ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN HỌC ỨNG DỤNG LASER CÔNG SUẤT CAO TRONG Y HỌC ỨNG DỤNG LASER CÔNG SUẤT CAO ỨNG DỤNG LASER CÔNG SUẤT CAO TRONG KHOAN RĂNG TRONG KHOAN RĂNG PHỤC VỤ ĐIỀU TRỊ LÂM SÀNG PHỤC VỤ ĐIỀU TRỊ LÂM SÀNG GVHD: PGS.TS. TRẦN MINH THÁI HỌC VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN THANH TÚ MÃ SỐ HỌC VIÊN: 10120670 LỚP CAO HỌC VẬT LÝ KỸ THUẬT KHÓA 2010 TP. HỒ CHÍ MINH – 04/2011 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 3 1. Sâu răng và cách điều trị 3 2. Laser công suất cao và ứng dụng trong y học 6 2.1 Phân loại laser theo công suất dùng trong y học 2.2 Các hiệu ứng của Laser công suất cao tạo ra 3. Một số ứng dụng laser trong nha khoa 9 4. Giải pháp khoan răng bằng laser 9 5. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 10 6. Nội dung nghiên cứu của đề tài 10 PHẦN NỘI DUNG 11 1. Nguyên lý khoan răng bằng laser công suất cao 10 2. Phổ hấp thụ của nước và men răng 13 3. Các thiết bị khoan răng dùng Laser thường dùng 13 4. Xung laser và các chế độ khoan cắt 14 5. Kết quả quá trình khoan bằng laser Er:YAG 17 6. Bẫy nhiệt và cách phòng tránh trong quá trình khoan 19 7. Đánh giá ưu nhược điểm 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 2 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Sâu răng và cách điều trị - Nguyên nhân của bệnh sâu răng Răng bị sâu do vi khuẩn trong mảng bám chuyển hoá đường và carbonhydrate(chất bột) trong thức ăn thành axit. Axit này làm phân rã các chất khoáng trên bề mặt răng, tạo thành lỗ sâu lớn dần theo thời gian. - Các triệu chứng thường gặp khi răng bị sâu Răng sâu ban đầu thường không có triệu chứng, sau khi sâu răng tiến triển qua đến ngà răng thì răng có thể nhạy cảm với thức ăn ngọt hoặc nhạy cảm với nóng, lạnh. - Chẩn đoán Nha sĩ chẩn đoán sâu răng bằng mắt và thăm dò sâu răng bằng thám trâm để xác định xem có sâu răng hay không. Nếu nghi ngờ có sâu răng ẩn mình nha sĩ có thể chụp phim X quang để kiểm tra răng. - Quá trình hình thành và phát triển của sâu răng Sâu răng ban đầu biểu hiện ở dạng đốm trắng, ở giai đoạn này sâu răng chưa gây phá hủy men răng, và có thể tự hồi phục nếu giữ vệ sinh răng miệng tốt. Khi sâu răng đã phá hủy men răng thì không thể tự hồi phục được. Đa số xoang sâu sẽ càng sâu hơn theo thời gian. Thời gian tiến triển của sâu răng ở mỗi người là khác nhau. o Răng khoẻ mạnh Men răng: là lớp cứng chắc ở ngoài cùng. Ngà răng: là lớp mềm hơn nằm bên dưới lớp men. Tủy răng: là phần mô sống của răng, chứa mạch máu và thần kinh 3 o Bị đốm trắng Vi khuẩn trong mảng bám răng chuyển hoá chất bột đường thành axit, làm hòa tan chất khoáng của lớp men. Biểu hiện là một đốm trắng như phấn trên bề mặt răng. Ở giai đoạn này tiến trình sâu răng có thể hồi phục bằng cách sử dụng fluor tại nhà hay tại phòng nha. o Sâu men Quá trình mất khoáng tiếp tục, men răng bị phá hủy. Một khi men răng bị hư hại nó sâu răng không thể tự hồi phục. Xoang sâu cần được nha sĩ làm sạch và trám lại. 4 o Sâu ngà Sâu răng tiến triển và lan rộng vào ngà răng. Ở ngà răng , quá trình sâu răng diễn ra nhanh chóng hơn do lớp ngà răng mềm hơn. Thông thường răng sẽ bị nhạy cảm ở giai đoạn này. o Sâu răng lan tới tuỷ Nếu răng sâu vẫn không được điều trị(hoặc điều trị không tốt) sâu răng sẽ lan tới tủy. Tủy răng sẽ bị nhiễm trùng, ở giai đoạn này răng thường đau nhức dữ dội. Có thể gây biến chứng là abcès(sưng tấy) hoặc tạo lỗ dò ở bề mặt nướu. - Điều trị Lấy sạch mô răng bệnh, ngà vụn, chữa tuỷ nếu cần, sát khuẩn lỗ sâu và trám kín xoang ( lỗ ) sâu bằng vật liệu thích hợp. Đối với những trường hợp có nguy cơ sâu răng cao, nha sĩ có thể sử dụng liệu pháp áp flour để ngăn ngừa sâu răng. 5 Sâu răng được điều trị bằng phương pháp trám răng. Nha sĩ sẽ lấy sạch phần răng sâu của bạn, sau đó trám lại bằng vật liệu trám. Trong một vài trường hợp sâu răng quá lớn, răng có thể được tái tạo bằng cách làm inlay, onlay hoặc bọc mão răng. 2. Laser công suất cao và ứng dụng trong y học 2.1 Phân loại laser theo công suất dùng trong y học  Laser công suất thấp: mật độ công suất vào khoảng 10 -4 W/cm 2 , thời gian chiếu: 10s ÷ vài phút. Ứng dụng: trị bại não ở trẻ em, phục hồi chức năng sau tai biến, cắt cơn cai nghiện ma tuý….  Laser công suất cao: công suất vào khoảng W/cm 2 Ứng dụng: trong giảm áp đĩa đệm qua da, trong chỉnh hình, tạo hình mạch, trong thẩm mỹ, trong chữa tật khúc xạ của mắt, trong chữa xẹo lồi….và trong điều trị ung thư. 2.2 Các hiệu ứng của Laser công suất cao tạo ra Khi chiếu vào hệ sinh học, chùm laser công suất cao tuỳ theo mật độ công suất và thời gian chiếu mà gây ra một số hiệu ứng sau: a. Hiệu ứng quang đông  Mật độ công suất: 0,5 ÷ 10 3 (W/cm 2 ).  Thời gian chiếu: 10 -3 ÷ 10 (s). Cơ chế: Làm nhiệt độ điểm chiếu nâng lên từ 60-80 o C. Lúc này, các protein bị đông vón, các tế bào không còn chức năng hoạt động. 6 Ứng dụng: o Phá huỷ các khối u lành tính và ác tính trong giai đoạn đầu ở dạ dày, vòm họng, trực tràng. o Hàn gắn các mạch máu bị đứt (đóng vai trò rất quan trọng trong hàn võng mạc bị bong trong nhãn khoa). Các trường hợp ngăn chảy máu dạ dày. Hai trường hợp:  CO 2 , Ar: λ = 10,6µm : Quang đông nông.  YAG:Nd: λ = 1,06µm: Quang đông sâu. Sử dụng loại ion Ar cần có thì không cần tia dẫn đường. b. Hiệu ứng bóc bay hơi tổ chức  Mật độ công suất: 500 ÷ 10 5 (W/cm 2 ).  Thời gian chiếu: 10 -3 s ÷1s Cơ chế: Do có độ định hướng lý tưởng, độ đơn sắc cao nên tập trung năng lượng vào 1 điểm, chỉ cần năng lượng nhỏ những vẫn tạo ra được mật độ cao. Nhiệt độ điểm chiếu tăng đến khoảng 100 ÷ 300 o C. Lúc này, nước bốc hơi, các protien cháy thành than, tạo ra vết cắt. → Đồng thời tạo ra hàng rào sinh học (có tác dụng cầm máu, bảo vệ tránh nhiễm trùng). Loại Laser sử dụng:  Laser CO 2 : λ = 10,6µm  Laser bán dẫn CSC (có thể dẫn đi bằng sợi quang): λ = 830 ÷ 850nm. 7 c. Hiệu ứng quang bóc lớp  Mật độ công suất: 10 6 ÷ 10 8 (W/cm 2 ).  Thời gian chiếu: 10 -9 ÷10 -6 (s). Ứng dụng: Sử dụng trong chuyên khoa mắt và phẫu thuật mạch và chữa các tật khúc xạ mắt. Loại Laser sử dụng:  ArF: λ = 193nm.  KrF: λ = 284nm.  XeCl: λ = 308nm.  XeF: λ = 351nm. o Bề rộng xung: 10 ÷ 15nm. d. Hiệu ứng quang cơ  Mật độ công suất: 10 10 ÷ 10 12 (W/cm 2 )  Thời gian chiếu: 10 -9 ÷ 10 -11 (s)  Làm việc ở chế độ xung vài nanomet. Cơ chế: Sự tăng vọt thể tích cục bộ của tổ chức do nhiệt độ tại đó tăng nhanh tức thời không kịp lan tỏa ra xung quanh. Điều này kéo theo sự xuất hiện các dao động dàn hồi tại ranh giới của vùng chiếu, gây ra các tổn thương khác hẳn so với tổn thương nhiệt của tia laser. Các hiệu ứng cơ học tương tự sẽ không xảy ra nếu sử dụng laser dạng liên tục. Ứng dụng: Bắn phá sỏi thận. e. Hiệu ứng quang động học  Mật độ công suất: Dãy mật độ công suất rất rộng  Thời gian chiếu: tuỳ theo loại ung thư Cơ chế: Chất nhạy quang được tiêm vào cơ thể mang điện tích dương sẽ tích tụ và hấp thụ vào các tế bào ung thư có chứa điện tích âm. Khi chiếu ánh sáng laser đơn sắc có bước sóng phù hợp để kích thích chất nhạy quang cụ thể để sản xuất một số loại ôxy phản ứng (singlet oxygen: Oxy ở trạng thái đơn, gốc oxygen, superoxide hoặc peroxide) thông qua oxy mô nhạy hoá. 8 Oxy phản ứng được tạo ra có thể trực tiếp giết chết tế bào khối u hoặc gây ra sự thiếu dinh dưỡng cho khối u, đáp ứng miễn dịch và tắt mạch máu thông qua quá trình ôxy hoá thứ cấp dẫn đến cái chết tế bào từ các hiệu ứng kết hợp. → Chọn lọc những tế bào ung thư tiêu diệt bằng cách gây độc, không ảnh hưởng đến những tế bào thường xung quanh. 3. Một số ứng dụng laser trong nha khoa - Khoan, chữa sâu răng. - Dùng trong thăm dò vị trí sâu khó tìm. - Tạo lớp màng cứng trên bề mặt, tránh sâu răng. - Tẩy trắng răng. - Chữa viêm nứu. - Chiếu cứng vết trám. - Khử trùng. - Tiểu phẩu. 4. Giải pháp khoan răng bằng laser Nhược điểm của việc sử dụng khoan răng cơ khí: Việc chữa trị cho răng thường phải dùng đến máy khoan có tốc độ cao để tạo đường khoan êm. Tuy nhiên việc này lại gặp phải một số vấn đề:  Chấn động vùng xung quanh có khả năng làm vỡ các vùng không mong muốn.  Gây chấn động lên toàn bộ đầu, tạo cảm giác không tốt cho bệnh nhân.  Phải gây tê hoặc gây mê trong một số trường hợp đặc biệt.  Gây âm thanh chấn động tâm lý, kinh sợ, không dám đến gặp nha sĩ dù răng đau. Giải pháp Laser: - Từ những năm 1990, các nhà khoa học đã ứng dụng Laser vào nha khoa để điều trị một số mô mềm. 9 - Đến năm 1997, Tổ chức FDA (Food and Drug Administration) của Mỹ cho phép sử dụng Laser để trám răng; và loại Laser thường dùng để trám răng là Erbium: Yttrium Aluminum Garnet Er:YAG (2940 nm, xung 100µs-50 ms) và Erbium, Chromium: Yttrium Scandium Gallium Garnet Er,Cr:YSGG (2780 nm, xung 140µs). - Trong nha khoa, người ta thường dùng những loại như: Argon, Dual Wavelength, Argon Diode có bước sóng từ 810 đến 830 nm (nanô-mét), Diode bước sóng 980 nm, CO 2 , ND-Yag, Erbium, Low Level Lasers. 5. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài - Tìm hiểu về kỹ thuật khoan răng bằng laser công suất cao. 6. Nội dung nghiên cứu của đề tài - Nguyên lý khoan răng bằng laser công suất cao. - Thiết bị thực hiện. - Đánh giá ưu khuyết điểm. 10 [...]... tấn công, gây bệnh sâu răng Hsu đã dùng tia laser ở nhiệt độ thấp để nấu chảy hợp chất hữu cơ, tạo ra một "tấm áo giáp" che các khe hở đó Chính vì vậy, việc sử dụng laser để khoan răng cũng có tác dụng tương tự Nhược điểm  Thời gian khoan lâu hơn Việc nạo khoét răng sâu bằng tia laser mất gấp đôi thời gian so với máy khoan, vì chỗ răng sâu nằm hơi sâu một chút là phải gây tê  Khó lấy đi phần răng. .. của laser xung thời gian Điều quan trọng cần lưu ý rằng bằng cách giảm năng lượng laser, với ý định làm việc an toàn hơn, ta có thể đạt được chính xác điều ngược lại, tức là tác dụng nhiệt hơn trong mô Yếu tố quan trọng có thể được sử dụng để xác định hiệu quả của năng lượng laser trên mô răng là Peclet 6 hoặc Số của Laser- mô (LTN) LTN được xác định bởi: LTN = cường độ Laser x LTF Với Cường độ Laser. .. động tần số cụ thể: Er laser YAG ở bước sóng 2,94 μm có đặc cao nhất cho sự hấp thụ nước của tất cả các laser hồng ngoại Điều này là do một trong những chế độ rung phân tử cụ thể trong các phân tử nước tạo ra một tần số tương ứng trực tiếp giữa bước sóng hồng ngoại của các Er: (laser 2,94 μm) YAG Đó là vì lý do này mà sự hấp thu đỉnh cao trong nước cho Er: YAG năng lượng rất cao: Tứ diện hình học của... sóc răng Vị nha sĩ này giải thích: "Trong trường hợp lòi chân răng, khi kỹ thuật siêu âm đã chặn ứng các vi khuẩn, thì kỹ thuật laser là một trợ lực quý báu giúp loại bỏ tất cả các vi khuẩn và làm cho xương được sạch hơn, lợi (nướu) giữ răng chắc hơn" Trong trường hợp hút tủy răng, khó khăn lớn nhất là chạm tới các vi khuẩn ẩn nấp bên trong răng Tia laser làm tốt điều đó: tiêu diệt hết các vi khuẩn... mới có thể làm đông cứng vật liệu trám răng; nhưng với Laser, vật liệu trám có thể đông cứng chỉ trong khoảng 5 - 10 giây 23  Laser thường được dùng để trám các lỗ sâu răng nhỏ hoặc trung bình ở cả người lớn và trẻ em Vì có thể lấy đi nhanh chóng và chính xác phần mô răng hư nên Laser Er:YAG bảo tồn được phần răng còn lại nhiều hơn, nguyên vẹn hơn so với khi tạo xoang trám bằng máy khoan siêu tốc  Về... được thực hiện để giữ cho sản xuất nhiệt ở mức tối thiểu trong thời gian làm thủ tục cắt bỏ và do đó ngăn chặn một sự thay đổi tiêu cực trong các đỉnh cao sự hấp thụ nước Việt không tiếp xúc cứng - cắt bỏ mô của laser ER:YAG : Một đánh giá của chỉ ra rằng một lợi thế lâm sàng chính của một Er: YAG laser cho các ứng dụng nha khoa là khả năng cắt bỏ răng và xương bị hư nhiệt tối thiểu Các Photobiology của...PHẦN NỘI DUNG 1 Nguyên lý khoan răng bằng laser công suất cao [6] Nguyên tử trong phân tử không bao giờ nghỉ ngơi, và đối với từng loại phân tử có chế độ rung chuẩn Đối với các phân tử nước, có 3 chế độ bình thường của độ rung, gọi là đối xứng kéo dài, uốn cong, và assymmetric kéo dài Các chế độ này dao động phụ thuộc hoàn toàn vào hình dạng nguyên tử của liên kết hóa trị (-OH) trong phân tử nước và thực... 39.000-45.000 USD) KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Ứng dụng Laser trong nha khoa được thực hiện an toàn Đây là giải pháp gây ít đau đớn cho bệnh nhân Ngoài ra, những ưu thế vượt trội đặc biệt là khả năng diệt khuẩn cao rất đáng được đầu tư Tuy nhiên, những do nhược điểm thuộc về bản chất nên việc sử dụng laser để khoan răng chỉ tập trung vào các ưu điểm nổi trội của nó trong một số trường hợp đặc biệt 25 TÀI... khuẩn: Đây là điều không thể chối cãi Tuy không thay thế hoàn toàn máy khoan, nhưng nó cũng hất cẳng máy khoan trong vài lĩnh vực Nha sĩ Franck Amoyet giải thích: "Tia laser có tác dụng kháng khuẩn và kích thích các mô mà không một kỹ thuật nào có thể thay thế được" Do đó, việc kết hợp các kỹ thuật truyền thống với tia laser là việc phù hợp nhất để nâng cao chất lượng của việc chăm sóc răng Vị nha sĩ... Hai loại laser thường dùng trong khoan răng: - Erbium: Yttrium Aluminum Garnet Er:YAG (2940 nm, xung 100µs-50 ms, 9.9W ÷ 19.4W) - Erbium, Chromium: Yttrium Scandium Gallium Garnet Er,Cr:YSGG (2780 nm, xung 140µs, 6.5W ) (LoạiCO2 ít được sử dụng do hạn chế của khuỷu quang học làm giảm độ linh hoạt đầu khoan) 13 4 Xung laser và các chế độ khoan cắt [4] Khi thực hiện với xung ngắn thì khả năng khoan cắt . HỌC ỨNG DỤNG LASER CÔNG SUẤT CAO TRONG Y HỌC ỨNG DỤNG LASER CÔNG SUẤT CAO ỨNG DỤNG LASER CÔNG SUẤT CAO TRONG KHOAN RĂNG TRONG KHOAN RĂNG PHỤC VỤ ĐIỀU TRỊ LÂM SÀNG PHỤC VỤ ĐIỀU TRỊ LÂM SÀNG GVHD:. Phân loại laser theo công suất dùng trong y học 2.2 Các hiệu ứng của Laser công suất cao tạo ra 3. Một số ứng dụng laser trong nha khoa 9 4. Giải pháp khoan răng bằng laser 9 5. Mục tiêu nghiên. trong chữa xẹo lồi….và trong điều trị ung thư. 2.2 Các hiệu ứng của Laser công suất cao tạo ra Khi chiếu vào hệ sinh học, chùm laser công suất cao tuỳ theo mật độ công suất và thời gian chiếu