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 đơn sắc cao,độ định hướng lý tưởng , tính kết hợp cao , khả năng tập trung năng lượng lớn * Nhiều nhà khoa học nổi tiếng trên thế giới đã đánh giá cao vai trò của Laser trong khoa học và kỹ thuật hiện đại, ví sự ra đời của Laser giống như sự ra đời của transistor trước kia hay mạch tích hợp IC sau này. I >Lịch sử của phương pháp phẫu thuật bằng laser công suất cao - Các phương pháp phẫu thuật đã phát triển từ rất sớm trong lịch sử phát triển của y học - Giới hạn của phương pháp phẫu thuật thông thường kể cả phương pháp nội soi khi tương tác với mô là khả năng gây chảy máu, mà trong một chừng mực nào đó đó thể gây nguy hiểm đến tính mạng của con người Với sự ra đời của dao mổ lạnh và dao mổ điện đã mang lại nhiều thành công mới trong phẫu thuật tuy nhiên về mức độ khả năng hủy hoại đến mô ở cả hai phương pháp này vẫn còn rất lớn. Ý niệm về một phương pháp đáng tin cậy , chính xác và không ảnh hưởng đến các mô , cơ quan xung quanh để cắt bỏ những khối u luôn là sự khác vọng của các nhà phẫu thuật Điều đó đã dẫn đến việc phát triển công nghệ phẫu thuật laser 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 thương mô. [...]... tác dụng làm mát, tản nhiệt làm tăng hiệu suất laser Sự phóng điện được thực hiện dọc theo buồng cộng hưởng Với các thiết bị chế tạo ứng dụng trong y học, hỗn hợp khí được giữ cố định trong buồng cộng hưởng Với loại laser n y, cơ cấu thiết kế nhỏ gọn nhưng hiệu suất làm việc thấp, công suất có thể đạt tới 50W khi phát ở chế độ liên tục b) Fast Axial Flow Lasers Đ y là mộ hình laser CO2 trong đó công suất. .. sinh học III> Phẫu thuật bằng laser CO2 công suất cao 3.1 > Cấu tạo laser CO2 Với tên gọi là laser CO2 bởi vì sự bức xa cưỡng bức phát ra tia laser được thực hiện bởi các phân tử CO2 Đ y là một loại laser phân tử có công suất rất cao Sự chuyển mức tạo ra laser có bước sóng 9.4 hoặc 10.6um thuộc vùng hồng ngoại xa Hệ thống khớp quang cơ gồm nhiều đoạn khác nhau liên thông quang học qua một d y các... nhiệt -Sự cung cấp nhiệt cho mô sẽ tạo ra hiệu ứng bốc bay hoặc hiệu ứng quang đông  công suất và mật độ chùm tia laser - Mật độ công suất được lựa chon t y ý nhưng phải theo nguyên tắc : cứ 2,5 J trong 1/10s sẽ chuyển 1mm3 nước thành hơi  tức công suất trung bình là 25w *Hiệu ứng bốc bay tổ chức : P = 500 W ÷ 100.000 W S cm 2 cm 2 •Time : 1/1000s - 1s * Hiệu ứng quang đông : P = 0,5 W 2 ÷100 W 2 S cm... flow laser với buồng cộng hưởng được thiết kế đặc biệt Môt hệ gồm nhiều gương lái tia sáng đi theo đường gấp khúc, thường gồm 7 đoạn Mục đích của việc bố trí n y là để sử dụng triệt để trạng thái kích thích của CO2 Mô hình n y cho ta một laser CO2 với công suất rất cao và thường chỉ ứng dụng trong công nghiệp 3.3 > Tương tác laser CO2 với mô sống a > Sự truyền qua của chùm tia trong mô Khi tia laser. .. dụng của tia laser Bề d y của hàng rào sinh học n y 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 g y bệnh, điều n y 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... : 600 C đến 1000 C Mật độ công suất cao  cho phép điều khiển độ sâu tổn thương ở mô Mật độ công suất thấp khó điều khiển độ sâu vết cắt , do hiệu suất bốc bay hơi thấp Tóm lại : Khi sử dụng laser CO2 mật độ công suất cao , năng lượng phát ra nhanh chóng tạo hiệu ứng bốc bay hơi nhanh , hạn chế lan tỏa nhiệt thứ cấp c > Sự tổn thương nhiệt thứ cấp : - Ánh sáng laser chuyển thành nhiệt sau khi chiếu... ứng nhiệt của laser công suất cao , laser có thể tham gia hầu hết các lĩnh vực ngoại khoa như : cắt , cầm máu , loại bỏ tônt thương bề mặt , h y diệt tế bào có chọn lọc … a > Laser CO2 phát ở chế độ liên tục , mật độ công suất trung bình , thời gian chiếu dài - đ y là chế độ tạo ra quá trình bốc bay tổ chức lớn nhất *Cơ chế : - chùm tia laser chiếu lên bề mặt mô , năng lượng tia laser chuyển nước trong. .. phân h y * Bản chất của hàng rào sinh học trong phẫu thuật laser Khi chiếu tia laser công suất cao lên mô, nhiệt độ của mô sẽ tăng lên và phân bố thành nhiều lớp tiên tiếp nhau: Vùng (1) là vùng có nhiệt độ cao nhất (lớn hơn 100 oC ) do tia laser chiếu trực tiếp vào, đ y là vùng tế bào bị đốt ch y Vùng (2) là vùng có nhiệt độ thấp hơn (khoảng 100 oC), hiệu ứng chủ y u là sự bốc hơi, phần lớn nước trong. ..2.1 > Hiệu ứng Nhiệt : Hiệu ứng nhiệt là thành phần quan trọng nhất trong các tương tác của laser lên tổ chức sống Phần lớn năng lượng laser trong vùng nhìn th y và vùng hồng ngoại được chuyển hóa thành nhiệt, g y ra bỏng và đốt ch y các mô Tuy nhiên sự tổn thương được giới hạn rất chặt chẽ chỉ trong vùng tia laser chiếu tới vì các xung cực ngắn của laser cung cấp nhiệt năng tức thời ko đủ để lan truyền ra... chiếu bởi laser CO2 nhỏ hơn hẳn so với laser Nd-YAG, nhiệt độ ở vùng xung quanh khu vực chiếu laser CO2 cũng nhỏ hơn hẳn so với laser Nd-YAG * Hiệu ứng bóc bay tổ chức Khi mật độ công suất : P 4 6 W = ÷ 10 10 cm 2 S Thời gian chiếu :1/1000 (s) đến 1s Dựa vào độ định hướng lý tưởng và độ đơn sắc cao =>hình thành nên cơ sở của phẫu thuật laser ->tạo vết cắt nhỏ trong phẫu thuật Thực nghiệm bằng laser CO2 . 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 >. 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. chức sống Laser Nd-YAG và laser Ag thì lại đi qua nước dễ dàng, vì v y xuyên sâu hơn. Trong tế bào có nhiều chất khác nhau có thể hấp thụ 2 loại laser n y, điển hình là Hb hấp thụ mạnh laser Ar