 1985 yilda buning ham uddasidan chiqishdi. Strikland va Murular yaratgan CPA texnologiya lazer fizikasi soxasida buyuk inqilob bo‘ldi. U so‘nggi yuqori intensivli lazerlarni yaratishda standart bo‘lib xizmat qilmoqda va ularni fizika, ximiya va meditsinada qo‘llash uchun yo‘l ochib berdi. Bu ultraqisqa impulslarni qaerda va qanday ishlatish mumkin? Ular birinchi marta atom va molekulalarning mikro olamini kuzatish uchun qo‘llanildi. Bu yerdagi jarayonlar shunday tez sodir bo‘ladiki, fan bu jarayonni kuzatishga ojizlik qilar edi va faqat jarayongacha va jarayondan keyingi holatlarnigina tavsiflay olar edi. Lekin femtosekundli (10 -15 s) impulslar bilan bu jarayonlarni kuzatishga muvaffaq bo‘lindi. “Машинасозлик” илмий хабарномаси 2019/№ 1(13) Научнный вестник «Машиностроение» Lazerning yuqori intensivligi uni materiyaning xossalarini o‘zgartira oladigan qurilmaga aylantirdi: izolyatorlar o‘tkazgichlarga aylatirilishi va o‘ta o‘tkir lazer nurlari turli moddalar va tirik organizmlarni bilintirmay kesishi va teshishi mumkin. Lazerlar juda kichik yuzada ma‘lumotlarni o‘ta zich va unumli saqlashda hamda qayta ishlashda foydalanilishi mumkin. Xuddi shu texnologiya silindrik metal to‘r konstruktsiyalar, ya‘ni xirurgik stentlar qon tomirlarini kengaytirish va mustahkamlashda foydalanilishi mumkin, bu insonlar va hayvonlar hayotini saqlab qolishga imkon yaratadi. Bu texnologiyadan hozir ko‘z mikroxirurgiyasida ham samarali foydalanilmoqda. Keyingi yillarda yuzaga kelgan eng yangi tadqiqot soxalaridan biri bu attosekunli (10 -18 s) fizikadir. Attosekunli impulsga ega bo‘lgan lazerlar olimlarga elektronlar hayotini ko‘rsatishga imkon beradi. Ma‘lumki, elektronlar barcha moddalarning optik va elektrik xossalariga javob beradi. Hozir lazer texnologiyalari yordamida elektronlarni nafaqat kuzatish, balki boshqarish ham mumkin. Yaqin kelajakda yangi lazer texnologiyalari yordamida o‘ta yuqori tezlikka ega bo‘lgan elektronika, o‘ta samarador fotoelementlar va katalizatorlar, o‘ta baquvvat kuchaytirgichlar, yangi energiya manbalari, talabga muvofiq dorilar va h.k.lar yaratiladi. Hozirgi kunda Jerar Muru Fransiyaga qaytib, Chexiya, Vengriya va Ruminiyada qurilayotgan o‘ta quvvatli (10 petavatt) lazer qurilishiga boshchilik qilmoqda. Qurilma ishga tushsa, Vengriyada attosekudli tadqiqotlar olib boriladi, Ruminiyada yadro fizikasi bo‘yicha tadqiqotlar olib boriladi, Chexiyada yuqori energiyaga ega bo‘lgan zarralar oqimi tadqiq qilinadi. Shuningdek, Xitoy, Yaponiya, AQSH va Rossida ham yangi va yanada quvvatli lazerlar qurlishi rejalashtirilmoqda. Kelajakda zeptosekundli (10 -21 s) lazerlarning qo‘lga kiritilshi vauumdagi kvant fizikasi bo‘yicha tadqiqotlar olib borishga hamda rak xujayralarini yo‘qota oladigan protonlar oqimini ishlab chiqarish va boshqarishga imkon yaratadi. Yüklə 0,66 Mb. Dostları ilə paylaş:
|