“睛”准时代丨IPL技术在临床应用的发展

强脉冲光(Intense Pulsed Light, IPL)技术的发展史是一部跨学科、跨领域的创新历程,涵盖了从物理学发现到医学应用的多个阶段。IPL技术最初并非为医疗或美容目的而设计,而是随着光学和激光技术的进步逐渐被应用于皮肤治疗、美容以及干眼治疗等医学领域。本文将带您了解IPL技术在临床应用的发展历程。

一、IPL技术的发现与早期发展
IPL技术的起源可以追溯到20世纪六七十年代,当时科学家开始研究激光和强光的应用,激光技术(如红宝石激光和氩离子激光)在皮肤病治疗中显示出潜力。1960年,美国物理学家西奥多·梅曼(Theodore Maiman)发明了世界上第一台红宝石激光器,开启了激光技术的新纪元。激光的高能量、单色性和相干性使其迅速成为医学和工业领域的重要工具[1]。
强脉冲光(IPL)与激光不同,它发射的是宽光谱(500-1200纳米)的非相干光,能够覆盖多种波长。通过滤光片选择特定波段的光,IPL可以针对不同的目标组织(如黑色素、血红蛋白或水)进行治疗。其核心原理是Anderson提出的选择性光热解理论(Selective Photothermolysis),IPL的宽光谱特性使其能够同时处理多种皮肤问题[2]。
IPL本质上为气体激发电离产生弧光放电,当加载较高的电压时,大量的电荷转换成光子,表现出强脉冲光。IPL的电流波形,与发光强度的波形高度相似,即是第一代脉冲波形, IPL放电模型如下图所示。

IPL放电模型
二、IPL技术在医学领域的应用
第一代:
强脉冲光(IPL,Intense Pulsed Light)
IPL技术在美容领域的应用是其发展史上的重要里程碑,1990年,Goldman和Eckhouse描述了一种新的高强度闪光灯作为治疗血管性损害的工具[3],1994年,IPL技术首次被商业化应用于皮肤治疗,美国第一台面向市场的强脉冲光治疗仪问世,主要用于治疗血管问题,但这台初代机没有冷却系统,而且不能精准控制脉冲光的发射,目前已经在市面上销声匿迹了。

IPL脉冲波形示意图
第二代:
优化脉冲光(OPT,Optimal Pulse Technology)
2004年,以色列Sharplan公司提出了对传统强脉冲光IPL技术进行改良升级理念,开启优化脉冲技术时代,该技术被称为Optimal Pulse Technology简称OPT。OPT研发理念是将脉冲光的波形控制到似“长城垛口”样的均匀能量方波,使得IPL脉冲能量实现均匀输出,这样可以既能避免“尖峰波”,使治疗更加柔和安全,又可以避免能量衰减,可以使低能量的脉冲也可以最大发挥它的效果。OPT实现了最大3个子脉冲,可以1个2个和3个脉冲使用。随着使用范围扩大,不同公司在不断完善OPT技术,该技术在美容领域广泛使用至今,在治疗痤疮、玫瑰痤疮、毛细血管扩张等皮肤病方面得到广泛应用[4]。
OPT技术能量密度一般使用较大能量,能量设置一般在10-35J/cm2。

OPT脉冲波形示意图
第三代:
可调节脉冲光(IRPL,Intense Regulatory Pulsed Light)
法国E-SWIN公司基于IPL的工作原理,在OPT的3脉冲基础上增加了一个低脉冲,同时一次激发可以发射两组,两组合计8个子脉冲,包含6个相同能量密度的高能量子脉冲和2个低能量密度的子脉冲,即第三代IPL技术。E-Swin公司的E-eye产品能量密度固定设置为6档,分别为:9J/cm2、9.8J/cm2、10.6J/cm2、11.4J/cm2、12.2J/cm2和13J/cm2。最小能量为9J,最大能量为13J,可调范围较小。

IRPL脉冲波形示意图
第四代:
多重优化脉冲光技术(MOPT,Multiple Optimal Pulse Technology)
MOPT技术原理:
MOPT技术是根据能量在组织中的传导方式及特点,经过大量实验以及临床验证,将10个子脉冲的方形波进行优化,10个子脉冲的能量密度,脉冲间隔,脉宽都各不相同,在能量密度和热驰豫时间的控制方面实现了重大突破。能量密度的精确调节确保了治疗的安全性和有效性,避免了对周围健康组织的热损伤。同时,优化的热驰豫时间(即目标组织冷却的时间)使治疗过程更加温和,显著提升了患者的舒适度。这种双重优势在治疗过程中既能有效解决皮肤问题,又能最大程度地减少疼痛和不适感,特别适合对疼痛敏感的患者。
Eyesis®采用MOPT技术,将脉冲作为脉冲簇,对脉冲能量进行精细化控制,可以进行0.5J/cm2每档的更精细化的调整,通过增加更多不同能量的子脉冲数量,这种创新设计不仅能够根据患者具体需求进行个性化调节,还大幅提高了热传导效率,使能量能够更均匀、深入地作用于目标组织,从而增强治疗效果。

MOPT脉冲波形示意图
三、IPL技术在眼科治疗的应用发展
2002年美国诊所医生Rolando Toyos在使用Diamond Series Q4设备为酒糟鼻患者治疗时,发现强脉冲光可以对患者的眼部干涩症状进行缓解,IPL能刺激皮下组织,提高睑板腺的局部温度,对睑板腺阻塞有治疗作用[5]。这一发现为干眼治疗提供了新的思路,并引发眼科专家对IPL技术的进一步研究与探索,推动了其在临床中的应用与发展。
研究发现,IPL治疗可有效改善干眼症状体征,疗效可维持6~12个月[6-7],改善睑板腺功能障碍(MGD)患者的泪膜稳定性、睑板腺功能和眼干的主观症状[8]。在一项回顾性研究中,研究者招募25例MGD患者接受IPL治疗,治疗后发现眼表疾病指数、脂质层厚度、泪膜破裂时间、泪膜平均破裂时间、泪膜破裂区域、角膜荧光素染色有显著改善,同时患者的睑缘异常、睑酯质量及睑板腺表达有明显改善[9]。Wei等研究显示,MOPT联合睑板腺按摩(MGX)治疗MGD安全有效[10]。Huang等将睑板腺探查(MGP)与IPL联合用于治疗难治性梗阻性MGD患者,结果发现,所有患者的SPEED、TBUT、CFS、睑板腺功能、睑缘新生血管、睑板腺开口异常等指标均明显改善[11]。
随着研究的不断深入,IPL技术被发现对其他眼表疾病具有潜在的治疗作用,例如睑缘炎、蠕形螨睑缘炎、儿童霰粒肿、术后干眼症等疾病。多项研究报道,MOPT低脉冲能量技术对儿童霰粒肿治疗效果确切[12-13]。河北省儿童医院和郑州大学第一附属医院针对儿童睑缘炎相关疾病的临床研究显示,Eyesis®可调节的5-9J/cm2能量适用于儿童,间隔1周进行IPL治疗,可以治愈儿童MGD导致的睑板腺囊肿、儿童睑缘炎引起的角结膜病变(BKC)、MGD相关干眼等症状和体征[12]。研究表明,IPL治疗蠕形螨睑缘炎患者1个月后根除率为55%,3个月后根除率可达100%,而蠕形螨的生命周期为15天,推测IPL可能作用于蠕形螨的生殖细胞,影响其繁殖能力,达到长期根除的效果[14]。MGD合并白内障患者术后泪膜稳定性恢复更难,DED严重程度加剧,IPL结合睑板腺按摩对MGD合并白内障术后DED患者的治疗效果显著,具有较好的安全性[15]。
MOPT技术在干眼治疗中的独特优势
1、单次照射激发脉冲数量≥10,波长:580nm—1200nm。
2、在较低能量密度下,即可实现显著的治疗效果,能量密度为5J/cm2-15J/cm2,并兼具儿童治疗能量5J/cm2-9J/cm2,治疗安全、有效。
3、五点治疗,照射下眼睑,可在上、下眼睑都可得到治疗效果。
4、每周一次治疗,连续4-6次治疗即完成一个疗程,提高了患者依从性。
从最初的皮肤治疗、美容领域到如今的干眼治疗,IPL技术的发展历程展现了其多功能性和不断创新的潜力。随着技术的进一步优化和临床研究的深入,IPL技术在更广泛的眼表疾病治疗中发挥重要作用,为患者提供更高效、更安全的治疗方案。
关于美迪信
美迪信(MDC)成立于2009年,凭借全面的干眼诊疗产品线,包括Eyesis®干眼检查仪、Eyesis®恒温熏蒸治疗仪、Eyesis®MOPT眼科强脉冲光治疗仪、Eyesis®眼部热敷贴和Eyesis®4-松油醇除螨清洁湿巾,以及即将面世的干眼热脉动治疗仪和泪液检测产品,实现从精准检查到全面管理的干眼诊疗服务。此外,美迪信医疗可提供涵盖技术培训、运营指导、品牌宣传的全周期服务,致力于打造干眼一体化解决方案新标杆。

参考文献

1、Schneckenburger H. Laser Application in Life Sciences. Int J Mol Sci. 2023 May 10;24(10):8526.
2、Anderson RR, Parrish JA. Selective photothermolysis: precise microsurgery by selective absorption of pulsed radiation. Science. 1983 Apr 29;220(4596):524-7.
3、Goldman, M P et al. “Pulsed dye laser treatment of telangiectases with and without subtherapeutic sclerotherapy. Clinical and histologic examination in the rabbit ear vein model.” Journal of the American Academy of Dermatology vol. 23,1 (1990): 23-30.
4、Knight, J. Matthew. “Combined 400-600nm and 800-1200nm Intense Pulsed Phototherapy of Facial Acne Vulgaris.” Journal of drugs in dermatology: JDD vol. 18,11 (2019): 1116-1122.
5、Toyos R, Buffa C, Youngerman S. Case report: Dry–eye symptoms improve with intense pulsed light treatment. EyeWorld News. September 2005.
6、Barbosa Ribeiro, Bruno et al. “Pulsed Light Therapy in the Management of Dry Eye Disease: Current Perspectives.” Clinical ophthalmology (Auckland, N.Z.) vol. 16 3883-3893. 24 Nov. 2022.
7、董文荟,晏晓明.强脉冲光疗法治疗眼表疾病机制的研究进展[J].国际眼科纵览, 2020, 44(5):5.
8、Chen, Ruida et al. “Intense pulsed light therapy for ocular surface diseases.” Lasers in medical science vol. 39,1 111. 24 Apr. 2024.
9、Cheng, SN et al. Intense pulsed light therapy for patients with meibomian gland dysfunction and ocular demodex infestation[J]. Curr Med Sci, 2019, 39(5): 800-809.
10、Wei S, et al. Therapeutic Effect of Intense Pulsed Light (IPL) Combined with Meibomian Gland Expression (MGX) on Meibomian Gland Dysfunction (MGD). J Ophthalmol. 2020 Apr 13;2020:3684963.
11、Huang, X, et al. Clinical results of intraductal meibomian gland probing combined with intense pulsed light in treating patients with refractory obstructive meibomian gland dysfunction: a randomized controlled trial[J]. BMC Ophthalmol, 2019, 19(1): 211.
12、杨晓格,等.强脉冲光治疗儿童睑板腺囊肿的临床观察[J].中国斜视与小儿眼科杂志, 2022(3):36-38,61.
13、范晶晶,等. 强脉冲光治疗儿童霰粒肿的临床疗效观察[J]. 中华眼科医学杂志(电子版),2023,13(3):152-156.
14、Zhang, XiaoZhao et al. “Therapeutic Effect of Intense Pulsed Light on Ocular Demodicosis.” Current eye research vol. 44,3 (2019): 250-256.
15、谢佩玲,等.强脉冲光结合睑板腺按摩对睑板腺功能障碍型白内障术后干眼症的治疗效果观察[J].现代实用医学, 2023, 35(12):1624-1627.
