Jak dobrać dawkę energii w laseroterapii?
Praktyczny przewodnik dla fizjoterapeutów
Dobór odpowiedniej dawki energii w laseroterapii to klucz do skuteczności, bezpieczeństwa i komfortu pacjenta. Dla fizjoterapeutów wykonujących lub zamierzających rozpocząć przeprowadzanie zabiegi laseroterapii oznacza to konieczność dobrego zrozumienia tej technologii.
W tym artykule wyjaśniamy znaczenie najważniejszych parametrów zabiegów laseroterapii, jak dobrać je do sesji zabiegowej, jak głęboko przenika promieniowanie oraz jak uniknąć przegrzewania tkanek powierzchniowych.
- Jak głęboko działa światło laserowe?
- Czym jest gęstość mocy emisji laserowej?
- Czym jest cykl pracy (duty cycle)?
- Czym jest dawka energii?
- Czym jest odpowiedź bifazowa?
- Jak zaplanować zabieg laseroterapii?
- Jakie znaczenie ma wielkość optyki światła laserowego?
- Jak unikać przegrzania tkanek powierzchniowych?
Jak głęboko działa światło laserowe?
Efektywna głębokość penetracji zależy od:
- Długości fali - decyduje, które struktury absorbują światło i jak głęboko ono dociera.
- Szerokości plamki - im większa, tym głębsza penetracja (mniejsze rozproszenie).
- Mocy lasera - wyższa moc = możliwość dostarczenia energii do głębszych tkanek.
Poniższa tabela przedstawia szacunkową głębokość wnikania światła laserowego (w cm) dla różnych mocy oferowanych przez aparaty do laseroterapii firmy Globus.
| Moc lasera | Średnica plamki | 808 nm | 980 nm | 1064 nm |
|---|---|---|---|---|
| 1 W | 11 mm | 1,0 cm | 0,8 cm* | 1,3 cm* |
| 1 W | 22 mm | 1,7 cm | 1,4 cm* | 2,0 cm* |
| 6 W | 11 mm | 2,5 cm | 2,0 cm | 3,0 cm |
| 6 W | 22 mm | 3,5 cm | 3,0 cm | 4,5 cm |
| 12 W | 11 mm | 3,5 cm | 3,0 cm | 4,0 cm |
| 12 W | 22 mm | 4,5 cm | 4,0 cm | 5,5 cm |
Dane szacunkowe. Rzeczywista głębokość zależy od rodzaju tkanki, ustawień zabiegu, czy kąta padania wiązki.
Plamka 22 mm i długości fal 980 i 1064 jako opcja w zależności od modelu.
* - brak w ofercie
Czym jest gęstość mocy emisji laserowej?
Gęstość mocy (power density), czyli irradiancja, to moc lasera (W) przypadająca na jednostkę powierzchni plamki (cm²):,
Gęstość mocy = Moc lasera (W) / Powierzchnia plamki (cm²)
Odpowiada na pytanie, jak intensywny jest bodziec w danej chwili (w jednostce czasu) i na danej powierzchni oraz jaki będzie charakter efektu.
Poniżej widzisz praktyczny wzór, jak obliczyć gęstość mocy dla lasera.
Przykład dla plamki 11 mm i mocy 6 W:
- Średnica plamki: 11 mm = 1,1 cm → promień: 0,55 cm
- Pole powierzchni: π × (0,55)² ≈ 0,95 cm²
- Gęstość mocy = 6 W / 0,95 cm² ≈ 6,3 W/cm²
Przykład dla plamki 22 mm i mocy 12 W:
- Średnica plamki: 22 mm = 2,2 cm → promień: 1,1 cm
- Pole powierzchni = π × (1,1)² ≈ 3,80 cm²
- Gęstość mocy = 12 W / 3,80 cm² ≈ 3,16 W/cm²
Gęstość mocy wpływa na intensywność oddziaływania, ale nie bezpośrednio na głębokość penetracji - tę determinuje m.in. długość fali i rozmiar plamki.
Czym jest cykl pracy (duty cycle)?
Laser może emitować światło w trybie ciągłym (CW) lub w trybie impulsowym, czyli przerywanym, gdzie impulsy mogą mieć różny czas trwania. Cykl pracy dotyczy trybu impulsowego i określa procent czasu, w którym laser emituje światło. Przykład:
Cykl pracy = (czas emisji / czas cyklu) × 100%
- 100% = tryb ciągły
- 50% = połowa czasu emisji, połowa przerwy
- 10% = krótka emisja, długa przerwa - minimalne nagrzewanie
Korzyści z regulacji cyklu pracy:
- Precyzyjne dawkowanie energii - przy tej samej mocy szczytowej.
- Większe bezpieczeństwo skóry - więcej czasu na chłodzenie tkanek.
- Możliwość różnicowania efektu biologicznego - od biostymulacji po działanie przeciwbólowe.
W trybie impulsowym, moc impulsu zmienia się cyklicznie od wartości zerowej do wartości szczytowej, zwanej mocą szczytową. Uśrednioną w czasie wielkość mocy nazywamy natomiast mocą średnią. Chociaż jeśli będziemy zmieniać odpowiednio cykl pracy oraz moc szczytową, aby uzyskać tą samą moc średnią, to efekt oddziaływania biologicznego będzie różny. Wynika to z następujących powodów:
- Wyższa moc szczytowa, to wyższa gęstość mocy w krótszym czasie, co wpływa na próg aktywacji fotobiologicznej, głębokość penetracji chwilowej i aktywację kanałów jonowych oraz mitochondriów. Fotobiomodulacja (odpowiedź biologiczna) nie jest procesem liniowym (czytaj dalej). Ta sama dawka energii (J/cm²) może albo stymulować albo nie dawać już efektu, zależnie od parametrów impulsu.
- Krótkie impulsy przy długiej przerwie poprawiają rozpraszanie ciepła i sprzyjają efektom nietermicznym i tym samym pozwalają na głębsze efekty, np. silniejsze oddziaływanie na nerwy (neuromodulacja). Natomiast dłuższe impulsy przy niższej mocy szczytowej zwiększają kumulację ciepła i efekt termiczny, co sprzyja rozszerzaniu naczyń i termicznym efektom przeciwbólowym, głównie przy działaniu powierzchniowym.
Czym jest dawka energii?
Dawka energii (energy dose) w laseroterapii, to ilość energii światła laserowego dostarczona do tkanek w czasie zabiegu. Jest wyrażana w Joulach (J) a powierzchniowo w J/cm2. Zasadnicze znaczenie ma tutaj nie tylko moc wiązki laserowej, ale również czas jej oddziaływania:
Energia (J) = moc średnia (W) x czas (s)
W praktyce klinicznej dawka energii odpowiada na pytanie, czy ilość bodźca była wystarczająca, aby wywołać odpowiedź biologiczną (tj. stymulacja, brak efektu lub hamowanie - krzywa bifazowa). W odróżnieniu od gęstości mocy, dawka energii dotyczy bardziej warunków zajścia efektu, a nie jego charakteru.
Czym jest odpowiedź bifazowa?
Odpowiedź bifazowa opisuje nieliniową zależność między dawką bodźca a reakcją biologiczną organizmu. Oznacza to (zgodnie bowiem z prawem Arndta-Schultza), że zwiększanie dawki energii nie musi oznaczać proporcjonalny wzrost efektu leczniczego. Przy zbyt małej dawce bodziec nie przekracza progu aktywacji procesów komórkowych i efekt kliniczny nie występuje. Wraz ze wzrostem dawki osiągany jest zakres optymalny, w którym dochodzi do maksymalnej stymulacji mechanizmów biologicznych, takich jak wzrost produkcji ATP, modulacja procesów zapalnych czy normalizacja pobudliwości nerwowej. Po przekroczeniu tego zakresu nadmierna dawka prowadzi do osłabienia odpowiedzi, a w skrajnych przypadkach nawet do jej zahamowania, m.in. wskutek nadmiernego stresu oksydacyjnego czy adaptacji komórkowej. Obrazuje to tzw. krzywa bifazowa.
W laseroterapii i fotobiomodulacji zasada odpowiedzi bifazowej wyjaśnia, dlaczego skuteczność zabiegu zależy od precyzyjnego doboru parametrów, a nie od maksymalizacji energii.
Jak zaplanować zabieg laseroterapii?
Planowanie parametrów laseroterapii należy prowadzić wg logicznej kolejności klinicznej:
- Określ efekt biologiczny, jaki ma zostać uzyskany (działanie przeciwbólowe, biostymulacja, neuromodulacja, efekt termiczny), oraz rodzaj i głębokość tkanki docelowej.
- Dobierz długość fali, która warunkuje penetrację i typ oddziaływania.
- Ustal docelową dawkę energii (J lub J/cm2) zgodnie z zasadą odpowiedzi bifazowej.
- Określ pole zabiegowe i średnicę plamki, np. plamka punktowa (mała) lub skanowanie (duża). Wszystko zależy od anatomii, głębokości struktury i wymaganej precyzji.
- Dopiero na tej podstawie dobierz gęstość mocy, tryb emisji (CW lub impulsowy), cykl pracy i moc szczytową. Te parametry decydują o charakterze bodźca w czasie.
- Na samym końcu skoryguj czas zabiegu oraz pole aplikacji, aby rzeczywista energia dostarczona do tkanki odpowiadała założeniom terapeutycznym i była bezpieczna.
Typowe dawki energii w zależności od celu terapii:
| Cel terapii | Zalecana dawka |
|---|---|
| regeneracja, mikrokrążenie | 1–4 J/cm² |
| działanie przeciwzapalne | 4–8 J/cm² |
| działanie przeciwbólowe | 8–12 J/cm² |
| głębokie struktury (stawy, powięzi) | 12 J/cm² |
Dobór cyklu pracy:
Dla celów biostymulacyjnych i neuromodulacyjnych preferuje się emisję impulsową z niskim cyklem pracy i wysoką mocą szczytową, natomiast dla efektu termicznego i poprawy ukrwienia częściej stosuje się emisję ciągłą lub impulsową o wysokim cyklu pracy.
| Cel terapii | Zalecany cykl pracy |
|---|---|
| Biostymulacja (gojenie, regeneracja) | 10–20% |
| Działanie przeciwzapalne | 20–50% |
| Działanie przeciwbólowe, głębokie tkanki | 50–100% |
Jakie znaczenie ma wielkość optyki światła laserowego?
Większa optyka (22 mm zamiast 11 mm) bardziej rozprasza emitowaną energię już na wyjściu sondy, co zmniejsza intensywność plamki na powierzchni skóry, ale uzyskamy jednocześnie mniejsze rozproszenie fotonów pod powierzchnią skóry - tzw. efekt dyfrakcji bocznej. Większa plamka oznacza bardziej skupiony kierunek propagacji światła - czyli lepszą kolimację wiązki w tkance.
Zastosowanie większej optyki pozwala więc na większą głębokość penetracji przy mniejszym narażeniu na przegrzanie tkanek powierzchniowych. Pamiętajmy jednak, że rozproszenie światła w tkance jest złożonym zjawiskiem i zależy od wielu czynników.
Jak unikać przegrzania tkanek powierzchniowych?
Podczas leczenia głębokich struktur, należy chronić skórę i tkanki powierzchniowe. Oto najważniejsze strategie uniknięcia tych niekorzystnych efektów:
- Dobierz odpowiednią długość fali - wartości 808 nm i 1064 nm są bezpieczniejsze dla skóry niż 980 nm.
- Stosuj technikę skanowania - prowadź sondę w ciągłym ruchu, nie zatrzymuj jej w jednym miejscu.
- Obserwuj skórę i pytaj pacjenta - brak zaczerwienienia i komfort termiczny to podstawa.
- Używaj trybu impulsowego z kontrolą cyklu pracy.
- Używaj większej plamki (np. 22 mm) - mniejsza gęstość mocy na powierzchni, ale głębsza penetracja.
Dowiedz się więcej:
