激光与光子基础知识ppt课件
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INFRARED
9
激光器的分类
• 连续激光
CO2,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
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
Laser Types Holmium
Excimer
KTP
Nd:YAG Er:YAG
190 - 390 488 - 514
532 577-630
694 755 1064 2100 2940 10600
x-rays cosmic rays
UV
VISIBLE
400 nm
700 nm
Microwaves TV and radio waves
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
激光与激光治疗仪器
Light Amplification by the Stimulated
Emission of Radiation
Spontaneous Emission
26
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
27
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
28
脱毛激光
e¯
P1
+
e¯ +
P1
+
e¯
Stimulated Emission
P1
e¯
+
P2
e¯ +
P1
P2
+
e¯
3
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)
15
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。
16
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。
素wk.baidu.com着风险较低
21
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
22
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
23
治疗血管性皮肤疾病的激光系统
• 波长：532nm,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
• 波长：694nm, 755nm, 800nm, 1064nm
• 脉宽: 大于10ms • 色基：黑色素 • 靶组织：毛乳头生长部位 • 机制：热凝固变性
29
选择性光热作用
• 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。
31
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
治疗色素增加性皮肤疾病的激光系统
波长：500-1000nm 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
18
治疗色素性皮肤疾病的激光
• 绿色激光：铜蒸汽激光（511nm)
氪离子激光（520-530nm） 脉冲染料（510nm、300ns） 倍频Nd:YAG(532nm、5-10ns)
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
Laser Head
Mirror
+
Cylindrical Waveguide
Nd:YAG Rod
Pumping Lamp Gold Coated Pumping Cavity
-
Mirror
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
• 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
30
靶组织毁坏机制
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)
• 红色激光：红宝石（694nm、20-50ns）
翠绿宝石（755nm、50-100ns）
• 近红外激光：Nd:YAG(1064nm、10ns）
19
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
20
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
24
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
25
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
9
激光器的分类
• 连续激光
CO2,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
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
Laser Types Holmium
Excimer
KTP
Nd:YAG Er:YAG
190 - 390 488 - 514
532 577-630
694 755 1064 2100 2940 10600
x-rays cosmic rays
UV
VISIBLE
400 nm
700 nm
Microwaves TV and radio waves
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
激光与激光治疗仪器
Light Amplification by the Stimulated
Emission of Radiation
Spontaneous Emission
26
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
27
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
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脱毛激光
e¯
P1
+
e¯ +
P1
+
e¯
Stimulated Emission
P1
e¯
+
P2
e¯ +
P1
P2
+
e¯
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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)
15
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。
16
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。
素wk.baidu.com着风险较低
21
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
22
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
23
治疗血管性皮肤疾病的激光系统
• 波长：532nm,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
• 波长：694nm, 755nm, 800nm, 1064nm
• 脉宽: 大于10ms • 色基：黑色素 • 靶组织：毛乳头生长部位 • 机制：热凝固变性
29
选择性光热作用
• 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。
31
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
治疗色素增加性皮肤疾病的激光系统
波长：500-1000nm 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
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治疗色素性皮肤疾病的激光
• 绿色激光：铜蒸汽激光（511nm)
氪离子激光（520-530nm） 脉冲染料（510nm、300ns） 倍频Nd:YAG(532nm、5-10ns)
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
Laser Head
Mirror
+
Cylindrical Waveguide
Nd:YAG Rod
Pumping Lamp Gold Coated Pumping Cavity
-
Mirror
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
• 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
30
靶组织毁坏机制
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)
• 红色激光：红宝石（694nm、20-50ns）
翠绿宝石（755nm、50-100ns）
• 近红外激光：Nd:YAG(1064nm、10ns）
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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
20
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
24
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
25
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