提供光耦合至皮肤组织的皮肤处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明大体涉及使用光的皮肤的处理，并且更特别地涉及提供光耦合至皮肤组织的皮肤处理装置。
【背景技术】
[0002]通过预防或减少皮肤上的皱纹来维持年轻相貌的期望是人类社会中的重要关注点。已设计出很多技术来实现以上关注点。例如从已公开的国际专利申请WO 2008/001284A2已知的技术之一是在待处理的皮肤的真皮层中创建焦斑。所述WO申请公开了具有激光源和聚焦光学器件的皮肤处理装置。装置发射激光。激光的功率被选择成使得激光诱导光学击穿(L1B)影响皮肤以便刺激皮肤组织的再生长并减少皱纹。该L1B是基于由皮肤组织进行的激光光的强非线性吸收，这在高于针对激光光的功率密度的一定阈值时出现。
[0003]除L1B之外，还已知诸如分段光热分解(fract1nal photothermolysis)等的其他基于光的处理过程以在皮肤组织的表皮或真皮中创建微观热损伤(microscopicthermal les1ns)以刺激受损皮肤组织的再生长使皮肤组织年轻化并减少皱纹。凭借在皮肤组织内部的基于光的处理(诸如所述激光诱导光学击穿和分段光热分解等)的年轻化过程要求在组织的局部区域中的高光子密度。当光传播穿过皮肤组织时，波前的吸收、散射和变形经常导致在焦点位置的光的相对宽的分布和跨越相对宽的焦斑的光能量的分布。因为高强度要求和跨越相对大的焦斑的光的展开，所以执行皮肤组织的基于光的处理所必要的处理光的总体强度增加。这典型地增加了待由这样的皮肤处理装置使用的光源所满足的要求，引起所述皮肤处理装置更加昂贵，并且处理光的增加的总体强度增加了对处理位置周围皮肤组织造成伤害的可能性，这也是不期望的。
[0004]结果，在已知皮肤处理装置中，将处理光从光源聚焦至焦点位置的品质不是最佳的，这要求已知皮肤处理装置使用过量的光能量来产生该基于光的处理过程。
【发明内容】
[0005]发明的目的是提供一种用于皮肤处理装置在皮肤组织内部的更加有效的光传输。
[0006]目的根据本发明通过如下皮肤处理装置来实现，其包括:
[0007]光源，被构造为发射处理光，
[0008]光学系统，被构造为使处理光沿着光轴聚焦至皮肤组织内部的焦点位置，和
[0009]压头(indenter)，包括具有皮肤接触表面，皮肤接触表面具有距光学系统一定距离、用于允许处理光穿过孔被聚焦到皮肤组织内的孔，压头和孔被配置并构造为:当压头被用超过预定压力的压力压抵特定皮肤类型的皮肤表面时，在孔的沿着光轴并沿着孔具有宽度尺寸所在的截面方向截取的截面中，生成穿过孔朝向光学系统自由突出的皮肤组织的最大弯曲突起，高于针对特定皮肤类型的预定压力时自由突出的弯曲突起保持恒定，所述最大弯曲突起的皮肤表面在与光轴的交叉处具有曲率半径，
[0010]光学系统被配置并构造为生成处理光的聚焦光束，聚焦光束沿孔的所述截面中在所述交叉处具有波前，波前曲率半径的范围在所述最大弯曲突起的皮肤表面的所述曲率半径的75%与125%之间。
[0011]发明基于如下洞察，在将具有特定孔的压头压抵皮肤表面时，作为皮肤的变形的结果在孔中出现皮肤突起。该皮肤突起朝向光学系统自由突出到孔内。发明人还发现，该自由突出的突起的曲率主要取决于孔的尺寸，而自由突出的突起的诸如与皮肤表面相距的突起高度和突起的曲率等的特性保持相对恒定，只要压头被压抵皮肤表面所使用的压力超过预定压力。所以，当压头被压抵皮肤所使用的压力超过预定压力时，出现在孔中的曲率处于最大、即在其皮肤表面形成了具有最小曲率半径的最大弯曲突起，并且当压力被进一步增加时被基本上维持。在发明的上下文中，“自由”突出意味着:在压头被压抵皮肤表面所使用的压力的影响下，皮肤被允许自由变形到孔内而不经历任何阻碍、特别是没有与任何物体接触或抵接。发明人进一步认识到:光学系统可以被配置成生成处理光的聚焦光束，聚焦光束在最大弯曲突起的表面处具有有着范围在所述最大弯曲突起的皮肤表面的曲率半径的75%与125%之间的曲率半径的波前。以该方式，波前与最大弯曲突起几乎或完全一致或匹配，这改善了处理光的光束通过皮肤处理装置的光学系统被聚焦到皮肤组织上所具有的品质。聚焦品质的该改善是由光束的光线归因于波前与皮肤突起的皮肤表面的所述基本或完全一致而垂直或几乎垂直于皮肤表面传播的事实所引起的球面像差的强烈减少的结果。作为结果，聚焦被更好地限定并且焦斑可以较小，引起了光能量的较少展开并降低了执行基于光的皮肤处理所要求的总体功率。
[0012]突起的高度被限定为从压头的皮肤接触表面测量的、突起进入孔所跨越的距离。突起的该高度与突起的皮肤表面的曲率一起对于确保在突起的表面处的波前的曲率基本上对应于突起的曲率是重要的。然而，发明人发现，除曲率之外，突起的高度在压头被压抵皮肤表面所使用的压力超过预定压力时也变得基本上恒定。这尤其是在低于5毫米并且优选地甚至低于3毫米的孔的截面的宽度尺寸下出现。例如，用于具有近似2毫米的尺寸的孔的预定压力是大约每平方厘米1.43牛顿，这是相对低的。因此，当使用皮肤处理装置时，皮肤处理装置被典型地例如以标称压力压抵皮肤表面。在当前示例中，使用高于每平方厘米
1.43牛顿的标称压力将引起突起的高度和突起的表面的曲率半径变得恒定，即将引起突起变得最大。在该示例中，利用高于每平方厘米1.43牛顿的压力，弯曲的皮肤突起是最大弯曲突起，即，在其表面具有最小曲率半径。正确地调节光学系统以使处理光聚焦允许在最大弯曲突起的表面的部位处并且特别是在所述表面与光束的光轴的交叉处生成范围在最大弯曲突起的皮肤表面的曲率半径的75 %与125 %之间的波前的曲率半径。查找表可以例如被用于指示出针对大量特定皮肤类型的孔的优选宽度和最小预定压力。当用超过预定压力的压力将压头压抵皮肤表面时最大弯曲皮肤突起的高度基本上恒定的事实，使得能够控制皮肤突起的表面相对于光学系统的聚焦元件的位置，使得聚焦处理光的波前的曲率半径在规定的公差范围内对应于最大弯曲突起的皮肤表面的曲率半径。在这样的情形中，基本上所有的处理光都垂直或几乎垂直地撞击在皮肤表面上，这显著地减少了聚焦到皮肤组织内的处理光的球面像差。
[0013]在皮肤处理装置的实施例中，孔的宽度尺寸小于2毫米。如上文中所提到的，在孔的相对最小宽度尺寸处，获得最大弯曲突起所要求的预定压力相对低。这样，选择孔的截面的宽度尺寸小于2毫米确保了在正常使用中皮肤处理装置被压抵皮肤表面所使用的常见标称压力已经超过预定压力。然而，存在着孔的截面尺寸优选地小于2毫米的另一原因。在皮肤组织的基于光的处理中典型使用的处理光的波长是大约1064纳米。该波长具有到皮肤组织内的相对大的穿透深度。然而，即使具有1064纳米的波长的光也具有到皮肤组织内的小于2毫米的有效穿透深度。在2毫米的孔的情况中，所述最大弯曲突起的皮肤表面的曲率半径要求当压头被压抵人类面部的皮肤组织时光学系统使光近似2.4毫米聚焦到皮肤组织内以便使波前的曲率半径与最大弯曲突起的曲率半径基本一致。这已经可以超过所使用的处理光到皮肤内的最大穿透深度。所以，使用具有较大孔的压头的皮肤处理装置将会要求处理光到皮肤组织内的更深的穿透，这将要求其他非优选的处理光在基于光的皮肤处理中的使用。于是，在皮肤处理装置的实施例中，预定压力是每平方厘米1.43牛顿。在皮肤处理装置的进一步的实施例中，波前的曲率半径范围在最大弯曲突起的皮肤表面的所述曲率半径的95%与105%之间。这样的较低公差导致波前的曲率与最大弯曲突起的曲率的更好匹配以及归因于聚焦到皮肤组织内的波前像差的较强的减少。
[0014]在皮肤处理装置的实施例中，压头被可去除地附接至皮肤处理装置并且可用具有与孔不同的另一孔的另一压头替换。使用具有不同宽度尺寸的另一孔可以在皮肤处理装置用于不同预定皮肤类型时是有益的。最大弯曲突起归因于皮肤组织的粘弹性质而出现。皮肤组织的这些粘弹性质可以针对不同皮肤类型而变化。不同皮肤类型包括在人类或动物身体上的基本相同部位的皮肤类型之间的基因差异和皮肤类型之间的年龄差异。不同皮肤类型还包括在人类或动物身体的不同部位的皮肤类型的差异。当应用皮肤处理装置时，皮肤组织的粘弹性质确定了将压头抵着皮肤表面施加时所生成的最大弯曲突起。因此，当例如从面部皮肤的基于光的处理改变至身体的其它部分的基于光的处理时，压头可能需要用另一压头替换以确保最大弯曲突起具有范围在用光学系统聚焦时的处理光的波前的半径的75%与125%之间的曲率半径。可替代地，可以使用具有可调宽度尺寸的可调孔代替可替换的压头以依赖于执行基于光的处理所针对的皮肤类型来调节孔的截面的宽度尺寸。
[0015]在皮肤处理装置的实施例中，孔在横向于孔的截面尺寸的方向上的尺寸大于2毫米。在该实施例中，孔例如是可以例如在光学系统生成长形焦点时使用的长形孔。可替代地，长形孔可以与用根据本发明的皮肤处理装置同时或顺次照射出的在皮肤组织内部的焦点位置的阵列组合。在这样的实施例中，最大弯曲突起的曲率半径仅在一个方向上