Anche se il termine "laser" è ormai entrato a far parte del linguaggio corrente, non ha ancora perso un certo "fascino misterioso".
Lo si utilizza ancora oggi per impressionare, per stupire sia nei film e nei cartoni animati (dove tutte le armi sono laser), che in vari spettacoli e show.
Esso rappresenta, infatti, una tecnologia del futuro a cui vengono associati poteri straordinari.
Se questo atteggiamento mentale è evidentemente molto diffuso nei non addetti ai lavori, non è' meno vero che il laser rappresenta una rivoluzione nella fisica ottica e che resta ancora molto da fare per esplorare tutte le sue possibilità.
La scoperta fondamentale che ha permesso l'emissione della luce laser è dovuta ad A.Einstein nel 1917. Quest'ultimo ipotizzò, infatti, che l'emissione di un raggio di luce ad alta energia da un atomo può essere stimolata da un raggio di luce di una certa frequenza incidente a lui stesso. Da questo fenomeno è derivato il laser.
Il termine "L.A.S.E.R." è, infatti, acronimo di: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.
Per giungere alla realizzazione pratica dello strumento furono necessari alcuni decenni. Solo nel 1960 fu sperimentato il primo laser (a rubini) da T. H. Mainan ( ricercatore laboratori Huyghens-California).
Lo strumento costruito da Mainan fu una evoluzione del "M.A.S.E.R." (acronimo di: Microwaves Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Il maser venne realizzato, sui postulati di Einstein, nel 1954 per la marina degli Stati Uniti, da Charles Townes, ricercatore della Columbia University, per migliorare la portata delle microonde usate nella tecnologia radar.
L'apparechio laser e' costituito da:
una barra di materiale attivo che può essere solido (rubino, Nd-YAG, ecc..), gassoso (CO2, argon ecc...) o liquido (laser a coloranti).
Tale struttura è limitata alle estremità da una superficie riflettente e da un'altra semitrasparente e semiriflettente; le superfici riflettenti consentono ai fotoni di percorrere più volte la barra;
una lampada detta di "pompaggio ottico" allo xeno, al tungsteno e cripto o ai vapori di mercurio ad alta pressione, estremamente luminosa che, nel caso del laser a rubino, si "avvolge a spirale" intorno alla barra di materiale attivo (FIG. 1).
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L'intensa radiazione luminosa, emessa dalla lampada all'interno della struttura riflettente, eccita gli atomi del materiale attivo della barra . I fotoni della radiazione luminosa vengono assorbiti e un certo numero di elettroni atomici cambia il proprio livello energetico raggiungendo un livello superiore (eccitazione-pompaggio ottico).
Gli atomi così "preparati" vengono colpiti da una radiazione di frequenza direttamente correlata con il loro stato di eccitazione. Si realizza una condizione di risonanza ottica per cui i fotoni incidenti non solo non vengono assorbiti, ma sono in grado di generarne dei nuovi (emissione stimolata).
La luce laser così generata non viene irradiata in tutte le direzioni come quella delle sorgenti di tipo tradizionale, ma si propaga a grande distanza e con estrema direzionalità (coerenza spaziale).
Inoltre la radiazione laser è costituita da onde della stessa frequenza e della stessa fase che si sommano l'una all'altra originando un treno di luce che può essere spinto ad elevata intensità e ad elevata potenza (coerenza temporale).
La "potenza" della luce laser può giungere a livelli veramente incredibili.
Recentemente al Lawrence Livermore Laboratory (California) è stato messo a punto un'apparecchio da centoventimila miliardi di Watt.
Esistono diversi tipi di laser (a: CO2, Nd-YAG, Argon, fotochemioterapici, rubino, coloranti pulsati, diodi, eccimeri ecc...)
Si differenziano solamente perché la sostanza che produce la radiazione laser è diversa.
Gli effetti generati dal raggio laser che vengono sfruttati in medicina sono:
- l'effetto termico,
- l'effetto fotochimico.
Effetto termico: la maggior parte dell'energia del fascio laser è assorbita dai tessuti e trasformata in calore, si genera così una coagulazione delle proteine tissutali, che determina una "cicatrizzazione" dei vasi sanguigni ed una vaporizzazione dell'acqua intra ed extra cellulare. Il processo causa una distruzione del tessuto
Effetto fotochimico: viene sfruttato nel trattamento dei tumori.
Il paziente assume prodotti "fotosensibilizzanti", che rendono le cellule tumorali particolarmente "recettive" alla luce emessa dal laser. In questo modo vengono colpite le cellule del cancro e risparmiate quelle del tessuto sano.
Nella pratica chirurgica otorinolaringoiatrica vengono utilizzati prevalentememte il laser CO2, il laser a Diodi e il laser Nd-YAG, meno frequentemente il laser a coloranti e il laser ad Argon.
In chirurgia estetica vengono utilizzati prevalentemente il laser CO2 nella "laser skin resurfacing", il laser Herbium nel trattamento delle lesioni cutanee pigmentate, della couperose e delle teleangectasie cutanee e il laser Yag nel trattamento dei tatuaggi.
TIPI DI LASER E LORO INDICAZIONI IN OTORINO-LARINGOIATRIA
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LASER
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CO2
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Nd - Yag
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DIODI
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COLORANTI
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Materiale attivo
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gas
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solido
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solido
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liquido
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Colore
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invisibile
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prossimo a infrarosso
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invisibile
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variabile
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Assorbito da
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acqua
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tessuti
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tessuti
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farmaci chemioterapici
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Condotto da
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braccio ottico
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fibre ottiche
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fibre ottiche
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fibre ottiche
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INDICAZIONI
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Laringologia
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+
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+
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Otologia
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Rinologia
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+
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+++
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Stomatologia
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++
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+++
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++
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Roncopatia
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+++
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+++
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Il laser a CO2 deve essere usato "a distanza" dalla patologia che si intende trattare e non può' essere veicolato mediante strumenti endoscopici. Viene utilizzato mediante un braccio ottico o veicolato da un microscopio operatorio. Si utilizza prevalentemente nella chirurgia delle malattie della laringe (oncologiche e non); delle corde vocali (fonochirurgia) e nella chirurgia del "russamento cronico" (roncopatia).
Il laser a Diodi e il laser a Nd-YAG possono essere veicolati tramite fibre ottiche e possono quindi trattare la patologia a "diretto contatto" sotto visione endoscopica. vengono utilizzati nella chirurgia delle malattie del naso, delle tonsille, dei residui adenoidei e del "russamento cronico" (roncopatia).
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