6/3/2014 1
KĨ THUẬT LASER
VÀ ỨNG DỤNG TRONG Y SINH
6/3/2014 2
MỤC TIÊU
1. TRÌNH BÀY ĐƯỢC CƠ CHẾ PHÁT XẠ PHOTON CƯỠNG
BỨC
2. MÔ TẢ ĐƯỢC NGUYÊN LÝ CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG
CỦA MÁY PHÁT XẠ TIA LASER
3. TRÌNH BÀY ĐƯỢC CÁC ỨNG DỤNG CỦA LASER TRONG
CHẨN ĐOÁN VÀ ĐIỀU TRỊ
Những kiến thức bổ
trợ:
Kiến thức Vật lí:
- H¹t c¬ b¶n, Nguyªn tö, ph©n tö,
h¹t nh©n
Hướng dẫn:
- Xem Giáo trình Lí sinh
(Phần 1. Chương 5, bài
1).
- Bài giảng dạng slide
trong website
lisinhstudy.tnu.edu.vn
- Tham khảo: Giáo trình Vật
lí đại cương
Kiến thức lí sinh y học:
PhÇn 3, ch¬ng 4, bµi 2
Hướng dẫn:
-Xem: “ Giáo trình&sách tham
khảo”, chọn “giáo trình vật lí lí sinh
(phần 3 Chương 3 )

1 sinh 2, 2 sinh 4 Như vậy bức xạ cưỡng bức làm tăng số photon, tức là có khả năng
khuyếch đại ánh sáng qua môi trường.
 Đó chính là nguyên lý của hiện tượng phát tia laser.
6/3/2014
7
2. Cơ chế phát xạ cưỡng bức
:
Hiện tượng phát quang.
-
Khi chiếu một chùm photon vào một môi trường vật chất 
truyền năng lượng của chùm phôton  môi trường chuyển sang
trạng thái kích thích.
- Thời gian tồn tại của điện tử ở trạng thái kích kích  10
-8
s  về
trạng thái có năng lượng nhỏ hơn hoặc về trạng thái cơ bản và
giải phóng NL dư thừa:
+ Nếu năng lượng giải phóng không đủ lớn (không đạt số
nguyên lần h) thì năng lượng được giải phóng ra dưới dạng nhiệt
năng khi đó ta nói hệ phát xạ nhiệt hay toả nhiệt.
+ Nếu năng lượng giải phóng ra đủ lớn (bằng một số nguyên
lần h) thì năng lượng được giải phóng ra ở dưới dạng các phôtôn
thứ cấp (tức là các hạt ánh sáng). Ta nói: môi trường phát xạ
photon thứ cấp hay phát quang.
=> Một cách định tính, người ta phân biệt 2 loại phát
quang :
* Huỳnh quang: là sự phát quang xảy ra đồng thời
với thời gian chiếu sáng và chấm dứt ngay khi ngừng
chiếu sáng vào môi trường.
Ví dụ: sự phát xạ của bóng đèn huỳnh quang, đèn

2
*
,… đường mức năng lượng ứng với trạng thái
kích thích Singlet ( là trạng thái của 1 lớp điện tử khi mà
tất cả các spin của các điện tử đều tạo thành cặp và mômen
tổng cộng = 0)
T : đường mức năng lượng ứng với trạng thái kích thích
Triplet ( là trạng thái ứng với mức năng lượng cấm, điện
tử không tạo cặp, mômen spin khác 0).
Giải thích:
-
Bước chuyển S
0
S
*
i
(i = 1,2,3…): Hấp thụ
-
Bước chuyển S
2
*
S
1
*
, S
1
*
S
0
*

6/3/2014
13
3. Nguyên lý máy phát xạ tia Laser
Máy phát tia Laser có 3 bộ phận chính:
* Môi trường hoạt chất:
Để có hiệu ứng laser (chùm ánh sáng được khuyếch đại)
ta phải tạo môi trường đặc biệt mà ở đấy hiện tượng phát xạ
cưỡng bức phải mạnh hơn hiện tượng hấp thụ. Hiệu ứng này
chỉ xảy ra ở môi trường mà các điện tử ở mức trên n2 lớn
hơn số điện tử ở mức dưới n1 ( n2  n1 ).
Môi trường đặc biệt như vậy gọi là môi trường đảo
ngược độ tích luỹ. Môi trường này là thành phần cơ bản của
mọi máy laser, có tên là hoạt chất laser.
6/3/2014
14
3. Nguyên lý máy phát xạ tia Laser
* Nguồn kích thích:
Ngoài hoạt chất, Máy phát tia Laser còn có một bộ phận
quan trọng là nguồn kích thích (hay còn gọi là bơm năng
lượng ), nhằm cung cấp năng lượng cho hoạt chất của laser.
Nguồn kích thích có thể là bộ nguồn phát sáng (đèn
Xênôn), máy phát cao tần, hoặc là nguồn phát điện với mật
độ dòng điện rất lớn ( hàng ngàn A/ cm2) .
6/3/2014
15
3. Nguyên lý máy phát xạ tia Laser
* Buồng cộng hưởng:
- Buồng cộng hưởng có chức năng tăng cường sự
khuyếch đại ánh sáng bằng cách làm cho ánh sáng phản
xạ nhiều lần qua hoạt chất.

4. Tính chất của chùm laser
Bản chất của tia laser là ánh sáng, cho nên tia laser
có đầy đủ các tính chất của chùm sáng: giao thoa,
nhiễu xạ, phản xạ , khúc xạ
Ngoài ra chúm ánh sáng Laser còn có những tính
chất sau:
a. Độ đơn sắc rất cao.
b. Độ kết hợp rất cao.
c. Độ định hướng cao.
d. Phát liên tục và phát xung cực ngắn.
6/3/2014
19
ứng dụng trong Y hoc
Người ta sử dụng laser như nguồn sáng kích thích
huỳnh quang của những chất khác nhau trong các
tổ chức sống. Sau đó nhờ nghiên cứu phổ huỳnh
quang của chùm laser, người ta có thể chẩn đoán
tình trạng bệnh lý một cách chính xác.
Phương pháp chẩn đoán này thường được áp
dụng trong kỹ thuật scaner và thiết bị hiển vi laser
a. ứng dụng trong chẩn đoán
6/3/2014
20
b. ứng dụng trong điều trị
* Điều trị nhãn khoa:
- Laser thường được sử dụng trong kỹ thuật hàn bong võng mạc và chữa
bệnh glaucoma đã giúp cho hàng triệu người khỏi mù loà.
- Laser Ecimer với bước sóng vùng cực tím giúp điều chỉnh độ cong của
giác mạc, chữa các bệnh loạn thị, viễn thị và cận thị.
- Laser He-Ne giúp làm giảm viêm nhiễm, đẩy nhanh quá trình biểu mô

dưỡng.
6/3/2014
23
*
Laser trong lĩnh vực nội khoa.
- Bệnh của cơ quan hô hấp : laser He-Ne có thể điều trị
viêm phổi mãn . Chiếu laser nội khí quản cho trẻ em bị
viêm phổi có tác dụng tăng chuyển hoá trong tế bào nhờ
đó rút ngắn thời gian điều trị.
- Bệnh của cơ quan tiêu hoá : laser năng lượng thấp có
tác dụng kích thích quá trình tái tạo tổ chức hạt và quá
trình biểu mô hoá do đó nó có tác dụng điều trị các tổn
thương loét đường tiêu hoá.
- Các bệnh về khớp : Laser đỏ có tác dụng giảm đau
và chống viêm ở các bệnh nhân bị bệnh thấp khớp. Laser
cũng có hiệu quả khi điều trị thoái hoá các khớp.
6/3/2014
24
* Laser trong đông y và chuyên ngành thần kinh.
Người ta đã phát minh ra một loại thiết bị y tế đặc biệt
gọi là laser châm cứu.
Các hệ laser châm cứu có hiệu quả hơn so với các
phương pháp dùng kim thông thường.
Dùng laser châm cứu có thể điều trị được rất nhiều
bệnh như là đau dây thần kinh, viêm khớp, đái đường, đái
dầm, đau đầu, hen suyễn, phế quản
6/3/2014
25
* Laser trong điều trị ung thư .
Đó là biện pháp điều trị bằng quang động lực,