Выбор типа лазера. Расчёт основных параметров

реферат

Курсовая работа содержит: 24 с., 3 рисунка, 1 таблицу, 7 источников.

Объект разработки -- лазер, предназначенный для проведения процедуры по коррекции шрамов, в частности келоидных рубцов.

Цель работы -- выбрать тип лазера и режим его работы для лазерной коррекции шрамов, определить требуемые энергетические характеристики лазера, выполнить расчет КПД установки.

Описаны особенности взаимодействия лазерного излучения с биотканью. Предложена схема установки для лазерной коррекции шрамов. Описан принцип работы выбранного типа лазера. Приводится расчет энергии лазерного излучения, объема активной среды, КПД установки.

ЛАЗЕР, АБЛЯЦИЯ, АКТИВНАЯ СРЕДА, РЕЗОНАТОР, ИТТРИЙ АЛЮМИНИЕВЫЙ ГРАНАТ, ЭРБИЙ, ЭНЕРГИЯ, ИСТОЧНИК НАКАЧКИ.

содержание

Введение

1 Сущность лазерного метода  коррекции шрамов

1.1 Виды шрамов

1.2 Основные методы лазерной  коррекции шрамов

1.3 Некоторые особенности лечения  келоидных рубцов

1.4 Распределение энергии при  лазерном облучении биотканей

1.5 Реакция биотканей на тепловое  воздействие

1.6 Лазеры, применяемые для шлифовки

2 Выбор типа лазера. Расчёт основных  параметров

2.1 Тип лазера

2.2 Расчёт параметров активной  среды

3 Конструкция установки. КПД

Выводы

Список литературы

введение

В современной медицине существует немало способов удаления рубцов и шрамов: можно вырезать шрам - провести пластику рубцов, или хирургическое иссечение рубцов, криодеструкция рубцов, гормональное лечение рубцов, разнообразные мази для рассасывания рубцов, удалить рубец позволяет и химический пилинг, силиконовые пластины, технологии лазерного удаления шрамов.

Среди всех перечисленных методов лечения рубцов кожи, шлифовка лазером рубцов и шрамов вне конкуренции, так как обеспечивает наилучший и максимально предсказуемый результат разглаживания рубцов любого происхождения. Важно, что лазер рассасывает рубцы быстро, безвредно и без побочных эффектов, свойственных другим методикам рассасывания шрамов.

Возможности лазеров при удалении шрамов в медицине практически безграничны. Лазерная шлифовка швов - это:

- лечение рубцов от угрей  и рубцов от прыщей;

- лечение рубцов после ветрянки  и других сопровождающихся сыпью  и образованием рубчиков болезней;

- удаление шрамов от прививок  на руке, таких как рубцы от  БЦЖ и осповакцины;

- лечение келоидных швов;

- устранение смертельно опасных  для самооценки многих женщин  рубцов после кесарева сечения;

- удаление послеоперационных рубцов  лазером позволяет устранять  не только шрамы после операции  и шрамы от аппендицита, но  даже проводить успешное лечение  рубцов после ожога;

- выведение татуировок на шрамах (шлифовка позволяет удалить и  шрам, и татуировку без иссечения  шрама);

- сведение шрамов после шрамования;

- коррекция гипертрофических рубцов  головы, позволяет модифицировать  даже шрамы от пересадки волос, и т.п.

В связи с тем, что человека всегда волновала его внешность, появление лазерных технологий в косметологии произвело настоящий бум по количеству и разнообразию исправляемых ими недостатков. Однако из-за малоизученности и большой стоимости процедур лазерное косметологическое оборудование распространено лишь в больших городах.

Целью курсовой работы является разработка установки, предназначенной для коррекции рубцов и шрамов (в первую очередь - келоидных рубцов), а именно: выбор типа коррекции, длины волны и активной среды лазера, расчёт параметров активной среды, мощности и КПД установки, выбор источника накачки лазера.

1 сущность лазерного метода  коррекции шрамов

1.1 Виды шрамов

Шрам (рубец) - это прослойка соединительной ткани. Причиной возникновения рубца может быть любое повреждение кожи. В медицине считается, что рубцы являются результатом замещения собственных тканей кожи на соединительную в результате различных повреждений: механическое воздействие, температурное (рубцы образуются после ожогов), кожных болезней (так называемое постакне). Проблема рубцов является общей как для врачей-дерматологов, так и хирургов-косметологов. Каждый из этих специалистов занимается данной проблемой. Рубцы не так просты, как кажется на первый взгляд. Существует много подвидов и групп. Например, важно разделять физиологическое рубцевание и патологическое. Физиологическое - это когда после травмы рубец постепенно бледнеет и становится компактным. А иногда вдруг начинается обратный процесс - рубец увеличивается, становится ярче, краснеет или синеет. В этом случае развивается патологическое рубцевание, и тогда необходимо вмешательство специалиста для принятия решения о коррекции процесса. Рубец может возникнуть после травмы, операции, пирсинга и так далее и является результатом закрытия тканевого дефекта вновь образованной соединительной тканью. Если повреждение затрагивает только эпидермис, то следов не остается, так как клетки базального слоя эпидермиса сохраняют способность к полной регенерации в течение всей жизни. Если же повреждение затрагивает более глубокие слои кожи (дерму), то тканевый дефект заполняется грануляционной тканью, которая в дальнейшем формируется в рубец.

Чтобы эффективно удалить рубец или разгладить его, сначала необходимо определить вид рубца кожи. В косметологии рубцы делятся на несколько видов:

1 Нормотрофический рубец - это оптимальный  вариант рубца, который возникает  при нормальной реакции тканей  на травму. Нормотрофический рубец  лежит на уровне нормальной  здоровой кожи, он эластичный  и светлый. Рассасывание таких  рубцов может даже происходить  самостоятельно, без лечения.

2 Атрофические и гипотрофические  рубцы возникают тогда, когда  при затягивании раны образуется  недостаточное количество коллагена. Это западающие, втянутые рубцы, находящиеся ниже уровня кожи. Несмотря на светлый цвет, гипотрофические  и атрофические рубцы заметны, поэтому атрофический рубец в  лечении уже нуждается.

3 Гипертрофические рубцы, наоборот, возникают при избыточной реакции  тканей на травму. В этом случае  образование рубца, как правило, проходит в неблагоприятных условиях. Избыток коллагена не может  полностью рассосаться, в результате  чего появляется рубец гипертрофированный, выступающий над поверхностью  кожи, как правило, более темный, очень заметный. Гипертрофические  рубцы чаще всего нуждаются  в процедуре лазерной шлифовки  рубцов.

4 Келоидные рубцы - самые заметные  и неприятные. Причины образования  келоидного рубца примерно такие  же, как гипертрофического. Келоидный  рубец резко выступает над  уровнем кожи, причем рубец, как  правило, шире своего основания. Цвет келоидного рубца обычно  розовый с выраженным синюшным  оттенком. Кроме неприглядного внешнего  вида, гипертрофические келоидные  рубцы являются крайне болезненными. Поэтому, даже отложив в сторону  эстетические соображения, необходимость  удаления келоидных рубцов очевидна.

1.2 Основные методы лазерной  коррекции шрамов

Существует два метода лазерного удаления рубцов:

1. Лазерное лечение шрамов и  рубцов неодимовым лазером - это  средство от шрамов, эффективного  лечения швов и метод убрать  рубцы, с помощью которого рубцовая  ткань преобразуется в нормальную. В процессе лечения лазером  рубцов импульсное воздействие  неодимового лазера размягчает  и сравнивает рубец с кожей. Возможно даже восстановление  волос на шрамах волосистой  части головы!

2. Корректировка рубцов методом  микродермабразии - лазерная шлифовка  шрамов и рубцов эрбиевым или  СО2-лазером. Коррекция шрамов и устранение рубцов микродермабразией происходит за счет того, что лазер слой за слоем удаляет рубцовую ткань. Лечение шармов дермабразией позволяет проводить коррекцию рубцов всех видов, прежде всего гипертрофических и нормотрофических рубцов. Метод удаления рубцов лазером подходит и для атрофических рубцов. Выравнивание рубцов этого вида совмещается с последующей пластикой шва. Атрофические рубчики сначала шлифуют эрбием, а в ходе последующей пластики шрама заполняют биодеградирующими гелями или коллагеном, чтобы сравнять рубец с поверхностью кожи.

Преимущества лазерной шлифовки:

- только лазерная шлифовка рубцов  и шрамов в процессе пластики  рубца способна деликатно и  с точностью до микрона устранить  рубцовую ткань, чего не позволяет  ни один другой метод лечения  рубцов;

- только шлифовка лазером рубцов  и шрамов в достаточном количестве  запускает синтез коллагена - «строительного  материала» для обновления кожи;

- только процесс удаления шрамов  лазером стимулирует активное  деление здоровых клеток, тем  самым обеспечивая устранение  шрамов, рассасывание рубцов и  формирование новой гладкой кожи;

- только луч лазера против  рубцов обладает бактерицидным  действием, нивелируя риск инфекции  и осложнений в процессе лечения  шрамов и рубцов микродермабразией.

При дермабразии луч лазера действует деликатно и бережно. Он концентрируется в определенной точке (с точностью до миллиметра) и, нагревая, испаряет тканевую жидкость вместе с клеткой, не повреждая окружающие ткани и эпидермис. Одновременно лазер коагулирует и стерилизует поверхность раны, поэтому заживление происходит быстрее. Целебным является и само лазерное излучение -- оно улучшает большинство обменных процессов: улучшает циркуляцию крови, повышает содержание кислорода, снижает отечность тканей, активизирует общий и клеточный иммунитет, уменьшает аллергические реакции кожи. Применение этой технологии не имеет возрастных ограничений. Абсолютных противопоказаний также нет, а относительными могут считаться лишь онкологические заболевания внутренних органов, инсульты в остром периоде, туберкулез и системные заболевания крови в острой стадии.

1.3 Некоторые особенности лечения  келоидных рубцов

Келоидные рубцы любят притворяться гипертрофическими. Очень важно, чтобы доктор смог отличить одно от другого. Иначе лечение может быть не только безрезультатным, но и опасным. Келоидными рубцами медики заинтересовались еще в конце XIX века, обратив внимание на то, что некоторые рубцы продолжительное время после получения травмы развиваются и дальше и сильно перерастают границу повреждения участка кожи. Если в случае с гипертрофическими рубцами их размеры четко соответствуют размеру повреждения, то в случае с келоидами они могут возникать на месте небольшого повреждения и превышать первичную площадь в несколько раз.

Чаще всего келоидные рубцы развиваются на ушных раковинах, грудной клетке, реже - на суставах. Известны случаи развития келоидных рубцов на лице.

Развитие келоидных рубцов происходит в четыре этапа:

1. Стадия эпителизации означает, что травмированный участок покрывается  тонкой пленкой плоского эпителия, через 7 - 10 дней начинает грубеть  и слегка уплотняется, цвет его  из розового становится более  бледным. В таком состоянии рубец  находится 2-2,5 недели.

2. Стадия набухания характеризуется  увеличением рубца, болезненностью  при контакте с ним, рубец уже  возвышается над уровнем кожи. Через 3 - 4 недели болезненность уменьшается, а покраснение усиливается, приобретая  цианотичный оттенок.

3. Стадия уплотнения - рубец уплотняется  на всем протяжении, очагово покрывается  плотными бляшками, становится бугристым  и внешне напоминает келоид.

4. Стадия размягчения - рубец бледнеет, становится мягким, подвижным и  безболезненным. Процесс может перейти  в стадию размягчения, и рубец  сохранит келоидный характер.

По своим разновидностям келоиды подразделяются на молодые и старые. Тактики лечения этих двух форм кардинально отличаются. Молодые келоиды - это келоиды со сроком существования от 3 месяцев до 5 лет. Характеризуются активным ростом, имеют гладкую блестящую поверхность и цвет от красного до цианотичного. Старые келоиды - это келоиды со сроком существования от 5 до 10 лет. Характеризуются неровной морщинистой поверхностью, иногда - западанием центральной части, более бледной окраской по сравнению с молодыми келоидами.

Ученые до сих пор не могут четко сказать, что же является инициирующим фактором для развития келоидных рубцов. К известным причинам относят и хирургическое вмешательство, и татуировки, и вакцинацию, и укусы зверей или насекомых, и ожоги, и пирсинг, и даже спонтанное развитие без предшествующей травмы (в очень редких случаях, но имеющих место быть). Никто из врачей не может объяснить, почему в одних случаях появляются гипертрофические рубцы, а в других -келоидные. Еще одно отличие келоидных рубцов от иных - они ощутимо болят. Многие пациенты с келоидными рубцами жалуются на нудящий зуд (другие рубцы, как правило, не доставляют физического дискомфорта).

Что касается лечения шрамов и рубцов, то здесь все сложнее, чем с другими рубцами. Сейчас выделяют несколько направлений:

1 Криотерапия. При этой методике  используются жидкий азот и  термоэлемент для достижения  температуры минус 40 градусов по  Цельсию. Криотерапия способствует  уплощению келоидных рубцов, но  совершенно не подходит для  лечения темнокожих пациентов  из-за риска появления пигментации.

2 Лучевая терапия. Известно, что  в мире было проведено около 15 исследований эффективности лучевой  терапии для лечения келоидов. Главный эффект такого лечения - предупреждение дальнейших рецидивов, но облучение не очень полезно  для всего организма.

3 Хирургическое иссечение, при  котором уменьшают площадь поражения. Возможно удалить всю массу  рубца и заменить келоид более  тонким, косметически приемлемым  рубцом. По сути, это замена одного  рубца на другой.

4 Лазерная шлифовка, при которой  испаряют ткань келоидного рубца. Эффект близок к эффекту хирургического  иссечения.

1.4 Распределение энергии при  лазерном облучении биотканей

Цель лазерного облучения - ввести энергию излучения в локальный объём ткани и стимулировать в нём требуемые фотохимические и тепловые процессы, дающие благоприятный медицинский эффект. Очевидно, что чем большая доля энергии излучения поглощается в выделенном объёме ткани, тем совершеннее лазерная медицинская процедура. Для решения задачи целевой доставки энергии к локальному объёму лазерное излучение не имеет альтернативы. Однако следует учитывать, что значительная часть энергии света отражается, рассеивается, или проходит сквозь целевой участок ткани. На рисунке 1.1 схематично изображены процессы перераспределения световой энергии падающего луча. При попадании излучения на поверхность ткани примерно 4% энергии излучения зеркально отражается согласно закону Френеля. Оставшаяся часть излучения преломляется на шероховатостях поверхности и распространяется в конусе, который расширяется по мере прохождения луча к цели. Поскольку биологическая ткань обычно является оптически неоднородной, то излучение претерпевает множество актов рассеяния, при которых фотон меняет своё направление, не теряя энергию. Из-за актов рассеяния фотоны случайно блуждают в объёме биоткани, или другими словами, диффузно рассеиваются.