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醫(yī)療美容

激光美容的選擇性光熱作用理論

星之球激光 來源:光電論壇2015-04-17 我要評論(0 )   

現(xiàn)代激光美容治療既強(qiáng)調(diào)有效,更注重安全。激光主要依靠其熱作用使靶組織(病變組織)有效破壞,但靶組織受熱的同時會向其周圍傳


現(xiàn)代激光美容治療既強(qiáng)調(diào)有效,更注重安全。激光主要依靠其熱作用使靶組織(病變組織)有效破壞,但靶組織受熱的同時會向其周圍傳導(dǎo)熱量,因此在治療時如何使熱傳導(dǎo)減少到不致引起周圍組織損傷(可形成瘢痕等)的安全程度是一個非常關(guān)鍵的問題。


選擇性光熱作用理論,即根據(jù)不同組織的生物學(xué)特性,只要選擇合適的激光參數(shù)(波長、脈沖持續(xù)時間、能量),就可以保證最有效治療病變部位的同時,對周圍正常組織的損傷最小。該理論實現(xiàn)了激光治療的有效性和安全性的完美統(tǒng)一,是激光醫(yī)學(xué)發(fā)展史上的里程碑和分水嶺,按照該理論設(shè)計的激光儀從此真正可以做到“去病不留痕”。 要實現(xiàn)選擇性光熱作用,則必須滿足三個重要的條件:


1. 波長:選擇能作用到靶組織并被靶組織強(qiáng)烈吸收的波長

由于激光在組織中的穿透深度與激光的波長成正比,因此治療時激光波長的選擇應(yīng)首先考慮激光穿透力的大小,病變部位越深,則所需的激光波長越長,尤其是真皮深部的病變一定要選擇較長的激光波長,否則激光作用不到病變部位。


就血管性病變而言,激光治療的靶色基為血管內(nèi)血液中的氧合血紅蛋白。氧合血紅蛋白吸收峰值有三個:即418 nm(藍(lán)色)、542 nm(綠色)及577 nm(黃色)。其中418 nm是氧合血紅蛋白最大的吸收峰值,如果我們只考慮吸收能力,這一波長的激光無疑是最理想的,但418 nm激光的穿透能力差,達(dá)不到皮膚真皮的多數(shù)血管組織,而且418 nm激光還能被表皮中的黑色素很好地吸收,有可能造成術(shù)后皮膚色素減退等,所以418 nm波長與542 nm和 577 nm的波長相比,盡管后兩個波長的激光吸收峰值相對較小,但后兩者穿透性較好,且黑色素對它們的吸收不如418 nm那樣多,故靠近542 nm和 577 nm波長是治療血管性病變最理想的激光波長。


就色素性疾病而言,黑色素吸收峰值在280nm~1200nm中并隨波長增加而吸收減少。治療淺表色素性疾病如雀斑、黑子等,可選擇波長較短的激光,如510 nm、532 nm等;如果治療真皮色素性疾病如太田痣、藍(lán)黑色文身等,則必須選用波長較長的激光,如694 nm、755 nm、1064 nm等,只有波長較長的激光才能有效地到達(dá)真皮深層。


文身的色素有黑、藍(lán)、綠、黃、橙、紅等多種人工色素,根據(jù)互補(bǔ)吸收的光學(xué)原理,文身的治療應(yīng)選擇與其顏色互補(bǔ)的激光。如紅色文身用綠色的510nm或532 nm的激光治療,綠藍(lán)色文身用紅色的630 nm、694 nm或755 nm的激光治療,而藍(lán)黑色文身用紅色的755 nm或近紅外的1064 nm的激光進(jìn)行治療。


組織中的水對可見光和近紅外線吸收極少,而大于2μm的紅外線波段吸收較好,其吸收主峰在2.94μm。表皮和真皮所含有的大量水分,成為激光磨削治療時(如祛皺紋等)的靶組織。根據(jù)水對光的吸收曲線,磨削治療用Er(鉺):YAG(2.94μm)最好,其次為CO2(10.6μm)及Ho(鈥):YAG(2.1μm)激光。


2. 脈沖持續(xù)時間:應(yīng)小于或等于靶組織的熱弛豫時間

熱傳導(dǎo)的多少與熱作用的時間成正比,時間越長,熱損傷的范圍就越大。正像人們在日常生活中經(jīng)常遇到的現(xiàn)象,如果用手指快速接觸一個燒熱的鍋,皮膚不會被燙傷,但如果接觸的時間稍長就會燒傷皮膚。同理“火中取栗”可以不傷手也全在“時間短暫”上。根據(jù)光學(xué)理論,只要使激光的脈沖持續(xù)時間小于或等于靶組織的熱弛豫時間,就不會引起周圍組織的熱損傷。


熱弛豫時間(Thermal Relaxation Time,TRT) 是指受熱的組織通過熱擴(kuò)散將其自身的熱量降低50%所需的時間。該參數(shù)是衡量靶組織的熱傳導(dǎo)速度快慢的指標(biāo)。

小物體要比大物體冷卻得快,精確地講,TRT與物體大小的平方成正比。因此對于1個給定的物體,大小增加到2倍,則TRT將增加到4倍。①血管性病變中血管管徑的粗細(xì)有很大差異。通過計算,毛細(xì)血管的TRT約為10微秒(μs),管徑0.1 mm血管的TRT約為4.8 毫秒(ms),而更大血管的TRT可達(dá)幾十毫秒(ms)。因此治療血管性病變最理想的激光脈沖持續(xù)時間(即脈寬)應(yīng)為幾毫秒~幾十毫秒。②色素性病變中黑色素顆粒非常微小,其TRT僅為1 μs。因此治療色素性病變應(yīng)使用脈寬為納秒級(ns,1 μs=1000 ns)的激光,即帶Q開關(guān)的激光(見本文2.1.2)。③皮膚組織的TRT大致為1 ms,因此要求做皮膚磨削除皺的激光儀的脈寬小于1 ms。④毛囊的體積較大,其TRT為幾毫秒~一百毫秒,因此要求用來脫毛的激光的脈寬最好在幾毫秒~一百毫秒之間。


現(xiàn)代激光儀與10余年前的激光儀的最大區(qū)別正是在于對脈寬的精確控制,這是現(xiàn)代激光治療安全性的根本保證。


3. 能量:選擇能在靶組織上產(chǎn)生足夠的溫度,使之破壞的合適能量
足夠的激光能量是保證療效的前提,現(xiàn)代激光儀都具有強(qiáng)大的功率。實際臨床應(yīng)用時激光的能量密度須根據(jù)靶組織的性質(zhì)、顏色深淺、大小厚薄和治療當(dāng)時的反應(yīng)等來確定,治療過程中應(yīng)不斷地對激光能量進(jìn)行調(diào)試和修正。如選擇的激光能量過低達(dá)不到療效,過高則引起周圍組織的熱損傷。

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激光美容選擇性光熱作用
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