فصلنامه لیزر در پزشکی
سال نهم شماره 4 (پیاپی 46، زمستان 1391)

درمان فتودینامیکی یک روش نسبتا جدید برای درمان سرطان و برخی از ضایعات غیر بدخیم است. درمان فتودینامیکی برای از بین بردن سلول های بدخیم از نور و داروی حساس به نور استفاده می کند. هدف از این مطالعه بررسی اثر های سمی ماده حساس به نور متیلن بلو در شکل غیر فعال و فعالش (القاء شده توسط لیزر) بر روی رده سلول های سرطانی کبد انسان (HepG2) و فیبروبلاست های نرمال انسانی بود.
سلول های HepG2 و فیبروبلاست قبل از تیمار با غلظت های مختلف متیلن بلو در پلیت های 96 خانه ای کشت داده شدند. بعد از یک ساعت، سلول ها در معرض نور قرمز لیزر (طول موج 660 نانومتر) به مدت 2 دقیقه با دوز 5 ژول بر سانتی متر مربع قرار گرفتند. پس از تابش نور، توان زیستی سلول ها بعد از 24 ساعت انکوباسیون با استفاده از روش MTT اندازه گیری شد.
نتایج نشان داد که متیلن بلو در شکل غیر فعالش (در تاریکی) فاقد اثر سمی و یا دارای سمیت کمی برای سلول های HepG2 و فیبروبلاست است. متیلن بلو پس از فعال شدن با نور لیزر در غلظت 4 تا 8 میکروگرم بر میلی لیتر توان زیستی سلول های HepG2 را به 35 درصد و توان زیستی سلول های فیبروبلاست را به 83 درصد کاهش داد.
به طور کلی، نتایج ما نشان می دهد که درمان فتودینامیکی با واسطه متیلن بلو به طور قابل توجهی باعث القاء مرگ سلو ل های HepG2 می شود که حمایت کننده پتانسیل استفاده از این روش به عنوان یک درمان جایگزین با حداقل تهاجم برای کارسینومای هپاتوسلولار انسانی است.

مطالعات انجام شده در زمینه کاربرد لیزر در درماتولوژی اکثرا تجربی هستند درنتیجه در این مقاله به دنبال ارائه مدلی تئوری برای نتایج این مطالعات بوده ایم تا ناگزیر به تکرار آزمایش ها نباشیم و بتوانیم با حل تحلیلی و انجام محاسبات، نتایج را پیش بینی کنیم. دراین مقاله مدل تحلیلی برای پیش بینی توزیع دما روی پوست تحت تابش پالسی لیزر co2 با دمش گوسی مورد بررسی قرار گرفته است. در نظر گرفته شده است که گرما در پوست در اثر برهمکنش با لیزر ایجاد می شود. معادله ناپایدار انتقال حرارت را با وابستگی زمانی گوسی حل کردیم و درنهایت میزان افزایش دما را به صورت تحلیلی و بر حسب عمق پوست و مدت زمان پالس به دست آوردیم. نمودارهای رسم شده براساس این جواب تحلیلی با نمودارهای تجربی مقایسه شد و همخوانی خوبی داشتند.
در این نظریه میدان حرارتی در پوست محاسبه و فرض شده است که جریان حرارتی زیر سطحی به طور خالص محوری باشد. معادله حرارت، یک بعدی در نظر گرفته شده و سپس میزان افزایش دما در طول پالس مورد نظر برای انرژی های مختلف بررسی شده است و نمودار تغییرات دما برای عمق اپیدرمیس و مدت زمان تابش مشخص رسم شده است.
یافته ها و در این مقاله پس از این که با یک حل تحلیلی تابع توزیع دما را به دست آوردیم، نمودار میزان افزایش دما را برای انرژی 8/1 ژول و قطر پرتوی 15میلی متر، طول پالس 1/0 ثانیه و برای اپیدرم به ضخامت 100میکرومتر و برای تابش یک پالس رسم می کنیم. این مقادیر قبلا در یک کارتجربی[15] به کار رفته و میزان افزایش دما حدود 8/9 درجه به دست آمده بود. نمودار رسم شده میزان افزایش دما را 10 درجه نشان داد که چون همخوانی خوبی با مرج ع شماره 15د اشت نشان دهنده کارآیی و درستی این حل تحلیلی می باشد در نتیجه نمودارها را برای انرژی های مختلف رسم کردیم.

امروزه، سرطان پستان یکی از شایع ترین انواع سرطان می باشد. روشی که همواره جهت تشخیص نهایی به کار می رود، آزمایش پاتولوژی است که از مشکلاتی همچون تهاجمی بودن، زمان پاسخ طولانی و نتایج وابسته به فرد رنج می برد. لذا، امروزه استفاده از تکنیک های نوری از جمله طیف سنجی رامان در تشخیص این بیماری بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
در مطالعه حاضر استفاده از روش طیف سنجی رامان در تشخیص سرطان پستان در سه سطح نرمال، تومور خوش خیم و بدخیم (سرطان) مورد بررسی قرار گرفته است. سیستم طیف سنجی رامان به کار رفته در این مطالعه از لیزری با طول موج 532 نانومتر استفاده می نماید. با استفاده از پردازش طیف های رامان با تبدیل موجک (جهت حذف نویز و فلورسانس پس زمینه) و نرمال سازی SNV و سپس استخراج دو مولفه اصلی اول طیف ها و استفاده از طبقه بندهای SVM و MLP به تمایز سه گروه سرطانی، نرمال و خوش خیم اقدام نموده ایم.
با استفاده از پردازش های ذکر شده و طبقه بندی روی دو مولفه اصلی نخست طیف ها توانستیم به صحت 3/95 درصد در طبقه بندی سه گروه سرطانی، نرمال و خوش خیم به ترتیب با حساسیت 7/93 درصد، 7/85 درصد و 100 درصد و صحت پیش بینی 2/88 درصد، 3/92 درصد و 100 درصد دست یابیم.
این مطالعه پتانسیل طیف سنجی رامان را در تشخیص سرطان پستان با صحت بالا نشان می دهد.

یکی از کاربردهای امروزی لیزر در پزشکی افزایش دمای پوست با هدف درمانی است. شبیه سازی عددی روش مناسبی را برای تخمین تغییرات دما در سه لایه مختلف پوست فراهم می کند که امکان اندازه گیری مستقیم این تغییرات دما توسط دستگاه های موجود در شرایط میکرو و نانو ممکن نیست.
مدل پوست سه لایه ای در سه بعد به عنوان محیط بررسی، تابش پرتوی لیزر به عنوان منبع تولید حرارت و یک رگ مرکزی به عنوان عامل اثرگذار بر دمای عمقی ترین لایه پوست در نظر گرفته شدند. اطلاعات مربوط به پوست واقعی و شکل تعدیل شده ای از معادله انتقال گرمای زیستی پنس برای به دست آوردن تخمینی از تغییرات دمای لایه های مختلف پوست در شرایط میکرو مورد استفاده واقع شدند. علاوه بر این از مدل اختلاف فاز دوگان برای انجام محاسبات مشابه در سطح نانو استفاده شد.
‎ بر اساس این مدل، دما در لایه های مختلف پوست از سطح تا عمق با شیب متفاوتی در هر لایه در شرایط میکرو و نانو کاهش می یابد. همچنین دما در سطح پوست با دور شدن از مرکز تابش لیزر روند کاهشی دارد. چرخش کانون لیزر در محیط یک دایره در سطح پوست سبب شد تا در هر دو شرایط محاسباتی (میکرو و نانو) دمای بافت پوست در هر نقطه مرحله به مرحله شروع به افزایش کند. شیب تغییرات دما در لایه حاوی رگ خونی نسبت به دو لایه فوقانی از شیب ملایم تری برخوردار بود.
میزان تغییرات دما در لایه های مختلف پوست از لایه ای به لایه دیگر در شرایط میکرو و نانو با هم متفاوت است و حضور رگ خونی در لایه تحتانی پوست تا حدود زیادی از شدت دمای لیزر در این لایه می کاهد.

تحریک زیستی با نور توسط لیزرهای کم توان دیر زمانی است که در جوامع پزشکی مطرح است و تاکنون تاثیر لیزر کم توان در درمان بسیاری از بیماری ها نشان داده شده است. امروزه، در برخی مطالعات اثر لیزر کم توان در درمان آلوپسی آندروژنتیک بررسی شده است. یکی از مهم ترین محدودیت های استفاده از لیزر کم توان در درمان ریزش مو لزوم تکرار جلسات درمانی در طی مدت زمان مشخص است که اغلب به سختی مورد پذیرش بیماران قرار می گیرد. این مطالعه جهت بررسی اثر لیزر کم توان در کاشت مو در طی یک جلسه تابش بر فولیکول های استخراج شده طی عمل جراحی طراحی و اجرا شده است.
تعداد یک صد عدد واحد فولیکولار در دو سمت اسکالپ به صورت قرینه برای بیماران کاشته شد که فولیکول های مربوط به یک قسمت قبل از کاشت به مدت 20 دقیقه تحت تابش اشعه لیزر قرمز با طول موج 660 نانومتر، فرکانس 80 هرتز و توان 100 میلی وات قرار داده شد. بیماران در ماه سه و شش بعد از عمل از نظر میزان رشد مو در هر سمت با گروه شاهد (سمت چپ همان بیمار) مقایسه و ارزیابی شدند. بیماران در ماه سه و شش بعد از عمل از نظر میزان رشد مو در هر سمت با گروه شاهد (سمت چپ همان بیمار) مقایسه و ارزیابی شدند.
بنابراین به نظر می رسد که یک جلسه تابش لیزر کم توان در نتیجه موهای پیوند شده به روش FUT تاثیر معنی داری ندارد.