Die präzise Steuerung der Pulsbreite dient als kritischer Zeitmechanismus, der sicherstellt, dass Laserbehandlungen sowohl sicher als auch wirksam sind. Durch die strenge Regulierung der Dauer, in der die Laserenergie emittiert wird, können die Anwender die Hitzezerstörung ausschließlich auf das spezifische Ziel – wie einen Haarfollikel oder ein Pigmentpartikel – beschränken, ohne dass sich diese Hitze ausbreitet und die umliegende gesunde Haut schädigt.
Das Kernprinzip: Um eine selektive Photothermolyse zu erreichen, muss die Laserpulsbreite gleich oder kleiner als die thermische Relaxationszeit des Zielgewebes eingestellt werden. Dies stellt sicher, dass das Ziel ausreichend tödliche Energie absorbiert, bevor die Wärme nach außen diffundieren kann, und erreicht eine Präzision im Mikrometerbereich, während das Risiko von Nebenwirkungen minimiert wird.
Der Mechanismus der thermischen Einschlussbildung
Verständnis der thermischen Relaxationszeit (TRT)
Jedes Objekt, von einem Haarstrang bis zu einer Hautzelle, hat eine spezifische thermische Relaxationszeit. Dies ist die Zeit, die benötigt wird, damit das Objekt 50 % der absorbierten Wärme verliert.
Um ein Ziel effektiv zu zerstören, müssen Sie die Energie schneller abgeben, als das Ziel abkühlen kann.
Die Regel "gleich oder kleiner als"
Wenn die Pulsbreite kürzer ist als die TRT des Ziels, bleibt die Energie im Ziel eingeschlossen. Dies führt zu einem schnellen Temperaturanstieg, der die pathologische Struktur zerstört.
Wenn die Pulsbreite die TRT überschreitet, beginnt das Ziel, Wärme an das umliegende Gewebe abzugeben, bevor es zerstört wird. Dieses Austreten ist die Hauptursache für Kollateralschäden und Verbrennungen.
Unterscheidung von Zielen und gesundem Gewebe
Selektive Zielerfassung von Chromophoren
Verschiedene Ziele (Chromophore), wie Melanin oder Hämoglobin, haben sehr unterschiedliche thermische Eigenschaften. Eine präzise Pulsregelung ermöglicht es dem Laser, die spezifische TRT des beabsichtigten Ziels abzugleichen.
Durch die Synchronisierung der Pulsdauer mit dem Ziel konzentriert das Gerät die thermische Energie auf die Zerstörung der spezifischen Struktur und schont angrenzende Gewebe, die unterschiedliche Relaxationszeiten aufweisen.
Nutzung von "superlangen" Pulsbreiten
Bei Anwendungen wie der Haarentfernung nutzt die Technologie Pulsdauern im Bereich von 5 ms bis 400 ms. Dieser Ansatz nutzt den Unterschied in den Abkühlraten zwischen dem Haarfollikel und der Epidermis aus.
Der Haarfollikel ist größer und speichert Wärme länger als die Haut. Ein sorgfältig getakteter langer Puls ermöglicht es der Wärme, sich im Follikel auf ein zerstörerisches Niveau anzureichern, während die Haut – die schneller abkühlt – genügend Zeit hat, die Wärme sicher abzuleiten.
Verständnis der Kompromisse
Das Risiko der thermischen Diffusion
Die Hauptgefahr bei der Wahl der Pulsbreite besteht darin, die Dauer zu lang einzustellen. Sobald die Pulsbreite die Fähigkeit des Ziels, Wärme zu speichern, überschreitet, tritt thermische Diffusion auf.
Diese Diffusion bewegt Energie vom Ziel (wo sie benötigt wird) in die umliegende Dermis (wo sie nicht benötigt wird). Dies führt zu einer reduzierten Wirksamkeit am Ziel und einem deutlich erhöhten Risiko für Hautverbrennungen, Narbenbildung oder Pigmentveränderungen.
Das Gleichgewicht von Energie und Zeit
Während die Pulsbreite die Zeit steuert, muss sie mit der Pulsenergie (Fluenz) in Einklang gebracht werden. Beispielsweise verhindern bei Pikosekunden-Kopfhautbehandlungen die Aufrechterhaltung präziser Energieniveaus (z. B. 1,0 J/cm²) unerwünschte Reaktionen.
Ohne die richtige Pulsdauer kann jedoch auch geringe Energie Schäden verursachen, wenn sie zu langsam angewendet wird, wodurch Wärme in umliegende Gewebe eindringen kann, anstatt eine präzise biologische Wirkung zu erzielen.
Die richtige Wahl für Ihr Ziel treffen
Um die klinischen Ergebnisse zu maximieren, müssen Ihre Pulsbreiteneinstellungen mit den physikalischen Eigenschaften des spezifischen Ziels übereinstimmen, das Sie behandeln.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf Präzision und Sicherheit liegt: Stellen Sie sicher, dass Ihre Pulsbreite streng unterhalb der thermischen Relaxationszeit des Ziels eingestellt ist, um Wärmeableitung in gesundes Gewebe zu verhindern.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf Haarentfernung liegt: Verwenden Sie längere Pulsbreiten (z. B. bis zu 400 ms), die die Kühlfähigkeit des Follikels überfordern, während die schneller abkühlende Epidermis Wärme ableiten kann.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf Pigment- oder Gefäßläsionen liegt: Wählen Sie kürzere Pulsbreiten, die den schnellen Relaxationszeiten dieser kleineren Ziele entsprechen, um eine Zerstörung zu bewirken, bevor eine thermische Diffusion auftreten kann.
Die Beherrschung der Pulsbreite ist nicht nur eine Frage der Leistung; es geht darum, die biologische Uhr des Gewebes zu respektieren, um Ergebnisse ohne Konsequenzen zu erzielen.
Zusammenfassungstabelle:
| Zielparameter | Pulsbreitenanforderung | Klinisches Ziel |
|---|---|---|
| Pigment/Gefäße | Kürzer als Ziel-TRT | Schnelle Zerstörung vor Wärmeableitung |
| Haarentfernung | 5 ms bis 400 ms (länger) | Wärmeansammlung im Follikel, Schonung der Haut |
| Allgemeine Präzision | ≤ Thermische Relaxationszeit | Thermische Schäden auf spezifische Chromophore beschränken |
| Sicherheitsrisiko | Pulsbreite > Ziel-TRT | Verhinderung von Kollateralschäden, Verbrennungen und Narbenbildung |
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Referenzen
- Andrew A. Nelson, Gary Lask. Principles and Practice of Cutaneous Laser and Light Therapy. DOI: 10.1016/j.cps.2011.02.007
Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von Belislaser Wissensdatenbank .
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