مصطلحات الليزر ببساطة: من الكروموفور إلى زمن الاسترخاء الحراري
من يقرأ أوراق البيانات أو يحضر تدريباً على الليزر يصادف مصطلحات مثل الكروموفور والتحلل الضوئي الحراري الانتقائي وزمن الاسترخاء الحراري وQ-Switch والتجزيئي. يشرح هذا المسرد أهم مصطلحات الليزر بكلمات بسيطة، كل مصطلح على هيئة سؤال مع جواب قصير ومباشر.
تعرفون ما تعنيه مدد النبضة بالميلي ثانية والنانو ثانية والبيكو ثانية، وما الفرق بين الجول والواط، والاستئصال والتخثر، والبقعة ومجال المسح، وما الذي يفصل ضوء الليزر عن LED وIPL. ويُوضَّح كل مصطلح على جهاز من SIACSKIN، مثل DEWEON 4LD وAlexDUAL UFO وPICOLO XL وFRACO CO2 XL وTULIX.
ما هو الكروموفور وما البنى التي يستهدفها الليزر في الجلد؟
الكروموفور مادة في الجلد تمتص ضوءاً ذا طول موجي معين وتحوّله إلى حرارة. وأهم ثلاثة هي الميلانين في الشعر وبقع التصبغ، والهيموغلوبين في الدم، والماء في النسيج. وفي إزالة الوشم يؤدي اللون الموجود في الجلد هذا الدور. وأي كروموفور يُصاب أمر يحدده الطول الموجي: فكل طول موجي تمتصه إحدى هذه المواد بقوة وتمتصه الأخرى بدرجة أضعف. وهكذا يمكن تسخين هدف مع حماية ما حوله.
يستهدف DEWEON 4LD بأطوال موجية من 755 إلى 1064 nm الميلانين في الشعرة. ويستخدم FRACO CO2 XL بطول موجي 10,600 nm الماء في النسيج، ويصل DERMAFORCE BBL PRO بفلاتره إلى الصبغة والأوعية الدموية.
ما معنى التحلل الضوئي الحراري الانتقائي بكلمات بسيطة؟
التحلل الضوئي الحراري الانتقائي يعني: أن الضوء يدمّر بالحرارة بنية بعينها على نحو مستهدف دون الإضرار بالنسيج المجاور. فكلمة photo تعني الضوء، وthermo الحرارة، وlyse التحلل. ويتحقق ذلك حين تتوافق ثلاثة أمور. يجب أن يمتص الهدف الطول الموجي أكثر مما يمتصه ما حوله. ويجب أن تكون النبضة قصيرة بما يكفي لتبقى الحرارة في الهدف. ويجب أن تكفي الطاقة لإتلاف الهدف فعلاً. وعلى هذا المبدأ تقوم إزالة الشعر وعلاج التصبغ وعلاج الأوعية الدموية.
يطبّق AlexDUAL UFO ذلك على النحو الآتي: 755 nm للشعر الغني بالميلانين على البشرة الفاتحة، و1064 nm لأنواع البشرة الداكنة، وإلى جانب ذلك نبضات من 0.3 إلى 100 ms يمكن تكييفها مع سماكة الشعرة.
ما هو زمن الاسترخاء الحراري ولماذا تُحدَّد مدة النبضة وفقاً له؟
زمن الاسترخاء الحراري هو الزمن الذي تتخلى فيه بنية مسخَّنة عن نحو نصف حرارتها لما حولها. وهو يتوقف على الحجم: فالشعرة السميكة تحتاج لذلك إلى ميلي ثوانٍ كثيرة، وطبقة البشرة إلى ميلي ثوانٍ قليلة، وحبيبة الصبغة أو جسيم الوشم إلى أجزاء من الميكرو ثانية فقط. فإذا كانت النبضة أقصر من هذا الزمن أو مساوية له تقريباً بقيت الحرارة في الهدف. وإذا كانت أطول بوضوح تسربت وسخّنت النسيج المجاور.
ولذلك يعمل DEWEON 4LD للشعر بنبضات من 1 إلى 200 ms، في حين يُطلق PICOLO XL للجسيمات اللونية المتناهية الصغر نبضات مدتها 280 بيكو ثانية. وكون الشعر الرفيع يحتاج إلى نبضات أقصر من الشعر السميك هو القاعدة نفسها على نطاق مصغّر.
ميلي ثانية، نانو ثانية، بيكو ثانية: ماذا تعني وحدات مدة النبضة؟
وحدة مدة النبضة تكشف الهدف الذي صُنع له الليزر وكيف يعمل. الميلي ثانية (ms) جزء من ألف من الثانية، والنانو ثانية (ns) جزء من مليار، والبيكو ثانية (ps) جزء من تريليون. والنبضات في نطاق الميلي ثانية تسخّن بنى أكبر مثل بصيلات الشعر أو الأوعية، ويقال عندها طويل النبضة. أما نبضات النانو ثانية والبيكو ثانية فهي من القصر بحيث تفتّت أدق الجسيمات مثل لون الوشم والصبغة أكثر مما تسخّنها. ومدة النبضة وعرض النبضة وزمن النبضة تعني الشيء نفسه.
لدى SIACSKIN تجدون النطاقات الثلاثة كلها: يعمل AlexDUAL UFO بـ 0.3 إلى 100 ms، وPICOLO L في نطاق النانو ثانية، وPICOLO XL بـ 280 ps.
الجول يقيس طاقة النبضة، والواط يقيس القدرة، أي الطاقة في الثانية. وجول واحد يُطلَق في ثانية واحدة يساوي واطاً واحداً. والطاقة نفسها في زمن أقصر تعطي قدرة ذروة أعلى: 1 J في ميلي ثانية واحدة يعادل 1000 W، وفي نانو ثانية واحدة مليار واط. ولذلك توصف أجهزة الليزر النبضية للوشم والتصبغ بالميلي جول لكل نبضة، في حين يُقصد بعدد الواطات في ورقة البيانات غالباً القدرة المتوسطة أو القدرة الكهربائية. اقرأوا القيمتين معاً ودائماً مع مدة النبضة.
جهاز TULIX محدَّد في بياناته بـ 5 إلى 30 W و0.5 إلى 300 mJ. وفي PICOLO L تبلغ الطاقة عند 1064 nm حتى 1800 mJ لكل نبضة، تُطلَق في نطاق النانو ثانية.
ما معنى التجزيئي (الفراكشنال) في الليزر وما هي المناطق الحرارية المجهرية؟
التجزيئي يعني أن الليزر لا يعالج الجلد على كامل المساحة، بل في شبكة من نقاط كثيرة متناهية الصغر. وكل نقطة تُحدث عموداً ضيقاً من نسيج مسخَّن أو مُزال، هو المنطقة الحرارية المجهرية. ويبقى بينها جلد سليم ينطلق منه الالتئام. وهكذا تتحمل البشرة تأثيراً عميقاً مع مدة التئام أقصر بوضوح مما بعد علاج يشمل كامل المساحة. والكثافة تبيّن نسبة المساحة التي تُصاب، وتحدد إلى جانب الطاقة شدة العلاج.
يعمل FRACO CO2 XL بطريقة تجزيئية واستئصالية على مساحة حتى 20 × 20 mm. ويضع TULIX نقاطاً غير استئصالية من 50 إلى 200 µm في مجال مسح بالحجم نفسه.
ما معنى استئصالي في الليزر وماذا يعني ذلك لسطح الجلد؟
استئصالي يعني مزيلاً للنسيج: فالليزر يبخّر النسيج بدلاً من تسخينه فقط، ويفتح بذلك سطح الجلد. فتنشأ جروح صغيرة تنزّ وتتكوّن عليها قشور ويجب أن تلتئم. وهذا تحديداً هو المقصود: يُزال النسيج المتضرر، والالتئام يحفّز البشرة بقوة على التجدد. ولذلك تكفي غالباً من 1 إلى 3 جلسات، لكن في المقابل تحتاج البشرة إلى وقت، وعناية دقيقة بالجروح، ووقاية منتظمة من الشمس. وفي الليزر غير الاستئصالي يبقى السطح مغلقاً، وفترة التعافي أقصر، لكن يلزم عدد أكبر من الجلسات.
FRACO CO2 XL ليزر CO2 تجزيئي استئصالي بطول موجي 10,600 nm. وفي وضع CoolPeel يزيل النسيج بلطف أكبر، وبحسب SIACSKIN تلتئم البشرة عندها في 3 إلى 4 أيام بدلاً من 10 إلى 14 يوماً. أما TULIX فيعمل بطريقة غير استئصالية.
التخثر يعني أن البروتينات في النسيج تتخثر بالحرارة دون أن يُزال نسيج. ابتداءً من نحو 60 °C يتغير الكولاجين: تنقبض الألياف، ويُحلّ الجسم نسيجاً جديداً محل النسيج المتضرر في الأسابيع التالية. وهذا جوهر كل تجديد لشباب البشرة وكل شد غير استئصالي. والأوعية الدموية أيضاً تُغلَق بالتخثر. وفي الليزر الاستئصالي تنشأ منطقة تخثر على شكل حافة حول القناة المُزالة.
يُحدث TULIX بطول موجي 1550 nm أعمدة تخثر في الأدمة وبطول موجي 1927 nm في طبقة البشرة، دون إزالة نسيج. ويحقق EUPHEUS M8 تأثيراً مماثلاً في العمق بالتردد الراديوي عبر إبر دقيقة.
التأثير الضوئي الصوتي تأثير ميكانيكي: نبضة ليزر بالغة القصر تسخّن جسيم اللون بسرعة تجعله يتمدد فجأة، فتنشأ موجة ضغط ويتفتت الجسيم. ولا يتسع الوقت للحرارة كي تتسرب إلى ما حولها. وكلما قصرت النبضة زاد الجزء الميكانيكي وصارت الشظايا أدق، وهي التي ينقلها الجهاز المناعي بعد ذلك. وفي أثناء العلاج يظهر التأثير على شكل طقطقة مسموعة وتلوّن فوري مائل إلى البياض في الموضع المصاب. أما النبضات الأطول فتعمل في معظمها بالحرارة، أي بتأثير ضوئي حراري.
يستخدم PICOLO XL هذا التأثير بنبضات مدتها 280 بيكو ثانية لإزالة الوشم والتصبغ. ويعمل PICOLO L وPICOLO S في نطاق النانو ثانية، وفيهما يكون الجزء الحراري أعلى قليلاً.
Q-Switch، أي تبديل عامل الجودة، مفتاح بصري في الليزر يجمع الطاقة أولاً ثم يطلقها دفعة واحدة. ما دام المفتاح مغلقاً تُشحَن بلورة الليزر دون أن تُصدر ضوءاً. فإذا انفتح تفرّغت الطاقة المخزَّنة في نبضة واحدة مدتها بضع نانو ثوانٍ بقدرة ذروة عالية جداً. وهكذا تنشأ النبضات القصيرة القوية التي تفتّت لون الوشم والصبغة. والحرف Q يرمز إلى عامل الجودة للمرنان الذي ينتقل فيه الضوء جيئة وذهاباً.
PICOLO L وPICOLO S هما ليزرا Nd:YAG بتقنية Q-Switch في نطاق النانو ثانية. ونبضات أقصر من ذلك يقدّمها PICOLO XL، وهو ليزر بيكو ثانية بمدة 280 ps.
ماذا يعني الاختصار Nd:YAG وكيف تُقرأ تسمية الليزر؟
Nd:YAG يرمز إلى عقيق الإيتريوم والألومنيوم المطعَّم بالنيوديميوم، وهو بلورة ينشأ فيها ضوء ليزر بطول موجي 1064 nm. ومعظم أنواع الليزر تُسمّى باسم هذا الوسط الليزري: الألكسندريت، وCO2، والديود، والثوليوم. لكن الوسط لا يكشف إلا الطول الموجي. أما ما يعالجه الجهاز به فلا تبيّنه إلا الإضافة الخاصة بنمط التشغيل. فطويل النبضة يعني نبضات في نطاق الميلي ثانية، كالتي تحتاج إليها إزالة الشعر. وQ-Switch يعني نبضات في نطاق النانو ثانية للون الوشم والصبغة. وإذا ورد معه 532 nm أيضاً فإن تردد Nd:YAG يُضاعَف ببلورة ثانية.
يستخدم AlexDUAL UFO ليزر Nd:YAG طويل النبضة لأنواع البشرة من V إلى VI. وPICOLO L ليزر Nd:YAG بتقنية Q-Switch بالطولين الموجيين 1064 و532 nm. أما DEWEON 4LD فيولّد 1064 nm بالديودات، فهو إذن ليس ليزر Nd:YAG.
حجم البقعة هو مساحة نبضة الليزر المفردة على الجلد، ومجال المسح هو المساحة التي يمسحها ماسح ببقع صغيرة كثيرة واحدة تلو الأخرى. وفي أجهزة ليزر إزالة الشعر العبرة بالبقعة: فكلما كبرت عولجت المنطقة أسرع ووصل الضوء أعمق، لأن ما يتشتت منه جانبياً أقل. أما الليزر التجزيئي فيضع بقعاً مجهرية الصغر ويوزّعها بالماسح نمطاً على مجال.
لدى AlexDUAL UFO بقع مربعة من 10 إلى 40 mm. وفي TULIX لا يتجاوز حجم البقعة المفردة 50 إلى 200 µm، ويبلغ مجال المسح حتى 20 × 20 mm. ويغطي FRACO CO2 XL أيضاً حتى 20 × 20 mm.
ما معنى أحادي اللون ومترابط ومجمَّع الحزمة في ضوء الليزر؟
الكلمات الثلاث تصف ما يميّز ضوء الليزر عن أي مصدر ضوء آخر. أحادي اللون يعني ذا لون واحد: فالليزر يُصدر طولاً موجياً واحداً بالضبط. ومترابط يعني أن جميع موجات الضوء تهتز بإيقاع واحد. ومجمَّع الحزمة يعني أن الشعاع لا يكاد يتفرق ويمكن تركيزه على مساحات صغيرة. أما المصباح الوميضي كما في IPL فيشعّ طيفاً واسعاً في جميع الاتجاهات، ولا يُحصَر إلا بالفلاتر. وLED يقع بين الاثنين: نطاق ضيق، لكنه غير مترابط.
لدى SIACSKIN يكون DEWEON 4LD ليزراً بأربعة أطوال موجية ثابتة، وDERMAFORCE BBL PRO مصدراً واسع الطيف من 400 إلى 800 nm مع 9 فلاتر، وVCL DERMALIGHT نظام LED بطول موجي من 750 إلى 890 nm.
ما معنى التمريرة (Pass) والتداخل والتراكم (Stacking) في العلاج بالليزر؟
التمريرة، وبالإنجليزية Pass، هي المرور مرة واحدة على كامل مساحة العلاج. والتداخل يصف مدى تغطية البقع المتجاورة بعضها لبعض، والتراكم (Stacking) يعني وضع عدة نبضات متتالية على الموضع نفسه. وهذه الثلاثة كلها تحدد مقدار الطاقة التي تتلقاها البشرة إجمالاً. وفي إزالة الشعر بطريقة الختم تضعون البقع دون ثغرات وبتداخل قليل، والإكثار منه يؤدي إلى احتباس الحرارة. وفي الليزر التجزيئي تزيد التمريرات المتعددة الكثافة، والتراكم يزيد العمق والحرارة لكل نقطة.
البقع المستطيلة في DEWEON 4LD، مثلاً 15 × 40 mm، يمكن رصفها بعضها بجانب بعض بإتقان. وفي ليزر تجزيئي مثل TULIX يسهم عدد التمريرات في تحديد شدة الجلسة.
نقطة النهاية السريرية هي تفاعل البشرة الظاهر الذي تعرفون به أن الإعدادات فعالة وليست أقوى من اللازم. وهي تختلف في مظهرها من علاج إلى آخر. ففي إزالة الشعر هي احمرار خفيف وتورمات صغيرة حول بصيلات الشعر تظهر بعد بضع دقائق. وفي إزالة الوشم يتلوّن الموضع المصاب فوراً بلون مائل إلى البياض. وفي الليزر التجزيئي غير الاستئصالي هي احمرار متجانس مع تورم خفيف. أما التلوّن الرمادي أو الفقاعات أو الألم الشديد فعلامات تحذير على طاقة زائدة.
الذكاء الاصطناعي SIA في AlexDUAL UFO والذكاء الاصطناعي في PICOLO XL يضبطان البارامترات تلقائياً. وهل تناسب البشرة أمر لا تبيّنه لكم إلا نقطة النهاية في الاختبار الموضعي.
