Medtsinada foydalish. Lazerning ishlab chiqarishda o’rni. Lazerning fan bilan uzviy bog’liqligi

MA’RUZA: №10. LAZERNING TIBBIYOTDA QO’LLANILISHI


Reja:

1. 
   Medtsinada foydalish.
   
2. 
   Lazerning ishlab chiqarishda o’rni.
   
3. 
   Lazerning fan bilan uzviy bog’liqligi.
   

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^-13s) davomida ba‘zi lazerlarning quvvati 1017 Vt/sm² gacha yetadi. Vaholanki, quyoshda 10^-6 sm intervalga bor yo‘g‘i 0,2 Vt/sm² 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 S02 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. 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 oftalmologiyaning 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
oftalmologiyada 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), ultrabinafsha 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 SO₂, Er:YAG-lazer va argon lazer yordamida
olinadi. SO₂- lazer asosan teri toshmalarini yo‘qotishda, Er:YAG-lazer- terini yoshartirishda qo‘llaniladi. Shuningdek, SO2-, Er:YAG-lazer sistemalari birgalikda ham qo‘llaniladi. Bunda lazer nurlanishining quvvati 1-10 Vt oralig‘ida bo‘ladi.
Klinik amaliyotda neodimli va SO₂-lazerlar qo‘llaniladi. SO₂-lazer qo‘llanilganda
atrofdagi teriga kam zarar yetkaziladi, neodimli lazer esa eng yaxshi gemostatik effektga ega. 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.





1-rasm. Strikland va Muruning lazer texnologiyasi.