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CN101505675A - 手持光美容装置 - Google Patents

手持光美容装置 Download PDF

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Publication number
CN101505675A
CN101505675A CNA2007800316638A CN200780031663A CN101505675A CN 101505675 A CN101505675 A CN 101505675A CN A2007800316638 A CNA2007800316638 A CN A2007800316638A CN 200780031663 A CN200780031663 A CN 200780031663A CN 101505675 A CN101505675 A CN 101505675A
Authority
CN
China
Prior art keywords
emr
source
skin
devices according
island portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007800316638A
Other languages
English (en)
Inventor
G·B·阿特修勒
I·亚罗斯拉夫斯基
S·威尔森
J·S·乔
O·M·小拉兹尼卡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Palomar Medical Technologies LLC
Original Assignee
Palomar Medical Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Palomar Medical Technologies LLC filed Critical Palomar Medical Technologies LLC
Publication of CN101505675A publication Critical patent/CN101505675A/zh
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

本发明披露一种能够被用来应用EMR至皮肤例如来实现皮肤的分段处理的手持光美容装置。本发明披露由消费者在非医疗和或非专业背景中使用的有效的分段光美容装置。因此,在此披露这样的装置的实施例具有一个或多个下列属性:能够执行一个或多个美容和/或皮肤病学处理;对于这种处理有功效;耐用;相对便宜;设计相对简单;小于现有专业装置(其中一些实施例完全的自包含的并且手持);由非专业人士使用安全;和/或使用将无痛苦(或仅轻微疼痛)。

Description

手持光美容装置
相关申请
【001】本申请是美国申请No.11/097841、11/098000、11/098036和11/098015的部分继续申请,这些申请的每个均于2005年4月1日提交并且名称都为“Methods and products for producing lattices of EMR-treated isletsin tissues,and uses therefore.”,并且这些申请的每个要求2004年4月9日提交的美国临时申请No.60/561052、2004年9月29日提交的美国临时申请No.60/614382、2005年1月5日提交的美国临时申请No.60/641616和2004年10月21日提交的美国临时申请No.60/620734的优先权,而且这些申请的每个也是现在被放弃的、要求2001年3月2日提交的美国临时申请No.60/272745的优先权的于2002年2月22日提交的美国专利申请No.10/080652的部分继续申请。
【002】本申请还要求均于2006年5月1日提交的名称为“Photoco smeticDevice”的美国申请No.11/415363、11/415362和11/415359的优先权,这些申请的每一个要求2006年3月10日提交的美国临时申请60/781083的优先权。
【003】本申请还要求于2006年6月27日提交的名称为“HandheldPhotocosmetic Device”的美国临时申请No.60/816743和于2007年11月6日提交的名称为“Methods and Products for Produc ing Lattices of EMR-TreatedIslets in Tissues,and Uses Therefore.”的美国临时申请No.60/857154的优先权。
【004】本申请所要求优先权的这些申请的每个的全部内容通过引用包含于此。
发明背景
技术领域
【005】本发明总的涉及光美容装置,并且更具体地涉及手持光美容分段装置,其能够例如被消费者利用来应用电磁辐射(“EMR”)至皮肤,以执行美容和皮肤病学的处理。
背景技术
【006】电磁辐射,尤其以激光或其它光学辐射形式,已经被用在各种美容和医疗应用中,包括在皮肤病学、牙科学、眼科学、妇科医学、耳鼻喉科学和内科医学中的使用。对于大部分皮肤病学应用,能够利用递送EMR至所瞄准的组织的表面的装置来执行EMR处理。对于在内科医学中的应用,典型的利用结合内诊镜或导管来工作以递送EMR至内部表面和组织的装置来执行EMR处理。一般情况下,EMR处理典型地被设计用于:(a)递送一个或多个特定波长(或特定连续范围的波长)的EMR至组织,以引起特定的化学反应,(b)递送EMR能量至组织以导致温度的增加,或(c)递送EMR能量至组织以损伤或破坏细胞或细胞外的结构,例如用于皮肤改造。
【007】对于皮肤改造,光学能量被水的吸收以两种方法被广泛使用:消融皮肤表面重整,其典型地利用CO2(10.6μm)或Er:YAG(2.94μm)激光器执行,和非消融皮肤改造,其使用利用来自Nd:YAG(1.34μm)、Er:玻璃(1.56μm)或二极管激光器(1.44μm)的光的深度皮肤加热和用于选择性地损伤表皮下组织的皮肤表面冷却的组合。然而,在两种情况下,身体的康复反应是由于有限的热损伤而开始的,最终结果是新的胶原质的形成和真皮胶原质/弹性蛋白基质的改性。这些改变表明他们平滑掉褶皱并大体改进皮肤的外观和纹理(通常称之为“皮肤复原”)。
【008】两种技术之间的原理性差异是损伤开始的身体部位。在该表面重整方法中,表皮的全部厚度和上部真皮的部分被消融和/或凝固。在非消融方法中,凝固的地带被移动的更深到组织中,而表皮被保留完整。实际上,这是通过使用不同的波长来实现的:在消融技术中非常浅的穿透波长(对于C02和Er:YAG波长,吸收系数分别为~900cm-1和~13000cm-1)和在非消融技术中较深的穿透波长(吸收系数在5和25cm-1之间)。此外,在非消融技术中,接触或喷射冷却被应用于皮肤表面,提供对于表皮的热保护。表面重整技术已经证实有显著较高的临床功效。在近些年严重限制该处理的普及的一个缺点是需要持续护理的延长的术后周期。
【009】非消融技术提供副作用风险的可观的减小和对术后护理的非常低的要求。然而,非消融程序的临床功效通常是不令人满意的。并不完全知道这两种程序的临床结果中的这种差异的原因。然而,一种可能性是对于表皮的损伤(或缺乏其)可能是确定安全性和功效结果的因素。在消融皮肤表面重整期间,保护性外部表皮屏障(特别的,角质层)的破坏增加了创伤感染和可能的并发症的可能性。同时,由表皮细胞释放的生长因子(尤其是,TGF-α)已经显示出在创伤康复过程和因此在最终皮肤改造中充当重要的角色。如果表皮是完整的,则该过程不发生。
【010】在用于处理各种皮肤情况的美容领域,已经开发了照射或导致在被处理的组织区域和/或体的部分中的损伤的方法和装置。这些方法和装置已知为分段技术。因为损伤发生在被处理的较大的体中的较小的子体或小岛部内,所以分段技术被认为是用于美容目的的皮肤处理的较安全的方法。围绕小岛部的组织免于损伤。由于所得的小岛部被相邻的健康组织包围,康复过程是彻底的和快的。已经被用于在诸如皮肤复原的美容程序中处理皮肤的装置的例子包括
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LuxIR,其以小的、规律的间隔的束阵列递送红外光至皮肤的表面,处理的深度为进入真皮中1.5mm-3mm范围之间。该分段加热产生过热的小岛部的点阵,每个小岛部由未受影响的组织所包围。采用分段技术的其它装置是由ActiveFX,AlmaLasers,Iridex,和Reliant Technologies提供的
Figure A200780031663D0008093052QIETU
 1540 FractionalHandpiece、Reliant 
Figure A200780031663D0008093051QIETU
 SR Laser和类似装置。这些装置被卖给诸如医生的专业人士并被他们使用。
【011】然而,没有能够在非医疗和/或非专业背景下由消费者使用的有效的分段装置。设计由专业人士使用的分段系统大、昂贵、复杂,通常利用昂贵的冷却系统,并且由非专业人士使用通常不安全。诸如某些Reliant Fraxel系统的一些系统需要麻醉剂和/或染料的应用。
【012】另一方面,目前对于消费者可用的大部分基于光的处理装置不足以提供有效的光美容处理。这种装置通常太简单并且具有非常低的功率。这种装置没有功效或具有有限和令人不满意的功效。因此,需要一种分段光美容装置,其能够在非专业背景下(例如,家里)被消费者利用。这种装置将优选地执行一个或多个光美容处理;将是有功效的;将是耐用的;将是相对便宜的;相对于目前的分段装置将具有较简单的设计;将小于现有专业装置;对于由非专业人士使用将是安全的;和/或使用时将无痛。
EMR
发明内容
【013】本发明人已经解决了与由消费者在非医疗和或非专业背景中使用的有效的分段光美容装置的产生相关的各种技术挑战。因此,在此披露的这样的装置的实施例具有一个或多个下面的属性:能够执行一个或多个美容和/或皮肤病学处理;对于这种处理有功效;耐用;相对便宜;设计相对简单;小于现有专业装置(其中一些实施例完全的自包含并且手持);由非专业人士使用安全;和/或使用时无痛(或仅轻微疼痛)。虽然期望这些属性的每一个,但是本发明的实施例不需要具有所有这样的属性,而可以替代地具有这些属性的一个或子集。
【014】本发明人还进一步披露了,比现有专业处理相对更低强度处理,例如在小岛部之间具有较大间距、组织的每单位面积和/或体积具有的较少小岛部,和/或每处理小岛部具有所应用的相对较低的功率密度的处理的频繁的周期应用,提供随时间的改进的功效。因此,在本发明的一些方面中,披露了使用分段装置的方法。
【015】在一方面中,本发明披露了用于由用户执行组织的分段处理的手持光美容装置,其包括壳体、布置在壳体中的EMR源和在所述壳体中并光学耦合至光源的EMR递送路径。所述EMR递送路径被配置用于应用由EMR源产生的EMR至位于组织的处理区域内的多个离散位置,并且其中该多个离散位置的总面积小于处理区域。在壳体内或围绕壳体,所述装置被配置为自包含的,使得基本上整个装置在操作期间能够由用户手持。EMR递送路径能够包括多个微透镜。所述离散位置能够根据预定的或随机的图案分布。该多个位置的总面积在处理区域的大约百分之1至90之间,在处理区域的大约百分之30至90之间,或在处理区域的大约百分之50至80之间。在一些实施例中,涂剂分配器能够被耦合到壳体。
【016】在一些实施例中,电源能够被耦合至壳体并且能够与EMR源电连通,其中所述电源被配置用于为EMR源供电。该装置能够包括与EMR源电连通并被配置用于对EMR源供电的电缆。在优选的实施例中,电源包括电池。该电池能够被再充电。
【017】在一些实施例中,EMR递送路径包括光扫描器。该扫描器能够包括至少一个光学纤维,所述至少一个光学纤维具有适于从EMR源接收EMR的输入端口和具有通过其能够递送EMR至所述位置的输出端口。所述扫描器还能够包括耦合至光纤的输出端口的扫描机构,用于移动所述输出端口以将EMR引导到所述位置。该扫描机构能够光学耦合至光纤的输出端口,并且还包括一个或多个可旋转的反射镜,用于将所述EMR引导到所述位置。在一些实施例中,该扫描机构具有至少一个压电扫描器元件。例如,压电扫描器元件能够是可调节的多层压电装置。扫描器还包括至少一个步进马达。
【018】在其它实施例中,该装置还包括耦合至输出端口的光学器件,用于对通过所述输出端口的EMR成形。
【019】在另一方面中,手持光美容装置还能够包括用于与光纤的输出端口的移动基本同步的控制EMR源以实现EMR至所述位置递送的控制器。所述控制器能够选择性地激活所述EMR源。在一些实施例中,所述控制器选择性地阻断由源发射的EMR进入光纤。
【020】在又一些实施例中,手持光美容装置还能够包括布置在EMR源和所述光学纤维之间的光学耦合器,用于将光从所述源引导到光纤中。耦合器能够具有一个或多个聚焦光学元件,用于将来自所述源的EMR聚焦进入到光纤。聚焦元件将EMR聚焦进入数值孔径在大约0.5至大约3范围内的光纤中。耦合器能够包括用于选择性的连接所选择的EMR源和所选择的光学纤维的连接器。EMR源和光学纤维的输入端口对准,使得由所述源产生的EMR能量的至少大约60%、或EMR能量的至少大约70%、或优选的EMR能量的至少大约80%被耦合进入到光学纤维中。
【021】在另一方面,本发明披露了一种用于手持光美容装置的安全系统,具有用于感测该装置的一个或多个操作参数的一个或多个传感器。所述传感器的至少一个能够包括用于感测装置的EMR发射端和皮肤之间的接触的接触传感器。如果接触传感器感测到接触低于最小接触阈值,该安全机构能够例如抑制光至皮肤的递送。最小接触阈值是大于EMR发射端的面积的大约60%、或大约70%、或大约80%的接触面积。接触传感器能够从包括电导传感器、压电传感器和机械传感器的组中选择。在一些实施例中,安全系统抑制递送超过预定阈值的EMR能量至装置的EMR发射端接触的皮肤位置。安全系统能够在处理时段中抑制递送超过预定阈值的EMR至皮肤,其中处理时段包括装置的激活之后的时间周期。
【022】在一些实施例中,安全系统包括追踪被应用到皮肤位置的EMR能量的量的控制器,所述控制器在能量达到阈值后抑制至皮肤的EMR递送。所述控制器能够被配置用于解除激活该源以抑制至皮肤的EMR的递送。
【023】手持光美容装置的EMR源能够产生具有在大约300nm至大约11000nm范围内并且优选的在大约300nm至大约1800nm范围内的一个或多个波长的EMR。所述EMR源能够是诸如单个二极管激光器、多个二极管激光器或至少一个二极管激光棒的相干光源。在其它实施例中,光源是非相干光源。例如,非相干光源能够从下面的组中选择,该组包括:发光二极管(LED)、弧光灯、闪光灯、荧光灯、卤素灯和卤化物灯。
【024】在另一方面中,本发明披露了一种手持光美容装置,包括壳体,所述壳体具有至少两个可分离的模块,其中一个包含EMR源而另一个包含EMR递送机构。该模块包括用于可移除并可更换地互相接合的匹配连接器。在一些实施例中,所述装置包括能够感测EMR源的类型并指示该类型至扫描器的传感器系统。该装置还能够包括热耦合至EMR源的冷却机构。冷却机构能够包括用于从EMR源提取热量的热电冷却器,和/或从EMR源提取热量的热质。
【025】在一些实施例中,手持光美容装置包括布置在壳体中的可再充电的电源。所披露的坞站适于耦合至壳体并包括用于对电源再充电的电路。
【026】在另一方面,本发明披露一种光美容系统,包括从近端延伸至远端的手持部分、布置在手持部分中的EMR源、多个EMR递送模块,其中模块的每个适于可移除并可更换地耦合至手持部分的远端,用于从所述源递送光至多个分布式的离散皮肤位置。光递送模块的每个提供离散位置的不同图案。手持部分和模块能够包括用于可移除和可更换地互相接合的匹配连接器,使得手持部分和每个模块的结合提供手持装置。由模块形成的图案在面积、间距、形状和/或焦点深度中变化。近端能够被耦合至坞站。坞站包括用于对电源再充电的电路。手持部分能够包括电源。
【027】在又一方面,本发明披露光美容装置,包括从近端延伸至远端的壳体、布置在壳体中被配置用于将光通过壳体的远端引导到多个分离的离散皮肤位置的多个光源、安装至壳体用于感测远端到皮肤的移动速度的运动传感器和与运动传感器以及光源通信的控制器。该控制器能够根据速度控制源,以便将来自源的光引导到多个分离的离散皮肤位置。在一些实施例中,控制器能够控制源的选择性激活。在其他实施例中,该源是脉冲的并且所述控制器控制脉冲的重复率。
【028】本发明还披露一种维持改进的皮肤外观的方法,包括一天1至3次地规律应用来自该装置的EMR,在处理的日子之间具有0-7天的间隔。
【029】在另一方面中,披露一种用于使用手持光美容装置执行组织的分段处理的方法,其包括在第一处理中利用EMR照射在组织的目标区域中的多个分离的处理点,其中所述多个处理点的总面积小于目标区域的面积;在第二处理中利用EMR照射在组织的目标区域中的第二多个分离的处理点,其中所述第二多个处理点的总面积小于目标区域的面积。所述第二照射步骤发生在所述第一照射步骤之后,并且其中至少所述第二照射步骤使用自包含的手持光美容装置执行。照射步骤能够每天重复1至5次,优选的每天1至3次。在处理的日子之间能够存在0至7天的无处理的间隔。照射步骤包括递送每个处理点在大约2mJ至30mJ范围,优选的每个处理点在大约3mJ至20mJ的范围,或每个处理点在大约4mJ至10mJ的范围的EMR辐射。每次处理能够利用EMR处理多个处理点2至10次。该方法能够包括在照射处理期间照射从大约100/cm2至大约700/cm2范围内的处理点的密度。照射的强度能够在照射步骤之间调整。在一些实施例中,照射的强度由专业人员调整。在其它实施例中,强度由用户调整。专业EMR处理能够与所披露的方法结合使用。该方法能够被用于维持并提高通过专业EMR处理所获得的益处。
附图说明
【030】下面的附图是对本发明的实施例的解释说明,并且并不意在限制如由权利要求所包含的本发明的范围。
【031】图1是根据本发明的一个实施例的示例性手持光美容装置的示意性描述;
图2A是能够在皮肤表面或距皮肤表面所选择的深度处产生的离散位置或小岛部的二维矩形点阵的示意图;
图2B是能够在皮肤表面或距皮肤表面所选择的深度处产生的离散位置或小岛部的二维螺旋形点阵的示意图;
图3A是示例性手持装置手持光美容装置的示意性描述;
图3B是图3A的装置的更详细描述;
图3C是图3B的装置的分解图;
图3D是光纤平移机构的放大视图,也示出用于图3A的装置的光纤的导向件;
图3E是用在图3A的装置中的螺旋扫描机构和受控接触传感器的放大前视图;
图3F是能够被形成或接附至图3A的装置的光学纤维的远端以提供输出光束的成形和/或聚焦的微光学器件的示意图;
图4A是图3A的装置中所使用的EMR源的示意图,其中的EMR发射器安装在底座上;
图4B是耦合至光学纤维的图4A的EMR源的示意图;
图4C是安装在耦合至冷却系统的底座上的图4A的EMR源的透视图;
图5A示意性的描述用于控制EMR源的温度的热管理系统的可替代实施例;
图5B示意性的描述用于控制EMR源的温度的热管理系统的另一个实施例;
图6是图3A的装置的电子器件的示意性描述;
图7A是示出将EMR从装置光学耦合至使用V形凹槽耦合至EMR源的图3A的装置的光学纤维的一种方法的侧向截面视图;
图7B是可以用在其他实施例中的用于光学耦合EMR源至光学纤维的另一种机构的侧视图;
图7C是可以用在其他实施例中的用于光学耦合EMR源至光学纤维的另一种机构的透视图;
图7D是可以用在其他实施例中的使用光纤束来光学耦合EMR源至光学纤维的另一种机构的侧视图;
图7E是图7D的实施例的仰视图;
图7F是采用光纤束的装置的另一个实施例的远端的放大的侧视图;
图8是用在其他实施例中的X-Y线性平移系统的侧向透视图;
图9是具有包括两个可旋转反射镜的EMR递送机构的手持光美容装置的可替代实施例的示意性描述;
图10是具有多个微透镜的手持光美容装置的可替代实施例的示意性描述;
图11A是采用模块化手持装置的可替代实施例的示意性描述;
图11B是图11A的模块化手持装置的模块的示意性描述;
图12A是模块化手持装置的可替代实施例的分解视图;
图12B是图12A的组装的模块化手持装置的侧向透视图;
图12C是图12A的模块化手持装置的模块的放大的截面视图;
图13A是模块化手持装置的另一个实施例的示意图;
图13B是两个图13A的分离的模块的示意图;
图14A是包括多个EMR源的手持皮肤病学装置的另一个实施例的侧向透视图;
图14B是图14A的EMR的装置的前视透视图;
图14C是用在图14A和14B的装置中的二极管激光棒的透视图;
图15A是适于与图14A的装置使用的机械传感器的描述;
图15B是适于与可替代的实施例使用的可替代的光学传感器的描述;
图16A是EMR被应用以形成多个连续的线性片段的示例性图案的描述;
图16B是EMR被应用以形成由多组离散小岛部所形成的多个线性片段的示例性的可替代图案的描述;和
图17是包括涂剂分配器的手持光美容装置的另一个实施例的示意性描述。
具体实施方式
【032】当使用电磁辐射(EMR)来处理组织时,在组织中产生EMR处理的离散位置或小岛部的点阵而不是EMR处理的组织的大的、连续的区域有很多优点。点阵是一维、二维或三维的小岛部的周期或非周期图案,其中小岛部对应于组织的EMR处理的局部极大值。小岛部被非处理组织(或不同处理或较少处理的组织)彼此分开。EMR处理导致EMR处理的小岛部的点阵,该EMR处理的小岛部已被暴露于特定波长或光谱的EMR,并且该点阵在这里称作“光学小岛部”的点阵。当EMR能量的吸收导致在EMR处理的小岛部中显著的温度提升时,该点阵这里被称为“热小岛部”的点阵。当足以显著的破坏细胞或细胞间结构的量的能量被吸收时,点阵在这里被称作“损伤小岛部”的点阵。当足以启动特定光化学反应的能量的量(通常在特定的波长)被递送时,点阵在这里被称作“光化学小岛部”的点阵。通过产生EMR处理的小岛部而不是EMR处理的连续和/或均匀的区域,更多EMR能量能够被递送至小岛部而不产生热小岛部或损伤小岛部,和/或大量组织损伤的风险能够被降低。
【033】EMR处理的小岛部也能够被形成在被处理组织的区域或体中,例如,整个组织区域和/或体被利用具有相同或不同波长的、相对较低强度的EMR处理,而小岛部通过使用具有较高强度的EMR来处理该区域和/或体的部分来形成。本领域的技术人员将会认识到,可以有导致在组织中的EMR处理的这样的局部极大值的参数的许多结合。
【034】当使用电磁辐射(EMR)来处理组织时,无论其目的是为了光动力治疗、光生物调制、光生物刺激、光生物悬浮(photobiosuspension)、热刺激、热凝固、热消融或其它应用,在组织中产生EMR处理的小岛部的点阵而不是EMR处理的组织的大的、连续的区域有很多优点。EMR处理的组织可以是对于它们这种处理是有用的和合适的任意硬或软组织,包括但不限于真皮组织、黏膜组织(例如,口腔黏膜、胃肠黏膜)、眼组织(例如,视网膜组织)、神经元组织、阴道组织、腺组织(例如,前列腺组织)、内脏、骨骼、牙齿、肌肉组织、血管、腱和韧带。
【035】点阵是一维、二维或三维的小岛部的周期或非周期图案,其中小岛部对应于组织的EMR处理的局部极大值。小岛部被非处理组织(或不同处理或较少处理的组织)彼此分开。EMR处理导致EMR处理的小岛部的点阵,该EMR处理的小岛部已被暴露于特定波长或光谱的EMR,并且该点阵在这里称作“光学小岛部”的点阵。当EMR能量的吸收导致在EMR处理的小岛部中显著的温度提升时,该点阵这里被称为“热小岛部”的点阵。当足以显著的破坏细胞或细胞间结构的量的能量被吸收时,点阵在这里被称作“损伤小岛部”的点阵。当足以启动一定的光化学反应的量的能量(通常在特定波长)被递送时,点阵在这里被称作“光化学孤立部”的点阵。
【036】通过产生EMR处理的小岛部而不是EMR处理的连续区域,围绕小岛部的未处理区域(或不同的或较少的处理区域)可以作为热能量沉,减少在EMR处理的小岛部中的温度的升高和/或允许更多EMR能量被递送至小岛部而不产生热小岛部或损伤小岛部和/或降低大量组织损伤的风险。此外,关于损伤小岛部,应该注意到,身体的再生和修复反应发生在创伤边缘(即,在损伤的和完整的区域之间的边界表面),并且因此损伤的组织的康复对于较小损伤小岛部更有效,对于较小损伤小岛部,创伤边界与体积的比率较大。
【037】被EMR处理的与未被处理的(或不同的或较少处理的)组织体的百分比可以确定是否光学小岛部变成热小岛部、损伤小岛部或光化学小岛部。这个百分比被称作“填充因子”,并且可以通过增加固定体积的小岛部的中心至中心距离和/或减小固定的中心至中心距离的小岛部的体积来减小。对于给定的处理,在被处理区域中的离散处理点或小岛部的总的面积小于处理区域本身。类似的,在将被处理的体中的离散的处理小岛部的总的体积小于将被处理的体本身。
【038】因为未被处理的组织体作为热沉,这些体能够从被处理的体吸收能量,而它们自身不会变为热或损伤小岛部。因此,相对低的填充因子能够允许高流量的能量递送至一些体,而阻止大量组织损伤的发生。此外,因为未被处理的组织体作为热沉,随着填充因子减小,光学小岛部到达临界温度以产生热小岛部或损伤小岛部的可能性也降低(即使对于小岛部区域EMR功率密度和总曝光保持恒定)。
【039】下面描述的实施例提供改进的装置和系统,以在组织中产生EMR处理的小岛部的点阵,和这种装置和系统的改进的美容应用。
【040】图1示意性的描述了根据本发明的一个实施例的示例性光美容装置10,其包括手持壳体12,在该手持壳体12中布置诸如光和电部件的装置的各种部件。壳体12从近端12a延伸至远端12b,通过其电磁辐射(EMR)能够应用至皮肤。该示例性装置10包括产生在期望范围内具有一个或多个波长的EMR的EMR源14。在一些实现方式中,EMR源14能够是二极管激光器,但诸如下面进一步所列的那些源的多种其它EMR源也能够采用。EMR源能够被热耦合至热沉16,热沉16又热耦合至冷却器18,冷却器18从源经热沉提取热量以维持该源的操作温度在可接受的范围内。如更详细讨论的,能够采用诸如热电冷却器或热质的多种冷却器。
【041】布置在壳体中并与EMR源14光连通的EMR递送机构20接收由该源产生的EMR并通过EMR透射窗口22(例如,蓝宝石窗口)递送EMR至多个分布的离散皮肤位置24。在该实现方式中,EMR递送机构是在皮肤上扫描由源14产生的EMR束的光扫描器,以便递送光能量至离散的皮肤位置24,如在下面进一步讨论的。在其它实现方式中,不利用扫描器,而能够采用诸如多个微透镜的其它机构,以将EMR引导到多个分布的离散皮肤位置。
【042】装置10还包括控制器26,其控制源的激活和解除激活,并且能够提供诸如控制EMR递送系统20的其它功能(例如,驱使递送系统并控制EMR在皮肤上的扫描率),如在下面进一步讨论的。
【043】在使用中,装置10的远侧部分12b能够与皮肤部分的表面接触或接近放置,并且装置能够被激活以应用EMR至诸如小岛部24的离散位置。在一些实现方式中,控制器26能够与扫描器配合选择性的激活EMR源14(例如,周期性的激活该源以导致源发射多个时间上分离的脉冲),以便实现EMR至多个分离的离散位置24的递送。在一些实现方式中,一旦激活,EMR源能够提供一串激光脉冲。在这样的实现方式中,控制器能够基于脉冲的重复率(根据连续脉冲之间的时间间隔)调整在皮肤上EMR的扫描速度,以实现EMR脉冲至离散皮肤位置的递送。在其它实现方式中,光闸可以与扫描器配合调制由连续波(CW)或准连续(QCW)源发射的EMR的强度(例如,其能够周期性地阻断由源发射的EMR束),来实现EMR至离散位置的递送。
【044】EMR所应用到的多个离散位置能够对应于任意期望的图案。作为例子,如在图2A中所示,离散位置24能够位于距皮肤表面所选的深度(例如,距组织的表面的深度能够从0-4mm、0-50μm、50-500μm、或500μm-4mm变化,也可以在这些范围的子范围内变化)作为二维矩形点阵(例如,在该情况下10×4皮肤位置的点阵),或者在其它情况下为方点阵。可替代地,如在图2B中所示,离散位置能够根据螺旋形图案分布。在其它情况下,多个离散位置能够分布在三维皮肤部分中,例如,通过多个皮肤层,每个皮肤层位于不同的皮肤深度。在许多实施例中,EMR被递送到的皮肤位置被未曝光于来自源的EMR或其它不同照射的皮肤部分彼此分离。
【045】再次参见图1A,装置10还能够包括安全系统28,其能够保证装置的一个或多个操作参数保持在可接受的范围内,并且装置被以安全的方式使用。作为例子,安全系统28能够包括感测在输出窗口22和皮肤之间的接触度的接触传感器(未示出)。在一些实现方式中,如果所感测的接触低于预定的阈值,安全系统例如通过发射信号至控制器26来抑制EMR源的激活,这又将抑制光源的激活,或者如果该源正在发射EMR则将对其解除激活。作为例子,如果没探测到接触,或者如果与皮肤接触的窗口22的面积的分数小于预定的阈值,例如小于大约20%、30%、50%、70%或80%,则该源不被激活。在一些应用中,对于预定的接触阈值优选的为大约70%。在一些情况下,接触传感器不仅能够探测输出窗口22和皮肤之间的直接物理接触,也能够感测是否输出窗口足够接近于皮肤-虽然未接触皮肤-以允许装置的安全操作。例如,如果窗口的多于预定部分(例如多于80%)与皮肤分离小于预定阈值(例如,1-10微米),该源能够被激活。否则,源的激活被抑制。可以采用多种接触传感器。作为例子,传感器可以是机械的、光学的、磁的、电子的、传导的和/或压电的。
【046】在一些实施例中,装置还能够包括速度传感器。例如,传感器能够确定装置移动通过患者的皮肤的目标区域的速度。装置包括与传感器通信的电路,用于根据移动通过患者皮肤的目标区域的速度来控制源,使得处理的小岛部被形成在患者的皮肤的目标区域上。例如,电路能够传送装置的速度至控制器26,该控制器26能够与扫描器配合地选择性地激活EMR源14,以便根据速度来实现EMR至多个分离的离散位置24的递送。在一些方面,传感器能够是容性成像阵列或光学编码器。在一些实施例中,运动学运动传感器能够单独使用或用于补充光运动传感器。运动学运动传感器能够例如是输出窗口22在皮肤表面上移动时转动的轮子,以提供表示扫描速率的信号至控制器26。在一些实施例中,源和/或扫描器可以根据由运动传感器测得的通过皮肤的移动速度,或由温度传感器在皮肤测得的温度或由温度传感器测得的源的温度控制。
【047】多个类型的速度传感器可以被用于测量装置相对于皮肤表面的速度。例如,速度传感器能够是光鼠标、激光鼠标、轮/光编码器、或与类似于用在光鼠标中的流算法相结合的容性成像阵列。容性成像阵列能够用于测量装置速度和产生被处理区域的图像。容性成像阵列典型的用于为安全目的的拇指纹验证以及诸如膝上电脑的各种其它电子产品。然而,容性成像阵列也能够用于测量通过皮肤表面的装置速度。通过以相对高帧率(例如,100-2000帧每秒)获取皮肤表面的容性图像,流算法能够用于追踪在图像内一定特征的移动和计算速度。
【048】对于理解和实现这里所描述的实施例有用的这种传感器和应用在2001年8月14日授权的名称为“Method and Apparatus for DermatologyTreatment”的美国专利6273884中更完整的公开,其通过引用包括于此。与运动传感器和温度传感器相关的其它公开在以下更详细的描述:名称为“Coolingsystem for a photo cosmetic device”的美国专利No.7204832,名称为“Phototreatment device for use with coolants and topical substances”的美国专利No.7135033,名称为“System for electromagnetic radiationdermatology and head for use therewith”的美国专利No.6508813,和2005年4月1日提交的名称为“Methods and products for producing lattices ofEMR-treated islets in tissues,and uses therefore”的共同未决美国申请No.11/097841、11/098036、11/098015、11/098000,以上内容通过引用包含于此。
【049】可以是许多其它的传感器和反馈机构。例如,装置对于一个或多个特定用户能够使用处理分布被预编程。为了识别单独的用户,能够使用码或生物标志符(例如,指纹)。
【050】还能够使用许多不同的诊断传感器。例如,能够使用用于测量皮肤弹性、色素沉着、表面粗糙度或组织的其它特性的传感器。这些传感器能够在装置中或对用户提供反馈以指示处理的状况或控制。一个示例性的传感器能够是安装在接近于光圈的CCD相机,用于提供用于分析的图像,以确定将被处理的组织区域是否适合于处理。例如,如果装置被设计用于处理有色素的或血管病变,并且装置从图像确定皮肤的区域缺乏这种病变的足够的标记,装置能够被编程用于在与合适的区域接触之前不发射。类似的,例如振动和/或音调的反馈信号可以被发送至用户以指示与装置接近的组织不适合于处理。
【051】装置可以包括一个或多个定时机构以辅助处理。例如,装置可以包括定时器,其阻止装置在处理之后的指定时间内被使用。装置可以包括反馈机构用于提醒用户随后的处理是需要的/合适的。例如,装置可以被设定或编程以在一天的一定时间(例如,上午6:00)开始发出一系列音调持续特定时间(诸如1小时)。因此,用户可以编程与用户典型的执行处理的时间一致的和典型的处理提醒器。
【052】可以采用附加的传感器和反馈机构来改进装置的安全性。如在下面更详细讨论的,安全系统28还能够包括用于监测装置的一个或多个参数的其它传感器。例如,温度传感器28a能够监测在装置中的环境温度和/或监测EMR源的温度。如果由传感器探测的温度超过预定值,安全系统能够发送信号至控制器以导致控制器来解除激活EMR源。作为例子,温度传感器能够被安装至或嵌入在装置10的远侧部分12b,以保证当装置10的表面温度在所选择的值外时其不使用。传感器能够是嵌入在装置10的外表面或在装置10中的热电偶,其例如耦合至LED或安装在装置上的其它合适的显示器;或者可以是其颜色随着温度在相关范围内改变的粘性带条,带条的颜色指示在装置中的表面、环境温度和/或EMR源的温度。例如,如在下面进一步讨论的,能够利用可以集成到电路板上的热敏电阻监测系统热电容的温度。此外,还可以使用其他合适的传感器。如在下面进一步讨论的,温度传感器还能够发送信号至涂剂分配器(下面讨论)导致阀释放涂剂,发送信号以控制热电冷却器(TEC)的激活,和/或发送信号至LED指示器,以指示例如装置的过热。温度传感器的例子可以在名称为“System forelectromagnetic radiation dermatology and head for use therewith”的美国专利No.6508813,名称为“Method and apparatus for controlling thetemperature of a surface”的美国专利No.6648904和名称为“System forelectromagnetic radiation dermatology and head for use therewith”的美国专利No.687,144中找到,这些专利通过引用包含于此。
【053】多种其它安全机构也能够包括在硬件和/或软件中,如在下面进一步讨论的。例如,一个这种安全机构能够监测在时段中(例如,限定为在装置开启后跟随EMR源的初始激活的预定时间间隔)沉积的EMR能量并且如果递送至皮肤的总能量开始超过预定阈值,则解除激活该源。
【054】再次参照图1A,装置10还包括可再充电电源30(例如,可再充电电池),其能够提供功率至装置的各种部件。手持装置10能够与钨站接合,钨站允许以例如下面进一步讨论的方式充电可再充电电源。可替代地,将被插入电插座中的电缆能够被用于供应功率给装置。这在需要维持功率一个较长时期、较高峰值功率和/或较高平均功率的实施例中可以是优选的,并且附加地可以在可能需要较大量冷却并因此需要较大冷却系统的实施例中有助于节省空间。
【055】应用到皮肤的EMR能够包括多种电磁波长,例如,波长范围从大约0.29微米到大约12微米。虽然较小的波长也是可以的,但由于与利用紫外光辐射组织相关的潜在的风险,优选的波长大于0.29。对于这里描述的许多实施例,优选的波长范围是大约1.1微米至大约1.85微米,波长范围从大约1.54微米至大约1.06微米为优选的。在一些实现方式中,EMR源提供具有这样波长的EMR:该波长不可能导致视网膜损伤,例如能够被水吸收的波长(例如,波长在大约600-680nm的范围内,或者具有主要是红色的波长,或光的光谱在水的吸收峰范围内或者周围,例如970nm、1200nm、1470nm、1900nm、2940nm)。
【056】EMR源能够是多种相干和非相干EMR源,其可以被单独采用或与其它源结合采用。在一些实施例中,EMR源是诸如固态激光器、染料激光器、二极管激光器或其它相干光源的激光器。例如,EMR源能够是二极管激光器、诸如Nd:YAG激光器的钕(Nd)激光器,铬(Cr)或镱(Yt)激光器。相干EMR源的另一个例子是可调谐激光器。例如,能够采用具有提供波长可调谐的发射的非相干或相干泵浦的染料激光器。典型的可调谐波长带覆盖大约400nm-大约1200nm的波长范围,其中带宽在大约0.1至大约10nm的范围内。此外,不同染料的混合物能够提供多波长发射。在一些实施例中,EMR源是光纤激光器。这种激光器的波长范围典型地在大约1100nm至大约3000nm的范围内。该范围能够在光学连接至光纤激光器输出的二次谐波产生(SHG)或光学参量振荡器(OPO)的帮助下延伸。在其他实施例中,二极管激光器能够被用于产生波长在例如大约400-100000nm范围内的EMR。在本发明的系统被采用以用于非消融皮肤改造的一些实施例中,来自源的EMR能够被应用于皮肤,同时冷却表面以阻止对表皮的损伤。
【057】可替代地,在一些实施例中,可以使用诸如白炽灯、卤素灯、灯泡线性闪光灯或弧光灯的非相干EMR源。作为例子,可以利用诸如空心阴极灯(HCL)、无电极放电灯(EDL)的单色灯,其产生来自化学元素的发射谱线。
【058】此外,虽然EMR典型地以脉冲方式应用,其也能够以其它方法被应用,包括连续波(CW)和准连续波(QCW)。
【059】本发明的手持皮肤病学装置能够以多种不同方法实现。作为进一步的说明,图3A、3B、3C、3D和3E示意性描述了根据本发明的一个实施例的手持光美容装置32,其包括手持壳体34、34A、34B,能够与坞站36接合,例如用于充电该装置的可再充电电池。在使用中,手持装置能够从坞站移走并用于以上面讨论过的和下面进一步详述的方式应用EMR至皮肤。布置在壳体上从而便于用户访问的按钮38允许打开装置,另一个按钮40允许激活装置的EMR源以应用EMR至皮肤。多个LED指示器40a、40b、40c提供给用户关于装置的特征的信息,例如故障已经发生(例如,过热、低电池电压),系统准备好使用,系统开启,电池正在充电或电池充电完成。
【060】示例性装置32还包括可再充电电池31,用于供电至其各个部件,该可再充电电池31能够利用布置在坞站36中的充电电路,经铜线圈42,通过感应耦合来充电。装置32还包括提供具有期望范围内一个或多个波长的EMR的EMR源44,其在本例中为二极管激光器。
【061】参照图4A、4B和4C,二极管激光器44安装在底座46上,在该情况下,是较大组件的基台或平台。底座优选的由热传导材料形成。底座46又能够布置在热沉48,例如在该示例性实现方式中的热电容器的凹处48a中。与热电容器48以及底座46热耦合的热电冷却器(“TEC”)50能够移除由EMR源产生的热,以保证其温度保持在可接受的范围内(例如,低于大约60℃)。
【062】在一些实现方式中,通过利用与冷却流体(例如,气流)和/或热质的流相结合的TEC来实现EMR源的热管理。例如,图5A示意描述了用于控制EMR源44的温度的热管理系统52,其包括与EMR源热接触的TEC50。TEC与包含在存贮器56中的热质54(例如,石蜡或水)热连通。热质帮助驱散由TEC从源提取的热量。布置在存贮器中的热传导元件58提供在TEC和存贮器中的热质之间的热链接。热传导元件58包括增加该元件和存贮器中的热质之间的接触面积的多个散热片58a,从而促进TEC和热质之间的热传输。图5B示意描述了用于控制EMR源44的温度的另一个热管理系统60,其中TEC50从源移除热量。在该情况下,热传导元件58促进传输热从TEC离开,以更容易地通过由风扇62产生的气流驱散。
【063】在其它情况下,能够利用相变材料从源经相改变来移除热量。可以例如在名称为“Phototreatment Device for Use wi th Coolants and TopicalSubstances”的美国专利No.7135033中发现这种相变材料和系统用在冷却EMR源的例子,该专利通过引用包含于此。
【064】再次参照图3C、3D、4A和4B,由源发射的EMR经如下面更详细讨论的光学耦合器64通过光学纤维66的近端66a耦合至光学纤维66。光纤的远端66b与能够在皮肤上(例如,在该实现方式中沿着螺旋路径)物理移动光纤远端的扫描机构68接合。
【065】参照图3C、3D和3E,在该示例性实施例中,扫描机构68包括光纤导向件70,光学纤维66的远侧顶端能够耦合至该光纤导向件70,以便被沿着螺旋路径移动。更特别地,光纤导向件70包括具有用于接纳光纤远端的开口72a的齿轮72和布置在齿轮72的凹处内的导向元件74。导向元件74包括螺旋凹槽74a,光纤的远端能够沿着所述螺旋凹槽74a移动。更特别的,套圈76能够利用齿轮78与齿轮72接合,齿轮78能够由步进马达80旋转。齿轮的旋转能够引起光纤顶端通过螺旋凹槽的移动。
【066】继续参照图3C,适合于接纳环形形状的接触传感器84(例如电容接触传感器)的环形前盖82围绕扫描机构。环形传感器提供用于EMR透射输出窗口86(在这里也称作前光学器件)的支座,光纤顶端发出的EMR通过EMR透射输出窗口86能够被应用于皮肤。
【067】示例性的手持光美容装置32还包括控制/传感器模块88,通过利用例如主控制器90(例如,微处理器与其相关电路)、一个或多个传感器等将其实现在电路板上。控制/传感器模块能够控制和/或监测装置的操作,包括但不限于:功率到各种部件的分布,EMR源的激活和解除激活,控制扫描器,监测各种操作参数和实现安全协议。作为例子,参照图6,主控制器(例如,微处理器)90能够提供命令信号至开关92(例如,在该实施例中晶体管开关),用于激活或解除激活该源(例如,在该例子中,开关能够耦合或去耦合对于二极管激光器的电流源94至功率变换器96,以便激活或解除激活激光器)。控制器还能够控制TEC 50(例如,其能够将TEC开启和关闭),以便维持EMR源的温度在可接受的范围内。此外,控制器90能够同用于步进马达80的步进驱动器98通信,来控制光学纤维的远端沿着在皮肤上的路径(例如,在该情况下的螺旋路径)扫描。例如,控制器能够通过发送信号至驱动器开始扫描。其还能够通过经由应用合适信号至驱动器以改变马达的旋转速度来控制扫描的速率。此外,控制器能够从传感器980接收信息,用于监测激光器的温度并且如果激光器的温度开始超过预定阈值则采取合适的动作(例如解除激活激光器)。此外,也能够可选的提供与控制器90通信的温度传感器99,用于感测装置内部的环境温度。控制器也能够实现视觉和声音指示器(例如,经LED 100和/或扬声器102)的产生,以将装置的各种操作条件通知用户。控制器也能够例如经串行接口104以及中断线路106从用户接收指令。例如,用户能够经电容-数字(CCD)变换器101和中断线路106来发送信号至控制器,以解除激活该源。例如经CCD 101和接口线路104通信的其它指令能够包括例如开启装置或激活EMR源以应用EMR至皮肤的请求。
【068】在许多实施例中,从该源耦合EMR进入光学纤维的光学耦合器提供高光学耦合效率(例如,大于大约80%)。这有利的允许EMR至皮肤的更有效的递送。
【069】作为例子,参照图7A,被利用在该示例性实施例中的光学耦合器64包括布置在EMR源44和光学纤维66b的近端顶端66a之间的V型凹槽110内的棒透镜108(例如,快轴棒透镜)。诸如快轴准直透镜(FAC)的准直透镜被用于从源(例如,激光二极管)耦合EMR进入至少一个光学纤维(例如,多模光纤)。可替代的,彼此垂直的一对圆柱透镜能够准直来自激光二极管的高发散的散光束。两个不同的圆柱透镜允许通过在每个方向上透镜的合适的聚焦将激光二极管固有的散光完全移除。由于距激光器较近的透镜准直二极管的快轴,该透镜应该具有高数值孔径(NA)以匹配快轴束发散。其它透镜准直激光二极管的慢轴并且因此由于来自激光二极管的光在水平平面较少发散而不需要非常高的NA。
【070】在许多实现方式中,光学耦合器64提供大于大约80%、优选的大于大约85%以及更优选的大于大约90%的光学耦合效率(限定为由源发出的、进入光学纤维的光学能量的分数)。这种高光学耦合效率允许光学能量更有效地递送至皮肤的每个离散位置,这又导致在较短时间内增强的光美容成果。此外,这种高光学耦合效率促进将EMR源包含在手持壳体中,从而提供手持装置。
【071】图7B示出本发明的另一个实施例,其包括EMR源542、光学反射器546、一个或多个光学纤维548、光管550(或聚能器)和冷却板(未画出)。聚能器550的远端544能够包括以产生输出光空间调制和会聚并因此在患者的皮肤中形成处理的小岛部的方式成形的阵列。例如,远端544能够包括棱锥、圆锥、半球、凹槽、棱镜的阵列或用于输出光空间调制和会聚的其它结构。因此,远端能够由引起输出调制和会聚以产生处理的小岛部的诸如微棱镜的任意类型的阵列制成。
【072】在图7B的实施例中,光导550能够由掺杂以稀土金属的离子的一束光学纤维580制成。例如,光导550能够由一束掺杂Er3+的光纤制成。光导芯582内的活性离子能够起到荧光(或超荧光)变换器的作用,以提供所期望的空间调制和光谱变换。因此,在图7B的实施例中的光导550能够产生EMR的空间调制,从而产生处理的小岛部。
【073】图7C、7D和7E示出光学纤维580围绕在EMR源542周围以便耦合光进入光学纤维580的实施例。如图7D中所示,每个单独的光纤或光纤组580能够使其输出引导到皮肤。图7E示出从机头的输出的仰视图。如在图7E中所示,光纤580能够具有空间调制的输出分布,以便产生处理的小岛部。
【074】图7F示出使用与图7B、7C和7D的实施例相同的一般结构的另一个实施例。在图7F的实施例中,光纤束580(即,图7C-E的束)的输出能够具有由接附至光导的输出面的微透镜586的阵列制成的远端。微透镜586的阵列能够用于聚焦和会聚来自光纤束580的输出,以便产生损伤的小岛部。
【075】再次参照图3A和3B,在使用中,手持装置32的输出窗口86能够与皮肤接触或靠近地安放,并且控制器90能够被指令(例如,经当用户按下按钮38时所产生的信号)来导致递送EMR至多个离散的皮肤位置。在一些实现方式中,控制器90能够与光纤顶端在皮肤上的运动相配合来选择性地激活EMR源44,以导致EMR沿着光纤顶端的运动路径到多个分离的离散位置的递送,其中光纤顶端在皮肤上的运动是由扫描机构以上面所讨论的方式实现的。如在该示例性实现方式中,光纤顶端的远端跟随螺旋路径,EMR源的选择性激活将导致EMR沿该路径到多个离散位置的递送,如在图2B中所示。在其它实现方式中,光纤的远侧顶端所经过的路径能够与螺旋路径不同。例如,光纤顶端能够在皮肤上以光栅图案移动并且二极管激光器能够被选择性地激活以沿着光栅图案递送光学能量至离散位置,以产生例如如在图2A中示意性所示的EMR所应用到的皮肤位置的方格网。
【076】离散位置或光学小岛部能够以任意形状形成,仅受在组织中控制EMR束的能力限制,所述形状能够由下面描述的装置产生。因此,根据影响处理的各种参数,例如EMR的波长、时域特征(例如,连续与脉冲递送)和流量;EMR束的几何形状、入射和聚焦;和组织层的折射率、吸收系数、散射系数、各向异性因子(散射角的平均余弦),和构造;和外生发色团和其它物质存在或缺失,离散的位置或小岛部能够是从皮肤的表面延伸通过一层或多层,或从皮肤的表面下延伸通过一层或多层,或在单一层中的不同形状的体。如果束不会聚,这样的束将在与束轴线正交的平面上限定大体上恒定的截面区域的体(例如,圆柱、矩形体)。可替代的,束能够会聚,限定在与束的中心轴线正交的平面中具有渐小的截面区域的体(例如,圆锥、棱锥)。截面区域能够是规则的形状(例如,椭圆、多边形)或者能够是任意的形状。此外,根据EMR束的波长和流量,和组织对波长的吸收和散射特性,EMR束在被最初或完全吸收或驱散之前可以穿透至一定深度,并且因此,EMR处理的离散位置可以不延伸穿过皮肤的整个深度,但却可以在表面和特定深度之间或表面下的两个深度之间延伸。
【077】通常,点阵是一维、二维或三维的离散位置或小岛部的周期的结构(但也能够是非周期的)。例如,二维(2D)点阵在二维是周期的,但在第三维中平移不变或非周期的。周期性的类型由体元形状来表征。例如,但不限于,能够是层状、方形、六边形或矩形点阵。点阵的维度能够与单独的小岛部的维度不同。单一行的相等间隔的无限大圆柱是2D小岛部的1D点阵的例子(如果圆柱具有有限长度,这是3D小岛部的1D点阵)。点阵的维度等于或小于其小岛部的维度(该事实从这样的事实得出:即在其小岛部为平移不变的维度,点阵不能够是周期的)。因此,存在总计6个点阵的类型,每个类型是小岛部和点阵维度的所允许的结合。对于某些应用,能够采用“倒置的”点阵,其中完整组织的小岛部由EMR处理的组织的区域所分离并且处理区域是具有非处理的孤立部的被处理的组织的连续的串。
【078】每个被处理的体能够是相对薄的盘、相对伸长的圆柱(例如,从第一深度至第二深度延伸),或具有基本超过其宽度和深度的长度的基本上线状的体,所述线状的体的取向基本上平行于皮肤表面。在给定应用中,对于小岛部的行的取向不需要都相同,并且一些行可以例如与其他行成直角。为了更好的功效,行也能够围绕着处理目标取向。例如,行能够垂直于血管或平行于皱纹。小岛部或离散位置能够是表面下的体,例如选定厚度的球体、椭球体、立方体或矩形体。小岛部也能够基本上是线状的或平面的体。小岛部的形状由包括束尺寸、幅度和相分布的束的组合的光学参数,应用的持续时间和较小的程度由波长来确定。
【079】根据期望的美容或医学应用,本发明的被EMR处理的小岛部的点阵中的单个小岛部的大小能够大范围变化。在一些实施例中,期望导致大量组织损伤以破坏或消除组织的结构或部位(例如,皮脂腺、毛囊或组织消融),而在其它实施例中,期望导致较少或没有损伤,同时给予在特定波长的有效量EMR(例如,光生物刺激)。然而,如以上关于损伤小岛部所述,利用较小损伤小岛部,受损组织的康复较为有效,因为对于较小损伤小岛部创伤边缘与体积的比率较大。
【080】在任意特定维度中,本发明的被EMR处理的小岛部的大小范围从1μm至30mm。例如但不限于,基本线状的小岛部的点阵能够包括长度大约30mm和宽度大约10μm至1mm的平行的小岛部。作为另一个例子,而非限制,对于圆柱的轴线与组织表面正交的基本圆柱形的小岛部,深度能够是大约10μm至4mm,并且直径能够是大约10μm至1mm。对于基本球形的或椭圆形的小岛部,直径或主轴能够是(例如,但不限于)大约10μm至1mm。因此,在一些实施例中,小岛部能够具有在1μm至10μm,10μm至100μm,100μm至1mm,1mm至10mm,或10mm至30mm的范围内的最大尺寸,以及在1μm至30mm中的所有可能范围。
【081】由于组织的散射效应,被EMR处理的小岛部的最小大小随着在组织中的所瞄准的深度,范围从在角质层上几微米至在皮下组织中的几毫米而增加。对于在对象的组织中大约1mm的深度,小岛部的最小直径或宽度估计为大约100μm,但是可以是大得多(例如,1-10mm)的小岛部。损伤小岛部的大小能够是小于或大于相应的光学小岛部的大小,但是当由于热扩散而较大量的EMR能量被应用于光学小岛部时,通常较大。对于在皮肤中的任意特定深度的最小大小的小岛部,必须最优化波长、束大小、会聚、能量和脉冲宽度。
【082】本发明的被EMR处理的小岛部能够放置于在组织中的各种点,包括表面和表面下位置,在相对有限深度的位置和跨过大量深度的位置。小岛部的所期望的深度取决于想要的美容或医学应用,包括所瞄准的分子、细胞、组织或细胞间结构的位置。
【083】例如,光学小岛部能够在组织或器官中的各种深度被导致,取决于EMR能量的穿透深度,而这部分取决于波长和束大小。因此,小岛部能够是只穿透组织的表面层的浅的小岛部(例如,0-50μm),跨过组织的几层的较深的小岛部(例如,50μm-500μm),或者非常深的表面下的小岛部(例如,500μm-4mm)。使用光学能量,能够使用1000-1300nm的波长实现达到25mm的深度。使用微波和射频EMR,能够实现几厘米的深度。对于热小岛部或损伤小岛部,能够通过瞄准只在期望的深度存在的发色团,或者通过在递送EMR时冷却上层的组织来产生表面下的小岛部。为了产生深的热或损伤小岛部,与表面冷却耦合的长脉冲宽度能够特别有效。
【084】在EMR源提供电磁辐射脉冲的情况下,脉冲的时间分离与光学纤维的远侧顶端的移动相结合能够导致沿着光纤顶端的运动的路径应用EMR至多个离散的皮肤位置。
【085】光学纤维的使用有利的导致用于耦合进入皮肤的EMR束,其显示出基本均匀的截面强度分布。更具体地,由源产生并耦合进入光纤的EMR束在其穿过光纤时经历多次反射。这些反射基本上均化了来自光纤的输出束的截面强度。在该示例性实施例中,光学纤维能够具有例如直径为大约100-300微米和大约0.5至大约4的NA的输出顶端,但也能够利用其它顶端大小和/或数值孔径。在一些实施例中,虽然处理参数能够变化,但在每个处理地点处理大约50-200之间的离散皮肤位置,接近每平方厘米50-1000个离散皮肤位置。此外,如在图3F中所示,在一些实现方式中,微光学器件(例如,微透镜)1能够被耦合至光学纤维的远端以提供输出光束的成形和/或聚焦。在其它情况中,光学纤维能够包括锥形的端,以给予输出束期望的截面形状(例如方形)。
【086】在一些实施例中,与EMR所应用到的离散皮肤位置相关的间距(即相邻位置之间的距离)能够通过调节光纤的远侧顶端在皮肤上移动的速度来调整。例如,参照图3A和3B,对于由EMR源产生的脉冲的给定重复率,为了增加间距,控制器能够导致步进马达来以较快的速率旋转齿轮78和72,从而增加光纤的远侧顶端在皮肤上移动的速度。可替代的,齿轮的旋转速度的减小能够导致较小的间距(就是说,离散皮肤位置的较密集的填充)。
【087】在其它实施例中,能够采用压电扫描机构以在皮肤上移动光纤的远端。作为例子,图8示意描述了包括一个或多个马达82的这样的扫描机构的示例性实现方式,所述扫描机构包含在装置10中,以便以预定的图案移动光纤840。马达820能够是任意合适的马达,包括例如步进马达、线性马达、压电马达或谐振压电马达。
【088】在一个实施例中,光纤840的远端耦合至光纤导向件组件系统870,使得光学纤维840能够以预定的图案移动。X-Y线性扫描器800包括耦合至连接器890的光纤保持套圈880,所述连接器890连接光纤840至光纤导向件组件系统870,光纤导向件组件系统870包括x方向滑动板850和y方向滑动板860,而对准槽891在板中。套圈880保持光纤840精确地在连接器890内对准。每个滑动板被耦合至马达82,使得当马达推靠滑动板时,光纤840在水平(x)和/或垂直(y)方向移动。在一些实施例中,光纤的2D运动与EMR源的激活配合。多种预确定的空间图案能够被编程进入扫描器并且能够被制造商选择,或者被用户通过在壳体上的控制特性(未示出)选择。在这种实施例中,用户能够通过使用相同的机头从在皮肤中的处理图案的多个不同小岛部选择。为了使用本发明的该实施例,用户能够在发射之前手动放置光圈在皮肤的目标区域上,类似于之前描述的实施例。在其它实施例中,光圈不需要接触皮肤。在这样的实施例中,装置可以包括远离机构(未示出),用于在光圈和皮肤表面之间建立预确定的距离。
【089】在其他实施例中,EMR递送机构能够包括两个旋转反射镜,其适合于绕两个正交轴旋转以在皮肤上两维扫描来自源的EMR。作为例子,图9示意描述了手持光美容装置110,其包括包含两个可旋转的反射镜114和116的EMR递送机构112,可旋转的反射镜114和116能够绕正交轴A和B旋转。反射镜114能够接收来自源118的EMR束并传输该EMR至反射镜116,反射镜116又能够将EMR经过EMR透射输出窗口120引导到皮肤。反射镜的旋转能够被用于在皮肤的两维区域上扫描束。在一些实现方式中,控制器122能够将反射镜的旋转与由EMR源的EMR发射同步,以导致EMR至多个分离的离散皮肤位置的递送。关于利用旋转反射镜来应用EMR至多个离散皮肤位置的扫描机构的进一步细节能够在名称为“Method and apparatus for EMR treatment,”美国专利No.6997923中和于2005年4月1日提交的名称为“Methods and products for producinglattices of EMR-treated islets in tissues,and uses therefore”的共同未决的美国申请No.11/097841、11/098036、11/098015、11/098000中发现,以上内容通过引用包含于此。利用旋转反射镜的扫描系统的一个优点是其能够更快速的扫描皮肤的大的区域。
【090】参照图10,在手持装置124的另一个实施例中,多个微透镜126经准直透镜132接收由EMR源128产生的EMR,并应用该EMR作为多个分离的EMR束130,通过EMR透射窗口134至多个离散皮肤位置。在一些实施例中,一个或多个聚焦元件能够被布置在微透镜126和窗口134之间,用于提供束的聚焦。在一些实施例中,EMR透射窗口134能够由用于提供在光学小岛部的点阵中的功率密度的空间调制的微透镜的点阵制成。关于利用这种微透镜的EMR递送系统的进一步细节能够在名称为“Heads for dermatology treatment”的美国专利No.6511475中发现,其通过引用包含于此。
【091】在许多实施例中,多种安全机构能够被包含在本发明的手持装置中,以保证其安全操作。例如,再次参照图3A和3B,电容接触传感器84能够探测是否装置的远侧顶端在皮肤的预选择的距离内(例如,距皮肤小于大约5mm的距离,或距皮肤小于大约3mm,或距皮肤小于大约2mm)。控制器90接收传感器的输出信号并根据该信号控制EMR源的激活。例如,如果传感器没有探测到装置的远侧顶端相对于皮肤的合适的距离,其抑制EMR源的激活或者如果该源正在发射EMR则对其解除激活。此外,在一些实现方式中,当从传感器指示装置没有合适定位在皮肤上,控制器能够激活视觉指示器(例如,布置在壳体上的红色LED灯40C),以警告用户。
【092】其它传感器也能被包含在该装置中。例如,参照图6,布置在壳体中(例如,在控制板88上)的温度传感器98能够监测EMR源的温度。此外,其它温度传感器(例如,温度传感器99)能够包含在壳体中,以监测在壳体中的环境温度。温度传感器的输出信号能够被发送至控制器,其能够被编程以提供对来自传感器的信号的合适响应。例如,如果由传感器所指示的温度高于预定阈值,控制器能够解除激活EMR源。
【093】在一些实现方式中,作为又一个安全特征,在处理时段(例如,限定为在装置开启后,在EMR源的初始激活后的预选择的时间间隔)期间应用于皮肤的总光学能量能够被追踪以保证在该时段应用于皮肤的总能量保持在预定阈值以下。例如,例如根据由EMR源产生的脉冲的重复率、每脉冲的能量、EMR源和递送能量至皮肤的光学纤维之间的光学耦合效率,和从光纤耦合光学能量进入皮肤的效率,控制器90能够被编程以计算实时的总的所应用的能量。一旦总能量开始超过预定阈值,控制器能够解除激活该源,并只有在所选的时间间隔过去之后才允许其重新激活。
【094】在一些实施例中,手持装置的壳体能够由可以彼此分离并重新连接的多个模块化部分形成,每个模块化部分包含装置的一定部件。作为例子,图11A示意描述了根据这样的实施例的手持装置136,其包括壳体138,壳体138具有两个模块化部分138a和138b,这两部分可移除并且经多个连接器140可更换地结合。在该实施例中,EMR源142以及控制器144和电源系统146布置在部分138a中,而用于递送由源发射的EMR至多个离散皮肤位置的扫描机构148布置在其它壳体部分138b中。装置136的模块性有利地允许与多种不同扫描机构一起利用相同EMR源和控制电路。这不仅能加快制造过程,还能降低制造成本。
【095】此外,在一些实现方式中,具有EMR源的单个模块能够被提供有包含不同扫描机构的两个或更多模块,以允许用户容易地使用装置用于不同的光美容应用。例如,模块138b能够与如在图11B中所示意性示出的具有不同扫描机构148b的另一个模块138c交换。
【096】作为例子,图12A示出了被采用以可移除的并可更换的接附壳体的模块化部分138a和138b的示例连接器140,壳体的模块化部分138a和138b可以被连接以形成如图12B所示的装置805。如在图12A和12C的分解视图所示,模块化部分138a包括能够被可移除和可更换地耦合进入顶端壳体802的扫描器800。插入到顶端壳体802的扫描器的类型(例如,X-Y线性扫描器、螺旋扫描器、采用反射镜和/或其它光学元件的自由束扫描器等)可以由机头138a探测。例如,能够使用不同成形的连接器140,或者指示器851(例如,条形码)能够被用于指示顶端壳体和/或扫描器的类型到在机头138a中的控制电子器件。
【097】图12A的装置能够具有光学涂层(即,在处理窗口803上),以提供光的空间调制。一些实施例能够使用类似于梯度镜的技术,梯度镜是在其半径上具有可变透射的镜。包括多个梯度镜的实施例对于光源的参数(例如光子回收的效率)和系统冷却能力(非常薄的涂层厚度)的增强可能是有益的。
【098】在一些情况下,装置的模块性允许利用另一个EMR源替换一个EMR源,例如,用于在电磁光谱的另一个部分中提供EMR或用于修理装置。作为例子,图13A示意描述了根据一个这样的实施例的手持装置148,包括具有部分150a和另一部分150b(其通过例如连接器140与部分150a可移除和可更换的接合)的模块化壳体150,在部分150a中布置EMR源152和相关的控制和电力电路(未示出),在部分150b中布置扫描器154(或其它光递送机构(例如,多个微透镜))。EMR源152布置在可移除和可更换的盒156中,其能够与包含不同的EMR源的另一个盒交换。例如,如在图13B中所示意性示出的,模块化部分150a和150b能够被分离以提供至盒156的通道,盒156能够被移除并利用具有不同EMR源的另一个盒更换(未示出)。在一些实现方式中,当新的EMR源在壳体中放置时,控制器能够通过使用探测器来确定其是什么类型的源且指令扫描器与该源配合工作。例如,控制器能够修改扫描图案、脉冲宽度、焦点深度和/或数值孔径。探测器系统能够是例如机械、光或电探测器。在一些实施例中,控制系统识别和控制模块的各种组合。例如,每个模块被设计来提供标识符给控制器,控制器使用标识符来确定用于处理的可接受的参数,限制不可接受的参数,并对于模块的给定的组合控制装置的操作。
【099】图14A和14B示意描述根据另一个实施例的手持皮肤病学装置158,包括其中布置有多个EMR源162的壳体160。EMR源热耦合至诸如结合之前的实施例在上面讨论的那些的冷却器(未示出),其从EMR源提取热量以保证它们的操作温度保持在可接受的范围内。在该实现方式中,壳体160包括由网孔材料形成的部分160’,允许壳体的内部和外部环境之间的空气流动以促进装置的冷却。
【100】如图14C中所示,在该示例性实施例中,EMR源包括提供用于应用于皮肤的多个EMR束167的二极管激光棒166。在优选的实施例中,二极管激光棒166具有在1cm左右的长度L、在10mm左右的宽度W和在0.0015mm左右的厚度T。虽然在该实施例中EMR束具有在电磁光谱(例如,在大约290-10000nm的范围内)的红外区域的一个或多个波长,但在其它实施例中EMR束具有其他波长。在一些实现方式中,一个或多个聚焦元件(例如,一个或多个透镜)能够被布置在EMR源和输出窗口之间,以提供递送至皮肤的EMR的聚焦。然而,在该示例性实施例中,二极管激光棒放置足够接近于窗口,以消除对这种聚焦元件的需要。
【101】通过将光纤直接耦合进入放置在装置中的二极管棒,所产生的EMR使用柔性的递送方法被直接引导至皮肤表面。因此,不移动激光二极管棒,不需要光学器件,并且不需要精确对准光学元件。因此,所得的装置被制得更可靠、更耐用、更低廉并且更小。此外,在具有单一激光二极管并且移动柔性的递送机构至期望的处理位置的实施例中,不必须要附加的激光二极管、激光二极管棒和棒的堆叠,这进一步减少了装置的成本以及峰值功率需求。因此,通过在处理的进程期间重复的发射单一激光二极管(或在一些可替代的实施例中一些激光二极管),装置能够用诸如通常可用并且相对低廉的可再充电电池的较低功率能量源来操作。此外,通过降低装置的峰值功率需求,需要较少积极冷却。因此,装置能够利用例如TEC或散热片和风扇来冷却而不需要制冷器。
【102】此外,在光纤的远端位于或接近被处理的组织表面的实施例中,足够能量直接传输进入组织而不用光学器件,或者使用相对便宜的光学器件(例如,光学和/或物理的耦合至光纤的端的透镜以聚焦和/或会聚所照射的EMR)。这种配置还允许装置更加坚固、耐用和较低廉。此外,在一些实施例中,由于照射EMR的光纤的端和组织的表面之间的直接接触和/或紧密靠近,功效提高。
【103】继续参照图14A和14B,示例性的手持装置158还能够包括当装置在皮肤上移动时确定该装置的速度的速度传感器170。参照图15A,作为例子,速度传感器能够是采用诸如多个轮子173的机械传感器171和Hall传感器175,以确定装置在皮肤上的速度。在另一个例子中,在图15B中示意示出了能够直接或间接(例如,通过确定轮子173的旋转速率)确定装置的速度的光学传感器177。关于适于用在本发明的实现中的速度传感器的进一步细节能够在例如共同未决的美国申请No.11/097841、11/098036、11/098015、11/098000中发现,这些申请通过引用包含于此。
【104】再次参照图14A,装置158能够在冲压模式(stamping mode)或扫描或滑动模式中被采用。例如,在冲压模式中,装置能够与皮肤接触或靠近皮肤放置,并且二极管激光棒能够被激活以应用EMR束的每个至离散皮肤位置。然后,装置能够被移动至另一个皮肤部分以对其应用EMR。在冲压模式中,在皮肤中的所得温度(并且,可能损伤分布)由开口的几何形状和照明/冷却参数确定。在滑动模式中,可通过改变扫描的速度来得到附加的控制度。
【105】可替代地,装置158能够在扫描模式中利用。例如,装置能够在皮肤部分上扫描,同时EMR源正应用EMR至皮肤。在EMR源提供连续EMR或以比装置在皮肤上的速度显著快的重复率的脉冲EMR的一些情况下,EMR所应用到的皮肤部分能够对应于多个分离的线状片段,如在图16A中所示。在其它情况下,控制器能够与装置在皮肤上的运动相配合来激活EMR源,以便应用EMR至多个离散位置,如在图16B中所示。根据如由速度传感器170探测到的装置在皮肤上的移动速度,能够通过选择性地激活源来调整EMR所应用到的皮肤位置的密度。
【106】在一些实施例中,涂剂分配器能够被安装在装置的手持壳体上,以应用涂剂至EMR所应用到的皮肤部分的表面。作为例子,图17示意描述了包括从近端176延伸至远端178的手持壳体174的手持光美容装置172。类似于之前的实施例,装置172包括布置在壳体中的至少一个EMR源和用于从该源经装置的远端递送EMR至多个离散皮肤位置的机构。涂剂分配器180安装至装置的远端,其包括用于存储涂剂的存贮器182和用于释放涂剂到皮肤上的涂剂释放机构184(例如,可促动阀)。涂剂分配器能够由用户手动的或自动的(例如,经来自装置的控制器的电信号)激活,以应用涂剂至装置的远端下的皮肤表面。例如,当装置以冲压模式采用时,涂剂分配器能够被激活,以应用涂剂至皮肤并且然后EMR能够被应用至皮肤。当装置以扫描模式采用时,涂剂分配器能够定位在远端,使得当装置的远端在皮肤上移动时,在EMR应用到皮肤部分之前,其能够应用涂剂至该部分。
【107】散射和吸收两者均是与波长有关的。因此,对于浅的深度可以使用波长的相当宽的带,同时依然实现聚焦的束,焦点深度越深,越多的散射和吸收变成因素,并且能够被实现的合理的焦点处的可用的波长的带越窄。表1指示对于各种深度的优选的波长带,尽管可以接受,却不是最优的结果,也有可能在这些带以外。
表1
 
损伤深度,μm 波长范围,nm 数值孔径(NA)范围
0-200 290-10000 <3
200-300 400-1880 & 2050-2350 <2
300-500 600--1850 & 2150-2260 <2
500-1000 600-1370 & 1600-1820 <1.5
1000-2000 670-1350 & 1650-1780 <1
2000-5000 800-1300 <1
【108】典型地,操作的波长范围从大约0.29μm至100μm并且入射的流量在从1mJ/cm2至100J/cm2的范围。在一个例子中,光的光谱在水的吸收峰值的范围内或周围。这些包括,例如970nm、1200nm、1470nm、1900nm、2940nm和/或大于1800nm的任意波长。在其它例子中,光谱被调谐至接近于脂质的吸收峰值,例如0.92μm、1.2μm、1.7μm和/或2.3μm,和类似3.4μm的波长和更长,或对于诸如角蛋白或包含在组织中的其它内生组织发色团的蛋白质的吸收峰值。
【109】波长也能够从吸收系数高于1cm-1的范围中选取,例如高于大约10cm-1。典型地,波长范围从大约0.29μm至100μm并且入射的流量在从1mJ/cm2至1000J/cm2的范围。有效的加热脉冲宽度优选的小于100×被瞄准的发色团的热驰豫时间(例如,从100fsec至1sec)。
【110】通常,所应用的EMR的脉冲宽度应该小于离散位置或光学小岛部的每个的热弛豫时间(TRT),因为较长的持续时间可以导致热迁移超出这些部分的边界。由于离散位置将通常相对小,脉冲持续时间也将相对短。然而,随着深度增加,并且点大小因此也增加,最大脉冲宽度或持续时间也增加。如果目标的密度不太高,脉冲宽度能够比离散位置的热弛豫时间长,使得在这些区域外的任意点的来自目标区域的组合的热充分低于对于在这样的点处的组织的损伤阈值。通常,热扩散理论指出对于球形的小岛部的脉冲宽度τ应该是τ<500 D2/24并且对于直径为D的圆柱形的小岛部的脉冲宽度是T<50 D2/16,其中D是目标的特征大小。此外,如果目标的密度不太高,有时脉冲宽度能够比离散位置的热弛豫时间长,使得在这些区域外的任意点的来自目标区域的组合的热充分低于对于在这样的点处的组织的损伤阈值。此外,利用合适的冷却方式,可以不受上面限制,并且可以利用超过对于离散位置的热弛豫时间的脉冲持续时间,有时大致超过TRT的脉冲持续时间。
【111】来自EMR源的所需功率取决于期望的治疗效果,随着深度和冷却的增加和随着由于波长而吸收的减少而增加。功率还随着脉冲宽度的增加而减少。本发明的一些实施例使用一个或多个二极管激光器作为EMR源。由于许多光皮肤病学应用需要高功率光源,标准的40-W、1-cm长,cw二极管激光器能够用在一些实施例中。能够使用任意合适的二极管激光棒,包括例如10-100W二极管激光棒。诸如上面所述的多种类型的二极管激光器能够用在本发明的范围内。在对光学和机械子系统进行适当的改进下,其它源(例如,具有SHG的二极管激光器和LED)能够代替二极管激光棒。
【112】各种基于光的装置能够被用于递送所需的光剂量至身体。所利用的光辐射源可以在用户的皮肤表面提供大约1mw/cm2至大约100w/cm2,优选的在10mw/cm2至10w/cm2的范围内的功率密度。所采用的功率密度将使得:通过在长期的时间周期内相对频繁的处理,能够实现显著的治疗效果,如上面所指示的。功率密度也将作为许多因子的函数而变化,所述因子包括但不限于,被处理的条件、所采用的一个或多个波长和期望处理的身体位置,即处理的深度,用户的皮肤类型等。合适的源可以例如提供大约1-100瓦,优选的2-10W的功率,设计用于在皮肤表面以大约0.01-10W/cm2的功率密度照射在皮肤表面以下0.2-1mm的组织。在本发明的另一方面,通过由血液和其他内生组织发色团对光的吸收,处理能够间接的导致痤疮病变的外表中的消散或改进。
【113】在一些实施例中,单一EMR源(例如,激光二极管)将被平移以产生光学小岛部的点阵。光学小岛部的点阵在皮肤中产生微变性区的点阵,这促进异常色素细胞的移除并且刺激新胶原质生长,并能够导致色素沉着点的可见度的降低和皮肤外表和皮肤纹理的改进。该方法的分段性质比其它基于光的皮肤病学处理疼痛较少和康复更快。
【114】可替代的实施例能够采用包括例如用于成像由源产生的EMR并递送所成像的EMR至组织的一组透镜的光学递送系统。一些这种可替代的实施例能够附加包括如在2007年2月1日提交的名称为“Dermatological Device Having aZoom Lens System,”的共同未决的美国专利申请No.11/701192中所详细描述的缩放透镜系统,该申请通过引用包含于此。缩放透镜能够将子束聚焦进入由未处理的(或较少处理的、或不同处理的)皮肤所彼此分离的作为皮肤部分的多个皮肤部分(这里也称作小岛部或EMR处理小岛部)。缩放透镜通过改变其形成的光掩模的图像的放大倍数来允许小岛部的间距(小岛部之间的距离)的调整,并因此调整在皮肤中形成的小岛部的密度。所聚焦的点的间距的调整能够有利的被用来对于多种皮肤类型和条件进行最优化皮肤的处理,如在下面进一步讨论的。
使用方法
【115】在一些方面,方法和装置被提供适合用在多时段二极管激光器分段处理,其能够用于例如皮肤复原、皱纹减少、皮肤异色症的减少、组织的消融,微孔的形成和其它处理。
【116】例如,诸如图3A的装置的装置能够用作新颖的周期处理方式的部分。通过诸如皮肤病学家或专业疗养师(spas)的专业人士,使用现有的分段装置的处理对消费者是可用的。这些处理本质上是使用具有非常高功率和相对较高密度的束的装置来进行的。换句话说,由一组束(或者,在使用扫描器的一些装置情况下的单一束)在组织中产生的单独的处理小岛部之间的间距是相对小的,并且组织的每单位面积和/或体积产生相对大量的小岛部。这提供较强烈的处理并且被设计用于提高单一处理的功效。换言之,专业的装置被设计用于在单一处理中处理尽可能多的组织,以便在仅一次处理或一些处理中获得结果。
【117】然而,发明人已经发现,能够通过较不强烈的、但较频繁地处理组织来获得较好的结果。例如,图3A的装置32在组织中产生比由专业装置产生的那些密度相对小的小岛部。换言之,小岛部之间的间距比现有专业装置的大。类似的,每个小岛部所应用的功率密度低于在典型的专业处理中的功率密度。因此,在单一处理中,组织的每单位面积和/或体积比在典型的专业处理中产生更少的小岛部,并且使用该装置的单一处理将典型地导致更少组织损伤。虽然这种单一处理将不像使用专业装置的单一处理那样有功效,但是在单一处理中产生较少损伤允许用户更快的安全执行随后处理而不会过分损伤组织。通过提供诸如用在家里的简单易用的装置,对象能够较容易并且较规律的执行这样的处理,由于频繁与专业提供者预约对典型的对象的成本和逻辑上的困难,这在专业或医疗背景中是不现实的。
【118】在类似于图3A的装置32的装置的初始临床测试中,发明人已经发现使用具有少于现有专业装置的每个处理强度的分段装置的EMR的规律的和重复的应用将随着时间导致较大的功效。例如,已经使用类似于装置32的装置来处理面部区域的对象,已经获得比利用典型的专业处理所得到的平均更好的结果。对于皮肤复原的示例性处理方案在表2中提供。
表2-对于皮肤复原的示例性处理方案
                   例1              例2
每点能量           5mJ              7mJ
每次传递的点密度: 200/cm2          500/cm2
每时段的传递数目: 5                2
处理时段的数目:   15               8-10
处理间隔(天):     2-3              1-3
总共累积的点密度: 15,000           8000-10,000
【119】每隔一天使用该装置以执行面部组织的皮肤复原的对象在几个月期间得到比在一系列专业处理中所典型地得到的更好的结果。不限制本发明的范围,发明人认为这是由于这样的事实:组织的康复反应较好的响应于频繁和重复执行的、使用相对较大间距(相对较低小岛部密度)的EMR的逐步应用。也不限制本发明的范围,发明人还相信重复的低强度处理有助于维持之前的结果。也不限制本发明,发明人认为随着时间的更渐进的处理允许比现有专业处理可能的每单位处理的面积和/或体积的处理点的更大的总密度。根据各种处理方案的初始测试,发明人预期当使用较不强烈的处理更频繁的执行时,其他处理(例如,皱纹移除,痤疮处理等)将类似地更加有功效。
【120】因此,可以有许多新的处理方式。例如,对象能够被专业人员处理以接收较强烈的初始处理,而随后较不强烈的处理能够由对象使用本发明的各种实施例来执行。接下来的处理能够使用柜台可售的装置或使用处方装置或执行该处理的专业人员提供的其它装置执行。类似的,对象能够使用本发明的实施例来随着时间周期性(例如每隔一天、每周等,和对于周、月或年的周期)地执行一系列相对低强度的处理。对象还能够使用本发明的实施例来执行较强烈的初始处理(例如,在所述小岛部之间具有相对较小间距和/或在处理中每个小岛部应用较多能量),随后使用参数进行一系列周期的后续处理用于实现较不强烈的处理。
【121】虽然这种周期处理优选的在频繁的并持续不变的基础上采用一系列低强度处理,但可以使用许多其它实施例。例如,一些处理可以从使用诸如典型的在专业处理中采用的参数的相对较强烈参数执行的一系列处理中受益。类似的,该装置可以以与专业处理相同的频率使用。
附加的光美容应用
【122】可以实现许多附加的应用。例如,类似于那些在这里描述的装置能够被用于执行分段消融和微孔的形成。本申请的附加的详细公开在目前未决的、名称为“Methods And Products For Ablating Tissue Using Lattices Of EMR-Treated Islets”的美国临时专利申请60/877826中提供,该申请通过引用包含于此。
【123】非消融的应用包括在皮肤中结构的选择性处理,例如色素病变、脉管病变和静脉处理。这些和其他类似的应用在名称为“Photoselective IsletsIn Skin and Other Tissues”的美国临时申请60/923093中更详细的描述,该申请目前未决并且通过引用包含于此。
【124】也可以实现真皮,尤其是真皮的深层的处理。这些和其他类似的应用在名称为“Deep Fractional Thermal Treatment at Dermal/HypodermalJunction”的美国临时申请60/923398中更详细的描述,该申请目前未决并且通过引用包含于此。
【125】手持光美容装置的实施例能够用在各种不同器官和组织中的各种附加应用中。例如,处理能够被应用于以下组织,包括但不限于:皮肤、黏膜组织(例如,口腔黏膜,胃肠黏膜)、眼组织(例如,结膜、角膜、视网膜)、和腺的组织(例如,泪腺、前列腺)。一般情况下,该方法能够被用于处理以下情况,这些情况包括但不限于:损伤(例如,疼痛、溃疡)、痤疮、红斑痤疮、不期望的毛发、不期望的血管、增生性生长(例如,瘤、息肉、良性前列腺增生)、肥厚性生长(例如,良性前列腺肥大)、新血管形成(例如,与瘤相关的血管生成)、动脉或静脉畸形(例如,血管瘤、鲜红斑痣)、和不期望的色素沉着(例如,有色胎记、纹身)。
【126】在一些方面,本发明提供通过产生热小岛部的点阵来处理组织的方法。这些方法能够用在例如增加角质层对各种制剂的渗透性的方法中和用于产生治疗性过热的方法中,所述制剂包括治疗性制剂和美容制剂。
【127】在一个实施例中,通过加热组织的小岛部至35-100℃的温度来产生热小岛部的点阵,以便可逆地增加角质层的渗透性。增加的渗透性从围绕角质层和当存在时透明层的细胞的晶态脂质的细胞外基质的融化得到的。当该基质融化(即,失去其晶态结构)时,SC变得较可渗透至皮肤的表面上的分子,允许一些分子向内扩散。当所述层的温度返回到正常范围(即,29-37℃),细胞间的基质再结晶,SC变得较不可渗透,并且已经扩散到SC下的任意分子能够保持在那里,进一步扩散进入周围的组织,或进入体循环。因此,如在这里所使用的,因为脂质细胞间基质再结晶,增加的渗透性是“可逆的”。在不同的实施例中,渗透性的增加在处理停止后1秒至2小时内被逆转。因此,在一些实施例中,渗透性的增加在EMR处理停止后15分钟、30分钟、1小时或2小时内被逆转。
【128】在这些实施例中,热小岛部限定能够延伸通过或几乎通过角质层和透明层的渗透通路,使得应用于皮肤的外部表面的诸如美容或治疗制剂的化合物能够有效的穿透角质层/透明层。该穿透能够是浅的并且维持在刚好在角质层下或中,或者能够更深入到表皮或真皮的内部层中,并且可能经真皮中脉管系统进入到血流中。这使得美容或治疗制剂局部地经皮递送到表皮和真皮。根据化合物从处理的地点扩散开的程度,化合物的局部递送能够较大(例如,至关节区域的递送)。此外,根据化合物到达真皮的脉管系统的程度,递送能够是全身的。
【129】在一些实施例中,化合物是治疗制剂。治疗制剂的例子包括但不限于:荷尔蒙、类固醇、非类固醇类抗炎药物、抗肿瘤剂、抗组胺剂和麻醉剂。特定的例子包括但不限于:诸如胰岛素和雌激素的荷尔蒙,诸如脱氢皮质醇和氯替泼诺的类固醇,诸如酮咯酸和双氯芬酸的非类固醇类抗炎药物,诸如甲氨蝶呤的抗肿瘤剂,和诸如组胺H1拮抗药、氯屈米、吡拉明、美吡拉敏、依美斯汀、左卡巴斯汀和利多卡因的抗组胺剂。
【130】在其它实施例中,化合物是美容制剂。美容制剂的例子包括但不限于:色素(包括自然存在的和合成的发色团、染料、着色剂或墨)反射剂(包括光散射化合物),和防光剂(包括遮光剂)。这种美容制剂能够被用于通过增加不同的有色的色素或反射剂来增加颜色至皮肤,或掩盖现有颜色(例如,胎记、色素病变、纹身)。本发明提供应用美容制剂的改进的方法,因为(a)制剂被包含在角质层中并且不会被抹掉、或磨损或洗掉,和(b)制剂将保持在角质层中直到该层的细胞通过从基底层长出的正常过程(例如,大约21-28天)被替代。因此,美容制剂的单一应用能够持续几周,这相对于必须每天应用的化妆品能够是有利的。反之,美容制剂的应用被限于几周,这相对于除了通过光致漂白或组织消融移除之外通常为永久的纹身能够是有利的。在一个实施例中,用于期望的临时纹身的色素能够被应用于皮肤(例如,通过膜、刷、印),角质层能够被EMR处理以增加渗透性,并且色素能够扩散到皮肤中以产生临时的纹身。在其它实施例中,通过递送着色剂能够产生人造的晒黑,或相反的,通过递送遮光剂进入皮肤,能够防止晒黑。
【131】通过使用热小岛部(或损伤小岛部)的点阵而不是加热的连续区域,能够使得角质层增加的渗透性对于对象无疼痛或较少疼痛。因为皮肤的整个区域和厚度不被加热,40-43℃等温线能够在表皮/真皮边界附近而不是在真皮的较深处终止。从而,在乳突真皮中发现的神经末梢不被暴露于与疼痛反应相关的40-43℃的温度。因此,即使SC已经暴露于显著高于40-43℃的温度,由热小岛部限定的增强的渗透路径也能够无痛的产生。
【132】在另一方面,本发明能够包括产生在角质层(SC)中渗透性增加的许多区域,而不导致对组织的无法逆转的结构损伤,或最小化这样的损伤。可逆的渗透性是通过产生SC的局部的渗透性持续有限时间来实现的。通常,该有限时间对应于EMR能量的应用。在EMR能量应用后,SC关闭。可替代地,在应用EMR能量后,渗透性能保持一段时间。对于渗透性的时间应该在有限的时间内实现,以阻止感染的风险。使用本发明的原理,能够使得这种处理安全和无痛,并且因此能够例如由一般公众的成员,即没有特殊培训的个人实践。一个这种使用是用于在家中应用期间增强局部美容组合物或药物制剂的递送。
【133】根据本发明和如在下面更充分描述的,能够产生热小岛部,其从组织表面跨至组织的较深层,或整个存在于表面下的层中。这种热小岛部能够被用于这样的应用:例如热增强的光生物调制、光生物刺激和光生物悬浮以及损伤小岛部的产生,如下面所述。
【134】在一些方面,本发明提供通过产生损伤小岛部的点阵来处理组织的方法。这些方法能够被用在例如皮肤复原、纹身移除(例如,杀死包含墨颗粒的细胞,纹身墨颗粒的消融),痤疮处理(例如,损伤或破坏皮脂腺、杀死细菌、减少发炎)、色素病变处理、脉管病变处理和鲜红痣(“葡萄酒色斑”)移除(例如,减少病态脉管系统),以及其它。损伤小岛部的点阵也能够用于增加角质层的渗透性。用于恢复或康复这种损伤小岛部的时间能够通过改变损伤小岛部的大小和点阵的填充因子来控制。
【135】在一些实施例中,本发明提供根据所控制的组织损伤的组织改造的方法。组织改造的一个实施例是皮肤“复原”,复杂的过程包括下面所述的一个或多个:(a)皮肤异色症的减少(即色素非均匀性),(b)毛细管扩张的减少(即,脉管畸形),(c)皮肤纹理的改进(例如,褶皱和皱纹的减少、皮肤平滑、毛孔大小的减小),和(d)皮肤拉伸特性的改进(例如,弹性、提拉、绷紧的增加)。用于皮肤复原的技术能够被分成三个大类:消融的、非消融的和分段的(包括本发明的小岛部的点阵)。
【136】在消融的表面重整方法中,表皮的全部厚度和上部真皮的部分被消融和/或凝固。消融技术典型的带来较多显著的临床结果,但引起相当多的术后的恢复时间和护理、不适和感染的风险。例如,激光器皮肤重建(例如,使用吸收系数为大约900cm-1的CO2激光器,或吸收系数为大约13,000cm-1的Er:YAG激光器)需要数周的恢复时间,接着是被处理皮肤为红斑状的达到几个月的周期。
【137】在非消融方法中,凝固的区域被移位较深到组织中,而表皮被保留完整(例如,使用吸收系数为5-25cm-1的激光器)。非消融技术引起相当少的术后恢复时间和护理、不适和感染的风险。
【138】分段方法也是非消融的,但是不是凝固整个处理区域或损伤区域,而是引起处理区域的部分或分段损伤。就是说,损伤小岛部的点阵在处理区域中被产生。
【139】本发明提供皮肤复原方法,该方法中热和损伤小岛部能够在真皮和下皮相对深(例如,距皮肤表面的深度>500μm)。为了阻止表皮损伤,能够采用表皮的主动或被动冷却。
【140】损伤小岛部的点阵的产生能够导致皮肤提拉或紧绷,这是由于:(a)遭受提高的温度的胶原质原纤维的收缩(直接效应)或(b)在真皮和下皮中的局部区域的凝固(直接到短期效应)。
【141】损伤小岛部的点阵的产生能够导致较平滑的皮肤纹理,这是由于在真皮和下皮内的局部区域的凝固(直接到短期效应)。该技术还能够用于对组织或器官而不是真皮/表皮形成纹理(例如,丰唇)。
【142】损伤小岛部的点阵的产生能够导致胶原质产量的提高,这是由于组织对热应力或热冲击的康复反应(中到长期效应)。损伤小岛部的点阵的产生还能够导致透明质酸的产量的提高,这是由于组织对热应力或热冲击的康复反应(短到中期效应)。在规则的间隔中的重复处理能够维持透明质酸的水平并且因此维持改进的皮肤外观。
【143】损伤小岛部的点阵的产生能够被用于通过杀死包含纹身墨颗粒的细胞(典型的上部真皮的细胞)来移除纹身。在这些细胞被杀死后,纹身墨通过正常的净化过程从组织地点清除。可替代的或附加的,通过选择EMR处理的波长以导致EMR能量被纹身墨颗粒的选择性吸收,损伤小岛部的点阵能够被用于移除纹身。在一些实施例中,入射脉冲的脉冲宽度被选择用于匹配墨颗粒的热弛豫时间。由纹身墨颗粒的EMR能量的吸收能够导致细胞被加热并被杀死;能够导致墨颗粒经受光致漂白或被破坏成由正常过程移除的较小分子;或者能够另外导致墨被破坏。
【144】损伤小岛部的点阵的产生能够被使用,以便通过加热组织的小岛部至高于100℃的温度以产生在SC中的小孔来增加角质层的渗透性。因此,在这些实施例中,EMR处理凝固、消融、蒸发或以其他方式损伤或移除SC的部分,包括晶体状的细胞间脂质结构或细胞,以形成通过SC的损伤小岛部的点阵。该方法比上面描述的热小岛部方法更长时间地增加SC的渗透性,因为损伤的区域或孔能够保持在SC中直到细胞的层通过从基底层长出的正常过程(例如,大约21-28天)被替代。
【145】通过选择EMR处理的波长以导致由皮脂对EMR能量的选择性吸收,或瞄准点阵至皮脂腺,以便选择性的损伤或破坏皮脂腺,损伤小岛部的点阵的产生能够被用于处理痤疮。EMR处理也能够被瞄准到在痤疮痛处中的细菌。
【146】通过引起瘢痕组织的收缩和绷紧和利用正常结缔组织对非正常结缔组织的替代,损伤小岛部的点阵的产生能够被用于处理肥厚性瘢痕。
【147】通过选择性的瞄准外分泌腺,从而减少外分泌汗的产生或改变其成分,损伤小岛部的点阵的产生能够被用于处理体臭。
【148】通过选择性的瞄准病态组织以杀死细胞或导致组织脱皮,损伤小岛部的点阵的产生能够被用于处理疣和胼胝。通过正常的生物学过程,病态组织能够被正常组织替代。
【149】通过使用合适波长的EMR以选择性的瞄准牛皮癣斑块,从而停止或反转斑块形成,损伤小岛部的点阵的产生能够被用于处理牛皮癣。通过正常的生物学过程,牛皮癣组织能够被正常组织替代。
【150】通过增加创伤或烧伤边缘而基本不增加体积,损伤小岛部的点阵的形成能够被用于减少用于康复创伤或烧伤(包括冻伤)所需的时间。
【151】通过改变在真皮/下皮边界的机械应力分布,损伤小岛部的点阵的产生能够被用于减少脂肪团。可替代的,或附加的,通过加热和损伤小岛部内的脂肪细胞,损伤小岛部的点阵能够被用于减少在下皮内(皮下组织)的脂肪。
【152】通过瞄准损伤小岛部的点阵至皮肤中的毛囊,能够使用损伤小岛部的点阵的产生以便减少身体毛发的量或存在。该方法能够选择性的瞄准存在于毛发或毛囊中的黑色素或其它发色团,或可以非选择性的瞄准在毛囊中的水分。
【153】能够使用损伤小岛部的点阵的产生以便损伤或破坏内部上皮细胞,以处理这种良性前列腺增生或肥大,或再狭窄的病况。通过在组织界面产生损伤区域,该方法还能被用于将组织熔接在一起。
【154】能够使用损伤小岛部的点阵的产生以便在组织中产生由组织或其它结构的消融导致的,或由组织康复过程导致的标志图案。例如,通过利用损伤小岛部的点阵“刻蚀”毛发,能够在毛干中产生图案。可替代的,使用康复过程,真皮、表皮或其它上皮组织能够被图案化,以产生具有可改变的外观的限定区域。
【155】在一些方面,本发明提供通过产生光化学小岛部的点阵来处理组织的方法。这些方法能够被用在例如激活基于EMR的生物反应(例如,黑色素产生或“晒黑”)和光动力学治疗(例如,用于白癜风或色素减退的补骨脂素疗法)。例如,通过产生使用或不使用光动力学制剂来增加在被处理区域中的色素沉着的产生的光化学小岛部,白癜风、白萎缩纹(即,白纹)、和色素减退能够被处理。更具体地,通过瞄准基底层,黑素细胞的繁殖和分化能够被促进。
等同
【156】虽然只描述了某些实施例,但本领域的技术人员应该理解,可以进行形式上和细节上的各种改变,而不偏离所附的权利要求限定的精神和范围。本领域的技术人员将认识到,或使用不超过常规实验手段能够确定对这里特定描述的特定实施例的许多等同替代。这样的等同替代旨在包含在所附权利要求的范围内。
参考和定义
【157】这里所提到的专利、科学和医疗出版物建立了在得出本发明时对于本领域普通技术人员可用的知识。所授权的美国专利、出版和未决的专利申请和这里引用的其他参考文献的全部公开内容通过引用包含于此。
【158】这里所使用的所有技术和科学术语,除非下面另外限定,是指与本领域普通技术人员通常理解相同的意思。这里所采用的技术的参考是指在本领域通常理解的技术,包括对于本领域的技术人员显然的对那些技术的变化或等同的替代或随后发展的技术。此外,为了更清楚和简洁的描述所要求的主题,提供对于用在说明书和所附权利要求书中的某些术语的如下定义。
数值范围
【159】如在这里使用的,对于变量的数值范围的列举旨在传达实施例可以使用在该范围内的任意值,包括该范围的边界实现。因此,对于本身离散的变量,该变量能够等于在该数值范围内的任意整数,包括该范围的端点。类似的,对于本身连续的变量,该变量能够等于在该数值范围内的任意实数值,包括该范围的端点。作为例子,而非限制,描述为具有在0和2之间的值的变量,如果变量本身离散,其能够取值0、1或2,如果变量本身连续,其能够取值0.0,0.1,0.01,0.001或大于等于0并小于等于2的任意其他实数值。最后,该变量能够取在该范围中的多个值,包括在给出的范围中的值的任何子范围。
【160】如在这里所使用的,除非另外特殊指明,词语“或”用其包含意义上的“和/或”而不是排他意义上的“或者/或者”。
【161】如在这里所使用的,EMR包括大约在200nm和10mm之间的波长范围。光学辐射,即具有波长在大约200nm和100μm之间的范围内的光谱的EMR,优选的在上述的实施例中被采用,但是,也如上面所讨论的,许多其他波长的能量能够被单独或组合使用。术语“窄带”是指这样的电磁辐射光谱,其具有单一峰值或多个峰值,每个峰值的FWHM(半高全宽)典型的不超过相应峰值的中心波长的10%。实际的光谱还可以包括宽带成分,提供附加的处理益处或在处理上无影响。附加的,术语光学(当用在除了术语“光学辐射”以外的术语中时)涉及整个EMR光谱。例如,如在这里所使用的,术语“光学路径”是适于除了“光学辐射”的EMR辐射的路径。
【162】然而,应该注意,其它能量可以用于以类似方式处理小岛部。例如,诸如超声、光声和其它能量源的非EMR源也可以用于形成处理小岛部。因此,虽然这里所描述的实施例相对于使用EMR以形成小岛部来描述,但是用于形成小岛部的其他形式能量在本发明和权利要求的范围内。

Claims (72)

1.一种用于由用户执行组织的分段处理的手持光美容装置,包括
壳体,
布置在所述壳体中的EMR源,和
在所述壳体内并且光学耦合至光源的EMR递送路径,
其中,所述EMR递送路径被配置用于应用由所述EMR源产生的EMR至位于组织的处理区域内的多个离散位置,并且其中所述多个离散位置的总面积小于处理区域;并且
其中,在壳体内或围绕壳体,所述装置被配置为自包含的,使得基本上所述整个装置在操作期间能够由所述用户手持。
2.根据权利要求1所述的装置,其中所述多个离散位置的总面积在处理区域的大约百分之1至90之间。
3.根据权利要求1所述的装置,还包括与EMR源电连通并被配置用于对所述EMR源供电的电缆。
4.根据权利要求1所述的装置,还包括耦合至所述壳体并与所述EMR源电连通的电源,其中所述电源被配置用于为所述EMR源供电。
5.根据权利要求4所述的装置,其中所述电源包括电池。
6.根据权利要求1所述的装置,其中所述离散位置根据预定的或随机的图案被分布。
7.根据权利要求1所述的装置,其中所述EMR递送路径包括光扫描器。
8.根据权利要求7所述的装置,其中所述扫描器包括至少一个光学纤维,所述至少一个光学纤维具有适于从EMR源接收EMR的输入端口并且具有通过其将EMR递送至所述位置的输出端口。
9.根据权利要求8所述的装置,其中所述扫描器还包括耦合至所述光纤的输出端口的扫描机构,用于移动所述输出端口以将EMR引导到所述位置。
10.根据权利要求9所述的装置,其中所述扫描机构被光学耦合至所述光纤的输出端口,并且还包括一个或多个可旋转的反射镜,用于将所述EMR引导到所述位置。
11.根据权利要求9所述的装置,其中所述扫描机构包括至少一个压电扫描器元件。
12.根据权利要求11所述的装置,其中所述压电扫描器元件是可调节的多层压电装置。
13.根据权利要求8所述的装置,还包括耦合至所述输出端口的光学器件,用于对通过所述输出端口传送的EMR成形。
14.根据权利要求8所述的装置,还包括用于与光纤的输出端口的移动基本同步地控制EMR源以实现EMR至所述位置的递送的控制器。
15.根据权利要求14所述的装置,其中所述控制器选择性地激活所述EMR源。
16.根据权利要求15所述的装置,其中所述控制器选择性地阻断由所述源发射的EMR进入光纤。
17.根据权利要求8所述的装置,还包括布置在所述EMR源和所述光学纤维之间的光学耦合器,用于将光从所述源引导进光纤中。
18.根据权利要求17所述的装置,其中所述耦合器包括一个或多个聚焦光学元件,用于将来自所述源的EMR聚焦进入到光纤。
19.根据权利要求18所述的装置,其中所述一个或多个聚焦元件将EMR聚焦进入数值孔径在大约0.5至大约3的光纤中。
20.根据权利要求8所述的装置,其中所述EMR源和光学纤维的输入端口对准,使得由所述源产生的EMR能量的至少80%被耦合进入到光学纤维中。
21.根据权利要求17所述的装置,其中所述耦合器包括用于选择性连接所选择的EMR源和所选择的光学纤维的连接器。
22.根据权利要求1所述的装置,还包括具有用于感测所述装置的一个或多个操作参数的一个或多个传感器的安全系统。
23.根据权利要求22所述的装置,其中所述传感器的至少一个包括用于感测所述装置的EMR发射端和皮肤之间的接触的接触传感器。
24.根据权利要求23所述的装置,其中如果接触传感器感测到接触值低于最小接触阈值,则所述安全机构抑制光至皮肤的递送。
25.根据权利要求23所述的装置,其中所述最小接触阈值是大于EMR发射端的面积的大约70%的接触面积。
26.根据权利要求23所述的装置,其中所述接触传感器从下面的组中选择,该组包括:电导传感器、压电传感器和机械传感器。
27.根据权利要求22所述的装置,其中所述安全系统抑制超过预定阈值的EMR能量递送至装置的EMR发射端接触的皮肤位置。
28.根据权利要求22所述的装置,其中所述安全系统在处理时段期间抑制超过预定阈值的EMR递送至皮肤。
29.根据权利要求28所述的装置,其中处理时段包括跟随装置的激活后的时间。
30.根据权利要求28所述的装置,其中所述安全系统包括追踪被应用到皮肤位置的EMR能量的量的控制器,所述控制器在能量达到阈值时抑制至皮肤的EMR递送。
31.根据权利要求28所述的装置,其中所述控制器被配置用于解除激活所述源以抑制EMR至皮肤的递送。
32.根据权利要求7所述的装置,其中所述扫描器包括至少一个步进马达。
33.根据权利要求1所述的装置,其中所述EMR源产生具有在大约300nm至大约11000nm的范围内的一个或多个波长的EMR。
34.根据权利要求1所述的装置,其中所述EMR源是相干光源。
35.根据权利要求1所述的装置,其中所述EMR源是单个二极管激光器。
36.根据权利要求31所述的装置,其中所述EMR源包括多个二极管激光器。
37.根据权利要求1所述的装置,其中所述光源是至少一个二极管激光棒。
38.根据权利要求1所述的装置,其中所述光源是非相干光源。
39.根据权利要求38所述的装置,其中所述非相干光源能够从下面的组中选择,该组包括:发光二极管(LED),弧光灯,闪光灯,荧光灯,卤素灯和卤化物灯。
40.根据权利要求1所述的装置,其中所述壳体包括至少两个可分离的模块,其中一个包含所述EMR源而另一个包含所述EMR递送机构。
41.根据权利要求40所述的装置,其中所述模块包括用于可移除地和可更换地互相接合的匹配连接器。
42.根据权利要求40所述的装置,还包括能够感测所述EMR源的类型并指示该类型至所述扫描器的传感器系统。
43.根据权利要求1所述的装置,还包括热耦合至所述EMR源的冷却机构。
44.根据权利要求43所述的装置,其中所述冷却机构包括用于从所述EMR源提取热量的热电冷却器。
45.根据权利要求43所述的装置,其中所述冷却机构包括用于从所述EMR源提取热量的热质。
46.根据权利要求1所述的装置,还包括布置在壳体内的可再充电的电源。
47.根据权利要求1所述的装置,还包括适于耦合至所述壳体的坞站,所述坞站包括用于对所述电源再充电的电路。
48.根据权利要求1所述的装置,其中所述EMR递送路径包括多个微透镜。
49.根据权利要求1所述的装置,其中离散位置包含在要求处理的皮肤部分中。
50.根据权利要求1所述的装置,还包括耦合至所述壳体的涂剂分配器。
51.一种光美容系统,包括
从近端延伸至远端的手持部分,
布置在所述手持部分中的EMR源,
多个EMR递送模块,每个模块适于可移除和可更换地耦合到所述手持部分的远端,用于从所述源递送光至多个分布式的离散皮肤位置,
其中所述光递送模块的每个提供离散位置的不同图案。
52.根据权利要求51所述的装置,其中所述手持部分和所述模块包括用于可移除和可更换地互相接合的匹配连接器,使得所述手持部分和每个模块的组合提供手持装置。
53.根据权利要求51所述的系统,其中由模块形成的图案面积变化。
54.根据权利要求51所述的系统,其中由模块形成的图案间距变化。
55.根据权利要求51所述的系统,其中由模块形成的图案形状变化。
56.根据权利要求51所述的系统,其中由模块形成的图案焦点深度变化。
57.根据权利要求51所述的系统,其中所述近端能够被耦合至坞站。
58.根据权利要求51所述的系统,其中所述手持部分还包括电源。
59.根据权利要求58所述的系统,其中所述近端能够被耦合至坞站,其中所述坞站包括用于对所述电源再充电的电路。
60.一种光美容装置,包括
从近端延伸至远端的壳体,
布置在壳体中的多个光源,被配置用于将光通过壳体的远端引导到多个分离的离散皮肤位置,
安装至壳体的运动传感器,用于感测远端部分到皮肤的移动速度,
与所述运动传感器和所述光源通信的控制器,所述控制器根据所述速度控制所述源,以便将光从所述源引导到多个分离的离散皮肤位置。
61.根据权利要求60所述的光美容装置,其中所述控制器能够控制所述源的选择性激活。
62.根据权利要求60所述的光美容装置,其中所述源是脉冲的并且所述控制器控制所述脉冲的重复率。
63.一种维持改进的皮肤外观的方法,包括一天1至3次规律应用权利要求1所述的装置,在处理的日子之间具有0-7天的间隔。
64.一种用于使用手持光美容装置执行组织的分段处理的方法,包括:
在第一处理中利用EMR照射在组织的目标区域中的多个分离的处理点,其中所述多个处理点的总面积小于目标区域的面积;
在第二处理中利用EMR照射在组织的目标区域中的第二多个分离的处理点,其中所述第二多个处理点的总面积小于目标区域的面积;
其中所述第二照射步骤发生在所述第一照射步骤之后并且其中至少所述第二照射步骤使用自包含的手持光美容装置执行。
65.根据权利要求64所述的方法,其中所述照射步骤在每天1至3次之间重复。
66.根据权利要求65所述的方法,其中在处理的日子之间存在0-7天之间的间隔。
67.根据权利要求63所述的方法,其中所述照射步骤包括每个处理点递送在大约2mJ至30mJ范围内的EMR辐射。
68.根据权利要求63所述的方法,其中所述照射步骤包括每个处理点递送在大约4mJ至10mJ范围内的EMR辐射。
69.根据权利要求63所述的方法,其中所述第一和第二处理还包括每次处理照射所述多个处理点2-10次。
70.根据权利要求63所述的方法,其中所述照射步骤包括在照射处理中产生从大约100/cm2至大约700/cm2范围的处理点的密度。
71.根据权利要求64所述的方法,其中所述方法还包括在所述照射步骤之间调整照射强度。
72.根据权利要求66所述的方法,其中所述方法还包括在处理的日子之间的专业的EMR处理。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090812