chuyên môn
Laser trong điều trị các u mạch máu phẳng (Phần 2)
PHÂN HỦY NHIỆT CHỌN LỌC CÁC MẠCH MÁU
Mục tiêu của điều trị các tổn thương mạch máu phẳng là đạt được sự phân hủy nhiệt chọn lọc các mạch máu. Do các mạch máu chưá các chromophore đặc biệt mà các tổ chức da khác không có là oxyhemoglobin và hemoglobin nên các chất này được chọn làm đích cho các laser điều trị.
Một laser điều trị tổn thương mạch máu bằng phân hủy nhiệt chọn lọc phải đạt được các tiêu chuẩn sau: 1) có bước sóng được oxyhemoglobin (và hemoglobin) hấp thụ chọn lọc, 2) có mật độ công suất và năng lượng tại độ sâu các mạch máu thích hợp để gây phân hủy nhiệt chọn lọc, và 3) có độ dài xung ngắn hơn thời gian hồi phục nhiệt của các mạch máu nhưng đủ dài để xẩy ra sự biến tính hoàn toàn (đông kết máu). Chúng ta sẽ lần lượt xét các tiêu chuẩn đó trên các laser y tế hiện có.
1. Bước sóng
Năng lượng photon của các laser có bước sóng ở vùng tử ngoại (100-420 nm) lớn tới mức khi tương tác với các đại phân tử sinh học chúng làm đứt gãy trực tiếp các liên kết phân tử hơn là tăng nhiệt độ, vì vậy các laser loại này (laser excimer, laser Nd:YAG nhân ba tần số…) bị loại ra khỏi vòng suy xét.
Melanin, chất bình thường chỉ xuất hiện trong biểu bì và các nang tóc, hấp thụ rộng suốt quang phổ với hệ số hấp thụ giảm về phiá các bước sóng dài. Sự hấp thụ của melanin một mặt làm giảm mật độ năng lượng của tia laser, mặt khác làm tăng nguy cơ tổn thương các tế bào hắc tố và keratin. Người Việt Nam nói riêng và châu Á nói chung thường có da sẫm màu, tức là hàm lượng melanin trong da cao hơn người da trắng, vì vậy việc hạn chế sự hấp thụ của melanin càng có ý nghiã quan trọng trong chọn lựa bước sóng phân hủy chọn lọc các mạch máu.
Sự hấp thụ của máu chủ yếu do oxyhemglobin và hemoglobin dạng khử quyết định, chúng biểu thị các dãi mạnh ở các băng UV, xanh, lục, và vàng. Mặc dù máu có độ hấp thụ cao trong dãi xanh (420 nm), độ xuyên thấu hạn chế và nhiễu do sự hấp thụ của melanin gây ra làm cho dãi này trở nên không thích hợp cho việc chọn lựa. Ở các bước sóng hồng ngoại trung và xa (>1,4 mm) nước lại là chromophore hấp thụ chính (xem Bảng1), nên còn lại các bước sóng trong khoảng từ màu lục đến hồng ngoại gần.
2. Mật độ công suất và năng lượng
Mật độ năng lượng chính là tích số của mật độ công suất và thời gian, vì vậy, để cho đơn giản, khi đã biết thời gian (độ dài xung) thì ta chỉ nói về mật độ công suất.
Mật độ công suất của tia laser bị giảm trên đường đi tới các mạch máu do các nguyên nhân: sự phản xạ từ bề mặt da, sự hấp thụ của các thành phần biểu bì và chân bì khác, và sự tán xạ trong biểu bì và chân bì. Khi ánh sáng chạm vào bề mặt da, khoảng 5% bị phản xạ do sự thay đổi hệ số khúc xạ đột ngột giưã không khí (chiết suất = 1,0) và lớp sừng (chiết suất = 1,55). Ở biểu bì bình thường, hấp thụ là quá trình chủ yếu trên suốt phần lớn quang phổ. Đối với các bước sóng từ 320-1200nm, sự hấp thụ của melanin chi phối các tính chất quang học của biểu bì, tuỳ thuộc vào loại da. Sự truyền qua của biểu bì da trắng tăng đều từ khoảng 50% ở 400 nm (xanh) lên 90% ở 1200nm, với chỉ một sự giảm không đáng kể ở dải hấp thụ của nước ở khoảng 950 nm. Trái lại, biểu bì da đen truyền qua ít hơn 20% suốt cả dải quang phổ khả kiến nhưng tăng lên 90% ở 1200nm. Da người Việt thường nằm giưã hai thái cực đó.
Ơ chân bì, xẩy ra sự tán xạ phụ thuộc bước sóng mạnh do các sợi collagen. Độ xuyên thấu quang học vào chân bì chủ yếu bị chi phối bởi sự tán xạ, là điều thay đổi tỷ lệ nghịch với bước sóng (Bảng 1). Hệ số hấp thụ của chân bì trừ các mạch máu là rất thấp suốt cả dải quang phổ khả kiến và hồng ngoại gần. Trái lại, các mạch máu có độ hấp thụ rất lớn ở các bước sóng xanh, lục, và vàng của quang phổ khả kiến và dải hấp thụ yếu nhưng đáng kể ở vùng 800 đến 1000nm (Hình 1)
Tổ hợp của sự hấp thụ và tán xạ quyết định độ xuyên thấu vào da của tia laaser. Từ tử ngoại cho đến hồng ngoại gần, cả hai đều có xu hướng mạnh hơn ở các bước sóng ngắn. Tuy nhiên, các dải hấp thụ của hemoglobin làm cho bức xạ 532 nm xuyên sâu vào da hơn là 577nm. Tuy vậy, về đại thể thì độ sâu xuyên thấu tăng dần lên ở các bước sóng dài trong suốt một dải quang phổ rộng. Các bước sóng xuyên sâu nhất nằm trong khoảng 650-1200nm, là đỏ và vùng hồng ngoại gần. Các bước sóng xuyên thấu ít nhất là tử ngoại xa (hấp thụ bởi các protein) và hồng ngoại xa (hấp thụ bởi nước). Thí dụ, bức xạ laser excimer 193 nm chỉ xuyên thấu một phần micromet vào tầng sừng; laser C02 rất phổ biến trong phẫu thuật ở bước sóng 10600 mm chỉ xuyên sâu khoảng 20 mm vào nước và do đó là lý tưởng cho bốc bay và cắt. Bảng 1 cho các độ sâu xuyên thấu phỏng chừng ở da trắng (sáng) đối với nhiều bước sóng laser đang được quan tâm trong da liễu, cùng với các chromophore da chính ở mỗi bước sóng.
Dãi hấp thụ ở 577 nm (vàng) của oxyhemoglobin được chọn để nhắm vào mục tiêu các mạch máu nhỏ nông bằng phân huỷ nhiệt chọn lọc, nhưng nó chắc chắn không phải là dãi duy nhất thích hợp cho sự áp dụng này. Về lý thuyết hoàn toàn có thể là các xung hồng ngoại gần trong dải hấp thụ rộng của oxyhemoglobin trên 900nm hoạt động tốt và cho độ xuyên thấu sâu hơn.
3. Độ dài xung
Một đại lượng có ích là thời gian phục hồi nhiệt được nhắc tới ở trên. Khi thời gian chiếu laser ngắn hơn thời gian hồi phục nhiệt, sẽ xẩy ra sự khu trú nhiệt cực đại. Nhiều quá trình tham gia vào sự nguội đi, gồm đối lưu, bức xạ và dẫn nhiệt. Trong số này, sự dẫn nhiệt chi phối quá trình nguội đi của các vi cấu trúc trong da. Có thể đạt được độ chọn lọc về kích thước đích trong phân huỷ nhiệt chọn lọc bằng cách chọn lựa xung hay thời gian chiếu một cách thích hợp. Ở các bớt vang đỏ thì các mạch máu giãn nở là các đích, và không được vượt quá thời gian hồi phục nhiệt của chúng (thí dụ đến 5 ms). Khi độ dài xung vượt quá thời gian hồi phục nhiệt của đích, sự nung nóng đích có thể không đủ mức gây biến tính, do truyền nhiệt lượng hấp thụ bị phân tán ra các cấu trúc xung quanh. Do đó, có thể đạt được tổn thương chọn lọc cho các mạch máu lớn bằng cách chọn thời gian chiếu laser vượt quá thời gian hồi phục nhiệt của các mao mạch nhưng lại ngắn hơn thời gian hồi phục nhiệt của các mạch máu đích trong bớt vang đỏ. Các mao mạch tương đối ít bị ảnh hưởng bởi các xung laser có độ dài tối thiểu vài trăm microgiây vì chúng nguội đi đáng kể trong thời gian xuất chiếu năng lượng laser. Thời gian phục hồi của một mạch máu có đường kính 0,1 mm – là kích thước trung bình của các mạch máu trong bớt vang đỏ – là khoảng 10 ms.
Từ các cơ sở trên, một xung dài khoảng 1 ms, bước sóng 577 nm với ít nhất 2 J/cm2 được tiên đoán trên cơ sở lý thuyết là lý tưởng. Tuy nhiên, khởi đầu thì các xung dài như thế này không có sẵn ở bước sóng này. Laser chất màu phát xung 1 ms (1/1000 của độ dài xung lý tưởng) được thử nghiệm ở da người bình thường và da động vật, ghi nhận thấy nó gây tổn thương chọn lọc về mô học cho các mạch máu da với xuất huyết mạnh. Sự phụ thuộc nhiệt độ và mật độ công suất cần thiết cho sự phá huỷ này, được thấy đại thể như ban xuất huyết, phù hợp với sự vỡ cơ học của các mạch máu khi máu bay hơi. Nhằm cố gắng giảm tổn thương do bay hơi và tăng tối đa sự vón kết nhiệt của các mạch máu, độ dài xung được tăng lên. Khi độ dài xung tăng lên trên 20 ms, sự xuất huyết ít hơn rõ rệt ở da người bình thường, và mật độ năng lượng để phá huỷ mạch máu cũng tăng lên.
Một chi tiết quan trọng khác là số xung xuất ra cho mỗi một điểm ở da. Với mỗi xung laser, các điểm đích chưá sắc tố trải qua một chu kỳ nhiệt là nóng lên và nguội đi. Khi xung laser thứ nhất gây xuất huyết trong lúc điều trị các vi mạch thì các xung tiếp theo có thể gây ra tổn thương da lan rộng, vì chất chromophore không còn bị giới hạn trong mạch máu nưã. Tuy nhiên, trong một số điều kiện nhất định thì tổn thương nhiệt được tích lũy theo thời gian; do đó, trên lý thuyết, có thể dùng nhiều xung laser có mật độ năng lượng thấp không gây xuất huyết để tích lũy sự phá huỷ chọn lọc, nhẹ nhàng và triệt để hơn cho các vi mạch. Điều này cho ta một tiếp cận hoàn toàn mới để tạo phân hủy nhiệt chọn lọc. Laser hơi đồng với bước sóng 578 nm, độ dài xung 30-40 ns, năng lượng mỗi xung cỡ 0,1 mJ, với tần số phát xung 12-15 kHz điều trị được các u mạch máu phẳng trên nguyên lý này.
Một nghiên cứu về tổn thương vi mạch do nhiều xung laser màu bước sóng 585 nm, độ dài xung 160 ms, phát ra với tần số 0,5 Hz vừa được Tracolli công bố. Đối với các tĩnh mạch túi má chuột đồng, ngưỡng xuất huyết là 6 J/cm2, ở đó chỉ có một nửa số mạch máu được bít nghẽn (thrombosed). Trái lại, sử dụng 10 –100 xung ở mật độ năng lượng 2 – 4 J/cm2 , đã đạt được sự bít nghẽn các mạch máu một cách thích hợp mà không có xuất huyết. Nghiên cứu này gợi ý rằng nguyên nhân mà các bớt vang đỏ cần nhiều lần điều trị là khả năng gây tổn thương mạch máu bất khả hồi là không đồng nhất đối với sự xuất một xung đơn độc trong khoảng mật độ năng lượng thích hợp. Về nguyên tắc, các bớt vang đỏ phải đáp ứng nhanh hơn với chuỗi xung mật độ năng lượng thấp, phát ra với mật độ công suất trung bình (mật độ năng lượng xung nhân với tần số phát xung), vì khi đó chuỗi xung có thể gây phân hủy nhiệt chọn lọc cho các mạch máu có đường kính nằm trong khoảng lớn hơn. Ngoài ra, do các mạch máu nằm sâu ở chân bì có thể bị che lấp khi các mạch máu phiá trên hấp thụ năng lượng laser chiếu vào, do đó, ngay cả với laser lý tưởng thì việc loại bỏ hoàn toàn u mạch máu phẳng cũng đòi hỏi điều trị lặp lại nhiều lần.
BÀN LUẬN
Laser thích hợp cho điều trị u mạch máu phẳng dựa trên hiệu ứng phân hủy nhiệt chọn lọc là laser có bước sóng từ vùng lục đến hồng ngoại gần của quang phổ, trong đó bước sóng dài có ưu thế hơn vì độ xuyên thấu lớn hơn. Bước sóng dài càng có ý nghiã đối với da người Việt là loại da có hàm lượng melanin cao hơn người da trắng.
Nếu laser có năng lượng xung lớn thì độ dài xung lý tưởng vào khoảng 1ms. Khi đó mỗi điểm của tổn thương chỉ được chiếu một xung laser trong một lần điều trị. Nhưng cũng có thể đạt được hiệu ứng phân hủy nhiệt chọn lọc các mạch máu bằng các chuỗi xung laser có năng lượng xung thấp và tần số phát xung cao. Các laser có năng lượng xung cao đã được thử nghiệm lâm sàng là laser Argon (514 nm), laser chất màu (514 nm), laser Nd:YAG nhân đôi tần số (532 nm), laser chất màu phát xung (577 và 585 nm). Laser điều trị bằng chuỗi xung là laser hơi đồng (578nm). Tuy nhiên, một laser lý tưởng cho điềi trị u mạch máu phẳng vẫn còn ở trong tương lai.
Việc điều chỉnh các thông số laser để đạt được phân hủy nhiệt chọn lọc cũng là mấu chốt của kết quả điều trị. Các thông số phải được lựa chọn trên cơ sở màu da, độ dày da, vị trí và đặc điểm mô học của tổn thương, lần điều trị thứ mấy… là những tham số không phải lúc nào cũng được xác định chính xác. Có lẽ đây là nguyên nhân đưa đến tỷ lệ thành công khác nhau của các tác giả khác nhau khi sử dụng cùng một loại laser trên các nhóm bệnh nhân có loại da giống nhau. Đại thể, các thông số laser lý tưởng không phải là những cái duy nhất mà chúng ta có thể sử dụng một cách hữu hiệu. Một phẫu thuật viên laser nhiều kinh nghiệm thường có thể đạt được các kết quả tốt với một phương tiện ít lý tưởng, và các kết quả tồi cũng hoàn toàn là có thể ngay cả với một laser lý tưởng. Điều này càng đặc biệt đúng khi áp dụng các kết quả nghiên cứu của các tác giả nước ngoài mà không để ý đến đặc điểm khác biệt của da người Việt.
Độ xuyên thấu quang học phỏng chừng ở da trắng bình thường và các chromophore chính đối với các bước sóng laser y tế thông dụng khác nhau
Phổ hấp thụ của các chất màu chính trong da ở nồng độ điển hình của chúng
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Zein E. Obagi. Obagi Skin Health Restoration & Rejuvenation.Springer-Verlag New York 2000.
2. Mitchel P. Goldman, Richard Fitzpatrick. Cutaneous Laser Surgery. Mosby 1994.
3. Bruce M. Achauer, Victor M. Vander Kam, Michael W. Berns. Laser in Plastic Surgery and Dermatology. Thieme 1992.
4. Trần Công Duyệt, Nguyễn Xuân Diệm, Ngô Đức Chiến, Vũ Công Lập, Hà Viết Hiền. Sử dụng hiệu ứng phân hủy nhiệt chọn lọc của laser hơi đồng để điều trị u mạch máu phẳng và bớt sắc tố da. Tạp chí Y học thực hành (Bộ Y tế) số 12, 1999.
các bài viết liên quan
TIN MỚI
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG LASER BÁN DẪN CÔNG SUẤT THẤP TRONG HỖ TRỢ ĐIỀU TRỊ BỆNH LAO PHỔI TRONG CỘNG ĐỒNG VÀ BỆNH TẮC NGHẼN PHỔI MÃN TÍNH (COPD)
ỨNG DỤNG LASER TRONG Y HỌC TẠI PHÒNG KHÁM ĐA KHOA NHÂN NGHĨA
Đôi điều về thầy Trần Minh Thái, người khởi đầu và đi đến cùng của lĩnh vực quang châm laser bán dẫn
Hội Laser y học làm việc với Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật về triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2021
địa bàn triển khai ứng dụng laser quang châm
.jpg)
