激光与光子基础知识.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,目录,激光与激光器,选择性光热作用原理,选择性光热作用原理的拓展,局灶性光热作用,强脉冲光技术,其他能量,L,ight,A,mplification,by the,S,timulated,E,mission,of,R,adiation,激光与激光治疗仪器,激光与激光治疗仪器,3,+,+,+,e,e,e,+,+,+,e,e,e,Spontaneous Emission,Stimulated Emission,P1,P1,P1,P2,P1,P2,激光谐振腔,激光介质,(i.e.crystal,gas,dye),全反射镜,R-100%,部分反射镜,R-90%,能量源,(,i.e.flashlamp,electric current,laser),激光的特性,单色性,相干性,方向性,高能量和聚焦性,激光,普通光,激光与普通光,激光器的分类,Nd:YAG Rod,Pumping Lamp,Gold Coated,Pumping Cavity,Mirror,Mirror,Cylindrical,Waveguide,激光介质：气体激光、染料激光、固体激光、化学激光、半导体激光,9,Laser Types,x-rays,cosmic rays,Microwaves,TV and,radio,waves,Excimer,Argon,KTP,Dye,Ruby,Alexandrite,Nd:YAG,Er:YAG,CO,2,190-390,488-514,532,577-630,755,694,1064,2940,10600,UV,VISIBLE,INFRARED,400,nm,700,nm,Holmium,2100,激光器的分类,连续激光,CO,2,氩，氪，氪离子染料激光,准连续激光或半脉冲激光,铜蒸气激光,脉冲激光,Q-开关激光,激光的分类,连续激光,准脉冲激光,脉冲激光,连续激光VS脉冲激光,激光常用的参数,激光,/,光组织影响,反射,散射,传输,吸收,15,激光/强光与皮肤组织的作用,反射：在激光的防护中具有意义,散射：是影响穿透的重要因素,传导：对组织不起任何作用,吸收：只有能量被吸收才具有治疗作用,16,皮肤组织,皮肤是由不同来源的细胞和基质组成，具有不同的光学属性（吸收和反射光能力）,不同皮肤结构能吸收或反射不同波长的光,大多数光是能穿透皮肤的。,皮肤组织这种对光吸收和反射的不同，为我们使用光进行治疗提供了可能性。,激光,/,光组织影响的类型,光热效应：组织的凝固与汽化取决于吸收，激光脉冲大约,0.5,毫秒或稍长。,光机械效应：组织分裂，脉冲激光约,0.2,微秒或稍短。,光化学作用：对化学组织键的直接损坏或在使用,PDT,药物下出现的化学反应。,光生物刺激作用：使用低能量激光刺激组织细胞反应。,选择性光解作用：特殊波长与脉冲宽度配合，在靶目标组织上获得最佳效果而同时对周围组织产生最小的影响。,18,治疗色素增加性皮肤疾病的激光系统,波长：500-1000,nm,脉度：10,-9,秒（纳秒）,色基：黑素小体,靶位：色素细胞或组织,机制：爆破效应,19,治疗色素性皮肤疾病的激光,绿色激光：,铜蒸汽激光（511,nm),氪离子激光（520-530,nm）,脉冲染料（510,nm、300ns）,倍频,Nd:YAG(532nm、5-10ns),红色激光：,红宝石（694,nm、20-50ns）,翠绿宝石（755,nm、50-100ns）,近红外激光：,Nd:YAG(1064nm、10ns,）,20,绿色激光,穿透较浅，用以治疗表皮色素性疾病,对雀斑和日光性黑子非常有效,氧合血红蛋白吸收较好，可形成紫癜和色素沉着,21,红色激光,穿透较深,可用来治疗表皮和真皮的色素性疾病,氧合血红蛋白吸收差，形成紫癜和色素沉着风险较低,22,近红外激光,穿透深,对深色皮肤人种治疗有优势,治疗文身和太田痣非常有效,23,维 纳 斯,Q532:,雀斑、咖啡斑,Q755:,雀斑、太田痣,Q1064：,太田痣、文刺,VPW532:,血管、皱纹、痤疮,24,治疗血管性皮肤疾病的激光系统,波长：532,nm,585nm,595nm,1064nm,脉宽：长脉冲宽度（,0.5-100ms),色基：血红蛋白,靶位：血管内皮,机制：蛋白质凝固,25,长脉冲532激光(倍频,KTPNd:YAG),优点：波长覆盖血红蛋白的吸收峰值，选择性好，有理想的脉冲宽度,缺陷：穿透深度有一定的局限性。,临床：面部毛细血管扩张、鲜红斑痣,26,脉冲染料585激光,优点：波长覆盖吸收峰值，选择性好。,缺陷：脉冲宽度过于窄小，穿透深度不理想,临床：面部毛细血管扩张、鲜红斑痣,27,脉冲染料595激光,优点：具有一定的穿透深度，有理想的脉冲宽度,缺陷：波长偏离吸收峰值，选择性削弱。,临床：面部毛细血管扩张、鲜红斑痣,28,长脉冲1064激光(,Nd:YAG),优点：良好的穿透深度，有理想的脉冲宽度,缺陷：选择性削弱。,临床：深部的血管扩张、鲜红斑痣,29,脱毛激光,波长：694,nm,755nm,800nm,1064nm,脉宽:大于10,ms,色基：黑色素,靶组织：毛乳头生长部位,机制：热凝固变性,30,能为,色基,理想吸收,波长,的激光,激光照射时间（脉冲宽度）必需短于色基的,热驰豫时间,高能量激光,当激光波长处于色基吸收峰值时，其光子能量被转移到最终具有临床效果色基分子上，而周围色基竞争吸收最少，且当脉宽等于或小于该组织的热弛豫时间时，激光所产生的热效应仅限于靶组织，而不引起周围组织热损伤和瘢痕。,选择性光热作用,31,光,热作用（,photothermolysis)：,色基,（,血红蛋白，黑素或文刺颗粒）吸收光子,(,photo,),能量,光子,能量转变成热能(,thermo,),靶,组织因热能的作用而毁坏或变性,(,lysis,),靶组织毁坏机制,32,选择性,光热作用的过程,携带足够能量的,光子,经过皮肤到达色基。,表皮,和真皮最小程度地吸收光子能量。,在,靶组织中有足够多的光子吸收，并产生热量。,靶,组织中（血红蛋白，黑素）蛋白热变性，并传递到周围细胞引起损伤。,体内,的清除系统（免疫系统）清除,。,皮肤结构,黑色素,血管中血红蛋白,毛囊皮脂腺以及水,34,Light Absorption Into Tissue,Wavelength(Microns),1.0,0.2,1020,100,000,10,000,1,000,100,10,1.0,0.1,0.01,0.001,0.0001,Water,Melanin,Hemoglobin,Oxyhemoglobin,Absorption Coefficient,(per centimeter),CO,2,Er:YAG,3.0,35,光,对组织的穿透深度,0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,400,500,600,700,800,900,1000,Wavelength nm,Effective,Penetration,cm,36,不同波长的光对皮肤穿透,37,Penetration Depth,Lasers,38,光斑大小/治疗深度,By Spot Size,39,能量大小/治疗深度,5,10,20,40,热限制/热驰豫时间,选择合适的光源结合不同色基对光吸收的特点，是选择性光热作用（选择性治疗）的第一步。,关键问题是我们还必需将热量限制在治疗的靶位，使治疗本身具有选择性特点。,热量并不具备选择性，它的作用是非特异性的。,治疗的目的是合理地使用光源并将热量限制在靶位。,41,热限制/热驰豫时间,当激光的照射时间（脉冲宽度）小于色基的热驰豫时间时，热能被最大限度地限制在靶位内，而不能有效地传递到周围组织中去。,能量是守恒的，能量最终会转变为机械能（颗粒崩解）或化学能量（蛋白变性）释放出来。,42,热限制/热驰豫时间,Vessel,Diameter,Thermal Relaxation Time,20,m 140 s,50 m 1.2 ms,100 m 3.6 ms,300 m 5-10 ms,小的色基热量低,无论加热还是散热都很快,大的色基热量高,无论是加热还是散热都比较慢,选择性光热作用原理应用,临床应用,文刺治疗,太田痣治疗,色素性皮肤疾病的治疗,气化型激光皮表重建技术,治疗机制：,显微爆破效应,高温汽化,激光皮表重建,脉冲激光去掉表皮及部分真皮结构，启动机体强大的修复功能，使皮肤重新形成一层“正常”的皮表的治疗。,其它的翻译：激光换肤、激光磨削、激光嫩肤等。,治疗机制：,瞬间气化,可控制的热损伤,/,刺激,选择性光热作用原理的拓展,临床应用,血管性皮肤疾病的治疗,脱毛治疗,嫩肤治疗,点阵激光,治疗机制：,可控制的热凝固,/,损伤,热损伤时间,选择性光热作用原理拓展,血管性皮肤疾病的治疗,激光的波长：,532nm,、,585nm,、,595nm,、,1064nm,脉冲宽度：,0.5-100ms,皮肤科激光治疗中心,治疗实例,毛细血管瘤治疗,4,次,激光脱毛,激光脱毛：,694nm,、,755nm,、,800nm,、,1064nm,，,IPL,光子,新一代半导体激光脱毛：,压迫式快速滑动冰点无痛半导体脱毛,月光真空脱毛,激光脱毛机制,激光,作用于皮肤,毛囊中的黑色素,选择性吸收,局部产生高热,毛发再生组织,热坏死,抑制毛,发生长,激光作用于皮肤，被毛囊中的,黑色素选择性吸收，局部产生高,温，通过热扩散作用使毛囊局,部的毛发再生组织发生热坏死，,从而使毛发失去再生能力,同时,又不损伤周边组织,局灶性光热作用原理,局灶性光热作用原理,Fractional means,点阵意义,Shot,Normal skin,Healing process,CO,2,点阵激光,-,组织相互作用,激光气化部分皮肤组织,热刺激导致部分组织热变性,启动组织修复过程,成纤维细胞活跃,胶原组织增生,组织致密,缓解皮肤松弛、治疗皱纹、萎缩性瘢痕等,基本原理,创伤修复（,Wound healing),：,炎症期,增生期,成熟期,点阵激光启动了一个可控的皮肤创伤修复过程,。,点阵激光分类,非气化型点阵,（non-ablative fractional laser),1320nm,（,Cynosure),1410nm,（,Reliant),1540nm,(Palomar),1550nm,(Reliant,Solta),气化型局灶型皮表重建,(ablative fractional resurfacing),10600nm,(Lumenis),气化性点阵,(ablative fractional laser),2790nm,(Cutera),2940nm,(Alma,Fotona,Palomar,wavelight,Sicton),10600nm,(Lumenis,Alma,Reliant),手具,CPG,治疗头,CAP,治疗装置,可能的适应症,主要治疗适应症：,皮肤松弛、皱纹,光老化皮肤,萎缩性瘢痕,拓展性应用：,改善毛孔粗大,妊娠纹及腹部皮肤松弛,外伤、烫伤及外科瘢痕,其他应用：,色素增加性皮肤疾病,咖啡斑,太田痣,Backer,痣,黄褐斑,其他疾病,IPL,=,I,ntense,P,ulsed,L,ight,简单的说就是光谱为500 1200 nm的位于可见光与近红外线这部分的光,强脉冲光治疗技术,强脉冲光治疗技术,IPL Head Components,Reflector,Linear Xenon,Flashlamp,Filter Coating,Light Guide,IPL Broadband Spectrum with Cut-Off Filters,第一代光子:Photoderm/1995/ESC,第二代光子:Vasculight/1998/ESC,第三代光子:Quantum/2000/Lumenis,第四代光子:Lumenis one(OPT时代)/2004/Lumenis,光子的历史,IPL,的特点,:,宽带光,宽光谱,：决定了作用的多元型，具有多方面的作用：,黑色素,：祛斑,血红蛋白,：血管型疾病的治疗,水、胶原,：嫩肤、皱纹,通过不同的滤光片获取不同区间的光来加强不同靶组织的治疗作用，从而改变临床适应症,因此我们需要的是一组滤光镜片而不是单个治疗头,IPL,特点：,脉冲宽度,脉冲宽度：毫秒,能量释放比较缓慢，治疗温和，色素沉着发生少，而且不影响工作,靶位：通常是以表皮和色素斑作为靶位进行治疗，而不是以色素小体作为靶位进行治疗。故,能量高时能灼伤皮肤，尤其是老式光子技术。,具有一定脱毛和血管治疗作用。,OPT,光尚能对,PWS,和皱纹进行治疗。,500-900nm:,色素吸收比较好，穿透性较差，能量主要集中在表皮部位，因此,具有较好的祛斑作用。,900-1200nm:,表皮吸收较少，穿透性较好，而且水、胶原及血红蛋白能较好地吸收其能量，故,具有良好的紧肤、除皱和嫩肤作用。,IPL,特点：,波谱范围,强光的应用,血管性疾病,色素性皮肤疾病,光老化（皮肤年轻化）,皱纹,痤疮,其他能量,射频（radiofrequency),交流电特性,光特性,阿璐玛（,486K),ThamalCool(6M),Elos(1M),Tripollar(1M),Alma(40M),接触性治疗（双极）,放射性治疗（单极）,67,射频在各个领域都得到了广泛的应用,电台、电视、收音机、手机和其他通讯设施，包括卫星通讯等,生活中一个非常常见的例子是微波炉，这种波长的电磁辐射对水有着非常好的作用。,在医学中利用,RF,具有快速加热机体组织的优势来进行治疗的，组织在较高温度（热量）下能治疗受损的组织或杀伤肿瘤细胞来达到治疗目的的。,作用机制,当射频发射器工作时能将生物组织中电极极性反复迅速地改变，处于电场内充电的组织颗粒则以相同的频率改变其极性，真皮组织的天然阻抗（OhmS定律中的阻抗Z）对电子运动的作用便产生热量，电子运动所引起的这一摩擦便使得皮肤深层产生柱状分布的加热效应。,临床作用原理,胶原收缩,即刻满意的效果,真皮胶原收缩,筋膜收缩,胶原形成,组织收到热刺激,胶原变性,启动愈合程序,更多新的排列有序的胶原形成,皮肤丰满,临床常用射频,单极射频：,Thermage(6M),Accent(40M),双极射频,Elos(1M),阿璐玛（,486K,）,Accent(40M),三极射频,Tripollar(1M),点阵射频,红外线激光,波长：1064nm,1320nm,1450nm,1540nm,脉冲宽度:毫秒,能量密度：不引起皮肤灼伤,机制：可能是通过刺激真皮中水和胶原，通过创伤愈合的机制达到皮肤重建的目的,红外线激光,多次治疗有效,具有一定的紧肤和去皱纹的作用,治疗疼痛,容易灼伤,过渡水肿,水疱产生,瘢痕形成,LED,波长:410nm,590nm,630nm,连续光，低能量密度,非光热作用方式,机制：可能是通过对细胞线粒体的作用，达到调节皮肤的生长功能的目的,GentleWaves,等离子技术,射频能量激励氮气进入等离子化状态。,热效应,刺激皮肤深部的胶原再生和重塑（,单极,最大热损伤深度,1000m,）,剥脱效应,皮肤表面组织的热凝固效应（,100-150,m,）,ALMA,离子束技术,Fractional Micro-Plasma,Technology,表皮非气化微剥脱,单极射频,(,monopolar,RF),激发氮气分子，使其解离为带有能量的气态光子与电子，即为等离子态。,真皮深层热效应,射频能量以像束形式，通过多点发射均匀分布,THANKS!,