Specjalność	Zastosowanie
	terapia	diagnostyka
Okulistyka	koagulacja siatkówki, mikrochirurgia	badanie zaćmy
Onkologia	niszczenie tkanki nowotworowej	holografia ultradźwiękowa
Chirurgia	cięcie tkanek miękkich i twardych	oświetlanie narządów od wewnątrz (endoskopia)
Stomatologia	usuwanie próchnicy, plombowanie	-
Dermatologia	usuwanie tatuażu, procesy rozrostowe	-

Światło laserowe ma ściśle określoną długość fali (fala monochromatyczna), jest spójne (cała wiązka ma taką samą fazę) i można je wytwarzać w postaci silnie skupionych wiązek o średnicy nawet rzędu długości fali tego promieniowania. Ta ostatnia cecha pozwala na ogromne zwiększenie gęstości mocy wiązki, co z kolei daje możliwość skupienia dużych ilości energii na minimalnym obszarze. Szczególne znaczenie mają w biomedycynie lasery molekularne ze względu na dużą wydajność, niski koszt wytwarzania i niewielkie rozmiary. Ponadto promieniowanie lasera molekularnego przypada na część podczerwoną widma, która jest silnie pochłaniana przez tkankę.
Terapeutyczne i diagnostyczne zastosowania laserów podaje tabela.
Ostra wiązka laserowa stosowana jako skalpel chirurgiczny umożliwia przeprowadzanie czystych cięć w tkankach, a przez przypalanie rany zmniejsza krwawienie. Takich bezkrwawych zabiegów można dokonywać na narządach silnie ukrwionych, jak wątroba, płuca czy mózg. Najtrudniejszą sprawą z praktycznego punktu widzenia jest dobranie odpowiednich ilości energii. Przy zbyt dużej gęstości mocy mogą powstawać małe eksplozje, utrudniające stosowanie lasera do cięcia tkanek, przy zbyt małej mogą wystąpić dodatkowe komplikacje. Na zdjęciu obok chirurg wprowadza wiązkę lasera argonowego przez wąski przewód do ucha pacjenta w celu usunięcia nowotworu powstałego pomiędzy uchem a mózgiem.
Laserem można usuwać tatuaż lub zabarwienia skóry w miejscach różniących się współczynnikiem absorpcji od miejsc sąsiednich.
W stomatologii stosuje się też od lat lasery. Najczęściej do fizykoterapii przy chorobach dziąseł (światło o odpowiedniej barwie korzystnie wpływa na tkanki), ale również zamiast wiertła. Do tego celu oczywiście potrzeba urządzeń dużej mocy. Laser neodymowy odparowuje część tkanek, zaś pozostałe stapia, pozostawiając szklistą powierzchnię. Innym zastosowaniem lasera jest wybielanie zębów - przebarwienia bieleją pod wpływem silnego światła jak kości leżące na pustyni. Jednak nie uda się w ten sposób usunąć na przykład szpecących złogów metali ciężkich.
Duże zastosowanie wiązki laserowej jest w okulistyce, a mianowicie w mikrochirurgii ocznej do łączenia (koagulacji) odklejonej siatkówki z naczyniówką w oku ludzkim. Urządzenie służące do tego zabiegu zwie się koagulatorem laserowym. Zabieg zaś polega na tym, że wiązkę laserową kieruje się przez źrenicę tak, aby soczewka skupiła ją w miejscu, w którym ma powstać koagulacja. Wiązka laserowa rozchodzi się bez dużych strat w elementach przezroczystych oka, a jest silnie pochłaniana przez nabłonek siatkówki. Silny, impuls świetlny wywołuje odczyn zapalny, w następstwie czego powstaje zrost, który "przykleja" siatkówkę do naczyniówki. Koagulator laserowy góruje nad uprzednio stosowanymi fotokoagulatorami krótkim czasem naświetlania i małą średnicą wiązki.
Laser jest również ratunkiem w chorobie zwanej AMD, czyli zwyrodnienie plamki związane z wiekiem (ang.: Age-related Macular Degeneration). Jest to oprócz zaćmy i jaskry jedna z najczęstszych przyczyn pogorszenia wzroku, a nawet ślepoty w starszym wieku, która trapi około 2 ludzi w podeszłym wieku. Receptą jest stosowana od pięciu lat terapia fotodynamiczna (PDT). Choremu wstrzykuje się do ramienia substancję wrażliwą na światło - werteporfinę. Kiedy dotrze ona do naczyń krwionośnych oka, na siatkówkę kieruje się promień specjalnego lasera, który uaktywnia werteporfinę. Wtedy uwalnia ona pewne substancje, które sprawiają, że uszkadzające siatkówkę naczynia ulegają zamknięciu.
Technika odparowywania rozleglejszych tkanek, wymagająca znacznie większych gęstości mocy niż cięcie czy koagulacja, znajduje zastosowanie przy niszczeniu tkanki nowotworowej przede wszystkim w miejscach na ciele pacjenta dostępnych do bezpośredniego naświetlania. Nie można jednakże ustalić jednej wartości dopuszczalnej dawki promieniowania laserowego. Istnieją zalecenia podające różne wartości, zależne od parametrów samych urządzeń laserowych, ale uważa się zawsze, iż najdelikatniejszym narządem jest oko ludzkie.
Zastosowanie światłowodów umożliwia niszczenie tkanki wewnątrz organizmu. Po takim zabiegu rana szybciej się goi i mniejsze są powikłania.
Jeszcze inną dziedziną zastosowania promieniowania laserowego jest biomedycyna. Promieniowanie to pozwala na przeprowadzanie mikrooperacji wewnątrz pojedynczej komórki.

Opracowano na podstawie Encyklopedii Fizyki Współczesnej

---

Zdjęcie twarzy wykonane w podczerwieni

Każde ciało emituje niewidzialne dla oka promieniowanie podczerwone. Im wyższa temperatura ciała tym większe jest natężenie tego promieniowania. Promieniowanie podczerwone można odebrać za pomocą specjalnych detektorów. Zdjęcia wykonane w podczerwieni nazywają się zdjęciami termowizyjnymi, a sama metoda termowizją. Dzięki temu w medycynie możliwe jest poznanie rozkładu

Zdjęcie termowizyjne, widoczne jest wyraźne podwyższenie temperatury spowodowane zapaleniem nerwu

temperatury skóry człowieka. Zazwyczaj miejsca zmienione chorobowo mają nieco wyższą temperaturę niż tkanka zdrowa, więc długości fal, na które przypada maksimum emisji, są nieco krótsze niż długości fal emitowanych przez zdrową tkankę i wysyłają więcej promieniowania. Na zdjęciach otrzymuje się rozkład temperatury. Kolory cieplejsze odpowiadają wyższym temperaturom.
Zdjęcia termowizyjne wykorzystane są w różnych sytuacjach np. do wykrywanie raka piersi, wykrywania i lokalizacji stanów zapalnych, reumatycznych, oparzeniowych i zmian alergicznych, diagnostyki podczas operacji rozbijania kamieni nerkowych, badania układu krążenia, diagnozowania zmian miażdżycowych w kończynach czy też kontroli temperatury schłodzonego serca podczas jego operacji.

---

By podać lek, pobrać próbkę krwi czy podłączyć kroplówkę, trzeba się najpierw wkłuć do żyły. Bywa to trudne zwłaszcza u osób otyłych czy u dzieci, które mają małe naczynia krwionośne. A im szybciej nastąpi dokładne wkłucie, tym lepiej dla chorego. Szczególnie jest to potrzebne, gdy trzeba udzielić pomocy ciężko rannemu. Pojawiły się dwie możliwości rozwiązania tego problemu.


Skutecznym rozwiązaniem może być zastosowanie urządzenia zwanego "wzmacniaczem kontrastu żył" (vein contrast enhancer, VCE). Opracował je Herbert Zeman z University of Tennessee w Memphis w 2004 roku. Kamera pracujące w zakresie bliskiej podczerwieni (o długości fali 740 nanometrów) wychwytuje obraz wideo żył pacjenta, komputer podwyższa kontrast obrazu, a elektroniczny projektor rzutuje obraz żył na skórę. Podczerwień emitują diody LED, otaczające soczewkę kamery. Bliska podczerwień jest silnie pochłaniana przez krew, zaś rozpraszana przez otaczające tkanki. Kamera widzi czarne naczynia na jasnym tle mięśni i tkanki tłuszczowej. Obraz w kolorze zielonym, z komputerowo zwiększonym kontrastem jest rzutowany na skórę w to samo miejsce, które widzi kamera, poprzez półprzepuszczalne lustro ustawione pod kątem 45 stopni. Wybrano zielone światło, gdyż nie zakłóca działania czujnika podczerwieni. Obraz żył odpowiada rzeczywistości z dokładnością do 0,06 milimetra, można je uwidocznić do głębokości 8 milimetrów pod skórą.


Zespół specjalistów z Georgia Institute of Technology opracowuje niedrogie, przenośne urządzenie, które ma lokalizować żyły za pomocą ultradźwięków, wykorzystując znany z kontroli drogowych efekt Dopplera, polegający na zmianie długości fali wysyłanej lub odbijającej się od ruchomego obiektu. Pozwala to zlokalizować żyłę wypełnioną płynącymi krwinkami. Kluczowe znaczenie ma określenie zarówno miejsca, jak i głębokości, na jakiej znajduje się żyła. Takie możliwości od dawna mają szpitalne aparaty dopplerowskie USG, jednak są to urządzenia o wiele za duże i za drogie do użytku w warunkach polowych czy przy łóżku każdego chorego. Opatentowany detektor składa się z dwóch części: jednostki centralnej która mieści elektronikę oraz jednorazowej przystawki z przetwornikiem, reflektorem ultradźwięków i prowadnikiem igły. Prowadnik jest ustawiany równolegle do wiązki dźwięku wytwarzanej przez przetwornik. Gdy lekarza czy sanitariusz przesuwa przystawkę wzdłuż ramienia lub nogi badanego, przetwornik emituje cienką wiązkę ultradźwięków, a reflektor kieruje ją pod określonym katem do skóry pacjenta. Można ocenić kierunek przepływu krwi, co pozwala odróżnić żyły niosące krew do serca od tętnic, którymi krew płynie z serca. Gdy zostanie wykryta żyła, włącza się sygnał i można wkłuwać igłę. Pierwsze próby na sztucznym pacjencie wypadły dobrze, wkrótce mają się rozpocząć próby na ludziach. Jeśli pomysł się sprawdzi, prawdopodobnie urządzenie można będzie zminiaturyzować do rozmiarów grubego wiecznego pióra.
Opracowano na podstawie informacji zamieszczonych w: serwisie naukowym portalu Onet

---