Laser

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Prof.: Sandra Santana
Fisioterapeuta
Laser
Light Amplification of Stimulated Emissions of Radiation 
Amplificação da luz por estimulação da emissão de radiação
Laser
Einstein (1916) primeiro a postular os teoremas do desenvolvimento dos lasers. 
Em 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
Laser
LUZ energia eletromagnética 
Comprimento de onda entre 100 e 10.000 nanômetros. 
Luz visível 400 (violeta) a 700 nm
Laser
O LASER com cor, emite comprimento de onda na faixa específica do espectro colorido (luz monocromática).
O LASER infravermelho emite comprimento de onda a partir de 770 nm até 1550 nm; estão constituídos fundamentalmente pelo arseneto de gálio (Ga-As) e alumínio (Ga-Al-As).
Laser
Laser
A luz laser é emitida de modo organizado e apresenta 3 propriedades que o distingue das fontes de luz incandescente e fluorescente: 
COERÊNCIA 
MONOCROMATICIDADE 
- COLIMAÇÃO
Laser
COERÊNCIA: Significa que todos os fótons 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: Significa 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 fótons. Os fótons se movem de forma paralela, concentrando o feixe de luz.
Propriedades Laser
Os lasers são classificados de acordo com a natureza do material colocado entre as duas superfícies refletoras. 
Existem milhares de tipos diferentes de lasers, cada um com comprimento de onda específico e características únicas, dependendo do meio condutor.
Os meios de produção de laser podem ser: 
Cristal e vidro (estado sólido) 
Gás (HeNe) hélio/neônio 
Semicondutor 
Corante líquido e químico Diodo (GaAs)
TIPOS DE LASERS
Lasers podem ser: alta e baixa potência.
- Alta potência: apresentam respostas térmicas. São usados para: cortes cirúrgicos e coagulação, oftalmologia. dermatologia, oncologia e cirurgia vascular
- Baixa potência: atérmicos. São usados para: cicatrização de ferimentos, manuseio da dor, produzem efeitos fotoquímicos em vez de térmicos.
GaAs (904 nm) – arsenieto de gálio 
GaAlAs (830 nm) – arsenieto de gálio e alumínio 
AlGaInP (660 nm) – alumínio, gálio, índio e fósforo 
HeNe (632,8 nm) – hélio e neônio
Lasers mais comuns
A laserterapia de baixa frequência apresenta baixa profundidade de penetração (9,7 – 14,2 mm, com 1 % da energia incidente).
Fatores que dificultam a penetração – gordura e a quantidade de melanina.
Laser
 Contínuo e pulsado
- Caneta Laser 660 nm e 830nm: operam no modo contínuo e pulsado (50%) com possibilidade de escolha de 10 frequências: 2,5 Hz, 5 Hz, 10 Hz, 20 Hz, 75 Hz, 150 Hz, 300 Hz, 700 Hz, 1 KHz e 2KHz
Estas frequências servem para proporcionar analgesia por diferentes vias fisiológicas. 
2,5 Hz – para lesões agudas 
20 Hz – para cura de feridas 
150 Hz – para alívio da dor 
2 KHz – para lesões crônicas e feridas que não fecham
Modos de emissão
Caneta 660 nm - AlGaInp 
Caneta 830 nm (780 a 870 nm) – GaAlAs; 
Caneta 904 nm – GaAs; penetração de 30 a 50 mm. 
Caneta 632,8 nm – He-Ne – penetração de 0,8 mm sem divergência e até 15 mm com divergência. 
Obs.: A maioria dos diodos utilizados para terapia tem potência entre 5 e 500 mW.
Caneta LASER
Caneta laser 904 nm: opera somente no modo pulsado a 9500 Hz.
Ação e efeito: 
1 – Efeitos primários ou diretos: Efeito bioquímico, bioelétrico e bioenergético.
 
2 – Efeitos secundário: Estímulo a microcirculação e estímulo trófico celular.
3 – Efeitos terapêuticos: 
Aumento do ATP intracelular 
Analgésico, anti-inflamatório, anti-edematoso e normalizador circulatório 
Efeito estimulante do trofismo dos tecidos 
Estimulador dos pontos de acupuntura
Efeitos Fisiológicos da Radiação 
Não há efeito térmico terapêutico no LASER de baixa intensidade/potência. 
Há efeito fotoquímico dependente do comprimento de onda e da frequência, que podem causar modulação bioestimulatória. 
Há efeito fotofísico e fotobiológicos afetando não só a área de aplicação como também as regiões circundantes.
As respostas biológicas dependem da densidade energética, que representa a quantidade de energia depositada por área.
Efeito analgésico: 2 a 4 J/cm2 
Efeito anti-inflamatório: 1 a 3 J/cm2 
Efeito regenerativo: 3 a 6 J/cm2 
Efeito circulatório: 1 a 3 J/cm2
Situações inflamatórias:
Fase agudas: doses baixas 
Fase sub-aguda: doses médias 
Fase crônica: doses altas
Doses
Cicatrizes 
Ferimentos 
Úlceras 
Queimaduras 
Tendinites 
Neuralgias 
Hematomas 
Dor localizada
Indicações
Os lasers fornecem radiação não-ionizante. Isso significa que não foram observados efeitos mutagênicos sobre o DNA e nenhum dano às células ou membranas celulares.
Contra-Indicaçõe: Irradiação direta sobre a retina: a radiação LASER provoca lesões irreversíveis na retina. Irradiação em focos bacterianos agudos. Tumores.
Precauções: É melhor exposição menor do que superexposição. desaconselhável o tratamento na gravidez. Arritmia cardíaca, disfunções tireóideas, marca passos, pacientes em tratamento com esteróides ou fármacos fotossensibilizantes.
Precauções e Contraindicações
1 – Pontual 
2 – Por zona ou região 
3 – Varredura
Pontual: Marca-se o pontos na área a ser tratada de 1 em 1 cm. Aplicar o laser em cada ponto
Por zona ou região: É necessário fazer o cálculo da área e do tempo de aplicação. Utiliza-se uma lente divergente para divergir os feixes e pegar toda a área.
Varredura: É necessário fazer o cálculo da área e do tempo de aplicação. Fazer a aplicação “varrendo” a área a ser tratada.
Técnicas de aplicação 
Apesar dos equipamentos realizarem o cálculo automaticamente, pode-se calculá-lo utilizando a seguinte fórmula.
Laser de emissão contínua
Tempo necessário = densidade de energia desejada (j/cm2) x área (cm2) / potência média de emissão (W)
Tamanho da área a ser tratada é similar ao tamanho da área do ponto da caneta
Laser de emissão pulsada: tem que calcular a potência média de emissão
 Potência média (W) = Potência de pico (W) x Largura de pulso (s) x Frequência de repetição de pulso (Hz)
Tempo
A energia luminosa é transmitida no espaço como ondas que contém pequenos “pacotes de energia”.
Os fótons contém uma quantidade definida de energia, dependendo do seu comprimento de onda
Laser
Átomo: nêutrons, prótons e elétrons 
Nêutrons + prótons = núcleo do átomo (carga positiva) 
Elétrons = giram em órbita ao redor do núcleo (carga negativa)
Os elétrons não absorvem nem irradiam energia desde que sejam mantidos nas suas órbitas (estado fundamental).
Princípios da geração do laser
Elétron ganha ou perde uma quantidade de energia
 
Muda de órbita 
Um fóton colide com o elétron de um átomo, ele faz o elétron mudar de nível.
Quando isso ocorre o átomo fica em um estado excitado.
Ele permanece nesse estado apenas momentaneamente e libera um fóton (nível de energia) idêntico ao que ele absorveu, que o faz retornar ao seu estado fundamental. 
Esse processo é denominado de emissão espontânea.
Outro meio de excitar o átomo, além da colisão de fótons, é com uma descarga elétrica.
Emissões estimuladas Este conceito foi postulado por Einstein e é essencial ao princípio de funcionamento do laser. 
Um fóton liberado estimularia outro átomo igualmente excitado a se desexcitar, liberando fóton idêntico.
O fóton desencadeante continuaria a sua trajetória inalterado.
 Esses dois fótons promoveriam a liberação de fótons adicionais idênticos desde que estivessem presentes outros átomos excitados. 
Paraisso 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).
Para ocorrer a inversão de população é necessário uma aplicação de uma fonte de força externa ao meio produtor de laser. 
Os fótons liberados são idênticos em fase, direção e frequência. 
Para contê-los e gerar mais fótons, são colocados espelhos nas terminações da câmara.
Os fótons são refletidos na câmara , que amplifica a luz e estimula a emissão de outros fótons a partir dos átomos excitados.
São tantos fótons estimulados que a câmara não pode conter a energia. 
Quando se atinge um nível específico de energia, fótons de um comprimento de onda particular são ejetados pelo espelho semipermeável. 
Assim, é produzida uma luz amplificada por meio de estimulação de emissões (LASER).