激光美容的技術(shù)

1、激光美容技術(shù) 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(guò)程、激光的分類(lèi)； 3.了解激光的發(fā)展史。 5 激光技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史 1916年，愛(ài)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 6 激光技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史 1960年美國(guó)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（Maiman TH） 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 7 激光技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)

2、史 Maiman的第一臺(tái)激光 器 8 中國(guó)第一臺(tái)激光器（19611961） 1961年，長(zhǎng)春光機(jī)所研制了我國(guó)的首臺(tái)紅寶石激光器。 1983年，Anderson RR和Parrish JA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(kāi)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） 10 光盤(pán)存儲(chǔ)器原理激光刻蝕與讀出 11 激光全息防偽人民幣（建國(guó)5050周年紀(jì)念

3、幣） 12 激光控制核聚變 13 天文臺(tái)（激光導(dǎo)航星） 來(lái)自納層來(lái)自納層 的反射光的反射光 （高度約（高度約 100km)100km) 最大高度最大高度 約約35km35km 來(lái)自空氣來(lái)自空氣 分子的分子的 RayleighRayleigh光光 14 激光測(cè)距與激光雷達(dá) 激光產(chǎn)生的基本原理 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). 激光 光的波粒二象性光的波粒二象性 波動(dòng)性：傳播過(guò)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 激勵(lì)系統(tǒng) 工作物質(zhì) 激光束激光束 光學(xué)諧

4、振腔光學(xué)諧振腔 激光器激光器 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 m m m 分類(lèi)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 694.3nm 1.06 1.06 氣體激光器 氦氖 二氧化

5、碳 氬離子 電激光 電激光 電激光 脈沖 連續(xù)、脈沖 連續(xù)、脈沖 632.8nm 10.06 514.5nm 488nm 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 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 光學(xué)諧振腔 光學(xué)諧振腔有三個(gè)作用： 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。 將腔內(nèi)部分激光由部分反射面耦合輸出。 確保激光的單色性和方向性。 . . .

6、. . . . . . . 激光光束激光光束 全反射鏡全反射鏡 l 光學(xué)諧振腔示意圖 部分透光反射鏡部分透光反射鏡 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。 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。 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(wàn)億倍。 33 激光切割 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。 2009年國(guó)慶閱兵 第二節(jié) 激光的物理學(xué)效應(yīng)與生物效應(yīng) 激光對(duì)皮膚組織的生物學(xué)效應(yīng) 【熱效應(yīng)】 是指激光

7、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(guò)熱效應(yīng)熱效應(yīng)來(lái)達(dá)到臨 床療效的 【熱效應(yīng)】 （1）主要是通過(guò)碰撞生熱碰撞生熱和吸收生熱吸收生熱兩種方式 來(lái)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?chē)渌肿硬粩嗯鲎膊⑹蛊浍@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）熱彌散熱彌散： 熱效應(yīng)產(chǎn)生的同時(shí)，熱彌散即已經(jīng)開(kāi)始。 通過(guò)熱彌散，熱能向周?chē)M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

8、種主要方式。目前常用熱熱 弛豫時(shí)間來(lái)表示熱彌散的速度。弛豫時(shí)間來(lái)表示熱彌散的速度。 （3）熱效應(yīng)對(duì)皮膚組織的影響熱效應(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?chē)M織擴(kuò)散所產(chǎn)生的繼發(fā)熱效 應(yīng)。 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。 3739 時(shí)：皮膚有溫?zé)岣?4344 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 300400 ：皮膚組織炭化 530 以上：皮膚組織燃燒 【光

9、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)：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，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)。急熱致膨脹壓強(qiáng)等，稱為激光對(duì)組織的二次壓強(qiáng)。 【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)。 【弱激光的生物刺激作用】 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

10、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。 常用的術(shù)語(yǔ)及釋義 1、能量密度能量密度：又稱劑量。是指激光單位照射面積 上的能量，常用J/cm2 2、功率密度功率密度：是指激光照射靶區(qū)單位面積上的功 率，常用W/cm2來(lái)表示 4、功率功率：是指激光在單位時(shí)間內(nèi)輸出的能量，常 用單位為W。 5、脈寬脈寬：又稱脈沖持續(xù)時(shí)間，是（pulse duration)，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、 s、ns等來(lái)表示 （1s=103ms=106s=109ns） 6、脈沖延遲脈沖延遲：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

11、遲，一般用毫秒來(lái)表示。 7、光斑大小光斑大?。杭醇ぴ馐敵鰰r(shí)出即激原光束輸出時(shí)出 光孔或焦點(diǎn)處的光斑大小。光孔或焦點(diǎn)處的光斑大小。是指激光是指激光 在正常聚焦?fàn)顟B(tài)下的照射范圍，不同的激在正常聚焦?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(lái)表示光斑呈圓形，則往往用光斑的直徑來(lái)表示光 斑的大小。常用單位為毫米斑的大小。常用單位為毫米 8 8、色基、色基：即色素基團(tuán)，是指組織中能吸：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

12、最重要的內(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。有自身特定的光吸收曲線。 9 9、熱弛豫時(shí)間熱弛豫時(shí)間（thermal thermal telaxtiaon time TRTtelaxtiaon time TRT）是指色基）是指色基 吸收激光能量后，溫度下降吸收激光能量后，溫度下降50%50%所所 需的時(shí)間。一般而言，色基體積或需的時(shí)間。一般而言，色基體積或 直徑越大，熱弛豫時(shí)間越長(zhǎng)直徑越大，熱弛豫時(shí)間越長(zhǎng) 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

13、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?chē)?常組織或僅造成輕度損傷，從而達(dá)到無(wú)創(chuàng)傷治療 的效果。 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(lái)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(lái)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。 治療色素增

14、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(lái)自氧合血紅蛋白的在這一波長(zhǎng)下來(lái)自氧合血紅蛋白的 競(jìng)爭(zhēng)性吸收就很少競(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而該波長(zhǎng)既能較好地成為成熟黑素 小體吸收小體吸收 又有一定的穿透深度。又有一定的穿透深度。 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(guò)脈寬（脈沖持 續(xù)時(shí)間）反映出來(lái)的。 根據(jù)選擇性光熱作用原理，脈寬應(yīng)短于靶色基脈寬應(yīng)短于靶色基 的熱弛豫時(shí)間的熱弛豫時(shí)間，這就使激光產(chǎn)生的熱能主要局 限于靶色基，而很少?gòu)浬⒌街車(chē)＝M織，造 成損傷。 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

15、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)靶色基的破短脈沖激光對(duì)靶色基的破 壞主要是通過(guò)熱效應(yīng)與機(jī)械作用來(lái)達(dá)到的壞主要是通過(guò)熱效應(yīng)與機(jī)械作用來(lái)達(dá)到的 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 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 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)1300n

16、m，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(jiàn)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(wú)明顯差異 Medlite C6為例 波長(zhǎng)1064nm、532nm、調(diào)Q模式，4-10ns,（長(zhǎng)脈寬模式為ms） 532，氧合血紅蛋白、黑素 調(diào)Q模式 適應(yīng)證：表皮色素性皮膚病、如雀斑、咖啡斑等 532，長(zhǎng)脈寬模式 適應(yīng)證：血管增生性皮膚病，如：鮮紅斑痣、毛細(xì)血管 擴(kuò)張、酒渣鼻（毛細(xì)血管擴(kuò)張性）、蜘蛛痣 10

17、64波長(zhǎng)長(zhǎng)，穿透深，調(diào)Q模式 適應(yīng)證：真皮色素增生性皮膚病：太田痣、文身等 長(zhǎng)脈寬模式 適應(yīng)證主要治療草莓狀血管瘤，鮮紅斑痣， 還可以脫毛、除皺緊膚 1983年，Anderson RR和Parrish JA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(kāi)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 病（如太田痣），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） 67 激光控制核聚變 激光產(chǎn)生的基本原理 高亮度： 由于激光的

18、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(wàn)億倍。 【熱效應(yīng)】 （1）主要是通過(guò)碰撞生熱碰撞生熱和吸收生熱吸收生熱兩種方式 來(lái)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?chē)渌肿硬粩嗯鲎膊⑹蛊浍@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）熱彌散熱彌散： 熱效應(yīng)產(chǎn)生的同時(shí)，熱彌散即已經(jīng)開(kāi)始。 通過(guò)熱彌散，熱能向周?chē)M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。目前常用熱熱 弛豫時(shí)間來(lái)表示熱彌散的速度。弛豫時(shí)間來(lái)表示熱彌散的速度。 （3）熱效應(yīng)對(duì)皮膚組織的影響熱效