1、 激光與強脈沖光的基本原理激光與強脈沖光的基本原理及臨床應用及臨床應用 天使之翼皮膚美容中心天使之翼皮膚美容中心李建剛 激光發(fā)展歷史激光發(fā)展歷史光的基礎知識：分類光的基礎知識：分類產生激光的基本要素：產生激光的基本要素：1. 產生激光的物質產生激光的物質 (激光介質激光介質)2. 激勵源激勵源3. 光學放大器光學放大器激光是一種電磁波Cynosure, Inc.波長波長=顏色顏色振幅振幅= 強度強度Cynosure, Inc.基態(tài)激發(fā)態(tài)Cynosure, Inc.基態(tài)基態(tài)受激吸收第一步激光的形成過程單個光子受激輻射兩個相干光子第二步 光的類型光的類型 波形 波譜濾色光激光Filter白光激光的

2、物理特性高單色性：激光的物理特性高定向性方向性：方向性：普通光源：光射向四面八方探照燈：光投射到月球上（離地40萬公里），光斑直徑將擴大到1000公里以上。激光：光投射至月球上，光斑的直徑散開只有兩公里多。激光的物理特性高亮度性激光是目前世界上最亮的光源二氧化碳激光管比日光燈管亮度高100億倍激光器的亮度可以做到比太陽表面亮度高1010倍醫(yī)學上切割組織、氣化表淺腫瘤都是利用激光的高亮度性所產生的高溫效應。激光的特點激光的特點_5. 高能量密度高能量密度GaAsx-rayscosmic rays電視和收電視和收音機策波音機策波190 - 390488 - 514532577-6307556941

3、0642940106002100常見激光器及其特性常見激光器及其特性類型類型名稱名稱工作物質工作物質波長波長(m )激勵方式激勵方式特征特征氣氣體體激激光光器器原子原子He-NeHe-Ne0.6328氣體放電氣體放電廣泛廣泛分子分子CO2CO210.6氣體放電氣體放電高功率輸出高功率輸出N2N20.3371氣體放電氣體放電無諧振腔無諧振腔離子離子Ar+Ar+0.4880氣體放電氣體放電常用作常用作泵浦源泵浦源He-CdHe-Cd0.4416氣體放電氣體放電固體固體激光激光器器紅寶石紅寶石Cr3+Al2O30.6943光泵浦光泵浦應用廣泛，應用廣泛，可得到高可得到高功率輸出功率輸出Nd3+YAG

4、Nd3+YAG1.06光泵浦光泵浦釹玻璃釹玻璃Nd3+1.06光泵浦光泵浦液體激光器液體激光器染料染料染料染料0.585激光泵浦激光泵浦波長可調波長可調半導體半導體激光器激光器GaAs/ GaAlAsGaAs0.85電流注入電流注入短波長通信短波長通信InP/InGaAsPInP1.30電流注入電流注入長波長通信長波長通信連續(xù)激光準脈沖激光脈沖激光產生不同激光的方法：產生不同激光的方法：2. 通過激光波長轉換方法通過激光波長轉換方法: 1） 應用非線性光學應用非線性光學:倍頻倍頻 (SHG); 3HG, 4HG, 5HG, OPO 等等 2）固體染料波長轉換片）固體染料波長轉換片 KTP 晶體

5、晶體1064 nm532 nm水水黑色素黑色素血色素血色素氧合血紅素氧合血紅素 組織光學組織光學( (吸收光譜吸收光譜) ) 皮膚色團光譜皮膚色團光譜 血紅蛋白血紅蛋白(Hb)，氧，氧合血紅蛋白合血紅蛋白(HbO2), 正鐵血紅蛋白正鐵血紅蛋白(Met-Hb)都在都在585nm波波長處有吸收峰長處有吸收峰. 水水(Water)在此波在此波長的吸收小很多量長的吸收小很多量級級. 色素色素(Melanin)是是唯一的干擾因素唯一的干擾因素.中紅外1100-2600nm被水完全吸收,而不被黑色素和血紅蛋白吸收激光r 工作波長皮膚靶基治療類型Argon488色素Pigment LesionsDoubl

6、ed Nd:Yag532色素，血管Vascular, Pigmented LesionsCu Vapor578血管Vascular LesionsPulsed Dye585-600血管Vascular LesionsRuby694色素Hair, Pigmented, TattoosAlexandrite755色素，血管Hair, Pigmented, TattoosDiode800-810色素，血管Hair, VascularNd:Yag1060色素Hair, Pigmented, TattooErbium2940水Epidermal Ablation 熱致水平熱致水平 熱致溫度熱致溫度 持續(xù)

7、時間持續(xù)時間 臨床表現臨床表現 熱熱 敷敷 3840 長時間長時間 溫熱感覺溫熱感覺 熱致紅斑熱致紅斑 4344 長時間長時間 微血管充血擴張見紅斑反應微血管充血擴張見紅斑反應 熱致水皰熱致水皰 4748 數秒數秒 炎性滲出物潴留皮內炎性滲出物潴留皮內,表真皮分離表真皮分離 熱致凝固熱致凝固 5560 約約10秒秒 受照處皮膚組織凝固壞死受照處皮膚組織凝固壞死 熱致沸騰熱致沸騰 100以上以上 數秒數秒 皮膚組織中的組織液沸騰皮膚組織中的組織液沸騰 熱致炭化熱致炭化 300400 瞬間瞬間 可見呈棕黑色干性壞死組織可見呈棕黑色干性壞死組織, 伴有水蒸氣白煙伴有水蒸氣白煙 熱致燃燒熱致燃燒 53

8、0以上以上 瞬間瞬間 可見火光可見火光,伴有水蒸氣白煙伴有水蒸氣白煙 熱致汽化熱致汽化 5730 瞬間瞬間 皮膚由固體立即變成氣體皮膚由固體立即變成氣體, 并以極并以極 高的速度射出高的速度射出, 留下一個凹陷留下一個凹陷, 根據激光功率密度的不同根據激光功率密度的不同:1.切割術切割術組織中水汽化導致的體積擴大壓力增加組織中水汽化導致的體積擴大壓力增加,以及組以及組 織固有的張力而被分開而形成切口織固有的張力而被分開而形成切口.2.氣化術氣化術組織中水分在瞬間被蒸發(fā)組織中水分在瞬間被蒸發(fā),干燥干燥,凝固了的組織也凝固了的組織也 隨即燃燒而一并被蒸發(fā)去除隨即燃燒而一并被蒸發(fā)去除.3.碳化術碳化

9、術以焦點以外一定大小的光斑以焦點以外一定大小的光斑,在一定的時間內連在一定的時間內連 續(xù)的照射組織續(xù)的照射組織,使受照組織發(fā)生干性壞死和炭化使受照組織發(fā)生干性壞死和炭化, 外觀呈綜黑色外觀呈綜黑色.4.凝固術凝固術以焦點以外相應大小的光斑以焦點以外相應大小的光斑,把功率降低至適當把功率降低至適當 水平水平,連續(xù)的照射組織連續(xù)的照射組織,使受照組織在保持上皮使受照組織在保持上皮 完整完整,不產生缺損和碳化的基礎上出現熱凝固不產生缺損和碳化的基礎上出現熱凝固 壞死壞死.外觀由灰白色漸變?yōu)榛液稚?。外觀由灰白色漸變?yōu)榛液稚?.激光組織間熱療法激光組織間熱療法 讓激光通過插入組織內的光纖維對讓激光通過

10、插入組織內的光纖維對 組織進行加熱，使組織內溫度升至組織進行加熱，使組織內溫度升至60C以上，并持續(xù)照以上，并持續(xù)照射一定時間射一定時間, 使該組織凝固壞死。已應用于治療腫瘤。使該組織凝固壞死。已應用于治療腫瘤。6.光熱敷光熱敷利用功率密度約為利用功率密度約為150-800mW/cm2的低強度激的低強度激光對病灶局部產生一種溫熱的感覺，猶如熱敷。光對病灶局部產生一種溫熱的感覺，猶如熱敷。 產生條件：產生條件： 光子給予生物大分子的能量光子給予生物大分子的能量斷開其弱鍵所需的能量斷開其弱鍵所需的能量全過程：全過程： 生物分子吸收相應能量的光子生物分子吸收相應能量的光子 外層價電子被激發(fā)躍遷至電子

11、激發(fā)態(tài)外層價電子被激發(fā)躍遷至電子激發(fā)態(tài) 在其馳豫返回基態(tài)時釋放出的能量消耗在某一化學在其馳豫返回基態(tài)時釋放出的能量消耗在某一化學 鍵的斷裂和新鍵的形成上鍵的斷裂和新鍵的形成上 生成穩(wěn)定的最終產物生成穩(wěn)定的最終產物 原理：原理： 光敏劑進入靶組織光敏劑進入靶組織受到接近光敏劑發(fā)射光譜峰值波長的光照射受到接近光敏劑發(fā)射光譜峰值波長的光照射光敏劑被激發(fā)光敏劑被激發(fā)光敏劑把能量轉移給靶組織中的分子氧光敏劑把能量轉移給靶組織中的分子氧靶組織中的分子氧被激發(fā)為強氧化劑（單態(tài)靶組織中的分子氧被激發(fā)為強氧化劑（單態(tài) 氧）氧）單態(tài)氧使靶組織的生物膜產生過氧化損傷單態(tài)氧使靶組織的生物膜產生過氧化損傷靶組織破壞靶組

12、織破壞HPD（血卟啉衍生物）（血卟啉衍生物）DHE（雙血卟啉酯）（雙血卟啉酯）酞花菁染料酞花菁染料脫鎂葉綠環(huán)類脫鎂葉綠環(huán)類癌光啉（癌光啉（PSD-007）光敏素光敏素 mTHPC（間四羥基氯苯酚）（間四羥基氯苯酚）卟啉合成物的母體卟啉合成物的母體ALA（5氨基氨基-酮戊酸）酮戊酸）進入靶組織方式：進入靶組織方式： 靜脈給藥靜脈給藥 動脈給藥動脈給藥 組織內注射組織內注射 局部敷貼局部敷貼 產生條件：產生條件： 低光功率密度（低強度）低光功率密度（低強度） 較長曝光時間較長曝光時間典型應用典型應用： 光動力療法（光動力療法（PDT） 低強度激光血管內照射低強度激光血管內照射 激光局部照射激光局部

13、照射皮角皮角+-高斯分布模式高斯分布模式平帽模式平帽模式*傳統(tǒng)的Q開關Nd:YAG激光的峰值能量密度位于中央- 暫時性色素沉著的風險增加*Spectra VRM平帽模式能量均勻分布Image profiled by Spiricon Beam Profiler波長：波長：585nm585nm脈寬：脈寬：350us350us輸出光斑直徑：輸出光斑直徑：5mm5mm重復頻率：重復頻率：2Hz2Hz輸出系統(tǒng)：柔性光纖手柄輸出系統(tǒng)：柔性光纖手柄反射鏡反射鏡氙閃光燈柱氙閃光燈柱過濾膜過濾膜導光晶體導光晶體I型光子嫩膚型光子嫩膚II 型光子嫩膚型光子嫩膚適應癥適應癥 良性血管病變，包括：良性血管病變，包括

14、： 毛細血管擴張毛細血管擴張Telangiectasias 紅斑痤瘡紅斑痤瘡Symptoms of Rosacea 紅臉紅臉Flushing 皮膚色素改變皮膚色素改變Dyschromia 激光磨削后紅斑激光磨削后紅斑 陽光性色素斑陽光性色素斑Pigmentary sun damage 色素斑色素斑Mottled pigmentation 色素沉著色素沉著Hyperpigmentation 光老化光老化Photoaging 痣痣Lentigines 表皮及真皮結構改變表皮及真皮結構改變 皺紋皺紋Rhytides 皮膚彈性改變皮膚彈性改變Elastotic changes 膠原和結締組織改變膠原和結締組織改變 毛孔粗大毛孔粗大Large pores 強脈沖光能轉化為熱量，影響皮膚表面深部強脈沖光能轉化為熱量，影響皮膚表面深部的膠原纖維和彈力纖維，使之重新排列，并恢復的膠原纖維和彈力纖維，使之重新排列，并恢復彈性，從而達到消除皺紋，縮小毛孔的治療效果彈性，從而達到消除皺紋，縮小毛孔的治療效果 Energy Penetration of Commonly Used Cutaneous LasersWaterMelaninHemoglobinOxyhemoglobin Pulse