分布Er：YAG激光对皮肤光致热分解作用数值分析

范晓红; 李正佳; 周海; 何艳艳

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.011

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

分布Er：YAG激光对皮肤光致热分解作用数值分析

范晓红 , 李正佳 , 周海 , 何艳艳

文章导航 > 激光技术 > 2010 > 34(2): 181-184

引用本文:

Citation:

分布Er：YAG激光对皮肤光致热分解作用数值分析

1.
华中科技大学光电子科学与工程学院武汉光电国家实验室, 武汉, 430074

作者简介: 范晓红(1977- ),女,讲师,博士研究生,主要从事激光医疗器械及其应用的研究..

通讯作者: 李正佳, zhjli@mail.hust.edu.cn ;

中图分类号: Q631

Numerical simulation of photo-thermolysis interaction of skin induced by fractional Er：YAG laser

1.
Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, College of Optoelectronic Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China

Corresponding author: LI Zheng-jia, zhjli@mail.hust.edu.cn ;

CLC number: Q631

摘要: 为了计算分布Er:YAG激光皮肤治疗中微尺寸调Q Er:YAG对皮肤组织光致热分解作用中的压力曲线,采用分布Er:YAG激光皮肤软组织光致热分解作用的数学模型进行数值计算,得到将激光功率密度控制在合适范围内,能使皮肤组织快速汽化而不碳化,且在该功率密度范围内受照皮肤组织内部形成很短持续时间强大压力的结果。结果表明,合适的功率密度的分布调Q Er:YAG激光皮肤治疗,能达到皮肤周围组织损伤小、手术疼痛感少的效果。该计算结果与国外的实验报道基本吻合。
- 医用光学与生物技术 /
- 分布激光 /
- 调Q Er：YAG /
- 光致热分解
Abstract: In order to calculate the pressure of the photo-thermolysis induced by the microscopic laser beam during fractional laser resurfacing, numerical simulation was performed by means of the mathematics model of the photo-thermolysis interaction between fractional Er:YAG and skin.The results are that the skin tissue can be evaporated other than carbonized immediately and a great pressure with very short pulse duration will appear, if the laser power density was controlled within a reasonable range.It is concluded that reasonable laser power density during fractional Er:YAG treatment can minimize the pain and the laser-induced thermal injury to the surrounding tissues during surgery.The computing results are consistent with the experiment results reported abroad.
- medical optics and biotechnology /
- fractional laser /
- Q-switched Er：YAG /
- photo-thermolysis

[1]	GEORGESCU S,TOMA O,TOTIA H.Intrinsic limits of the efficiency of erbium 3μm lasers[J].IEEE J Q E,2003,39(6):722-732.
[2]	MANSTEIN D,HERRON G S,SINK R K,et al.Fractional photothermolysis:a new concept for cutaneous remodeling using microscopic patterns of thermal injury[J].Lasers in Surgery and Medicine,2004,34(5):426-438.
[3]	RAHMAN Z,ALAM M,DOVER J S,et al.Fractional laser treatment for pigmentations and texture improvement[J].Skin Therapy Letter,2006,11(9):7-11.
[4]	HASEGAWA T,MATSUKURA T,MIZUNO Y,et al.Clinical trial of a laser device called fractional photothermolysis system for acne scars[J].Journal of Dermatology,2006,33(9):623-627.
[5]	BABA M,BAL N.Efficacy and safety of short-pulsed erbium:YAG laser in the treatment of acquired melanocytic nevi[J].Dermatol Surg,2006,32(2):256-260.
[6]	HANTASH B M,BEDI V P,SUDIREDD Y V,et al.Laser-induced transepidermal elimination of dermal content by fractional photothermolysis[J].Journal of Biomedic Optics,2006,11(4):11-15.
[7]	MING H J,ARASH K A.Fractional photothermolysis:a review and update[J].Seminars in Cutaneous Medicine Surgery,2008,27(1):63-71.
[8]	DIERICKX C,KHATARI K,ALTSHULS G,et al.Fractionated delivery of Er:YAG laser light to improve the efficacy and safety of ablative resurfacing procedure[J].Lasers in Surgery and Medical,2007(s19):16.
[9]	POZNER J N,GLANZ S,GOLDBERG D J.Fractional erbium resurfacing:histologic and early clinical experience[J].Lasers in Surgery and Medical,2007(s19):73.
[10]	KAREN R,MATTEW K,HUMPHREYS H R,et al.Ablative laser resurfacing:high-energy pulsed carbon dioxide and erbium:yttrium-aluminum-garnet[J].Clinics in Dermatology,2007,25(5):462-473.
[11]	COURAN R,FREERICKS K O.Ultrasonic velocity flow and Shock wave[M].Beijing:Science Press,1986:1-29(in Chinese).
[12]	NIEMZ M H.Laser-tissue interactions fundamentals and applications[M].2nd ed.Beijing:Science Press,2005:53-61(in Chinese).
[13]	WEI H J,XING D,HE B H,et al.Thermal change on optical penetration depth in human prostatic hyperplasia tissue in vitro[J].Laser Technology,2008,32(3):244-247(in Chinese).
[14]	VOGEL A,VENUGOPALAN V.Mechanisms of pulsed laser ablation of biological tissues[J].Chem Rev,2003,103(2):577-644.
[15]	TANG F,NIU Y X,ZHANG Ch,et al.Calculation of thermal effect in skin-tissue induced by laser[J].Laser Technology,2008,32(5):542-544(in Chinese).
[16]	WEI H J,HE B H,CHEN X M,et al.Pathological changes and ther-mal coagulation of human liver tissue induced changes in the opticalpenetration depths in vitro[J].Laser Technology,2007,31(1):31-34(in Chinese).
[17]	LIU L,LI Zh J.Theoretical investigation of opto-thermal transfer in human dentine irradiated by Nd :YAG laser[J].Laser Technology,2006,30(4):373-376(in Chinese).
[18]	KORANDA P,JELNKOV H,NEMEC M,et al.Er:YAG laser radiation for soft and hard urological tissue treatment[J].SPIE,2006,6078:1-9.

[1]	何军锋 , 谭毅 . 光声成像技术在生物医学中的研究进展. 激光技术, 2007, 31(5): 530-533,536.
[2]	吴剑波 , 骆清铭 . 激光三角法在生物医学领域中的若干应用. 激光技术, 2006, 30(1): 1-4.
[3]	来建成 , 李振华 , 王春勇 , 王清华 , 贺安之 . 肌肉组织的光透射特性与辐射传输理论的修正. 激光技术, 2007, 31(3): 265-267,280.
[4]	余小敏 . 激光技术在良性前列腺增生手术的应用及发展. 激光技术, 2011, 35(5): 718-720. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.05.038
[5]	秦建华 , 余重秀 , 谭永红 , 苏密勇 , 王子民 . 光源面分布对激光针灸经穴组织的漫反射影响. 激光技术, 2011, 35(4): 551-553,558. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.04.027
[6]	魏华江 , 邢达 , 何博华 , 吴荣海 , 谷怀民 , 巫国勇 , 陈雪梅 . 热作用致人前列腺增生组织的光穿透深度变化. 激光技术, 2008, 32(3): 244-247.
[7]	王爽 , 阮军 , 贺庆丽 . 蒙特卡罗方法研究光动力疗法选择性光损伤. 激光技术, 2008, 32(2): 184-186.
[8]	徐朝辉 , 程全 , 支联合 . 光动力疗法中的治疗剂量学研究. 激光技术, 2011, 35(4): 547-550. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.04.026
[9]	谭毅 , 何军锋 , 任亚杰 , 姚军财 . 基于旋转多元阵列探测器的快速光声成像系统. 激光技术, 2009, 33(3): 300-302.
[10]	何军锋 , 谭毅 , 姚军财 . 基于虚拟仪器的光声信号采集和成像系统. 激光技术, 2008, 32(5): 558-560.
[11]	崔鸿忠 , 李正佳 , 范晓红 . 发光二极管光源疗法在生物医学中的应用. 激光技术, 2006, 30(6): 638-642,656.
[12]	杨丽 , 孙建华 . 生物组织光学特性参量的图像测量研究. 激光技术, 2010, 34(6): 743-746,769. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.06.007
[13]	张连顺 , 张晓晖 , 王章祯 . 由漫射图像测量生物组织的光学特性. 激光技术, 2011, 35(5): 675-677. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.05.027
[14]	孔梅梅 , 高志山 , 陈磊 , 李新华 . 人眼光学模型的研究与发展. 激光技术, 2008, 32(4): 370-373.
[15]	吴智辉 , 崔向荣 , 黄代政 , 陈朝旺 , 莫华 . 脐带血与先天性心脏病患儿红细胞的光谱分析. 激光技术, 2012, 36(2): 233-237. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.02.024
[16]	郑卫峰 , 李步洪 , 谢树森 , 林永钟 , 周川钊 . 荧光法成像系统信噪比的实验研究. 激光技术, 2006, 30(2): 123-125.
[17]	许川山 , 吴士明 , 虞乐华 , 王志刚 , 周媛 , 杨青 . 光敏化BPD-MA后膀胱癌细胞凋亡的研究. 激光技术, 2006, 30(1): 78-81.
[18]	张亚美 , 李斌 , 庞小峰 . 红外线照射对大鼠血脂和小鼠血糖水平的影响. 激光技术, 2011, 35(5): 664-666,695. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.05.024
[19]	王玮 , 席欣欣 , 王蓓 , 李建波 , 景恒翠 . 连翘叶的喇曼光谱鉴别. 激光技术, 2011, 35(5): 672-674. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.05.026
[20]	徐安成 , 陈家璧 , 张培茗 , 吴佳杰 . 具有主观视觉补偿的人眼像差测量方法. 激光技术, 2010, 34(6): 774-777. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.06.015

点击查看大图

计量

文章访问数: 4163
HTML全文浏览量: 682
PDF下载量: 323
被引次数: 0

分布Er：YAG激光对皮肤光致热分解作用数值分析

通讯作者: 李正佳, zhjli@mail.hust.edu.cn;

作者简介: 范晓红(1977- ),女,讲师,博士研究生,主要从事激光医疗器械及其应用的研究.

1. 华中科技大学光电子科学与工程学院武汉光电国家实验室, 武汉, 430074

收稿日期: 2009-03-23
录用日期: 2009-05-16
网络出版日期: 2010-03-25

关键词:

摘要: 为了计算分布Er:YAG激光皮肤治疗中微尺寸调Q Er:YAG对皮肤组织光致热分解作用中的压力曲线,采用分布Er:YAG激光皮肤软组织光致热分解作用的数学模型进行数值计算,得到将激光功率密度控制在合适范围内,能使皮肤组织快速汽化而不碳化,且在该功率密度范围内受照皮肤组织内部形成很短持续时间强大压力的结果。结果表明,合适的功率密度的分布调Q Er:YAG激光皮肤治疗,能达到皮肤周围组织损伤小、手术疼痛感少的效果。该计算结果与国外的实验报道基本吻合。