一文讓你秒懂“點(diǎn)陣激光”!

前言:非剝脫點(diǎn)陣激光技術(shù)最早在2003年用于臨床,是一種具有更高效率、更低風(fēng)險(xiǎn)的皮膚更換重建技術(shù)。區(qū)別于傳統(tǒng)化學(xué)、激光換膚技術(shù),點(diǎn)陣激光只損傷一小部分的皮膚而保留大部分皮膚不受損傷,這些未受損的皮膚組織仍保持修復(fù)能力,可以在短時(shí)間內(nèi)完成皮膚的修復(fù)。
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點(diǎn)陣激光
FP, Fractional Photothermolysis
局灶性光熱作用(Fractional Photothermolysis, FP)理論最早由哈佛大學(xué)威爾曼實(shí)驗(yàn)室激光理論基礎(chǔ)奠基人Dr. Rox Anderson提出,隨后他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)根據(jù)此理論研發(fā)的全球首臺(tái)非剝脫性點(diǎn)陣激光Fraxel SR(美國Reliant公司)。Fractional Photothermolysis原意是“局灶性光熱分解”,初期港臺(tái)臨床醫(yī)生尚未見過Fraxel設(shè)備及技術(shù),通過2004年論文大意了解到是通過“部分的“分多次的”“碎片狀的”等詞匯將Fractional Photothermolysis技術(shù)稱為局灶性光熱分解作用,至今依有臨床使用?,F(xiàn)在臨床更多將其稱為點(diǎn)陣激光。
2007年后,多種具有不同波長(zhǎng)的剝脫性和非剝脫點(diǎn)陣激光逐漸應(yīng)用到臨床,開啟了點(diǎn)陣激光臨床治療研究與使用熱潮,使用范圍也從單純嫩膚、除皺拓展到瘢痕、色素、血管瘤、經(jīng)皮給藥等多個(gè)領(lǐng)域,將激光物理能量應(yīng)用與皮膚愈合機(jī)理聯(lián)系在一起,為激光臨床應(yīng)用提供了嶄新的領(lǐng)域。
點(diǎn)陣激光僅照射一小部分皮膚,在組織中產(chǎn)生微小的三維柱狀熱損傷區(qū),稱之“微小熱損傷區(qū)”(MTZ, Microscopic Thermal Zone)。而周圍的組織保持完好,通過周圍活性細(xì)胞的遷移生長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)快速修復(fù)。點(diǎn)陣激光主要以水為靶基,而非皮膚色素基團(tuán)(如黑色素和血紅蛋白),所以我們?cè)诜治鳇c(diǎn)陣作用機(jī)制、穿透深度的時(shí)候,首先應(yīng)當(dāng)考慮水對(duì)該波段激光的吸收系數(shù)。
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點(diǎn)陣激光分類
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·?非剝脫性點(diǎn)陣激光Non-Ablative Fractional Resurfacing??
·?剝脫性點(diǎn)陣激光Ablative Fractional Resurfacing
不同波段的點(diǎn)陣激光會(huì)產(chǎn)生不同的組織反應(yīng)。這其中非常重要的影響因素就是水對(duì)這些波段的吸收率差異。
根據(jù)不同激光波長(zhǎng)的親水性,可以將點(diǎn)陣激光分為兩大類:非剝脫性點(diǎn)陣激光Non-Ablative Fractional Resurfacing? 與?剝脫性點(diǎn)陣激光Ablative Fractional Resurfacing。
高水吸收率的波長(zhǎng)激光成為剝脫性激光,包括鉺釔鋁石榴石激光(Er:YAG,2940nm),二氧化碳激光(CO2,10600nm);中度水吸收率的激光成為非剝脫性激光如而鉺光纖激光1550nm,銩光纖激光1927nm,半導(dǎo)體激光1440nm,釹釔鋁石榴石激光(ND:YAG,1064nm)。
如下圖所示,可以看到吸收系數(shù)差異性非常大(縱軸單位刻度是10X差距,吸收系數(shù)單位為長(zhǎng)度的倒數(shù)即1/cm)。

組織學(xué)研究發(fā)現(xiàn),非剝脫性點(diǎn)陣激光可以使表皮和真皮柱狀變性,破壞表皮和真皮間的連接,即在“微小熱損傷區(qū)”內(nèi)產(chǎn)生表皮下裂隙,同時(shí)角質(zhì)層保持完整。(表皮下裂隙是非剝脫點(diǎn)陣的正常組織表現(xiàn)不能因?yàn)槠浯嬖诙鴮⒎莿兠擖c(diǎn)陣命名為微剝脫點(diǎn)陣) 熱損傷的組織會(huì)在24小時(shí)內(nèi)被周圍移行的角質(zhì)形成細(xì)胞所代替。真皮層形成的微小表皮壞死區(qū)(MEND,Microscopic Epidermal Necrotic Tissue),是組織凝固性壞死區(qū)域,由移行的角質(zhì)形成細(xì)胞清除并覆蓋。
剝脫性點(diǎn)陣激光則是形成燒蝕的微小治療腔隙,腔隙表面覆蓋一層焦痂,腔隙深度和焦化內(nèi)壁厚度因激光脈沖和波長(zhǎng)而異。腔隙周圍產(chǎn)生環(huán)形的膠原再生區(qū)。剝脫性點(diǎn)陣激光照射后的角質(zhì)層是缺失的(如下圖)。在接下來的48小時(shí)內(nèi),膠原再生區(qū)發(fā)生再上皮化。

總的來講:剝脫性和非剝脫性點(diǎn)陣的組織學(xué)區(qū)別在于角質(zhì)層的完整,真皮損傷區(qū)是變性還是氣化空腔以及組織修復(fù)的機(jī)制。

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點(diǎn)陣激光輸出模式
點(diǎn)陣激光在臨床使用時(shí),有在光路末端安裝使用分光器或掃描器兩種光照方式。前者將高功率原光束通過“篩狀分光透鏡”分割成許多細(xì)小光束同時(shí)照射在靶部位的皮膚上,同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)微損傷灶,這種像素激光(像束激光)和點(diǎn)陣激光的發(fā)射結(jié)果看似一樣,其實(shí)在發(fā)射原理上是完全不一樣的,方式缺點(diǎn)在于短時(shí)間內(nèi)熱量同一時(shí)間作用到皮膚上,且分光透鏡非理想凸透鏡,光斑容易產(chǎn)生折射和衍射而導(dǎo)致聚焦性差。

后者使用掃描振鏡,將聚焦后的一路微細(xì)激光束, 按一定方式或圖形(有序或無序),逐點(diǎn)照射在靶部位的皮膚上,最終形成多個(gè)微損傷灶。
而第一個(gè)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域運(yùn)用的點(diǎn)陣激光,也是被研究最透徹的1550nm非剝脫點(diǎn)陣激光儀(Fraxel),則采用無序掃描模式和智能追光系統(tǒng)(Intelligent Optical Tracking System ,IOTS)。無序發(fā)射方式與蓋章式和順序式相比,使得激光束的熱量是分次到達(dá)皮膚的,給了皮膚一個(gè)承受熱量的緩沖期,熱損傷小、副作用輕、體驗(yàn)感更佳。同時(shí)智能追光該系統(tǒng)能檢測(cè)治療區(qū)域,監(jiān)測(cè)激光掃描速率,確保產(chǎn)生微小熱損傷區(qū)的數(shù)量和間距恒定。
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點(diǎn)陣激光作用機(jī)制專業(yè)術(shù)語
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MTZ (Microscopic Thermal Zones/ Microscopic Treatment Zone)微熱損傷區(qū)/微治療區(qū)
點(diǎn)陣激光作用于皮膚后,會(huì)產(chǎn)生很多大小一致、排列均勻的微型熱損傷區(qū)域或叫微熱損傷區(qū)(MTZ),呈柱狀三維立體結(jié)構(gòu),而周圍的皮膚組織保持完好,在損傷修復(fù)的過程中充當(dāng)活性細(xì)胞的儲(chǔ)庫,并在治療后迅速遷移至MTZ完成表皮再生的過程,由于損傷灶比較微小,創(chuàng)面修復(fù)的炎癥反應(yīng)輕,從而在很大程度上縮短愈合時(shí)間并降低治療后并發(fā)癥的發(fā)生率。[3]
MTZ直徑、深度取決于激光的波長(zhǎng)及每個(gè)點(diǎn)陣光束(光點(diǎn))的能量大小。對(duì)于同波長(zhǎng)激光而言,相同直徑的光點(diǎn)能量越高,其產(chǎn)生的MTZ直徑越大,深度越深[1]。通常點(diǎn)陣激光的MTZ直徑小于400um,最大深度1359um(Solta :Fraxel Dual),寬度深度比平均值為5.2±0.6。

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MENDs (Microscopic Epidermal Necrotic Debris) 微小表皮壞死碎片
2006年,Laubach等研究非剝脫性點(diǎn)陣激光使用后的皮膚病理變化時(shí)發(fā)現(xiàn)[7]:
治療后1H
即可觀察到深達(dá)真皮的微損傷灶,其表皮角質(zhì)層完整,但表皮下層卻可出現(xiàn)組織分離與裂隙。
24H內(nèi)
熱損傷的組織被周圍移行的角質(zhì)形成細(xì)胞所代替,可在基底膜裂隙和真皮均質(zhì)化區(qū)域上方形成微小表皮壞死碎屑(microepidermal necrotic de bris,MEND),是紐扣樣的組織壞死區(qū)域。
3天后
MENDs就已經(jīng)穿過表皮層移動(dòng)到角質(zhì)層下方,并開啟自然脫落的過程。
5天后
MENDs出現(xiàn)在角質(zhì)層內(nèi),表皮下裂隙消失。
7天后
7天后,MENDs在真皮內(nèi)或已經(jīng)脫落,微損傷灶周圍組織Ⅲ型膠原表達(dá)增加,表皮外觀健康,表皮厚度正常至輕度增厚,表皮突形態(tài)正常,無角化不良或裂隙。
這個(gè)過程也被稱作微小表皮壞死碎屑“轉(zhuǎn)運(yùn)”,所謂“轉(zhuǎn)運(yùn)”就是借由角質(zhì)細(xì)胞移行與快速排擠將壞死碎屑(包含黑色素,彈力纖維和其他真皮成分)被清除出皮膚 。治療后3個(gè)月,真皮淺層內(nèi)黏蛋白含量增加,新生膠原致表皮突結(jié)構(gòu)加強(qiáng),皮膚質(zhì)地獲得改善。
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臨床常用專業(yè)術(shù)語及臨床意義
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Spot Size 光點(diǎn)大小
點(diǎn)陣激光的微光束直徑通常位于100μm~500μm,按設(shè)計(jì)圖形與一定密度的微光束光點(diǎn),構(gòu)成點(diǎn)陣激光的光斑。激光微光束的直徑大小主要影響微治療區(qū)的愈合狀況,直徑過大,創(chuàng)傷愈合炎癥反應(yīng)加重,愈合期延長(zhǎng),瘢痕愈合 幾率增大;直徑過小,治療面積小,組織創(chuàng)傷與刺激不足,不能產(chǎn)生治療效果。
針對(duì)某一波長(zhǎng)激光, 在輸出功率一定條件下,由于單位時(shí)間的組織氣化量相對(duì)固定,因此微光束直徑的大小與組織穿透深度存在一定變量關(guān)系,臨床研究表明最佳微光束直徑可使激光穿透深度更深。
由于激光波長(zhǎng)較多,激光輸出模式不盡相同,組織效應(yīng)特點(diǎn)也比較復(fù)雜,操作醫(yī)生如何掌握最佳微光束直徑目前還需要諸多臨床實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn),但目前Fraxel激光器可在不同設(shè)置的能量下通過內(nèi)部自動(dòng)調(diào)節(jié)至最佳微光束直徑大小,大幅度降低操作的難度同時(shí)實(shí)現(xiàn)最佳的療效。

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Pulse Energy 脈沖能量
脈沖能量指的是單個(gè)脈沖攜帶的激光能量,單位為焦耳(J)。脈沖激光能量輸出的大小反映了激光器治療的能力。
但臨床實(shí)際使用時(shí),部分激光設(shè)備能量密度比能量更參考意義。能量密度是指單位面積上的光能量,常用“J/cm2”表示。在Fraxel DUAL中,光點(diǎn)大小是根據(jù)能量大小進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整至最佳直徑大小,所以Fraxel?脈沖能量的大小與MTZ的寬度和深度成正比,隨著能量的增加,MTZ的寬度和深度也隨之增加,反之亦然。(如下圖)

MTZ寬度和深度的變化
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% Coverage 治療覆蓋率
我們不同設(shè)備間甚至同一臺(tái)設(shè)備中,每個(gè)MTZ的大小和數(shù)量都是不一樣的,導(dǎo)致我們無法通過光斑形狀和點(diǎn)密度或者光點(diǎn)與光點(diǎn)之間的距離等進(jìn)行參數(shù)的統(tǒng)一。因此我們需要更為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估皮膚損傷密度,目前我們使用治療損傷的面積百分比作為密度單位更為統(tǒng)一和精準(zhǔn)。
覆蓋率是指治療損傷的面積占治療區(qū)域面積的百分比,覆蓋率=治療總點(diǎn)密度x點(diǎn)面積/治療區(qū)域面積(%)。
治療覆蓋率等于治療強(qiáng)度水平(Treatment Level),治療強(qiáng)度水平越高,其副作用(如水腫和紅斑)的強(qiáng)度和修復(fù)期也會(huì)增加,通常在III,IV型皮膚其覆蓋率一般不超過20%,從而才能保證表皮再生在24~48小時(shí)內(nèi)即可完成。相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明,在使用點(diǎn)陣激光治療痤瘡疤痕、毛孔粗大問題時(shí),高能量、低密度較低能量、高密度的參數(shù)設(shè)置方法治療效果更好[6]。

綜上所述,傳統(tǒng)激光器在臨床使用時(shí),通常只考慮激光輸出方式與組織吸收特點(diǎn),治療時(shí)形成的創(chuàng)傷面積與疾病的大小有關(guān),對(duì)治療后創(chuàng)傷的愈合結(jié)果相對(duì)考慮較少,通常局限在能否自身愈合,是否遺留瘢痕等。而點(diǎn)陣技術(shù)出現(xiàn)后,作為一種激光器的新的使用形式,無創(chuàng)或微創(chuàng)愈合成為其設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn),微光束的直徑大小與被治療組織的皮膚愈合機(jī)理有關(guān),激光能量照射面積已不再拘泥于原始疾病的大小,激光治療區(qū)域可以覆蓋病變,但實(shí)際治療面積卻只占病變面積的百分之幾,實(shí)現(xiàn)了激光物理性能與皮膚愈合機(jī)制的有機(jī)結(jié)合,為我們揭示的挑戰(zhàn)不僅只是傳統(tǒng)激光器的改進(jìn)與創(chuàng)新,還包含對(duì)疾病狀態(tài)下皮膚愈合機(jī)理研究的再深入等一系列問題,是激光臨床應(yīng)用歷史上的又 一次進(jìn)步。
注釋:如果想了解更多光電美容設(shè)備的操作技巧及其治療原理,歡迎點(diǎn)擊下圖《全聯(lián)教育》進(jìn)行了解。
參考文獻(xiàn) :
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