Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÙI PHƯƠNG ANH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG LASER BÁN DẪN LÀM VIỆC Ở CÁC BƯỚC SÓNG KHÁC NHAU VỚI CÔNG SUẤT THẤP TRONG ĐIỀU TRỊ CÁC BỆNH VIÊM NHIỄM PHỤ KHOA VÀ CÁC KHỐI U LÀNH TÍNH Ở NGỰC VÀ BỘ PHẬN SINH DỤC NỮ Chuyên ngành: Vật lý kỹ thuật LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2010 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS Trần Minh Thái Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Bùi Phương Anh Phái: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 28/01/1984 Nơi sinh: Đồng Nai Chuyên ngành: Vật lý kỹ thuật MSHV: 01207130 1- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ứng dụng laser bán dẫn làm việc bước sóng khác với cơng suất thấp điều trị bệnh viêm nhiễm phụ khoa khối u lành tính ngực phận sinh dục nữ 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: 2.1 Mô lan truyền chùm tia laser làm việc bước sóng khác với cơng suất thấp phương pháp Monte Carlo mô vùng ngực mô vùng chậu hông Từ kết mô phỏng, lựa chọn bước sóng thích hợp laser bán dẫn phục vụ cho việc điều trị số bệnh phụ khoa theo phương thức chữa trị không xâm lấn 2.2 Xây dựng sở lý luận phương pháp điều trị bệnh viêm nhiễm phụ khoa, khối u lành tính ngực phận sinh dục nữ laser bán dẫn làm việc bước sóng khác với cơng suất thấp 2.3 Trên sở lý luận phương pháp điều trị, tiến hành thiết kế thô chi tiết thiết bị điều trị bệnh viêm nhiễm phụ khoa, khối u lành tính ngực phận sinh dục nữ laser bán dẫn làm việc bước sóng khác với công suất thấp 2.4 Tổ chức nghiên cứu sử dụng thiết bị chế tạo điều trị lâm sàng 2.5 Trên sở kết điều trị lâm sàng, tiến hành đánh giá toàn diện thiết bị điều trị bệnh viêm nhiễm phụ khoa, khối u lành tính ngực phận sinh dục nữ laser bán dẫn công suất thấp 2.6 Kết luận 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS TRẦN MINH THÁI Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH KHOA QL CHUYÊN NGÀNH PGS.TS Trần Minh Thái TS Huỳnh Quang Linh TS Huỳnh Quang Linh TÓM TẮT Vấn đề sức khỏe sinh sản phụ nữ ngày quan tâm Hiện nay, có nhiều nghiên cứu y học vấn đề làm để chữa trị bệnh phụ khoa mà không làm ảnh hưởng đến thiên chức làm mẹ người phụ nữ Một hướng nghiên cứu chương trình nghiên cứu phương pháp điều trị số bệnh phụ khoa laser bán dẫn cơng suất thấp phịng thí nghiệm Cơng nghệ laser – Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM Luận văn phần chương trình nghiên cứu Luận văn trình bày kết mơ phương pháp Monte Carlo phân bố mật độ công suất chùm tia laser bán dẫn công suất thấp làm việc bước sóng 630nm, 780nm, 850nm 940nm tác động lên mô vùng ngực vùng bụng (chiếu từ bề mặt da) Từ kết mô phỏng, xây dựng sở lý luận cho phương pháp điều trị tổ chức triển khai sử dụng thiết bị điều trị lâm sàng để đánh giá thiết bị nghiên cứu chế tạo LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TP.HCM-2010 Mục lục Lời nói đầu .v PHẦN 1: TỔNG QUAN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CHÍNH 1.1 Các khối u lành tính ngực 1.1.1 Cấu tạo ngực khối u lành tính ngực 1.1.2 Các phương pháp điều trị khối u lành tính ngực 1.2 Các bệnh viêm nhiễm phận sinh dục nữ 1.2.1 Các loại viêm hệ sinh dục nữ 1.2.2 Phương pháp điều trị bệnh viêm nhiễm phận sinh dục nữ 1.3 Các khối u lành tính phận sinh dục nữ phương pháp điều trị 1.3.1 U xơ tử cung 1.3.2 U nang buồng trứng 10 1.3.3 Khối u đệm buồng trứng 12 1.3.4 Khối u tế bào mầm 12 CHƯƠNG 2: SỰ HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU, MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ 13 2.1 Sự hình thành đề tài nghiên cứu 13 2.2 Mục tiêu đề tài 14 2.3 Nhiệm vụ đề tài 15 CHƯƠNG 3: TƯƠNG TÁC CỦA CHÙM TIA LASER VỚI MÔ SINH HỌC 16 3.1 Cơ sở tương tác laser với mô sinh học 17 3.2 Mơ hình vật lý lan truyền ánh sáng mô 21 3.3 Mô Monte Carlo lan truyền ánh sáng mô sinh học 22 3.4 Laser trị liệu 25 3.5 Cơ chế điều trị laser bán dẫn công suất thấp 29 3.6 Cơ sở ứng dụng châm cứu laser bán dẫn công suất thấp tác động lên hệ miễn dịch 49 3.7 Liệu pháp laser công suất thấp điều trị phụ khoa 55 PHẦN 2: KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 59 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG MONTE CARLO SỰ LAN TRUYỀN CỦA CHÙM TIA LASER TRONG MÔ SINH HỌC 59 4.1 Mô lan truyền chùm tia laser vùng mô quan tâm 59 4.2 Phân tích đánh giá kết mơ 60 CHƯƠNG 5: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ CÁC BỆNH VIÊM NHIỄM PHỤ KHOA, CÁC KHỐI U LÀNH TÍNH Ở NGỰC VÀ BỘ PHẬN SINH DỤC NỮ BẰNG LASER BÁN DẪN CÔNG SUẤT THẤP 64 5.1 Các bệnh viêm nhiễm, khối u lành tính ngực hệ sinh dục nữ cần chữa trị 64 5.2 Nguyên tắc điều trị viêm nhiễm, khối u lành tính ngực hệ sinh dục nữ laser bán dẫn công suất thấp 65 5.3 Cơ chế điều trị 65 5.4 Phương thức thực điều trị 68 i LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TP.HCM-2010 5.5 Thiết bị điều trị viêm nhiễm, khối u lành tính ngực hệ sinh dục nữ laser bán dẫn công suất thấp 68 CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐIỀU TRỊ VIÊM NHIỄM PHỤ KHOA, CÁC KHỐI U LÀNH TÍNH Ở NGỰC VÀ HỆ SINH DỤC NỮ BẰNG LASER BÁN DẪN CÔNG SUẤT THẤP TRONG CHỮA TRỊ LÂM SÀNG 72 6.1 Tổ chức nghiên cứu sử dụng thiết bị chế tạo điều trị lâm sàng 72 6.2 Kết điều trị u buồng trứng lành tính có kích thước lớn 20mm laser bán dẫn công suất thấp 72 6.3 Kết điều trị u buồng trứng lành tính có kích thước > 20𝒎𝒎𝒎𝒎 ≤ 𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒 laser bán dẫn công suất thấp 78 6.4 Kết điều trị u xơ tử cung lành tính có kích thước lớn 20mm laser bán dẫn công suất thấp 82 6.5 Kết bước đầu điều trị viêm âm đạo laser bán dẫn công suất thấp 87 6.6 Kết điều trị viêm lộ tuyến cổ tử cung laser bán dẫn công suất thấp 92 6.7 Kết điều trị u tuyến xơ ngực 99 KẾT LUẬN 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 ii LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TP.HCM-2010 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Vị trí giải phẫu học ngực Hình 1.2: Cấu tạo lớp ngực từ vào Hình 1.3: Các khối u lành tính ngực Hình 1.4: U tuyến xơ (mũi tên) ngực phải phụ nữ 40 tuổi Hình 1.5: Vị trí giải phẫu phận sinh dục nữ Hình 1.6: Hình ảnh kính hiển vi của: a) Trichomonas vaginalis, b) Chlamydia Hình 1.7: U nang buồng trứng 10 Hình 3.1:Sơ đồ Jablonski tiêu biểu cho hợp chất hữu thơm Minh họa trình hấp thụ, phát huỳnh quang, lân quang intersystem crossing 18 Hình 3.2: Phổ hấp thụ (nét liền) phát xạ huỳnh quang (nét chấm) tương ứng với sơ đồ Jablonski 19 Hình 3.3: Phổ hấp thụ ba thành phần quan trọng mô: protein (albumin huyết bị 170mg/g), oxyhemoglobin (40µM) nước (40M) Hình bình hành bao quanh giá trị hệ số tán xạ mô mềm (Cheong 1990) 21 Hình 3.4: Sơ đồ hệ tọa độ Descartes mơ hình mơ nhiều lớp Trục y hướng ngồi 25 Hình 3.5: Mơ hình tán xạ mơ 25 Hình 3.6: Những hướng ứng dụng laser công suất thấp 36 Hình 3.7: Sự hấp thụ ánh sáng đỏ hồng ngoại gần chromophore có chuỗi hơ hấp ti thể 36 Hình 3.8: Phổ hấp thu chromophore mơ sống 37 Hình 3.9: Chuỗi hơ hấp tế bào ti thể 38 Hình 3.10: Khi NO giải phóng khỏi liên kết với tâm heme sắt đồng cytochrome c oxidase 38 Hình 3.11: Những hiệu ứng xi dịng tế bào LLLT 39 Hình 3.12: Những hiệu ứng mơ có lợi LLLT 40 Hình 3.13: Đường cong đáp ứng liều hai pha 42 Hình 3.14: Sơ đồ minh họa tương tác laser công suất thấp với trình sinh lý học thể 48 Hình 4.1: Phân bố mật độ cơng suất 10-4 W/cm2 bước sóng khảo sát cho mơ vùng ngực bình thường, thời kỳ tiền mãn kinh mãn kinh Thời gian chiếu 01 giây 61 Hình 4.2: Phân bố mật độ công suất 10-4 W/cm2 bước sóng khảo sát cho mơ vùng sinh dục với thời gian chiếu 01 giây 62 Hình 4.3: Phân bố mật độ công suất 10-4 W/cm2 bước sóng khảo sát cho mơ vùng sinh dục với thời gian chiếu 60 giây 62 Hình 5.1: Vị trí số hạch lympho 67 Hình 5.2: Thiết bị điều trị phụ khoa laser bán dẫn công suất thấp 69 Hình 5.3: Đầu châm đầu quang trị liệu sử dụng thiết bị điều trị phụ khoa laser bán dẫn công suất thấp 69 iii LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TP.HCM-2010 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4-1: Thông số quang học mô vùng ngực 59 Bảng 4-2: Các thơng số quang học mơ cho mơ hình vùng chậu hông 60 Bảng 4-3: Tổng hợp "độ xuyên sâu" từ kết mô 61 Bảng 4-4: Tổng hợp "độ xuyên sâu" từ kết hình 5.2 5.3 62 Bảng 6-1: Lượng hóa điểm bệnh nhân có u buồng trứng lành tính với kích thước lớn 20mm trước sau điều trị laser bán dẫn công suất thấp 76 Bảng 6-2: Bảng lượng giá điểm bệnh nhân có u buồng trứng lành tính với kích thước thước >20mm ≤40mm trước sau điều trị laser bán dẫn công suất thấp 80 Bảng 6-3: Phân bố bệnh nhân theo kích thước khối u tử cung trước điều trị 83 Bảng 6-4: Phân bố bệnh nhân theo số lượng triệu chứng lâm sàng trước điều trị 83 Bảng 6-5: Kích thước khối u lành tính tử cung, số lượng triệu chứng lâm sàng trước sau điều trị laser bán dẫn công suất thấp 86 Bảng 6-6: Bảng lượng hóa điểm triệu chứng lâm sàng trước sau điều trị laser bán dẫn công suất thấp cho bệnh nhân bị viêm âm đạo 91 Bảng 6-7: Bảng lượng hóa điểm triệu chứng lâm sàng cận lâm sàng trước, sau điều trị laser bán dẫn công suất thấp cho bệnh nhân bị viêm lộ tuyến cổ tử cung 97 Bảng 6-8: Bảng lượng hóa điểm kích thước u tuyến xơ vú trước sau kết thúc điều trị laser bán dẫn công suất thấp 102 Bảng 6-9: Bảng lượng hóa điểm kích thước u tuyến xơ vú trước sau kết thúc điều trị laser bán dẫn công suất thấp 106 iv LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TP.HCM-2010 Lời nói đầu Y học ngày phát triển làm cho người ngày quan tâm đến vấn đề sức khỏe Trong đó, vấn đề sức khỏe sinh sản người phụ nữ đặc biệt trọng Tạo hóa ban tặng cho người phụ nữ thiên chức làm mẹ với quan sinh dục khác biệt với nam giới hồn tồn hình dạng cấu trúc để phục vụ cho thiên chức Nhưng cấu tạo mở ngồi nên người phụ nữ thường dễ mắc bệnh viêm nhiễm phụ khoa Theo thống kê Bộ Y tế hàng năm trường hợp nhiễm bệnh phụ khoa tăng từ 15% - 27% Các bệnh thường không gây nguy hiểm đến mức đe dọa tính mạng người phụ nữ số phương pháp điều trị bệnh cướp khả sinh sản họ Chính mà giới có nhiều nghiên cứu với mục tiêu tìm phương pháp để điều trị bệnh phụ khoa khối u lành tính phụ nữ theo phương thức không xâm lấn để bảo toàn phận hệ sinh dục nữ, bảo toàn chức sinh sản họ Cũng với mục đích ấy, phịng thí nghiệm Cơng nghệ laser – Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM đề xuất chương trình nghiên cứu ứng dụng laser bán dẫn cơng suất thấp làm việc bước sóng khác điều trị bệnh viêm nhiễm phụ khoa, khối u lành tính ngực hệ sinh dục nữ Đề tài luận văn thạc sĩ với tên gọi “Nghiên cứu ứng dụng laser bán dẫn làm việc bước sóng khác với cơng suất thấp điều trị bệnh viêm nhiễm phụ khoa, khối u lành tính ngực hệ sinh dục nữ” góp phần thực chương trình nghiên cứu nói Mục tiêu đề tài là: Xây dựng sở lý luận xác định phương thức điều trị bệnh viêm nhiễm phụ khoa, khối u lành tính ngực hệ sinh dục nữ laser bán dẫn làm việc bước sóng khác với công suất thấp Trên sở lý luận phương pháp điều trị, tiến hành thiết kế chế tạo thiết bị điều trị mẫu đưa vào thử nghiệm lâm sàng để đánh giá kết thu Việc nghiên cứu đề tài bao gồm giai đoạn sau: - Tìm bước sóng thích hợp laser bán dẫn loại phun để phục vụ cho công tác điều trị: bệnh viêm nhiễm phụ khoa khối u lành tính ngực phận sinh dục nữ theo phương thức chữa trị khơng xâm lấn Giai đoạn đóng vai trị quan trọng Để đạt mục tiêu này, tiến hành mô lan truyền chùm tia laser bán dẫn làm việc bước sóng khác với công suất thấp mô sinh học vùng ngực vùng chậu hông nữ giới phương pháp Monte Carlo - Sau xác định bước sóng cần thiết để phục vụ cho điều trị, tiến hành xây dựng sở lý luận phương pháp điều trị bệnh viêm nhiễm phụ khoa khối u lành tính hệ sinh dục ngực nữ laser bán dẫn làm v LUẬN VĂN THẠC SĨ - TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TP.HCM-2010 việc bước sóng khác với cơng suất thấp Từ sở lý luận phương pháp điều trị, tiến hành thiết kế chế tạo thiết bị điều trị bệnh viêm nhiễm phẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM 0 1 11 11 11 HV: BÙI PHƯƠNG ANH 2 1 2 15 15 15 GVHD: PGS.TS TRẦN MINH THÁI 98 8 64 64 64 ... dẫn công suất thấp làm việc bước sóng khác đi? ?u trị bệnh viêm nhiễm phụ khoa, khối u lành tính ngực hệ sinh dục nữ Đề tài luận văn thạc sĩ với tên gọi ? ?Nghiên c? ?u ứng dụng laser bán dẫn làm việc. .. SỞ LÝ LUẬN CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐI? ?U TRỊ CÁC BỆNH VIÊM NHIỄM PHỤ KHOA, CÁC KHỐI U LÀNH TÍNH Ở NGỰC VÀ BỘ PHẬN SINH DỤC NỮ BẰNG LASER BÁN DẪN CÔNG SUẤT THẤP 64 5.1 Các bệnh viêm nhiễm, khối. .. laser bán dẫn làm việc bước sóng khác với công suất thấp đi? ?u trị bệnh viêm nhiễm phụ khoa khối u lành tính ngực phận sinh dục nữ 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: 2.1 Mô lan truyền chùm tia laser làm việc bước