Βασικές αρχές των lasers/ Βιοφυσικοί μηχανισμοί αλληλεπίδρασης της δέσμης laser με τους ιστούς. Σπυράτου Ελλάς

Σχετικά έγγραφα
Ακτίνες laser στην οδοντιατρική ΦΥΣΙΚΗ ΤΩΝ LASER

Φυσική των lasers. Φυσική των lasers. K. Κοσμίδης Καθηγητής Τμήμα Φυσικής, Παν/μίου Ιωαννίνων Ε.Υ. Κέντρου Εφαρμογών Laser

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ LASER ΣΤΗ ΒΙΟΪΑΤΡΙΚΗ Εισαγωγή και βασικές αλληλεπιδράσεις της ακτινοβολίας με βιοδομές

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ LASER ΤΜΗΜΑ ΟΠΤΙΚΗΣ & ΟΠΤΟΜΕΤΡΙΑΣ ΑΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ LASERS ΣΤΗ ΒΙΟΪΑΤΡΙΚΗ ΚΑΙ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Διδάσκοντες: Μ. Μακροπούλου, Α. Παπαγιάννης 1 ο ΜΕΡΟΣ: Εφαρμογές των lasers στη Βιοϊατρική

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΦΥΣΙΚΗ ΤΩΝ LASER

Διάλεξη 10: Ακτίνες Χ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13 LASER. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Ενίσχυση Φωτός με Επαγόμενη Εκπομπή Ακτινοβολίας

ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ, ΦΩΣΦΩΡΙΣΜΟΥ, ΣΚΕΔΑΣΗΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ, ΧΗΜΕΙΟΦΩΤΑΥΓΕΙΑΣ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΒΙΟΦΥΣΙΚΗ. Αλληλεπίδραση ιοντίζουσας ακτινοβολίας και ύλης.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Ακτίνες Χ - Lasers Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ eclass: MED808 Π. Παπαγιάννης

ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΠΕΤ ΙΙ. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ LASER ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ Επιστημονική Υπεύθυνη: Μαρία Λύρα Επικ.

Εκπομπή Φωτός Απορρόφηση φωτός

Laser. Light Amplification by Stimulation Emission of Radiation Ενισχυση του φωτός από ενεργοποιημένη εκπομπή ακτινοβολίας

Light Amplification by Stimulated Emission

Το πιο μικρό και συμπαγές LASER μεγάλης ισχύος για την φυσικοθεραπεία και την φυσική αποκατάσταση

Το υποσύστηµα "αίσθησης" απαιτήσεις και επιδόσεις φυσικά µεγέθη γενική δοµή και συγκρότηση

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ

1. ΦΥΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ IONTIZOYΣΑΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ (ΑΚΤΙΝΕΣ Χ γ) Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής Παν/μιο Αθηνών

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ

ΦΑΣΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 24 ΜΑΪΟΥ 2002 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΜΑΘΗΜΑ: ΟΠΤΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΚΑΙ ΟΠΤΙΚΑ ΙΚΤΥΑ - ΙΟ ΟΙ LASER

ΜΟΡΙΑΚΗ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ (SPECTROMETRIC TECHNIQUES)

ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΜΕΘΟΔΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΝΔΟΣΚΟΠΙΚΗΣ ΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΗΣ

ΠΗΓΕΣ ΦΩΤΟΣ. Φωτεινές πηγές µε βαση ηµιαγώγιµαυλικά. Αρχές ηµιαγώγιµων laser και LED:

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝ. ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ

Μετρήσεις Διατάξεων Laser Ανιχνευτές Σύμφωνης Ακτινοβολίας. Ιωάννης Καγκλής Φυσικός Ιατρικής Ακτινοφυσικός

Ενόργανη Ανάλυση II. Ενότητα 3: Τμήματα Οπτικών Οργάνων. Θωμαΐδης Νικόλαος Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας

Πρόοδος µαθήµατος «οµικής και Χηµικής Ανάλυσης Υλικών» Χρόνος εξέτασης: 3 ώρες

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΥΜΑΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ

Μέθοδοι έρευνας ορυκτών και πετρωμάτων

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΕΠΑ.Λ. Β 20 ΜΑΪΟΥ 2013 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ: Τα άτομα έχουν διακριτές ενεργειακές στάθμες ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΦΑΣΜΑΤΑ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 10/11/2013

ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ. Εκπέμπεται από σώματα που έχουν θερμοκρασία Τ > 0 Κ. Χαρακτηρίζεται από το μήκος κύματος η τη συχνότητα

ΔΙΕΓΕΡΣΗ ΑΠΟΔΙΕΓΕΡΣΗ ΑΤΟΜΟΥ Η

Σοφία Κόττου Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ιατρικής Φυσικής Ιατρική Σχολή ΕΚΠΑ Νοέμβριος 2015

Ιατρική Φυσική: Δοσιμετρία Ιοντίζουσας Ακτινοβολίας. Βιολογικές επιδράσεις. Ακτινοπροστασία

ΑΣΚΗΣΗ 5. Ερωτήσεις προετοιμασίας (Να απαντηθούν στην εργαστηριακή αναφορά)

Α.3. Δίνονται οι πυρήνες Α, Β, Γ με τις αντίστοιχες ενέργειες σύνδεσης ανά νουκλεόνιο.

ΘΕΜΑ Α. Ι. Οδηγία: Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΦΥΣΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΟΡΟΣΗΜΟ ΘΕΜΑ Δ. Δίνονται: η ταχύτητα του φωτός στο κενό c 0 = 3 10, η σταθερά του Planck J s και για το φορτίο του ηλεκτρονίου 1,6 10 C.

ΕΠΑ.Λ. Β ΟΜΑ ΑΣ ΦΥΣΙΚΗ I ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΥΤΕΡΑ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2006 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

Μοριακή Φασματοσκοπία I. Παραδόσεις μαθήματος Θ. Λαζαρίδης

Μέτρηση μήκους κύματος μονοχρωματικής ακτινοβολίας

ETY-202. Εκπομπή και απορρόφηση ακτινοβολίας ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 12. ΎΛΗ & ΦΩΣ. Στέλιος Τζωρτζάκης 21/12/2012

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α

ιδάσκων: Λευτέρης Λοιδωρίκης Π

Μονάδες Η υπεριώδης ακτινοβολία. α. με πολύ μικρό μήκος κύματος δεν προκαλεί βλάβες στα κύτταρα του δέρματος. β. δεν προκαλεί φθορισμό.

(Β' Τάξη Εσπερινού) Έργο Ενέργεια

ΠΕΙΡΑΜΑ 4: ΟΠΤΙΚΗ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ AΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ

ΓΛ/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΟΡΟΣΗΜΟ. Τεύχος 3ο: Φυσική Γενικής Παιδείας: Ατομικά Φαινόμενα

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙ ΕΣ

Δx

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΑΠΟΦΟΙΤΟΙ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 09/01/12 ΛΥΣΕΙΣ

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΛΑ Β) ΔΕΥΤΕΡΑ 20 ΜΑΙΟΥ 2013 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

α. φ 1. β. φ 2. γ. φ 3. δ. φ 4. Μονάδες 5

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Ασκήσεις Φασµατοσκοπίας

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Οι ακτίνες Χ α. έχουν φάσµα που είναι µόνο συνεχές.

10η Ενότητα: Το υποσύστημα "αίσθησης"

Αλληλεπίδραση Ηλεκτρομαγνητικών. Κυμάτων με την Ύλη. Ελένη Καλδούδη. Υποψήφια Επίκουρος ΔΠΘ Φυσική Ιατρική Απεικόνισης - Τηλεϊατρική

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

A3. Δίνονται οι πυρήνες

ΙΑΤΡΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΥΠΕΡΗΧΟΓΡΑΦΙΑ

Μονάδες Η υπεριώδης ακτινοβολία. α. με πολύ μικρό μήκος κύματος δεν προκαλεί βλάβες στα κύτταρα του δέρματος. β. δεν προκαλεί φθορισμό.

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΤΡΙΤΗ 22 MAIΟΥ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Ενεργειακές στάθµεςονοµάζουµε τις επιτρεπόµενες τιµές ενέργειας Όταν το ηλεκτρόνιο βρίσκεται στην στιβάδα µε τη χαµηλότερη ενέργεια δηλ.

ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α1 Α4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 η - ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 14/09/2014 ΘΕΜΑ Α

Εξετάσεις Φυσικής για τα τμήματα Βιοτεχνολ. / Ε.Τ.Δ.Α Ιούνιος 2014 (α) Ονοματεπώνυμο...Τμήμα...Α.Μ...

Φωτοσύνθεση: η διεργασία που τρέφει τη βιόσφαιρα. η τροφή

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΥΛΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ

( J) e 2 ( ) ( ) x e +, (9-14) = (9-16) ω e xe v. De = (9-18) , (9-19)

Εισαγωγή στις βασικές αρχές και διαδικασίες της λειτουργίας του laser και των ιδιοτήτων των δεσμών laser.

ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ eclass: MED808 Π. Παπαγιάννης

Q 40 th International Physics Olympiad, Merida, Mexico, July 2009

Ανθεκτικότητα Υλικών και Περιβάλλον

Μοριακά φάσματα. Όσον αφορά τα ενεργειακά επίπεδα των ηλεκτρονίων σε ένα μόριο, αυτά μελετήθηκαν σε μια πρώτη προσέγγιση μέσω της μεθόδου LCAO.

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2013

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

Βιοφυσική. ΦΥΣ 415 Διδάσκων Σ. Σκούρτης (χειμερινό εξάμηνο ) 1 η Διάλεξη

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

ΚΕΦ.7 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΕΩΣ Μ. ΚΟΥΠΠΑΡΗΣ - ΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ ΑΝΑΛΥΤΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΙΙ

Περι - Φυσικής. ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ. Θέµα Α. Ενδεικτικές Λύσεις

ΑΓ.ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ ΠΕΙΡΑΙΑΣ ΤΗΛ , ΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ. Φως

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ:

Μονάδες Το γραμμικό φάσμα του ατόμου του υδρογόνου ερμηνεύεται με

Ενόργανη Ανάλυση II. Ενότητα 3: Εισαγωγή στις φασματομετρικές τεχνικές. Θωμαΐδης Νικόλαος Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας

Transcript:

Β εργαστήριο Ακτινολογίας Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ Βασικές αρχές των lasers/ Βιοφυσικοί μηχανισμοί αλληλεπίδρασης της δέσμης laser με τους ιστούς Σπυράτου Ελλάς Μεταδιδακτορική Ερευνήτρια, Β Εργαστήριο Ακτινολογίας, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ

Βασικές αρχές ακτινοβολίας laser. Πρωταρχικοί μηχανισμοί αλληλεπίδρασης της ακτινοβολίας laser με ιστούς. Βιοφυσικοί μηχανισμοί αλληλεπίδρασης της ακτινοβολίας laser με ιστούς.

Η ακτινοβολία laser και η σχέση της με το φάσμα της Η/Μ ακτινοβολίας

Η ακτινοβολία laser ως H/M κύμα Μήκος κύματος Συχνότητα κύματος Η ακτινοβολία laser ως σωματίδιο-φωτόνιο Ενέργεια φωτονίου Συχνότητα φωτονίου

Ιδιότητες της ακτινοβολίας laser Α) Μονοχρωματικότητα: Β) Συμφωνία: i) Χρονική συμφωνία ii) Χωρική συμφωνία Γ) Κατευθυντικότητα Δ) Λαμπρότητα Ε) Συνεχής ή παλμική λειτουργία

LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Ενίσχυση φωτός με εξαναγκασμένη εκπομπή ακτινοβολίας Οπτική κοιλότητα Δέσμη laser Ενεργό μέσο Καθρέπτης R=100% Μεταφορά ενέργειας με άντληση Kαθρέπτης R<100% Ενεργά υλικά ομοιογενούς πληθυσμού διεγερμένων ατόμων, μορίων ή ιόντων που κατά την αποδιέγερση τους εκπέμψουν. Διέγερση ενεργού υλικού μέσω άντλησης: λυχνίας φλας, ηλεκτρικής εκκένωσης, χημικής διέγερσης κ.α). Το είδος του ενεργού υλικού καθορίζει το της παραγόμενης ακτινοβολίας.

Ιατρικά laser στο οπτικό φάσμα Eνεργό υλικό: Στερεάς κατάστασης (Κρύσταλλος Nd:YAG, Er:YAG, Ho:YAG κα), αέριο (CO2, Ar+, He-Ne), ημιαγωγοί (διοδικά laser), διαλύματα υγρών κ.α

Πρωταρχικοί μηχανισμοί αλληλεπίδραση ακτινοβολίας laser ιστών.. Σύγκριση με την αλληλεπίδραση δέσμης ακτίνων Χ - φωτός laser με την ύλη

Η βιολογική δράση της ακτινοβολίας laser Φυσικές παράμετροι της ακτινοβολίας Οπτικές ιδιότητες του ιστού Θερμικές ιδιότητες του ιστού Μηχανικές ιδιότητες του ιστού

Η βιολογική δράση της ακτινοβολίας laser εξαρτάται από τις: Φυσικές παράμετροι της ακτινοβολίας: μήκος κύματος F= E / π (d/2) 2 πυκνότητα ενέργειας πυκνότητα ισχύος Διάρκεια παλμού χρόνος αλληλεπίδρασης Ποιότητα της δέσμης 3D απεικόνιση Gaussian δέσμης

Η βιολογική δράση της ακτινοβολίας laser εξαρτάται από τις: Οπτικές ιδιότητες του στόχου Συντελεστής ανάκλασης Συντελεστής διαπερατότητας Συντελεστής διάχυσης Θερμικές ιδιότητες του στόχου θερμική αγωγιμότητα Ειδική θερμότητα χρόνος θερμικής αποκατάστασης Συντελεστής απορρόφησης μ α (Τ)= μ α,ο + β ΔΤ http://www.cosmeticmd.com.au/treatments/laser_tech.php Μηχανικές ιδιότητες του στόχου Ελαστικότητα Σκληρότητα Αντοχή σε θλίψη και εφελκυσμό

Βιοφυσικοί μηχανισμοί αλληλεπίδρασης της ακτινοβολίας laser με ιστούς Απορρόφηση Η/Μ ενέργειας laser από έμβιο στόχο ενέργειας : Ενέργεια χημικών δεσμών Θερμότητα Μηχανική ενέργεια (κύματα πίεσης) Ενέργεια ηλεκτρικού πεδίου Φωτεινή ενέργεια (φθορισμός φωσφορισμός) Μετατροπή σε άλλη μορφή Θερμικές διαδικασίες φωτοθερμική δράση Μη θερμικές διαδικασίες - φωτοχημική δράση, φωτομηχανική δράση

Μονο-φωτονική διέγερση: ΦΩΤΟΧΗΜΙΚO ΜΗΧΑΝΙΣΜΟ Απορρόφηση ενός φωτονίου hv UV/VIS από τα φωτοβιοχημική αντίδραση ηλεκτρονιακή διέγερση Πολυ-φωτονική διέγερση: Απορρόφηση δύο ή περισσοτέρων φωτονίων hv 1, hv 2 κ.λ.π. και φωτοδιέγερση από τη θεμελιώδη στάθμη S 0 σε singlet S 1 και S n ή σε triplet T 1. Φωτοβιοχημικά αποτελέσματα-εφαρμογές: Φωτοδυναμική θεραπεία Βιοδιέγερση για επούλωση πληγών Φωτοδιάγνωση με laser

Συντελεστές απορρόφησης βιομορίων συναρτήσει του μήκους κύματος Βάθος διείσδυσης [συντελεστής απορρόφησης] -1

ΦΩΤΟΘΕΡΜΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ Η/Μ ακτινοβολία laser στην ορατή ή υπέρυθρη περιοχή απορροφάται από τα μόρια του ιστού προκαλώντας την ταλάντωση και την περιστροφή τους, που ακολουθείται από θερμικές μη ακτινοβολητικές διαδικασίες και μη θερμικές ακτινοβολητικές διαδικασίες. Οι μη ακτινοβολητικές διαδικασίες οδηγούν στη θέρμανση του υλικού. Οι ακτινοβολητικές διαδικασίες όπως ο φθορισμός, και η φωταύγεια προκαλούν ως δευτερογενές αποτέλεσμα τη θέρμανση του υλικού.

ΦΩΤΟΘΕΡΜΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ Διάδοση θερμικών κυμάτων στην επιφάνεια και στον όγκο του υλικού που προκαλούν μεταβολή της θερμοκρασίας στην επιφάνεια του. Ανάλογα με τις οπτικές και θερμικές ιδιότητες του βιολογικού στόχου, οι θερμοκρασίες που αναπτύσσονται οδηγούν σε:

Διάχυση της θερμότητας: Βασική αιτία για τη δημιουργία ανεπιθύμητων περιοχών νέκρωσης ή άλλης βλάβης στον ιστό. Για να ελαχιστοποιηθεί η διάχυση της θερμότητας, το βάθος απορρόφησης της ακτινοβολίας laser πρέπει να περιοριστεί στο λεπτότερο στρώμα κοντά στην επιφάνεια του ιστού. Επίσης η διάχυση της θερμότητας συνδέεται με το χρόνο θερμικής αποκατάστασης του υλικού: Φωτοθερμική δράση των laser παρενέργειες 1 D 2 όπου D(m 2 /s) είναι ο συντελεστής της θερμικής διάχυσης του ιστού. Για t p <τ η θερμική διάχυση μπορεί να θεωρηθεί αμελητέα.

Αποδόμηση με παλμούς διαφορετικής διάρκειας βραχείς παλμοί πολύ βραχείς παλμοί

ΦΩΤΟΜΗΧΑΝΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ Δημιουργία μηχανικών κυμάτων Απορρόφηση ισχυρής παλμικής Η/Μ laser από ορισμένα βιομόρια Φωτοϊονισμός και διάσπαση μοριακών δεσμών με «ψυχρό» τρόπο. Ο φωτο-ιονισμός, είτε με θερμιονική εκπομπή ηλεκτρονίων ή με πολυφωτονικό ιονισμό πλάσμα υδροδυναμικών ακουστικών και κρουστικών κυμάτων ρήξη μοριακών δεσμών εκρηκτική απομάκρυνση. Εφαρμογές: H ενδοσκοπική λιθοτριψία Χειρουργική αφαίρεση καταρράκτη ορισμένοι τύποι χειρουργικών επεμβάσεων κ.ά.

Βιοφυσικοί μηχανισμοί και εφαρμογές της ακτινοβολίας laser

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΔΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ LASER ΣΕ ΒΙΟΔΟΜΕΣ Η πυκνότητα ισχύος ως συνάρτηση του χρόνου αλληλεπίδρασης (ή το εύρος του παλμού) για διάφορες βιοϊατρικές εφαρμογές των laser.

ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ LASER ΣΕ ΒΙΟΔΟΜΕΣ - Ο ρόλος της δοσιμετρίας ; Μοντέλο Πολυφωτονικής απορρόφησης 30 PMMA λ=532 nm t p =6 ns Φωτοχημικός Μηχανισμός Ρυθμόσ αποδόμησης(μm/παλμό) 25 20 15 10 5 0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Πυκνότητα ενέργειας (J/cm 2 ) Μοντέλο φωτομηχανικού Μηχανισμού

ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ LASER ΣΕ ΒΙΟΔΟΜΕΣ - ο ρόλος της δοσιμετρίας ; Ιδιότητες του ιστού Φυσικοί παράμετροι δέσμης Ρυθμός αποδόμησης(μm/παλμό) 80 70 60 50 40 30 20 10 Αφυδατωμένος Ενυδατωμένος 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Πυκνότητα ενέργειας (J/cm 2 ) Ρυθμός αποδόμησης(μm/παλμό) 80 70 60 50 40 30 20 10 (α)εκτός εστίας d 1 (β)στην εστία d 2,d 3 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Πυκνότητα ενέργειας (J/cm 2 )

Φωτοχημική δράση Φωτοθερμική δράση Φωτομηχανική δράση Ανάγκη για ασφαλή Βιοδοσιμετρία!! Φυσικές παράμετροι ακτινοβολίας Οπτικές ιδιότητες ιστού Θερμικές ιδιότητες ιστού Μηχανικές ιδιότητες ιστού

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Ιατρικά lasers: Επιστήμη και κλινική εφαρμογή, G. Carruth and A. McKenzie, μετάφραση, σύγχρονη ενημέρωση και επιμέλεια Α.Α. Σεραφετινίδης και Μ.Ι. Μακροπούλου, Εκδόσεις Συμμετρία, Αθήνα, 1994. 2. http://mycourses.ntua.gr/course_description/index.php?cidreq=semfe1077 3. Biophysics of the photoablation process, G. Muller, K. Dorschel, H. Kar, Lasers in Medical Science, V.6, p. 241, 1991. 4. Role of tissue optics and pulse duration on tissue effects during highpower laser irradiation, S.L. Jaques, Applied Optics, V.32, p. 2447, 1993. 5. P.N. Prasad. Introduction to Biophotonics. Wiley Interscience Inc., New Jersey, (2003). 6. M S Patterson and S Jacques, Laser-tissue interactions, in Handbook of Laser Technology and Applications (C. Webb, ed.) Institute of Physics Publishing, Bristol, (2003).

Ευχαριστώ για την προσοχή σας