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Capítulo I Capítulo 2 Capítulo 3 Capítulo 4 Capítulo 5 Capítulo 6 Capítulo 7 Capítulo 8 Capítulo 9 Capítulo 10 Capítulo L 1 Capítulo 12 Capítulo 13 Capítulo 14 ' lndice FOTOMEDIC!NA: PRINCÍPIOS, EFEJTOS E APLICAÇÕES . . ... . .. .. .. . .............. . Álvaro Boechat BIOSSEGURANÇA EM LASER E Luz INTENSA PULSADA .......................... . Luís Torezan, Roberto Mattos, Meire Brasil Parada R ESURFACING ...... . .......... . ........................... .. ... . . .. .. . R.ESURFAClNG COM LASER DE ÉRBIO . ...................................... . Roberto Mattos 1 23 31 32 RESURFAC!NG COM LASER DE C02 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Jackson Machado-Pinto REMOÇÃO DE P ELOS COM LASER E OUTRAS FONTES DE Luz ..................... . 53 Valéria Campos LASER EM LESÕES VASCULARES: HEMANGIOMAS E TUMORES . . ... .... ....... . ... . 69 Nuno Osório, Ane Niwa LASER EM LESÕES VASCULARES: TELANGIECTASIAS DA FACE . ... . .. ......... .... . 83 Nuno Osório, Ane Niwa LASER EM LESÕES VASCULARES: MEMBROS INFERIORES ........................ . 89 José Ben-Hur Parente LASER NAS LESÕES PIGMENTADAS BENIGNAS .............. . ................. . 97 Luís Torezan, Nuno Osório TRATAMENTO DE NEVOS MELANOCÍTTCOS . . ... ............................ .. . 107 Roberto Mattos LASER EM TATUAGENS 115 Mark Sharf, Nuno Osório, Luís Torezan REJUVENESCIMENTO NÃo ABLATIVO: Luz PuLSADA ............. . ..... . . . .. .. . . 129 Luís Torezan, Alice Lobo TRATAMENTOS FRACIONADOS .. . ...... . ...... .. .... .. .. .. ..... . ... .... ... . 137 Nuno Osório RADIOFREQUÊNCIA E OUTRAS TECNOLOGIAS PARA FLACIDEZ . ........ .. .. ....... . 149 Nuno Osório, Ane Niwa RESURFAC!NG NÃO ABLATIVO . . .......................................... . 159 Solange Pistori Teixeira X Índice Capítulo 15 Capítulo 16 Capítulo 17 Capítulo 18 Capítulo 19 Capítulo 20 Capítulo 21 Capítulo 22 Capítulo 23 Capítulo 24 ÍNDICE REMISSIVO TERAPIA FOTODINÂMICA: PRINCÍPIOS DE FOTOQUÍMICA E FOTOBIOLOGIA, AGENTES FOTOSSENSIBILIZANTES E APLICAÇÕES NA ÜNCOLOGlA CUTÂNEA .. .. .. . .. . Luís Torezan TERAPIA fOTODINÂMICA: FOTORREJUVENESCIMENTO E ACNE VULGAR . . .. . . . . . .... . F OTORREJUVENESC/MENTO . ............. . .................... .. ... . .. . ... . Luís Torezan 171 187 188 TRATAMENTO DA ACNE VULGAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 Fernanda H. Sakamoto LASER ABLATIVO EM CIRURGIA DERMATOLÓGICA .. . ................ .. .. . .. . .. . 201 Hamilton Ometto Stolf, Luciano Patrícia Fernandes Abadde FOTOTERAPIA PONTUAL ...................... . . . ................ . ...... . 211 Samir Arbache LASER E OUTRAS TECNOLOGIAS PARA O TRATAMENTO DA GORDURA LOCALIZADA E DA L IPODISTROFIA Ü INOIDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1 Fernanda H. Sakamoto, Mathew M. Avram TRATAMENTO DE ESTRIAS E VERRUGAS COM LASER .............. • .. . .. . ....... Nuno Osório, Luís Torezan, Alice Lobo TRATAMENTO DE C iCATRIZES H IPERTRÓFICAS E QUELOIDES ........ . .. . ... . ..... . Roberto Mattos, Luís Torezan, Nuno Osório Uso DO LAsER E OUTRAS FONTES DE Luz DE BAIXA P OTÊNCIA NA DERMATOLOGIA .... Natalia Cymrot Cymbalista, Juliana Marcondes Macéa COMPLICAÇÕES E EFEITOS ADVERSOS COM O Uso DO LASER ..... . ....... . . . .. . .. . Emmanuef Rodrigues de França ANESTESIA PARA PROCEDIMENTOS DERMATOLÓGICOS A LASER .. . ....... . ........ . Cesar Romão Martins 231 237 251 263 275 287 Capítulo 1 Fotomedicina: Princípios, Efeitos e Aplicações Álvaro Boechat lntroducão , Os últimos anos trouxeram grandes desenvolvimentos em tecnologias que empregam a luz para tratamento na medicina. O objetivo deste capítulo é fornecer um melhor enten- dimento sobre as mais conhecidas ferramentas de luz utilizadas na medicina moderna, como o raio laser, a luz intensa pulsada, passando pelo advento do sistema fracionado e dos sistemas híbridos- que associam a luz à radiofrequência. Com isso ampliar o enten- dimento da utilização dessas tecnologias para que se obtenha o máximo de desempenho dos equipamentos. O laser ou a luz pulsada são simplesmente fontes de luz natural. A luz visível, a qual experimentamos em nosso dia-a-dia, é apenas uma faceta de um fenômeno físico muito mais abrangente conhecido como "radiação eletromagnética". Como mostrado na Figura 1.1, o espectro eletromagnético engloba vários fenômenos conhecidos, como as ondas de televisão e rádio, a micro-onda e, do outro lado do espec- tro, o ultravioleta e os raios X, porém, nossos olhos possuem a sensibilidade apenas para uma faixa muito estreita do espectro, formando então a luz visível, desde o violeta até o vermelho. É importante perceber que a cada cor visível ou a cada emissão do espectro está associada uma frequência ou um comprimento de onda. ~ 00 Dessa forma o que diferencia o azul do verde, por exemplo, são suas frequências. ~ Como as notas musicais, a diferença da nota dó para a nota sol ou fá, são suas frequên- ;j """ cias, uma mai s aguda e a outra mais grave. Fazendo um paralelo com as notas musicais, oo podemos ver que no espectro luminoso, as frequências mais altas, agudas, ou frequên- "" "' cias mais baixas. Como as frequências luminosas são muito altas, da ordem de milhões de Hertz, caracterizamos a luz pelo comprimento de onda, ou pela distância entre dois picos adjacentes da onda ilustrados na Figura 1.2. A radiação luminosa pode ser definida como a transmissão de energia de um ponto a outro no espaço, independente do meio em que está se propagando. A luz ou a radiação eletromagnética propaga-se em alta velocidade pelo espaço aberto, independente do meio de transmissão na forma de ondas que podem viajar no vácuo, ou espaços contendo ma- téria como: gases, líquidos ou sólidos. Ao entrar ou mudar de meio ela sofrerá, em geral , mudanças de direção e velocidade de propagação. Laser com Laser Laser de corante hélio- ajustável neônio Raios X Laser Nd:YAG laser de hólmio 1.000 1.1 00 (nanômetros) Cósmicos +- invisível +- visível --. invisível +- ionização+----------- não-ionizante laser de C02 E c= o o -.o o 11.000 Micro-ondas TV e rádio FM Rádio AM Figura 1.1 -O espectro eletromagnético. Nd:YAG = neodímio:ítrio-olumínio-granada. Figuro 1.2 - Ondas eletromagnéticas de fótons que tra nsportam energia. Capítulo 1 - Fotomedicina: Princípios, Efeitos e Aplicações 3 Comprimento de onda \1\/VV Comprimento de onda curto Alto frequêncio Comprimento de onda longo Baixo frequência Alta energio/s Baixo energio/s Lasers são fontes de radiação eletromagnética ou luz possuindo, no entanto, algumas caracteríslicas es- peciais que as diferem de outras fontes de luz como o farol de um carro ou uma lâmpada incandescente. A palavra LASER é o acrônimo de light amplifica- tion by stimulated emission of radiation, o que significa amplificação da luz pelo efeito da emissão estimulada da radiação. Podemos dividir essa sigla em duas partes muito bem definid<Js: o fenômeno da emissão estimu- lada e a amplificação luminosa. Emissão Estimulada 'O A luz é uma forma de energia gerada, emitida ou ab- ~ sorvida por átomos ou moléculas. Para emitir energia, ~ o átomo ou molécula precisa ser elevado a um nível de """ "' excitação de energia acima de seu estado natural de r-;- ~ ;2 repouso (no qu~l existe excesso de energia para ser ~ descanegada). Atomos, como seres humanos, não "' conseguem manter a excitação por longos períodos. Consequentcmente, eles têm a tendência natural de se livrar do excesso de energia, na forma de emissão de partículas ou pacotes de ondas luminosas chamadas fótons (Fig. 1.3). Esse fenômeno é chamado de emi s- são espontânea da luz. O comprimento de onda (A), ou frequência, dos fótons emitidos está relacionadoao excesso de energia através da relação: A= hc/E onde h é uma constante universal chamada constante de Planck; c é a velocidade da luz; E é o excesso de energia. Dessa relação podemos tirar uma conclusão impor- tante: a luz de comprimento de onda mais longo, como o vennelho transporta menos energia que a luz de comprimento de onda mais curto, como o azul, que está no outro extremo do espectro visível. Cada átomo ou molécula na natureza possui níveis de excitação energéticos distintos. Consequentemente, elementos diferentes emitirão fótons com energias di- ferentes e, assim, comprimentos de onda (frequências) distintos. Todas estas radiações primárias são desta forma monocromática. O fato de a luz do sol ser poli- cromática indica que a matéria que o compõe é uma mistura de vários elementos distintos. Os átomos podem ser excitados por diferentes me- canismos: podem ser aquecidos, choques mecânicos com outras partículas como numa descarga elétrica (choque com elétrons) ou por outra radiação eletro- magnética, quando eles seletivamente absorvem a energia de outros fótons. Este é um processo natural que ocorre a todo mo- mento em nossa volta, porém, como sua magnitude é muito ínfima e o espectro visível muito eslreito, não conseguimos ver. O local na Terra onde podemos ob- servar este fenômeno mais facilmente é próximo ao polo norte, a famosa aurora boreal, que é produzida Emissão estimulada À --c--<1 Figuro 1.3 -Emissão espontâneo e estimulada da luz. 4 Capítulo l - Fotomedicino: Princípios, Efeitos e Aplicações pelo choque entre as moléculas de ar e as partículas cósmicas que bombardeiam a Terra a todo instanle, produzindo então um maravilhoso fenômeno de lumi- nescência, porém, os átomos também podem decair produzindo uma radiação luminosa de uma forma esti- mulada. Em 1917, Albert Einstein postulou e provou a existência desse mecanismo. Quando um átomo exci- tado colide com um fóton, instantaneamente emite um fóton idêntico ao primeiro (ver Fig. 1.3). Essa emissão estimulada segue as seguintes leis básicas: • O fóton estimulado viaja na mesma direção do esti- mulador. • O fóton estimulado sincroniza sua onda com o esti- mulador, em outras palavras, as ondas dos dois fótons alinham suas cristas somando suas magnitudes e au- mentando, dessa forma, a intensidade da luz emitida. Fótons com as ctistas alinhadas produzem então uma luz coerente (coherent) ou organizada. O resultado final de uma emissão estimulada é en- tão um par de fótons que são coerentes e viajam na mesma direção. A emissão estimulada da luz constitui a base do funcionamento de um laser, inventado mais de 50 anos após a descoberta de Einstein. Amplificação luminosa Para ilustrar o mecanismo de geração de luz por laser, vamos imaginar inicialmente um tubo ou um cilindro reto, contendo uma grande quantidade de átomos ou moléculas iguais. Como, por exemplo, um tubo de lâmpada fluorescente com seu gás. Em cada ponta do tubo colocamos espelhos que, por construção, estarão paralelos um ao outro: o espelho de um terminal é to- talmente refletor e o da outra ponta (a janela de saída Radiação perdido que não retorno entre os espelhos poro amplificação sequencial ~ Espelho de Luz fluorescente reflexão "visível" viajando total através de um meio energeticomente excitado e com amplificação estimulado A Radiação transmitido paro ser usado pelo cirurgião Somente os raios paralelos que voltam viajando entre os espelhos são sequenciolmente amplificados ~ ~ 1 Espelho de reflexão parcial da luz) é parcialmente refletor- 80% da luz é refletida de volta ao tubo e 20% transmitida através do espelho para o exterior. Vamos imaginar também que os átomos são excita- dos em um nível de energia elevado por uma fonte ex- terna (uma fonte luminosa ou uma descarga elétrica). Como se acionássemos o interruptor ligando à lâmpa- da. Através do mecanismo de emissão espontânea, que acontece de forma totalmente aleatória, os átomos co- meçam a emitir fótons que então viajam em várias di- reções dentro do tubo. Aqueles que batem contra a :::; co parede do tubo são absorvidos e perdidos na forma de oo Vl calor, desaparecendo de cena. No caso da lâmpada, .:... saem para o ambiente, produzindo uma iluminação. ~ Por outro lado os fótons emitidos que viajam na clire- oo ção paralela ao eixo do tubo têm grande probabilidade ~ de encontrar outro átomo excitado e desta forma esti- mular a emissão de fótons adicionais, coerentes com o fóton estimulador e viajando na mesma direção - ou seja, ao longo do eixo longitudinal do tubo. Esses dois fótons continuam sua viagem, outra vez com a proba- bilidade de estimular, por um processo semelhante, dois fótons adicionais - todos coerentes entre si e via- jando no mesmo eixo. A progressão continua indefini - damente e 8, 16, 32, 64, etc. fótons são produzidos, todos viajando na mesma direção. Está então clara- mente caracterizado um processo de amplificação lu- minosa que gera um grande fluxo de luz na direção longitudinal ao tubo. Este efeito de amplificação é intensificado pelos espelhos que, por estarem perpendiculares ao eixo do tubo, refletem os fótons de volta e cada um des- tes, viajando ao longo do eixo em sentido oposto, contribui para o efeito de reação em cadeia, gerando uma corrente de fótons coerentes. Quando chegam ao espelho de reflexão parcial, 80% dos fótons retor- nam ao tubo, dando sequência ao efeito de amplia- ção. Os 20% restantes saem, constituindo assim a radiação a laser (Fig. 1.4). Eles representam, em ter- mos absolutos, um raio de fótons muito intenso pro- duzido pelo efeito da amplificação. O tubo e seu meio excitado, juntamente com os espelhos, consti- Fonte laser Luz laser B Energia de excitação Figura 1.4 - (A) Princípio de operação de um laser. (8) Esquema de uma fonte de laser. tuem o chamado ressonador que adicionado à fonte de excitação constituem os componentes básicos de um laser. Características da luz de um Laser Pelo descrito, verificamos que a luz de um laser possui propriedades únicas que as diferenciam de outras fon- tes luminosas: • Monocromáticas: gerada por uma coleção de átomos ou moléculas idênticas, todas emitindo fótons com um mesmo comprimento de onda. Essa característica é importante devido à absorção seletiva do tecido hu- mano, que ficará mais evidente na próxima seção. • Coerente: devido à emissão estimulada, a qual gera fótons coerentes (as energias de fótons se somam e viajam na mesma direção, de forma organizada, como soldados em uma parada). • Co limado: por ser paralelo ao eixo do tubo, o raio laser possui divergência angular muito pequena, ou seja, o feixe de fótons é colimado (paralelo). A pequena di- vergência permite que por meio de um sistema de lentes consigamos concentrar toda a energia do laser de uma forma precisa em um pequeno ponto focal. Conse- guindo com isso maior concentração de energia ou brilho. Leis da óptica nos indicam que quanto menor a divergência menor será este ponto focal. Dessa forma ao focalizar uma fonte de luz comum, como uma lâm- pada, o ponto focal ou o corte será muito grande e impreciso, enquanto que, ao utilizar um laser, temos um corte muito fino, extremamente preciso e de efeito tecidual muito mais intenso (Fig. 1.5). Tipos de laser A indústria utiliza vários elementos na fabricação de fontes de lasers no intuito de cobrir uma gama cada vez maior do espectro eletromagnético. São utilizados gases, líquidos, ctistais, fibras ópticas e semiconduto- res (componentes eletrônicos). A forma de excitação ou bombeamento de cada elemento também varia, e são utilizadas descargas elétricas e fontes luminosas, como lâmpadas de .flash ou outros lasers. Para transportar a luz do laser desde onde é produ- zida, no ressonador, até a mão de quem está fazendo a aplicação, também são utilizados diferentes meios que dependem do comprimento de onda e potência do equipamento.Os mais utilizados são: • Braço mticulado: conjunto de vários espelhos posicio- nados nos vértices de tubos articulados, de forma que permita todos os graus de liberdade de movimento. • Fibra óptica: fibras finas feitas de quartzo, que trans- portam o feixe de laser pdu :-:.i:-:.tema de múltiplas refle- xões internas, ou seja, a luz ao entrar na fibra, segue refletindo internamente nas paredes do núcleo até a saída. Capítulo I - Fotomedicino: Princípios, Efeitos e Aplicações S Divergência menor \ ,-1 Laser / Emissão de raios Nível de potência de saído menor que de entrado t "' Spot-size pequeno lentes convergentes Figura 1.5 -A dependência do tomonho do ponto focal (spot- ·size) com o divergência do luz, mostrando o capacidade do laser em concentrar todo o energia em um ponto muito preciso. Apresentamos alguns exemplos típicos de sistemas laser utilizados na medicina, agrupados segundo o meio excitado. 978-85-7241-812-6 Laser de Gás fXGMER O meio excitado é formado por moléculas de gases que só existem no estado excitado. A emissão cobre alguns comprimentos de onda na faixa do ultravioleta como: ArF 193nm, KrCl 222nm, KrF 248nm, XeCl 308nm. A excitação, em geral, é feita por descarga elé- trica, choque mecânico com elétrons e com moléculas. A luz é transportada por fibras ópticas de quartzo. São muito utilizados para incisões ou vaporizações de alta precisão, como as cirurgias refrativas na oftalmologia (miopia), e tem apresentado ótimos resultados nos tra- tamentos de psoríase e vitiligo. ARGÔNIO IONIZADO O meio excitado é o gás argônio ionizado. A excitação é por descarga elétrica. O comprimento de onda pode ser variado entre 488nm (azul) e 514nm (verde). Utili- zam fibras ópticas de quartzo. HÉLIO-NEÔNIO O meio excitado é uma mistura dos gases hélio e neô- nio (Hc-Nc). Também excitados por descarga e létrica. O comprimento de onda está na faixa do visível 632,8nm, vermelho. São sistemas pequenos utilizados 6 Capítulo 1 - Fotomedicino: Princípios, Efeitos e Aplicações em geral para aplicações de baixa potência, como estí- mulo celular, e como apontadores para lasers de infra- vermelho. São transportados por fibras ópticas. DIÓXIDO DE CARBONO O meio excitado é uma mistura de gases incluindo ni- trogênio (N2), hélio (He) e dióxido de carbono (C02). A forma de exci tação é por descarga elétrica. A molécula de co2 é excitada pelo choque mecânico com elétrons e com as moléculas de N2 e He. O comprimento de onda está na faixa do infravermelho em 10.640nm. São lasers relativamente eficientes (30% de transformação eletro- -óptica) e por isso de simples operação (baixo consumo e pequena manutenção). Utiliza o braço articulado e guias flexíveis ocos revestidos internamente por mate- rial dielétrico que reflete a luz do laser (Fig. 1.6). Laser de Líquido CORANTE O meio excitado é líquido, solução de rodamina, co- rante fluorescente. Forma de excitação luminosa por lâmpada de flash ou outro laser. O comprimento de onda pode variar continuamente desde 300nm até Figura 1.6 - Laser de dióxido de carbono (C02) com braço articulado. (Cortesia Deka Laser.) l.OOOnm. Mais utilizado no amarelo (585 a 600nm). Principal aplicação é no tratamento de lesões vascula- res. Utilizam fibras ópticas de quartzo (Fig. 1.7) . Laser de Cristal A Figura 1.8 mostra o esquema da maioria dos siste- mas com laser de cristal existentes no mercado. Ores- sonador é composto pelo cristal, a lâmpada de flash utilizada para excitação e os espelhos, que ficam posi- cionados no interior de uma cavidade elíptica revesti- da de um mate1ial refletor, em geral, um metal de grande resistência como o ouro. RUBI O meio é o cristal de rubi ionizado. Excitado por fonte luminosa por lâmpada de flash (o comprimento de onda está na faixa do vermelho 694nm). Utiliza fibras ópticas e braço articulado (sequência de sete espelhos em tubos articulados, onde a luz se propaga por refle- xão nos espelhos) para transporte do raio laser. Muito empregado para remoção de lesões pigmentadas, tatua- gens e depilação (Fig. 1.9). ALEXANDRITA 978-85-7241-812-6 O meio é o cristal de alexandrita ionizado, sendo exci- tado por fonte luminosa por lâmpada de flash. O com- pri mento de onda está no final do vermelho (755nm). Utiliza fibras ópticas flexíveis. Por ser um cristal de pro- priedades ópticas mais eficientes, permite a operação Figura 1.7 - Laser com corante. (Cortesia Chromo- genex PL(.) Ressonador Figura 1.8 - Esquema típico de um laser de cristal. Nd:YAG = neodímio:ítrio-alumínio-granada. mais rápida e eficiente, em equipamentos menores que ~ os de rubi. Muito utilizado para depilação de lesões ~ pigmentadas . ..,. N r-;- , : Família ltrio, Alumínio e Granada ..... o-. Acrônimo YAG de ítrio-alumínio-granada (yttrium-a/u- minum-garnet). Cristal que serve de hosperleiro para o íon que produzirá a radiação com o comprimento de onda desejado. São excitados por lâmpada de flash ou diodos laser e trabalham no espectro do infravermelho próximo. O transp01te do feixe laser é feito por fibras Figura 1. 9 - Ruby Laser com braço articulado. (Cor- tesia Asclepion Laser Tech- nologies.) Capítulo 1 - Fotomedicina: Princípios, Efeitos e Aplicações 7 ópticas e, em alguns casos, por braço articulado (lasers de alta energia pulsada). Os mais comuns são: • Neodímio:ítrio-alumínio-granada (Nd:YAG, neody- mium:yttrium-aluminum-garnet): utiliza os íons de neodímio, comprimento de onda em 1.064nm. Em- pregados para tratamento de lesões vasculares pro- fundas e depilação (Fig. 1.10). • Neodírrilo:ítrio-alumínio-granada/potássio-titânio- fosfato (N d: YAG/KTP, neodymiwn:ytt rium-alumi- num-gametlpotassium-titanyl-phosphare): colocando- -se um segundo cristal dentro do ressonador do laser, 1.064nm Nd:YAG 532nm KTP B Figura 1.1 O - (A) Sistema laser com dois comprimentos de onda de neodímio:ítrio-alumínio-granada (Nd:YAG) (1 064nm) +fosfato-titânio-potássio (KTP) (532nm) e fibra óptica. (Cortesia lridex.) (8) Esquema dos comprimentos de onda de 1.064nm e 532nm. KTP = fosfato-titânio-potássio; Nd:YAG = neodímio:ítrio-alumínio-granada . 8 Capítulo l - Fotomedicina: Princípios, Efeitos e Aplicações em geral o "famoso" KTP (potássio-titânio-fosfato), consegue-se dobrar a frequência do Nd: YAG produ- zindo o comprimento de onda verde 532nm. Utiliza- do para remoção de manchas e lesões vasculares mais superficiais. Os sistemas mais atuais empre- gam um diodo laser para bombeamento do cristal, resultando em equipamentos mais compactos e mais eficientes. • Neodímio:ítrio-alumínio-granada/potássio-titânio- fosfato + ponteira com corante: a esses lasers pode-se adicionar uma ponteira contendo o líquido corante fluorescente, o mesmo empregado nos lasers com co- rante, para obter um terceiro comprimento de onda, 595nm. • Hólmio:ítrio-alumínio-granada (Ho:YAG, holmium: yttrium-aluminum-garnet) : utiliza íons de hólmio. Comprimento de onda de 2.1 OOnm. Excelente para tratamentos no tecido ósseo, cartilagem, e fragmen- tação de cálculos renais. • Érbio: ítrio-alumínio-granada (Er: YAG, erbium:yttrium- aluminum-garnet): utiliza íons de érbio. Comprimen- to de onda de 2.940nm. Muito conhecido pelo uso no resuifacing (rejuvenescimento da pele) (Fig. 1.11 ). • Érbio:glass (Er:glass) : o meio excitado muda para o cristal de vidro que serve de hospedeiro para o íon de érbio. O comprimento de onda muda para 1.540nm, no infravermelho próximo. Utilizado para rejuvenes- cimento da pele e muito empregado nos sistemas de laserfracionados (Fig. 1.12). • Ítrio-escândio-gálio-granada (YSGG, yttrium scan- dium galium garnet): o cristal excitado é semelhante ao YAG, alterando para a mistura do ítrio com escân- dio e gálio. O comprimento de onda gerado encontra- -se também no infravermelho próximo em 2. 790nm - utilizado na ponteira PearJ® da Cutera. Figura 1.11 - Sistema laser de érbio:ítrio-alumínio-gronado (Er:YAG), com braço articulado,utilizado para rejuvenescimento ablativo. (Cortesia Fotono.) Figura 1.12 -Sistema laser Er:glass Fracionado Motisse. (Cortesia Quanto System.) Laser de Semicondutor DIODO O meio excitado é um semicondutor, componente ele- trônico. A forma de excitação se dá por meio de cor- rente elétrica. Alterando o semicondutor, consegue-se uma gama variada de comprimentos de onda que vai desde o visível, por exemplo, 620nm, até o infraver- melho próximo de 1.400nm. Os mais comuns são alu- mínio-gálio-arsênico (Al-Ga-As), com comprimentos de onda desde o vermelho até o infravermelho próxi- mo de 620 a 900nm, e o gálio-arsênico (Ga-As) no infravermelho próximo de 830 a 920nm. Muito efi- cientes (maior que 50% eletro-óptica), por isso geral- mente são sistemas pequenos e de operação bastante simplificada, que utilizam fibras ópticas ou simples- mente livres. Recentemente têm sido empregados para depilação, tratamento de lesões vasculares e rejuve- nescimento em sistemas semifracionados (Fig. 1.13). Laser de Fibra Óptico 978-85-7241-812-6 Extremamente robusta, de longa duração e grande confiabilidade, essa tecnologia, empregada nos cabos ópticos submarinos de telecomunicações, encontrou aplicação na medicina por meio do laser Fraxel, siste- ma laser fracionado. Figura 1.13 - Laser de diodo. (Cortesia Losering.) ÉR B 10- ÍTRIO: FIBRA O meio excitado é uma fibra óptica de quartzo de ape- nas 150 mícrons de espessura, contendo íons de érbio e ítrio. A excitação é luminosa e feita por laser de dio- dos. O comprimento de onda é de I .550nm. O sistema dispensa componentes ópticos como espelhos e aco- '{) pladores, bem como lâmpadas de flash e sistema de ...:. refrigeração, o que reduz significativamente necessida- "? de e custo de manutenção. Esta nova tecnologia permi- ~ te pontos focais microscópicos de aplicação na pele, da ";" ;2 ordem de 100 núcrons (aproximadamente a espessura ~ de um fio de cabelo), já que a fonte de luz também é 0\ microscópica, o que possibilitou o advento do trata- mento fracionado da pele (Figs. 1. 14 e I. 15). Modos de Operação Os lasers descritos podem ser operados em diferentes modos, sendo os mais conhecidos: • Modo contínuo (CW, continuous wave): nessa forma de operação o laser permanece ligado, assim como Cabo de fibra óptico Diodos de bombeamento (LED) Capítulo 1 - Fotomedicina: Princípios, Efeitos e Aplicações 9 Figura 1.1 S - Froxelloser 1.500 re:store. (Costesio Re- liont Technologies Inc.) uma lâmpada acesa, durante o tempo em que estiver acionado, o que geralmente é feito por meio de um pedal. • Pulsado: este modo funciona como se ligássemos e desligássemos um intetTuptor de uma lâmpada, o laser em CW é pulsado eletronicamente com os tempos liga- dos e o intervalo entre os pulsos controlados pelo com- putador do equipamento e selecionados via o painel. • Superpulsado: este modo foi desenvolvido para re- duzir o efeito térmico residual do laser provocado pelos dois modos de operação anteriores. Nele o la- ser fornece pulsos de alta energia muito rápidos, de forma a causar o núnimo de dano aos tecidos adja- centes. Conhecido também como "ultrapulsado" ou "surgipulsado", conforme os fabricantes do equipa- mento. A duração do pulso é fixada, e o operador tem acesso somente ao intervalo. Figura 1.14 - Esquema do laser de fibra óptico empregado no Froxel. (Cortesia Reliont Technologies Inc.) 1 O Capítulo 1 - Fotomedicino: Princípios, Efeitos e Aplicações • Mudado em Q (QS, Quality-switched, mais usado como Q-switched): este modo é conseguido ao se in- serir dentro do ressonador do laser um acessório (po- cke/1-ce/l) para pulsar opticamente a luz. O acessório é um cristal submetido a uma alta frequência elétrica e controlado eletronicamente para produzir um cha- veamento muito rápido da luz (pulsos da ordem de nanossegundos), o qual não é possível com sistemas elétricos ou mecânicos. É utilizado em lasers de cris- tal , como o rubi, alexandrita e Nd: YAG. O resultado é um pulso de laser de altíssima energia (muitas vezes maior que no superpulsado), em tempo extremamente curto (muito menor que no modo anterior, da ordem de nanossegundo), que consegue penetrar profunda- mente no tecido, com um mínimo de efeito colateral. Nesse caso, é produzida uma ação mecânica sobre o tecido por efeito de uma onda de choque, provocada pelo impacto do pulso sobre o tecido a ser tratado; ao passo que, nos modos anteriores, o efeito é puramente térmico. A aplicação clássica é no tratamento de re- moção de tatuagens ou lesões pigmentadas da pele. luz Intenso Pulso do Sistemas que empregam a luz para diversas apli ca- ções, porém, não são fontes de luz Laser: luz intensa pulsada (LIP). Utilizam uma luz intensa de flash, controladas por computador. Por esse motivo possuem características distintas: • Policromático: emite um espectro amplo de compri- mentos de onda, em geral na faixa desde 400 a 1.200nm. A seleção do comprimento de onda é feita por meio de filtros colocados na frente da lâmpada ou por uma modificação na sua fabricação. O filtro remove uma banda de comprimentos de onda, em gera l aqueles abaixo da especificação do filtro, dei- xando passar os comprimentos de onda acima, como ilustra a Figura 1.16. 12.000 10.000 "' c: E 8.000 :E "' -c 6.000 E "' O> E 4.000 c:: o '-' 2.000 Comprimento da onda espectral (nm) "' c: o ~ "' -c E "' O> o <= o '-' • Incoerente: diferente do lase1; a energia, que é emi- tida em todas as direções, se espalha. A focalização e o direcionamento da luz são feitos por meio de supelfícies espelhadas colocadas atrás da lâmpada, semelhantes aos refletores utilizados em faróis de carro. Dessa forma a aplicação é mais suave e possui menor intensidade do que um laser. A multiplicidade de comprimentos de onda faz com que esses sistemas sejam bastante versáteis, possuindo diversas apli cações como: depilação, remoção de le- sões pigmentadas, rejuvenescimento não ablativo e lesões vasculares (Fig. 1.17). 978-85-7241-812-6 Plotoformos de Tratamento ------------------- ----- Seguindo a tendência de mercado para produzir siste- mas cada vez mais compactos e que forneçam várias aplicações, a indústria de laser desenvolveu o conceito de plataformas de multiaplicações. Esses sistemas consistem de uma base, onde normalmente se encontra a fonte de energia e sistema de refrigeração. Nela po- dem ser conectadas diversas peças de mão com aplica- ções diferentes. Cada peça de mão pode conter um sistema de luz pulsada com diferentes aplicações, bem como sistemas laser. As aplicações mais encontradas são: depilação, rejuvenescimento, tratamento de le- sões pigmentadas e vasculares, remoção de tatuagem. Uma ótima relação custo/benefício e combinação versátil de luz intensa pulsada e laser em um mesmo equipamento fez estas plataformas de tratamento se tornarem muito populares. As plataformas têm apenas a limitação de não per- mitir tratamentos simultâneos. Por exemplo, será ne- cessário terminar o tratamento de depilação para executar o rejuvenescimento. Para clínicas de grande movimento, a escolha de equipamentos com as aplica- ções separadas seria uma melhor alternativa para am- pliar o faturamento (Fig. 1.18). 12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 Comprimento do ondo espectral (nm) Figura 1.16 -Espectro de saído de sistema de luz pulsado antes e depois do colocação de um fi ltro de 570nm. \0 Espelho parabólico I~ :-------=;:1 Lômpada q p de flash L-. -r=====;---' Saído de luz Figura 1.17 - Esquema de luz intensa pulsado. (Corte- sia lumenis.) A gama de aplicações de cada um destes sistemas laser ou luz pulsada na medicina vai depender da res- posta do tecido ao comprimento de onda. Efeito sobre o Tecido Conforme a fonna de atuação da luz sobre o tecido e o efeito que produzem, temos os seguintes tipos de interação: ,.;. • Fototérmica: a energia luminosa é absorvida e trans- "? formada em calor, provocandocoagulação ou vapo- """ ~ rização. :2 • Fot01necânica: rompimento por efeito mecânico, o ~ mudado em Q (Q-switched) descri to anteriormente. a- • Fotoquímica: Quebra direta das ligações químicas entre os áto- mos de uma molécula - o ultravioleta de um laser excimer ao esculpir uma córnea, por isso uma pre- cisão tão grande. Ativar uma reação qu ímica, como na terapia foto- dinâmica (PDT, photodynamic therapy), descrita em um próximo capítulo. • Foto biomodulaçc7o: a luz é utilizada para modula- ção das atividades int:ra e intercelulares. Empregam laser de baixa potência e painéis de luz emit ida por diodo (LED, light emitting diode). Tem ação anti - inflamatória, anestésica e de regeneração de tecidos. • Fototermólise seletiva: a arte de combinar compri- mento de onda e duração de pulso para obter o efeito desejado no tecido alvo, conforme descri to a seguir. Ao incidir sobre o tecido, a luz do laser é parcial- mente transmitida, refletida, parte se espalha (scatte- ring), absorvida (Fig. 1.19) . Capítulo 1 - Fotomedicina: Princípios, Efeitos e Aplicações 11 8 J •• -• figura 1.18 - Plataforma de tratamento Harmony. (Cor- tesia Alma laser.) Para que haja efeito da luz do laser sobre o tecido, é necessário que haja "sintonia" entre o tecido tratado e a energia sendo utilizada, assim como um telefone ce- lular. Em um dado momento existem milhares de on- das celulares passando por onde você está, porém, seu celular não toca. Ele apenas será acionado quando a onda emitida estiver em sintonia com seu aparelho. Da mesma forma, podemos colocar diversos comprimen- tos de onda de luz na pele, porém, apenas uma luz es- pecífica será absorvida pelo tecido-alvo. Em particular, a energia depositada pelos lasers mais utilizados na medicina é transformada em calor e, dessa forma, ob- tém-se efeito térmico sobre o tecido. O parâmetro do laser que mais influencia o fator de absorção ou sintonia é o comprimento de onda da luz (a sua cor, sua frequência). Cada parte de nosso orga- nismo responde diferente a determinado comprimento de onda ou tem afinidade com ele. Certos tecidos serão transparentes a determinado laser, outros o absorverão completamente. Dessa forma. podemos provocar o efeito térmico necessário para a sua remoção em um ponto específico de forma seletiva, sem afetar o tecido adjacente, dando origem ao fenômeno da fototermóli- se seletiva, teoria desenvolvida pelo Dr. Rox Ander- son, em Boston, nos Estados Unidos. A Figura 1.20 mostra a curva de absorção de deter- minados componentes em nosso tecido, como a mela- nina e a hemoglobina, e a molécula de água. Podemos verificar que os lasers na faixa do visível, como o verde (argônio), tem grande afinidade com melanina e hemo- globina, tendo, portanto, bom poder de coagulação. O laser com corante é amarelo, terá menor absorção pela melanina e está acima do pico de absorção da hemoglo- bina, o que o caracteriza como um ótimo sistema para o tratamento de lesões vasculares. O laser rubi na faixa 12 Capítulo 1 - Fotomedicino: Princípios, Efeitos e Aplicações Fluência incidente Figura 1.19 - Interação luz-tecido_ Área tro tado ,_______,_ Luz absorvida do vermelho é absorvido pela melanina e pelos pig- mentos escuros na pele. Por outro lado está posiciona- do num ponto mínimo de absorção por hemoglobina, o que justifica, em parte, sua dificuldade para remoção de pigmentos vermelhos no tratamento de tatuagem e le- sões vasculares (baixo poder de coagulação). Os lasers citados, quando enviados ao tecido em tempos muito rápidos (pulsos rápidos), ou melhor di- zendo, pulsos ideais, são capazes de atravessar a pele sem causar nenhum dano e serem absorvidos apenas pelo tecido ou componente alvo com o qual tem afinida- de, estes são denominados na literatura por cromóforos. Pelo gráfico, observamos que a absorção da melanina na faixa do infravermelho próximo (invisível) é bem ampla, o que permite que uma sétie de diferentes lasers possa ser utilizada com eficiência para tratamento de lesões pigmentadas e depilação, como o laser de diodo e o Nd:YAG. Devido ao comprimento de onda mais lon- go, seu poder de penetração no tecido é maior, e a afini- I 05 I Q4 r dade por melanina é menor, quando comparados aos lasers visíveis, corno os verdes. Estas características tomaram estes lasers os preferidos para uma grande va- riedade de tratamentos, pois apresentam menores riscos de danos na superfície da pele por absorção da melani- na, enquanto são eficazes em tratamentos na derme, como depilação e lesões vasculares profundas. O Er:YAG e o C02 no infravermelho tem afinidade pela molécula de água. Como a água é o principal com- ponente da estrutura celular, sua interação com o laser é predominante. Dessa forma, ao incidir sobre a pele, a radiação destes lasers é imediatamente absorvida pelas primeiras camadas de células, fazendo-o um excelente instrumento para cortes ou remoções de tecido de fonna precisa e superficial, como no peeling a laser ou resur- facing. Como o Er:YAG encontra-se em um pico de afi- nidade pela água, sendo sua absorção pelo menos 10 vezes supetior ao do C02, isso o torna mais superficial e de menor dano térmico e, dessa forma, mais suave. Pelo que foi descrito anteriormente, os dois princí- pios básicos da fototermólise seletiva que governa toda a interação entre luz e tecido são: • Comprimento de onda ideal: para que seja absorvi- do apenas pelo tecido alvo, ou cromóforo. • Duração de pulso ideal: deve ser longo o suficiente para atuar sobre todo o tecido alvo, porém, rápido para causar mínimo efeito sobre os tecidos adjacentes. Em resumo, a maioria dos tratamentos na fotomedi- c ina ocorre da seguinte forma: • A luz é absorvida pelo tecido alvo ou cromóforo. • A absorção da luz provoca um aqueci mento seletivo do alvo, preservando os tecidos ao redor. • O aquecimento seletivo do cromóforo provoca sua coagulação ou vaporização, atingindo o objetivo do tratamento. 978-85-7241-812-6 2,94 Er:YAG Ê 1 Q3 "' l Q2 f-.. I ~ /( ' ~'--- rtl'lnina J \ i}\ lJ l 0,60 \r 1- (02 .I fi 1,54 Águo o lO ~- l 01 o VI ....0 l 0° o "' "'t:l 2 1 o-1 c .~ 1Q-2 '-' .:;:::: "' o \._) 1 o-3 fV . Er:glass ~ Hemog~ob1na l Proteína ~ 1,32 Nd:YAG ~ ~ l ,064 Nd:YAG f\ 11 1Q- 4 ~"--- '/ Nspa11 ham~nt~ O, 1 lo Comprimento de onda (~m) Figura 1.20 -Curva de absorção de determinados componentes do tecido com o comprimento de onda, mostrando os tipos de laser mais comuns. Er:gloss = érbio:gloss; Er:YAG = érbio:ítrio-alumínio-granada; Nd:YAG = neodímio:ítrio-alumínio-granada . A "Parede" de Melanina ~ A curva de absorção da Figura 1.20 mostra que a maio- <? ria dos lasers tem afinidade pela melanina presente na ~ pele. Desta forma, é importante lembrar que em aplica- :;; ções onde o tecido alvo está abaixo da derme papilar ~ (depilação, lesões vasculares, lesões pigmentadas, S; etc.), ou seja, abaixo da camada de melanina, quando precisarmos de maior penetração da luz, existirá sem- pre atenuação de energia afetando a eficiência do trata- mento. A energia absorvida por esta "parede" de melanina será tão maior quanto mais escura for a pele do paciente ou maior o tipo da pele na escala de Fitzpa- trick. Essa energia perdida vai gerar calor local que, quando excessivo, pode gerar sequelas desagradáveis como queimaduras, manchas hipocrômicas ou estimu- lar os melanócitos produzindo manchas hipercrômicas. Dessa forma, os sistemas de laser e luz pulsada, que trabalham com energias mais altas, empregam siste- A Feixe de laser Epiderme Derme Vaso sanguíneo B Capítulo 1 - Fotomedicina: Princípios, Efeitos e Aplicações 13 mas de proteção da epiderme, que variam desde solu- ções simples, como a aplicação de um gel gelado ou compressas de gelo, até os sofisticados sistemas de re- frigeração acoplados à ponteira de aplicação. Todos são extremamente necessários para dissipar parte do calor produzido pela absorçãoda luz nas primeiras ca- madas da pele. Os sistemas de refrigeração da epiderme podem ser (Fig. 1.21 ): • Estáticos: a peça de mão possui uma janela de safira refrigerada por água ou gás, que permanece em con- tato com a pele removendo o excesso de calor, du- rante o pulso do laser. • Dinâmicos: também acoplado à peça de mão, o sis- tema dispara um jato de gás criogênico imediata- mente antes e, em alguns fabricantes, dispara outro após o pulso do laser. Neste sistema é possível va- riar a duração do pulso do gás, bem como o interva- lo entre o jato e o pulso laser. Figura 1.21 - (A) Exemplo de sistema de refrigeração dinâmico acoplado à peço de mão. (Cortesia Candeia Laser.) (8) Diagrama de funcionamento do sistema de refrigeração dinâmico. Um jato de gás criogênico refrigera a pele antes do pulso de laser. (Cortesia Candeia Laser.) (O Cryo 6 sistema de refrigeração da pele independente. (Cortesia Zimmer Medizin Systeme.) 14 Capítulo 1 - Fotomedicino: Princípios, Efeitos e Aplicações • Contínuo/independente: um equipamento separado, que fornece um jato de ar gelado, refrigerando o te- cido durante todo o procedimento e operando inde- pendente do laser ou luz pulsada. As vantagens na utilização desses dispositivos são: • Possibilidade de utilização de energias mais altas, aumentando a eficácia do tratamento. • Redução do incômodo durante a aplicação e dos ris- cos de sequelas. • Possibilidade de tratamento de peles mais escuras. Penetracõo da Luz no Tecido , Com grande importância para a eficácia do tratamen- to, a penetração da luz no tecido é basicamente gover- nada pelo comprimento de onda, obedecendo aos seguintes fatores: • Espalhamento da luz na parte visível do espectro . • Absorção de água pelas células da pele, principal- mente da epiderme no infravermelho próximo. • Para um mesmo comptimento de onda, uma maior ener- gia de aplicação resultará em um ganho de penetração. Voltando ao gráfico da Figura 1.20, vemos em azul a curva de espalhamento (scattering) da luz. Vemos que ele é mais forte nos comprimentos de onda visí- veis e, por isso, nesta faixa a penetração é muito pe- quena, como mostra o gráfico da Figura 1.22. O espalhamento praticamente desaparece na faixa do in- fravennelho próximo de 900 a l.OOOnm, o que faz com que esses comprimentos de onda tenham grande pene- tração no tecido. A partir de 1.200nm a afinidade pelo cromóforo água, presente em abundância nas células da pele, começa a ficar significativo, reduzindo outra vez a penetração da luz. Conforme penetra no tecido, a energia lum inosa vai sendo absorvida e espalhada pelo caminho, diminuin- do até desaparecer. Sendo assim é importante observar que a distribuição da energia ao longo do caminho da luz no tecido vai reduzindo à medida que penetramos na pele. A energia na superfície será sempre muito maior do que em qualquer outro ponto no interior do tecido. Por isso, para um mesmo comprimento de onda, uma maior energia de aplicação resultará em um pequeno aumento na penetração do efei to. Em resumo, os comprimentos de onda visíveis se- rão ideais para tratamentos de lesões superficiais como manchas nas camadas superiores da pele ou heman- giomas planos. É comum observar que, num tratamen- to de manchas, vemos que ela clareia, porém, não desaparece completamente. Isto significa que parte da mancha está localizada em uma camada mai s profun- da, onde a luz não alcança. Devem-se empregar os comprimentos de onda ao redor de 900 a l.OOOnm para tratamentos de lesões profundas, como vasos nas pernas ou hemangiomas mais volumosos. 978-85-724 1-812-6 Rejuvenescimento Não Ablativo A grande aplicação dos lasers que trabalham no infra- vermelho próximo de 1.000 a L600nm e eqúipamen- tos de luz intensa pulsada (LIP) revolucionou a técn ica de rejuvenescimento facial, produzindo o resuifacing não ablativo, ou seja, atenuação de linhas da face e remoção de lesões pigmentadas e vasculares superfi- ciais, sem afetar a epiderme. Penetração da luz no tecido (mm) 4 3,5 3 2,5 2 1,5 0,5 0+-----~---,~---.-----.----~----.-----.--=~ 400 600 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000 Comprimento de onda (nm) Figura 1.22 - Variação do penetração do luz como função do comprimento de onda. Voltando ao gráfico de absorção da Figura 1.20, ob- servamos que nesta região do espectro, a afinidade da luz por melanina é muito reduzida. Por outro lado a afinidade por água começa a se tornar significativa. Dessa forma, por meio de uma seleção adequada de comprimento de onda e duração de pulso, aliadas aos sistemas de refrigeração da pele para proteger as cama- das mais superficiais da epiderme, consegue-se preser- var a superfície da pele, produzindo um aquecimento mais profundo, localizado e confinado numa região logo abaixo da derme papilar, aproximadamente 300 a 400 mícrons de profundidade. Esse aquecimento ocor- re pela absorção da água presente nas células. A resposta do organismo a este aquecimento, é uma produção localizada de colágeno, causando um preen- chimento natural da pele. O resultado é o desapareci- mento de linhas finas, redução de ritidoses e melhora da qualidade geral da pele, que se toma rejuvenescida, sem os inconvenientes do sistema abrasivo fornecido pelo resuifacing tradicional. Essa aplicação será mais bem discutida nos capítulos subsequentes. Como os sistemas de luz pul sada empregam uma faixa de comprimento de onda que vai desde o visível até o infravermelho próximo, eles são capazes de tratar '"' c-:. vários tipos de lesões na pele simultaneamente. Ao "? mesmo tempo em que estamos melhorando a qualidade ~ da pele com os comprimentos de onda na faixa do in- :;; fravermelho próximo, a parte visível do espectro re- oo ch move manchas e pequenas telangiectasias superficiais. r- "' Vários fabricantes têm produzido equipamentos de laser e luz pulsada para essa finalidade. Alguns exem- plos são: • Nd:YAG: uma linha de 1.320nm do laser de Nd:YAG (normalmente produz 1.064nm e tem seu ressonador alterado para produzir esse novo comprimento de onda). Utiliza sistema de refrigeração dinâmico. • Diodo: um sistema compacto, com comprimento de onda de 1.450nm, associado a um sistema de refri- geração dinâmico. • Er:glass: utilizando o já mencionado íon de érbio, porém, em um cristal de vidro, tem o comprimento de onda de l.540nm. Emprega sistema de refrigera- ção com ponta de safira refrigerada. • Luz intensa pulsada: a versatilidade, eficiência de tratamento e boa relação custo/benefício desses equi- pamentos levaram ao desenvolvimento de vários equipa- mentos nos últimos anos dominando o cenário do rejuvenescimento não ablativo da pele. ·Sistemas Fracionados Para entender a beleza e a revolução provocadas pelo desenvolvimento dos sistemas de tratamento a laser fracionado, vamos imaginar um paciente que busca uma melhora estética da pele como uma fotografia de família que precisa de uns retoques. Hoje em dia, uma Capítulo l - Fotomedicino: Princípios, Efeitos e Aplicações 1 S fotografia é alterada digitalmente pixel por pixel, para melhorar a aparência dos objetos na imagem. Da mes- ma forma, pinturas danificadas são restauradas delica- damente em uma pequena área por vez. Esse mesmo conceito é empregado nos sistemas que utilizam a tecnologia da fototermóli se fracionada (Fig. 1.23). O laser produz lesões térmicas micros- cópicas chamadas de rnicrozonas térmicas (MZT) na ordem de I 00 a 150 mícrons (a espessura de um fio de cabelo) e profundas na ordem de 0,5 a l,8mm (os equipamentos de luz pulsada, em geral , atuam até 0,3mm abai xo da superfície). Essas MZT estão envol- tas por tecido sadio que não foi agredido, o qual vai ajudar na recuperação da microárea agredida e tam- bém será mobilizado no processo de regeneração glo- bal da pele. Dessa forma, obtém-se um nível de rejuvenescimento comparável aos peelings químicos profundos ou ao resUJfacing com laser ablativo, mas com um-mínimode efeito colateral e sem tirar o pa- ciente da rotina, ou seja, consegue-se um grande estí- mulo da pele com um mínimo de agressão. Um sistema de varredura inteligente (escâneres), localizado na peça de mão, garante a distribuição uni- forme das MZT. O operador pode escolher na tela do equipamento a quantidade de MZT que vai colocar na pele ou a porcentagem da área total da pele que vai estimular. Controla assim a agressividade do tratamen- to. Quanto mais MZT, maior o estímulo, mais agressi- va a aplicação e, consequentemente, mais resultado. Isso leva a um controle de aplicação que até então não existia nos tratamentos dermatológicos. Microzonos térmicos Figura 1.23 - A ciência do fototermólise fracionado. 16 Capítulo l - Fotomedicina: Princípios, Efeitos e Aplicações O método foi desenvolvido pelos pais da fototennó- lise seletiva, os Doutores Rox Anderson e Dieter Manstein, no Wellman Laboratories, em Boston, nos Estados Unidos. O primeiro sistema de laser fraciona- do, o Fraxel SR, foi apresentado pela empresa Reliant Technologies Inc. no Congresso da American Society for Laser in Medicine and Surgery (ASLMS) em abril de 2004. O sistema obedece aos princípios da fototermólise seletiva, com comprimento de onda na faixa de 1.550nm onde o cromóforo é a água presente nas célu- las da pele. Em sua concepção original, os sistemas fracionados realizam um tratamento não ablativo, onde a superfície da pele não é agredi da e o tecido é apenas aquecido até o ponto de coagulação, produzindo as microzonas tér- micas. São realizadas de três a cinco sessões, espaça- das de 25 a 30 dias. As vantagens do tratamento, além do tempo míni- mo de recuperação, são a segurança e eficácia para a aplicação do laser em regiões do corpo fora da face, tratamento de melasmas resistentes e lesões pigmenta- das profundas, com resultados surpreendentes para melhora das cicatrizes de acne e inestéticas. Os próxi- mos capítulos irão discutir em detalhes aplicações do tratamento fracionado. Alguns sistemas que empregam o sistema fraciona- do não ablativo: • Fraxel re:store: comprimento de onda de 1.550nm, utiliza um laser de fibra óptica com íons de érbio para produzir a luz. A aplicação é feita por meio de uma ponteira com sistema de varredura contínua inteligente que mede a velocidade de aplicação do operador para distribuir as MZT na pele sempre de fotma homogênea. Figura 1.24 - Lutronic Mosoic Tecnologia Microfrocionodo. • Palomar Lux1540: ponteira fracionada da multipla- taforma StarLux que emprega um laser de Er:glass para produzir um comprimento de onda de 1.540nm. • Lutronic Mosaic: sistema fracionado da empresa Coreana Lutronic que também emprega um laser de Er:glass com comprimento de onda de 1.540nm. Pode ser aplicado em modo estático ou com varre- dura contínua como Fraxel (Fig. 1.24). O grande sucesso da tecnologia fracionada levou a diversificação do método, surgindo, então, o tratamento fracionado ablativo. Nesse caso o equipamento produz microperfurações de profundidade controlada na pele, substituindo as MZT, onde a pele era simplesmente coa- gulada. Ocorre dano à superfície produzindo pequenas crostas e um eritema mais persistente. O tempo de recu- peração é maior, assim como existem mais restrições quanto ao tipo de pele e área do corpo a ser tratada. As vantagens são: um número menor de sessões, em geral duas; melhor resultado para rugas dinâmicas, como as presentes na glabela e lábio superior, assim co- mo rugas e cicatrizes mais profundas, e paciente com um fotoenvelhecimento mais intenso. Seguem alguns sistemas que empregam essa tecno- logia, onde se verifica que o conceito fracionado trouxe de volta o laser de co? para tratamentos de rejuve- nescimento. A vantagem é que os sistemas podem ser empregados de forma fracionada, no modo ablativo para tratamentos mais agressivos ou em modo de cor- te para pequenas cirurgias: • Fraxel re:pair: utiliza um laser de CO?, comprimen- to de onda de I 0.600nm e emprega a rnesma tecno- logia do Fraxel re:store na ponteira com sistema de varredura contínuo inteligente. • Lumenis A c tive FX: também utiliza um laser de C02 e sistema de varredura estático. • Lutronic Mosaic e C02: laser de C02 fracionado com sistema de vanedura estático. • Deka SmartXide: laser de C02 com sistema de var- redura fracionado. • Alma Pixel C02: laser de C02 com uma matriz de mi- crolentes na ponteira para produziT o efeito fracionado. • AI ma Ponteira Pixel: ponteira semifracionada da multi- plataforma Harmony que emprega um laser de Er: YAG, comprimento de onda de 2.940nm e um filtro para produzir o efeito fracionado do feixe laser, porém, com pontos mais espessos, na ordem de milímetros de diâmetro. Devido ao comprimento de onda, este sistema produz microlesões mais superficiais. Sistemas Híbridos 978-85-7241-8 12-6 Procurando superar as limitações e ampliar a seguran- ça e eficácia dos tratamentos com sistemas a laser e luz intensa pulsada, a indústria diversificou a tecnolo- Eletrodos RF bipolor ~ ~ w Distribuicõo do corrente de radiofrequêncio em tecido com temperatura uniforme Refrigeração no superfície do pele, foz o corrente se concentrar mais profundamente no derme: menor temperatura = maior resistência Corrente de radiofrequêncio concentrado no camada do pele que está pré- aquecido, pois tem menor resistência Figura 1.25 - Interação do rodiofrequência bipolar e re- frigeração superficial com o pele. RF = rodiofrequência. gia associando a luz a outras formas de energia, crian- do os chamados sistemas híbridos. Um exemplo de grande sucesso dessa diversificação está no sistema ELOS® (Eiectro Optical Synergy) que emprega uma sinergia da luz com a radio- frequência, desenvolvido pelo inventor da luz intensa pulsada, o Dr. Shimon Eckhouse, na empresa Syne- ron de Israel. A radiofrequência (RF) é constituída por uma cor- rente elétrica de alta frequência, na ordem de lMHz, e é empregada na medicina há vários anos. É importante observar que, neste caso, o aquecimento no tecido é provocado pelo movimento de elétrons, diferente da luz, onde o aquecimento ocon·e pela absorção da ener- gia dos fótons. Não existe seletividade, ou seja, a cor- rente de alta frequência aquece o tecido como um todo, formando grandes zonas térmicas, independente do tipo de pele. Não existem perdas por reflexão ou espalhamento como na luz. É seguro para peles escu- ras e eficaz para cromóforos claros. Capítulo l - Fotomedicino: Princípios, Efeitos e Aplicações 17 Os sistemas de RF podem ser encontrados na forma "monopolar" e "bipolar". Nos equipamentos monopo- lares a energia chega a grandes profundidades no teci- do, enquanto que nos sistemas bipolares, a penetração é restrita a uma profundidade de aproximadamente metade da distância entre os eletrodos, o que concen- u·a a corrente mais próxima da superfície. Outra característica importante da RF é que ela se propaga melhor no tecido aquecido. Desta forma, a utilização de uma ponta refrigerada na superfície da pele faz com que a corrente se concentre mais profun- damente na derme. Isto também gera certa seletivida- de. pois a RF vai se concenu·ar mais na camada de pele ou no tecido que estiver mais aquecido (Fig. 1.25). O sistema ELOS® emprega ponta refrigerada com RF bipolar simultaneamente ao disparo do laser ou luz pulsada, como ilustrado na Figura 1.26. Obedecendo ao princípio da fototermólise seletiva, a luz vai aquecer apenas o cromóforo. A ponta refrigera- da protege a superfície da pele e "empurra" a RF para as camadas mais profundas. Como a RF se concentra no tecido mais aquecido, ocorrerá um superaquecimento do cromóforo levando ao efeito terapêutico desejado. A Figura 1.26 ilustra o caso da fotoepilação, po- rém, o mesmo efeito ocorre para o tratamento de le- sões pigmentadas e vasculares, rejuvenescimento e redução da flacidez (nesse caso, é empregada uma fonte de infravermelho de 700nma 200nm, com a RF bipolar) (Fig. 1.27). A principal vantagem do emprego da sinergia é re- duzir a fluência óptica empregada, o que reduz o incô- modo durante a aplicação e torna o tratamento mais seguro para peles mai s escuras. Ocorrem também efei- tos simultâneos como, por exemplo, a redução da fla- cidez durante um tratamento de lesões pigmentadas, devido à presença da RF. O princípio ELOS® também é empregado para tra- tamentos de redução de medida, flacidez e celulite. Neste caso, a RF bipolar é associada a uma fonte de infravermelho (de 700nm a 200nm), cilindros rolan- RF eletro-bipolar Luz: laser ou LI P ELOS®: siner io Figura 1.26 -A sinergia rodiofrequência + luz, o princípio ELQS<3.l. LIP = luz intensa pulsada; RF = radiofrequência. 18 Capítulo 1 - Fotomedicina : Princípios, Efeitos e Aplicações Figura 1.27 - (A) Sistema e-Mox Syneron: multiplotoformo que possui pon- teiros laser, luz pulsado e fon te de infravermelho associados à rodiofrequêncio bipolor. (8 e C) Ponteiro ELOS® mostrando os eletrodos e luz simultâneos. tes, que produzem uma massagem e drenagem, e suc- ção. Os roletes cilíndricos são os eletrodos da RF. A sucção faz uma prega de pe le, o que aumenta a pene- tração da RF e da luz (Fig. 1.28). O objetivo é produzir aquecimento dos tecidos pro- fundos acelerando o metabolismo e, com isso, redu - zindo o tamanho das células de gordura, provocando a redução de medidas. A melhora da flacidez deve-se ao estiramento das fibras elásticas e ao estímulo de colá- geno na região tratada. Energia - Potência - Fluência O aumento de temperatura no tecido depende da quan- tidade de energia que lhe é entregue. A energia, potên- cia e fluência (densidade de energia) são parâmetros fís icos que determinam o eventual aumento de tempe- ratura. A energia é medida em joules (J). Potência é medida em watts (W) e se relaciona com energia pela seguinte relação: Energia (J) = potência (W) x tempo (s) Portanto a energia é a quantidade de potência entre- gue ao tecido em um dado intervalo de tempo. O efeito térmico do laser é extremamente localizado. Assim, a quantidade física que governa a resposta térmica do tecido é a quantidade de energia entregue a uma deter- minada área que, em geral, é o tamanho da área de aplicação ou spot-size produzido pela peça de mão do laser. Assim, a densidade de energia ou fluência é me- dida em J/cm2: Fluência (J/cm2) =energia (J)/área (cm2) Quanto maior a fluência, mais rápido será o aumento de temperatura no tecido e, consequentemente, a intensidade do efeito desejado. O efeito do tratamento é conseguido variando tanto a potência de saída do laser como a área de apl icação no tecido. Todos os lasers comerciais permitem alterar a potência facilmente e de forma contínua. Com a potência de operação constante, podemos variar a fluência no tecido alterando a área de aplica- ção (spot-size, trocando a lente ou a caneta [peça de mão]) ou a posição da caneta (onde se localiza a lente que focaliza a luz do laser) em relação ao tecido. Quando trabalhamos com a luz no foco (Fig. 1.29), a densidade da potência é máxima, pois temos toda a energia do laser concentrada em um pequeno ponto fo- cal (em geral na ordem de O, l a 1 mm). Nesse ponto, realizamos um corte. Afastando a caneta do tecido, temos "' uma posição de defocus (pré), ou seja, aumentamos a <xl :lo área de aplicação e, com isso, reduzimos a densidade v. .:.:, de potência, bem como o aumento de temperatura no ~ tecido. Nessa posição, conseguimos efeito de vaporiza- ,x ção superficial e de coagulação (utilizado no rejuvenes- N "' cimento da pele [reswfacing] e depilação). Figura 1.28 - ELOS® poro redução de medidos, flacidez e celulite - VeloShope. É importante observar como o corte é controlado com o laser. O cirurgião está acostumado a controlar a profundidade de corte por meio da pressão exercida na lâmina contra o tecido. No laser, como não existe con- tato mecânico com o tecido, o corte é determinado por dois fatores: • A velocidade de movimento da mão. • A potência do laser. A velocidade está ligada ao tempo de exposição do 'O tecido, pois se mantivermos o laser atuando sobre um ..-!. ponto indefinidamente, este começa a vaporizar cama- "? da após camada de tecido aumentando a profundidade ~ do corte. Dessa forma, para uma potência constante, se r- ;2 movimentarmos as mãos lentamente, teremos um cor- ~ te profundo. Da mesma forma para um movimento a- com velocidade constante, o corte será tão mais pro- fundo quanto maior for a potência. O tempo de exposição do tecido à luz do laser tam- bém controla a quantidade de tecido adjacente que pode ser afetado. Dessa forma, os sistemas laser modernos possuem mecanismos de aplicação de forma que entre- ga ao tecido a energia necessária para vaporizá-lo em tempo muito rápido, minimizando o efeito térmico nos tecidos adjacentes. Esses mecanismos podem ser por meio de pulsos rápidos (lasers superpulsados) ou siste- mas computadorizados de varredura rápida do feixe la- ser (jlash-scanners), muito empregados nos tratamentos de rejuvenescimento de pele e, mais atualmente, nos sistemas de tratamento fracionados. Os escâneres movi- mentam o feixe de laser em alta velocidade, de forma que posiciona o feixe de laser na pele minimizando os danos aos tecidos adjacentes. São controlados por com- putador e podem execuLar diferentes formas de varredu- ra, com grande precisão e total controle sobre a quantidade de tecido sendo vaporizada. Capítulo l - Fotomedicino: Princípios, Efeitos e Aplicações 19 Figura 1.29 - Laser em foco (densidade de potência máxima - corte) e defocus. Conclusão Lasers e sistemas de luz intensa pulsada são fontes de luz pura com propriedades impo1tantes, o que nos per- mite tratar de forma precisa e seletiva diversos tipos de lesões teciduais, preservando ao máx imo o tecido sau- dável adjacente. A sinergia eficiente com a rádiofre- quência demonstra o quanto estes equipamentos ainda podem evoluir, se tornando mais seguros e eficientes. Com o advento do tratamento fracionado da pele, um novo horizonte de aplicações ao mesmo tempo suaves e efi cazes surgiu na dermatologia. Em muitas aplicações, a luz aparece como a única e eficaz solução de tratamento, como no caso de lesões vasculares planas na face. Trouxe uma alternativa rápida e de longa duração para a remoção do pelo indesejado, como também para o tratamento de tatuagens e lesões pigmentadas. É empregada nos tratamentos de redução da flacidez e celulite e, numa série de aplicações na der- matologia, a luz surge como um complemento importan- te em técnicas já existentes, realizando um acabamento fino, como é o caso das ritidoplastias na cirurgia plástica. Também atuando em áreas que normalmente não são tratadas pela cirurgia, como pescoço, colo, mãos e bra- ços, com o tratamento fracionado ou não ablativo, bem como a esclerose de vasos em membros inferiores. O futuro certamente trará equipamentos mais eficien- tes e compactos e, certamente, não está longe um siste- ma de depilação a luz pulsada ou laser para uso doméstico. Teremos uma maior variedade de aplicações e, dentre elas, o desenvolvimento de lasers que terão a capacidade de atuar nas células, estimulando a produção de enzimas que terão o objetivo de prevenir o envelheci- mento cutâneo, bem como o câncer de pele. Sistemas que terão a gordura subdérrnica como cromóforo, o que pode abrir um novo horizonte de aplicações para redu- ção de medidas, celulite e qualidade da pele. A medicina diagnóstica também será beneficiada por essa evolução. Quanto mais estudarmos os efeitos da interação da luz com o tecido vivo, mais aprenderemos a admirar a variedade e complexidade dessas interações críticas. O resultado certamente abrirá portas para um grande nú- mero de aplicações fantásticas nos anos a seguir. Basta entrarmos em "sintonia" com a energia da luz! 20 Capítulo l - Fotomedicina: Princípios, Efeitos e AplicaçõesBIBLIOGRAFIA ALSTER, T. S. Manual of Cutaneous Laser Techniques. Philadelphia : Lippincott-Raven, 1997. ALSTER, T. S.; APFELBERG, D. B. Cosmetic Laser Surgery - A Practitioner's Cuide . 2. ed. New York: Wiley-Liss, 1999. ALSTER, T. S.; NANNJ, C. A.; WILLIAMS, C. M. Comparison of four carbon dioxide resurfacing lasers a clinicai and histopathologic eval- uation. Dermatol. Swg., v. 25, n. 3. p. 153-159, 1999. ALSTER, T. S .; TANZI, E. L. Cellulite Treatment Using a Novel Com- bination Radiofrequcncy, lnfrared Light, and Mechanical Tissue Ma- nipulation Device. J. Cosmet. Laser Tha, v. 7, p. 8 1-85, 2005. 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Dessa forma, com a explosão tecnológica e algumas facilidades criadas para se adquirir um aparelho de laser (aluguel, leasing, joint venture c outros), amplia- ram-se as possibilidades de acesso aos aparelhos, assim como os ri scos e os perigos no manuseio do laser. A aplicação clínico-cirúrgica do laser pode ser um método seguro e adequado ao tra- tamento, como pode trazer riscos e perigos de grande importância para a segurança do paciente, do médico e dos auxiliares que se encontram na sala. Dever-se-iam, portanto, criar e monitorar programas de treinamento em segurança a todos os profissionais de saúde que executam tratamentos com lase1; porém, não existe um padrão nacional para o ensino de como usar esses aparelhos nem treinamento espe- cífico; também não há regulamentos ou comissões examinadoras, nem treinadores pro- fissionais para médicos ou enfermeiros, ficando, assim, sob responsabilidade de cada unidade clínica a melhor forma de estabelecer crité,;os para a utilização do laser. O en- sino deve englobar aulas didático-teóricas e práticas, bem como esclarecimentos na ma- nipulação dos aparelhos por faxineiros, técnicos, auxiliares de transporte, enfi m, todas as pessoas que estivere m envolvidas no contato com o aparelho. É importante informar que todas as normas de segurança devem ser aplicadas a todas as práticas de laser e não somente à prática hospitalar. Isso inc lui clínicas, serviços mó- veis de laser e consultórios particulares médicos e dentários. Todos os usuários devem aderir aos seguintes princípios: • As normas de segurança não são menos rigorosas na prática privada que no hospitaL • O usuário responsável pelo laser deve conhecer todas as normas e regras e estar per- feitamente treinado para utilizá-las. • O usuário responsável deve ter certeza de que toda a equipe está adequadamente treinada 1• No corpo humano, os olhos e a pele são os mais sujeitos a danos pelo uso do laser, sendo os olhos os mais vulneráveis e com lesões mais graves. Há muitas formas de dani- ficar esses órgãos: quando o feixe incide diretamente é sempre pior, porém formas indi - retas também são possíveis através da reflexão em superfícies como espelhos, metais, tintas refletoras e outros. Em relação aos danos oculares, as c ircunstâncias da exposição são as que determinarão os diversos tipos de lesões. Há possibilidade de ser: • Direta ao feixe. • Indireta quando o feixe é refletido em superfícies plana ou curva espelhadas ou não. ' 00 As lesões ocorrem devido ao efei to térmico (calor) desses aparelhos nos tecidos. Os ~ lasers que estí'io na faixa da luz visível são os mais agressivos, pois o olho tem a capa- cidade de focar a luz na retina. Quando um feixe incide na córnea, pode causar ceratite e dependendo do comprimento de onda, este mesmo feixe aumenta a potência em I 00.000 vezes ao atingir a retina, causando danos irreversíveis. Por isso mesmo, tratando-se de lasers tanto de baixa quanto de alta potência, nunca é aconselhável olhar o feixe direta- mente com os olhos. Há diversas classes que apresentam pequenas diferenças de acordo com os países que as adotam, mas seguem um padrão básico internacional integrando um consenso geral. São padrões legalmente obrigatórios, mas não são leis ou regulamentações, e sim instru- mentos de apoio para a comercialização desses aparelhos. São várias as classificações dos aparelhos conforme o perigo potencial que pode acarretar aos olhos dos usuários e pacientes (Tabelas 2.1 a 2.4) Capítulo 2 - Biossegurança em Laser e Luz Intenso Pulsado 2S Tabela 2.1 -Classificação no padrão pela lnternational Electrotechnical Commission (I EC) 6 0825-1 de 19932 Classe Riscos Laser Potência máximo emitido Não perigosos sob quaisq uer circunstâncias Visíveis e invisíveis ~w 2 Não perigosos uma vez que o observação direto aciono uma resposta de Visíveis 1mW aversão natural à luz brilhante como piscar ou fechar os olhos 3A Perigoso se observado por meio de instrumentos ópticos de aumento Visíveis e invisíveis SmW (lupas, binóculos, lunetas, telescópios) 3B Reflexões especulares e feixe direto perigosos mesmo quando observados Visíveis e invisíve is O,SW o olho nu 4 Reflexões especulares ou difusos e feixe direto perigosos aos olhos Visíveis e invisíveis Maior que O,SW e à pele Tabela 2.2 - Classificação no padrão pela lnternational Electrotechnical Commission (I EC) 60825-l de 19932 Classe Riscos Laser Potência máximo emitido Não perigosos mesmo poro longos exposições e Potência muito baixo ou encapsulados 40~W com uso de instrumentos ópticos de aumento 1M Potencialmente perigosos aos olhos se Potência muito baixo, colimado e de 40~W 'D observados por meio de instrumentos ópticos diâmetro grande ou altamente divergente N 2 Seguros poro exposições não intencionais e Potência toixa e visível l mW O? "<t observações não prolongados (menor que N 0,25sl t-.;.. 00 2M Potencialmente perigosos aos olhos se Potência baixa, visível, colimado e 00 1mW t- 0\ observados por meio de instrumentos ópticos de diâmetro grande ou altamente divergente 3 R Seguros quando manipulados com cuidado e Potência baixo 200~W o SmW potencialmente perigosos aos olhos se observados por meio de instrumentos ópticos 3 B Perigosos aos olhos nus quando observados Potência médio SmW o SOOmW diretamente (feixe e reflexões especulares) 4 Perigosos poro pele e olhos, incl usive na Potência alta Maior que SOOmW observação de reflexões difusos M = instrumentos ópticos mognilicadores;
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