Một trong hai đóng góp to lớn cho khoa học kỹ thuật của ngành vật lý trong thế kỷ 20 là laser. Năm 1960, chiếc laser đầu tiên ra đời do nhà bác học Maiman (Mỹ) chế tạo, và từ đó thành tựu này được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau, như đo đạc trong địa chất, khoan cắt, hàn kim loại trong cơ khí, điều khiển phản ứng nhiệt hạch,… Đó là nhờ ba đặc điểm cực kỳ quan trọng của laser : ánh sáng laser có độ đơn sắc lớn, độ kết hợp cao và định hướng tốt. 1. Giới thiệu 2. Đặc điểm của sự tương tác Laser với tổ chức sống 3. Ứng dụng laser trong y học tại Việt Nam 4. An toàn laser trong y học
1. Giới thiệu :
Nghiên cứu ứng dụng laser trong y học cũng khá sớm từ những năm 1962–1963 của thế kỷ trước. Lúc đầu laser được dùng để điều trị bệnh bong võng mạc, từ đó laser đã được sử dụng rộng rãi trong y khoa. Đến nay trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đã hình thành một ngành y học mới - ngành y học laser, với nhiệm vụ nghiên cứu, ứng dụng laser trong chẩn đoán và điều trị từ đó mở ra nhiều triển vọng trong chữa bệnh và làm đẹp cho con người. 2. Đặc điểm của sự tương tác Laser với tổ chức sống :
Thuật ngữ Laser là chữ viết tắt của các từ: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, có nghĩa là: Ánh sáng được khuếch đại bằng bức xạ cưỡng bức. Laser được ứng dụng trong chẩn đoán và điều trị có bước sóng nằm trong khoảng từ 193 nm đến 10.6µm, thuộc vùng tử ngoại, khả kiến và hồng ngoại gần, có thể làm việc ở chế độ xung hay chế độ liên tục.
Khi ánh sáng chiếu đến cơ thể sinh vật, sự tương tác giữa ánh sáng và cơ thể sinh vật thể hiện qua các hiệu ứng sau :
+ Về phía chùm sáng: có sự thay đổi về cường độ, bước sóng, hướng truyền.
+ Về phía cơ thể sinh vật : xảy ra các quá trình gồm nhiều giai đoạn kế tiếp nhau, như: sự tích luỹ năng lượng bên trong phân tử sinh vật, khử trạng thái kích thích phân tử, những chuỗi phản ứng trung gian và các hiệu ứng sinh học xảy ra.[5]
Sự ứng dụng laser dựa trên một số hiệu ứng sinh học cơ bản, nổi bật là hiệu ứng kích thích sinh học - đặc trưng cho sự tương tác giữa laser công suất thấp với tổ chức sống. http://farm2.static.flickr.com/1009/...67cd08.jpg?v=0
Y văn thế giới thường nhấn mạnh 7 loại hình đáp ứng sau đây :
– Đáp ứng chống viêm
– Đáp ứng chống đau
– Đáp ứng của tổn thương tế bào
– Đáp ứng tái sinh
– Đáp ứng của hệ miễn dịch
– Đáp ứng của hệ tim mạch
– Đáp ứng của hệ nội tiết
Dựa trên 7 loại hình đáp ứng này, có ba ứng dụng quang trọng trong y học hiện nay là quang châm, quang trị liệu và nội tĩnh mạch thường dùng laser khí He-Ne hay laser bán dẫn. http://farm2.static.flickr.com/1334/...60bb13.jpg?v=0 Hình 2 : Một số dạng thiết bị điều trị bằng laser bán dẫn công suất thấp http://farm2.static.flickr.com/1168/...cfb057.jpg?v=0 Hình 3 : Thiết bị laser excimer điều trị tật khúc xạ của mắt
+ Hiệu ứng quang đông (nhiệt) : bức xạ laser có năng lượng vừa đủ và được giải phóng trong thời gian thích hợp thì có thể làm nhiệt độ vùng tổ chức tăng lên khoảng 60-100°C. Khi đó tổ chức sinh học bị động kết dẫn đến hoại tử. Ứng dụng của hiệu ứng nhiều trong lĩnh vực nhãn khoa, như : quang đông võng mạc, quang đông điều trị tân mạch hắc mạc, quang đông phù điểm vàng,…
+ Hiệu ứng bay hơi tổ chức (nhiệt) : tương tự như hiệu ứng quang đông, nhiệt độ vùng tổ chức tăng lên và khi đạt đến 300°C, thì các matrix rắn của tổ chức sinh học nhận đủ năng lượng để bay hơi. Ứng dụng của hiệu ứng này trong phẫu thuật, chùm tia được dùng như chiếc dao mổ tạo ra những vết cắt nhỏ, không đau, ít chảy máu, vô trùng. Tiêu biểu là laser CO2, laser YAG,… biết với tên gọi là “dao mổ nhiệt”.
+ Hiệu ứng bóc lớp (quang cơ - phi nhiệt) : Chúng ta dùng các xung cực ngắn ( ns- nanosecond), công suất đỉnh cực cao, bước sóng vùng tử ngoại gần, chiếu vào tổ chức sinh học. Bức xạ laser vùng tử ngoại chỉ bị các phần tử hữu cơ hấp thụ, khi năng lượng hấp thụ đủ lớn, mạch hữu cơ bị đứt gãy, xảy ra các “vi nổ” từ đó nước bị đẩy ra khỏi tổ chức, cuối cùng tổ chức sinh học giống như bị “bóc từng lớp”. Laser excimer được ứng dụng trong y học với tên gọi là “dao cắt lạnh”(phi nhiệt). 2 trong nhiều ứng dụng quan trọng của laser excimer là phẫu thuật tạo hình tim mạch bằng laser chọc qua da và điều trị tật khúc xạ của mắt.
Nếu như bản chất của tương tác giữa laser công suất thấp với tổ chức sống là hiệu ứng kích thích sinh học, thì hiệu ứng nhiệt (quang đông, bay hơi tổ chức) và quang cơ (bóc lớp) lại là hai hiệu ứng tiêu biểu cho sự tương tác của laser công suất cao. http://farm2.static.flickr.com/1368/...747352.jpg?v=0 Hình 4 : Một số loại dao mổ laser 3. Ứng dụng laser trong y học tại Việt Nam :
Đến tháng 6/2000 đã có hơn 600 thiết bị laser y tế được ứng dụng tại các bệnh viện trung ương, tỉnh, quân đội và một số y tế tư nhân. Nhiều laser được lắp ráp, cải tiến, sản xuất trong nước ở các cơ sở khoa học như: Viện nghiên cứu vật liệu thuộc Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia, Trung tâm công nghệ laser thuộc Viện nghiên cứu công nghệ, Bộ Khoa học công nghệ và Môi trường, Viện kỹ thuật quân sự - Bộ Quốc phòng, Trung tâm vật lý y sinh học - Bộ Quốc phòng, trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh.[1] Số lượng thiết bị laser y tế được ứng dụng tại Việt Nam đến 6/2000 Loại laser Số lượng
Laser He-Ne 350
Laser bán dẫn GaAs 140
Laser Nitrogen 6
Laser He-Cd 2
Laser CO2 135
Laser YAG-Nd 5
Laser hơi vàng 1
Laser hơi đồng 2
Laser Argon 2
Laser Ruby 1
4. An toàn laser trong y học :
Nguồn Laser đã được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau nhưng cho đến nay chưa có một bản báo cáo nào chứng tỏ rằng người điều khiển nguồn Laser và các đối tượng được chẩn đoán, điều trị bằng tia Laser bị bệnh nghề nghiệp và các bệnh tương tự như khi dùng các chất phóng xạ, bức xạ (như ung thư, đột biến gen, suy chức năng các cơ quan ...)
Để chứng minh cho sự an toàn của Laser, năm 1981 D.B Apfebres đã dùng Laser Argon và CO2 chiếu liên tục cho 9 thế hệ chuột, sau đó lấy chuột ở thế hệ thứ 9 để làm tiêu bản cho toàn bộ các tổ chức và kiểm tra rất chi tiết bằng các phương tiện hiện đại nhưng không phát hiện ra một sự phát triển bất thường nào của các tế bào.
Viện sĩ D.K Skobenskin đã điều trị cho hơn 2.000 bệnh nhân và đã theo dõi họ liên tục trong 9 năm cũng không phát hiện ra một trường hợp nào do điều trị bằng Laser mà bị u ác tính.
Vậy có thể khẳng định rằng việc ứng dụng laser trong y học là an toàn, vô hại hơn so với các thiết bị sử dụng tia X, chất phóng xạ,… Tuy nhiên việc vận hành và sử dụng phải tuân theo các quy định cần thiết để đảm bảo sự an toàn cho người và thiết bị.
TÌM HIỂU CHUNG VỀ ỨNG DỤNG LASER TRONG Y HỌC
Dạng hẹp
