用于皮肤病治疗的系统和设备的制作方法

专利名称：用于皮肤病治疗的系统和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用电磁辐射以进行皮肤病治疗的方法和设备，尤其涉及使用通过化 学反应(诸如，例如在燃烧灯中)生成的光辐射照射皮肤组织的目标部位的方法、系统和设备。
背景技术：
对于修复或改进可以由老化、晒太阳、皮肤疾病、外伤作用、遗传等导致的皮肤缺 陷存在越来越多的需求。可以通过用可以引起有益的反应以改进被治疗皮肤情况的电磁能 照射皮肤来使用某些治疗改进皮肤缺陷。特别地，作为光辐射提供的能量可以用于各种皮肤病疗法中。光辐射可以包括具 有可见光谱范围中一个或更多个波长的电磁辐射、紫外线辐射和/或红外线辐射。生物组 织可以吸收光辐射，这种吸收的量可以取决于辐射的波长和强度、组织和/或特定生物结 构或其中化合物的特性等。生物组织中光能的吸收可以生成热和/或破坏组织中的某些生 物功能和/或物理结构，这继而会随着时间推移引起有益的或治疗性的效果。采用光辐射的皮肤病疗法可以包括例如，去除纹身或毛发，减少粉刺、或者静脉 或色素性病变(诸如色斑)、血管瘤、蜘蛛静脉、或者葡萄酒色痣的出现，以及去除皱纹。在 这些示例性应用中，通常可以从外部能量源传递以及向组织的目标区域提供辐射。常常，可 以优选地将这种能量提供为峰值强度大并且持续时间短的一个或更多个能量脉冲，以在组 织中实现期望的生物反应。提供这种能量的能量源可以包括例如，各种激光器、电子闪光 灯等的任何之一。可以使用光学装置将光能从这种能量源引导到皮肤组织，光学装置诸如波导或光 纤，并且还可以包括一个或更多个透镜、棱镜、反射镜等。这种光学装置随后可以把能量聚 合或引导到关注的目标区域上。例如，这种辐射可以由皮肤或毛发的一部分(例如，黑色素 或血管)优先吸收，以引起局部发热。用来在这种疗法中向皮肤或其它组织提供能量(例如，光辐射)的传统设备可以 包括可以容易地相对于病人重新定位的机头等。这种机头可以用来将由光学装置提供的能 量引导到要治疗的一个或更多个具体目标区域。如这里所描述的用于向皮肤组织施加能量的传统方法和设备可能呈现许多安全 问题。例如，能量源(诸如激光器或电子闪光灯)会呈现出使感光过度的显著风险，例如，在 没有认真地控制和施加这种能量的情况下，将过量的能量引导到组织而引起对组织不希望 的和潜在显著的损伤。在使用这些示例性能量源时常常提供安全预防机制。例如，包括激 光器或其它外部能量源的设备常常会包括一个或更多个这样的控制装置该装置可以在某些情况下调节、限制和/或切断能量输出，以减少皮肤组织对施加的辐射感光过度的风险。 这些装置可以包括例如，被配置成使能量源产生脉冲而非提供连续能量的脉冲装置，这也 可以防止能量源过热。可替选地，或者额外地，如果在皮肤区域上平移这种机头以将能量引导到皮肤上， 则可以提供与机头相关联的速度或位置传感器以防止感光过度。还可以提供反馈装置以控 制能量源，反馈装置可以被配置为如果检测到危险情况则减少或中断来自能量源的能量输 出。这种反馈装置可以基于例如检测到的温度、被治疗组织的反射性或其它成像属性等。这 些安全器件增加了各种能量应用系统的复杂度和成本。可以用于这种疗法的传统能量源还会需要进一步的安全预防机制。例如，激光能 量源会需要对设备操作员和/或被治疗病人进行眼部保护、对操作这种能量源的区域的 限制访问、广泛的用户训练等。这种能量源还可能呈现出显著的电学危险。用于向生物组织提供光能的传统设备还可能是昂贵的，并且对这种设备的使用由 于经济原因而对某些医生或其它从业者而言是困难的。使用这种设备提供的疗法对于病人 和/或医疗保险方而言也会是高费用的。另外，某个设备可能只适合于特定疗法。因此，从 业者拥有各种用于向病人提供一定范围疗法的这种装置基于例如经济原因、医疗设施中储 存空间有限等而是不实际的。这种设备的维护也会是高费用的。因此，会需要提供用于向皮肤组织施加光辐射的设备和方法的示例性实施例，这 些实施例将用于改进皮肤病缺陷的安全、有效并且经济的治疗和其它疗法相结合。

发明内容
本发明的目的之一是提供有利于改进皮肤病缺陷的安全并且经济的治疗以及涉 及向皮肤组织施加光辐射的其它疗法的系统和设备。本发明的另一目的是提供可以用于 一定范围这种治疗的系统和设备，使得单个从业者可以在无需在器械(例如，能量源、机头 等)上的非常大的财务投资和/或用以装容这种器械的非常大的储存空间的情况下治疗各 种皮肤病情况。进一步的目的是提供顾客在家里可以足够安全地使用的、用于治疗皮肤病 情况的这种示例性系统和设备。利用根据本发明的系统和设备的示例性实施例可以实现这些以及其它的目的，其 中，可以提供被配置成根据化学反应生成光辐射的一个或更多个脉冲的辐射源。辐射源可 以包括含有反应材料(例如可燃材料)的密封壳体。壳体可以由玻璃、塑料或另一材料 或者材料的组合(诸如用塑料或聚合物涂覆的玻璃)形成。例如，辐射源可以是燃烧灯等。 可以使用能够在它经历化学反应时如这里所描述地产生辐射的足够强度脉冲的任何反应 材料。可燃材料可以是金属或金属合金，例如，铝、海德罗纳留姆铝镁合金、铝合金、锆、 镁、或另一金属、或者金属与另一物质的组合。可以以薄的丝或箔的形式提供可燃材料以 允许材料的快速反应，例如燃烧。这种快速反应可以产生例如在小于或等于几十毫秒数量 级上、强度高并且持续时间短的辐射的脉冲。可以在壳体内提供特定气氛以使能或增强反 应或燃烧。这种气氛可以包括例如，约40%与约100%之间的脱湿氧气，或者约80%与约 100%之间的脱湿氧气。还可以在壳体内提供示例性点火装置以帮助开始化学反应。这种示例性触发装置
5可以包括例如，以与可以穿过壳体壁并从而从壳体外部可触及的两个或更多个电接触器 相接触的方式提供的发火器物质。在本发明的某些示例性实施例中，可以提供可以包括起动能量的源以及开关或触 发器的触发装置。可以向点火装置提供起动能量以在壳体内开始化学反应。起动能量的源 可以包括例如，小电池或能源电池、或者压电器件。根据本发明的进一步示例性实施例，可以提供这样的外壳该外壳可以被配置为 支撑和/封装燃烧灯或辐射源，并将该灯或源定位在距要治疗的组织预定距离处。可替选 地或者另外，含有反应或可燃材料的壳体也可以提供这种外壳。在本发明又一示例性实施例中，可以提供光学装置以朝向要治疗的组织引导通过 化学反应产生的光辐射。这种示例性光学装置可以包括例如，在辐射源的外壳或壳体的至 少一部分上提供的反射表面或涂覆物。由辐射源提供的光辐射脉冲可以具有例如约5毫秒与约200毫秒之间、或者约10 毫秒与约100毫秒之间、或者约10毫秒与约50毫秒之间的持续时间。还可以提供例如在 约一秒或更长的数量级上的较长脉冲持续时间。可以通过选择可燃材料和辐射源的属性和 /或通过在单个外壳内提供在不同时间启动的多个辐射源来提供这种脉冲持续时间。由辐射源在被治疗组织上提供的光辐射的积分通量可以在约lj/cm2与约30J/cm2 之间、或者约lj/cm2与约15J/cm2之间。如果期望的话还可以例如通过使用较大的辐射源、 较大量的可燃材料、将辐射的脉冲引导到较小面积上等来提供较高积分通量值。在本发明的某些示例性实施例中，可以提供一个或更多个滤光器以削减或阻隔由 辐射源产生的具有某些波长或者某些波长范围的辐射。例如，可以提供滤光器以减少落到 被治疗组织上的紫外线和/或红外线光辐射的量。也可以提供其它滤光器以滤除可见光谱 中某些波长的辐射。可以作为单独的片或板来提供这种滤光器。可替选地，可以使用提供 这种滤光属性的材料来形成辐射源壳体和/或外壳的一些部分。在某些示例性实施例中，可以提供水滤光器以减少由辐射源产生的红外线辐射的 量。这种水滤光器可以作为壳体或外壳的一部分形成，或者，可以装附到壳体或外壳。水滤 光器可以被冷却或冷冻，从而除了滤除一些红外线辐射之外还提供对被治疗组织的冷却。在进一步的示例性实施例中，可以提供可以包括一个或更多个孔的板，该孔有利 于光辐射穿过并照射组织的特定区域，同时防止组织的其它部分曝露于辐射。可以提供具 有大小和/或形状不同的孔的大量这种板，这些孔可以用来使用辐射源的单个配置照射大 小不同的各种病变、皮肤缺陷等。当结合附图时，本发明的这些以及其它的目的、特征和优点在阅读本发明实施例 的以下详细描述后将变得明显。


为了更完全地理解本发明及其优点，现在结合附图参考以下描述，在附图中图1是可以根据本发明的示例性实施例使用的示例性燃烧灯的示例图；图2是根据本发明示例性实施例的用于向组织提供光能的示例性设备的示例图；图3是根据本发明进一步示例性实施例的用于向组织提供光能的进一步示例性 设备的示例6
图4是根据本发明某些示例性实施例的用于向组织提供光能的又进一步示例性 设备的示例图；图5A是根据本发明特定示例性实施例的用于向组织提供光能的示例性设备的示 例图；图5B是根据本发明进一步示例性实施例的用于向皮肤组织提供光能的另一示例 性设备的示例图；图5C是根据本发明再进一步示例性实施例的用于向皮肤组织提供光能的再一示 例性设备的示例图；图6A是隆起樱桃样血管瘤的示例性图像；图6B是根据本发明示例性实施例的，例如用光辐射的单个脉冲照射图6A中所示 樱桃样血管瘤之后六个星期的该樱桃样血管瘤的图像；图7A是扁平状血管瘤的示例性图像；图7B是根据本发明示例性实施例的例如用光辐射的单个脉冲照射图7A中所示血 管瘤之后六个星期的该血管瘤的图像；图8A是棕色色斑(雀斑)的示例性图像；以及图8B是根据本发明示例性实施例的用光能量的单个脉冲照射图8A中所示色斑之 后六个星期的该色斑的图像。在全部附图中，除非有另行说明，使用相同的附图标记和字符标注示例实施例的 相同特征、元件、布件或部分。此外，在现在将参照这些图对本发明进行详细描述的同时，结 合示例性实施例进行描述。
具体实施例方式传统治疗设备中通常使用的光能的源(诸如，例如激光器、电子闪光灯等)可以被 配置来在较长时间段上提供连续辐射和/或多个脉冲的辐射。可以通过对从能量源的外部 (诸如，例如墙壁插座或发电机)直接或间接获得的能量进行转换来提供这种辐射。例如， 传统灯泡可以在连接到电池或电插座时连续发光，从而发出光辐射。这种光辐射可能不存 储于灯泡自身中，而是由从灯泡的外部获得的电能转换的。相反地，本发明的示例性实施例可以提供用于生成并且向皮肤组织上引导特定量 的光能或其它辐射的设备和方法的示例性实施例。这种设备和方法可以包括由设备自身 (例如，燃烧灯或闪光灯泡)通过化学反应提供的光能的源。被配置成在经历自发反应(包 括但不限于燃烧或氧化反应)时产生足够强度光辐射的一个或更多个脉冲的任何其它化 学系统也可以用于本发明的示例性实施例中。如这里所规定的，燃烧灯可以指密封灯泡或者这样的其它壳体该壳体含有以可 以使用具有更低能量的外部激励或信号释放的形式存储的能量。这种燃烧灯的实例可以是 可以用来照亮被拍摄对象的传统拍摄闪光灯泡。这种燃烧灯可以释放内部存储的能量，并 且可以使用单个的这种灯一次，以提供能量的单个脉冲。在这里可以可互换地使用术语燃 烧灯和闪光灯泡。图1示出可以按照和/或根据本发明的示例性实施例使用的燃烧灯100的示例性 示例图。例如，燃烧灯100可以包括壳体110，壳体110可以近似为球形、或者可以以另一形状提供壳体110。壳体110可以由可以优选地至少允许辐射的特定波长穿过的玻璃、塑料或 者一些其它材料形成。可以优选地将壳体材料选择成在延伸的时间段上维持壳体内的稳定 环境(包括其中提供的任何气体)。例如，壳体110可以由涂覆有塑料或漆层的玻璃形成， 所述塑料或漆层可以含有在启动燃烧灯100以及释放光能时可能断裂或破碎的玻璃片。壳体110可以含有可燃丝120，可燃丝120可以由可燃材料制成或者包括可燃材 料，可燃材料诸如金属，例如铝、海德罗纳留姆铝镁合金或另一铝合金、另一金属等。可以按 非常细的线和/或非常薄的箔的形式提供丝120。丝1120的小尺寸可以协助促进丝的快速 反应(例如氧化)，从而可以提供持续时间或脉冲宽度短并且峰值强度高的光能的脉冲。通 常，丝120的较小尺寸(例如，较薄的线或箔)可以引起较长的反应时间和脉冲持续时间， 以及较低的峰值输出强度。可以通过盖130或其它密封装置在壳体110内形成和/或密封丝120。可选地，密 封装置130可以被形成为壳体110的一部分。在密封壳体110之前，可以去除空气并可以 在其中提供特定量和/或特定压力水平的脱湿氧气。可以为壳体110提供例如约40%与约 100%之间的脱湿氧气，或者优选地，约80%与约100%之间的脱湿氧气。也可以为特定丝 材料提供较低水平的氧气。如这里描述的，可以优选地将壳体110的材料选择为在延伸的 时间段上维持这种气体或气体混合物(包括其湿度水平)相对恒定。壳体110内部环境中 的这种连贯性可以改进燃烧灯100性能的可靠性和可预测性。可以提供多个接触器140，接触器140可以部分地在壳体110和盖130的外部。接 触器140可以与壳体110内密封的一个或更多个发火器150电接触。发火器150可以与传 统拍摄闪光灯泡中使用的发火器相似。可以向接触器140施加低能量信号以启动发火器 150，例如引起其点火。这种信号可以是例如可以通过电池、压电器件等提供的电压。发火 器150的启动可以在壳体110内开始丝120的快速化学反应(诸如氧化)，这会在相对短时 间内从壳体110释放显著量的能量。例如，通过启动示例性燃烧灯100产生的光辐射的脉冲可以具有例如在几十毫秒 数量级上的脉冲宽度。这种脉冲宽度或持续时间可以在例如约10毫秒与约100毫秒之间， 或者优选地在约10毫秒与约50毫秒之间。脉冲持续时间对于某些应用也可以大于约100毫秒。此外，辐射脉冲的峰值强度也可以在启动燃烧灯100之后在约20-50毫秒的数量 级上出现。在特定燃烧灯100中观查到的这种脉冲延迟可以取决于若干因素，包括例如， 灯的大小，使用的丝120的平均直径、宽度和/或数量，壳体130内丝120的配置，壳体130 内提供的氧气量等。例如，因为较厚的丝的氧化相比于较薄的丝而言进展得更慢，所以较厚 的丝120可以提供较长的脉冲延迟。图2中示出根据本发明特定实施例的示例性设备200的示例图。可以在外壳220 内提供示例性燃烧灯100。可以与外壳220连接地提供启动装置230，启动装置230可以进 一步与燃烧灯100电接触。启动装置230可以进一步包括开关和/或按钮240，开关和/或 按钮240在被按压时有利于将电信号提供给燃烧灯100。燃烧灯100随后可以释放其中存 储的能量，例如作为光辐射的短持续时间强脉冲或者“闪光”。可以例如以钟形、拱形等提供示例性外壳220，示例性外壳220可以被配置为被放 置在要治疗的皮肤组织280区域的表面270上面或上方。外壳220还可以包括反射表面或
8涂层、或者其它光学装置，配置以朝向被治疗皮肤280引导从燃烧灯100释放的较大量的光 辐射。这种示例性光学装置从而可以提高特定燃烧灯100的效率。提高的效率可以有利于 通过示例性燃烧灯100向皮肤组织280提供较高强度和/或积分通量(fluence)的辐射。 可替选地或者另外，提高的效率可以有利于通过较小的灯100(例如，可以含有较少量可燃 材料的灯100)向皮肤组织280提供特定的强度和/或积分通量。启动装置230可以包括例如，小电池、压电器件、或者可以被配置来启动燃烧灯 100的任何其它能量源。可以作为一次性器件提供示例性设备200。可替选地或者另外，燃 烧灯100可以是可替换的，使得可以重新使用外壳220和/或启动装置230。在本发明的特定示例性实施例中，可以为设备200提供一个或更多个可选滤光器 250。这种滤光器250可以位于燃烧灯100与皮肤表面270之间。例如，可以在外壳220内 提供滤光器250。可替选地或者另外，滤光器250可以位于外壳220的下部或表面，使得它 可以接触皮肤280的表面270。滤光器250可以被配置为例如防止或者部分地阻止燃烧灯100发出的具有特定波 长或者波长范围的光辐射到达要治疗的皮肤组织280的部分。可以基于被治疗的特定缺陷 或情况选择这种波长或波长范围。滤光器250 (如果提供的话)可以是可拆除的，使得可以在例如具有特定类型的示 例性燃烧灯100的单个外壳220或多个外壳220内使用若干这种滤光器250之一，该若干 这种滤光器250各自能够被配置为阻止具有不同波长和/或波长范围的光辐射透射。以此 方式，可以修改或调整单个类型燃烧灯100的能量输出特性，以对特定应用改进效能和/或 安全性。例如，滤光器250可以是紫外线(UV)滤光器，该紫外线滤光器可以被提供，以便防 止光辐射的具有例如短于约600nm、或者短于约550nm的波长的大部分落到被治疗的组织 上。这种UV滤光器常常用于使用光辐射宽带源(诸如，强脉冲光源和/或电子闪光灯)的 传统光疗器件中。滤光器250也可以被配置或者被构造为削减或阻隔由燃烧灯100产生的光辐射 的处于红外线范围中的至少一部分。例如，可以使用水滤光器减少波长约900nm以及在约 1100-1300nm之间、落到被治疗组织上的光辐射的量。水滤光器可以包括在光辐射的源100 与被治疗的组织280之间提供的、至少部分用水填充的浅的壳体或容器。例如，可以将这种 水滤光器装附到外壳220的下部。这种水滤光器还可以用于利用光辐射宽带源的特定传统 光疗器件中。图3中示出可以用于本发明进一步示例性实施例中的示例性设备300的示例性结 构。例如，这种示例性设备300可以包括在外壳220内提供的燃烧灯100以及与外壳220连 接地提供的启动装置230。启动装置230可以进一步包括开关/按钮240，开关/按钮240 在被触发时可以使得电信号被提供到燃烧灯100。可以按大致如图3中所示的形状提供示例性设备300，使得它可以被容易地握在 手中以及按压到要治疗的皮肤280的表面270上。在此示例性结构中，在外壳220和启动 装置230被握在手中的同时，可以通过例如用户的拇指容易地按压开关/按钮240。与图2 中所示的示例性设备200类似，可以为外壳220的一部分提供反射表面或涂覆物，以从燃烧 灯100朝向要治疗的皮肤280引导光辐射。可以提供具有一定范围形状、大小、输出属性、
9滤光器等的各种这种设备300。可以调整示例性设备300的各个变化以进行特定缺陷或情况的治疗。例如，可以 为示例性设备300提供具有不同能量输出的燃烧灯和/或滤光器，以有效地具有不同肤色 的人。可以为这里描述的示例性实施例中的任一个提供用于治疗不同情况以及用于不同皮 肤类型的具体特征的这种变化。在本发明的进一步示例性实施例中，可以提供在单个外壳220内包括多个燃烧灯 100的设备400，如图4中所示。例如，可以可选地将燃烧灯100连接到单个启动装置230， 使得例如可以通过单个按钮240同时启动燃烧灯100中的每一个。比较使用例如图2中所 示设备200中的单个燃烧灯100实现的到皮肤组织280的积分通量，该示例性结构可以有 助于取得到皮肤组织280的更高的积分通量。示例性设备400还可以包括与例如图2中所 示的单灯设备200相比可以向皮肤280的更大区域提供特定积分通量值的大外壳220。还可以为设备400中的燃烧灯100提供不同的属性，例如，不同的输出强度、发射 光谱、滤光器涂层等。这种灯还可以被配置为同时或者以预定延迟按顺序启动，以向组织提 供光辐射的特定序列。虽然作为分散壳体示出了图4中的灯100，但是也可以把这种灯100 配置为单个壳体内的多个单独腔体。可以将启动装置230连接到单个燃烧灯100，使得在推压按钮240时直接启动只 此一个燃烧灯100。例如，由启动的燃烧灯释放的能量可以进一步启动附近的燃烧灯。因 此，由启动装置230直接启动的单个燃烧灯100随后可以在短暂延迟之后启动其它燃烧灯 100。这种延迟可以预先确定，并且可以在例如几十毫秒的数量级上，并且延迟量可以进一 步取决于各个燃烧灯100的特性。以此方式，可以通过在单个外壳220中提供多于一个这 种灯100并且只直接启动燃烧灯100中的特定一个，来实现皮肤280对由燃烧灯100提供 的辐射较长的曝光时间。以此方式，可以以多个燃烧灯100引起的多个按顺序或不同时的 脉冲的形式提供光辐射在时间上延伸的释放。图5A中示出根据本发明进一步实施例的再一示例性设备500的示例。示例性设 备500可以包括侧壁510和底表面520，侧壁510和底表面520可以一起形成包含如这里描 述的可燃丝120和发火器150的壳体。可以按可替换的方式或者永久地将启动装置230和 开关240装配在壳体上或壳体中。示例性设备500可以用来向位于设备500下方的皮肤组 织280的区域提供光辐射的脉冲。可以以钟状或拱状形状提供示例性设备500，如图5A中所示，示例性设备500可以 优选地具有在从上方看的情况下近似为圆形的形状。也可以对特定应用使用其它示例性形 状。例如，设备500可以具有在从上方看的情况下为卵形形状或者近似矩形的形状，例如， 如果这种形状较好地符合要治疗的皮肤组织280的区域的话。设备500可以被配置为放置 成与皮肤组织280的表面270直接接触。因此，设备500的底表面520可以是近似平坦的， 和/或可替选地，可以使它的轮廓在可以接收光辐射的皮肤组织280的区域中与皮肤表面 270的轮廓匹配。示例性设备500的底表面520可以相对较厚，例如，比侧壁510厚，使得它可以展 现出大的热容量。厚的底表面520可以帮助保护皮肤表面270免受不期望的热损坏，否则， 在丝120氧化或者反应以产生光辐射时从丝120发出的热会引起热损坏。例如，可以例如 通过将包括底表面520的整个设备500放置在冰箱中在施加到皮肤表面270之前对整个设
10备500进行冷却，以进一步帮助避免这种不期望的热损坏。当与表面270接触时，冷却后的 底表面520还可以协助对皮肤组织280进行冷却，这还可以协助减少和/或消除与皮肤组 织280曝露于光辐射脉冲相关联的疼痛。可以为侧壁510的一部分(例如，其外表面)提供反射涂覆物或层515。如这里所 描述的，这种反射涂覆物515可以朝向被治疗的皮肤组织280引导通过丝120的燃烧或反 应释放的能量中的更多能量，因此可以利用可用能量中的更多能量照射皮肤组织280。在本发明的特定示例性实施例中，可以使用可以用作滤光器以部分或完全地阻隔 由丝120产生的特定波长或波长范围的光辐射的特定材料或添加剂形成和/或用这些材料 或添加剂涂覆底表面520，从而减少和/或防止辐射的具有特定波长的至少一部分穿过底 表面520并进入皮肤组织280。相似地，也可以使用具有这种光学滤光属性的材料形成图1 中所示燃烧灯100的壳体110。在这里描述了这种滤光行为的优点。图5B中示出根据本发明进一步实施例的再一示例性设备540。示例性设备540与 图5A中所示的设备500基本上相似。可以在底表面520中为示例性设备540进一步提供 槽或孔550。可以在槽550中提供薄的滤光器560。如这里所描述的，薄的滤光器560可以 用来阻止或防止具有特定波长的光辐射落到被治疗的组织上。滤光器560可以由具有期望 光学滤光属性的任何合适材料(诸如塑料、玻璃、凝胶等)形成。例如，通过变化滤光器560 的类型，可以变换设备540产生的落到被治疗组织上的光辐射的特性以治疗不同类型的情 况或特征。滤光器560也可以是主要减小穿过它并且随后与皮肤组织280相互作用的光辐 射的峰值强度和/或积分通量的削减滤光器。在特定示例性实施例中，可以在设备540中提供多个槽或孔550。该示例性结构有 利于使用多个滤光器560进一步修改穿过它并落到被治疗组织上的光辐射波长的谱。可替 选地或者另外，槽550可以足够宽以容纳多个滤光器560，以提供光辐射的这种谱修改。还可以在底表面520上为示例性设备540提供板570，其中，板570可以包括穿过 它的一个或更多个孔或开口 575。板570可以用来遮盖设备540下方的组织的一部分，使 得例如只有孔575下方的组织会曝露于设备产生的光辐射。因此，可以使用单个类型的设 备540向位于孔575下方的一个或更多个治疗位值提供光辐射，同时防止或减少组织的其 它临近区域受到照射。可以将板570固定或拴系到设备540的底表面520。可替选地或者另外，板570可 以被置于组织的表面上，使得孔575直接处于要曝露于光辐射的组织的特定区域的上方。 然后设备540可以被放置在定位后的板570的上方，并且如这里所描述地被起动，以提供经 过孔575并且被引导到要治疗的组织区上的光辐射的脉冲。可以提供孔575的大小不同的 大量这种可重复使用的板570以治疗大小和/或形状不同的具体组织区。还可以与这里描 述的本发明示例性实施例中的任何一个一起使用这种示例性板570。图5C中示出根据本发明又一实施例的另一示例性设备580。示例性设备580与 图5A中所示的设备500基本上相似。设备580的底表面520可以包括腔体590。可以用水 填充腔体590以形成可以如这里描述地减少和/或消除穿过它的红外线辐射的量的水滤光 器。例如，可以把包括充水腔体590的示例性设备580储存于冰箱中。冷冻的水层可以在 将设备580放置在要治疗的组织上并且通过启动可燃材料120生成光辐射脉冲时提供红外 线滤光以及组织冷却。也可以在腔体590中提供具有特定辐射滤光属性的其它材料或混合
11物。这种材料或混合物在形式上可以是固体、流体或者气体。与可以根据本发明进一步示例性实施例提供的某些其它示例性结构相比，图5A 到图5C中所示可以不包括单独外壳的示例性设备500、540、580在制造上可以特别简单和
/或便宜。可以对这里描述的示例性系统和设备中的任何一个提供安全器件。这种安全器件 可以包括例如这样的接触开关或接近传感器其被配置为在没有把设备放置得贴着或靠近 被治疗的生物组织或者另一表面或物体之前防止起动辐射源。这种示例性安全器件可以通 过减小偶然或无意中触发辐射源的可能性而有利于示例性系统和设备较安全的操作。根据本发明的示例性实施例，可以使用具有一定范围属性的燃烧灯。可以基于要 提供的特定疗法和/或要治疗的特定组织缺陷或情况来选择与要使用的燃烧灯相关联的 属性，包括本文中描述的属性。例如，W. D. Morgan，Syncroflash Photography, Morgan & Lester，纽约，NY (1939), 39-54中描述了若干拍摄闪光灯泡的属性，包括例如，脉冲持续 时间、总输出(流明-秒)以及峰值强度(流明)。可以基于这种传统闪光灯泡的结构容易 地适配、构造或修改某些示例性特性适合于特定光疗应用的燃烧灯。例如，示例性脉冲持续时间对某些应用可以在约5毫秒与约20毫秒之间，或者，例 如在期望的情况下可以约为100毫秒或更长。也可以提供其它脉冲持续时间，例如，达到 约一秒的脉冲宽度。由特定燃烧灯提供的脉冲持续时间可以基于燃烧灯100中提供的丝 120(例如，金属线或箔)的宽度或厚度。通常，例如，因为较厚的丝可以在燃烧灯100内持 续较长的反应时间，所以较厚的丝可以引起较大的脉冲宽度。脉冲宽度还会受例如用来形 成丝120的特定材料和/或壳体110中提供的氧气量的影响。如本文中所描述的某些传统燃烧灯可以具有约3800° K的色温。由这种灯产生的 光辐射形式的电磁能因此可以包括处于可见光谱内的一定范围波长。如本文中所描述的， 可以可选地使用各种示例性滤光器装置以有利于只有由燃烧灯发出的某些波长的光照射 皮肤。可以若干因素选择这种波长诸如，例如要治疗的组织情况或缺陷、病人皮肤组织的 总体色素沉着水平等。可以基于若干参数确定向皮肤组织280的目标区域施加的特定积分通量的辐射。 例如，可以通过改变燃烧灯100中提供的丝120的量使本文中描述的燃烧灯100和/或其 它示例性设备结构发出的辐射的总量变化。较大的壳体110例如可以有利于在单个燃烧灯 100中提供大量的丝120。可以在单个外壳220中提供多个燃烧灯100，这也可以提供外壳 220之下皮肤组织280的较大积分通量。包含可燃丝120或其它反应材料的各种燃烧灯或壳体几何体可以用于特定的应 用。例如，可以使用诸如图5Α到图5C中所示的较宽的壳体，来代替诸如图1的燃烧灯100 中所示的球形。可以选择这种示例性壳体的高度以提供覆盖在设备下方组织的每单位面积 上的期望量的丝120，以实现特定的积分通量。这种设备在从上方看的情况下的大小和形状 也可以变化。例如，可以将燃烧灯100或壳体110配置成高度小并且底部相对较宽，例如，在形 状上类似于薄盘，这在较大面积的组织上提供相对少量的丝(以及相应地较小积分通量的 光辐射)。可以例如使用以侧壁沿着其周长接合的、隔开特定距离的两个板等形成这种示例 性燃烧灯100或壳体110。这种示例性结构可以提供如本文中所描述的含有可燃材料的密
12封壳体，其中，高度在其整个区域上相对均勻。相应地，可以在特定组织区上提供积分通量 相对均勻的光辐射。可以选择这种示例性壳体的高度，以在开始化学反应时提供特定量的 可燃材料和特定的积分通量。可燃材料在这种示例性结构中可以位于距组织相对较近处， 这可以进一步提高辐射源的效率。例如，壳体较高(例如，在高度上大于约l-2cm)的设备或者壳体可以提供覆盖在 每单位面积组织上的较多的丝120，着可以在被起动时生成较大积分通量的光辐射。相反 地，外形低(例如，高度约为Icm或更小)的壳体只可以例如在组织的每单位面积上提供少 量可燃或反应丝120。这种低外形灯或壳体可以生成可以落到下面组织上的较小积分通量 的光辐射。可以影响落到皮肤上的光辐射的积分通量的因素可以包括壳体、灯和/或设备 的几何形状，可燃/反应材料与被治疗组织之间的距离，在其中提供的反应丝的类型和量， 可以朝向组织引导所生成辐射的反射表面以及放置在燃烧灯与组织之间的任何滤光器。可 以把这种示例性因素考虑在内以对特定光疗应用生成合适的积分通量水平。通常可以在例如约0. 5J/cm2与约200J/cm2之间、或者优选地在约lj/cm2与约 30J/cm2之间、或者更优选地在约lj/cm2与约15J/cm2之间选择可以用于各种疗法或皮肤治 疗的示例性积分通量值。这种示例性积分通量范围可以在皮肤表面270处和/或在皮肤组 织280内生成变化量的热和/或热损伤。本发明的某些示例性实施例可以包括可以用来将外壳220紧固在要治疗的皮肤 组织280区域上的带、粘合剂或者另一紧扣件。可以与外壳220和燃烧灯100分离地提供 按钮240以及启动装置230 (可选)。例如，启动装置230连同开关240可以在距外壳220 某一距离处提供，并且可以使用例如线等与燃烧灯100相连地(例如，与发火器150电气联 通)提供。可替选地或者另外，可以把启动装置230固定到外壳220和开关240，并且可以 在距启动装置230某个距离处提供并例如使用线等连接启动装置230。本发明的示例性实施例可以用来例如治疗许多缺陷以及为皮肤组织提供许多疗 法，这可以包括用光能或者其它电磁辐射照射组织。可以把燃烧灯选择或者设计为如本文 中所描述地对期望的疗法提供合适量和类型的辐射。使用计算或者只是一些测量可以容易 地确定这种参数(例如燃烧灯大小(例如，其中包含的丝120的量)、外壳220的大小和形 状、滤光装置250的可选使用等)的变化以获得适合于特定疗法或应用的照射参数。可以使用本文中描述的本发明示例性实施例治疗各种色素和/或静脉病变以及 其它皮肤病情况和缺陷。这种皮肤情况和缺陷的实例可以包括但不限于例如，色斑(雀 斑)、粉刺、葡萄酒色痣、血管瘤、蜘蛛静脉、去除不希望有的毛发、光动力疗法、去除皱纹和 胶原蛋白收缩等。还可以把本文中描述的本发明示例性实施例提供的光辐射与各种物质相结合以 提供特定情况的更有效治疗。例如，可以将发色团应用于被治疗组织的某些部分以增强光 辐射的吸收。这种发色团可以包括例如，在溶液中或者在记号笔中提供的碳粒子，或者用 于光疗应用中的任何其它传统发色团。根据本发明的进一步示例性实施例，也可以在本文中描述的示例性设备中任何设 备的下表面的部分上提供或者在其内形成辐射吸收材料。光辐射可以对吸收材料进行加 热，从而提供被治疗组织的间接加热以及光辐射的积分通量。吸收材料可以包括含有发色团(诸如，例如碳颗粒或者任何其它传统发色团)的箔、膜、凝胶等。这种加热可以提高治 疗特定色素病变诸如雀斑(色斑)的效率。还可以对本发明的实施例使用光敏剂以增强对组织的光辐射的作用。这种光敏剂 可以用于例如光动力疗法治疗中。还可以对组织应用利多卡因凝胶或溶液以帮助减少疼痛 感并用作光敏剂。在某些示例性实施例中，可以在外壳或壳体的下表面上提供利多卡因凝 胶，使得凝胶在治疗以前把设备放置在组织上时接触组织表面。对于本文中描述的示例性 系统和设备生成的光辐射也可以使用其它传统光敏剂。对治疗的一些具体实例进行了详细描述。例如，本发明的示例性实施例可以用于 传统上采用相对较少数量辐射脉冲的各种光疗治疗。实例1图6A示出在约5mm上测量的隆起樱桃样血管瘤的照片。通过将它曝露于由M3拍 摄闪光灯提供的光辐射的单个脉冲来根据本发明的某些示例性实施例治疗血管瘤。围绕燃 烧灯提供反射装置，未使用光辐射的滤光。经由被置于樱桃样血管瘤上方的孔提供辐射。所 施加辐射的积分通量为约9-lOJ/cm2，并且在单个脉冲中提供的总能量为约4J。脉冲持续 时间为约10-15毫秒。在第一个星期内观查到血管瘤的一些初步暗化和结痂。图6B的照片中示出按与 图6A中所示的照片一样的倍率获取的、治疗之后约六个星期血管瘤的外观。在该缺陷的外 观上显出相当大的改进，血管瘤整体减轻并且其大小减小。如果期望的话，可以通过应用第 二脉冲进一步改进外观。对血管瘤周围健康组织的一些残余损伤在图6B的照片中是明显 可见的。可以例如通过提供如本文中所描述的紫外线滤光器、减小施加的光辐射脉冲的积 分通量、或者这些修改的组合来减少这种不期望的作用。实例2图7A示出直径约4mm的常规(扁平状)血管瘤的照片。根据本发明示例性实施 例，将该血管瘤曝露于由M3拍摄闪光灯泡提供的未被滤光的光辐射的单个脉冲。围绕燃烧 灯提供反射装置，并且经由被置于血管瘤上方的孔提供辐射。所施加辐射的积分通量为约 9-lOJ/cm2，并且在单个脉冲中提供的总能量为约4J。脉冲持续时间为约10-15毫秒。在第一个星期内，观查到血管瘤的一些立即隆起和暗化，并出现血管瘤的一些结 痂。图7B的照片中示出了治疗之后约六个星期血管瘤的外观。血管瘤显得显著地变淡和 变小。对血管瘤周围皮肤的少量损伤在图7B的照片中是明显可见的，可以例如通过为辐射 脉冲提供UV滤光器和/或稍微降低施加的积分通量来减少这种损伤。实例3通过根据本发明示例性实施例将图8A的照片中所示的在约3mm上测量的棕色色 斑(雀斑)曝露于光照射的单个脉冲来进行治疗。由反射性外壳中配备的M3拍摄闪光灯 泡提供未被滤光的辐射。孔被置于雀斑上方。辐射脉冲的总积分通量为约9-lOJ/cm2，并且 施加的能量为约4J。脉冲持续时间为约10-15毫秒。在约一个星期内，观查到雀斑的某些初步平滑，并且在第一天内出现的雀斑暗化 褪色。图8B的照片中示出治疗之后约六个星期雀斑的外观。虽然在图8A的此灰度图像中 不可见，但是显著减少了图8A的照片中所示的雀斑发棕色的外观，图8B的照片中较暗的区 在外观上较发红。因此通过本治疗减少了增强的雀斑色素。图8A中所示的暗区表示会同
14色素性病变自身的减轻出现的对皮肤组织的一些损伤。可以例如通过为光辐射脉冲提供红 外线滤光器和/或对这种色斑减小所施加脉冲的积分通量来减少这种附属损伤。
因此将会明白的是本领域技术人员将能够设计出大量系统、装置和方法，虽然在 本文中未明确示出或描述它们，但是它们实施本发明的原理并且因此在本发明的实质和范 围内。另外，本文中引用的所有出版物、专利和专利申请均整体经引用合并于此。
权利要求
一种用于向至少一个生物组织施加光辐射的设备，包括辐射装置，被配置为基于化学反应生成辐射；以及其中，所述光辐射对所述至少一个生物组织的至少一部分产生生物效应。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述辐射装置包括燃烧灯。
3.如权利要求1和/或2中任一项所述的设备，其中，所述辐射装置包括密封壳体以及 在所述密封壳体内提供的可燃材料。
4.如权利要求3所述的设备，其中，所述可燃材料包括金属。
5.如权利要求4所述的设备，其中，所述金属包括铝、海德罗纳留姆铝镁合金或者铝合 金中至少之一。
6.如权利要求3到5中任一项所述的设备，其中，以线的形式提供所述可燃材料。
7.如权利要求3到5中任一项所述的设备，其中，以箔的形式提供所述可燃材料。
8.如权利要求3到7中任一项所述的设备，其中，所述辐射装置还包括在所述密封壳 体内提供的含有约80%与约100%之间的脱湿氧气的气体。
9.如权利要求1到8中任一项所述的设备，还包括触发装置，被配置为开始所述化学 反应，其中，所述触发装置包括起动能量的源以及开关。
10.如权利要求9所述的设备，其中，所述起动能量的源包括电池或压电晶体中的至少 之一。
11.如权利要求9和/或10中任一项所述的设备，其中，所述辐射装置还包括在所述密 封壳体内提供的点火装置，并且其中，所述触发装置被配置为向所述点火装置提供起动能 量以在所述密封壳体内开始化学反应。
12.如权利要求1到11中任一项所述的设备，还包括光学装置，被配置为朝向所述至 少一个生物组织引导所述光辐射的至少一部分。
13.如权利要求12所述的设备，其中，所述光学装置包括反射表面。
14.如权利要求13所述的设备，其中，所述反射表面包括以下述方式中的至少之一提 供的反射层在所述辐射装置的至少一部分上、或在所述辐射装置的至少一部分内。
15.如权利要求1到14中任一项所述的设备，还包括外壳，被配置为在距所述至少一 个生物组织预定距离处定位或放置所述辐射装置。
16.如权利要求15所述的设备，其中，所述外壳的至少一部分包括反射表面。
17.如权利要求1到16中任一项所述的设备，其中，所述辐射源被配置为以至少一个脉 冲的形式提供所述光辐射。
18.如权利要求17所述的设备，其中，所述至少一个脉冲的持续时间在约5毫秒与约 200毫秒之间。
19.如权利要求17所述的设备，其中，所述至少一个脉冲的持续时间在约10毫秒与约 100毫秒之间。
20.如权利要求17所述的设备，其中，所述至少一个脉冲的持续时间在约10毫秒与约 50毫秒之间。
21.如权利要求17到20中任一项所述的设备，其中，在所述组织上提供的光辐射的至 少一个脉冲的积分通量在约lj/cm2与约30J/cm2之间。
22.如权利要求17到20中任一项所述的设备，其中，在所述组织上提供的光辐射的至少一个脉冲的积分通量在约lj/cm2与约15J/cm2之间。
23.如权利要求1到22中任一项所述的设备，还包括在所述辐射装置与所述至少一 个生物组织之间提供的滤光器装置，其中，所述滤光器装置被配置为防止所述光辐射的具 有特定波长的至少一部分落到所述至少一个生物组织上。
24.如权利要求23所述的设备，其中，所述滤光器装置包括紫外线滤光器。
25.如权利要求24所述的设备，其中，所述紫外线滤光器被配置为防止所述光辐射的 波长小于约550nm的至少一部分落到所述至少一个生物组织上。
26.如权利要求23所述的设备，其中，所述滤光器装置包括红外线滤光器。
27.如权利要求26所述的设备，其中，所述红外线滤光器被配置为防止所述光辐射的 波长大于约IlOOnm的至少一部分落到所述至少一个生物组织上。
28.如权利要求26和/或27中任一项所述的设备，其中，所述红外线滤光器包括水滤 光器。
29.如权利要求28所述的设备，其中，所述水滤光器包括含有水、提供于所述辐射装 置与所述至少一个生物组织之间的壳体。
30.如权利要求29所述的设备，其中，所述水滤光器被配置为被冷冻并放置为在所述 辐射装置生成所述光辐射的同时与所述至少一个生物组织的至少一部分热接触。
31.如权利要求23所述的设备，其中，所述滤光器装置被配置为防止所述光辐射的波 长在可见光谱中的至少一部分落到所述至少一个生物组织上。
32.如权利要求23到31中任一项所述的设备，其中，作为单个构件提供所述滤光器装 置和所述辐射装置。
33.如权利要求23到32中任一项所述的设备，其中，所述设备包括多个滤光器装置。
34.如权利要求1到33中任一项所述的设备，还包括罩，包括穿过它延伸的至少一个 孔，其中，所述罩被配置为防止所述光辐射落到所述至少一个生物组织的至少一部分上。
35.如权利要求1到34中任一项所述的设备，其中，所述光辐射的一部分被配置为由所 述至少一个生物组织的至少一个色素性病变吸收。
36.如权利要求1到34中任一项所述的设备，其中，所述光辐射的一部分被配置为由所 述至少一个生物组织的至少一个静脉病变吸收。
37.如权利要求1到34中任一项所述的设备，其中，所述光辐射的一部分被配置为由位 于所述至少一个生物组织中的至少一个毛囊吸收。
38.如权利要求1到34中任一项所述的设备，其中，所述光辐射的一部分被配置为由对 所述至少一个生物组织的至少一部分应用的至少一种发色团吸收。
39.如权利要求1到34中任一项所述的设备，其中，所述光辐射的一部分被配置为由对 所述至少一个生物组织的至少一部分应用的至少一种光敏剂吸收。
全文摘要
可以提供用于使用光辐射形式的电磁能治疗各种皮肤病和生物学情况的系统和设备的示例性实施例。例如，可以通过可以用来在不需要外部能量源的情况下生成高强度能量脉冲的化学反应(诸如通过细金属丝的燃烧)提供能量。可以选择和/或应用壳体和反应材料的各种参数，以提供具有特定特性(包括积分通量、峰值强度以及辐射波长分布)的辐射脉冲。可以提供各种滤光器以进一步修改辐射的特性。可以使用这种辐射脉冲照射诸如皮肤的组织以获得各种治疗或有益效果，包括色素性或静脉病变外观的改进。
文档编号A61N5/06GK101970048SQ200880126238
公开日2011年2月9日 申请日期2008年12月8日 优先权日2007年12月7日
发明者迪特尔·曼施泰因 申请人:通用医疗公司