Đồ án Thiết bị laser trị liệu đa bước sóng

 Mục Lục:

A, Giới thiệu chung về Laser: 1

I,Chặng đường phát triển của laser (laze) và những ứng dụng quan trọng: 1

1, Ứng dụng laze vào trong công nghiệp: 3

3, Laze phục vụ sức khoẻ và cuôc sống văn hoá, tinh thần cho con người: 5

3, Laser dùng trong quân sự : 6

II, Tỡnh hỡnh ứng dụng của Laser ở Việt Nam: 9

1, Trong lĩnh vực y học: 9

2, Trong lĩnh vực công nghiệp: 20

III, Cơ sở lý thuyết về Laser:(Light Application By Stimulated Emission Of Radiation) 21

1, Lý thuyết về sự hấp thụ và bức xạ của Einstein 21

2, Sự phát xạ tự nhiên: 22

3, Bức xạ cảm ứng: 24

4, Hoạt động của Laser: 25

B, Thiết bị Laser điều trị đa bước sóng: 29

I,Phương thức điều trị: 30

II,Cơ sở khoa học ứng dụng Laser trong điều trị lâm sàng: 30

1, Hoạt tính phân gián của tế bào: 32

2, Kớch thớch quỏ trỡnh sinh học: 36

3,Thay đổi liên kết hoạt tính phân gián và tính chất bám dính bề mặt của tế bào 37

4, Tác động chống đột biến của bức xạ Laser: 38

II,Cấu tạo của hệ thống thiết bị: 38

1,Sơ đồ nguyên lý lắp rỏp thiết bị laser trị liờu đa bước sóng: 39

2, Thiết kế mạch điện tử cho laser He-Ne: 40

3, Thiết kế mạch điện tử laser bán dẫn: 44

4, Các thông số kỹ thuật của khối Laser He-Ne và Diode: 44

5, Hệ thống laser He-Cd: 45

C, Kết luận: 50

 

doc52 trang | Chia sẻ: maiphuongdc | Ngày: 25/07/2014 | Lượt xem: 1497 | Lượt tải: 9download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết bị laser trị liệu đa bước sóng, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ư ký gồm TSKH Vũ Cụng Lập, TS Trần Cụng Duyệt và TS Trần Ngọc Liờm. Đến năm 1991, Dự ỏn đó nghiờn cứu chế tạo được 300 thiết bị laser loại này và chuyển giao cho cỏc bệnh viện, cơ sở khỏm chữa bệnh trong cả nước. Đõy là lần đầu tiờn sản phẩm của cỏc nhà khoa học trong nước đó cú chỗ đứng trong cỏc bệnh viện, cơ sở khỏm chữa bệnh và được đỏnh giỏ cao. Kết quả triển khai Dự ỏn đó vượt xa dự đoỏn ban đầu về hiệu quả điều trị và khả năng ỏp dụng cho nhiều chuyờn khoa. Tất cả cỏc bệnh viờm nhiễm bề mặt cấp tớnh hoặc món tớnh, cỏc bệnh loột, vết thương lõu lành, cỏc bệnh ngoài da đều được chữa khỏi với tỷ lệ trờn 90%, vượt xa cỏc phương phỏp điều trị thụng thường. Cũng nhờ kết quả của Dự ỏn này mà Trung tõm Vật lý y sinh học đó được thành lập tại Thành phố Hồ Chớ Minh năm 1990, trở thành một trung tõm mới chuyờn về ứng dụng laser trong y học. Năm 1992, lần đầu tiờn một hội nghị cấp quốc gia về ứng dụng laser trong y tế được tổ chức tại Quy Nhơn. Đõy là một sự kiện đỏnh dấu cho việc “bựng nổ" cỏc ứng dụng của laser He-Ne trong y tế và khởi đầu cho việc triển khai chế tạo laser CO2 phục vụ phẫu thuật. Thời điểm này đó cú thờm 300 thiết bị laser He-Ne nữa được chế tạo và đưa vào ứng dụng trong thực tiễn. Cũng chớnh từ lỳc này, Bộ Y tế đó bắt đầu "vào cuộc", hỗ trợ tớch cực cho cỏc nghiờn cứu về laser. Tổ chức Y tế thế giới (WHO) cũng hỗ trợ cho cỏc nghiờn cứu này thụng qua cỏc lớp tập huấn nhằm phổ biến rộng rói cỏc nghiờn cứu, ứng dụng về laser cho cỏc nước trong khu vực. Năm 1994, Viện Nghiờn cứu Cụng nghệ Quốc gia đổi tờn thành Viện Nghiờn cứu Ứng dụng Cụng nghệ trực thuộc Bộ Khoa học, Cụng nghệ và Mụi trường (nay là Bộ KH&CN), cỏc viện thành viờn trở thành cỏc trung tõm, trong đú cú Trung tõm Cụng nghệ Laser. Ngay từ lỳc đú, Bộ KH,CN&MT đó rất quan tõm hỗ trợ cho việc nghiờn cứu, ứng dụng cỏc cụng nghệ laser bằng nhiều chương trỡnh, đề tài nghiờn cứu. Nhờ vậy mà chỳng ta đó sản xuất ra được nhiều thiết bị laser y tế cụng nghệ cao như laser rắn Nd:YAG, laser Rubi, laser hơi vàng, laser hơi đồng, laser khớ Argon... Năm 1998, lần đầu tiờn Việt Nam đăng cai tổ chức một hội nghị quốc tế về ứng dụng laser trong y tế - Đại hội lần thứ 8 của Hội Laser Y học Chõu Á Thỏi Bỡnh Dương. Điều đú đó phần nào chứng tỏ vị thế của Việt Nam lỳc này trong lĩnh vực cụng nghệ laser đó được nõng cao và coi trọng so với khu vực và thế giới. Cũng trong năm này, Trung tõm Cụng nghệ Laser đó chế tạo thành cụng được một thiết bị cụng nghệ cao là laser Nd:YAG 60W dựng để chữa bệnh về cột sống (thoỏt vị đĩa đệm) và laser Nd:YAG xung điều trị trong chuyờn khoa mắt (đục thuỷ tinh thể). Ngay sau đú là việc ứng dụng laser Excimer để chữa cỏc bệnh về mắt (cận, viễn, loạn thị). Cú thể núi, đến năm 2000, lĩnh vực laser y học ở Việt Nam đó được định hỡnh một cỏch rừ nột và vững vàng. Cú thể điểm qua một số thiết bị và cụng nghệ laser y tế nổi bật của Trung tõm Cụng nghệ Laser - một đơn vị nghiờn cứu ứng dụng lớn nhất trong cả nước về laser - đó và đang được ứng dụng rộng rói tại nhiều bệnh viện và cơ sở khỏm chữa bệnh trong cả nước: * Thiết bị laser Nd:YAG 60 W (định vị bằng tia laser He-Ne): Sử dụng rộng rói để cắt mụ, bốc bay, dựng trong điều trị da liễu, thẩm mỹ (là phẳng cỏc sẹo lồi, u mỏu...), phẫu thuật nội soi, thoỏt vị đĩa đệm, giải phẫu thần kinh, cỏc bệnh của tai-mũi-họng, răng-hàm-mặt .... * Thiết bị laser CO2 40 W phẫu thuật siờu xung: Thiết bị này cú thể dựng búc tỏch cực mỏng cỏc tổ chức mà khụng cần đến gõy tờ. Dựng trong điều trị da liễu, thẩm mỹ, sản phụ khoa. Do ưu điểm cú thể quang đụng cầm mỏu, bốc bay tổ chức tức thời nờn sử dụng tia laser cũn trỏnh cho bệnh nhõn khụng bị nhiễm cỏc bệnh lõy qua đường mỏu; vết thương chúng lành; khụng để lại sẹo, vết thõm. * Thiết bị laser He-Ne 15 mW điều trị đa năng, nội mạch: Do tớnh đơn sắc cao nờn khi chiếu laser này lờn bề mặt da hoặc vết thương sẽ gõy kớch thớch sinh học đặc trưng như: Gión mạch, điều chỉnh hệ thần kinh thể dịch và nội tiết, tăng cường trao đổi chất, giảm đau, giảm phự nề, do vậy làm tăng khả năng miễn dịch và tỏi tạo của cơ thể. Dựng trong việc điều trị cỏc bệnh rối loạn tuần hoàn nóo, tai biến mạch mỏu nóo, hỗ trợ cai nghiện ma tuý... * Thiết bị laser He-Ne cụng suất cao (trờn 700 mW) dựng cho điều trị ung thư theo phương phỏp quang động học. * Thiết bị laser Diod 5 mW đến trờn 500 mW dựng trong chõm cứu: Khi tỏc dụng lờn huyệt, bức xạ laser sẽ kớch thớch quỏ trỡnh trao đổi chất, làm thay đổi trạng thỏi sinh lý của huyệt và cú khả năng khuếch tỏn hay lan truyền cỏc hiệu ứng tương tỏc bằng cơ chế trao đổi thụng tin tế bào. Phương phỏp chõm cứu bằng laser này cú hiệu quả tương đương phương phỏp chõm cứu cổ điển mà lại trỏnh được cỏc bệnh lõy truyền qua đường mỏu. * Thiết bị laser đa bước súng gồm nhiều laser: Laser He-Ne, laser He-Cd, laser bỏn dẫn màu xanh. Đặc biệt cú kết quả cao trong việc điều trị bệnh nhõn phong, da liễu. * Ngoài ra, cũn cú cỏc thiết bị laser khỏc như: Laser PDT (chẩn đoỏn và điều trị ung thư), laser KTP (điều trị phỡ đại tuyến tiền liệt khụng cần gõy mờ, khụng gõy chảy mỏu...), laser Diod dựng trong phẫu thuật... Về những ứng dụng lõm sàng đỏng ghi nhận nhất của laser trong thời gian gần đõy là việc ứng dụng laser trong chuyờn khoa mắt, đặc biệt đối v?i bệnh cận thị, viễn thị và loạn thị bằng phương phỏp Lasik - dựng tia laser Excimer xung cực ngắn chỉnh sửa độ cong của giỏc mạc siờu tinh tế khụng chảy mỏu. Đến nay tại Hà Nội và thành phố Hồ Chớ Minh đó cú trờn 10 Trung tõm laser Excimer, điều trị cú hiệu quả cao cho hàng chục ngàn bệnh nhõn. Một phương phỏp khỏc rất tiết kiệm cho điều trị cỏc trường hợp cận thị nhẹ là sử dụng cỏc laser hồng ngoại cụng suất thấp. Đõy là phương phỏp vật lý trị liệu chữa cận thị học đường đầu tiờn ở Việt Nam, được tiến hành tại Viện Mắt Trung ương từ thỏng 6/2003. Cỏc ứng dụng lõm sàng khỏc như chữa liệt nửa người bằng quang chõm laser bỏn dẫn đó được thử nghiệm thành cụng trờn 250 bệnh nhõn tại thành phố Hồ Chớ Minh và Tiền Giang với tỷ lệ hồi phục hơn 75%. Ưu điểm của kỹ thuật này là khụng gõy đau và cảm giỏc khú chịu cho bệnh nhõn, trỏnh được sự lõy nhiễm cỏc bệnh viờm gan B, HIV/AIDS, khụng gõy tai biến và phản ứng phụ cú hại. Cuối năm 2003, tại Viện 108 đó điều trị bằng laser cho gần 300 bệnh nhõn bị u nốt ruồi, u gai, u mỏu và u vàng. Kết quả là 83% bệnh nhõn cú kết quả tốt, chỉ cú 12% tỏi phỏt, 5% để lại sẹo. Ca mổ chữa động kinh bằng laser đầu tiờn của Việt Nam được thực hiện tại Bệnh viện đa khoa tỉnh Bỡnh Định từ giữa năm 2002. Sau khi được dựng laser CO2 cụng suất cao để phẫu thuật cắt bỏ sẹo động kinh, đến nay bệnh nhõn hoàn toàn tỉnh tỏo và khụng bị tỏi phỏt. Trước đú, Bệnh viện này cũng cắt bỏ thành cụng một khối u nóo (8x8cm, nặng 300 g) cho một bệnh nhõn ở Tõn Cảnh - Kon Tum. Đõy cũng là ca mổ u nóo bằng tia laser CO2 đầu tiờn ở Việt Nam. Do khối u quỏ lớn, lại nằm ở vị trớ đặc biệt nờn việc mổ bằng phương phỏp thụng thường cú thể dẫn tới rối loạn thị giỏc, gõy mự. Do vậy bệnh nhõn đó được quyết định mổ bằng laser CO2 cụng suất cao, kết quả bệnh nhõn hồi phục rất tốt. Trờn thế giới, từ cuối năm 2001 cỏc nhà khoa học của Xinhgapo đó tỡm ra phương phỏp chống sõu răng bằng tia laser, đem lại hiệu quả đến 98%. Tại Viện Lawrence Liverinore Laboratory (Mỹ) đó chế tạo thành cụng một mũi kim laser để "truy lựng" cỏc tế bào ung thư vỳ. Phương phỏp này cho kết quả chớnh xỏc khụng thua kộm kỹ thuật sinh thiết. Đặc biệt nú tiện lợi hơn cho bệnh nhõn vỡ khụng phải làm thủ thuật cắt tế bào vỳ để sinh thiết. Mới đõy, kỹ thuật Nano laser đó được cỏc nhà khoa học ở Đại học Harvard - Mỹ thực hiện thành cụng trong việc giải phẫu tế bào: Dựng laser xung kộo dài trong thời gian 1/1015 của một giõy để làm cho cấu trỳc bờn trong tế bào bốc hơi mà khụng làm phương hại đến chớnh tế bào đú. Điều đú mở ra hy vọng sẽ chữa khỏi ung thư ngay trong thời gian đầu tiờn. Tại Đức, cỏc nhà khoa học đó thực hiện thành cụng kỹ thuật chụp vừng mạc bằng tia laser, qua đú cú thể phỏt hiện sẹo, vết xước hoặc dị vật lạ, chụp điểm vàng vừng mạc....Cũn tại Viện Nghiờn cứu Thực phẩm Anh, người ta đó chế tạo mỏy dựng tia laser để quột hỡnh ảnh cơ thể con người, qua đú phỏt hiện u, những vựng cú mỡ thừa, những bệnh của gan, tim mạch. Theo cỏc nhà khoa học, hiệu quả của laser trong y học được thể hiện rừ nhất ở 3 lĩnh vực sau: Một là, những bệnh ở đỏy mắt, bệnh bong vừng mạc, biểu hiện tõn tạo mạch mỏu do bệnh đỏi thỏo đường. Những bệnh nhõn này nếu khụng được điều trị bằng laser sẽ bị mự loà. Theo thống kờ của WHO, cú trờn 10 triệu người đó được điều trị bằng laser và nhỡn thấy trở lại. Hai là, những bệnh về tim mạch như tổn thương mạch vành, xơ vữa động mạch. Ba là, ứng dụng laser cụng suất thấp điều trị những bệnh khú chữa như rối loạn tuần hoàn nóo, gim cholesterol trong mỏu, suy giảm hệ thống miễn dịch. Cú thể núi, việc ứng dụng laser trong chẩn đoỏn, phẫu thuật và trị liệu đó mang lại hiệu quả rất cao, nhiều trường hợp khụng thể dựng phương phỏp khỏc thay thế. Đú là một bước phỏt triển cao của y học mà khụng chỉ những nước cú trỡnh độ tiờn tiến mới cú thể ỏp dụng. Điều đú đó được chứng minh qua cỏc sản phẩm laser y tế của cỏc nhà khoa học Việt Nam, đặc biệt là Trung tõm Cụng nghệ Laser và cỏc cơ sở nghiờn cứu về laser khỏc như Viện Vật lý, Viện Khoa học Vật liệu (Trung tõm Khoa học Tự nhiờn và Cụng nghệ Quốc gia - nay là Viện Khoa học và Cụng nghệ Việt Nam), Phõn viện Vật lý Kỹ thuật, Phõn viện Vật lý Y Sinh học (Trung tõm Khoa học Kỹ thuật và Cụng nghệ Quõn sự - Bộ Quốc phũng), Khoa Khoa học ứng dụng - Đại học Bỏch khoa thành phố Hồ Chớ Minh... Tới nay laser y học được ứng dụng khỏ rộng rói, cú thể túm tắt những kết quả thu được: 1. Laser điều trị cụng suất thấp: với hiệu ứng sinh học đó điều trị cú kết quả cho hàng trǎm nghỡn người như: - Chống viờm nhiễm cục bộ ở tổ chức nụng như da, niờm mạc (vết thương, vết loột, viờm da, eczema, zona, vẩy nến, viờm lợi, viờm tai mũi họng, tuyến cổ tử cung, loột ổ gà ở bệnh nhõn phong, loột do phúng xạ điều trị ung thư...) - Một số bệnh lý mắt (viờm giỏc mạc, loột giỏc mạc) - Hạn chế tắc mạch nhỏ sau vi phẫu. - Chiếu vào huyệt vị kinh lạc thay vỡ chõm kim (laser chõm) chữa cơn hen phế quản và một số rối loạn chức nǎng. - Bước đầu ứng dụng lazer He-Ne nội mạch. 2. Laser phẫu thuật cụng suất cao: Với hiệu ứng nhiệt (quang động, quang búc lớp, bào mũn, bốc bay) trong phẫu thuật như: - Phẫu thuật một số bệnh lý ở da: tổn thương tǎng sắc tố, u gai, nốt ruồi, hạt cơm, u mỏu, cỏc tổn thương dày sừng, tẩy xǎm da, u vàng, u xơ tuyến bó, sẹo lồi quỏ phỏt... kết quả tốt đạt 80-90%. - Phẫu thuật thẩm mỹ. - Phẫu thuật đục bao sau thể thủy tinh, cắt mống mắt chu biờn, điều trị thiờn đầu thống, hàn bong vừng mạc. - Phẫu thuật nội soi tai mũi họng: hạt dõy thanh, polip dõy thanh, u dõy thanh, chớt hẹp thanh quản, u nang hạ họng, u mỏu hạ họng, ỏp xe hạ họng do dị vật... đạt kết quả tốt 80-90%. - Bước đầu điều trị ung thư nóo bằng quang động học (PDT) laser hơi vàng giảm ỏp đĩa đệm cột sống bằng laser YAG: Nd, điều trị u mỏu phẳng bằng laser hơi đồng. - Gần đõy sử dụng laser Excimer trong điều trị tật khỳc xạ mắt. 3. Cỏc thực nghiệm với laser: song song với ứng dụng lõm sàng, những nǎm qua chỳng ta đó tiến hành nhiều nghiờn cứu thực nghiệm trờn vật sống để làm sỏng tỏ cơ chế tỏc dụng của laser như: - Sự phục hồi cấu trỳc giỏc mạc thỏ bị bỏng kiềm dưới ảnh hưởng của bức xạ laser He-Ne. - Những biến đổi cấu trỳc mụ vạt da lưng chuột cống trắng dưới ảnh hưởng của laser He-Ne. - Nghiờn cứu ảnh hưởng của laser He-Ne lờn một số chỉ tiờu sinh học trờn bệnh nhõn bị cỏc bệnh viờm nhiễm. - Nối mạch mỏu nhỏ bằng laser CO2. - Mổ thực nghiệm với laser YAG:Nd. - Một vài nhận xột về ảnh hưởng của laser nitrogen đến sự phục hồi vạt da nhiễm khuẩn ở chuột cống trắng. - Tỏc dụng sinh học của laser nitrogen lờn quỏ trỡnh liền vết thương bỏng thực nghiệm. Tuy cỏc thiết bị laser cũn thụ sơ đó giỳp cho cỏc nhà y học dần tiếp cận với laser y học hiện đại, gúp phần chữa trị cho hàng vạn người bệnh, trong đú cú một số bệnh trước nay điều trị rất khú khǎn, một sự đúng gúp quớ giỏ làm phong phỳ nền y học Việt Nam. Khỏi quỏt lịch sử nghiờn cứu ứng dụng laser y tế trong lõm sàng ở Việt Nam Nǎm Loại laser Cơ sở ứng dụng Lĩnh vực ứng dụng 1976 Ruby laser Viện Mắt trung ương Thực nghiệm trờn mắt thỏ 1984 He-Ne laser Bệnh viện TƯQĐ 108 Điều trị nha chu viờm 1985 He-Ne laser Bệnh viện TƯQĐ 108 Vật lý trị liệu, da liễu Viện quõn y 103 Viờm phần phụ Laser Nd: thủy tinh xung Viện quõn y 103 Eczema, viờm da, vẩy nến 1987 Ga-As laser diode Viện YHCT TƯ Chõm cứu chữa đau 1990 He-Ne laser Viện YHCT quõn đội Chõm cứu YAG: Nd xung laser Trung tõm mắt TP. HCM Chữa đục bao sau, glụcụm 1991 Nitơ laser Bệnh viện TƯQĐ 108 Vật lý trị liệu Argon laser Crypton laser Trung tõm mắt TP. HCM Phẫu thuật mắt 1992 CO2 laser 40W Bệnh viện Qui Nhơn Mổ trĩ, xúa xǎm, nốt ruồi 1993 YAG: Nd laser 100W Bệnh viện TƯQĐ 108 Y học thực nghiệm (phẫu thuật) 1994 He-Ne laser nội mạch TT vật lý y sinh học (Bộ Quốc phũng) Cỏc bệnh tim mạch và tuần hoàn nóo 1997 Hơi vàng PDT laser Viện quõn y 103 Thực nghiệm diệt ung thư trờn chuột 1998 Hơi vàng PDT laser Bệnh viện Việt Đức Điều trị ung thư nóo 1999 Ruby laser Trung tõm nghiờn cứu laser Thực nghiệm xúa cỏc nỏm đen và nõu YAG: Nd laser TT vật lý y sinh học (Bộ Quốc phũng) Giảm ỏp đĩa đệm cột sống Hơi đồng laser TT vật lý y sinh học (Bộ Quốc phũng) Chữa cỏc u mỏu phẳng 2001 Excimer laser Trung tõm mắt Tật khỳc xạ 2, Trong lĩnh vực cụng nghiệp: Do sự tiến bộ vượt bậc về cụng nghệ và kỹ thuật laser cũng như cỏc cụng nghệ khỏc cú liờn quan, những năm gần đõy, việc ứng dụng laser trong cụng nghiệp đó được quan tõm một cỏch đặc biệt. Nhiều nước trờn thế giới đó thành lập cỏc trung tõm, viện chuyờn ngành, nhiều chương trỡnh nghiờn cứu lớn về phỏt triển và ứng dụng cụng nghệ laser. Cỏc nước chõu Âu cú "Eurolaser", Nhật Bản cú đề ỏn "Tổ hợp laser cụng nghiệp", Trung Quốc cú "Chương trỡnh vào thế kỷ 21" trong đú cú một phần rất lớn cho Tự động hoỏ và laser.... Cỏc ứng dụng của laser trong cụng nghiệp được thực hiện nhờ khai thỏc triệt để cỏc tớnh chất đặc thự của laser như: Độ đơn sắc, tớnh kết hợp cao; cú thể tạo được những bức xạ cú cường độ lớn ở vựng phổ nhỡn thấy, hồng ngoại, tử ngoại; cú mật độ năng lượng cao ở chế độ liờn tục và xung. Trong cỏc ngành cụng nghiệp, laser được sử dụng rộng rói trong cụng nghệ cắt, khắc, xử lý nhiệt và hàn cỏc vật liệu kim loại, phi kim loại.... Ở nước ta, laser được ứng dụng chủ yếu trong cỏc lĩnh vực căn chỉnh, đo đạc; gia cụng vật liệu và thụng tin quang mà đi đầu là Trung tõm cụng nghệ laser. Từ năm 1996 đến nay, Trung tõm đó nghiờn cứu chế tạo cỏc hệ laser CO2 liờn tục, dựng để gia cụng cỏc vật liệu phi kim loại. Thiết lập được cỏc bảng biểu Atlas định hướng cụng nghệ cho việc cắt cỏc loại gỗ dỏn, cao su, thuỷ tinh hữu cơ, mika GAT Đài Loan dày tới 15 mm; cho việc khắc gỗ thụng, cỏctụng, gỗ mỡ, thuỷ tinh hữu cơ. Mới đõy, Trung tõm đó chế tạo được 2 thiết bị laser CO2 100W, 150W (dựng trong cắt khuụn mẫu bao bỡ, cắt chữ, đồ chơi xếp hỡnh...) và đó chuyển giao cho 2 nhà mỏy ở Hà Nội. Đặc biệt việc triển khai những cụng nghệ Hologram trong khắc dấu, tem bằng laser đó cho ra cỏc loại con dấu, tem chớnh xỏc, năng suất cao, dễ dàng trong tự động hoỏ và cho phộp mó hoỏ cỏc điểm cần thiết trong con dấu, tem để chống làm giả. Bờn cạnh đú, Trung tõm cũng nghiờn cứu cụng nghệ gia cụng kim loại trờn cơ sở laser CO2 cụng suất 1,5kW. Do vậy đó thực hiện được cụng nghệ cắt thộp cỏcbon trung bỡnh dạng tấm dầy 6mm, tụi cứng thộp với hàm lượng cỏcbon trung bỡnh. Dựa trờn nguyờn lý ỏnh sỏng truyền theo một đường thẳng trong khụng khớ, Trung tõm đó thiết kế chế tạo được cỏc thiết bị lấy mức cho ngành xõy dựng (gồm một laser bỏn dẫn cựng một hệ quang tạo ra tia laser màu đỏ và một mặt phẳng nằm ngang thay thế cho nivụ truyền thống); thiết bị trợ giỳp căn tõm trục tàu thuỷ (một laser He-Ne, hệ quang và hệ vi chỉnh) cho cỏc nhà mỏy đúng tàu thuỷ; thiết bị dũ tỡm tõm tia laser dạng Gauss; thiết bị quột tia laser theo một số quỹ đạo dựng cho trang trớ, triển lóm... Phũng thớ nghiệm đầu tiờn về thụng tin quang của nước ta đó được thành lập tại Viện Nghiờn cứu Cụng nghệ Quốc gia (nay là Viện ứng dụng cụng nghệ). Đõy cũng chớnh là nơi đó thử nghiệm đường truyền tớn hiệu về Audio, Video bằng cỏp quang. Mỗi năm, trờn thế giới lĩnh vực thụng tin quang chiếm thị phần hơn 10 tỷ USD. Cũn ở nước ta sự đầu tư cho lĩnh vực này chưa tương xứng, do vậy cỏc sản phẩm của ta cũn chưa vươn ra được thị trường thế giới. III, Cơ sở lý thuyết về Laser:(Light Application By Stimulated Emission Of Radiation) 1, Lý thuyết về sự hấp thụ và bức xạ của Einstein     2, Sự phỏt xạ tự nhiờn:    3, Bức xạ cảm ứng:    4, Hoạt động của Laser: Laser là gỡ éú là sự khuếch đại lượng phụton ỏnh sỏng của một mụi trường nào đú bằng cỏch dựng ỏnh sỏng kớch thớch cú cựng tần số với tần số của phụton được bức xạ từ trong mụi trường đú. Trong thực tế, Laser là sự tạo ra một chựm hạt phụton được phỏt xạ từ một số vật thể thỏa mản cỏc điều kiện sau đõy: 1-Tất cả cỏc phụton phỏt ra đều cú cựng bước súng giống nhau. (ta gọi đõy là sự đơn sắc) 2- Tất cả cỏc phụton đều cú cựng pha dao động. Núi cỏch khỏc là cỏc phụton phải được tạo ra vào cựng một thời điểm như nhau. 3- Tất cả cỏc phụton đều cựng phõn cực theo một phương .             Việc chọn mụi trường thớch hợp là rất cần thiết cho hoạt động của từng loại Laser và đồng thời nú cũng qui định màu sắc và cụng suất cụ thể của từng loại Laser. Sự khuếch đại phụton được giải thớch theo quan điểm của Einstein như sau: éối với phụton tồn tại một bức xạ cảm ứng. Phụton trong điều kiện nào đú khi vừa được tạo ra do kớch thớch nú sẽ kớch thớch trở lại cỏc nguyờn tử vật chất của mụi trường hoạt tớnh làm cho cỏc nguyờn tử nầy từ trạng thỏi kớch thớch trở về trạng thỏi cú mức năng lượng cơ bản và lại cho ra thờm một phụton thứ cấp cú cựng pha với phụton ban đầu. Sau đú, cả hai phụton ban đầu và phụton thứ cấp tiếp tục kớch thớch cỏc nguyờn tử khỏc làm cho nú chuyển từ mức kớch thớch về mức cơ bản để sinh ra nhiều phụton nửa. Đõy chớnh là quỏ trỡnh nhận phụtụn cũn gọi là khuếch đại phụtụn. Quỏ trỡnh này phải được đi kốm quỏ trỡnh kớch thớch mụi trường hoạt tớnh liờn tục để electron vừa chuyển về mức cơ bản lập tức bị kớch thớch trở lờn mức năng lượng kớch thớch. Vỡ thế mật độ của nguyờn tử ở mức kớch thớch là khụng đổi và luụn cao hơn mật độ ở mức cơ bản. Người ta gọi đú là quỏ trỡnh làm đảo ngược mật độ trong Laser.             éể tăng xỏc suất của phụton gặp và kớch thớch electron của nguyờn tử, người ta dựng hai gương phẳng hoặc hai gương cầu đặt chắn trờn đường đi của cỏc phụton với mục đớch làm cỏc phụton phản xạ qua gương nhiều lần. Vậy phụton sẽ đi qua lại nhiều lần trong mụi trường hoạt tớnh trước khi cho nú phỏt ra bờn ngoài bằng một của sổ nhỏ gắn lờn một trong hai gương. Ngoài ra hai gương cũn cú tỏc dụng hướng cỏc chựm phụton nằm theo cựng một hướng chuyển động giỳp cỏc tia sỏng khi ra ngoài sẽ phõn cực theo cựng một hướng.             Cỏc phụton trước khi thoỏt ra cửa sổ đều cú cựng pha dao động là vỡ cỏc phụton chuyển động với vận tốc rất lớn gần với vận tốc ỏnh sỏng. Ta cú thể xem như chỳng cựng phỏt ra khỏi mỏy Laser vào cựng một thời điểm. B, Thiết bị Laser điều trị đa bước súng: Thiết bị Laser điều trị đa bước súng: Từ năm 1991 Việt Nam đó ứng dụng laser He- Ne để điều trị loột ổ gà cho bệnh nhõn phong rất hiệu quả, giảm 80% tỉ lệ khụng phải cắt cụt chi cho bệnh nhõn. Năm 1999, Trung tõm Cụng nghệ (TTCN) laser đó nghiờn cứu đề tài "Chế tạo hệ thống laser trị liệu đa bước súng và ứng dụng lõm sàng". Thiết bị đó được đưa vào sử dụng tại khu điều trị phong Võn Mụn (Thỏi Bỡnh) và thu được kết quả rất khả quan. Laser đa bước súng là loại laser cú nhiều hơn một bước súng. Thiết bị laser đa bước súng do TTCN laser chế tạo đó kết hợp, sử dụng hiệu ứng hai bước súng của laser He-Ne và He-Cd. Laser He-Cd là loại laser hơi kim loại mới được sử dụng ở Việt Nam. Trong quỏ trỡnh điều trị bằng laser đa bước súng, tế bào sẽ thay đổi hoạt tớnh phõn giỏn, cỏc quỏ trỡnh tổng hợp sinh học...làm cho hiệu quả điều trị cao hơn. Vớ dụ: Đối với bệnh nhõn phong, thời gian điều trị sẽ được rỳt ngắn do thời gian phỏt triển tổ chức hạt, biểu mụ phỏt triển và sẹo liền nhanh. Thực tế đó chứng minh tại khu điều trị phong Võn Mụn, Thỏi Bỡnh với bệnh nhõn cú cỏc bệnh như: Loột ổ gà lũng bàn chõn, bệnh ngoài da, bỏng... Tỉ lệ khỏi bệnh cao hơn so với chỉ dựng loại laser He - Ne (tức chỉ dựng một bước súng). Đú chớnh là ưu điểm của laser đa bước súng. Đõy là phương phỏp chữa bệnh mới hiệu quả. Hơn nữa, thiết bị sử dụng cũng phự hợp với cỏc cơ sở y tế, nhất là đối với cỏc trung tõm da liễu. I,Phương thức điều trị: Bề mặt da bị tổn thương sẽ được chiếu trực tiếp laser đa bước súng, chiếu liờn tiếp cỏc vựng ở những nơi bị thương tổn rộng trong vũng 30 phỳt (mỗi vựng chiếu 1 phỳt). Cụ thể, bệnh nhõn được chiếu laser He-Cd, sau đú nghỉ 20 phỳt, rồi lại tiếp tục chiếu laser He-Ne. Những bệnh nhõn viờm tấy cú mủ, vết thương bẩn cần thỏo mủ, cú xương viờm lấy xương viờm (điều kiện cho phộp) trước khi điều trị. II,Cơ sở khoa học ứng dụng Laser trong điều trị lõm sàng: Như ta đó biết Laser He-Ne, Laser diode cụng suất thấp, tỏc dụng lờn cơ thể sống đó được nghiờn cứu kỹ và là cơ sở ỳng dụng trong y học. Đối với từng loại Laser cơ chế tỏc dụng, cơ sở lý luận và ứng dụng cuả nú trong lõm sàng đó được làm sỏng tỏ(Cỏc tỏc động đối với cơ thể sống, tỏc động vào mụ, cơ, tế bào…) Đối với sự kết hợp hai loại Laser cũng được nghiờn cứu là cơ sở khoa học để ứng dụng nú trong điều trị. Một vớ dụ về thiết bị phỏt Laser He-Ne Điều chỉnh hoạt động chức năng của tế bào bằng chiếu xạ Laser cường độ thấp: Kể từ khi lý thuyết trong y học xuất hiện học thuyết về bệnh học tế bào của VIRHOP thỡ ý kiến cho rằng sự phỏ vỡ cỏc chức năng của tế bào trong việc xuất hiện và tiến triển nhiều bệnh khỏc nhau cú vai trũ quan trọng đó được khẳng định. Do đú phương hướng nõng cao hiệu quả chữa bệnh của cỏc phương phỏp nhằm vào hướng tỡm cỏch dựng cỏc phương tiện và phương phỏp này để phục hồi nhanh chúng cỏc chức năng tế bào bị phỏ vỡ. Cỏc số liệu trong sỏch vở và cỏc khỏi niệm sinh học đại cương cho ta kết luận rằng điểm chốt của hiệu quả điều trị Laser cường độ thấp là đưa hoạt động của tế bào về trạng thỏi bỡnh thường. Cỏc thụng số quyết định đến quỏ trỡnh điều trị bệnh bằng laser là: độ dài bước súng, mật độ cụng suất thời gian chiếu và trạng thỏi chức năng tế bào xỏc định hướng và giỏ trị biến đổi quỏ trỡnh phõn giỏn. Do đú khi muốn dựng Laser để điều khiển quỏ trỡnh sinh học trong cỏc đối tượng được bức xạ cần chỳ ý cỏc yếu tố trờn. Phương phỏp nõng cao hiệu quả chữa bệnh của cỏc phương tiện và phương phỏp nhằm vào hướng tỡm cỏch dựng cỏc phương tiện và phương phỏp để phục hồi nhanh chúng cỏc chức năng tế bào bị phỏ vỡ. Cỏc thụng số thực nghiệm cho thấy điểm chốt hiệu quả của điều trị laser cường độ thấp là đưa chức năng của tế bào về trạng thỏi bỡnh thường. Trong phần này đưa ra cỏc kết quả nghiờn cứu cho thấy cỏc thụng số tối ưu của cỏc loại laser dựng để kớch thớch vào phõn giỏn tổng hợp axit nucleic thay đổi tớnh chất bỏm dớnh bề mặt, phục hồi cỏc cơ quan di truyền và cỏc quỏ trỡnh khỏc. Trong cỏc thớ nghiệm đó chỳ ý tới việc tỡm cỏc phương phỏp hiệu quả nhất để điều chỉnh cỏc quỏ trỡnh này của tế bào và trờn cơ sở đú đề xuất ra cỏc phương phỏp điều trị cú hiệu quả. 1, Hoạt tớnh phõn giỏn của tế bào: Một trong những thụng số quan trọng nhất của chuỗi phản ứng phức tạp xỏc định tốc độ sớnh truởng của tế bào, tạo mỏu, hoạt tớnh của hệ thống miễn dịch và cỏc quỏ trỡnh biến đổi khỏc là tăng sinh tế bào. Nghiờn cứu cường độ quỏ trỡnh tăng sinh ra khi tỏc động của ỏnh sỏng laser vào đối tượng sinh học cho phộp ta thu được những thụng tin quớ giỏ về cơ chế trị liệu và xỏc định cỏc thụng số tối ưu khi kớch thớch chựm laser vào cơ thể. Trong phần này đối tượng nghiờn cứu là cỏc tế bào của mụ đa cơ của phụi người được nuụi. Cỏc đơn màng tế bào sinh trưởng trong cỏc phiến thủy tinh đặt trong mụi trường dinh dưỡng và được coi như một mụ hỡnh thuận tiện để phõn tớch ảnh hưởng của bức xạ laser với cỏc cụng suất, bước súng, năng lượng khỏc nhau. Cần thấy rằng phản ứng của tế bào bị phõn lập đối với tỏc động vật lý là tương ứng với cảm giỏc của cơ thể núi chung. Để đỏnh giỏ tỏc động kớch thớch của bức xạ laser cường độ thấp với cỏc bước súng khỏc nhau ở vựng nhỡn thấy ở đõy đó dựng cỏc loại laser He-Ne(=632.8 nm), laser He-Cd (=441.6 nm) và cho tỏc động vào hoạt tớnh phõn giỏn của tế bào. Như ta đó biết cường độ bức xạ ỏnh sỏng, đơn vị cơ bản để đỏnh giỏ chung là mật độ năng lượng tớnh bằng J/m2. Nhưng trờn thực tế bao giờ người ta cũng lấy đơn vị dẫn xuất của chỳng là W/cm2 và thời gian tỏc động tớnh bằng giõy hoặc bằng phỳt. Khi thực nghiệm chiếu xạ phõn giỏn tế bào đó dựng laser He-Ne với mật độ cụng suất 30mW/cm2(Bảng 1). Trong trường hợp này với thời gian chiếu là 2 đến 5 phỳt thỡ tốc độ phõn chia khụng đỏng kể. Với thời gian chiếu 1

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • doc24770.doc