CN108430575B - 以降低的皮肤温度升高来选择性治疗痤疮的激光器设备 - Google Patents

Abstract

一种用于选择性治疗痤疮的激光器装置，包括：端接于提供激光束的光准直器(2)的激光源(1)所述激光源(1)包括开关(13)，所述开关允许传输具有预定义持续时间的所述激光束的脉冲；光机械接口(3)，包括聚焦从光准直器(2)接收的激光束的透镜(4)；连接到所述机械接口(3)的光纤(5)；其特征在于，所述光纤(5)的长度大于15m；并且所述装置包括连接到所述光纤(5)的手持件(10)，其中所述手持件(10)包括光学变焦系统(11)，其允许从所述手持件(10)发出的激光束的直径从0.5毫米变化至5毫米。

Description

以降低的皮肤温度升高来选择性治疗痤疮的激光器设备

本发明涉及用于以降低的皮肤温度升高来选择性治疗痤疮的激光器装置。

文献WO2008/008971中描述了一种用于治疗皮肤的真皮区域的皮脂腺疾病的紧凑型手持便携式装置。

本发明的目的是提供一种用于选择性治疗痤疮的非常有效的激光器装置。

另一个目的是提供一种用于以降低的皮肤温度升高来选择性治疗痤疮的激光器装置，其避免了对周围组织的损伤。

另一个目的是提供一种用于以降低的皮肤温度升高来选择性治疗痤疮的激光器装置，能够降低治疗所涉及的部分皮肤的加热效果。

根据本发明，所述目的和其他目的通过用于选择性治疗痤疮的激光器装置并通过根据所附权利要求的方法来实现。

在从属权利要求中描述了本发明的其他特征。

根据本发明，提供了一种用于选择性治疗痤疮的解决方案，其保证优化确定引起皮脂腺的热损伤的温度升高ΔT的物理参数的优化，同时允许其中的一些动态控制：

·1726nm的波长λ，通常在1690nm-1750nm的波长范围内，因此减少了由于吸收皮脂腺周围组织中的水而产生的加热效应，从而保证了最小的扩散效应并且因此保证了分数f的最大值；

·P功率＞1W，从而保证对于发射中非常稳定的过程(波动＜3％)有合适的能量密度，从而不会长期改变过程深度；

·具有平坦顶部强度分布(η＜15％)的激光束，即适于皮脂腺的选择性处理，其在周围组织中不会引起损伤，并且直径φ＞0.5mm，更一般地可选自0.5mm-5.0mm，保持激光束强度分布不变并保证以选定的方式穿透生物组织的可能性；

·控制皮肤表面温度Ti∈[-10℃；+10℃]，无需使用任何可对人体皮肤造成热冲击的致冷剂气体；

·激光脉冲τ的持续时间，例如不要长于皮脂腺扩散热量的时间，以避免加热腺体周围的组织。

本发明的系统主题允许在生物组织内获得最佳的温度分布，以便以最小的激光辐射能量实现痤疮的选择性治疗，减少激光辐射与所述组织的相互作用效应。

应该补充的是，所提出的解决方案除了克服痤疮治疗过程的限制之外，还允许获得“平坦顶部”光束，其强度分布与激光辐射释放条件和所述激光辐射的功率无关。

本发明的特征和优点将从下面通过附图中的非限制性例子说明的实际实施例的详细描述中显而易见，其中：

图1示出了由具有50J/cm²能量密度以及在顶部具有3.5mm的光束直径以及在底部具有1.5mm的光束直径的1726nm处的激光束在生物组织中引起的温度升高ΔT，所述温度升高ΔT在右边具有均匀的强度分布(平坦顶部)并且在左边具有高斯分布，其中仿真认为皮脂腺位于具有R＝0cm的Y轴上，位于0.6mm的皮肤表面深度处，其中X轴表示以厘米为单位的深度，Y轴表示以厘米为单位的光束尺寸；

图2示出了由能量密度等于50J/cm²的激光束引起的沿皮肤腺垂直轴R＝0的具有高斯强度分布的温度升高分布ΔT，其中温度升高分布ΔT在从较低曲线到光学激光束的直径等于0.25、0.5、1、2、3、3.5、4以及5mm的较高曲线中具有变化，其中在段A和D之间发现真皮并且在段B和C之间发现皮脂腺；

图3示出了由能量密度等于50J/cm²的激光束引起的沿皮脂腺垂直轴R＝0的具有均匀的强度分布的温度升高分布ΔT，其中温度升高分布ΔT在从较低曲线到光学激光束的直径等于0.25、0.5、1、2、3、3.5、4以及5mm的较高曲线中具有变化，其中在段A和段D之间发现真皮，并且在段B和段C之间发现皮脂腺；

图4示意性地示出了根据本发明的用于选择性治疗痤疮的激光系统；

图5示出了具有200微米芯直径和芯数值孔径0.22的光纤随着光纤L长度的变化在1726nm处的激光束强度分布的演化；

图6示出了作为激光束直径φ的函数的辐射穿透入生物组织z的依赖性；

图7示出了热路径R_th与脉冲τ的持续时间的依赖性；

图8示出了利用具有400ms持续时间的单个脉冲的皮脂腺的温度变化；

图9示出了利用具有100ms持续时间的三个脉冲序列的皮脂腺的温度变化。

当激光辐射或更一般地光辐射击中生物组织时，遇到的第一个效应是由组织吸收光子。同时可以观察到光子散射现象，并且在某些情况下反射现象与吸收相竞争。物理上，这些过程取决于组织的吸收系数(μa)、散射系数(μs)和散射的各向异性系数(g)以及反射的折射率比(n)。其次，被生物组织吸收的光(在下面也被定义为目标或目标组织)被转换成热量，能量(ΔE)，其可以扩散到周围组织中。因此记录温度升高((ΔT)：ΔT＝ΔE/(ρ×Cp)(公式1)其中ρ和Cp分别是组织的密度和比热)。这种温度升高不仅发生在目标组织上，而且发生在周围组织中。热扩散的时间趋势受热弛豫时间(tr)控制。热弛豫时间被定义为顺序上所需的时间间隔，给定高斯温度分布的宽度等于目标组织的直径，其中心值减小50％。近似地，tr[ms]与目标组织的直径的平方成正比，并与热k：(d^2)/(n×K)的扩散常数成反比，其中n取决于目标的几何形状。例如，长度为0.1mm的皮脂腺在0.5秒内显著加热。由目标组织吸收的能量和入射辐射的能量密度通过以下等式链接：

其中f表示入射辐射强度在到达目标组织之前的减少分数。如果光辐射的强度或更好的能量密度(F)(定义为(入射辐射的能量)/(入射辐射点的面积))足够，则对于方程2，温度升高破坏目标组织。应该记住，入射辐射的能量密度(F)可以用激光功率P和脉冲持续时间t来表示：F＝(功率×脉冲持续时间)/(光斑面积)，在这种情况下，我们可以谈论热损伤并且据说光辐射已经完成了治疗。将公式1和公式2组合，我们具有：

从中推断出引起热损伤的温度升高正比于：

a)吸收系数μa，因此取决于入射辐射λ的波长；

b)随着散射现象增加而减小的分数f，因此对于之前的光斑取决于入射辐射的波长并且与光辐射在生物组织中穿透的深度z相关；

c)通过关系式E＝P×τ来计算的入射辐射E的能量以及因此辐射系统的功率P；

d)光辐射τ的照射时间，如果大于热弛豫时间tr，则能够引起热量越过目标组织的更大传播并因此导致过度的温度升高；

e)直径φ和激光束区域的强度分布；

f)目标组织的初始温度值Ti。

此时反映在温度范围(ΔT)的生物学重要性上是合适的。在许多人体组织中，温度升高引起50℃-60℃范围内的温度足以引起热损伤，但是对于更高的值，会发生非常不希望的效应。详细地说，在的温度范围内，蛋白质结构和胶原变性，而在

的温度范围内，核酸解聚并且膜变得可穿透。当温度达到100℃时，组织中含有的水发生汽化。结论是，通过光辐射导致目标组织中的温度升高(ΔT)从而引起热损伤的方法对于美学和医学应用而言是相当有意义的，但是在所述过程中，必须避免能够诱发如上所述的副作用的周围组织中的不期望的温度升高。因此，在上述应用中，在该过程期间控制温度升高所依赖的所有物理参数(公式3)是根本的。在所有已知的研究中，毫无疑问R.R.Anderson教授的出版物是最详尽的。选择性光热解法(Anderson和Parrish，在Science220：524-527 1983中发表的Selective photothermolysis：precise microsurgery byselective absorption of pulsed radiation)基于如下原理：适当的和最大的温度升高(ΔT)仅出现在所选择的目标组织中，即由光辐射或激光辐射引起的损伤被限制(Aloraand Anderson，在Lasers in Surgery and Medicine 26：108-1182000中发表的RecentDevelopments in Cutaneous Lasers)。选择性光热解技术已应用于不同领域，包括痤疮的选择性治疗。US6605080示出了用于选择性以富含脂质的组织为目标的方法和装置，并且极好地教导了用于选择性治疗痤疮的能量密度值，但是对于假设相同的波长的入射辐射穿透进入生物组织的问题没有做回答，考虑到(再次如US6605080中所述的)皮脂腺位于从皮肤表面1mm到4mm的广泛的深度处。在这方面，申请人已经注意到辐射穿透皮肤的穿透z取决于激光斑点的能量密度，特别是激光斑点的面积，即激光斑点的直径φ(图1)。US6605080指示能量密度范围和时间值范围，在该范围内进行治疗痤疮。所述值范围不考虑在公式3中数学表示的与进入到生物组织的穿透效率共存的相关性。再次在US6605080中提出了许多波长范围λ(880nm-935nm，1150nm-1230nm，1690nm-1750nm和2280nm-2350nm)，在这些范围中可以选择性地治疗痤疮。当选择性的光热分解建立时，痤疮的选择性治疗的最佳条件是当富含皮脂腺的脂质的吸收系数(μ_alip)大于其中富含表皮和真皮的所述腺周围的组织的水的吸收系数。通过这种方式可以获得皮脂腺的强烈(选择性)吸收，而不是富含水的周围组织。所述状况出现在US6605080中报道的所有波长范围内，但出于以下两个原因，上述波长范围对于治疗人体皮肤上的痤疮的目的不等同：

1-从880nm-935nm范围通过到1690nm-1750nm范围，到达人体皮肤表面的功率P的辐射贡献低10倍；

2-散射的影响随着波长增加而减小，因此分数f变化；

3-另一方面，光辐射的穿透能力随着波长而增加。

因此，定义一个单独的波长范围或者更好地定义发射光源的波长或者更好地定义激光源，并且优化用于该波长的痤疮的选择性治疗的所有参数是有利的。2006年，RoxR.Anderson教授(Anderson等人，在Lasers in Surgery and Medicine 38：913-919 2006中发表的Selective Photothermolysis of Lipid-Rich Tissues：A Free ElectronLaser Study)使用具有1720nm波长的自由电子激光器进行初步测试，得出如下结论：1720nm处的选择性脂质吸收带对表面目标(即最大2mm皮肤深度)的选择性治疗可能是感兴趣的，如表面皮脂腺。最近，在2011年，基于能够发射波长为1708nm的激光辐射的拉曼散射开发了光纤源(Alexander等，在Lasers in Surgery and Medicine 43：470-480 2011中Photothermolysis of sebaceous gland in human skin ex vivo with a 1708 micronRaman fiber laser and contact cooling)。使用基于拉曼散射的光纤光源的决定，意味着出现的光束具有高斯分布的强度分布，该决定因此保证在用于选择性治疗痤疮的最佳波长范围内操作。该解决方案的限制是使用具有高斯分布的强度分布的所述激光束。事实上，所述光束不是最适合选择性治疗痤疮的。正如作者所指出的那样，该分布可能会导致位于腺体外的组织受损。在WO2011/084863A2中，相比于具有高斯分布的一个典型的激光束，同样建议使用具有更均匀的空间分布的激光束，但没有给出关于如何获得它以及如何使其对选择治疗痤疮有效的任何指示。为了减少皮肤表面温度过度升高引起的损伤，在现有的用于治疗痤疮的装置中引入了冷却系统。有许多解决方案限定了皮肤表面的冷却系统，即它们限了适当的初始温度值Ti。这些解决方案中的许多基于皮肤表面上的低温液体的排放(Paithankar等人，在Lasers in Surgery and Medicine：31：106-114 2002中发表的Acnetreatment with a 1,450 wavelength laser and cryogen spray cooling)。这些解决方案通常很复杂并且不是最佳的，因为在治疗过程中，导致温度升高ΔT的辐射的能量密度值必须急剧改变。

总之，已知技术对痤疮的选择性治疗具有不同的方法，但是没有一种整体解决方案允许控制和动态修改影响温度升高并且在方程式3中进行了数学讨论的所有参数。结果，所提出的解决方案中没有一个排除了诱导对皮脂腺周围组织的生物损害的可能性。

蒙特卡洛仿真已被用于识别用于克服上述已知技术的限制的可能解决方案。在这些仿真中，目标组织由位于皮肤内，特别是真皮内的皮脂腺代表。例如，腺体位于皮肤表面0.6mm处，长度为1.0mm。图1示出了蒙特卡罗仿真，其左边示出了随着激光辐射斑点的直径减小而由具有高斯强度分布的光束引起的温度升高(ΔT)，并且在右边示出了随着激光辐射斑点的直径减小而由具有均匀强度分布(也称为“平坦顶部”)的光束引起的温度升高(ΔT)。在该讨论中，确定了当强度的标准偏差(δI)相对于相同强度的平均值(＜I＞)之间的比(η)小于预定值时(在这里设定为15％)，激光束强度分布是平坦顶部的。在相同的能量密度下，观察到具有均匀强度分布(平坦顶部)的光束在第一层组织(即在皮脂腺之前的那些组织)中引起均匀的温度升高(ΔT)。另一方面，具有高斯强度分布的激光束引起强烈的温度升高(ΔT)梯度，特别是在组织的第一层中。这在图2中特别明显。图2示出了随着激光束直径的变化，由具有高斯强度分布(左上)的激光束引起以及由具有均匀的强度分布(右下)的激光束引起的，沿着皮脂腺纵轴(R＝0)的温度升高(ΔT)分布。对于具有直径＞1mm的高斯强度分布的激光束，在腺体前面的皮肤层中引起＞70℃的温度升高。所述升高对于所述皮肤层是不希望的。所述效果不发生在具有与前述激光束相同的能量密度但是却具有均匀的强度分布特征的激光束上。而且，对于具有均匀强度分布(平坦顶部)的激光束，随着光束直径变化，温度升高的变化(ΔT)大大降低。结论是，相对于具有高斯强度分布的激光束，具有均匀强度分布的激光束优选用于选择性治疗痤疮，而不会对周围组织造成损害的副作用。蒙特卡罗仿真的分析强调，随着入射激光辐射束的直径的增加，辐射进入生物组织的穿透度z增加。因此调节光斑φ的直径的优点是明显的，从而保持过程能量密度恒定，以便达到或多或少的深层皮肤层。在各种应用(EP2407807，US5658275)中使用“平坦顶部”光束是优选的，并且存在许多用于从多模源的强度分布开始获得这样的光束分布的技术。特别是在US6532244中，通过向两个多模光纤中注入多模激光束(V数＞2.405)获得“平坦顶部”光束，第一个具有低于第二个的V数；在称为远程控制光纤的第二光纤上，光纤以适当的曲率半径弯曲(称为弯曲技术)。也已知一种解决方案(WO2011070306)，其中具有高斯强度分布的激光束借助于非线性材料转换为具有强度分布的光束。具有任意强度分布的激光束也可以通过特殊的衍射光学元件制成平坦顶部。所述解决方案不是特别优选的。详细地说，为了获得具有均匀强度分布的光束，在光纤上引入曲率半径的应用由于曲率引起的功率损失问题而不可取(D.Marcuse，在J.Opt.Soc.Am.66(3)，216(1976)中发表的“Curvature lossformula for optical fibers”)和在受弯曲的光纤中产生微裂纹的概率。从具有V号V1的光纤切换到具有V号V2的光纤以致V2＞VI的决定需要使用具有破碎波前并且引起光强度损失的光学器件。最后，需要使用离散光学器件(例如微透镜或非线性材料)的解决方案在激光辐射通过非线性材料时引起相当大的功率损失。最后，还已知为了获得具有均匀强度分布的光束，光纤中不均匀光束的起始必须以适当的角度发生(Shealy和Hoffnagle在Appl.Optics Vol 452006中发表的Laser beam shaping profiles and propagation)

根据本发明的用于选择性治疗痤疮的激光器装置包括基于拉曼效应的光纤中的激光源1。光源1端接于光准直器2中。准直器2通过光机械接口3与光纤5光学对准。光机械接口3由线性和角度微测量调节系统(x-y-z，θ-ψ)，其借助位于其中的透镜4将从准直器2发出的准直光束聚焦在光纤5的芯内。光机械接口3端接于SMA连接器6中，并且多模光纤5从SMA连接器7开始。

光纤5端接于SMA连接器8，SMA连接器8连接至手持件10，手持件10在治疗期间借助于与SMA连接器8配合的SMA连接器9与生物组织接触。

手持件10包括光学变焦系统11，其允许从光纤5发出的激光束被放大。

手持件10在其端部包括蓝宝石窗口12。

激光源1包括开关13，开关13中断激光束的传输并且允许调节发送的激光脉冲的持续时间。

通过适当地启动开关13，可以发送期望持续时间的激光脉冲并且分开期望的等待时间。

源1在1726nm或更通常在1720nm-1730nm的波长范围内发射波长。脂质的吸收系数不仅在所述范围内大于水的吸收系数，ηalip＝10cm-1＞ηaH2O＝6cm-1(在1720nm处)，而且散射系数(3.5cm-1，1720nm)相对于脂质吸收系数(10cm-1@1720nm)大大降低，保证了几乎所有入射光子都被生物组织吸收的条件。从光准直器2发出的辐射是准直的，并具有在3mm-5mm范围内的直径。源1可以以连续模式或脉冲模式发射光辐射。激光源1设置有功率调节器和提供源的脉冲发射的开关。考虑到源1的性质，从准直器2发出的辐射的强度分布具有高斯形式。在另一种结构中，激光源可以用V数＞2.405的光纤端接。

光机械接口3由线性和角度微测量调节系统(x-y-z，θ-ψ)组成，其借助于透镜4将从准直器2发出的准直光束聚焦在光纤5的芯内。

光纤5具有以下特征：

1.其芯部的直径φ和数值孔径NA对于产生具有均匀强度分布的光束不起作用，但起到确保通过透镜4的准直激光辐射的注入最大化的作用，从而不会引起光强度的损失以及SMA连接器7的不期望的过热；

2.V数＞2,405；

3.芯可以具有圆形，方形或矩形轮廓；

4.长度L，以便在称为L＊的L的特定值之后获得具有均匀强度分布的激光束；

5.它以曲率半径缠绕，该曲率半径仅对装置中的壳体起作用，并且不会由于弯曲而引起辐射强度损失。

图5示出了针对光纤长度L的不同值而从光纤5出射的激光束的强度分布。作为例子，对于V数＝78，50的光纤，其强度分布是均匀的η＜15％的L的值是L＊等于或大于25μm。如果我们考虑η＜20％，则长度L＊等于或大于15m。

应该注意的是，当光纤L的长度为L＞L＊时，参数η与释放条件无关，例如透镜4的规格。因此，实现后者的结果使得物理参数η对于痤疮的选择性治疗起作用，与系统随时间可能改变的任何光学对准条件无关。此外，仅使用光纤的长度参数作为用于产生平坦顶部光束的控制因素的技术选择具有不引入激光源1的任何类型的功率损耗P的优点。总之：选择获得用于痤疮的选择性治疗的强度分布η＜15％的适当均匀性与治疗所需的激光辐射的功率P无关。

已经确定L＊取决于光纤的V数值和入射激光辐射的波长。特别是已经确定，L＊随着V数增加而减小，并且L＊随着波长减小而增加。总之，不仅所选择的波长范围1720nm-1730nm对于上述系数的值是有利的，而且获得的强度分布均匀性值较低。在所提出的解决方案中，光纤容纳在装置中的曲率半径不具有使强度分布均匀的任何效果。总之，满足上述5个条件的光纤5是将从准直器2发出的具有高斯强度分布的强度分布的激光束变换成具有均匀强度分布的激光束的元件。以类似的方式，光纤5可以将具有不均匀强度分布的非单模激光束转换为具有均匀强度分布的光束。

光纤5和手持件10通过两个SMA连接器连接的事实使手持件10成为可更换的元件，即，在应用领域中在治疗过程其发生故障或者损坏的情况下是十分有用的。

变焦系统11由适于在位于所述系统的图像平面中的蓝宝石窗12上产生保证相同强度分布的光纤5的输出表面的放大图像的光学系统组成。

光学变焦11是由3个透镜组成的光学系统。作为例子，第一透镜11a是将从光纤5发出的光束聚焦在第二透镜11b上的平凸透镜。第二透镜11b是双凹透镜。第三透镜11c是将来自第二透镜11b的放大后的光束变换成到达窗口12的准直光束的双凸透镜。在第一透镜11a和第三透镜11c之间移动的第二双凸透镜11b分散光线，从而改变从光纤5发出的光束的放大率。

第二透镜11b的移动以已知的方式发生并且可以以连续模式从外部进行调整。

在第三透镜11c之后的替代解决方案中，可以引入另外的第四双凸透镜11d，其允许放大的光束聚焦在生物组织内部。由变焦系统11实现的放大倍数“m”是可变的，从而在治疗期间动态地获得激光束的最适合的直径φ。该光学配置不会改变激光束的强度分布。

作为例子，假定光纤5是芯直径为0.2mm的光纤，变焦系统11允许动态地获得范围从2.5x到25x的放大率，从而在蓝宝石窗口中产生直径在0.5mm-5.0mm的范围内变化的激光束，并且更优选地在1.5-3.5mm的范围内变化。该解决方案具有在治疗期间修改两个过程参数的独特特性：能量密度，并且因此目标组织中的温度升高ΔT和发出的激光束的尺寸，并且因此在组织中辐射所达到的深度水平(图6和7)。强调的是，所述动态不影响激光束强度分布的均匀性水平。还可以引入一个反馈系统，该系统连接由系统11产生的放大率，从而连接点φ的直径，同时调节由激光源1发射的功率P，使得到达皮肤表面的每个点的直径获得适当的能量密度。举例来说，如果我们想要利用具有均匀强度分布和直径3.5mm的光束施加50J/cm²，则将需要大约60W的激光功率。如果在相同的治疗过程中需要降低能量密度，例如从50J/cm²降低到30J/cm²，而不改变工艺深度，即将光斑保持在3.5mm，则足以将源1的功率降低至大约36W。再举一个例子：如果我们希望利用均匀强度分布和直径4.0mm的光束施加30J/cm²，则需要约62W的激光功率。如果在相同的治疗过程中需要在不改变能量密度的情况下减小处理深度，则将光斑的尺寸减小到2.0mm并且将激光源2的功率减小到19W就足够了。图6显示了处理深度z对光束尺寸φ的依赖关系。请注意，在治疗痤疮期间，到达布置在更浅皮肤层中的皮脂腺是没有问题的，但是到达位于深处的腺体更加困难。所提出的解决方案允许解决这个关键性问题，因为它允许以动态的方式对表面腺体和更深的腺体或者更一般地从0.5mm到5.0mm范围内的腺体进行相同的治疗。如果我们考虑疼痛感受器在皮肤上的位置，所提出的解决方案的另一个优点是明显的。它们位于皮肤z＜2.5mm的表面区域，平均密度约为100/cm²。因此，为了治疗位于皮肤表面附近的皮脂腺，例如在范围z∈[0.5mm；2.5mm]，并且减少对最大数目的感受器的刺激，利用直径φ＜2.0mm的光束来操作是适宜的。

在某些情况下，为了减少对皮肤表层的伤害，降低所述层的温度是有利的。为了降低第一层皮肤的温度，可以使用连接至手持件10的冷却系统(未示出)，该冷却系统借助于从管14发射的气流可以降低定位在变焦系统11之后的蓝宝石窗口12的温度；蓝宝石窗口12被放置成与待治疗的生物组织接触。所述冷却系统允许将温度调节在-10℃至+10℃的范围内。该解决方案提供了双重优点：一方面，水流不用于冷却窗户12，另一方面，撞击窗户12内侧的气流，即与待治疗的生物组织的接触表面相反的那一侧，防止元件12暴露于低温所产生的冷凝物的形成。蓝宝石窗口12更一般地是由于其高热导率值和对感兴趣的辐射的透明度而被选择的光学窗口，但不改变激光束强度分布的形式。

皮肤表面以下各层皮肤的冷却过程受热力学定律的调节。考虑到这一点以及激光源1的开关13的存在，可以调节要施加的脉冲或一系列脉冲的持续时间，如图8和9所示。

在时刻t＝0毫秒时，皮脂腺用功率P照射τ时间。腺体的温度从组织T_base的基础温度传递到最大温度T_peak，即获得温度升高ΔT。激光脉冲τ的持续时间低于目标组织的热弛豫时间(在该示例中其为450ms)，如先前所讨论的那样取决于目标的几何形状，以便不诱发其周围组织的加热。辐射后，温度下降，经过一段时间后腺体的温度回到T_base。

如果脉冲τ的持续时间，即功率P被施加的时间长度，不足以引起在皮脂腺中产生热损伤的温度升高ΔT，则脉冲τ的持续时间增加直到达到由热弛豫时间表示的最大值极限。由于释放腺体吸收的能量，这导致腺体周围的组织区域受热。这些区域的范围取决于脉冲的持续时间，并且表示辐射皮脂腺释放的能量的径向传播的热路径Rth(图7)取决于辐射的持续时间。

所提出的解决方案允许通过激光脉冲的时间调制来避免加热皮脂腺周围的组织部分。图9示出了具有50℃和

热变性值的皮脂腺的所述调节的实例。图8示出了发射持续时间为400ms的脉冲的源的温度值。图9示出了根据本发明由发射三个每个持续时间为100ms的脉冲的相同的源引发的温度值，三个脉冲的间隔时间为500ms。在第一种情况下，径向传播是0.45mm，在第二种情况下，是根据本发明的那种，所述值减小50％，即它达到0.22mm的值。举例来说，源1的脉冲可以在10ms和500ms之间的范围内调制。

如果具有适当功率的单一激光源不可用于执行痤疮的选择性治疗，则引入其中组合两个或更多个源的替代解决方案。

Claims (8)

1.一种用于选择性治疗痤疮的激光器装置，包括：端接于光准直器(2)的提供激光束的激光源(1)；所述激光源(1)包括开关(13)，所述开关允许具有预定持续时间的所述激光束的脉冲被传输；光学机械接口(3)，包括聚焦从光准直器(2)接收的激光束的透镜(4)；连接到所述光学机械接口(3)的光纤(5)；

其特征在于，所述光纤(5)的长度大于15m；并且所述装置包括连接到所述光纤(5)的手持件(10)，其中所述手持件(10)包括允许从所述手持件(10)发出的激光束的直径从0.5毫米变化至5毫米的光学变焦系统(11)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光源(1)发射波长为1726nm的激光束。

3.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述激光源(1)是单模的。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述光纤(5)是多模光纤。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述光纤(5)在其输出处产生具有平坦顶部光束强度分布的激光束，其中强度的标准偏差相对于相同强度的平均值的比低于20％。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述手持件(10)在其输出端处包括蓝宝石窗口(12)。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置包括冷却系统，所述冷却系统将预定温度的空气输送到所述蓝宝石窗口(12)的内表面。

8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述开关(13)被控制使得脉冲的持续时间在10ms和550ms之间的范围内。

Images