激光治療兒童皮膚血管瘤的新進展1

1、 激光治療兒童皮膚血管瘤的新進展 李寧 光學 2011021521 信息光電子科技學院 激光醫(yī)學是當今發(fā)展迅速的醫(yī)學領域之一，出現了各種激光治療血管瘤的方法，由于其療效顯著，副作用小，已成為治療部分兒童皮膚血管瘤的常用方法。1 激光的特性激光與普通的光相比有很大不同 ,它是物質受激輻射發(fā)光而產生的束狀強光。激光的亮度高 ,能量密度大 ,是當今世界上最亮的源。強激光的亮度可達太陽光亮度的千萬億倍。當這種光能變成熱能時 ,可以瞬間產生幾千度至幾萬度的高溫。激光是束狀的近似平行光 ,它只射向一個方向 ,發(fā)散角很小 ,射程遠 ,經透鏡聚焦可以形成極細小的光點。激光的高亮度、 單色性、 方向性及相干性使

2、激光能量在時間、 空間、 光譜上高度集中。激光的這些特點使得激光束能夠把很高的能量聚焦到很小的光斑 ,非常適合精密的切割和氣化手術。2激光的效應2 . 1 熱效應 強激光照射生物組織時 ,瞬間可產生幾百度甚至上千度高溫 ,其熱效應可使生物組織的蛋白質變性凝固 ,甚至組織炭化或氣化 1 。2 . 2 機械效應 由激光照射產生的機械作用可分為兩部分 ,即激光本身的輻射壓力對生物組織產生的壓強 ,即光壓 ,稱作一次壓強 ,因為激光能量密度高 ,因而會產生很大輻射壓力 ,激光產生的壓強可達 104105帕斯卡;生物組織吸收強激光造成的熱膨脹和相變以及超聲波、 沖擊波、 電致伸縮等引起的壓強 ,叫二次壓

3、強。在臨床上 ,利用激光引起的壓強作用可治療多種疾病如眼科中的壓力打孔等。2 . 3 光效應 由于生物組織對照射激光的吸收反射和傳熱 ,色系組織 (特別是黑色 )對激光有選擇性的吸收作用 ,因此引起的破壞作用更大 ,利用這一效應 ,可在需破壞的組織上先進行組織染色 ,然后再進行激光組織照射 ,即可獲得更佳效果。2. 4 電磁場效應 激光是一種電磁波 ,因此激光產生電場、 磁5104W / cm2時 ,產生的電場強度可達 4 1010V /m,在此強電場作用下 ,生物組織會產生電離 ,使該處的組織細胞受到破壞。2. 5 光化學效應 是指物質的分子吸收了外來光子的能量后激發(fā)的化學反應。激光作為一種

4、能量高度集中、 單色性極好的光源 ,它還可以發(fā)生一些普通光不能引起的光化學效應。光致化學反應大致可分為光致分解、 光致氧化、 光致聚合及光致敏化4種主要類型 2 。2 . 6生物刺激效應 當低功率激光 ( l ow lever laser)照射生物組織時 ,不對生物組織直接造成不可逆性的損傷 ,而是產生某種與超聲波、 針灸、 艾灸等機械的和熱的物理因子所獲得的生物刺激相類似的效應 ,稱為激光生物刺激效應。利用激光的特性 ,以及它與生物組織相互作用過程中的特異規(guī)律 ,可以用于研究、 診斷和治療疾病。例如 ,自 20世紀 70年代起 ,醫(yī)生就已經利用激光干涉術、 激光透照術和激光偏振技術等 ,來測

5、量血液、 尿液和人體其他組織的成分、 微量元素的含量 ,以及識別和分辨細胞是否病變或癌變;用強激光束 ,可對病灶施行凝固、 汽化和切割等術 ,與傳統(tǒng)的解剖刀比 ,激光刀多不出血或少出血;用弱激光照射人體組織 ,可達到理療照射治療或光針灸治療的作用 ,與傳統(tǒng)理療中的光療比 ,激光的療效顯著提高 ,且適應證更加廣泛。3 激光在皮膚病學方面的應用基礎 Anderson3等提出的選擇性光熱解理論是許多激光美容醫(yī)學方面發(fā)展的理論基礎，激光能量會有選擇地被某些特定的組織成分吸收，并通過熱作用將這一類特定的組織成分加以破壞，同時對其周圍的組織僅造成很小的傷害。31 激光波長 激光波長應能作用到目標組織并充分

6、有效地被目標組織吸收。對于相同波長的激光，不同皮膚組織的吸收能力也是不同的。當激光只被目標組織吸收時，就不會對目標組織周圍的皮膚組織產生傷害。一定波長下，激光在組織中的穿透深度與激光的波長成正比，因此病變部位越深，尤其真皮深部病變，則要選擇越長的激光波長。32 激光脈沖寬度 激光脈沖寬度應小于或者等于目標組織的熱弛豫時間。被目標組織吸收的激光光能會轉變?yōu)闊崮?，并且會立即開始擴散。通常情況下，激光照射時問應該短于或者等于目標組織的熱弛豫時間(TRT)。TRT是目標組織的溫度由最高下降到一半的時間，并且它同目標組織的熱損傷時間(TDT)取代。Woo等4提出了血管TDT的概念，激光能量被含氧血紅蛋白

7、吸收傳遞至血管壁臨界區(qū)域的時問。這一時間較之TRT要長得多，這是臨床上長脈寬或者超長脈寬激光治療血管性皮損的基礎。33 能量密度 能量密度應能夠使目標組織達到足以使其被破壞的溫度。要對目標組織造成損傷必須要有足夠的能量密度。這樣當激光僅被目標組織吸收很少時，或者目標組織含有很少的色素時，或者目標組織位于皮膚深層時，就需要比較高的激光能量密度5。能量密度的選擇主要是基于血管顏色，其次是血管大小、深度和光斑大小等因素。34光斑大小 光斑大小不僅影響治療的速度和效率，也影響激光療效。一般認為較大的光斑較之小光斑穿透要深些。小光斑針對淺表小型血管有效，而大光斑可針對較深、較粗的大血管。35表皮保護 除

8、皮膚病變中的色素以外，表皮中的黑色素也強烈吸收激光光能。這樣，當使用波長位于黑色素的強吸收譜線范圍的激光來處理深色皮膚時，對表皮造成損傷的危險會更大6。為了減少這種危險，現在的激光醫(yī)療系統(tǒng)普遍采用皮膚冷卻的方法。目前常用的表皮保護技術包括：涂抹冷凝膠、冰袋外敷、噴射冷卻劑的動態(tài)冷卻技術(DCD)、藍寶石接觸冷卻、冷空氣冷卻等，冷卻效果不一。對參數的了解及其處理，對血管性皮損療效非常關鍵，目前主要依賴于操作人員對血管大小、深度、顏色和壓力的判斷，主觀性較強。今后。光聲學探頭以及其它一些測量工具將有助于加強對參數客觀性選擇7。4 皮膚血管瘤血管瘤是嬰幼兒最常見的皮膚良性腫瘤。通常出生時即有或出生后

9、不久發(fā)生 ,生長迅速 ,增殖期持續(xù) 612個月 , 1歲左右增至最大。一般 1歲以內增長最快 ,之后緩慢增長 , 510歲停止生長 8。通常將血管瘤分為鮮紅斑痣、 草莓狀血管瘤、 海綿狀血管瘤和混合性血管瘤 ,也可根據瘤體累及部位深淺的不同分為淺表血管瘤、 深部血管瘤以及混合血管瘤。60%的血管瘤發(fā)生于頭頸部 ,不僅影響美觀 ,還可出現多種并發(fā)癥 ,如潰瘍、 出血、 感染等。特殊部位的血管瘤 (如眼瞼、 氣管等處 )能壓迫周圍器官 ,甚至危及生命。大部分草莓狀血管瘤可緩慢地自行消退 ,消退速度和程度因人而異 ,在 3歲時大約 30%可以消退 , 5歲時大約50%消退 , 7歲時大約 70%可以

10、消退。眼瞼、 腮腺、 鼻尖等部位的血管瘤可能持續(xù)不退或只能部分消退。即使自行消退的血管瘤仍有 40%在消退后留有瘢痕、 萎縮、 色素改變、 毛細血管擴張等并發(fā)癥 9。因此 ,對于增殖期的血管瘤應該早期治療 ,以控制它的生長 ,促進消退 10。血管瘤的傳統(tǒng)治療方法很多 ,包括口服糖皮質激素 ,局部注射平陽霉素、 激素 ,冷凍 ,動脈栓塞 ,外科切除等 ,但由于均存在不同程度的不良反應,限制了這些方法的廣泛應用。近 20年來 ,隨著激光醫(yī)學的快速發(fā)展 ,出現了各種可用于治療血管瘤的激光,由于其療效顯著 ,不良反應小 ,激光已經成為治療皮膚血管瘤的首選方法。目前用于治療皮膚血管瘤的激光有 532nm

11、倍頻 Nd: Y AG(摻釹釔鋁石榴石 )激光、 脈沖染料激光、 1 064 n m Nd: YAG激光、 光動力療法以及強脈沖光系統(tǒng)等。5 治療原理激光治療血管瘤的靶色基為血液中的氧合血紅蛋白，氧合血紅蛋白吸收光能產生熱量，熱量傳導至周圍的血管壁，造成血管的損傷。氧合血紅蛋白有3個吸收峰：418 n m、542 n m、577 n m。其中418 n m是最大的吸收峰，但處于這個波長的激光穿透力很差，難以到達真皮的血管，同時表皮的黑素顆粒對它有很強的吸收，容易造成表皮的損傷，因此，臨床上使用的治療血管瘤的激光通常都靠近后兩個吸收峰542 n m和577 n m)11。6 血管瘤和血管畸形的診

12、斷和分類 合理的分類和正確的診斷是獲得良好療效的基礎。在我國，基本沿用Virehow分類，將血管瘤分為毛細血管瘤、海綿狀血管瘤、蔓狀血管瘤和混合性血管瘤12。1988年，Muliken等13提出了生物學分類方法，依據病史、臨床表現和血管內皮細胞的生物學特性，將傳統(tǒng)意義上的血管瘤劃分為血管瘤與血管畸形兩大類。1995年Warier和Suen14結合臨床實際工作和大量的I臨床病理學研究完善了Mullike和lowack分類，將血管畸形分為：靜脈、小靜脈、毛細血管、淋巴管、動靜脈和混合畸形，將Muilike分類中的PWS歸入毛細血管后微靜脈畸形，將動靜脈畸形納入毛細血管畸形類型。另外，位于某些特殊解

13、剖學部位的血管瘤可壓迫周圍器官，甚至引起死亡，故也需早期干預治療15。所以，治療時機選擇的原則應該是：早期發(fā)現、早期處理。即當血管瘤一被發(fā)現就應該馬上治療16。7 激光在兒童皮膚血管瘸方面的應用7.1 脈沖染料激光(PDL) 左亞剛等17使用585 n m PDL治療鮮紅斑痣，治療8次后，總有效率為8418。近來出現的595 hill和600 n m PDL，光斑達到1012 mm，脈寬達到1540 ms，可用于真皮深部血管瘤和面部毛細血管擴張的治療19。Mariwalla等20應用波長595 n m，脈寬15 ms，能量1112 Jcm2，并有動態(tài)冷卻裝置，治療l歲以下的鮮紅斑痣患兒，證明5

14、95 n m PDL比以往使用的585 n m PDL具有更高的治愈率21。楊春俊等22采用595 n m可調脈寬染料激光治療皮膚血管瘤76例，其中鮮紅斑痣和草莓狀血管瘤療效好，有效率分別達832和8667。7.2 KTP激光KTP激光是一種雙頻的釔鋁柘榴石激光 ,能夠發(fā)射波長 532 n m的綠光 , 532 n m非常接近血紅蛋白的吸收峰值 ,因此非常適合用于治療淺表的血管瘤。其具有很大的可變脈寬 ,從 1100 ms,能夠滿足長脈寬的需要 ,能夠慢慢的加熱血管而不使血管壁破裂。最近有一項比較研究 23 ,一組用 KTP激光以 10 mm光斑大小 ,另一組用 PDL來治療面部毛細血管擴張和

15、面部彌漫性的紅斑。結果顯示 ,大部分受試者 KTP組治療顯著優(yōu)于 PDL組。Spendel等 24 用低于 0 . 7 mm, 532 n m倍頻 Nd: Y AG激光治療蜘蛛痣 ,取得了很好的效果 ,能量低于 16 J / cm2,不良反應少。最常見的不良反應為紅斑、 水腫、 結痂等。與其他長波長的血管類激光相比 , 532 n m的 Nd: Y AG激光穿透力較差 ,對較深部位的血管療效差 ,更加適用于表淺的血管性損害 ,如面部的毛細血管擴張、 蜘蛛痣等 25 。另外 , KTP激光也經常會引起水腫和結痂。特別是用小光斑治療鼻部的毛細血管擴張時 ,會引起萎縮性的疤痕 ,這已經被很多文獻所證

16、實。而且用 KTP激光治療深色皮膚類型的病人 (不管是種族還是陽光誘導的 ) ,由于皮膚的黑色素也是它的治療靶點 ,病人會有燙傷的危險。跟 IPL激光設備一樣 ,對于 型皮膚 , KTP激光也可以用于治療皮膚的小痣。7.3 紅外線輻射激光 紅外線或者波長接近紅外線的激光被用來治療血管瘤 ,包括 alexandrite激光 ( 755 n m) ,二極管 ( 800940 n m) ,Nd: YAG激光 (1 064 n m)。這些波長的激光已經成功的被用來治療網狀青斑和成熟的葡萄酒色痣 ,因為深部的大血管里含有血紅蛋白還原的血紅素 ,所以對于治療這類疾病是一個很大的挑戰(zhàn)。氧合血紅蛋白和還原血紅

17、蛋白有很寬的吸收特性曲線 ,它的峰值接近紅外光區(qū) (7001 200 n m)。Kono 26 等證明 ,用755 n m的 alexandrite激光 ,能夠顯著改善肥厚型的葡萄酒色痣。 Nd: YAG激光 (1 064 n m)能夠穿透 46 mm的深度 ,而且能夠治療更深部位的血管瘤 27-28。Yangetal 29等發(fā)現 ,Nd: YAG激光 (1 064 nm)能夠有效的清除葡萄酒色痣 ,因為 Nd: Y AG激光 ( 1 064 nm)的穿透深度比較大 ,所以在治療結節(jié)性葡萄酒色痣時應非常小心 ,以減少產生凹陷性疤痕的風險。血紅蛋白對 Nd: Y AG激光 ( 1 064 nm)

18、和近紅外線輻射的二極管的光吸收相似。Nd: YAG激光 (1 064 nm)的優(yōu)點是更深的穿透深度和黑色素更低的吸收系數 27 。因為黑色素的吸收系數比較低 ,對表皮附屬器官的損害較小 ,對黑色皮膚的病人治療安全性更高。同時可使炎癥后色素沉著發(fā)生的幾率減少到最低 29。加用表皮冷卻裝置提供額外的保護 ,表皮冷卻裝置可以減少因黑色素吸收引起的損害。有好幾種方法可以完成這種制冷 ,一種有力的裝置是在激光之前的數毫秒內噴射制冷劑來冷卻皮膚 ,另一種裝置是在激光之前 ,讓皮膚接觸冷的藍寶石玻璃或金屬板來冷卻表皮 ,同時吹出的制冷氣體也能用來保護皮膚。理想的表皮冷卻保護既能保護表皮 ,又不會使表皮過冷。

19、任何熱損傷 ,不管是過熱還是過冷 ,都會引起不必要的炎癥后色素沉著。Chia等 30使用Nd: Y AG激光治療血管瘤 ,取得良好療效 ,研究發(fā)現此法對機體的創(chuàng)傷小 ,一般不會出現瘢痕。Groot等 31 用高能量長脈沖的 Nd: YAG激光治療各種類型的深部血管瘤結果顯示 ,一次治療后 19%的患者損害完全清除 ,80%的患者皮損消退 50%以上 ,術后不良反應輕微而且短暫。Nd: Y AG(1 064 nm)激光治療葡萄酒色痣是安全有效的 ,但是在治療血管瘤時最好不要用大能量 ,以免對機體造成大的損傷 32。 Angiero等 33用二極管 (800940 nm)激光結合光凝固技術 ,治療

20、 136例血管瘤病人 ,其中 134例病人病情完全緩解 , 2例無效 ,臨床隨訪中未見不良反應。7.4 強脈沖光(IPL) IPL可改善皺紋，改善包括紋理、不規(guī)則色沉和毛細血管擴張在內的所有光老化現象34。對于管徑較小和較淺的血管性病變用較短波長(570 am濾光片)和較小的脈寬治療即可，而對于管徑較大和較深的血管性病變則要用較長的波長(590 n m濾光片)和較大的脈寬35。7.5 755 n m激光 755 n m激光治療血管性病變機制在于激光可被血液中的氧合血紅蛋白選擇性吸收，產生熱量從而使血管凝固或破壞36。7.6 光動力學療法(PDT) 顧瑛等37曾報道PDT選擇性治療鮮紅斑痣的基礎

21、研究和臨床，結果表明PDT對真皮淺層毛細血管網有高度的選擇性破壞作用，臨床療效高且副反應小。7.7 多波長激光由于血管性皮膚疾病多數在面部, 會使患者產生嚴重的心理創(chuàng)傷,患者對治療的要求十分高, 不僅要求病灶消除, 還要求達到美容效果 (無瘢痕化) ,即治療以實現正常皮膚色澤和質地為目標 38 。因此減少術中術后的副作用是臨床醫(yī)生面臨的問題。Cynergy血管病變工作站配有先進的 Multi p lex (多波長順序發(fā)射)技術,可以在同一系統(tǒng)下按指定順序發(fā)射兩種不同波長的激光(一種為高強度脈沖染料激光,另一種是波長為1 064 n m的 Nd : YAG 激光 )。 595 n m 染料激光和

22、1 064 n m長脈沖激光已分別在血管性疾病治療上取得了巨大的進步, 但仍發(fā)現因激光能量過大或激光波長過短而至瘢痕產生或穿透深度不夠難以達到理想的療效。而雙波長激光中脈沖染料激光將氧基血紅素轉變成為高鐵血紅素使得靶組織對 Nd : YAG激光的吸收率增加了 3 5倍,使 1 064 n m的激光可以在低能量密度下達到療效,從而減少副作用的發(fā)生, 增加安全性, 減少瘢痕產生, 提高療效 39。通過多波長傳輸技術將PDL和 Nd: YAG激光治療結合起來, 與單波長治療相比,能夠取得更好的結果。相比之下, PDL、 長脈沖1 064 n m Nd : YAG激光和 KTP可調脈寬 532 n m

23、波長治療通常需要 2 3次治療, 才能取得相似療效和低副作用率 40。7.8 先確認納米粒子的位置后再用激光照射 美國韋克福利特斯大學的研究人員在利用激光治療腫瘤方面取得了新進展。他們用核磁共振成像儀成功地確定了碳納米管進入腫瘤組織后的位置，并用激光照射和加熱它們，從而破壞了腫瘤組織。 用激光加熱和摧毀腫瘤組織并非新技術，激光誘發(fā)熱治療法（LITT）已為人們所用。不過激光誘發(fā)熱治療法存在著一個問題，由于能夠吸收激光能量的納米粒子被注入病人的身體后，人們無法跟蹤它們的足跡，因此難以準確地知道納米粒子是否進到腫瘤組織中。如果納米粒子進入正常組織并被激光加熱，則可能造成不必要的傷害。 為避免激光誘發(fā)

24、熱治療法的弊端，韋克福利特斯大學研究人員采用含鐵多壁碳納米管（iron-containing Multi-Walled Carbon Nanotubes，縮寫為 MWCNTs）取代常用的納米粒子，并利用核磁共振成像儀跟蹤含鐵多壁碳納米管。在對帶有實驗鼠腫瘤的生物組織完成的實驗中，研究人員借助核磁共振成像儀確定了含鐵多壁碳納米管的位置。8 激光治療缺陷及應用前景 血管瘤是嬰幼兒最常見的良性腫瘤, 雖然有較多的治療方法,但多數為有創(chuàng)傷的、 非特異性的治療, 都不是針對血管瘤病理機制的治療,治療后不能對增生期的病灶實現細胞增殖的阻抑,還易導致皮膚表面的色素異常甚至瘢痕等產生, 因此都不應該作為首選的

25、方法。激光早期干預能有效地控制血管的增生, 促進消退, 縮短療程, 副作用少或無, 達到醫(yī)學美容效果。但仍存在著治療次數較多、 治療時疼痛、 術后色素改變及少數瘢痕形成等問題,有待進一步解決。 隨著激光技術的不斷成熟和完善 , 新的激光品種陸續(xù)被引入 , 如準分子激光器、 自由電子激光器以及 CO2、 EL: YAG、 HF和 X光波段的激光器等 , 其目的是提高療效、 開拓激光治療適應證和減少不良反應。未來在醫(yī)學上用于治療的激光器將向大功率、 小型化、智能化方向發(fā)展。隨著半導體激光器波長范圍的擴展、 功率的提高 , 它將逐漸取代氣體、 固體激光器 , 在醫(yī)學上獲得廣泛的應用。多波長激光的組合

26、使用可產生優(yōu)于單一波長的醫(yī)療效果。隨著電子計算機技術的發(fā)展 , 把醫(yī)用激光器與電子計算機、 光纖、 圖像分析、 攝像錄像、 熒光光譜和超聲技術等新技術及其新進展的成果相結合 , 使激光的診斷和治療水平不斷提高。激光在醫(yī)療領域中日趨廣泛的應用 , 顯示出了它強大的生命。參考文獻： 1 楊繼慶,劉魯偉,文 峻,等. 激光生物組織熱作用的影響因素 J .激光雜志, 2005, 26 (5) : 94 2 Tanzi EL, Lup t on JR, Alster TS . Lasers in dermatol ogy: Four dec2ades of p rogress J . J Am Acad

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