O documento discute o funcionamento dos lasers e suas aplicações médicas. Em 3 frases: 1) Os lasers funcionam estimulando átomos ou moléculas a emitirem fótons de mesma frequência dentro de uma cavidade, gerando um feixe coerente, monocromático e colimado de luz. 2) Os lasers médicos podem ser de alta ou baixa potência e são usados em aplicações como depilação, cirurgia, tratamento de lesões e dor. 3) A interação do laser com os tecidos depen

1. Fisiostética
Electrologia
-
LASER -
Prof.ª Ana Maria- ENGENHEIRA ELECTROTÉCNICA

2.  LASER
 Ligtht Amplification by Stimulated Emission of
Radiation
 Amplificação da Luz por Emissão Estimulada de
Radiação

3. 1965 O termo maser óptico foi substituído por
 LASER.
O laser passou por enormes avanços e
apresenta inúmeras aplicações do dia-a-dia.
- Discos de áudio
- leitura ótica de supermercado
- telecomunicações
- medicina
LUZ energia eletromagnética
Comprimento de onda entre 100 e 10.000 nanometros
Luz visível 400 (violeta) a 700 nm

4. A energia luminosa é transmitida no
espaço como ondas que contém
pequenos “pacotes de energia” :
A energia luminosa é transmitida no espaço como ondas que contém
pequenos “pacotes de energia” :
Os fotões contém uma quantidade definida de
energia, dependendo do seu comprimento de onda

5.  Princípios da geração do laser:
Átomo: neutrões
 prótões
 elétrões
Neutrões + prótões = núcleo do átomo
 (carga positiva)
Elétrões = giram em órbita ao redor do núcleo
 (carga negativa)

7.  Emissão estimulada de radiação:
Os átomos ou moléculas dentro de uma
cavidade são excitados através de uma energia.
Quando a maioria destes átomos ou moléculas está em
estado excitado podem começar a emitir fótões que irão
viajar no interior da cavidade, uns estimulando os outros.
Para isso é necessário um ambiente com número ilimitado
de átomos excitados, que é chamado de inversão de
população (mais átomos em estado excitado do que em
estado fundamental).
A emissão estimulada irá produzir mais fótões da
mesma frequência que se irão propagar em todas as
direções.

8. Espelhos refletores são colocados nas extremidades desta
cavidade permitindo a reflexão, aumentando ainda mais a
emissão e, portanto promovendo uma amplificação da
radiação.

9. São tantos fotões estimulados que a câmara não pode conter
a energia.
Quando se atinge um nível específico de energia, fotões de um
comprimento de onda particular são ejetados pelo espelho
semipermeável.

10. A luz l A luz laser é emitida de modo
organizado e apresenta 3 propriedades:
o disti–COERÊNCIA: todos os fotões de luz emitidos
a partir de moléculas individuais de gás têm o mesmo
comprimento de onda e estão em fase uma com a
outra.
-MONOCROMATICIDADE: a especificidade da luz
de um único comprimento de onda definido. Se a
especificidade está no espectro da luz visível, ela tem
apenas uma cor.
-COLIMAÇÃO:há uma divergência mínima dos
fotões. Os fotões movem-se de forma paralela,
concentrando o feixe de luz.

11. Os lasers são classificados de acordo com a natureza do
material colocado entre as duas superfícies refletoras.
Os meios de produção de laser podem ser:
Cristal e vidro (estado sólido)
Gás (HeNe)
Semicondutor
Corante líquido e químico
Diodo (GaAs)
Considere dois cristais de arsenieto de gálio. Adicionando-se telúrio a
um deles,estaremos conferindo ao mesmo características elétricas
positivas, pois o resultado da reação proporciona falta de electrões.
Ao segundo cristal será adicionado zinco, o que conferirá ao mesmo
característica elétricas negativas, pois da reação resultará um número
excessivo de electrões.
Unindo-se os dois cristais formar-se-á um diodo. Uma corrente elétrica
aplicada a este diodo “desprende” ondas eletromagnéticas, que são
guiadas a uma janela onde o feixe é emitido.

12. Lasers podem ser:
Lasers podem ser de alta e baixa potência
Alta potência: apresentam respostas térmicas. São usados para:
Cortes cirúrgicos e coagulação
Oftalmologia
Dermatologia
Oncologia
Cirurgia vascular
Baixa potência: atérmicos, produzem efeitos fotoquímicos
em vez de térmicos. São usados para:
Cicatrização de feridas
Manuseio da dor
Modos de emissão:
Contínuo e pulsado
Ex. caneta Laser 660 nm e 830 nm, 904 nm é
apenas pulsado.

13. Ambos os tipos de laser apresentam potencial
terapêutico elevado, comparativamente:
HeNe se destaca em lesões superficiais, com
penetração direta de 2 a 5mm e indireta de 10mm.
AsGa se destaca em lesões profundas, com penetração
indireta de 1 a 2cm e indireta de 5cm.
Lasers mais comuns
GaAs (904 nm) – arsenieto de gálio – feixe não visível (infra-vermelho)
GaAlAs (830 nm) – arsenieto de gálio e alumínio- feixe não visível
AlGaInP (660 nm) – alumínio, gálio, índio e fósforo- feixe visivel
HeNe (632,8 nm) – hélio e neon- feixe visivel (vermelho)

14. O que importa no laser AsGa não é sua potência de pico mas sim a
sua potência média.
A potência média de alguns emissores de laser AsGa muitas
vezes é inferior à potência de emissão dos apararelhos de
laser HeNe.

15. O laser HeNe é mais energético do que o laser
AsGa, pois a frequência é inversamente propor-
cional ao comprimento de onda.
O laser HeNe (632,8 nm), de comprimento de onda menor
que o AsGa (904 nm), apresenta frequência superior ao laser
AsGa e, consequentemente, carrega mais energia nos seus
"quantuns".
Radiação laser sobre o corpo humano
1.Reflexão – radiação bate na pele e é refletida;
2.Transmissão – parte da radiação incidente
ultrapassará as diferentes camadas da pele;
3.Absorção – ou processo de incorporação da
radiação laser.
Nota: a incidência deve ser sempre perpendicular,
de modo a dificultar a reflexão;
4.Dispersão – a radiação transpõe diferentes
camadas, parte dela é retida e difundida pelos diferentes
estratos de pele.

16. A dispersão do laser na pele se dá através do colágeno presente na derme. Ela é importante, pois reduz
rapidamente a fluência de energia que fica disponível para absorção do cromóforo-alvo. A dispersão diminui
com o comprimento de ondas maiores de 600 a 1.200 nm, tornando ideal, por exemplo, para depilação a laser.

17. Ação e efeito
1 – Efeitos primários ou diretos:
Efeito bioquímico devido à síntese prostaglandinas
Efeito bioelétrico
Efeito bioenergético
2– Efeitos secundários
Estímulo a microcirculação
Estímulo trófico celular e estímulo à velocidade de
cicatrização.
A pele seca, desidratada reflete mais a luz do laser do que a
pele hidratada, sendo a perda de energia maior na pele seca.

18. 3 – Efeitos terapêuticos:
Aumento do ATP intracelular
 Critérios de dosagem:
1. Indivíduos de pele mais escura necessitam de doses
menores do que indivíduos de pele mais clara.
2. Indivíduos em estado nutricional normal parecem
necessitar de doses menores que indivíduos mal
nutridos.
3. Regiões do corpo onde a epiderme é mais espessa
necessitam de doses mais elevadas do que regiões de
epiderme menos espessa.
4. Aparentemente, o stresse determina a necessidade
de doses mais elevadas.

19. UMA PEQUENA VISÃO DE ANATOMIA E FISIOLOGIA
Os tecidos são células semelhantes e especializadas em determinada função.
Os tecidos podem ser:
- Epitelial: Tem como funções: o revestimento (epiderme, mucosas e serosas) e a secreção (glândulas).
- Conjuntivo: Tem como funções: o preenchimento (adiposo e propriamente dito), sustentação (cartilaginoso e
ósseo), defesa e transporte (homeotopoético).
- Muscular: Tem como função: o movimento.
- Nervoso: Têm como funções: receber e transmitir impulsos nervosos

20. O folículo piloso é um poro pequeno onde se forma um
composto de proteínas, a queratina.
A Papila Germinativa tem células especializadas, queratinócitos, que
produzem queratina.
A queratina juntamente com minerais levam ao crescimento do pêlo.
Outras células, os melanócitos, produzem melanina, proteína
responsável pela pigmentação.
Os melanócitos estão ao nível do bulbo.

21. O efeito do laser varia em função de:
 Comprimento de onda;
 Duração do impulso,
 Tamanho, tipo e profundidade do alvo;
 Interacção entre a luz emitida pelo laser e o alvo
determinado.
 Os principais alvos do laser médico são:
1) pigmento natural, 2) pigmento externo;
3) água intracelular; 4) aminoácidos e ácidos nucleicos.
Aos pigmentos naturais e externos chamam-se cromóforos.
O cromóforo é um grupo de átomos que dá cor a uma substância e absorve luz
com um comprimento de onda específico no espectro do visível.
Os cromóforos da pele são a oxihemoglobina e desoxihemoglobina, melanina,
carotenos, água e proteínas.
A monocromaticidade do laser determina a absorção seletiva por parte dos
cromóforos, com resposta afim a um ou a vários comprimentos de onda,
fenômeno conhecido como ressonância à uma determinada freqüência. Cada
comprimento de onda, portanto, terá um tipo diferente de interação segundo o
tecido alvo.

22. Não há nenhum comprimento de onda que permita atingir um cromóforo de
forma completamente específica. A janela óptica escolhida é apenas a mais
seletiva possível para o tecido alvo. Daí a importância dos sistemas de
resfriamento que resfriam a epiderme e a derme superficial e deste modo
reforçam a seletividade da ação térmica ao nível dum alvo mais profundo.
PENETRAÇÃO DO LASER NOS TECIDOS
Laser CO2- comprimento de onda 10600 nm (invisível).Nessa faixa não há
cromóforo específico que absorva o Laser, ocorrendo portanto, absorção não
seletiva da luz pela água intra e extravascular.

23. Gordura
A gordura, segundo novo gráfico de sua
curva de absorção demonstrado por Rox
Anderson, apresenta picos de forte
absorção em
1.200 nm e 1700 nm.

24. CROMÓFOROS DA PELE

25. Tempo de relaxamento térmico TRT
É o tempo que o alvo leva para resfriar após altas
temperaturas.
Pelo princípio da física, volumes maiores demoram mais tempo
a resfriar do que pequenas estruturas pois a condução de calor
é proporcional ao quadrado do tamanho do objeto.
Varia desde alguns nanossegundos (partículas de tatuagens)
até centenas de milissegundos (veias das pernas).
ATENÇÃO!
Fototermólise seletiva : há uma liberação de calor localizada e efetiva na fototermólise
seletiva da melanina e hemoglobina quando:
1. O comprimento de onda usado é absorvido pela estrutura-alvo
2. O tempo de exposição do laser é menor ou igual ao tempo necessário da estrutura alvo
resfriar
3. A energia usada é suficiente para destruir o alvo.

26. No caso de laser para depilação, o cromóforo é a melanina da haste do pêlo e do
bulbo.
Porém, o que se quer é destruir a porção inferior que envolve o pelo, que é
o bulge e as glândulas sebáceas, que não sendo pigmentadas , podem ser
destruídas apenas pela propagação do calôr gerado ao nível do bulbo.
Uma vez destruídos torna-se impossível criar um novo folículo.
Mas, atenção, o crescimento do pêlo está sugeito à estimulação hormonal.
Neste caso, o tempo de dano térmico deve ser maior que o tempo de
relaxamento, pois pretende-se que o calor libertado pela haste e bulbo do
pêlo, dissipe e destrua a bulge, que não tem cromóforo.

27. A melanina epidérmica é frequentemente um indesejado alvo
cromóforo durante o tratamento a laser de lesões vasculares e
remoção de pêlos.
A melanina absorve desde a radiação luminosa UV até à IV.
Minimização do dano epidérmico: Resfriamento da pele.
Principalmente no tratamento de tipos de pele mais pigmentadas, nas
quais os efeitos colaterais são mais comuns.
Todos os métodos de resfriamento envolvem a extração do calor por
condução à superfície da pele.
Tipos : Pré-resfriamento, resfriamento paralelo e pós-resfriamento

28. Exemplo ilustrativo do spray de criogênio sendo liberado sobre a pele milissegundos antes do pulso
de laser. O resfriamento é rápido e ocorre somente na camada superior da epiderme. Pode ser controlada a
quantidade de gás liberada e tempo de ação sobre a pele. Não resfria as estruturas abaixo da superfície da
pele.
Não impede a visibilidade durante o tratamento.
O principal objetivo do resfriamento é proteger a epiderme de injúrias
desfavoráveis, além de proporcionar o uso de fluências mais altas com
maior segurança.
Os lasers de comprimento de onda de luz visível, infravermelha curta e
média, ou seja, entre 532 nm e 1.550 nm, necessitam de resfriamento
para proteção da epiderme.
RESFRIAMENTO DA PELE

29. SPOTS
Perfil espacial gaussiano de um feixe laser e sua interação com o tecido,
proposto por OHSHIRO e CALDERHEAD

30. Spots sizes maiores produzem penetração mais profunda e
diminuem o tempo de tratamento nos casos de depilação a laser
Para tratamento de lesões vasculares é recomendável spots
menores que condensam a energia e atuam somente no alvo.
Notar que dependendo da distância do spot na pele, o feixe de luz muda.
A aplicação do feixe encostado na pele e perpendicular produz energia
mais profunda e focada.
Esquema
representado o
diâmetro do feixe
de luz emitido

31. Lasers usados em nanossegundos são chamados Q-Switched e provocam
um pico muito alto de energia libetrada.
Usados para lesões pigmentadas e tatuagens.
COMPARAÇÃO ENTRE LASER E IPL

32. MARCEL BIENFAIT
Com o acréscimo na densidade dos tecidos conjuntivos, há uma diminuição
da permeabilidade necessária para o intercâmbio de água e nutrientes
efetuado pelo sistema linfático através das linfas.
Os interstícios que seriam ocupados pelos denominados líquidos teciduais,
ou substâncias intercelulares, diminuem pelo intumecimento do conjuntivo,
dessa forma o grande responsável pelo intercâmbio de água e nutrientes
torna-se cada vez menos abundante e rico, prejudicando a possibilidade de
concluir suas funções inerentes como, nutrição, defesa e sustentação.