Неодимовый лазер: как действует и для чего используется

Устройство на иттриево-алюминиевом гранате с неодимом известно с 1961 года, но принцип работы неодимового лазера с тех пор не изменился. В отличие от аппаратов на рубине, которые появились практически одновременно с Nd:YAG, последние продолжают занимать важное место в практической медицине. Разберемся, как работает неодимовый лазер: характеристики устройства, области применения, в том числе в косметологии, преимущества и недостатки аппарата.

Описание косметологического лазера

Неодимовый аппарат, как и другие лазерные установки, состоит из основных элементов:

• активной среды, создающей вынужденное возбуждение атомов;
• системы накачки, снабжающей активную среду энергией для перехода фотонов на другие энергетические уровни;
• оптического резонатора, усиливающего проведение импульса.

Устройство аппарата

Nd:YAG лазер — твердотельное устройство на основе кристалла иттрий-алюминий-граната (YAG), к которому добавлены активные ионы неодима (Nd). Прибор генерирует однородное световое излучение при низких затратах энергии. Мощность неодимового лазера отличается у разных моделей, но в среднем составляет 1500 мДж.

Активная среда (кристалл) стимулирует переход атомов света из пассивного в возбужденное состояние. Оптический резонатор, направляя пучок получившихся фотонов, формирует лазерный луч. Кристалл, расположенный между двумя зеркалами, отражает излучение строго по направлению активной среды, образуя кристаллическую решетку и усиливая выделение фотонов. Для поддержания генерации энергии применяется система накачки — ксеноновая лампа, размещенная параллельно кристаллу.

Длина волны

Главное преимущество устройств — расстояние между двумя соседними гребнями волны. Длина волны неодимового лазера составляет 1064 нм и позволяет проникать в ткани вплоть до гиподермы (около 8 мм). Излучение обладает малым коэффициентом рассеивания в средах и практически невидимо для человеческого глаза.

Как и в других лазерных системах, длина волны неодимового лазера прямо пропорциональна глубине проникновения светового излучения. Для каждого вещества характерен свой объем поглощения или спектр абсорбции, и с помощью фильтров можно работать с разными слоями дерматома и их хромофорами. Например, применяя фильтр для получения длины 532 нм, врач удаляет цветной пигмент, а при работе насадкой 1064 нм устраняет черный цвет татуировки.

Параметры прибора (длина волны, мощность неодимового лазера) подбираются с учетом глубины залегания целевых структур.

Принцип действия

В современном лазерном оборудовании применяется технология генерации от ультракоротких до сверхдлинных последовательных импульсов. Чем больше длительность, тем интенсивнее фототермический эффект, а над процессами абляции преобладает коагуляция (длинноимпульсные лазеры). При малой длительности выполняется более контролируемое точечное воздействие и выше вероятность фотоакустического эффекта.

На практике специалистами используются три режима генерации излучения неодимовым лазером, что делает его универсальным устройством:

1. Непрерывный (continuous wave, CW). Аппараты генерируют непрерывный свет с постоянной средней мощностью луча. Благодаря специальным устройствам возможно разделение света на короткие сегменты, то есть частотная модуляция.
2. Импульсный (long pulse, LP). Свет генерируется пучками с определенными интервалами. Длительность одного импульса может составлять мили и микросекунды (длинноимпульсный режим), либо пико- и наносекунды (короткоимпульсный и сверхкороткоимпульсный). Интервал между световыми вспышками составляет до 300 мкс.
3. Квазинепрерывный. Генерация происходит так часто, что работа аппарата похожа на непрерывный лазер. Используется режим модуляции добротности (Q-Switched), позволяющий получать короткие импульсы сверхпиковой мощности излучения.

Принцип работы неодимового лазера основан на эффекте селективного фототермолиза, когда определенная длина волны воздействует на целевой хромофор: воду, пигменты татуировок, гемоглобин и его производные, меланин. При поглощении хромофором света происходит его нагрев и разрушение.

Применение в медицине и косметологии

Неодимовые лазеры благодаря своим характеристикам нашли применение в косметологии, гинекологии, онкологии, хирургической стоматологии, абдоминальной и сердечно-сосудистой хирургии, офтальмологии, урологии, акушерстве, оториноларингологии.

В гинекологии неодим используется для коррекции сосудистых изменений, гиперпигментаций, рубцов (в том числе стрий), кондилом. Аппарат также позволяет улучшить состояние слизистой влагалища, как часть комплексного лечения пролапса тазовых органов и стрессового недержания мочи у женщин.

В онкологии Nd:YAG стал обыденностью в операциях по удалению опухолей, например, вапоризации стенозирующего колоректального рака, опухолей слизистой мочевого пузыря и  голосовой складки.

Крайне мало неодим упоминается в литературе как инструмент работы в челюстно-лицевой области. Встречается его использование при открытом двухстороннем синус-лифтинге, мукогингивальной хирургии, удалении пиогенных гранулем, фибром, невусов, папиллом, гломусов, лечении периимплантита и хронических форм периодонтита.

Неодимовые лазеры в Москве и других городах часто приобретают в тату-студии для процедур по выведению татуировок и перманентного макияжа.

В сосудистой хирургии с помощью неодима выполняется эндовенозная и чрескожная лазерная облитерация сосудистых мальформаций, устраняются «синие» телеангиэктазии, глубокие толстые инфантильные гемангиомы.

Неодимовый лазер в косметологии можно смело назвать рутинным инструментом для проведения процедур:

• осветления пигментных пятен;
• удаления волос;
• коррекции сосудистых дефектов – купероза, сосудистых звездочек, гемангиом;
• карбонового пилинга;
• лазерного омоложения;
• лечения акне и деформационных, гипертрофических изменений ткани после заболевания;
• удаления тату и татуажа.

Устройства на иттрий-алюминий-гранате нашли применение и в руках офтальмологов для внутриглазных разрезов, рассечения вторичной формы катаракты и формирования зрачка. 

В каких процедурах используется

Уникальные свойства неодимового лазера позволяют применять его для множества процедур.

Лазерное омоложение

Лазерное излучение, воздействуя на эпидермис, проникает глубоко до гиподермы, где содержатся коллаген и эластин. Тепловая энергия разрушает соединительные волокна, которые затем удаляются фагоцитами. В ответ на повреждение организм запускает процесс регенерации, формируя новый каркас. Методика устраняет мелкие морщины, пигментные пятна и рубцовую ткань, уменьшает видимость пор.

Эпиляция

Луч лазера воздействует на меланин волоса, нагревает и разрушает его. Волосок выпадает самостоятельно, но не сразу, как при эпиляции александритовым лазером. Во время манипуляции не происходит травмирования кожи, излучение работает селективно только на хромофор. Наилучший результат достигается у пациентов со светлым фототипом кожи и черными волосами.

Карбоновый пилинг

Для проведения процедуры карбонового пилинга для лица на кожу наносится гель с наночастицами диоксида углерода. После полного застывания маски лицо обрабатывают неодимовым лазером. Гель выступает хромофором, который воспринимает излучение. При вапоризации удаляется не только пленка, но и избытки кожного сала, омертвевшие клетки, загрязнения кожи.

Коррекция сосудов

Неодимовые аппараты чаще используются для удаления сосудов в области нижних конечностей. Свет лазера избирательно проникает через стенку и разрушает ее за счет нагрева гемоглобина. Капилляры, подвергшиеся воздействию, перестают участвовать в кровообращении, а их функцию начинают выполнять здоровые коллатеральные сосуды.

Для коррекции сосудов также применяется MIX-технология — сочетанное воздействие на пораженную зону александритовым (755 нм) и неодимовым (1064 нм) лазерами, чей свет поступает в одном импульсе.

Удаление татуировок и осветление пигментации

Свет неодимового лазера, подающийся короткими импульсами, воспринимается искусственным пигментом с последующим нагреванием и разрушением. Продукты распада красителя устраняются клетками иммунной системы, рисунок становится светлее с каждой процедурой.

Лазеры, работающие в режиме модулируемой добротности, признаны «золотым стандартом» удаления татуировок. Они позволяют добиваться хороших эстетических результатов без образования рубцов, несмотря на большую мощность импульса.

Оптимальным считается тот вид устройства, который позволяет достигнуть клинического эффекта разрушения красителя (его мгновенное побеление) при наименьшей плотности энергии. При полихроматичных татуировках тестовая процедура проводится для каждого пигмента.

На неодимовом лазере врач делает обработку кожи в том числе, чтобы осветлить естественные гиперпигментации. Эффект достигается за счет воздействия импульсом на частицы с меланином. Световое излучение проникает через кожу и разрушает хромофор с последующим его выведением с помощью лимфо- и кровотока.

Лечение признаков акне и постакне

Устройства, генерирующие инфракрасное излучение, поглощаются молекулами воды, находящимися во всех клетках кожи, в том числе в сальных железах. При направленном воздействии луча неодимового лазера происходит термическое повреждение себоцитов, благодаря чему снижается продукция кожного сала и уничтожаются бактерии в зоне обработки.

Возможность убрать рубцовую ткань делает устройство универсальным инструментом лечения не только самой угревой сыпи, но и ее последствий. 

При обработке кожи лазерным лучом неодима нагревается глубокий дермальный слой с активацией ремоделирования тканей. Новообразованные коллагеновые волокна отличаются более ровной структурой, следы постакне сглаживаются, улучшается цвет лица.

Плюсы и минусы лазера

После появления в косметологии неодимового лазера у врачей значительно расширились возможности по коррекции эстетических недостатков. Достоинства аппарата на неодиме:

• низкий риск осложнений благодаря контролю за глубиной проникновения луча и селективностью воздействия;
• использовать лазер можно для обработки деликатных участков тела;
• большой спектр применения, так как один прибор подходит для решения нескольких косметических задач;
• цена процедуры ниже операций со скальпелем;
• возможность работы с любым фототипом кожи клиента.

Несмотря на уникальные технические характеристики неодимового лазера, процедуры на данных установках обладают некоторыми недостатками:

• риск развития осложнений в виде ожогов, рубцов и депигментаций;
• необходимость повторных сеансов;
• наличие противопоказаний к процедурам;
• покраснение и отек в области обработки, которые могут сохраняться до трех суток.

Неодимовый лазер способен сделать кабинет косметологии многофункциональным центром по решению любых клинических задач. В современной медицине отдается предпочтение малоинвазивным методикам с наименьшим числом осложнений. Характеристики Nd:YAG, особенно с технологией модуляции добротности, позволяют создать наиболее эргономичные условия для работы дерматолога и свести к минимуму риски для здоровья пациента.