激光美容的技術(shù)

激光美容的技術(shù)第1頁/共66頁第2頁/共66頁第3頁/共66頁目的要求1.掌握激光的定義、特性、激光對(duì)皮膚的生物學(xué)效應(yīng)和激光的選擇光熱性原理；2.熟悉激光產(chǎn)生條件和過程、激光的分類；3.了解激光的發(fā)展史。第4頁/共66頁5激光技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史1916年，愛因斯坦在他的經(jīng)典著作“關(guān)于輻射的量子理論”中第一次提出了受激輻射的存在和光放大的可能，從而創(chuàng)建了激光的基本原理Einstein第5頁/共66頁6激光技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史1960年美國休斯公司實(shí)驗(yàn)室一位從事紅寶石熒光研究的年輕人，梅曼（MaimanTH）制成了世界上第一臺(tái)激光器—紅寶石（ruby）激光。梅曼在7月7日正式演示了世界第一臺(tái)紅寶石固態(tài)激光器；Maiman第6頁/共66頁7激光技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史Maiman的第一臺(tái)激光器第7頁/共66頁8中國第一臺(tái)激光器（1961）1961年，長(zhǎng)春光機(jī)所研制了我國的首臺(tái)紅寶石激光器。第8頁/共66頁1983年，AndersonRR和ParrishJA提出了選擇性光熱作用理論，為美容激光醫(yī)學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。自20世紀(jì)80年代中期以后，隨著Q開關(guān)技術(shù)、倍頻技木、超脈沖技木、電腦掃描技木在激光領(lǐng)域的應(yīng)用，使得一些色素性皮膚?。ㄈ缣镳耄?，血管性皮膚?。ㄈ珲r紅斑痣），多毛癥，皮膚老化等損容性皮膚病的治療，達(dá)到了近乎完美的效果。20世紀(jì)90年代進(jìn)入——脈沖激光年代（美容激光）第9頁/共66頁10光盤存儲(chǔ)器原理—激光刻蝕與讀出第10頁/共66頁11激光全息防偽人民幣（建國50周年紀(jì)念幣）第11頁/共66頁12激光控制核聚變第12頁/共66頁13天文臺(tái)（激光導(dǎo)航星）來自納層的反射光（高度約100km)最大高度約35km來自空氣分子的Rayleigh光第13頁/共66頁14激光測(cè)距與激光雷達(dá)第14頁/共66頁激光產(chǎn)生的基本原理第15頁/共66頁16普通光源普通光源是光的自發(fā)輻射。特點(diǎn)：多波長(zhǎng)、任意方向、不相干。普通光源向四面八方輻射,光線分散到4p球面度的立體角內(nèi).第16頁/共66頁激光第17頁/共66頁光的波粒二象性波動(dòng)性：傳播過程具有頻率、波長(zhǎng)、偏振粒子性：光與物質(zhì)相互作用具有能量、動(dòng)量、運(yùn)動(dòng)質(zhì)量第18頁/共66頁自發(fā)輻射·受激吸收·受激輻射第19頁/共66頁自發(fā)輻射·受激吸收·受激輻射第20頁/共66頁自發(fā)輻射·受激吸收·受激輻射第21頁/共66頁激勵(lì)系統(tǒng)

工作物質(zhì)激光束光學(xué)諧振腔

激光器

第22頁/共66頁1、工作物質(zhì)

在熱平衡狀態(tài)下，一般介質(zhì)中的粒子都滿足玻爾茲曼分布，即低能級(jí)的粒子數(shù)密度大于高能級(jí)的。要產(chǎn)生激光，必須首先改變粒子的分布，使高能級(jí)的粒子數(shù)密度大于低能級(jí)的（粒子數(shù)反轉(zhuǎn)）。只有在特殊的介質(zhì)中才能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，目前自然界中只找到數(shù)百種這樣的介質(zhì)，稱激活介質(zhì)，它們是激光產(chǎn)生的必要條件第23頁/共66頁分類工作物質(zhì)激勵(lì)方式工作方式激光波長(zhǎng)固體激光器紅寶石摻釹釔鋁石榴石釹玻璃光泵激發(fā)光泵激發(fā)

光泵激發(fā)脈沖連續(xù)、脈沖

脈沖694.3nm1.06

1.06氣體激光器氦氖二氧化碳?xì)咫x子電激光電激光電激光脈沖連續(xù)、脈沖連續(xù)、脈沖632.8nm10.06514.5nm488nm半導(dǎo)體激光器砷化鎵注入式連續(xù)、脈沖902nm液體激光器染料激光激發(fā)

閃光燈激發(fā)連續(xù)、脈沖585nm（可調(diào)諧）555nm第24頁/共66頁2、激勵(lì)源在工作物質(zhì)中，要實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，還必須從外界提供能量，將處于低能級(jí)的粒子激發(fā)到高能級(jí)上常用的激勵(lì)源:電能、光能、核能、光化學(xué)能第25頁/共66頁光學(xué)諧振腔光學(xué)諧振腔有三個(gè)作用：①提供正反饋，使光放大能在腔內(nèi)穩(wěn)定地振腔，為產(chǎn)生高密度同種受激輻射光子提供保證。②將腔內(nèi)部分激光由部分反射面耦合輸出。③確保激光的單色性和方向性。..........激光光束全反射鏡光學(xué)諧振腔示意圖部分透光反射鏡第26頁/共66頁第27頁/共66頁激光的特性單色性好：光的顏色與波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)單一波長(zhǎng)的光為單色光。第28頁/共66頁第29頁/共66頁方向性好：

由于諧振腔只允許沿軸線方向的光輸出，所以激光的發(fā)散角度很小，似一束平行光，故激光是方向性最好的光。第30頁/共66頁第31頁/共66頁高亮度：

由于激光的能量高度集中在一個(gè)很小的角度內(nèi)，所以它的亮度要比普通光源高幾萬億倍。第32頁/共66頁33激光切割第33頁/共66頁相干性好：由于激光是受激輻射光，其光波在時(shí)間和空間上一致，故相干性好，可形成疊加。

第34頁/共66頁2009年國慶閱兵第35頁/共66頁第36頁/共66頁第37頁/共66頁第38頁/共66頁第二節(jié)激光的物理學(xué)效應(yīng)與生物效應(yīng)

·第39頁/共66頁激光對(duì)皮膚組織的生物學(xué)效應(yīng)【熱效應(yīng)】

是指激光被吸收后轉(zhuǎn)化為熱能，使皮膚組織溫度升高，這是激光對(duì)皮膚最重要的生物學(xué)效應(yīng)，很多激光都是通過熱效應(yīng)來達(dá)到臨床療效的第40頁/共66頁第41頁/共66頁【熱效應(yīng)】（1）主要是通過碰撞生熱和吸收生熱兩種方式來實(shí)現(xiàn)的。

前者是指光子被吸收后激活了生物分子，被激活的生物分子與周圍其他分子不斷碰撞并使其獲得振動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)能；后者是指偶極分子（主要是水分子）吸收了紅外光光子后，光能直接轉(zhuǎn)化為該分子的振動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)能。這兩種方式均可導(dǎo)致皮膚組織溫度升高，熱效應(yīng)產(chǎn)生。（2）熱彌散：熱效應(yīng)產(chǎn)生的同時(shí)，熱彌散即已經(jīng)開始。通過熱彌散，熱能向周圍組織擴(kuò)散，導(dǎo)致熱效應(yīng)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。傳導(dǎo)是熱彌散的一種主要方式。目前常用熱弛豫時(shí)間來表示熱彌散的速度。（3）熱效應(yīng)對(duì)皮膚組織的影響：

激光的熱效應(yīng)既包括激光對(duì)作用靶的直接熱效應(yīng)，也包括熱能由作用靶向周圍組織擴(kuò)散所產(chǎn)生的繼發(fā)熱效應(yīng)。第42頁/共66頁

一般而言，激光的熱效應(yīng)與組織達(dá)到的溫度和照射時(shí)間均有密切聯(lián)系。組織在數(shù)毫秒內(nèi)溫度驟升200-1000度，或在45-50度的溫度下持續(xù)1分鐘左右，均可引起蛋白質(zhì)破壞、組織受損。

●37～39℃時(shí)：皮膚有溫?zé)岣小?3～44℃時(shí)：皮膚潮紅●55～60℃時(shí)：皮膚內(nèi)蛋白質(zhì)凝固●100℃時(shí)：細(xì)胞內(nèi)外的水沸騰●300～400℃：皮膚組織炭化●530℃以上：皮膚組織燃燒第43頁/共66頁第44頁/共66頁【光機(jī)械作用】主要是指激光的一次光壓與二次光壓

第一次壓強(qiáng)：即被照處的光壓。光照射在物體表面時(shí)，光子與之碰撞所產(chǎn)生的輻射壓力。

第二次壓強(qiáng)：

當(dāng)生物組織吸收強(qiáng)激光而出現(xiàn)瞬間高熱，急熱致膨脹壓強(qiáng)等，稱為激光對(duì)組織的二次壓強(qiáng)。第45頁/共66頁第46頁/共66頁【電磁場(chǎng)效應(yīng)】

激光是電磁波，激光還以電磁場(chǎng)的形式參與生物組織的作用【光化學(xué)效應(yīng)】

指激光照射生物組織后，生物大分子吸收激光光子的能量，產(chǎn)生受激原子、分子和自由基，引起機(jī)體內(nèi)一系列化學(xué)反應(yīng)?！救跫す獾纳锎碳ぷ饔谩?/p>

即毫瓦級(jí)弱激光，被生物組織吸收能量以后，可改善局部的血液循環(huán)、促進(jìn)炎癥的消散和吸收、有利組織再生、加速創(chuàng)面的愈合。第47頁/共66頁常用的術(shù)語及釋義1、能量密度：又稱劑量。是指激光單位照射面積上的能量，常用J/cm22、功率密度：是指激光照射靶區(qū)單位面積上的功率，常用W/cm2來表示4、功率：是指激光在單位時(shí)間內(nèi)輸出的能量，常用單位為W。5、脈寬：又稱脈沖持續(xù)時(shí)間，是（pulseduration)，是指短脈沖激光單位脈沖的持續(xù)時(shí)間，一般用毫秒及納秒ms、μs、ns等來表示（1s=103ms=106μs=109ns）6、脈沖延遲：如果一個(gè)脈沖由兩個(gè)以上子脈沖組成，則兩個(gè)相鄰子脈沖之間的時(shí)間間隔，稱為脈沖延遲，一般用毫秒來表示。第48頁/共66頁7、光斑大?。杭醇ぴ馐敵鰰r(shí)出光孔或焦點(diǎn)處的光斑大小。是指激光在正常聚焦?fàn)顟B(tài)下的照射范圍，不同的激光治療手柄可形成不同形狀的光斑。如光斑呈圓形，則往往用光斑的直徑來表示光斑的大小。常用單位為毫米8、色基：即色素基團(tuán)，是指組織中能吸收一定波長(zhǎng)光的生物分子，大多為生物體內(nèi)自然存在的色素。皮膚組織中最重要的色基為血紅蛋白、黑素與水。每種色基都有自身特定的光吸收曲線。9、熱弛豫時(shí)間（thermaltelaxtiaontimeTRT）是指色基吸收激光能量后，溫度下降50%所需的時(shí)間。一般而言，色基體積或直徑越大，熱弛豫時(shí)間越長(zhǎng)第49頁/共66頁選擇性光熱作用理論選擇性光熱作用的主要內(nèi)容是：

當(dāng)入射激光的波長(zhǎng)與靶色基自身固有的吸收峰匹配，且照射時(shí)間短于靶色基的熱弛豫時(shí)間（TRT）時(shí)，就可選擇性地破壞靶色基，而不損傷周圍正常組織或僅造成輕度損傷，從而達(dá)到無創(chuàng)傷治療的效果。第50頁/共66頁第51頁/共66頁1、合適的波長(zhǎng)每一色基均有自身特有的吸收曲線例如氧合血紅蛋白就有418nm、542nm和577nm，3個(gè)吸收峰。一個(gè)理想的激光波長(zhǎng)要符合以下3個(gè)點(diǎn)：1、與靶色基的吸收峰盡可能匹配2、來自其他色基的競(jìng)爭(zhēng)性吸收盡可能要少3、有足夠的穿透深度治療色素增生性皮膚病的調(diào)Q紅寶石激光（波長(zhǎng)694nm）比較好地符合了上述幾點(diǎn)。在這一波長(zhǎng)下來自氧合血紅蛋白的競(jìng)爭(zhēng)性吸收就很少，而該波長(zhǎng)既能較好地成為成熟黑素小體吸收，又有一定的穿透深度。第52頁/共66頁第53頁/共66頁治療色素增生性皮膚病的調(diào)Q紅寶石激光（波長(zhǎng)694nm）比較好地符合了上述幾點(diǎn)。在這一波長(zhǎng)下來自氧合血紅蛋白的競(jìng)爭(zhēng)性吸收就很少而該波長(zhǎng)既能較好地成為成熟黑素小體吸收又有一定的穿透深度。第54頁/共66頁第55頁/共66頁第56頁/共66頁2、合適的脈寬短脈沖激光能量釋放的持續(xù)時(shí)間是通過脈寬（脈沖持續(xù)時(shí)間）反映出來的。根據(jù)選擇性光熱作用原理，脈寬應(yīng)短于靶色基的熱弛豫時(shí)間，這就使激光產(chǎn)生的熱能主要局限于靶色基，而很少彌散到周圍正常組織，造成損傷。第57頁/共66頁3、足夠的能量這是短脈沖激光治療的必要條件。

調(diào)Q技術(shù)使短脈沖激光得以在極短的時(shí)間內(nèi)釋放出高能量，功率可高達(dá)109-1012W，足以摧毀靶色基。如前所述，短脈沖激光對(duì)靶色基的破壞主要是通過熱效應(yīng)與機(jī)械作用來達(dá)到的第58頁/共66頁黑色素：顯微爆破血管內(nèi)皮：凝固壞死/變性毛囊組織：凝固性壞死/變性膠原組織與纖維母細(xì)胞：皮膚年輕化第59頁/共66頁長(zhǎng)、短波長(zhǎng)所攜帶相同的光能量時(shí)短波長(zhǎng)、高頻率、高能量長(zhǎng)波長(zhǎng)、低頻率、低能量短波穿透較淺、長(zhǎng)波穿透較深（在一定范圍內(nèi)）短波光子攜帶的能量高，治療較強(qiáng)烈長(zhǎng)波光子攜帶的能量高，治療較強(qiáng)烈第60頁/共66頁光穿透深度與波長(zhǎng)的關(guān)系300-1000nm內(nèi)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，穿透越深波長(zhǎng)<300nm，由于蛋白質(zhì)、黑素、尿刊酸及DNA對(duì)激光的強(qiáng)吸收，故穿透淺>1300nm，由于被水強(qiáng)吸收，穿透表淺研究表明：對(duì)多數(shù)激光而言（波長(zhǎng)300-1000nm），進(jìn)入皮膚的激光約99%被皮膚組織外層3.6mm所吸收，在近紫外光、可見光、近紅外光這一波段范圍內(nèi)，膚色越深，吸收越多，而在300nm以下及950-2200nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，不同膚色的皮膚組織對(duì)激光的吸收無明顯差異第61頁/共66頁第62頁/共66頁第63頁/共