Quang nhiệt chọn lọc của laser
Chia sẻ bài viết lên :

Quang nhiệt chọn lọc của laser được xem là lý thuyết học rằng bạn cần xem xét kỹ, hiểu qua để có những ứng dụng điều trị, sử dụng laser đúng và hợp lý. Hôm nay hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về các lý thuyết quang nhiệt laser được chọn lọc ra sao, các thông số cần lưu ý đến là gì và tận dụng ra sao ra phù hợp. Mời quý bạn cùng xem chi tiết sau đây.

Lý thuyết về quang nhiệt chọn lọc của laser

Vào những năm 1983 ông Richard R. Anderson và John A. Parrish đã cho ra đời lý thuyết về quá trình của quang nhiệt được chọn lọc kỹ càng trong nền khoa học. Với mục tiêu là cung cấp năng lượng cho nhiễm sắc thể mà không làm tổn thương mô của làn da

  •  Vào những năm 1960,thì laser argon 510-nm đã được đưa vào sử dụng để xử lý bớt rượu vang (PWS), laser argon có hệ số hấp thụ cao với hemoglobin cho nên thích hợp với việc điều trị mạch
  • Laser argon được gọi là sóng liên tục có hệ số hấp thụ tương đối cao với hemoglobin sẽ làm tăng lên nhiệt độ trong mạch máu có chọn lọc , các mô xung quanh sẽ tăng lên gây ra khi nhiệt độ lan tỏa
  • Để giải thích được sự khuếch tán nhiệt thì Richard R.Anderson đã trình bài về quá trình quang nhiệt có chọn lọc như sau: Khi chiếu xạ laser năng lượng ánh sáng được hấp thụ và chuyển thành nhiệt năng , nó được truyền nhiệt đến mô xung quanh và làm giảm nhiệt độ của mô đích xuống
Lý thuyết về quang nhiệt học của laser
Lý thuyết về quang nhiệt học của laser

Sơ đồ biểu hiện những thay đổi của thể nhiễm sắc sau khi chiếu xạ ánh sáng có thể hấp thụ bởi thể nhiễm sắc.

  • Lý thuyết quang học có chọn lọc được hiểu là khi 1 lượng nhỏ năng lượng ánh sáng được chiếu xạ trong 1 thời gian ngắn năng lượng ánh sáng được hấp thụ bởi mô đích chỉ được sử dụng để tăng nhiệt độ của mô đích và không truyền nhiệt cho các mô xung quanh.

Xem thêm: Ứng Dụng Laze Thế hệ Mới trong Thẩm Mỹ

Các thông số trong lý thuyết laser quang học chọn lọc
Các thông số trong lý thuyết laser quang học chọn lọc

Sơ đồ biểu diễn nhiệt độ trong quá trình quang nhiệt chọn lọc: T0, trước khi tiếp xúc với tia laser (nhiệt độ cơ thể); T1, trong khi tiếp xúc với tia laser (làm nóng mục tiêu nhanh có chọn lọc); T2, khi kết thúc tiếp xúc với tia laser (các mục tiêu bị tổn thương không hồi phục); T3, sau một thời gian giãn nhiệt sau xung laser (làm mát mục tiêu, làm nóng mô xung quanh); T4, sau hai thời gian giãn nhiệt sau xung laser; T5, sau năm thời gian giãn nhiệt sau khi phát xung laser; và T6, mô từ từ trở lại trạng thái cân bằng nhiệt với môi trường xung quanh.

  • T0 được gọi là nhiệt độ trước khi chiếu tia lazer còn T1 T2 T3 T4 T5 T6 được gọi là nhiệt độ sau khi chiếu tia lazer
  • Thời gian giãn nhiệt ( T2 ) ( TRT ) 

Thời gian giãn nhiệt ( TRT ) có khoảng thời gian ngắn có liên quan đến thời gian dẫn nhiệt hay thời gian khuếch tán nhiệt của mô đích , để nhiệt độ vùng lõm giảm xuống 63% ( e-1 = 0,37 ) nó sẽ giảm theo cấp số nhân

Nghiên cứu cho thấy TRT có biến số:

  • Tr = d2/gk
  • Tr: là thời gian giản nhiệt
  • d: là độ dày
  • g: là hệ số hình học là 24-27 nếu là hình cầu , 16 nếu là hình trụ , 28 nếu là mặt phẳng
  • k: là độ khuếch tán nhiệt. Thời gian giãn nhiệt có tỷ lệ với bình phương đường kính mô , mô càng lớn thì TRT càng lớn và nhiệt độ giảm sẽ càng chậm và ngược lại. Ví dụ: nước hầm kẽm chì trong nồi sẽ nguội từ từ vì nó lớn nhưng nếu bạn dùng thìa để hầm kẽ chì thì nó sẽ nguội nhanh hơn vì nó nhỏ.
  • TRT còn được tính toán theo đường kính của các kích thước khác nhau
Mục tiêu hình cầu (đường

kính µm)

TRT (s)Vùng thời gian và thành phần của da
0.13 x 10-9Vùng nano giây hoặc xung ngắn hơn theo kích thước bào quan

(melanosome)

1.03 x 10-7
103 x 10-5Vùng micro giây hoặc xung ngắn hơn theo kích thước tế bào cụ thể

(RBC)

1003 x 10-3Vùng mili giây hoặc xung ngắn hơn cho cấu trúc nhỏ và không có

mạch máu (biểu bì)

TRT và các thành phần của da theo kích thước

  • Nên sử dụng các tia laser có độ dài xung khác nhau tùy thuộc vào kích thước của mô đích để điều trị các thành phần trong tế bào như melanosome cần có khả năng chiếu xạ trong nano giây , để điều trị các tế bào như RBCS thì cấn micro giây và điều trị các cấu trúc như lớp biểu bì cần mili giây.

Xem thêm: Rối loạn sắc tố da là gì?

  • Độ dài xung ( PD ) so với TRT.

Chúng ta sẽ so sánh 3 trường hợp như sau:

  • Thứ nhất là PD dài hơn TRT: trường hợp này nhiệt độ T3 ở trên T2 nhiệt độ của nó có thể cao hơn nhiệt độ mục tiêu ( 750C) với nhiệt độ này thì nó có thể gây tổn thương cho các mô xung quanh tổn thương cả mô đích . Khi chiếu xạ với năng lượng cao thì bất kể độ dài xung nào cũng sẽ gây tổn thương cho các mô do T2 tự động tăng cao và nhiệt độ của mô đích có thể sẽ tăng cao hơn vượt qua cả nhiệt độ mà tác dụng phụ xảy ra
  • Khi PD ngắn hơn TRT : trường hợp này xảy ra khi chiếu tia laser đã được hoàn thành ở T1 có nhiệt độ tương đối thấp sẽ không đạt được nhiệt độ mục tiêu ( 750C ) và cả mô đích cũng vậy do đó nó sẽ không có hiệu quả cũng không có tác dụng phụ xảy ra . Nhưng nó có thể sử dụng được với laser Q – Switched vì độ dài xung của nó thường rất ngắn ( nano giây ) khi kết hợp với nhau có thể sẽ phát nổ để gián tiếp phá hủy các tế bào hắc tố hay các tế bào sừng để gây hoại tử
  • Cuối cùng là khi PD = TRT : đây là trường hợp được cho là lý tưởng nhất vì nó làm tổn thương mô đích và các mô khác còn lại thì không , nhưng ngược lại sẽ rất khó để tạo ra được tình huống này do nhiều nguyên nhân sau:
    • Kích thước của các mô đích đa số là không đồng nhất
    • Nhiệt độ để tính trong phương trình tổng quát là nhiệt độ không tuyệt đối chỉ có tính tương đối

Cho nên thời gian ngắn mà T2 và TRT sẽ không giống nhau được , nên cách duy nhất là rút ngắn PD cho gần bằng hoặc ngắn hơn so với TRT một chút là được ; hiệu ứng quang nhiệt sẽ được áp dụng trong trường hợp này

  • Sẽ không biết được chính xác con số được rút ngắn để PD có hiệu quả , nhưng trong một số tài liệu về điều trị mạch máu PD sẽ hiệu quả khi PD = 1/10 TRT
Cơ chế quang nhiệt chọn lọc của laser
Cơ chế quang nhiệt chọn lọc của laser

Sự thay đổi nhiệt độ theo độ dài xung.

  • (Trái) PD và TRT bằng nhau (TRT = PD).
  • (Giữa) PD dài hơn TRT (TRT <PD) hoặc năng lượng cao.
  • (Phải) PD ngắn hơn TRT (TRT> PD).

Các thông số trong lý thuyết quang học laser chọn lọc 

Có 3 thông số như sau:

  • Chọn bước sóng có hệ số hấp thụ của mô đích ( thể nhiễm sắc ) cao hơn so với mô xung quanh
  • PD phải ngắn hơn TRT  của mô đích
  • Phải đủ năng lượng để làm tổn thương mô đích mà vẫn bảo tồn được các mô xung quanh

Ví dụ: trong lý thuyết về quang nhiệt chọn lọc được áp dụng cho da như sau : vì các mạch máu có kích thước 10-100nm có TRT từ 1-3ms , nên sử dụng laser nhuộm xung 585-nm (  PDL ) với hệ số hấp thụ cao với PD được đặt ở mức 450ms . Các melanosome có kích thước 0,5-1Mm và TRT tương ứng là 250-1000ns do đó sử dụng laser ruby Q-Switched hoặc laser alexandrite Q-Switched có hệ số hấp thụ cao đối với hắc tố PD của mỗi tia laser được đặt lần lượt là 40ns và 1<ms.

Xem thêm: Top 5 công nghệ trị nám mới nhất hiện nay

Trên là bài viết chia sẻ về kiến thức, cơ chế quang nhiệt chọn lọc của laser dùng để điều trị các bệnh lý học về da đã được nêu trên nói riêng và các ứng dụng khác nói chung. Bài viết giải thích rõ về các thông số, ý nghĩa hoạt động của quang nhiệt.

Bài hay đừng ngại bấm
và bấm Chia sẻ bên dưới nhé.

Chia sẻ bài viết lên :