CN1665453A

CN1665453A - 对一定深度的组织进行光热治疗的方法和装置

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Publication number: CN1665453A
Application number: CN038140454A
Authority: CN
Inventors: G·B·阿尔特舒勒; A·V·埃罗菲夫; H·M·岑兹; R·R·安德森; D·曼斯泰因; J·博克三世; A·拉德尔; M·Z·斯米尔诺夫
Original assignee: General Hospital Corp; Palomar Medical Technologies LLC
Current assignee: General Hospital Corp; Palomar Medical Technologies LLC
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2023-06-19
Also published as: HK1080341A1; AU2003238302A1; CN100482182C; US7351252B2; EP1523283A1; IL165418A0; IL165418A; CA2487987A1; AU2003238302B2; WO2004000150A1; JP2006500972A; BR0311901A; CA2487987C; US20040093042A1; IL197542A

Abstract

一种通过将光辐射施加到区域内一定深度的组织上来治疗所述区域的组织的方法和装置，所述光辐射以能够到达该区域所述深度的波长和选定的相对较低的功率工作，其持续时间足以使射线达到理想的治疗效果，而同时冷却所选择区以上组织来保护这些组织。该治疗可通过向所述区域施加机械、声学或电刺激增强治疗效果。

Description

对一定深度的组织进行光热治疗的方法和装置

相关技术简述

在选择的组织区能够升高及/或降低温度来达到各种治疗和美容的目的这种好处已经是公知的了。例如，以前使用加热的垫子或板或各种包括微波，电子，红外及超声的电磁辐射的形式加热皮下肌肉，韧带，骨骼及类似组织，用以，例如，增加血流，甚至促进各种损伤和破坏的愈合，还可用于不同的治疗目的，如冻疮或高热的治疗，血液循环不畅的治疗，物理治疗，胶原刺激、蜂窝织炎的治疗，肾上腺素刺激，伤口的愈合，牛皮癣的治疗，体形重塑，无创去皱等。对组织进行加热的潜在作用还可以用来去除肿瘤或其他不希望的生长，感染等。可以对小的局部区域进行加热，也可以对较大的区域进行，例如手或脚，或对较大区域的组织进行，包括全身。

因为上面描述的大多数技术都涉及通过患者的表皮向一定深度的组织施加能量，其峰值温度往往发生在表皮处或其附近，并有时随着深度明显下降。而且虽然过去应用微波或超声及其它声学辐射进行一定深度的加热治疗，例如，在Knowlton的美国专利号为5871524的专利，Richards等的美国专利号为5769879的专利，Weiss的美国专利号为5507790的专利，Fellner的美国专利号为5143063的专利中所公开的。由于这些辐射，特别是微波能引起潜在的突变，甚至可以破坏细胞或系统，特别是因为声源相对较贵，所以很难实施大范围治疗，所以这些技术在组织加热方面的应用受到限制。

虽然光和近红外(NIR)辐射(以下统称“光辐射”)通常便宜并不会引起突变，比微波安全，但它并不被认为是适于对大多数涉及一定深度的组织加热的手段，这里所使用的术语“一定深度的组织”是指真皮和皮下组织边界区域的组织，其中某些组织在真皮较下部位，大多数在深于1mm处，和在该边界区域下至深度达到约50mm的组织。认为这种辐射不适于深度组织加热的原因是这种辐射在表层组织的高散射和高吸收性，阻止了这种辐射中相当大的部分到达一定深度的组织区域对其进行加热。考虑到由于散射和吸收性的能量损失，要达到一定深度的组织并取得理想效果，实际使用的光(包括近红外光)能必须足够大。然而，如此高的能量造成组织表皮的损坏，从而很难达到对一定深度的组织理想的光热治疗目的。因此，在此之前，光辐射具有最大的限定值，用于对深度组织进行治疗和美容处理。

而且，虽然对于许多治疗来说，对一定深度的组织仅进行加热是有用的，但还有一些诸如缓解疼痛，加强肌肉或关节的韧性的治疗，其中，在加热的同时结合按摩或其他机械刺激，超声或其他声学刺激或肌肉电刺激也是有用的。

这样，就需要改进的治疗一定深度的组织，特别是真皮下区域组织的光热治疗方法和装置，和在该区域内将加热和刺激结合起来用于进行各种治疗的方法和装置。

发明内容

本发明总体涉及对位于患者体内的一定深度的组织(如前面对该术语的定义)进行光热治疗的方法和装置，所述的光热治疗用于治疗和美容两个方面。本发明利用的光辐射的波长或波长范围既不会在患者皮肤高度散射，也不会被组织中的水高度吸收，这样此辐射的大部分可到达深层治疗区域。使用的典型波长在约600nm到约1850nm之间，更优选在约800nm到约1350nm之间，最优选在约1050nm到约1250nm之间，其他对特定深度组织的可能的波长范围在表1中给出。波长越长，散射越低，然而，在上面指出的波长频带之外的光辐射，水的吸收率很高，几乎没有辐射能够到达深度组织。虽然所治疗的组织可以是一种在上述波长范围内使用的波长处的发色团，但这不限制本发明，被水的吸收及更低程度的被脂肪和脂质吸收，在此区域中，通常可以达到理想的加热效果。在有些应用中，由于释放合适的发色团到治疗区域而使特定波长的吸收提高。使用的光学辐射源可以是一个单色光源，例如激光或发光二极管(LED)，或如卤素灯或闪光灯类的宽频谱光源。当使用宽频谱光源时，就要将上述波长范围以外的波长滤除或转换。光源也可以是脉冲光源或连续波(CW)光源。自然光源如阳光也可以作为本发明的光源，在光源是脉冲光源的情况下，光源一般在每个脉冲持续期间保持照射治疗区域，或者可以使用脉冲序列。在光源是连续波(CW)光源的情况下，光源一般在一个选定速率下在患者皮肤表面移动，这种移动速率决定了在给定治疗区域的停留时间。

本发明在应用光辐射的同时也需要将患者皮肤表面冷却。当辐射到达被治疗的深度组织并迅速开始对其加热时，冷却以一种冷却波的形式传播来保护被治疗区域以上的组织并将最大加热深度向皮肤内部移动。理想的情况是冷却波刚好传播到被治疗区域以上的深度，但至少在有效热量释放到治疗区域并起到理想治疗效果之前不会延伸到被治疗区域。冷却可以在辐射之前施加到患者皮肤上，以更有效地保护被治疗区域以上的组织并更快速地使最大热能处于理想深度处或其附近。这也允许应用更高能量且持续时间更短的放射源。用于施加辐射的头端也用于提供冷却。

本发明的另一个特征是辐射以低功率施加一段加长的时间，时间随治疗深度和进程而变化。例如，时间从近似2秒到近似2小时，对应着深度从近似1毫米到50毫米。根据深度和治疗进程及其他因素，功率密度可以从近似0.2到50W/cm²变化，较好的是从近似0.5到20W/cm²，最好的是从0.5到10W/cm²或从0.5到5W/cm²。

本发明的其他优点，新颖特征及目的将在下面结合附图的详细说明中明显看出，本发明的附图是简图，不是按比例绘出的。在图中，每一个标识，或在不同的图中基本相似的元件用简单的数字或符号表示。为了清楚起见，不是每个元件都在每个图中标出的，也不是在本发明实施方案中的每个元件都做不必要的说明，而是以本领域的技术人员理解发明为准。

附图说明

本发明非限制性实施方案通过参照下面附图举例加以说明：

图1为本发明应用到一组织样本的实施方案的简图；

图2为本发明另一个实施方案的内部设计结构简图；

图3为本发明另一个实施方案的另一个内部设计结构简图；

图4为本发明另一个实施方案的另一个内部设计结构简图；

图5为本发明另一个实施方案，显示另一个内部设计结构简图；

图6为本发明另一个实施方案的另一个内部设计结构简图；

图7为彼此协调使用的本发明多个构件的简图；

图8为本发明另一个实施方案，仍示出另一个内部设计结构简图；

图9为具有不同结构的本发明另一个实施方案简图；

图10为一组织模型的简图，用于特定测算；

图11为本发明另一个实施方案中一组织模型相对组织深度的温度曲线平面图；

图12为本发明另一个实施方案中一组织模型温度下降的平面图；和

图13为方程式12定义的加热深度与治疗时间的曲线平面图。

具体实施方式

本发明的应用包括对不同疾病的治疗，特别是蜂窝组织及皮下脂肪的治疗，物理治疗，肌肉及骨骼的治疗，包括缓解疼痛及增加肌肉和关节的韧性，及对脊椎问题的治疗，及长期精神失常(CTD’s)的治疗，例如心腕管综合症(CTS)，肌腱炎及滑囊炎，纤维瘤，淋巴癌和癌的治疗。

特别是对于癌症的治疗，利用本发明教导的产生温热可治疗各种皮肤癌，包括但不限于，基底细胞癌，鳞状细胞癌，淋巴癌，也可能治疗(减轻)黑素瘤。高温也可以增加辐射的效力，例如X线治疗，化疗，诸如ALDARA或PDT的免疫调节治疗。这些综合治疗可以，例如缩短需要的治疗时间。

要治疗的组织也可是富含胶原的组织。可治疗的富含胶原的组织包括浅皮层的骨骼，关节囊滑膜，腱鞘，半月板，肌韧带表面，骨膜，纤维化的肌肉，或主神经干。该装置也可用于整形工艺，如通过刺激皮下区域组织胶原的生长而无创除皱。加热皮下区域组织使温度在37.5到45℃之间，可刺激新的胶原及/或弹性蛋白的生长。例如当组织加热温度在41到42℃之间并加热20到30分钟时，HSP70(热休克蛋白)的表达就被激发。另一种蛋白，细胞分裂素和/或生长因子也因为加热而被激发或释放。重要的新胶原沉积，构造或重排将成为可能，以此改善皮肤的外观或质地，去除皱纹，细纹，疤痕，萎缩纹(strech mark)或其他痕迹。通常，在达到的温度和激发新的胶原沉积而不发生不可逆的破坏的应用时间之间存在一定的关系。另外，在一些治疗模式中多种治疗方法应同时使用。

本发明教导产生的低温还可用于毛发的生长控制上，以及牛皮癣，疤痕，酒糟鼻及指头和指甲的各种症状的治疗。在毛发的生长控制上，包括临时及永久的毛发去除和控制毛发生长，通过真皮和真皮下温度升高几度，如42-45℃可以引起生长期脱发。这对少有或没有黑色素的毛发的生长控制特别有用，例如灰，白或金色的头发。这种治疗可以由于使用可被黑色素吸收的波长光或结合其他脱毛技术而可以提高功效。低温也可用于治疗牛皮癣，包括牛皮癣斑和指甲癣。本发明教导的方法在治疗牛皮癣时可以单独使用也可以结合药物治疗，光学治疗，例如用激光器，闪光灯，紫外线灯或脉冲染色激光器，或其他已有的治疗方法。疤痕与正常组织相比有着不同的交联和变性的阈值，用低温治疗，例如可以减少转化，对于疤痕组织，转化明显增加。一种带有可根据疤痕形状调节开口的特殊机头可用于治疗疤痕。本发明教导了低温可用于杀死寄生在毛囊中引起酒糟鼻的螨虫。最后，本发明产生的低温可以提高或控制趾甲或指甲的生长率或治疗指甲的其它症状，例如指甲真菌和指甲营养不良。指甲(基质)相对来讲适于光疗。指甲可以通过浸入水中冷却，和暴露于光中。促进指甲生长的机制在于促进新陈代谢，血液供应(由于光和热使血管舒张)或生物刺激。

对组织施加热能可以用于，例如，物理治疗，如促进或加快伤口愈合或缓解疼痛。有益效果还包括降低关节的僵直，提高关节胶原结构如腱和疤痕组织的舒展性，缓解疼痛，改变血流，或降低肌肉痉挛及提高肌肉的协调性。另一个例子，大量蛋白质分子可以具有高的吸收系数，对富含蛋白质胶原的组织加热可促进愈合。应用本发明可以在各种广泛的情况下进行治疗，例如但不限于，肌腱劳损，腱膜炎，韧带撕裂，腱炎，滑囊炎，关节囊撕裂，或肌肉撕裂。在另一个例子中，其他的处理可以在加热期间在组织内部活化或去活化。例如，加热组织可以用于促进或改变药物或其他生物活性物质的活性，或促进它们在皮肤中的输送。如按摩等机械或电的刺激可以与加热结合使用，以获得较单独使用更好的疗效。加压也可以用在被治疗的区域表面的皮肤上来帮助治疗。

在另一个例子中，当组织加热的温度高于组织被破坏的温度时，组织发生不可逆的变化，直到并包括细胞坏死，凋亡等。破坏温度是使细胞，胶原，或其他组织成分发生不可逆损坏的温度。破坏的温度在特定的治疗场合是有用的，例如，破坏不想要的细胞或其他结构，例如胶原、恶性或良性肿瘤、毛囊、深的色素损伤或脂肪。进一步，通过将组织加热到体温以上(典型的37℃)，但低于破坏温度的温度，可能会改变不同生物进程的动力，如新陈代谢。

对于组织是肿瘤的情况，就希望利用本发明教导的加热来杀死肿瘤，或至少部分杀死，如坏死的中心。对于组织是人工创建的组织的情况，如一个人工组织支架，优选加热人工组织的中心，例如，刺激细胞在组织中分裂，在人工组织结构中促进细胞的分裂或生长。

在特定的实施方案中，本发明可以用作无创或无破坏地减少局部脂肪堆积。例如，本发明可以将脂肪或脂肪细胞加热到超过破坏温度，造成细胞破坏和/或坏死。另外，被处理的细胞产生凋亡，导致细胞死亡。坏死的细胞如被人体的噬菌细胞或淋巴系统转移或被身体吸收。脂肪的减少也可以通过将脂肪或脂肪细胞加热到升高的温度，但低于破坏温度而获得。例如，脂肪细胞被加热到在约41℃到45℃之间。在这些情况下，加热皮下脂肪可以活化在皮下脂肪层内脂肪组织所含的脂酶或新陈代谢脂质，或增加加热区域的血流。另外，″脂肪分解″或分解体内的脂肪处理，可以由对温度敏感的酵素，如HSL(″激素敏感脂酶″)调节。这样，脂肪细胞温度的升高可提高脂肪分解率，促进减少被治疗部分的皮下脂肪，此温度低于破坏血管和淋巴的温度，这样被破坏的脂肪细胞和脂肪酸可以容易地从治疗区域除去。另外，本发明可以和其他去脂技术组合应用，如药物治疗，锻炼或肾上腺素刺激。加热皮下脂肪也可以增加真皮的厚度。这样，脂肪组织可被纤维和真皮组织所替代，其结果就是改善皮肤外观……。皮下脂肪的淋巴系统的热活动也可用于通过从细胞外除去蛋白质来治疗脂肪团。

通过另一种方法进行说明，脂肪和/或脂肪团的减少是通过利用本发明的教导，通过在深度的靶区域提供升高(但低于破坏阈值～43-48℃)的温度而获得。轻微的低温通过下面的一种或几种途径激发生物反应：

1.提高控制脂肪分解的酶活性，特别是激素敏感的脂酶(HSL)。其结果就是减少了皮下脂肪的存储。

2.刺激靶区域的血液和淋巴的流通有多种好处，包括(但不限于)进一步减少脂肪的存储和加速连接组织的再生。

3.诱导脂肪细胞凋亡，随后由身体的清除系统将残留的细胞材料转移走。

4.降低油脂的粘性，其结果是增加脂肪球的移动性和脂肪细胞膜的渗透性。

5.在同时对真皮胶原进行改变或不改变的情况下，刺激和/或重新组织皮下脂肪区周围的相连组织。

最终结果是脂肪和皮下相连组织间平衡向后者，以及改善的皮肤的外观改变。

图1显示本发明实施方案的装置100，对于该装置，从合适的光源1发出的光能30在到达组织31之前穿过光学(例如，聚焦)器件2，滤波器3，冷却机构4及接触板8。为了加强光和热的接触，在接触板8和组织31之间使用一种与适合光学阻抗相匹配的洗液或其他合适的物质。如图1所示，组织31被分成上面的区域5和下面的区域6，上面的区域5是在皮肤表面施加辐射的地方，可以是上皮和真皮，下面的区域6是前面例子中的真皮下区域。能量30可与来自光学器件2的一个或一组聚焦结合，并由滤波器3选择波长，及由机构4冷却，其结果是在组织31的选择深度产生最大热量。本发明的深度如先前定义的，在接近区域5和6的结合部或其附近或在较下方的区域6。在本发明的一些实施方案中，这些部件中的某些部件，如利用单色光的滤波器3或光学器件2就不必一一赘述了。

在本发明的一些实施方案中，能量源1，光学器件2和/或滤波器3也都需要冷却机构。这种冷却机构可与通过接触板8冷却组织31的冷却机构4相同或不同，或这种冷却机构可连接到该冷却机构上4，如图1的箭头32所示。例如，在图1所示的实施方案中，所示的与冷却机构4分开的冷却机构7用于冷却滤波器3。能量源1可以是任何形式的在一定波长产生光能30的光源，此波长在组织31希望的治疗区域深度加热。所选择的精确的光源，及精确的能量可以是加热组织31、治疗理想的组织深度及治疗区域的能量吸收率的函数，例如，光源1可以是放射灯，卤素灯，白炽灯，弧光灯，荧光灯，发光二极管，激光器(包括二极管和纤维激光器)，阳光或其他合适的光源。

光源1可在宽频谱，在限定的频带或单个波长产生电磁辐射，如近红外线或可见光辐射，例如发光二极管或激光器产生的电磁辐射。在特定的例子中，窄频带的光是优选的，因为这种光源产生的波长可以指向特殊的组织类型或适合到达选择的深度。在另一些实施方案中，宽频带的光是优选的，例如，在对组织施加的光波长可以根据应用改变的系统中，例如，这种改变可通过使用不同的滤波器获得。

如先前指出的，为了使应用的光辐射的散射和吸收都减少，光源1产生的光辐射应该是散射和吸收都较少的波长的辐射。表1列出通常随深度的增加散射和吸收都较少的可使用的波长。

特定的波长可以很好地被待治疗组织吸收。举一例子，如果被治疗组织包括皮下脂肪，对特定波长的光脂肪或脂肪细胞的吸收效率比周围组织的吸收效率高。例如，波长在925nm，1206nm，1730nm和2300nm附近的光辐射是比较理想的(参见共同未决的申请，序列号为#09/277307，其包括在这里作为参考，用于合适的范围)；然而，只有这些范围中较低的三个可以提供实现本发明所使用的足够的穿透力。通过使用这些波长的电磁辐射，此辐射在脂质中的吸收系数，特别是在脂肪组织内的三酸甘油酯的吸收系数大于这些波长在水中的吸收系数。这样，这些施加在组织样本中的波长将优先被脂肪组织吸收，其结果是这种组织优先被加热。这种脂肪组织的选择性加热可以通过脂肪组织相对于含水组织的较低的热容量而增强。减低皮下脂肪相对于真皮的血液灌注也可用于加强脂肪组织的选择性加热。足以减少在靶区域内血液灌注的压迫能使不希望的热对流达到最小化，因此减小从靶区域的热泄露。可选择性地使用形成皮肤皱褶和使皮肤受到侧向压力的方法对靶区域的真皮进行压迫。这导致在光照范围外对皮下脂肪和皮肤的压迫。皮肤折痕上部的皮肤没被压迫，暴露在光辐射下，这样只要皮肤褶皱的长度没有超过临界长度，此处的血流就没有明显降低。暴露在光辐射下的真皮部分的血流可以帮助除去该皮肤成分不需要的过剩的热量。

在光学器件2是聚焦器件的情况下，聚焦器件可以是能够将来自光源1的至少一部分能量30聚焦到组织31上，特别是聚焦到组织31中的选定深度上，特别是聚焦到组织31中的选定深度上的任何合适的器件。例如，器件2可包括镜子，棱镜，反射器，透镜，如菲涅耳透镜、准直透镜或聚焦透镜，衍射光栅，或其他光学器件。

滤波器3可以是任何能够选择，或至少部分地选择来自光源1的特定波长或波长范围的合适的滤波器。在特定类型的滤波器中，滤波器可阻止特定的一组波长。也可以用本领域公知的方法，对来自光源1的光的不需要的波长进行波长转换，以便增加在理想的波长范围内可得到的能量，所述波长范围可见上面的描述和表1。这样，滤波器3可以包括设计为吸收、反射或改变特定波长的电磁辐射的元件。例如，滤波器3可以用来去除被周围组织吸收的特定波长。例如，真皮及上皮组织是主要的含水组织，其含水量大于身体其他部分。通过使用选择性地去除激发水分子的波长的滤波器，人体对这些波长的吸收就大幅度减小，这有助于减小这些分子中由于光吸收产生的热量。这样，通过使辐射通过基于水的滤波器，使可以激发水分子的辐射频率在该水滤波器中被吸收，使之不能穿过组织31。这样，基于水的滤波器可以用于减少被治疗区域以上的组织吸收并转换为热量的辐射量。

在其他实施方案中，滤波器3和设备的其他元件一起使用，如冷却系统4或冷却机构7。这样，水既可以使从光源1传入的能量30衰减，同样又可以冷却接触板，及与接触板接触的组织，或设备的其他元件。也可使用多于一个或一种的滤波器。

图1显示了与组织31的表面邻接的冷却机构4。冷却机构4可以是适于降低组织31温度的任何冷却机构。热能量32从组织31跨过接触板8被吸入冷却机构4。例如，冷却系统4可以是吹过接触板8的空气或其他合适的气体、冷却水，或冷却油或其他流体。这些物质的混合体，如油和水的混合体，也是可以想象的。冷却机构4可以是任何适宜的结构，例如，平板，一系列的导管，鞘层，或一系列作为空气，或其他气体，或流体通过板8的通道的腔体。例如，在一个实施方案中，冷却系统4可以是水冷的接触板。在另一个实施方案中，冷却机构4是一系列载有冷却或冷冻流体(如，冷冻剂)的通道，这些通道与组织31或板8接触。在另一个实施方案中，冷却系统4可包括水或冷冻流体(如，R134A)喷雾，冷的空气喷雾或空气流吹过组织31的表面。在另一些实施方案中，冷却可由化学反应(如，吸热反应)完成，或通过电子制冷，如珀耳帖效应制冷完成。在另一些实施方案中，冷却机构4可以具有不止一种类型的冷冻剂，或冷却机构4和/或接触板8可以去除，例如，在组织可通过如低温或其他合适的喷雾被动地或直接地冷却的实施例中。传感器或其他检测器件也可以嵌入在冷却机构4中，例如，用于检测温度或确定组织31需要的冷却程度，并且可以手动或电动地控制。

在特定的例子中，冷却机构4可用于将组织31的表面温度保持为常温，例如37或32℃，这根据被加热的组织的类型而定。在另一些实施方案中，冷却机构4可用于将组织31的表面的温度降到此类组织正常温度以下。例如，冷却机构4可将组织31的表面温度降到，例如25℃和-5℃之间的范围内。

在本发明有些实施方案中，如图1所示，来自能量源1的能量30可通过冷却机构4，在这些类型的结构里，冷却机构4由至少可以传导部分能量30的物质构造，例如，空气，水或其他气体或流体，玻璃，或透明塑料。在另一些实施方案中，冷却机构4可以由一系列分立的通道构成，而能量30可以从这些通道中通过。在本发明的其他实施方案中，能量30可以不直接通过冷却机构4。例如在图8所示的实施方案中，光源19和冷却系统18被定位在腔17的相对的边。

接触板8可以由合适的热传导材料制成，也可以在板接触组织31的地方用与组织有良好光学匹配性的材料。蓝宝石就是适合做板8的材料的例子。在有些实施方案中，接触板8可具有高的热传导性，例如，允许由冷却机构4冷却组织表面。在一些实施方案中，接触板8可以是冷却机构4完整的一部分，或可以去掉它。在本发明的一些实施方案中，接触板8可由可变形或具有粘弹性的材料制成，例如，凝胶，如水凝胶。在另一些实施方案中，接触板8可以由固体物质制成，如玻璃，水晶如蓝宝石，或塑料。在本发明的一些实施方案中，如图1所示，从光源1发出的能量30通过接触板8。在这些结构中，接触板8由至少可以传导部分热量30的物质构造，如玻璃，蓝宝石，或透明塑料，或接触板8的构造至少是可以传导部分热量30的构造，如，通过接触板8上的一系列孔洞。

在本发明特定的实施方案中，系统100的各种部件都需要冷却，如，在如图1所示的实施方案中，光学器件2和滤波器3可通过冷却机构7冷却，冷却机构7可设计为用于此装置结构的功能部件。冷却机构7和冷却机构4在图1中描述为单独的系统。然而，在另一些实施方案中，冷却机构7和冷却机构4可以是同一系统的部分，或其中一个或两个都可以省略。冷却机构7可以是现有技术中已知的任何合适的冷却机构，如空气，水，或油。这些物质的混合，如油和水的混合也是可以想到的。部件的冷却可以通过对流式或传导式冷却实现。

一个或多个能量源1，光学器件2，滤波器3，冷却机构4，或冷却机构7可以通过电子控制。例如，嵌入冷却机构4中或接触板8中的传感器可确定到达组织3 1的能量大小，并根据需要，指示光源1发出更多或较少的能量或指示冷却机构4升高或减低制冷。其他传感器和类似部件可嵌入在这里描述的任何部件中。这种控制可以是，例如，用电子方式预先编程，或手动操作。

本发明不局限于治疗特定部位或区域的组织。例如，如图8和9所示，发明可以构造成用于治疗整个人体的结构。例如，在图8中，腔17内容纳有冷却机构18和能源19。冷却机构18可以用与前述冷却机构4和7一样的方法制冷。能源19可以包括，例如，一系列的灯或其他能源，它们可选择性地被滤波器40包绕。在此实施方案中，滤波器40设置在腔17侧面上。图9所示是另一个设计，其中腔17具有冷却机构18，但不包括能量源。而是，来自阳光41或其他能量源(如外置的灯)的能量42被引导到腔17，例如，直接用反光器20，或透镜如菲涅耳透镜19。患者在腔内通过空气流或其他适宜的冷却机构18冷却。

本发明的另一个实施方案如图2所示。在此实施方案中，灯9(例如白炽灯)被用作能量源。灯9周围被特殊涂层的反射器10包围，其用于使组织31的治疗区域得到最大光传输效率。流体13在接触板8和滤波器3之间流动。由流体13冷却的接触板8也用于冷却施加了接触板的组织表面。在图3中，灯9已被发射单色光的发射元件11和透镜12替代，发射元件11是，例如激光二极管，其他合适的激光器或发光二极管。如图2所示实施方案，接触板8和滤波器3被在它们之间流动的流体13冷却；这两个部件也可被从加压罐流出的冷的液化气流，如R134A，所冷却。这样，该实施方案说明了单色光的元件11如何被用作能量源。

图4显示了不同类型的冷却机构。在图4中，由能量源1发出的能量经反射器10反射并穿过滤波器3，透明的绝缘材料16，及接触板8。两种流体用于滤波器和接触板的冷却。上面的流体14在滤波器3和绝缘材料16之间流动，而下面的流体15在绝缘材料16及接触板8之间通过，在此实施方案中，流体14和15可以不是同一种流体；而在另一些实施方案中，流体14和15可以是同一种流体，或具有公共的储存腔。在此实施方案中，接触板8可以用，如透明或半透明的材料，如玻璃，塑料或蓝宝石制成。可替换地，接触板8可以用不透明的材料构成，但其具有允许能量通过接触板8的开口。图5显示了本发明类似的实施方案，能量源1被产生离散波长的元件替代，如发光二极管或激光二极管11。图5显示系统加入了可选择的光学透镜12。

在本发明的特定实施方案中，接触板8可以省略，例如，在如图6显示的实施方案中，没有使用接触板，流体13(例如液体，气体，如空气或喷雾)通过或直接流过组织31的表面。支腿42以能够正确地将滤波器3定位在组织表面上的方式连接到所述器件上。支腿42可以是能够使组织表面31与器件100之间保持合适距离的任何部件。在本发明的某些实施方案中，支腿42可由弹性或半固体物质构成，例如，其可以是与组织表面31相符合的凝胶。在本发明的其他实施方案中，支腿42可由固体物质构成，例如橡胶或塑料。支腿42可以任何形状装配在仪器的底下，以使仪器可以相对于组织合适地定位。例如，支腿42可设置成三角形或正方形。在本发明的其他实施方案中，支腿42可以是围绕被治疗面积的环或一排栅或可以省去支腿42。

本发明的多个仪器100可以同时使用。例如，在图7中，一系列仪器100摆成半圆型。这些仪器可以连在一起治疗患者的身体的较大面积。另外，这些仪器以能够提供弹性的方式相互连接，这样，例如，该装置可以符合身体的轮廓。例如，该装置可以作为腰带、绑腿、腕带穿戴或绑在躯干上。仪器100也可以固定在椅子，床或其他治疗患者背部、大腿和/或臀部的合适的表面上。选择性地，仪器100可在一较大面积上建立岛状阵列区域(如参见序列号为10/033302的共同未决申请，在此引入作为参考)。例如，这对大面积加热也许是一个安全的选择，特别是对扩大的治疗区域。通过优化被治疗区域之间的间隔，如，通过在光源1和组织31之间在滤波器3中增加一个“遮板”，其可以阻挡光源1发出的部分能量，和/或通过使用如图7所示的多个分立的仪器100，使皮下组织的治疗最大化，而使患者产生的不舒服感最小，和/或获得较快的康复时间。

在光源1是连续波(CW)或其他持续时间长的光源的情况下，对于不同的实施方案，仪器100可以在患者皮肤表面上滑动或扫描，以压在连续的治疗区域上，因此对于每个区域，持续时间(也就是治疗时间)是该仪器移动速率的函数。该仪器也可以，在光源1下的部分仪器前包括预冷却治疗区域上的皮肤的冷却机构(如参见专利号为6273884和6511475的美国专利，在此引入作为参考)。

任何实施方案中可包括一个确保良好的光和热耦合的接触式传感器，而在滑动模式下运行的系统还可以包括一或多个移动传感器，根据扫描速度控制辐射的发射，冷却和其他功能，以增强系统的安全性和用于其他原因。

另外，本发明将深度加热治疗和冷却结合使用来加强对脂肪，骨骼，肌肉等的治疗，仪器100也可包括按摩器，震动器或机械刺激装置或DC或其他合适的电刺激源。已发现这种机械或电刺激对热的组织更有效。同样，可通过按摩或其他刺激增加深度热治疗的效果，因为热和冷通常较好地渗透于受压的皮肤和皮下组织。这样，深度热治疗和机械或电刺激综合使用比单独使用其中一种效果显著增加。加热也通过补充光学加热而加强，例如通过AC/DC电刺激，或通过射频进行额外加热等。对治疗区域上的皮肤拉紧或加压也可以增加治疗效果。

本发明的教导也可通过对准毛囊来脱毛治疗，通常是定位在皮下层6。治疗必须在足以使毛囊周围的温度升高的低功率下进行，这样，毛囊达到大约45℃，并进行相对长的时间，如15分钟。毛囊也含有与使用的辐射发生强烈反应的高增殖储水细胞，从而增加球囊的温度，以至造成其破坏。

本发明这些及其他实施方案的作用和优点将从下面的实施例中得到更充分地理解。这些实施例本质上只是用于说明，而不是用于限制本发明的范围。

实施例1

这个例子举例说明了与应用在人体皮肤上的本发明一个实施方案相对应的理论计算。

首先，建立一个皮肤的模型。这个模型包括在光和热的处理上有区别的两层组织：真皮和皮下脂肪(图10)。省略了存在的诸如基底层和血管从等精细结构。单色光假定垂直于表面入射。入射功率谱密度用F₀表示。在深度z＝0时的表面温度(T_s)和在z＝h时的底部温度(T_h)都保持在预先设定的水平。特别是，T_h设置为37℃，这是由于血液和新陈代谢的热量对肌肉组织产生的恒温效应。这个例子的目的是评估在皮肤中的稳态温度的分布，并找出稳态温度达到的最大值时的特征深度值z_max。

首先讨论光在组织内传播的问题，光在两组织层中的散射远大于吸收，允许使用漫射近似。这种方法在波长在600nm至1400nm的范围内特别有效，该范围也可以称为“热治疗窗”。可以解决如图10所示的对于两层组织模型的漫射近似值的一维的光传播问题，假设组织的辐照度和光流量都是在真皮和脂肪分界面坐标z的连续函数，所得到的组织辐照度ψ的表达式可以写成下面的通式：

(1)

ψ1(z)＝F₀·τ_col·[V₁·exp(-k₁·z)+V₂·exp(k₁·z)-V₃·exp(-μt₁·z)]，z≤h_d

ψ2(z)＝F₀·τ_col·[V₄·exp(-k₂·(z-h_d))-V₅·exp(-μt₂·(z-h_d))]，z＞h_d

其中下标1和2分别代表真皮和皮下脂肪，

k = \sqrt{3 \cdot μ_{a}} \cdot μ_{tr}

和μt＝μ_a+μ_s是相关皮层的漫射和消光系数，而

τ_{col} = \frac{{4 n}_{1} n_{2}}{{(n_{1} + n_{2})}^{2}}

是表面准直光的衰减系数。由边界和界面条件确定通量幅度V₁至V₅。尤其是，如果两层的折射参数相同，在z＝h_d处的界面条件是使辐射和总光通量是深度的连续函数。

问题转入在两层组织模型中的热传导，在第k层基于时间的热传导的公式为：

\frac{&PartialD;}{&PartialD; t} T (z, t) = α_{k} \frac{{&PartialD;}^{2}}{{dz}^{2}} T (z, t) + Q_{k} (z, t) - - - (2)

推导的下面的稳态公式：

α_{k} \frac{d^{2}}{{dz}^{2}} T (z) = - Q_{k} (z) - - - (3)

其中α_k是在第k层(k＝1，2)的热漫射率。在公式中的热源Q_k表示由于在组织中光吸收产生的热量。在稳态情况下，源项为：

Q_{k} (z) = \frac{μ_{ak}}{ρ_{k} \cdot c_{k}} \cdot ψ_{k} (z) - - - (4)

这里μ_ak，ρ_k和c_k分别表示第k层的吸收系数，密度和特定热量。

边界条件假设为T(0)＝T_S，T(h)＝T_h。等式(3)的解由如下求得：

T_{2} (z) = T_{h} + B \cdot (h - z) - \frac{1}{α_{2}} \cdot {&Integral;}_{z}^{h} {dz}^{'} {&Integral;}_{hd}^{z^{'}} {dz}^{''} Q (z^{''}),

T_{1} (z) = T_{s} + A \cdot z - \frac{1}{α_{1}} \cdot {&Integral;}_{0}^{h} {dz}^{'} {&Integral;}_{0}^{z^{'}} {dz}^{''} Q (z^{''}), - - - (5)

这里参数A和B是从边界条件求出。对于热接触良好的情况：

T₁(h_d)＝T₂(h_d)，

k_{1} \frac{d}{dz} T_{1} (h_{d}) = k_{2} \frac{d}{dz} T_{2} (h_{d}), - - - (6)

这里k₁和k₂分别表示真皮和脂肪的热传导性。

然后，可通过将等式(3)代入等式(4)和(5)得到温度的解析表达式T(z)。

对于无分层结构的同质媒体，可得到较简单的温度分布表达式。在这种情况下，辐射的分布写成如下的通式：

ψ(z)＝F₀τ_col[exp(-μ₁z)+_d(z)]， (7)

其中第一项是经准直的辐射，和第二项是漫射的辐射，它们由下式给出：

_d(z)＝V₂·exp(-k·z)-V₁·exp(-μ₁z)， (8)

温度的分布是：

T (z) = T_{s} + (T_{h} - T_{s}) \cdot \frac{z}{h} + F_{0} \frac{V_{0}}{α} {\frac{1 - V_{1}}{μ_{1}^{2}} \cdot [1 - e^{- μ_{1} \cdot z} - (1 - e^{- μ_{1} \cdot z}) \cdot \frac{2}{h}] + \frac{V_{2}}{k^{2}} \cdot [1 - e^{- k \cdot h} - (1 - e^{- k \cdot h}) \cdot \frac{z}{h}]}

其中V₀＝μ₀·τ_sp/(ρc) (9)

等式(9)对z求微分，得到下面关于深度最大值zmax的隐函数，即在温度最大时达到的局部组织深度。

T_{h} - T_{s} = \frac{F_{0} \cdot V_{0}}{α} \cdot [\frac{1 - V_{1}}{μ_{t}^{2}} \cdot (1 - e^{- μ_{t} \cdot h} - μ_{t} \cdot h \cdot e^{- μ_{1} \cdot z_{\max}}) + \frac{V_{2}}{k_{2}} \cdot (1 - e^{- k \cdot h} - k \cdot h \cdot e^{- k z_{\max}})] - - - (10)

T_max＝Th-Ts是在组织深度zmax处达到的最高温度。

等式(10)通过数值方法求解。为了得到一个近似的解析表达式，使用不等式μ_t＞＞k，这在热治疗窗内是非常正确的。接着，删除带有μ_t的指数幂项，解这个关于zmax的简化方程，得到如下公式：

z_{\max} = - \frac{1}{k} \cdot \ln [\frac{k \cdot (1 - V_{1})}{V_{2} \cdot h \cdot μ_{l}^{2}} + \frac{1 - \exp (- kh)}{kh} - \frac{αk}{F_{0} V_{0} V_{2} h} \cdot (T_{h} - T_{s})] - - - (11)

最高温度可以在当T_max＝T(z_max)时从公式(9)算出。

从这些结果可以看出F₀升高可造成温度最大值上移，假设输入通量足够小。F₀较大时，此最大值停止移动而幅度继续增加。治疗时间应足够长，以使热量在层的0＜z＜z_max传导。该时间t_min由下面公式给出：

t_{\min} = \frac{(6 \div 60) \cdot z_{\max}^{3}}{α_{1} \cdot z_{1} + α_{2} \cdot z_{2}} - - - (12)

这里z₁是进入真皮的深度而z₂是进入皮下脂肪的深度，z₁+z₂＝z是治疗深度。恒定计数器(6÷60)在给定范围内根据多么靠近期望温度而变化为T_max。6是T_zmax＝90％T_max而60是T_zmax＝99％T_max。治疗时间必须比t_min长。图11显示了典型的温度在全身的分布。图13和表2显示当最小治疗时间是治疗深度z的函数时的情况。

等式(10)(11)，和(12)描述了用以控制内部温度最大值的数值和位置的一组的加热和冷却参数。图11显示了根据这些等式绘的曲线，其显示了宽的光谱源，具有适当组数的滤波器，结合表面冷却，允许将组织的脂肪层内的温度提高到最大值，而将组织周围的温度，尤其是，治疗区域上方辐射线穿过的组织的温度保持为可接受的温度。

这样，这个例子举例说明了与本发明实施方案相对应的理论计算。

实施例2

下面的预言性的例子说明在应用于人体皮肤时，在本发明实施方案中对不同体层的治疗参数。

根据实施例1中的计算，可以确定在本发明实施方案中对不同体层的治疗参数。这些计算在表1中进行了总结。体层模型包括网状真皮，真皮皮下脂肪连接部，及皮下脂肪层。

在本发明实施方案中使用宽频谱的灯，治疗参数包括能够保持表面冷却温度在0℃到32℃之间的表面冷却机构；宽频带的灯，其中灯的色温在300K到3000K之间，可滤掉50％以上的小于800nm和大于1800nm波长的光，优选在900-1400nm之间，最优选在1100-1250nm之间。根据深度、进行的治疗和其他因素，功率可以在近似0.2-50W/cm²之间变化，更优选在近似0.5-20W/cm²之间，治疗时间在2秒(对于1mm深度)到7300秒(对于50mm深度)之间，当以滑动模式工作时，治疗功率和持续时间增大。

这样，该预言性的实施例说明在本发明实施方案中加热不同体层的示范性的治疗参数。

表1.典型的治疗参数
表1.典型的治疗参数													器官	峰值温度的深度(mm)	波长范围(μm)			在优选的波长范围内有预冷却时的治疗参数					在优选的波长范围内无预冷却时的治疗参数
最大值	优选	最优选	冷却温度℃	预冷时间秒	治疗时间秒	流量		冷却温度℃	最短治疗时间秒	功率密度W/cm²					波长范围(μm)			在优选的波长范围内有预冷却时的治疗参数					在优选的波长范围内无预冷却时的治疗参数
						流量					J/cm²	W/cm²
						真皮网状层	1-3				J/cm²	W/cm²			0.6-1.85	0.8-1.4&1.5-1.8	1.2-1.3&1.6-1.8	5	1-30	2-40	10-200	5-30	5	2-65	2.5-50
真皮与皮下脂肪交界处	2-5	0.6-1.35&1.6-1.8	1.1-1.25&1.65-1.8	1.15-1.23&1.7-1.75	5	真皮网状层	1-3	1-30	10-40	150-200	5-15	5	2-65	2.5-50	0.6-1.85	0.8-1.4&1.5-1.8	1.2-1.3&1.6-1.8	5	1-30	2-40	10-200	5-30	5	2-65	2.5-50
真皮与皮下脂肪交界处	2-5	0.6-1.35&1.6-1.8	1.1-1.25&1.65-1.8	1.15-1.23&1.7-1.75	5	皮下脂肪	5-1010-2020-50	1-30	10-40	150-200	5-15	5	2-65	2.5-50	0.8-1.4&1.6-1.70.8-1.30.8-1.3	1.1-1.3&1.65-1.81.1-1.251.05-1.25	1.15-1.231.15-1.231.05-1.15	5	30-110110-450450-2800	40-300300-800800-1200	200-500500-10001000-1200	1.7-51.2-51-1.2	555	65-270270-11001100-7300	0.5-200.5-1.00.2-5

表2 没有预冷却的最小治疗时间

深度毫米	治疗时间秒
深度毫米	治疗时间秒	1	2
2	10	1	2
2	10	3	20
4	40	3	20
4	40	5	65
6	95	5	65
6	95	7	130
8	170	7	130
8	170	9	220
10	275	9	220
10	275	12	400
14	550	12	400
14	550	16	720
18	915	16	720
18	915	20	1100
25	1800	20	1100
25	1800	30	2600
35	3500	30	2600
35	3500	40	4600
45	5900	40	4600
45	5900	50	7300

实施例3

在这个实施例中，本发明装置100基本如图2所示，其用于对一志愿者胃部区域的皮下脂肪进行加热。从卤素灯9发出的光通过具有800nm截止的近路(short cut)或高通滤波器8和3毫米厚的水层41的组合进行滤波。水层41的温度为12℃，而蓝宝石板8和皮肤界面的温度为18℃。功率密度为4W/cm²，治疗时间为300秒。加热皮下脂肪层300秒以后，移去该装置，立即将两只热电偶植入加热区域下距皮肤表面1毫米和8毫米的地方确定最终的，稳态温度并分别检测在真皮和脂肪层中温度的释放曲线。两只热电偶记录的温度数据如图12所示。起初在深度为8毫米处的脂肪层温度近似为45℃，距皮肤表面1毫米处的真皮温度为40℃，表皮温度为24℃。在后面的几分钟里，表皮和皮下脂肪的温度向37℃的基础体温下降，真皮的温度向近似32℃的真皮温度下降。

用同样的仪器100对25毫米厚的猪皮和皮下脂肪进行同样的实验，所述猪皮和皮下脂肪放在温度恒定的37℃的热稳定板上。此次实验的功率密度为10W/cm²而冷却水的温度为4℃。在治疗300秒以后，发现在脂肪内14毫米深处测量温度为53℃。此时表皮温度为38℃。大约6个星期后，这种暴露的环境促使皮下脂肪减少，而表皮没有出现损坏的迹象。观察到连接的胶原组织替代了脂肪组织。即使温度升高较小和只进行单独的治疗处理，在同样和相似的暴露的环境几个星期后还观察到毛发生长的减少，。这明显说明了用这种方法控制不希望毛发生长的可能性。像在毛囊中的皮脂腺或基质细胞中的皮质素样的高增殖细胞对加热特别敏感，甚至在这些地方用非选择性深度加热都能取得选择性的效果。毛发基质细胞也是被脂肪细胞和皮脂腺所包围并分泌脂质。脂质降低的热容量提供了附加的选择性效果。这对治疗无色素毛发特别有用，而基于选择性光子热分解作用的用于光脱毛的标准光辅助法却对此无能为力。毛发生长控制包括永久或临时性的毛发去除或只是控制/减缓毛发的生长率。

因此，这些例子说明本发明的装置是怎样加热皮下组织，使之温度显著高于正常体温和周围组织温度，包括皮肤表面和治疗区域之间的组织。

这里说明了本发明的几个实施方案。本领域技术人员能够容易地想到实现本发明作用和/或获得此效果和/或其优点的其他不同的方法和结构。而且每种变化或修改均认为在本发明的保护范围内。更一般的，本领域技术人员应当清楚在这里描述的所有参数、维数、材料和结构仅是示范性地，实际的参数、维数、材料和结构取决于使用本发明教导的特殊应用。本领域技术人员应当意识或能够确定，仅仅进行常规的试验，就能够得到许多与本发明特定实施方式等价的实施方式。因此，应该理解，上述实施方案主要是为了举例说明而提出的，并非用于进行限制。在后附的权利要求权利要求和其等价内容的所请求保护的范围内，本发明可以以不同于上述详细说明的方式实现。可用这里所述的每种特征、系统、材料和/和方法实现本发明，另外，任何两个或更多特征、系统、材料和/或方法的组合，如果这种特征、系统、材料和/或方法不是相互矛盾的，均在本发明的保护范围之内。在权利要求书中，所有过渡性的短语或下述短语，例如“包含”，“包括”，“载有”，“具有”，“含有”等应理解为开放式的，即表示：“包括但不限于”。只有过渡性的短语或下述短语：“由...组成”和“基本上由...组成”分别解释为封闭或半封闭的短语。

Claims

1.一种至少对患者的一定深度组织的选择区域进行治疗并保护选择区域以上组织的装置，它包括：

光学辐射源，其以在0.2-50W/cm²之间的功率向患者的皮肤发射光学辐射，所述功率至少部分地作为所述选择区域的深度的函数而进行变化，所述光学辐射施加到所述选择区域至少近似2秒；以及

冷却机构，用于冷却所述选择区域上面的组织，使其温度低于所述选择区域的温度。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于：所述功率为0.5-20W/cm²。

3.根据权利要求1所述装置，其特征在于：所述功率为0.5-5W/cm²。

4.根据权利要求1所述装置，其特征在于：所述源包括宽带光学辐射源，和滤波器，来自宽带光学辐射源的射线通过所述滤波器。

5.根据权利要求4所述装置，其特征在于：所述滤波器包括水滤波器，该水滤波器至少衰减来自由水选择性吸收的所述宽带辐射源的波长。

6.根据权利要求5所述装置，其特征在于：所述水滤波器包括在所述宽带辐射源和患者的身体之间流动的冷冻水，所述流动的冷冻水也起到部分所述冷却机构的作用。

7.根据权利要求4所述装置，其特征在于：所述冷却机构也冷却所述滤波器。

8.根据权利要求4所述装置，其特征在于：其包括从所述滤波器去除热量的机构。

9.根据权利要求1所述装置，其特征在于：所述源包括光学件，用于形成要辐射到所述选择区域的射线形状。

10.根据权利要求1所述装置，其特征在于：所述源至少主要以在约600nm和约1850nm之间的一个或多个波长发射。

11.根据权利要求10所述装置，其特征在于：所述源至少主要以在约800nm和约1350nm之间的一个或多个波长发射。

12.根据权利要求10所述装置，其特征在于：所述源至少主要以在约1050nm和约1250nm之间的一个或多个波长发射。

13.根据权利要求1所述装置，其特征在于：所述光学辐射源和所述机构同时在至少2秒期间内工作。

14.根据权利要求13所述装置，其特征在于：所述光学辐射源和所述机构同时在至少5秒期间内工作。

15.根据权利要求1所述装置，其特征在于：所述光学辐射源和所述机构同时在约2秒到2小时之间的期间内工作。

16.根据权利要求13所述装置，其特征在于：其包括预冷却机构，在所述源和所述冷却机构同时工作之前冷却所述选择区域以上的组织。

17.根据权利要求16所述装置，其特征在于：所述冷却机构和所述预冷却机构是同样的机构。

18.根据权利要求16所述装置，其特征在于：所述光学辐射功率和所述同时工作的所述间期是根据所述预冷却机构是否工作而改变的。

19.根据权利要求1所述装置，其特征在于：用于所述光学辐射源和所述冷却机构的参数选择为，能够在由公式11确定的选择的深度z的最大值处达到由公式10表示的选择的温度。

20.根据权利要求19所述装置，其特征在于：所述装置的最小治疗时间根据公式12确定。

21.根据权利要求1所述装置，其特征在于：所述装置是用于减少脂肪的装置，所述辐射加热皮下脂肪组织。

22.根据权利要求1所述装置，其特征在于：其包括在所述选择区域刺激组织的机构。

23.根据权利要求22所述装置，其特征在于：所述提供刺激的机构至少是机械刺激器、声学刺激器和电刺激器中的一种。

24.根据权利要求1所述装置，其特征在于：所述选择区域至少包含有一毛囊，而其中用于包括所述源的所述装置的参数选择为用来缓慢破坏所述毛囊。

25.一种至少对患者的身体的一定深度的选择区域进行治疗并保护选择区域以上组织的方法，它包括：

(a)选择性地以近似0.2-50W/cm²之间的功率对患者的身体的所述选择区域以上组织发射光学辐射，所述功率至少部分是作为所述选择区域的深度的函数改变，所述光学辐射施加到所述选择区域至少近似2秒；以及

(b)同时冷却患者的所述选择区域以上组织使其温度低于所述选择区域的温度。

26.根据权利要求25所述方法，其特征在于：所述功率为0.5-20W/cm²。

27.根据权利要求25所述方法，其特征在于：所述功率为0.5-5W/cm²。

28.根据权利要求25所述方法，其特征在于：步骤(a)包括发射宽带光学辐射，和在发出所述宽带光学辐射源射线到所述患者的身体前对其进行滤波。

29.根据权利要求25所述方法，其特征在于：所述方法是用于减少脂肪的方法，所述辐射加热皮下脂肪组织。

30.根据权利要求25所述方法，其特征在于：所述方法至少是对皮下肌肉，韧带和骨骼之一实施治疗的方法，所述辐射使在其区域的肌肉/韧带/骨骼加热，至少加强在此区域的血液流动。

31.根据权利要求25所述方法，其特征在于：所述方法是用于治疗选择的不希望的生长的方法，所述辐射加热到足以破坏所述生长的程度。

32.根据权利要求25所述方法，其特征在于：电磁辐射能量至少主要在约600nm和约1850nm之间的一个或多个波长。

33.根据权利要求32所述方法，其特征在于：电磁辐射能量至少主要在约800nm和约13500nm之间的一个或多个波长。

34.根据权利要求32所述方法，其特征在于：电磁辐射能量至少主要在约1050nm和约1250nm之间的一个或多个波长。

35.根据权利要求25所述方法，其特征在于：步骤(a)和步骤(b)同时在至少2秒期间内工作。

36.根据权利要求35所述方法，其特征在于：步骤(a)和步骤(b)同时在至少5秒期间内工作。

37.根据权利要求25所述方法，其特征在于：步骤(a)和步骤(b)同时在约2秒到约2小时之间的期间内工作。

38.根据权利要求25所述方法，其特征在于：其包括预冷却所述选择区域以上组织的步骤。

39.根据权利要求38所述方法，其特征在于：所述光学辐射功率和所述同时工作的所述间期是根据是否实施所述预冷却步骤而改变的。

40.根据权利要求25所述方法，其特征在于：所述选择区域在步骤(a)期间被加热。

41.根据权利要求25所述方法，其特征在于：用于所述光学辐射源和所述冷却的参数选择为：能够在公式11所确定的选择深度z的最大值处获得由公式10表示的选择温度。

42.根据权利要求41所述方法，其特征在于：该方法的最小治疗时间根据等式12确定。

43.根据权利要求25所述方法，其特征在于：所述方法是用于减少脂肪的方法，皮下脂肪组织在步骤(a)期间加热。

44.根据权利要求25所述方法，其特征在于：其包括在所述选择区域刺激组织的步骤。

45.根据权利要求44所述方法，其特征在于：用于提供刺激的步骤至少提供了机械刺激，声学刺激和电刺激中的一种刺激。

46.根据权利要求25所述方法，其特征在于：所述选择区域至少含有一毛囊，而其中用于包括所述辐射的所述方法的参数选择为缓慢破坏所述毛囊。

47.一种至少对患者的身体的一定深度的选择区域进行治疗并保护选择区域以上组织的方法，它包括：

(a)选择性地对患者的身体的所述选择区域以上组织发射光学辐射，以加热所述选择区域；

(b)同时冷却患者的所述选择区域以上组织使其温度低于所述选择区域；以及

(c)对所述区域施加至少是机械刺激，声学刺激和电刺激中的一种刺激。

48.一种至少对患者的身体的一定深度的选择区域进行治疗并保护选择区域以上组织的方法，它包括：

(a)选择性地对患者的身体的所述选择区域以上组织发射光学辐射，以加热所述选择区域，所述辐射选择为，使得不会被所述选择区域以上组织散射或吸收，充分地防止足够的辐射到达所选择区域以达到理想的治疗效果；以及

(b)同时冷却患者的所述选择区域以上组织使其温度低于所述选择区域。

49.根据权利要求48所述方法，其特征在于：所述选择区域含有皮下脂肪；以及其中所述辐射至少包括被脂肪选择性地吸收的至少一个波长。

50.一种用于毛发控制的方法，它包括：

(a)选择性地对患者的身体的皮下脂肪区域以上组织发射光学辐射，该区域包含加热所述区域要去除的毛囊，加热所述区域，使得毛囊被破坏；以及

(b)同时冷却患者的所述选择区域以上组织，使其温度低于所述选择区域。