II: ứng dụng kỹ thuật laser trong y học
2.4: Một số ứng dụng khác
Ngoài các ứng dụng dựa trên hiệu ứng quang hóa và nhiệt, hiện nay còn có một số ứng dụng dựa trên các hiệu ứng khác của laser. Trong đó các ứng dụng dựa trên trên hiệu ứng quang ion hóa và bóc lớp bằng excimer đã cho những kết quả lâm sàng khả quan, chủ yếu trong tạo hình mạch. Khác với tạo hình mạch bằng laser nhiệt, tạo hình mạch bằng excimer bớc sóng vùng tử ngoại không gây tổn
thơng đáng kể nên có thể dùng cho các động mạch cơ tim. Hiệu ứng phi nhiệt nh vậy chỉ xảy ra với các xung laser cực ngắn, năng lợng cao, nằm trong một dải hẹp ngỡng.
Cơ chế bóc lớp phi nhiệt của laser laser excimer đợc giải thích nh sau: Tổ chức sinh học chứa các phân tử hữu cơ có kích thớc lớn, giữa chúng là vô số các phân tử nớc. Bức xạ tử ngoại chỉ bị hấp thụ bởi các phân tử hữu cơ và khi năng lợng đạt tới một giá trị ngỡng các mạch hữu cơ này sẽ bị đứt gãy, xuất hiện các vụ vi nổ trong một vùng thể tích khá lớn và nớc bị đẩy ra khỏi vùng này. Ưu thế của bóc lớp laser excimer là tổ chức sinh học đợc bóc từng lớp mỏng, chỉ cỡ vài chục micromet. Với các xung 100 Hz nh vẫn đợc dùng trong thực hành, tốc độ bóc lớp vĩ mô sẽ cỡ vài mm/ sec, thích hợp với các kỹ thuật tinh tế nh tạo hình mạch hay phẫu thuật giác mạc.
Ngoài quang bóc lớp trên, các xung laser còn đợc dùng để phá sỏi trên cơ sở hiệu ứng quang cơ. Các tổn thơng cơ học xuất hiện do nhiều nguyên nhân bao gồm:
- áp suất ánh sáng gây nên bởi các photon xung lợng đủ lớn
- Điện trờng mạnh của bức xạ laser khi tơng tác với chất điện môi sẽ tạo nên các momen lỡng cực điện và làm phân bố các điện tích dẫn tới sự xuất hiện của các momen quay cơ học.
- áp suất giật lùi: sự bốc bay của các hạt vật chất từ bề mặt tổ chức, theo định luật bảo toàn momen xung lợng sẽ tạo thành các xung cơ học (áp suất giật lùi) ngợc với hớng chuyển động của các hạt, tức là cùng với h- ớng của chùm laser chiếu tới.
- Giãn nở nhiệt nhanh dẫn tới các xung áp suất (sóng âm) dới dạng sóng xung kích.
- Sự tạo hơi bên trong tổ chức bị chiếu cũng sẽ tạo áp lực cơ học bổ xung. - Đánh thủng điện môi do các điện trờng vợt quá giá trị ngỡng, cỡ 105
V/cm2, ứng với các laser công suất đỉnh lớn.
Với giá trị mật độ năng lợng đủ lớn, điện trờng của ánh sáng laser trở thành tham số quan trọng xác định diễn biến của các hiệu ứng quang cơ. Do tác dụng
đồng thời của của nhiều quá trình phức tạp kể trên, các xung kích đợc hình thành và gây nên các hiệu ứng dùng trong lâm sàng nh phá sỏi bằng nội soi với chi phí thấp.