TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
NGÀNH VẬT LÝ KỸ THUẬT

BÁOCÁOĐỀTÀITIỂULUẬN
Ứng DỤNG LASER CÔNG SUẤT CAO TRONG Y HỌC
Nhóm thực hiện : Trần Khánh
Lâm Trần Ý
Mở đầu
Nội Dung
I >Lịch sử của phương pháp phẫu thuật bằng laser công
suất cao
II > Cơ sở lý thuyết của phẫu thuật laser công suất cao
1 > Tương tác nhiệt
2 > Hàng rào sinh học
III> Phẫu thuật bằng laser CO2 công suất cao
3.1 > Cấu tạo laser CO2
3.2 > Các mô hình của laser ở chế độ liên tục
3.3 > Tương tác của laser CO
2
với mô sống
3.4 > Ứng dụng laser CO
2
trong phẩu thuật
IV > Phẫu thuật bằng laser bán dẫn công suất cao
4.1 > Cấu tạo laser bán dẫn
4.2 > Các thiết bị laser bán dẫn
Mở Đầu
* Laser là một thiết bị tạo ra nguồn sáng đơn sắc nhân tạo
với tính chất đặc biệt mà những nguồn sáng tự nhiên cũng
như nhân tạo trước đó không thể nào có được. Ðó là độ

như là một phương pháp mới.
II>Cơsởlýthuyếtcủaphẫuthuậtlasercôngsuất
cao
Cho tới nay người ta vẫn chưa tìm hiểu được thấu đáo các quá
trình tương tác của laser lên các tổ chức trên cơ thể người và
động vật do sự khó khăn khi xem xét các chuyển hóa phức tạp
xảy ra trong tổ chức sống dưới tác dụng của tia laser.
Quá trình bắt đầu từ sự hấp thụ
laser. Khi chiếu laser lên bề mặt
các tổ chức sống thì 1 phần năng
lượng sẽ bị hấp thụ và 1 phần phản
xạ trở lại
Laser CO2 bước sóng 10,6μm bị hấp thụ rất mạnh bởi nước
vốn chiếm 70-90% các tổ chức ở cơ thể người. Gần như tất cả
năng lượng của laser CO2 sẽ được hấp thụ bởi lớp tế bào bề
mặt, không phụ thuộc màu sắc tế bào => khó phẫu thuật sâu
Mức hấp thụ cũng như độ xuyên sâu của tia laser phụ thuộc
vào bước sóng của laser và tính chất của bản thân tổ chức sống
Laser Nd-YAG và laser Ag thì lại đi qua nước dễ dàng, vì vậy
xuyên sâu hơn. Trong tế bào có nhiều chất khác nhau có thể
hấp thụ 2 loại laser này, điển hình là Hb hấp thụ mạnh laser Ar
blue-green
Laser Nd-YAG 1.06 nm bị Hb hấp thụ ít hơn, vì vậy dễ xuyên
sâu qua các mô. Nhiều tác giả đánh giá cao triển vọng của nó
đối với các vết loét chảy máu ở bộ máy tiêu hóa và các khối u
hắc tố (melanoma) trong đường hô hấp
Tóm Lại :
Năng lượng laser khi được các tổ chức sống hấp thụ sẽ chuyển
thành nhiệt năng cung cấp cho các phản ứng quang hóa, rồi
chuyển sang bức xạ huỳnh quang, cuối cùng là dẫn tới tổn

W
S
P
÷=
Thực nghiệm bằng laser CO
2
cho thấy : laser CO
2
tương tác
với mô với độ chính xác khá cao và đồng thời việc tác động
đến các mô xung quanh là rất ít
Tương tác chính giữa tia laser công suất cao và mô là tương
tác nhiệt. Kết quả là nhiệt độ tại mô bị chiếu tăng lên
- Độ nóng lên của mô cũng phụ thuộc vào màu sắc của nó. các
mô có sắc tố hấp thụ nhiều năng lượng laser hơn.
- Năm 1969, P.E. Кавецский và các cộng sự đã rút ra: gan và
vùng da sẫm màu, khi chiếu laser vào, nóng mạnh hơn hẳn so
với các mô không chứa sắc tố.
* Chỉ sử dụng các hiệu ứng nhiệt để giải thích về tổn thương
do tia laser thì không đủ. Khi nhiệt độ vùng bị chiếu tăng cao
1 cách tức thời, sẽ xuất hiện cả các hiệu ứng cơ học.
Н. Ф. Гамалея (1981) chỉ ra sự xuất hiện hiệu ứng áp lực
ngược: khi xảy ra sự hóa hơi (bốc bay) trên bề mặt của tổ chức
sinh học dưới tác dụng của laser, các hạt vật chất bay lên từ bề
mặt bị chiếu sẽ làm xuất hiện 1 xung cơ học hay 1 áp lực
ngược lại với chiều bay lên của nó, tức là trùng với hướng tới
của tia laser.
Một hiệu ứng cơ học khác cũng được Гамалея nhắc tới là sự
tăng vọt thể tích cục bộ của tổ chức do nhiệt độ tại đó tăng
nhanh tức thời không kịp lan tỏa ra xung quanh. Điều này kéo

ngoài, mật độ vật chất tại vùng này tăng cao, hình thành một
lớp tế bào bị hoại tử bao bọc lấy vết cắt.
Vùng (3) là vùng có nhiệt độ vào khoảng 60
o
C, hiệu ứng chủ
yếu là sự đông đặc của tế bào, nước mô, máu không thấm ra
ngoài được.
Vùng (2) và (3) chính là hàng rào sinh học bảo vệ vết cắt. Hai
hiệu ứng quan trọng nhất chính là sự bốc hơi và đông đặc của
tế bào.
Hiệu ứng quang đông (60
o
C)
Như vậy bản chất của hàng rào sinh học trong phẫu thuật laser là lớp
màng của các tế bào bị hoại tử và bị đông lại do tác dụng của tia laser.
Bề dày của hàng rào sinh học này vào khoảng micromet nhưng có tác
dụng rất lớn trong việc bảo vệ vết thương tránh nhiễm trùng, ngăn
chặn sự phát tán của các tổ chức gây bệnh, điều này có ý nghĩa rất
quan trọng trong phẫu thuật đặc biệt là phẫu thuật các tế bào ung thư.
Ngoài ra khi sử dụng tia laser trong phẫu thuật cần chú ý đến mật độ
công suất và thời gian chiếu tia để phát huy những đặc tính tối ưu của
hàng rào sinh học.
III>PhẫuthuậtbằnglaserCO2côngsuấtcao
3.1>CấutạolaserCO2
Với tên gọi là laser CO
2
bởi vì sự bức xa cưỡng bức phát ra tia
laser được thực hiện bởi các phân tử CO
2
. Đây là một loại

trong đó công suất được nâng lên
đáng kể do hiệu suất làm việc được cải thiện. Trong mô hình
này, tốc độ dòng hỗn hợp khí đựoc tăng lên rất lớn, và di
chuyển theo trục quang học (Fast Axial Flow)
Tốc độ dòng khí từ 100–500m/s, sau khi ra khỏi buồng cộng
hưởng hỗn hợp khí được trao đổi nhiệt với bên ngoài và lại
tiếp tục với chu trình
Hiệu suất laser CO
2
tăng
đáng kể, công suất đầu
ra có thể lên tới 600W
khi phát ở chế độ liên
tục