レーザー脱毛におけるパルス幅は、なぜ毛包の熱緩和時間と正確に一致させる必要があるのでしょうか？

正確なパルス幅は、レーザー脱毛を効果的かつ安全にするための重要な制御メカニズムです。

選択的光熱分解（selective photothermolysis）を達成するためには、パルス幅（またはパルス持続時間）を毛包の熱緩和時間（TRT）に合わせる必要があります。具体的には、レーザーパルスは、皮膚が冷却されるのに十分な長さでありながら、毛包内部に熱を閉じ込めるのに十分な短さでなければなりません。パルスが長すぎると、熱が毛包から逃げて周囲の組織を火傷させます。短すぎると、エネルギーは毛包を永続的に破壊するために必要な持続的な熱ではなく、機械的な衝撃を引き起こす可能性があります。

中核メカニズム 目標は、ターゲット（毛包）が冷却されるよりも速く加熱することです。パルス幅を毛包の冷却速度に合わせることで、周囲の皮膚が同じエネルギーを安全に放散する時間を同時に与えながら、熱エネルギーが毛幹内に純粋に蓄積されて破壊されることを保証します。

熱緩和時間の原理

閾値の定義

熱緩和時間（TRT）とは、物体が周囲の組織に熱エネルギーの50％を失うのにかかる時間です。

すべての生体構造は、そのサイズと組成に基づいて特定のTRTを持っています。小さな物体は急速に冷却されますが、大きくて密度の高い物体はより長く熱を保持します。

生物学的な「機会の窓」

効果的な治療は、皮膚と毛のTRTの違いを利用することにかかっています。

表皮（皮膚表面）は非常に短いTRTを持ち、通常は3〜10ミリ秒です。逆に、毛包ははるかに大きな構造であり、TRTは大幅に長く、40〜100ミリ秒の範囲です。

この不一致により、皮膚を過熱することなく毛を安全に加熱できる特定の時間窓が作成されます。

選択的光熱分解の達成

毛包へのエネルギー集中

毛包を永続的に破壊するには、「調理」する必要があります。

パルス幅は、毛包のTRT（40〜100ミリ秒）とほぼ等しいか、わずかに短い必要があります。

これにより、毛包が熱を放出するよりも速くレーザーがエネルギーを注入されることが保証されます。その結果、毛の再生に必要な幹細胞、バルジ、および真皮乳頭を破壊する熱が急速に蓄積します。

周囲の皮膚の保護

毛包が加熱されている間、皮膚は冷却する必要があります。

表皮はTRTが短い（3〜10ミリ秒）ため、10ミリ秒より長いパルス幅は、レーザー照射中に皮膚が熱を放散することを可能にします。

皮膚の冷却時間よりも長く、毛包の冷却時間よりも短いパルス幅を設定することにより、皮膚は熱を無害に放散し、毛包は破壊的に吸収します。

トレードオフの理解

パルスが長すぎるリスク

パルス幅が毛包のTRTを超える場合（例：100ミリ秒より大幅に長い場合）、熱の封じ込めが失敗します。

毛が破壊される前に、毛包は周囲の色素のない真皮に熱を放散し始めます。これにより、治療の効果が低下し、赤み、火傷、痛みなどの後遺症のリスクが劇的に増加します。

パルスが短すぎる非効率性

過度に短いパルス幅（タトゥー除去に使用されるナノ秒パルスなど）は、熱破壊ではなく機械的な衝撃に依存します。

これらの短いパルスはエネルギーを生成しますが、毛包全体を永続的な凝固を引き起こすのに十分な時間温度を上昇させることができないことがよくあります。一時的な脱毛や成長遅延を引き起こす可能性がありますが、長期的な減少を達成することはめったにありません。

目標に合わせた適切な選択

損傷を最小限に抑えながら結果を最大化するには、患者の毛と皮膚の特定の物理的特性に基づいてパルス幅をカスタマイズする必要があります。

主な焦点が太い終毛である場合：より長いパルス幅（100ミリ秒に近い）を選択してください。大きな毛包はゆっくり冷却され、完全に破壊するには持続的な加熱が必要です。
主な焦点が細い毛である場合：短いパルス幅（10〜30ミリ秒に近い）を使用してください。小さな毛包は急速に熱を放散し、破壊を達成するには高速なエネルギー配信が必要です。
主な焦点が濃い肌の色である場合：パルス幅を大幅に延長して、色素沈着した表皮が熱を冷却および拡散するのに十分な時間を確保し、表面の火傷を防ぎます。

最終的な成功要因：完璧なパルス幅は、毛を殺すのに十分な速さで熱を供給しながら、皮膚を傷つけないように十分な遅さで熱を供給するバランスの取れた行為です。

概要表：

生体構造	熱緩和時間（TRT）	推奨パルス幅	精密の目標
表皮（皮膚）	3 – 10ミリ秒	皮膚の冷却時間より短い必要あり	表面の火傷と冷却の防止
毛包	40 – 100ミリ秒	約40〜100ミリ秒	幹細胞破壊のための熱閉じ込め
細い毛	非常に短い	10 – 30ミリ秒	小さなターゲットのための高速エネルギー配信
太い終毛	長い	100ミリ秒に近い	大きな毛包のための持続的な加熱