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Dr. Alfonso Montes de Oca Guzmán
R4U
ISSSTE MONTERREY
 Se trata de un dispositivo capaz de transformar otras energías
(eléctrica, química, electromagnética, etc.), en radiación
electromagnética emitiendo haces de luz de distintas longitudes de
onda.
 De esta emisión de luz es de donde el láser toma su nombre: Light
Amplification by Stimulated Emision of Radiation
 En 1870, Maxwel, desarrolló la teoría de las ondas electromagnéticas en que las
propiedades físicas de la luz encuentran un marco coherente.
 Según esta teoría, la radiación electromagnética es una modalidad de propagación de
energía sin el soporte del medio material
 El carácter ondulatorio de la radiación electromagnética explico una serie de
fenómenos físicos, pero la descripción puramente ondulatoria, resultaba
insuficiente para explicar otros fenómenos tales como:
 la interacción de la radiación con la materia,
 la absorción y emisión de energía por parte de los átomos.
 Tales fenómenos fueron correctamente interpretados a principios del siglo XX por
físicos como Planck y Einstein.
 Describiendo que cuándo las ondas electromagnéticas interaccionan con la materia, se produce
un intercambio de energía a través de pequeños paquetes, denominados cuantos de radiación o
fotones
En 1900, estudiando las radicaciones del “cuerpo negro”
introdujo el “cuanto de energía” como una realidad física,
al subdividir el continuo de energía en elementos de
tamaño finito, asignándoles un valor constante y
proporcional a su frecuencia.
En 1917, enuncia los principios de la teoría de emisión
espontánea.
 Así, el primer principio afirma que la luz viaja en paquetes
de energía denominados fotones.
 El fotón puede considerarse como un “corpúsculo” de energía
sin soporte material, esta energía es múltiplo de la frecuencia
de la onda electromagnética asociada y viene dada por la
ecuación E=hv (donde h es una constante física, llamada
constante de Planck y v es la frecuencia).
 Einstein también descubrió, que las partículas cargadas pierden su
energía al interaccionar con la materia, existiendo tres tipos de
interacciones fundamentales:
 Colisión elástica:
 la partícula choca con los átomos del medio desviándose de su trayectoria y
cediendo una cierta cantidad de energía.
 Colisión inelástica:
 la partícula interacciona con los electrones atómicos transfiriendo a estas pequeñas
cantidades de energía y provocando que el electrón atómico escape a la atracción
del núcleo (ionización del átomo) o que el electrón pase a un estado menos ligado
(excitación del átomo).
 Colisión radiactiva:
 la partícula cargada de “frena” o se “desvía” en su interacción con los átomos del
medio y como resultado emite ondas electromagnéticas (radiación de frenado).
 MASER(microwave amplification by stimulated emission of
radiation) was the first giant leap. Microwaves are electromagnetic
waves with fairly long wavelengths (1mm to 1m).
 In 1954, Gordon and colleagues tested the first MASER where
stimulated emission at microwave wavelengths (in this case
12.5mm) was demonstrated in an oscillator [Gordon et al. 1954].
 The step from MASER to LASER (light amplificatión by stimulated
emission of radiation) took 3 years.
 The idea was to extend the principle of stimulated emission from the
microwave wavelengths to much shorter wavelengths, also including the
optical range or visible spectrum of round 390-750nm.
 En 1958, Townes y Shawlow en EEUU, simultáneamente a Basov y
Projorov en la URSS, elaboraron el primer modelo teórico del láser,
al formular las condiciones necesarias para amplificar la emisión
estimulada de ondas.
 Trabajo que les valió el Premio Nóbel de Física en 1964.
 43 años después que Einstein enunciara sus primeras teorías,
Maiman introduce el primer láser de rubí para uso comercial y su
primera aplicación en el campo de la Medicina, será la extirpación
de un tumor en la retina.
Los pioneros en aplicar el láser en
Urología:
 Parsons en 1968 en Carcinoma de pene
 Mulvaney y Beck en 1968 en la
litofragmentación de cálculos vesicales con
láser rubí
 Watson y Dretler en 1984 con láser con
colorante pulsado (verde cumarina) en la
litofragmentación de litiasis ureterales.
PARSONS, R.L.; CAMPBELL,
J.L.; THOMLEY, M.W. y cols.:
“The effect of the laser of dog
bladders: A preliminary report”.
J. Urol., 95: 716, 1966.
 Según la teoría cuántica y basándonos en el modelo atómico de Bohr, enunciado en
1913, donde
 los electrones giran alrededor del núcleo en orbitales energéticos claramente definidos, y
siendo el átomo incapaz de emitir radicaciones de forma continua, ya que los electrones
permanecen alrededor del núcleo en orbitas estacionarias.
 Únicamente cuando los electrones cambian de orbita, se produce la emisión de
energía.
 Los saltos de los electrones desde niveles de mayor energía a otros de menor
energía o viceversa suponen, respectivamente, una emisión o una absorción de
energía electromagnética en forma de paquetes o quantum de energía (fotones de
luz
Los láseres obligan a los átomos a almacenar luz y
emitirla de forma coherente.
 Primero, los electrones de los átomos del láser son bombardeados
hasta un estado de excitación por una fuente de energía.
 Después, se los estimula mediante fotones externos para que
emitan la energía almacenada en forma de fotones, mediante un
proceso conocido como emisión estimulada.
El láser, al igual que la luz, se refleja, se refracta y viajan
a 3 x 108 m/s; pero a diferencia de ésta, sus haces son
coherentes (todos los fotones emitidos están en la misma
fase, lo que le confiere una gran potencia de acción),
unidireccionales y monocromáticos (todos los fotones
tienen la misma longitud de onda y frecuencia).
 Fotodisrupción:
 dando lugar al estallido celular por la elevada temperatura (pasa de 37º a 2000º) que
adquiere la célula como consecuencia de la gran liberación de energía.
 Fotovaporización:
 se produce la evaporación del agua de la célula con la que interacciona el láser, pudiendo
incrementar la temperatura tisular de 37º a 400º
 Fotocoagulación:
 la interacción del láser con la célula provoca cambios en la estructura terciaria y
cuaternaria de las proteínas celulares, elevando la temperatura de 37º a 65º y
provocando en consecuencia la fotocoagulación de la sangre
 Fotorradiacción:
 la interacción del láser con el tejido provoca una elevación muy leve de la
temperatura, en 1-2 grados y este efecto de calor local, actuaría acelerando los
procesos fisiológicos
 Fotoestimulación o fotoquímica:
 el efecto más fascinante pero a la vez desconocido para el cual se han propuesto
diversas hipótesis: existencia de un bioplasma como segundo cuerpo en todos los
seres vivos, que tendría propiedades semiconductoras y sería el receptor
 Fotoacústico o mecánico:
 se basa en la conversión de la energía de diferentes tipos de láser en ondas de
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 Los láseres pueden clasificarse según los siguientes criterios:
 Material de fabricación
 Estado sólido
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 Semiconductores
 Líquidos
 Potencia
 ALTA
 BAJA
 Tipo y frecuencia de emission
 Pulsada
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 Láseres de estado sólido:
 cristal de rubí o vidrios y cristales con impureza de neodimio
 Láseres de gas: helio-neón Argón dióxido de carbono
 Láseres de semiconductores : arseniuro de galio
 Láseres líquidos : son tintes inorgánicos (cumarina, rodamina b) contenidos en recipientes de
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 Láseres de electrones libres: son láseres capaces de producir radiación de haces de electrones, no
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 En cuanto a la potencia, los láseres se dividen en los de baja potencia (<1W) como el láser Helio-
Neón o el semiconductor, y los de alta potencia (>1w) como el láser de CO2 y el de Neodimio.
 Tipo y frecuencia de emisión de los distintos láseres: pulsada o no pulsada, dependiendo de que
la emisión sea continua o discontinua.
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 Laser fibers are generally composed of an inner circular core, usually made
from silica, for energy transmission, and two or three outer layers which
confine laser radiation and providing mechanical stability.
 Thinner fibers are, in general, more flexible and provide higher laser
intensity at the distal tip, although this makes the tip more delicate and
prone to breakage.
 Laser fiber tips can be adapted to allow end-firing, side-firing or radially
dispersion.
 Solución acuosa
 Dispersar el calor
 Distender la zona de trabajo
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 Energy emitted from the laser fiber following holmium laser activation leads to
the formation of a vapor channel (cavitation bubble)
 bubble formed is directly proportional to the pulse energy (PE) and laser fiber size.
 A photothermal mechanism and chemical decomposition are the major
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Generalidades sobre lasser

  • 1. Dr. Alfonso Montes de Oca Guzmán R4U ISSSTE MONTERREY
  • 2.
  • 3.  Se trata de un dispositivo capaz de transformar otras energías (eléctrica, química, electromagnética, etc.), en radiación electromagnética emitiendo haces de luz de distintas longitudes de onda.  De esta emisión de luz es de donde el láser toma su nombre: Light Amplification by Stimulated Emision of Radiation
  • 4.  En 1870, Maxwel, desarrolló la teoría de las ondas electromagnéticas en que las propiedades físicas de la luz encuentran un marco coherente.  Según esta teoría, la radiación electromagnética es una modalidad de propagación de energía sin el soporte del medio material  El carácter ondulatorio de la radiación electromagnética explico una serie de fenómenos físicos, pero la descripción puramente ondulatoria, resultaba insuficiente para explicar otros fenómenos tales como:  la interacción de la radiación con la materia,  la absorción y emisión de energía por parte de los átomos.
  • 5.  Tales fenómenos fueron correctamente interpretados a principios del siglo XX por físicos como Planck y Einstein.  Describiendo que cuándo las ondas electromagnéticas interaccionan con la materia, se produce un intercambio de energía a través de pequeños paquetes, denominados cuantos de radiación o fotones
  • 6. En 1900, estudiando las radicaciones del “cuerpo negro” introdujo el “cuanto de energía” como una realidad física, al subdividir el continuo de energía en elementos de tamaño finito, asignándoles un valor constante y proporcional a su frecuencia.
  • 7. En 1917, enuncia los principios de la teoría de emisión espontánea.  Así, el primer principio afirma que la luz viaja en paquetes de energía denominados fotones.  El fotón puede considerarse como un “corpúsculo” de energía sin soporte material, esta energía es múltiplo de la frecuencia de la onda electromagnética asociada y viene dada por la ecuación E=hv (donde h es una constante física, llamada constante de Planck y v es la frecuencia).
  • 8.  Einstein también descubrió, que las partículas cargadas pierden su energía al interaccionar con la materia, existiendo tres tipos de interacciones fundamentales:  Colisión elástica:  la partícula choca con los átomos del medio desviándose de su trayectoria y cediendo una cierta cantidad de energía.  Colisión inelástica:  la partícula interacciona con los electrones atómicos transfiriendo a estas pequeñas cantidades de energía y provocando que el electrón atómico escape a la atracción del núcleo (ionización del átomo) o que el electrón pase a un estado menos ligado (excitación del átomo).  Colisión radiactiva:  la partícula cargada de “frena” o se “desvía” en su interacción con los átomos del medio y como resultado emite ondas electromagnéticas (radiación de frenado).
  • 9.  MASER(microwave amplification by stimulated emission of radiation) was the first giant leap. Microwaves are electromagnetic waves with fairly long wavelengths (1mm to 1m).  In 1954, Gordon and colleagues tested the first MASER where stimulated emission at microwave wavelengths (in this case 12.5mm) was demonstrated in an oscillator [Gordon et al. 1954].  The step from MASER to LASER (light amplificatión by stimulated emission of radiation) took 3 years.  The idea was to extend the principle of stimulated emission from the microwave wavelengths to much shorter wavelengths, also including the optical range or visible spectrum of round 390-750nm.
  • 10.  En 1958, Townes y Shawlow en EEUU, simultáneamente a Basov y Projorov en la URSS, elaboraron el primer modelo teórico del láser, al formular las condiciones necesarias para amplificar la emisión estimulada de ondas.  Trabajo que les valió el Premio Nóbel de Física en 1964.  43 años después que Einstein enunciara sus primeras teorías, Maiman introduce el primer láser de rubí para uso comercial y su primera aplicación en el campo de la Medicina, será la extirpación de un tumor en la retina.
  • 11. Los pioneros en aplicar el láser en Urología:  Parsons en 1968 en Carcinoma de pene  Mulvaney y Beck en 1968 en la litofragmentación de cálculos vesicales con láser rubí  Watson y Dretler en 1984 con láser con colorante pulsado (verde cumarina) en la litofragmentación de litiasis ureterales. PARSONS, R.L.; CAMPBELL, J.L.; THOMLEY, M.W. y cols.: “The effect of the laser of dog bladders: A preliminary report”. J. Urol., 95: 716, 1966.
  • 12.  Según la teoría cuántica y basándonos en el modelo atómico de Bohr, enunciado en 1913, donde  los electrones giran alrededor del núcleo en orbitales energéticos claramente definidos, y siendo el átomo incapaz de emitir radicaciones de forma continua, ya que los electrones permanecen alrededor del núcleo en orbitas estacionarias.  Únicamente cuando los electrones cambian de orbita, se produce la emisión de energía.  Los saltos de los electrones desde niveles de mayor energía a otros de menor energía o viceversa suponen, respectivamente, una emisión o una absorción de energía electromagnética en forma de paquetes o quantum de energía (fotones de luz
  • 13. Los láseres obligan a los átomos a almacenar luz y emitirla de forma coherente.  Primero, los electrones de los átomos del láser son bombardeados hasta un estado de excitación por una fuente de energía.  Después, se los estimula mediante fotones externos para que emitan la energía almacenada en forma de fotones, mediante un proceso conocido como emisión estimulada. El láser, al igual que la luz, se refleja, se refracta y viajan a 3 x 108 m/s; pero a diferencia de ésta, sus haces son coherentes (todos los fotones emitidos están en la misma fase, lo que le confiere una gran potencia de acción), unidireccionales y monocromáticos (todos los fotones tienen la misma longitud de onda y frecuencia).
  • 14.
  • 15.  Fotodisrupción:  dando lugar al estallido celular por la elevada temperatura (pasa de 37º a 2000º) que adquiere la célula como consecuencia de la gran liberación de energía.  Fotovaporización:  se produce la evaporación del agua de la célula con la que interacciona el láser, pudiendo incrementar la temperatura tisular de 37º a 400º  Fotocoagulación:  la interacción del láser con la célula provoca cambios en la estructura terciaria y cuaternaria de las proteínas celulares, elevando la temperatura de 37º a 65º y provocando en consecuencia la fotocoagulación de la sangre
  • 16.  Fotorradiacción:  la interacción del láser con el tejido provoca una elevación muy leve de la temperatura, en 1-2 grados y este efecto de calor local, actuaría acelerando los procesos fisiológicos  Fotoestimulación o fotoquímica:  el efecto más fascinante pero a la vez desconocido para el cual se han propuesto diversas hipótesis: existencia de un bioplasma como segundo cuerpo en todos los seres vivos, que tendría propiedades semiconductoras y sería el receptor  Fotoacústico o mecánico:  se basa en la conversión de la energía de diferentes tipos de láser en ondas de choque
  • 17.  Los láseres pueden clasificarse según los siguientes criterios:  Material de fabricación  Estado sólido  Gas  Semiconductores  Líquidos  Potencia  ALTA  BAJA  Tipo y frecuencia de emission  Pulsada  No puslada
  • 18.  Láseres de estado sólido:  cristal de rubí o vidrios y cristales con impureza de neodimio  Láseres de gas: helio-neón Argón dióxido de carbono  Láseres de semiconductores : arseniuro de galio  Láseres líquidos : son tintes inorgánicos (cumarina, rodamina b) contenidos en recipientes de vidrio (láser Dye).  Láseres de electrones libres: son láseres capaces de producir radiación de haces de electrones, no ligados a átomos, que circulan a lo largo de las líneas de un campo magnético.  En cuanto a la potencia, los láseres se dividen en los de baja potencia (<1W) como el láser Helio- Neón o el semiconductor, y los de alta potencia (>1w) como el láser de CO2 y el de Neodimio.  Tipo y frecuencia de emisión de los distintos láseres: pulsada o no pulsada, dependiendo de que la emisión sea continua o discontinua.
  • 19.
  • 20.
  • 21.  Cistoscopio  Ureteroscopio  Flexible  Rígido  Nefroscopio
  • 22.  Laser fibers are generally composed of an inner circular core, usually made from silica, for energy transmission, and two or three outer layers which confine laser radiation and providing mechanical stability.  Thinner fibers are, in general, more flexible and provide higher laser intensity at the distal tip, although this makes the tip more delicate and prone to breakage.  Laser fiber tips can be adapted to allow end-firing, side-firing or radially dispersion.
  • 23.
  • 24.  Solución acuosa  Dispersar el calor  Distender la zona de trabajo  Proteger los tejidos circundantes
  • 25.
  • 26.
  • 27.
  • 28.
  • 29.
  • 30.  Energy emitted from the laser fiber following holmium laser activation leads to the formation of a vapor channel (cavitation bubble)  bubble formed is directly proportional to the pulse energy (PE) and laser fiber size.  A photothermal mechanism and chemical decomposition are the major contributing factors for Stone fragmentation.  MOSES TECHNOLOGY  laser emits part of the energy to create an initial bubble, and the remaining energy is discharged once the bubble is formed, so that it can pass through the already formed vapor cannel.

Notas del editor

  1. Un colimador es, por definición, un instrumento de precisión para una tarea especial. El objetivo de la colimación es hacer que el eje óptico de cada lente o espejo coincida con el rayo central del sistema, un láser colimador debe lograr un haz así
  2. Coherincia : la luz laser es producida de manera estimulada, controlado, espontanea, Collimacion: la energía transmitida enla luz viaja a un punto en especifico , osea ne una sola dirección Monocromia: debido a que la energía es generada por la tansision de multiples electrones idénticos, haciendo que la luz tenga un mismo ancho de banda.
  3. Gas ; formado por una mezcla de CO2, N2 y Helio, que son láseres de onda continua, muy potentes, eficientes y utilizados en la industria  Semiconductores : unión de varias capas de semiconductores con diferentes propiedades de conducción eléctrica. 
  4. Several adaptations to endoscopes have been introduced to ameliorate the effect of laser fibers on scope function. 
  5. fibers: in general, the 365 micron laser fibers are substantially less expensive than the small (270 micron) or large (1000 micron) fibers.  Picometro 1 x -12
  6. The endoscope protection system (EPS) (Gyrus ACMI, Southborough MA 
  7. The energy produced during bubble collapse (shock wave) has a limited role in stone fragmentation. This new technology was adopted from the previously described phenomenon of holmium ablation—“Moses effect”—where the fluid is separated and a vapor channel is created (11).