CN102821810A - 用于皮肤稳定和定位的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供了用于在组织的位置上定位设备的方法、装置和设备的示例性实施方案。例如，可在待处理的组织的区域之上提供基本上刚性的膜。所述膜可包括便于与设备实现特定空间接合的定位装置。所述示例性方法还可包括将一部分膜施加到组织表面的一部分，并且使用膜的特征通过使膜与设备接合而将设备定位在所述位置处。

Description

用于皮肤稳定和定位的方法和设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年10月22日提交的美国临时申请序列号61/254,061的优先权，其全部内容通过引用并入本申请中。
技术领域
本发明涉及用于稳定皮肤或其他组织的表面的方法、装置和设备，更具体地，涉及可利用粘附或固定于至少一部分组织表面的材料膜来促进组织中形成的一个或多个小孔的形成、维持和/或定位的方法、装置和设备的示例性实施方案。
背景技术
出于美容和处理原因两者，日益需要处理皮肤缺陷。这种缺陷可能由老化、日晒、皮肤病、创伤作用等诱导。某些处理包括穿透皮肤表面以到达表面以下的皮肤组织。
例如，美国专利公开号2007/0239236(其全部内容通过引用并入本文中)描述了使用激光在组织内烧蚀小孔、然后向在组织中形成的孔内施用其他电磁能射束的方法和设备。所述其他射束可直接照射皮肤中更深的组织，而不会因传播通过孔而经过上覆组织或被上覆组织所吸收。
当使用这种设备或进行这种技术时，可在孔形成之后不久将其他射束导向所烧蚀的孔中。基于周围皮肤组织的柔软性和孔的小尺寸，在其形成后，孔的尺寸可能倾向于减小。因此，可能期望在皮肤或其他组织中形成小的烧蚀的孔，其中这些孔可较长时间地保持敞开的构造(例如，防止坍塌或闭合)，例如，约1秒左右或更长时间。
用于到达表面下面的组织的另一技术包括由一个或多个针穿透组织。例如，美国专利公开号2005/0222565和2008/0082090描述了使用多个针向表面下面的皮肤组织的区域递送电磁能例如射频(RF)能和/或光能的方法和设备，这些专利的全部内容通过引用并入本文中。所述针可作为固定于基材的针的阵列提供。所述针可用作电极，以向邻近的组织区域递送射频(RF)能。或者或此外，某些针可包括可向与针尖邻近的组织部分递送光能的光学纤维等。
这种针或针阵列的一个限制在于，所述针可能细，以便于插入组织中、减少由插入引起的疼痛或创伤的量等。当阵列中大量的针基本上同时插入组织中时，这种考虑可能很重要。然而，当插入组织中时，这样的针可能变形或断裂，例如因非常细的针缺乏足够的机械强度或稳定性。
向组织中插入多个细针的一种方法可包括用烧蚀激光等“钻出”多个小孔，然后将针插入到烧蚀的孔中。由于不需要刺破和穿透组织，所以这种针可以小，并因此可以比配置为直接穿透组织的常规的针具有较低的强度和/或较低的刚性。然而，如上所述，这种小孔在形成后一定时间可能倾向于闭合或坍塌。此外，可能难以使多个针与如此形成的多个小孔可靠地对齐。
在皮肤或其他组织中形成小孔还可提高组织的渗透性，并且可便于通过该孔向组织中引入各种物质或使得组织内存在的流体可从该孔引出。在这样的程序中，可能期望稳定组织中如此形成的孔或开孔，以延迟或防止它们坍塌并保持渗透性以及更长时间地到达该孔提供的组织的更深部分的可到达性。
因此，可能需要提供可便于稳定组织例如皮肤组织中形成的小孔的方法、装置和/或设备。这种孔可通过例如烧蚀或机械程序形成。
发明内容
本发明涉及和描述了用于稳定组织的方法、装置和设备的示例性实施方案，所述设备包含至少部分粘附于组织的表面的膜。例如，所述膜可由塑料、聚合物、硬化泡沫、凝胶或液体或可提高组织的机械稳定性的任何其他材料形成。此外和/或或者，所述膜可例如由材料板等形成，并且可用多种胶、胶接剂、胶带等中的任一种粘附于组织。所述膜还可通过向组织表面施用可固化材料例如胶接剂或聚合物而形成。如此施加的膜可直接粘附于组织表面，而无需施用单独的粘合剂物质。
根据一个示例性实施方案，在其上施加或形成稳定膜之前，可将膜下面的组织拉伸或者以其他方式使之处于张紧状态。这种张紧可为组织表面提供进一步的机械稳定性和/或刚性。此外，出于多种原因中的任一种，可在表面经稳定的组织中形成一个或多个孔，并任选穿过所述膜提供或形成，并且在移除稳定膜后，组织中这样的孔可倾向于更快地收缩、坍塌和/或愈合。
在本发明的另一个示例性实施方案中，膜可设置有第一定位装置，该第一定位装置可包括一个或多个凹部、突起、磁性元件等。一个或多个装置还可设置有第二定位装置，该第二定位装置配置为与膜上提供的第一定位装置相互作用，以便于一个或多个装置与膜和/或下面的组织的特定对齐。例如，第一装置可使用第一定位装置和第二定位装置与膜对齐，以在下面的组织中形成一个或多个孔。第一装置可适于形成这种孔，例如使用机械设备如针或使用能量如烧蚀激光等。基于第一和第二定位装置的对称性和/或几何构造，第一装置还可相对于膜和下面的组织放置在一个或多个其他取向处。然后可将包括相应的或相容的定位装置(例如与第二定位装置类似的定位装置)的第二装置与膜对齐以引入能量，例如，向组织中形成的一个或多个孔中引入光能的定向射束和/或物体(例如探针或能量波导)。
根据本发明的一个示例性实施方案，第一定位装置可包括凹部、突起、槽、轨道、脊、磁性元件和/或视觉标记。设置在第一和/或第二装置上的第二定位装置可配置为与第一定位装置相互作用，以使第一和/或第二装置相对于膜和/或下面的组织取向。
在本发明的其他示例性实施方案中，设置在膜上的第一定位装置可包括第一导向装置，例如，脊、槽、轨道等。设置在第一和/或第二装置上的第二定位装置可包括相应的第二导向装置，例如，槽、脊、轨道等，第二导向装置配置为与第一导向装置相互作用，使得当第一和第二导向装置相互作用例如彼此接触或靠近时，装置在膜上的运动限制为遵循特定的路径。
根据本发明的一个示例性实施方案，第一导向装置可在导向装置上的特定位置处设置有一个或多个标记。这种标记可包括凸块、凹口、磁性元件、着色的标记等。第一和/或第二装置可提供有配置为检测一个或多个标记的传感器。传感器可任选设置为与第一和/或第二装置的控制装置通讯，该控制装置可配置为控制装置的某些方面。可将包含第一导向装置和一个或多个标记的示例性膜粘附于组织表面，使得一个或多个标记相对于组织位于特定的位置处。第二导向装置可配置为限制第一和/或第二装置在膜和下面的组织之上的运动，传感器可配置为当检测到标记时控制装置的特定方面，例如，在组织上的特定位置之上。
在本发明的另一个示例性实施方案中，可提供组织稳定膜，该膜可便于光学或超声装置的焦点精确定位在组织内。稳定膜可粘附于组织的表面，并优选足够刚性以在当装置(例如，激光器头、超声器头等)与稳定膜接触时抑制或防止与稳定膜邻近的组织变形。稳定膜的尺寸和/或形状可基于待处理的组织的区域的特征和用来处理组织的装置来选择。稳定膜优选用由装置导向组织中的能量便于传输或传播通过其中的材料形成。例如，所述膜可用对激光器头所产生的具有特定波长的光能基本上光学透明的材料制成。在其他示例性实施方案中，稳定膜可用可由装置所提供的这种能量所烧蚀的材料形成，例如以便可由该能量在膜中形成孔而能量然后通过该孔并进入组织中。
本发明的一个示例性实施方案可提供一种相对于组织的位置定位设备的方法。所述示例性方法可包括在待处理的组织的区域之上提供基本上刚性的膜。所述膜可包括第一定位装置，该第一定位装置便于设备相对于膜在特定的位置接合。所述示例性方法还可包括将膜的一部分固定于组织表面的一部分，并使用所述定位装置相对于膜的特定位置并因此相对于组织的位置定位设备。
根据所述方法的一个示例性实施方案，所述膜可包括塑料和/或聚合物。施用程序可使用外科手术胶、氰基丙烯酸酯化合物、胶接剂、胶、环氧化物和/或可固化聚合物进行。所述示例性方法还可包括使用设备在组织中所述位置处产生作用。根据所述示例性方法，所述产生作用可包括产生热损伤和/或在组织中烧蚀孔。
所述方法的另一个示例性实施方案还可包括在组织中所述位置处产生另外的作用。根据所述示例性方法，所述产生另外的作用可包括通过相对于所述特征在可与所述位置基本上相同的位置处接合另外的特征以定位其他设备来在所述位置处产生另外的作用。根据所述示例性方法，产生作用可包括在组织中形成孔，例如，通过烧蚀组织，并且产生另外的作用可包括向所述孔中导入能量。根据所述方法的另一个示例性实施方案，产生作用可包括在组织中形成孔，而产生另外的作用可包括向所述孔中至少部分地插入物体，其中所述物体可以是探针、波导、传感器、针和/或光学纤维。
根据另一个示例性实施方案，所述方法还可包括在将所述膜的一部分施用于组织表面之前在至少一个方向上拉伸所述组织表面。
本发明的一个示例性实施方案可提供一种设备，所述设备配置为定位在组织的至少一个特定位置上。示例性设备可包括第二定位装置，所述第二定位装置可构造和/或配置为与伴随膜的配置为在该位置处与组织表面的一部分接合的第一定位装置耦接或连接。所述膜可例如使用外科手术胶、氰基丙烯酸酯化合物、胶接剂、胶、环氧化物、可固化聚合物等与组织表面接合。第一定位装置和第二定位装置可配置为彼此接合以定位所述装置于特定位置处。示例性设备还可配置为在至少一个位置处或与至少一个位置邻近的组织中产生作用。
在其他示例性实施方案中，所述设备还可包括配置为在该位置处产生另外的作用的装置。所述装置可包括第三定位装置，所述第三定位装置配置为与伴随膜的第一定位装置接合，以便所述装置可经由第一和第三定位装置的接合定位在与所述位置基本上相同的位置处，使得可在所述位置处产生另外的作用。所述作用可包括在组织中钻出或烧蚀一个或多个孔，所述另外的作用可包括向所述孔中至少部分地导入能量。根据所述设备的另一个示例性实施方案，所述作用可包括在组织中钻出和/或烧蚀一个或多个孔，所述另外的作用可包括向所述孔中至少部分地插入一个或多个物体。所述物体可包括例如探针、波导、传感器、针和/或光学纤维。
本发明的一个示例性实施方案可提供用于定位装置于组织的位置上的膜。示例性膜可包括第一特征的部分，所述第一特征可构造和/或配置为与装置的第二特征耦接或连接。根据所述示例性膜，所述部分可配置为在所述位置处与组织表面的一部分接合并定位装置于其上。
阅读以下本发明的示例性实施方案的详细描述，本发明的这些以及其他目的、特征和优势将显而易见。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本发明的其他目的、特征和优势将显而易见。附图中示出了本发明的示意性实施方案、结果和/或特征，在附图中：
图1A为根据本发明的一个示例性实施方案可用于稳定组织表面的示例性膜的横截面侧视图；
图1B为根据本发明的一个示例性实施方案的稳定膜的配置为与膜对齐的设备的横截面侧视图；
图2A为利用本发明的膜和程序的示例性实施方案在经稳定的组织中形成的孔的示例性图像；
图2B为图2A中所示孔的另一图像以及利用本发明的膜和程序的又一示例性实施方案的尺寸标记；
图3为利用本发明的膜和程序的示例性实施方案在组织中形成的9个孔的图案的示例性图像；
图4为根据本发明的又一个示例性实施方案具有定位装置的稳定膜和具有相应的定位装置的装置的透视图；
图5为根据本发明的这类示例性实施方案具有定位装置的稳定膜和具有相应的定位装置的装置的透视图；
图6为根据本发明的一个示例性实施方案具有定位装置的稳定膜和具有相应的定位装置的装置的透视图；
图7A为配置为向组织中提供聚焦能量的示例性装置的横截面侧视图；和
图7B为根据本发明的一个示例性实施方案与稳定膜一起使用以便于组织内焦点的精确深度的图7A中所示示例性装置的横截面侧视图。
虽然下面将参考附图详细描述本发明，但这样描述是为了与示意性实施方案联系起来而不是受附图中所示特定实施方案限制。所意图的是，可对所述实施方案做出变化和修改而不偏离本发明的真实范围和精神。
具体实施方式
图1A示出了皮肤组织中形成的多个孔150或通道的横截面示意图。孔150显示为延伸通过表皮层120和真皮层130，并进入皮下脂肪层140。也可形成浅孔150，例如，延伸至真皮内一个或多个深度的孔。可使用多种技术来形成这样的孔150。例如，孔150可使用能源烧蚀，例如烧蚀激光，例如，CO2激光等。孔150还可使用机械程序形成，例如向组织内插入针或杆状物，或通过使用其他常规的能源。
总的来说，孔150可具有小的直径或宽度，以便它们不引起组织的实质性破坏或在组织表面上留下可见标记。例如，孔150的宽度可小于约1mm，或小于约0.5mm。可在某些组织中形成较大的孔，用于特定的应用。
图1A示出了在皮肤表面上提供的膜100。该膜100可以多种方式粘附于组织表面，例如以下所描述的那些，并可稳定组织中形成的孔的上部分。膜100可使用多种材料形成。例如，膜100可以是塑料、聚合物、金属箔、硬化泡沫、凝胶或液体等。例如，膜100可使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或另一类似的材料形成。膜100可以是透明的或半透明的，以便于目视下面的组织和/或正形成的孔150相对于组织的特定特征的精确位置。例如，膜100可被置于组织的特征之上，例如脉管损伤(例如，血管瘤)、纹身、疤痕组织、色素沉着、由接受处理的人引入的标记等之上。或者，膜100可以是不透明的、着色的(至不同程度)或彩色的，以便膜100可便于吸收不期望的辐射。例如，膜100的色调、颜色和/或不透明性可以指定为吸收某些辐射频率而同时允许其他频率通过膜100。
可以在形成孔150之前将膜100置于组织表面上。相应地，可选择易于烧蚀或机械穿孔的膜材料以便于形成经过膜100并进入下面的组织中的孔150。如果孔150通过烧蚀形成，则膜100的材料可优选不含在烧蚀时可产生对组织有害的物质的任何材料。
可基于具体的应用选择膜100的厚度以实现期望的性质。例如，给定材料的较厚的膜可能倾向于更为刚性和机械稳定。然而，这种较厚的膜可能更难以烧蚀或穿孔。膜100的厚度可小于约1mm，或小于约0.5mm。这样的厚度可为组织表面提供足够的机械稳定，同时还便于通过其形成孔而无需施用大量的能量或力。可使用其他厚度，具体的膜厚度可基于诸如膜材料、穿孔或烧蚀的容易性、膜的预期用途等因素。
图1A中所示的示例性膜100可用粘合剂层粘附或固定于皮肤表面。这样的粘合剂可以在将膜置于组织上之前施用于组织表面和/或膜。粘合剂可例如作为两侧粘性的带等提供，在将膜施用于表面之前，粘合剂起初可粘附于组织表面或膜。或者，膜的一侧可设置有粘合剂涂层。例如，膜100可以作为粘性的带或板提供，其在一侧的至少一部分上设置有粘合剂材料。在某些实施方案中，粘合剂材料或涂层可设置在膜100的离散或不连续部分上，而不是在其整个表面上。
所述粘合剂可以是多种常规的胶或胶接剂中的任一种，例如外科手术胶或它们的组合。例如，所述粘合剂可以是基于氰基丙烯酸酯的粘合剂材料如氰基丙烯酸2-辛酯、其他丙烯酸类粘合剂、硅酮粘合剂、聚氨酯粘合剂、环氧化物、可固化粘合剂、胶接剂、胶等。多种生物相容的粘合剂中的任一种也可以与本文中描述的本发明实施方案一起使用。
在本发明的其他示例性实施方案中，膜100可以用可固化材料例如聚合物、树脂、粘合剂(例如，基于氰基丙烯酸酯的粘合剂材料)等形成。可固化材料可以一个或多个层施用在组织表面上。优选这样的材料可粘附于组织表面且不引起与组织的有害反应。这样的可固化材料可以足够的厚度提供，以按特定应用所需要的那样稳定组织表面。
在如本文中所述烧蚀小孔之前、过程中和/或之后，本发明的示例性实施方案还可提供和/或保持组织表面(例如，皮肤表面)处于张紧状态。例如，在将膜100施用于组织表面之前或过程中，可在一个或多个方向上(例如，单向或双向)横向(例如，在与局部组织表面基本上平行的方向上)拉伸或拉被稳定的组织表面区域。所述张紧可通过将机械刚硬或刚性的膜粘附于组织表面的部分而保持，这可抑制或防止经拉伸的组织松弛至未拉伸状态。
在张紧状态下稳定组织表面可提供一些益处。这样的张紧可通过“紧固”组织表面为组织表面提供进一步的机械稳定性和刚性。其还可便于延迟或防止烧蚀的孔闭合或坍塌，特别是在接近于也可能处于一定的张紧程度下的表面的组织部分中。此外，这样施用的张紧还可便于在例如通过从组织表面移除稳定膜而松弛张紧后使这样的孔150随后闭合或减小有效尺寸。这样，可以烧蚀或以机械方式形成穿过稳定膜并进入经拉伸的组织中的较大的孔，且在移除膜和释放张紧后，这样的孔的初始尺寸可减小。
例如，使用穿过如本文中所述的稳定膜形成的这种较大的孔(例如，直径至多约0.5mm或1mm或更大)可进行不同的程序。在移除膜和使得组织松弛后，这种较大的孔在组织表面处可具有较小的所得尺寸，且在典型的观察条件下可能不容易看见。可以例如使用这样的程序通过穿过稳定膜钻出或烧蚀一个或多个孔来便于淋巴水肿的引流。膜100可便于在水肿和组织表面之间保持敞开的孔，从而允许更长的引流时间，同时延迟孔的自发闭合或坍塌。
如本文中所述的本发明的稳定方法和设备的示例性实施方案可用于多种类型的程序。例如，可穿过稳定膜100形成一个或多个小孔并进入皮肤组织至特定的深度，如图1A所示。小孔可延伸进组织中至对应于特定目标区域的深度。图1A中所示的一些示例性孔150延伸通过皮肤的表皮层120并进入真皮130至不同的深度，而其他孔则示意为延伸通过整个真皮130并进入皮下脂肪层140。也可形成较浅的孔，例如，延伸至真皮层130内特定深度的孔。还可通过其上提供的稳定膜在其他组织中形成孔。例如，可以在肌肉组织、疤痕组织、发囊、脉管组织、器官组织、眼组织等中形成孔。
当在组织中形成孔至期望的深度后，可将第二能量射束导入孔150中。第二射束可配置为基本上通过孔，以便其照射孔的较低部分和/或侧向部分。相应地，能量可被导向到这样的表面下组织上，而不被上覆组织吸收或散射至实质性的程度。如本文中所述施用、粘附或固定膜于组织表面可稳定如此形成的孔，以延长可向孔150施加第二射束(和其他射束，如果需要，和/或其他处理)的时间。
例如，表面下面的组织区域可用具有较短波长(例如，朝向光谱的蓝色或紫外部分)的电磁能有效地照射。常规地，采用非侵入性照射技术，这种辐射将倾向于被表面附近的组织高度吸收或散射，而可能不能穿透至足够的深度以利用足够的强度照射下面的目标区域。使用本文中所述的方法和设备，也可以使用具有较长波长的电磁能来照射较深的组织。引导第二射束基本上通过烧蚀的孔可增大施加于下面的目标区域的积分通量，同时减少被覆盖目标区域的组织所吸收或散射的量。
可基于辐射对目标组织的所需作用来选择第二辐射束的特征。可在使用烧蚀射束形成孔之后立即或不久施加第二射束，例如，在沿孔的组织的较深部分有时间闭合或坍塌之前。用于照射较深组织的这种双射束技术见述于例如美国专利公开号2007/0239236。
根据本文中所述本发明的方法、装置和设备的示例性实施方案还可用于促进各种治疗性物质在组织中的施用和/或吸收。例如，可以如上所述在组织表面上形成或粘附稳定膜并可形成通过所述膜并进入组织中的多个小孔。然后可施用治疗性物质，使得一部分被引入到经稳定的孔中。与例如施用于未受变动的组织表面的这种物质相比，采用这种方式，治疗性物质可更有效地穿透组织表面并到达下面的组织区域。在形成孔之前，可以使用如本文中所述的膜拉伸和稳定组织表面。在施用治疗性物质并通过例如移除膜释放张紧之后，孔的上部分可能倾向于更快地坍塌而便于使治疗性物质截留在组织表面之下。
多种治疗性物质可用于该技术中。一般地，可以使用在与组织接触时可产生物理或生物学作用的任何物质。这类治疗性物质的实例包括但不限于抗生素、药物例如痤疮药物、染料、抗炎化合物等。治疗性物质可以为液体、洗剂、悬浮体、溶液等形式。其可以在形成穿过膜的孔之后通过向膜上摩擦、喷射或铺展来施用，以便一部分治疗性物质透入下面的组织中所形成的孔中。
在某些实施方案中，膜100可包含治疗性物质，该治疗性物质可在以机械或能量方式在其中形成孔之后释放进组织中。例如，膜100可由包括一种或多种治疗性物质的化合物形成，或者可使这样的物质浸渍或不连续地包埋在膜材料中。在某些示例性实施方案中，膜可包括两个或更多个材料层，其中一个或多个层可包括治疗性物质或由治疗性物质形成。当在被含这样的物质的膜所稳定的组织中形成这样的孔后，可发生这类治疗性物质向孔中的扩散或其他输运。例如，在烧蚀孔时对组织和/或膜的局部加热可促进治疗性物质从膜引入到如此形成的孔中。某些治疗性物质还可在膜内以胶囊包起来的液体或以凝胶形式提供，这样的物质可更容易地通过以机械方式形成的孔引入组织中。
在本发明的其他示例性实施方案中，本文中所述的稳定膜可用于可靠地和/或可重复地向组织的特定位置中置入针等。例如，稳定膜可设置有一个或多个在膜上的特定位置处穿过的孔。这样的孔可在粘附或固定膜于组织表面之前或随后在膜中形成。一个或多个针或其他形状的物体(例如，波导如光学纤维、窄探针、传感器、导管等)可通过所述孔插入并进入下面的组织中。迟些时候可移除这类物体并通过将其再次插入穿过稳定膜中相同的孔而被再次置于相同的组织位置中。
例如，美国专利公开号2008/0082090描述了包含多个固定于基材的针的设备。针阵列可包括射频(RF)电极、含光学纤维或波导的针(光学针)和/或用于注射流体的空心针。可提供包括多个孔的稳定膜，这些孔呈与这样的阵列中针的排列相对应的图案。然后可通过经膜中形成的孔插入针并进入下面的组织中而将含针阵列的设备定位在相对于组织表面的预定位置中。还可移除设备并在后来通过重复该程序而再次置于组织内的相同位置处。稳定膜中的孔的位置还可提供有可见的标记，例如，有色的线条等，以便于目视确定孔的位置。
在其他示例性实施方案中，本文中所述的示例性膜可提供有一个或多个定位装置210、220，所述定位装置便于装置相对于皮肤或组织表面上特定位置的精确放置。示例性装置和/或装置可包括例如伴随能源如激光或强脉冲光(IPL)源等的机头或递送头等。示例性装置和/或装置还可为包括一个或多个针(例如，针阵列)的装置。更通常，所述装置可以是配置为在一个或多个特定的位置处提供与组织的相互作用的任何装置。这种相互作用可以是例如高能反应、机械相互作用例如刺穿或切割组织等。
示例性定位装置210、220可以多种形式中的任一种提供。例如，一个或多个第一定位装置220(例如，突起、钉、脊、磁性元件等)可固定于膜100或形成于其上，并可任选从膜100的上表面向上延伸。示例性装置和/或装置可在其下表面上设置有相应的第二定位装置210，例如，凹部、孔、切口、其他磁性元件等。图1B中示出了具有突起和凹部形式的第一定位装置220和第二定位装置210的示例性组合。凹部210可配置为与设置在膜上的突起220对齐和/或配合到设置在膜上的突起220上。
在本发明的其他示例性实施方案中，突起220可设置在装置的表面上，而凹部210可设置在膜100中，或者装置200和膜两者可设置有配置为彼此对齐的凹部210和突起220。因此，可提供本文中所述突起220和凹部210的示例性组合以实现装置200相对于膜100和其下的组织的精确定位。在其他示例性实施方案中，第一和第二定位装置220、210两者可包括布置为当其紧邻时彼此吸引的磁性元件。这种磁性元件可单独使用或与突起、凹部、槽、脊等组合使用以进一步便于和/或保持膜100和装置200之间的特定位置或对齐。
这样的定位装置210、220(例如，突起和/或凹部)可设置在多个装置200上，如本文中所述，其可便于每个装置200在膜100和下面的组织之上精确定位。在一个示例性实施方案中，膜100和第一装置可设置有对应的突起和凹部210、220以便于它们之间的精确对齐。第一装置可配置为使用例如机械针、烧蚀激光等在膜和/或下面的组织中产生一个或多个孔。第一装置还可用于在粘附于稳定膜的组织的一个或多个特定位置处产生任何所需作用。
第二装置可设置有一个或多个第二定位装置210，例如，与可设置在第一装置上的那些基本上相似的凹部和/或突起，使得第二装置也可相对于膜110精确定位。第二装置可包括例如一个或多个波导如光学纤维等，其可位于与由第一装置形成的孔相对应的位置。第二装置可置于膜100上，使得第一和第二定位装置220、210彼此接合。然后可通过由第一装置形成的孔精确地插入波导。使用这样的程序和设备，可以在组织中预先形成的孔中精确地定位和插入一个或多个波导或其他部件(例如，细探针等)。因此，这样的部件可以可靠地插入组织中，即便它们不具有穿透组织的足够尖端锐度和/或机械强度。
在其他示例性实施方案中，第二装置可以是光能的其他来源，并且其可配置为将这样的光能导入由第一装置所形成的孔中以例如沿所形成的孔的壁与组织相互作用和/或与所形成的孔之下的组织相互作用。第二装置还可以是配置为实现所需的作用或置于粘附于稳定膜100的组织的一个或多个特定位置处的任何装置。采用这种方式，两个单独的装置中的每一个可与待处理的皮肤或其他组织的一部分精确对齐，并且每一个装置可向组织上的特定位置引导某些作用或放置，所述特定位置对于每一个装置来说可以相同或不同。
在另一个示例性实施方案中，定位装置210、220可用来推动双射束技术，例如美国专利公开号2007/0239236中所描述的那些。现在看图4，具有第一定位装置220的膜100可被粘附于经历示例性双射束处理的患者的皮肤。在一个示例性实施方案中，膜100可被置于目标处理区域(例如脉管损伤或纹身等)之上的皮肤表面上。虽然在图4中的示例性梯形布置中定位装置220示意为4个突起，但膜100可包括任何取向(例如，以对称图案——正方形、长方形、三角形、平行导轨、不对称图案等)、各种类型(例如，导轨、凹部、钉、磁体、视觉标记等)、任何数量的定位装置220。
在另一个示例性实施方案中，第一定位装置220可与伴随用来处理生物学组织的一个或多个装置400的第二定位装置410接合。第一定位装置220和第二定位装置410可接合以便于处理过程中装置400的对齐和定位。例如，如图4中所示，装置400可为第一电磁辐射(EMR)源或为伴随EMR源的机头的一部分，其中EMR源可配置为产生可烧蚀皮肤组织的EMR。第一EMR源400可包括相应的第二定位装置410，该第二定位装置410可以在形状、磁极性、取向等上与第一定位装置220中的至少一个互补。
虽然在图4中的梯形布置中第二定位装置410示意为四个凹部，但第二定位装置可以是任何取向(例如，对称形状——正方形、长方形、三角形、平行导轨、不对称形状等)的与膜100的定位装置220互补的各种类型(例如，导轨、凹部、钉、磁体、视觉标记等)。在递送EMR射束之前，可使第一EMR源400与膜100耦接，且凹部410可与定位装置220接合。该示例性接合可便于第一EMR源400相对于膜100和待处理的组织的对齐和定位。还可将这些定位装置220和第二定位装置410定位为便于第一EMR源400相对于待处理的目标区域的精确定位。在一个示例性实施方案中，EMR源400可包括例如CO2激光或Er:YAG激光或可在组织中烧蚀或钻孔的任何装置。第一EMR源400可用来引导射束以烧蚀组织和在组织中形成孔。
在已在组织中烧蚀或钻孔150之后，可使用第二EMR源向孔中引导辐射以处理孔底部的组织。膜100可保持足够的张紧以在由第一EMR源产生孔后使孔保持敞开。在一个示例性实施方案中，第二EMR源可包括与第一EMR源400所伴随的那些类似的第二定位装置410。与第一EMR源400的接合类似，在递送第二射束以处理由第一EMR源400产生的孔中的组织之前，可使第二EMR源与膜100耦接(例如，使用定位装置220)。当逆着膜100按压第二EMR源时，第二EMR源的第二定位装置410可与膜100的第一定位装置220接合。由于第一和第二EMR源的第二定位装置可接合膜100的相同的第一定位装置220，故这样的示例性接合可便于并提供第二EMR源与由第一EMR源所产生的受作用的组织的孔或其他图案精确对齐。这可确保由第二EMR源所产生的射束被引导进孔中或由第一EMR源所产生的受作用的区域上。其他装置和设备可包括可与膜100的一个或多个第一定位装置220接合的类似的第二定位装置410以使装置与由第一EMR源所产生的孔对齐并使得能进行另外的处理。在其他示例性实施方案中，定位装置220、410可用于取向第二装置(例如，第二EMR源)，使得其避免作用受第一EMR源或其他装置作用的组织区域，例如，第二装置可配置为在受第一装置作用的组织位置之间的组织位置处产生热损伤或烧蚀孔。
如上所述，设备400和膜100中提供的相应的第一和第二定位装置220、410(例如，突起和凹部)可以不对称布置提供，以便它们的位置对应于例如等腰三角形、梯形等的顶点(参见图4，其中示出了示例性的梯形布置)。这样的不对称布置可便于第一和第二定位装置220、410接合时设备和膜在一个特定方向上的精确对齐。
在本发明的其他示例性实施方案中，可提供具有不同对称性的第一和第二定位装置220、410的图案或排列。例如，定位装置220、410可以排列为等边三角形(如图5中所示)。这种示例性构造可便于设备在三个已知位置处相对于组织和膜定位，所述三个已知位置在膜平面中隔开约120度。使用相应的突起220和凹部210的正方形布置，可提供四倍对称性，使得示例性设备400可在四个位置中的任何一个处相对于膜和组织放置，这四个位置隔开90度。使用突起220和凹部210的长方形构造可获得两倍对称性，并还可使用其他对称性(5倍、6倍等)。例如，当接合定位装置220、410时，可以通过相对于膜在两个或更多个固定的旋转位置处施加设备400而用这样的构造来在与定位装置220、410的构造具有相同或相似对称性的组织的多个位置中产生处理或另外的作用。
在又一示例性实施方案中，定位装置220、410可包括小磁体和/或磁性材料(例如，铁等)的部分。设置在稳定膜的某些位置上或中的磁体可吸引位于配置为放置在膜上的装置中的其他磁体和/或磁体材料(例如，铁磁金属或合金)。相应的磁体和/或磁性材料的‘匹配’可便于在膜和装置之间的特定对齐。在一个实施方案中，可在膜和装置两者中设置磁体，使得当装置与膜特定对齐时，磁体具有面向彼此的相反磁极。
在又一示例性实施方案中，定位装置可包括轨道装置610、620，它们可例如以至少一个导轨和/或槽的形式提供(如图6中所示)。第一轨道装置610可设置在稳定膜100上或作为稳定膜100的一部分而形成。设计成接合膜100的第一轨道装置610的装置或设备400可包括一个或多个相应的第二轨道装置620，该第二轨道装置配置为以可滑动的方式接合膜100的第一轨道装置610。轨道装置610、620可包括特征例如可确保装置400与膜100适当地滑动接合的制动器。
图6中所示示例性轨道装置610、620可包括可便于膜100和装置400之间的强制接合的侧向突起和/或凹部(例如，可在与膜表面基本上平行的侧向方向上至少部分延伸的突起和凹部)，以便当第一和第二轨道装置610、620接合时装置400可例如沿第一轨道装置610平移但可防止被从膜100提起。在本发明的其他示例性实施方案中，第一和第二轨道装置610、620可以平坦的导轨和槽提供，当装置400被置于膜100上使得第一和第二轨道装置610、620接合时，其可例如限制装置400沿第一轨道装置610的方向运动，同时允许装置400自由地从膜100提起。
根据本发明的其他示例性实施方案，至少一个第一轨道装置610可在其上一个或多个特定位置处设置有一个或多个标记630。这样的标记630可包括例如在第一轨道装置610上和/或其邻近提供或形成的凸块、切口、磁性元件、着色的标记等。第一和/或第二装置可设置有配置为检测一个或多个标记630的传感器640。包括第一导向装置和一个或多个标记的示例性膜可被粘附于组织表面，使得一个或多个标记相对于组织位于特定位置处。
可任选提供传感器640与伴随装置400的控制装置通讯，所述传感器可配置为控制装置400的某些操作方面。如上文中所述，第二轨道装置620可配置为限制装置400在膜100和下面的组织之上的运动，而传感器640可配置为当检测到标记630时提供信号以控制装置400的特定方面，例如当装置400沿第一轨道装置610在组织的特定位置之上平移时。
例如，传感器可包括配置为检测金属和/或磁性标记630的磁性检测器。或者，标记630可包括设置在第一轨道装置610中的缺口或凹口，而传感器630可包括常规的微型开关等，其配置为在通过这样的凹口或缺口之上时激活。在本发明的其他示例性实施方案中，标记630可以是在第一轨道装置610上或邻近于第一轨道装置610提供的着色的标记，而传感器630可包括光学检测器等，其配置为在检测到这样的标记时激活。合适的标记630和配置为检测这种标记630的传感器640的其他示例性组合也可用于本发明的实施方案。这样的示例性实施方案可提供装置400的精确控制，包括例如相对于膜100下面的组织中的特定位置处操作参数的控制或当装置400在膜100和下面的组织之上沿如本文中所述的受限路径平移时特定间隔的控制。
例如，传感器640可配置为提供信号，该信号为装置400瞬时提供或切断运行动力，改变装置400所提供的能量的某些性质等。在本发明的一个示例性实施方案中，装置400可配置为，随着装置400沿第一轨道装置610平移，每当传感器640检测到标记630时即产生通过膜100导向并进入下面的组织中的能量脉冲。还可基于传感器640对标记630的检测来控制装置400的其他参数或操作状态。
在本发明的另一个示例性实施方案中，可提供组织稳定膜，其可便于光学或超声装置(例如，激光器头、超声器头等)的焦点在组织内的精确深度控制。例如，图7a中示出了包括窗口710的示例性EMR装置700，所述窗口配置为与生物学组织750的表面接触。EMR装置700可配置为将电磁辐射的焦斑720引导到组织750中。如图7a中所示，当EMR装置700被按压到其上时，窗口710下面的组织750可能变形。当松弛时，该变形可改变在组织750内施加的能量的焦点720的有效深度。变形程度和焦点深度的改变可能取决于因素如窗口710的尺寸、用来按压装置700于组织750上的力的量、组织750的特征(包括其中的任何结构)等。
图7b示意了可被粘附于组织750的表面以便于焦点720在组织750内的精确深度的控制的稳定膜740的一个示例性实施方案。膜740可以是足够刚性的，以在当装置(例如激光器头、超声器头等)设置为与稳定膜接触时抑制或防止与稳定膜740邻近的组织750的变形。如本文中所述，可将膜740粘附或固定于组织的表面，以进一步抑制、减少和/或防止膜740下面的组织750的变形。可基于待处理组织750的区域的特征和用于处理组织的装置来选择稳定膜740的尺寸和/或形状。
示例性稳定膜740可用由装置700导向组织750中的能量便于传输或传播通过其中的材料形成。例如，膜740可用对激光器头所产生的具有特定波长的光能基本上光学透明的材料制成。在本发明的另一个示例性实施方案中，稳定膜740可用可由装置700所提供的这种能量所烧蚀的材料形成。相应地，可由该能量在稳定膜740中形成孔而能量可然后通过该孔并进入组织750中。
随着EMR装置700等横过组织750的表面区域之上时，图7b中所示示例性稳定膜740可因此便于选择和/或保持焦点720在组织750的表面下面的深度的精确位置。稳定膜740可抑制或防止组织750变形，并在装置700的窗口710和组织表面之间提供固定的距离。通过将膜740粘附或固定于组织750的表面，可增强这样的稳定。相反，在组织750之上直接横过装置700可能使柔软组织变形，并可能导致不期望的焦点720的有效深度的变化。
在本发明的又一示例性实施方案中，定位装置可包括视觉标记。视觉标记可包括圆圈、牛眼、X-标记、十字线等，它们可与位于装置的半透明部分上的类似视觉标记对齐以相对于膜和待处理的组织对齐装置。
在又一实施方案中，所述装置可包括向膜上引入定位装置的机构。例如，可将平坦的膜粘附于患者的皮肤，且在当逆着膜按压时，装置(例如EMR源)可在膜上引入定位装置。这可包括印刷视觉标记、在膜中产生凹部、向膜上粘附突起等。这可便于装置定位在膜上的任何地方。此外，第二装置可与由所述装置引入的定位装置接合，以确保第二装置与第一装置的定位精确对齐。这可包括上述双射束技术，其中第一EMR源可向膜上引入定位装置，而第二EMR包括相应的可与第一EMR所引入的定位装置接合的定位装置。
实施例
通过用氰基丙烯酸乙酯
Figure BDA00001713066900161
向组织表面粘附PMMA层的膜(厚约300μm)来如本文中所述稳定厚约2mm的皮肤组织的薄样品。使用聚焦的30W烧蚀CO2激光烧蚀穿过膜和组织的孔。该孔用约60ms的脉冲持续时间形成，对应于约1.8J的外加能量。使用该程序形成直径约300-400μm的持久通道。图2A和2B中示出了通过该示例性程序形成的孔以及照射通过的光。
图3中也示出了穿过本文中所述的示例性膜和组织形成的9个孔的排列。图3中的示例性图像以半透明显示以提高小孔的可见性。该图像说明，使用本文中所述的示例性方法和设备，能在组织中形成持久稳定且精确定位的孔。
虽然结合具体的实施方案和应用描述了本发明，但根据本教导，本领域技术人员可做出另外的实施方案和修改方案，而不偏离所要求保护的本发明的精神或超出其范围。因此，应理解，本文中的附图和说明书以实例的方式给出以便于理解本发明，而不应视为限制本发明的范围。
因此，应理解，本领域技术人员将能设计众多(虽然在本文中未明确示出或描述)体现了本发明的原理并因此在本发明的精神和范围内的系统、布置和方法。此外，本文中提及的所有公开案、专利和专利申请的全部内容通过引用并入本文。

Claims (35)

1.一种用于在组织的至少一个位置上定位设备的方法，所述方法包括：
在待处理的组织的区域上提供基本上刚性的膜，所述膜具有便于与所述设备接合的至少一个特征；
施加所述膜的至少一部分到所述组织的表面的至少一部分；和
通过使用所述膜的所述至少一个特征使所述膜与所述设备的接合将所述设备定位在所述至少一个位置处。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个特征包括至少一个定位装置。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述膜包含塑料或聚合物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述施加程序利用外科手术胶、氰基丙烯酸酯化合物、胶接剂、胶、环氧化物或可固化聚合物中的至少一种来进行。
5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括在所述至少一个位置处利用所述设备对所述组织产生作用。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述产生作用包括在所述组织中钻出或烧蚀至少一个孔中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的方法，所述方法还包括在所述至少一个位置处对所述组织产生另外的作用。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述产生另外的作用包括在与所述至少一个位置基本上相同的位置处通过相对于所述至少一个特征接合至少一个另外的特征来定位另外的设备以在所述至少一个位置处产生所述另外的作用。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述产生作用包括在所述组织中钻出或烧蚀至少一个孔中的至少一种，并且所述产生另外的作用包括将能量导入所述至少一个孔中。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述产生作用包括在所述组织中钻出或烧蚀至少一个孔中的至少一种，并且所述产生另外的作用包括将物体至少部分地插入所述至少一个孔中。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述物体为探针、波导、传感器、针或光学纤维中的至少一种。
12.根据权利要求1所述的方法，其还包括在施加所述膜的至少一部分到所述组织表面之前沿至少一个方向拉伸所述组织表面。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个特征包括凹部、突起、槽、轨道、磁体或视觉标记中的至少一种。
14.一种待定位在组织的至少一个位置上的设备，所述设备包含：
包括至少一个第一特征的至少一个部分，所述第一特征构造或配置为与膜的至少一个第二特征耦接或连接，所述膜配置为在所述至少一个位置处与所述组织的表面的至少一部分接合，
所述至少一个第一特征和所述至少一个第二特征配置为彼此接合以将所述装置定位在所述至少一个位置处。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述设备配置为在所述至少一个位置处产生作用。
16.根据权利要求15所述的设备，还包括配置为在所述至少一个位置处产生另外的作用的装置，所述装置包括至少一个第三特征，所述第三特征配置为与所述至少一个第二特征接合以通过所述至少一个第二特征与所述至少一个第三特征的接合将所述装置定位在与所述至少一个位置基本上相同的位置处，并且在所述至少一个位置处产生所述另外的作用。
17.根据权利要求14所述的设备，其中所述膜包含塑料或聚合物中的至少一种。
18.根据权利要求14所述的设备，其中所述膜使用外科手术胶、氰基丙烯酸酯化合物、胶接剂、胶、环氧化物或可固化聚合物中的至少一种与所述组织的表面接合。
19.根据权利要求15所述的设备，其中所述作用包括在所述组织中钻出或烧蚀至少一个孔中的至少一种。
20.根据权利要求16所述的设备，其中所述作用包括在所述组织中钻出或烧蚀至少一个孔中的至少一种，并且所述另外的作用包括将能量导入所述至少一个孔中。
21.根据权利要求16所述的设备，其中所述作用包括在所述组织中钻出或烧蚀至少一个孔中的至少一种，并且所述另外的作用包括将物体至少部分地插入所述至少一个孔中。
22.根据权利要求21所述的设备，其中所述物体为探针、波导、传感器、针或光学纤维中的至少一种。
23.根据权利要求14所述的设备，其中所述至少一个第一特征中的每一个均包括凹部、突起、槽、轨道、磁体或视觉标记中的至少一种。
24.根据权利要求14所述的设备，其中所述至少一个第一特征包括第一定位装置，并且所述至少一个第二特征包括至少一种第二定位装置。
25.根据权利要求14所述的设备，其中所述至少一个第一和第二特征中的每一个包括导向装置、脊、槽或轨道中的至少一种。
26.根据权利要求25所述的设备，其中所述至少一个第一特征和所述至少一个第二特征配置为相互作用，使得在当所述至少一个第一特征与所述至少一个第二特征相互作用时将所述设备限制为遵循特定的路径。
27.根据权利要求25所述的设备，其中所述至少一个第一特征包括至少一个传感器，所述传感器配置为检测在所述至少一个第二特征上设置的至少一个标记。
28.根据权利要求27所述的设备，其中所述至少一个标记包括凸块、凹口、磁性元件或着色的标记中的至少一种。
29.根据权利要求27所述的设备，其中所述传感器与所述设备的配置为控制所述设备的运行的控制装置通讯。
30.一种组织稳定设备，所述设备包含：
配置为足够刚性的刚性膜，所述刚性膜便于在装置与所述膜接触时防止与所述膜邻近的组织变形，所述刚性膜配置为将所述装置的焦点精确地定位在所述组织内。
31.根据权利要求30所述的设备，其中所述装置包括激光器头或超声器头中的至少一种。
32.根据权利要求30所述的设备，其中所述膜配置为便于能量传输或传播通过其中。
33.根据权利要求32所述的组织稳定设备，其中所述膜包含对光基本上透明的材料。
34.根据权利要求30所述的组织稳定设备，其中所述膜包含可烧蚀的材料。
35.一种用于在组织的至少一个位置上定位装置的膜，所述膜包含：
包括至少一个第一特征的至少一个部分，所述第一特征构造或配置为与所述装置的至少一个第二特征耦接或连接，所述至少一个部分配置为与所述组织的表面的至少一部分在所述至少一个位置处接合，并且将所述装置定位于其上。
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