Tia Laser và một số ứng dụng trong y học

Tia laser với những tính năng đặc biệt của nó đã trở thành một phát minh được ứng dụng rộng rãi nhất của thế kỷ XX, đặc biệt trong các ứng dụng y học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tia Laser và một số ứng dụng trong y học Tia Laser và một số ứng dụng trong y học Tia laser với những tính năng đặc biệt của nó đã trở thành một phát minh được ứng dụng rộng rãi nhất của thế kỷ XX, đặc biệt trong các ứng dụng y học. Bước sang thiên niên kỷ mới, những ứng dụng của nguồn sáng đặc biệt này ngày càng nhiều và mang lại hiệu quả bất ngờ. Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) trong tiếng Anh có nghĩa là “khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ cưỡng bức”. Được phát minh từ năm 1960, không ai biết nghĩ rằng ngày nay, laser xuất hiện trong hầu khắp các lĩnh vực như: nghiên cứu khoa học, công nghiệp, địa chất, vũ trụ... đặc biệt những ứng dụng trong y học nhiều đến nỗi người ta có một ngành riêng là Y học laser (Laser Medicine). Laser trở thành một trong những phát minh nhiều ứng dụng nhất trong thế kỷ XX. Có nhiều loại laser, ví dụ: dạng hỗn hợp khí (He - Ne), dạng chất lỏng hoặc laser tạo bởi các vật chất trạng thái rắn. Từ đó người ta tạo ra 500 loại laser khác nhau. Máy laser đầu tiên được nhà vật lý Maiman (Hoa Kỳ) phát minh năm 1960 gọi là laser hồng ngọc (Laser Ruby). Laser hồng ngọc là ôxít nhôm pha lẫn crôm. Crôm hấp thụ tia sáng màu xanh lá cây và xanh lục, để lại duy nhất tia sáng màu hồng. Cơ chế hoạt động của laser thường dựa trên tác động cưỡng bức các electron của nguyên tử (bằng điện trường chẳng hạn) di chuyển từ mức năng lượng thấp lên cao. Ở mức năng lượng cao, một số electron ngẫu nhiên rơi xuống mức năng lượng thấp, giải phóng hạt ánh sáng (photon). Bước sóng của tia sáng phụ thuộc vào sự chênh lệch năng lượng giữa các mức. Các hạt photon này va phải các nguyên tử khác, kích thích electron khác rơi xuống, sinh thêm các photon cùng tần số, cùng pha và cùng hướng di chuyển, tạo một phản ứng dây chuyền khuếch đại dòng ánh sáng là tia laser. Ánh sáng laser gồm nhiều photon cùng một tần số (đơn sắc), đồng pha và di chuyển song song với nhau, nên có cường độ rất cao và chiều dài đồng pha của chùm sáng lớn. Các tính chất này đem lại nhiều ứng dụng thực tế. Độ an toàn của laser được xếp từ I đến IV. Với độ I, tia laser tương đối an toàn. Với độ IV, chùm tia phân kỳ có thể làm hỏng mắt hay bỏng da. Chuyên khoa mắt có những ứng dụng sớm nhất của laser trong y học như kỹ thuật quang đông võng mạc, hàn bong võng mạc, kỹ thuật bốc bay lớp trong điều trị tật khúc xạ của mắt (cận, viễn). Vì những tính chất đặc biệt, tia laser được dùng làm dao mổ “không chảy máu”, an toàn và đa năng (thường là loại laser CO2, laser YAG). Bức xạ của tia laser (có nhiệt độ 1200 - 1700oC) làm các tế bào bốc hơi tạo thành vết cắt nhỏ, ít chảy máu và ít tổn thương. Bức xạ laser không chỉ hạn chế nhiễm trùng vết mổ do không có sự tiếp xúc giữa dụng cụ và đường rạch, mà còn có khả năng can thiệp vào những phẫu thuật phức tạp như não, tủy sống. Ngoài ra, dao mổ laser có các ưu điểm như: giảm lượng thuốc tê, thuốc mê, giảm phù nề, sung huyết và tiết dịch... Nhờ hiệu ứng quang đông (các tổ chức sống bị đông vón vì bức xạ nhi ệt) nên dao mổ laser có ứng dụng tốt trong thủ thuật nội soi vừa chẩn đoán vừa điều trị. Với hiệu ứng kích thích sinh học của loại laser năng lượng thấp như laser He-Ne có tác dụng chống viêm, kích thích tái tạo tổ chức, chống sẹo lồi, chống hiện tượng đột biến của tế bào, tăng vi tuần hoàn, giãn mạch cục bộ, giảm tiết dịch, ứng dụng trong điều trị loét giác mạc, nối thần kinh, nối động mạch... Mới đây, các nhà khoa học Đức sử dụng kỹ thuật nano laser chẩn đoán và điều trị từ các tế các bào đơn lẻ. Họ sử dụng tia nanolaser cắt vào mô sống với bề rộng chỉ 70 nanomet. Điều này mở ra khả năng mới can thiệp cấp độ gen bằng tia laser mà không cần phá hủy tế bào. Trên thế giới, laser đã được áp dụng vào ngoại khoa thẩm mỹ và ngày càng được mở rộng. Leon Goldman là người đầu tiên đưa laser Ruby, Argon, Nd: YAG vào điều trị các tổn thương mạch máu và sắc tố đen (1963 - 1968). Có thể nói laser phát huy tối ưu tác dụng của nó trên các tổn thương sắc tố bẩm sinh hoặc mắc phải như: bớt xanh đen, tàn nhang (Freckle), hoặc một số tổn thương mạch máu da bẩm sinh như u mạch máu. Trong ngoại khoa thẩm mỹ, với từng loại tổn thương và loại hình phẫu thuật mà người ta chọn loại laser khác nhau, nhằm đáp ứng mục đích phá hủy mô một cách chọn lọc (tùy theo khả năng hấp thụ chọn lọc của mô bệnh lý với từng bước sóng). Laser ứng dụng trong thẩm mỹ theo 3 hướng: sử dụng như một con dao mổ, sử dụng như yếu tố quang nhiệt chọn lọc để phá hủy mô một cách chọn lọc và ứng dụng hiệu ứng kích thích sinh học. Ngoài những kỹ thuật quy ước trong ngoại khoa thẩm mỹ, laser có khả năng loại bỏ các tổn thương sắc tố bẩm sinh, mắc phải hoặc xóa xăm mình. Một số loại sử dụng trong điều trị u máu phẳng, loại bỏ u cục trên da... Laser đã phát huy tối đa tác dụng trên các tổn thương sắc tố bẩm sinh hoặc mắc phải như: Bớt xanh đen (Nevus of ...