第一章 激光与光—组织相互作用课件1.pptVIP

第一章 激光与光—组织相互作用 一、激光的概念与特征 二、各类激光 三、组织光学 四、光—组织相互作用 五、组织冷却 六、光与组织相互作用的临床相关性 七、文身和良性色素皮损 八、脱毛 九、皮肤重建（ResurfaciMg） 激光的概念和特征 激光除了亮度以外，激光还具有以下不同于普通光源发出光的特征： （1）单色性：被激发的原子或分子本身决定了所产生辐射光的波长，更准确地说，在激光的特征性波长周围是一个正态分布的狭窄带。氩离子激光不同寻常之处在于它释放双波长的光（488nm和514nm）。其原因是在激发态和基态之间有中间轨道。 （2）相干性：光可以被看作是正弦波，由激光发出的光具有时间相干性和空间相干性，也就是说光波是同相的、同时的和同空间的。 （3）平行性：这是相干性的直接结果。因光的直线性和能量保护特征，光是平行的。它意味着，除非经过透镜，光经过长距离传播，光束弥散及少（图1-2） 图1-2 平行光束示意图 各类激光 1、激光通常以介质的成分（激光介质）来命名（图1-3）介质可以是气体(如氩气、CO2和准分子激光）、液体（如脉冲染料激光）、固体如翠绿宝石、半导体激光、铒：钇-铝石榴子石激光(Er:YAG laser)、Nd:YAG和红宝石激光或固态（半导体激光），它们能被外部的能源，诸如闪光灯激励。 2、激光介质放在光学谐振腔（或共振器）内，决定受激辐射光的波长。 3.一个反射镜是 全反射镜，另一个是部分反射镜。 4、传输系统可以是光纤或关节臂，通过这些系统光被反射镜反射。光纤优点在于轻便，利于操作和保管，然而，当光纤在操作、移动或清洁时被弯曲、扭转超过限度时会折断，这会增加使用成本，因为更换一根光纤要几千美元，且通常不在制造商保修或服务合同范围内。光纤质量不足以传输从诸如CO2、Er:YAG或短脉冲Q-开关激光中释放的光，这类激光需要含多个反射镜片的关节臂来传输。 5、激光也根据光束的脉冲特征来分类。这可以是连续的、脉冲的或者质量开关的（qualityswitched）(Q-开关)（图1-4 A、B、C）。 图1-3 显示外部能源的激光， 谐振腔内的激光介质，全反 射镜和部分反射系统 图1-4 脉冲类型的简单演示 组织光学 照射到皮肤上光的结局，可以从四个方面来讨论（图1-5） （1）反射：有4%—6%的光在角质层被反射掉。 （2）吸收：光子的吸收遵守比尔定律（Beer’s law）。通过组织（理想的均匀介质）的特定的波长的光，其强度状态依赖于它的初始的光强度、穿透深度和消失距离（超过90%的光被吸收的距离）。没有光的吸收，就不可能有对组织的作用。当一个光子被靶分子或靶色基吸收，它的所有能量就被转移到那个分子上。选择性皮肤激光手术的原理在于能够根据波长、能量和脉冲宽度来操作激光，使特定的靶色基吸收光被损伤或毁坏，而别的色基没有受影响。 （3）散射：在皮肤，这主要是由于真皮胶原的原因，因为胶原分子的尺寸和近红外线的可见光的波长相似。散射主要是向前的，在某些部位大量的反射光，使真皮上部的能量密度增加，超过了入射位置的强度。 散射很重要，因为它迅速减少能量密度，使靶色基的吸收成为可能，因此在组织上产生临床效果。波长增加，散射减弱，使其成为理想的媒介指向深层的皮肤结构，如毛囊。600-1200nm的波长是通向皮肤的光窗，因为它们不仅散射少，而且在这个波长范围内限制了被生物体内的色素吸收。 （4）投射：残余的光传输到皮下组织，这主要依赖于波长，波长短的光（300-400nm）被散射，穿透不超过0.1mm。600-1200nm波长的光穿透得更深一点，因为它们散射的少。 图1-5 皮肤上入射光的结局 光-组织相互作用 一、如果光能量要改变靶组织的结构，除了被吸收，还必须有充足的能量。能量以焦（J）为单位，但它通常更适用于描述“流量”或能量密度（J/CM2）。功率是发射能 量的速率，测量的单位是瓦。 二、光可以通过以下途径影响