並列冷却は、長時間のレーザー照射中の熱拡散に対抗するために設計されたリアルタイムの熱管理技術です。 30ミリ秒から100ミリ秒のパルス幅を持つダイオードレーザー脱毛処置では、並列冷却はレーザーパルスと同時に表皮から積極的に熱を抽出します。この連続的な逆冷却は、皮膚が吸収した直接的なエネルギーと、暖まる毛包から伝導される熱の両方を中和し、毛包が破壊温度に達する間、表皮を確実に保護します。
コアの要点 長パルスレーザーは、熱エネルギーが毛包から周囲の組織に拡散するのに十分な時間、熱を発生させます。並列冷却は、この逃げる熱をリアルタイムで除去する「動的な熱バランス」を提供し、標的となる毛包の熱破壊を妨げることなく、表皮の火傷を防ぎます。
長パルス加熱の物理学
並列冷却の利点を理解するには、まず30〜100ミリ秒のパルス中の熱の挙動を理解する必要があります。
熱拡散のダイナミクス
短パルスレーザーでは、エネルギーが非常に速く供給されるため、熱はほぼ標的内に閉じ込められます。しかし、長パルス（30〜100ミリ秒）の間は、熱が移動するのに十分な時間があります。
毛包がエネルギーを吸収すると、熱緩和時間（TRT）として知られる特定の期間、熱を保持します。レーザーパルス幅がこの時間と一致するか、それを超えると、熱は周囲の真皮および表皮組織に外向きに流れ始めます。
逆伝導のリスク
長パルス処置における主な危険は、深層からの熱伝導です。
毛包が加熱されると、熱源として機能します。介入がない場合、この熱は皮膚表面（表皮）に向かって逆伝導します。レーザーが同時に冷却なしで照射され続けると、この「逆伝導」は表皮温度を危険なレベルまで上昇させ、火傷や水ぶくれを引き起こす可能性があります。
並列冷却のメカニズム
並列冷却は、積極的かつ同時的な介入を通じて、長パルス拡散に関連する特定のリスクに対処します。
動的な熱バランス
主要な参照では、並列冷却の主な利点を動的な熱バランス制御と定義しています。
単に照射前に皮膚を冷却する（予備冷却）のではなく、並列システムは冷たい空気または接触プレートを使用して、照射期間中に熱を除去します。これにより、熱抽出率と表皮での熱蓄積率が一致する平衡状態が作成されます。
表皮温度の抑制
このバランスを維持することにより、システムは表皮温度の上昇を効果的に抑制します。
これにより、オペレーターは、皮膚表面が過熱することなく、毛包を破壊するために必要な高総エネルギーを供給できます。これにより、皮膚の熱的安全性と毛髪の熱的破壊が効果的に切り離されます。
熱緩和時間の差の利用
補足データによると、60〜80ミリ秒のパルス幅は、毛包と表皮のTRTの差を利用しています。
毛包は冷却が遅い大きな構造です。表皮のメラノソームは小さく、冷却が速いです。並列冷却は、この自然な差を強化します。急速に冷却される表皮から熱を素早く奪う一方で、かさばる毛包は永続的な損傷に必要な熱を保持します。
トレードオフの理解
並列冷却は安全性に不可欠ですが、有効性を確保するために管理する必要のある変数をもたらします。
過冷却のリスク
冷却機構がレーザーフルエンスに対して過度に積極的すぎると、意図せずに毛包の上部を冷却してしまう可能性があります。
これにより、毛包が永続的なタンパク質変性を引き起こすのに必要な臨界温度に達するのを妨げ、永続的な脱毛ではなく一時的な脱毛につながる可能性があります。
接触品質への依存
接触ベースの並列冷却（プレート）の場合、安全機構は均一な物理的接触に完全に依存します。
長パルス処置では、100ミリ秒のウィンドウ中に接触が一時的に失われるだけでも「動的なバランス」が失われます。レーザーは照射を続けるため、この接触の喪失は、ヒートシンクが除去されたため、即時の熱損傷（「ストライピング」または火傷）につながる可能性があります。
目標に合わせた適切な選択
並列冷却の使用により、特定の患者プロファイルに対応できる調整可能なパルス幅が可能になります。
- 暗い肌の安全性に重点を置く場合： 60〜100ミリ秒のパルス幅と並列冷却を使用すると、毛包の損傷を維持しながら表皮の熱放散が可能になります。
- 粗い毛髪の有効性に重点を置く場合： 並列冷却が表面のスパイクを防ぎつつ毛包の急速な加熱を可能にする、30ミリ秒に近いパルス幅をターゲットにします。
- 患者の快適さに重点を置く場合： より長いパルス持続時間に関連する熱拡散の感覚に対抗するために、冷却システムが継続的にアクティブであることを確認してください。
並列冷却は、レーザーパルスを静的なエネルギー配信イベントから制御された熱交換に変換し、毛包の破壊を損なうことなく安全性を最大化します。
概要表：
| 特徴 | 長パルスへの影響（30〜100ミリ秒） | 並列冷却の利点 |
|---|---|---|
| 熱力学 | 毛包から表皮へ熱が拡散する | リアルタイムで動的な熱バランスを維持する |
| 安全性プロファイル | 逆伝導による火傷のリスクが高い | 表皮温度の上昇を効果的に抑制する |
| パルス効率 | エネルギーが速すぎる可能性があり、拡散する | 皮膚の安全性と毛包の破壊を切り離す |
| 患者の快適さ | 持続的な熱感 | 優れた快適性のための継続的な熱抽出 |
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参考文献
- Lars O. Svaasand, J. Stuart Nelson. On the physics of laser-induced selective photothermolysis of hair follicles: Influence of wavelength, pulse duration, and epidermal cooling. DOI: 10.1117/1.1646174
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 .
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