Что такое Q-switched лазер?

Q-switched лазер, или лазер с модуляцией добротности, это лазер особой конструкции, который позволяет генерировать очень мощные и короткие импульсы.

Наиболее часто такие лазеры используют для разрушения искусственного (перманентный макияж, татуировки) или естественного (меланин) пигмента, но применение современных Q-switched лазеров этим не ограничивается. Лазеры такого типа можно применять для карбонового пилинга, различных видов омоложения. Некоторые лазеры могут работать во фракционном абляционном режиме.

Q-switched лазеры на основе неодимового лазера ND:YAG

Наиболее распространены Q-switched лазеры на основе ND:YAG с длиной волны 1064 нм. Часто такие лазеры дополняются кристаллом KTP, что позволяет использовать дополнительно длину волны 532 нм, которая хорошо поглощается меланином. Несколько реже встречаются Q-switched лазеры на основе александрита и рубина.

Лазеры могут быть выполнены в двух конструктивных вариантах. Первый тип – с лазерным генератором в «пистолете». Обычно такие лазеры недороги (не всегда), но, как правило, это единственное достоинства лазеров такого типа. Q-switch в таких аппаратах реализован в виде дополнительного пассивного кристалла. Измерители энергии в таких аппаратах обычно отсутствуют, энергия регулируется весьма приблизительно.

Другое «слабое звено» - это профиль луча. Энергия внутри лазерного луча должна распределяться равномерно, не должно быть пиков, профиль должен быть максимально похожим на «TOP HAT» - шляпу-цилиндр. Наличие пиков может привести к разрыву ткани, наличие провалов приведет к неудалению части пигмента, и необходимости увеличения количества процедур. Лазеры – «пистолеты» производства юго-восточной Азии не всегда имеют РУ.

«Средний класс» у Q-switched лазеров практически отсутствует. У более совершенных (и более дорогих) аппаратов лазерные генераторы находятся внутри корпуса аппарата, луч передается к манипуле по шарнирному световоду. Гибкий световод не применяется, т.к. во время импульса лазер развивает огромную мощность. Импульс длится ничтожную долю секунды (от нескольких сот пикосекунд до нескольких наносекунд), но в это время лазер развивает мощность, сравнимую с энергопотреблением целого квартала, гибкий световод не способен передать такую мощность.

Q-switch в таких аппаратах представляет сложный, но высокоэффективный узел, управляемый электроникой. Также присутствуют другие атрибуты полноценной лазерной системы – измерители энергии, контролирующие интенсивность воздействия, источник прицельного луча, сложная система зеркал. Для достижения равномерного профиля луча используются различные запатентованные технологии. К примеру, компания Fotona использует технологию вакуумных элементов (vacuum cells). Суть технологии заключается в том, что воздух, заполняющий трубки обычных шарнирных световодов, может превратиться в момент импульса в плазму, что нежелательно. В вакуумных элементах воздуха нет, плазма не образуется, и профиль луча получается более равномерным.

Для удаления полноцветных татуировок недостаточно использовать две длины волны, будь то 1064 нм и 532 нм, или любой другой набор. Лазер будет неэффективным для удаления пигмента того же цвета, что и луч лазера. К примеру, луч лазера с длиной волны 532 нм – зеленый, и он будет отражаться от зеленого пигмента, не разрушая его. Красные лазеры, соответственно, плохо работают по красному пигменту, и т.д. Производители лазеров с длиной волн 1064+532 нм для решения этой проблемы используют конвертеры, которые устанавливаются вместо манипул, и преобразовывают излучение лазера в дополнительные длины волн.

Наибольшая проблема владельца мощного Q-switched лазера – обеспечить его полную загрузку. Если лазер будет работать полчаса в день – окупаемость будет неприемлимо низкой. Обеспечить же загрузку лазера платежеспособными татуированными пациентами не так и просто.

Выход из положения – расширение возможностей Q-switched лазера за пределы удаления пигмента.

Самый простой вариант – сделать Q-switch отключаемым. С отключенным Q-switch лазер превращается в обычный короткоимпульсный неодим, со всем доступным диапазоном применения. Компания Fotona в модели StarWalker пошла еще дальше, и применила не только короткоимпульсный, но и длинноимпульсный режим, как для длины волны 1064нм, так и для 532 нм.

Настойчивое желание применить Q-switched лазеры для омоложения привело к появлению процедуры карбонового пилинга. Процедура эта в большей степени эффектна, нежели эффективна. Дальнейшее развитие показало, что омолаживающий эффект достигается и при отсутствии геля с толченным углем, правда, при этом отсутствуют впечатляющие пациентов шумовые и визуальные эффекты. Если вы собираетесь заниматься карбоновым пилингом, стоит учесть влияние разлетающегося в разные стороны угольного порошка на персонал, окружающую обстановку, и, непосредственно, лазер, особенно, если в вашей модели отсутствует воздушный фильтр.

Фракционные процедуры на Q-switch лазерах

Другая процедура, которая применяется как отдельно, так и в составе комбинированной процедуры по удалению пигмента – фракционная абляция.

В большинстве источников неодимовый ND:YAG лазер называется неабляционным. Это – верно, но только отчасти. Для каждого лазера есть понятие порога абляции. Такой порог есть и для ND:YAG лазера, просто он достаточно высок, и недостижим при выполнении традиционных процедур.

Фракционные процедуры на Q-switch лазерах проводят при помощи специальных манипул. В каждой микрозоне формируется микроразрыв ткани, при этом термально-коагуляционная составляющая даже меньше, чем у ER:YAG лазера.

При удалении татуировки формирование сетки микроразрывов перед непосредственным разрушением пигмента позволяет улучшить дренаж газового пузыря, снизить риск осложнений и уменьшить интервал между проходами. Быстрое рассасывание пузыря позволяет проводить 2-3 прохода за одно посещение, значительно сокращая длительность курса процедур. Патентованная методика компании Fotona называется FracTat.

Первоначально фракционирование проводили при помощи отдельного ER:YAG лазера, впоследствии стали применять фракционные манипулы для Q-switch лазеров, что позволило устранить необходимость использования двух отдельных лазеров для одной процедуры.

-Нано или -пикосекундный лазер?

Существует «противоборство» между сторонниками лазеров с наносекундным импульсом, и пикосекундным, которое, в большой степени, является противоборством между двумя командами маркетологов. Рассмотрим основные аргументы обоих команд:

1. «Длительность импульса пикосекундного лазера в тысячу раз короче наносекундного» - мягко говоря, - неправда. Фактически, реальные пикосекундные лазеры имеют импульс обычно всего в 10-20 раз короче наносекундных, за счет этой разницы они и «переползают границу» между наносекундным и пикосекундным диапазоном.
2. «Наносекундные лазеры не способны разрушить мелкие гранулы пигмента, и эффективны только при первой-второй процедуре» - фраза также далека от реальности. До появления пикосекундных лазеров татуировки вполне успешно удалялись наносекундными лазерами, справедливости ради – за большее количество процедур.
3. «Пикосекундные лазеры эффективнее при работе по мелким гранулам пигмента» - более корректный и соответствующий действительности вариант предыдущей фразы. К сожалению, объективность и корректность в таких спорах – случай редкий.
4. «Энергия пикосекундного лазера слишком мала для нормальной работы» - аргумент уже противоположной стороны, частично соответствует действительности. Энергия импульса первых применяемых для удаления пигмента пико- лазеров была в 8 раз меньше энергии успешно применяемых к тому моменту наносекундных лазеров. Сейчас разница немного сгладилась, но разрыв все равно значительный. При этом, при работе по уже частично раздробленному пигменту, пикосекундный лазер при той же энергии эффективнее (но не в 8 раз). Сочетание этих двух фактов породило целую серию «объективных сравнений» - сторонники наносекунд применяли 1600 мДж лазер в сравнении с пикосекундником со значительно меньшей энергией 200-500 мДж, и, естественно, «выигрывали». Сторонники пикосекунд сравнивали лазеры при одинаковой энергии, «подрезая крылья» наносекундникам, лишая их основного преимущества, и, естественно, также «выигрывали». Видеороликов, «убедительно доказывающих» преимущества конкретных моделей лазеров, полно в интернете.
5. «У пикосекундных лазеров фотоакустический эффект воздействия на ткань, у наносекундных – фототермический» - также передергивание фактов. У обоих лазеров существуют одновременно и фототермический, и фотоакустический эффект, причем акустический эффект значительно сильнее. Не существует четкой границы по длительности импульса, при которой пропадает термический эффект, и «внезапно возникает» акустический. Вообще, акустический эффект уже заметен (хотя и не вызывает серьезного действия) уже при тысячных долях секунды. Щелчок, или треск при взаимодействия любого абляционного лазера с тканью – суть есть акустическая волна. Более того, любое дробление твердых предметов (частиц пигмента) также вызывает, в конечном итоге, их нагрев. Другой вопрос, что при использовании низкой энергии у пикосекундных лазеров получить заметные термические повреждения ткани сложнее, но все это – вопрос протокола применения, не более.
6. «У пикосекундных лазеров диаметр рабочего пятна «дутый» - практически, можно удалять пигмент только на маленьком пятне» - чаще всего, - правда. Производители заявляют «возможность работы» на большом пятне, чтобы обойти конкурентов. Чаще всего под работой подразумеваются процедуры, не связанные с пигментом, и требующие меньшей интенсивности воздействия.
7. «Маленькое пятно – недостаточная глубина воздействия» - в общем случае для лазеров это верно, но не для пигмента. Как правило, татуировочный пигмент залегает на относительно небольшой глубине, для достижения которой пятна 3-5мм вполне достаточно.
8. «Маленькое пятно – больше «чешуи» - больше процедур необходимо». Артефакт в виде «чешуек» образуется из-за того, что при разрушении пигмента образуется своего рода «зонтик» из газа. «Зонтик» имеет несколько больший размер, чем удаленный пигмент, и прикрывает участок неразрушенного пигмента в виде серпа. Когда «зонтик» спадает, остается рисунок в виде «чешуек» или «кольчуги». Для уменьшения площади артефактов лучше использовать пятно большего диаметра (когда это возможно) и дренировать газ, например, предварительным фракционированием.

Из всего вышеперечисленного ясно, что лучше всего использовать лазер, у которого и энергия большая, и импульс короткий, но такой лазер очень непросто создать.

«Просто» создать мощный лазер, как это делается для эпиляционных, сосудистых, абляционных лазеров нельзя – мешают ограниченные возможности самого узла Q-switch. По сути, он представляет «плотину», которая в нужный момент открывается. При слишком сильном «напоре» «плотина» начинает «протекать» - вместе с полезным излучением появляется и ненужный длинный импульс, негативно влияющий на проведение процедуры.

Одним из «ходов», по моему мнению, больше маркетинговых, является применение лазеров с технологией PTP, которые стреляют за один импульс дважды. Разумеется, это позволяет указать в таблице удвоенную энергию по сравнению с одиночным импульсом и выгодно оторваться от конкурентов – во-первых, энергия вдвое больше, во-вторых, применена новая технология со своим названием. Конечно же, любой маркетолог подберет к названию технологии эпитеты вроде «передовая» или «уникальная» - все, дело в шляпе.

В принципе, в получении большей энергии за счет увеличении числа импульсов нет ничего плохого, весь вопрос во «времени перезарядки» лазера между импульсами. Разрушение пигмента, как уже было написано выше, приведет к «открытию зонтика». Второй импульс, если он «не поторопится», попадет в уже «открытый зонтик» без всякого полезного действия. Скорость формирования щита («зонтика») достаточно высокая, и, чтобы второй импульс не пропал даром, его нужно произвести с очень небольшим интервалом, сравнимым с длительностью самого импульса. К сожалению, традиционные схемы «перезарядки» лазера не обеспечивают такой скорострельности.

В общем, направление развития ясно – нужно создавать лазеры, способные формировать пакет из пикосекундных импульсов с очень небольшим интервалом (желательно те же пикосекунды) между ними, и большой энергией, которая будет достаточна для работы большим пятном, большой интенсивностью и т.д. – с появлением таких лазеров мышиная возня «пикосекундники vs наносекундники» будет закончена раз, и навсегда. Дополнительным бонусом неплохо было бы иметь возможность расширения спектра процедур – пока мощные Q-switch лазеры недешевы, вопросы окупаемости никто не отменял.

Теперь, извините, «переход на личности» - общий обзор на этом завершаем, переходим к конкретному лазеру.

Первым лазером в эстетике, в котором появился такой импульс, был Fotona Starwalker MAQX. В лазере были применены принципиально новые электронные и оптические узлы, что, впрочем, хорошо видно невооруженным взглядом – лазер с отличными техническими характеристиками выглядит изящной статуэткой на фоне динозавров предыдущих поколений, весящих несколько сотен кг, занимающих половину комнаты, и потребляющих неприличное количество электричества.

Основной режим применения лазера – гибридный импульс MAQX1, при котором формируется как раз такой импульс, о котором я писал выше – несколько пикосекундных импульсов с пикосекундными интервалами, рекордная энергия. Есть возможность получать несколько таких импульсов подряд (в основном – не для пигмента, «зонтик» никто не отменял), есть также микросекундные и миллисекундные импульсы для расширения спектра процедур. Дополнительные длины волн – да, тоже есть.

Узнайте больше о возможностях лазерного оборудования Fotona! Звоните нам по единому номеру телефона 8 800 222 97 79.

При покупке лазера предлагаем бесплатное постпродажное обучение, сервисное обслуживание и гарантия на лазерные аппараты от 3 до 5 лет.