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大家好，我是丛林博士。上次写了一篇长文章，介绍了相对于选择性光热作用的另一个重要作用：选择性光声作用 。选择性光声作用是了解皮秒激光及纳秒激光作用原理必须要搞懂的激光作用机制。但上次的文章太长，且太多大家没听说过的专业术语，很多朋友反应看不懂。今天，我将尽量用更加精炼的语言把皮秒激光的'选择性光声作用'讲清楚！

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应力弛豫时间 VS 热弛豫时间应力弛豫时间是相对于热驰豫时间的概念（两者无直接关联）。热弛豫时间（TRT）指：组织产热后，靶组织温度降低一半时所需要的时间。激光想达到“选择性光热作用”，激光的脉宽需小于靶组织的TRT。相对的，激光想达到“选择性光声作用”，激光的脉宽需小于靶组织的“应力弛豫时间”。应力（stress）是光机械作用的概念，可以理解为机械力或者压力。“应力驰豫时间”（Stress Relaxation Time，SRT）指“声冲击波从靶组织中心到达靶组织边界所需的时间”。对于短脉冲（皮秒、纳秒）激光来说，应力（stress）可以理解为冲击波从靶组织中心向外的冲击力（爆破力）。

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当激光的脉宽大于SRT时，这种冲击波将扩散至靶组织周围组织（也就是不希望被激光作用到靶组织外的组织），这被称为“应力扩散”。

这种情况可以比喻为：本来想定点爆炸清除靶组织，结果爆炸范围大，殃及到周围，导致不必要的破坏。

相对于“应力扩散”，如果脉宽小于SRT时，冲击波来不及扩散，局限在靶组织内，而不会扩散到周围组织，被称为“应力锁定”。

应力锁定和选择性光声作用是一个概念的两种描述术语。只有达到应力锁定（选择性光声作用），使冲击波的爆破力限制在靶组织（如黑素小体）内，方可达到定点清除的作用。相当于用一颗炸弹定点清除了靶目标，而不会伤及无辜。

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什么是“选择性光声作用”？

选择性光声作用（selective photoacoustolysis）和应力锁定其实是一回事。

应力锁定这个术语较少使用。

而选择性光声作用则多用于描述亚纳秒（皮秒）激光的光声作用的基础原理。

想要达到“选择性光声作用”，需要了解靶组组的“应力驰豫时间”（SRT）和所用激光的脉宽。短脉宽激光主要用于治疗色素性病变。靶目标（靶组织）是黑素小体。黑素小体的SRT是300 ps。也就是说，想要达到“选择性光声作用”，激光的脉宽需要 ≤ 300ps。这样才能精确的破坏黑素小体实际上，绝大多数皮秒激光和纳秒激光脉宽都是超过300ps这个黑素小体的SRT的。这也是为什么，在应用皮秒、纳秒激光爆破表皮斑、真皮斑容易出现色沉的原因。因为激光产生的冲击波没有局限在黑素小体内，冲击波波及黑素细胞甚至黑素细胞周围的组织。

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图源：picoway，有修改

跑进300ps的皮秒激光

近两年，激光技术有所进步。

世界上已经有多台皮秒设备跑进了300 ps大关。

包括：

picoway（美国） 730nm手具（250 ps）

PICOHI（韩国）1064 nm（300 ps），532 nm（275 ps）

PICOULTRA 300（巴西）1064（300 ps）532nm（脉宽未知）

PicoSoul 300 （巴西）1064/532nm （300/500 ps）

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小结

1、“应力驰豫时间”（Stress Relaxation Time，SRT）指“声冲击波从靶组织中心到达靶组织边界所需的时间”。

2、选择性光声作用是指激光的脉宽（皮秒级）小于等于靶组织的SRT（黑素小体的SRT为300 ps），此时，超短脉冲激光产生的冲击波局限在黑素小体内，可精准破坏黑素小体，而不会导致周围细胞和组织被爆破受损。

3、当无法做到“选择性光声作用”时，光声作用（爆破力）越强，越容易发生PIH。

4、300ps内的皮秒激光，可以做到选择性光声作用，只破坏靶组织，而不会破坏靶目标周围的组织。

5、新上市的300ps激光，其设备稳定性等机器性能问题，还有待临床验证。

6、激光的光声作用，光热作用，不只是由脉宽决定的，还与能量密度（峰值功率），靶色基的数量有关。从国内的730皮秒来看，如果能量密度偏高，也会导致PIH。

待续。。。

参考文献

丛林，夏志宽主译. 皮肤美容激光实用人门一郑州：河南科学技术出版社，2022.5

Tsunoi Y, Sato S, Kawauchi S, et al. Theranostic system for drug delivery and pharmacokinetic imaging based on nanosecond pulsed light-induced photomechanical and photoacoustic effects[J]. Japanese journal of applied physics, 2015, 54(11): 116601.

Lee J D, Lee J K, Oh M J M. Principles and choice of laser treatment in dermatology[M]. Springer Singapore, 2020.

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