Tìm hiểu Laser và các ứng dụng của
Laser
I. KHÁI NIỆM VỀ LASER :
Laser là tên của những chữ cái đầu của thuật ngữ bằng tiếng anh “Light
Amplification by Stimulated Emission of Radiation ’’ (Sự khuếch đại ánh sáng
bằng bức xạ kích hoạt).
Laser là nguồn ánh sáng nhân tạo thu được nhờ sự khuếch đại ánh sáng bằng
bức xạ phát ra khi kích hoạt cao độ các phần tử của mộtt môi trường vật chất
tương ứng. Laser là ánh sáng có nhiều tính chất đặc biệt hơn hẳn ánh sáng tự
nhiên hay nhân tạo khác và có những công dụng rất hữu ích có thể áp dụng
trong rất nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật và đời sống, tạo nên cả một cuộc
cách mạng khoa học kỹ thuật sau khi nó ra đời.
Sự ra đời cùa Laser bắt nguồn từ Thuyết Lượng tử do nhà bác học A. Einstein
phát minh ra năm 1916. Đến năm 1954, các nhà bác học Anh, Mỹ đã đồng thời
sáng chế ra máy phát tia laser ứng dụng vào thực tế. Các thử nghiệm laser trên
người bắt đầu từ những năm 1960. Từ năm1964, đã bắt đầu ứng dụng laser
trong các trị liệu về Da (chuyên khoa da liễu).
1. Nguyên lý phát sinh LASER:
Theo những khái niệm cơ
bản của vật lý lượng tử, khi
ta chiếu một chùm ánh sáng
vào một môi trường vật chất
(thuật ngữ vật lý học gọi là
hệ vật lý tượng tử) thì chùm
ánh sáng sẽ yếu dần đi do bị
hấp thu bởi môi trường vật
chất. Bản chất quá trình bị
hấp thu ấy là các hạt ánh
sáng (photon) đã truyền
năng lượng kích hoạt các
phân tử vật chất “nhảy” từ
- Hoạt chất laser: Là môi trường chứa các hoạt chất có khả năng phát ra bức xạ
laser khi được kích hoạt bằng một nguồn năng lượng.
- Nguồn nuôi: Là nguồn năng lượng để duy trì hoạt động của môi trường hoạt
chất laser, giữ cho hoạt chất luôn luôn ở trạng thái có số phần tử ởø mức B
nhiều hơn ở mức A.
- Buồng cộng hưởng: Bao gồm 1 gương phản xạ toàn phần và 1 gương bán mờ
(độ phản xạ từ 70% đến 99%)
Buồng cộng hưởng cho phép nguồn sáng kích thích chất nhiều lần và chùm tia
sáng bức xạ sẽ được khuyếch đại và chọn lọc qua gương phản xạ toàn phần và
gương mờ cho đến khi ổn định để phát ra chùm sáng laser.
3. Phân loại laser:
Tùy theo loại hoạt chất laser ta sẽ thu được các tia laser với tên gọi khác nhau:
- Laser rắn có môi trường hoạt chất ở thể rắn. Có hàng trăm loại như Laser
Ruby, Laser YAG, Laser bán dẫn, Laser thủy tinh, vv…….
- Laser lỏng có môi trường hoạt chất ở thể lỏng. Có 50 loại khác nhau. Các hoạt
chất thể lỏng có màu sẽ cho ta laser màu, là những laser rất thông dụng hiện
nay.
- Laser khí có môi trường hoạt chất ở thể khí . Cũng có hơn trăm loại khí được
dùng làm hoạt chất laser như laser CO2 , laser heli-Neon, laser Argon, vv ….
Người ta còn phân loại theo tính chất như: laser nóng như laser CO2, Argon)
và laser lạnh (như Laser He-Ne, Laser hồng ngoại).
4. Các tính chất của tia Laser :
- Độ đơn sắc cao
Laser là chùm ánh sáng mà các tia sáng của nó có mức chênh lệch bước sóng
nhỏ nhất, so với các chùm sáng đơn sắc khác. Sự chênh lệch bước sóng này còn
gọi là phổ ánh sáng của chùm ánh sáng.
Và dĩ nhiên là phổ càng hẹp thì độ đơn sắc của chùm sáng càng cao. Trước khi
có laser các nhà vật lý đã tạo được các chùm ánh sáng đơn sắc có chênh lệch
bước sóng từ 1Ao đến 10nm, nhưng để sử dụng trong nghiên cứu khoa học.
- Đo đạc những khoảng cách cực lớn, như trong nghành thiên văn (đo khoảng
cach từ trái đất đến các hành tinh và khoảng cách giữa các hành tinh trong vũ
trụ).
- Thiết lập dẫn đường như các loại bom, tên lửa được dẫn đường bằng laser.
- Thông tin liên lạc
- Công nghiệp nặng: hàn cắt kim loại
- Công nghiệp chế tạo vũ khí.
- Cải tạo giống
- Trong y học (chuẩn đoán và điều trị bệnh, săn sóc thẩm mỹ)
II. ỨNG DỤNG CỦA LASER TRONG Y HỌC
Khi chiếu tia sáng laser vào một hệ sinh vật như cơ thể con người, sẽ có những
hiệu ứng sinh học xảy ra trong cơ thể. Những hiệu ứng sinh học này là cơ sở để
sử dụng laser trong y học phục vụ con người.
Khi sử dụng laser để điều trị thì yếu tố quyết định hiệu quả là liều chiếu, bao
gồm các tham số:
- Công suất
- Độ hội tụ (mật độ công suất )
- Thời gian chiếu
- Số lần chiếu
- Khoảng cach giữa các lần chiếu
Bên cạnh đó đặc điểm của tổ chức cơ thể nơi chiếu cũng là yếu tố quan trọng
góp phần tạo nên kết quả tốt trong điều trị.
Các ứng dụng cơ bản của laser trong y học:
1. Trong chuẩn đoán: có nhiều thiết bị chuẩn đoán sử dụng laser như :
- Máy Dopler Laser thăm dò, đo dòng máu trong cơ thể.
- Máy chụp cắt lớp laser.
- Các máy dò tìm, đo đạc, dẫn đường trong chuẩn đoán.
2. Trong điều trị:
xúc giữa dụng cụ và cơ thể.
Laser CO2 có khả năng vùa rạch đường mổ vửa cầm máu.
Tạo ra hàng rào sinh học bảo vệ chung quanh đường rạch.
Ít gây tổn thương cho các tổ chức lân cận vết mổ.
- Thời gian mổ ngắn hơn.
- Săn sóc hậu phẩu thuận lợi hơn.
- Aùp dụng thuận lợi trong những trường hợp madao mổ thường ít hiệu quả.
Đặc biệt, dao mổ laser được sử dụng để phẩu thuật những bộ phận ở sâu trong
cơ thể mà không làm tổn thương những phần cơ thể nó đi qua. Nó chỉ tác dụng
chọn lọc trên phần mô tổ chức định sẵn. Như là phẩu thuật các tổn thương, các
khối u sọ não, tủy sống, phẩu thuật mắt vv….
B. Laser là phương tiện điều trị ít xâm lấn:
Khi chiếu laser vào tổ chứa cơ thể ở một nhiệt độ nhất định, laser sẽ làm đông
protein của tổ chức. Hiệu ứng này được áp dụng để can thiệp điều trị ít xâm lấn
các tổn thương của cơ thể kể cả can thiệp sâu vào bên trong cơ thể.
Do mỗi loại laser có độ hội tụ khác nhau và mỗi loại tổ chứa mô cơ thể có khả
năng hấp thu khác nhau nên người ta dựa vào đó để tính toán liều chiếu và
cách chiếu sao cho laser chỉ tác dụng chọn lọc tại một nơi theo ý đồ sử dụng.
Khả năng này được ứng dụng trong nhiều chuyên khoa y học như Mắt, Tai –
Mũi Họng, phẫu thuật thần kinh sọ não, phẫu thuật phá hủy các khối u trong cơ
thể. Kể cả tổn thương bên ngoài cơ thể như U máu, việc sử dụng laser để phá
hủy khối u là phương pháp điều trị tối ưu.
C. Tác dụng kích thích sinh học:
LASER CO2, ND- YAG, Erbium,Q-Nd, Fraxel, V-beam, Ruby, laser kết hợp CO2 –
erbium/YAG, vv…
1. Trong giải phẩu thẩm mỹ: thường sử dụng laser nhiệt như một con dao mổ,
phổ biến nhất là laser CO2, laser Argon và laser YAG.
- Trong giải phẩu dùng laser để cắt như một con dao mổ với sự dẫn đường của
laser He – Ne có rất nhiều ưu điểm như đã nói ở phần trên.
- Điều trị sẹo mụn trứng cá
- Điều trị các u máu
- Điều trị các u sắc tố
- Đốt, tẩy các nốt ruồi xấu
- Đốt mụn thịt
- Tẩy tàn nhang
- Tẩy vết nám
- Bớt bẩm sinh
- Lột da mặt ở các mức độ khác nhau
- Tẩy lông
- Điều trị sẹo lồi, sẹo phì đại
- Các vết tham sắc tố sau phẩu thuật
2. Trong săn sóc thẩm mỹ:
Như đã nói ở phần trên, những ứng dụng của laser trong săn sóc thẩm mỹ cũng
dựa trên những hiệu ứng sinh học mà chủ yếu là hiệu ứng kích thích sinh học
của laser khi chiếu vào tổ chức mô cơ thể người.
Laser sử dụng trong săn sóc thẩm mỹ chủ yếu là laser lạnh, công suất thấp.
Đặc biệt, laser được sử dụng ngày càng phổ biến trong các kỹ thuật chăm sóc
da trong quá trình trẻ hóa da (Rejuvenation).
Các kỹ thuật trẻ hóa da thuộc 3 nhóm theo cơ thể khác nhau là:
- Cơ học (các dụng cụ mài da)
Ngày nay, ở các nước tiên tiến người ta đã chế tạo ra nhiều máy phát nhiều loại
laser khác nhau dùng trong thẩm mỹ.Các máy laser hiện đại đều được chương
trình (computerized) nên rất tiện lợi cho việc sử dụng.
Ở việt nam, từ hàng chục năm qua, laser đã được ứng dụng trong y học nói
chung và trong giải phẩu thẩm mỹ cũng như săn sóc thẩm mỹ nói riêng, những
người hành nghề trong lĩnh vực thẩm mỹ cũng đã luôn cập nhật những tiến bộ
của thế giới và tiếp thu nhanh chóng công nghệ mới để sử dụng có hiệu quả
trong thực tế. Tuy nhiên, laser là công nghệ tiên tiến nên giá thành các thiết bị
laser còn cao và đó cũng là một rào cản cho việc ứng dụng laser phục vụ con
người.
Dù vậy, nhiều loại máy laser thẩm mỹ tiên tiến đã có mặt tại việt nam để phục
vụ kịp thời nhu cầu làm đẹp của người Việt Nam. Hy vọng cùng với sự hội nhập
của đất nước và sự phát triển nhanh chong của nền kinh tế toan cầu, người Việt
Nam chúng ta sẽ nhanh chóng được được hưởng kịp thời những tiến bộ khoa
học kỹ thuật trong cuộc sống nói chung cũng như trong lĩnh vực chăm sóc sắc
đẹp nói riêng.