Что значит nd yag

Что значит nd yag

Практическое руководство по применению Nd:YAG лазеров в косметологии. Без недосказанности. Без осложнений. Без коммерции.

Вокруг Nd:YAG лазеров сформировался ореол мистики. Мы периодически слышим от врачей, что они боятся использовать этот тип лазеров или просто не знают как. Проанализировав массу западной научной литературы, мы подготовили цикл статей, которые понятным языком объясняют, как и в каких случаях стоит применять этот замечательный, многофункциональный лазер….

Периодически, общаясь с врачами, можно услышать, что они получали ожоги, используя неодимовый лазер, или не получали результата и боятся его применять.

Миф о сложности использования Nd:YAG лазеров, преимущественно основан на недопонимании физических принципов работы устройства. Чтобы получать предсказуемо хорошие результаты от работы с любым типом лазера, полезно понять физику процессов. Алексадритовые, диодные, KTP, PDL и прочие устройства работают по точно такому же принципу, но отличаются значительно более широким терапевтическом окном. То есть они прощают оператору больше ошибок, чем может простить Nd:YAG. За то, имея в своем арсенале один лишь неодим, подготовленный специалист может выполнить гораздо больше типов процедур, чем с помощью любого друго лазера.

Чтобы помочь вам подружиться с Nd:YAG, мы тщательно изучили западные клинические исследования, связанные с различными медицинскими показаниями, для которых неодимовый лазер может использоваться в косметологии, и подготовили цикл статей, рассказывающих о принципах воздействия и клинически эффективных параметрах. Отличие этого материала от всего, что нам удалось найти в русско-язычном интернете в том, что здесь приведены реальные протоколы процедур из клинических исследований и живые ссылки на источники.

В общем наслаждайтесь первым прикладным руководством по использованию неодимового лазера….

Области применения длинноимпульсных Nd:YAG лазеров в косметологии:

• Удаление сосудов конечностей.
• Удаление сосудов на лице и теле.
• Лазерная эпиляция (особенно для темнокожих пациентов).
• Удаление гемангиом.
• Удаление винных пятен.
• Лазерное омоложение (нефракционное, неабляционное).
• Солнечные повреждения.
• Лазер-ассистированная липосакция.

Об эффективных параметрах и протоколах использования в этих областях мы и хотим вам рассказать.

Существуют так же коротко-импульсные неодимовые лазеры, часто применяемые для устранения нежелательной пигментации, татуировок и лазерного омоложения. Но они более экзотичны и встречаются в российских широтах гораздо реже. О них мы возможно поговорим в рамках другого цикла статей.

Основное клиническое преимущество длинно импульсных неодимовых лазеров (1064 нм), по сравнению с лазерами с другими длинами волн, равно как и с коротко-импульсными неодимовыми собратьями, заключается в их глубине проникновения, способной достигать 5 – 10 мм при правильном охлаждении эпидермиса. Невидимый свет, с длиной волны 1064 нм поглощается оксигемоглобином в 100 раз хуже, чем желтый свет с длиной волны 595 нм, излучаемый лазерами на красителях (Baumler W, Ulrich H, Hartl A, et al. Br J Dermatol. 2006;155(2):364-371). Поэтому при работе с сосудами неодимовым лазером, требуется более высокий флюэнс, нежели при использовании лазера на красителях (PDL).

Длина волны 1064 (инфракрасный диапазон) поглощается оксигемоглобином примерно в 10 раз сильнее, чем водой, которая является самым распространенным хромофором дермы. Благодаря такой разнице в коэффициентах поглощения и принципу селективного фототермолиза, мы можем успешно применять неодимовые лазеры в косметологии. Однако длина волны Nd:YAG лазера менее селективна, чем излучение других лазеров, работающих в более коротких диапазонах.

Необходимость повышения флюэнса и пониженная селективность вынуждают врача, использующего неодимовый лазер, подходить к процедуре с большей осторожностью, в связи с увеличенным риском нежелательных термических повреждений ткани. С этим недостатком неодимового лазера приходится мириться, так как его длина волны способна проникать в ткань глубже любая другая, что абсолютно необходимо при работе с глубокими сосудистыми поражениями и глубоко залегающими сосудами, недосягаемыми для более короткого излучения.

1. Сосуды на ногах

Сосудистые поражения нижних конечностей, в том числе паутинообразные и варикозные, доставляют неудобства примерно сорока процентам женщин планеты. И хотя поверхностная телеангиоэктазия (диаметром менее 1мм) хорошо реагирует на коротко-волновые лазеры, большинство сосудов на ногах либо слишком большие, либо залегают слишком глубоко, чтобы коротко-волновые лазеры, вроде KTP (532нм — титанил фосфата калия) могли их коагулировать.

Исследование, сравнивающее эффективность длины волны 532нм (КТП) и длинноимпульсного лазера с длиной волны 1064нм (неодим), показали, что неодим превзошел КТП по удалению сосудов всех диаметров. KTP лазер оказался эффективен при работе с сосудами диаметром менее 1мм, но не пригоден для работы с сосудами большего диаметра (Ozden MG, Bahсivan M, Aydin F, et al. J Dermatolog Treat. 2011; 22(3):162-166).

Nd:YAG лазер – эффективный вариант терапии сосудов на ногах, включая ретикулярные и паутинообразные сосуды (Weiss RA, Weiss MA. Dermatol Surg. 1999; 25(5):399-402). Более глубокие сосуды синее более поверхностных, вне зависимости от их диаметра и содержания кислорода в крови (Kienle A, Lilge L, Vitkin A, et al. Appl Opt. 1996;35(7):1151).

Большинству синих сосудов для коагуляции требуется воздействие более глубоких длин волн, таких как 1064нм (неодим). Выбор оптимального диаметра пятна и длительности импульса зависят от диаметра сосуда. Многие считают, что диаметр пятна излучателя должен быть примерно равен диаметры сосуда. Это НЕ верно. Чем больше диаметр пятна, тем глубже проникновение лазера. То есть диаметр излучателя подбирается по глубине залегания сосуда, а не по его толщине.

Nd:YAG прогревает сосуд более равномерно, чем короткая волна KTP лазера. Равномерный прогрев позволяет эффективнее схлопывать сосуд. Однако за счет более слабого поглощения гемоглобином, для достижения эффекта Nd:YAG лазеру требуется гораздо более высокий флюэнс (плотность потока), чем при использовании KTP (Ross EV, Domankevitz Y. Lasers Surg Med. 2005;36(2):105-116).

Длительность импульса обычно выбирается от 10 до 100 миллисекунд. Более короткая длительность (менее 20 мс), сильнее провоцирует пурпуру и чаще приводит к поствоспалительным изменениям пигментации (Baumler W, Ulrich H, Hartl A, et al. Br J Dermatol. 2006;155(2):364-371). Более короткая длительность импульса (менее 40 мс) часто требуется для коагуляции мелких сосудов, тогда как большая длительность импульса используется для более толстых сосудов. Большая длительность импульса безопаснее для более темных фототипов, так как увеличение длительности импульса снижает риск повреждения эпидермиса.

Увеличение диаметра пятна излучателя увеличивает глубину проникновения лазера, поэтому бывает полезно при работе с более глубоко расположенными сосудами. Однако, увеличение диаметра пятна увеличивает и болезненность процедуры. Охлаждение эпидермиса играет критически важную роль при работе неодимовым лазером по сосудам на ногах, так как для достижения точки коагуляции требуется высокий флюенс (плотность потока, измеряемая в J/cm2). Рабочий диапазон флюенса при удалении сосудов на ногах — от 120 до 300 Дж/см2, и зависит от диаметра пятна излучателя.

Не смотря на успешность неинвазивного удаления сосудов лазерами с длиной волны 1064 нм, ни в одном из опубликованных исследований, эта методика не смогла превзойти склерозирование (Lupton JR, Alster TS, Romero P.Dermatol Surg. 2002;28(8):694-697 / Levy JL, Elbahr C, Jouve E, Mordon S. Lasers Surg Med. 2004;34(3):273-276).

Ключевые выводы:

• Инфракрасный свет, с длиной волны 1064 нм поглощается гемоглобином в 10 раз сильнее, чем водой.
• Неодим прогревает сосуды равномернее, чем более короткая волна КТП лазера – 532 нм.
• Чем меньше диаметр сосуда, тем короче длительность импульса (от 10 мс до 100 мс).
• БОльшая длительность импульса безопаснее для темной кожи.
• Чем глубже находится сосуд, тем больше необходим диаметр излучателя (от 1.5 мм до 7 мм).
• При работе стандартными для ног диаметрами излучателей, флюенс может варьироваться от 120 до 300 J/cm2.

Продолжение следует…

Подписывайтесь на наши обновления, чтобы первыми узнавать о публикациях и делитесь информацией с друзьями.

Знания — свет, и должны быть достоянием общественности… Peace!

Источник

Принцип действия лазера Q-Switched Nd:YAG в удалении татуировок и татуажа

Первые лазеры для удаления татуировок

В 1960 физик Теодор Майман (США) изобрел оптический квантовый генератор – рубиновый лазер. И в том же году предпринимались первые попытки удаления татуировок с помощью генерируемого луча. В 1961 создан лазер на иттриево-алюминиевом гранате (неодимовый I поколения), в 1962 – на ионах аргона, в 1964 – на диоксиде углерода (СО2).

Все указанные лазеры дают видимый результат, но повышают риск образования рубцов и шрамов в обработанной зоне. Этот побочный эффект связан с тем, что аппараты прошлых поколений действуют не избирательно, провоцируют разрушение всех клеток, расположенных в области проникновения светового импульса.

Сравнение двух методов лазерного удаления татуировок

1.Аблятивный (СО2, эрбиевый, тулиевый). Принцип действия основан на эффекте вапоризации: под влиянием тепла вода в тканях мгновенно нагревается и испаряется, белок разрушается. В итоге разрушенные клетки кожи вместе с любым цветом краски удаляются, но только в поверхностном слое эпидермиса.

2.Селективный (рубиновый, александритовый, неодимовый). Лазеры воздействуют избирательно на пигмент, разрушая оболочку и разбивая краситель на мельчайшие частицы, которые выводятся из организма естественным ходом через лимфатическую систему. Кожный покров при этом не затрагивается.

Сравнение лазеров селективной фотокавитации:

1. Рубиновый (Q-switched Ruby Laser QSRL). Хорошо справляется с черным, зеленым и синим пигментом. Слабо влияет на глубоко расположенные рисунки. Дает неудовлетворительный результат с красными оттенками. Необходимо соблюдать очень большой интервал между сеансами.

2. Александритовый (Q-switched ВеО: A12Q). Работает быстрее рубинового, хорошо справляется с темным пигментом. Не выводит глубокие рисунки и не справляется с красными оттенками.

3. Неодимовый (Q-Switched Nd:YAG). Используются волны разной длины, поэтому можно вывести и поверхностные, и глубоко расположенные татуировки. Имеет 2 фильтра, что позволяет удалять не только черный, синий и зеленый краситель, но и красно-коричневые оттенки. Менее выраженный эффект – с оранжевым и желтым цветом.

Основная информация об установке Q-Switched Nd:YAG

В клиниках «Лазерный Доктор» используется лазер Q-Switched ND:Yag IRRADIA COMPACT шведской фирмы IRRADIA AB, который прекрасно зарекомендовал себя в медицинских центрах Скандинавии и Европы.

Работает на алюмоиттриевом гранатовом кристалле с примесью атомов неодима. В аппарат встроен KTP – титанил фосфата калия (нелинейный кристалл). Он удваивает частоту, поэтому неодимовый лазер может выдавать длину световой волны и на 1064 нм (со стандартным аппликатором), и на 532 нм (с двухчастотным аппликатором).

Размер светового пятна – 3 мм. Энергия импульса: 200-800 мДж.

В формировании импульсов участвует модулятор добротности – Q-Switch. Он превращает мощную лазерную энергию в ультракороткие по времени импульсы длительностью в 6 наносекунд.

Принцип действия неодимового лазера

Энергия мощных, но при этом очень кратковременных световых импульсов поглощается пигментом (хромофором), в котором мгновенно образуются сильные акустические волны. В итоге частицы красителя распадаются на отдельные молекулы. Рисунок бледнеет на глазах: молекулы выводятся через лимфатические пути с помощью иммунной системы организма, а оставшиеся частицы пигмента поглощаются клетками. С каждым сеансом количество пигмента в коже значительно сокращается.

Разрушению подвергаются только окрашенные клетки, поэтому сохраняется целостность здоровых кожных покровов и исключается риск образования шрамов, рубцов, ожогов.

Источник

Nd: YAG лазер — Nd:YAG laser

Nd: YAG ( иттрий-алюминиевый гранат, легированный неодимом ; Nd: Y ₃ Al ₅ O ₁₂ ) представляет собой кристалл, который используется в качестве среды для генерации твердотельных лазеров . Легирующей примеси , трехкратно ионизируется неодима , Nd (III), как правило , заменяет небольшую часть (1%) из иттрия ионов в принимающей кристаллической структуры иттрий — алюминиевого граната (АИГ), так как два иона имеют одинаковый размер. Ион неодима обеспечивает лазерную активность кристалла так же, как красный ион хрома в рубиновых лазерах .

Лазерное действие Nd: YAG было впервые продемонстрировано JE Geusic et al. в Bell Laboratories в 1964 году.

СОДЕРЖАНИЕ

Технология

Nd: YAG- лазеры имеют оптическую накачку с помощью лампы-вспышки или лазерных диодов . Это один из наиболее распространенных типов лазеров, которые используются во многих различных областях. Nd: YAG-лазеры обычно излучают свет с длиной волны 1064 нм в инфракрасном диапазоне . Однако есть также переходы около 946, 1120, 1320 и 1440 нм. Nd: YAG-лазеры работают как в импульсном, так и в непрерывном режиме. Импульсные Nd: YAG-лазеры обычно работают в так называемом режиме модуляции добротности : в резонатор лазера вставляется оптический переключатель, ожидающий максимальной инверсии населенности в ионах неодима, прежде чем он откроется. Затем световая волна может пройти через резонатор, опустошая возбужденную лазерную среду при максимальной инверсии населенности. В этом режиме с модуляцией добротности достигается выходная мощность 250 мегаватт и длительность импульса от 10 до 25 наносекунд. Частота импульсов высокой интенсивности может быть эффективно удвоена, чтобы генерировать лазерный свет на 532 нм или более высокие гармоники на 355, 266 и 213 нм.

Nd: YAG поглощает в основном в полосах от 730–760 нм до 790–820 нм. При низкой плотности тока криптоновые лампы-вспышки имеют более высокую мощность в этих диапазонах, чем более распространенные ксеноновые лампы, которые излучают больше света на длине волны около 900 нм. Поэтому первые более эффективны для накачки лазеров на Nd: YAG.

Количество примеси неодима в материале варьируется в зависимости от его использования. Для выхода непрерывной волны легирование значительно ниже, чем для импульсных лазеров. Слегка легированные стержни CW можно оптически отличить по тому, что они менее окрашены, почти белые, в то время как более легированные стержни имеют розово-пурпурный оттенок.

Другими распространенными материалами-хозяевами для неодима являются: YLF ( фторид иттрия-лития , 1047 и 1053 нм), YVO ₄ ( ортованадат иттрия , 1064 нм) и стекло . Выбирается конкретный материал-хозяин, чтобы получить желаемую комбинацию оптических, механических и тепловых свойств. Nd: YAG-лазеры и их варианты накачиваются либо лампами- вспышками , газоразрядными лампами непрерывного действия , либо лазерными диодами ближнего инфракрасного диапазона ( DPSS-лазеры ). Nd: YAG-лазеры с предварительно стабилизированным лазером (PSL) оказались особенно полезными в обеспечении основных лучей для гравитационно-волновых интерферометров, таких как LIGO , VIRGO , GEO600 и TAMA .

Приложения

Медицина

Nd: YAG лазеры используются в офтальмологии для коррекции помутнения задней капсулы после катаракты хирургии, для периферической иридотомии у больных с хронической и острой закрытоугольной глаукомой , где она в значительной степени вытесненной хирургический иридэктомия , для лечения стекловидных глаз поплавков , для сковороды -retinal коагуляции в лечении пролиферативной диабетической ретинопатии , а также повреждение в сетчатке в исследованиях на животных офтальмологии.

Nd: YAG-лазеры, излучающие свет с длиной волны 1064 нм, были наиболее широко используемым лазером для лазерно-индуцированной термотерапии , при которой доброкачественные или злокачественные образования в различных органах удаляются с помощью луча.

В онкологии лазеры Nd: YAG могут использоваться для удаления рака кожи . Они также используются для уменьшения доброкачественных узлов щитовидной железы и для уничтожения первичных и вторичных злокачественных поражений печени.

Эти лазеры также широко используются в области косметической медицины для лазерной эпиляции и лечения мелких сосудистых дефектов, таких как сосудистые звездочки на лице и ногах. Nd: YAG-лазеры также используются для лечения поражений губ Venous Lake. Недавно Nd: YAG-лазеры стали применяться для лечения расслаивающего целлюлита кожи головы , редкого кожного заболевания.

С помощью гистероскопии лазер Nd: YAG использовался для удаления перегородок матки внутри матки.

В подиатрии лазер Nd: YAG используется для лечения онихомикоза , который представляет собой грибковую инфекцию ногтей на ногах. Достоинства лазерного лечения этих инфекций еще не ясны, и проводятся исследования, чтобы установить его эффективность.

Стоматология

Стоматологические лазеры Nd: YAG использовались для удаления зубных протезов в качестве альтернативы лечению дрелью, хотя доказательства, подтверждающие его использование, имеют низкое качество. Они также были использованы для мягких тканей хирургических вмешательств в полости рта , таких как Гингивэктомия , периодонта десневой борозды обработка раны , Lanap и ампутации пульпы . Стоматологические лазеры Nd: YAG также показали свою эффективность при лечении и профилактике гиперчувствительности зубов, в качестве дополнения к периодонтальным инструментам и для лечения рецидивирующего афтозного стоматита .

Производство

Nd: YAG-лазеры используются в производстве для гравировки, травления или маркировки различных металлов и пластмасс, а также для процессов улучшения поверхности металлов, таких как лазерное упрочнение . Они широко используются в производстве для резки и сварки стали, полупроводников и различных сплавов. Для автомобильной промышленности (резка и сварка стали) уровни мощности обычно составляют 1–5 кВт. При сверлении сверхсплавов (для деталей газовых турбин) обычно используются импульсные лазеры Nd: YAG (миллисекундные импульсы, без модуляции добротности). Nd: YAG-лазеры также используются для нанесения внутренней маркировки на прозрачные материалы, такие как стекло или акриловое стекло . Лазеры мощностью до 2 кВт используются для селективного лазерного плавления металлов в аддитивном слоистом производстве. В аэрокосмической отрасли их можно использовать для сверления охлаждающих отверстий для повышения эффективности воздушного потока / теплоотвода.

Nd: YAG-лазеры также используются в нетрадиционном процессе быстрого прототипирования лазерной технологии формирования сетки (LENS).

При лазерной упрочнении обычно используются высокоэнергетические (от 10 до 40 Джоулей) импульсные лазерные системы с импульсами от 10 до 30 наносекунд для генерации гигаватт мощности на поверхности детали путем фокусировки лазерного луча до нескольких миллиметров в диаметре. Лазерная обработка отличается от других производственных процессов тем, что не нагревает и не добавляет материала; это механический процесс холодной обработки металлического компонента для передачи сжимающих остаточных напряжений. Лазерное упрочнение широко используется в газотурбинных двигателях как в аэрокосмической отрасли, так и в энергетике для повышения устойчивости компонентов к повреждениям, а также повышения усталостной долговечности и прочности.

Динамика жидкостей

Nd: YAG-лазеры могут использоваться для методов визуализации потока в гидродинамике (например, для измерения скорости изображения частиц или индуцированной лазером флуоресценции ).

Биофизика

Лазеры Nd: YAG часто используются для создания оптических пинцетов для биологических применений. Это связано с тем, что лазеры Nd: YAG в основном излучают на длине волны 1064 нм. Биологические образцы имеют низкий коэффициент поглощения на этой длине волны, поскольку биологические образцы обычно состоят из воды. Таким образом, использование Nd: YAG-лазера сводит к минимуму повреждение исследуемого биологического образца.

Автомобильная промышленность

Исследователи из Национального института естественных наук Японии разрабатывают лазерные воспламенители, в которых для воспламенения топлива в двигателе используются чипы YAG вместо свечи зажигания . Лазеры используют несколько импульсов длительностью 800 пикосекунд для зажигания топлива, обеспечивая более быстрое и равномерное зажигание. Исследователи говорят, что такие воспламенители могут обеспечить лучшую производительность и экономию топлива с меньшим количеством вредных выбросов.

Военный

Nd: YAG-лазер является наиболее распространенным лазером, используемым в лазерных целеуказателях и лазерных дальномерах .

Во время ирано-иракской войны иранские солдаты пострадали более чем от 4000 случаев лазерных травм глаз, вызванных различными иракскими источниками, включая танковые дальномеры. Считается, что длина волны 1064 нм Nd: YAG особенно опасна, поскольку она невидима и первоначальное воздействие безболезненно.

Китайский ZM-87 ослепляющего лазерного оружия использует лазер этого типа, хотя только 22 были произведены из — за их запрещения по Конвенции о конкретных видах обычного оружия . Сообщается, что Северная Корея применила одно из этих вооружений против американских вертолетов в 2003 году.

Полостная кольцевая спектроскопия вниз (CRDS)

Nd: YAG можно использовать в приложении кольцевой спектроскопии резонатора , которая используется для измерения концентрации некоторых светопоглощающих веществ.

Спектроскопия лазерного пробоя (LIBS)

Ряд лазеров Nd: YAG используется для анализа элементов в периодической таблице. Хотя приложение само по себе является довольно новым по сравнению с традиционными методами, такими как XRF или ICP, оказалось, что оно требует меньше времени и является более дешевым вариантом для проверки концентраций элементов. Мощный Nd: YAG-лазер фокусируется на поверхности образца для образования плазмы . Свет из плазмы улавливается спектрометрами, и можно идентифицировать характерные спектры каждого элемента, что позволяет измерять концентрации элементов в образце.

Лазерная накачка

Nd: YAG-лазеры, в основном через их вторую и третью гармоники, широко используются для возбуждения лазеров на красителях в жидком или твердом состоянии . Они также используются в качестве источников накачки для твердотельных лазеров с колебательным уширением, таких как Cr 4+ : YAG, или через вторую гармонику для накачки Ti: сапфировых лазеров .

Дополнительные частоты

Для многих приложений инфракрасный свет удваивается или утроен с использованием нелинейных оптических материалов, таких как триборат лития, для получения видимого (532 нм, зеленый) или ультрафиолетового света. Борат лития цезия генерирует 4-ю и 5-ю гармоники основной длины волны Nd: YAG 1064 нм. Зеленая лазерная указка представляет собой твердотельный лазер Nd: YVO _{4 с} диодной накачкой ( DPSS-лазер ) с удвоенной частотой . Nd: YAG также можно заставить генерировать генерацию на неглавной длине волны. Линия 946 нм обычно используется в лазерах DPSS с «синей лазерной указкой», где она удваивается до 473 нм.

Источник