Пикосекундные лазеры последнего поколения

Брагина Ирина Юрьевна, к.м.н., бренд-врач FotonaRussia.

Эволюция Q-Switch лазеров

Q-Switch лазеры - лазеры излучающие сверхкороткие импульсы очень высокой мощности и работающие на основе модуляции добротности (технология получения очень коротких лазерных импульсов высокой мощности, длительность которых исчисляется наносекундами (10 -⁹ -¹²), которая реализуется путем управления потерями излучения в оптическом резонаторе твердотельного лазера: на некоторый промежуток времени блокируется способность лазера излучать импульс с целью накопления энергии.

Впоследствии эта накопленная энергия реализуется в виде сверхкороткого, мощного импульса.

В основе принципов работы Q-Switch лазеров лежит соотношение длительности импульса и энергии, которое формирует методы воздействия на биоткани: преобразование света в тепло при работе в миллисекундном и секундном диапазонах создает объемный прогрев тканей либо точечное коагуляционное действие (методы фототермолиза). Укорочение импульса по времени ведет к увеличению его мощности, таким образом термический эффект исключается («перешагивается») или уменьшается и формируется акустический.

Данное соотношение тесно связано со временем термической релаксации хромофора или биологического объекта, который его содержит. В зависимости от времени термической релаксации можно оперировать длительностью импульса для получения различных эффектов в тканях: с целью объемного прогрева структур время воздействия должно быть больше времени термической релаксации; точечное воздействие на структуру требует времени воздействия меньше времени термической релаксации. Таким образом, интенсивный и быстрый нагрев за счет поглощения света приводит к незначительному фототермическому эффекту, переходящему в фотоакустический, что приводит к распаду хромофора.

Так как первоочередной задачей Q-Switch  лазеров наносекундного диапазона прошлых поколений было только удаление татуировок, то в результате описанных выше  процессов происходило  разрушение микрокристаллической решетки экзогенного пигмента и формирование  акустической волны, приподнимающей ткани и меняющей структуру воды, вследствие этого выделялся пар и формировался газоколлагеновый щит, изменяющий цвет над татуировкой (пигмент становился невидим для луча).

Данный момент осложнял и удлинял работу, так как требуется время для рассасывания газового пузыря. Метод R20, заключающийся в последовательной многократной обработке классическим Q-Switch лазером за один сеанс с 20-минутным интервалом, а также метод R-0 – без временного интервала с использованием PFD-патчей с перфтордекалином частично решали проблему, но сохранялся риск увеличения травматизации тканей и возникновения осложнений.

Решила данную проблему компания Fotona, предложившая фракционировать поверхность перед удалением татуировок, создавая дренажные колонны, через которые будет выходить пар, что ведет к быстрому оседанию газоколлагенового щита.

Лазеры с цугами Q-Switch импульсов, где серия импульсов длительностью единицы наносекунд с миллисекундной последовательностью, позволяет разрушать краситель на всю глубину его залегания (послойно шаг за шагом) за один проход. В результате меньше травмируются окружающие ткани (клинически не наблюдается белое окрашивание кожи вследствие ее «расслоения» типичное при обработке классическими Q-Switch-лазерами).

Таким образом, дальнейшая эволюция наносекундных лазеров привела к появлению лазеров с пакетом Q-Switch импульсов: подача энергии осуществляется дробно, то есть пакетированная на выходе (серия импульсов длительностью единицы наносекунд с миллисекундной последовательностью, контролирующая глубину красителя, энергию, уменьшающая частоту побочных эффектов). Высокая пиковая энергия мгновенно увеличивает температуру хромофора, приводя к изменениям давления и вибрации, что в действительности эффективно разрушает хромофор через форму ударной волны (фотоакустический эффект). Это позволяет разрушать краситель на всю глубину его залегания (послойно шаг за шагом) за один проход.

Режим Q-PTP для работы с наносекундными импульсами делит импульс на 2 подимпульса при постоянной высокой энергии. Лазерная энергия воздействует короткий период времени при пиковой мощности для удаления пигментов любой сложности.

В работе пикосекундных лазеров, являющихся следующей ступенью формирования современных Q-Switch-лазеров, энергия подается серией импульсов с длительностью сотни-десятки пикосекунд с различной мощностью. Особенностью данных аппаратов является возможность увеличения мощности акустической волны, что повышает эффективность разрушения красителя за один сеанс, уменьшает количество процедур.

На первый взгляд, мощность энергии пикосекундных лазеров гораздо ниже, но за наносекундным импульсом может скрываться пакетированный пикосекундный импульс (например, два пикосекундных импульса с паузой дадут общее время равноценное наносекунде, что приводит к высокой мощности), которого достаточно для достижения как негативного, так и позитивного ответа.

Технология Fotona StarWalker MaQX

В 2017 году мировому косметологическому сообществу была представлена лазерная система Fotona StarWalker® MaQX с гибридным импульсом, объединившая достоинства нано- и пикосекундных технологий. Рассмотрим преимущества StarWalker® MaQX.

Гибридный лазер StarWalker® MaQX генерирует энергию, состоящую из пикосекундных импульсов (580 psec), которые меняются по своей энергетической нагрузке, выходя из аппарата, что дает комбинированный импульс, складывающийся из нескольких подимпульсов. Таким образом, мы говорим о пикосекундном пакетированном Q-Switch-лазере, имеющем определенное количество пакетов, выходящих за 5 nsec.

StarWalker® и его новаторская технология ASP (Adaptive Structured Pulse) формируют определенную форму гибридного импульса, предназначенную для работы в акустическом компоненте пикосекундными импульсами без термического воздействия.

Это стало возможно благодаря   специальному запатентованному лазерному генератору TMD, который позволил получить гибридный импульс наносекундной длины, состоящий из пикосекундных импульсов. Уникальная технология лазерного осциллятора TMD (поперечного режима) StarWalker в сочетании с импульсным управлением ASP обеспечивает очень короткие (5 нс) импульсы Q-коммутации, состоящие из высокоэнергетического потока сверхкоротких импульсов энергии за триллионные секунды, что обеспечивает фотомеханическое воздействие для разрушения крошечных объектов кожи без повреждения окружающей ткани.

StarWalker® MaQX имеет стандартные длины волны: 1064 нм, 532 нм, а также добавочные: 585нм, 650 нм для работы с эндогенными и экзогенными пигментами, что является также его преимуществом по сравнению с другими лазерами данного вида.

При работе с пигментацией различной  по глубине залегания и патогенезу (мелазма, посттравматическая пигментация) требуется вдумчивая подачи энергии и добавление определенных режимов, которые будут работать на сосудистый компонент (микро- и миллисекундного диапазона, ориентированные на сосудистый компонент, а также фототермический компонент, улучшая, например, качественные характеристики дермы). Это возможно благодаря пакетированности импульсов (1-2-5-10 пакетов), то есть, поставив дробность, работать постепенно с целью контроля энергии и безопасности подачи коротких импульсов на ткань.

Взаимодействие с тканью пикосекундного импульса и энергия наносекундной технологии создают общую энергию 1600 mJ пико импульсов в 5 ns пакете, что гораздо выше, чем у аналогов.

Импульс в центре: 300 mJ, 580 ps, 500 MW
Энергия центральных 5 пико импульсов: 1040 mJ
Общая энергия: 1600 mJ пико импульсов в 5 ns пакете

Для того чтобы подавать такие импульсы применяются технологии OPTOflex® и Vacuum Cell Technology, состоящий из вакуумных элементов, позволяющих формировать определенный профиль луча (запатентованная технология Fotona позволяет передать лазерный луч на поверхность кожи с минимальными искажениями), длительность импульса, пакетированность, энергию.

VCT обеспечивает высочайшую однородность профиля.

Контроль энергии с обратной связью EFC (поддержка неизменности энергии импульса) позволяет непрерывно следит за энергией при помощи нескольких независимых измерителей, поддерживая ее неизменной.

Изменяя режим MaQx, можно менять силу акустического удара, отдельно от энергии.

Рабочие манипулы: R28 d* – базовая Nd:YAG и KTP zoom манипула (2-8 mm) для 1064, 532 нм . Фракционные манипулы: FS20A (Nd:YAG), FS50 (KTP), FS50B (KTP) отличаются количеством пикселей и позволяют работать во фракционном режиме.

Фракционные технологии Q-Swiched

Фракционные технологии Q-Swiched только вошли в косметологию. В основе этого понятия лежит свето-индуцированный оптический пробой, возникающий вследствие отрыва электронов при воздействии сверхкоротких лазерных импульсов с последующей генерацией низкоэнергетической плазмы.

Плазменное облако, сформировавшееся в результате этого процесса, начинает поглощать излучение, что ведет к возникновению зон кавитации с очень маленькими полостями (0,1-0,2 мм) и стимуляции неоколлагенеза, при этом эпидермис остается не повреждён. Условия, при которых вы можете получить повреждения сосудов, эпидермиса или их отсутствие, связаны с флюенсом.

Преимуществами неаблятивных фракционных Q-Switch лазеров являются:

• Мягкие процедуры, не требующие применения анестезии;
• Очень короткое время восстановления;
• Отсутствие побочных эффектов.

Технология FracTat (запатентованная компанией Fotona) при работе с татуировками предполагает обработку фракционным методом, уменьшая газоколлагеновый щит, с последующей отработкой полным лучом.

FracTat активно применяется в программах:

• Омоложения;
• Лечения акне;
• Коррекции сосудистой патологии;
• Удаления экзогенной и эндогенной пигментации.

Показания для использования аппарата. Новые направления

Основными показаниями являются:

• Удаление эндогенного пигмента – гиперпигментация, невус Отто;
• Удаление экзогенного пигмента – татуировки, перманентный макияж;
• «Эпиляция» - отбеливание волос;
• Сосудистая патология;
• Омоложение неаблятивное;
• Карбоновый пилинг - акне, поросуживание, себорегуляция;
• Фракционное фотоакустическое повреждение.

Новые направления применения Q-Switch лазеров активно внедряются в косметологию:

• Лазерное тонирование-методика, при которой используются 2 длины волны (1064 нм и 532нм) для работы с сосудистым и пигментным компонентом при фотостарении («запудривание», получение «жемчужного» цвета).
• Комбинированные (сочетание) технологии c учетом патогенеза заболевания.

Продолжение статьи следует >>>