Laser công suất cao là gì?

1. Định nghĩa laser công suất cao.

Laser công suất cao ( HIL) là chữ viết tắt của cụm từ (High Intensity LASER- “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”). HIL là bước tiếng mới trong kỹ thuật laser trị liệu.

A. Phân loại laser công suất cao.

Laser công suất cao được phân theo công suất phát xạ tia laser. Theo bảng này chúng ta có 2 loại bao gồm laser công suất cao và laser công suất thấp.

Laser công suất cao hay ( High Intensity Laser – HIL) là một bước tiến mới trong kỹ thuật laser trị liệu trong những năm gần đây dựa trên nguyên lý đã được chứng minh của laser trị liệu công suât thấp (laser lạnh). Công suất phát laser tối đa lên tới một vài chục watt (W), cao hơn từ 30 – 50 lần so với laser trị liệu công suất thấp truyền thống, vì vậy mà gọi là “Laser trị liệu công suất cao”.

B. Môi trường hoạt chất laser.

Để tạo ra tia laser chúng ta có nhiều loại môi trường hoạt chất có thể kể tới như dạng hỗn hợp khí, dạng chất lỏng, song có độ bức xạ lớn nhất vẫn là tia laser được tạo bởi các phần tử trạng thái chất rắn.

Có khoảng 200 loại chất rắn có khả năng dùng làm môi trường hoạt chất laser. Một số loại laser chất rắn thông dụng là:

• YAG-Neodym: Hoạt chất là Yttrium Aluminium Garnet (YAG) cộng thêm 2-5% Neodym, có bước sóng 1-60nm thuộc phổ hồng ngoại gần. Có thể phát liên tực tới 100W hoặc phát xung với tần số 1000 – 10000Hz.
• Hồng ngọc (Rubi): Hoạt chất là tinh thể Alluminium có gắn những ion chrom, có bước sóng 694,3nm thuộc vùng đỏ của ánh sáng trắng.
• Bán dẫn: Loại thông dụng nhất là Diot Gallium Arsen có bước sóng 890nm thuộc phổ hồng ngoại gần.

C. Khả năng xuyên thấu.

Nhờ công suất phát laser cao nên tia laser có khả năng xuyên thấu tới gần như bất kỳ độ sâu nào của cơ thế (công suất 12W cho phép tỷ lệ hấp thu tối ưu và kích thích hiệu quả các thụ thể đau ở độ sâu lên tới 12cm). Điều này đem lại cho laser cường độ cao khả năng kích thích và chữa lành bất cứ điểm đau nào trong cơ thể.

Việc sử dụng laser dạng xung với bước sóng gần 1000nm còn tạo ra sóng quang cơ trong mô dưới da. Kích thích quang cơ học này ức chế cảm giác đau và mang lại hiệu quả giảm đau tức thì.

2. Đặc tính của laser công suất cao.

A. Laser công suất cao sở hữu các đặc tính:

• Đặc tính vốn có của tia laser bao gồm độ định hướng cao, tính đơn sắc, tính đồng bộ của các photon trong chùm tia laser.
• Khả năng phát công suất laser cao.
• Việc sử dụng tia laser dạng xung với bước sóng gần 1000nm ( 980nm, 1064nm) còn tạo ra sóng quang cơ trong mô dưới da. Kích thích quang cơ học này ức chế cảm giác đau và mang lại hiệu quả giảm đau tức thì.

=> Tác dụng tổng quát của tia laser công suất cao là sự kết hợp giữa hiệu ứng kích thích sinh học và hiệu ứng kích thích quang cơ học tại mô đích, giúp kích thích vi tuần hoàn cục bộ, hỗ trợ dẫn lưu bạch huyết ở vùng bệnh lý và giảm đau hiệu quả hơn so với laser công suất thấp.

B. Các đặc tính của các bước sóng.

Laser có nhiều bước sóng khác nhau, mỗi một bước sóng khác nhau lại có các đặc tính khác nhau, dưới đây là các đặc tính khác nhau của các bước sóng.

• Bước sóng 685nm:

Bước sóng này tác động chủ yếu lên melanin, giúp thúc đẩy quá trình trao đổi năng lượng ở bề mặt và dưới da. Nó thúc đẩy sự phát triển của tế bào, từ đó giúp làm lành vết thương, ung nhọt, loét và các tổn thương khác.

• Bước sóng 810nm:

Bước sóng này giúp kích hoạt nhanh quá trình oxy hóa hemoglobin, tăng cường sản xuất ATP và giúp tái tạo mô chính xác tại các vùng bị tổn thương.

• Bước sóng 980nm:

Bước sóng này được hấp thụ chủ yếu bởi nước, giúp tối ưu hóa tác động lên các thụ thể nhận cảm cơ học và thụ thể nhiệt. Kết hợp với chế độ E²C (phát xạ nhiệt thích nghi), bước sóng này đảm bảo sự tương tác chính xác với hệ thống thần kinh ngoại biên, kích hoạt cơ chế đóng cổng kiểm soát thần kinh để giảm đau hiệu quả.

Tham khảo máy laser công suất cao bước sóng 980nm ở đây: Nhấp vào đây!

• Bước sóng 1064nm:

Bước sóng này có tính định hướng đặc biệt, cho phép nó chuyển một liều lượng chính xác trực tiếp đến tác nhân gây độc hại. Kết hợp với các quá trình trao đổi chất của tế bào, bước sóng này giúp giảm đau nhanh chóng, kiểm soát các quá trình gây viêm và kích hoạt sâu các quá trình trao đổi chất vốn rất quan trọng cho tất cả các hoạt động của tế bào.

B. Ưu điểm nổi bật của laser công suất cao:

• Không giới hạn độ xuyên sâu.
• Thời gian trị liệu ngắn.
• Hiệu quả giảm đau tức thì.
• Phạm vi chỉ định rộng từ tổn thương cấp tính đế tổn thương mạn tính.
• Người bệnh cảm thấy rất thoải mái trong quá trình điều trị.

3. Cơ chế tương tác của laser với cơ thể

Như một tác nhân quang học với nhiều đặc trưng nổi bật. Khi tương tác với đối tượng sinh học, bức xạ laser cần được xem xét trên các khía cạnh sau đây:

3.1. Quang thụ thể của laser công suất cao

Có năm nhóm quang thụ thể đã được khám phá hoặc giả định. Đó là: (1) mạch hô hấp tế bào. (2) liên kết hydro. (3) oxy phân tử trong tổ chức sinh học. (4) các enzyme. và (5) một số thụ thể khác.

Mạch hô hấp tế bào là chìa khóa để tổng hợp ATP, “bản vị năng lượng” của tế bào. Một tác động căn bản của laser công suất thấp là tăng tổng hợp ATP. Với các quang thụ thể chính là các cytochrome tận cùng của mạch như a/a3, d… hoặc flavin dehydrogenase, glutamate dehydrogenase. Bằng chứng đưa ra khá đơn giản: phổ hấp thụ laser của ty thể trùng với của chúng. Và tác dụng của laser sẽ mất khi khử hoạt tính của chúng.

Loại quang thụ thể thứ hai là các liên kết hydro. Loại liên kết có vai trò sống còn trong cấu trúc hóa và chức năng hóa các hoạt động sống. Có ba lý do cơ bản dẫn đến giả định trên: (1) năng lượng của liên kết là 3 – 7 kcal/mol, tương đương năng lượng của photon vùng hồng ngoại, vùng phổ của laser bán dẫn. (2) với mật độ công suất thấp, laser CO2 cũng có tác dụng kích thích sinh học. Nằm tại vùng hồng ngoại xa, loại laser này chỉ có chất hấp thụ đặc trưng là nước. Và (3) nghiên cứu phổ cộng hưởng từ cho thấy, chính liên kết hydro hấp thụ các photon laser.

Oxy phân tử trong tổ chức sinh học được xem là loại quang thụ thể thứ ba. Dựa trên nghiên cứu của Zakharov năm 1990, dùng laser bán dẫn phổ liên tục tác động lên tính đàn hồi màng hồng cầu trong ống nghiệm. Modul đàn hồi màng hồng cầu thay đổi tại những bước sóng đặc trưng cho các dịch chuyển giữa các trạng thái lượng tử của oxy phân tử (các bước sóng 640, 660, 760, 1260 nm). Đúng như mong đợi, khi khử oxy, tác dụng mất ngay lập tức.

Nhiều hệ enzyme trong cơ thể cũng là quang thụ thể đối với ánh sáng laser. Điển hình là các enzyme kháng oxy hóa như superoxide dismutase (SOD) hoặc catalase. Chẳng hạn với cực đại hấp thụ tại 628 nm, catalase chính là quang thụ thể của laser HeNe.

Cuối cùng, các kích thích kết hợp (coherent excitation) cũng được xem là một dạng quang thụ thể. Mặc dù vấn đề còn đang được thảo luận.

3.2. Các biến đổi ở mức phân tử

Dưới tác dụng của bức xạ laser. Do thay đổi cấu hình mà xuất hiện sự tăng nhiệt cục bộ trong phạm vi quang thụ thể. Nghiên cứu phổ phát quang trên bề mặt tổ chức sinh học. Với ánh sáng thông thường từ một nguồn sáng điểm, sự chênh nhiệt độ chỉ là 1-2oK/cm. Trong khi với nguồn laser 5 mW, nó đạt tới 300oK/cm. Điều đó cho thấy, dưới tác dụng của laser, tổ chức sinh học đã biến đổi sâu sắc về mặt siêu cấu trúc (hình 9.6 và 9.7).

Một dạng biến đổi khác là tạo oxy singlet và gốc tự do H2O2. Dưới tác dụng của laser, oxy phân tử trong tổ chức sinh học biến thành gốc tự do oxy singlet có hoạt tính sinh học cao, dẫn tới việc tạo gốc tự do H2O2. Gốc tự do này điều hòa các cặp oxy hóa khử NAD+/NADH và NADP+/NADPH và do đó trạng thái oxy hóa khử tế bào.

Một kiểu biến đổi ở mức phân tử nữa là thay đổi số lượng liên kết hydro và do đó cấu hình phân tử. Việc các tín hiệu cộng hưởng từ hạt nhân, biểu hiện của hệ thống liên kết hydro, thay đổi liên tục dưới tác dụng của laser cho thấy, ánh sáng laser làm thay đổi số lượng liên kết hydro, và do đó cấu hình các đại phân tử sinh học. Việc các enzyme bị khử hoạt hóa bằng pH chịu tác động rất mạnh của laser, trong khi enzyme bình thường hầu như không bị tác động cũng cho thấy điều đó.

Ngoài ra hiệu ứng áp điện nghịch (bức xạ laser, với tư cách một tín hiệu điện từ, có thể làm các cấu trúc tinh thể áp điện trong cơ thể biến đổi về mặt cấu hình, dẫn tới những thay đổi sinh học) hoặc các trạng thái kích thích tập thể cũng có thể xem là những biến đổi ở mức phân tử dưới tác dụng của laser.

3.3. Biến đổi ở mức tế bào của laser công suất cao

Ở mức tế bào, laser có thể gây nhiều biến đổi quan trọng như tinh thể hóa nội bào, biến đổi bào quan hoặc thay đổi chuyển hóa tế bào.

Rõ nhất là tác dụng lên quá trình polymer hóa, tinh thể hóa bộ khung tế bào, khi sau 30 phút chiếu laser, cấu trúc bộ khung tế bào đã thay đổi một cách đặc trưng (hình 9.8). Điều đó tất yếu dẫn tới những biến đổi ở cấu trúc bào quan hoặc ở tương tác gian bào.

Những thay đổi chuyển hóa tế bào sau đây thường được nhắc tới trong các nghiên cứu đã công bố: (1) thay đổi động học sao chép; (2) giải phóng các chất trung gian hóa học; (3) kích thích sinh tổng hợp ATP (bảng 9.1); (4) kích thích sinh tổng hợp axit nhân;  (5) kích thích sinh tổng hợp protein (hình 9.9); (6) kích thích phân chia và di cư tế bào; và (7) thay đổi trạng thái oxy hóa khử.

3.4. Đáp ứng ở mức hệ thống và cơ thể.

Do những thay đổi ở mức tế bào như đã trình bày, laser gây ra nhiều biến đổi ở mức các hệ thống chức năng và mức cơ thể toàn vẹn. Các loại hình đáp ứng sau thường được nhắc tới trong y văn thế giới: (1) đáp ứng của phản ứng viêm; (2) đáp ứng của phản ứng đau; (3) đáp ứng của tổn thương tế bào; (4) đáp ứng tái sinh; (5) đáp ứng của hệ miễn dịch; (6) đáp ứng của hệ tim mạch; và (7) đáp ứng của hệ nội tiết.

4. Tác dụng y học của laser công suất cao.

Khi thực hiện điều trị laser công suất cao chúng ta sẽ nhận được các hiệu quả giảm đau, kích thích sinh học, tác dụng kháng viêm, chống phù nề, tác dụng nhiệt.

Có thể tóm tắt cơ chế tác dụng của laser công suất cao theo chu trình dưới đây:

Photon chùm laser công suất ( tác động) → Tổ chức sống → Phản ứng quang hóa, hóa sinh → Hiệu ứng kích sinh học (mang lại) → Các đáp ứng sinh học.

4.1. Tác dụng giảm đau.

• Sóng quang cơ trên mô sẽ tiếp cận và làm dịu các thụ thể đau dưới da bên cạnh đấy kích thích cơ học sợi Aα ngăn chặn đường dẫn truyền cảm giác đau qua cơ chế cổng kiểm soát của Melzack’s and Wall.
• Hỗ trợ sản sinh các chất opioid nội sinh như endophin, enkaphalin.

=> Từ đó làm giảm cảm giác đau ngay lập tức và giảm đau lâu dài.

4.2. Tác dụng kích thích sinh học.

Tác động chữa bệnh trên hầu hết các mô sinh học.

Ánh sáng do tia laser tạo ra có nhiều tác động ở cấp độ tế bào và dưới tế bào, bao gồm kích thích sản xuất ATP và ARN, làm thay đổi quá trình tổng hợp các cytokine tham gia vào quá trình viêm và bắt đầu các phản ứng tại màn tế bào bằng cách ảnh hưởng đến các kênh canxi giữa các tế bào.

• Thúc đẩy nhân đôi ARN ty thể → nhân đôi ty thể→ Tăng cường chuyển hóa ATP→ Tăng sự tổng hợp nhân ADN.
• Thức đẩy sản xuất mARN mã hóa procollagen→ Thúc đẩy sản xuất collagen→ Tăng cường mô chữa bệnh.

4.3. Tác dụng kháng viêm.

• Kích thích các tế bào hệ miễn dịch: Lượng bạch cầu đa nhân trung tính gia tăng và di chuyển, kích hoạt bạch cầu đơn nhân.
• Tăng mức Prostagladin-F2a (PGF2a), Interleukin-1a (Il-1a), IL8 và giảm mức PGE2. Những thay đổi này làm tăng lưu lượng máu, tăng sinh tế bào sừng từ đó cơ thể sẽ giảm hiệu ứng của viêm và đẩy nhanh quá trình kháng viêm làm lành vùng viêm nhanh chóng.

4.4. Tác dụng nhiệt.

Nguyên nhân: Nhờ các đặc tính của tia laser như độ định hướng cao, khả năng đồng bộ của các photon trong chùm tia laser và khả năng phát công suất cao của laser trị liệu công suất cao nên khi chiếu sẽ giảm được hệ số tán xạ và tập trung năng lượng tại 1 điểm trong thời gian ngắn nên sự hấp thụ năng lượng của các mô được đẩy lên. 

Hiệu ứng nhiệt của laser công suất cao được tạo ra khi chiếu tia laser lên cơ thể, thì ánh sáng do tia laser tạo ra được các mô hấp thụ và chuyển hóa ánh sáng thành nhiệt năng.

Tác dụng nhiệt → Giãn mạch→ Gia tăng tuần hoàn tại chỗ→ Tăng chuyển hóa→ Tăng lượng oxy→ Đẩy nhanh quá trình hồi phục tổn thương.

5. Chỉ định của laser công suất cao.

5.1. Bệnh lý khớp.

• Viêm khớp.
• Thoái hóa khớp.
• Viêm khớp dạng thấp.
  • Viêm khớp gối.
  • Thoái hóa khớp gối.
  • Viêm khớp dạng thấp các khớp bàn tay, ngón tay.
  • Viêm khớp khuỷu.
  • Viêm khớp vai.

5.2. Bệnh lý Gân/ bao gân/ Bao hoạt dịch.

• Viêm gân.
  • Gân nhị đầu.
  • Gân cơ chóp xoay.
  • Tenis Elbow.
  • Hội chứng ống cổ tay.
  • Gân duỗi ngón cái.
  • Ngón tay lò xo.
  • Gân xương bánh chè.
  • Viêm cân gan bàn chân.
  • Gân gót.
• Viêm bao hoạt dịch.
• Viêm bao gân.

5.3. Bệnh lý cơ.

• Căng cơ. co thắt cơ, rách cơ.
• Trigger points.
• Đau.
  • Đau vai.
  • Đau lưng.
  • Đau cổ vai gáy.
  • Lồi cầu.
  • Hội chứng osgood-schlatter.
• Kích thích các huyệt/ thực hiện kỹ thuật laser châm cứu.

5.4. Tổn thương thần kinh và phần mềm.

• Phục hồi dây thần kinh.
• Làm lành vết thương hở.
• Làm lành vết thương khó lành.
• Vết bỏng.
• Vết loét do nằm lâu.
• Vết loét do tiểu đường.
• Chấn thương.
  • Chấn thương chóp xoay.
  • Bong gân cổ chân.
  • Dãn dây chằng.
  • Trật khớp.

6. Chống chỉ định của laser công suất cao.

6.1. Chống chỉ định tuyệt đối khi sử dụng laser công suất cao.

• Vùng mắt- có thể làm tổn thương võng mạc.
• Khối u.
• Chiếu lên tuyết nội tiết.
• Hình xăm, tàn nhang.

6.2. Chống chỉ định tương đối khi sử dụng laser công suất cao.

• Động kinh.
• Bệnh nhân đang bị sốt.
• Phụ nữ có thai.
• Mất hoặc giảm cảm giác da vùng điều trị.
• Thuốc gây ra phản ứng nhạy cảm với ánh sáng.
• Bệnh nhân tiêm Cortisone.
• Kim loại trong người.

6.3. Tác dụng phụ của laser công suất cao.

Khi thực hiện điều trị laser công suất cao lên người bệnh có thể gặp các tác dụng phụ sau:

• Bỏng da.
• Ban đỏ, phát ban da.
• Ngứa ran thoáng qua.
• Đau hoặc tê tăng lên.