High Power Laser

Il nome LASER è l’acronimo di Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. I laser sono sorgenti di luce coerente che si basano sull’emissione stimolata di radiazione da parte di un sistema di atomi eccitati che operano transizioni da uno stato quantico ad un altro di energia inferiore.
Il primo impiego in campo medico risale ad un anno dopo la costruzione del primo laser nel 1960 e da allora il suo uso si è esteso rapidamente a tutti i campi della medicina. L’assorbimento della radiazione laser nei tessuti biologici dà origine a vari tipi di processi che, controllati in modo adeguato, permettono interventi clinici precisi ed efficaci.

Interazione laser-tessuto
Le differenti modalità in cui possono realizzarsi interazioni sono principalmente di tre tipi: fotochimica, fototermica e fotomeccanica, che si sviluppano, rispettivamente, ad intensità basse, medioalte, ed alte [1-7].

Interazione fotochimica
l’energia assorbita nel tessuto viene utilizzata per modifiche strutturali delle molecole esistenti e/o per la produzione di nuove sostanze in seguito a reazioni chimiche attivate dalla radiazione laser. Questo tipo di interazione diventa importante per esposizioni a basso irradiamento e di durata superiore al secondo.
Interazione fototermica
Gran parte delle applicazioni terapeutiche dei laser si basano sulla conversione di radiazione ottica in energia termica. Nell’interazione fototermica l’energia assorbita nel tessuto viene trasformata in energia termica; la generazione di calore nei tessuti è determinata dall’assorbimento locale di radiazione laser da parte delle molecole presenti nei tessuti. A seconda della temperatura raggiunta dal tessuto si possono distinguere i seguenti regimi, tutti irreversibili tranne il primo:

• regime ipertermico (T<50°)
• regime coagulativo (50°<T<100°)
• regime di vaporizzazione (T»100°)

Questo tipo di interazione si verifica per laser ad emissione continua con irradiamenti superiori a 10 W/cm2, o per laser pulsati con durata dell’impulso superiore al microsecondo. Per esposizioni molto lunghe e per ? > 600 nm è l’unica interazione che determina il danno ai tessuti. A livello macroscopico gli effetti biologici di tipo fototermico possono essere classificati secondo differenti processi termodinamici a cui corrispondono le principali modificazioni istologiche riassunte in tabella.

Effetti fotomeccanici
Quando la durata dell’impulso laser è inferiore ai microsecondi, in generale, accanto ai processi di natura puramente termica si sviluppano ad opera della radiazione laser incidente effetti fotomeccanici. Questi si manifestano come impulsi di pressione, che si propagano sia nell’aria antistante la superficie irraggiata, che nel tessuto stesso. In aria, in dipendenza del tipo d’interazione, l’onda di pressione può essere di tipo acustico, ovvero di bassa pressione propagantesi alla velocità dei suono, oppure un’onda d’urto (shock), caratterizzata da un elevato picco istantaneo di pressione e propagantesi a velocità supersonica. Nel tessuto, gli impulsi di pressione sono generati durante l’irraggiamento laser in seguito ad una rapida espansione locale dovuta al riscaldamento indotto. In particolari condizioni, essi possono essere in grado anche di rimuovere il tessuto in cui si propagano, come avviene nei processi di fotoframmentazione.

Assorbimento radiazione laser
In generale, l’interazione della radiazione luminosa con un mezzo biologico dipende dalla lunghezza d’onda della radiazione stessa e dalle proprietà ottiche del tessuto. Un ruolo fondamentale è rivestito dall’acqua (figura 1), che rappresenta il principale assorbitore nella regione spettrale dell’infrarosso. Inoltre, nelle bande ottiche del visibile e del vicino infrarosso ha luogo una notevole diffusione di radiazione, dovuta all’abbondanza di strutture cellulari di dimensioni confrontabili con la lunghezza d’onda di irraggiamento. Questo processo ha effetto sulla propagazione delle luce producendo una riduzione della profondità di penetrazione effettiva della radiazione nei tessuti.

Lasersix YAG
il nuovo laser terapeutico della Sixtus vanta caratteristiche tecniche che sfruttano i suddetti principi per ottenere il miglior risultato possibile e garantire i massimi effetti terapeutici. Infatti ha una importante potenza massima di 12 W ed è possibile sfruttarla in emissione continua (per ottenere un migliore effetto fototermico, utile soprattutto nelle applicazioni sul tessuto muscolare); sia in emissione pulsata (maggiore effetto fotomeccanico, utile nelle tendinosi e nelle problematiche periarticolari).
Inoltre la sua lunghezza d’onda di 1064 nm fa si rientri nella “finestra terapeutica” dei laser in fisioterapia, nella quale la radiazione non viene assorbita dai cromofori (melanina, emoglobina, ecc.) presenti nel derma e nella cute, riuscendo così ad essere l’unico in grado di penetrare in profondità andando a stimolare le strutture articolari e/o profonde.

La tecnologia HPLT (High Power Laser Therapy) si basa sul noto principio della terapia laser a basso livello (LLLT). L’elevata potenza e la scelta della giusta lunghezza d’onda consentono la penetrazione profonda dei tessuti. HPLT offre una forma potente e non assuefacente di gestione del dolore. Attraverso un processo naturale di trasferimento di energia (biostimolazione ed effetto fotomeccanico) accelera la guarigione e la rigenerazione. L’HPLT è particolarmente efficace nel trattamento di lesioni sportive, ad es. affaticamento muscolare o distorsione o lombalgia causato da es. ernia del disco.
Il laser ad alta potenza di classe IV NON è un dispositivo laser di classe III (dispositivo laser LLLT / terapia a bassa intensità. È un laser terapeutico ad alta potenza con la capacità di stimolare l’energia di nei tessuti estremamente profondi (fina 15 cm). Ciò consente il trattamento accelerato di lesioni superficiali, distorsioni / strappi e tessuti intra-articolari profondi (all’interno delle articolazioni) irraggiungibili da qualsiasi altra modalità di terapia fisica.
La tecnologia laser di Classe IV offre 1500 volte più potenza in una regione di trattamento rispetto ad un laser di Classe. Inoltre, penetra fino a 10 volte in più, ciò gli consente di penetrare più profondamente nell’articolazione rispetto a qualsiasi altra modalità terapeutica.

Bibliografia
[1] L. Goldman and R.J. Rockwell, Lasers in Medicine, Gordon & Breach, New York, 1971.
[2] J.R. Hayes and W.L. Wolbharst, Models in pathology: Mechanism of action of laser energy with biological tissues,in “Laser Applications in Medicine and Biology, Vol. 1”, W.L.Wolbharst, ed., Plenum Publishing Co, New York, 1975, pp. 255-274.
[3] R. Pratesi and C.Sacchi, eds., Lasers in Photomedicine and Photobiology, Springer, New York, 1980.
[4] J.D. Regan and J.A. Parrish, Science of Photomedicine, Plenum Publishing Co, New York, 1982.
[5] G. Müller and B. Schaldach, Basic Laser Tissue Interaction, in “Safety and Laser Tissue Interaction, Advances in Lasermedicine II”, Ecomed, Landsberg, 1989, pp. 17-25.
[6] R. Pratesi, ed., Optronic Techniques in Diagnostic and Therapeutic Medicine, Plenum Press, New York, 1991.
[7] K. Dörschel and G. Müller, Photoablation, in “Future Trends of Biomedical Applications of Lasers”,L.O.Svaasand, ed., SPIE Vol. 1525, 1991, pp. 253-179.