[转帖]激光美容的选择性光热作用理论,光电在生物医疗领域应用

乏味发表于 2007-4-26 19:41:00

[转帖]激光美容的选择性光热作用理论

现代激光美容治疗既强调有效，更注重安全。激光主要依靠其热作用使靶组织（病变组织）有效破坏，但靶组织受热的同时会向其周围传导热量，因此在治疗时如何使热传导减少到不致引起周围组织损伤（可形成瘢痕等）的安全程度是一个非常关键的问题。　　选择性光热作用理论，即根据不同组织的生物学特性，只要选择合适的激光参数(波长、脉冲持续时间、能量)，就可以保证最有效治疗病变部位的同时，对周围正常组织的损伤最小。该理论实现了激光治疗的有效性和安全性的完美统一，是激光医学发展史上的里程碑和分水岭，按照该理论设计的激光仪从此真正可以做到“去病不留痕”。
要实现选择性光热作用，则必须满足三个重要的条件：　　1. 波长：选择能作用到靶组织并被靶组织强烈吸收的波长　　由于激光在组织中的穿透深度与激光的波长成正比，因此治疗时激光波长的选择应首先考虑激光穿透力的大小，病变部位越深，则所需的激光波长越长，尤其是真皮深部的病变一定要选择较长的激光波长，否则激光作用不到病变部位。　　就血管性病变而言，激光治疗的靶色基为血管内血液中的氧合血红蛋白。氧合血红蛋白吸收峰值有三个：即418 nm（蓝色）、542 nm（绿色）及577 nm（黄色）。其中418 nm是氧合血红蛋白最大的吸收峰值，如果我们只考虑吸收能力，这一波长的激光无疑是最理想的，但418 nm激光的穿透能力差，达不到皮肤真皮的多数血管组织，而且418 nm激光还能被表皮中的黑色素很好地吸收，有可能造成术后皮肤色素减退等，所以418 nm波长与542 nm和 577 nm的波长相比，尽管后两个波长的激光吸收峰值相对较小，但后两者穿透性较好，且黑色素对它们的吸收不如418 nm那样多，故靠近542 nm和 577 nm波长是治疗血管性病变最理想的激光波长。　　就色素性疾病而言，黑色素吸收峰值在280nm～1200nm中并随波长增加而吸收减少。治疗浅表色素性疾病如雀斑、黑子等，可选择波长较短的激光，如510 nm、532 nm等；如果治疗真皮色素性疾病如太田痣、蓝黑色文身等，则必须选用波长较长的激光，如694 nm、755 nm、1064 nm等，只有波长较长的激光才能有效地到达真皮深层。　　文身的色素有黑、蓝、绿、黄、橙、红等多种人工色素，根据互补吸收的光学原理，文身的治疗应选择与其颜色互补的激光。如红色文身用绿色的510nm或532 nm的激光治疗，绿蓝色文身用红色的630 nm、694 nm或755 nm的激光治疗，而蓝黑色文身用红色的755 nm或近红外的1064 nm的激光进行治疗。　　组织中的水对可见光和近红外线吸收极少，而大于2μm的红外线波段吸收较好，其吸收主峰在2.94μm。表皮和真皮所含有的大量水分，成为激光磨削治疗时（如祛皱纹等）的靶组织。根据水对光的吸收曲线，磨削治疗用er（铒）:yag（2.94μm）最好，其次为co2（10.6μm）及ho（钬）:yag（2.1μm）激光。　　2. 脉冲持续时间：应小于或等于靶组织的热弛豫时间　　热传导的多少与热作用的时间成正比，时间越长，热损伤的范围就越大。正像人们在日常生活中经常遇到的现象，如果用手指快速接触一个烧热的锅，皮肤不会被烫伤，但如果接触的时间稍长就会烧伤皮肤。同理“火中取栗”可以不伤手也全在“时间短暂”上。根据光学理论，只要使激光的脉冲持续时间小于或等于靶组织的热弛豫时间，就不会引起周围组织的热损伤。　　热弛豫时间(thermal relaxation time，trt) 是指受热的组织通过热扩散将其自身的热量降低50%所需的时间。该参数是衡量靶组织的热传导速度快慢的指标。　　小物体要比大物体冷却得快，精确地讲，trt与物体大小的平方成正比。因此对于1个给定的物体，大小增加到2倍，则trt将增加到4倍。①血管性病变中血管管径的粗细有很大差异。通过计算，毛细血管的trt约为10微秒（μs），管径<chmetcnv wst="on" tcsc="0" numbertype="1" negative="False" hasspace="True" sourcevalue=".1" unitname="mm">0.1 mm</chmetcnv>血管的trt约为4.8 毫秒（ms），而更大血管的trt可达几十毫秒（ms）。因此治疗血管性病变最理想的激光脉冲持续时间（即脉宽）应为几毫秒～几十毫秒。②色素性病变中黑色素颗粒非常微小，其trt仅为1 μs。因此治疗色素性病变应使用脉宽为纳秒级（ns，1 μs＝1000 ns）的激光，即带q开关的激光（见本文<chsdate wst="on" isrocdate="False" islunardate="False" day="30" month="12" year="1899">2.1.2</chsdate>）。③皮肤组织的trt大致为1 ms，因此要求做皮肤磨削除皱的激光仪的脉宽小于1 ms。④毛囊的体积较大，其trt为几毫秒～一百毫秒，因此要求用来脱毛的激光的脉宽最好在几毫秒～一百毫秒之间。　　现代激光仪与10余年前的激光仪的最大区别正是在于对脉宽的精确控制，这是现代激光治疗安全性的根本保证。　　3. 能量：选择能在靶组织上产生足够的温度，使之破坏的合适能量　　足够的激光能量是保证疗效的前提，现代激光仪都具有强大的功率。实际临床应用时激光的能量密度须根据靶组织的性质、颜色深浅、大小厚薄和治疗当时的反应等来确定，治疗过程中应不断地对激光能量进行调试和修正。如选择的激光能量过低达不到疗效，过高则引起周围组织的热损伤。

hx0999 发表于 2007-5-15 16:26:00

这个不太了解，保持沉默吧

sg616 发表于 2007-8-20 10:13:47

这篇文章写的不错，比较准确，收藏！谢谢楼主！

一颗平常心 发表于 2011-5-20 11:12:23

写的挺好，看了！

rubberai 发表于 2011-6-3 17:44:01

謝謝樓主分享!!!

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