ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÁO CÁO TIỂU LUẬN
MÔN HỌC ỨNG DỤNG LASER CÔNG SUẤT CAO TRONG Y HỌC
ỨNG DỤNG LASER CÔNG SUẤT CAO
ỨNG DỤNG LASER CÔNG SUẤT CAO
TRONG KHOAN RĂNG
TRONG KHOAN RĂNG
PHỤC VỤ ĐIỀU TRỊ LÂM SÀNG
PHỤC VỤ ĐIỀU TRỊ LÂM SÀNG
GVHD: PGS.TS. TRẦN MINH THÁI
HỌC VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN THANH TÚ
MÃ SỐ HỌC VIÊN: 10120670
LỚP CAO HỌC VẬT LÝ KỸ THUẬT KHÓA 2010
TP. HỒ CHÍ MINH – 04/2011
MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU 3
1. Sâu răng và cách điều trị 3
2. Laser công suất cao và ứng dụng trong y học 6
2.1 Phân loại laser theo công suất dùng trong y học
2.2 Các hiệu ứng của Laser công suất cao tạo ra
3. Một số ứng dụng laser trong nha khoa 9
4. Giải pháp khoan răng bằng laser 9
5. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 10
6. Nội dung nghiên cứu của đề tài 10
PHẦN NỘI DUNG 11
1. Nguyên lý khoan răng bằng laser công suất cao 10
2. Phổ hấp thụ của nước và men răng 13
3. Các thiết bị khoan răng dùng Laser thường dùng 13
4. Xung laser và các chế độ khoan cắt 14

Tủy răng: là phần mô sống của răng, chứa mạch máu và thần kinh
3
o Bị đốm trắng
Vi khuẩn trong mảng bám răng chuyển hoá chất bột đường thành axit,
làm hòa tan chất khoáng của lớp men. Biểu hiện là một đốm trắng như
phấn trên bề mặt răng. Ở giai đoạn này tiến trình sâu răng có thể hồi
phục bằng cách sử dụng fluor tại nhà hay tại phòng nha.
o Sâu men

Quá trình mất khoáng tiếp tục, men răng bị phá hủy. Một khi men
răng bị hư hại nó sâu răng không thể tự hồi phục. Xoang sâu cần được
nha sĩ làm sạch và trám lại.
4
o Sâu ngà
Sâu răng tiến triển và lan rộng vào ngà răng. Ở ngà răng , quá
trình sâu răng diễn ra nhanh chóng hơn do lớp ngà răng mềm hơn. Thông
thường răng sẽ bị nhạy cảm ở giai đoạn này.
o Sâu răng lan tới tuỷ
Nếu răng sâu vẫn không được điều trị(hoặc điều trị không tốt) sâu
răng sẽ lan tới tủy. Tủy răng sẽ bị nhiễm trùng, ở giai đoạn này răng
thường đau nhức dữ dội. Có thể gây biến chứng là abcès(sưng tấy) hoặc
tạo lỗ dò ở bề mặt nướu.
- Điều trị
Lấy sạch mô răng bệnh, ngà vụn, chữa tuỷ nếu cần, sát khuẩn lỗ
sâu và trám kín xoang ( lỗ ) sâu bằng vật liệu thích hợp.
Đối với những trường hợp có nguy cơ sâu răng cao, nha sĩ có thể
sử dụng liệu pháp áp flour để ngăn ngừa sâu răng.
5
Sâu răng được điều trị bằng phương pháp trám răng. Nha sĩ sẽ
lấy sạch phần răng sâu của bạn, sau đó trám lại bằng vật liệu trám. Trong

Cơ chế:
Làm nhiệt độ điểm chiếu nâng lên từ 60-80
o
C. Lúc này, các
protein bị đông vón, các tế bào không còn chức năng hoạt động.
6
Ứng dụng:
o Phá huỷ các khối u lành tính và ác tính trong giai đoạn đầu ở dạ dày,
vòm họng, trực tràng.
o Hàn gắn các mạch máu bị đứt (đóng vai trò rất quan trọng trong hàn
võng mạc bị bong trong nhãn khoa). Các trường hợp ngăn chảy máu dạ
dày.
Hai trường hợp:
 CO
2
, Ar: λ = 10,6µm : Quang đông nông.
 YAG:Nd: λ = 1,06µm: Quang đông sâu.
Sử dụng loại ion Ar cần có thì không cần tia dẫn đường.
b. Hiệu ứng bóc bay hơi tổ chức
 Mật độ công suất: 500 ÷ 10
5
(W/cm
2
).
 Thời gian chiếu: 10
-3
s ÷1s
Cơ chế:
Do có độ định hướng lý tưởng, độ đơn sắc cao nên tập trung năng
lượng vào 1 điểm, chỉ cần năng lượng nhỏ những vẫn tạo ra được mật

 ArF: λ = 193nm.
 KrF: λ = 284nm.
 XeCl: λ = 308nm.
 XeF: λ = 351nm.
o Bề rộng xung: 10 ÷ 15nm.
d. Hiệu ứng quang cơ
 Mật độ công suất: 10
10
÷ 10
12
(W/cm
2
)
 Thời gian chiếu: 10
-9
÷ 10
-11
(s)
 Làm việc ở chế độ xung vài nanomet.
Cơ chế:
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 theo sự
xuất hiện các dao động dàn hồi tại ranh giới của vùng chiếu, gây ra các
tổn thương khác hẳn so với tổn thương nhiệt của tia laser.
Các hiệu ứng cơ học tương tự sẽ không xảy ra nếu sử dụng laser
dạng liên tục.
Ứng dụng:
Bắn phá sỏi thận.
e. Hiệu ứng quang động học
 Mật độ công suất: Dãy mật độ công suất rất rộng

 Gây chấn động lên toàn bộ đầu, tạo cảm giác không tốt cho bệnh nhân.
 Phải gây tê hoặc gây mê trong một số trường hợp đặc biệt.
 Gây âm thanh chấn động tâm lý, kinh sợ, không dám đến gặp nha sĩ dù răng
đau.
Giải pháp Laser:
- Từ những năm 1990, các nhà khoa học đã ứng dụng Laser vào nha khoa để
điều trị một số mô mềm.
9
- Đến năm 1997, Tổ chức FDA (Food and Drug Administration) của Mỹ cho
phép sử dụng Laser để trám răng; và loại Laser thường dùng để trám răng là
Erbium: Yttrium Aluminum Garnet Er:YAG (2940 nm, xung 100µs-50 ms) và
Erbium, Chromium: Yttrium Scandium Gallium Garnet Er,Cr:YSGG (2780 nm,
xung 140µs).
- Trong nha khoa, người ta thường dùng những loại như: Argon, Dual
Wavelength, Argon Diode có bước sóng từ 810 đến 830 nm (nanô-mét), Diode
bước sóng 980 nm, CO
2
, ND-Yag, Erbium, Low Level Lasers.
5. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Tìm hiểu về kỹ thuật khoan răng bằng laser công suất cao.
6. Nội dung nghiên cứu của đề tài
- Nguyên lý khoan răng bằng laser công suất cao.
- Thiết bị thực hiện.
- Đánh giá ưu khuyết điểm.
10
PHẦN NỘI DUNG
1. Nguyên lý khoan răng bằng laser công suất cao [6]
Nguyên tử trong phân tử không bao giờ nghỉ ngơi, và đối với từng loại phân tử
có chế độ rung chuẩn. Đối với các phân tử nước, có 3 chế độ bình thường của độ
rung, gọi là đối xứng kéo dài, uốn cong, và assymmetric kéo dài. Các chế độ này

nước.
Việt không tiếp xúc cứng - cắt bỏ mô của laser ER:YAG : Một đánh giá của chỉ
ra rằng một lợi thế lâm sàng chính của một Er: YAG laser cho các ứng dụng nha
khoa là khả năng cắt bỏ răng và xương bị hư nhiệt tối thiểu. Các Photobiology của
Er YAG-men: tương tác đã được - được xác định. Phân tử nước trong lớp men
răng của răng một lăng trụ chỉ chiếm có 4% của thành phần hóa học của nó, nhưng
đại diện 11% tổng khối lượng của men. Khi năng lượng Er: YAG laser tương tác
với ma trận men, nước hấp thụ năng lượng laser và nhanh chóng bay hơi xảy ra.
Theo phản ứng quang nhiệt này diễn ra, hơi nước tạo ra trong men là liên kết với
một mở rộng thể tích và áp lực tăng lên rất nhiều trong men ma trận. Điều này lại
tạo ra vụ nổ microevaporative có dẫn đến một hướng, cắt bỏ cơ khí nhiệt của cấu
trúc răng.
12
2. Phổ hấp thụ của nước và men răng
Sơ đồ trên cho thấy lý do chọn 3 loại Er,Cr:YSGG (làm việc ở bước
sóng 2.79µm), Er:YAG (làm việc ở bước sóng 2.94µm), và cũng có thể dùng CO
2
(làm việc ở bước sóng 10.6µm) bởi độ hấp thụ của men răng và nước cùng đạt
mức cao.
3. Các thiết bị khoan răng dùng Laser thường dùng
Hai loại laser thường dùng trong khoan răng:
- Erbium: Yttrium Aluminum Garnet
Er:YAG (2940 nm, xung 100µs-50 ms, 9.9W ÷ 19.4W)
- Erbium, Chromium: Yttrium Scandium Gallium Garnet
Er,Cr:YSGG (2780 nm, xung 140µs, 6.5W ).
(LoạiCO
2
ít được sử dụng do hạn chế của khuỷu quang học làm giảm độ linh hoạt
đầu khoan)
13

Cắt lạnh Cắt ấm Cắt nóng Không cắt
15
Các chế độ xung của 2 loại thường dùng:

Bảng so sánh 2 loại Er:YAG và Er,Cr:YSGG.
Dựa vào bảng trên, cho thấy sử dụng loại Er:YAG có thể tạo được xung ngắn
hơn, tạo chế độ cắt lạnh hơn.
16
5. Kết quả quá trình khoan bằng laser Er:YAG [7]
Sự phụ thuộc của độ sâu lỗ trong men răng và ngà răng vào năng lượng bức xạ
tia laser cho 10 xung tần số 1 Hz với năng lượng (a) 90, (b) 190, (c) 300, và (d)
400 mJ; (độ phóng đại 100x).
17
Sự phụ thuộc của chiều sâu lỗ trong men răng và dentine bởi các số lượng xung
khác nhau (từ 2 đến 20) cho một đầu vào năng lượng laser 300 mJ (độ phóng đại
150×).
18
6. Bẫy nhiệt và cách phòng tránh trong quá trình khoan
Đầu tiên, nếu một phun nước đầy đủ không phải là hướng vào miệng lổ
khoan, một sự tích tụ nhiệt ở giao diện răng-chùm tia sẽ xảy ra, và các sản
phẩm của cắt bỏ sẽ bắt đầu tích lũy. Như các miệng lổ cắt bỏ sẽ trở thành nước
sâu hơn và ít được tiếp cận các phản ứng, nhiệt độ ở phần sâu nhất của miệng
núi lửa này sẽ tăng lên. Điều này sẽ xảy ra gần như ngay lập tức nếu một đầu
tiếp xúc đang được sử dụng bởi một học viên theo cách thức giống như một mũi
khoan (ví dụ, khái niệm của Newton về đẩy nó vào răng giống như một tay
khoan xoay) và nó trở nên nhúng vào trong các hố cắt bỏ. Để ngăn chặn điều
này xảy ra, một nguyên lý lượng tử thứ hai của cắt bỏ laser liên hệ phải được
hiểu rõ. Nếu không thực hiện đúng, đó là vào thời điểm này là nguyên lý loại
trừ Pauli sẽ tạo ra và phải được xem xét.
19

tăng lên khi kích thước điểm của chùm tia trở nên nhỏ hơn. Vì vậy, chính xác
và kiểm soát cắt bỏ các răng hoặc xương ở khu vực cực kỳ nhỏ có thể được
thực hiện với các Er: YAG laser. Tuy nhiên, như là một miệng lổ nhỏ trở nên
sâu sắc hơn cắt bỏ, nó trở nên ngày càng khó khăn để hạn chế tiêu cực di chứng
nhiệt. Một học viên laser nha khoa phải được biết về điều này, bởi vì nếu một
trong các thủ thuật sapphire rắn trở nên nhúng vào trong cắt vôi hóa được mô,
sau đây sẽ xảy ra: (1) nước không vào miệng núi lửa, (2) sôi đẩy ra vật liệu
không để lại các Creater (làm mát), và (3) laser vẫn còn bắn vào mô, trực tiếp
trong một vector thẳng về phía đỉnh của miệng lổ.
Nếu loạt các sự kiện xảy ra, sẽ có một sự thay đổi sâu sắc âm nhiệt động
lực học để phản ứng, và cắt bỏ sẽ bị trì hoãn. Hiện tượng này được gọi là "cái
bẫy nhiệt lượng tử."
Những cái bẫy nhiệt lượng tử xảy ra như là hậu quả của 2 hiện tượng.
Đầu tiên là sự biểu hiện lâm sàng của các nguyên lý loại trừ Pauli. Điều này xảy
ra bởi vì việc bổ sung các nước ngoại sinh để các vùng cắt bỏ hoàn toàn bị
chặn. Nhiệt từ laser là bị mắc kẹt như vật liệu sôi đẩy ra khỏi khu vực cắt bỏ
được ngăn chặn từ rời khỏi miệng lổ cắt bỏ. Như đã mô tả, điều này xảy ra bởi
vì khối lượng vật chất của các đầu liên hệ với rắn sapphire là làm đầy các
miệng núi lửa. thứ hai là sự lắng đọng liên tục và "xếp" của các xung từ tia laser
vào các đỉnh của các miệng lổ cắt bỏ, gây ra một sự thay đổi sự hấp thụ tiêu cực
đối với nước với các bước sóng thấp hơn. Điều này được thể hiện trong hình:
Việc tác động nhiệt động liên tục của đầu tip bắn nhúng vào trong
các mô dẫn đến một cái bẫy nhiệt lượng tử
21
Một cách khác để mô tả cái bẫy nhiệt lượng tử có thể được tìm thấy
trong các thí nghiệm của Majaron và cộng sự. Họ đã biểu diễn ngưỡng và hiệu
quả phân tích của Er cắt bỏ laser YAG của mô răng cứng. Một mô hình thú vị
của sự khuếch tán nhiệt và năng động cắt bỏ được mô tả, và họ bước vào "mặt
trận cắt bỏ" hạn vào các tài liệu laser nha khoa. Việc cắt bỏ phía trước là
khoảng cách vật lý, hoặc chiều sâu vào một cấu trúc vững chắc, mà tại đó các

Đây là điều không thể chối cãi. Tuy không thay thế hoàn toàn máy
khoan, nhưng nó cũng hất cẳng máy khoan trong vài lĩnh vực. Nha sĩ Franck
Amoyet giải thích: "Tia laser có tác dụng kháng khuẩn và kích thích các mô mà
không một kỹ thuật nào có thể thay thế được". Do đó, việc kết hợp các kỹ thuật
truyền thống với tia laser là việc phù hợp nhất để nâng cao chất lượng của việc
chăm sóc răng.
Vị nha sĩ này giải thích: "Trong trường hợp lòi chân răng, khi kỹ thuật
siêu âm đã chặn đứng các vi khuẩn, thì kỹ thuật laser là một trợ lực quý báu
giúp loại bỏ tất cả các vi khuẩn và làm cho xương được sạch hơn, lợi (nướu)
giữ răng chắc hơn".
Trong trường hợp hút tủy răng, khó khăn lớn nhất là chạm tới các vi
khuẩn ẩn nấp bên trong răng. Tia laser làm tốt điều đó: tiêu diệt hết các vi
khuẩn ẩn nấp này. Hơn nữa, nhờ sức nóng của tia laser, hiệu quả của chất
hypochlorite de sodium thường được dùng trong kiểu phẫu thuật này được tăng
lên.
 Đối với răng sâu ở bên ngoài, ngoài việc nạo một chút sâu răng đơn giản, tia
laser còn giúp cho loại vật liệu dán vào bề mặt răng bám dính tốt hơn, giảm
thiểu nguy cơ bị vi khuẩn xâm nhập trở lại. Từ đó cũng giảm được thời gian
điều trị. Trước đây, những đèn chiếu quang trùng hợp phải mất khoảng 30 giây
mới có thể làm đông cứng vật liệu trám răng; nhưng với Laser, vật liệu trám có
thể đông cứng chỉ trong khoảng 5 - 10 giây.
23
 Laser thường được dùng để trám các lỗ sâu răng nhỏ hoặc trung bình ở cả
người lớn và trẻ em. Vì có thể lấy đi nhanh chóng và chính xác phần mô răng
hư nên Laser Er:YAG bảo tồn được phần răng còn lại nhiều hơn, nguyên vẹn
hơn so với khi tạo xoang trám bằng máy khoan siêu tốc.
 Về chất lượng thì miếng trám ít bị sâu tái phát và bền hơn vì lớp men và ngà
bên dưới cứng hơn.
 Với một phương pháp đem lại hiệu quả đến 98%, vừa được nhà nghiên cứu
Stephen Hsu (Đại học Quốc gia Singapore) tìm ra. Trong đó, tia laser được sử

trường hợp đặc biệt.
25