Luận văn thạc sĩ về điều trị đau cột sống cổ do thoát vị đĩa đệm bằng laser bán dẫn

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu vật lý kỹ thuật sử dụng laser bán dẫn công suất thấp điều trị đau cột sống cổ do thoát vị đĩa đệm, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Nguyễn Hữu Phúc
• Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Minh Thái
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM
• Chuyên ngành: Vật lý kỹ thuật
• Đề tài: Sử Dụng Laser Bán Dẫn Công Suất Thấp Điều Trị Đau Vùng Cột Sống Cổ Do Thoát Vị Đĩa Đệm
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT ĐỀ TÀI
• ABSTRACT
• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI TỰA
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• 1. Chương 1: Các vấn đề cơ bản về bệnh lý đĩa đệm vùng cột sống cổ
• 1.1. Những vấn đề liên quan đến cột sống
• 1.2. Những vấn đề liên quan đến cột sống cổ
• 1.2.1. Thân đốt sống
• 1.2.2. Dây chằng và các cơ
• 1.2.3. Động mạch đốt sống
• 1.2.4. Cấu trúc đĩa đệm cột sống
• 1.2.5. Mạch máu nuôi đĩa đệm
• 1.2.6. Đĩa đệm - một hệ thẩm thấu
• 1.3. Các phương pháp điều trị thoát vị đĩa đệm
• 1.3.1. Phương pháp điều trị bảo tồn
• 1.3.2. Phương pháp điều trị không bảo tồn
• 2. Chương 2: Tổng quan phương pháp kéo vùng cột sống cổ
• 2.1. Tác dụng của việc kéo vùng cột sống cổ
• 2.2. Chỉ định và chống chỉ định
• 2.2.1. Chống chỉ định
• 2.3. Các chế độ kéo dãn cột sống
• 2.3.1. Chế độ kéo dãn liên tục
• 2.3.2. Chế độ kéo dãn ngắt quãng
• 2.4. Phương pháp kéo dãn cột sống cổ
• 2.4.1. Chọn vị trí để kéo
• 2.4.2. Phương kéo
• 2.4.3. Các tư thế kéo dãn cột sống cổ
• 3. Chương 3: Bối cảnh hình thành đề tài, mục tiêu và nhiệm vụ của nó
• 3.1. Bối cảnh hình thành đề tài
• 3.2. Mục tiêu của đề tài
• 3.3. Các nhiệm vụ chính của đề tài
• 4. Chương 4: Mô phỏng sự lan truyền chùm tia laser làm việc ở các bước sóng khác nhau với công suất thấp từ bề mặt da đến vị trí đĩa đệm bằng phương pháp Monte-Carlo
• 4.1. Chọn các thông số để chạy chương trình
• 4.2. Hình ảnh ghi lại sau khi chạy chương trình bằng phương pháp Monte-Carlo
• 4.3. Kết luận việc chạy chương trình mô phỏng
• 5. Chương 5: Cơ sở lý luận của phương pháp điều trị bằng laser bán dẫn công suất thấp kết hợp với phương pháp kéo dãn sống cổ
• 5.1. Ý tưởng của phương pháp điều trị
• 5.2. Lựa chọn bước sóng thích hợp phục vụ cho điều trị
• 5.3. Về cơ chế điều trị
• 5.3.1. Sử dụng hiệu ứng hai bước sóng đồng thời
• 5.3.2. Tăng cường dòng máu với laser nội tĩnh mạch
• 5.3.3. Kết hợp với việc kéo dãn cột sống cổ
• 5.4. Thiết bị phục vụ cho điều trị
• 5.4.1. Thiết bị quang trị liệu bằng laser bán dẫn loại hai kênh
• 5.4.2. Thiết bị Laser bán dẫn nội tĩnh mạch
• 6. Chương 6: Kết quả điều trị đau cột sống cổ do thoát vị đĩa đệm bằng laser bán dẫn công suất thấp
• 6.1. Tổ chức thực hiện điều trị lâm sàng
• 6.2. Phương pháp nghiên cứu điều trị lâm sàng
• 6.2.1. Phương pháp
• 6.2.2. Phương pháp chuẩn đoán để đưa bệnh nhân vào diện điều trị
• 6.2.3. Phương thức điều trị
• 6.2.4. Quy trình điều trị
• 6.2.5. Liệu trình điều trị
• 6.3. Tư liệu về bệnh nhân trong diện điều trị theo phương thức thứ nhất
• 6.4. Kết quả điều trị lâm sàng theo phương thức thứ nhất
• 6.5. Tư liệu về bệnh nhân trong diện điều trị theo phương thức thứ hai
• 6.6. Kết quả điều trị lâm sàng theo phương thức thứ hai
• 7. Chương 7: Kết luận và hướng phát triển đề tài
• 7.1. Kết luận đề tài
• 7.2. Đóng góp về mặt khoa học của đề tài
• 7.3. Hướng phát triển tiếp theo của đề tài
• Tài liệu tham khảo
• Phụ lục: Lý thuyết bức xạ điện từ trong mô và phương pháp Monte-Carlo

Tóm tắt

I. Tổng quan về đau cột sống cổ

Đau cột sống cổ là một vấn đề sức khỏe phổ biến, đặc biệt là ở những người lao động. Bệnh lý này thường liên quan đến thoát vị đĩa đệm, gây ra đau nhức và khó chịu. Đau cột sống cổ có thể ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống và khả năng làm việc của bệnh nhân. Các triệu chứng thường gặp bao gồm đau nhức, tê bì, và hạn chế vận động. Việc điều trị đau cột sống cổ cần phải được thực hiện một cách khoa học và hiệu quả. Nhiều phương pháp điều trị đã được áp dụng, nhưng chưa có phương pháp nào hoàn hảo. Do đó, việc nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ mới như laser bán dẫn công suất thấp đang được quan tâm. Phương pháp này không chỉ giúp giảm đau mà còn hỗ trợ phục hồi chức năng cho bệnh nhân.

1.1. Các phương pháp điều trị đau cột sống cổ

Có nhiều phương pháp điều trị đau cột sống cổ, bao gồm phương pháp bảo tồn và không bảo tồn. Phương pháp bảo tồn thường bao gồm vật lý trị liệu, thuốc giảm đau, và các bài tập phục hồi chức năng. Trong khi đó, phương pháp không bảo tồn có thể bao gồm phẫu thuật. Tuy nhiên, các phương pháp này thường có những hạn chế nhất định. Điều trị đau lưng bằng laser là một trong những phương pháp không xâm lấn, giúp giảm đau hiệu quả mà không gây tổn thương cho các mô xung quanh. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng laser bán dẫn công suất thấp có thể mang lại kết quả tích cực trong việc điều trị đau cột sống cổ do thoát vị đĩa đệm.

II. Công nghệ laser trong điều trị đau cột sống cổ

Công nghệ laser đã được ứng dụng rộng rãi trong y học, đặc biệt là trong điều trị các bệnh lý liên quan đến cột sống. Laser bán dẫn công suất thấp được sử dụng để điều trị đau cột sống cổ do thoát vị đĩa đệm. Phương pháp này hoạt động dựa trên nguyên lý kích thích tế bào, giúp tăng cường lưu thông máu và giảm viêm. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng laser y tế có thể làm giảm đáng kể cơn đau và cải thiện chức năng vận động của bệnh nhân. Tác dụng của laser không chỉ dừng lại ở việc giảm đau mà còn hỗ trợ quá trình hồi phục của các mô bị tổn thương. Việc áp dụng công nghệ này trong điều trị đau cột sống cổ mang lại nhiều lợi ích cho bệnh nhân.

2.1. Cơ chế tác động của laser

Cơ chế tác động của laser trong điều trị đau cột sống cổ chủ yếu thông qua việc kích thích các tế bào và mô xung quanh. Khi laser chiếu vào vùng bị đau, nó sẽ làm tăng cường lưu thông máu, giúp cung cấp oxy và dưỡng chất cho các tế bào. Điều này không chỉ giúp giảm đau mà còn thúc đẩy quá trình hồi phục của các mô bị tổn thương. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng laser bán dẫn công suất thấp có thể làm giảm đáng kể cơn đau và cải thiện chức năng vận động của bệnh nhân. Phương pháp này cũng có thể kết hợp với các phương pháp điều trị khác như kéo dãn cột sống cổ để đạt hiệu quả tối ưu.

III. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu về việc sử dụng laser bán dẫn công suất thấp trong điều trị đau cột sống cổ đã cho thấy những kết quả khả quan. Các bệnh nhân tham gia nghiên cứu đều có sự cải thiện rõ rệt về triệu chứng đau và khả năng vận động. Việc kết hợp giữa laser và phương pháp kéo dãn cột sống cổ đã mang lại hiệu quả điều trị tốt hơn so với các phương pháp đơn lẻ. Điều này cho thấy, công nghệ laser không chỉ là một phương pháp điều trị hiệu quả mà còn mở ra hướng đi mới trong việc điều trị các bệnh lý cột sống. Việc áp dụng công nghệ này trong thực tiễn sẽ giúp nâng cao chất lượng điều trị và cải thiện sức khỏe cho bệnh nhân.

3.1. Đánh giá hiệu quả điều trị

Đánh giá hiệu quả điều trị bằng laser cho thấy tỷ lệ bệnh nhân giảm đau lên đến 80%. Các triệu chứng như tê bì, khó chịu cũng giảm đáng kể sau quá trình điều trị. Điều này chứng tỏ rằng laser là một phương pháp điều trị an toàn và hiệu quả cho bệnh nhân đau cột sống cổ. Hơn nữa, việc điều trị bằng laser không gây ra tác dụng phụ nghiêm trọng, giúp bệnh nhân yên tâm hơn trong quá trình điều trị. Kết quả này mở ra triển vọng cho việc ứng dụng rộng rãi công nghệ laser trong điều trị các bệnh lý cột sống khác.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thoát vị đĩa đệm cột sống là một trong những bệnh lý cơ xương khớp phổ biến hàng đầu hiện nay, trong đó tổn thương vùng cột sống cổ đứng vị trí thứ hai chỉ sau cột sống thắt lưng. Bệnh lý này ảnh hưởng trực tiếp đến khoảng 60% đến 75% dân số trong độ tuổi lao động từ 30 đến 55 tuổi, gây suy giảm nghiêm trọng chất lượng cuộc sống và tạo gánh nặng kinh tế - xã hội đáng kể. Về mặt giải phẫu, cột sống người có 23 đĩa đệm, chiếm 25% tổng chiều dài cột sống. Đĩa đệm không có mạch máu nuôi dưỡng trực tiếp sau độ tuổi lên 2 mà chủ yếu nhận dinh dưỡng qua cơ chế khuếch tán thẩm thấu. Điều này dẫn đến nguy cơ thoái hóa sớm khi phải chịu tải trọng cơ học liên tục.

Các phương pháp điều trị bảo tồn nội khoa thông thường bằng thuốc giảm đau hay thuốc dãn cơ chỉ đem lại hiệu quả tạm thời, kèm theo nguy cơ viêm loét dạ dày tá tràng ở khoảng 15% đến 20% người bệnh khi sử dụng kéo dài. Ngược lại, các can thiệp ngoại khoa xâm lấn như phẫu thuật hàn xương hay thay đĩa đệm nhân tạo lại tiềm ẩn rủi ro tai biến thần kinh và chi phí điều trị rất cao. Nhằm giải quyết bài toán này, đề tài tập trung xây dựng cơ sở lý luận, mô phỏng quang học và đánh giá hiệu quả lâm sàng của phương pháp sử dụng laser bán dẫn công suất thấp kết hợp kéo dãn cột sống cổ.

Nghiên cứu được triển khai thực hiện từ tháng 07 năm 2012 đến tháng 11 năm 2012 tại Phòng thí nghiệm Công nghệ Laser thuộc Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh phối hợp cùng Phòng Vật lý trị liệu và Phục hồi chức năng Tân Châu, tỉnh An Giang. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi xác lập một phác đồ điều trị không xâm lấn toàn diện, giúp nâng cao tỷ lệ phục hồi chức năng vận động đạt trên 85% và cải thiện dứt điểm triệu chứng đau chèn ép rễ thần kinh cho bệnh nhân.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Cơ sở lý thuyết của nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự tích hợp giữa quang sinh học hiện đại và cơ sinh học cột sống:

• Lý thuyết kích thích quang sinh học bằng laser công suất thấp (Low-Level Laser Therapy - LLLT): Năng lượng photon ở mức công suất dưới 100 mW khi thâm nhập vào mô sống sẽ kích hoạt enzym cytochrome c oxidase trong chuỗi hô hấp tế bào ty thể. Quá trình này thúc đẩy tổng hợp năng lượng ATP nội bào gia tăng từ 150% đến 200%, kích thích nguyên bào sợi tăng sinh và đẩy mạnh quá trình tổng hợp collagen type II (thành phần chiếm khoảng 80% cấu trúc nhân nhầy đĩa đệm).
• Lý thuyết cân bằng áp lực thẩm thấu đĩa đệm: Đĩa đệm hoạt động như một hệ thẩm thấu có màng bán thấm. Áp lực keo tạo bởi các phân tử mucopolysaccharid hút nước mạnh mẽ để cân bằng với áp lực tải trọng cơ học lên tới hàng nghìn N/m2. Khi đĩa đệm bị nén ép quá mức, nước (vốn chiếm từ 80% đến 88% thể tích nhân nhầy ở người trẻ và giảm xuống 65% ở người già) bị đẩy ra ngoài, làm mất tính đàn hồi. Kéo dãn cột sống giúp giảm áp lực nội đĩa đệm, tạo độ chênh lệch áp suất để hút dịch dinh dưỡng và ion SO4(2-) thẩm thấu trở lại.
• Mô hình phối hợp quang trị liệu đa bước sóng và laser nội tĩnh mạch: Bức xạ ánh sáng đỏ bước sóng 633 nm tác động bề mặt giúp chống viêm, giảm phù nề mô mềm nông; kết hợp chùm tia hồng ngoại gần bước sóng 780 nm đến 850 nm có độ thâm nhập sâu trên 12,5 mm trực tiếp vào bao xơ và nhân đệm. Đồng thời, kỹ thuật laser nội tĩnh mạch tác động trực tiếp vào dòng máu, cải thiện độ nhớt máu và gia tăng từ 20% đến 30% lưu lượng vi tuần hoàn qua hệ động mạch đốt sống thân nền.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu và cỡ mẫu nghiên cứu: Nghiên cứu thu thập dữ liệu thực nghiệm trên cỡ mẫu gồm 60 bệnh nhân được chẩn đoán xác định đau cột sống cổ do thoát vị đĩa đệm dựa trên hình ảnh cộng hưởng từ MRI và thăm khám lâm sàng chuyên khoa.
• Phương pháp chọn mẫu: Tác giả áp dụng phương pháp chọn mẫu thuận tiện có tiêu chí chọn lọc rõ ràng: bệnh nhân có thoát vị đĩa đệm mức độ nhẹ và vừa (chiều cao đĩa đệm còn trên 50%), chưa có tổn thương xơ hóa hoàn toàn hoặc liệt vận động; loại trừ các ca có chống chỉ định như u ác tính cột sống, lao cột sống hoặc huyết áp cao độ 3.
• Phương pháp mô phỏng số Monte-Carlo: Sử dụng thuật toán Monte-Carlo mô phỏng đường đi của hàng triệu photon qua cấu trúc mô cổ nhiều lớp gồm: lớp da dày 2,5 mm, lớp mỡ hạ bì dày 3,0 mm và lớp cơ dày 7,0 mm (tổng độ sâu quang học thâm nhập yêu cầu tối thiểu là 12,5 mm). Thuật toán được lập trình với hệ số hấp thụ, hệ số tán xạ và hệ số bất đẳng hướng g đạt từ 0,90 đến 0,93. Lý do lựa chọn Monte-Carlo là vì đây là phương pháp số chuẩn xác nhất để mô tả sự tán xạ ánh sáng trong môi trường sinh học không đồng nhất.
• Quy trình thử nghiệm lâm sàng: 60 bệnh nhân được phân chia thành 2 nhóm điều trị trong thời gian 15 đến 20 ngày:
  • Nhóm 1 (30 bệnh nhân): Điều trị bằng phương pháp kéo dãn cột sống cổ ngắt quãng đơn thuần kết hợp vật lý trị liệu quy ước.
  • Nhóm 2 (30 bệnh nhân): Điều trị kết hợp kéo dãn cột sống cổ với thiết bị quang trị liệu laser bán dẫn hai kênh và laser nội tĩnh mạch. Lực kéo được thiết lập từ 10% đến 30% trọng lượng cơ thể (bắt đầu từ 15% thể trọng, tăng dần 0,5 kg đến 1,0 kg mỗi buổi cho đến khi đạt 20% thể trọng).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

• Khả năng thâm nhập quang học của các bước sóng laser: Kết quả mô phỏng Monte-Carlo cho thấy chùm tia laser bước sóng 850 nm và 780 nm có khả năng bảo toàn mật độ quang thông vượt trội ở độ sâu trên 12,5 mm, với tỷ lệ suy giảm năng lượng thấp hơn 45% so với bước sóng đỏ 633 nm. Bước sóng 850 nm đạt hiệu suất phân bố năng lượng tối ưu nhất tại vùng nhân nhầy và rễ thần kinh cổ.
• Tỷ lệ cải thiện triệu chứng lâm sàng vượt trội: Ở nhóm bệnh nhân áp dụng phác đồ kết hợp laser bán dẫn công suất thấp và kéo dãn (Nhóm 2), tỷ lệ đạt kết quả điều trị mức Tốt và Khá lên tới 86,7% (26 trên 30 bệnh nhân). Trong khi đó, nhóm chỉ kéo dãn đơn thuần (Nhóm 1) chỉ đạt tỷ lệ Tốt và Khá là 56,7% (17 trên 30 bệnh nhân). Sự kết hợp công nghệ laser giúp nâng cao hiệu quả điều trị thêm 30,0%.
• Phục hồi cơ sinh học và biên độ vận động: Sau liệu trình 15 ngày, tầm vận động cột sống cổ (gập, duỗi, nghiêng, xoay) của nhóm can thiệp laser tăng trung bình 28,5 độ. Hiện tượng co cứng các nhóm cơ cạnh sống giảm hơn 70%, đồng thời khoang gian đốt sống được mở rộng trung bình 1,1 mm trên mỗi đĩa đệm, giải phóng hoàn toàn sự chèn ép rễ thần kinh gai sống.
• Hiệu quả cải thiện tuần hoàn não: Laser bán dẫn nội tĩnh mạch giúp tăng tốc độ dòng chảy mao mạch tại hệ động mạch đốt sống thêm khoảng 22%, làm thuyên giảm dứt điểm các triệu chứng đau đầu, hoa mắt, chóng mặt kèm theo ở 90% số bệnh nhân tham gia thử nghiệm.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả vượt bậc của phương pháp bắt nguồn từ cơ chế hiệp đồng tác động sinh học. Lực kéo cơ học ngắt quãng có lực nền sinh lý tạo ra áp suất âm trong khoang gian đốt, kết hợp với tư thế cột sống hơi gập 20 đến 30 độ làm mở rộng tối đa lỗ tiếp hợp. Khi các cấu trúc giải phẫu được giải phóng khỏi trạng thái chèn ép cơ học, chùm tia laser bán dẫn bước sóng 780 nm và 850 nm lập tức cung cấp năng lượng photon kích hoạt quá trình chuyển hóa tế bào, giảm tính thấm thành mạch và ức chế các chất trung gian gây viêm như prostaglandin và bradykinin.

Các phát hiện này có thể được trình bày một cách trực quan thông qua biểu đồ cột so sánh tỷ lệ đáp ứng lâm sàng giữa hai nhóm nghiên cứu, kết hợp với bảng số liệu chi tiết về sự cải thiện thang điểm đau VAS và mức độ mở rộng khoang gian đốt sống theo từng nhóm tuổi (tập trung 65% ở nhóm 40 đến 55 tuổi). So sánh với các công bố quốc tế về điều trị thoái hóa cột sống, nghiên cứu này đã tạo ra bước đột phá khi chứng minh việc tích hợp đồng thời ba yếu tố: quang trị liệu tại chỗ hai kênh, laser nội tĩnh mạch và lực kéo dãn ngắt quãng mang lại tính an toàn tuyệt đối, không gây bất kỳ tác dụng phụ nào lên hệ thần kinh giao cảm cổ.

Đề xuất và khuyến nghị

• Chuẩn hóa quy trình điều trị lâm sàng tại các cơ sở y tế: Ban hành hướng dẫn phác đồ điều trị kết hợp laser bán dẫn công suất thấp (bước sóng 780 nm đến 850 nm, công suất 20 mW đến 50 mW) và kéo dãn cột sống cổ ngắt quãng. Đặt mục tiêu nâng cao tỷ lệ thuyên giảm đau đạt trên 85% cho các bệnh nhân thoát vị đĩa đệm giai đoạn 1 và 2. Lộ trình triển khai áp dụng đại trà trong vòng 6 đến 12 tháng tại các khoa Phục hồi chức năng và Y học cổ truyền tuyến tỉnh và huyện.
• Cải tiến và nội địa hóa thiết bị quang trị liệu chuyên dụng: Thiết kế và chế tạo thế hệ máy laser bán dẫn y tế hai kênh tích hợp module kiểm soát liều chiếu tự động theo phản hồi sinh học thời gian thực. Đặt mục tiêu giảm thiểu sai số công suất phát xạ dưới 2% và rút ngắn thời gian điều trị từ 20 phút xuống còn 12 phút mỗi lượt. Thời gian hoàn thiện nguyên mẫu thương mại trong vòng 18 tháng, chủ trì bởi các kỹ sư Kỹ thuật Y sinh phối hợp cùng các doanh nghiệp thiết bị y tế trong nước.
• Tổ chức các khóa đào tạo an toàn quang học và kỹ thuật kéo dãn: Xây dựng khung chương trình tập huấn định kỳ 6 tháng một lần về an toàn bức xạ laser y học và kỹ thuật vận hành máy kéo dãn cột sống cho 100% kỹ thuật viên vật lý trị liệu tại các cơ sở khám chữa bệnh, nhằm loại bỏ hoàn toàn các sự cố quá tải lực kéo hoặc chiếu sai vùng giải phẫu.
• Mở rộng nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng đa trung tâm: Tiến hành các đề tài theo dõi dài hạn trên cỡ mẫu mở rộng từ 200 đến 300 bệnh nhân có kiểm chứng định kỳ bằng phim chụp cộng hưởng từ MRI sau 3 tháng và 6 tháng. Đặt mục tiêu định lượng mức độ co hồi thể tích khối thoát vị đạt từ 15% đến 25%, do các Viện nghiên cứu Y sinh phối hợp với các bệnh viện chuyên khoa Ngoại thần kinh thực hiện trong giai đoạn 2 đến 3 năm tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Bác sĩ chuyên khoa Phục hồi chức năng và Vật lý trị liệu: Tham khảo cơ sở khoa học định lượng và phác đồ điều trị thực nghiệm để ứng dụng trực tiếp vào công tác khám chữa bệnh, xây dựng liệu trình giảm đau không dùng thuốc an toàn, hạn chế tối đa nguy cơ phải chỉ định phẫu thuật cho người bệnh.
• Kỹ sư Kỹ thuật Y sinh và Thiết kế Thiết bị Y tế: Khai thác mô hình tính toán số Monte-Carlo, thông số quang sinh học của mô sống và sơ đồ khối nguyên lý thiết bị laser bán dẫn hai kênh kết hợp laser nội mạch để phục vụ nghiên cứu chế tạo thiết bị y tế công nghệ cao.
• Học viên cao học và Nghiên cứu sinh chuyên ngành Vật lý Kỹ thuật, Vật lý Y sinh: Sử dụng luận văn như một tài liệu tham khảo mẫu mực về phương pháp luận nghiên cứu kết hợp giữa mô phỏng tính toán lý thuyết và thực nghiệm lâm sàng y sinh học.
• Lãnh đạo các cơ sở y tế và nhà quản lý y tế: Nắm bắt cơ sở khoa học để hoạch định chiến lược đầu tư trang thiết bị công nghệ laser hiện đại với chi phí đầu tư hợp lý, nâng cao chất lượng dịch vụ điều trị ngoại trú và rút ngắn số ngày nằm viện trung bình xuống dưới 15 ngày mỗi đợt.

Câu hỏi thường gặp

• Laser bán dẫn công suất thấp có gây bỏng rát hay làm tổn thương da vùng cổ không?
  Hoàn toàn không. Khác với laser công suất cao sử dụng nhiệt năng để đốt cháy hoặc bốc hơi tổ chức nhân nhầy, laser bán dẫn công suất thấp (LLLT) trong nghiên cứu hoạt động ở mức công suất an toàn dưới 100 mW. Phương pháp này chỉ tạo ra hiệu ứng kích thích quang hóa sinh học bên trong tế bào mà không làm tăng nhiệt độ mô quá 0,5 độ C, đảm bảo không gây bỏng rát hay đau đớn cho người bệnh.
• Tại sao cần kết hợp đồng thời bước sóng đỏ 633 nm và bước sóng hồng ngoại 850 nm?
  Sự phối hợp này mang lại tác dụng cộng hưởng đa tầng cấu trúc giải phẫu. Bước sóng 633 nm được hấp thụ mạnh tại lớp biểu bì và trung bì nông giúp chống phù nề, giãn mạch bề mặt; trong khi bước sóng 850 nm có khả năng thâm nhập sâu trên 12,5 mm, đưa năng lượng trực tiếp đến mâm sụn và rễ thần kinh bị chèn ép để kích hoạt tái tạo tế bào.
• Lực kéo dãn cột sống cổ bao nhiêu là chuẩn xác và an toàn nhất?
  Lực kéo được xác định tối ưu trong khoảng từ 10% đến 30% trọng lượng cơ thể bệnh nhân. Nghiên cứu chỉ ra rằng nên bắt đầu buổi đầu tiên với lực kéo bằng 15% thể trọng, sau đó tăng dần 0,5 kg mỗi ngày cho đến khi đạt mức duy trì 20% thể trọng. Mức lực này giúp mở rộng khoang gian đốt 1,1 mm mà không kích thích chuỗi hạch giao cảm gây chóng mặt.
• Laser nội tĩnh mạch có vai trò cụ thể như thế nào trong điều trị thoát vị đĩa đệm cổ?
  Laser nội tĩnh mạch truyền chùm tia trực tiếp vào lòng mạch máu ngoại vi, tác động lên màng hồng cầu làm tăng tính linh hoạt và giảm độ kết tập tiểu cầu. Điều này giúp tăng cường khoảng 22% lưu lượng tuần hoàn máu nuôi dưỡng tủy cổ và não bộ, giải quyết nhanh chóng các triệu chứng thiếu máu não như đau đầu, ù tai, mất ngủ đi kèm với thoát vị cổ.
• Những đối tượng bệnh nhân nào không được áp dụng phác đồ điều trị này?
  Phác đồ chống chỉ định tuyệt đối với người có khối u ác tính vùng cổ, lao cột sống, gãy xương chưa liền, tổn thương ống tủy cấp tính gây liệt chi hoặc có hội chứng đuôi ngựa. Ngoài ra, bệnh nhân tăng huyết áp độ 3 (huyết áp tâm thu trên 180 mmHg) và phụ nữ đang mang thai cũng thuộc diện chống chỉ định.

Kết luận

• Đề tài đã xây dựng thành công mô hình mô phỏng Monte-Carlo, chứng minh bước sóng hồng ngoại 780 nm đến 850 nm thâm nhập sâu qua 12,5 mm mô cổ để tiếp cận đĩa đệm.
• Khẳng định tính ưu việt của phác đồ kết hợp laser bán dẫn hai kênh, laser nội tĩnh mạch và kéo dãn ngắt quãng với tỷ lệ thành công lâm sàng đạt 86,7%.
• Cải thiện rõ rệt tầm vận động cột sống cổ thêm 28,5 độ và gia tăng khoảng cách khoang gian đốt sống trung bình 1,1 mm mà không gây ra bất kỳ biến chứng nào.
• Làm sáng tỏ cơ chế sinh học thẩm thấu nuôi dưỡng đĩa đệm và chế tạo thành công hệ thống thiết bị quang trị liệu ứng dụng thực tế.
• Đóng góp cơ sở lý luận và thực nghiệm vững chắc cho sự phát triển của chuyên ngành Vật lý Kỹ thuật và Vật lý Y sinh tại Việt Nam.

Trong giai đoạn tiếp theo từ năm 2024 đến năm 2026, nhóm nghiên cứu định hướng mở rộng thử nghiệm lâm sàng đa trung tâm trên 200 bệnh nhân và hoàn thiện hồ sơ đăng ký sở hữu trí tuệ cho thiết bị. Quý đồng nghiệp, các nhà nghiên cứu và cơ sở khám chữa bệnh hãy tải toàn văn luận văn thạc sĩ để tham khảo chi tiết các thông số kỹ thuật và liên hệ hợp tác chuyển giao công nghệ điều trị tiên tiến này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ BỆNH LÝ ĐĨA ĐỆM VÙNG CỘT SỐNG CỔ 1.1 Những vấn đề liên quan đến cột sống: Xương sống chính là trụ cột của cơ thể chúng ta. Xương sống nâng đỡ sức nặng các phần ở bên trên của cơ thể là đầu, mình, hai tay. Ngay trên cột sống các đốt xương hợp nhất lại, phối hợp với dây chằng và các đĩa đệm để bảo vệ tủy sống - cơ quan truyền thụ cảm giác trực tiếp tới não bộ. Xương sống trẻ sơ sinh có có 33 đốt: 7 đốt cổ, 12 đốt ngực, 5 đốt thắt lưng, 5 đốt hông và 4 đốt cụt.

Tới khi trưởng thành, các đốt hông và cụt dính lại với nhau, chỉ còn lại hai xương cùng và xương cụt. Vì thế người trưởng thành chỉ có 26 đốt xương sống. Cột sống chạy từ đáy hộp sọ xuống tới cuối lưng, bao bọc và bảo vệ dây cột sống (spinal cord). Dây cột sống gồm có các tế bào thần kinh, các bó sợi thần kinh kết nối tất cả các bộ phận của cơ thể với não bộ.

Từ cột sống, phát xuất 32 đôi dây thần kinh tủy sống. Xương sống khớp với hộp xương sọ, xương sườn, đai hông và là nơi bám của các cơ lưng. Cột sống không đứng ngay thẳng mà có nhiều đoạn hơi cong để chịu sức nặng cơ thể hữu hiệu hơn trong các thế đứng khác nhau. Các đốt xương sống được dây chằng và hơn 400 cơ bắp nho nhỏ neo giằng hỗ trợ.

NGUYỄN HỮU PHÚC Page 8 LUẬN VĂN THẠC SĨ HDKH: PGS.TS TRẦN MINH THÁI Dây chằng (ligament) là một băng mô liên kết xơ cứng, mầu trắng, nối hai xương với nhau ở vùng khớp. Các dây này không đàn hồi nhưng có thể uốn cong, giữ cho khớp mạnh hơn và giới hạn sự chuyển động của khớp về một phía nào đó. Nằm giữa các đốt xương là một cấu trúc dẹp (đĩa liên sống) cấu tạo bằng chất collagen rất bền chắc dùng làm chất đệm cho đốt xương, chống đỡ với sức mạnh va chạm. Khi chúng ta mới sanh, nước chiếm 80% thành phần cấu tạo của đĩa và đĩa mềm sốp.

Tới tuổi gia tăng, nước trong đĩa khô dần. Vì đĩa không có mạch máu nuôi dưỡng, cho nên khi bị tổn thương thì không tự lành được. Khi đĩa bị chấn thương, dây thần kinh bị đè kẹp và gây ra đau đớn vô cùng cho chân. Đốt ở phía cuối cột sống là nơi gây ra nhiều đau hơn cả.

Khi các thành phần cấu tạo xương sống bị tổn thương, siêu vẹo, co kéo thì đau lưng xảy ra. Mấy bệnh thông thường của cột sống: Mỗi đốt sống được ghép với nhau bởi một đĩa đệm nằm giữa. Đĩa đệm này có khả năng đàn hồi, biến dạng mỗi khi chúng ta vận động xương cột sống.Bên trong đĩa đệm là tổ hợp các dây chằng và tủy sống. Tủy sống chạy xuyên suốt từ não bộ xuống đốt sống cuối cùng.

Tủy sống kết hợp với hệ thần kinh điều khiển mọi sự hoạt động của con người. nếu tủy sống bị chấn thương thì hệ thần kinh cũng bị tổn thương nghiêm trọng và gây ra một số bệnh bại liệt, mất cảm giác. NGUYỄN HỮU PHÚC Page 9 LUẬN VĂN THẠC SĨ HDKH: PGS.TS TRẦN MINH THÁI Hình 1.1 : Cột sống con người [51] A. Đoạn đốt sống cổ B.

Đoạn đốt sống ngực C. Đoạn đốt sống thắt lưng D.Đoạn đốt sống cùng E. Đoạn đốt sống cụt 1.2 Những vấn đề liên quan đến cột sống cổ: 1.1 Thân đốt sống: NGUYỄN HỮU PHÚC Page 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ HDKH: PGS.TS TRẦN MINH THÁI Cột sống cổ gồm 7 đốt nối từ cổ chẩm đến đốt sống ngực T1. Mỗi đốt có 3 phần chính: thân, cung sau và các mỏm.

Giữa cung và thân có lổ đốt sống, tạo nên ống tủy khi các đốt sống chồng lên nhau, trong đó chứa đựng tủy sống.2: vị trí các đốt sống cổ và đĩa đệm thoát vị Thân đốt sống có hình trụ, trên và dưới được viền xung quanh bởi gờ xương, các mặt này giáp với đĩa đệm, vì vậy đĩa đệm chịu lực trực tiếp từ thân đốt sống. Mặt trên có hai gờ xương nổi lên ở hai bên và khớp với phần dưới của thân phía trên, ở giữa có tổ chức tạo keo, có cấu trúc như một khớp, có vai trò giữ đĩa đệm không lệch sang hai bên, là đặc điểm riêng của vùng cổ. Khoảng gian đĩa ( Intervetebral disc ) là một cấu trúc mềm dẻo giữa hai phần thân đốt sống. độ mềm dẻo của cột sống tùy thuộc và khả năng phục hồi hình dạng của đĩa đệm qua các hình dạnh của cột sống, khoảng gian đĩa bao gồm nhân đệm NGUYỄN HỮU PHÚC Page 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ HDKH: PGS.TS TRẦN MINH THÁI (Nucleus pulosus ) chứa gelatin ở phần trung tâm và các vành thớ (Anulus fibrosus) bao quanh nhân đệm.2 Dây chằng và các cơ: Cột sống được nâng đỡ ở phía trước và phía sau theo chiều dài của nó bởi dây chằng dọc trước và dây chằng dọc sau.

Dây chằng dọc sau được mô tả gồm 2 lớp sâu và nông, mặc dù những nghiên cứu gần đây cho thấy nó có 3 lớp. cả 2 dây chằng dọc trước và dọc sau đều đóng góp vào độ vững, mức độ di động và mềm dẻo của cột sống Hình 1.3 : Hệ thống dây chằng dọc sau và cấu trúc liên quan [34] Dây chằng dọc sau (The posterior Longitudiual Ligament): dây chằng dọc sau nằm trong ống sống và trải dài dọc mặt sau của các thân đốt sống, từ thân của đốt trục, nơi nó liên tiếp với màng mái, tới xương cùng. Các sợi mịn và bóng của nó gắn chặt với các đĩa gian đốt sống, các tấm sụn trong đầu xương và rìa lồi của các thân đốt sống liền kề, nhưng ở giữa những chỗ bám này và được ngăn cách với thân đốt sống bởi các tĩnh mạch sống và các nhánh tĩnh mạch mà dẫn máu từ các tĩnh mạch sống. NGUYỄN HỮU PHÚC Page 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ HDKH: PGS.TS TRẦN MINH THÁI Dây chằng dọc trước (The Anterior Longitudinal Ligament): được tạo nên bởi các sợi dọc dày đặc.

Những sợi này dính chặt và các đĩa gian đốt sống và các rìa lồi lên của thân đốt sống nhưng không dính và phần giữa của các thân đốt sống. Lúc đi qua phần giữa các thân đốt sống thì dây chằng dày lên để lấp vào vùng trên ở mặt trước các thân đốt, làm cho mặt trước cột sống phẳng hơn. Dây chằng được tạo nên bởi vài lớp sợi khác nhau về chiều dài nhưng đan cài chặt chẽ với nhau, Những sợi nông nhất là những sợi dài nhất và trải dài giữa bốn hoặc năm đốt sống. Những sợi sâu hơn nằm ngay bên dưới, trải dài giữa hai hoặc ba đốt sống này.

Ở mặt bên của các thân đốt sống, dây chằng được tạo nên bởi một ít sợi ngắn đi từ đốt sống này đến đốt sống kế tiếp, được ngăn cách khỏi chỗ lỡm giữa các thân đốt sống bởi những lỗ cho mạch máu chạy qua. NGUYỄN HỮU PHÚC Page 13 LUẬN VĂN THẠC SĨ HDKH: PGS.TS TRẦN MINH THÁI 1. Nhánh chũm của động mạch chẩm trái 23. Động mạch cổ lên (cắt) 2.

Động mạch tiểu não trước dưới 24. Động mạch cảnh chung 3. Nhánh màng bão của động mạch hầu lên trái 25. Động mạch giáp trên 4.

Động mạch tiểu não sau dưới 26. Động mạch thanh quản trên 5. Các đọng mạch đốt sống phải và trái 27. Động mạch hầu lên 6.

Nhánh màng não sau của động mạch đốt sống 28. Động mạch lưỡi 7. Nhánh màng não trước của động mạch đốt sống 29. Động mạch mặt NGUYỄN HỮU PHÚC Page 14 LUẬN VĂN THẠC SĨ HDKH: PGS.TS TRẦN MINH THÁI 8.

Động mạch tai sau 30. Động mạch cảnh ngoài 9. Động mạch chẩm 31. Động mạch thái dương nông 10.

Động mạch cảnh trong 32. Động mạch hàm trên 11. Động mạch mảng não giữa 12. Động mạch đốt sống 35.

Động mạch thông sau 14. Động mạch mắt 15. Động mạch cổ sâu 37. Động mạch thông trước 16.

Động mạch gian sườn trên cùng 38. Động mạch não trước 17. Thân sườn - cổ 39. Động mạch não giữa 18.

Động mach dưới đòn 40. Động mạch màng não giữa trái 19. Động mạch ngực trong 41. Động mạch não sau 20.

Thân cánh tay đầu 42. Động mạch tiểu não trên 21. Thân giáp - cổ 43. Động mạch nền 22.

Động mạch giáp dưới 44. Động mạch thính giác trong trái (mê nhĩ) Hình 1.4: Atlas động mạch của đầu mặt cổ [58] Các cơ cùng với dây chằng có chức năng nâng đỡ và bảo vệ cột sống bằng cách bao phủ toàn bộ hệ thống cột sống và đồng thời cũng cố định cột sống mỗi khi bị tác động (mòn mấu khớp nối, nứt xương cột sống, lồi đĩa đệm). Các cơ sẽ phản ứng bằng cách co thắt lại. Các cơ sẽ phản ứng bằng cách co thắt lại.

Mặc dù các bác sĩ đều thống nhất là các cơ ít vận động và yếu là nguyên nhân xếp hàng đầu gây ra chứng đau lưng và họ cũng đồng ý với ý kiến cho rằng dưới điều kiện căng thẳng về tinh thần hay thể xác thì các cơ, cho dù là cơ đang khỏe mạnh, cũng sẽ dễ dàng bị co thắt và gây ra đau đớn. Mỏm móc và khớp Luschka: Mặt trên của thân đốt sống cổ có 2 phần xương nhô lên trên ở mép sau bên của thân sống gọi là mỏm móc. Phần xương nhô ra ở mặt dưới phía trước bên của thân sống được kết nối với mỏm móc tạo thành khớp Luschka. Khớp Luschka cùng với mặt khớp tạo nên bờ trước và bờ sau của lỗ liên hợp, nơi đi ra của các rễ thần kinh.

Khớp Luschka không phải khớp thật sự, vì nó không có bao hoạt dịch, nhưng nó đóng vai trò là rào chắn bằng xương để giữ đĩa đệm không chạy ra ngoài. NGUYỄN HỮU PHÚC Page 15 LUẬN VĂN THẠC SĨ HDKH: PGS.TS TRẦN MINH THÁI 1.3 Động mạch đốt sống: Động mạch đốt sống là nhành bên của động mạch dưới đĩa, chui vào lổ của các mỏm ngang đốt sống, hầu hết các động mạch đều chui vào từ lỗ mỏm ngang đốt sống cổ 6 (C6). Động mạch đốt sống chạy dọc giữa các đốt sống này sau đó đi vòng ra sau quanh mỏm khớp trên đốt đội (C1) chui vào trong hộp sọ. Mỗi động mạch đốt sống tách ra 2 động mạch nhỏ là: Động mạch tủy sống trước và động mạch tủy sống sau.5: hệ thống mạch máu tủy sống [27] Mạch máu tủy sống: Tủy sống được cung cấp bởi 3 động mạch: - Động mạch tủy trước: Động mạch gai trước tách ra từ động mạch đốt sống gần thân nền hợp thành thân chung đi dọc xuống theo đường giữa, trước khe trước của tủy.

NGUYỄN HỮU PHÚC Page 16 LUẬN VĂN THẠC SĨ HDKH: PGS.