CN105050524A - 用于使用激光无创处理皮肤的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供无创设备,其包括:具有用于生成光束的激光源的光学系统,光学系统配置为使得在使用中,光束离开设备并且撞击在要处理的皮肤的外表面上;光学系统配置为在使用中,将光束聚焦在皮肤内部的处理地点的位置处,由此在处理地点的位置处诱导激光诱导光学击穿;开口,设置为使得在使用中,从皮肤返回的光作为测量光束进入设备;以及第一和第二强度检测通道,被配置和设置为检测测量光束的分别在第一和二带宽范围内的强度,其中第一和第二带宽范围两者都包括由于激光诱导光学击穿在皮肤中产生的光的波长,并且第一带宽范围包括激光源的二次谐波生成波长,第二带宽范围与第一带宽范围邻近,并且第二带宽范围排除激光源的二次谐波生成波长。本发明还提供用于处理皮肤(30)、尤其是减少皱纹的对应方法。对于这种处理的功效,两个主要参数是至关重要的:处理地点的位置处的强度和焦点深度,并且这些参数可以使用同样的测量系统来测量也是至关重要的。
Description
技术领域
本发明总体上涉及使用激光处理皮肤,并且更具体地涉及包括用于优化处理参数的测量步骤的无创设备和方法。
发明背景
通过预防或减少皮肤皱纹来保持年轻的外貌的期望是人类社会中重要的问题。很多技术已旨在解决上述问题。技术之一(例如,从公布的国际专利申请WO2008/001284A2中已知)为在要处理的皮肤的真皮层创建焦斑。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设备。设备发射激光束。选择激光的功率,使得激光诱导光学击穿(LIOB)影响皮肤,以便刺激皮肤组织的再生长并且减少皱纹。这一LIOB基于皮肤组织对激光的强的非线性吸收,这发生在高于激光功率密度的某一阈值。这一强吸收造成很局部的等离子体,其能够损伤或甚至除去所述等离子体地点处的组织。这由诸如生成的等离子体的快速扩张之类的二次(主要是机械)效应造成。这一效应是很局部的,因为低于阈值,存在零或很小的线性和非线性吸收,而高于阈值时等离子体生成,这甚至更强烈地吸收辐射。
更多LIOB细节可以在文章“Minimallyinvasivenon-thermallasertechnologyusinglaser-inducedopticalbreakdownforskinrejuvenation”,Habbema,Verhagen,vanHal,LiuandVarghese;J.Biophotonics5,No.2,194-199(2012);DOI10.1002/jbio.201100083中找到。如在这篇文章中讨论的那样,当辐射度足够高以产生大约1021cm-3的临界自由电子密度时LIOB发生。
这些皮肤处理设备越来越多的被提供给消费者而非医疗专业人员使用。这些设备是无创的——它们创建皮肤表面之下的效应,而无须物理穿透表皮。然而,这种家用引起新的关注点,诸如安全和处理功效。当光源是激光时这是特别重要的,并且错误的操作可以导致在激光通过皮肤层处皮肤的结疤或烧伤。
例如,表皮损伤是高度不期望的,因为这可以导致被处理人的并发症和健康风险、以及社会停工期。如果浅表伤害创建在真皮上方,由于毛细血管的微断裂,可能出现出血点(微出血),从而导致功效降低和副作用增加。如果伤害创建在胶原蛋白中,为了嫩肤的目的,将发生新胶原蛋白的形成。在大的聚焦深度处,焦点中的强度可能达不到光学击穿需要的阈值,并且因此处理可能产生不了期望的嫩肤效果。用于嫩肤的光学击穿的有效性取决于几个因素,诸如皮肤的光学和结构性质、焦点中的激光强度、光耦合等。存在其可以用于诱导用于嫩肤效应的新胶原蛋白纤维的生长的光学机械效应的上限,并且超过这一限制的处理是无效的,并且此外使用户经受过度使用的危险。处理不足也不是优选的,因为它可能不产生期望的紧致效应。
发明内容
本发明的目的是提供包括用于优化处理参数的测量步骤的无创皮肤处理设备和方法。
根据本发明,通过设备来实现该目的,设备包括:
-具有用于生成光束的激光源的光学系统,光学系统配置为使得在使用中,光束离开设备并且撞击在要处理的皮肤的外表面上;
光学系统配置为在使用中将光束聚焦在皮肤内部的处理地点的位置处,由此激光诱导光学击穿被诱导在处理地点的位置处;
-开口,设置为使得在使用中,从皮肤返回的光作为测量光束进入设备;以及
-第一和第二强度检测通道,配置和设置为检测测量光束的分别在第一和第二带宽范围内的强度,其中第一和第二带宽范围两者都包括由于激光诱导光学击穿在所述皮肤内产生的光的波长,第一带宽范围包括激光源的二次谐波生成波长,第二带宽范围邻近于第一带宽范围,并且第二带宽范围不包括激光源的二次谐波生成波长。
本发明的目的还借助于使用生成激光的设备的方法来实现,方法包括:
-提供具有用于生成光束的激光源的光学系统,光学系统被配置为使得光束离开设备并且撞击在要处理的皮肤的外表面上;
-将光束聚焦在皮肤内部的处理地点的位置处,由此在处理地点的位置处诱导激光诱导光学击穿;
-将设备设置为使得从皮肤返回的光作为测量光束通过开口进入设备;
-检测测量光束在第一和第二带宽范围内的强度,其中第一和第二带宽范围两者都包括由于激光诱导光学击穿(LIOB)在皮肤内产生的光的波长,其中第一带宽范围包括激光源的二次谐波生成(SHG)波长,第二带宽范围邻近于第一带宽范围,并且第二带宽范围不包括激光源的二次谐波生成波长。
第一带宽范围内的强度受由于发生LIOB从皮肤返回的光强度和由于SHG返回的光强度的影响。第二带宽范围内的强度主要受由于发生LIOB从皮肤返回的光强度的影响。SHG的程度指示处理深度处胶原蛋白的存在。LIOB的程度指示在焦点中的激光强度足以生成光学击穿。如果没有检测到LIOB波长,则这可以指示激光强度应该增加。如果没有检测到激光源的SHG波长,则这可以指示焦点深度应该增加或减少。
本发明基于如下洞察,对于这种处理的功效,两个主要参数是至关重要的:处理地点的位置处的强度和焦点深度,并且这些可以用同样的测量系统来测量。光学焦点深度可以不同,这取决于角质层和表皮的厚度,并且这一最佳深度对于不同个体而变化,并且甚至对于同样的个体,根据身体上执行处理的位置而变化。
可以是有利的是,设备进一步包括处理器,处理器连接到第一和第二强度检测通道,处理器配置为基于通过第一和第二强度检测通道检测到的强度,来确定在处理地点的位置处激光诱导光学击穿和二次谐波生成两者的发生。类似地,方法可以进一步包括处理检测到的第一和第二带宽范围内的强度,以基于检测到的第一和第二带宽范围内的强度,确定在处理地点的位置处激光诱导光学击穿和二次谐波生成两者的发生。
处理通过第一和第二强度检测通道检测的强度值可以提供更可靠的和更准确的对LIOB的发生和激光源的SHG波长的存在的确定。第二带宽范围内的强度可以指示LIOB是否发生,并且第一和第二带宽范围强度之间的差异可以指示激光源的SHG波长是否存在。第一带宽范围内的强度取决于LIOB是否发生和激光源的SHG波长是否存在两者。
还可以是有利的是,设备的处理器进一步配置为确定激光源的强度的调节、处理地点的位置的调节、或者两者,由此激光诱导光学击穿和二次谐波生成将发生。类似地,方法可以进一步包括确定激光源的强度的调节、处理地点的位置的调节、或者两者,由此激光诱导光学击穿和二次谐波生成将发生。
知道是否产生LIOB和SHG本质上是关于处理的有价值信息。然而,如果处理深度和强度不是最佳的,则用户会想知道如何优化设备的参数。
如果设备的光学系统进一步包括可调节光学元件以用于将光束聚集在处理地点的位置处,并且处理器进一步配置为依照所确定的位置调节,通过调节这些可调节的光学元件的配置,来调节处理地点的位置,则自动聚焦系统可以被提供为基于检测到的激光源的SHG波长的强度,来优化焦点深度。如果没有检测到激光源的SHG波长,则可以调节处理地点的位置或处理深度,直到检测到激光源的SHG波长。
如果激光源强度是可调节的,并且处理器进一步配置为依照所确定的强度调节,来调节激光源的强度,则自动强度系统可以被提供为基于检测到的LIOB波长的强度,来优化处理地点的位置处的强度。如果没有检测到LIOB,强度可以增加直到检测到LIOB。
提供包括SHG和LIOB检测两者、以及可调节的光学元件和可调节的激光强度的设备是特别有利的,因为处理地点的位置和激光源的强度可以同时被调节,以在胶原蛋白内高效地实现LIOB。
附图说明
图1用图解法示出处理皮肤时的设备的最重要部分,
图2A示出使用分光光度计记录的强度谱的示例,其中在没有LIOB的情况下检测SHG以及在没有SHG的情况下检测LIOB,
图2B示出使用分光光度计记录的强度谱的示例,其中在具有LIOB的情况下检测SHG,以及
图3示意性地描绘图2B的谱的放大部分,其中指示了强度检测通道的可能的带宽范围。
应该注意的是,不同图中具有相同附图标记的项具有相同的结构特征和相同的功能,或是相同的信号。当这样的项的功能和/或结构已被解释时,在详细描述中没必要重复其解释。
具体实施方式
图1示意性地示出根据本发明的皮肤30处理设备,其包括光学系统10。光学系统10包括用于提供适合于处理人或动物皮肤30的入射光束21的激光源20。通常使用脉冲激光器来生成入射光束21——例如,具有1064nm处的发射和1-1000ps脉冲持续时间的Nd:YAG激光器。
光学系统10中提供光学元件12、13,以用于进一步修改光束21,并且用于将脉冲激光束21聚焦22在皮肤30内部。光学元件的部分或全部可以被提供在接口元件11中,使用设备期间,接口元件11被压到要处理的皮肤30上或接触要处理的皮肤30。光束21通过接口元件11离开设备。通常,使用折射率匹配的流体将入射光21光学耦合到皮肤30中。
设备被配置为将脉冲激光束21的焦点22创建在处理地点的位置处。如果设备用于减少皮肤30的皱纹,则目标地点是在真皮17的胶原蛋白中,以便在处理地点的位置处创建微观伤害,这导致新的胶原蛋白形成。
本发明使用环境是,皮肤透射要聚焦在真皮内在很小的焦斑中的电磁辐射。为了这一效应的最大化,光波长在800和1100nm之间。在这个范围内,透射高并且散射和线性吸收低。因此,LIOB可以容易、准确(即很局部地)和高效地实现。然而不排除用其他波长。
尤其是,预定的脉冲时间在100ps和10ns之间。在这个范围内,通过LIOB生成的等离子体很局部,即具有小的空间延伸,这使对周围组织的意外损伤风险最小化。此外,获得LIOB所需要的峰值功率基本上独立于这个范围内的脉冲时间。然而,还可以使用其他脉冲时间,例如在大约100fs到100ps的范围内,并且甚至脉冲时间在ns和ms的范围内。
通常,激光束脉冲内可传送的能量水平在0.1和10mJ之间(在皮肤表面测量)。这样的能量水平已经证明在处理中是有用的,即创建足够的损伤以刺激新组织生长。更具体地,能量水平在大约0.5和5mJ之间,并且典型地大约1mJ。然而,不排除其他能量水平,诸如高达大约20mJ的水平以用于高达2mm的大处理深度。在以上能量水平指示中,在皮肤的表面测量能量,即其与实际发射到皮肤中的能量有关。
优选地,激光束脉冲内的可传送的能量水平在0.1和5mJ之间,(在通过LIOB现象生成的等离子体中测量)。更优选地,所述能量水平在大约0.5和5mJ之间,典型地大约1mJ。这些能量水平被测量或估算为实际上包含在LIOB现象的等离子体中。当极短近红外激光脉冲的焦点中的光子强度超过光学击穿所需的阈值(~1012W/cm2)时,发生皮肤内部的光学击穿以及所产生的嫩肤效应。在上述全部内容中,要理解的是,代替单个脉冲,还可能提供许多脉冲,只要脉冲生成LIOB现象。
光学系统10中发现的光学元件可以包括一个或多个透镜12以用于会聚和/或发散光束21、以及一个或多个镜子13以用于使光束偏转在期望的方向。光学元件的精确位置和/或定向可以使用本领域已知技术112、113调节,以适应如在处理地点的期望位置处生成LIOB所需要的焦点22的位置和质量。焦点控制可以通过调节112透镜12中的一个或多个透镜的位置和/或旋转镜子13中的一个或多个镜子来提供。
透镜12和镜子13的数量和位置由光学系统10内的部件设置以及技术人员希望提供的期望调节程度来确定。例如,可调节透镜12、112可以包括具有距离设置的透镜,或可以是变焦透镜。可调节的镜子13、113可以包括在一个或多个(优选两个)方向可旋转的镜子。例如当与透镜组合时,镜子可以是平面的,或可以是凹面的,尤其是如果镜子提供聚焦作用。有利地,可调节透镜12、112可以包括自动聚焦的透镜。这样的透镜相对于皮肤表面自动地调节。这确保在几乎所有环境中正确的处理深度。在另一示例中,光学系统10可以进一步包括用于定位焦斑22的激光束操纵器。这样的激光束操纵器可以包括例如可移动的镜子和用于调节镜子位置的镜子致动器、以及控制单元。激光束操纵器也可以包括可调节的透镜或镜子。激光束操纵器可以用于将焦斑定位在皮肤30上和内。用户可以控制激光束操纵器。
设备进一步包括测量开口15,其被设置为使得从皮肤返回的光作为测量光束23进入设备。在图1中描绘的优选实施例中,在使用中,测量激光束23沿着与如由紧凑设备提供的出射光束21大体相同的路径返回。在测量光束23的路径上的适当位置处,光学系统10进一步提供有一个或多个光学元件14,其被配置和设置为将测量光束23朝向测量系统引导。在图1的示例中,分束器14用于在适当位置处将返回的测量光束23的路径与激光束21的路径分开。
光学系统10进一步包括适当的光学元件,其被设置和配置为提供两个强度检测通道。第一通道配置为检测在包括激光源的SHG波长的带宽范围内的强度。例如,对于具有1064nm波长的激光源20,第一带宽范围可以是532nm±10nm。第二通道配置为检测在邻近于第一带宽范围的带宽范围内的强度,该带宽范围不包括激光源的SHG波长,但包括当皮肤内发生LIOB时产生的波长。例如,对于具有1064nm波长的激光源20,第二带宽范围可以是544m±10nm或520±10nm。如图1所述,通道可以通过如下方式设置和配置:通过提供具有适当的带通滤波器(诸如带通干涉滤波器)的光电检测器31、32,并且提供在测量光束23路径上的分束光学部件,以将测量光束的一部分引导到每个检测器。这个分束光学部件还可以配置为选择每个部分内的波长带宽范围,例如通过使用谐波分离器镜子或分色分束器。技术人员将能够设计许多不同的镜子、分束器和滤波器的组合,它们将实现相同的目的,即测量在两个邻近的带宽范围内的强度。
皮肤30包括具有不同光学性质的多个层。表皮16由最外层组成并且形成防水保护屏障。表皮的最外层是角质层,由于它的微观粗糙度的波动,角质层阻止设备10和皮肤30之间的光耦合。真皮17位于表皮16之下。真皮17包括皮肤处理所针对的胶原蛋白纤维。
通过选择或修改出射光束21的一个或多个光学性质,设备(并且尤其是光学系统10)配置为在焦点22处产生LIOB。光束21会聚到焦斑22中帮助局部化LIOB现象,并且帮助防止对表皮16的损伤,因为表皮处的功率密度比真皮17中的焦斑22中的低很多。用于通过检测SHG光来确定胶原蛋白定向的设备从2009年10月15日公开的、申请人为大阪大学(OsakaUniv)和资生堂有限公司(ShiseideCoLtd)的、公开号2009-236610的日本专利申请2008-081503中可知。
SHG波长生成在非线性光学过程中,其中与胶原蛋白(非线性材料)相互作用的光子有效地组合以形成具有两倍能量、并且因此初始光子的两倍频率和一半波长的新光子。除了二次谐波,还生成三次和更高次谐波。所有SHG的提及应该被理解为还包含三次和更高次谐波,因为这些也可以被使用。
通常,大约在深度大约0.35mm处发现胶原蛋白。这基于脸部中的具有角质层的表皮16的在0.06和0.2mm之间的典型总厚度、以及真皮层的2mm的典型厚度。在特殊情况下,表皮16和/或真皮17可以更薄或更厚,或者可以出现在稍有不同的深度处,诸如在身体的其他部分(例如手)上。
为了确定第一和第二带宽范围的可能的值,通过使用具有聚焦到皮肤中的1064nm波长的脉冲激光源20,执行测量。用分光光度计分析从皮肤返回的光,并且这些结果描绘在图2A和图2B中。
图2A示出当在没有SHG的情况下生成LIOB91时的强度和当在没有LIOB的情况下生成SHG92时的强度之间的关系。水平轴(X)表示波长(以nm为单位)从470到800的连续光谱——以100nm的步长标记轴。垂直轴(Y)表示在光谱中每个点处测量的归一化强度(从0.2到1.0)。测量结果被归一化,使得作为LIOB结果的激光源的SHG波长的峰值处测量的最大强度(描绘在图2B中)表示1.0。
在没有SHG情况下生成的LIOB的光谱91是通过聚焦在皮肤内没有胶原蛋白存在的深度处而产生的。使用近似值,光谱的基本水平从在480nm处的0.2升高到在525nm处的0.6,然后缓慢地减少到在750nm处的0.25。升高至高于这个基本水平的峰值在0.64/500nm、0.75/516nm、0.65/553nm、0.72/567nm和0.66/590nm。从基本水平,谷值还被描绘在0.57/540nm。
在没有LIOB情况下生成的SHG的光谱92是通过使用不足以生成LIOB的激光强度聚焦在胶原蛋白内而产生的。这个光谱的基本水平从475nm到800nm是在0.2处的平的线,其中为0.5的单个峰值在532nm处。其离开基本水平的点处的峰值大约4nm宽。
图2B示出当在胶原蛋白内生成LIOB时生成的光谱93——就是说,激光强度足以生成LIOB,并且焦点22被选择为在胶原蛋白内(此处生成SHG)。所描绘的光谱93与如图2A中所示的当“在没有SHG的情况下生成LIOB91”时的光谱与532nm处的SHG峰的组合相同,其中SHG+LIOB峰值达到1.0的归一化强度,并且在SHG峰离开LIOB强度谱处具有大约4nm的宽度。
图3示意性地描绘图2B中光谱93的放大部分,其中指示了用于强度检测通道的可能带宽范围。从500nm到600nm的光谱区段已被示意性地放大,以图示可以如何选择带宽范围。用箭头描绘第一带宽范围532nm±10nm94,连同第二带宽范围的两个可能性——544m±10nm97或520±10nm96,它们也用箭头描绘。
对于图1的示例设备,其中要在两个带宽范围内测量强度,第一带宽范围应该包括激光源的SHG波长以使得能够检测峰值。由于这个波长是激光源20波长的一半,这个值由使用的激光源确定。第一带宽范围的顶端和底端应该被选择为确保激光源的SHG波长的变化不影响检测。通过在不同个体和皮肤的不同区域上执行适当数量的测量,可以确定这些变动。在优选实施例中,选择532nm周围±10nm的范围,因为在这个范围内的带宽滤波器容易可得。
选择第二带宽范围96、97,使得这个带宽范围内检测的强度不受激光源的SHG波长的影响,但当在没有SHG的情况下发生LIOB时(就是说LIOB不在胶原蛋白内),检测的强度在第一波长范围94内应该与在第二波长范围96、97内大约相同。这是术语“邻近于”所意指的,并且这包括其中第一和第二带宽范围重叠的情形、以及其中没有重叠的情形。在所描绘的示例中,已经选择第二波长范围,使得它排除了SHG峰(其在大约532nm±2nm),从而产生544m±10nm97或520±10nm96作为可能性。在实践中,可能足够的是,只排除对应于SHG峰的顶部的SHG波长,诸如532nm±0.5nm、532nm±1nm或532nm±1.5nm。因此要排除的范围依赖于SHG峰对第二带宽范围内检测的强度的影响。在实践中,其将主要依赖于峰波长分布和峰尺寸的预期波动。在所有情况下,第二带宽范围将排除至少532nm的激光源的SHG波长。
使用术语“平均”应该被理解为表示强度值的任何适当的集中趋势度量,诸如平均值、中值、模式。所使用的确定依赖于检测方法、可用的强度数据和设备中提供的算术处理设施。
当确定第一94和第二波长96、97范围内检测的强度之间的相似程度时,就是说当LIOB发生但不在胶原蛋白内时,应该考虑强度的背景波动。在仅有LIOB的光谱91中看见的波动不大于大约0.15——这小于在没有LIOB和有LIOB之间的差的一半,该差在区域510到550nm内大约为0.4。其还小于在没有SHG和有SHG之间的差的一半,该差在532nm处为大约0.4。
如技术人员将理解的,这些测量结果确认了,限定允许实现本发明的两个邻近带宽范围是可能的。使用被给定有532nm±10nm的第一带宽范围94和544m±10nm97的第二带宽范围97的示例,第一带宽范围94内的0.3或更多的平均强度的显著差异指示SHG生成,并且第一94和第二97带宽范围两者的0.4或更多的平均的增加指示LIOB生成。
技术人员将能够选择两个邻近带宽范围,从而使得能够通过常规测量和模拟来实现LIOB和胶原蛋白检测。第一和第二带宽范围可以是相同的或不同的宽度——选择由带宽范围内实现的LIOB和SHG检测的准确性和可靠性来确定。适当的带宽范围的一些示例(包括刚刚给出的示例中的一些)是:
在最简单的实施例中,两个强度检测通道可以使用传统技术与电子阈值检测连接,使得如果LIOB不发生则给操作员第一警告,并且如果没有检测到激光源的SHG波长则给操作员第二警告。
对于技术人员来说将明显的是,还可以使用多于两个强度检测通道。这在优化LIOB和SHG检测的可靠性方面可以是有利的。其示例是532m±10nm的第一带宽范围94和包括邻近于第一带宽范围的两个子范围(例如544m±10nm和520±10nm)的第二带宽范围。在那种情况下,第二带宽范围内的平均强度由子范围内的平均强度确定。
设备包括处理器可以是有利的,以用于基于由第一和第二强度检测通道检测的强度,确定在处理地点的位置处LIOB是否发生以及SHG是否生成。在最简单的实施例中,第一带宽范围内的平均强度与第二带宽范围内的平均强度进行比较。处理器可以允许更灵活和可靠的检测,因为可以并入其他参数,诸如设备与皮肤上层的接近度,或测量值可以在几次测量内平均,或值可以与查找表中的预期值进行比较。
设备包括处理器还可以是有利的,以用于确定其应该执行以生成LIOB和SHG的激光强度调节和/或焦点调节。强度通道之间的差异是焦点调节的量度,并且两个通道的平均强度是激光强度调节的量度。这可以通过将水平与储存的参考值进行比较以进行计算,从强度检测通道确定。如果光学系统包括可调节的光学元件和具有可调节激光强度的激光源,在使用期间处理器还可以被采用用于进行精细优化扫描,以确保LIOB和SHG强度最大化。处理器还可以被采用用于在较低的激光强度下扫描通过不同焦点水平,以通过SHG信号检测来确定胶原蛋白位于的大约深度。
通常更快和更方便的是,模拟一些或所有的这些测试结果(例如使用Matlab)并且调节参数以尽可能接近图2A和2B中描绘的测量条件。
本发明提供了使用胶原蛋白内的LIOB在真皮内部创建深伤害的手段。这样的设备和方法可以被用于处理皱纹和细纹(fineline)。
激光源20可以设置在光学系统20外部,并且使用光纤连接到光学系统20。这提供了小的、重量轻的涂抹器单元,其中较庞大和较重的激光源等在单独和静止的单元内。
在图1的实施例中,离开设备的光束21通过接口元件11,并且测量光束23通过其也设置在接口元件11中的开口15进入设备。然而,开口15可以与接口元件11分离,从而为测量光束23提供与光路径21相比完全分离的路径。
备选地,检测器31、32可以集成到接口元件11中,从而简化设备的光学设计。
图1的两个检测器31、32可以替换为单个光电检测器,该单个光电检测器设置有可变带宽滤波器或者用于在带宽滤波器之间切换的机械交换器。
测量系统还可以包括分光光度计,从而允许捕获波长谱,并且还可以包括处理器以用于详细地分析结果。处理器的这种使用还允许适配带宽范围和SHG/LIOB检测算法,由于例如在皮肤的光学性能、不同个体使用设备或在身体的不同区域上使用设备方面的改变。
应该注意的是,上述实施例说明而不是限制本发明,并且本领域技术人员将能够设计许多备选实施例。
在权利要求中,放置在括号内的任何附图标记不应解释为限制权利要求。使用动词“包括(comprise)”及其词形变化不排除存在除了权利要求中陈述的那些之外的元件或步骤。元件前的冠词“一(a)”或“一个(an)”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括若干不同的元件的硬件并且借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的设备权利要求中,这些装置中的若干装置可以通过同一个硬件项来体现。仅凭在互相不同的从属权利要求中记载某些措施的事实,并不表明这些措施的组合不能有利的使用。
Claims (14)
1.一种用于使用激光处理皮肤(30)的无创设备,所述设备包括:
-具有用于生成光束(21)的激光源(20)的光学系统(10),被配置为使得在使用中,所述光束(21)离开所述设备并且撞击在要处理的所述皮肤(30)的外表面上;
所述光学系统被配置为在使用中将所述光束(21)聚焦在所述皮肤内部的处理地点的位置处,由此激光诱导光学击穿被诱导在所述处理地点的所述位置处;
-开口(13),被设置为使得在使用中,从所述皮肤返回的光作为测量光束(23)进入所述设备;以及
-第一强度检测通道(31)和第二强度检测通道(32),被配置和设置为检测所述测量光束(23)的分别在第一带宽范围和第二带宽范围内的强度,其中:
-所述第一带宽范围(94)和所述第二带宽范围(96,97)两者都包括由于激光诱导光学击穿在所述皮肤内产生的光的波长,
-所述第一带宽范围包括所述激光源(20)的二次谐波生成波长,
-所述第二带宽范围邻近于所述第一带宽范围,以及
-所述第二带宽范围不包括所述激光源(20)的所述二次谐波生成波长。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述设备进一步包括处理器,所述处理器连接到所述第一强度检测通道(31)和所述第二强度检测通道(32),所述处理器被配置为基于由所述第一强度检测通道和所述第二强度检测通道检测的强度,来确定在所述处理地点的所述位置处的激光诱导光学击穿和二次谐波生成两者的发生。
3.根据权利要求2所述的设备,其中所述处理器进一步被配置为确定所述激光源(20)的强度的调节、所述处理地点的所述位置的调节、或两者,由此激光诱导光学击穿和二次谐波生成将发生。
4.根据权利要求3所述的设备,其中所述光学系统进一步包括用于将所述光束(21)聚焦在所述皮肤内部的所述处理地点的所述位置处的可调节光学元件(112,113),并且其中所述处理器进一步被配置为通过调节所述可调节光学元件的配置来调节所述处理地点的所述位置。
5.根据权利要求3所述的设备,其中所述激光源(20)的强度是可调节的,并且其中所述处理器进一步被配置为调节所述激光源的强度。
6.根据权利要求1所述的设备,其中所述处理地点的所述位置在要处理的所述皮肤(30)的真皮层(17)中。
7.根据权利要求1所述的设备,其中所述处理地点的所述位置在所述皮肤(30)的所述外表面下方的0.2mm和2mm之间,尤其在所述皮肤(30)的所述外表面下方的0.5mm和1.5mm之间。
8.根据权利要求1所述的设备,其中所述第一强度检测通道(31)和所述第二强度检测通道(32)均包括在所述测量光束(23)的路径中的光学带通滤波器和光电检测器,其中所述带通滤波器被配置为分别允许所述第一带宽范围和所述第二带宽范围的波长通过以到达所述光电检测器。
9.一种使用生成激光的设备来处理皮肤(30)的无创方法,所述方法包括:
-提供具有用于生成光束(21)的激光源(20)的光学系统(10),所述光学系统(10)被配置为使得所述光束(21)离开所述设备并且撞击在要处理的所述皮肤(30)的外表面上;
-将所述光束(21)聚焦在所述皮肤内部的处理地点的位置处,由此在所述处理地点的所述位置处诱导激光诱导光学击穿;
-将所述设备设置为使得从所述皮肤返回的光作为测量光束(23)通过开口(13)进入所述设备;
-检测所述测量光束(23)的第一带宽范围(94)和第二带宽范围(96,97)内的强度,其中所述第一带宽范围和所述第二带宽范围两者都包括由于激光诱导光学击穿在所述皮肤内产生的光的波长,其中所述第一带宽范围包括所述激光源(20)的二次谐波生成波长,所述第二带宽范围邻近于所述第一带宽范围,并且所述第二带宽范围不包括所述激光源的所述二次谐波生成波长。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述方法进一步包括:
-处理在所述第一带宽范围和所述第二带宽范围内检测到的强度,以基于在所述第一带宽范围和所述第二带宽范围内检测到的强度,来确定在所述处理地点的所述位置处的激光诱导光学击穿和二次谐波生成两者的发生。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述方法进一步包括:
-确定所述激光源(20)的强度的调节、所述处理地点的所述位置的调节、或两者,由此激光诱导光学击穿和二次谐波生成将发生。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述光学系统(10)进一步包括用于将所述光束(21)聚焦在所述皮肤内部的所述处理地点的所述位置处的可调节光学元件(112,113),并且所述方法进一步包括:
-依照所确定的所述处理地点的所述位置的所述调节,通过调节所述可调节光学元件的配置,来调节所述处理地点的所述位置。
13.根据权利要求11所述的方法,其中所述激光源(20)的强度是可调节的,并且所述方法进一步包括:
-依照所确定的所述激光源的强度的所述调节,调节所述激光源(20)的强度。
14.一种根据权利要求1到8中任一项的设备在皮肤处理中、尤其在皮肤的无创皱纹减少中的应用。
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