Vai trò và ứng dụng của laser trong y học (phần 1)
Tác giả:
- TS. BS. Lê Văn Nhân, Giám đốc Dịch vụ Y khoa Công ty Pacific Cross Việt Nam, Giảng viên Trường Đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch
- ThS. BS. Trần Vĩnh Tài, Giảng viên Trường Đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch
Mục Lục
Đại cương về laser – Tia laser là gì?
Sự sinh ra của Laser bắt nguồn từ Thuyết Lượng tử do nhà bác học A. Einstein ý tưởng ra năm 1916. Đến năm 1954, những nhà bác học Anh, Mỹ đã đồng thời sáng tạo ra máy phát tia Laser ứng dụng vào trong thực tiễn .
Các thử nghiệm Laser trên người bắt đầu từ những năm 1960. Laser là tên của những chữ cái đầu của thuật ngữ bằng tiếng Anh “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” (Sự khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ kích hoạt).
Laser là nguồn ánh sáng tự tạo thu được nhờ sự khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ phát ra khi kích hoạt cao độ những thành phần của một môi trường tự nhiên vật chất tương ứng .
Laser là ánh sáng có nhiều đặc thù đặc biệt quan trọng hơn hẳn ánh sáng tự nhiên hay tự tạo khác và có những hiệu quả rất có ích hoàn toàn có thể vận dụng trong rất nhiều nghành nghề dịch vụ khoa học kỹ thuật và đời sống, tạo nên cả một cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật sau khi nó sinh ra .
Nguyên lý tạo ra Laser
Nguyên lý của hiện tượng kỳ lạ phát tia laser dựa trên hiện tượng kỳ lạ phát xạ cưỡng bức. Khi chiếu một chùm ánh sáng vào một môi trường tự nhiên vật chất sẽ có 3 hiện tượng kỳ lạ quang học cơ bản xảy ra : hấp thụ, phát xạ tự do và phát xạ cưỡng bức .
Khi ta chiếu vào thiên nhiên và môi trường vật chất một chùm ánh sáng đơn sắc với nguồn năng lượng của mỗi phôtôn thì chùm phôtôn sẽ tương tác với những quang điện tử và cưỡng bức những quang điện tử này phát xạ phôtôn thứ cấp có cùng nguồn năng lượng, hướng truyền, độ phân cực, pha … với phô-tôn đã gây ra cưỡng bức .
Hiện tượng phát xạ cưỡng bức mang đặc thù khuếch đại theo phản ứng dây chuyền sản xuất : 1 sinh 2, 2 sinh 4 … Như vậy bức xạ cưỡng bức làm tăng số phôtôn, tức là có năng lực khuếch đại ánh sáng qua môi trường tự nhiên .
Để một máy có năng lực phát tia xạ Laser thì máy đó phải có 3 bộ phận chính : môi trường tự nhiên hoạt chất mà ở đấy hiện tượng kỳ lạ phát xạ cưỡng bức phải mạnh hơn hiện tượng kỳ lạ hấp thụ, nguồn kích thích nhằm mục đích cung ứng nguồn năng lượng cho hoạt chất của Laser, buồng cộng hưởng có công dụng tăng cường sự khuếch đại ánh sáng bằng cách làm cho ánh sáng phản xạ nhiều lần qua hoạt chất .
Các tia Laser tiên phong sinh ra trong thiên nhiên và môi trường hoạt chất phản xạ đi lại trong môi trường tự nhiên, kích thích môi trường tự nhiên làm phát ra những tia khác. Các tia Laser đi qua gương phản xạ một phần đi ra ngoài tạo thành lối ra của chùm Laser. Chùm Laser hoàn toàn có thể phát liên tục hoặc phát thành xung .
Cấu tạo cơ bản và cơ chế hoạt động của Laser
- Buồng cộng hưởng (vùng bị kích thích);
- Nguồn nuôi (năng lượng bơm vào vùng bị kích thích);
- Gương phản xạ toàn phần;
- Gương bán mạ;
- Tia laser
Độ định hướng cao: tia Laser phát ra hầu như là chùm song song do đó khả năng chiếu xa hàng nghìn km mà không bị tán xạ.Đặc tính của tia Laser
Tính đơn sắc rất cao : chùm sáng chỉ có một màu ( hay một bước sóng ) duy nhất. Đây là đặc thù đặc biệt quan trọng nhất mà không nguồn sáng nào có .
Tính đồng điệu của những phôtôn trong chùm tia Laser. Có năng lực phát xung cực ngắn : cỡ mili giây ( ms ), nano giây, pico giây, được cho phép tập trung chuyên sâu nguồn năng lượng tia Laser cực lớn trong thời hạn cực ngắn .
Phân loại Laser
Laser chất rắn : có khoảng chừng 200 chất rắn có năng lực dùng làm môi trường tự nhiên hoạt chất Laser. Một số loại Laser chất rắn thông dụng : YAG-Neodym ( Yttrium Aluminium Garnet, viết tắt là YAG cộng thêm 2-5 % Neodym ), λ = 1.060 nm ( phổ hồng ngoại gần ), hoàn toàn có thể phát liên tục tới 100W hoặc phát xung với tần số 1.000 – 10.000 Hz ; Hồng ngọc ( Ruby ), Aluminium có gắn những ion chrom, λ = 694,3 nm ( vùng đỏ của ánh sáng trắng ) ; Bán dẫn, thông dụng nhất là diot Gallium Arsen, λ = 890 nm ( phổ hồng ngoại gần ) .
Laser chất khí : He-Ne, Heli và Neon, λ = 632,8 nm, ( ánh sáng đỏ ), hiệu suất thấp từ một đến vài chục mW ; Argon, argon, λ = 488 và 514,5 nm ; CO2, λ = 10.600 nm ( phổ hồng ngoại xa ), hiệu suất hoàn toàn có thể tới megawatt ( MW ) .
Laser chất lỏng: môi trường hoạt chất là chất lỏng, thông dụng nhất là Laser màu. như Laser sử dụng chất nhuộm. Sử dụng các dung môi như metan, etan, thêm vào chất nhuộm hữu cơ chiết xuất từ thực vật (coumarin, rhodamine và florescen). Cấu trúc của chất nhuộm quyết định bước sóng hoạt động của Laser.
Vai trò và ứng dụng của laser trong y học
Sự sinh ra của Laser tạo ra một cuộc cách mạng lớn về sự tăng trưởng khoa học công nghệ tiên tiến nói chung và trong nghành nghề dịch vụ y tế nói riêng. Nghiên cứu ứng dụng tia Laser trong y học được triển khai khá sớm ( 1962 ) .
Nhìn chung quy trình tăng trưởng ứng dụng Laser trong y học là một quy trình liên tục với những điểm tân tiến có tính nhảy vọt. Từ chỗ dùng Laser như một phương tiện đi lại tương hỗ, bổ trợ cho những chiêu thức điều trị truyền thống cuội nguồn, Laser đã thành một phương tiện đi lại độc lập và trong rất nhiều trường hợp đã đem lại những tác dụng vô cùng to lớn .
Thực tế trên quốc tế đã hình thành một ngành y học mới – ngành y học Laser, với công dụng nghiên cứu và điều tra tăng trưởng và ứng dụng kỹ thuật Laser ship hàng sức khỏe thể chất con người. Từ năm 1974 đã có tổ chức triển khai “ Hội y học Laser quốc tế ” với 10.000 hội viên thuộc trên 50 nước tham gia .
Trong y học, Laser được nghiên cứu và điều tra theo hai hướng sau đây : sử dụng Laser như một công cụ để nghiên cứu và điều tra đối tượng người dùng sinh học Giao hàng cho việc chẩn đoán và xét nghiệm ; sử dụng tia Laser trong y học như một công cụ dùng để điều trị .
Ứng dụng của laser trong y học có rất nhiều, ví dụ như trong chẩn đoán, trong y học truyền thống, trong phẫu thuật, trong nhãn khoa, trong thẩm mỹ và nghệ thuật, trong điều trị bệnh ung thư, bệnh răng hàm mặt, bệnh tai mũi họng, bệnh da liễu …
Khi chiếu tia sáng Laser vào một hệ sinh vật như khung hình con người, sẽ có những hiệu ứng sinh học xảy ra trong khung hình. Những hiệu ứng sinh học này là cơ sở để sử dụng Laser trong y học ship hàng con người .
Khi sử dụng Laser để điều trị thì yếu tố quyết định hành động hiệu suất cao là liều chiếu, gồm có những tham số : hiệu suất, độ quy tụ ( tỷ lệ hiệu suất ), thời hạn chiếu, số lần chiếu, khoảng cách giữa những lần chiếu. Bên cạnh đó đặc thù của tổ chức triển khai khung hình nơi chiếu cũng là yếu tố quan trọng góp thêm phần tạo nên tác dụng tốt trong điều trị .
Có nhiều thiết bị Laser được sử dụng trong chẩn đoán như : máy Dop Laser thăm dò, đo dòng máu trong khung hình, máy tia laser chụp cắt lớp, những máy tia laser dò tìm đo đạc dẫn đường trong chẩn đoán .
Hello Bacsi không đưa ra những lời khuyên, chẩn đoán hay những chiêu thức điều trị y khoa .
Pacific Cross Việt Nam chuyên cung cấp các chương trình bảo hiểm sức khỏe và bảo hiểm du lịch. Dịch vụ của chúng tôi có nhiều sự lựa chọn, phù hợp với từng yêu cầu và ngân sách của khách hàng.
Cho dù là chương trình bảo hiểm cho cá thể, mái ấm gia đình hoặc doanh nghiệp của bạn, chúng tôi sẽ luôn tương hỗ, tư vấn tận tâm để bảo vệ rằng bạn tìm được loại sản phẩm bảo hiểm tốt nhất .
Nếu bạn chưa chắc như đinh về chương trình bảo hiểm nào tương thích với nhu yếu của mình, hãy sử dụng Chương trình Lựa Chọn Bảo Hiểm của chúng tôi hoặc liên hệ với chúng tôi để được tư vấn không tính tiền qua email : [email protected] .
Tài liệu tham khảo:
- https://www.researchgate.net/publication/231009441_Lasers_in_medicine
- Giáo trình Vật lý y sinh học – Bộ môn Vật lý y sinh, Trường Đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch.
- Bài giảng “Laser và ứng dụng trong y học” – Bộ môn Lý sinh y học, Trường Đại học Y khoa Thái Nguyên.
Source: https://dvn.com.vn
Category: Hỏi Đáp
