レーザー照射スポットサイズを拡大する際に、総エネルギー出力にはどのような要件がありますか？フルエンスとスポットサイズの習得

レーザーのスポットサイズを拡大しながら一定のエネルギー密度を維持するには、総エネルギー出力を大幅に増加させる必要があります。レーザービームはより広い表面積に分散されるため、システムは、すべての平方センチメートルが同じ強度または「破壊力」を受け取ることを保証するために、パルスあたりの総ジュールを増やす必要があります。

レーザーのスポットサイズを拡大すると、ビームのエネルギーがより広い領域に分散されます。ビームが効果を発揮するには弱くなりすぎるのを防ぐために、レーザー電源システムは、カバー範囲の増加を補うために総エネルギー生成を強化する必要があります。

エネルギー対面積の仕組み

変数の定義

エネルギー密度（フルエンス）は、ジュール毎平方センチメートル（$J/cm^2$）で測定されるレーザーの強度です。これは、皮膚の特定の部分に適用される「用量」または破壊力を表します。

面積乗数

スポットサイズは、ビームの直径を指します。しかし、円の表面積は直径よりもはるかに速く増加します。

出力が急増する必要がある理由

フルエンスを一定（例：$16 J/cm^2$）に保つ場合、スポットサイズがわずかに増加するだけで、より多くの総エネルギーに対する膨大な需要が生じます。電源は、同じ濃度の光子でそのより大きな円を満たすために、はるかに一生懸命働かなければなりません。

なぜ大きなスポットサイズを優先するのか？

浸透深度の増加

フルエンスは表面での強度を制御しますが、スポットサイズはエネルギーがどれだけ深く伝わるかを決定します。スポットサイズが大きいほど散乱が少なくなり、エネルギーが組織の深部まで浸透できるようになります。

臨床効果の向上

この深部浸透のため、より大きなスポットサイズ（例：18mm）は、同じエネルギー密度でより小さなスポットサイズ（例：12mm）と比較して、毛包などの深部ターゲットを破壊するのに一般的に効果的です。

ハードウェアの現実

プロフェッショナル機器の証

大きなスポットサイズ全体で高エネルギー密度を維持する能力は、プロフェッショナルグレードのレーザーシステムの重要な技術指標です。低価格帯のシステムは、大きなスポットと高フルエンスを同時にサポートするのに十分な総電力を生成できないことがよくあります。

システム容量

長期的な結果を得るための最適な構成を達成するには、レーザーのコンデンサと電源が、パルスあたりの高ピーク電力を供給するのに十分な堅牢性を持っている必要があります。

トレードオフの理解

「シーソー」効果

限られた電力のシステムでは、スポットサイズを増やすと通常、フルエンスを下げる必要があります。これにより、より広い領域をカバーするビームになりますが、ターゲットを効果的に破壊するのに十分な強度を欠いています。

熱管理

高総エネルギーを供給すると、かなりの熱が発生します。この出力を実現できるシステムは、表皮を保護しながら、その膨大な量のエネルギーを真皮深部に供給するために、優れた冷却機構を必要とします。

目標に合わせた適切な選択

レーザーパラメータを構成したり、機器を選択したりする際には、スポットサイズと総エネルギーの関係が結果を決定します。

深部ターゲット（例：脱毛）が主な焦点の場合：フルエンスを犠牲にすることなく大きなスポットサイズを使用できるように、高総エネルギー出力を供給できるシステムを優先してください。
表面レベルの色素沈着が主な焦点の場合：毛包に必要な深部浸透を必要としないため、より小さなスポットサイズで十分な場合があります。これにより、総エネルギー出力への要求が軽減されます。

真の最適化は、可能な限り深い浸透と最も高い安全なエネルギー密度とのバランスが取れたときに発生します。

概要表：

パラメータ	スポットサイズとの関係	臨床結果への影響
総エネルギー出力	面積に比例して増加	効果的なターゲット破壊のためのフルエンスを維持
エネルギー密度（フルエンス）	一定のまま	cm²あたりの「用量」または強度の一貫性を確保
表面積	半径の二乗で増加	巨大な電源容量が必要
浸透深度	スポットサイズが大きいほど増加	深部毛包やターゲットへの到達に優れる
散乱効果	スポットサイズが大きいほど減少	より高い割合の光子が真皮に到達

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参考文献

Keyvan Nouri, Carlos Ricotti. Comparing 18- Versus 12-mm Spot Size in Hair Removal Using a Gentlease 755-nm Alexandrite Laser. DOI: 10.1097/00042728-200404000-00004

この記事は、以下の技術情報にも基づいています Belislaser ナレッジベース .