LASER Y HỌC VÀ VẤN ĐỀ AN TOÀN

LASER Y HỌC VÀ VẤN ĐỀ AN TOÀN

LASER Y HỌC VÀ

VẤN ĐỀ AN TOÀN

ThS Đặng Vũ Hoàng Phân viện Vật lý Y Sinh học.

VẬT LÝ LASER

“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”

“Khuyếch đại ánh sáng bằng bức xạ cưỡng bức”.

Lịch sử

• Albert Einstein: nêu khái niệm 1917

• Theodore Maiman: laser Ruby 1960

• Townes, Basov và Prokhorov: nobel 1964

• Schawlow: nobel 1981

• Laser y học và laser ngoại khoa

Phân loại bức xạ điện từ

Trạng thái cơ bản Trạng thái kích thích Dịch chuyển quang học

Albert Einstein: nếu cưỡng bức > tự phát  khuyếch đại ánh sáng

Đơn sắc Trực chuẩn Kết hợp

Buồng cộng hưởng

Phân loại laser

• Laser khí: He-Ne, CO2, Argon

• Laser rắn: Nd:YAG, Er:YAG, Er:glass

• Laser bán dẫn: Diode

• Laser màu: Rh6G

• Laser hơi kim loại: hơi vàng, hơi đồng

• Laser excimer: ArF, XeCl, KrF

• Laser hoá học

• Laser điện tử tự do

Chế độ phát

• Liên tục

• Xung

Ngắt tia cơ học

Nguồn nuôi dạng xung

Thay đổi điều kiện cộng hưởng

Tinh thể phi tuyến KTP  nhân đôi tần số

• Công suất xung

• Công suất trung

Phương pháp chiếu

Tương tác laser – cơ thể sống

Phản xạ

Khúc xạ

Độ xuyên sâu (37%)

Laser công suất thấp

• Mạch hô hấp tế bào: phổ hấp thụ laser của các cytochrome trong mạch trùng với phổ của ty thể

• Các liên kết hydro: năng lượng của liên kết 3-7 kcal/mol tương đương với năng lượng photon vùng hồng ngoại  các liên kết này hấp thụ

photon của laser  kích thích sinh học.

• Oxy phân tử trong tổ chức sinh học hấp thụ

laser  thay đổi tính đàn hồi của màng hông

cầu  cải thiện tuần hoàn.

• Các hệ enzyme hấp thụ laser  tăng hoạt hóa

Kích thích tổng hợp protein Hoạt hóa chức năng hệ tuần hoàn

Kích thích miễn dịch đặc hiệu Kháng viêm

Giảm đau Giảm dị ứng cục bộ và toàn thân

Ứng dụng trong y học

• Nhiễm trùng có mủ và những vết loét lâu liền sẹo

• Điều trị các bệnh ngoài da

• Điều trị các bệnh của niêm mạc khoang miệng

và mô quanh răng

• Điều trị bệnh tai mũi họng cấp tính và mãn tính

• Điều trị viêm khớp dạng thấp, hư xương – sụn gian đốt sống và thoái hóa xương khớp biến dạng

• Điều trị các bệnh tim mạch: Nhồi máu cơ tim; thiếu máu cơ tim

Laser công suất cao

• Hiệu ứng quang nhiệt

• Hiệu ứng quang phân hủy nhiệt chọn lọc

• Hiệu ứng quang cơ

• Hiệu ứng quang bóc lớp

• Hiệu ứng quang động học

Ứng dụng trong y học

• Sử dụng như dao mổ, đặc biệt hữu hiệu

trong mổ nội soi

• Dùng quang đông mạch (trong ngoại khoa

da liễu)

• Điều trị các tổn thương mạch máu, các tổn thương sắc tố da

Ứng dụng laser trong tim mạch

Điều trị ngoại khoa nhịp nhanh thất

bằng laser:

Tái tạo sự phân bố mạch bằng laser

xuyên qua cơ tim

Tạo hình mạch bằng laser chọc qua

Điều trị glaucoma bằng laser

Laser Excimer trong điều trị tật khúc

xạ của mắt

Ứng dụng laser trong tạo hình

và da

Phẫu thuật mặt hàm bằng laser

Ứng dụng laser trong ngoại khoa thẩm mỹ

Xóa nếp nhăn trên khuôn mặt lão hóa

Điều trị sẹo lồi (Keloid) Điều trị tổn thương sắc tố da

Phẫu thuật vùng hậu môn – trực tràng bằng laser

Cắt trĩ Viêm quang hậu môn và lỗ dò cận trực tràng

Phẫu thuật các vết nứt rạn hậu môn

Sử dụng laser trong phụ khoa

Điều trị bệnh màng trong tử cung lạc chỗ (e dometriosis)

Khoét chóp cổ tử cung bằng laser

Sử dụng laser CO2 trong điều trị

vô sinh

Nguy hiểm laser !!!

Bức xạ laser có độ nguy hiểm cao do các tính chất đặc thù sau:

• Tia laser nhiều khi vô hình ý thức về

mức độ nguy hiểm thấp hơn thực tế rất

An toàn !!!!!!

• Mật độ công suất Mật độ công suất càng cao

thì tổn thương do bức xạ laser gây ra càng

nặng.

• Thời gian tác động Thời gian tác động càng

dài thì tổn thương càng nặng.

• Bước sóng laser Các bức xạ laser bước sóng

khác nhau có hệ số hấp thụ khác nhau đối với

mô sinh học Hệ số hấp thụ càng cao thì tổn

Hỏng hệ thần kinh thị giác Tổn thương không hồi phục được Công suất nhỏ: khả

năng phân biệt màu sắc, khả năng nhìn đêm Công suất cao: bỏng võng mạc.

Bỏng giác mạc, đục thuỷ tinh thể và bốc bay nhiệt.

Viêm giác mạc, sung huyết, bóc lớp giác mạc (bốc bay phi nhiệt).

Đục thuỷ tinh thể Cường độ bức xạ quá cao: hiện tượng bốc bay mô.

CHÚ Ý TIA PHẢN XẠ !!!!!!!!!!

Bảo vệ mắt

OD out

Nguy hiểm với da

• Ít khi tồn tại vĩnh viễn và dẫn đến mất mát chức năng

• Bức xạ vùng phổ tử ngoại chiếu vào da lâu ngày có thể gây ban đỏ (bỏng da), ung thư da và da lão hoá

• Chỉ tương đương với ánh nắng liều lượng nhỏ, và không được coi là nguy hiểm quá

• Bức xạ vùng phổ hồng ngoại gây bỏng da khi tiếp xúc với nguồn bức xạ mạnh trong một thời gian khá lâu.

• Làm việc thường xuyên với laser excimer (nguồn bức xạ

có nguy cơ gây ung thư) thì phải dùng quần áo và găng tay bảo vệ thích hợp.

Mức độ an toàn

với mắt, ngay cả khi nhìn trực tiếp vào tia trong thời gian dài.

laser này an toàn đối với mắt nếu chỉ nhìn thẳng vào tia trong thời gian dưới 0,25 s.

với mắt nếu chỉ nhìn thẳng vào tia trong thời gian dưới 0,25 s.

mắt.

thể nguy hiểm đối với da, gây hoả hoạn, ngay cả tia tán

xạ cũng nguy hiểm.

Các nguy cơ khác

• Nguy cơ hỏa hoạn

• Nguy hiểm về điện

• Ô nhiễm không khí

• Hóa chất độc hại