CN110167635A - 用于选择性光热瞄准的热梯度预处理的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了用于向目标介质提供受控热处理的系统和方法。执行预处理过程以在目标介质内建立热梯度。在建立热梯度之后，在目标介质内进行光处理。目标介质可包含感兴趣的发色团(诸如皮脂)。

Description

用于选择性光热瞄准的热梯度预处理的系统和方法
关联申请的交叉引用
本申请要求于2016年10月21日提交的美国临时专利申请序列第62/411,149号的权益，并通过引用将其结合于此。
关于联邦资助研究的说明
不适用
背景技术
本公开总体上涉及用于瞄准(target)嵌入介质中的特定发色团的系统和方法的改善。具体地，本公开涉及用于瞄准皮脂腺并在皮脂腺中引发损伤而不超过相邻组织的给定损伤阈值的系统和方法。
使用皮脂的光学激发来引发热损伤的瞄准皮脂腺的概念在本领域中是已知的。然而，为了实现热损伤，必须应用大量的光，其被皮脂腺和较高的皮肤层吸收并导致温度显著地升高。这种升高的温度会引起受试者的疼痛，并且可能对覆盖目标腺体的表皮造成不必要的损伤。
为了抵消疼痛，已经作出了各种尝试来应用表面冷却。然而，表面冷却不足以克服由一些发色团(诸如皮脂)的热损伤引起的疼痛。在皮脂和引起皮脂腺损伤的情况下，表面冷却不能防止疼痛。
存在对允许在各种发色团(诸如皮脂)中诱导热损伤，同时保持低于受试者的疼痛和不希望的损伤阈值的改善的明显需求。
发明内容
本发明通过提供用于向目标提供受控热处理(treatment)的系统和方法来克服先前技术的缺点。
在一方面，本公开提供了一种向目标介质提供受控热处理的方法。该方法可以包括以下步骤中的一个或多个：对目标介质进行预处理(precondition)以建立具有在距目标介质的表面预定义深度处的峰值温度的热梯度；以及对目标介质进行光处理。
在另一方面，本公开提供了一种系统。该系统可以包括预处理子系统、光处理子系统、处理器、和其上存储有计算机可执行指令的存储器，所述指令在由处理器执行时，使处理器执行如本文所述的方法，处理器被配置成用于执行计算机-可执行指令。
本公开的前述及其他优点从以下描述中将变得明显。在说明书中，参照在此形成其一部分的附图，并且在附图中通过图示的方式示出了本公开的某些方面。然而，这些方面并不一定表示本公开的全部范围，并因此参考权利要求书并在此用于解释本公开的范围。
附图说明
下面将参照附图对本公开进行描述，其中相同参考号表示相同元件。
图1是根据本公开的方面的系统的示意图。
图2是根据本公开的方面的系统的示意图。
图3是示出根据本公开的方面的热梯度的曲线图。
图4是根据本公开的方面的扫描方案的示意图。
图5是示出根据本公开的方面的方法的流程图。
图6是示出根据本公开的方面的方法的流程图。
图7是示例12和其他地方中使用的实验装置的示意图。
具体实施方式
在进一步详细描述本发明之前，应当理解本发明不限于所描述的特定实施例。还应当理解本文中所使用的术语仅出于对特定实施例进行描述的目的，而并不旨在进行限制。本发明的范围将仅受到权利要求书的限制。如本文中所使用的，单数形式“一(a、an)”和“所述(the)”包括复数的实施例，除非上下文另有清楚地指出。
对本领域技术人员而言应该显而易见的是，除已描述的那些之外的许多附加的修改是可能的，并且不背离本文中的发明理念。在对本公开进行解释时，所有术语均应以与上下文一致的最广泛的可能方式进行解释。术语“包括/包含(comprising/including)”、或“具有(having)”的变化应当被解释为以非排他性方式引用元件、部件或步骤，因此所引用的元件、部件或步骤可以与未明确引用的其他元件、部件或步骤进行组合。引用为“包括”、“包含”或“具有”某些元素的实施例也被认为是“基本上由那些元素组成”和“由那些元素组成”的，除非上下文另有明确指出。应当认识到，本公开的关于系统所描述的各方面可应用于方法，并且反之亦然，除非上下文清楚地另外指明。
本文公开的数值范围包括它们的端点。例如，1和10之间的数值范围包括值1和10。当针对给定值公开一系列数值范围时，本公开明确考虑包括那些范围的上限和下限的所有组合的范围。例如，在1和10之间的或在2和9之间的数值范围旨在包括在1和9之间以及在2和10之间的数值范围。
本公开提供了用于向目标提供受控热处理的系统和方法。如上所述，现有的系统和方法已经通过电磁辐射来应用热处理，在某些情况下，电磁辐射在感兴趣的发色团中具有选择性吸收。此外，已经应用表面冷却以帮助减少由电磁辐射的非选择性吸收引入的疼痛量。然而，这些方法都没有产生有效损伤发色团或发色团周围的材料的同时保持低于患者可忍受的疼痛阈值的处理。本公开提供了可以涉及预处理的系统和方法，该预处理利用表面冷却结合预加热(例如，光诱导的预加热)来建立热梯度，该热梯度具有在感兴趣的目标发色团位于和/或预期位于的深度处的峰值温度。然后可以引入随后的光处理以将发色团的温度升高到诱导目标损伤的水平，同时将在发色团深度之上和之下的组织的温度保持足够低以使受试者不遭受不希望的损伤和/或经历极度疼痛。引入损伤的选择性程度和通过本文描述的系统和方法减少对受试者的疼痛的程度是令人惊讶的，并且标志着对现有技术的实质性改善。
系统
参考图1，本公开提供了系统10。系统10可以包括预处理子系统12、光处理系统14和计算机16。如下面更详细地讨论的，系统10被配置成用于对具有目标表面20的目标介质18提供处理。
预处理子系统12可包括预处理冷却设备22和预处理加热设备24。
预处理冷却设备22可以是本领域普通技术人员认为适合于对目标介质18应用冷却的设备。在某些方面，预处理冷却设备22可以是传导冷却设备或对流冷却设备。合适的预处理冷却设备22的示例包括但不限于耦合到冷却回路的导热材料(例如，金属、玻璃、陶瓷、蓝宝石窗、气态流体(诸如空气)、液态流体(诸如重水)、液体或气态流体的脉冲喷雾等)。合适的预处理冷却设备22的一个具体的非限制性实例包括两个窗(诸如两个蓝宝石窗)，在其间具有流体，诸如气态或液态流体，其中流体通过冷却回路循环。可以根据热回路领域的普通技术人员的知识来构造冷却回路。在某些方面，预处理冷却设备22可包括表面接触部分26，其被配置成接触目标表面20以用于应用冷却。在某些方面，表面接触部分24对于电磁波谱的各个部分可以是透明的。在某些方面，表面接触部分26可包括一个或多个孔，该一个或多个孔被配置成提供用于从预处理加热设备24传输一个或多个热源的通孔(例如，孔可以允许电极、超声能量、电磁辐射等通过)。
预处理加热设备24可以是包括一个或多个电极的射频源、配置成向目标介质18提供热效应的超声探头、预处理微波源、或预处理光源。
在某些方面，预处理加热设备24可以是预处理光源。预处理光源可以是激光器(例如，光纤激光器、二极管激光器、或其他合适的激光器)、发光二极管、白炽光源、弧光灯(也称为放电灯)、闪光灯(例如，Xe闪光灯)等。
预处理子系统12可包括各种电子器件、电源、控件、电路、光学器件等，以便根据本文所述的性能提供合适的功能。
光处理子系统14可包括光处理光源30。光处理光源30可以是激光器(例如，光纤激光器、二极管激光器、或其他合适的激光器)、闪光灯(例如，Xe闪光灯)等。
光处理子系统14可包括各种电子器件、电源、控件、电路、光学器件等，以便根据本文所述的性能提供合适的功能。
在某些方面，预处理光源和光处理光源30可以是相同的设备。当预处理光源和光处理光源30是同一设备时，该设备可以是激光器(例如，光纤激光器、二极管激光器、或其他合适的激光器)、闪光灯(例如，Xe闪光灯)等。
预处理光源和/或光处理光源30可以被配置成发射具有穿透到目标介质18的所需深度的波长或波长范围的光，包括在350nm和2000nm之间的波长或波长范围，包括但不限于600nm和1100nm之间、610nm和700nm之间、1600nm和1800nm之间、1000nm和1500nm之间、450nm和650nm之间的波长或波长范围，或适于实现本文所述的所需效果的其他波长或波长范围。在某些方面，预处理光源和/或光处理光源30可以配置成发射具有调谐到感兴趣的发色团的吸收峰的波长的光。在某些方面，预处理光源和/或光处理光源30可以配置成发射具有760nm、920nm、1064nm、1210nm、1726nm的波长或适于实现本文描述的期望效果的其他波长的光。应当理解，在定义波长的情况下，还预期吸收带的标称波长。
本领域普通技术人员将理解，波长的选择可涉及许多变量，包括目标发色团的吸收带的位置、强度、和形状，以及竞争发色团的吸收带的位置、强度、和形状。因此，在一些情况下，可以选择波长以用于目标发色团的峰值吸收，只要竞争发色团不会显著干扰该峰值吸收波长处的吸收。在其他情况下，可以选择波长以用于保持显著但比峰值吸收弱的吸收，但是竞争发色团可能干扰峰值吸收波长并且不干扰所选择的波长。在预处理的情况下，选择波长以适当地实现如本文所述的空间温度梯度，以及本文所述的预处理效果。在光处理的情况下，选择波长以适当地实现本文所述的光处理效果。
预处理光源和/或光处理光源30可以配置成发射连续波光、光脉冲或连续波光和光脉冲。预处理光源和/或光处理光源30可以配置成可在连续波光和光脉冲之间切换。在某些情况下，预处理光源和/或光处理光源30可以具有成形光束，其中发射的能量在表面处的直径更大并且更集中在期望的深度。实现其的一种手段是通过使用高数值孔径物镜。在这些情况下，扫描成形光束可能是有益的，例如通过使用本文其他地方描述的方法。
预处理光源和/或光处理光源30可以配置成发射具有脉冲宽度在10fs和连续波之间的光脉冲，包括但不限于脉冲宽度在100fs与1秒之间、在1ps与750ms之间、在10ps与500ms之间、在100ps与250ms之间、在1ns与100ms之间、在10ns与50ms之间、在100ns与10ms之间、在1μs与750ms之间、在10μs与500ms之间、在50μs与250ms之间、在100μs与100ms之间、在500μs与50ms之间、或在1ms与25ms之间。预处理源穿透到组织中的深度使得包含表面下目标的组织层可以在处理脉冲的到达之前被加温。预处理源的吸收平均功率密度使得在处理脉冲的到达之前，组织表面处的冷却保持比目标组织层处的温度显著低的、非损伤的温度。用于预处理源或处理源的脉冲可以由脉冲源(诸如脉冲激光器)，或者由空间扫描连续或准连续源来提供以实现所需的平均吸收功率密度。使用本领域普通技术人员已知的方法将如本文所述的脉冲宽度测量为半峰全宽(full-width at half maximum)。预处理光源和/或光处理光源30可以配置成发射具有在100fs与1秒之间，包括但不限于在1ps与750ms之间、在10ps与500ms之间、在100ps与250ms之间、在1ns与100ms之间、在10ns与50ms之间、在100ns与10ms之间、在1μs与750ms之间、在10μs与500ms之间、在50μs与250ms之间、在100μs与100ms之间、在500μs与50ms之间、或在1ms与25ms之间的脉冲间隔(通过本领域普通技术人员已知的方法测量为脉冲的峰-峰间隔)的光脉冲。本领域普通技术人员应当理解的是，使用脉冲源以用于预处理和光处理仍然在预处理和光处理的所需效果的限制内。例如，用于预处理的脉冲源可以被配置成在不会以其他方式引起热后果(诸如光处理)的情况下，提供期望的平均功率密度以建立如本文其他地方所述的热梯度。作为另一示例，用于光处理的脉冲源可以使用一个光脉冲(或在某些情况下为多个)来提供所需的热后果，其遵循选择性光分解的机制。
在某些方面，光处理光源30可以被配置成发射具有在1μs与750ms之间的脉冲宽度的光脉冲，包括但不限于在10μs与500ms之间、在50μs与250ms之间、在100μs与100ms之间、在500μs与50ms之间、或在1ms与25ms之间的脉冲宽度。
计算机16可采用通用计算机、平板计算机、智能电话或其他计算设备的形式，所述计算设备可被配置用于控制本文中所描述的测量设备，并且可执行用于执行本文中所描述的方法的计算机可执行程序。计算机24可包括本领域普通技术人员已知的各个组件，诸如处理器和/或CPU 24、各种类型的存储器、接口等。计算机24可以是单个计算设备或者可以是以协调的方式进行操作的多个计算设备。
处理器和/或CPU可被配置成用于读取并执行存储在存储器中的计算机可执行指令。所述计算机可执行指令可包括在此所述的方法的全部或部分。
存储器可包括一个或多个计算机可读和/或可写入介质，并且可以包括例如磁盘(例如，硬盘)、光盘(例如，DVD、蓝光、CD)、磁光盘、半导体存储器(例如，非易失性存储器卡、闪速存储器、固态驱动器、SRAM、DRAM)、EPROM、EEPROM等。所述存储器可存储用于在此所述的方法的全部或部分的计算机可执行指令。
接口可向输入和输出设备提供通信接口，所述输入和输出设备可包括键盘、显示器、鼠标、打印设备、触摸屏、光笔、光学存储设备、扫描仪、麦克风、相机、驱动器、通信电缆、或网络(有线或无线)。接口还可以向包括在系统10中和/或在本文描述的方法中使用的其他组件提供通信接口。
系统10可包括一个或多个电源(未示出)，以用于向系统10的各种组件提供电力。
参考图2，系统10的一个示例被示出为以特定布置部署，即预处理加热设备26和光处理光源30是单个光源，并且在特定上下文中，即用于处理皮脂腺。
在图2的特定上下文中，目标介质18可以是分层的系统(诸如，人体皮肤)。目标介质18可包括第一层或角质层32、第二层或表皮层34、第三层或真皮层36、以及第四层或皮下层38。真皮层36可包含多个目标发色团或皮脂腺40。应当理解，目标发色团40不限于第三层或真皮层36，并且可以位于各种其他层中和/或处于各种不同的深度。
系统10可包括光平移元件(未示出)，以用于横向平移从本文所述的一个或多个光源发射的光。光平移元件可以是安装光源的1维、2维或3维平移台，由此移动整个光源以平移发射的光。光平移元件也可以是允许光本身被平移而不需要光源的移动的光源设置。本领域普通技术人员将认识到合适的光平移元件，包括但不限于，单个镜子、一对镜子、耦合到电动机的一个或多个镜子，该一个或多个镜子改变发射光的角度和/或位置，等等。
在某些方面，目标发色团40可以是皮脂、黑色素、血红蛋白、氧合血红蛋白、还原血红蛋白、水等。在某些方面，目标发色团40是皮脂。
除非上下文另有明确规定，否则本文中其他地方关于方法描述的本公开的各方面适用于系统10。例如，如果关于方法描述给定波长或脉冲宽度，则系统10应被解释为提供该给定波长或脉冲宽度。
方法
本公开还提供了用于选择性瞄准的热梯度预处理的方法。在某些方面，参考图5，方法400可以包括一个或多个以下步骤：在处理框402处，预处理目标介质以建立热梯度；并且在处理框404处，对目标介质进行光处理。热梯度可以在距目标介质表面的预定义深度处具有峰值温度。预处理可包括对目标介质的表面应用传导冷却或对流冷却，并经由目标介质的表面将传播的加热能量应用到目标介质中。
在某些方面，参考图6，方法500可以包括以下步骤中的一个或多个：在处理框502处，将预冷却应用到目标介质的表面；在处理框504处，对目标介质应用光热预加热；且在处理框506处，对目标介质进行光处理。
在某些方面，预处理目标介质可以包括同时将预冷却应用到目标介质的表面并对目标介质应用光热预加热。
本文所述的方法可用于处理各种临床适应症，包括但不限于痤疮、良性皮肤肿瘤(例如，黄瘤/黄褐斑、汗管瘤)、肉芽肿、皮下脂肪和脂肪团、血管角化瘤、神经节囊肿、皮肤钙质沉着症和其他类似的状况。在某些情况下，本文所述的方法可用于处理痤疮。
本文所述的方法被配置成向受试者提供在受试者中诱发疼痛的处理，所述疼痛小于受试者的预定义疼痛阈值。如本领域中已知的，存在多种确定受试者疼痛水平的方法(例如，1至10分量表等)。可以基于上下文来定义预定义的疼痛阈值，使得较高的疼痛阈值可以用于紧急治疗，或者较低的疼痛阈值可以用于纯美容治疗。经由对用户测试一系列已知治疗，可以通过为给定用户建立疼痛阈值校准图来实现对给定用户校准治疗。可以利用来自受试者的疼痛的实时反馈对给定用户校准治疗。可以在存在或不存在止痛药的情况下对用户确定疼痛阈值。可针对选择的受试者组确定疼痛阈值的统计分布，并且所述方法可配置成小于所选组的给定百分位疼痛阈值，诸如小于第99百分位疼痛阈值、小于第95百分位疼痛阈值、小于第90百分位疼痛阈值、小于第80百分位疼痛阈值、或小于第75百分位疼痛阈值。在某些方面，预处理的疼痛阈值可以与光处理的疼痛阈值相同或不同。
对表面应用预冷却或对目标介质的表面应用传导冷却或对流冷却可以包括使目标介质的表面与温控设备接触，诸如预处理冷却设备的表面接触部分26。
在某些方面，对表面应用预冷却可包括将预冷却应用在1秒与5分钟之间的时间长度，包括但不限于在2秒与2分钟之间、在3秒与1分钟之间，在4秒与50秒之间、在5秒与45秒之间、在6秒与40秒之间、在7秒与30秒之间、在8秒与25秒之间、在9秒与20秒之间、在10秒与15秒、或在15秒至30秒之间的时间长度。本领域普通技术人员将认识到，应用预冷却的时间长度可取决于许多因素(诸如预冷却的所需穿透深度)。
在涉及使目标介质的表面与温控设备接触的某些方面中，温控设备可具有在-10℃与20℃之间的温度，包括但不限于，在-5℃与10℃之间、在-2.5℃与5℃之间、或在0℃至2.5℃之间的温度。在某些方面，将预冷却应用到表面可以包括提取在0.1W/cm2与10W/cm2之间的量的热功率，包括但不限于，在0.5W/cm2与9.0W/cm2之间、在1W/cm2和8.0W/cm2之间、在2.5W/cm2与7.5W/cm2之间、或在4W/cm2与6W/cm2之间的量。
经由目标介质的表面将传播的加热能量应用到目标介质中可以包括经由目标介质的表面将射频能量应用到目标介质中，经由目标介质的表面将超声能量应用到目标介质中，经由目标介质的表面将电磁辐射应用到目标介质中或其组合。
将电磁辐射应用到目标介质中或对目标介质应用光热预加热可以包括在预加热时间长度内传输具有预加热吸收平均功率密度或吸收平均辐照度的光。在某些方面，预加热吸收平均功率密度或吸收平均辐照度可小于光处理中使用的光的光处理吸收平均功率密度或吸收平均辐照度和/或预加热时间长度可小于应用光处理的光处理时间长度。
在某些方面，预加热吸收平均功率密度或吸收平均辐照度可以在0.1W/cm2与10W/cm2之间，包括但不限于，在0.25W/cm2与9W/cm2之间、在0.5W/cm2与7.5W/cm2之间、在0.75W/cm2与5W/cm2之间、在1W/cm2与4W/cm2之间、或在2W/cm2与3W/cm2之间的预加热吸收平均功率密度或吸收平均辐照度。在某些方面，预加热时间长度可以在1秒与5分钟之间，包括但不限于，在2秒与2分钟之间、在3秒与1分钟之间，在4秒与50秒之间、在5秒与45秒之间、在6秒与40秒之间、在7秒与30秒之间、在8秒与25秒之间、在9秒与20秒之间、在10秒与15秒、或在15秒至30秒之间的时间长度。如本文所使用的并假设完全吸收，吸收平均辐照度是指光源的辐照度乘以数量1减去反射率。
在某些方面，将预冷却应用到目标介质的表面和将光热预加热应用到目标介质的步骤可以是同时的或顺序的。在同时的方面，应用预冷却和应用光热预加热可以在时间上完全重叠，或者可以在任一应用步骤的一部分中在时间上重叠。作为完全重叠的示例，应用预冷却和应用预加热可以一起应用达20秒。作为部分重叠的实例，可以单独应用预冷却达10秒的时段，并且应用预冷却和应用预加热可以一起应用10秒的时段。应当理解，在没有限制的情况下，可以预期实现期望的热梯度的预冷却和/或光热预加热的同时或顺序应用。
如在别处所讨论的，可以通过组合热梯度的冷却分量(例如，由预冷却生成的热梯度的一部分)和热梯度的加热分量(例如，由预加热产生的热梯度的一部分)来建立热梯度。参考图3，绘制了示例性热梯度302。单位是任意的，并且该绘图旨在一般地表示概念，而不限制可以应用热梯度的方式。热梯度302是冷却分量304和加热分量306的组合。在所示出的示例中，冷却分量304和加热分量306具有相同的最大量值，但是应该理解的是，冷却分量304或者加热分量306可具有更大的绝对量值。在所示的示例中，冷却分量304和加热分量306是指数衰减函数。取决于目标介质的吸收和传导性质，冷却分量304和/或加热分量306可呈现各种函数形式。在所示的示例中，冷却分量304具有的衰减率是加热分量306的衰减率的两倍。应当理解，冷却分量304和加热分量306的衰减率可以相同或不同，并且任一者可以比另一者更大或更小。本领域普通技术人员将认识到如何组合各种冷却分量304和加热分量306以实现具有在期望深度处的最大温度的热梯度302。本领域普通技术人员还将认识到，由于散射，热梯度的分量可能不是如图3所示的指数。
在某些方面，热梯度302的最大温度的期望深度可以是在1μm与100mm之间的深度，包括但不限于在10μm与75mm之间、在50μm与50mm之间、在100μm与40mm之间、在250μm与30mm之间、在500μm与25mm之间、在750μm与20mm之间、在1mm与10mm之间、在2mm与5mm之间或在1mm与2mm之间的深度。在某些情况下，可以基于感兴趣的发色团的已知位置来选择期望的深度。例如，已知皮脂腺(和其中包含的皮脂)通常位于皮肤表面下方1mm与2mm之间的已知深度范围处。
在某些方面，光处理可以以1W/cm2与100W/cm2之间的光处理吸收平均功率密度或吸收平均辐照度来应用，包括但不限于，在2W/cm2与90W/cm2之间、在3W/cm2与80W/cm2之间、在4W/cm2与75W/cm2之间、在5W/cm2与70W/cm2之间、在6W/cm2与60W/cm2之间、在7W/cm2与50W/cm2之间、在8W/cm2与40W/cm2之间、在9W/cm2与30W/cm2之间、在10W/cm2与25W/cm2之间、在15W/cm2与20W/cm2之间、在20W/cm2与35W/cm2之间、在25W/cm2与45W/cm2之间、在30W/cm2与55W/cm2之间、在35W/cm2与65W/cm2之间、或在40W/cm2与85W/cm2之间的光处理吸收平均功率密度或吸收平均辐照度。在某些方面，光处理可以应用达10fs与1s之间的时间长度，包括但不限于，在100fs与900ms之间、在1ps与800ms之间、在10ps与750ms之间、在100ps与700ms之间、在1μs与600ms之间、在10μs与500ms之间、在100μs与400ms之间、在1ms与300ms之间、在5ms与250ms之间、在10ms与200ms之间、在25ms与100ms之间、在50ms与75ms之间，在100ms与350ms之间，在200ms与450ms之间、在250ms与550ms之间，或在300ms与650ms之间的时间长度。在某些方面，光处理可以应用于单个脉冲或多个脉冲。在单个脉冲的情况下，单脉冲的时间尺度应该是目标发色团的弛豫时间的量级。在多个脉冲的情况下，脉冲之间的定时应该短于目标发色团的弛豫时间。
应当理解，光处理的参数将取决于感兴趣的发色团、周围介质的属性以及热梯度302的属性。
在某些方面，可以使用单个光源实现本文描述的方法。在某些方面，可以在不改变单个光源的功率输出的情况下实现本文描述的方法。然而，即使使用单个光源和不变的功率输出，与光处理相比，该方法仍然可以利用较低功率应用和/或较短的时间长度进行预处理。实现这种效果的一种方式是通过以相对较快的速度在目标介质上扫描光以建立预处理(快的速度意味着给定点的较低曝光)，然后以相对较慢的速度在目标介质上扫描光，这可以包括在给定点之上暂停(慢的速度和/或在给定点之上暂停意味着给定点的较高曝光)。
在某些方面，扫描可以包括栅格扫描。参考图4，示出了一个可能的扫描图案，其中序列号标识扫描光的位置的序列(换句话说，点P1首先被照射，接着点P2、点P3、......等，直到点P30被照射，之后点P1再次被照射)。注意：预冷却可以同时应用于所有点，或可以以类似方式扫描。
扫描协议的非限制性示例可以包括以图4中所示出的图案以使得光照射每个位置1/30秒的速度预处理扫描60W激光器，从而提供2W有效功率的光给每个位置。该预处理扫描可以进行本文所述的一段时间(诸如20秒)，从而在每个点提供有效的2W预处理激光器处理达20秒。在该预处理扫描之后，扫描协议的非限制性示例可以包括以图4中所示出的图案光处理扫描60W激光器，在每个点暂停达0.2秒，从而在每个点处提供60W光处理达0.2秒。同样，该示例不旨在是限制性的，并且可以预期许多其他扫描协议，并且鉴于本公开，对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。预处理扫描的这种描述应该被理解为描述瞬时功率密度(激光器的功率密度，不管扫描速度如何)和平均功率密度(给定位置经历的功率密度)的概念。平均功率密度驱动体组织加热，并通过来自周围组织的冷却效应的结果的功率密度去除来平衡。
本文描述的方法可以选择性地瞄准嵌入周围介质中的感兴趣的发色团。感兴趣的发色团可以是上述任何发色团。在某些方面，感兴趣的发色团可以是皮脂、黑色素、血红蛋白、氧合血红蛋白、还原血红蛋白、水等。在某些方面，感兴趣的发色团可以是皮脂。周围介质可以是组织，包括但不限于皮肤层，诸如表皮或真皮、皮下组织、肌肉组织、脂肪组织、脑组织、器官组织等；生物流体，包括但不限于血液、血浆、淋巴液、尿液、胆汁等；等等。
在某些方面，当与周围介质相比时，感兴趣的发色团可以具有对光处理的选择性。在某些方面，选择性(作为光学吸收或感兴趣的发色团相对于周围介质的比率)可以在2与1之间，包括但不限于，相对于周围介质在1.95与1.1之间、在1.9与1.2之间、在1.85与1.3之间、在1.8与1.4之间、在1.75与1.5之间、在1.7与1.6之间、在1.6与1.05之间、在1.5与1.15之间、或在1.4与1.25之间的选择性。应当理解，感兴趣的发色团和周围介质的热容量可以影响由选择性实现的最终温度。例如，当感兴趣的发色团相对于周围介质具有1的选择性以及高于周围介质的热容量时，感兴趣的发色团中的温度可以达到更高。
在某些方面，本文所述的方法可用于瞄准红发以进行光热分解去除。在其他方面，本文描述的方法可用于加速挫伤或瘀伤的恢复。
除非上下文另有明确规定，否则本文中其他地方关于系统10描述的本公开的各方面适用于所述方法。例如，如果关于系统10描述给定波长或脉冲宽度，则方法应被解释为利用该给定波长或脉冲宽度。
示例
示例1。
一种在1726nm波长下操作并且具有具有基本均匀的强度分布的5mm光斑尺寸的定制激光器用于该示例和随后的其他示例中。
对猪皮肤组织的目标介质进行1W的预加热应用达变化的时间段以确定损伤阈值。应用1W的1726nm光达15-30秒没有造成损伤。应用相同的光达40秒会对2mm宽和1.5mm深的体积造成损伤。应用相同的光达60秒会对3.5mm宽和2mm深的体积造成损伤。
示例2。
在人类受试者测试中使用示例1的激光器来确定各种强度的单个光脉冲的疼痛阈值。光脉冲具有100ms的脉冲宽度。没有应用表面冷却。应用功率为25-40W的光脉冲在受试者中仅示出轻微症状。对于受试者来说，应用功率为45W的光脉冲是不舒服的。应用功率为55W的光脉冲对于受试者是痛苦的并且伴随着受试者的皮肤变白。
示例3。
利用示例1的激光器使用离体猪皮肤样本以确定单个脉冲的损伤阈值。在1726nm下的45-55W光的单个100ms脉冲在没有Zimmer(力玛)冷却的情况下产生非选择性损伤。在1726nm下的45-55W光的单个100ms脉冲在Zimmer冷却的情况下没有产生损伤。1W功率的预加热1726nm光与-5.5℃Zimmer冷却一起被应用达15秒，以在猪皮肤样本中产生温度梯度。在预加热之后，应用1726nm下的30W光的单个200ms脉冲(其中Zimmer冷却仍然有效，但如果紧接在应用单脉冲之前停止Zimmer冷却，则可以预期类似的结果)，导致皮肤损伤1.5毫米深。
示例4。
在该示例中利用示例1的激光器和示例3的Zimmer冷却设备。应用预冷却-5.5℃Zimmer冷却达15-20秒，随后应用1726nm下的15W光的不同数量的100ms脉冲。
在本示例和以下示例的所有情况下，用紫色染色拍摄图像，其中紫色表示未损伤的组织区域，并且白色表示受损的组织区域。
应用3个脉冲导致部分受损区域延伸至皮肤样本中的深度，该深度在样本宽度上不是完全没有紫色染色。部分受损区域的深度延伸至样本的厚度，该样本在跨样本的宽度延伸的表皮处未损伤。部分受损区域在样本宽度上的损伤大致均匀，并且损伤区域没有完全去除紫色染色剂。部分受损区域以保留的未受损的分散区域为特征，并导致样本的非选择性损伤。
在对样本应用另一3个脉冲中，实现了类似的结果，即表皮免受损伤并且样本以表皮下方的非选择性损伤为特征。位于样本表面处的样本真皮中的小半球形区域示出了从表面延伸到样本内的较小深度的损伤。
应用7个脉冲使得表皮免受损伤，并且样本以表皮下方的非选择性损伤为特征。样本真皮中的非选择性损伤区域位于样本中央，并从样本的表面以半球形状朝向表皮延伸，但不延伸到表皮中。受损区域以保留的未受损的分散区域为特征，并导致样本的非选择性损伤。部分受损区域包围半球形受损区域，并且以保留的未受损的分散区域为特征，并导致表皮下方样本的非选择性损伤。
应用8个脉冲得到与应用3个脉冲类似的结果。部分受损区域的深度延伸至样本的厚度，该样本在跨样本的宽度延伸的表皮处未损伤。部分受损区域在样本宽度上的损伤大致均匀，并且损伤区域没有完全去除紫色染色剂。部分受损区域以保留未受损的分散区域为特征，并导致样本的非选择性损伤。
示例4中的所得损伤不一致，其中一些样本示出极小到没有损伤，而其他样本示出非选择性损伤。
示例5。
在该示例中利用示例1的激光器和示例3的Zimmer冷却设备。应用各种长度的-5.5℃Zimmer预冷却和各种数量30W光的100ms脉冲(在1726nm下)以确定最小损伤阈值。
在应用1个脉冲之前应用Zimmer预冷却1秒导致组织样本的无损伤。紫色染色剂保留在整个样本中，并且在整个样本中展示出无损伤。
在应用3个脉冲之前应用Zimmer预冷却1秒导致组织样本的非选择性损伤，该非选择性损伤以样本的表面和样本的表皮之间的样本的部分损伤区域为特征。部分损伤区域导致样本的褪色球形区域，在其中心部分受损并且褪色到围绕所述部分受损区域的未受损区域。该部分受损区域导致样本的非选择性损伤区域。
在应用6个脉冲之前应用Zimmer预冷却1秒导致表皮保持未受损，而非选择性损伤区域从样本表面延伸到样本的表皮。样本真皮中的非选择性损伤区域以无紫色染色剂的损伤区域为特征，该损伤区域从样本表面的第一区域延伸到样本表面上的第二区域。损伤区域以大致U形的方式从表面上的第一区域延伸到表面上的第二区域，使得第一区域和第二区域之间的表面的中间区域保持未损伤。U形损伤区域以在样本的表皮和表面之间的样本厚度附近的厚度为特征，该厚度在表面的第一区域和第二区域附近逐渐变窄。这导致组织样本的非选择性损伤。
在应用6个脉冲之前应用Zimmer预冷却达10至30秒导致样本的无损伤或样本的非选择性损伤。样本的非选择性损伤导致样本表面附近的椭圆形损伤区域，其被表面和表皮之间的未损伤区域包围。在这些样本中的每一个中，表皮也是未损伤的。
示例5的结果示出了不一致的结果，其中一些设置显示无损伤且其他设置显示非选择性损伤。
示例6。
在该示例中利用示例1的激光器和示例3的Zimmer冷却设备。
通过在-5.5℃下应用Zimmer预冷却达20秒并结合用各种功率下的1726nm光预加热，在离体猪皮肤中建立热梯度。在建立热梯度之后，应用1726nm下的35W光的单个100ms脉冲。
应用6.5W预加热导致大部分组织样本的非选择性损伤，使得样本的表面和远离样本表面定位的表皮表面保持未损伤，而样本的其余部分被非选择性损伤并且没有先前应用的紫色染色剂。
应用2.5W预加热导致组织样本几乎没有损伤。表皮免受损伤，并且在样本表面和表皮之间几乎没有显示损伤。
应用3.0W预加热导致深的真皮损伤，其使表皮免于损伤。深的真皮损伤具有球形形状的区域并且在样本的表皮和真皮表面之间延伸。这导致样本的半选择性损伤区域，同时在样本的表皮和真皮表面之间的损伤区域周围具有部分损伤区域。
示例6的结果示出对于6.5W预加热的非选择性损伤、对于2.5W预加热的几乎没有损伤、以及对于3.0W预加热的使表皮免受损伤的深的真皮损伤。
示例7。
在该示例中利用示例1的激光器和示例3的Zimmer冷却设备。
通过在-5.5℃下应用Zimmer预冷却达20秒并结合用2.5W下的1726nm光预加热达相同的20秒来建立热梯度。在建立热梯度之后，应用1726nm下的35W光的单个100ms脉冲。在脉冲之后，在-5.5℃下应用Zimmer后冷却达20秒。实现了选择性损伤，包括对皮脂腺的损伤，并且表皮免受损伤。选择性损伤是球形的，并且缺乏受损或部分受损的样本的周围区域，导致选择性损伤。
示例8。
在该示例中利用示例1的激光器和示例3的Zimmer冷却设备。
在使用和不使用在-5.5℃下的Zimmer冷却的情况下将在各种功率下的1726nm光应用到健康人类志愿者的皮肤上，以确定疼痛阈值。当应用2.0W的1726nm光时，在没有Zimmer冷却的情况下在7秒内达到疼痛阈值，并且在具有Zimmer冷却的情况下8秒达到疼痛阈值。当应用1.5W的1726nm光时，在没有Zimmer冷却的情况下在5-8秒内达到疼痛阈值，并且在具有Zimmer冷却的情况下20秒达到疼痛阈值。当应用1.0W的1726nm光时，在没有Zimmer冷却的情况下在15秒内达到疼痛阈值，并且在具有Zimmer冷却的情况下40-57秒达到疼痛阈值。
示例9。
在该示例中利用示例1的激光器和示例3的Zimmer冷却设备。
通过在-6℃下应用Zimmer预冷却20秒并结合用1.5W下的1726nm光预加热，在健康人类志愿者的皮肤中建立热梯度。在建立热梯度之后，应用1726nm下不同功率的光的单个150ms脉冲。对于在1726nm下的15-30W光的单个150ms脉冲，疼痛是轻度至中度。对于在1726nm下的35-50W光的单个150ms脉冲，疼痛是中度至尖锐。用45W脉冲观察临床丘疹。
示例10。
在该示例中利用示例1的激光器和示例3的Zimmer冷却设备。
通过用1.5W下的1726nm光应用预加热达20秒，使用和不使用在-5.5℃下的Zimmer预冷却达20秒，在离体猪皮肤中建立热梯度。在建立热梯度之后，应用1726nm下的50W光的单个150ms脉冲。没有Zimmer预冷却导致样本中发生1mm的损伤，同时表皮免于损伤。损伤区域呈椭圆形，在进入样本1mm深度处跨样本水平取向。
存在Zimmer预冷却类似于没有Zimmer预冷却，导致损伤深度为1mm并且表皮免受损伤。在存在Zimmer预冷却的情况下，损伤区域略小，因此与没有Zimmer预冷却的情况相比，导致稍微更具选择性的损伤区域。
示例11。
在该示例中利用示例1的激光器和示例3的Zimmer冷却设备。
通过以不同的功率下的1726nm光应用预加热达20秒，在离体猪皮肤中建立热梯度。在4.0W下预加热导致大部分组织样本的非选择性损伤，使得样本的表面和远离样本表面定位的表皮表面保持未损伤，而样本的其余部分被非选择性损伤并且没有先前应用的紫色染色剂。
当在2.0W下应用预加热时，通过用1.5W下的1726nm光应用预加热达40秒，在离体猪皮肤中也建立了热梯度。这导致样本的非选择性皮肤损伤，该损伤为圆柱形并且在样本的表皮和真皮表面之间延伸。损伤被未被损伤的真皮区域包围，并且表皮保持未损伤。
当在1.5W下应用预加热达40秒时，r类似地导致样本的非选择性皮肤损伤，该损伤为圆柱形并位于样本的表皮和真皮表面之间。损伤被未被损伤的真皮区域包围，并且表皮保持未损伤或部分受损。
示例12。
在该示例中利用示例1的激光器和示例3的Zimmer冷却设备。使用图13中所示的实验装置实现该示例中的结果。皮肤样本被放置使得皮肤的切割边缘位于激光束的中间。将加热板保持在37℃下以模拟体温。Zimmer冷却设备保持在-5℃下。
除了Zimmer预冷却之外，使用1726nm光在0.5W下应用预加热达20秒，接着应用1726nm光的单脉冲，功率范围为从3W至30W，并且脉冲宽度范围为从100ms至175ms。在表皮处测得的最高温度为18℃。通过150ms脉冲在30W下实现测得在真皮处的最高温度为53℃。通过150ms的脉冲在20W下实现表皮处的温度为5-17℃，并且真皮处的温度为44℃。通过150ms的脉冲在150ms下实现表皮处的温度为9-11℃，并且真皮处的温度为37℃。
除了Zimmer预冷却之外，用1726nm光在0.5W下应用预加热达20秒，随后以10W的功率和150ms的脉冲宽度应用1726nm光的不同数量的脉冲。当应用3个脉冲时，实现表皮处的温度为3-10℃，并且真皮处的温度为28℃。当应用6个脉冲时，实现表皮处的温度为6℃，并且真皮处的温度为37℃。当应用9个脉冲时，实现表皮处的温度为23℃，并且真皮处的温度为37℃。当应用15个脉冲，在脉冲之间具有700ms延迟时，实现表皮处的温度为32℃，并且真皮处的温度为57℃。在应用15个脉冲中，在每次脉冲后测量真皮的温度，并且结果如下(命名法是脉冲数＝温度：1＝29℃；2＝36℃；3＝40℃；4＝43℃；5＝46℃；6＝48℃；7＝49.7℃；8＝51℃；9＝52.3℃；10＝53.2℃；11＝53.6℃；12＝55℃；13＝55.7℃；14＝57℃；并且15＝57℃。
示例13。
在该示例中利用示例1的激光器和示例3的Zimmer冷却设备。示例12的实验装置用于获得测量值。
除了Zimmer预冷却之外，用1726nm光在0.5W下应用预加热达20秒，随后应用在10W下的1726nm光的单个或多个150ms脉冲。仅使用Zimmer预冷却(即，没有预加热或在10W下的150ms脉冲)，真皮的温度为15℃。仅使用预加热(即，没有在10W下的150ms脉冲)，真皮的温度为24℃。当使用Zimmer预冷却应用1个脉冲但没有预加热时，真皮的温度为32℃。当使用Zimmer预冷却和预加热应用3个脉冲时，真皮的温度为29℃。当使用Zimmer预冷却和预加热应用4个脉冲时，真皮的温度为40℃。当使用Zimmer预冷却和预加热应用5个脉冲时，真皮的温度为54-56℃。当使用Zimmer预冷却和预加热应用8个脉冲时，真皮的温度为48℃。将硝基蓝四唑氯化物(NBTZ)染色应用于所有样本，未发现表皮损伤。
示例14。
在该示例中利用示例1的激光器和示例3的Zimmer冷却设备。人类尸体皮肤的对照样本具有表皮(Ep)、毛囊(HF)和皮脂腺(SG)。将人类离体皮肤定位在Zimmer冷却设备的冷却窗口和保持在37℃以便于模拟体温的加热板之间。
用35W光的两个150ms脉冲处理人类离体皮肤样本，在脉冲延迟为1000ms并且没有预加热的情况下，这导致皮脂腺的部分的选择性损伤。在皮脂腺周围示出一些非选择性损伤。
用40W光的两个150ms脉冲处理人类离体皮肤样本，在脉冲延迟为1000ms并且没有预加热的情况下，这导致皮脂腺的部分的选择性损伤。在皮脂腺周围示出一些非选择性损伤，特别是在皮脂腺和表皮之间。
用35W光的两个150ms脉冲处理人类离体皮肤样本，在脉冲延迟为1000ms并且在0.5W下预加热达20秒的情况下，这导致皮脂腺的部分的选择性损伤。在皮脂腺周围示出极少量的非选择性损伤。
虽然以上详细描述已经显示、描述并指出了应用于各个实施例的新颖性特征，但是将理解的是，可对所示出的设备或算法的形式和细节方面进行各种省略、替代和变化，而不脱离本公开的精神。如将认识到的，在本文中所描述的本公开的某些实施例可被实施在并不提供在本文中所阐述的所有特征和益处的一个形式内，因为一些特征可与其他特征分开使用或实践。在本文中所公开的某些公开内容的范围是由所附权利要求书而非前述描述来指示。落入权利要求书的等效方案的含义和范围内的所有改变应被权利要求书的范围所涵盖。

Claims (44)

1.一种向目标介质提供受控热处理的方法，所述方法包括：
a)对所述目标介质进行预处理以建立具有在距所述目标介质的表面预定义深度处的峰值温度的热梯度；以及
b)对所述目标介质进行光处理。
2.如权利要求1所述的方法，步骤a)的所述预处理包括对所述目标介质的表面应用传导冷却或对流冷却，从而建立所述热梯度的指数冷却分量。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述应用传导冷却或对流冷却包括使所述目标介质的表面与冷却介质接触。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，步骤a)的所述预处理包括经由所述目标介质的表面将传播的加热能量应用到所述目标介质中，从而建立所述热梯度的指数加热分量。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，应用传播的加热能量包括射频加热、超声波加热、光热加热或其组合。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，应用传播的加热能量包括光热加热。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述光热加热包括在第一功率下将第一光应用到所述目标介质达第一时间长度，其中步骤b)的所述光处理包括在第二功率下将第二光应用到所述目标介质达第二时间长度，其中所述第一功率小于所述第二功率或所述第一时间长度大于所述第二时间长度。
8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述光热加热涉及以第一速度在所述目标介质的表面区域上扫描光源。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤b)的对所述目标介质进行光处理包括以小于所述第一速度的第二速度在所述目标介质的所述表面区域上扫描所述光源或第二光源。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)的对所述目标介质进行光处理包括以选自由以下组成的组的条件将光处理光应用到所述目标介质的表面：
所述光处理光具有在1W/cm2与100W/cm2之间的光处理吸收平均功率密度；
所述光处理光具有在350nm与2000nm之间的波长；
所述光处理光被应用到所述目标介质中的给定位置达10fs与1s之间的时间长度；以及
其组合。
11.如权利要求10所述的方法，所述光处理光具有在1W/cm2与100W/cm2之间的光处理吸收平均功率密度。
12.如权利要求10或11所述的方法，所述光处理光具有1210nm或1726nm的波长。
13.如权利要求10至12中任一项所述的方法，所述光处理光被应用到所述目标介质中的所述给定位置达50ms与250ms之间的时间长度。
14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述目标介质位于受试者中或受试者上，并且其中步骤a)的所述预处理和/或步骤b)的所述光处理被配置成小于所述受试者的疼痛阈值。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在不存在止痛药的情况下确定所述受试者的所述疼痛阈值。
16.如前述权利要求中任一项所述的方法，并且其中步骤a)的所述预处理和步骤b)的所述光处理都被配置成小于预定受试者组的第95百分位疼痛阈值。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，在不存在止痛药的情况下确定所述预定受试者组的所述第95百分位疼痛阈值。
18.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述目标介质包括嵌入周围介质中的感兴趣的发色团。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述感兴趣的发色团位于距所述目标介质的表面预定义深度范围内。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述预定义深度落入已知深度范围内。
21.如权利要求18至20中任一项所述的方法，其特征在于，所述感兴趣的发色团相对于所述周围介质具有对所述光处理的至少1％至100％的选择性。
22.如权利要求18至21中任一项所述的方法，其特征在于，所述感兴趣的发色团是皮脂。
23.一种系统，包括：
预处理子系统；
光处理子系统；
处理器；以及
存储器，其上存储有计算机可执行指令，所述指令在由所述处理器执行时，使所述处理器执行向目标介质提供受控热处理的方法，所述方法包括：
a)对目标介质进行预处理以建立具有在距目标介质的表面预定义深度处的峰值温度的热梯度；以及
b)对所述目标介质进行光处理；
所述处理器，被配置成用于执行所述计算机可执行指令。
24.如权利要求23所述的系统，步骤a)的所述预处理包括对所述目标介质的表面应用传导冷却或对流冷却，从而建立所述热梯度的指数冷却分量。
25.如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述应用传导冷却或对流冷却包括使所述目标介质的表面与冷却介质接触。
26.如权利要求23至25中任一项所述的系统，步骤a)的所述预处理包括经由所述目标介质的表面将传播的加热能量应用到所述目标介质中，从而建立所述热梯度的指数加热分量。
27.如权利要求26所述的系统，其特征在于，应用传播的加热能量包括射频加热、超声波加热、光热加热或其组合。
28.如权利要求26所述的系统，其特征在于，应用传播的加热能量包括光热加热。
29.如权利要求27或28所述的系统，其特征在于，所述光热加热包括在第一功率下将第一光应用到所述目标介质达第一时间长度，其中步骤b)的所述光处理包括在第二功率下将第二光应用到所述目标介质达第二时间长度，其中所述第一功率小于所述第二功率或所述第一时间长度大于所述第二时间长度。
30.如权利要求27或28所述的系统，其特征在于，所述光热加热涉及以第一速度在所述目标介质的表面区域上扫描光源。
31.如权利要求30所述的系统，其特征在于，步骤b)的对所述目标介质进行光处理包括以小于所述第一速度的第二速度在所述目标介质的所述表面区域上扫描所述光源或第二光源。
32.如权利要求23所述的系统，其特征在于，步骤b)的对所述目标介质进行光处理包括以选自由以下组成的组的条件将光处理光应用到所述目标介质的表面：
所述光处理光具有在1W/cm2与100W/cm2之间的光处理吸收平均功率密度；
所述光处理光具有在350nm与2000nm之间的波长；
所述光处理光被应用到所述目标介质中的给定位置达10fs与1s之间的时间长度；以及
其组合。
33.如权利要求32所述的系统，所述光处理光具有在1W/cm2与100W/cm2之间的光处理吸收平均功率密度。
34.如权利要求32或33所述的系统，所述光处理光具有1210nm或1726nm的波长。
35.如权利要求32至34中任一项所述的系统，所述光处理光被应用到所述目标介质中的所述给定位置达50ms与250ms之间的时间长度。
36.如权利要求23至35中任一项所述的系统，其特征在于，所述目标介质位于受试者中或受试者上，并且其中步骤a)的所述预处理和/或步骤b)的所述光处理被配置成小于所述受试者的疼痛阈值。
37.如权利要求36所述的系统，其特征在于，在不存在止痛药的情况下确定所述受试者的所述疼痛阈值。
38.如权利要求23至37中任一项所述的系统，并且其中步骤a)的所述预处理和步骤b)的所述光处理都被配置成小于预定受试者组的第95百分位疼痛阈值。
39.如权利要求38所述的系统，其特征在于，在不存在止痛药的情况下确定所述预定受试者组的所述第95百分位疼痛阈值。
40.如权利要求23至39中任一项所述的系统，其特征在于，所述目标介质包括嵌入周围介质中的感兴趣的发色团。
41.如权利要求40所述的系统，其特征在于，所述感兴趣的发色团位于距所述目标介质的表面预定义深度范围内。
42.如权利要求41所述的系统，其特征在于，所述预定义深度落入已知深度范围内。
43.如权利要求40至42中任一项所述的系统，其特征在于，所述感兴趣的发色团相对于所述周围介质具有对所述光处理的至少1％至100％的选择性。
44.如权利要求40至43中任一项所述的系统，其特征在于，所述感兴趣的发色团是皮脂。
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