L'intervallo di lunghezze d'onda preferito da 500 nm a 1.500 nm funziona come un "punto ottimale" ottico per la fototerapia, selezionato specificamente per minimizzare il rapido assorbimento da parte dei componenti tissutali. Operando all'interno di questa finestra, le apparecchiature evitano l'intenso assorbimento dell'emoglobina e della melanina al di sotto dei 500 nm e i picchi di assorbimento dell'acqua superiori a 1.500 nm, consentendo alla luce di penetrare nel tessuto principalmente attraverso la diffusione.
Concetto chiave Questo intervallo spettrale crea un ambiente "limitato dalla diffusione" in cui la luce non viene immediatamente assorbita in superficie, ma si diffonde invece in profondità nel tessuto. Ciò consente ai professionisti di prevedere e controllare la distribuzione del danno termico in base ai parametri del fascio, piuttosto che essere limitati dalla composizione chimica degli strati tissutali superiori.
La fisica della finestra ottica
Per comprendere perché questo intervallo è critico, è necessario analizzare come la luce interagisce con i tre componenti principali del tessuto umano: melanina, emoglobina e acqua.
Evitare il limite inferiore (< 500 nm)
Le lunghezze d'onda inferiori a 500 nm interagiscono aggressivamente con i pigmenti tissutali.
La melanina e l'emoglobina possiedono forti caratteristiche di assorbimento negli spettri ultravioletti e blu (sotto i 500 nm). Se un dispositivo opera in questo intervallo inferiore, l'energia viene assorbita quasi immediatamente al contatto con la pelle.
Ciò crea un elevato calore superficiale, ma impedisce alla luce di viaggiare più in profondità nel tessuto, rendendola inefficace per la fototerapia dei tessuti profondi.
Evitare il limite superiore (> 1.500 nm)
Le lunghezze d'onda superiori a 1.500 nm incontrano una barriera diversa: l'acqua.
I tessuti molli contengono un'alta concentrazione di acqua. A lunghezze d'onda superiori a 1.500 nm, i picchi di assorbimento dell'acqua diventano il fattore dominante.
Simile al limite inferiore, ciò provoca un rapido assorbimento dell'energia negli strati superficiali. L'energia luminosa viene convertita in calore prima che possa diffondersi efficacemente verso bersagli più profondi.
Il meccanismo della diffusione
Tra queste due barriere di assorbimento si trova la finestra da 500 nm a 1.500 nm.
In questo intervallo, l'assorbimento da parte dei cromofori e dell'acqua è relativamente debole. Poiché la luce non viene immediatamente assorbita, è libera di interagire fisicamente con le strutture tissutali piuttosto che chimicamente.
Questo fenomeno è noto come diffusione tissutale. I fotoni rimbalzano attraverso il reticolo tissutale, consentendo all'energia laser di penetrare molto più in profondità di quanto consentirebbero le lunghezze d'onda dominanti per assorbimento.
Comprendere i compromessi operativi
Sebbene questo intervallo offra una penetrazione ottimale, sposta l'onere del controllo dal tessuto alla tecnologia.
Dipendenza dai parametri del fascio
In uno scenario a predominanza di assorbimento (al di fuori di questo intervallo), il tessuto ferma la luce naturalmente. In questo intervallo limitato dalla diffusione, la luce continuerà a viaggiare finché non si dissipa.
Pertanto, la distribuzione del danno termico non è definita da dove si ferma la luce, ma da come viene modellato il fascio.
Il successo dipende fortemente dal controllo preciso dei parametri del fascio. Gli utenti devono configurare accuratamente le dimensioni, l'intensità e la durata del fascio per definire esattamente dove si verifica il danno termico all'interno di quel volume diffuso.
Fare la scelta giusta per il tuo obiettivo
La selezione dell'intervallo 500-1.500 nm è una decisione strategica per dare priorità alla profondità e al controllo rispetto all'interazione superficiale.
- Se il tuo obiettivo principale è la penetrazione profonda: Utilizza questo intervallo per bypassare i pigmenti superficiali e l'acqua, garantendo che l'energia venga erogata agli strati tissutali più profondi tramite diffusione.
- Se il tuo obiettivo principale è la profilazione termica controllata: Sfrutta questa finestra dominata dalla diffusione per modellare la zona di danno termico utilizzando i parametri del fascio, piuttosto che fare affidamento sull'assorbimento tissutale per fermare il fascio.
Aderendo a questa finestra di lunghezze d'onda, ti assicuri che la propagazione dell'energia laser sia dettata dalla fisica che puoi controllare, piuttosto che dalla chimica tissutale che non puoi.
Tabella riassuntiva:
| Fattore | < 500 nm (Limite inferiore) | 500 - 1.500 nm (Finestra ottica) | > 1.500 nm (Limite superiore) |
|---|---|---|---|
| Barriera principale | Melanina e emoglobina | Assorbimento minimo | Assorbimento dell'acqua |
| Comportamento della luce | Rapido assorbimento superficiale | Diffusione nei tessuti profondi | Rapido riscaldamento superficiale |
| Profondità di penetrazione | Superficiale | Profonda / Penetrante | Superficiale / A livello della superficie |
| Meccanismo di controllo | Chimica tissutale | Parametri del fascio (dimensioni/intensità) | Chimica tissutale |
| Caso d'uso migliore | Lesioni pigmentate superficiali | Terapia dei tessuti profondi e rimozione dei peli | Ablazione o riscaldamento superficiale |
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Riferimenti
- Lou Reinisch. Scatter‐limited phototherapy: A model for laser treatment of skin. DOI: 10.1002/lsm.10046
Questo articolo si basa anche su informazioni tecniche da Belislaser Base di Conoscenza .
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