Isabela Schmitt Untersuchungen zum Einsatz der Laser-induzierten ...

4 2 Literaturübersicht
2.1.2 Physikalische Grundlagen
Der Begriff LASER (engl.: Light Amplification of Stimulated Emission of Radiation)
bezeichnet Anordnungen zur kohärenten Verstärkung elektromagnetischer Schwingungen mit
verschiedenen Wellenlängen durch induzierte Emission.
Für medizinische Anwendungen sind dabei folgende drei Eigenschaften des Laserlichtes von
besonderer Bedeutung, die jede für sich in einer thermischen Lichtquelle vorkommen, aber
erst in einem Lasersystem gemeinsam auftreten (DÖRSCHEL, 1989):
1. Kohärenz: alle Wellenzüge korrelieren exakt, sowohl in der Zeit als auch im Raum, in
Phase zueinander.
2. Kollimation: das Strahlenbündel ist nahezu parallel, d.h. über große Entfernungen nimmt
ein Laserstrahl nur wenig an Durchmesser zu.
3. Monochromasie: alle Wellenzüge repräsentieren die gleiche Wellenlänge, Frequenz und
Energie.
2.1.3 Wechselwirkung mit biologischem Gewebe
Die Wirkungsmechanismen von Laserstrahlung in biologischem Gewebe werden durch
Wechselwirkungen von Photonen mit den Molekülen und Molekülverbänden des Gewebes
verursacht (BEUTHAN et al., 1992). Die atomaren und molekularen Ereignisse und die
darauf beruhenden biologischen Reaktionen sind bisher nicht vollständig geklärt. Im
allgemeinen unterscheidet man nichtlineare Prozesse, photochemische Reaktionen und
thermische Interaktionen. Das Ausmaß der oben genannten Vorgänge ist zum einen von den
Eigenschaften der Laserstrahlung (Laserleistung, Expositionszeit, Wiederholrate etc.) und
zum anderen von den thermischen und optischen Eigenschaften des biologischen Materials
(Absorptions- und Streueigenschaften, spezifische Wärmekapazität) abhängig. Nachdem der
Laserstrahl auf das Gewebe getroffen ist, finden unterschiedliche, von der Gewebestruktur
abhängige Vorgänge, wie Absorption, Transmission, Streuung und Reflexion, (BOWN, 1983)
statt. Die Absorptionsstärke im Gewebe ist von der Gewebeart und der Laserwellenlänge
abhängig (CRUANES, 1984).