Cập nhật ứng dụng laser trong điều trị nám, tàn nhang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC CẦN THƠ

CHUYÊN ĐỀ LỚP CK1 2021
Chuyên ngành: Da liễu

CẬP NHẬT ỨNG DỤNG LASER TRONG
ĐIỀU TRỊ NÁM, TÀN NHANG

HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN
Lê Thị Mỹ Hoàng
Bùi Thị Diệu Linh
Lê Đạt Nhân
Ngô Quốc Thế
Trần Thị Thanh Tuyền

CẦN THƠ – 2022


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC CẦN THƠ

CHUYÊN ĐỀ LỚP CK1 2021
Chuyên ngành: Da liễu
Học phần: Da liễu cơ bản
Chuyên đề số 17

CẬP NHẬT ỨNG DỤNG LASER TRONG

ĐIỀU TRỊ NÁM, TÀN NHANG
Người hướng dẫn khoa học:
Bs CKII. Phạm Thúy Ngà

CẦN THƠ – 2022


LỜI CAM ĐOAN
Chúng tôi xin cam đoan bài luận văn trên đây là chuyên đề thực hiện bởi quá trình
nghiên cứu của riêng chúng tôi. Các nhận định nêu ra trong chuyên đề là kết quả
nghiên cứu nghiêm túc, độc lập trên cơ sở tìm hiểu, nghiên cứu các tài liệu khoa
học và y văn trong nước và quốc tế, có trích dẫn đầy đủ . Chun đề đảm bảo tính
khách quan, trung thực và khoa học.
Nhóm tác giả chun đề


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Mục lục
MỞ ĐẦU....................................................................................................................1
NỘI DUNG................................................................................................................2
1. Tổng quan về laser liệu pháp trong chuyên ngành da liễu................................2
1.1. Đại cương về laser trị liệu y học.......................................................................2
1.1.1. Lịch sử phát triển của laser..............................................................................2
1.1.2. Các tính chất cơ bản của laser..........................................................................4
1.1.3. Nguyên lý hoạt động của laser.........................................................................5
1.1.4. Các thông số vật lý cơ bản của laser................................................................8
1.1.5 Tương tác giữa bức xạ laser và mô sinh học...................................................10
1.2. Ứng dụng laser liệu pháp trong điều trị các thương tổn sắc tố...................19

1.2.1. Tương tác laser – mô trong các thương tổn sắc tố.........................................19
1.2.2. Laser tác động không chọn lọc lên sắc tố......................................................21
1.2.3. Laser tác động chọn lọc lên sắc tố.................................................................21
1.2.4. Chọn lựa bệnh nhân.......................................................................................24
1.2.5. Thực hiện thủ thuật........................................................................................25
1.2.6. Tác dụng không mong muốn, tai biến............................................................26
2. Điều trị nám da và tàn nhang bằng laser..........................................................28
2.1. Ứng dụng laser liệu pháp trong điều trị nám da..........................................28
2.1.1. Tổng quan về nám da.....................................................................................28
2.1.2. Ứng dụng laser liệu pháp trong điều trị nám da.............................................35
2.1.2.1. Laser Q-switched (chuyển mạch)...............................................................37
2.1.2.2. Laser Picosecond........................................................................................39
2.1.2.3 Laser vi điểm (fractional)...........................................................................41


2.1.2.4 Laser nhuộm xung (pulse-dye eye PDL) 510nm..........................................42
2.1.2.4 Intense Pulsed Light (IPL)...........................................................................43
2.2. Ứng dụng laser liệu pháp trong điều trị tàn nhang......................................46
2.2.1. Tổng quan về tàn nhang.................................................................................46
2.2.2. Ứng dụng laser liệu pháp trong điều trị tàn nhang.........................................49
2.2.2.1. Laser Q-Switched alexandrite 755nm.........................................................49
2.2.2.2. Laser Q-Switched KTP 532nm và xung dài KT 532nm..............................50
2.3. Chăm sóc da sau điều trị bằng laser..............................................................53
2.3.1. Nguyên tắc chăm sóc da sau laser trị liệu......................................................53
2.3.2. Chăm sóc da sau điều trị bằng laser theo giai đoạn.......................................55
3. Cập nhật một số nghiên cứu liên quan..............................................................57
KẾT LUẬN..............................................................................................................86
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng, biểu đồ
TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
5-FU
AFP
CAP
Er:YAG
IPL
KTP
Laser
MTZs
Nd:YAG
NAFP
PDL
QS
TCT
TRT
TAC

Giải nghĩa
5-fluorouracil
Ablative fractional photothermolysis
Cold atmospheric plasma
Erbium-doped yttrium aluminium garnet
Intense Pulse Light (Ánh sáng xung cường độ cao)
Potassium titanyl phosphate
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
Microthermal zones (vùng vi thương tổn nhiệt)

Neodymium-doped yttrium aluminium garnet
Nonablative fractional photothermolysis
Pulsed Dye Laser (Laser màu hay laser nhuộm xung)
Q-Switched
Thời gian giữ nhiệt
Thermal relaxation time (thời gian phục hồi nhiệt)
Triamcinolone acetonide


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Lịch sử phát triển laser...............................................................................3
Bảng 1.2. Một số loại môi trường laser......................................................................7
Bảng 1.3. Phân loại laser theo kiểu phát tia...............................................................8
Bảng 1.4. Các đại lượng trong laser...........................................................................8
Bảng 2.1. Phân tích rám má theo đèn Wood...........................................................31
Bảng 2.2. Phân loại laser trong trị liệu rám má........................................................36
Bảng 2.3 Nghiên cứu hiệu quả laser Q-Switched alexandrite 755nm điều trị tàn
nhang........................................................................................................................49
Bảng 2.4. So sánh hiệu quả điều trị tàn nhang bằng Q-Switched KTP 532nm và
xung dài....................................................................................................................51


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Phản ứng chuỗi tạo ra chùm photon...........................................................5
Hình 1.2. Hệ thống laser............................................................................................6
Hình 1.3.Tương tác laser – mơ.................................................................................10
Hình 1.4. Hệ số hấp thu của các chất màu hấp thu..................................................12
Hình 1.5. Độ xuyên sâu của một số loại laser..........................................................17
Hình 2.1: Phân loại nám má theo tổn thương...........................................................30
Hình 2.2. Sơ đồ điều trị nám da...............................................................................34

Hình 2.3. Tổn thương tàn nhang ở bệnh nhân trẻ tuổi.............................................47
Hình 2.4. Tàn nhang do bỏng nắng (sẫm màu)........................................................47
Bảng 2.5. Nghiên cứu hiệu quả điều trị tàn nhang bằng IPL...................................52


9

MỞ ĐẦU
Thương tổn sắc tố da lành tính từ lâu là vấn đề rất được quan tâm nhưng việc
điều trị hồi phục cịn gặp nhiều khó khăn. Nhiều phương pháp đã được áp dụng như
dùng thuốc uống, thuốc bôi, áp lạnh, peel da …nhưng kết quả điều trị còn hạn chế
trước khi ứng dụng laser y học. Phương pháp điều trị thơng thường cho thương tổn
ở thượng bì là loại bỏ cả vùng thượng bì chứa sắc tố, tuy kết quả đạt được khá tốt
nhưng gặp nhiều biến chứng như tăng sắc tố sau viêm, teo da, sẹo…Điều trị thương
tổn ở trung bì bằng các phương pháp phá hủy cấu trúc hoặc phẫu thuật đều gây sẹo.
Laser là một lựa chọn điều trị cho nhiều tình trạng sắc tố da, bao gồm tàn
nhang, đốm nâu, một vài loại nốt ruồi, nám, tăng sắc tố sau viêm, và một số vấn đề
sắc tố khác. Điều trị bằng laser các tổn thương sắc tố và hình xăm dựa trên nguyên
lý “quang nhiệt chọn lọc". Cơ sở của nguyên lý này là năng lượng ánh sáng từ laser
sẽ làm tổn thương từng vùng mục tiêu cụ thể, thời gian và năng lượng được sử
dụng điều trị phải hạn chế gây tổn thương cho mơ da lành xung quanh, do đó ít
nguy cơ để lại sẹo. Nguyên lý này mở ra một kỷ nguyên mới sử dụng các loại laser
để điều trị thương tổn sắc tố, trong đó loại thương tổn lành tính thường gặp gây ảnh
hưởng nhiều đến đời sống, tinh thần của người bệnh là nám da và tàn nhang. Qua
chuyên đề này, chúng tôi xin khái quát về “Cập nhật ứng dụng laser trong điều trị
nám, tàn nhang” với các mục tiêu cụ thể sau:
Mục tiêu 1: Tổng quan về laser liệu pháp trong chuyên ngành da liễu
Mục tiêu 2: Ứng dụng laser liệu pháp trong điều trị nám và tàn nhang

10

NỘI DUNG
1. Tổng quan về laser liệu pháp trong chuyên ngành da liễu
1.1. Đại cương về laser trị liệu y học
1.1.1. Lịch sử phát triển của laser
Laser là chữ viết tắt của thuật ngữ tiếng Anh “Light Amplification by
Stimulated Emission of Radiation”, có nghĩa là “khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ
cưỡng bức”. Khái niệm về bức xạ cưỡng bức được nhà vật lý học Albert Einstein
đưa ra năm 1917. Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết về bức xạ cưỡng bức, có thể tạo
ra các thiết bị khuếch đại ánh sáng, nếu như quá trình bức xạ cưỡng bức mạnh hơn
đáng kể so với quá trình hấp thu. [2]
Tiền thân của các thiết bị laser là maser (Microwave Amplification by
Stimulated Emission Radiation) tức là thiết bị khuếch đại vi sóng bằng bức xạ
cưỡng bức. Cơng trình nghiên cứu maser được công bố vào năm 1950 bởi Charles
H. Townes (Mỹ), Nikolay G. Basov và Aleksandr M. Prokhorov (Xô Viết). Các
thiết bị maser được ứng dụng rộng rãi trong thiên văn học, du hành vũ trụ để
khuếch đại các tín hiệu radio yếu thu được từ vũ trụ và các vệ tinh nhân tạo. [2]
Maser quang học, tức là laser được đề cập từ năm 1958, khi khả năng ứng
dụng nguyên lý maser trong vùng quang học được Townes cùng cộng sự tại viện
Lebedev phân tích. Gordon Gould là người đầu tiên dùng thuật ngữ “laser”. Ý
tưởng về chế tạo laser của ông được phát sinh từ năm 1958. Tuy nhiên, ông không
đăng ký bản quyền. Hai năm sau, năm 1960, thiết bị laser đầu tiên trên thế giới ra
đời do cơng của Theodore Maiman ở Hughes Aircraft Company. Đó chính là laser
ruby. [2]
Cho đến nay, rất nhiều thiết bị laser đã được chế tạo. Năm 1961, laser khí đã
được chế tạo thành cơng, đó là laser sử dụng hỗn hợp khí Heli và Neon (laser He-


11

Ne). Năm 1964, tới lượt laser tinh thể bán dẫn gallium arsenid, laser tinh thể ytrium
aluminium garnet (laser YAG) được chế tạo thành công. Năm 1966, các chất màu
pha lỏng khác nhau cũng được sử dụng để chế tạo laser, đó là lớp thiết bị laser màu
mà hiện nay chúng ta thường gặp. Các loại laser nói trên đều được sử dụng trong y
học. Những tiến bộ tiếp theo gồm ánh sáng xung cường độ mạnh (intense pulse
light – IPL) và laser vi điểm tạo ra hàng ngàn vùng thương tổn nhiệt vi thể giúp
kích thích tái tạo bề mặt da. Những công nghệ phát năng lượng khác cũng được
ứng dụng để điều trị chọn lọc lên các mục tiêu bằng cách tạo năng lượng nhiệt
(sống cao tần, sóng siêu âm), thương tổn cơ học (sóng siêu âm, sóng rung) hay kích
thích chức năng ty thể (phản ứng quang sinh học). [2]
Bảng 1.1. Lịch sử phát triển laser

Thời gian
1900
1911
1913
1916
1947
1951

Sự kiện
Plank mô tả ánh sáng là một dạng bức xạ điện từ
Rutherford mơ tả ngun tử
Bohr cơng bố thuyết phóng thích lượng tử từ chất bị kích thích
Einstein cơng bố thuyết kích thích năng lượng bức xạ
Lamb và Rutherford chứng minh sự phát tia do kích thích
Leon Goldman phân tích nevi và melanoma bằng đèn phát

1958

quang
Leon Goldman phát minh ra thiết bị soi da (dematoscope) cầm

1959
1960
1961

tay đầu tiên
Gould đặt ra tên laser
Maiman phát triển thiết bị laser ruby
Science công bố ứng dụng sinh học đầu tiên của laser (quang

1963

đông võng mạc)
Goldman công bố ứng dụng đầu tiên của laser trong da liễu

1964
1964

(laser ruby trên thương tổn sắc tố và nang lông)
Laser CO2 ra đời
Goldman công bố ứng dụng laser argon và Nd:YAG trên thương


12

đến 1975
1983

1996
2004

tổn mạch máu
Anderson và Parish giới thiệt thuyết phân hủy quang nhiệt chọn
lọc
Laser Er:YAG ra đời
Anderson và Manstein giới thiệu công nghệ laser vi điểm

Trước đây, những thiết bị laser trong da liễu dùng chủ yếu để phá hủy mô
một cách không chọn lọc. Năm 1983, Andéon và Parrish đưa ra thuyết phân hủy
quang nhiệt chọn lọc (selective photothermolysis) được xem là một bước ngoặc của
ứng dụng laser trong da liễu thẩm mỹ, từ đó phát triển những thiết bị laser xung tác
động chính xác, chọn lọc hơn lên các mục tiêu như mạch máu, melanosome, mực
xăm và nang lơng. Q trình phát triển ứng dụng laser trong y học là một quá trình
liên tục với những tiến bộ có tính chất nhảy vọt. Từ chỗ thiết bị laser chỉ được dùng
như một phương tiện hỗ trợ, bổ sung, ngày nay, laser đã trở thành một phương tiện
độc lập. Những ứng dụng điều trị có thể kể đến như laser điều trị các thương tổn
sắc tố lành tính, thương tổn mạch máu, tái tạo bề mặt da, triệt lông, thay thế dao mổ
phá hủy khối u, đau sau zona, vảy nến, loét lâu lành…. [7]
1.1.2. Các tính chất cơ bản của laser [1]
 Độ định hướng cao: tia laser được phát ra theo hướng vng góc với gương
phản xạ của buồng cộng hưởng, dưới dạng chùm tia sáng song song. Do ảnh
hưởng của nhiễu xạ, ở biên của chùm tia, tia laser phát ra với góc mở nhất
định. Góc mở thường chỉ vài giây
 Tính đơn sắc cao: tính đơn sắc là chùm sáng một màu và tập trung năng
lượng vào một màu ấy. Như vây, nó là nguồn sáng đặc biệt.
 Tính kết hợp với các photon trong chùm tia laser: là hoạt động nhịp nhàng
của photon trong chùm tia đó. Trường hợp các photon hoạt động hỗn loạn thì
tính kết hợp bằng 0. Tia laser có các photon giống hệt nhau về tính chất, định

13

hướng và năng lượng.
1.1.3. Nguyên lý hoạt động của laser [3]
Laser là một q trình được giải thích bằng ngun lý bức xạ điện từ của
Einstein. Phổ điện từ bắt đầu từ sóng radio có tần số thấp đến tia gamma có tần số
cực cao. Đơn vị lượng tử của bức xạ điện từ là photon và bức xạ cưỡng bức xảy ra
khi một photon tác động lên một nguyên tử ở trạng thái kích thích để phóng thích ra
photon tương tự. Ánh sáng cũng là một bức xạ điện từ và khi được khuếch đại theo
nguyên lý nói trên sẽ tạo ra chùm tia laser.

Hình 1.1. Phản ứng chuỗi tạo ra chùm photon

Tất cả các thiết bị laser gồm có 4 thành phần chính: (1) mơi trường khí, lỏng
hay rắn sẽ bị kích thích để tạo ra laser; (2) nguồn năng lượng bơm để kích thích
mơi trường; (3) các gương ở 2 đầu thiết bị tạo ra khoang quang học cho quá trình
khuếch đại; và (4) hệ thống dẫn tia. Ánh sáng được khuếch đại khi di chuyển tới lui
giữa 2 gương nhờ vậy tạo ra chùm tia laser với cường độ rất cao


14

Hình 1.2. Hệ thống laser

Laser thường được đặt tên theo chất tạo nên mơi trường trong khoang quang
học và chính mơi trường này cũng quyết định bước sóng của tia laser phát ra, ví dụ
laser CO2 có mơi trường là khí CO 2 phát ra bước sóng 10.600nm, laser ruby có mơi
trường là đá ruby phát ra bước sóng 694nm…

15

Bảng 1.2. Một số loại mơi trường laser

Khí
- Argon

Lỏng
Chất

- CO2

rhodamine

- Hơi đồng

trong

- Helium – neon

hữu cơ (PDL)

Rắn
màu Tinh thể:

dung

tan - Alexandrite

môi - Erbium-doped

yttrium

aluminum garnet (YAG)

- Krypton

- Holmium-doped YAG

- Xenon chloride

- Neodymium-doped YAG

(excimer)

- Potassium

titanyl

phosphate

(KTP)
- Ruby
Chất bán dẫn
- Diode (ví dụ: aluminum gallium
arsenide)
Laser có thể phát ra tia liên tục hay dạng xung, trong đó hầu như các thiết bị
laser sử dụng trong da liễu thẩm mỹ hiện nay đều có chế độ xung. Laser Qswitched tạo ra các xung ngắn với công suất rất cao. “Q” liên quan đến yếu tố chất
lượng để ánh sáng đi qua khoang laser có thể thay đổi đột ngột, ví dụ “switched”,

tạo ra xung ngắn cường độ cao. Những laser Q-switched sử dụng trong da liễu
thẩm mỹ phát ra các xung 1 – 100ns, với mật độ năng lượng - 10j/cm 2. Những
xung ngắn công suất cao này có khả năng loại bỏ mực xăm và thương tổn sắc tố
một cách chọn lọc và hạn chế thương tổn nhiệt cho mơ xung quanh. Nói chung, tùy
theo tác động mong muốn lên mơ đích, chúng ta có thể sử dụng các thiết bị laser
với kiểu phát tia tương ứng.


16

Bảng 1.3. Phân loại laser theo kiểu phát tia

Loại laser
Phát tia liên tục
Xung dài
Quasi-CW
Q-switched
Mode-locked
Femto

Độ rộng xung
--ms (10-3s)
µs (10-6s)
-9

ns (10 s)
ps (10-12s)
fs (10-15s)

Chỉ định chính

Phẫu thuật quang đơng hay bốc bay
Triệt lơng, thương tổn mạch máu
Trẻ hóa, nấm móng, mụn trứng cá
viêm…
Thương tổn sắc tố, xóa xăm
Thương tổn sắc tố, xóa xăm
Phẫu thuật trong nhãn khoa

1.1.4. Các thông số vật lý cơ bản của laser [3]
Bảng 1.4. Các đại lượng trong laser

Tham số
Năng lượng xung
Thời gian
Diện tích chùm tia
Cơng suất
Mật độ năng lượng
Mật độ cơng suất

Kí hiệu
E
T
S
P
W
PD

Đơn vị đo
j
s

cm2
w
j/cm2
w/cm2

- Xung: có 2 kiểu phát tia laser là kiểu liên tục hay ngắt quãng (xung): xung
đơn hay lặp lại. Thời gian xung càng ngắn, năng lượng tia càng lớn. Các xung ngắn
(ns) có tác dụng tốt với tế bào hắc tố, ngược lại thời gian xung dài (ms) có tác dụng
tốt với mạch máu.
- Độ rộng xung (thời gian): là thời gian của một xung. Độ rộng xung của các
thiết bị laser y học hiện tại trải rộng từ pico giây đến giây. Có thể chia các thiết bị
laser thành 3 loại chính: Laser xung dài (thời gian từ mili giây đến giây), Laser
xung ngắn (thời gian từ micro giây đến mili giây), Laser siêu xung (độ rộng từ pico


17

giây đến micro giây).
- Vết chạm (diện tích chùm tia): hình ảnh khi chiếu chùm tia laser lên bề mặt
tổ chức được gọi là vết chạm hay điểm chiếu. Vết chạm có thể là hình trịn, hình
vng hay các hình khác. Trong ứng dụng lâm sàng, cần chú ý đến khoảng cách
giữa điểm cuối của thiết bị dẫn truyền đến bề mặt da để đạt được hiệu ứng cao nhất.
Khi khoảng cách thay đổi có thể dẫn đến kích thước vết chạm thay đổi (tăng hoặc
giảm) và mật độ năng lượng cũng thay đổi theo.
- Công suất: đối với laser phát theo chế độ liên tục thì cơng suất laser là năng
lượng phát ra trong thời gian 1 giây, đơn vị là j/s hay còn gọi là watt (w). Đối với
laser có chế độ xung, cơng suất có hai đại lượng đặc trưng là cơng suất trung bình
và cơng suất xung. Cơng suất trung bình là tổng năng lượng các xung trong 1s và
công suất xung là tỉ số giữa năng lượng xung và độ rộng xung.
- Mật độ năng lượng: là tổng năng lượng chiếu lên một đơn vị diện tích mặt

cắt (j/cm2). Trong ứng dụng lâm sàng, mật độ năng lượng là tham số quan trọng
nhất bởi hiệu quả điều trị phụ thuộc chính vào tham số này.
- Mật độ công suất: là tỉ lệ năng lượng cung cấp trong một khoảng thời gian
chia cho diện tích mặt cắt của chùm tia (w/cm 2). Mật độ công suất tăng cho phép
thời gian tiếp xúc ở mức tối thiểu trong khi vẫn cung cấp đủ năng lượng cần thiết
để điều trị vùng tổn thương
- Nhiệt lượng tạo ra hay hiệu quả điều trị trên mơ đích phụ thuộc vào năng
lượng mô nhận được. Năng lượng, công suất và mật độ năng lượng là những thông
số vật lý quyết định hiệu quả điều trị và mức tăng nhiệt lượng. Mật độ năng lượng
càng cao thì nhiệt ở mơ tăng càng nhanh và dẫn đến tác động mong muốn.
1.1.45 Tương tác giữa bức xạ laser và mô sinh học [7]
* Tương tác giữa bức xạ laser với tổ chức sống


18

Khi ánh sáng với bước sóng và cường độ bất kì tiếp xúc với da sẽ xảy ra 4
hiện tượng chính: phản xạ, tán xạ, xuyên qua và hấp thu. Ánh sáng có thể bị phản
xạ trực tiếp từ da. Điều này xảy ra ngay tại thượng bì và vì vậy bác sĩ khi sử dụng
thiết bị laser phải mang kính bảo vệ ngay cả khi tia laser khơng gần mặt (10-20%
ánh sáng tới da sẽ rời khỏi mô do phản xạ hoặc tán xạ ngược). Ánh sáng có thể
xuyên qua thượng bì, có thể phân tán trong collagen ở lớp trung bì hoặc xun qua
lớp trung bì đến mơ dưới da [3].

Hình 1.3.Tương tác laser – mơ
* Thể tích chiếu xạ

Năng lượng còn lại sau phản xạ và tán xạ ngược được gọi là thể tích chiếu
xạ. Phạm vi của thể tích này (bao gồm độ đâm xuyên, đặc điểm cắt ngang) và mơ
hình lắng đọng năng lượng trong mơ đó liên quan trực tiếp tới tác dụng điều trị.

Laser có bước sóng dưới 320 nm (VD laser excimer), sự hấp thu của các
nhóm màu ở thượng bì rất lớn, tới mức gần như tất cả năng lượng đều lắng đọng ở
một vài lớp tế bào đầu tiên. Với độ đâm xuyên cỡ vài micro mét, thể tích chiếu xạ
nằm toàn bộ trong lớp sừng.


19

Những laser có bước sóng 320 – 1200nm (VD laser ruby), melanin là nhóm
màu hấp thu chính của thượng bì. Nước có một đỉnh hấp thu nhỏ ở bước sóng
950nm. Trong dải này, bước sóng tăng thì sự hấp thu của melanin giảm. Ở trung bì,
sự tán xạ đáng kể xảy ra từ collagen và thuận nghịch với bước sóng (sự tán xạ tăng
khi bước sóng giảm). Nhóm màu hấp thu chính ở trung bì là các dẫn chất của
hemoglobin đặc biệt là oxyhemoglobin. Hệ số hấp thu giảm dần trong dải 3201200nm, có 3 đỉnh hấp thu quan trọng là 418nm, 542nm, 577nm
Bước sóng trên 1200nm, sự hấp thu của nước rất mạnh và tăng đều khi bước
sóng tăng. Nước có đỉnh hấp thu lớn nhất là 2940nm và một số đỉnh nhỏ khác. Sự
hấp thu diễn ra đầu tiên ngay tại thượng bì sau đó là trung bì. Bước sóng trên
2500nm, rất ít tia xạ đến được trung bì. Tia laser với bước sóng 2940nm có độ đâm
xun khoảng 20µm, bước sóng 10600nm có độ đâm xun khoảng 1mm. Tồn bộ
thể tích chiếu xạ nằm ở thượng bì.
Thể tích chiếu xạ có thể thay đổi bằng cách thay đổi mật độ công suất hoặc
các hiệu ứng khác, mật độ cơng suất càng cao thì độ đâm xun càng lớn.

Hình 1.4. Hệ số hấp thu của các chất màu hấp thu


20

* Tác dụng điều trị
Sự hấp thu tạo ra mọi tác dụng điều trị của laser, trực tiếp hay gián tiếp sau

khi dẫn truyền. Năng lượng bức xạ được hấp thu bởi các chất màu trong mô. Các
chất màu này có thể là nội sinh (nước, melanin, protein, hemoglobin) hoặc ngoại
sinh (mực xăm, dị vật, thuốc,..). Sự hấp thu các photon bởi chất màu xảy ra khi một
proton tương tác với mô và bị mô hấp thu, dẫn tới sự chuyển động hoặc phân ly
điện tích và năng lượng của photon truyền cho chất màu, nhờ đó năng lượng truyền
vào mơ.
Sự kích thích cuối cùng được biểu hiện như: tương tác quang hóa, quang
nhiệt, quang cơ. Năng lượng của photon trong dải cực tím hoặc ánh sáng nhìn thấy
đủ để kích thích sự chuyển tiếp electron gây ra tương tác hóa học như quang hợp,
chuyển hóa vitamin D… Những kích thích khơng gây ra phản ứng hóa học có thể
giải phóng năng lượng theo nhiều cách. Đáng chú ý là sự đảo ngược năng lượng
bên trong thông qua tương tác nhiệt, dẫn đến thương tổn nhiệt hay cơ học.
Sự đốt nóng bởi laser xảy ra ở mọi bước sóng hoặc năng lượng photon và là
cách chính để năng lượng truyền tới mơ. Hiệu quả đốt nóng phụ thuộc vào nhiệt độ
tuyệt đối, thời gian đốt nóng, tỉ lệ đốt nóng có thương tổn cơ học. Thương tổn cơ
học xảy ra khi đốt nóng cực nhanh, cơng suất đỉnh cao, thời gian tiếp xúc ngắn
(thường xảy ra với chiếu xạ bằng laser xung). Chênh lệch nhiệt lớn tới mức cấu
trúc mô bị chia cắt bởi sóng áp lực, tạo khơng bào hoặc sự giãn nở khác nhau
nhanh chóng.
Năng lượng phải được phân phối ở mức điều trị để tạo sức nóng mong muốn
và nhờ đó có tác dụng ở tất cả các điểm trong vùng điều trị. Sự lắng đọng năng
lượng đồng nhất ở vùng điều trị theo cách không gây than hóa q mức hoặc
thương tổn quang đơng rộng là mục tiêu của liệu pháp laser.


21

* Các hiệu ứng do laser
Sự hấp thụ tạo ra mọi tác dụng điều trị của laser. Tương tác giữa laser và mơ
biểu hiện qua nhiều hiệu ứng; quang hóa, quang nhiệt, quang bóc lớp (quang cơ)

Hiệu ứng quang hóa (kích thích sinh học)
Quang năng sẽ chuyển thành hóa năng sau khi bức xạ laser được hấp thu
trong các chất nhận quang (liên kết hydro, oxy phân tử, các hệ enzym…) Kết quả là
laser có tác dụng kích thích sinh tổng hợp ATP, acid nhân và protein, thay đổi trạng
thái oxy hóa khử tế bào. Về mặt tổ chức và cơ thể, có các đáp ứng của phản ứng
viêm, phản ứng đau, đáp ứng của hệ miễn dịch, nội tiết, tim mạch. Trên lâm sàng,
laser cơng suất thấp có tác dụng chống viêm, giảm đau, chống thối hóa.
Hiệu ứng kích thích sinh học phụ thuộc vào liều chiếu và quy luật Schulz:
kích thích yếu khơng có tác dụng, kích thích vừa làm tăng cường tác dụng, kích
thích mạnh lại có tác dụng kìm hãm, kích thích q mạnh làm tê liệt hệ thống sống.
Trong laser công suất thấp trị liệu, xác định liều điều trị chính là xác định mật độ
năng lượng. Các nghiên cứu cho thấy laser công suất thấp sẽ có tác dụng kích thích
sinh học nếu mật độ năng lượng nằm trong khoảng 1 – 4 j/cm2.
Hiệu ứng quang nhiệt
Hiệu ứng quang nhiệt xảy ra khi năng lượng photon hấp thu chuyển thành
nhiệt năng. Nếu lượng nhiệt đó chỉ làm tăng nhiệt độ một số thành phần nhất định
trong mơ có laser chiếu vào thì ta gọi đó là hiệu ứng quang nhiệt chọn lọc. Cịn khi
nhiệt lượng làm tăng nhiệt độ tồn bộ mơ thì hiệu ứng quang nhiệt là không chọn
lọc, ta gọi đơn giản là hiệu ứng nhiệt. Cần lưu ý tới hiện tượng truyền nhiệt gây nên
tăng nhiệt ở mô lân cận không bị laser chiếu.
Thương tổn nhiệt do tác động trực tiếp của việc biến đổi quang năng thành


22

nhiệt năng được gọi là thương tổn sơ cấp. Thương tổn nhiệt do quá trình truyền
nhiệt được gọi là thương tổn thứ cấp.
 Quá trình tăng nhiệt từ 37oC đến 43oC là hiệu ứng tăng nhiệt trong phạm vi
hẹp. Chủ yếu ở đây là tăng phản ứng sinh hóa, thúc đẩy trao đổi chất. Quá
trình này là thuận nghịch. Kết thúc q trình, mơ trở về trạng thái ban đầu.

 Nhiệt độ 45 – 50oC, xảy ra nhiều thay đổi ở tính thấm màng, cấu trúc của đại
phân tử sinh học, nhất là enzym. Quá trình tăng nhiệt trong thời gian ngắn là
thuận nghịch. Thời gian kéo dài, quá trình trở nên bất thuận nghịch.
 Nhiệt độ 60 – 100oC làm đơng vón hầu hết các protein, mất hoạt tính các
enzym, hoạt động trao đổi chất ngừng lại, tế bào bị chết. Q trình này được
gọi là q trình đơng kết, hoại tử.
 Nhiệt độ 100 - 300oC gây bay hơi nước rất mạnh cả trong và ngoài tế bào. Sự
bốc hơi kéo theo một số thành phần chất rắn, số khác khơng bay hơi thì tạo
thành than muội đọng lại ở các vùng bị tác động.
 Khi nhiệt độ tổ chức đạt tới ngưỡng trên 300 oC, các matrix rắn của tố chức
sinh học nhận đủ năng lượng để có thể bay hơi. Đây là cơ sở ứng dụng cho
dao mổ laser trong y học.
 Hiệu ứng quang nhiệt không chọn lọc
- Hiệu ứng quang đông: nhiệt độ 60 - 100oC làm đơng vón hầu hết các
protein, các enzym mất hết hoạt tính, hoạt động trao đổi chất ngừng lại, tế bào bị
chết. Quá trình này được gọi là q trình đơng kết, hoại tử. Q trình này khơng tác
động chọn lọc với mô sinh học. Quang đông thể hiện bằng hiện tượng các mơ đích
bị làm trắng màu do nhiệt gây ra sự thay đổi không hồi phục của các protein tế bào
và phân tử sinh học khác.
- Hiệu ứng bốc bay: nếu nhiệt độ sinh ra lớn, nhiệt độ tại mô trên 100 oC, cả
nước và mô bị bay hơi để lại trên mô những vùng khuyết. Đây là nguyên lý dùng


23

laser để cắt, rạch hay bốc bay tổ chức. Đó chính là dao mổ laser dùng trong ngoại
khoa. Nếu nhiệt lượng sinh ra ít hơn, hiệu ứng bốc bay chưa xuất hiện mà chỉ xảy
ra hiện tượng đơng vón protein. Đây là trường hợp dùng laser như một mỏ hàn, ứng
dụng trong hàn bong võng mạc và cầm máu trong các ca mổ.
 Hiệu ứng quang nhiệt chọn lọc

Nếu chọn bước sóng và thời gian chiếu thích hợp, ta có thể dùng hiệu ứng
nhiệt để gây tác dụng tổn thương mơ đích mà khơng làm tổn thương đến các mơ
xung quanh chính là nguyên lý của hiệu ứng quang nhiệt chọn lọc
Các chất có khả năng hấp thu bức xạ laser trong mô được gọi là chất màu
hấp thu (chromophore). Sự hấp thu phụ thuộc vào bước sóng và chất màu. Sự hấp
thu bước sóng cận hồng ngoại và màu đỏ (600-1200nm) tương đối yếu do đó laser
có khả năng xuyên sâu. Vùng này được gọi là cửa sổ quang học, nơi mà melanin và
hemoglobin là các chromophore chính. Ở vùng hồng ngoại trung và xa, nước hấp
thu rất mạnh. Hấp thu ánh sáng ứng với các đỉnh đặc trung được gọi là đỉnh hấp
thu.

Hiệu ứng quang bóc lớp (quang cơ)
Hiệu ứng quang cơ là kết qủa của sự tạo thành plasma, bay hơi dạng nổ hoặc
hiện tượng tạo lỗ hỏng. Tất cả liên quan đến việc tạo sóng xung kích. Khi độ rộng
xung nhỏ hơn thời gian phục hồi nhiệt của mơ đích, nhiệt sinh ra sẽ tích tụ lại tại
mơ đích mà khơng lan tỏa, gây ra một sự bốc hơi dạng nổ ở mơ đích. Đây là cơ chế
phân hủy quang nhiệt chọn lọc được áp dụng điều trị thương tổn sắc tố và xóa xăm.
Hiệu ứng quang bóc lớp (photoablation) là sự cắt bỏ vật chất đơn thuần mà
khơng có thương tổn nhiệt ở mép. Ngun lý cơ bản của hiệu ứng là nguyên lý


24

phân ly. Với các bước sóng ngắn (từ 190nm đến 300nm), năng lượng photon lớn
hơn năng lượng liên kết trong các phân tử. Các liên kết phân tử bị phá vỡ, các thành
phần mô bị bay hơi mà không tạo nhiệt tại các mép. Hiệu ứng xảy ra rất nông chỉ
vài micro mét vì ánh sáng ở phổ này bị mô hấp thu rất mạnh. Với các laser vùng
hồng ngoại như laser Er:YAG 2940m, cơ chế ban đầu cũng là quang năng biến
thành nhiệt năng, nhưng do độ rộng xung chỉ vài micro giây nên nhiệt khu trú mà
không lan tỏa. nên quá trình bay hơi xảy ra ngay lập tức ở một độ sâu vào khoảng

vài micro mét.
* Sự hấp thu và độ xuyên sâu
Độ xuyên sâu của bức xạ laser trong tổ chức sinh học là một trong những yếu
tố quan trọng nhất xác định khả năng ứng dụng của laser trong lâm sàng. Độ xuyên
sâu phụ thuộc chính vào sự hấp thu. Ngồi ra, các yếu tố như phản xạ trên bề mặt
mô, khúc xạ, tán xạ… cũng ảnh hưởng nhất định tới độ xuyên sâu. Độ xuyên sâu
được định nghĩa là độ sâu mà ở đó cường độ tia laser giảm xuống còn 37% so với
cường độ ban đầu. Nếu bỏ qua sự tán xạ có vai trò khá khiêm tốn, sự hấp thu laser
được đặc trưng bởi khả năng và độ sâu hấp thu.

Hình 1.5. Độ xuyên sâu của một số loại laser


25

Khả năng hấp thu là tỉ số giữa phần năng lượng được hấp thu và năng lượng
toàn phần tới bề mặt tổ chức. Độ sâu hấp thu xác định phân bố không gian của năng
lượng hấp thu trong tổ chức sinh học. Đơn giản hơn, độ sâu hấp thu bằng khoảng
cách làm giảm công suất bức xạ đi e lần (e = 2,718) so với công suất tới bề mặt.
Ngược với độ sâu hấp thu là hệ số hấp thu. Sự hấp thu phụ thuộc chính vào bản
thân vật lý của bức xạ laser và tính chất sinh học của mơ chịu tác động.

Hình 1.6: Độ xun sâu giữa vết chạm lớn và nhỏ

Ngồi đặc tính quang học của mơ, độ xun sâu đối với một bước sóng cịn
phụ thuộc vào kích thước vết chạm. Đối với vết chạm nhỏ, hiện tượng tán xạ làm
cho các photon ngày càng phân tán ra khỏi hướng đi ban đầu. Đối với vết chạm lớn,
cũng do tán xạ mà các photon ở vùng biên của chùm tia lại đi vào vùng trung tâm
khi xuống sâu, vì vậy tốc độ giảm cường độ chùm tia theo độ sâu chậm hơn, tức là
độ xuyên sâu lớn hơn.

Sự hấp thu của protein và nước ở vùng tử ngoại và hồng ngoại là rất lớn. Mô
sinh học lại chứa rất nhiều protein và nước nên các loại laser tử ngoại và hồng
ngoại có độ xuyên sâu rất thấp. Chính vì vậy, các loại laser này có khả năng bóc