夏紹剛醫師：三張圖搞懂醫美雷射原理

夏紹剛醫師：三張圖搞懂醫美雷射原理

夏紹剛醫師

【2025 年十月．作者註】本文除了更新封面外，內容新增了關於經典雷射治療理論中對「熱緩解時間」的深入科普，更補充「光機械效應」等新型雷射治療原理的進一步說明，讓內容更加完整且與時俱進（原封面移至文末留存）。

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雷射（LASER），是「Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation」的縮寫，直接英譯就是「透過刺激而輻射出來的強化光」，大陸翻譯為「激光」，其實相當傳神！簡單來說，雷射就是一種特化過的光線，以光束形式將被激發的光子射出至物體表面，產生作用。

一般而言，雷射機台的構造分為三個基本元件：

一、激發來源（Pumping source）：供應能量（如電力）至增益介質當中，將其中的電子激發到活躍態。

二、增益介質（Gain medium）：接收激發來源的能量後，這些特殊的增益介質，其被激發電子的能階是固定的，所以只會放出單一波長的光，而光的波長就直接決定了雷射的用途。

三、鏡面共振腔（Optical cavity）：由位於增益介質兩側的兩面相互平行的鏡子組成－－一邊是全反射鏡，一邊是部分反射鏡－－作用就是讓增益介質被激發放出的光子，在原本向著四面八方的發射下，於兩面鏡子間的不斷反彈當中，逐漸匯聚成與鏡面垂直的、單一方向的水平光；水平光束於多次經過內部的增益介質的過程中，就會持續放大其能量，直到強大到可以穿透部分反射鏡，發出雷射。

目前雷射被開發出的用途十分廣泛，舉凡工業、科研、軍事以及醫學上應用等等；而在醫學美容上，雷射因其良好的物理特性，也有著十分重要的地位：

一、穩定的能量輸出：具有同相性的光波不會互相抵銷，因此醫師可預期每發雷射作用在皮膚上都會有相同的療效。

二、單一波長的光：不同種類的雷射使用各自的增益介質，以此產生不同的波長，單一波長對應皮膚上特定的作用目標（載色體，Chromophore，請見本文後述），產生特定的治療效果；像是精準的破壞病灶（如除痣、除斑、除血管絲、除肉芽），或是產生可控的皮膚表面微傷害，刺激皮膚在癒合過程中啟動膠原蛋白新生重組，達到緊緻、改善膚質效果（如飛梭雷射）。

三、單一方向的平行光：雷射的固定輸出方向，讓醫師在操作上能夠精準定位在我們想要治療的皮膚病灶上，避免傷害正常的皮膚。

大致上來說，雷射機台可控制的參數有以下六個部分：

一、輸出能量（Power）：能量越強，治療效果越好，但對皮膚組織的破壞也越強。

二、光點大小（Spot Size）：即為每發雷射打在皮膚上的「範圍」。光點越大，治療的範圍越大，穿透深度越深。

三、輸出頻率（Frequency）：即為每發雷射在單位時間內「重複輸出的次數」，單位為Hz。頻率決定了治療的效率，但有時設定頻率太快會比較難計算供給能量；因此，淨膚雷射因為每發雷射能量較低，醫師會把頻率調快（畢竟全臉的淨膚雷射掃下來可能要數千發，設定頻率太慢......恐怕醫師與患者都會等到黃花菜都涼了......），而除痣時因為每發能量較強，一般醫師會把頻率調慢，比較能看清楚每發後病灶破壞的狀況。

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四、波長（Wavelength）：波長是決定一台雷射用途的最重要部分，也因此我們常常會用「波長」或「增益介質」來命名雷射。雷射希望作用的目標稱為「載色體」（Chromophore，或稱發色團，如黑色素、血紅素或水分子），每種載色體各自有其親和度（Affinity）較高的吸收波長，故可選擇相對應雷射來將它們破壞。波長的單位為奈米（nm，nanometer）。

像是除斑可選用對黑色素親和度高的 755 nm 亞歷山大雷射（Alexandrite Laser，又稱紫翠玉雷射）；除血管絲可選用對血紅素親和度高的 585 或 595 nm 染料雷射（Dye Laser）。

而清除表淺的痣（良性黑色素痣）、肉芽（皮贅）及老人斑（脂漏性角化症），其原理則是透過瞬間汽化組織中的水分，達到精準移除病灶的效果，因此常選用對水分子親和度高的 2940 nm 鉺雅鉻雷射（Er:YAG Laser）或 10600 nm 二氧化碳雷射（CO2 Laser）。

此外，在不考慮水分吸收能量的影響，普遍來說，波長越長，穿透皮膚的深度越深。

五、脈衝時間（Pulse Duration）：又稱脈寬時間（Pulse Width），意即「每一發」雷射的「持續時間」。皮膚上不同的目標物（載色體），各自具有獨特的「熱緩解時間」（Thermal Relaxation Time，TRT）。這個時間是指，當目標物（如黑色素、血管）吸收雷射能量而瞬間升溫後，將熱能擴散出去，使其溫度從峰值下降約一半所需之時間（註）。

雷射治療的經典核心原則，就是選擇合適波長的雷射，精準地針對想治療的載色體進行有效「打擊」，且打擊的「脈衝時間」不得超過它的「熱緩解時間」。如此一來，熱能才能被有效「侷限」在目標物內，達到治療效果，而不會因過度擴散而傷害到周圍的正常皮膚組織；這個治療原理即是著名的「選擇性光熱分解效應」(Selective Photothermolysis），是由哈佛大學皮膚科醫師 R. Rox Anderson 與 John A. Parrish 於 1983 年所提出。

此理論之確立，奠定了現代醫用雷射治療的基石，大幅降低治療副作用，使雷射得以商業化普及。

隨著科技進展，將雷射脈衝時間從「奈秒」進一步壓縮至更短的「皮秒」等級時，便讓另一項關鍵原理－－「光機械效應」（Photomechanical Effect）成為主導的治療機制。它不再單純依賴熱能，而是透過超短脈衝對目標物（如黑色素）傳遞巨大能量，產生強烈的光震波，就如同將大石頭擊碎成細沙，直接將色素顆粒「震碎」為更易被人體免疫系統清除的微小粒子。

由於雷射光停留在皮膚的時間極短，能大幅降低對周遭組織的熱傷害與術後反黑的風險。因此，相較於傳統「奈秒」等級的雷射，「皮秒雷射」在處理刺青、色素斑點及改善膚質上，往往能達到副作用更少、效果更顯著的優勢。

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六、表皮冷卻系統（Skin Cooling System）：表皮冷卻系統在雷射施打後立即作用（如噴灑冷媒），可減少雷射對表皮所造成之熱效應，降溫以鎮靜肌膚，保護表皮組織，緩解患者不適感，避免過度灼熱甚至灼傷；當然相對的，過量的冷卻會降低雷射治療效果。另外，表皮冷卻還能增加穿透深度，可用於輔助治療位於皮膚下較深的病灶。

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由於雷射施打在皮膚時，會出現光熱效應、光機械效應及光化學效應等各種變化，因此治療選擇上都是因人因病而異的，不可能對每個除痣案例都用 A 套餐，而所有除毛療程一律用 B 套餐這麼簡單！

專業醫師會全盤評估患者的病灶狀況、肌膚狀況及患者心中對於雷射治療後的預期效果，讓患者充分了解雷射處置過程及可能之副作用，經充分溝通達成雙方共識後，再進行治療。

大家都應認識到，雷射治療，就是一種「破壞」，即便是想要讓肌膚回春去凹疤，也是「從破壞中求建設」，不只醫師端要為病人選擇合適的雷射機台與參數，患者端在術前及術後也要充分配合醫囑，好好養護皮膚，才能達到最好的效果。

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註：「熱緩解時間」又稱「熱弛豫時間」。在物理模型中，其嚴謹定義為：目標物吸收能量後，其中心點與周圍組織的溫差（即高於環境的溫度），從峰值衰減至剩下約 36.8%（即 1/） 所需之時間。上述定義中的  是指數學常數（歐拉數）。

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原封面圖「機器人雙眼射出紅光」雖然畫風簡略，卻也直白明瞭，要為它升級換代，並沒有像「皮膚科藥膏－劑型」那篇那麼容易。我與 AI 夥伴嘗試了多種構思後，決定從文章的核心知識點出發——將【雷射波長】圖中的概念，進行具象化。

構想是讓一顆水晶在能量激發下，同時射出代表不同治療目標的光束：755 nm 波長的深紅光、585 nm 波長的琥珀黃光，以及代表汽化雷射（2940 nm／10600 nm）的中紅外光（Mid-Infrared，MIR）。

然而，巨大的挑戰隨之而來：如何用視覺語言，去呈現一道「不可見光」？我們極盡所能地嘗試－－空氣的蒸發、空間的扭曲、子彈般的軌跡等等，甚至嘗試召喚「光學鬼影」......最終，仍無法達到理想的構圖。

以上，是整個創作過程中的幾張「詠唱殘響」，放在文末留存紀念。

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這是 2017 年獨力製作的原封面圖，其實現在看來也是饒富趣味，所以新封面的經過一再調整思路的多重詠唱，才終於得以讓它來到文末坐鎮，當年我應該也是找了很久的 CC0 圖庫吧！

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［同場加映］
１﹒皮秒雷射：治療前該知道的六件事（上）／（下）
２﹒皮膚的「創傷後症候群」－－淺談肥厚性疤痕與蟹足腫
３﹒「軍隊」對「菌隊」：一篇搞懂痘痘、痘疤、Ａ酸皮膚炎的保養治療全攻略


［延伸閱讀］

１﹒肉毒桿菌素：治療前該知道的六件事（上）／（下）

２﹒潛藏在樹蔭間的隱秘刺客－－毛毛蟲皮膚炎，您該知道的五件事
３﹒隱藏在神經裡的深層夢魘－－帶狀疱疹，您該知道的五件事
４﹒立塑（Liposonix）－－非侵入式的體雕減脂利器
５﹒《中西醫療與健康減重》懶人包

６﹒《中西醫療與健康減重》2025 年 8 月更新：「神奇」的瘦瘦針

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［參考資料］
１﹒王修含醫師的部落格：
皮膚雷射光電治療：雷射、脈衝光、電波拉皮、電漿原理與應用
２﹒美的好朋友MedPartner：
雷射美白淡斑：淨膚雷射、粉餅雷射、光纖雷射比較及注意事項全攻略－美白全攻略7
３﹒黃禎憲皮膚科診所官網：雷射光療
４﹒板橋黃皮膚科診所官網：儀器介紹
５﹒維基百科：雷射