CN109788946B - 利用激光等效强脉冲光装置的选择性皮肤处理 - Google Patents

Abstract

一种向皮肤组织提供光处理的美容方法，其包括：提供强脉冲光(IPL)源；在所述IPL源和皮肤组织之间插入带通滤波器；所述的带通滤波器使选定波长范围内的光通过，其平均吸收系数与所选激光源的平均吸收系数等效；所述方法包括激活所述的IPL源并将其施加到皮肤组织，其中照射在皮肤组织上的滤光提供与所选激光源等效的处理。

Description

利用激光等效强脉冲光装置的选择性皮肤处理

发明领域

本申请涉及的是施加到人体皮肤组织上的光处理，尤其涉及在强脉冲光装置中利用选择性带通滤光器的光处理。

发明背景

光能辐射是用于皮肤病紊乱处理的已知方式。为了在皮肤中获得临床效果，照射的光能优选在皮肤中被吸收。

皮肤中的光吸收由三种内源性发色团主导：水、黑色素和血红蛋白。光波长或波长光谱与目标发色团之间的正确匹配可能导致光学能量吸收，其可能由一个或多个光热、光化学或光机械效应带来的临床效果。当光能照射在皮肤上时，光散射效应可能影响光线穿透组织的深度。由于真皮中胶原纤维的浓度较高，这种效应(如果有的话)在真皮中比在表皮中更占优势。通常，直到光能的中红外区域，散射量与光的波长成反比。正如Anderson和Parrish的“选择性光热分解：通过脉冲辐射的选择性吸收进行精确的显微外科手术”所提及的，Science，1983年4月29日；220(4596)：524-7，如上所述，通过选择适当的波长至适当的发色团，可以实现选择性激光治疗，通过施加能量脉冲短于或等于目标发色团的热弛豫时间，以及通过向目标组织递送高于阈值的能量。不同的各种激光和强脉冲光(IPL)装置使用这些原理为皮肤病提供宽范围的光学处理。

IPL装置发射在约400nm至约1,400nm的光谱范围内的多色的、非相干和非准直光，并且通常以各种脉冲持续时间递送。因此，IPL的选择性较低，因为在该范围内可以瞄准不同的发色团。提高IPL产生的光能的选择性的一种选择是使用滤波器。在IPL器件的发射光谱的下端使用截止滤波器，并且在发射光谱的上端使用切入滤波器。这种滤波器可以改善处理选择性或减少寄生波长，这可能使患者处于危险之中，例如紫外线或增加的整体加热，例如在所发射的光中存在红外成分。常见的医用IPL截止滤波器包括550、560、570、590、615、645、695、755和780nm滤波器。可以一起使用截止滤波器和切入滤波器来创建所谓的带通滤波器。

带通滤波器是由一些供应商(例如，Alma Lasers等)提供的，例如，提供了在500nm-600nm范围内的基于IPL的窄谱处理，用于治疗针对较大血管的血管病变。在550nm-600nm的范围内提供另一种窄带通滤波器用于皮肤再生。这种滤波器的问题之一在于，在滤光过程中，它们还去除了由光源产生的部分光学能量，光源是IPL光源。因此，为了通过满足上述阈值能量要求产生临床效果，可以仅去除有限量的光谱。

在激光域中，通过瞄准氧合血红蛋白的血管内发色团来治疗血管病变，氧合血红蛋白在418nm、542nm和577nm处具有光吸收峰。最常见的血管激光器是KTP，532nm，脉冲染料激光器(PDL)585nm-595nm，翠绿宝石755nm，二极管激光器940-980nm和Nd：YAG 532或1,064nm。PDL被认为是“主力”血管激光器。

如上所述，IPL光源也可以用于血管病变的治疗，使用包括这些吸收峰中的至少一个的滤波器并去除可能引起附带热损伤的破坏性UV波长和/或红外波长。两家公司，Lumenis和Palomar，提供这种双带滤波器。例如，在血管双带滤波器中，较短的波长用于较小的浅表血管，而较长的波长用于较大的较深的血管。

色素损伤也通过激光治疗，通过使用激光器，如KTP(532nm)，红宝石(694nm)，翠绿宝石(755nm)等，以黑色素体中的黑色素作为目标发色团，使用各种脉冲持续时间，从毫秒级开始到皮秒。IPL也可用于一些色素沉着病变，例如色素沉着症或日光性痣。同样，通过选择产生适当光谱能量的滤波器，只要光谱足够宽使得足够量的能量密度到达目标组织，IPL驱动的装置可用于治疗至少一些色素沉着病变。然而，光谱越宽，可以瞄准不同的发色团并且可以降低选择性。此外，为了避免瘢痕形成或脱色的副作用，可能需要短脉冲来限制靶向组织中任何热效应的面积或体积。这些短脉冲可以在纳秒或更小的范围内，而IPL仅在毫秒范围内提供脉冲。

在装置中使用单个光源IPL在各种类型的皮肤上治疗各种类型的皮肤病的灵活性仍然非常有吸引力。因此，需要一种更先进的系统来提供基于IPL的处理，其具有更高的有效选择性或更高的吸光度，其类似于其设计用于模拟的等效已知激光波长。

发明内容

在一个方面，一种用于皮肤组织上的血管病变的美容处理的装置，其与工作波长为532nm的激光器等效，包括：强脉冲光(IPL)源，所述的IPL源是可激活的；其进一步包括带通滤波器，当激活时，所述带通滤波器实质上阻挡从所述IPL源发出的基本上除了一个波长范围的所有的光；当激活时，所述的带通滤波器允许在约525nm至约585nm范围内来自IPL源的光的传输；具有所述带通滤波器的所述IPL提供与工作波长为532nm的激光器等效的美容处理。

另一方面，提供一种在身体血管区域上与532nm激光器等效的美容处理方法，包括：提供强脉冲光(IPL)源；在所述IPL源和所述身体血管区域之间插入带通滤波器；所述的带通滤波器的类型基本上是在约525nm至约585nm的范围内通过光；所述的方法进一步包括激活所述IPL源；照射在血管身体部分上的滤光提供与532nm激光器等效的美容处理。

在另一方面，一种向皮肤组织提供光处理的美容方法包括提供强脉冲光(IPL)源；在所述IPL源和身体血管区域之间插入带通滤波器；所述的带通滤波器通过约525nm至约585nm范围内的光；所述方法进一步包括激活所述IPL源并将其施加到所述的皮肤组织，其中照射在所述皮肤组织上的滤光提供与532nm激光器等效的处理。

在另一方面，一种带通滤波器，其与照射在皮肤组织上的532nm激光器等效，所述的带通滤波器构造成使通过所述滤波器的光基本上在525nm到585nm范围内。

在进一步的方面，一种向皮肤组织提供光处理的美容方法包括提供强脉冲光(IPL)源的步骤；在所述IPL源和所述皮肤组织之间插入带通滤波器；所述的带通滤波器使选定波长范围内的光通过，其平均吸收系数等于选定的激光光源的平均吸收系数；所述方法进一步包括激活IPL源并将其施加到所述皮肤组织上，其中照射在所述皮肤组织上的滤光提供与选定的激光光源等效的处理。

在另一方面，提供与选定的激光光源的处理效果等效的强脉冲光(IPL)源的美容方法，其包括对于选定的特定波长的激光光源，确定皮肤组织中特定波长的平均吸收系数；以及，选择在皮肤组织中具有实质上等效的平均吸收系数的带通滤波器。所述的皮肤组织可以是以下中的一种或多种：血液吸收和黑色素吸收。

在另一方面，所述的IPL源还包括主体部分，其包括所述的IPL源和在主体部分中的开口以接收一个或多个带通滤波器，以及其中所述的一个或多个带通滤波器是从所述的IPL源通过不同范围的光到皮肤组织的滤波器。所述的一个或多个带通滤波器可以处于以下范围中的一个或多个：560-690nm；675-900nm；700-800nm；725-775nm；940-980nm。

在一个方面，一种选择具有带通滤波器的IPL光源用于提供皮肤组织的美容处理的方法，所述的带通滤波器等效于指定波长的激光光源，所述方法包括以下步骤：选择指定波长的激光光源；激活所述激光光源；将激光光源引导至目标；测量所述目标中选择的激光的平均吸收系数；存储测量的系数；选择带通滤波器；激活所述的IPL光源；测量所述目标中选择的带通滤波器的平均吸收系数；将所述带通滤波器的测量系数与所选激光光源的存储的测量系数进行比较；如果所述的测量系数基本匹配，则确定所选择的激光光源和具有所选择的带通滤波器的IPL光源是等效的。所述的目标可以是皮肤组织。

在一个方面，一种选择具有带通滤波器的IPL光源用于提供皮肤组织的美容处理的方法，所述的带通滤波器等效于指定波长的激光光源，所述方法包括以下步骤：选择指定波长的激光光源；激活所述激光光源；将所述激光光源引导至目标；测量所选激光在所述目标中的平均穿透深度；存储所述的穿透深度；选择带通滤波器；激活所述的IPL光源；测量所述目标中所选择的带通滤波器的平均穿透深度；将所述带通滤波器的测量平均穿透率与所选择的激光光源的存储的测量平均穿透率进行比较；如果测量的平均穿透深度基本匹配，则确定所选择的激光光源和具有所选择的带通滤波器的所述IPL光源是等效的。

在一个方面，一种带通滤波器，其与照射在皮肤组织上的595nm激光器等效；所述的带通滤波器构造成使通过所述滤波器的光基本上在560nm至690nm范围内。所述的光可以是IPL光源。

在一个方面，一种带通滤波器，其与照射在皮肤组织上的755nm激光器等效；所述的带通滤波器被构造成使通过所述滤波器的光基本上在700nm至800nm范围内。所述的光可以是IPL光源。

另一方面，一种用于皮肤组织上的血管病变的美容处理的装置，其中所述装置是具有595nm的工作波长的激光器的等效物，其包括强脉冲光(IPL)源，所述的IPL源是可激活的；带通滤波器，当激活时，其阻挡从所述IPL源发出的基本上除了一个波长范围的所有的光；当激活时，所述的带通滤波器允许来自所述IPL源的在约560nm至约690nm范围内的光的传输；具有所述带通滤波器的所述IPL提供与工作波长为595nm的激光器等效的美容处理。

在又一方面，一种用于皮肤组织上的血管病变的美容处理的装置，其中所述装置是具有755nm的工作波长的激光器的等效物，其包括强脉冲光(IPL)源，所述的IPL源是可激活的；带通滤波器，当激活时，其阻挡从所述IPL源发出的基本上除了一个波长范围的所有的光；当激活时，所述的带通滤波器允许来自所述IPL源的在约700nm至约800nm范围内的光的传输；具有所述带通滤波器的所述IPL提供与工作波长为755nm的激光器等效的美容处理。

附图说明

图1图解说明了血液通过不同波长的光的吸收。

图2通过表格示出了图1中所示的吸收系数。

图3用图形示出了不同波长的光对黑色素的吸收。

图4通过表格示出了图3中所示的吸收系数。

图5以图形方式示出了黑色素与血液中光的吸收系数的比率随波长的变化。

图6以图形方式示出了在各种波长下光进入组织的穿透深度。

图7以不同波长图解说明了IPL光源的相对效率。

图8和9以表格形式示出了不同发色团在不同波长下的光学吸收的典型数值。

具体实施方式

组织或发色团中光的吸收系数是波长的函数。现在参考图1，所示为全血中的光吸收值与以“实线”表示的“532激光滤波器”和以“虚线”表示的“染料激光滤波器”的波长的函数关系图。在该非限制性实施例中，假设血液平均由约70％的氧合血红蛋白和30％的脱氧血红蛋白组成。可以看出，吸收水平随波长而变化。

图2示出了包含从图1的图表中导出的选定数值的表格。或者，图3显示了黑色素中光的吸收值随波长变化的曲线图，而图4提供了从图3的图表中得到的选定数值。图8和9列出了不同发色团在不同波长下的光学吸收的典型数值。下面将作为实施例给出的平均吸收计算是基于这些数值的。

例如，从图2中可以看出，波长为532nm的血液吸收系数约为232l/cm。因此，根据本发明的这个方面，用于IPL系统的带通滤波器可以在525到585nm的范围内提供，如图1中所示，作为用于血管病变处理的“532激光滤波器”，以及如图9所示，图9示出了波长范围的实施例，其可选择用于提供由激光器提供的等效平均吸收系数。平均吸收系数是指血液中该范围内的所有波长，等于232 1/cm，其表征血液中532KTP激光的吸收率。因此，预期具有这种带通滤波器的IPL系统在皮肤上具有与532nm激光器相似的组织相互作用，并且可能在治疗血管病变方面与532nm激光器一样有效。

如图2所示的另一个实施例，波长约为595nm的染料激光器在血液中的吸收系数约为60 1/cm。带通滤波器在560nm和690nm之间的平均吸收系数值在血液中具有与染料激光器相同的平均吸收系数，因此，根据本发明的这个方面，具有560nm至690nm的带通滤波器的IPL系统，如图2所示，“染料激光滤波器”，可以用于治疗血管病变。

作为另外一个实施例，现在参考图3，翠绿宝石激光器(755nm)在黑色素中具有约172l/cm的吸收系数，如图3所示。例如，从700nm到800nm的带通滤波器通过光谱，其平均黑色素的吸收系数为173l/cm，因此，根据本发明的这个方面，提供具有700nm至800nm之间的带通滤波器的IPL系统，其与翠绿宝石激光器等效，并且在此称为“翠绿宝石激光滤波器”。通过675nm至900nm的光谱的带通滤波器可以提供类似的结果。

图8是具有波长范围的实施例的表格，可以选择这些波长范围以在IPL装置中提供与翠绿宝石激光器等效的平均吸收系数。这种IPL系统可以被认为与用于治疗色素沉着病变的翠绿宝石激光器具有相同或非常相似的临床效果。

根据本发明的另一个方面，可以提供一种IPL系统，其具有IPL手持件，该手持件具有永久嵌入式滤波器，该滤波器被配置为容纳带通滤波器，该带通滤波器传送具有平均吸收系数的光谱，所述平均吸收系数大约与一种已知激光器的吸收系数相似，举例来说，例如KTP，532nm，脉冲染料激光器(PDL)585nm-595nm，翠绿宝石755nm，二极管激光器800-810nm，以及Nd：YAG 532，红宝石694nm或l，064nm及以上。

根据本发明的又一方面，具有IPL手持件的IPL系统可以被配置为接受根据本发明的不同的过滤器，使得单个手持件可以互换地传送在目标组织或发色团上具有与等效已知激光器相似的平均吸收系数的光谱。由本发明的受让人制造和销售的装置，以色列的Lumenis LTD，命名为M22通用IPL(M22Universal IPL)，是接受不同滤波器的这种装置的一个实施例。

可以以不同方式进行与如上所述的通过带通滤波器的某一光谱相关联的一系列吸收值的平均计算。在上述实施例中，平均值的计算是基本算术平均计算，其中每个波长的“权重”是相似的。

然而，如图6中所示，光进入组织(例如皮肤)的穿透深度是变化的，并且也是波长的函数。因此，根据本发明的另一方面，可以基于加权平均计算来计算通过根据本发明的带通滤波器的光谱的平均吸收系数。

此外，由于穿透深度对波长的依赖性，皮肤中不同深度的斑点将经历不同的有效波长强度分布。通常，随着深度的增加，光谱向红色和中红外方向移动。因此，根据本发明的这个方面，提供了一种IPL系统，其具有IPL带通滤波器，所述带通滤波器被配置为传送具有目标组织或发色团的平均吸收系数的光谱，所述的平均吸收系数与在皮肤中的预定深度处的已知激光器的吸收系数相似。

例如，在皮肤表面上，755nm的翠绿宝石激光器在黑色素中具有约172l/cm的吸收值，如图4所示。从图3中可以看出，平均在黑色素中具有与翠绿宝石激光器相似的吸收值的光谱可以是700nm至800nm的带通滤波器。应该指出的是，不同的带通滤波器平均也可以产生具有类似于翠绿宝石激光器的平均吸收系数的光谱，例如725nm至775nm的带通滤波器。

如上所述，为了实现所需的临床效果，还优选地达到临界能量阈值。因此，应该基于灯的性能和强度选择带通滤波器，以便不仅提供在目标组织或发色团中具有与已知激光器相似的平均光吸收的光谱，而且还能提供至少阈值能量以实现临床效果。现在把注意力转回到关于皮肤中目标组织深度的实施例，用于色素病变的翠绿宝石激光滤波器，由于向中红外方向移动，其旨在针对皮肤中较深地黑色素，可能需要传送稍微不同的向蓝色方向移动的光谱，以便在这个更深的位置保持所传递的光谱的平均吸收值在172 1/cm+附近。

根据本发明的另一个方面，如图7所示，灯发射的能量也是波长的函数。在不同波长下，灯的效率是不同的，因此照射和传递不同量的能量。因此，如上所述，可以执行加权平均计算以补偿灯的不均匀能量分布。IPL系统和适当的带通滤波器，其被配置为传送在加权平均的基础上在皮肤中或皮肤内的任何地方具有吸收系数值的光谱，所述吸收系数值与也是本发明的一个方面的在目标组织或发色团中已知激光器的吸收系数值相似。

图5显示了黑色素与血液中光的吸收系数的比率随波长的变化。可以看出，在600nm至900nm的波长范围内，该比率高于10。因此，根据本发明的这个方面，本发明的带通滤波器可以配置成通过波长光谱，其中黑色素中光的吸收与血液中光的吸收之比至少高于10 1/cm。可以预期高于10 1/cm的比率会对色素性病变的治疗产生良好的选择性。根据另一个实施方案，IPL系统可以配置成传送比率大于20 1/cm，大于30 1/cm，大于40 1/cm或大于50 1/cm的光谱，以进一步提高选择性。根据本发明的这个方面以及对于本发明的其他方面，具有高亮度的灯被配置为传递高能量通量，因此，即使使用相对窄的带通滤波器，也能够实现足以产生临床效果的阈值能量。

用于实施本发明的合适的闪光灯的一个实施例可以是于2017年3月1日提交的美国临时申请序列号62/465,210中描述的闪光灯结构。

Claims (3)

1.一种用于皮肤组织上的血管病变的美容处理的强脉冲光(IPL)系统，所述系统包括IPL源/灯，其中所述系统使用可激活的IPL以模拟用于美容皮肤处理的特定激光器的处理效果，待进行模拟的激光器具有532nm或595nm的工作波长；

所述系统进一步包括带通滤波器，当激活时并且当在工作期间可互换地插入光束时，每个所述带通滤波器实质上阻挡从所述IPL源发出的基本上除了一个波长范围的所有的光；

其中，当激活时，所述带通滤波器允许：

在525nm至585nm范围内的来自所述IPL源的光的传输，以便提供与工作波长为532nm的激光器在吸收系数和/或穿透深度上等效的美容处理，

在560nm至690nm范围内的来自所述IPL源的光的传输，以提供与工作波长为595nm的激光器在吸收系数和/或穿透深度上等效的美容处理。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述IPL源进一步包括主体部分，所述主体部分包括所述IPL源和在所述主体部分中的开口以接收所述带通滤波器。

3.根据权利要求1所述的系统，其具有配置为可互换地接收所述带通滤波器的手持件。

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