Неодимовый лазер. Технология, применение и преимущества

• Что такое неодимовый (Nd:YAG) лазер? 
• Режимы работы 
• Применение неодимового лазера в косметологии
• Противопоказания
• Побочные эффекты от лечения неодимовым YAG-лазером
• Сколько нужно сеансов неодимовым лазером 
• Типы Nd:YAG лазеров
• Преимущества неодимового лазера
• Недостатки неодимового (Nd:YAG) лазера
• Критерии выбора неодимового лазера
• Может ли неодимовый лазер принести вред организму

Что такое неодимовый (Nd:YAG) лазер? 

Nd:YAG лазер расшифровывается как неодимовый иттрий-алюминиевый гранат. В этом типе лазера атомы в кристалле Nd:YAG возбуждаются лампой, а кристалл производит усиленный свет, который распространяется на определенной длине волны - 1064 нм.

Длина волны 1064 нм находится за пределами видимого спектра, поэтому свет невидим и находится в инфракрасном диапазоне.

Неодимовый лазер используется в различных медицинских, стоматологических, производственных, военных, автомобильных и научных целях. Различия между типами Nd:YAG-лазеров зависят от характеристик лазерной системы - величины мощности, подаваемой на лампу-вспышку, и длительности импульса лазерного выхода. Nd:YAG-лазеры излучают свет в ближней инфракрасной области спектра и широко используются для промышленных и научных применений, включая лазерную маркировку, лазерную сварку, лазерную резку и гравировку. 

Лазер Nd:YAG имеет высокую пиковую мощность и относительно низкую среднюю мощность, что делает его эффективным для задач, требующих высокой точности и тонкой детализации. 

В данной статье рассматриваются преимущества и недостатки неодимового лазера, которые помогут принять обоснованное решение о том, подходит ли данная технология для ваших целей.

Режимы работы 

Неодимовые (Nd) лазеры могут работать в нескольких режимах, каждый из которых имеет свои характеристики и подходит для различных применений. Ниже перечислены некоторые из наиболее распространенных режимов работы Nd-лазеров.

Режим непрерывной волны (CW)

Это основной режим работы Nd-лазеров, в котором лазер излучает непрерывный, устойчивый пучок света. Данный режим часто используется для сфер, требующих стабильного и равномерного выхода, таких как лазерная маркировка или сварка.

Импульсный режим

В этом режиме лазер излучает свет короткими импульсами с рабочим циклом, который можно регулировать управление средней и пиковой мощностью лазера. При высокой пиковой мощности создается акустическая волна.

Этот режим часто используется для сфер, требующих высокой пиковой мощности, таких как лазерная резка и абляция.

Режим Q-switched

Этот режим использует технику, известную как Q-switching, для получения очень коротких мощных лазерных импульсов. Режим с переключением добротности часто используется для операций с высокой пиковой мощностью, таких как лазерное сверление или лазерная маркировка металлов.

Режим с модовой блокировкой

В этом режиме используется техника, известная как режим блокировки, для создания последовательности коротких лазерных импульсов с длительностью в пикосекундном или фемтосекундном диапазоне. Этот режим часто используется для научных исследований, таких как спектроскопия, нелинейная оптика.

Применение неодимового лазера в косметологии

Сосудистые поражения

• Паукообразные и нитевидные вены на щеках, носу и ногах;
• Сосудистые родинки (капиллярная сосудистая мальформация);
• Варикозное расширение вен;
• Вены на лице (телеангиэктазия);
• Гемангиома (сосудистая опухоль).

Импульсы лазерного излучения направлены на красный пигмент (гемоглобин). Типичные параметры, используемые для лечения лицевых вен, включают длительность импульса 50 миллисекунд и флюенс (т.е. выходная энергия) 150-250 Дж/см2 (измеряется в джоулях на сантиметр квадратный).

Рис. 1. Воздействие неодимового лазера на кожу

Пигментные поражения

Nd:YAG лазер можно использовать для удаления:

• локальных и диффузных пигментных пятен (солнечных лентигинов);
• веснушек;
• хлоазма;
• невуса Ота, Ито;
• пояснично-крестцового меланоцитоза;
• невуса Хори.

Удаление волос

Nd:YAG лазер может использоваться для удаления волос в любом месте включая:

• подмышки;
• линию бикини;
• лицо;
• шею;
• спину;
• грудь;
• ноги.

Nd:YAG-лазер эффективен для удаления темных (коричневых и черных) волос у пациентов с I-III типами по Фицпатрику. Крайне осторожно следует обрабатывать загорелую или темную кожу, так как лазер может разрушить меланин, что приведет к появлению белых пятен на коже (лейкодерма).

Длинноимпульсная (миллисекундная) 1064-нм Nd:YAG система более эффективна в безопасном удалении волос, чем Q-switched (наносекундная) Nd:YAG система.

Световые импульсы направляются на волосяной фолликул и способствуют выпадению волос. Типичные настройки включают длительность импульса от 2 до 20 миллисекунд и поток 10-40 Дж/см2.

Удаление татуировок

Синие, серые и черные татуировки можно удалить с помощью Q-switched Nd:YAG лазера (длина волны 1064 нм). Цвет татуировки и глубина проникновения пигмента влияют на продолжительность и результат работы. Лазерное удаление осуществляется за счет избирательного разрушения молекул чернил, которые поглощаются макрофагами и выводятся из организма. Также с помощью лазера можно удалить перманентный макияж и татуаж. Узнать больше о том, как делается лазерное удаление татуировок можно в нашей статье о лазерной косметологии. 

Рис. 2. Удаление волос неодимовым лазером 

Онихомикоз

Онихомикоз - распространенное заболевание ногтей, вызываемое грибковыми патогенами. Несколько лазерных устройств получили разрешение FDA для лечения онихомикоза. Эти лазеры излучают 100- 3000-микросекундные импульсы с флюенсом энергии 25,5 Дж/см2 для размера пятна 1 мм.

Лечение заболеваний кожного покрова 

Устранение угревой сыпи, акне и пигментации — при регулярном использовании лазера количество покраснений и угрей становится меньше. Также неодимовый лазер используется для биоревитализации. Лазер стимулирует организм продуцировать гиалуронат, после чего кожа становится увлажненной и упругой. 

Коагуляция сосудов

С возрастом на лице могут появиться такие дефекты, как сосудистые звездочки, избавиться от которых самостоятельно невозможно. Неодимовый лазер может коагулировать капилляры и провоцировать их запустевание. Это свойство позволяет проводить лечение гемангиомы, сосудистых звездочек под кожей, первых стадий купероза.

Противопоказания

• Беременность. Лазеры Nd:YAG не следует использовать беременным женщинам, поскольку воздействие лазера на развивающийся плод неизвестно;
• Кожные заболевания. Наличие экземы, псориаза или активных инфекций являются противопоказанием к процедуре;
• Глазные заболевания. Пациентам с такими заболеваниями глаз, как катаракта или глаукома, не рекомендуется проходить процедуры с использованием Nd:YAG-лазера, чтобы не вызвать раздражение или ухудшить состояние.

Побочные эффекты от лечения неодимовым YAG-лазером

• Боль во время процедуры (уменьшается контактным охлаждением и местной анестезией);
• Покраснение, отек и зуд сразу после процедуры. Они могут сохраняться несколько дней после лечения;
• В редких случаях пигмент кожи может поглотить слишком много световой энергии, в результате чего могут появиться волдыри (они проходят сами по себе);
• Изменения в пигментации кожи. Иногда пигментные клетки (меланоциты) повреждаются, оставляя более темные (гиперпигментация) или более бледные участки кожи.
• Синяки возникают у 10% пациентов, проходят сами через несколько дней после процедуры;
• Бактериальная инфекция.

Рис. 3. Принцип работы неодимового лазера 

Сколько нужно сеансов неодимовым лазером 

Сосудистые поражения

Время лечения зависит от формы, размера и расположения поражений, а также от типа кожи. Небольшие сосуды обычно можно удалить за 1-3 сеанса.

Для удаления более крупных вен и сосудистых звездочек может потребоваться несколько сеансов.

Удаление волос

Необходимо от 2 до 6 процедур, примерно каждые 4-6 недель. Пациентам с темным типом кожи может потребоваться больше процедур.

Удаление татуировок

Цвет татуировки и глубина пигмента влияют на продолжительность и результат лазерного удаления татуировок. Для достижения результатов может потребоваться несколько сеансов (от 5 до 20 сеансов) с интервалом не менее 7 недель.

Онихомикоз

При онихомикозе необходимо 4 процедуры с интервалом в месяц.

Типы Nd:YAG лазеров

Nd:YAG-лазеры могут иметь диодную или ламповую накачку. Ламповая накачка возможна благодаря широкополосному поглощению накачки в области 800 нм и четырехуровневым характеристикам.

Лазеры с ламповой накачкой 

Они изготавливаются с использованием длинных цилиндрических Nd:YAG лазерных стержней. Поскольку четырехуровневый лазерный переход не вызывает реабсорбции невозбужденных ионов Nd, такие лазеры могут работать с очень низкой долей возбуждения лазерно-активных ионов.

Лазеры с диодной накачкой 

Изготавливаются с небольшими лазерными кристаллами, т.е. с размерами всего в несколько миллиметров. Исключение составляют некоторые мощные пластинчатые лазеры и стержневые лазеры с боковой накачкой.

YAG-лазеры во многих случаях представляют собой объемные лазеры, изготовленные из дискретных оптических элементов. Однако существуют и монолитные YAG-лазеры, например, лазеры на микрочипах и непланарные кольцевые генераторы, часто оптимизированные для работы на одной частоте с малой шириной полосы излучения.

Преимущества неодимового лазера

Высокая выходная энергия

Nd:YAG лазер имеет высокую выходную энергию, что делает его идеальным для резки и сверления твердых материалов, таких как металлы и керамика.

Универсальность длины волны

Nd:YAG-лазер имеет гибкую длину волны, которую можно настроить для различных применений, таких как сварка, резка и гравировка.

Высокая частота повторения

Nd:YAG-лазер имеет высокую частоту повторения, что позволяет ему производить много лазерных импульсов в секунду. 

Низкий уровень теплового повреждения

В отличие от других лазерных систем, Nd:YAG лазер оставляет низкое тепловое повреждение, что делает его идеальным для деликатных применений, требующих минимального повреждения окружающего материала.

Рис. 4. Удаление татуировки неодимовым лазером 

Недостатки неодимового лазера

Сложная эксплуатация

Nd:YAG-лазеры - сложные устройства, для эффективной работы которых требуется специальная подготовка и технические знания.

Обслуживание

Nd:YAG-лазеры требуют регулярного обслуживания и чистки для обеспечения оптимальной работы и безопасности.

Защита глаз

Nd:YAG-лазеры излучают высокоинтенсивный свет, который может повредить глаза, поэтому оператору и посторонним людям необходимо иметь защитные очки.

Риск повреждения тканей

Nd:YAG-лазеры считаются безопасными, но все же существует риск повреждения тканей, особенно если лазер неправильно отрегулирован или если у пациента возникла негативная реакция.

Стоимость запасных частей

Nd:YAG-лазеры требуют специализированных деталей, замена которых в случае их износа или поломки может стоить дорого.

Критерии выбора неодимового лазера

Выходная мощность

Выходная мощность Nd:YAG-лазера определяет его пригодность для конкретных применений.

Длина волны

Длину волны Nd:YAG-лазера следует выбирать в зависимости от конкретного применения. Например, для резки, сварки и маркировки требуются разные длины волн.

Длительность импульса

При выборе лазера Nd:YAG следует учитывать длительность импульса. Это определит скорость и точность лазера для различных сфер применения.

Частота повторения

Частота повторения Nd:YAG-лазера должна выбираться на основе требований к скорости. Высокая частота повторения позволит ускорить обработку, но может также увеличить стоимость лазера.

Качество луча

Качество луча Nd:YAG-лазера влияет на точность и прецизионность лазера. Для обеспечения точных результатов следует выбирать лазер с высоким качеством луча.

Размер и вес

Размер и вес Nd:YAG-лазера определяют его мобильность и пригодность для различных применений. Выбирайте компактный и легкий лазер, если вам нужно часто перемещать его.

Может ли неодимовый лазер нанести вред организму

Ионизирующее излучение опасно для человека, поэтому рентген, МРТ и КТ не желательно делать слишком часто. Исследованиями доказано, что неодимовый лазер является безопасным для человека. Он не наносит вреда ДНК, импульсы воздействуют только на проблемные сосуды. Длина волны луча гораздо короче, чем у ультрафиолетового лазера, что делает неодимовый лазер более безопасным для применения.