皮秒激光爆破表皮斑、真皮斑的最低有效能量是多少？你知道吗？_

皮秒激光爆破表皮斑、真皮斑的最低有效能量是多少？你知道吗？

2026-01-15

发表评论

太长不看版

只看开头和结尾

↓ ↓ ↓

大家好，我是丛林医生。

我们在使用皮秒激光治疗雀斑等表皮斑、太田痣等真皮斑时，通常使用小光斑、高能量的爆破模式，以皮肤灰白为主要终点反应进行治疗。

不过，在爆破色斑时，出现炎症后色素沉着的概率更高。

究其原因，主要是由于使用了过高的能量密度，但实际上，能量不是越高越好。

我们需要知道，能够达到疗效的最低有效能量，最低能量密度通常被称为“阈值”。

那么，在治疗色斑的不同波长的皮秒激光应用中，到底有没有最低有效能量阈值呢？

这当然需要进行可科学研究来探讨，好在日本学者在2024年发表的一篇论文，把这个问题讲清楚了！

这篇论文的题目和内容如下：

由于这篇研究的实验设计比较复杂，我将先解读关键结果和结论，再详细进行分析！

研究结果

1、得出了皮秒激光各主流波长破坏黑素小体的能量密度阈值，波长依赖性就是不同波长的能量阈值不同。

2、强调了激光进入皮肤的散射（尤其是背向散射）对入射光能的影响。也因为背向散射的影响，临床实际有效治疗能量密度低于实验得出的理论阈值。

3、强调了光斑大小对激光入射光能的影响。

4、脉宽窄与宽对治疗所需能量密度的影响。

研究方法与其局限性

这篇研究采用了猪视网膜色素上皮作为激光的靶组织，这是因为，猪视网膜色素上皮（RPE）的黑素小体在大小上与人皮肤黑素小体相似，可以作为人皮肤黑素小体的替代品。

通过测量照射后黑素体的平均粒径以及电子显微镜观察黑素小体的破坏情况，分析破坏黑素小体的最低能量密度。

建立基于阈值的数学模型，结合蒙特卡洛光传输模拟，定量评估不同波长、入射能量密度、光斑大小与皮肤不同深度黑素小体破坏的关系。

局限性

采用猪 RPE 黑素体替代人皮肤黑素体，虽两者特性相似，但黑素小体吸收系数的物种差异可能影响阈值准确性。
数学模型假设皮肤各层厚度均一，未纳入个体皮肤结构差异（如黑素小体分布、血管密度）。
未探讨靶色基的多少，也就是靶色基对激光的吸光度对治疗所需能量密度的影响。

研究者使用扫描电子显微镜，观察了不同波长（包括532nm、730nm、755nm、785nm、1064nm），不同能量密度下对黑素小体的破坏，也就是破坏黑素小体的最低能量密度。

A：正常的黑素小体 B：被picoway皮秒激光破坏的黑素小体

上图：755nm picosure对黑素小体的破坏

最低能量密度阈值结果

该研究得出的不同波长的最低有效能量密度见上图。

也就是说，理论上，最低需要上面阈值的能量密度才能达到破坏黑素小体从而祛斑的目的！（注意，只是理论上）。

该研究发现，532nm波长破坏表皮层黑素小体的能量密度阈值不受光斑大小影响（见下图）。在真皮浅层时，532nm的入射能量密度随光斑大小的变化也不大。但在真皮深层时，变化较大。

光的散射对实际能量密度的影响

532 nm 波长在真皮层中的作用显著降低，就是光传播效率的降低。

由于皮肤属于一种混浊介质，激光进入皮肤会发生反射、散射、折射、吸收等光学现象。

尤其是散射，对皮肤实际上接收到的光能有重大影响。

研究表明，在真皮和表皮交界处附近，由于背向散射，表皮层实际接受到的光能增强，这种现象在532nm波长尤其明显。

这使得实际有效能量密度低于黑素小体的破坏阈值。

该研究发现，对于位于表皮/真皮交界处的黑素小体，3 mm光斑下在532、730、755、785和1064 nm波长所需的入射能量密度分别为0.54、0.76、0.73、0.93和2.48 J/cm²，均低于上面表格中黑素小体的破坏阈值。

这主要就是由于受背向散射的影响。

相比之下，位于真皮层的黑素小体所需的激光入射能量密度由于组织的光学衰减（光向各个方向的散射及浅层组织靶色基的吸收），往往接近或高于破坏阈值。

上图：光的背向散射

图源：公众号激光美容小医生

背向散射使表皮层接受到的光能增强

使真皮层接受到的光能减弱

图源；谷歌 AI

光斑大小的影响

上图：蓝色为2mm光斑，红色为3mm，黄色为4mm。

E表皮层，UD，真皮浅层，DD，真皮深层。

由于该研究论文只展示了能量密度的柱状图和3mm光斑下的具体数值。

我使用AI，推算了在2mm光斑和4mm光斑下，表皮层、真皮浅层、真皮深层的能量密度数值（注意：AI推算的数值不准确，但可以看出趋势）。

根据该研究的分析：

在近红外波长下（≥730 nm），当光斑尺寸从2毫米增加到4毫米，表皮黑素小体的入射能量密度降低了20%，真皮浅层黑素小体降低了30%，真皮深层黑素小体降低了46%。

光斑尺寸越大，破坏黑素小体所需的入射能量密度越低。

这提示我们，在爆破表皮斑或不同深度的真皮斑时，应当根据光斑尺寸的大小调节能量密度。

例如，治疗表皮层的雀斑、雀斑样痣时，在使用4mm光斑时，相较于2mm光斑，能量密度需要降低20%（波长：730-1064 nm）。

治疗真皮浅层的褐青色痣时，在使用4mm光斑时，相较于2mm光斑，能量密度需要降低30%。

对于太田痣这类皮损位于真皮深层时，在使用4mm光斑时，相较于2mm光斑，能量密度需要降低50%。

大光斑的优势（重要）

大光斑时，皮秒激光的最低可调能量密度更低。

在730nm，755nm，1064nm波长，可以使用较低的能量密度达到治疗目的。

我们需要知道，中国人的黄皮肤中黑素小体较多。

使用皮秒激光治疗真皮斑时，激光也是先被表皮层的黑素小体吸收的。

当使用小光斑时，能量密度高，表皮层吸光产热后，容易导致皮肤反应过重，导致烫伤、色沉等不良反应。

而使用大光斑时，使用较低的能量密度，表皮层吸光较少，而到达真皮层的能量密度也足以破坏真皮层的色斑。

因此，推荐优选4mm的大光斑，甚至可以选择5mm的光斑。

脉宽的影响

脉宽直接决定了峰值功率，而峰值功率决定了皮秒激光的光声爆破作用的强弱（重要）。

我们可以看出，755nm波长在550ps脉宽下的能量密度阈值为2 .19J/cm2，而在750ps脉宽下的能量密度阈值为2 .49J/cm2.

说明，脉宽越窄，所需的能量密度越低。

且这个规律适用于所有波长的激光。

总结（重要）

1、在撰写这篇文献解读时，我本想偷懒，使用AI帮助。

虽然也借助了AI，但各大AI（包括国外的谷歌AI）解读、提炼的关键内容均不完整，甚至未能突出重点。

可见，利用AI，我们可以加快阅读文献的速度。但想要从文献中抓到最有价值的关键点，还是要仔细阅读全文的。

然而，该研究检测出的破坏黑素小体的最低能量密度理论阈值，高于

2、这篇文献带给我们最大的意义并不是其得出的最低有效阈值的结果。

而是皮秒激光（色素性激光）治疗色斑有效性的影响因素，真的是太多了！！！

包括但不限于（下面有使用谷歌AI制作的彩色图示）：

（1）物理光学方面的影响

波长的差别

光斑大小的差别

脉宽的差别

（2）光与组织相互作用的影响

光在皮肤组织中的反射、吸收、散射等，尤其是背向散射，非常重要，也希望大家搞懂这个背向散射。

光在皮肤不同深度的增强与衰减，包括了表皮层（真表皮交界处）、真皮浅层，真皮深层。

（3）肤色及色斑颜色的影响

深肤色及深色的色斑，其中的黑色素多，吸收的激光就多。

表皮层吸光，如果吸收的光能过高，通过光热作用使皮肤温度升到较高的温度，可能导致烫伤以及后续的色沉。

（4）激光设备的影响

① 设备的允差（即设备允许的误差）：激光设备的允差通常在±20%。好的设备，允差可以控制在±10%。

② 设备的老化、衰减及校正后与设备显示的能量密度不一致。

注意：新设备或者校正后可能出现能量密度较显示的偏高的情况。

3、可见，色斑并不好治。

光是想搞清楚皮秒激光就十分不容易了。

我想，还是系统的为大家讲解一下包括皮秒激光在内的色素性激光吧，知识量实在是太多了！

综上所述，我将启动系统性介绍色素性激光的“色素性激光100问”，敬请期待！

好了，今天的内容有些枯燥，希望大家多多少少有点儿收获。

参考文献：

1 Shimojo Y, et al. Wavelength‐dependent threshold fluences for melanosome disruption to evaluate the treatment of pigmented lesions with 532‐, 730‐, 755‐, 785‐, and 1064‐nm picosecond lasers[J]. Lasers in Surgery and Medicine, 2024, 56(4): 404-418.

2 丛林主译. 《皮肤美容激光实用入门》

3 Shimojo Y, et al. Incident fluence analysis for 755‐nm picosecond laser treatment of pigmented skin lesions based on threshold fluences for melanosome disruption[J]. Lasers in Surgery and Medicine, 2021, 53(8): 1096-1104.

医脉通是专业的在线医生平台，“感知世界医学脉搏，助力中国临床决策”是平台的使命。医脉通旗下拥有「临床指南」「用药参考」「医学文献王」「医知源」「e研通」「e脉播」等系列产品，全面满足医学工作者临床决策、获取新知及提升科研效率等方面的需求。