Giải pháp điều khiển laser điều trị nội tĩnh mạch không xâm lấn và laser châm cứu hai bước sóng trong y học cổ truyền và phục hồi chức năng - Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (432.08 KB, 7 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN LASER ĐIỀU TRỊ NỘI TĨNH MẠCH

KHÔNG XÂM LẤN VÀ LASER CHÂM CỨU HAI BƯỚC SÓNG

TRONG Y HỌC CỔ TRUYỀN VÀ PHỤC HỒI CHỨC NĂNG

Phạm Văn Hòa

, Vũ Ngọc Tuấn

, Đặng Việt Hùng

,

Bùi Thị Thanh Tâm

, Nguyễn Thị Thủy

Tóm tắt: Bài báo trình bày một số kết quả trong việc xây dựng giải pháp điều 
khiển laser điều trị nội tĩnh mạch không xâm lấn và laser châm cứu hai bước sóng 
ứng dụng trong chuyên khoa y học cổ truyền và phục hồi chức năng. Giải pháp 
được thực hiện trên cơ sở tích hợp hai chức năng laser điều trị trên cùng một thiết 
bị, cho phép thực hiện đồng thời và tự động cả laser điều trị nội tĩnh mạch không 
xâm lấn và laser châm cứu hai bước sóng theo các phác đồ điều trị khác nhau, giảm 
thời gian và tăng hiệu quả điều trị.

Từ khóa: Laser điều trị; Laser nội tĩnh mạch; Laser châm cứu; Laser hai bước sóng; Điều khiển laser.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay, kỹ thuật laser trong y học hiện đại nói chung, trong y học cổ truyền và phục
hồi chức năng nói riêng ngày càng được sử dụng rộng rãi, phát huy hiệu quả so với các
phương pháp truyền thống khác. Trong đó, laser cơng suất thấp được sử dụng để điều
trị nhiều chứng bệnh khác nhau, không gây ra hiệu ứng nhiệt đáng kể hoặc các tổn thương
mô như phẫu thuật bằng laser. Các nước phát triển trên thế giới đã áp dụng hiệu quả laser
công suất thấp hơn 40 năm nay tại các cơ sở điều trị phục hồi chức năng. Bên cạnh laser
chiếu ngoài đang được sử dụng để điều trị một số bệnh ngoài da và viêm nhiễm, laser nội
tĩnh mạch và laser châm cứu ngày càng được sử dụng phổ biến [4,5]. Tuy nhiên, các thiết
bị laser điều trị có trên thị trường hiện nay chủ yếu chỉ thực hiện các chức năng riêng lẻ,
hoạt động độc lập, hiệu quả điều trị chưa cao.

Bài báo sẽ trình bày một số kết quả trong việc xây dựng giải pháp tích hợp điều khiển

laser điều trị nội tĩnh mạch không xâm lấn và laser châm cứu hai bước sóng trên cùng một
thiết bị, ứng dụng trong chuyên khoa y học cổ truyền và phục hồi chức năng. Thiết bị đã
được chế tạo và thử nghiệm tại bệnh viện, được đánh giá cao về độ an tồn, tính ổn định
và khả năng điều trị trên một số bệnh nhân.

2. ỨNG DỤNG LASER NỘI TĨNH MẠCH VÀ LASER CHÂM CỨU TRONG Y 
HỌC CỔ TRUYỀN VÀ PHỤC HỒI CHỨC NĂNG

2.1. Laser nội tĩnh mạch (Intravenous Laser Irradiation of Blood)

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Khi bức xạ laser tương tác với hệ thống sống, năng lượng của photon laser được hấp
thụ bởi các phần tử trong cơ thể, hiệu ứng của laser xảy ra theo 6 bước: tương tác với
quang thụ thể, biến đổi quang thụ thể, biến đổi phân tử, biến đổi dưới mức tế bào, biến đổi
mức tổ chức và cơ thể [2,3,5]. Laser nội tĩnh mạch có một số tác dụng sinh học tích cực
như: Điều chỉnh miễn dịch đặc hiệu và khôngđặc hiệu; Tăng cường hoạt tính kháng oxi
hóa; Tăng khả năng kết hợp oxi với hồng cầu, tăng khả năng vận chuyển oxi trong máu;
Giảm kết dính hồng cầu, hoạt hóa hệ tiêu sợi huyết; Chống rung, chống loạn nhịp, điều
chỉnhhuyết áp; Tác động tới cấu trúc và tính thấm màng,chuyển hóa và điều hịa tế bào,
sự tổng hợpATP và các polymer sinh học… Trong đó, tác dụng sinh tổng hợpATP giúp
hình thành năng lượng của tế bào là rấtquan trọng, làm cho các quá trình tái sinh, phục hồi
mơ mềm và mơ liên kết cũng tăng theo [1,2,3,5]. Như vậy, laser nội tĩnh mạch có tác dụng
cả ở mức tế bào và mức dưới tế bào.

2.2. Laser châm cứu (Acupuncture Laser)

Laser châm cứu sử dụng năng lượng laser công suất thấp chiếu trực tiếp lên các huyệt
vị kinh điển trong Đông y châm cứu, là phương pháp điều trị được sử dụng phổ biến ở các
nước phương Đông cũng như các nước phát triển như: Nga, Đức, Áo, Pháp, Hà Lan, Thụy
Sĩ… Châm cứu bằng laser sẽ thực hiện các phép châm gần giống như châm cứu truyền
thống (gồm: bổ, tả, bình bổ, bình tả…) thơng qua các thơng số của laser như: tần số điều

biến chùm tia, công suất phát xạ, thời gian điều trị tại từng huyệt vị trên cơ thể. Ngoài ra,
khi chiếu chùm laser lên các huyệt vị của cơ thể sống, một loạt phản ứng quang hóa, quang
sinh, hóa học cũng như các quá trình vật lý sẽ liên tiếp xảy ra. Các phân tử trong tế bào
được chuyển lên trạng thái kích thích với hoạt tính sinh học mạnh hơn, sắp xếp lại các quá
trình phản ứng của tế bào, từ đó cơ thể tự xác lập lại những thay đổi rất đa dạng ở mức độ
tế bào, tạo nên nhiều đáp ứng tích cực tới các hệ thống chức năng của cơ. Việc này đóng
vai trị quan trọng trong điều trị, nhờ đó châm cứu bằng laser tạo ra nhiều đáp ứng ưu việt
hơn so với châm cứu cổ truyền phương Đông mà y học hiện đại đã khẳng định như: chống
viêm, chống đau, chống tổn thương và tái sinh tế bào, tăng hệ miễn dịch, hệ tim mạch, hệ
nội tiết [3,5,6].

Trong laser châm cứu, bước sóng của laser đóng vai trò khá quan trọng, đã được nhiều
kết quả nghiên cứu lâm sàng trên thế giới khẳng định. Trong đó, việc tác động laser hai
bước sóng (thường kết hợp laser 650nm và 808nm) cho hiệu ứng kích thích sinh học mạnh
hơn, tăng 1,5 – 2 lần so với một bước sóng [3,5,6]. Một số thiết bị laser châm cứu 2 bước
sóng điển hình đang được sử dụng như: HY30-D, GD-56T của Trung Quốc; Lightneedle
của CHLB Đức…

2.3. Ứng dụng laser nội tĩnh mạch và laser châm cứu ở Việt Nam

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

tai biến mạch máu não [5,6]. Ở bệnh nhân sau tai biến mạch máu não vẫn còn các yếu tố
rối loạn gây cho dịng máu ni não ln ở trạng thái khơng đầy đủ, do đó cần phải cải
thiện hệ tuần hồn. Để thực hiện, có thể sử dụng laser bán dẫn nội tĩnh mạch kết hợp với
điều trị trực tiếp vùng tổn thương ở não do tai biến mạch máu não gây nên bằng hiệu ứng
hai bước sóng, đồng thời kích thích các huyệt ở tay và chân bằng quang châm. Các kết quả
nghiên cứu cho thấy hiệu quả điều trị tiến bộ hơn nhiều so với các phương pháp truyền
thống, không xảy ra tai biến và phản ứng phụ trong và sau điều trị, kỹ thuật điều trị và vận
hành thiết bị điều trị đơn giản, dễ dàng phổ cập rộng rãi [4,5,6].

Để phục vụ công tác chữa bệnh bằng laser trị liệu, một số cơ sở nghiên cứu trong nước

đã thiết kế, chế tạo và đưa ra thị trường một số thiết bị laser châm cứu, laser nội tĩnh mạch
như: Máy laser châm cứu Mini-630 (Trung tâm Công nghệ Laser NACENLAS /Viện Ứng
dụng Công nghệ /Bộ Khoa học và Công nghệ); Thiết bị quang châm Laser bán dẫn công
suất thấp 10 đầu châm 0A-10-001, Thiết bị laser quang châm và quang trị liệu 12 kênh
(Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh); Máy Laser châm cứu ACULASER Plus+, Thiết
bị laser bán dẫn nội tĩnh mạch LS-01, LS-216 (Viện Vật lý y sinh /Viện KH-CN quân sự);
Máy vật lý trị liệu đa năng MPT8-12, Doctorhome DH14 (Viện Điện tử /Viện KH-CN
quân sự)… Tuy nhiên ở nước ta, chưa có kết quả nghiên cứu nào về chế tạo thiết bị laser
kết hợp laser nội tĩnh mạch không xâm lấn một bước sóng và laser châm cứu hai bước
sóng được cơng bố. Việc trang bị các thiết bị laser trị liệu ở nước ta cũng chưa đáp ứng
được như cầu thực tế tại các cơ sở y tế, nhất là các bệnh viện quân đội. Hiện nay, mới chỉ
có một số bệnh viện lớn như: Viện TƯ Quân đội 108, Viện TƯ Quân đội 175, Bệnh viện
Y học PKKQ, Bệnh viện quân y 103… được trang bị một số máy laser điều trị đơn lẻ, các
cơ sở y tế tuyến dưới hầu như chưa có.

3. GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN LASER ĐIỀU TRỊ NỘI TĨNH MẠCH 
KHÔNG XÂM LẤN VÀ LASER CHÂM CỨU HAI BƯỚC SĨNG

3.1. Xây dựng mơ hình thiết bị laser điều trị nội tĩnh mạch không xâm lấn và laser 
châm cứu hai bước sóng

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Qua nghiên cứu, khảo sát một số thiết bị laser châm cứu và laser nội tĩnh mạch cả trong
và ngoài nước, trên cơ sở nhu cầu thực tế ứng dụng laser trị liệu trong chuyên khoa y học
cổ truyền và phục hồi chức năng, mơ hình thiết bị laser điều trị nội tĩnh mạch không xâm
lấn 1 kênh và laser châm cứu hai bước sóng 5 kênh được xây dựng như trên hình 1. Khối
núm nút điều khiển thực hiện các chức năng đặt chế độ hoạt động và điều chỉnh công suất
phát laser. Khối điều khiển trung tâm có nhiệm vụ kiểm sốt các núm nút điều khiển trên
mặt máy, hiển thị các chế độ và mức phát laser, kiểm soát thời gian hẹn giờ để kết thúc
điều trị, điều khiển sự hoạt động của toàn bộ thiết bị. Khối hiển thị mặt máy sẽ hiển thị
những thông số cơ bản của thiết bị như: thời gian hẹn giờ, chế độ phát và mức phát laser

trên mỗi kênh. Các khối điều khiển công suất phát laser thực hiện tiếp nhận lệnh điều
khiển từ Khối điều khiển trung tâm và các núm điều chỉnh mức phát laser, tương ứng tạo
ra các mức điện áp cung cấp cho các kênh laser, điều khiển phát laser theo chế độ xung
hoặc liên tục trên mỗi kênh phát laser. Khối các kênh phát laser có nhiệm vụ biến đổi các
tín hiệu điện thành các chùm laser theo chế độ xung hoặc liên tục, bao gồm: 01 kênh laser
nội tĩnh mạch khơng xâm lấn, có 5 đầu phát laser bước sóng 650nm; 05 kênh laser châm
cứu 2 bước sóng, mỗi kênh có 4 đầu phát laser bước sóng 650nm và 1 đầu laser 808nm.
Khối nguồn cung cấp: biến đổi điện áp 220V/50Hz thành các tín hiệu một chiều (gồm
nguồn 18VDC và 5VDC) cung cấp cho các khối trong thiết bị.

Dựa trên phác đồ và liệu trình hoạt động của thiết bị được xác định cho mỗi loại bệnh
và bệnh nhân, các tham số (gồm thời gian điều trị, các mức công suất và chế độ phát laser)
sẽ được đặt cho mỗi kênh laser thông qua các núm nút điều khiển mặt máy, tương ứng sẽ
được hiển thị trên mặt máy. Nhờ việc tích hợp 2 chức năng laser, thiết bị cho phép thực
hiện các liệu pháp điều trị khác nhau một cách tự động, kết hợp đồng thời giữa laser châm
cứu (như châm cứu truyền thống) và laser nội tĩnh mạch không xâm lấn.

3.2. Xây dựng giải pháp kỹ thuật điều khiển laser điều trị cơng suất thấp

Hình 2. Giải pháp kỹ thuật điều khiển laser điều trị công suất thấp.

Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển laser điều trị cơng suất thấp được xây dựng trên hình
2, điện áp cung cấp chung cho các mạch điều khiển laser là VLS. Mạch điều khiển công
suất phát laser sử dụng bán dẫn Q1 mắc theo nguyên lý cực C chung, được điều chỉnh bởi
chiết áp R1 đặt trên mặt máy, gắn với núm xoay. Điện trở công suất R3 được sử dụng để
chọn dải điều chỉnh dòng điện phù hợp với từng loại đầu phát laser. Mối liên hệ điện áp,
cường độ dòng điện điều chỉnh với điện áp, cường độ dòng điện cấp cho đầu laser qua R3

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

1 1

.

E B

C B

U

I



I











(1)

với UB1là điện áp điều chỉnh trên cực B, IB1 là cường độ dòng điện điều chỉnh, UE1là điện

áp trên cực E và IC1 là cường độ dòng điện cấp cho đầu laser qua transistor Q1,  là hệ số

khuếch đại của transistor Q1.

Để thực hiện cả chức năng phát laser trong chế độ xung và liên tục, transistor Q2 được
thiết kế hoạt động ở chế độ đóng/mở theo tín hiệu xung điều khiển. Ở chế độ liên tục, tín
hiệu điều khiển đưa vào R4 ở mức 1, do đó Q2 thơng mạch, đầu laser được cấp dịng điện
liên tục. Cịn ở chế độ xung, tín hiệu điều khiển có dạng xung (tích cực mức 1), laser sẽ
được phát khi tín hiệu điều khiển ở mức 1 và laser tắt khi tín hiệu điều khiển ở mức 0. Khi

laser sáng, cường độ dòng điện cung cấp cho laser được xác định theo biểu thức:

1 2 3 1 2 3

( ) / ( ) /

LS E LS CE B LS CE

I  U U U R  U U U R (2)

với ULSlà điện áp phát danh định của đầu laser, UCE2là điện áp rơi trên cực C và E của

transistor Q2 (thường cho trước tương ứng với loại transistor được chọn).

Mỗi đầu laser cũng có giới hạn cường độ dịng điện cung cấp (tương ứng là giới hạn
công suất phát laser), do đó điện trở R3 cần chọn sao cho khi điều chỉnh R1 (thay đổi điện
áp UB1), cường độ dịng điện cấp cho đầu laser ln thỏa mãn:

LSMin LS LSMax

I



I



I

(3)

với ILSMin và ILSMax tương ứng là cường độ dòng điện tối thiểu và tối đa để đầu laser hoạt

động bình thường.

Hình 3. Dạng xung điều khiển phát laser.

Với chỉ tiêu phát xung tần số f = 2Hz (tương ứng chu kỳ xung T = 500ms), độ rộng
xung  điều biến trong dải 50 – 200ms như trên hình 3. Giải pháp điều khiển được thiết kế

trên một hệ Vi điều khiển sử dụng các bộ định thời (Timer) tích hợp sẵn. Với mơ hình trên
hình 1, các tín hiệu điều khiển cho mỗi kênh laser được tạo ra một cách độc lập hoặc theo
thuật toán dựa trên các phác đồ đã lập sẵn.

3.3. Xây dựng thuật toán điều khiển laser điều trị công suất thấp

Lưu đồ thuật tốn điều khiển laser điều trị cơng suất thấp được thiết kế như trên hình 4.
Dữ liệu nhập vào gồm các biến bảo đảm cho bộ định thời tạo ra các biến thời gian để xác
định độ rộng xung và chu kỳ lặp xung.

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

Hình 4. Lưu đồ thuật tốn điều khiển laser điều trị công suất thấp. 
4. KẾT LUẬN

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

đánh giá cao về độ an tồn, tính ổn định và khả năng điều trị trên một số bệnh nhân. Do đó,
việc hồn thiện các giải pháp cũng như tính năng của thiết bị, có thể đưa vào sử dụng trong
các cơ sở ý tế là những nội dung cần được tiếp tục nghiên cứu, giải quyết.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. D.A. Chiran, G. Litscher, M. Weber, L.M. Ailioaie, C. Ailioaie, and D. Litscher,

“Intravenous Laser Blood Irradiation Increases Efficacy of Etanercept in Selected 
Subtypes of Juvenile Idiopathic Arthritis: An Innovative Clinical Research 
Approach”, Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, vol. 2013,
Article ID 168134, 2013.

[2]. A. Geynits, C. Moskvin, G. Azizov, “Intravenous laser irradiation of blood”,
Moscow (Russia), 2006.

[3]. T.I. Karu, R. Lubart, “Effects of low-power light on biological systems V”,

Proceedings of SPIE, vol. 4159, p. 1-17, 2000.

[4]. Vũ Công Lập, “Các tác nhân vật lý thường dùng trong vật lý trị liệu”, NXB Y học,
TP. Hồ Chí Minh, 2005.

[5]. Lê Lã Vương Linh, “Nghiên cứu chế tạo thiết bị quang trị liệu bằng công nghệ diode 
phát quang ứng dụng trong vật lý trị liệu”, Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một,
Số 5(30), tr. 98-104, 2016.

[6]. Lê Minh Luật, “Kỹ thuật điện châm trong điều trị các bệnh lý đau và liệt”, Tạp chí Y
học TP. Hồ Chí Minh, 2012.

ABSTRACT

A SOLUTION TO CONTROL INTRAVENOUS LASER IRRADIATION OF BLOOD
AND TWO-WAVELENGTH ACUPUNCTURE LASER IN THE TRADITIONAL

MEDICINE AND REHABILITATION

The article presents some results in building a solution to control intravenous 
laser irradiation of blood and two-wavelength acupuncture laser in the traditional 
medicine and rehabilitation. Based on integrating two functions of laser therapy in 
a device, the solution enables to perform concurrently and automatically both of 
intravenous laser irradiation of blood and two-wavelength acupuncture laser follow 
different treatment regimens, save the time and increase therapy effect.

Keywords: Laser therapy; Intravenous laser irradiation of blood; Acupuncture laser; Two-wavelength laser;
Control laser.

Nhận bài ngày 18 tháng 9 năm 2018

Hoàn thiện ngày 24 tháng 10 năm 2018 
Chấp nhận đăng ngày 19 tháng 02 năm 2019

Địa chỉ: 1 Viện Điện tử /Viện KH-CN quân sự;

</div>