CN1738663A - 用于执行光学皮肤病学的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使用多个光辐射源执行光学皮肤病学的方法和系统，所述光辐射源能够按预定模式或顺序被选择性操作。本发明公开了一种光学皮肤病学设备，该设备具有适合放置在患者皮肤区域附近的支架；放置在支架上的一个或多个光辐射源用于照射至少一部分患者皮肤区域；以及电耦合到光辐射源的控制电路，用于驱动光辐射源的选定模式或顺序以执行治疗方案。支架能够成形为具有基本和患者的身体局部一致的形状，诸如面罩。本发明也公开了在支架中使用一个或多个传感器，以便能够监测患者皮肤。和敷料器通信的计算机能够接收来自传感器的数据，并根据对数据的分析向控制电路发送控制信号。

Description

用于执行光学皮肤病学的设备
                     优先权
本申请要求2002年11月12日提交的美国临时申请No.60/425983的优先权。
                     技术领域
本发明涉及用于执行光学皮肤病学(包括美容术)的方法和设备，更具体而言涉及使用按预定模式或顺序工作的多个光辐射源的这种方法和设备。
                     背景技术
光辐射已经在医学和非医学情况下使用了很多年，用于进行各种治疗和美容性皮肤病学治疗和操作。这种治疗包括但不限于毛发生长的管理(除去多余毛发、刺激或延缓毛发生长等)，内生毛的治疗，也称为假性毛囊炎(Pseudofolliculitis Barbae(PFB))和剃刀结节性红斑(razorbumps)，皮肤质量的提高(例如，纠正皮肤色素沉着问题、皮肤纹理、皱纹和弹性)，治疗脉管问题(例如蜘蛛静脉，酒渣鼻，静脉曲张、葡萄酒斑和其他静脉损伤)，治疗牛皮癣、色素损伤，光损伤性皮肤，疤痕、萎缩纹、痤疮，去除纹身等。已使用相干光源(例如激光)和非相干光源(例如各种灯，发光二极管)进行所述治疗和操作过程。
所述大多数治疗在医学环境下进行，即使目前在疗养院或美容院进行所述治疗操作通常也需要医务人员的介入。在这种环境下进行工作的原因包括：执行这种操作所需要的设备目前比较大且比较昂贵，并且，通常包括产生较高能量的光辐射源，如果不能正确地进行操作，这对操作者和患者来说都是非常危险的。尤其是，从源发出的辐射会对本不打算进行治疗的患者的眼睛或身体的其他部分造成损害，或对操作者造成损害，并且对患者皮肤的过度照射会导致疼痛和热损伤，相反地，不足量的辐射照射妨碍获得理想的治疗效果。
不管使用哪种光源，现在的这类装置包括四种类型。大多数这种装置使用一种头部(head)，通过该处从脉冲光源发出的辐射被施加到治疗区域。通常在每次脉冲之后，有时也在多于一次脉冲之后，操作者可以重新定位该头部，以治疗较大治疗区域中新的区域。在治疗过程中，该头部可以与患者皮肤相接触，或者与患者皮肤略微有些距离。
第二种方法是从连续波(CW)源通过所述头部施加辐射，并且在治疗区域以选定速率移动所述头部，以达到治疗的效果。该头部可以在特定的治疗区域移动进行多次穿行。
第三种方法是将可传递从脉冲或连续波源发射的辐射的头部安装在扫描装置内，该扫描装置置于治疗区域上，该扫描装置以预定的阶梯模式或连续运动模式在治疗区域上移动该头部，以达到理想的治疗效果。
第四种类型使用了具有较大发射区域用于治疗身体较大部位的一种头部，例如用于进行牛皮癣治疗的晒黑室(tanning chamber)或UVB灯。例如，这种装置可以包括同时以连续或脉冲模式进行辐射的几种灯或发光二极管。
如前面所说的，所有这些技术都有缺点，这阻止了除经过严格训练的医务人员或其他专业人员之外的人使用这些技术。首先，所述治疗高度依赖于操作者的技术，尤其是，治疗时对该装置的放置和在每个治疗区域该装置的持续时间通常都由操作者控制。因此，熟练操作者要求疗效和安全性二者兼顾。熟练操作者也需要防止对患者的眼睛或对不希望治疗的其他区域产生损害。虽然具有较大发射区域的扫描装置或头部能够略微减轻这些问题，但这些装置高昂的费用和复杂性限制了它们在专业机构之外的使用。
因此，需要一种相对简单、安全且便宜的方法和设备用于执行医疗和美容皮肤病学操作，这种设备和方法足够简单且足够安全，以致于能够被未经训练或仅受过简单训练的人员使用，甚至能够由将在其身上执行操作的个人使用，同时这种设备和方法也是足够安全的，以致于不会对患者眼睛或患者身体其它不希望照射的部分造成伤害，或是不会过度照射患者身体的治疗区域，但同时仍然能够确保执行有效的治疗。
                     发明内容
本发明提供使用多个光辐射源执行光学皮肤病学的方法和系统，所述光辐射源能够按预定模式或顺序被有选择地操作。被公开的光学皮肤病学设备具有适合放置在患者皮肤区域附近的支架、一个或多个放置在支架上用于照射患者皮肤至少一部分区域的光辐射源和电耦合到光辐射源上的控制电路，所述控制电路用于激励光辐射源的选定模式或顺序以执行治疗方案。支架能够被成形以基本上符合患者的局部身体，诸如面罩。本发明也公开了使用在支架上放置的一个或多个传感器，以便患者皮肤能够被监测。和敷料器(applicator)通信的计算机能够接收来自传感器的数据，并将控制信号传递到基于数据分析的控制电路。
在一个方面，本发明公开了一种光学皮肤病学设备，该设备具有多个光辐射源；一个支架，所述源放置在该支架的选定位置上；和以选定模式操作源的控制器。支架能够适合邻近或接近患者身体的治疗区域放置。该设备能够被控制，使得源的选定百分比能够被同时操作。在选定模式或选定顺序中，源能够被单独操作。控制器包括一个或多个开关元件，在选定模式或顺序中这些元件可以将电源有选择地连接到源上。
支架能够包括通过防止光从源施加到选定部分，从而保护患者身体选定部分的部件。例如，治疗区域能够是患者的面部，并且其中选定部分是患者的眼睛。在一个实施例中，设备能够包括一个联锁装置，除非所述部件被正确定位以保护选定部分，否则该联锁装置与控制器一起工作使源操作失效。
支架还能够包括允许支架在每一个源和治疗区域之间以基本相同的间隔适合于治疗区域的部件。支架能够包括在源和治疗区域之间光学透明的部件。透明部件还能够包括光学滤波部件，该部件能够是患者的防护部件。支架还能够包括电路板，以便源能够被安装到电路板上。支架能够被调整以适应整个或部分患者面部。治疗区域能够是任何一部分患者皮肤，例如，患者面部、手臂、大腿、小腿、手臂、手、颈部、发际、腋窝、背部、膝部区域(crouch area)、比基尼线(bikiniline)、臀部、胸部或腹部。支架能够被调整以适应治疗区域。
该设备能够包括从源到治疗区域反射辐射的表面。这里能够存在用于每一个光源的反射表面。光源可以是U形灯。光源可以是固态光发射器。透镜阵列能够被包括在设备中用于从光发射器向治疗区域引导光。
在另一个实施例中，该设备能够进一步包括安装在支架上的诊断工具。控制器能够响应诊断工具而工作以控制源的操作。该设备能够包括传感器，用于检测支架相对于被保护部分的正确位置；由此只有在支架被正确定位时控制器才响应传感器而工作，以操作光源。
在另一个方面，本发明提供了一种通过操作多个光辐射源中的至少部分光辐射源执行光学皮肤病学的方法，所述源按选定模式或顺序邻近患者治疗区域安装。小百分比或选定百分比的所述源能够被同时操作。例如，源的特定子集能够被同时操作。特定子集能够按选定顺序被操作。例如，所述子集能够被用于照射皮肤的特定区域，而同时皮肤的其它区域未被照射。该所述顺序可以是使皮肤的特定区域能够被多次照射，而该多次照射中有非照射间隔。所述源也可以按选定顺序被单独操作。
这种方法能够进一步包括通过防止光从光源施加到选定部分，从而保护治疗区域的选定部分。例如，治疗区域能够是患者面部，并且其中选定部分是患者眼睛。保护步骤能够包括检测选定部分是否被正确保护，并且使光源的操作对检测做出响应。
这种方法包括在治疗区域设置光源的支架，以便在每一个光源和治疗区域之间提供基本相同的间隔。治疗区域能够是患者的下半面部、整个面部、手臂、大腿、小腿、手臂、手、颈部、发际、腋窝、背部、膝部区域、比基尼线、臀部、胸部或腹部。
这种方法进一步包括检测治疗区域的选定条件。光源能够响应所述检测而被操作。这种方法能够包括检测光辐射源的支架相对于治疗位置的正确定位；并且只有在检测步骤指示支架被正确定位时，才能操作光源。
在另一个实施例中，本发明提供了一种光学皮肤病学设备，该设备具有适合放置在患者皮肤区域附近的支架；一个或多个安装在支架上用于照射至少一部分患者皮肤的光辐射源；和电耦合到光辐射源的控制电路，该控制电路用于激励光辐射源的选定模式以执行治疗方案。支架能够被成形以基本上符合患者局部身体的轮廓。治疗方案能够包括适合皮肤病学条件的选择波长。控制电路能够被编程以有选择地治疗一部分治疗区域。控制电路控制器能够按选定顺序激活光辐射源的选定模式。
在一个实施例中，支架是一次性的。作为另一种选择，设备能够进一步包括适合耦合到支架的光学透明护套，其中该护套与治疗区域形状相一致。护套能够是用户可更换的。
在另一个实施例中，本发明公开了一种具有敷料器的光学皮肤病学系统，包括放置在患者皮肤附近的支架；安装在支架上的多个光辐射源；安装在支架上的一个或多个传感器，电耦合到光辐射源用于选择性激励光辐射源的控制电路和与敷料器通信的计算机，其中所述传感器用于收集和至少一部分患者皮肤区域有关的所有诊断或监测数据。计算机能够接收来自传感器的数据，并将控制信号传递到基于数据分析的控制电路。控制信号能够按选定顺序至少激励一个选定光辐射源。计算机能够通过无线通信链路和敷料器通信。
                     附图说明
通过下文对本发明各种实施例更加详细的描述和附图说明，本发明的其它目的、特征和优点显而易见。
图1是根据本发明原理的适合治疗面部下半部的设备的侧视图；
图2是对图1所示设备进行修改适合整个面部治疗的装置的侧视图；
图3是根据本发明原理的适合颈部治疗的装置的侧视图，例如从患者颈部修剪或除去头发；
图4是根据本发明原理的治疗患者腋窝的装置的正视图。
图5是根据本发明原理适合手部治疗的敷料器的侧面横截面视图
图6是适合治疗患者臀部脂肪团的装置的原理图；
图7是和无线基本单元结合在一起的光学面部(photofacial)治疗装置的原理图；
图8是适合用于执行本发明原理的面罩敷料器的局剖侧视图；
图9是适合执行本发明原理的部分敷料器的纵向横截面视图；
图10是本发明一个可选实施例的部分敷料器的纵向横截面视图；
图11是本发明另一个实施例的部分敷料器的纵向横截面视图；
图12是适合执行本发明原理的装置的电路简图；
图13是根据本发明一个实施例的光学皮肤病学系统的原理图，该实施例包括敷料器、具有CCD相机的诊断传感器和治疗模块；和
图14是光学面部治疗装置的原理图，该装置具有包括集成设计的传感器和光辐射源。
                     具体实施方式
根据本发明所述内容，多个光辐射源被固定放置或安装在合适的敷料器或支架上。光辐射源可以是激光器(例如，二极管激光器)或其它相干光源，或者可以是某些类型的灯或其它非相干光源，例如弧光(氙、氪)灯、氩灯、氖灯、水银灯、金属卤化物灯、卤素灯等或发光二极管(LED)。所用光源的选择取决于许多因素，包括价格指标、待执行的治疗和治疗方案。光辐射源由可编程电源控制，以便提供辐射模式。在这里使用的术语“模式”包括空间模式(例如，在一段时间内由所有源或源的子集进行照射)和时间模式(例如，由某些源对治疗区域进行顺序照射)。辐射模式对于特定设备可以是固定不变的，在某个安全限度内可以由用户编程，或是如下文将要详细描述的那样，由设备响应诊断操作自动执行，所述诊断操作由形成设备一部分的合适部件执行。
通过提供联锁装置增强了安全性，除非设备被正确定位在治疗区域和/或保护部件被恰当放置以确保眼睛或身体其它不希望被照射的区域没有受到辐射，否则联锁装置将阻止设备的操作。因此，除非是将身体不希望被照射的区域保护起来，否则操作人员是无法施加辐射的，而且操作人员既无法施加导致患者皮肤损伤的足够辐射剂量，也无法施加不能进行期望治疗的不足量的辐射剂量，从而使那些不熟练的操作人员，例如美容师、理发师和患者自己，还能够安全且有效地使用这种设备。
另外，因为每一个光辐射源的价格相对较便宜，所以给定装置需要2-50或更多个光辐射源的需求仍然使得装置相对较为便宜。操作设备所需要的电动控制器也相对比较便宜，这就使得装置总价低到完全可以在理发店、美容院和类似商业中使用，甚至可以在家中使用。在一些实施例中，不需要进行冷却。仅操作一个源或同时至多仅操作少数几个源的电源也相当便宜。因为每一个源在患者身体很小的一块区域中产生的辐射量很小，所以不需要冷却以防止敷料器的光辐射源或患者皮肤过热和损伤。在其它实施例中，可能需要冷却，并且可以通过本技术领域中已知的各种方法实现。
本发明各方面应用的实施例包括但不限于皮肤纹理改善，瘢痕消除或愈合，皱纹消除，皮肤拉紧，皮肤弹性改善、皮肤增厚，皮肤再生，脂肪团治疗/去脂，脉管和淋巴再生、皮下胶原结构改善，痤疮治疗，牛皮癣治疗，去脂，毛发生长刺激，脱发治疗，老年性着色斑的治疗，皱纹治疗，疼痛缓解，创伤愈合，表皮和皮炎的治愈，湿疹治疗，褥疮溃疡治疗，血肿治疗，皮肤表面修复后的治疗，除臭，肌肉收缩松弛，减少牙龈炎症，减少牙髓炎，疱疹治疗，齿槽炎、口疮和充血的治疗，减少水肿，鼓膜治疗，耳鸣治疗，减少微瘢痕(microscars)和息肉病，子宫附件炎、前庭大腺炎、子宫颈炎、epiziotomy、人乳头状瘤病毒(HPV)、月经过多和子宫旁组织炎以及外阴炎的治疗。在表1中可以找到能够用于治疗多种疾病和美容情况的未受限制的波长范围。
使用本发明提出的设备进行的治疗能够和其它治疗结合使用。对于某种应用，诸如痤疮，压紧皮肤能够导致光更好的穿透包括腺体的皮脂腺。光学治疗能够和粉刺和皮脂腺开口的清洁结合使用。光学治疗还能够和抗菌和/或消炎洗液一起使用，这些洗液能够在光学治疗之前和/或之后使用。本发明的设备还能够和局部物质(topicalsubstances)一起使用，诸如光敏洗液，例如光敏剂或诸如5-氨基乙酰丙酸(ALA)这样的光敏剂产品化合物。另外，包括吸收化合物的洗液能够被应用，诸如碳、黑色素或一种增加光吸收因此能够产生更好热效应的染料。光敏剂的浓度应当低于由太阳和其它发光系统产生副作用的阈值，但是应当大于发光敷料器在毛囊、皮脂腺或皮脂囊上的光化学作用的阈值。因此，这种治疗能够对毛发生长、痤疮、皮肤油性、肤色和皮肤纹理有效。
表1用于治疗特定疾病和美容状况的波长范围的实例
  皮肤病学/美容学
  治疗情况或应用   波长(nm)
  痤疮   290-700，900-1850390-450和600-700
  对皮肤有PDT效应的ALA洗液，包括抗癌效应。   290-700
  脱发   620-680和760-880
  抗衰老   400-2700
  血液、淋巴、免疫系统   290-1350
  脂肪团   600-1350，760-880
  注入皮肤的染色洗液   色心吸收光谱和1200-20000
  深层脉管   500-1300
  深皱纹、弹性   500-1350
  直接单态氧生成   1260-1280
  毛发生长控制   400-1350
  毛发生长刺激   600-700和760-800
  老年性着色斑   600-700
  注入皮肤的洗液   1200-20000
  对皮肤有PDT效应的洗液，包括抗癌效应。   光敏剂吸收光谱
  肌肉、关节治疗   600-1350
  气味   290-1350
  油性   290-700，900-1850
  疼痛缓解   500-1350
  PFB   300-400，450-1200
  着色损伤、消除色素沉着   290-1300
  牛皮癣   290-700，600-700
  瘢痕   380-420，620-680和760-830nm(根据瘢痕特性)
  皮肤清洁处理   290-700
  皮肤隆起   600-1350
  皮肤再生   600-700和760-880nm
  皮肤纹理、萎缩纹、瘢痕、多孔   290-2700
  细纹(striae)   760-880nm
  表浅脉管   290-6601300-2700
  褶皱   620-680和760-880nm
  牙科学
  齿龈炎   380-450和600-700nm
  牙龈炎症   380-450和600-700nm
  其它
  烧伤   760-880nm
  疼痛缓解   760-880nm
  创伤愈合   380-1250nm(根据创伤特性)
附图说明了适合治疗身体不同部位的本发明的各种实施例。尤其是，图1显示了适合治疗患者114面部下半部的设备110。例如，设备可以用于清除男性或女性面部的毛发。通过使用功率相对较低的光辐射源，设备能够用于暂时性面部毛发清除，防止剃刀结节性红斑(PFB)和/或用于阻止或延缓毛发生长，使得患者114仅需要一个星期或一个月刮一次脸，而不是每天都刮。设备110由敷料器或支架111a组成，对于本实施例，敷料器或支架111a具有下文将要详细描述的适合患者面部的半截面罩形式。设备也包括控制箱113，该控制箱可以包括电源和合适的电子控制装置。电源可以插到普通的电器插座或其它合适的电源上，或者由电池或其它能够容纳在箱113中的合适电源提供。通过传递电源和控制信号的控制线(umbilical)112，箱113被连接到敷料器111a上。如下所述，诊断和/或反馈信息可以从敷料器传递到箱113的控制器中。另外，尽管在实例性实施例中电源和箱113的控制器通过控制线112被连接到敷料器111上，但是这并没有限制本发明，尤其是当电源和控制器足够小时，它们可以直接连接到敷料器111上，和敷料器集成在一起，或是两者均可以被连接到包括连接电路的公共安装元件上。其它安排方式也是有可能的。但是，对于当前的可用部件，优选图1所示的结构。
图2显示了仅在敷料器处和图1有所区别的本发明的实施例，对于本实施例，敷料器211b适合覆盖患者214的整个面部，而不是仅覆盖患者面部的下半部分。例如，这种实施例可以用于消除皱纹或一些其它治疗，这些治疗涉及防衰老治疗，改善皮肤纹理、毛孔、皱纹、瘢痕、血管供应、色素沉着过多或者过少、肤色、充血、面部皮肤质量、下垂和皮肤隆起，面部毛发清除，治疗不同面部的痤疮(包括防止或减小油性)，和其它合适的应用。可以包括允许患者通过敷料器211b进行呼吸的合适的装置215，诸如呼吸孔。此外，如下所述，还可以提供能够保护患者眼睛和防止辐射施加到那里、以及如果这种保护齿轮没有被正确定位禁止设备210工作的装置。设备210包括控制箱213，该控制箱可以包括电源和合适的电子控制装置。箱213通过连接线212被连接到敷料器211b，电源和控制信号都可以通过连接线212传递。部件基本上和图1所述部件相同。
图3说明了本发明的另一个实施例，其中该设备310具有适合安装到患者颈部后面的敷料器311c。对于这个实施例，如图所示箱313附着在椅子上，其中患者314保持坐姿，而不是靠着邻近的桌子，但是箱313的位置可以根据设计进行选择。例如，敷料器313c能够被用于除去患者颈部的毛发生长和/或用于修剪患者头发。控制器313能够被编程以控制患者314发际的长度和形状。通过连接线312，箱313被连接到敷料器311c。部件功能基本和前面的实施例相同。
图4说明了本发明的一个实施例，其中该设备410具有适合安装到患者414腋下的敷料器411d，例如用于从那里除去多余毛发、气味、止汗治疗。控制箱413通过连接线412被连接到敷料器411d。
在另一个实施例中，敷料器能够适合安装到患者的胯部，例如用于清除阴毛，尤其清除那些可能从比基尼线中伸出来的毛发。敷料器能够是手持式的或自撑式的。例如，敷料器能够受到在每一端被附着在踏杆上的弯曲金属线或杆支撑。在另一个实施例中，敷料器能够被附着在可调节杆上，以致于患者能够在正确高度和位置放置敷料器用于清除期望的毛发。支撑敷料器的其它技术同样落入本发明的范围。通过操纵电缆、无线连接或其它合适的连接装置，这种实施例也可以具有连接到敷料器的控制器。
图5显示了用于患者514手部治疗的敷料器511f，例如用于从那里清除老年斑或其它色素沉着病变，或是用于通过改善弹性和/或从那里清除皱纹改善手部皮肤质量。对于这种实施例，连接线512也可以被连接到合适的控制器(未显示)。本发明这种实施例的细节将在下文描述。
图6显示了本发明的另一个实施例，其中敷料器601能够由操作人员603控制，例如用于治疗趴在工作台602上的患者604臀部的脂肪团。敷料器601能够被调整以符合患者臀部的外形。敷料器601还能够用于去除毛发、拉紧皮肤、去除痤疮或表1中列出的任何其它应用。
图7显示了和无线基本单元结合在一起的(也就是没有连接线的)光学面部治疗装置。光源701能够被安装在面罩711c的壳体上，面罩711c和电子装置703相连。空气冷却装置704能够通过连接器706或705被连接。在一个实施例中，空气冷却装置704能够储藏相变材料，也就是，液态氮。作为另一种选择，空气冷却装置能够是用于皮肤冷却和使患者感到舒适的气泵、通气装置或风扇。面罩具有眼部开口708，使患者714能够看到外界。面罩还能够具有可调节透明眼罩707。在一个实施例中，光面部治疗装置能够进一步包括适于耦合到面罩711c的光学透明护套709，其中护套709能够符合患者面部外形。护套709能够是用户可更换的。
本发明敷料器中的所有面罩和/或皮肤接触元件均是一次性的。例如，具有不同光谱的若干面具能够用一个单元提供。每一个面罩能够被优化用于不同的治疗，诸如痤疮、毛发或皮肤再生。
图8是敷料器811b或面罩(诸如图2所示的敷料器211b)更加详细的横截面视图。对于这种实施例，提供了按照适当预定模式排列的多个光源825。尽管所述源可以具有如图8所示的间隔，但是它们也可以被更紧密地安装在一起或间隔再大一些以形成小光源矩阵，而所述源的特性先前已经讨论过。此外，尽管在图8中仅显示了源825的一列，但是通常能够围绕敷料器提供多列灯。作为另一种选择，光源被安装的模式不需要按列安装。例如，源825能够被嵌入到合适的发光材料中或者能够被恰当地安装在敷料器中。敷料器具有外壁826和内壁827。外壁826形成了敷料器的防护罩。外壁或罩826的内表面优选是反射的或是涂上一层镜反射或漫反射材料，以便向患者814反射入射到内表面上的光。这就改善了设备的效率，基本上允许光源825的所有光均指向患者814。当源825是一种仅向患者方向发光的光源时，可以不需要反射后壁(rear wall)826。但是，反射器也可以用于向后反射由于散射而从患者皮肤射来的光，从而这种向后反射或光子循环进一步增强了设备810的效率。尽管后壁826可以是固体，但是优选它是易弯曲，从而允许它符合患者面部形状或是符合将要进行治疗的患者身体其他部分的形状。在另一个实施例中，后壁能够具有允许空气通过的出口。在另一个实施例中，面罩能够是固体并且适合连接到患者面部。例如，可调节头托和/或腮托能够被附着在面罩上，以允许面罩在距离患者面部的最佳位置处被定位。
前壁827由光学透明材料形成，至少对于部分用在所需步骤中的光谱是透明的。壁827可以由材料形成或可以涂上一层或多层材料，可以将一层材料邻近该处安装或是可以提供滤波能力，从而确保仅期望波长的光通过此处到达患者814以实现期望治疗。这里使用了宽带光辐射源，因此滤掉非期望波长的光是保护患者814皮肤免受热伤的一种方式。壁827还能够被形成、涂上或适合作为光散射壁，以增强光辐射在皮肤上的均匀度。这里辐射源825是灯或是其它可以爆炸或碎裂的源，所以壁827应当由硬质材料形成，以便在万一发生任何爆炸时保护患者814不受伤害。
前壁827和患者皮肤之间的间隙应当尽可能的小，以便辐射源825离患者皮肤尽可能的近；但是，优选整个敷料器经过设计后能够在辐射源825和患者皮肤之间保持基本相同的间距。这种不均匀的间距能够导致不均匀的治疗，并且使治疗的控制更加困难。间隙828能够用空气填充或通过气流冷却并保护患者皮肤。但是，间隙828中的空气导致间隙界面处的光学失配，因此不是最佳选择。此外，如果辐射源825被正确选择和操作，则不需要冷却患者皮肤。
因此优选用粘性凝胶或洗液填充间隙828或是由光学树脂(硅)或类似材料制成的弹性面罩填充。这种面罩能够被做成治疗区域的双复制，能够从3D照片(数字或模拟)合成，或是一种足够软的材料，当施加到面部时能够形成患者面部的形状，然后符合患者面部。所用的这种材料应为患者面部/皮肤提供良好的光学匹配以最小化光学不连续性。对于患者这种填充能够更舒适，能够确保敷料器在患者面部的正确定位，而且通过允许光辐射源和患者皮肤之间间距的严格控制，提供更有效和安全的操作。尽管图中没有显示，但是能够提供允许患者814通过鼻子或嘴进行呼吸的装置，例如将穿过并密封在敷料器811b中的导管插到患者嘴里，通过所述导管患者能够呼吸。
如实施例所示，敷料器811b的一个关键安全特性是保护装置829，该保护装置包括安装到壁827上的一对眼罩，当敷料器811b被正确定位在患者面部上时，这对眼罩恰好可以遮盖患者眼睛。眼睛保护装置829是光学不透明的，以致于光辐射不能通过这里到达患者的眼睛。眼睛保护器829优选弹簧式的并且提供了合适的传感器，这样可以在眼睛保护器829反抗弹簧负荷移动预定数量之前防止辐射源825工作，从而确保眼罩被正确定位在患者眼睛上。传感器可以装备在敷料器的其它位置，以确保敷料器在患者面部的正确定位，同时装备的联锁装置也可以在所有传感器确认敷料器被正确定位之前，防止辐射源825工作。恰当地使用这些安全特性，基本上可以消除设备不正确操作给患者带来的危险。
图9更详细地说明了敷料器911将灯932用作光辐射源的可能的结构。对于这种实施例，光辐射源925被假定是灯932，例如卤素灯，弧光灯，氙、氪、氩、氖、汞等灯。每一盏灯均被安装到在后壁926a中形成的各自的反光镜936中。每一盏灯932和它的反光镜936之间的间隙930可以用气体或其它合适的材料(例如，凝结介质)填充，以提供良好的光学匹配，从而增强光学性能。来自灯的光和来自反光镜936的光穿过能够包括所述滤波作用的前罩板或隔板(screen)927，并且也可以穿过附加滤光片933以消除不希望的波长。例如，这种滤光片能够是掺杂染料的聚合物膜。或是替代掺杂染料或是除掺杂染料以外，层927和/或933能够被多层干涉滤光片覆盖。例如，这种滤光片能够是荧光滤光片，并且能够被设计成加热最小化且能量最大化。穿过滤光片927和/或933的光被施加到患者914的皮肤931上。附加滤波可以由上面涂有涂层的灯罩或球形瓶提供，由灯和反光镜间隙中的材料和/或由反光镜自身或反光镜涂层提供。
图10显示了本发明的另一个实施例，其中敷料器1011包括安装在电路板1043上的多个U形灯1044，电路板1043或是形成敷料器的后壁或是被安装在这种后壁上。U形灯在电路板上可以按选定模式排列。每一盏灯1044均具有位于电路板1043上的灯后面的反射镜1046，所述反射镜执行和图9中的反射镜936基本相同的功能。用于加电和控制灯1044的配线1045通过电路板1043。前罩板1027执行和前一个实施例相同的滤波和其它功能，并且前罩板和患者1014皮肤1031之间的间隙1028和/或灯和前罩板之间的间隙1030能够用先前讨论过的材料填充，以增强传递到皮肤1031的光辐射量。在使用电路板1043的地方，优选的是柔性电路板以便促使敷料器的形状与治疗区域相匹配，或者电路板被预成形以有助于这种匹配。出于同样的原因，对于在特定实施例中使用的壁1026和1027和滤光片1033要么是易弯曲的，要么就是预成形的。壁1026和1027应当提供电气安全。
图11显示了敷料器1111的另一个实施例，其中辐射源1156被假定是二极管激光器、LED或仅在一个方向上发出辐射的类似部件。从源1156发出的光被透镜1157会聚，透镜1157可以是分离透镜或相位屏(phase screen)，但是优选的是由塑料或其它合适材料形成的多透镜阵列，例如蝇眼透镜阵列。光源1156通常基本上是单色的，也就不再需要对光源的输出进行滤波。但是，对于如图11所示的这种实施例，透镜1157可以被涂覆以提供这种滤波，或是装备滤光板以提供这种功能。电路板1143可以通过连接线1145被连接到电源上。除了上面指出的不同之处以外，图11所示实施例(尤其是电路板1143和间隙1128)和图10所示实施例被同样对待。
尽管在到目前为止的讨论中，假定每一个实施例所使用的辐射源均是相同的，但是这并没有限制本发明。例如，为了更好的进行治疗，相干和非相干光源能够被用在同一个装置中，例如LED和灯被安装到图9-11所示敷料器的每一个小室中。在其它实施例中，全部光源能够被封装在控制箱中，例如通过连接线中的光纤或其它合适的波导管，光被传递给敷料器。每一个波导管的输出端能够被安装在敷料器中，以恰当的方式取代相应源，例如取代图11中的源1156。若干不同源能够被安装在同一个敷料器中；例如，LED能够用于发炎痤疮的抗菌治疗，灯能够用于皮脂腺治疗。
图12说明了实例性实施例的光学示意图，其中电源1258通过由多个独立开关1261形成的开关阵列1260为多个辐射源1259供电。尽管开关1261可以是机械开关，但是每一个开关均优选是电子开关。例如，电源1258可以包括在脉冲间充电并在开关1261闭合时放电的电容，以允许电能流向和闭合开关相连的光辐射源。尽管3个光辐射源被显示是和每一个开关1261并行或串行连接，但这仅是为了起到说明的作用。依靠所用电源、所用光辐射源和其它因素，每一个开关1261能够仅为一个辐射源供电，或是为两个或更多个这种源供电。但是，根据本发明的教导，每一个开关1261所控制的光辐射源总数应当是所用辐射源总数的很小的一部分；例如，不超过33％，优选不超过20％。对于许多应用，该百分比能够低于10％。按照这种方式，所用电源可以是相对较小、价格便宜的电源，这些电源没有产生大量的热，因此，即使有的话，也不需要对控制箱、敷料器1211中的光源或患者皮肤进行显著冷却。因此，当热被施加到患者皮肤并从患者皮肤中产生时，由于在任意给定时刻仅有极少数的辐射源被通电，敷料器1211的热负荷被最小化。这种被减小的热负荷应当允许敷料器在不需要冷却的情况下正常工作，这进一步减小了设备的尺寸和造价。
再次参考图5，该图中的敷料器511具有在其中形成的用于放置患者手部的槽。光辐射源525通过滤光板527和间隙528将光射向患者皮肤，其中所述间隙可以用合适的凝胶或可以穿过患者手部的其它材料填充以增强光学匹配。这种实施例也包括CCD相机、反射计或其它允许观察患者手部并做出决定的诊断工具，例如对患者手上存在的待治疗的老年斑进行观察并做出决定。一旦这种斑点被识别，恰当的辐射源525可以按选定顺序工作以促进这种斑点的治疗/清除。诊断工具563也可以用于检测皱纹、多余毛发和其它情况，在所述其它情况中将执行治疗并向控制器(未显示)提供这种信息，然后该控制器决定进行恰当的治疗。诊断工具563也可以在这个或其它实施例中被用于检测患者皮肤的色素沉着，并利用这种信息为每一个辐射源525选择合适的脉冲能量和持续时间，在获得理想的皮肤病学结果的同时增强治疗的安全性。拥有诸如563这样的诊断工具还允许在治疗中获得反馈，并且这种反馈能够被用于控制积分通量、脉冲宽度、被点亮的灯和其它参数，从而安全地获得期望结果。通过在敷料器511f中安装皮肤温度传感器监测治疗期间的皮肤温度，并且在检测到皮肤温度达到退出极限水平时利用反馈控制中断光脉冲，还能够增强安全性。诊断系统还能够测量治疗的终点。
在一些实施例中，在本发明敷料器中放置的诊断和/或监测传感器以及用于选择性驱动敷料器辐射源的敷料器控制电路能够和与敷料器分开的计算机进行通信，诸如家庭个人计算机。通过使用任何合适的通信协议，例如，优选无线通信协议，能够建立敷料器和计算机之间的通信。传感器能够将关于一部分患者皮肤的诊断和/或监测数据传递给计算机，计算机能够依次使用安装在其中的软件分析该数据。然后，根据数据分析的结果，计算机能够和敷料器的控制电路进行通信向敷料器提供控制信号。
作为实例，控制信号能够命令控制电路驱动辐射源的特定部分，按照适合治疗已识别的皮肤病的顺序来操作选定的辐射源，和/或设置被驱动源的辐射通量。作为另一种选择，例如，计算机能够实时分析从监测传感器接收的数据，并根据数据分析向控制电路发送恰当的控制信号。例如，如果从监测传感器接收的数据指示一部分患者皮肤的温度超出了预定阈值，那么计算机能够命令控制电路降低辐射通量、关闭敷料器、或采取任何可以将皮肤温度降到安全范围以内所需的其它行动。
作为实例，图13用示意图描述了根据本发明一个实施例的光学皮肤病学系统1301，包括具有外壳1303的敷料器1302，所述外壳1303包括3个腔室1304、1305和1306。具有CCD相机1308的诊断传感器1307被放置在腔室1306，具有多个辐射源1310的治疗模块1309被放置在腔室1304。诊断传感器1307和治疗模决1309分别包括通信模块1312和1314，例如通过无线链接1318和1320同计算机1316(诸如家庭个人计算机)进行通信。敷料器外壳1303进一步包括槽1322，其中患者的身体部分(例如患者手部)能够插入并放置在腔室1305的下方。
根据手在外壳中的定位，CCD相机例如能够通过开口1324从腔室1306中插入到腔室1305中，CCD相机在人工或计算机1316的控制下获得患者手部的图像。传感器1307能够通过通信模块1312将图像传递到用于分析的计算机1316中。传感器能够返回到腔室1306中，并且治疗模块能够被插入到腔室1305中。根据对从传感器接收的数据的分析以识别特定的皮肤状况，计算机1316能够将控制信号传递给治疗模块的控制电路1326，以驱动选定的辐射源或辐射源序列，从而完成恰当的治疗方案。例如，如果数据分析指示出现了一个或多个具有色素沉着系数为1380的老年斑，计算机能够按大约1310J/cm2的通量引起一个或多个辐射源的选择性驱动以治疗斑点。
将用于数据分析和执行治疗方案所需的计算处理从敷料器中分离，例如使用分开的计算机执行所述功能，能够明显降低复杂性和敷料器的造价。此外，它能够允许制造更小的敷料器。
参考图14，在另一个实施例中，本发明的敷料器(例如，如图7所示的面罩)能够使用传感器和光辐射源的集成设计。例如，敷料器1401能够包括多个传感器1402，每一个传感器均被4个辐射源包围，例如典型辐射源1404、1406、1408和1410，这4个辐射源能够产生与不同波长类似的治疗辐射。例如，当与热传感器有关的一个或多个辐射源照射待辐射治疗的皮肤部分时，每一个传感器1402可以是能够监测患者皮肤选中部分温度的热传感器。例如通过无线连接，温度数据能够传递到计算机(未显示)中以便进行分析和监测。如果皮肤部分的温度超出了预定阈值，计算机能够向敷料器的控制电路1412发送控制信号，以改变照射在所述皮肤部分的辐射通量，或采取任何其它合适的行动，将皮肤温度降到安全范围内。
尽管上面已经讨论了许多应用，但是本发明的教导并没有限制这些应用，而且本发明的教导通常可以用于大多数现在光学皮肤病学应用的领域，或将来可能被应用的领域。由于使用了低功率辐射源，所以需要更长的治疗时间。通过每一个辐射源更长时间的单独通电，通过对源的连续脉冲调制以减小电源的功率要求，或是按照在单个治疗期间包括多次返回到一个或多个(或全部)源的模式对源进行脉冲调制，可以获得这种更长的治疗时间。后一个步骤可以减小光辐射源和患者皮肤上的热负荷，从而减小冷却的需求并且增强了安全性。例如，2001年1月25日提交的序列号为09/769960的共同未决美国专利申请讨论了涉及低功率、长时间辐射的治疗，就相关性而言，该专利的主题在此引入作为参考。
本发明所提出的设备的典型参数范围包括范围在大约290-3000nm之间的波长、范围在大约0.5-1000J/cm2之间的通量和范围在大约0.1ms-1000s之间的脉宽。为了获得最佳的安全性和功效，对于每一个特殊的治疗条件，更具体的参数范围必须被优化。表1包括在特定皮肤病的治疗中所使用的优选波长。
本发明提供了用于治疗各种医疗和美容皮肤病学问题的相当安全且便宜的方法和系统，这些方法和系统是足够安全的，以致于允许在通常规定场所以外使用它们。例如，本发明的设备能够用在美容院、理发店、疗养院，甚至能够由患者自己在家中使用。
尽管已经在上面参考优选实施例及其变型详细显示和描述了本发明，但是应当理解的是这些实施例仅是出于说明的目的，其它敷料器能够被提供用于治疗身体的其它部分，而且应当理解在不背离仅由后附权利要求定义的本发明精神和范围的情况下，本领域技术人员能够对设备、其中的敷料器和所用的方法做出形式和细节上的其它更改。
根据所述实施例，仅通过使用常规实验，本领域技术人员就能够理解或确定本发明进一步的特性和优点。因此，除所附权利要求说明的内容以外，本发明不受上面具体显示和描述的内容的限制。这里所有的公开文本和参考文献全部包括于此作为参考。

Claims (45)

1.一种光学皮肤病学设备，包括：
多个光辐射源；
支架，所述源被安装在所述支架的选定位置上，所述支架适合邻近患者身体的治疗区域放置；和
按辐射模式操作所述源的控制器。
2.根据权利要求1所述的设备，其中由控制器形成的辐射模式包括空间模式。
3.根据权利要求1所述的设备，其中由控制器形成的辐射模式是时间模式。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述源按选定顺序被操作以形成时间模式。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器包括电源和开关元件，所述开关元件以所述辐射模式连接所述电源和所述源。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述支架进一步包括保护患者治疗区域选定部分的部件，该部件通过防止所述源的光施加到所述选定部分，从而实现保护作用。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述治疗区域是患者面部，并且其中所述选定部分是患者眼睛。
8.根据权利要求6所述的设备，其中该设备进一步包括联锁装置，除非所述部件被正确定位以保护所述选定部分，否则这种联锁装置将和所述控制器一起工作以使所述源禁止工作。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述支架进一步包括使所述支架在每一个所述源和所述治疗区域之间以基本相同的间距适合所述治疗区域的部件。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述支架包括在所述源和所述治疗区域之间的光学透明部件。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述透明部件包括光学滤波部件。
12.根据权利要求10所述的设备，其中所述部件是患者的保护性部件。
13.根据权利要求1所述的设备，其中该设备进一步包括将所述源的辐射反射到所述治疗区域的表面。
14.根据权利要求1所述的设备，其中该设备进一步包括用于每一个所述源的反射面。
15.根据权利要求1所述的设备，其中所述支架包括电路板，所述源被安装在所述电路板上。
16.根据权利要求1所述的设备，其中所述源是U形灯。
17.根据权利要求1所述的设备，其中所述源是固态光发射器。
18.根据权利要求17所述的设备，包括将所述光发射器的光导向所述治疗区域的透镜阵列。
19.根据权利要求1所述的设备，其中所述支架适合于患者的整个或部分面部。
20.根据权利要求1所述的设备，其中所述治疗区域是下列区域中的一个：患者面部、臂、大腿、小腿、臂、手、颈部、发际、腋下、膝部区域、比基尼线、臀部、胸部和腹部，其中所述支架适合于治疗区域。
21.根据权利要求1所述的设备，其中该设备进一步包括安装在所述支架上的诊断工具。
22.根据权利要求21所述的设备，其中所述控制器响应所述诊断工具进行工作，以控制所述源的工作。
23.根据权利要求1所述的设备，其中该设备进一步包括用于检测所述支架在所述选定治疗区域正确定位的传感器；并且只有在所述支架被正确定位时，所述控制器才能响应所述传感器进行工作，以操作所述源。
24.一种按照辐射顺序通过操作多个光辐射源中的至少部分光辐射源执行光学皮肤病学治疗的方法，其中所述光辐射源邻近患者的治疗区域安装。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述源的子集被同时操作。
26.根据权利要求24所述的方法，其中所述源按选定顺序被操作。
27.根据权利要求24所述的方法，包括通过防止所述源的光施加到所述选定部分来保护治疗区域的选定部分。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述治疗区域是患者面部，并且其中所述选定部分包括患者眼睛。
29.根据权利要求27所述的方法，其中所述保护步骤进一步包括检测所述选定位置是否被正确保护，并响应所述检测，使所述源的操作有效。
30.根据权利要求24所述的方法，其中该方法进一步包括将所述源的支架安放到所述治疗区域，以便在每一个所述源和所述治疗区域间提供基本相同的间距。
31.根据权利要求24所述的方法，其中所述治疗区域是下列区域中的一个：患者下半面部、整个面部、臂、大腿、小腿、臂、手、颈部、发际、腋下、背部、膝部区域、比基尼线、臀部、胸部或腹部。
32.根据权利要求24所述的方法，其中该方法进一步包括检测治疗区域的情况。
33.根据权利要求32所述的方法，其中该方法进一步包括响应所述检测，以操作所述源。
34.根据权利要求24所述的方法，其中该方法进一步包括检测安装所述光辐射源的支架相对于所述治疗区域的正确定位；只有当所述检测步骤指示所述支架被正确定位时，才能操作所述源。
35.一种光学皮肤病学设备，包括
适合在患者皮肤区域的附近放置的支架，
一个或多个在所述支架中放置的光辐射源，用于照射至少患者皮肤所述区域的一部分，和
电耦合到所述光辐射源的控制电路，用于驱动所述光辐射源的辐射模式，以执行治疗方案。
36.根据权利要求35所述的设备，其中所述支架被成形，以便基本上符合患者身体局部的外形。
37.根据权利要求35所述的设备，其中所述治疗方案包括选择适合皮肤病情况的波长。
38.根据权利要求35所述的设备，其中控制电路能够被编程以选择性治疗一部分治疗区域。
39.根据权利要求35所述的设备，其中控制电路控制器按选定顺序激活所述光辐射源的选定模式。
40.根据权利要求35所述的设备，其中所述支架是一次性的。
41.根据权利要求35所述的设备，其中该设备进一步包括适合连接所述支架的光学透明护套，其中所述护套符合治疗区域。
42.根据权利要求41所述的设备，其中护套是用户可替换的。
43.一种包括敷料器的光学皮肤病学系统，包括：
放置在患者皮肤区域附近的支架，
放置在所述支架中的多个光辐射源，
放置在所述支架中的一个或多个传感器，用于收集任何和至少一部分所述患者皮肤区域有关的诊断或监测数据，
电耦合到所述光辐射源的控制电路，用于选择性驱动光辐射源，和
和所述敷料器通信的计算机，所述计算机接收来自所述传感器的数据，并根据所述数据的分析将控制信号发送到所述控制电路。
44.根据权利要求43所述的光学皮肤病学系统，其中所述控制信号引起至少一个选定的所述光辐射源按选定顺序被驱动。
45.根据权利要求43所述的光学皮肤病学系统，其中所述计算机通过无线通信链接与所述敷料器通信。
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