Kvantfysik och stimulerad emission
Enligt kvantteori är elektroner begränsade till bestämda energinivåer och kan röra sig mellan dessa genom att absorbera eller emittera energi. Einstein visade att om man stimulerar en exciterad atom med en foton av rätt energi emitterar atomen en identisk foton — samma fas, riktning och våglängd. Denna nya foton kan i sin tur stimulera ytterligare atomer och skapa en kedjereaktion som förstärker ljuset.
En extern energikälla (t.ex. högspänning eller blixtlampa) “pumpar” elektroner i lasermediet från grundtillståndet till ett exciterat tillstånd. När de återvänder till grundtillståndet emitteras fotoner — stimulerad emission — som förstärks genom upprepade passager i den optiska kaviteten.
Laserkomponenter
En laser består av följande delar:
| Komponent | Funktion |
|---|---|
| Extern energikälla | Pumpar elektroner till exciterat tillstånd (“stimulerar”) |
| Lasermedium | Fast kropp (kristall), vätska eller gas — bestämmer våglängden |
| Kammare | Innesluter lasermediet |
| Spegelsystem | Två speglar för förstärkning; en delvis reflekterande för att släppa ut strålen |
| Brewster-fönster | Vid Brewsters vinkel: 100 % transmission utan reflektion |
| Fiberoptisk kabel | Leder laserstrålen till målområdet |
Lasertyper och klinisk användning
| Typ | Medium | Våglängd | Penetration | Klinisk användning |
|---|---|---|---|---|
| Nd:YAG | Kristall (fast) | 1064 nm (nära-IR) | Djup — absorberas ej av vatten | Endoskopisk kirurgi, urologi. Risk: oavsiktlig pneumothorax vid ENT |
| CO₂ | Gas | 10,6 µm (IR) | <200 µm — absorberas av vatten | Ytlig kirurgi: dermabrasion, facelifts. Olämplig för endoskopi |
| Argon | Gas | 400–700 nm (synligt) | Penetrerar transparenta vävnader | Retinal fototerapi, dermatologi. Absorberas av hemoglobin och pigment |
| Dye | Vätska (organiskt färgämne) | Variabel (bred) | Varierar med färgämne | Skönhetskliniker — hudton. Variabel våglängd är unik egenskap |
Laserklassificering (klass 1–4)
| Klass | Effekt | Fara |
|---|---|---|
| 1 | Under maximal tillåten exponering | Ingen risk vid normal användning |
| 2 | ≤ 1 mW, synligt ljus | Ögat skyddas av blinkreflex |
| 3a | ≤ 5 mW, synligt ljus | Max irradians 25 W/m²; blinkreflex skyddar |
| 3b | ≤ 0,5 W, alla våglängder | Direkt viewing farligt; ögonskydd krävs |
| 4 | > 0,5 W, alla våglängder | Extremt farlig — kan ge ögon-/hudskada och antända material |
Faror vid laserkirurgi
Miljörisker
Brandfarlig sprit, syrgas och lustgas (N₂O stödjer förbränning lika mycket som O₂) kan samlas i draperingar och antändas av laserstrålen. Strålen förlorar inte effekt med avstånd (icke-divergent).
Ögon — personal
Solljus exponerar ögat för ~150 W/m². En laserstråle kan ge ~3 × 10⁶ W/m² — 20 000 gånger starkare. De flesta lasrar kan skada retina och orsaka permanent blindhet om de träffar synnerven. Undantag: CO₂-laser penetrerar inte kornea och kan därför inte skada retina.
Hud
Laserstråle som träffar huden orsakar brännskada. Sövda patienter saknar skyddsreflexer och har ökad risk.
Luftvägsbrand
Den allvarligaste risken vid övre luftvägslaserkirurgi. Kräver specifika anestesiåtgärder och en tydlig handlingsplan (se nedan).
Skyddsåtgärder
Allmänt
- Utsedd laser protection supervisor (LPS) för varje operationssal
- All personal utbildad i lasersäkerhet
- Dörrar låsta, fönster täckta, varningsskyltar uppsatta
Utrustning
- Ögonskydd — våglängdsspecifika skyddsglasögon för personal och patient
- Kirurgiska instrument med svart eller matt yta — minimerar reflektion av laserstrålen
Anestesihänsyn vid luftvägslaser
- Dubbelkuffad, laserresistent tub av flexibelt rostfritt stål — dubbla kuffar ger tätning om den övre skadas
- Kuffar fylls med koksalt (ej luft) — luftfyllda kuffar kan antändas; utläckt koksalt signalerar kuffskada
- Fuktade kompresser runt tuben i halsen — skyddar angränsande vävnad
- Syrgas–luft (aldrig lustgas, som stödjer förbränning)
- FiO₂ < 0,25 om tolererat
Hantering av luftvägsbrand
2. Kirurgen stänger av lasern och spolar operationsområdet med vatten
3. Koppla bort anestesimaskinen
4. Avlägsna endotrakealtuben — även laserresistenta tuber kan antändas
5. Ventilera med bag-valve-mask (fortsätt anestesi med TIVA vid behov)
6. Kirurgen inspekterar luftvägen med rigid bronkoskopi
7. Remittera till IVA — luftvägsbrand kan orsaka signifikant lungskada, ARDS, och kräva ventilatorstöd, dexametason och befuktad syrgas