Thiết bị laser trị liệu đa bước sóng

Mục Lục Thiết bị Laser điều trị đa bước sóng: A, Giới thiệu chung về Laser: I,Chặng đường phát triển của laser (laze) và những ứng dụng quan trọng: Laser là khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ cưỡng bức; chữ Laser là kết nối bởi những chữ đầu tiên của cụm từ nói trên bằng tiếng Anh (Light Amplification by Stimulated Emisson of Radiation). Người ta nhớ lại rằng, vào năm 1916, sau khi được bầu vào Viên Hàn lâm Khoa học Đức, A.Einstein bằng tư duy trừu tượng cao, đã nêu thuyết: Nếu chiếu những nguyên tử bằng một làn sóng điện từ, sẽ có thể xẩy ra một bức xạ “được kích hoạt” và trở thành một chùm tia hoàn toàn đơn sắc, ở đó tất cả những photon (quang tử) phát ra sẽ có cùng một bước sóng. Đó là một ý tưởng khoa học. Nhưng chưa có ai chứng minh nên lý thuyết đó gần như bị lãng quên trong nhiều năm.  Mãi tới năm 1951giáo sư Charles Townes thuộc trường Đại học Columbia của thành phố New York (Mỹ) mới chú ý đến sự khuếch đại của sóng cực ngắn (vi sóng). Ông thực hiện một thí nghiệm mang tên Maser (maze) là khuếch đại vi sóng bằng bức xạ cảm ứng, (chữ Maser cũng là chữ đầu của nghĩa đó bằng tiếng Anh: Microwave Amplification by Stimulated Emisson of radiation). Ông đã thành công, tuy phải chi phí khá tốn kém để nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. Cũng vào thời gian này, ở một phương trời khác, hai nhà khoa học Xô Viết là N. Batsov và A. Prokhorov cũng phát minh ra máy khếch đại vi sóng và gần như cùng một dạng nguyên lý. Vì thế cả ba nhà khoa học nói trên đều được nhận giải Nobel vật lý vào năm 1964.  Đạt tới việc khuếch đại các sóng cực ngắn rồi mà sao không dấn thêm vào các sóng phát sáng ?, đó là sự tiếc nuối thốt lên từ C. Townes. Bởi sau thành công này ông được cấp trên giao cho trọng trách mới. Thực ra nhà khoa học Anthus Schawlow (là em rể của Townes) đã có nhiều công suy nghĩ để biến Maze thành laze, nhưng mới trong phạm vi lý thuyết và tháng 8/1958 ông công bố phần lý thuyết đó trên tạp chí “Physical Review” rồi cũng dừng lại; để cho Theodora Maiman phát triển thêm lên. Theodora Maiman, là nhà khoa học của phòng thí nghiệm Hughes tại Malibu, bang California. Dựa vào lý thuyết và nền tảng thực nghiệm của Townes và Schawlow đã công bố, T. Maiman dành hơn hai năm đi sâu thêm, mở rộng thêm và trở thành người đầu tiên tìm ra tia Laser mà nguyên lý cơ bản của nó có thể tóm tắt như sau:  Laze của Maiman phát sinh ra nhờ máy phát (xem hình 1) bao gồm: hộp cộng hưởng quang học trong đó chứa đựng: gương M1 và gương M2 đặt song song và đối diện nhau, riêng M2 là loại gương bán mạ (ở mức bán trong suốt). Khoảng giữa của hai gương là thanh hoạt chất H, Maiman đặt vào đó vật chất rắn là hồng ngọc, rồi chiếu lên đó chùm ánh sáng R mạnh; nhờ đó nó tạo ra môi trường hoạt động đặc biệt còn gọi là môi trường Laze: tại đây, một phản ứng hoá học, ion hoá trong hoạt chất được “bơm” lên một mức năng lượng kích thích E1 sau đó nó tự phát rời xuống mức nửa bền E2 ở dưới. Khi cảm ứng từ mức nửa bền chuyển dời về trạng thái ở mức năng lượng thấp hơn Eo sẽ phát ra phần tử ánh sáng gọi là Photon (quang tử). Những phần tử này phản xạ qua lại nhiều lần giữa hai gương M1 và M2. Quá trình đập đi đập lại làm chúng va đập phải các nguyên tử khác và các nguyên tử này cũng bị kích hoạt để phát ra photon khác. Theo cách thức này, ngày càng có nhiều photon kết hợp lại với nhau thành một chùm tia gọi là tia Laze, nó ngày càng mạnh và đến một giới hạn nào đó, chùm tia ánh sáng xuyên qua bề mặt tráng bán mạ của gương M2 ra ngoài, trở thành tia có độ định hướng cao và có mật độ quang năng lớn.  Ngày 16/5/1960 là ngày đáng nhớ, bởi ngày này, T. Maiman chính thức tạo ra Laser từ thể rắn hồng ngọc. Tia sáng do ông tìm ra là luồng ánh sáng rất tập trung và có độ hội tụ lớn, hoàn toàn thẳng, rõ nét, thuần khiết, mầu đỏ lộng lẫy và bề dài bước sóng đo được là 0,694 micromet. Như vậy là giả thuyết mà Einstein nêu ra cách ngày ấy 54 năm đã được chứng minh. Những năm tiếp theo, các nhà khoa học khắp nơi đã nối dài thành quả laze ra thành nhiều loại, bằng cách: đưa vào thanh hoạt chất thể khí (ví như carbonic CO2 hoặc He , Ne , Ar ...) ta có tia laze từ thể khí; đưa vào đó arseniure (từ gallium) thì có tia laze từ bán dẫn; đưa vào đó dung dịch các chất nhuộm mầu hữu cơ thì cho ta laze lỏng; sử dụng oxy-iot vạn năng ta có laze hoá học; rồi laze rắn v..v.. Điều kỳ diệu là tuỳ theo hoạt chất mà tạo ra những mầu sắc khác nhau làm cho tia laze trở nên lung linh huyền ảo. Ví như tia laze từ Helium-neon cho mầu đỏ; tia laze của argon cho ta mầu xanh đậm và xanh lá cây. Muốn có mầu sắc của tia laze thích hợp, nhà sản xuất phải cân chỉnh. Ví như Công ty Điện tử Pioneer đã tăng hoặc giảm tần số phát phổ sáng của loại laze thể rắn để tìm ra chùm tia xanh mà khách hàng ưa thích, (thao tác cân chỉnh này giống như dò giải tần sóng âm thanh để bắt được tín hiệu rõ nhất). Kể từ đó, laze có những bước phát triển vượt bậc. Người ta nhanh chóng phát minh ra laze từ excimere, nó xuất hiện trong tia tử ngoại và làm ra laze phát đi trong tia hồng ngoại mà mắt thường không thể thấy được. Đây là một thứ rất lợi hại, được các nhà quân sự tận dụng triệt để. Người ta dự đoán, cùng với bán dẫn, laze sẽ là một trong những lĩnh vực khoa học và công nghệ quan trọng vào bậc nhất của thế kỷ XXI; Những ứng dụng dưới đây của laze cho chúng ta thấy tiềm năng to lớn đó:   1, Ứng dụng laze vào trong công nghiệp:  Các nhà công nghiệp đánh giá rất cao tính chất hội tụ cùng mật độ quang năng lớn của tia laze (độ hội tụ ấy lên tới hàng triệu Watt trên một cm2) với độ chính xác đáng nể của nó. Nhưng năng lực thấu của laze phụ thuộc vào môi trường sử dụng. Môi trường cung cấp cao khoảng 20 kW hoặc hơn thì có thể sử dụng trong công nghiệp. Với môi trường công nghiệp thì laze khí từ CO2 hoặc từ argon là sử dụng thích hợp nhất. Người ta có thể thiết kế lên những cỗ máy tự động sử dụng laze công suất mạnh, kết nối với máy tính để điều khiển dùng trong các nhà máy cơ khí chính xác. Những tia laze mầu xanh có thể trở thành những giao tiện sắc bén, tiện được, cắt, gọt được, qua đó gia công được những chi tiết máy phức tạp, hoặc những chi tiết máy siêu nhỏ. Tia laze cũng có thể làm nên những “mũi giao khắc”, có thể khắc hoặc khoét đủ hình dáng lên ống thép của các nhà máy hoá chất, hoặc bồn chứa, ống dẫn dầu-khí, hoặc để cưa cắt mhững tấm thép hợp kim rất dầy (tới 20 mm) phục vụ công nghệ đóng tầu biển. Ngoài ra để phá những tầu đã quá niên hạn, hoặc xe quân sự đã thanh lý đưa vào lò luyện thép, phải dùng laze hoá học công suất tới 100 kW thì mới làm nổi. Hoặc để chạm khắc lên những vật liệu khác như giấy carton, nhựa, gỗ... laze cũng áp dụng để hàn đủ thứ kim loại (từ kim loại mềm đến kim loại cứng nhất mà ta có thể gặp). * Để phục vụ cho công nghiệp và nghiên cứu khoa học, người Nga đã sớm xây dựng máy phát laze ở vùng ngoại ô Matxcơva với công suất bước đầu là 1 MW. Đươc biết, để khởi động cho máy phát này, người ta phải cắt điện trong một phạm vi rộng lớn quanh vùng. Nhưng người Đức lại có cách nhìn thực tế và thực dụng hơn, họ sớm thiết lập nhiều công ty cung cấp công nghệ laze, nhờ đó chiếm đến 40% thị phần mặt hàng này trên thị trường thế giới, hàng năm sản xuất ra tới 600 máy laze đáp ứng mọi nhu cầu của nền công nghiệp của nước mình và theo đơn đặt hàng của nhiều nước. Đặc biệt, có các máy gia công sử dụng công nghệ laze thích hợp cho những doanh nghiệp vừa và nhỏ. Những hãng ôtô nổi tiếng như BMW hoặc Peugeot dùng laze vào các rôbốt để đảm trách các công đoạn: lắp ráp, hàn, sơn...những thao tác của rôbốt trở nên cực kỳ chính xác, nhanh và tiện lợi .  Để phục vụ cho các công trình công nghiệp như nhà máy điện, những khu vực nhậy cảm, những hệ thống viễn thông, người Pháp đã thiết lập hệ thống thu lôi bằng laze tại Saint Privat – d’Allier. Đó là vùng thường xẩy ra dông – sét về mùa hè. Hệ thống này hợp thành “hàng rào” bảo vệ. Những chùm tia laze được chiếu thẳng vào lúc khởi đầu tia chớp có tác dụng như một ống máng để dồn sét vào nơi người định sẵn.  * Trong lĩnh vực công nghiệp nhẹ, thương mại và viễn thông, laze được ứng dụng vào các công đoạn cắt vải đạt độ chính xác cao, rà soát mã số sản phẩm công nghiệp, báo giá các mặt hàng cho người thu ngân lưu giữ vào máy, để phát hiện tiền giả, để in bao bì sản phảm có độ nét cao, để đánh dấu những sợi cable nhỏ nhất trong công nghiệp điện tử, hay vẽ đường nét (theo thiết kế) lên những vi mạch... laze cũng được dùng rộng rãi trong ngành viễn thông ví như người Pháp và Mỹ đã lập mạng liên lạc đường dài với nhau từ năm 1988, bằng hệ thống liên lạc hồng ngoại laze nhờ sợi cáp quang dài chừng 150 ngàn km vượt qua biển Đại Tây Dương. Như vậy, tia laze đã được thu vào một sợi cáp quang rất mảnh (nhỏ hơn sợi tóc) và được điều khiển bởi một hệ thống phức tạp. Loại dây dẫn này có khả năng chứa nhiều thông tin hơn các loại dây dẫn khác nhiều lần. Chỉ khoảng 4 sợi lắp trong hệ thống xuyên đại dương có thể chuyển 40 ngàn cuộc nói chuyện cùng một lúc. (Để đối chiếu, ta hãy nhớ lại rằng, hệ thống cáp xuyên Thái Bình Dương làm năm 1957 bằng dây đồng chỉ chuyển được 90 cuộc điện đàm cùng một lúc). Việt Nam cũng đã tham gia vào hệ thống cáp quang hiện đại này (trong chương trình Sea-Me-Wez gồm 32 nước tham gia). Hệ thống này, ngoài việc phục vụ điện tín, fax, điện thoại...nó còn hỗ trợ đắc lực cho hệ thống Internet trên toàn cầu. 3, Laze phục vụ sức khoẻ và cuôc sống văn hoá, tinh thần cho con người:  Người ta có thể sử dụng các nguồn laze với công suất khác nhau, vì rất thuận tiện trong việc sử dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau của cuộc sống. Ví như  Trong y học, người ta sớm dùng laze như một giao mổ, kết hợp với nội soi nên tăng thêm sự chính xác khi điều trị bằng phẫu thuật u bướu lành tính cũng như ác tính trong nội tạng của bệnh nhân. laze kết nối với máy tính có thể phẫu thuật mắt, hoặc phẫu thuật thần kinh, tai mũi họng, hoặc khai thông những mạch máu bị tắc chính xác và hiệu quả. Có thể dùng tia laze để đốt những vết sắc tố ngoài da, tẩy vết săm, hoặc tẩy mụn ...  Trong văn hoá, nghệ thuật, thể thao, nhờ độ phân giải cao, laze đã nhanh chóng xâm nhập vào đĩa compact và vidéo. Trong trường hợp này người ta dùng nhiều đến laze xanh vì so với Laser đỏ thì laze xanh có thể đọc được nhiều tin hơn trên cùng một không gian ghi. Để chứa một cuốn phim vidéo thời lượng 2 giờ, nếu dùng laze xanh chỉ cần nén vào một đĩa CD là đủ, nhưng nếu dùng laze đỏ phải cần đến 3 đĩa CD mới chứa hết. Ngày nay trong các buổi trình diễn nghệ thuật, thể thao, trong công viên nước, trong vũ trường...không thể thiếu những ánh sáng kỳ diệu nhiều mầu sắc: xanh, đỏ, hồng, vàng, cam, tím...của laze (xem hình-2) v..v..  3, Laser dùng trong quân sự : Từ khi laze ra đời, một thế hệ vũ khí mới xuất hiện, chúng rất nguy hiểm cho loài người, chỉ với những gì đã biết dưới đây đã nói lên điều đó:  * Thời chiến tranh lạnh, người Nga đã có cơ sở nghiên cứu vũ khí laze rất sớm ở Smoliachkov (gần St. Petersburg), chính họ đã nêu lên nhiều ý tưởng vũ khí laze hiện đại. Nhưng từ 1990 trở lại đây, khả năng tài chính không cho phép, do vậy người Nga chỉ thực hiên được một phần tham vọng của mình. Mặt khác họ rất kín đáo về lĩnh vực laze trong quốc phòng. Người có công lớn trong lĩnh vực mới này là Viện sĩ Fedo Bunkin. Ông đã được nhà nước trao giải thưởng về những ứng dụng quan trọng này. * Còn người Mỹ, người Pháp đã và đang thành lập nhà máy laze siêu mạnh, để phục vụ cho công nghiệp, kỹ nghệ vũ trụ... Viện Nghiên cứu Lawrence Livermore National Laboratory ở California (Mỹ) đã lắp đặt một máy laze thuộc loại lớn nhất thế giới, siêu mạnh và siêu hiện đại trên diện tích rộng bằng 2 sân bóng đá, với giá 1,8 tỷ USD. Nhưng giới thạo tin thì cho rằng: nó để tạo thành nguồn điện như dòng điện xuất hiện trong quá trinh phản ứng nhiệt hạch trên mặt trời để từ đó quan sát quá trình phản ứng hạt nhân của hydro phục vụ việc chế tạo và hoàn thiện bom kinh phí có sức phá huỷ khủng khiếp. Cũng phải nói thêm rằng: Máy laze dù lớn hay bé, đều có chung một nguyên lý tạo thành giống nhau, chỉ khác ở kích cỡ, công suất năng lượng cho đầu vào và phải giải quyết khâu làm lạnh cho tất cả hệ thống, để làm lạnh, thường phải nhờ vào nitơ lỏng.  Còn máy laze của người Pháp được đặt ở Bordeaux, chủ yếu dưới ngầm, được đầu tư 1,5 tỷ USD. Theo họ, đó là để kích thích quá trình gây nổ trong việc thử bom khinh khí. Công việc trên sẽ được hoàn thành vào năm 2005.  Kể từ năm 1999, hãng Boeing của Mỹ đã sản xuất và đã thử nghiệm bước đầu loại máy bay có trang bị vũ khí laze. Trên đó có buồng chứa 6 máy laze hoá học và hệ thống ống tele đường kính 1,8m để hội tụ và hướng tia laze vào mục tiêu. Máy laze này được coi là một thứ súng, nhưng tính năng của súng này phụ thuộc vào khí quyển. Được biết, nếu súng này ở tầm cao 11 ngàn km (tức là nơi không còn khí quyển nữa) thì tầm hiệu dụng của súng là 300 km. Nếu vượt quá tầm này thì tia laze không đủ sức làm nóng chảy kim loại, nghĩa là không sát thương được mục tiêu.  * Súng Laser dùng cho bộ binh thường hướng vào: làm thế nào vô hiệu hoá được chiến binh của đối phương, cản trở sự triển khai vũ khí và phương tiện chiến tranh của đối phương. Ví dụ, ta biết rằng, hệ tiêu hoá của chúng ta luôn có tần số tự nhiên khoảng dưới 10 hertz. Do vậy vào những năm sau 1960, người Mỹ đã chế tạo ra “súng âm thanh trầm” có tần số tương ứng như vậy. Khi súng hướng vào bụng, dạ dầy của đối phương tạo ra sự cộng hưởng với biên độ tăng dần, làm cho đối phương buồn nôn kèm theo chóng mặt, hoa mắt mà không sao cưỡng lại được. Người trúng loại “đạn âm thanh” đó tức khắc bị loại ra khỏi cuộc chiến. Cũng như vậy, người ta đã dùng sóng radio xấp xỉ với sóng của não người để gây rối loạn đầu óc của đối phương. Những loại súng này thường gọn nhẹ (chỉ bằng cây bút chì). Có khi dùng tia laze làm mù mắt của đối phương ...  Người ta dùng laze để chế tạo ra súng phun nhựa (lanceglu) phun vào đối phương, ngay tức khắc người bị dính nhựa không cựa quây được (giống như mạng nhện bao bọc lấy con ruồi), đến mức không thể sử dụng súng để chống trả được nữa, chỉ chờ được cứu, hoặc chờ bị bắt. Vẫn biết rằng, không thiếu gì dung môi hoà tan nhựa, nhưng hoà tan được nhựa thì cũng hoà tan cả tế bào da, nên lại bị bỏng nặng. Hoặc có khi bơm vào đối phương “những bọt dầu nhớt” như bọt xà phòng. làm đối phương không nghe thấy gì v.v..  * Ngoài ra, laze còn dùng để đo khoảng cách các mục tiêu quân sự , biết được thời gian đi và về của tia sáng ta dễ dàng tính ra được khoảng cách. Bằng cách này, các nhà khoa học đã dùng laze để đo khoảng cách từ trái đất tới mặt trăng một cách chính xác. Như trong cuộc chiến ở Irắc vừa qua, người Mỹ dùng laze để điều khiển các tên lửa và kích cho nó nổ khi đã đến mục tiêu v.v..  Qua đây ta thấy, laze dùng trong quân sự là khá nguy hiểm. Nếu những nghiên cứu của các nước giầu nêu trên thành công thì trở thành mối lo ngại cho loài người. Cũng phải nói thêm rằng, kể từ năm 1997, Bộ quốc phòng Mỹ ngang nhiên xem xét đạo luật “coi khoảng không gian gần trái đất là vùng quyền lợi của nước Mỹ” (!) Một mặt, họ đẩy nhanh việc phóng vệ tinh lên đây và dự kiến đến 2010 sẽ có 1.700 vệ tinh trên đó là của người Mỹ. Mặt khác, họ tăng cường vũ khí laze ở trên vùng này để bảo vệ “quyền lợi” của họ... II, Tình hình ứng dụng của Laser ở Việt Nam: 1, Trong lĩnh vực y học: Máy laser đầu tiên ra đời nǎm 1960 và được ứng dụng trong nhãn khoa nǎm 1963. Laser y học nhanh chóng phát triển trên các lĩnh vực chẩn đoán, điều trị, phẫu thuật, đặc biệt 20 nǎm gần đây góp phần to lớn xây dựng nền y học hiện đại, mở ra rất nhiều triển vọng trong chữa bệnh và làm đẹp con người. Ở Việt Nam, máy laser đầu tiên được dùng trong thực nghiệm nhãn khoa là laser Ruby nǎm 1976, nhưng thực sự được nghiên cứu ứng dụng từ các đề tài nghiên cứu khoa học liên ngành giữa Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 với các cơ sở khoa học trong và ngoài quân đội từ 1984, nǎm đánh dấu thời kỳ ứng dụng laser trong y học nước ta. 16 nǎm qua laser y học liên tục phát triển ở hầu hết các bệnh viện quân dân y và cơ sở y tế phục vụ hàng trǎm nghìn người bệnh, dần dần hình thành chuyên ngành laser y học Việt Nam, bước đầu đạt được nhiều kết quả rất đáng khích lệ trên cả 2 lĩnh vực chế tạo và ứng dụng. Hệ thống thiết bị laser y tế được ứng dụng tại Việt Nam Đến tháng 6/2000 đã có hơn 600 thiết bị laser y tế được ứng dụng tại các bệnh viện trung ương, tỉnh, quân đội và một số y tế tư nhân. Phần lớn là máy laser được lắp ráp, cải tiến, sản xuất trong nước của các cơ sở khoa học: Viện nghiên cứu vật liệu thuộc Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia, Trung tâm công nghệ laser thuộc Viện nghiên cứu công nghệ, Bộ Khoa học công nghệ và Môi trường, Viện kỹ thuật quân sự - Bộ Quốc phòng, Trung tâm vật lý y sinh học - Bộ Quốc phòng, trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh. Điều này đã xác minh tiềm nǎng lớn lao của các nhà vật lý công nghệ Việt Nam. Số máy laser từ nguồn nước ngoài không nhiều như YGA: Nd, Argon, Ruby. Gần đây có laser hơi vàng, Excimer... Laser y tế hiện nay gồm 2 nhóm chính: 1. Laser điều trị (công suất thấp) như: He-Ne, bán dẫn GaAs, nitrogen, HeCd, chiếm khoảng 80%, đặc biệt laser He-Ne và bán dẫn chiếm phần lớn. 2. Laser phẫu thuật công suất cao như CO2, YAG: Nd, rubi, argon, hơi vàng, hơi đồng, Excimer, đặc biệt laser CO2 chiếm phần lớn. Nhìn chung thiết bị laser y học chúng ta còn ở giai đoạn đầu nhất là các hệ laser phẫu thuật - hướng phát triển chủ yếu của laser y học còn ít. Tuy nhiên sự hình thành và phát triển laser y học nước ta có phần đóng góp rất cơ bản của các nhà vật lý đặt nền móng laser y học nước ta như Nguyễn Vǎn Hiệu, Phan Hồng Khôi, Vũ Xuân Quang... các cơ sở khoa học trong nước đã cung cấp cho y tế nước nhà một số lượng khá lớn các loại máy laser, đồng thời tạo điều kiện cho các nhà y học hiểu biết và tiếp cận với laser trong giai đoạn đầu. Theo ước tính sơ bộ đến tháng 6/2000 số lượng máy laser y tế đã được ứng dụng: Laser He-Ne: 350 Laser bán dẫn GaAs: 140 Laser nitrogen: 6 Laser HeCd: 2 Laser CO2: 135 Laser YAG:Nd: 5 Laser hơi vàng: 1 Laser hơi đồng: 2 Laser argon: 2 Laser ruby: 1 Kết quả nghiên cứu ứng dụng laser y học Trên thế giới cũng như ở Việt Nam, y học là một trong các lĩnh vực ứng dụng công nghệ laser lớn nhất và có hiệu quả nhất hiện nay, mang lại giá trị kinh tế đến hàng tỷ USD mỗi năm. Laser trong y học được ứng dụng trong tất cả các quá trình: Trị liệu, phẫu thuật và chẩn đoán. Năm 1976, lần đầu tiên nước ta tiếp nhận và sử dụng một thiết bị laser Rubi do một tổ chức nhân đạo của Mỹ trao tặng, giao cho Viện Mắt Trung ương sử dụng và quản lý. Tuy nhiên, do lúc đó chúng ta chưa có đội ngũ cán bộ có thể tiếp nhận và khai thác công nghệ này nên các ứng dụng mới chỉ được thử nghiệm trên thỏ. Đến năm 1984, nhờ chính sách đổi mới, lần đầu tiên Viện Khoa học Việt Nam đã hoàn thiện được một thiết bị laser He-Ne công suất 30mW và đưa vào ứng dụng ở Khoa răng - Viện 108. Thiết bị này được sử dụng để chữa bệnh viêm nha chu - một bệnh hay tái phát và khó chữa. Kết quả đã chữa khỏi cho hàng trăm bệnh nhân mắc bệnh này. Năm 1985, các nhà khoa học của Viện Kỹ thuật Quân sự (nay là Trung tâm Khoa học Kỹ thuật-Công nghệ Quân sự-Bộ Quốc phòng) đã triển khai ứng dụng laser He-Ne chữa các bệnh về mắt, phụ khoa, da liễu, ứng dụng trong vật lý trị liệu tại các Viện 103, 108; đồng thời tiến hành các thực nghiệm mổ bằng laser CO2 trên thỏ. Lúc này, vấn đề nghiên cứu và ứng dụng laser ở nước ta đã được quan tâm, thể hiện qua việc thành lập Viện Công nghệ Laser (trực thuộc Viện Nghiên cứu Công nghệ Quốc gia) năm 1984, trong đó việc nghiên cứu, ứng dụng laser phục vụ ngành y tế là một trong những định hướng hàng đầu của Viện. Năm 1988, Viện đã phối hợp với Bộ Quốc phòng, Viện Quân y 108 thành lập một dự án: "Ứng dụng laser He-Ne trong y học" do cố GS-TSKH Nguyễn Huy Phan và TS Trần Đình Anh làm đồng chủ nhiệm với tổ thư ký gồm TSKH Vũ Công Lập, TS Trần Công Duyệt và TS Trần Ngọc Liêm. Đến năm 1991, Dự án đã nghiên cứu chế tạo được 300 thiết bị laser loại này và chuyển giao cho các bệnh viện, cơ sở khám chữa bệnh trong cả nước. Đây là lần đầu tiên sản phẩm của các nhà khoa học trong nước đã có chỗ đứng trong các bệnh viện, cơ sở khám chữa bệnh và được đánh giá cao. Kết quả triển khai Dự án đã vượt xa dự đoán ban đầu về hiệu quả điều trị và khả năng áp dụng cho nhiều chuyên khoa. Tất cả các bệnh viêm nhiễm bề mặt cấp tính hoặc mãn tính, các bệnh loét, vết thương lâu lành, các bệnh ngoài da đều được chữa khỏi với tỷ lệ trên 90%, vượt xa các phương pháp điều trị thông thường. Cũng nhờ kết quả của Dự án này mà Trung tâm Vật lý y sinh học đã được thành lập tại Thành phố Hồ Chí Minh năm 1990, trở thành một trung tâm mới chuyên về ứng dụng laser trong y học. Năm 1992, lần đầu tiên một hội nghị cấp quốc gia về ứng dụng laser trong y tế được tổ chức tại Quy Nhơn. Đây là một sự kiện đánh dấu cho việc “bùng nổ" các 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 đã có thêm 300 thiết bị laser He-Ne nữa được chế tạo và đưa vào ứng dụng trong thực tiễn. Cũng chính từ lúc này, Bộ Y tế đã bắt đầu "vào cuộc", hỗ trợ tích cực cho các nghiên cứu về laser. Tổ chức Y tế thế giới (WHO) cũng hỗ trợ cho các nghiên cứu này thông qua các lớp tập huấn nhằm phổ biến rộng rãi các nghiên cứu, ứng dụng về laser cho các nước trong khu vực. Năm 1994, Viện Nghiên cứu Công nghệ Quốc gia đổi tên thành Viện Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ trực thuộc Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường (nay là Bộ KH&CN), các viện thành viên trở thành các trung tâm, trong đó có Trung tâm Công nghệ Laser. Ngay từ lúc đó, Bộ KH,CN&MT đã rất quan tâm hỗ trợ cho việc nghiên cứu, ứng dụng các công nghệ laser bằng nhiều chương trình, đề tài nghiên cứu. Nhờ vậy mà chúng ta đã sản xuất ra được nhiều thiết bị laser y tế công nghệ cao như laser rắn Nd:YAG, laser Rubi, laser hơi vàng, laser hơi đồng, laser khí Argon... Năm 1998, lần đầu tiên 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 Châu Á Thái Bình Dương. Điều đó đã phần nào chứng tỏ vị thế của Việt Nam lúc này trong lĩnh vực công nghệ laser đã được nâng cao và coi trọng so với khu vực và thế giới. Cũng trong năm này, Trung tâm Công nghệ Laser đã chế tạo thành công được một thiết bị công nghệ cao là laser Nd:YAG 60W dùng để chữa bệnh về cột sống (thoát vị đĩa đệm) và laser Nd:YAG xung điều trị trong chuyên khoa mắt (đục thuỷ tinh thể). Ngay sau đó là việc ứng dụng laser Excimer để chữa các bệnh về mắt (cận, viễn, loạn thị). Có thể nói, đến năm 2000, lĩnh vực laser y học ở Việt Nam đã được định hình một cách rõ nét và vững vàng. Có thể điểm qua một số thiết bị và công nghệ laser y tế nổi bật của Trung tâm Công nghệ Laser - một đơn vị nghiên cứu ứng dụng lớn nhất trong cả nước về laser - đã và đang được ứng dụng rộng rãi tại nhiều bệnh viện và cơ sở khám chữa bệnh trong cả nước: * Thiết bị laser Nd:YAG 60 W (định vị bằng tia laser He-Ne): Sử dụng rộng rãi để cắt mô, bốc bay, dùng trong điều trị da liễu, thẩm mỹ (là phẳng các sẹo lồi, u máu...), phẫu thuật nội soi, thoát vị đĩa đệm, giải phẫu thần kinh, các bệnh của tai-mũi-họng, răng-hàm-mặt .... * Thiết bị laser CO2 40 W phẫu thuật siêu xung: Thiết bị này có thể dùng bóc tách cực mỏng các tổ chức mà không cần đến gây tê. Dùng trong điều trị da liễu, thẩm mỹ, sản phụ khoa. Do ưu điểm có thể quang đông cầm máu, bốc bay tổ chức tức thời nên sử dụng tia laser còn tránh cho bệnh nhân không bị nhiễm các bệnh lây qua đường máu; vết thương chóng lành; không để lại sẹo, vết thâm. * Thiết bị laser He-Ne 15 mW điều trị đa năng, nội mạch: Do tính đơn sắc cao nên khi chiếu laser này lên bề mặt da hoặc vết thương sẽ gây kích thích sinh học đặc trưng như: Giãn mạch, điều chỉnh hệ thần kinh thể dịch và nội tiết, tăng cường trao đổi chất, giảm đau, giảm phù nề, do vậy làm tăng khả năng miễn dịch và tái tạo của cơ thể. Dùng trong việc điều trị các bệnh rối loạn tuần hoàn não, tai biến mạch máu não, hỗ trợ cai nghiện ma tuý... * Thiết bị laser He-Ne công suất cao (trên 700 mW) dùng cho điều trị ung thư theo phương pháp quang động học. * Thiết bị laser Diod 5 mW đến trên 500 mW dùng trong châm cứu: Khi tác dụng lên huyệt, bức xạ laser sẽ kích thích quá trình trao đổi chất, làm thay đổi trạng thái sinh lý của huyệt và có khả năng khuếch tán hay lan truyền các hiệu ứng tương tác bằng cơ chế trao đổi thông tin tế bào. Phương pháp châm cứu bằng laser này có hiệu quả tương đương phương pháp châm cứu cổ điển mà lại tránh được các bệnh lây truyền qua đường máu. * Thiết bị laser đa bước sóng gồm nhiều laser: Laser He-Ne, laser He-Cd, laser bán dẫn màu xanh. Đặc biệt có kết quả cao trong việc điều trị bệnh nhân phong, da liễu. * Ngoài ra, còn có các thiết bị laser khác như: Laser PDT (chẩn đoán và điều trị ung thư), laser KTP (điều trị phì đại tuyến tiền liệt không cần gây mê, không gây chảy máu...), laser Diod dùng trong phẫu thuật... Về những ứng dụng lâm sàng đáng ghi nhận nhất của laser trong thời gian gần đây là việc ứng dụng laser trong chuyên khoa mắt, đặc biệt đối v?i bệnh cận thị, viễn thị và loạn thị bằng phương pháp Lasik - dùng tia laser Excimer xung cực ngắn chỉnh sửa độ cong của giác mạc siêu tinh tế không chảy máu. Đến nay tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh đã có trên 10 Trung tâm laser Excimer, điều trị có hiệu quả cao cho hàng chục ngàn bệnh nhân. Một phương pháp khác rất tiết kiệm cho điều trị các trường hợp cận thị nhẹ là sử dụng các laser hồng ngoại công suất thấp. Đây là phương pháp vật lý trị liệu chữa cận thị học đường đầu tiên ở Việt Nam, được tiến hành tại Viện Mắt Trung ương từ tháng 6/2003. Các ứng dụng lâm sàng khác như chữa liệt nửa người bằng quang châm laser bán dẫn đã được thử nghiệm thành công trên 250 bệnh nhân tại thành phố Hồ Chí Minh và Tiền Giang với tỷ lệ hồi phục hơn 75%. Ưu điểm của kỹ thuật này là không gây đau và cảm giác khó chịu cho bệnh nhân, tránh được sự lây nhiễm các bệnh viêm gan B, HIV/AIDS, không gây tai biến và phản ứng phụ có hại. Cuối năm 2003, tại Viện 108 đã điều trị bằng laser cho gần 300 bệnh nhân bị u nốt ruồi, u gai, u máu và u vàng. Kết quả là 83% bệnh nhân có kết quả tốt, chỉ có 12% tái phát, 5% để lại sẹo. Ca mổ chữa động kinh bằng laser đầu tiên của Việt Nam được thực hiện tại Bệnh viện đa khoa tỉnh Bình Định từ giữa năm 2002. Sau khi được dùng laser CO2 công suất cao để phẫu thuật cắt bỏ sẹo động kinh, đến nay bệnh nhân hoàn toàn tỉnh táo và không bị tái phát. Trước đó, Bệnh viện này cũng cắt bỏ thành công một khối u não (8x8cm, nặng 300 g) cho một bệnh nhân ở Tân Cảnh - Kon Tum. Đây cũng là ca mổ u não bằng tia laser CO2 đầu tiên ở Việt Nam. Do khối u quá lớn, lại nằm ở vị trí đặc biệt nên việc mổ bằng phương pháp thông thường có thể dẫn tới rối loạn thị giác, gây mù. Do vậy bệnh nhân đã được quyết định mổ bằng laser CO2 công suất cao, kết quả bệnh nhân hồi phục rất tốt. Trên thế giới, từ cuối năm 2001 các nhà khoa học của Xinhgapo đã tìm ra phương pháp chống sâu răng bằng tia laser, đem lại hiệu quả đến 98%. Tại Viện Lawrence Liverinore Laboratory (Mỹ) đã chế tạo thành công một mũi kim laser để "truy lùng" các tế bào ung thư vú. Phương pháp này cho kết quả chính xác không thua kém kỹ thuật sinh thiết. Đặc biệt nó tiện lợi hơn cho bệnh nhân vì không phải làm thủ thuật cắt tế bào vú để sinh thiết. Mới đây, kỹ thuật Nano laser đã được các nhà khoa học ở Đại học Harvard - Mỹ thực hiện thành công trong việc giải phẫu tế bào: Dùng laser xung kéo dài trong thời gian 1/1015 của một giây để làm cho cấu trúc bên trong tế bào bốc hơi mà không làm phương hại đến chính tế bào đó. Điều đó mở ra hy vọng sẽ chữa khỏi ung thư ngay trong thời gian đầu tiên. Tại Đức, các nhà khoa học đã thực hiện thành công kỹ thuật chụp võng mạc bằng tia laser, qua đó có thể phát hiện sẹo, vết xước hoặc dị vật lạ, chụp điểm vàng võng mạc....Còn tại Viện Nghiên cứu Thực phẩm Anh, người ta đã chế tạo máy dùng tia laser để quét hình ảnh cơ thể con người, qua đó phát hiện u, những vùng có mỡ thừa, những bệnh của gan, tim mạch. Theo các nhà khoa học, hiệu quả của laser trong y học được thể hiện rõ nhất ở 3 lĩnh vực sau: Một là, những bệnh ở đáy mắt, bệnh bong võng mạc, biểu hiện tân tạo mạch máu do bệnh đái tháo đường. Những bệnh nhân này nếu không được điều trị bằng laser sẽ bị mù loà. Theo thống kê của WHO, có trên 10 triệu người đã được điều trị bằng laser và nhìn thấy trở lại. Hai là, những bệnh về tim mạch như tổn thương mạch vành, xơ vữa động mạch. Ba là, ứng dụng laser công suất thấp điều trị những bệnh khó chữa như rối loạn tuần hoàn não, gim cholesterol trong máu, suy giảm hệ thống miễn dịch. Có thể nói, việc ứng dụng laser trong chẩn đoán, phẫu thuật và trị liệu đã mang lại hiệu quả rất cao, nhiều trường hợp không thể dùng phương pháp khác thay thế. Đó là một bước phát triển cao của y học mà không chỉ những nước có trình độ tiên tiến mới có thể áp dụng. Điều đó đã được chứng minh qua các sản phẩm laser y tế của các nhà khoa học Việt Nam, đặc biệt là Trung tâm Công nghệ Laser và các cơ sở nghiên cứu về laser khác như Viện Vật lý, Viện Khoa học Vật liệu (Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia - nay là Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam), Phân viện Vật lý Kỹ thuật, Phân viện Vật lý Y Sinh học (Trung tâm Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ Quân sự - Bộ Quốc phòng), Khoa Khoa học ứng dụng - Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh... Tới nay laser y học được ứng dụng khá rộng rãi, có thể tóm tắt những kết quả thu được: 1. Laser điều trị công suất thấp: với hiệu ứng sinh học đã điều trị có kết quả cho hàng trǎm nghìn người như: - Chống viêm nhiễm cục bộ ở tổ chức nông như da, niêm mạc (vết thương, vết loét, viêm da, eczema, zona, vẩy nến, viêm lợi, viêm tai mũi họng, tuyến cổ tử cung, loét ổ gà ở bệnh nhân phong, loét do phóng xạ điều trị ung thư...) - Một số bệnh lý mắt (viêm giác mạc, loét giác mạc) - Hạn chế tắc mạch nhỏ sau vi phẫu. - Chiếu vào huyệt vị kinh lạc thay vì châm kim (laser châm) 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 công suất cao: Với hiệu ứng nhiệt (quang động, quang bóc lớp, bào mòn, 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 máu, các tổn thương dày sừng, tẩy xǎm da, u vàng, u xơ tuyến bã, sẹo lồi quá phát... kết quả tốt đạt 80-90%. - Phẫu thuật thẩm mỹ. - Phẫu thuật đục bao sau thể thủy tinh, cắt mống mắt chu biên, điều trị thiên đầu thống, hàn bong võng mạc. - Phẫu thuật nội soi tai mũi họng: hạt dây thanh, polip dây thanh, u dây thanh, chít hẹp thanh quản, u nang hạ họng, u máu hạ họng, áp xe ._.