选择性光热作用原理（theory of selective photothermolysis）是1983年Anderson等提出的，即根据不同组织的生物学特性，选择合适的激光参数（波长、脉冲持续时间、能量），达到有效治疗病变部位的同时，对周围正常组织的损伤最小的目的。该理论的提出，实现了激光治疗的有效性和安全性的完美统一，是激光医学发展史上的里程碑。要取得选择性光热作用效应，必须具备三个基本条件：合适的波长、脉冲时间和能量。

皮肤中主要的色基是黑色素、水和血红蛋白。不同色基对光的吸收峰值不一样：黑色素吸收峰值在280～1 200nm，并随波长增加而吸收减少；氧合血红蛋白吸收峰值有三个，即418nm（蓝色）、542nm（绿色）及577nm（黄色）；水的最大吸收峰大于2μm。此外，皮肤中的外源色素（如文身的染料）也有各自的吸收峰值：红色染料对510nm和532nm的波长吸收良好；绿蓝色染料吸收630nm、694nm或755nm的激光；蓝黑色染料吸收755nm或1 064nm的激光（图2-17～图2-19）。选择一种被靶色基吸收，而周围组织相对不吸收的光源，这是选择性治疗非常重要的一步。

另外，激光在组织中的穿透深度与激光的波长成正比，波长越长，皮肤吸收系数越低，穿透能力越大。因此治疗时激光波长的选择也应考虑激光穿透力的大小，病变部位越深，则所需的激光波长越长，尤其是真皮深部的病变，一定要选择较长的激光波长，否则激光作用不到病变部位。

故在选择激光的治疗波长时，需要兼顾靶色基的吸收峰和治疗部位的深浅。另外，肤色的深浅也需要考虑，同样是长脉宽激光脱毛，近红外激光（810nm、755nm）是白皮肤黑发理想的脱毛激光，而肤色较深的黑发则更适合采用长脉宽1 064nm Nd：YGA激光。

当激光与光子的能量足够大时，靶组织将会被热能摧毁，摧毁的形式依照能量的高低、色基的不同、作用时间的快慢、光源的不同，可以是崩解、热变性、坏死、气化等。选择能在靶组织上产生足够的温度，使之破坏的合适的能量是保证疗效的前提。连续激光的能量密度（J/cm ²）=（功率×时间）/光斑面积；相同光斑面积，相同功率，光的作用时间越长，能量越大，损伤越大。而对于脉冲激光：能量密度（J/cm ²）=能量/光斑面积；能量大小不影响穿透深度，但会影响不同界面能量的分布。

热弛豫时间（thermal relaxation time，TRT）是指受热的靶组织通过热扩散将其吸收的能量降低50%所需的时间，大多数靶组织可以采用简单的经验算法TRT≈d ²（近似值），TRT以秒（s）为单位，d代表靶点大小，以毫米（mm）为单位。靶色基的热向周围组织发生的这种热传导的过程就是热弛豫，而衡量热弛豫速度的快慢就是热弛豫时间，实际上就是衡量组织冷却的快慢。根据光学理论，只要使激光的脉冲持续时间小于或等于靶组织的热弛豫时间，就不会引起周围组织的热损伤。

小物体要比大物体冷却得快，简单地讲，TRT与物体大小的平方成正比。因此对于1个给定的物体，面积大小增加到2倍，则TRT将增加到4倍。血红蛋白直径约为5μm，其TRT约为5μs。血管性病变中血管管径的粗细有很大差异，毛细血管的TRT约为10μs，管径0.1mm血管的TRT约为4.8ms，而更大血管的TRT可达几十毫秒。因此治疗血管性病变的激光脉冲持续时间存在很大的波动范围，不能认为血管只有一个单一固定的TRT（表2-3）。

色素性病变中黑色素颗粒非常微小（0.2～0.5μm），其TRT（0.25μs）<1μs，因此治疗色素性病变应使用脉宽为纳秒级甚至皮秒级的激光。

TRT和脉宽的匹配对于疗效、副作用也非常重要，同样是翠绿宝石激光，QS翠绿宝石激光对于太田痣有很好的疗效，脱毛就需要长脉宽翠绿宝石激光。

因此，要取得选择性光热作用效应，必须具备有三个基本条件：①被靶色基优先吸收的波长；②小于或等于靶组织热弛豫时间的脉冲持续时间；③足够引起靶色基热损伤的能量。