Laser vàứng dụng trong niệu khoa

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 20 * Số 2 * 2016 Tổng Quan Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật – BV. Bình Dân năm 2016 1 LASER VÀ ỨNG DỤNG TRONG NIỆU KHOA Nguyễn Tế Kha*, Nguyễn Ngọc Thái*, Nguyễn Lê Hoàng Anh* MỞ ĐẦU Laser là thuật ngữ viết tắt của cụm từ tiếng Anh: Light Amplification by Stimulated of Radiation, dịch theo nghĩa tiếng Việt là: Sự khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích. Mỗi loại laser phát ra ở một bước sóng đặc hiệu, do đó có những ứng dụng khác nhau trong y học. Ở mỗi bước sóng của laser có những đặc trưng riêng của nó về sự hấp thụ, dẫn truyền và hiệu ứng sinh học. Tùy thuộc vào ý đồ điều trị mà người thầy thuốc cần lựa chọn một loại bước sóng thích hợp (thực chất một loại laser thích hợp) cho điều trị. Chỉ một thời gian ngắn sau khi ra đời, laser đã trở nên một phương pháp điều trị yêu thích được chọn lựa bởi tính chất ưu việt. Tia laser đã được ứng dụng rộng rãi trong ngoại khoa từ rất nhiều năm qua.Trong lĩnh vực ngoại tiết niệu, tia laser cũng có vai trò quan trọng trong phẫu thuật như laser CO2, Holmium, KTP và thế hệ mới nhất là Thulium. LỊCH SỬ PHẪU THUẬT LASER Xuất phát từ ý tưởng của Albert Einstein năm 1917 về phát xạ kích thích. Năm 1954, nhà vật lý Mỹ Townes và hai nhà vật lý Liên Xô là Prokhorov và Basov cùng đồng thời công bố các công trình độc lập về việc phát hiện ra nguyên lý laser dựa trên sự khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ cưỡng bức và giải thưởng Nobel đã được trao cho ba nhà khoa học này vào năm 1964(11). Năm 1960, nhà vật lý người Mỹ là Maiman.T đã thành công trong việc chế tạo ra máy laser đầu tiên trên thế giới có thể nhìn thấy được bằng mắt thường, trên cơ sở sử dụng oxit nhôm tinh khiết có pha ion Crom gọi là laser hồng ngọc (Ruby). Sau thành công của Maiman.T, các nhà vật lý đã phát hiện ra hàng loạt các chất có khả năng phát ra bức xạ laser. Ví dụ hỗn hợp khí Heli và Neon là hoạt chất chứa trong buồng cộng hưởng để chế tạo máy laser Heli – Neon (1961), tinh thể bán dẫn Gallium Arsenid (GaAs) để chế tạo ra laser bán dẫn vào năm 1964, tinh thể Yttrium Aluminium Garnet (YAG) dùng nó để chế tạo máy Neodym – YAG (1964). Vào năm 1966, người ta đã dùng chất màu pha lỏng khác nhau để tạo ra laser màu (11). Năm 1962, Robert Hall phát minh ra loại laser bán dẫn hay diode. Năm 1964 Kumar Patel cho ra đời laser C02. Năm 1966, Parsons sử dụng laser hồng ngọc ở chế độ phát xung ngắt quãng (pulsed), ông là nhà niệu khoa đầu tiên thử nghiệm laser trên bàng quang chó, hai năm sau Muvany cố gắng bắn vỡ sạn niệu cũng với laser hồng ngọc. Kể từ đó, đã có rất nhiều thế hệ laser mới ra đời và được ứng dụng vào y khoa để phục vụ lợi ích của con người. Các nhà phẫu thuật thường quan tâm đến bốn đặc điểm chính của laser là nhiệt độ, cơ học, ánh sáng và khả năng hàn gắn mô. Đến nay, laser đã thâm nhập vào hầu các lĩnh vực khoa học và đời sống như y khoa, quân sự. Ứng dụng laser trong y học được phát triển không ngừng với sự xuất hiện một chuyên ngành mới của y học, đó là chuyên ngành laser y học và laser ngoại khoa (Laser Medicine and Surgery). CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG VÀ CẤU TẠO CƠ BẢN CỦA LASER Cơ chế và cấu tạo(2) Eistein sử dụng hai nguyên lý vật lý cơ bản trong lý thuyết laser của ông(25): Chùm ánh sáng đi qua gói năng lượng được gọi là quang tử (photon). * Khoa Niệu Bệnh viện Bình Dân. Tác giả liên lạc: ThS.BS.Nguyễn Tế Kha ĐT: 0938898659 Email: nguyentekha64@yahoo.com Tổng Quan Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 20 * Số 2 * 2016 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật – BV. Bình Dân năm 2016 2 Hầu hết các nguyên tử hoặc phân tử tồn tại tự nhiên ở tình trạng “năng lượng đáy, hoặc năng lượng thấp” Eo (ground , low-energy state). Tuy nhiên, có tỷ lệ nhỏ của nguyên tử tự nhiên tồn tại ở bất kỳ thời gian mong muốn nào đó trong mức độ năng lượng cao, riêng biệt ( E1, E2, En), đây là các nguyên tử ở dạng năng lượng kích thích. Các electron tồn tại ở các mức năng lượng riêng biệt trong một nguyên tử, các mức năng lượng này tương ứng với các quỹ đạo riêng biệt của electron quay xung quanh hạt nhân. Các electron bên ngoài sẽ có mức năng lượng cao hơn các electron bên trong. Dưới tác động của hiệu điện thế cao, nhiệt độ, hoặc năng lượng ánh sáng các electron ở tình trạng năng lượng đáy sẽ di chuyển lên mức năng lượng cao và ngược lại tạo nên trạng thái đảo nghịch của các electron (population inversion). Ở mức năng lượng cao, các electron sẽ giải phóng năng lượng một cách tự phát ở dạng hạt ánh sáng (photon) hoặc sóng điện từ (EM: electromagnetic wave), sau đó trở về tình trạng năng lượng đáy ban đầu. Quá trình này tiếp diễn khi hạt photon cùng bước sóng đập vào một nguyên tử kích thích (En) khác sẽ kích thích electron ở nguyên tử này rơi xuống tiếp, sinh ra thêm các photon cùng tần số, cùng pha (frequency, phase) và cùng hướng bay, tạo nên một phản ứng dây chuyền khuếch đại chùm ánh sáng. Các hạt photon bị phản xạ qua lại nhiều lần trong vật liệu, nhờ các gương để tăng hiệu suất khuếch đại ánh sáng. Một số photon thoát ra ngoài nhờ một gương bán mạ ở đầu vật liệu, đó chính là tia laser. Trong một tia laser, nguồn năng lượng thường được sử dụng là điện năng hoặc đèn chiếu bức xạ. Trong một môi trường truyền sáng, khi chiếu vào một chùm ánh sáng đơn sắc, có 3 hiện tượng xảy ra đồng thời đó là: quá trình hấp thụ làm suy yếu cường độ ánh sáng, phát xạ tự do và phát xạ cưỡng bức lại làm tăng cường độ ánh sáng. Hình 1: Cấu tạo cơ bản và cơ chế hoạt động của laser (nguồn Encyclopedia) Những đặc điểm của tia laser Bản chất của laser là nguồn ánh sáng đặc biệt, những tính chất sau đây không có trong ánh sáng thường. Độ định hướng cao Tia laser phát ra hầu như dưới dạng chùm ánh sáng song song. Tuy vậy, do ảnh hưởng nhiễu xạ ở các biên chùm tia mà tia laser phát ra với một góc mở hết sức nhỏ, cỡ vài phút góc (1 phút góc = 1/60 độ góc) và có thể đạt tới vài giây góc(12). Tính đơn sắc cao Độ đơn sắc của nguồn sáng được hiểu là chùm sáng đó có một mầu và khả năng tập trung năng lượng vào một màu ấy. Những máy quang phổ có thể cho ta ánh sáng một màu với độ tinh tương đương với laser nhưng lại thua kém laser cỡ 1 tỷ lần về độ tập trung năng lượng. Mặt trời cho năng lượng rất lớn, nhưng lại rải trên nhiều màu. Tính đơn sắc có ý nghĩa hết sức quan trọng trong điều trị(12). Tính kết hợp của các photon trong chùm tia laser Điều này được hiểu là các photon phát ra trong chùm tia laser đều giống hệt nhau, một sự giống hệt không có gì có thể so sánh nổi. Độ nhịp nhàng càng cao thì tính kết hợp càng lớn, còn trong trường hợp các photon hoạt động một cách hỗn loạn thì tính kết hợp bằng không. Nhờ Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 20 * Số 2 * 2016 Tổng Quan Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật – BV. Bình Dân năm 2016 3 có tính kết hợp của laser mà trong y học cũng như công nghệ, nó được ứng dụng vào những kỹ thuật tinh vi nhất(12). CẤU TRÚC ĐIỂN HÌNH CỦA MỘT MÁY LASER Cấu trúc Cấu trúc điển hình của một máy laser gồm 3 thành phần: Hoạt chất laser. Nguồn nuôi. Buồng cộng hưởng. Thông thường, trong y khoa chúng ta rất ít khi phải tác động vào những yếu tố này của thiết bị laser. Điều mà chúng ta quan tâm là hệ quang dẫn và lựa chọn các thông số thích hợp với mục đích chẩn đoán và điều trị. Laser có thể phát ở chế độ liên tục hoặc chế độ xung ngắt quảng với độ dài xung cỡ micro giây (1ms = 1/1000 giây), cỡ nano giây (1ns – 1/tỷ giây) hoặc loại xung cực ngắn cỡ pico giây (1 ps = 1/1000 tỷ giây). Bảng 1: Một số thông số vật lý cần nắm vững trong vật lý laser(25). Các thông số Ký hiệu Đơn vị Bước sóng laser (λ)  nm f A 1 = 1000 nm 1nm = 1000 pm 1 pm =1000 Femtomet 1A Công suất P W Mật độ công suất D W/cm 2 Năng lương J Mật độ năng lượng W J/cm 2 Hệ quang dẫn(25) Thông thường, có 3 loại hệ dẫn tia. Bộ phận rải tia Thường là một thấu kính phân kỳ, được lắp trực tiếp vào đầu ra của chùm tia. Sự mất mát năng lượng qua các thấu kính này là thấp nhất. Bộ phận rải tia này thường được lắp ở các máy laser dùng trong vật lý trị liệu. Có thể điều chỉnh mật độ công suất thông qua khoảng cách giữa máy phát và tổn thương cần được chiếu(25). Hình 2: Vị trí của các laser y học trong thang bước sóng của sóng điện từ (Nguồn: www.laser-Professionals.com) Tổng Quan Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 20 * Số 2 * 2016 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật – BV. Bình Dân năm 2016 4 Khớp quang cơ Đây là một hệ dẫn truyền năng lượng nhờ các thấu kính được gắn rất chính xác trên 6 – 7 trục khuỷu khác nhau, tạo nên một cánh tay khớp uyển chuyển, cho phép dẫn chùm tia laser tới mọi hướng mà chiều dài cánh tay khớp cho phép. Sự tiêu hao năng lượng trên hệ dẫn truyền này là thấp so với dẫn truyền bằng quang sợi, nó rất cần thiết trước hết đối với laser C02, sau đó là laser Ruby và laser Nd – YAG có lúc cũng được dẫn truyền bằng khớp quang cơ(25). Quang sợi Đó là dây quang dẫn được chế tạo dựa trên hiệu ứng phản xạ toàn phần, khiến cho tia sáng chỉ có thể đi trong lòng ống mà không thoát ra ngoài. Vì hiệu ứng phản xạ toàn phần phụ thuộc vào bước sóng, nên các loại quang sợi hiện nay thường được dùng cho các loại như: laser Heli – Neon, laser hơi đồng, laser màu, laser Nd – YAG. Sự mất mát năng lượng trên hệ dẫn truyền là đáng kể, chưa kể đến đường kính của dây có loại lại rất nhỏ cỡ 400 – 600 micromet và sự lắp đặt đồng trục lại là việc rất khó khăn. Trên tất cả những điều đó chính là ý nghĩa của nó trong y học. Nhờ có hệ quang sợi ta có thể tiến hành phẫu thuật nội soi một cách tinh tế, có thể tiến hành các kỹ thuật ngoại khoa can thiệp tối thiểu, có thể luồn vào trong mạch máu trong kỹ thuật tạo hình mạch và luồn bức xạ laser Heli – Neon chiếu vào trong máu để điều trị nhiều bệnh hiểm nghèo(25). Các tác dụng quan trọng của laser trong phẫu thuật Các nhà phẫu thuật thường quan tâm đến bốn tác dụng chính của laser là nhiệt độ, cơ học, tính chất quang hóa ánh sáng và khả năng hàn gắn mô. Tác dụng được sử dụng nhiều nhất chính là nhiệt năng của laser. Nhiệt năng laser làm biến tính (denaturation) protein ở khoảng 42-650C. Tĩnh mạch và động mạch co lại ở 700C. Tế bào bị mất nước ở 1000C. Một khi nước đã hoàn toàn bị bốc hơi ra khỏi mô bướu, nhiệt độ sẽ tăng lên rất nhanh, sự đốt cháy mô (carbonization) sẽ diễn ra ở 2500C, và cuối cùng, sự bốc hơi (vaporization) sẽ diễn ra ở 3000C(13). Tác dụng cơ học (mechanical effect) được biểu hiện khi sử dụng laser để tán sỏi. Các chùm photon ánh sáng sẽ được tập trung khẩn cấp ở bề mặt viên sỏi và tạo nên các bong bóng plasma, các bong bóng này lan rộng nhanh chóng và hoạt động như sóng âm thanh phá vỡ sỏi dọc trên đường ứng suất cơ học (stress line) của nó(17). Tác dụng quang hóa ánh sáng dùng để kích hoạt các phân tử hoặc các thuốc đặc biệt. Cuối cùng là tác dụng hàn gắn mô (tissue- welding). Tác dụng này được thực hiện khi ánh sáng được tập trung ở bước sóng đặc biệt sẽ tạo nên các liên kết ngang giữa các phân tử collagen dưới tác động của các chất xúc tác như albumin(13). CÁC LOẠI LASER TRONG Y KHOA Laser hồng ngọc Là loại laser nhìn thấy được phát hiện đầu tiên trên thế giới. Hoạt chất là tinh thể Alluminium có gắn những ion Crom. Laser này phát ra màu đỏ ruby ở bước sóng 694nm. Laser ruby được dùng chủ yếu trong điều trị bướu sắc tố da hoặc tẩy các vết xăm, tẩy lông. Laser này không có vai trò trong niệu khoa. Laser CO2 Tia laser này không nhìn thấy được, phát ra ở bước sóng 10600nm. Laser này có thể đốt cầm máu các mạch máu có đường kính nhỏ hơn 0,5mm. Laser Neodymium: Yttrium-Alumium- Garnet (YAG) Bước sóng laser này 1064nm cho phép xuyên thấu mô khoảng 10mm. Người ta sử dụng laser này để cầm máu hoặc tán sỏi. Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 20 * Số 2 * 2016 Tổng Quan Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật – BV. Bình Dân năm 2016 5 Laser KTP (potassium-titanyl-phosphate) Tia laser phát ra màu xanh nên cũng được gọi là Green light laser, phát ra ở bước sóng 532nm, vì thế khả năng xuyên thấu mô không bằng Nd:YAG. Laser này thường được sử dụng để cắt, xẻ, hoặc lấy mô ra bởi sự tiện lợi khi có thể đưa dây quang vào ống nội soi. Bất lợi của laser này là nó đốt bốc hơi toàn bộ mô bướu nên không thể làm xét nghiệm mô học được, ngoài ra trong khi mổ, phẫu thuật viên cần phải mang kính bảo vệ mắt. Trong những năm 2004-2006, Nguyễn Tuấn Vinh đã thực hiện phẫu thuật cắt đốt bướu lành tuyến tiền liệt bằng laser KTP tại trung tâm chẩn đoán y khoa thành phố Hồ Chí Minh. Laser màu Môi trường hoạt chất là chất lỏng, chất thường được sử dụng là Coumarin, laser phát ra ở bước sóng 504nm, ít được sử dụng trong niệu khoa. Laser Alexandrite Bước sóng từ 380-830nm, thường sử dụng điều trị các u sắc tố. Laser diode bán dẫn Loại thông dụng nhất là Gallium-Arsen có bước sóng 890nm. Laser này thường được sử dụng để cầm máu trong mô. Laser Nitrogen Với bước sóng 337nm, laser này thường dùng để chẩn đoán bướu niệu mạc bàng quang trong kỹ thuật phát huỳnh quang tự động. Laser Holmium: yttrium-alumium-garnet (Ho:YAG) Người ta sử dụng nguyên tố đất hiếm Holmium để hấp thụ tinh thể YAG rồi tạo nên laser ở bước sóng 2150nm. Laser này thường được phát xung ngắt quãng (pulse), rất thích hợp để tán sỏi đường tiết niệu. Đây là loại laser dùng để tán sỏi phổ biến và hiệu quả nhất hiện nay. Laser Erbrium Laser này đang được nghiên cứu để thay thế cho Holmium. Các nghiên cứu cho rằng laser này cắt xẻ niệu đạo, niệu quản chính xác hơn laser Holmium. Laser Erbrium có thể là chọn lựa tốt để thay thế dao lạnh. Ngoài ra, laser Erbrium cũng hiệu quả hơn laser Holmium khi sử dụng tán sỏi cứng như sỏi Oxalate. Laser Thulium Là loại laser thế hệ mới nhất, với bước sóng 2013nm, laser này có thể được hấp thụ tốt nhất trong môi trường nước (λ= 1940nm), độ xuyên thấu 0,5mm, chính vì ưu điểm vật lý này mà laser Thulium là chọn lựa tuyệt vời cho các phẫu thuật cắt các mô mềm vì khả năng cắt đốt bốc hơi và cầm máu. ỨNG DỤNG LASER TRONG NGOẠI TIẾT NIỆU Điều trị ung thư bàng quang Laser được ứng dụng lần đầu tiên trong phẫu thuật tiết niệu được báo cáo bởi Staehleret và cộng sự vào năm 1978(23). Tổng tỷ lệ biến chứng đã được báo cáo khác nhau, từ 5,1% đến 43%. Tỷ lệ nhiễm trùng đường tiểu có khi lên đến 24%, xuất huyết (2,8- 8%), xuất huyết cần truyền máu (0,9-13%) và thủng bàng quang (1,3-5%)(15). Việc sử dụng tia laser Holmium lấy trọn bướu và gửi giải phẫu bệnh có thể giúp đánh giá giai đoạn và độ biệt hóa(14). Tại thời điểm này, không có đủ dữ liệu để dự đoán tỷ lệ tiến triển bướu. Nhưng dựa trên dữ liệu có sẵn, tỉ lệ tái phát sau khi sử dụng laser Holmium trong ung thư bàng quang xuất hiện tương tự, hoặc thấp hơn, so với cắt đốt nội soi bướu bàng quang. Hiện tại, laser Thulium cũng được áp dụng rộng rãi để cắt đốt nội soi bướu bàng quang. Kết quả ban đầu rất tốt trên lâm sàng. Trong phẫu thuật nội soi sau phúc mạc Cắt thận bán phần Kẹp rốn thận trong trường hợp của nội soi Tổng Quan Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 20 * Số 2 * 2016 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật – BV. Bình Dân năm 2016 6 cắt thận một phần là cần thiết để tạo ra một phẫu trường không chảy máu trong cắt thận. Tuy nhiên, kẹp rốn thận tăng thời gian thiếu máu nóng và làm giảm chức năng thận. Công nghệ laser một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn để đạt được mục đích cắt bỏ khối bướu, độ kín của đài bể thận, cầm máu chủ mô và mạch máu thận một cách nhạy cảm với thời gian ngắn ngủi quí báu, có hoặc không có kẹp rốn thận. Trong năm 1986, một báo cáo cắt thận bán phần không cần kẹp cuốn của Malloy sử dụng laser Nd:YAG trong điều trị 3 bệnh nhân cao tuổi với ung thư tế bào sáng trên thận đơn độc. Laser Nd:YAG sử dụng cùng với phẫu thuật mổ mở kinh điển, không kẹp động mạch thận và kết quả về ung thư học là tốt trong cả ba trường hợp(9). Gần đây, kinh nghiệm sơ bộ với cắt thận bán phần bằng robot sử dụng laser không cần kẹp cuốn đã được báo cáo trên hai bệnh nhân. Phẫu thuật bằng robot với laser KTP được thử nghiệm lần đầu tiên. Với tia laser xanh này, năng lượng được sử dụng lên đến 50 W, mức độ xuất huyết không nhiều, độ sâu của thương tổn nhiệt được ước tính là khoảng 1 mm, không xảy ra biến chứng nặng đã được báo cáo(1). Cắt tuyến tiền liệt tận gốc bảo vệ thần kinh cương Một báo cáo sử dụng laser Nd: YAG (bước sóng 1064 nm, chế độ phát xung liên tục) để phẫu thuật nội soi ổ bụng cắt tuyến tiền liệt tận gốc bảo vệ thần kinh cương trên 5 bệnh nhân ung thư tuyến tiền liệt. Kết quả cho thấy số lượng máu mất là tối thiểu, thời gian bóc tách nhanh chóng và mức độ tổn thương mô xung quanh ước tính trung bình là 687µm đã được ghi nhận(4). Phẫu thuật nội soi ngược dòng điều trị hẹp khúc nối bể thận niệu quản, hẹp niệu quản Kinh nghiệm ban đầu điều trị hẹp khúc nối bể thận niệu quản với tia laser bắt đầu những năm 1990(21). Chỉ định tối ưu cho điều trị: chiều dài đoạn hẹp < 2 cm, nguyên nhân gây hẹp không phải từ bên ngoài chèn ép vào bể thận niệu quản, bể thận không giãn lớn, có khả năng đặt thông niệu quản lưu, chức năng thận dưới 20%, và sỏi thận cùng bên. Các báo cáo có tỷ lệ thành công khá cao, khoảng 80%, thậm chí kết quả còn cao hơn đối với các bác sĩ niệu khoa có kinh nghiệm. Tỷ lệ thành công kém hơn đã được báo cáo trong trường hợp nguyên nhân gây thận ứ nước từ bên ngoài và chức năng thận kém(2,18). Kỹ thuật này là phương pháp ít xâm lấn, mất máu tối thiểu, giảm thời gian nằm viện, ít đau sau phẫu thuật và có thể là một trong những lựa chọn điều trị tốt nếu đúng chỉ định. Khi so sánh với các phương pháp khác (ví dụ như nong bằng ống thông có bóng, xẻ bằng dao đốt điện hoặc dao lạnh), xẻ bằng laser được báo cáo là có tỷ lệ thành công tương tự hoặc cao hơn, tỷ lệ biến chứng thấp hơn(16). Trong phẫu thuật hẹp niệu đạo Tỷ lệ thành công của laser trong điều trị chít hẹp niệu đạo được báo cáo 100% trong những trường hợp lựa chọn. Chít hẹp niệu đạo đoạn ngắn có tỷ lệ thành công cao. Tuy nhiên, chít hẹp niệu đạo dài (>1.5 cm) hoặc tái phát được báo cáo kém hiệu quả hơn. Trong một nghiên cứu ngẫu nhiên so sánh hiệu quả của laser Nd:YAG với xẻ lạnh thông thường trong điều trị hẹp niệu đạo có chiều dài 0.3-2.4cm thì điều trị laser giảm đáng kể xác suất thất bại và tái phát hẹp(8). Trong phẫu thuật điều trị sỏi đường tiết niệu Nội soi tán sỏi ngược dòng bằng laser được sử dụng rộng rãi như là một điều trị sỏi trên đường tiết niệu. Laser là nguồn năng lượng lý tưởng thích hợp cho phẫu thuật nội soi ngược dòng hoặc lấy sỏi thận qua da(24). Tỷ lệ tán sỏi thành công trung bình lớn hơn 90%(22). Đối với laser Ho:YAG laser, nguy cơ thủng niệu quản trong quá trình tán sỏi không đáng Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 20 * Số 2 * 2016 Tổng Quan Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật – BV. Bình Dân năm 2016 7 kể vì độ sâu của tổn thương nhiệt là 0.5-1mm, để tránh tổn thương niệu quản khoảng cách giữa đầu của sợi quang và niệu quản là lớn hơn 1 mm(20). Đối với sỏi cứng và nằm tại các vị trí khó tiếp cận (ví dụ như sỏi đài dưới), có thể được điều trị bằng cách sử dụng bán dẫn mỏng 150 đến 200 µm của laser Nd: YAG là kết hợp của laser rắn và thuốc nhuộm. Trong các nghiên cứu(10) so sánh Ho: YAG với Nd: YAG thì Nd: YAG kém hiệu quả hơn về khả năng tán vụn sỏi và không hiệu quả đối với sỏi cystine(3). Laser Holmium hoạt động thông qua cơ chế ánh sáng nhiệt, liên quan đến việc trực tiếp hấp thụ năng lượng laser của đá. Sự vắng mặt của bước sóng mạnh mẽ trong tia laser Holmium tránh hiện tượng đẩy sỏi. Laser Holmium được hấp thụ bởi hấu hết các loại sỏi. LASER TRONG ĐIỀU TRỊ BƯỚU LÀNH TUYẾN TIỀN LIỆT Laser KTP (potassium-titanyl-phosphate). Còn gọi là green light laser vì phát ra tia sáng xanh lá cây ở bước sóng 532nm với độ xuyên thấu mô khoảng 2mm. Đích màu của laser này chủ yếu là Hemoglobin và một số lượng rất ít nước trong mô vì thế laser này sẽ làm bốc hơi rất tốt loại mô bướu nào có nhiều máu, ngược lại mô nào có ít mạch máu thì laser này hoạt đông không hiệu quả. Ngoài ra, khi phẫu thuật với laser KTP, bác sĩ phẫu thuật cần phải mang kính để bảo vệ mắt.Khi cần lấy mẫu giải phẫu bệnh lý, loại laser này cũng không đáp ứng được. Holmium:YAG laser Laser Holmium có tính vật lý ưu việt là hấp thu rất tốt trong môi trường nước với bước sóng 2123nm và độ xuyên mô khoảng 0,05-0,8mm.Cơ chế tác động của nó là nhiệt bức xạ (photothermy) vì thế để đạt hiệu quả tối ưu cần sự tiếp xúc trực tiếp giữa tia laser và mô bướu.Có hai kỹ thuật thường áp dụng là bóc bướu (HoLEP) và cắt đốt bướu (HoLAP).Năng lượng cực đại của Holmium có thể đạt đến 5.000- 15.000wat khi phát xung từng đợt vì thế laser Holmium chỉ thích hợp để tán sỏi(6). Laser Thulium trong điều trị bướu lành tuyến tiền liệt Năng lượng laser Thulium phát ra từ bước sóng 2013nm ở chế độ liên tục (continuous- wave). Ngược với cơ chế của laser Holmium là sự phản chiếu ánh sáng từ đèn, các ion Thulium được kích thích trực tiếp từ laser diode năng lượng cao. Mặc dù laser đã được ứng dụng trong y khoa từ nhiều năm qua, tuy nhiên chỉ mới vài năm gần đây, y khoa mới áp dụng laser trong phòng mổ để cắt mô và bốc hơi bướu. Laser Thulium có 2 đặc điểm thích hợp hơn với mô mềm là tính chất hấp thu trong mô mềm và môi trường nước cao hơn gấp 2,5 lần so với laser Holmium, đặc tính thứ hai ưu việt hơn Holmium là chế độ phát liên tục(7). Vì bước sóng của nó ngắn hơn một chút so với laser Holmium (2013 so với 2140nm) nên độ xuyên mô giảm bớt 250mcm. Với những đặc tính vật lý như vậy cho phép Thulium cắt xẻ mô nhẹ nhàng, đốt bốc hơi tốt và cầm máu tuyệt vời. Sự hiện diện khắp nơi của phân tử nước như là cái đích màu (target chromophore) để tương tác với laser Thulium khi phẫu thuật. Nước giữ lại đặc tính hấp thu của nó khi tia laser đạt đến điểm sôi (boiling point) và làm mô bốc hơi. Phần mô còn lại sau khi tia laser đi qua sẽ được bao phủ bởi một bề mặt kết tụ đông đặc, đó là phần mô sẽ làm nhiệm vụ cầm máu. KẾT LUẬN Sự ra đời và phát triển của laser trong y học nhất là trong lãnh vực ngoại khoa đã làm nên một cuộc cách mạng thật sự trong chẩn đoán và điều trị. Trong niệu khoa, tia laser đã góp phần cải thiện và nâng tầm các phương pháp điều trị cổ điển làm cho các phương pháp này ngày càng trở nên hoàn hảo hơn nhất là trong vấn đề cắt Tổng Quan Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 20 * Số 2 * 2016 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật – BV. Bình Dân năm 2016 8 đốt nội soi bướu lành tuyến tiền liệt và tán sỏi nội soi đường tiết niệu. Mặc dù có nhiều nghiên cứu báo cáo rằng, giá trị của phương pháp cắt đốt nội soi bằng laser cũng chỉ tương đương như phương pháp cắt đốt nội soi cổ điển.Tuy nhiên sự phát triển của phương pháp này đã ở mức độ trên toàn thế giới và được hầu hết các nhà niệu khoa đón nhận một cách nhiệt tình cho thấy giá trị của phương pháp này thực sự vượt bậc nếu so sánh với các phương pháp điều trị khác. Laser Thulium đã và đang chứng minh vai trò của nó không những trong điều trị ngoại khoa bướu lành tuyến tiền liệt mà còn trong nhiều phẫu thuật niệu khoa khác ở mức độ toàn cầu. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Anderson JK, Baker MR, Lindberg G, Cadeddu JA (2007), “Large-volume laparoscopic partial nephrectomy using the potassium-titanyl-phosphate (KTP) laser in a survival porcine model”, European urology, (51), pp.749-54. 2. Biyani CS, Cornford PA, Powell CS (2000), “Ureteroscopic endopyelotomy with the Holmium:YAG laser. mid-term results”, European urology, (38), pp.139-43. 3. Dubosq F, Pasqui F, Girard F, Beley S, Lesaux N, Gattegno B et al (2006), “Endoscopic lithotripsy and the FREDDY laser: initial experience”, Journal of endourology / Endourological Society, (20), pp.296-9. 4. Gianduzzo TR, Chang CM, El-Shazly M, Mustajab A, Moon DA, Eden CG (2007), “Laser nerve-sparing laparoscopic radical prostatectomy: a feasibility study”, British Journal of Urology international, (99), pp.875-9. 5. Gilling PJ, Cass CB, Cresswell MD, Fraundorfer MR (1996), “Holmium laser resection of the prostate: preliminary results of a new method for the treatment of benign prostatic hyperplasia”, Urology, (47), pp.48-51. 6. Gross AJ, Herrmann TRW (2007) “History of laser”. World J Urol 2007.25: 217-220. 7. Herrman TRW, Evangelos N. Liatsikos, Nagele U, Traxer O, Merseburger SA (2012) “EAU guideline on laser technologies. European Urology 61 pp 783-795”. 8. Jablonowski Z, Kedzierski R, Miekos E, Sosnowski M (2010), “Comparison of neodymium-doped yttrium aluminum garnet laser treatment with cold knife endoscopic incision of urethral strictures in male patients”, Photomedicine and laser surgery, (28), pp.239-44. 9. Malloy TR, Schultz RE, Wein AJ, Carpiniello VL (1986), “Renal preservation utilizing neodymium:YAG laser”, Urology, (27), pp.99-103. 10. Marguet CG, Sung JC, Springhart WP, L'Esperance JO, Zhou S, Zhong P, et al (2005), “In vitro comparison of stone retropulsion and fragmentation of the frequency doubled, double pulse nd:yag laser and the holmium:yag laser”, The Journal of urology, (173), pp.1797-800. 11. Markolf HN (2007), “Laser-Tissue Interactions Fundamentals and Applications”, Germany: Springer, p. 1-7. 12. Markolf HN (2007), “Light and Matter”,. Laser-Tissue Interactions Fundamentals and Applications”, Germany: Springer, p. 9-43. 13. Markolf HN, “ Interaction mechanisms”,. Laser-Tissue Interactions Fundamentals and Applications”, Germany: Springer, p. 45-149. 14. Muraro GB, Grifoni R, Spazzafumo L (2005), “Endoscopic therapy of superficial bladder cancer in high-risk patients: Holmium laser versus transurethral resection”, Surgical technology international, (14), pp.222-6. 15. Nieder AM, Meinbach DS, Kim SS, Soloway MS (2005), “Transurethral bladder tumor resection: intraoperative and postoperative complications in a residency setting”, The Journal of urology, (174), pp.2307-9. 16. Ponsky LE, Streem SB (2006), “Retrograde endopyelotomy: a comparative study of hot-wire balloon and ureteroscopic laser”, Journal of endourology / Endourological Society, (10), pp.823-6. 17. Ranan DasGupta NH (2010) “Lasers and Urinary Calculi. New Technologies in Urology”, United Kingdom: Springer; 2010. p. 67-70. 18. Renner C, Frede T, Seemann O, Rassweiler J. (1998), “Laser endopyelotomy: minimally invasive therapy of ureteropelvic junction stenosis”, Journal of endourology / Endourological Society. (12), pp.537-44. 19. Rosemberg SK (1985), “Clinical experience with carbon dioxide laser in renal surgery”, Urology, (25), pp.115-8. 20. Santa-Cruz RW, Leveillee RJ, Krongrad A (1998), “Ex vivo comparison of four lithotripters commonly used in the ureter: what does it take to perforate?”, Journal of endourology / Endourological Society, (12), pp.417-22. 21. Singal RK, Denstedt JD, Razvi HA, Chun SS (1998), “Holmium:YAG laser endoureterotomy for treatment of ureteral stricture”, Urology, (50), pp.875-80. 22. Sofer M, Watterson JD, Wollin TA, Nott L, Razvi H, Denstedt JD (2002), “Holmium:YAG laser lithotripsy for upper urinary tract calculi in 598 patients”, The Journal of urology, (167), pp.31-4. 23. Staehler G, Schmiedt E, Hofstetter A (1978), “Destruction of bladder neoplasms by means of transurethral neodym-YAG- laser coagulation”, Helvetica chirurgica acta, (45), pp.307-11. 24. Sun Y, Gao X, Zhou T, Chen S, Wang L, Xu C, et al (2009), “70 W holmium: yttrium-aluminum-garnet laser in percutaneous nephrolithotomy for staghorn calculi”, Journal of endourology / Endourological Society, (23), pp.1687-91. 25. Vũ Công Lập và Đỗ kiên Cường (2008), “Laser và thiết bị laser dùng trong y học”, Đại Cương Về Laser y học và Laser Ngoại Khoa 2 ed, NXB Y Học TP.HCM, tr. 14-22.