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Idée de LASER (Principes généraux et Physique) laser

Qu'est-ce que LASER?

LASER = L umière A Mplification par S timulé É mission de R adiation.

Un dispositif laser équipé peut générer une lumière de haute intensité qui est monochromatique , unidirectionnel , et parallèle .

Laser physics Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

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Histoire de l'utilisation de LASER dans le domaine médical!

- Le rubis LASER a été le premier LASER médical lorsqu'il a été utilisé en 1963 pour coaguler des lésions rétiniennes. D'autres substances ont été trouvées qui pourraient servir de milieu actif d'un dispositif LASER. De nombreux substrats, en particulier des éléments de terres rares tels que l'erbium (Er), le gadolinium (Gd), l'holmium (Ho), le praséodyme (Pr), le thulium (Tm), l'uranium (Ur) et l'ytterbium (Yb) ont été utilisés avec succès.
- Le premier laser LASER, également développé en 1961, a utilisé un mélange d'hélium et de néon. Sa couleur rouge lui permet d'être utilisé comme LASER invisible. Actuellement, il est utilisé pour soulager la douleur et favoriser la guérison des plaies.
- En 1962, l'argon LASER a été développé. Ce LASER émet de l'énergie dans la partie bleu-vert du spectre électromagnétique. L'énergie avec des longueurs d'onde dans cette partie du spectre est plus facilement absorbée par 2 chromophores naturels (pigments absorbants) dans le corps humain - mélanine et hémoglobine - que par le tissu environnant


La physique du LASER médical!

Physics of Medical LASER


Composants de base du LASER médical!

Le dispositif LASER de base se compose de 3 composants:

(1) un milieu actif, ou milieu laser; Peut être un solide, un liquide ou un gaz. Différents médias actifs émettent différentes énergies ou longueurs d'onde de lumière.
(2) une cavité optique, ou résonateur; Contient un milieu actif. A chaque extrémité du résonateur, des réflecteurs ou miroirs parallèles sont placés face à face. L'avant du miroir de sortie est conçu pour être partiellement réfléchissant. Il ne reflète qu'une partie de la lumière qui frappe sur elle, permettant à une partie de l'énergie totale ou la lumière d'échapper. Le miroir arrière est un réflecteur total qui reflète 100% de l'énergie qui frappe sur elle.
(3) une source d' excitation, ou de la pompe, fournit l'énergie (thermique, électrique ou optique [par exemple une lampe flash]) pour l' absorption par le milieu actif.

Basic Components of Medical LASER



Mécanisme: pompe à énergie active le moyen de plomb actif à l' émission spontanée de photons. Certains de ces photons sont réfléchis entre les 2 miroirs. Au niveau du miroir de sortie avant, une partie de l'énergie est autorisée à s'échapper. Cette énergie est sous la forme d'un faisceau intense de monochromatique (même longueur d'onde), collimaté (parallèle, non diffus) et cohérent (même direction) = LASER.


Propriétés du faisceau LASER (Mesures):

- L'énergie est proportionnelle au nombre de photons et est mesurée en joules (J).
- Puissance la vitesse de livraison de l'énergie, est mesurée en watts (W) où: 1 W = 1 J / Sec.
- Irradiance = puissance par unité de surface et est mesurée en W / cm 2.
- Fluence = l'énergie délivrée par unité de surface et est mesurée en J / cm 2.


Types de LASER (longueur d'onde):

- L'effet de la lumière sur la peau dépend de la longueur d'onde de la lumière.
- La lumière dans la région UV (100-400 nm), invisible, cause des effets délétères tels que l'érythème, l'hyperpigmentation, et les tumeurs de peau.
- L'énergie lumineuse dans le spectre visible (380-700 nm) est la plupart du temps inoffensive, mais elle peut être absorbée et causer des dommages thermiques quand elle est livrée à la peau à haute intensité.
- La lumière dans la région IR proche du spectre (780-3000 nm), également invisible, provoque des défauts cutanés et rétiniens.

Types of LASER

- Parce que le LASER est monochromatique et parce qu'il a une bande passante très étroite, il permet un ciblage sélectif des chromophores dans le tissu pour le traitement. Cette propriété est l'un des principes sous-jacents de photothermolyse sélective (SP).

- Chromophore: est une substance chimique de la molécule qui lui donne sa couleur. C'est-à-dire que l'hémoglobine et la mélanine sont des chromophores endogènes naturels tandis que l'encre Tattoo est un chromophore exogène.

- Le degré d'absorption et son effet thermique sur la peau varient avec la quantité et le type de chromophores présents dans le receveur.

- Différents chromophores ont des coefficients d'absorption différents = "une mesure du degré d'absorption par les chromophores à une longueur d'onde particulière".


Couleurs complémentaires et mélange soustractif de couleurs:

Le cercle de nuance de Newton exige complètement que chaque teinte spectrale ait un seul spectral opposé (ou mélange de deux teintes spectrales opposées) qui peut se combiner avec lui pour créer la lumière blanche.

Complementary Colors and subtractive color mixing


- Newton a déclaré la définition des couleurs complémentaires qui est encore utilisée aujourd'hui: deux tons qui, mélangés dans les bonnes proportions, produisent une couleur neutre (anonyme) neutre (blanc pur, gris ou noir). (C.-à-d. Jaune + bleu et rouge + vert).

- Le mélange des couleurs lumineuses est différent du mélange des couleurs dans les substances: trois lumières monochromatiques (bleu 460nm, vert 530nm et rouge 650nm)

- Comment pouvons-nous déterminer la couleur complémentaire exacte pour n'importe quelle couleur que nous choisissons? La méthode la plus simple est de déterminer les quantités des deux processus adverses qui déterminent la couleur choisie (redC1 + yellowC2) = (orange), puis d'identifier la couleur qui est produite si nous appliquons les mêmes quantités aux teintes opposées du processus (vertC1 + bleuC2) = (Bleu verdâtre).

- - Mélange des couleurs soustractives: Un mélange soustractif absorbe toutes les longueurs d' onde de lumière que chaque colorant absorbé par lui - même. Il y a une règle générale sur laquelle nous pouvons compter, cependant: «Lorsque nous mélangons matériellement des peintures, des colorants ou des filtres, nous n'augmentons pas leur comportement de réflexion de la lumière (transmission), mais leur comportement absorbant la lumière».


Théorie sélective de la photothermolyse:

- En 1983, Anderson et Parrish ont décrit la théorie de Photothermolysis sélective (SP) est une méthode pour localiser des dommages de tissu à des cibles chromophores spécifiques au niveau cellulaire; Par conséquent, il peut être utilisé pour minimiser des dommages thermiques indésirables au tissu environnant causés par la diffusion thermique.

- Les paramètres LASER mentionnés (densité de puissance, fluence et longueur d'onde) sont les principes fondamentaux dans le fonctionnement des lasers médicaux dans le concept connu sous le nom de SP.

Thermal Relaxation Temp (T R ): le temps nécessaire pour un tissu chauffé donné à perdre 50% de sa chaleur par diffusion.

- Par conséquent, si la durée de l'impulsion laser est inférieure à T R du tissu cible , puis la diffusion thermique est inférieure ainsi que l'endommagement thermique efficace non aux tissus environnants.

- Elle est mesurée en fonction de la surface (r = rayon de la zone cible) affectée et de la diffusivité thermique (D) du tissu cible, comme suit:
                                                         T R = r 2 /4D

proper SP


MODES de LASER: WAVE CONTINU (CW), pulsés, et Q COMMUTATION:

- Un LASER à onde continue (CW): pompage continu d'énergie dans le milieu actif pour obtenir un équilibre entre le nombre d'atomes activés et le nombre de photons émis. La durée d'une impulsion CW LASER est d'environ 0,25 seconde.

- LASER impulsionnel: transmettre des faisceaux de haute énergie en très courtes impulsions dans la gamme de millisecondes sans l'utilisation d'un obturateur.

- LASER Q-Switch: Les deux types de peuvent être modifiés pour produire des impulsions encore plus courtes, généralement dans la gamme de 10-250 nanosecondes.


Optique de la peau:

La lumière dirigée vers la peau peut être réfléchie, transmise, dispersée ou absorbée à chaque couche. Seule la lumière absorbée produit des effets tissulaires.

- L'épiderme reflète environ 4% à 7% de la lumière visible qui rencontre la peau.
- Le derme diffuse principalement la lumière en raison de la teneur en collagène dense.
- Chez la peau, il existe des chromophores endogènes et exogènes.

- L'énergie lumineuse absorbée peut produire des changements thermiques, mécaniques et chimiques de la peau:

- Effets thermiques: allant de la dénaturation des protéines à la vaporisation et à la formation de carbone.
- Réactions chimiques: produire des molécules d'état excité chimiquement réactif, comme dans la thérapie photodynamique.
- Les «changements photoacoustiques» physiques ou mécaniques: sont causés par une expansion thermique rapide des tissus, créant des ondes de pression qui fragmentent les particules de pigment dans le derme.


Applications de LASER dans le domaine de la chirurgie plastique!

  Pour ceux qui envisagent de traitement au laser, ils devraient envisager:
- Qui effectuera le traitement?
- Quel appareil précis sera utilisé?
- Le cadre dans lequel ils ont l'intention de subir la procédure.
- Et, surtout, quel est le niveau de formation de l'équipe qui va faire la procédure?


Type de laser

Longueur d'onde (nm)

Couleur

Chromophore

Application

Argon

488/514

Bleu

Mélanine et hémoglobine

Lésions vasculaires

Long Pulsed dye

510

vert

Mélanine

Lésions pigmentées
Tatouage supprimer

KTP/double Ferq Nd:YAG

532

vert

Mélanine et hémoglobine

Lésions pigmentées
Lésions vasculaires

SmartLipo

Vapeur de cuivre

578

Jaune verdâtre

Mélanine et hémoglobine

Lésions pigmentées
Lésions vasculaires

FLPPD

585

Jaune verdâtre

Mélanine et hémoglobine

Lésions vasculaires

Impulsion longue

595-600

Jaune verdâtre

Mélanine et hémoglobine

Veines d'araignée de jambe

Ruby, Q-switched Pouls long

694

rouge

Mélanine

Lésions pigmentées
Épilation

Q-switched Alexandrite

755

rouge

Mélanine et hémoglobine

Lésions pigmentées
Detatouage

Nd:YAG

1064

Mid-Infra Rouge

Mélanine et hémoglobine

Lésions pigmentées
Profond vasculaire

SmartLipo

Q-switched YAG

1064

Mid-Infra Rouge

Mélanine et hémoglobine

Lésions pigmentées
Detatouage

Er:YAG

2940

Infra Rouge

Protéines (dispersées)

Resurfaçage de la peau

CO 2  

10600

Infra Rouge

Eau

Chirurgie cutanée
Resurfaçage de la peau