Chapter 1 레이저 물리학의 기초 1.1 개론 2 1.2 물리학 2 1.3 에너지 2 1.4 에너지복사(Radiation) 3 1.5 파장과 진동수 4 1.6 광자 에너지 4 1.7 전자기 스펙트럼 4 1.7.1 ‘광선’의 범위 ● 6 1.7.2 복사에너지의 위험성 ● 6 1.7.3 전자기 복사는 암을 유발시킬 수 있을까? ● 6 1.7.4 인체의 방어기전 ● 7 1.8 빛 7 1.9 가시광선 8 1.10 광원의 종류 9 1.11 여러 가지 복사원 11 1.11.1 자연 복사원 ● 11 1.11.2 인공 복사원 ● 11 1.11.3 발광 다이오드(LED) ● 11 1.12 섬광등(Flash lamp): IPL 12 1.13 레이저 13 1.14 실제 레이저 구조 14 1.14.1 레이저 광선의 성질 ● 16 1.14.2 결맞음 ● 16 1.15 간섭(Interference) 17 1.16 레이저 광선의 특성 19 1.16.1 편광 ● 19 1.16.2 출력 ● 19 1.16.3 연속파 레이저와 펄스 레이저 ● 20 1.16.4 최대출력 ● 21 1.16.5 평균출력 ● 21 1.16.6 출력밀도 ● 21 1.17 빛의 분산(Light distribution) 22 1.17.1 레이저 광선의 분산 ● 22 1.17.2 시준 ● 22 1.18 눈에 대한 위험성 22 1.18.1 눈에 손상을 주는 결정적인 요소 ● 25 1.19 레이저 기기들 28 1.19.1 레이저 종류에 따른 특징 ● 28 1.20 흔히 쓰이는 외과수술 레이저의 종류 29 1.20.1 CO2 레이저(Carbon dioxide laser) ● 30 1.20.2 외과 영역에서의 CO2 레이저 ● 31 1.20.3 치과 영역에서의 CO2레이저 ● 32 1.21 Nd:YAG 레이저 34 1.21.1 외과 분야에서의 Nd:YAG 레이저● 34 1.21.2 치과 영역에서의 Nd:YAG 레이저 ● 35 1.22 치과 영역에서의 Erbium 레이저 37 1.23 치과 분야의 ‘강한’ 다이오드 레이저 38 1.24 KTP 레이저 38 1.25 Q-스위칭 39 Chapter 2 치료 레이저 2.1 치료 레이저 42 2.1.1 제1세대 1975-1985 ● 42 2.1.2 제2세대 1985-1995 ● 42 2.1.3 제3세대 1995-2005 ● 43 2.1.4 제4세대 2005 ~ ● 43 2.2 어떤 것이 좋은 레이저치료기기일까? 44 2.3 기본 장비 47 2.4 과도한 판매 전략/세일즈 트릭/판매 꼼수 48 2.4.1 판매 트릭 1: 솔리톤파 ● 48 2.4.2 판매 트릭 2: 스칼라파 ● 48 2.4.3 판매 트릭 3: 옷 위로 치료하기 ● 48 2.4.4 판매 트릭 4: Class 4 레이저치료기 ● 48 2.4.5 판매 트릭 5: 레이저기기 회사가 주장하는 출력과 실제 출력 ● 49 2.4.6 판매 트릭 6: 최대출력과 평균출력의 차이 ● 49 2.4.7 판매 트릭 7: 가짜(False) 슈퍼 펄싱 ● 49 2.4.8 판매 트릭 8: 미리 프로그램된 기기 ● 50 2.4.9 판매 트릭 9a: 잘못된 설명 ● 50 2.4.10 판매트릭 9b: 잘못된 설명2 ● 50 2.4.11 높은 출력 - 낮은 출력 ● 51 2.4.12 레이저 또는 LED● 51 2.4.13 높은 가격과 싼 가격 ● 52 2.5 광선의 조직 투과 52 2.5.1 한 젊은 연구자의 이야기● 52 2.5.2 파장 ● 52 2.6 광선이 조직에 얼마나 깊이 투과할까? 54 Chapter 3 생체자극 3.1 생체자극의 역사 58 3.2 레이저의 치료 기전 요약 60 3.2.1 광수용체(Photoreceptor) ● 63 3.3 치료에 영향을 주는 요인 64 3.3.1 레이저 파라미터 ● 64 3.3.2 파장의 선택 ● 65 3.4 조사 용량 66 3.4.1 치료 조사량 ● 68 3.4.2 조사량의 계산법 ● 69 3.4.3 조사량의 범위 ● 70 3.4.4 치료 시간의 계산 ● 72 3.4.5 치료 깊이와 시간 대조표 ● 72 3.4.6 유발점, 경혈에 대한 조사량 ● 73 3.4.7 펄스 모드와 지속 모드 ● 74 3.4.8 펄스반복률(Pulse repetition rate; PRR) ● 74 3.4.9 환자 파라미터 ● 77 3.4.10 치료 간격 ● 78 3.4.11 수술 전후의 레이저치료 ● 80 3.4.12 치료법 파라미터 ● 81 3.4.13 국소 치료 ● 82 3.4.14 얕은 부위의 치료 ● 82 3.4.15 깊은 부위의 치료 ● 82 3.4.16 신체의 내부 치료 ● 82 3.4.17 전신 치료(Systemic treatment) ● 83 3.4.18 레이저침 치료 ● 83 3.4.19 유발점(Trigger point) 치료 ● 92 3.4.20 척추돌기 연관 치료 ● 92 3.4.21 피부분절(Dermatome) 연관 치료 ● 92 3.4.22 혈액에 대한 조사(Blood irradiation) ● 92 3.4.23 림프절에 대한 레이저 조사 ● 95 3.4.24 신경절(Ganglion)에 대한 조사 ● 96 3.4.25 결합 치료● 96 3.4.26 약물과의 상호작용● 97 3.5 그밖에 고려해야 할 점 99 3.5.1 시준(Collimation)이란 무엇인가 ● 99 3.5.2 투과 깊이와 최대 작용 깊이 ● 99 3.5.3 투과력을 감소시키는 요소 ● 101 3.5.4 피부를 누르면서 치료하기 ● 101 3.5.5 레이저 광선은 얼마나 깊이 투과되나? ● 101 3.5.6 옷 위로 레이저를 조사하기 ● 103 3.5.7 조직과 세포의 상태 ● 103 3.5.8 환경광의 중요성 ● 104 3.5.9 생체 외 실험과 생체 내() 실험 ● 105 3.6 고출력 레이저를 이용한 레이저치료 106 3.6.1 이산화탄소(CO2) 레이저를 이용한 레이저치료 ● 106 3.6.2 Nd:YAG 레이저를 이용한 레이저치료 ● 107 3.6.3 루비 레이저를 이용한 레이저치료 ● 108 3.6.4 Er:YAG 레이저를 이용한 레이저치료 ● 108 3.6.5 외과용 다이오드 레이저를 이용한 레이저치료 ● 109 3.7 레이저의 위험성과 부작용 109 3.7.1 정확한 진단의 중요성 ● 109 3.7.2 종양 ● 109 3.7.3 세포유전(Cytogenetic)에 미치는 영향 ● 110 3.7.4 통증이 사라진 후에도 충분한 휴식을... ● 110 3.7.5 치료 중의 피로감 ● 110 3.7.6 통증반응● 111 3.7.7 높은 조사량은 조직에 손상을 줄까? ● 111 3.7.8 레이저는 온열효과인가? ● 112 3.7.9 방사선 치료에 대한 보호 ● 113 3.8 레이저치료 효과의 평가 115 3.8.1 체열진단기(Thermography) ● 115 3.8.2 자기공명영상(MRI) ● 116 3.8.3 고해상도 B-모드 초음파 ● 116 3.8.4 신장강도(Tensile strength) ● 116 3.8.5 그밖에 다른 객관적인 계측 방법● 117 3.8.6 다른 광원은 효과가 없을까? ● 117 3.8.7 미국 식품의약국(FDA) ● 117 3.8.8 레이저치료 효과를 어떻게 입증해야 할까? ● 118 3.8.9 임상에서의 혼란 ● 119 3.8.10 연구비 투자와 지원 현실 ● 120 3.8.11 충분한 시간이 필요하다 ● 120 Chapter 4 의학적 적응증 4.1 레이저치료의 적응증 122 4.1.1 여드름 ● 122 4.1.2 알레르기 ● 123 4.1.3 항생제 내성● 125 4.1.4 동맥경화증 ● 126 4.1.5 관절염 ● 126 4.1.6 천식 ● 141 4.1.7 혈액의 보존● 142 4.1.8 혈압 ● 143 4.1.9 뼈의 재생 ● 144 4.1.10 구강작열감증후군 ● 157 4.1.11 암 ● 158 4.1.12 심장질환 ● 166 4.1.13 손목굴증후군 ● 170 4.1.14 뇌성마비● 173 4.1.15 다리 및 정맥궤양● 174 4.1.16 지연성 근통증 ● 177 4.1.17 우울증, 정신신체장애● 179 4.1.18 당뇨병● 179 4.1.19 십이지장/위궤양● 186 4.1.20 위관절융기염 ● 187 4.1.21 다형홍반 ● 191 4.1.22 섬유염/섬유근육통 ● 191 4.1.23 두통/편두통 ● 193 4.1.24 치질 ● 194 4.1.25 탈모 ● 194 4.1.26 단순헤르페스 ● 197 4.1.27 면역계 조절 ● 201 4.1.28 염증 ● 203 4.1.29 내이(內耳)의 이상 ● 211 4.1.30 후두염 ● 211 4.1.31 태선(苔癬) ● 211 4.1.32 요통 ● 213 4.1.33 유선염 ● 215 4.1.34 미세순환● 216 4.1.35 슬러더 증후군 ● 222 4.1.36 점막염 ● 222 4.1.37 근육 재생 ● 227 4.1.38 진균증(Mycosis) ● 232 4.1.39 신경 전달 ● 233 4.1.40 신경 재생과 기능 ● 234 4.1.41 부종● 246 4.1.42 눈 질환 ● 251 4.1.43 통증 ● 254 4.1.44 골막염 ● 262 4.1.45 족저근막염● 263 4.1.46 침샘 ● 264 4.1.47 부비동염 ● 267 4.1.48 척수 손상 ● 268 4.1.49 뱀 교상 ● 269 4.1.50 스포츠 손상● 270 4.1.51 줄기세포 ● 275 4.1.52 뇌졸중, 뇌에 대한 치료 ● 278 4.1.53 힘줄의 병변 ● 282 4.1.54 귀울림(이명), 현기, 메니에르병 ● 290 4.1.55 편도염 ● 301 4.1.56 삼차신경통 ● 301 4.1.57 혈전정맥염 ● 302 4.1.58 결핵(Tuberculosis) ● 302 4.1.59 비뇨생식기 질환 ● 303 4.1.60 사마귀 ● 307 4.1.61 편타손상 ● 308 4.1.62 백반증 ● 309 4.1.63 여성 질환 ● 310 4.1.64 상처 치유● 311 4.2 대상포진 330 4.3 연구가 진행중인 새로운 적응증 332 4.3.1 알츠하이머 치매 ● 332 4.3.2 보톡스 부작용 ● 335 4.3.3 셀룰라이트 ● 336 4.3.4 이상지질혈증● 336 4.3.5 복합부위통증증후군● 336 4.3.6 습진 ● 337 4.3.7 발기부전 ● 338 4.3.8 가족성 근위축성측삭경화증 ● 338 4.3.9 사구체신염● 338 4.3.10 비만 ● 339 4.3.11 구강안면육아종증 ● 342 4.3.12 파킨슨병 ● 342 4.3.13 월경후증후군 ● 343 4.3.14 천포창 ● 343 4.3.15 수면장애 ● 343 4.3.16 마약 금단증상 ● 344 4.3.17 주름 ● 344 4.3.18 홈케어 레이저 ● 344 Chapter 5 치과 레이저치료 5.1 치과 레이저 관련 문헌 349 5.2 레이저치료는 어떤 환자에게 적용할 수 있는가? 350 5.3 치의학적 적응증(Dental indications) 350 5.3.1 치조염(Alveolitis) ● 351 5.3.2 국소마취(Local anesthetics) ● 351 5.3.3 아프타(Apthae) ● 353 5.3.4 출혈(Bleeding) ● 355 5.3.5 비스포스포네이트(Bisphosphonate)에 의한 턱뼈 괴사 ● 356 5.3.6 치아우식(Caries)● 359 5.3.7 치관주위염(Dentitio dificilis, Pericoronitis) ● 362 5.3.8 근관치료학(Endodontics) ● 363 5.3.9 발치(Exctraction) ● 364 5.3.10 치은염(Gingivitis) ● 368 5.3.11 대상포진(Herpes Zoster) ● 371 5.3.12 상아질 지각과민증(Hypersensitive dentine) ● 371 5.3.13 임플란트학(Implantology) ● 376 5.3.14 백반증(Leukoplakia) ● 381 5.3.15 지도모양혀(Geographic tongue) ● 381 5.3.16 입술 상처(Lip wound) ● 381 5.3.17 구역(Nausea) ● 382 5.3.18 신경 손상(Nerve injury) ● 382 5.3.19 교정치료(Orthodontics) ● 382 5.3.20 가벼운 치통(Mild dental pain) ● 391 5.3.21 소아 치과치료(Paediatric dental treatment) ● 391 5.3.22 치주학(Periodontics) ● 393 5.3.23 치과보철치료(Prosthetics) ● 401 5.3.24 치근파절(Root fractures) ● 403 5.3.25 이차 상아질형성(Secondary dentine formation) ● 403 5.3.26 발열 주의(Temperature caveats) ● 403 5.3.27 측두하악장애(Temporomandibular disorders) ● 405 5.4 기타 치과영역에서의 레이저 적용 415 5.4.1 치의학 분야의 광역학치료(Dental photo dynamic therapy) ● 415 5.4.2 복합레진 중합(Composite curing) ● 416 5.4.3 탈회방지(Prevention of demineralisation) ● 417 5.4.4 치아 미백(Tooth bleaching) ● 418 5.4.5 치아우식 진단(Caries detection) ● 418 5.4.6 진단 도구로서의 레이저(Lasers as a diagnostic tool) ● 418 5.5 증례보고(Case reports) 419 Chapter 6 LED 및 다른 광원을 이용한 광선치료 6.1 발광다이오드(LED) 424 LED에 대한 논란 ● 424 레이저와 LED의 혼동 ● 424 레이저는 LED보다 효과적일까? ● 425 LED의 컴백 ● 425 6.2 선형편광 광선 433 Chapter 7 수의학 분야 레이저치료 7.1 증례 보고 438 Case 1: Charlie ● 438 Case 2: Dudley ● 440 Case 3: Claude● 442 Chapter 8 금기증 8.1 페이스메이커 448 8.2 임신 448 8.3 간질 448 8.4 갑상선 질환 449 8.5 어린이 450 8.6 암 451 8.7 혈우병 452 8.8 뇌질환 452 8.9 방사선 치료 중인 환자 454 8.10 당뇨병 455 8.11 문신. 455 8.12 광과민증 455 Chapter 9 결맞음 9.1 레이저치료에서 결맞음의 역할 458 9.2 이 장에서 인용된 참고문헌 465 Chapter 10 조사량과 세기 10.1 에너지에 대한 이론적 기초 468 10.2 출력 468 10.3 출력밀도 469 10.4 레이저 빔 471 10.5 레이저 probe 472 10.6 펄스 레이저 473 10.7 에너지밀도 474 10.8 치료 용량 474 10.9 용량은 세기에 비례하지 않는다 478 10.10 포인트에 대한 조사량 480 10.11 기타 치료기법 481 Chapter 11 레이저의 치료기전 11.1 생체자극효과의 레이저 특이성 484 11.1.1 레이저치료가 효과가 없다는 주장 ● 484 11.1.2 결맞는 빛과 결어긋난 빛의 비교 ● 485 11.1.3 결맞음 길이의 중요성 ● 487 11.1.4 Hode의 햄버거 ● 488 11.1.5 Hode의 빅버거 ● 489 11.1.6 Abrahamsson의 사과 ● 490 11.1.7 달빛 ● 491 11.1.8 빛은 조직을 얼마나 깊이 투과하는가? ● 492 11.1.9 밝은빛 광선치료(Bright Light Phototherapy; BLT) ● 493 11.1.10 레이저와 BLT의 비교 ● 495 11.2 1차 기전 496 11.2.1 편광 효과 ● 497 11.2.2 레이저 스페클 안에 있는 빛의 특징은 무엇인가? ● 497 11.2.3 Porphyrin과 편광 ● 498 11.2.4 배양 세포와 조직의 각기 다른 광학적 특성들 ● 498 11.2.5 조직에서 열 발생 효과 ● 499 11.2.6 거시적 온열 효과 ● 499 11.2.7 미시적 온열 효과 ● 500 11.2.8 기계적인 힘 ● 500 11.2.9 들뜸 효과(Excitation effect) ● 501 11.2.10 들뜸(Excitation)으로 인한 1차 반응 ● 502 11.2.11 세포 신호전달에 의한 이차적 반응 ● 503 11.2.12 형광(Fluorescence)-발광(luminescence) ● 504 11.2.13 Multi-photon 효과 ● 504 11.2.14 조직에서의 레이징 효과(Lasing effect) ● 505 11.2.15 비선형 광학효과 ● 506 11.2.16 광음파 ● 506 11.3 2차 기전 506 11.3.1 통증에 대한 효과 ● 506 11.3.2 혈액순환에 대한 효과 ● 508 11.3.3. 자극과 조절 기전 ● 508 11.3.4 면역계에 대한 영향 ● 508 11.3.5 또 다른 흥미로운 가설 ● 509 11.4 치료 기전에 대한 정리 510 11.5 진단 분야의 응용 510 11.6 Photodynamic Therapy(PDT) 510 11.7 그밖에 의학적 응용 512 Chapter 12 체계적인 임상시험 설계 12.1 임상시험 방법론 515 12.2 파라미터(Parameter) 516 12.2.1 기술적 파라미터에 대한 세부사항 ● 517 12.2.2 치료 파라미터에 대한 세부사항 ● 520 12.2.3 의학적 파라미터에 대한 세부사항 ● 521 12.3 어려운 레이저 이름 부르기 523 12.4 WALT(세계광선의학회) 권고안 524 참고문헌 525 약어 568 찾아보기 569