本公开涉及基于辐射的皮肤病治疗设备和方法，例如用于提供部分治疗的基于激光的设备，或使用任何其他类型的辐射源来提供任何其他合适类型的皮肤病治疗的设备。一些实施例包括用于将光束扫描到皮肤上的多个位置的自动扫描系统，从而特别是用于治疗影响各种身体部分的皮肤的美容状况，包括面部、颈部，和传统上容易起皱、细纹、下垂和其他皮肤变形的其他区域。
背景技术：
1、本说明书涉及具有使用光学扫描仪发射多个治疗脉冲的能力的激光外科手术装置和用于对软人类活组织进行外科手术的不同类型的外科手术器械。
2、随着时间的推移，皮肤暴露于环境力可能导致皮肤下垂、起皱、形成细纹或产生其他不期望的变形。即使是面部和颈部肌肉的正常收缩(例如皱眉或眯眼)，也会随着时间的推移在面部和颈部区形成皱纹或带。正常老化过程的这些和其他影响可能呈现出美学上不讨人喜欢的美容外观。
3、因此，众所周知需要美容程序来减少此类皮肤变形的可见影响。仍然存在对“收紧”皮肤以去除尤其是面部和颈部区的下垂和起皱的大的需求。
4、已知存在用于通过由激光光束照射待治疗部分来执行治疗的激光外科手术装置。例如，发射具有红外波长的二氧化碳激光光束的激光治疗装置已经在用于去除患者的起皱、胎记等的整形外科手术治疗中使用。
5、基于光的组织治疗用于各种应用，诸如毛发去除、皮肤再生、起皱治疗、痤疮治疗、血管病变(例如蜘蛛静脉、弥漫性发红等)的治疗、脂肪团的治疗、色素沉着团(例如，老年斑、太阳斑、痣等)的治疗、纹身去除和各种其他治疗。此类治疗通常包括将光或激光辐射输送到人体的组织区域，例如皮肤或内部组织，从而以光化学、光生物、热或其他方式治疗组织，这些方式除其他属性外可以是烧蚀的或非烧蚀，这取决于特定应用。
6、基于光的治疗设备包括各种类型的辐射源，诸如激光器、led、闪光灯等。例如，激光二极管特别适用于某些基于光的治疗和提供此类治疗的设备。激光二极管紧凑，因为它们通常构建在一个芯片上，该芯片包含除电源之外的用于发光的主要必要部件。此外，激光二极管通常提供高达50％或更高的效率，与某些其他激光器相比，这使得它们能够由低电功率驱动。激光二极管允许用小电流直接激发，使得常规基于晶体管的电路可以用于为激光器供电。
7、与某些其他激光器相比，激光二极管的其他典型特性包括高温灵敏度/可调性以及高度发散光束。激光二极管通常发射在与激光器的光轴垂直的平面内具有轴不对称轮廓的光束。特别是，发射的光束在第一轴线(称为“快轴线”)上的发散比在正交的第二轴线(称为“慢轴线”)上明显更快。相比之下，其他类型的激光器(例如光纤激光器)通常发射在横向平面中具有轴对称轮廓的光束。
8、基于激光的治疗设备通常包括位于激光源下游的光学器件，以根据需要来扫描、成形、调整、引导和/或以其他方式影响对目标组织的激光辐射。例如，此类光学器件可以包括透镜、反射镜和其他反射和/或透射元件，用于控制光束的光学参数，诸如光束的方向、传播属性或形状(例如，会聚、发散、准直)、斑点尺寸、角度分布、时间和空间相干性和/或强度轮廓。一些设备包括用于扫描激光光束的系统，从而在组织中创建辐射区域的图案(例如，斑点、线或其他形状)。对于一些应用，辐射区域的扫描图案彼此重叠，或基本上彼此邻接，或连续，从而提供对组织的目标区域的完全覆盖。对于其他应用，例如某些起皱治疗、血管治疗、色素沉着治疗、抗炎治疗和其他皮肤再生治疗，扫描的辐射区域可以被非照射区域彼此隔开，使得在治疗期间只对组织的整个目标区域的一部分进行辐射。因此，在此类应用中，在所治疗的组织区之间通常存在未治疗的组织区。此类治疗被称为“部分”治疗(或更具体地，在某些情况下，部分光热作用)，因为在治疗过程期间只有一部分目标区域被照射。
9、一些已知的扫描系统相对于设备外壳或结构移动辐射源本身以形成辐射区域的扫描图案。其他已知的扫描系统利用一个或多个移动光学元件(例如，反射镜和/或透镜)以将辐射光束扫描到辐射区域的图案中，而不是相对于设备外壳或结构移动辐射源。
10、liu等人的us9.414,888b2是用于提供基于激光的皮肤病治疗的手持设备，其包括支撑在设备主体中的激光光束源、自动扫描系统和控制电子器件。自动扫描系统被配置为接收由激光光束源生成的输入光束并扫描输入光束以提供一系列输出光束以经由设备的应用端输送到皮肤以在皮肤上形成治疗斑点的图案。
11、chan等人的us2011/0098.691a1教导了一种部分治疗系统，可以使用可调节机构来调节光束形状、光束数值孔径、光束聚焦深度和/或光束尺寸以影响治疗深度和/或所得病变的特性。调节这些参数可以改善治疗的效率和功效。
12、另一个方法通过使用激光或化学物质烧蚀皮肤的外层(从200μm到600μm)，以外科手术方式对面部皮肤进行表面修复。适时地，新的皮肤表面形成。用于对皮肤进行表面修复的激光和化学物质也刺激或加热真皮中存在的胶原组织。当以规定的方式受到刺激或加热时，胶原组织部分解离，并在这样做时收缩。胶原的收缩也会导致理想的“紧致”面容。尽管如此，激光或化学物质表面修复导致皮肤长期发红、感染风险、色素沉着增加或减少，以及疤痕。
13、connors等人在us6,193,711b1快速脉冲er:yag激光器中教导了新的er:yag激光系统，该系统具有包括由脉冲闪光灯脉冲泵浦的er:yag棒的谐振腔，以用于在人类组织上使用的目的，因为众所周知有一段时间，可以通过使用与水的吸收峰更接近的红外波长来增强组织烧蚀，水是生物组织中的主要成分。
14、在皮肤上使用的许多激光辐射将造成不希望的副作用，称为pih-炎症后色素沉着过度。这是由于激光辐射治疗引起的通道热损害的皮肤反应。70％的较深皮肤将对常规激光治疗产生严重的pih响应，这使得激光治疗更具挑战性，尤其是对于较深皮肤的患者，诸如亚洲或拉丁患者。
15、探索非基于激光的替代治疗，以获得预期的结果，并降低或消除与患者的皮肤发展pih相关联的风险。pih并发症是激光系统治疗人类皮肤以用于皮肤再生目的的重要障碍。高度期望可以治疗所有皮肤类型而没有pih风险的激光系统。
16、lax等人的美国专利no.5,458,596中描述的这些不同方法之一详述了使用射频能量收缩胶原组织。这种美容有益效果可以以最小的侵入方式在身体的面部和颈部区域实现，而无需外科手术去除皮肤的外层和刚刚列出的伴随问题。诸如所述系统的rf系统的使用旨在治疗较深皮肤类型而不会引起pih。
17、utely等人的美国专利no.6,277,116还教导了通过使用电极阵列配置来收缩胶原以用于美容有益目的的系统。
18、然而，先前已知的系统中仍然存在改善的区域。在一个示例中，电极阵列的制造可能导致在相邻电极之间形成不期望的交叉电流路径，从而导致应用到组织的能量的量增加。
19、在另一个示例中，当将阵列应用于组织时，执业医师经历“钉床”。换句话说，阵列中的电极的数量及其配置有效地增加了电极阵列的总表面积。有效表面积的增加然后需要执业医师向电极阵列应用更大的力以穿透组织。由于一个或多个电极可能放置在皮肤内太远，此类缺陷可能造成附带损害。此外，当执业医师增加应用的力以将阵列插入组织内时，患者可能会经历过度的力。
20、加州海沃德(hayward calif)的热玛吉公司(thermage,inc)还持有专利并销售用于电极电容耦合系统的设备，以输送受控量的射频能量。这种rf能量的受控输送创建电场，该电场在皮肤中生成“电阻加热”以产生美容效果，同时冷却表皮以防止表皮的外部灼伤。
21、在以非侵入性方式治疗的此类系统中，生成能量以在真皮处产生结果会导致不希望的能量传递到表皮。因此，过度的能量产生对皮肤造成不希望的附带损害的风险。
22、深受亚洲人喜爱的另一个设备是微针滚轮。患者使用该设备将针在面部皮肤上滚动，从而在表皮上造成许多微小的开放性损伤，然后启用将药物输送穿过皮肤(经皮)的方法，因为药物很难穿过角质层，药物的吸收率非常低。特别是，药物的分子量越高，药物吸收率越低。为了改善上述问题，提出了使用微针的技术。根据该技术，通过微针形成穿过部分或全部表皮层的通路，并且然后药物通过该通路传输到表皮层或其下层。
23、jp2009533197a-“微针滚轮组件”提供了根据本发明的微针滚轮组件，其包括具有安装在其表面上的多个微针的圆柱形外构件、以及位于外构件内部并由外构件通过支撑件支撑的内构件。滚轮头和联接到内部构件并使滚轮头的内部构件旋转的手柄部分，其中，微针、圆柱形外部构件和内部构件由聚合物树脂制成。
24、鉴于上述情况，仍然需要改善的能量输送系统。此类系统可以应用于创建用于组织的美容治疗的改善的电极阵列输送系统。特别是，此类电极阵列可以通过向表皮下方的组织施加能量以使得皮肤中的深层结构立即收紧，从而提供深度均匀加热。随着时间的推移，新的和重塑的胶原可以进一步收紧皮肤，从而在皮肤的表面处产生理想的视觉外观。
技术实现思路
1、本公开涉及基于辐射的皮肤病治疗设备和方法，例如用于提供部分治疗的基于激光的设备。
2、因此，鉴于上述情况，本发明的一个目的是提供一种用于所有皮肤颜色的安全激光外科手术治疗的解决方案，其降低了pih的风险。亚洲和拉丁出生的皮肤类型3和4最常将通过发展pih对常规治疗进行响应。c.a.nanni&t s alster最近进行的研究“二氧化碳激光表面修复的并发症，对500名患者的评估”对使用金标准co2分级激光设备治疗后出现并发症的大量患者进行了分析。这项研究表明，37％的白皮肤患者(皮肤类型1-2)在激光治疗后将发展pih。同一份报告概述了70％的较深皮肤(通常是亚洲和拉丁患者)在使用分级co2激光治疗后将发展pih。这个统计数据在市场上是可接受的。常规分级激光治疗后pih的风险被称为行业进入障碍。在如中国或韩国的亚洲国家中，由于患者发展pih的高可能性，因此常规分级激光设备将不适用于较深亚洲皮肤类型3-4。
3、发展pih作为对常规分级激光治疗的反应是行业障碍，这阻止治疗医师和患者两者使用这些设备来再生较深皮肤。但与此同时，亚洲人口继续增长，并且如今亚洲人占世界人口的约60％。中国、韩国等亚洲国家具有人口的大量增加，并且还具有显著地经济增长，这创造了非常富有的中产阶级，他们有经济能力寻求抗衰老美学治疗。尽管存在与常规治疗相关联的风险，但这一趋势仍在继续，并且这强调了亚洲国家目前存在的未满足需求。
4、此外，在亚洲文化中，物理外观对于社会接受度和就业机会极为重要。人们在面试前在诊所排队进行美学治疗。由于亚洲人频繁使用社交媒体，他们希望在每一张自拍照和每一篇帖子中都保持他们的最佳状态，因此物理外观的重要性也增加了。
5、这两个拉丁中东国家的情况相似，大部分人口具有较深皮肤类型3-4。
6、在亚洲地区，对抗衰老的替代解决方案提供了如微针滚轮的解决方案，这些解决方案将在表皮上穿出许多小孔，从而能够快速且有效地输送通常无法有效穿过皮肤的皮肤抗衰老药物。由于微针滚轮的使用造成潜在的健康危害和高污染可能性，因此本发明的另一个目的是提供一种备可以在皮肤上创建机械小孔的设备，这将消除感染和其他风险，并且将提供通过皮肤中的小孔输送抗衰老药物的有效方式。
7、本发明的又一个目的是提供一种利用分级激光设备治疗所有皮肤类型(尤其是亚洲皮肤类型3-4)的设备和方法，以对抗衰老迹象，同时将pih的风险最小化，为这些较深皮肤类型的个人提供机会，以认识到这一机会并获得分级再生治疗。本发明的另一个目的是将激光能量施加到人类皮肤上，方式是通过使用所述激光光束在表皮中创建微小开口，从而使得能够应用药物穿透皮肤而无需应用微针以刺穿皮肤。本发明的目的是创建皮肤穿孔，但没有接触，从而消除了污染带来的进一步并发症，并且可能导致pih反应的热损伤最小。
8、本发明的另一个目的是通过在表皮中烧蚀微小开口并进入真皮中并以不同的操作模态使用所述激光光束产生除机械损伤之外的控制热损伤，从而能够治疗皮肤，以此类方式，自然愈合过程将创建更年轻且更好看的人类皮肤，以扭转衰老迹象，同时由于对热损伤的高度控制，避免了在所述激光治疗之后对人类皮肤的任何形式的并发症，包括但不限于pih。本发明的特定目的是创建混合脉冲方案，其将创建对具有冷损伤的人类皮肤的有效烧蚀，并增加将增强愈合结果但不增加过度的热损伤(如pih)的风险的受控热损伤。
9、本发明的又一个目的是为基于分级激光的皮肤再生设备提供一种优化的解决方案，该解决方案对所有皮肤类型都是安全且有效的，将副作用的风险最小化，尤其是将pih的风险最小化。
10、本发明的又一目的是提供一种用于可以用于普通外科手术的激光外科手术刀的安全且有效的设备，其使用所述激光以相同的方式有效地对组织进行冷切并将脉冲混合从而为患者愈合前景提供显着优势，这将增加凝固所述切割组织以停止所述切割处的任何出血所必需的受控热损伤。
11、本发明的又一个目的是使用直径非常小的工具来烧蚀和凝固非常难以到达的区域中的人类组织，例如人类眼睛内部或治疗人类声带组织。在另一个目标中，激光将通过使用非常小的光纤设备输送到所治疗的组织，这将使医师能够到达小腔，并且同时使用所述激光和混合的脉冲，这可以烧蚀必要的组织并创建受控凝固以消除不必要的出血，但没有任何导致不希望的和过度的热损伤的风险，这些热损伤尤其是在治疗如此脆弱和重要的人类组织(诸如人类眼睛组织或人类声带)时可能会导致副作用。
12、因此，本发明的一个目的是提供一种通过以下方式治疗人类组织的设备和方法：创建积极的结果(诸如逆转衰老迹象)，并且同时将通过使不希望的热损伤最小化来克服现有技术的缺点。