Mavzu: Lazerning tibbiyotda qo’lanilishi

Mavzu:Lazerning tibbiyotda qo’lanilishi

Reja:

• "Lazer" atamasi inglizcha "Rag'batlantiruvchi nurlanish orqali yorug'likni kuchaytirish" qisqartmasi, ya'ni "stimulyatsiya qilingan emissiya yordamida yorug'likni kuchaytirish" degan ma'noni anglatadi. Fizikadan ma'lumki, "lazer optik rezonatorda joylashgan faol muhit tomonidan fotonlarning stimulyatsiyalangan chiqarilishi natijasida kelib chiqadigan kogerent elektromagnit nurlanish manbai hisoblanadi." Lazer nurlanishi monoxromatiklik, yuqori zichlik va yorug'lik energiyasi oqimining tartibga solinishi bilan ajralib turadi. nurlanish lazer tizimlarining xilmaxilligini aniqlaydi. Lazerlar 1960-yillarning oxirlarida tibbiyotga kirishdi. Yaqinda lazer tibbiyotining uchta yo'nalishi paydo bo'ldi, ularning orasidagi farq lazer nurlari oqimining kuchi bilan aniqlandi (va natijada uning biologik ta'sirining turi). Kam quvvatli (mVt) nurlanish asosan qon terapiyasida, xatarli o'smalarni endoskopiya va fotodinamik davolashda o'rtacha quvvat (Vt) va jarrohlik va kosmetologiyada qo'llaniladi. Lazerlarni jarrohlik usulda qo'llash ("lazerli skalpellar") yuqori intensiv nurlanishning to'g'ridan-to'g'ri mexanik ta'siriga asoslangan bo'lib, bu sizga to'qimalarni kesish va “payvandlash” imkonini beradi. Xuddi shu effekt lazerlarni kosmetologiya va estetik tibbiyotda qo'llashga asoslanadi (so'nggi yillarda stomatologiya bilan birgalikda u sog'liqni saqlashning eng foydali sohalaridan biri bo'lib kelgan). Biroq, biologlar lazerlarning terapevtik ta'siri fenomeni bilan ko'proq qiziqishadi.

Lazerning birinchi ko’rinishi

• 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‘lad

• 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 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 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

• 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.

• 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 1060 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.

• 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.