美容激光基础.ppt
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1、美容激光基础知识美容激光基础知识2021/3/29 星期一1什么是光?光具有两种含义:粒子性 光子 电磁波:振幅(强度)波长或频率(Hz)光速:3 x 108 m/sec(真空)AmplitudeWavelength2021/3/29 星期一2电磁辐射波电场磁场传播方向C=f2021/3/29 星期一3电磁波谱电磁波谱2021/3/29 星期一4电磁辐射电磁辐射是能量的一种基本形式是能量的一种基本形式具有波的特性和粒子特性具有波的特性和粒子特性电磁辐射波包括:无线电、射频能、微电磁辐射波包括:无线电、射频能、微波、红外线、可见光、紫外线、波、红外线、可见光、紫外线、X线、和线、和咖玛线咖玛线2
2、021/3/29 星期一5电磁辐射激光脉冲强光脉冲紫外光射频能量2021/3/29 星期一6激 光2021/3/29 星期一7LASER=Light Amplification Stimulated Emission RadiationLASER medium=Gas(CO2)Liquid(Dye)Solid(Nd:YAG)Semiconductors(Diode)激光激光2021/3/29 星期一8Laser Typesx-rayscosmic raysMicrowavesTV and radiowavesExcimerArgonKTPDyeRubyAlexandriteNd:YAGEr:Y
3、AGCO2190-390488-514532577-6307556941064294010600UVVISIBLEINFRARED400 nm700 nmHolmium21002021/3/29 星期一9+eee+eeeSpontaneous EmissionSpontaneous EmissionStimulated EmissionStimulated EmissionP1P1P1P2P1P22021/3/29 星期一10激光谐振腔Reflective Reflective MirrorMirrorR-100%R-100%Partially Partially Reflective Ref
4、lective MirrorMirrorR-90%R-90%Pumping Cavity2021/3/29 星期一11Nd:YAG Laser HeadYAG-Yttrium Aluminum GarnetWavelength-1.06 micron(1064 nm),near I.R.pulsesPulsed Nd:YAG-Pulsed pumping lamp(flashlamp-e.g.Xe.)Nd:YAG RodPumping LampGold CoatedPumping CavityMirrorMirrorCylindricalWaveguide2021/3/29 星期一12激光的特
5、性激光的特性单色性单色性相干性相干性平行性平行性高能量和聚焦性高能量和聚焦性2021/3/29 星期一13激光激光普通光普通光激光与普通光激光与普通光2021/3/29 星期一14LaserCollimated(non-Collimated(non-divergent)divergent)White LightCoherentCoherentNonNon-coherent-coherent-coherentMonochromaticMonochromaticBroad SpectrumBroad SpectrumNon-collimated Non-collimated(divergent)(
6、divergent)2021/3/29 星期一15Nd:YAG Laser HeadYAG-Yttrium Aluminum GarnetWavelength-1.06 micron(1064 nm),near I.R.pulsesPulsed Nd:YAG-Pulsed pumping lamp(flashlamp-e.g.Xe.)Nd:YAG RodPumping LampGold CoatedPumping CavityMirrorMirrorCylindricalWaveguide2021/3/29 星期一16激光的分类激光的分类激光介质:气体激光激光介质:气体激光 染料激光染料激光
7、固体激光固体激光 化学激光化学激光2021/3/29 星期一17激光的颜色激光的颜色波长决定了激光的颜色,不同波长决定了激光的颜色,不同波长的激光表现为不同颜色的波长的激光表现为不同颜色的光光为了获取不同波长的光,需要为了获取不同波长的光,需要不同的激光介质不同的激光介质2021/3/29 星期一18激光器的分类激光器的分类连续激光连续激光 CO2,氩,氪,氪离子染料激光氩,氪,氪离子染料激光准连续激光或半脉冲激光准连续激光或半脉冲激光 铜蒸气激光铜蒸气激光脉冲激光脉冲激光 Q-开关激光开关激光2021/3/29 星期一19激光的分类激光的分类连续激光准脉冲激光脉冲激光2021/3/29 星期
8、一20脉冲激光脉冲宽度脉冲宽度组织加热组织加热脉冲延迟脉冲延迟组织冷却组织冷却2021/3/29 星期一21激光的能量单位激光的能量单位能量能量(energy):J能量密度能量密度(fluence or dose):J/cm2功率功率(power):W=J/sec辐射度(辐射度(Irradiance):W/cm2,J/cm2/sec2021/3/29 星期一22激光激光-组织的作用方式组织的作用方式2021/3/29 星期一23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吸收:只有能量被吸收才具有治疗作用散射:是影响穿透的重要因素传导:对组织不起任何作用2021/3/29 星期一24
9、CO2,Er:YAGMid and far I.R.Mid and far I.R.Diode,Nd:YAGVisible and near I.R.Visible and near I.R.LasersBlocked by cornea waterBlocked by cornea waterNot blocked by cornea Not blocked by cornea water water2021/3/29 星期一25组织吸收能量组织吸收能量热效应和机械效应热效应和机械效应 组织作用的温度组织作用的温度-时间相关性时间相关性热的传导热的传导 热驰豫和热驰豫时间热驰豫和热驰豫时间(
10、Thermal relaxation time)荧光荧光光化学反应光化学反应2021/3/29 星期一26组织吸收能量组织吸收能量高热区高热区热弥散热弥散热驰豫及热驰豫时间热驰豫及热驰豫时间2021/3/29 星期一27组织变性组织变性时间相关温度相关2021/3/29 星期一282021/3/29 星期一29崩解、热变性崩解、热变性2021/3/29 星期一30选择性光热作用选择性光热作用selective photothermolysis能为色基理想吸收波长的激光能为色基理想吸收波长的激光激光照射时间(脉冲宽度)必需短激光照射时间(脉冲宽度)必需短于色基的热驰豫时间于色基的热驰豫时间高能量
11、激光高能量激光2021/3/29 星期一31物体的颜色光源:发光体所发射出的光波长决定了光源的颜色。物体:物体所反射出来的光波长决定了物体的颜色2021/3/29 星期一32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。2021/3/29 星期一33光光热作用(热作用(photothermolysis):色基(色基(血红蛋白,黑素或文刺颗粒)吸收光子血红蛋白,黑素或文刺颗粒)吸收光子(photo)能量能量光子光子能量转变成热能能量转变
12、成热能(thermo)靶靶组织因热能的作用而毁坏或变性组织因热能的作用而毁坏或变性(lysis)靶组织毁坏机制2021/3/29 星期一34选择性选择性光热作用的过程光热作用的过程携带足够能量的携带足够能量的光子光子经过皮肤到达色基。经过皮肤到达色基。表皮表皮和真皮最小程度地吸收光子能量。和真皮最小程度地吸收光子能量。在在靶组织中有足够多的光子吸收,并产生热量。靶组织中有足够多的光子吸收,并产生热量。靶靶组织中(血红蛋白,黑素)蛋白热变性,并传递到组织中(血红蛋白,黑素)蛋白热变性,并传递到周围细胞引起损伤。周围细胞引起损伤。体内体内的清除系统(免疫系统)清除的清除系统(免疫系统)清除。202
13、1/3/29 星期一35波长波长/穿透深度穿透深度皮肤的不同结构对的光吸收存在差异利用组织对光吸收的差异,选择合适的光源进行治疗,就由可能做到选择性治疗靶基与周围组织颜色差异越大越好2021/3/29 星期一36波长波长/穿透深度穿透深度穿透深度:一定能量的激光穿透皮肤组织,能量衰减一半(能量发生明显衰减)时的深度。穿透深度与组织的性质和波长有关,当组织固定时,一般只与波长有关。对一个特定波长的光来说,照射特定的组织,其穿透深度是不会发生改变的。2021/3/29 星期一37波长波长/穿透深度穿透深度治疗深度:治疗激光照射时能引起靶组织变性或销毁时的最大的皮肤深度。治疗深度与以下因素有关:波长
14、的长短,能量密度大小,光斑大小,皮肤色素的深浅,治疗目的不同,皮肤的保护措施等。特定波长的激光,当增加能量密度或改变光斑大小,其治疗深度会增加。2021/3/29 星期一38光斑大小光斑大小/治疗深度治疗深度BySpotSize2021/3/29 星期一39能量大小能量大小/治疗深度治疗深度510202021/3/29 星期一40波长与穿透深度波长与穿透深度因为皮肤中具有不同结构的细胞或成分,对光线具有一定的吸收或散射作用,因此光线在皮肤中会逐渐衰减皮肤对光的吸收系数:单位长度距离的物体吸收光子的能力,单位cm-1.2021/3/29 星期一41不同波长的光对皮肤穿透2021/3/29 星期一
15、42光对组织的穿透深度00.050.10.150.20.254005006007008009001000Wavelength nmEffective Penetration cm2021/3/29 星期一43Light Absorption Into TissueWavelength(Microns)Wavelength(Microns)1.01.00.20.210102020100,000100,00010,00010,0001,0001,00010010010101.01.00.10.10.010.010.0010.0010.00010.0001WaterMelaninHemoglobin
16、OxyhemoglobinAbsorption CoefficientAbsorption Coefficient(per centimeter)(per centimeter)COCO2 2Er:YAGEr:YAG3.03.02021/3/29 星期一44Penetration Depth Lasers2021/3/29 星期一45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。202
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