Medizinische Lichtquellen für diagnostische und therapeutische
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Medizinische Lichtquellen für diagnostische und therapeutische Zwecke Nikoo Ghaffarian Shoaee Inhalt Sichtbares Licht Ult i l t t hl Ultravioletstrahlung Infrarotstrahlung Laser in der Augenheilkunde und Urologie Endoskopie Therapie p mit Licht im sichtbaren Bereich Gelbsucht bei Neugeborenen D Depressionen i Schlafstörung N Neugeborenenikterus b ikt Ikterus = Gelbsucht Verfärbung V fä b d der H Haut, t Schleimhaut, Skleren durch ein Abbauprodukt ((Bilirubin)) des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin Bl t ein Blut i At Atmungsorgan Blut enthält einen flüssigen Anteil (Plasma) und einen korpuskulären Anteil, Anteil die Erythrozyten Die Erythrozyten transportieren Sauerstoff zu den Organen Der groesste Komponente der Erythrozyten ist das Protein Hämoglobin Im Zentrum des Hämoglobins ist das HämMolekül,, an das Sauerstoff bindet Hä Hämoglobinabbau l bi bb Erythrozyten haben eine begrenzte Lebenszeit Das Hä D Hämoglobin l bi wird i d zu d dem gelben lb Bili Bilirubin bi abgebaut und in der Leber wird Bilirubin durch ein Enzym an einen Glukoronylrest gekoppelt und kann so ausgeschieden g werden Bei Neugeborenen ist dieses Enzymsystem noch nicht voll leistungsfähig Der Neugeborene g verfärbt sich,, es kann zu Komplikationen kommen wie Ablagerung von Bilirubin im Gehrin und geistiger Behinderung Es muss versucht werden Bilirubin auszusscheiden! Leider ist Bilirubin nicht wasserloeslich wasserloeslich, aber aber... Es kann wasserlöslich gemacht werden Ph t th Phototherapie i Durch Licht mit einer Wellenlänge von 460 nm wird Bilirubin zum wasserlöslichen Lumirubin Lumirubin kann nun durch die Nieren mit dem Urin ausgeschieden werden D Depressionen i und dS Schlafstörung hl f tö Melatonin wird in der Epiphyse (Zirbeldrüse) aus Seretonin produziert Es reguliert den Tag-Nacht-Rythmus Eine Störung der Melatoninproduktion kann unter anderem eine Depression und Schlafstörung auslösen Eine solche Störung kann häufig durch Verminderung g der Tageslichtmenge g g z.B. im Winter auftreten Lichttherapie mit Weisslicht 10.000 Lux eine halbe Stunde pro Tag Normales Zimmerlicht reicht nicht aus Therapie p und Anwendungen g mit Licht im ultravioletten Bereich Schuppenflechte (Psoriasis) N Neurodermitis d iti Vitamin-D-Mangel Vitamin D Mangel Mycosis fungoides Desinfektion S h Schuppenflechte fl ht Schuppenflechte pp ((Psoriasis)) ist eine Erkrankung g die mit einer abnorm hohen Vermehrung der Hautzellen einhergeht Die Ursache ist eine Besiedlung der Haut mit I Immunzellen, ll L Lymphozyten h t Die Therapie besteht in der Verminderung der Immunzellen, dadurch vermindert sich auch die Schuppenbildung UVA/UVB und UVA/UVBd PUVA PUVA-Therapie Th i UV-Strahlung UV Strahlung wirkt schädigend auf Immunzellen in der Haut Die Therapie besteht daher in der Bestrahlung der betroffenen Haut mit UV-Licht UV Licht Zusätzlich kann ein Medikament (Psoralen) auf di H die Hautt aufgetragen f t werden, d welches l h d den toxischen Effekt des UV-Lichtes verstärkt Bestrahlungskammer Psoralen, ein Photosensibilisator M Mycosis i ffungoides id Tumorerkrankung die von Immunzellen (Lymphozyten) der Haut ausgeht Auch hier kann der toxische Effekt von UVStrahlung auf Immunzellen ausgenutzt werden UV Desinfektion UV-Desinfektion Ultraviolette Strahlung wird zur Behandlung von Wasser, Luft und Oberflächen eingesetzt. Vitamin D 1. 7-Dehydrocholesterin wird durch UVBStrahlung in der Haut zu ProvitaminD3 2. ProvitaminD3 wird in der Leber an Position 25 hydroxliert 3 wird in der Niere an Position 1 zu aktivem 3. Vitamin D hydroxyliert Behandlung der Neurodermitis UVB-Strahlung (311 nm) evtl. in kombination mit UVA Die UVA1-Lichttherapie (340–400 nm) mit der Hochdosistherapie (bis 130 J/cm²) bei schweren Formen des atopischen p Ekzems Infrarot Zur Behandlung: M k l Muskelverspannung Rheumatische Erkrankungen Haut (in Form von Laser) Augen (in Form von Laser) Z h h ilk d (i Zahnheilkunde (in F Form von L Laser)) Infrarot L Laser iin d der A Augenheilkunde h ilk d L Laser iin A Augenheilkunde h ilk d Diagnostische Laser Nutzung N t d des kohränten Laserlichts He-Ne-Laser Untersuchung Sehschärfe Optische Kohärenztomographie g p Therapeutische Laser a)) Cw C (C (Countinuuos ti wave) b) Gepulste Laser Optische Kohärentztomographie Untersuchung des Augenhintergrundes bzw. des Augenabschnittes Nutzung des Infrarotlichts (800 nm) Auflösung 10 – 20 µm C L Cw Laser Kontinuierliche Strahlung mit angewandeten Expositionszeit von 0 0,1 1 – 0,3 03s Zur Erzeugung grünen Laserlichts Argonionlaser (514 nm) Diodenlaser (689 nm) Frequenzverdoppelte Neodymium-YAG-Laser (532 nm) CO2-Laser G Gepulste l t Laser L Strahlung mit hoher Energie und für Nanoskunden im Fokuspunkt Neodymium-YAG-Laser (1064 nm) Erbium-YAG-Laser (2940 nm) Excimer-Laser (193 nm) Gl k Glaukom Glaukom oder auch Grüner Star bezeichnet eine Erhöhung des Druckes im inneren des Augens Der erhöhte Druck kann zur Schädigung des Sehnerven führen Der erhöhte Druck entsteht durch vermehrte Produktion von Flüssigkeit im Auge oder durch Behinderung des Abflusses dieser Flüssigkeit L Laser-Iriditomie I idit i Verbesserung des Abflusses durch Schaffung einer Kurzschlussverbindung mit Neodym Neodym-YAGYAG Laser Nd:YAG Laser (kurz für Neodym-dotierter Nd:YAG-Laser Neodym dotierter Yttrium-Aluminium-Granat-Laser) ist ein Festkörperlaser der als aktives Medium einen Festkörperlaser, Neodym-dotierten YAG-Kristall verwendet und meist infrarote Strahlung mit der Wellenlänge 1064 nm emittiert. Weitere Übergänge existieren bei 946 nm nm, 1320 nm und 1444 nm Z kl h t k Zyklophotokoagulation l ti Verringerung der Flüssigkeitsproduktion durch Koagulation des Ziliarkörpers mit einem Di d l Diodenlaser iim iinfraroten f t B Bereich i h 810 nm Die weiße Lederhaut wird ohne Schaden passiert Proliferative diabetische Retinopathie Diabetes führt zu Schädigung der Gefäße an der Netzhaut Die Netzhaut wird mit zu wenig Sauerstoff versorgt Die Netzhaut reagiert auf den Sauerstoffmangel indem sie neue Gefäße bildet Die neuen Gefäße zerstören jedoch die Netzhaut Normal Proliferative diabetische Retinopathie p L Laserkoagulation k l ti Die weitere Ausbildung neuer Gefäße soll verhindert werden Damit keine neuen Gefäße entstehen, muss der Sauerstoffmangel vermindert werden Sauerstoffmangel wird vermindert indem man große Teile der Netzhaut ausgeschaltet werden sie werden mit einem Laser koaguliert werden, Vor der Behandlung Nach der Behandlung g Bis zu 1400 Koagulationspunkte, meist in zwei Sitzungen g Nutzung von Lasern im grünen Bereich 514 nm Argonionenlaser Diodenlaser K Korrektur kt von Fehlsichtigkeit F hl i hti k it Menschen mit zu langem Augapfel sind kurzsichtig Menschen mit zu kurzem Augapfel sind weitsichtig Die meisten Menschen benutzen Brillen oder Kontaktlinsen um diesen Refraktionsfehler auszugleichen Alternative... R f kti Refraktionschirurgie hi i mit it LASIK Korrektur des Refraktionsfehlers indem die Hornhaut so verformt wird dass sie das Licht stärker oder schwächer bricht LASIK nutzt einen Excimer-Laser im ultravioletten Bereich mit einer Wellenlänge von 193 nm Excimerlaser sind Gaslaser,EdelgasH l Halogenide, id die di elektromagnetische l kt ti h Strahlung St hl im ultravioletten Wellenlängenbereich erzeugen können kö Ar2 Kr2 F2 Xe2 ArF KrCl KrF X B XeBr XeCl XeF 126 nm 146 nm 157 nm 172 nm 193,3 nm 222 nm 248,35 nm 282 nm 308 nm 351 nm Laser in der Urologie g bei Prostathyperplasie Die Prostata umgibt g beim Mann die Harnröhre Im Alter kann es zur Vergrößerung der Prostata kommen Dies kann zu Schwierigkeiten beim Wasserlassen führen Verkleinerung g der Prostata mit einem Grünlichtlaser Nutzung eines Diodenlasers im grünen Bereich 532 nm Geschichte der Endoskopie Endoskopie in der alten Zeit: Der babylonischer Talmund Pompeji (97-117 n. Chr.) Der Araber Abu-Qasim Khalaf Ibn Abbas Al Zahrawi, Zahrawi genannt Alsaha-Ravius oder Albucasis von Cordoba (936-1009) ( ) Geschichte der Endoskopie Die Entwicklung der modernen Endoskopie ab 1800: 1806 – Philipp Phili Bozzini B i i (Arzt/Frankfurt) (A t/F kf t) konstruiert erstmals ein starres medizinisches Endoskop. Geschichte der Endoskopie 1850/51 – Hermann von Helmholtz entwickelt den Augenspiegel 1855 – Weiterentwicklung W it t i kl des d „Bozzini“ B i i“ Endoskopes durch den französischen Arzt Antonin J. Desormeaux. Geschichte der Endoskopie 1879 – Der Dresdner Arzt Maximilian Nitze stellt sein mit Hilfe des Wiener Handwerkers Josef Leiter hergestelltes „„Zystoskop“ y p vor Geschichte der Endoskopie 1881 – Johann von Mikulicz begründet die Ösophagoskopie und Gastroskopie 1912 – urologisches Zystoskop von Otto Ri l b Ringleb 1932 – Rudolf Schindler und Georg Wolf entwickelten halbflexible Endoskope Geschichte der Endoskopie 1958 – Entwicklung des ersten flexiblen Endoskopes (Flexoskop) durch Basil Hirschowitz 1967 – Als Al G Gynäkologe äk l b begründet ü d tK Kurtt Semm S die moderne Endoskopie p 2000 – Einführung der Kapselendoskopie in die Praxis. Pionierunternehmen Pi i t h d der E Endoskopie d k i sind i d Ol Olympus, Karl Storz und die Richard Wolf GmbH. Aufbau eines Endoskops Lichtquelle: q Xenon LED: Lichtausbeute von über 200 Lm/W Lichtleiter: Glasfasern Endoskop (mit Bildleiter): 1000 einzelne Glasfasern Durchmesser: 7 bis 10 µm Auflösung: g 3000 bis 42000 oder 75 x 45 bis 240 x 180 p pixel Aufbau eines Endoskops Anwendung g der Endoskopie p in der Medizin Obere Verdauungstrakt: Ösophagogastroduodenoskop Unterer Verdauungstrakt: Koloskop, Rektoskop Bauchhöhle: Laparoskop.... Referenzen Augenheilkunde, Franz Grehn, Springer- Verlag 2008 Dermatologie g und Venerologie, g , Peter Fritsch,, Springer-Verlag p g g 2009 http://www.ag-endoskopie.de/age/geschichtederendoskopie/geschichte-derendoskopie-i www.wikipedia.de Urologie, g Hautmann, Springerp g Verlag g 2010