激光(Iaser)是英文“受激辐射放大的光(light amplication by stimulated emission of radiation)”的各词首字母缩拼词,发出的光是光的能量。电磁辐射是能量的一种基本形式,兼具波和粒子的特性。一定数量的电磁能量称为光子,能够激发一个受激发状态原子并使后者释放另一个能量与激发光子相同的光子。由此产生的光子具有同样的能量和波长,且在周相(方向、时间和空间)上保持一协调。1983年选择性光热作用理论的提出,以特异性皮肤结构如血管、黑素小体和毛囊为靶目标的脉冲式激光开始登上历史舞台,随着激光技术的不断革新,激光在皮肤美容方面的应用日益广泛,包括软组织磨削和血管性病变、纹身、色素病变、多毛症及光老化皮肤的治疗。
激光具有区别于其他光源的几种特性(单色性、相干性、平行性和高能量)。
单色性是指仅为单一波长或一个窄带波长的光释放,同时决定了辐射光的波长。 相干性形容光波行进时无论方向、时间和空间都保持一致,就像一队士兵在步调一致地行进。 平行性指的是相干性光波的特点,即使长距离发射都可保持平行特性而不发生弥散或弥散极少,从而使激光束可以传播很长的距离而没有明显的能量损失。激光可以连续或脉冲模式传输。在连续模式中,激光器产生连续的光束。氩激光是这类激光的代表。这些激光通常具有有限的峰值功率,然而高峰值功率可通过在短时间内以脉冲方式释放激光获得。Q开关激光在非常高峰值功率水平可释放非常短的脉冲。“Q”是指能量储存在激光发射介质中的质量开关,通过后者突然改变产生短的、强的脉冲光。皮肤光学
皮肤内三种主要的色素基团分别是水、血红蛋白和黑色素。色素基团在特定的波长表现为特异性的吸收谱。正是基于这个特点,才有了不同波长的光与特异性靶目标相关的理论。黑色素位于黑素小体内,后者是一种0.5~1.0mm大小的细胞器。在激光治疗色素皮损时,黑素小体是激光作用的首要靶目标结构。治疗波长的选择,是建立在避免其他色素基团吸收峰的基础上。黑色素可以吸收紫外到近红外波长的光,故可用于治疗黑色素的激光选择面很广。血液主要通过氧合血红蛋白和还原血红蛋白吸收光,表现为在紫外线、蓝光、绿光和黄光区谱带的强吸收;水主要对应红外区域。表皮与真皮光学特性不同。在色素性表皮中,黑色素吸收反应是大多数光谱(200~1000nm)中光作用的主要过程。在真皮中,胶原纤维引起强烈的、波长依赖的散射,从而减弱了光的穿透力。散射变化与波长呈反向关系。一般来说,在280~1300nm 范围内,穿透深度随波长增加而增加。在1300nm 以上时,穿透深度由于水对光的吸收反而减少。穿透最深的波长为650~1200nm的红光及近红外光的光谱区。穿透最短的波长在紫外和红外光谱区。
激光的作用大多是产热。一旦温度升高,重要的大分子(蛋白质、DNA、RNA和细胞膜)发生变性,从而丧失功能。热凝固可引起细胞坏死,范围增大会引起灼伤。选择性光热作用可选择性加热真皮靶目标,如血管或毛囊,同时能保留靶目标间的真皮。然而,即使是选择性光热作用,也必须保持大部分皮肤温度低于60℃~70℃。临床上,即时的皮肤反应能够诱发局部热损伤或者大量非选择性皮肤损害的副作用。
当激光、强脉冲光、射频、超声或其他形式的能量被组织吸收,局部便产生热能并迅速传导到周围组织。热量通过传导也被称为热弛豫。热弛豫时间(thermalrelaxation time, TRT)的定义为,在特定组织结构,被加热的组织冷却到其初始温度的一半所需要的时间。组织安全磨削的关键是磨削速度要比热量传导入周围组织的速度要快。
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