CN110536634A - 生物介质中选择性的激光诱导光学击穿 - Google Patents

生物介质中选择性的激光诱导光学击穿 Download PDF

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Abstract

用于选择性地对生物介质中的吸收性目标提供激光诱导光学击穿(LIOB)的装置和方法。例如，LIOB可以用作组织治疗的一部分，例如与纹身去除相关联的美容治疗。在一些实施方式中，用于选择性地提供LIOB的系统包括场生成器，该场生成器配置为生成场并施加该场以穿过生物介质的一部分。系统还包括光源，该光源配置为在施加场期间将激光传递到生物介质的该部分。将场施加到生物介质诱导了自由电子在生物介质的该部分内的移动，这可以减少或减慢生物介质中响应于激光的空泡的形成。

Description

生物介质中选择性的激光诱导光学击穿
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年2月19日提交的、申请号为62/460867的美国临时专利申请的优先权，该临时专利申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及激光的治疗用途。更具体地，但不作为限制，本公开涉及使用场(例如电场、磁场或两者)的系统、装置和方法，以选择性地在生物介质中产生激光诱导光学击穿(LIOB)。
背景技术
高功率脉冲激光已经用于某些治疗多年。在医学背景下，“激光”通常用于指代用于处理或去除组织的相干光源。脉冲激光治疗的示例包括激光静脉去除、激光毛发去除和激光纹身去除。这些治疗中的每一个通常涉及将激光瞄准生物介质并将激光(例如，“激光束”或“激光”)脉冲到生物介质中，在该生物介质处，光束或光被生物介质中的吸收性目标吸收，该吸收性目标例如为静脉、毛囊或纹身颜料颗粒。例如，使用适当波长的光，脉冲激光能够由于激光诱导光学击穿(LIOB)导致真皮中纹身墨水颗粒的消融，从而导致纹身褪色。在其他基于激光的治疗(例如皮肤收紧)中，生物介质本身为吸收性目标。当吸收性目标在非透明介质(例如组织)中时，消融颜料颗粒与在透明介质(例如水)中消融颜料颗粒相比效率更低。
激光诱导光学击穿(LIOB)是由高激光注量束在介质中造成的损毁的灾难性演变，其导致电子雪崩(例如，在相对短的时间内构建自由载流子)和等离子体形成。这种效应是基于自由电子加速到高能量的，该加速引起与其他原子或分子的碰撞并且导致二次自由载流子。为了说明，用于与纹身去除相关的颜料颗粒消融的LIOB过程开始于在生物介质中自然产生的少量自由电子，或者来自激光诱导(多光子)的电离或通过热引发路径(即热离子发射)生成的自由电子。如果这些电子能够从激光束获得这些电子能够电离原子所足够的能量，则电子雪崩能够发展，导致碰撞增加以及离子和电子的进一步剥离。重复该过程能够导致自由电子的快速积累。因此，“级联电离”或“电子雪崩”发生导致在颜料颗粒表面附近形成等离子体羽流。
当电离和等离子体形成的水平变得可察觉时，进入的激光能量能够容易地通过离子场中的自由-自由跃迁被等离子体羽流中的自由电子吸收。这种吸收引起对等离子体的剧烈加热并因此引起等离子体羽流以冲击波形式快速膨胀。因此，可见光子释放出现并且剧烈加热引起与颜料颗粒相邻的一个或更多个空泡(例如，蒸汽空化气泡)的形成。等离子体羽流能够在纳秒范围内形成，并且在此后不久空泡(例如真皮空泡)形成。如果空泡足够大，则空泡能够导致激光衰减和散射(激光屏蔽)，激光衰减和散射中的每一个能够在基于激光的治疗期间导致激光效能的损失。
专利号为5,149,406的美国专利描述了通过淬灭存在于透明的、非导电气态介质(例如SF6环境)中的自由电子来抑制LIOB事件。然而，与透明的、非导电气态介质不同，生物介质是导电的以获得足够高的电压来提供对自由电子的猝灭，这将需要将对患者来说危险的电流水平。另外，在生物介质中淬灭自由电子被认为是不可行的，因为已经认为在导电介质内不能生成电场，即在没有电场的情况下，自由电子上将没有电动势。
参考图1A-1C，示出了受到常规脉冲激光治疗处理的生物介质的说明性示例。图1A和图1B的每一个描绘了激光处理后纹身部位的组织学图像。具体而言，图1A示出了在激光处理一分钟内进行的真皮组织的活组织检测，并且图1B示出了在9.0J/cm2注量的情况下处理的处理后即刻进行的真皮组织的活组织检测。图1C描绘了来自纹身的纳秒激光处理的“白化”的示例。
参考图1A和图1B，组织学图像示出了由于通过脉冲激光引起的LIOB而能够在生物介质中形成的空泡(例如，真皮空泡)的示例。例如，当使用脉冲激光影响生物介质中的吸收性目标(例如真皮组织中的纹身颜料附聚物104)时，LIOB事件能够导致形成至少两种不同类型的空泡，所述至少两种不同类型的空泡能够通过他们在真皮内的位置来表征。不同类型的空泡能够包括“颗粒空泡”100和“远程空泡”102。
进入纹身颜料附聚物104(例如，吸收性目标)的激光脉冲能够在颜料附聚物104的表面产生LIOB事件。LIOB事件导致对吸收性目标的消融损毁以及导致蒸汽空泡——即“颗粒空泡”100——的形成，所述蒸汽空泡定位成与最靠近脉冲激光源的一侧上的吸收性目标紧邻。颗粒空泡100通常为大的、不对称形状的并且通常看起来与颜料颗粒相邻。除了颗粒空泡100之外，附加的空泡——被称为“远程空泡”102——可以在远离或偏离颜料颗粒的生物介质(例如，真皮、脂肪、肌肉等)中形成，使得远程空泡102看起来不直接与颜料颗粒表面相关联。远程空泡102通常较小并且能够比颗粒空泡100看起来更像球形。
应当注意的是，尽管在没有吸收性目标(例如，颜料颗粒)的生物介质中基于激光的治疗通常不生成远程空泡102，但当在生物介质中存在吸收性目标(例如，颜料颗粒)时，能够生成远程空泡102。为了说明，在颜料颗粒表面的LIOB事件能够充当介质(例如，真皮、脂肪、肌肉等)内的自由电子的源。当脉冲激光光子与自由电子相互作用时，远程空泡102能够形成，导致自由电子的雪崩级联和等离子体气泡的形成，所述等离子体气泡的形成导致蒸汽的产生以及因此导致远程空泡102的产生。
参考图1C，示出了已经被脉冲激光处理的黑色纹身的示例。颜料颗粒的消融由在颜料颗粒表面的LIOB事件引起，其导致了皮肤中表皮和真皮空泡的生成(即“白化”)。
颗粒空泡100和远程空泡102两者引起吸收性目标的激光屏蔽，导致了激光衰减和散射，激光衰减和散射导致针对吸收性目标的激光效能降低。因此，由于空泡(例如远程空泡120)，只有一定百分比的初始激光能量达到其预期目标，并且尝试即刻重复对白化后的纹身进行脉冲激光处理是无效的。空泡进入周围组织的吸收时间能够花费从几分钟到几小时不等。此外，在生物介质中发生的LIOB事件对周围的细胞结构具有高度破坏性。例如，对生物介质的处理部位中、及其周围的细胞热量的释放和冲击波损毁能够导致坏死性血管炎，这进而导致激光处理后24-48小时显著的胶原损毁和表皮结疤。为尝试抵消这种损毁，能够减少或限制在处理阶段期间的激光注量，这降低了处理的整体效力。在激光处理阶段之间没有显著的休息时间以允许空泡被周围组织吸收和/或允许从皮肤损毁(例如表皮结疤)恢复的情况下，对纹身皮肤进行重复脉冲激光处理是无效的。此外，由于在基于激光的治疗(例如纹身去除阶段)期间形成的空泡，从业者在单个处理阶段期间难以从生物介质中的特定部位实现最大的期望治疗效果和/或对该特定部位提供重复脉冲激光处理。因此，由于这些激光屏蔽空泡的存在，在单个处理阶段中完成激光治疗通常不是可行的。
发明内容
本公开包括用于在生物介质(例如导电生物介质)中提供选择性激光诱导光学击穿(LIOB)的方法、装置以及系统的示例。例如，LIOB可以用作组织治疗的一部分，例如与纹身去除相关联的美容治疗，其中LIOB针对生物介质内的吸收性目标(例如，纹身颜料颗粒)。在组织治疗期间，例如静电场(例如，具有最小电流的高电压)的场施加到生物介质或在生物介质中生成，从而在允许吸收性目标处选择性LIOB的同时，抑制生物介质本身的LIOB。例如，场在允许与颜料附聚物相关联的颗粒空泡形成的同时，可以抑制远程空泡的形成。为了说明，当用脉冲激光处理纹身部位时，颜料颗粒的消融引起真皮的导电条件变得不稳定，使得当将场(例如，静电场)施加到真皮时，内部电动势用于使自由电子移动。自由电子能够从激光脉冲路径移动(例如，分散)，从而降低自由电子的浓度并且因此在允许颗粒空泡形成的同时抑制远端空泡形成。
与不施加场(例如，静电场)的情况下施加脉冲激光的常规技术相比，本方法、装置和系统能够因此减少和/或限制远程空泡的形成。因此，与当没有施加场时的常规技术相比，当施加场时针对吸收性目标的激光效能更高。因为场的施加减少了和/或限制了远程空泡的形成，所以对经白化的纹身区域可以快速连续并且有效地，和/或在不对周围的细胞结构产生负面影响地的情况下，执行在相同的处理区域上的激光处理。此外，不需要减少或限制处理阶段期间的激光注量，这允许与常规技术相比在单个处理阶段期间实现更大的期望治疗效果。通过具有与常规技术相比更有效的处理阶段，患者必须经历较少总数的处理从而体验较少的不适和更短的处理持续时间。
在一些实施例中，导电生物介质中的选择性的激光诱导光学击穿瞄准导电生物介质内的吸收性目标。在一些实施例中，在生物介质中生成电场从而在允许吸收性目标处选择性的激光诱导光学击穿的同时，抑制生物介质本身的激光诱导光学击穿。具有高电压和低电流的电压源能够提供足以在导电生物介质中使用以选择性地提供LIOB的静电场。
如果介电(或绝缘体)膜设置在电压源的正极板和负极板之间，在这些绝缘膜之间具有导电介质(例如，盐水)，则在导电介质中将没有电场。介电材料内的电荷的极化产生内部电场，该内部电场其减小了介电膜自身内的整个场。因此，在介电覆盖板之间的导电介质中不存在电场。然而，如果导电介质包含电介质和极性分子的复杂混合物——例如像皮肤的生物介质——并且进一步被高能量源(例如激光)扰动从而生成自由电子、离子和等离子体，则导电介质在电压板上方电力地成为介电绝缘体的一部分。在这种情景中，能够诱导出电场以引起足够的电动势以使自由电子在生物介质内移动。
在正常的、稳定的条件下，生物介质通常是导电的。当设置在静电场中时，导电介质不应产生任何内部电场。因此，在没有电场的情况下，不存在用于使自由电子在生物介质内移动的电动势。然而，当用脉冲激光处理时，导电生物介质能够短暂地产生用于使自由电子在生物介质内移动的内部电动势。这是由于在用激光处理时，生物介质的正常的、稳定的条件变得不稳定。由于激光脉冲生物介质内的细胞中的扰动导致离子导电率的局部干扰。因此，导电介质在短暂时间段内起到类似介电材料的作用。这进而允许静电场在生物介质内短暂地诱导出电场，使得自由电子受到生物介质内的电动势的影响。
在一些实施方式中，用于选择性地提供LIOB的系统包括场生成器，该场生成器配置为生成场并施加该场以穿过生物介质的一部分。场生成器可以包括多个电极、磁线圈、驻极体或其组合。系统还包括光源，例如脉冲激光器(例如，QS激光器)，该光源配置为在施加场期间将激光传递到生物介质的该部分。将场施加到生物介质可以诱导生物介质的该部分内的自由电子的移动，这可以减少或减慢生物介质中响应于激光的空泡的形成。
在一个方面，光源和场生成器可以集成入单个设备中。在一些实施方式中，其中场生成器配置为可拆卸地耦合到光源。在另一方面，光源在至少两个绝缘电极之间对激光束进行脉冲，所述至少两个绝缘电极是辅助设备(例如，场生成器)的一部分。在每个激光脉冲期间，在电极之间设置高电压(1kV到5kV)以在处理部位处产生静电场。由于该场，在颗粒LIOB事件期间发射到真皮中的自由电子可以从激光束路径快速扫除。该自由电子的去除有助于阻止真皮LIOB的引发而不影响颜料颗粒的激光消融。因此，远程空泡和伴随的真皮损毁显著减少。
在一些实施方式中，系统还包括头部设备。头部设备可以配置为接触生物介质的表面。在一些实施方式中，头部设备包括场生成器和/或物理地耦合到光源。附加地或替代地，头部设备可以包括配置为对生物介质的一部分施加抽吸的真空头部、窗口(光能够穿过该窗口到达生物介质)或者两者。
本装置的一些实施例(例如，用于提供美容组织治疗)包括：配置为生成场并且施加该场以穿过生物介质的一部分的场生成器；以及配置为在施加场期间将激光传递到生物介质的所述部分的光源。在一些这样的实施例中，场生成器配置为将场施加到生物介质来诱导自由电子在生物介质的部分内的移动，并且将激光传递到生物介质的该部分提供了对颜料颗粒的光学击穿。
在一些实施例中，场生成器包括配置为在多个电极之间提供场的多个电极，并且其中所述场包括电场。在一些这样的实施例中，所述多个电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极包括配置为接触生物介质的导电表面，并且所述第二电极配置相对于生物介质为电绝缘的。附加地或替代地，场生成器包括磁线圈，并且场包括磁场。附加地或替代地，场生成器包括驻极体，并且场包括电场。在特定实施例中，驻极体是透明的。
在一些实施例中，光源包括脉冲激光器。在一些这样的实施例中，光源配置为以至少1Hz的脉冲率和0.5J/cm2到20J/cm2的注量传递激光束。在其他这样的实施例中，光源配置为以至少1Hz的脉冲率和3.5J/cm2到9J/cm2的注量传递激光束。
在一些实施例中，本装置还包括电源，该电源配置为电耦合到场生成器、光源或两者。电源可以配置为向场生成器提供500到500,000伏或-500到-500,000伏的电压。在其他实施方式中，电源可以配置为向场生成器提供1,200到5,000伏或-1,200到-5,000伏的电压。附加地或替代地，本装置还包括配置为耦合到电源的探针，其中探针包括场生成器和光源。在一些实施例中，其中场生成器配置为可拆卸地耦合到光源。
在一些实施例中，本装置还包括配置为接触生物介质的表面的头部设备。在一些这样的实施例中，头部设备包括物理地耦合到光源的场生成器，头部设备包括光能够穿过其到达生物介质的部分的窗口，或其组合。在头部设备包括窗口的实施例中，窗口可以包括驻极体。附加地或替代地，头部设备包括真空头部，该真空头部配置为连接到真空源并且对生物介质的部分施加抽吸，真空头部配置为允许光在施加抽吸期间到达生物介质的部分。
本装置的一些实施例(例如，用于提供组织治疗)包括：电压源；以及多个电极，该多个电极配置为在所述多个电极上提供电场；其中电压源与电极电连接；其中电极中的第一电极包括配置为接触生物介质的导电表面，以及电极中的第二电极配置为不向生物介质传导电流；并且其中所述多个电极配置为将电场施加到生物介质的一部分，使得自由电子在生物介质的该部分中受到影响。在一些实施例中，所述多个电极配置为将电场施加到生物介质的一部分，使得自由电子在生物介质的该部分中移动。在一些实施例中，电场是负电场。在一些实施例中，电极中的第二电极与生物介质间隔开，或者包括配置为阻止第二电极与生物介质之间的电传导的电绝缘材料。
本装置的一些实施例还包括：配置为连接到真空源的真空头部；其中所述多个电极包含在真空头部内；其中真空头部配置为对生物介质的部分施加抽吸；并且其中真空头部配置为在施加抽吸时允许光到达生物介质的该部分。在一些实施例中，真空头部包括窗口，光能够穿过该窗口到达生物介质的该部分。在一些实施例中，真空头部配置为连接到的真空源为中央真空系统。在一些实施例中，真空头部是一次性的。
本装置的一些实施例还包括：治疗激光系统，该治疗激光系统配置为将激光束通过窗口传递到生物介质的部分；其中激光束具有轴；并且其中当通过真空头部对生物介质的部分施加抽吸时，施加到生物介质的部分的电场垂直于激光束的轴。在一些实施例中，治疗激光系统包括脉冲激光器。在一些实施例中，治疗激光系统配置为将激光传递到生物介质的部分；所述多个电极从治疗激光系统延伸；并且所述多个电极配置为在治疗激光系统被定位成将激光传递到生物介质的部分时提供电场。
本装置的一些实施例还包括：磁线圈；其中电压源还配置为向磁线圈供电；并且其中磁线圈配置为在被如此供电时在生物介质的部分中诱导出磁场。
本系统的一些实施例代替/或除了电极和电压源之外，使用驻极体提供电场。一些这样的实施例包括：配置为提供电场的驻极体；其中驻极体配置为将电场施加到生物介质的一部分，使得自由电子在生物介质的该部分中受到影响。在一些实施例中，驻极体配置为将电场施加到生物介质的一部分，使得自由电子在生物介质的该部分中移动。为了说明，作为说明性的、非限制性示例，可以从生物介质的该部分中去除自由电子。在一些实施例中，驻极体是透明的。在一些实施例中，驻极体配置为与生物介质间隔开，或者包括电绝缘材料，该电绝缘材料配置为阻止驻极体与生物介质之间的电传导。在一些实施例中，驻极体配置为接触生物材料。一些实施例还包括：配置为将激光束传递到生物介质的部分的治疗激光系统；其中驻极体配置为允许激光束传输通过驻极体；并且其中治疗激光系统还配置为通过使激光束传输通过驻极体，将激光束传递到生物介质的该部分。
本方法的一些实施例包括：致动电场生成系统以施加穿过生物介质的一部分的电场；以及将激光传递到生物介质的该部分。在一些实施例中，电场生成系统包括驻极体。在一些实施例中，在多个电极之间施加的电场是负电场。在一些实施例中，在多个电极之间施加的电场是正电场。
本方法的一些实施例包括：致动场生成器以生成场；施加该场以穿过生物介质的一部分；以及在施加场期间，将来自光源的激光传递到生物介质的该部分。在一些这样的实施例中，施加场包括使自由电子在生物介质的部分内移动。附加地或替代地，本方法还可以包括，在致动场生成器之前，将场生成器与生物介质相邻地定位在第一位置处；并且，在传递激光之前，相对于生物介质的部分定位光源以将激光传递到该部分。
在一些实施例中，本方法还包括提供对组织颜料颗粒的光学击穿。附加地或替代地，本方法还可以包括设置真空头部与生物介质的表面接触；以及向真空头部施加负压以使生物介质的至少该部分稳定，其中，在激光传递到该部分期间，使生物介质的至少该部分稳定。
在一些实施例中，本方法还包括在传送激光之后：将场生成器与生物介质相邻地定位在第二位置处；相对于生物介质的另一部分定位光源；致动场生成器以生成另一场；施加另一场以穿过生物介质的另一部分；以及在施加另一场期间，将附加的激光从光源传递到生物介质的另一部分。
本方法的一些实施例包括：设置包含与生物介质的表面接触的多个电极的真空头部，其中所述多个电极彼此间隔开，电极中的第一电极包括接触生物介质的导电表面，并且电极中的第二电极配置为不向生物介质传导电流；向真空头部施加负压以使生物介质稳定；在所述多个电极之间施加电势以在生物介质中产生电场；以及在所述多个电极之间的点处将激光传递到生物介质。在一些实施例中，将电极中的第二电极与生物介质间隔开，或通过电绝缘材料将其与生物介质分离。
本方法的一些实施例包括：相对于生物介质的表面设置多个电极，使得电极彼此间隔开，电极中的第一电极的导电表面接触生物介质，并且电极中的第二电极配置为不向生物介质传导电流；在所述多个电极之间施加电势以在生物介质中产生电场；以及在所述多个电极之间的点处将激光传递到生物介质。在一些实施例中，将电极中的第二电极与生物介质间隔开，或通过电绝缘材料将其与生物介质分离。在一些实施例中，在所述多个电极之间施加的电势是负电势。在一些实施例中，在所述多个电极之间施加的电势是正电势。在一些实施例中，在所述多个电极之间的空间中传递的激光束是脉冲激光束。
如本文所使用的，各种术语仅用于描述特定实施方式，并不旨在限制实施方式。例如，如本文所使用的，用于修改元素(例如结构、部件、操作等)的序数术语(例如，“第一”、“第二”、“第三”等)它本身不表示元素相对于另一个元素的任何优先级或顺序，而是仅仅将该元素与具有相同名称的另一个元素区分开(而是为了使用序数术语)。术语“耦合”限定为连接，但不一定是直接连接，也不一定是机械连接；“耦合”的两个项目可以是相互统一的。除非本公开另有明确要求，否则术语“一”和“一个”限定为一个或更多个。如本领域普通技术人员所理解的，术语“基本上”限定为所指定的内容的大部分地但未必是完全地(并且包括所指定的内容；例如，基本上90度包括90度，基本平行包括平行)。在任何公开的实施例中，术语“基本上”、“近似地”和“大约”可以用指定的内容“...[百分比]内”代替，其中，百分比包括百分之0.1、1、5和10。短语“和/或”表示和或。为了说明，A、B和/或C包括：单独的A、单独的B、单独的C、A和B的组合、A和C的组合、B和C的组合或A、B和C的组合。换言之，“和/或”作为包容性的或。在所公开的实施例中，术语“相邻的”通常限定为定位成与最靠近脉冲激光的一侧上的吸收性目标紧邻。
术语“包括”(和任何形式的包括，例如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”)、“具有”(和任何形式的具有，例如“具有(has)”和“具有(having)”)、“包含”(和任何形式的包含，例如“包含(includes)”和“包含(including)”)和“含有”(和任何形式的含有，例如“含有(contains)”和“含有(containing)”)是开放式连接动词。因此，“包括”、“具有”、“包含”或“含有”一个或更多个元素的系统或装置拥有那些一个或更多个元素，但不限于仅拥有那些元素。同样，“包括”、“具有”、“包含”或“含有”一个或更多个步骤的方法拥有那些一个或更多个步骤，但不限于仅拥有那些一个或更多个步骤。
本文描述的系统、装置和方法中任何一个能够由或基本上由所描述的步骤、元素和/或特征中的任何一个组成——而不是包括/具有/包含/含有所描述的步骤、元素和/或特征中的任何一个。因此，在任何一项权利要求中，术语“由...组成”或“基本上由...组成”能够代替上述任何开放式连接动词，以便改变给定权利要求的范围，否则它将使用开放式连接动词。此外，应该理解的是，术语“在其中”可以与“其中”互换使用。
此外，以某种方式配置的设备、系统或结构(例如，装置的部件)至少以该方式配置，但是所述设备、系统或结构还能够以除了该具体描述的方式之外的其他方式配置。除非由本公开或实施例的性质明确禁止，否则即使没有描述或说明，一个实施例的一个或更多个特征可以应用于其他实施例。
以上描述了与实施例相关联的一些细节，并且下面描述了其他细节。并非本公开的所有实施例都包括所描述方面的一个或更多个。在审阅整个申请之后，本公开的其他实施方式、优点、方面和特征将变得显而易见，包括以下部分：附图说明、具体实施方式和权利要求书。
附图说明
以下附图通过示例且非限制的方式示出。为了简洁和清楚起见，给定结构的每个特征并不总是在出现该结构的每个图中标注。相同的附图标记不一定表示相同的结构。而是，相同的附图标记可以用于表示类似的特征或具有类似功能的特征，不相同的附图标记也可以如此。附图按比例绘制(除非另有说明)，意味着至少对于附图中所描绘的实施例，所描绘的元素的尺寸相对于彼此是准确的。
图1A和图1B示出了经激光处理的纹身真皮的组织学图像，展示了颗粒空泡和远程空泡。
图1C是由于纹身的纳秒激光处理来自表皮和真皮空泡形成的白化的照片。
图2描绘了用于处理生物介质的一部分的系统的示例的框图。
图3描绘了包括多个电极并且配置为选择性地对生物介质中的吸收性目标提供LIOB的装置的示例的框图。
图4A和图4B(分别)描绘了用于选择性地对生物介质中的吸收性目标提供LIOB的装置的真空头部的第一示例的分解等距视图和等距视图。
图4C是用于选择性地对生物介质中的吸收性目标提供LIOB的装置的真空头部的第二示例的照片。
图5描绘了包括磁线圈并且配置为选择性地对生物介质中的吸收性目标提供LIOB的装置的示例的框图。
图6A描绘了包括多个电极和激光尖端并且配置为选择性地对生物介质中的吸收性目标提供LIOB的装置的第一示例的等距视图。
图6B描绘了包括多个电极和激光尖端并且配置为选择性地对生物介质中的吸收性目标提供LIOB的装置的第二示例的等距视图。
图7描绘了包括磁驻极体并且配置为选择性地对生物介质中的吸收性目标提供LIOB的装置的示例的框图。
图8是包括多个绝缘电极并且配置为选择性地对生物介质中的吸收性目标提供LIOB的装置的示例的照片。
图9是用于选择性地对生物介质中的吸收性目标提供LIOB的方法的说明性示例的流程图。
图10是用于使用真空头部来选择性地对生物介质中的吸收性目标提供LIOB的方法的说明性示例的流程图。
图11描绘了关于在基于激光的治疗中使用电场的实验数据的图。
图12描绘了经激光处理的非纹身真皮的组织学图像，其展示没有空泡形成。
图13A和图13B描绘了经“仅激光”处理的纹身真皮的组织学图像。
图14A和图14B描绘了经“激光+EF(+)”处理的纹身真皮的组织学图像。
图15A和图15B描绘了经“激光+EF(-)”处理的纹身真皮的组织学图像。
图16A和图16B描绘了用“激光+EF(-)”处理后两天的纹身部位的组织学图像。
图17是描绘关于激光诱导的真皮空泡形成与真皮损伤之间的关系的实验数据的图。
图18A和图18B描绘了示出对于仅激光处理的纹身部位的真皮空泡形成和真皮损伤的组织学图像。
图19A和图19B描绘了示出对于经EFE激光处理的纹身部位的真皮空泡形成和真皮损伤的组织学图像。
图20是描绘关于激光诱导的真皮空泡形成与纹身褪色之间的关系的实验数据的图。
图21是描绘了在使用EFE激光和仅激光处理之后，关于真皮空泡计数的实验数据的散点图。
图22是描绘了在使用EFE激光和仅激光处理之后，关于真皮损伤评分的实验数据的散点图。
图23A为描绘了关于在经EFE激光和仅激光处理的纹身部位之间的在8周时纹身褪色百分比的实验数据的图。
图23B和图23C是对于使用EFE激光处理以及使用仅激光处理的代表性纹身部位的结果的示例的照片。
具体实施方式
参考图2，描述了用于选择性地提供激光诱导光学击穿(LIOB)的系统的示例。例如，系统可以配置为在导电生物介质中提供选择性LIOB，例如生物介质204(例如，皮肤和/或组织)中的目标206(例如，吸收性目标)。在一些实施方式中，生物介质204的一部分(例如，目标206)包括纹身颜料附聚物。例如，LIOB可以用作组织治疗的一部分，例如与纹身去除相关联的美容治疗。
系统包括光源208和场生成器212。光源208配置为生成治疗光224并且将光224(例如，治疗光)的至少一部分传递到生物介质204。为了说明，作为说明性的、非限制性示例，光源208包括配置为将激光传递到生物介质204的目标206的治疗激光系统。光源208可以包括脉冲激光器，例如Q-开关(QS)激光器。例如，在一些实施方式中，光源208能够包括短脉冲、高注量激光器，例如纳秒1064nm Q-开关Nd：YAG激光器或皮秒激光器。为了说明，作为说明性的、非限制性示例，光源208可以配置为以至少1赫兹(Hz)的脉冲率和3.5J/cm2到9J/cm2的注量传递光224(例如，激光束)。在其他实施方式中，脉冲率可以大于或小于1Hz。例如，脉冲率可以为1-10Hz，或者可以大于10Hz。附加地或替代地，注量可以小于3.5J/cm2或大于9J/cm2。在特定的实施方式中，注量可以为0.5J/cm2到20J/cm2。
场生成器212配置为生成施加到生物介质204的场228，例如静电场。在一些实施方式中，场228包括电场、磁场或两者。施加到生物介质204的场228可以引起在目标206内的自由电子(例如代表性的自由电子232)受到影响，使得自由电子(例如232)空出或以其他方式从目标206转移开。为了说明，场228的施加可以排斥自由电子(例如232)远离生物介质204的一部分(包括纹身颜料附聚物)，该生物介质的一部分被瞄准以接收光224。场生成器212可以配置为在光源208(例如，治疗激光系统)定位成将光224传递到目标206时提供场228。例如，场生成器212可以配置为在将光224施加到生物介质204之前、期间和/或之后将场228施加到生物介质204。在一些实施方式中，改变场228的强度使得在光224的传递期间施加更大强度的周期。
场生成器212可以包括多个电极、磁线圈、驻极体或其组合。例如，如至少参考图2、图3、图4A到4C所描述，场生成器212可以包括多个电极，该多个电极配置为在该多个电极之间提供场。作为另一个示例，如至少参考图5所描述，场生成器212可以包括磁线圈。作为另一个示例，如至少参考如图7所描述，场生成器212可以包括驻极体。
在图2的系统的操作期间，在生物介质204上执行治疗处理。例如，治疗处理可以包括美容处理，例如纹身去除处理，在纹身去除处理中，执行激光消融以至少部分地去除包含在目标206中的纹身颜料。
场生成器212定位成邻近(例如，紧邻)生物介质204。例如，场生成器212可以定位成与生物介质204的至少一部分接触，例如与在目标206处或其附近的部分接触。光源208定位成将光224(例如，激光)传递到目标206。
场生成器212(例如场生成系统)被激活以施加穿过生物介质204的目标206的场228。例如，包括场生成器212的场生成器系统可以被开启，并且场生成器可以响应于供应到场生成器212的电力来生成场228。
在将场228施加到目标206期间，光源208生成光224，所述光的一部分被提供给目标206。光224的该部分可以在颜料附聚物(包含在目标206中)的表面处引起LIOB事件。LIOB事件能够导致对目标206的消融损毁并且导致形成与最靠近光源208的一侧上的颜料附聚物紧邻定位的颗粒空泡(例如100)。
在将光224传递到目标206之前和/或期间，场228的施加影响生物介质204的至少一部分(即，目标206)中的自由电子。例如，响应于场228，自由电子(例如，232)可以移动、去除、扫除或以其他方式从目标206转移开。由于场228，发射进入生物介质204中的自由电子(例如，232)从光224的光路径移开。为了说明，在颗粒LIOB事件期间，发射进入生物介质204的真皮中的自由电子(例如，232)基于场228从(光源208的)激光束路径被扫除。该自由电子(例如，232)的去除在不会对颜料颗粒的激光消融产生不利影响的情况下有助于阻止真皮LIOB的引发。因此，与不使用(或施加)场到生物介质的目标区域的常规激光处理相比，远程空泡和伴随的真皮损毁显着减少。
在一些实施方式中，系统可选地包括头部设备236。头部设备236可以配置为接触生物介质204来帮助定位光源208(例如，通过使皮肤稳定、定位和/或定向皮肤)。例如，头部设备236可以定位成邻近包括目标206的生物介质204的表面或与该表面接触，使得表面正交(例如，垂直)于施加到目标206的光224的纵向轴。如参考图4A-4C所描述，头部设备236可以包括真空头部，该真空头部配置为对生物介质204的一部分施加抽吸。在这种实施方式中，头部设备236可以耦合到抽吸系统。附加地或替代地，头部设备236可以包括窗口406，光224能够穿过该窗口406到达目标206。头部设备236可以耦合到场生成器212、光源208或两者，或与场生成器212、光源208或两者集成。例如，如至少参考图4A和图4B所描述，场生成器212可以合并在头部设备236的一部分中。
在一些实施方式中，系统可以包括电源(未示出)，例如电压源。电源可以耦合到光源208、场生成器212、头部设备236或其组合。为了说明，电源可以配置为向光源208供电以生成光224。附加地或替代地，电源可以配置为向场生成器212提供例如高电压和低电流的电力，以使场生成器212能够生成场228(例如，静电场)。为了说明，作为说明性的、非限制性示例，电压源可以配置为向场生成器提供从+1,200到+5,000伏或-1,200到-5,000伏的电压。附加地或替代地，电源可以向头部设备236供电以使头部设备236的一个或更多个真空部件能够操作。
在一些实施方式中，如参考图6A和图6B所描述，场生成器212和光源208被合并入单个设备中，例如探针。例如，单个设备可以指的是“场增强激光器”或“电场增强激光器”(“EFE激光器”)。场增强激光器配置为在生物介质204中的吸收性目标上选择性地提供LIOB。为了说明，作为说明性的、非限制性示例，场增强激光器可以包括QS-激光器以及在处理部位(例如，目标206)处提供场(例如高压静电场)的场生成器212。在其他实施方式中，场生成器212配置为可拆卸地耦合到光源208。例如，在治疗处理(例如，美容处理)期间，在传递光224之前和期间，场生成器212可以耦合到光源208。在治疗处理之后，场生成器212可以从光源208解耦。
因此，与在不施加场(例如，静电场)的情况下施加脉冲激光的常规技术相比，图2的系统有利地提供了减少的和/或有限的远程空泡形成。例如，场228可以引起自由电子(例如，232)从光224的激光路径的转移，并且减少生物介质204中的自由电子的临界密度的累积，该自由电子的临界密度的累积能够引发与远程空泡(例如，102)相关联的LIOB并且引起对光224的屏蔽。因此，与没有施加场时的常规技术相比，当施加场时针对吸收性目标的激光效能更高。因为场的施加减少了和/或限制了远程空泡形成，所以对经白化的纹身区域可以快速连续并且有效地，和/或在不对周围的细胞结构产生负面影响地的情况下，执行在相同的处理区域上的激光处理。此外，不需要减少或限制处理阶段期间的激光注量，这允许与常规技术相比在单个处理阶段期间实现更大的期望治疗效果。通过具有与常规技术相比更有效的处理阶段，患者必须经历较少总数的处理从而体验较少的不适和短的处理持续时间。
参考图3，示出了用于在生物介质204(例如皮肤)中的吸收性目标上选择性地提供LIOB的装置的示例的说明性框图。在该示例中，装置或系统包括电压源300和多个外部电极302，其中电极配置为当与生物介质接触或以其他方式物理耦合到生物介质时相对于生物介质204不导电。例如，电极的至少一部分(例如，直至全部)能够用例如聚合物的电绝缘体覆盖。在一些实施例中，电压源300提供电压电势(例如，具有低电流以保持相对低的功率要求)。电压源300可以在电极302之间提供等于以下任何一个或介于任何两个之间的电压：-/+10V(伏)、50V、100V、200V、250V、500V、750V、1000V、2000V、3000V、4000V、5000V、6000V、7000V、8000V、9000V或10000V。在特定的实施方式中，作为说明性的、非限制性示例，电压源300可以配置为向场生成器提供+1,200到+5,000伏或-1,200到-5,000伏的电压。在另一个特定的实施方式中，电压源300可以配置为向场生成器提供500到500,000伏或-500到-500,000伏的电压。
在一些实施方式中，在电极302之间施加电势并且“正”电极的至少一部分与生物介质204接触，这导致在电极之间产生相对负电场。在脉冲激光器(例如208)用在生物介质204中的吸收性目标206上的情况下，该极性场引起：通过来自负电极的排斥而将由吸收性目标LIOB事件发射进入生物介质204中的自由电子从脉冲激光源208的脉冲路径去除。该从激光路径去除自由电子减少了能够引发LIOB的、生物介质204中的自由电子的临界密度的累积。因为与吸收性目标206相互作用的激光是大量自由电子的源，即使在电场扫除的情况下，也存在足够的密度以在吸收性目标206表面处允许LIOB事件。
在其他实施方式中，在电极302之间施加电势并且“负”电极的至少一部分与生物介质204接触，这导致在电极之间产生相对正电场。在脉冲激光源208(例如激光器)用在生物介质204中的吸收性目标206上的情况下，该极性场能够引起：通过朝向正电极的吸引而将由吸收性目标LIOB事件发射进入生物介质204中的自由电子集中在激光脉冲路径中并且在激光脉冲路径中通电。通电自由电子在激光路径中的该集中能够帮助在生物介质204中建立自由电子的临界密度。因此，能够在不使用高激光注量的情况下在生物介质204中产生LIOB。
图4A和图4B描绘了用于在导电生物介质(例如，204)中提供选择性激光诱导光学击穿的本设备的示例的横截面立体图。在该实施例中，装置包括真空头部400，所述真空头部配置为有助于选择性地对生物介质中的吸收性目标提供LIOB。真空头部400可以包括或对应于图2的头部设备236。
如图所示，真空头部400配置为与图2-3中所描绘的部件一起使用，所述部件中的一些设置在真空头部内。例如，如参考图4A所示，真空头部400包括壳体402，该壳体保持在使用时电连接到电压源300的电极302。真空头部400的远端(或在图4A-4B的定向上较低的端部)配置为压靠生物介质204(例如，皮肤)，使得电极302靠近生物介质204的外表面但不与所述外表面电接触。例如，真空头部400的壳体能够包括不导电的聚合物或其他材料，至少“下沉”电极设置在所述聚合物或其他材料内。在这样的实施例中，下沉电极能够被非导电材料覆盖或者简单地从壳体的表面向内隔开，该表面配置为在使用时接触皮肤，同时参考电极能够设置在接触表面上或与接触表面对齐，使得参考电极将在使用时接触皮肤。
如上所述，电压源300可以提供电极302之间的负电势。在一些实施例中，真空头部400将生物介质204(例如，患者的皮肤)拉动进入真空头部400，使得由所述多个电极302生成的电场404(例如，228)垂直于激光束的轴。如图所示，真空头部400的壳体限定了一个或更多个内部通道412以及一个或更多个开口(例如，环形开口414)，通过所述一个或更多个开口连通真空(例如，连续地或在围绕处理区域周界的多个点处)以对皮肤或其他生物介质施加抽吸。如在本公开中所使用的，术语“真空”是指低于环境大气压的压强，而不是完全不存在物质。
在图4A和图4B中所示的示例中，真空头部400还包括窗口406(例如，透明窗口)，所述窗口允许激光脉冲传输通过电极302之间的真空头部，有助于皮肤或其他生物介质的冷却(例如，通过提供从皮肤吸收热能的热沉)，和/或，有助于皮肤或其他生物介质的稳定(例如，通过创建封闭空间，在该封闭空间中真空或抽吸能够施加到皮肤)。在一些实施例中，窗口406能够包括蓝宝石材料，例如该蓝宝石材料可以在设置与生物介质(例如皮肤)接触之前被冷却。在一些实施方式中，窗口406可以包括配置为生成场(例如，228)的驻极体。
在图4A和图4B所示的示例中，真空头部400还包括耦合到壳体并且定向以监测皮肤或其他生物介质的温度的温度计410(例如，红外线或其他非接触式温度计)，以及耦合到壳体并且定向以照亮并由此有助于观察目标处理区域的光源(未示出)(例如，发光二极管(LED)或其他光源)。其他实施例可以省略窗口406而有利于未覆盖的空隙或开口、省略温度计410、和/或省略光源(例如，LED)。
图4C描绘了本真空头部的另一个示例的照片。在图4C所描绘的示例中，电极202位于生物介质204和真空头部400之间。如图所示，图4C的真空头部400通过拉动生物介质204的一部分以与窗口406相接触来帮助隔离生物介质204的一部分。这使生物介质204的该部分稳定并且允许由电极302生成的电场垂直于用于处理生物介质204中的吸收性目标206的激光束的轴。如图3C中所示，真空头部400的壳体包括外部连接件416，真空源能够通过该外部连接件能够连接到内部通道412以与处理区域连通。
图5描绘了用于选择性地对生物介质204中的吸收性目标206提供LIOB的设备的另一实施例。图5的设备包括电压源300a、至少两个外部绝缘电极302和电磁线圈500。如上所述对于电压源300，电压源300a能够在使用时在电极302之间提供负电势。在图5所示的示例中，电压源300a类似于电压源300，但配置为还向磁线圈500供电以诱导出磁场。电极302之间和跨越磁线圈500施加的负电势产生负电场和磁场两者。这些场引起：将由吸收性目标LIOB事件发射进入生物介质204中的自由电子从激光脉冲路径中去除。在一些实施例中，在不会完全消除吸收性目标206的部位处所期望的LIOB事件的情况下，从激光路径中去除自由电子减少了生物介质204中LIOB的形成。在其他实施方式中，可以省略电极302。
参考图6A和图6B，示出了能够包括在本系统和设备中、或与本系统和设备一起使用的脉冲激光源208的示例。例如，图6A和图6B的脉冲激光源208可以用于选择性地对生物介质(例如，204)中的吸收性目标(例如，206)提供LIOB。在一些实施例中，电极302耦合到激光器头部600并从激光器头部600延伸，使得当施加激光到皮肤(例如，生物介质204)时，电极能够设置在激光传递至皮肤的点的周围的点处与皮肤接触。如上所述，电压源300(或300a)在电极之间提供等于以下任何一个或介于任何两个之间的电势：-/+10V(伏)、50V、100V、200V、250V、500V、750V、1000V、2000V、3000V、4000V、5000V、6000V、7000V、8000V、9000V或10000V。当对准激光器头部600以在实际提供激光脉冲之前将激光传递到皮肤时，首先通过电极302建立电场。在一些实施例中，电极302建立负电场导致自由电子从激光路径被去除，从而在不会完全消除吸收性目标206的部位处的LIOB事件的情况下，最小化生物介质204中LIOB的形成。
参考图6B，头部设备236(用虚线描绘)耦合到脉冲激光源208的端部。如参考图4A-4C所描述，头部设备236可以包括或对应于真空头部400。例如，头部设备236可以包括窗口606(例如，406)，来自脉冲激光源208的激光脉冲(例如，224)可以通过窗口606行进。
在图6A或图6B的设备的操作期间，包含至少两个非导电电极(例如，302)的激光器头部600设置为抵靠在生物非透明介质(例如，204)的外表面上。例如，激光器头部600可以设置为抵靠该外表面使得电极302与该外表面接触。在设置激光器头部600之后，在电极之间施加来自电压源例如电压源300(或300a)的负电势，并且引起脉冲激光束在电极之间的空间中传播。为了说明，当将由电极302生成的场施加到目标206(例如，生物介质204)时，将脉冲激光束(例如来自光源208的光224)提供给目标206。
图7描绘了与光源208(例如，治疗激光)结合使用以用于选择性地对生物介质204中的吸收性目标206提供LIOB的设备的另一个示例，该生物介质包括配置为向待用激光处理的部位提供电场的至少一个驻极体700。在一些实施方式中，驻极体700是透明的并且允许激光脉冲传输通过驻极体700本身。驻极体700能够包括保持电场的任何材料，所述材料包括各种形式的二氧化硅(例如石英等)或各种合成聚合物(例如含氟聚合物、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等)。
图8描绘了外部绝缘电极302a的示例800。在该实施例中，绝缘电极302a各自包括外绝缘层801、内导电层802和连接点804，在该连接点处电极连接到电压源。如上所述，用作或旨在用作“下沉”电极的电极302a中的一个可以被非导电层完全覆盖，而旨在用作“参考”电极的电极中的另一个将具有在使用期间暴露以接触患者皮肤的导电层表面的至少一部分。在一些实施例中，内导电层802包括由导电材料制成的导电箔，例如：铜、银、金、铝、铁、钢、黄铜、青铜、合金和/或类似物。外绝缘层801能够包括由绝缘塑料构成的电绝缘膜。如图所示，内导电层802能够夹在两个外绝缘层801之间，这两个外绝缘层中的一个或两个具有配置为附接在生物介质204的粘合表面。在示出的实施例中，内导电层802具有1/4英寸×0.0025英寸的尺寸，由铜箔构成，并且夹在两条0.001英寸厚的的胶带之间。
参考图9和图10，示出了将LIOB选择性地提供给生物介质204中的吸收性目标206的方法。例如，图9-10的方法可以参考本文图2、图3、图4A-4C、图5、图6A-6B和图7所描述的装置和/或系统来实现。
参考图9，方法900包括：在902处，在生物介质204的外表面上设置由空间隔开的多个电极。生物介质可以包括或对应于如本文至少参考图3所描述的生物介质204。所述多个电极可以包括或对应于场生成器212、电极302(或302a)。
方法900还包括：在904处，对电极施加来自电压源的至少10伏的电势。例如，电压源可以包括或对应于电压源300(或300a)。
方法900还包括：在906处，引起脉冲激光束在电极之间的空间中传播，其中脉冲激光瞄准在生物介质内的吸收性目标。例如，脉冲激光束可以包括或对应于由光源208(例如，脉冲激光器)生成的光224。生物介质内的吸收性目标可以包括或对应于生物介质204内的目标206。
在方法900的一些实施方式中，在电极之间施加负电势从而产生负电场。在这样的实施方式中，负电场甚至引起：将由吸收性目标LIOB事件发射进入介质中的自由电子从激光脉冲路径中去除。因此，图9的方法900使得能够在不会完全消除吸收性目标的部位处的LIOB事件的情况下，从激光路径中去除自由电子并且抑制生物介质中LIOB的形成。在一些实施例中，在电极之间施加的电势等于以下任何一个或介于任何两个之间：-/+10V(伏)、50V、100V、200V、250V、500V、750V、1000V、2000V、3000V、4000V、5000V、6000V、7000V、8000V、9000V或10000V。
参考图10，方法1000包括：在1002处，将包含至少两个非导电电极的真空头部设置到生物非透明介质的外表面，其中所述多个电极在每个电极之间具有空间。例如，真空头部可以包括或对应于头部设备236或真空头部400。生物介质可以包括或对应于如本文至少参考图2所描述的生物介质204。所述多个电极可以包括或对应于场生成器212、电极302(或302a)。
方法1000还包括：在1004处，向真空头部施加负压，使得电极接触生物介质的表面，并且在1006处，在电极之间施加来自电压源的电势。例如，电压源可以包括或对应于电压源300(或300a)。
方法1000还包括：在1006处，引起脉冲激光束在电极之间的空间中传播，其中脉冲激光瞄准在生物介质内的吸收性目标。例如，脉冲激光束可以包括或对应于由光源208(例如，脉冲激光器)生成的光224。生物介质中的吸收性目标可以包括或对应于生物介质204内的目标206。
第一次实验结果
使用本公开的一些实施例在哥廷根(Gottingen)小型猪上进行实验以观察选择性LIOB在激光皮肤处理中的效果。进行研究以证明在经处理的组织中生成电场的同时，由于激光处理由真皮空泡引起的“白化”减少。
将两只猪纹身有含有黑色颜料的图案。这些纹身留有超过四个月以成熟。使用仅激光(“仅激光”)、在正电场下的激光(“激光+EF(+)”)或在负电场下激光(“激光+EF(-)”)处理六个纹身部位。此外，一个未纹身皮肤部位用激光处理作为对照(“负对照”)。对于初期研究，使用与图4A-4C中所示设备相似的设备将所测试的每个部位设置在负压下。如图4C中所示，绝缘电极302设置在该负压设备的蓝宝石窗口406的下侧。所有激光处理通过该蓝宝石窗口406执行。研究中使用的激光设置如下：MedliteIVTM 1064nM Q开关Nd：YAG，3.5J/cm2，1Hz，4mm光斑尺寸。由能够以小的电流产生高电压的静电电压源产生电场。相对于分别对于仅激光、激光+EF(+)或激光+EF(-)的猪，电压源设定为0伏、正(+)1200伏、或负(-)1200伏。
在激光处理之前，在每个纹身部位处进行比色读数。处理后即刻进行另一组比色读数。对于每个纹身部位，将每个处理前的比色读数归一化为处理后的比色读数以提供真皮空泡形成的指示。较高的归一化处理后比色读数表明更大的真皮空泡形成。此外，为了组织学评估，每个处理部位的活组织检测在激光处理的1分钟内(“第0天”)和激光处理后48小时(“第2天”)进行。
参考图11，示出了条形图，该条形图示出电场对真皮空泡形成的影响的比色研究结果。激光+EF(-)具有比仅激光或激光+EF(+)更低的归一化比色读数。对于激光+EF(+)的归一化比色读数与仅激光是可比较的。较低的归一化比色读数表明激光+EF(-)在纹身部位的激光处理期间导致较低水平的空泡形成。
参考图12，示出了用脉冲激光处理的未纹身真皮的组织学图像，其在所执行的实验中用作负对照。如图12所示，不存在颗粒空泡或远程空泡。这证明在研究中使用的激光注量处，需要纹身颜料附聚物的存在以生成空泡。
图13A和图13B描绘了使用仅激光处理的两个纹身部位第0天的组织学图像。各自示出了颗粒空泡100和远程空泡102两者都存在。颗粒空泡100倾向于尺寸小并且通常位于面向表皮的颜料附聚物的表面上。这发生在颜料附聚物的表面被激光消融处，导致空泡在暴露于激光的附聚物的表面侧上形成。当与颗粒空泡100相比，远程空泡102更小且在形状上为相对球形。
图14A和图14B描绘了使用激光+EF(+)处理的两个纹身部位第0天的组织学图像。各自示出了颗粒空泡100和远程空泡102两者都存在。类似于图13A和图13B中所描绘图像，颗粒空泡100倾向于尺寸小并且通常位于面向表皮的颜料附聚物的表面上。然而，在图14A和图14B两者中看到大量远程空泡102。这里，正电场在部位处激发自由电子导致自由电子的高密度的累积。离开的自由电子使得真皮环境更容易受到导致远程空泡102的形成的LIOB事件的影响。
图15A和图15B描绘了使用激光+EF(-)处理的两个纹身部位第0天的组织学图像。如同13A、图13B、图14A和图14B的情况，存在颗粒空泡100。然而，不同于图13A、图13B、图14A和图14B，远程空泡102仅最低限度地存在。此外，与仅激光和激光+EF(+)中的发现相比，颗粒空泡100尺寸更大并且包围了颜料附聚物——并不仅仅是上表面——的全部。负电场将自由电子推离该部位，从而减少能够导致LIOB事件的、真皮内自由电子的临界密度的累积。因此，远程空泡102的形成被最小化。此外，将自由电子推离该部位有助于延迟颜料附聚物的表面上LIOB事件的引发。这随之允许激光脉冲在等离子体事件屏蔽颜料附聚物之前，从激光器更久地的吸收到颜料附聚物中。这导致颜料附聚物消融更大并且产生大的颗粒空泡100。颜料附聚物通过激光+EF(-)的更大的消融意味着能够更快地消除纹身。
图16A和图16B描绘了利用激光+EF(-)处理的两个纹身部位第2天的组织学图像，以及示出了利用激光+EF(-)处理过的颜料颗粒1600比仅激光处理更快地从纹身部位被运走。图16A和图16B示出了在激光处理后48小时位于真皮中深处的颜料颗粒1600。相比之下，经仅激光处理的纹身部位的图像极少展示激光处理后48小时位于真皮中深处的颜料颗粒1600。
基于由未纹身皮肤的激光处理(负对照)与纹身部位的激光处理的结果的差异，颗粒空泡100和远程空泡102两者的形成是脉冲激光作用于纹身颜料附聚物104的直接结果。当脉冲激光被吸收到颜料附聚物104中时，等离子体羽流迅速形成。该羽流引起颜料附聚物104周围的水经历相变以产生颗粒空泡100(通过蒸汽产生)。此外，等离子体羽流从颜料附聚物104的表面(例如，包括在颜料附聚物104中的颜料颗粒的表面)剧烈地发射自由电子、离子和纳米尺寸颜料颗粒1600进入真皮中。据信这些剧烈发射的自由电子导致在真皮中自由电子的临界密度的形成。这些自由电子随后能够吸收导致LIOB事件和远程空泡102的形成的激光光子。
将激光+EF(+)部位(图14A和图14B)与仅激光(图13A和图13B)部位(即没有电场的情况下的激光到纹身部位)的组织学进行比较，两个研究已形成大量的颗粒空泡100和远程空泡102。令人惊讶的是，看起来在激光+EF(+)处理部位中的远程空泡102的数量远远大于仅激光处理部位中的远程空泡的数量。可以认为正电场的存在增加了负电极附近的生物介质中的自由电子激发，导致生物介质204中LIOB形成的选择性增加。
另一方面，将激光+EF(-)部位(图15A和图15B)与仅激光部位(图13A和图13B)的组织学进行比较，两个研究已形成了大量的颗粒空泡100。然而，令人惊讶的是，与负电场相关联的颗粒空泡100的尺寸远远大于与仅激光处理相关联的颗粒空泡100的尺寸。同样如上文所讨论，据信负电场将自由电子从负电极附近的处理部位推离。这导致延迟颜料附聚物104的表面上的LIOB事件的引发，导致激光脉冲具有更长的时间由颜料附聚物104吸收。如由大的颗粒空泡100所证明，这导致了颗粒附聚物104更大的消融。
激光+EF(-)仅导致生成最小数量的远程空泡102。在临界电子密度能够形成之前，由于颜料附聚物104的LIOB发射的自由电子从真皮中的激光路径快速分散。这进而抑制了介质中LIOB的形成，导致对远程空泡102的形成进行选择性抑制。
当在电场内时颜料附聚物104的激光处理导致将颜料颗粒1600更多地运送到深层真皮中。当在电场内时消融颜料附聚物104导致带静电的颜料颗粒的生成。这些带电的和/或更小的颗粒随后更容易从纹身部位被带走，这进一步有助于经处理的纹身部位的褪色。
第二次实验结果
进行第二个研究以评估以下之间的关系：1)激光诱导的真皮空泡的形成(即，白化)和真皮损伤，以及2)激光诱导的真皮空泡形成和纹身褪色。次要目标是对于真皮空泡形成、真皮损伤和纹身褪色，与标准1064Q开关Nd：YAG激光器(Q开关激光器)纹身去除处理相比对EFE激光处理进行评估。组织学评估真皮空泡形成和真皮损伤。用比色法评估加速的纹身褪色。
以CRO动物设施(MPI，Kalamazoo，MI)评估EFE激光。在该研究中使用由动物护理委员会批准的纹身的猪动物模型。哥廷根小型猪(约30kg)在全身麻醉情况下由专业纹身艺术家在侧向两侧上纹身有多个圆形(1cm直径)黑色纹身斑点(见如图4C)，并且在研究开始之前允许成熟至少3个月。
在研究中使用纹身有多个圆形(1cm2)黑色纹身斑点的哥廷根小型猪(～30kg)对EFE激光和标准Q开关激光进行评估。使用未修改的Q开关激光(仅激光)或使用结合外部静电场的1064nm Q开关激光(EFE激光)对纹身部位进行单通激光处理。处理后即刻对空泡形成进行组织学评估，并且在处理后2到6天对真皮损伤进行组织学评估。通过使用分光光度计(Konica Minolta CM-700d，Konica Minolta Sensing Americas有限公司，Ramsey，N J)比较处理前纹身和处理后8周的比色读数来评估经处理的纹身部位的褪色。
在处理开始之前，动物处于全身麻醉下。然后用标准短脉冲激光(仅激光)或EFE激光处理选定的纹身部位。仅激光研究和EFE激光研究两者中使用的激光是1064nm QS激光(MedLite IV，Continuum Biomedical，由Hologic有限公司，Marlboro，MA收购)。在每个单独研究期间用于仅激光和EFE激光处理的激光参数为可比较的并且包括以下：脉冲率为1Hz；激光注量为单程4.0J/cm2到9.0J/cm2；并且激光光斑尺寸为3mm到4mm。
参考图4C，对于EFE激光，示出了与激光器一起使用的电场生成设置。该设置包括具有蓝宝石窗口406的皮肤真空头部400，以及具有附接到窗口406的内表面的至少一个绝缘电极302。定制的DC电源(未示出)在激光处理期间在电极302之间提供高电压(范围：+/-1200伏到+/-5000伏)。这导致在处理部位处建立静电场。在一些测试中，当在蓝宝石窗口406上使用单个电极时，在距离处理部位较远的位置上使用较大的返回电极板。在使用电场生成设置执行激光处理时，激光处理在有源电极的1cm内执行。
在激光处理之后，执行活组织检测组织的组织学检查以评估形成的空泡的数量和真皮损伤的量。对于空泡的评估，在仅激光或EFE激光处理之后即刻执行纹身处理部位的3mm钻取活组织检测。由活组织检测组织制备苏木素和伊红(H&E)染色的载玻片。通过对组织学图像的限定区域中的空泡数量进行计数来确定对于每个处理的真皮空泡形成。
为评估真皮损伤，在仅激光或EFE激光处理之后2-6天执行纹身处理部位的3mm钻取活组织检测。由活组织检测组织制备Herovici染色的载玻片。通过对表皮和真皮的损毁进行评估，使用5分真皮损伤量表来确定对于每次处理的真皮损伤。5分量表范围从无损伤到如大量的Herovici染色所表示的显著表皮和真皮胶原损伤。(‘0’＝无损伤；‘1’＝最小胶原损伤；‘2’＝轻度胶原损伤；‘3’＝局部表皮损失加上最小胶原损伤；‘4’＝表皮无损失，但主要胶原损伤；以及，‘5’＝表皮损失加上主要胶原损伤)。
使用手持式分光光度计(Konica Minolta CM-700d，Konica MinoltaSensingAmericas有限公司，Ramsey，NJ)评估经处理的纹身部位的褪色，所述手持式分光光度计配置为记录L*a*b*颜色空间值。通过比色差(颜色空间中的距离)度量ΔE*的百分比变化来计算纹身褪色，其中ΔE*＝((ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2)1/2。对于在8周时进行的纹身读数的比色距离度量ΔE*与处理前的比色ΔE*值进行比较以计算纹身褪色的百分比。
参考图17，研究了激光诱导的真皮空泡形成与真皮损伤之间的关系。在3个月期间内的四个单独的激光处理中，将平均真皮空泡计数(N＝8)与来自仅激光处理和EFE激光处理的真皮损伤评分(N＝8)的平均值进行比较。该研究的结果在图16中示出并且证明了激光处理后即刻平均真皮空泡计数与激光处理后2-6天的真皮损伤评分之间的非常强的正相关性(r＝0.945，R2＝0.893)。
参考图18A-18B以及图19A-19B，分别示出了对于仅激光和EFE激光处理的纹身部位的真皮空泡形成和真皮损伤。图18A是在猪皮肤上纹身部位仅激光处理后的即刻组织学图像(H&E染色)，示出了包括少量不规则形状较大的颗粒空泡和大量较小的球形远程空泡(真皮中的远离颜料颗粒的小的圆形空隙)的大量(>100)的真皮空泡(白色空隙)。图18B是仅激光处理4天后的同一处理部位的Herovici染色图像，示出了显著真皮损伤和新胶原(III型)的形成。与染为深蓝色/紫色的旧胶原(I型)相比，胶原利用Herovici染色染为浅蓝色。
相反，如图19A中所示，EFE激光后即刻的猪皮肤上纹身部位的组织学图像(H&E染色)具有较小数量的真皮空泡(～33)。虽然颗粒空泡(与颜料颗粒相邻的大的、不规则形状的白色空隙)的数量与使用仅激光处理的纹身部位是可比较的(～10-20)，但存在的远程空泡的数量较少。同样，图19B提供了相同处理部位EFE激光处理后4天的组织学图像(Herovici染色)，证明了最小真皮损伤(最少浅蓝色染色)和新胶原形成。
参考图20，评估了激光诱导的真皮空泡形成与在8周时纹身褪色之间的关系。将平均真皮空泡计数(n＝8)与来自EFE激光处理和仅激光处理的ΔE*(n＝8)的百分比变化的平均值进行比较。如图20中所示，结果表明在空泡形成和纹身褪色之间存在中度负相关性(r＝-0.52)(即，真皮空泡越多导致纹身褪色越少。)
本研究的次要目的是与标准激光纹身去除处理相比，针对真皮空泡形成、真皮损伤和纹身褪色评估EFE激光处理。参考图21，散点图(具有表示平均值的水平线和表示95％CI的误差条)示出了使用EFE激光和仅激光处理后的真皮空泡计数。与仅激光处理相比，单次激光通过后，EFE激光处理示出了明显更低的平均真皮空泡计数。对于EFE激光的平均空泡计数为55(n＝19)。对于仅激光的平均空泡计数为101(n＝10)。在t测试(2尾、非配对、同方差)中，两组之间的差异在统计学上是显著的(P<0.0001)。
参考图22，散点图(具有表示平均值的线和表示95％CI的误差条)示出了使用EFE激光和仅激光处理后的真皮损伤评分。与经仅激光处理的部位相比，经EFE激光处理的部位示出了更小的平均真皮损伤评分。EFE激光的平均真皮损伤评分为5分中1.84满分(n＝19)。仅激光的平均真皮损伤评分为5分中3.5分(n＝10)。在t测试(2尾、非配对、同方差)中，两组之间的差异在统计学上是显著的(P<0.01)。
参考图23A，示出了在EFE激光(n＝19)和仅激光(n＝10)处理的纹身部位之间在8周时纹身褪色的百分比的比较。散点图(具有表示平均值的线和表示95％CI的误差条)证明了与仅激光相比使用EFE激光在单次激光通过后的加速的纹身褪色。EFE激光的平均褪色为19.1％。仅激光的平均褪色为9.2％(P<0.05)。最后，图23B和图23C提供了摄影图像，示出了与仅激光相比对于使用EFE激光处理的代表性纹身部位的改进的褪色。例如，图23B示出了利用仅激光(4J/cm2@4mm；1Hz)的褪色，以及图23C示出了利用EFE激光(5000Kv；4J/cm2@4mm；1Hz)的褪色。
该研究表明，更大的激光诱导的真皮空泡形成增加了真皮损伤并且降低了纹身褪色效力。EFE激光能够在激光处理纹身部位期间最小化激光诱导的真皮空泡形成的量，导致了减少的真皮损伤以及改进的纹身褪色。据信，较少的空泡形成导致激光屏蔽和光散射的减少，允许更多的激光能量到达纹身墨水颗粒。
该研究提供了证据：当与标准激光处理相比，在纹身部位处理中EFE激光导致形成更少的真皮空泡、更少的真皮损伤以及改进的纹身褪色。除了改进基于激光的纹身处理，使用电场能够在激光消融处理(毛发去除、静脉去除等)期间缓和来自热离子发射的自由电子以提供更安全、更有效的处理。
以上描述和示例提供了说明性实施例的结构和用途的完整描述。尽管某些实施例已经以某种程度的独特性、或者参考一个或更多个单独的实施例在上文中被描述，但是本领域技术人员能够在不脱离本公开的范围的情况下对所公开的实施例进行多种变更。因此，方法和系统的各种说明性实施例不旨在限于所公开的特定形式。而是，方法和系统的各种说明性实施例包括落在权利要求范围内的所有修改和替换，并且除了所示的实施例之外的其他实施例可以包括所描绘的实施例的特征一些或全部。例如，元件可以省略或组合为整体结构、连接件可以被替换、或者两者。此外，在适当的情况下，上述示例中任何一个的方面可以与所描述的其他示例中任何一个的方面组合，以形成具有可比较的或不同的属性和/或功能并且解决相同或不同的问题的其他示例。类似地，应该理解的是，上述益处和优点可以涉及一个实施例或者可以涉及若干实施例。因此，在不脱离本公开的教导的情况下，本文所述的单个实施方式不应被解释为限制性的，并且可以适当地组合本公开的实施方式。
除非在给定的权利要求中分别使用短语“用于…的方法”或“用于…的步骤”明确地陈述这样的限制，否则权利要求不旨在包括、并且不应该被解释为包括方法加功能的限制或步骤加功能的限制。

Claims (61)

1.一种用于提供组织治疗的装置，所述装置包括：
场生成器，所述场生成器配置为生成场并且施加所述场以穿过生物介质的一部分；以及
光源，所述光源配置为在施加所述场期间将激光传递到生物介质的所述部分。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述场生成器配置为将所述场施加到生物介质以诱导自由电子在生物介质的所述部分内的移动，并且其中，将激光传递到生物介质的所述部分提供了对组织颜料颗粒的光学击穿。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的装置，其中，所述场生成器包括多个电极，所述多个电极配置为在所述多个电极之间提供场，并且其中，所述场包括电场。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述多个电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极包括配置为接触生物介质的导电表面，并且所述第二电极配置为相对于生物介质是电绝缘的。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中，所述场生成器包括磁线圈，并且其中，所述场包括磁场。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中，所述场生成器包括驻极体，并且其中，所述场包括电场。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述驻极体是透明的。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其中，所述光源包括脉冲激光器。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述光源配置为以至少1Hz的脉冲率和0.5J/cm2到20J/cm2的注量来传递激光束。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的装置，还包括电源，所述电源配置为电耦合到场生成器、光源或两者。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述电源配置为向场生成器提供500到500,000伏或-500到-500,000伏的电压。
12.根据权利要求10所述的装置，还包括配置为耦合到所述电源的探针，其中，所述探针包括场生成器和光源。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的装置，其中，所述场生成器配置为可拆卸地耦合到光源。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的装置，还包括配置为接触所述生物介质的表面的头部设备。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述头部设备包括场生成器。
16.根据权利要求14所述的装置，其中，所述头部设备物理耦合到光源。
17.根据权利要求14所述的装置，其中，所述头部设备包括真空头部，所述真空头部配置为连接到真空源并且对生物介质的所述部分施加抽吸，所述真空头部配置为允许光在施加所述抽吸期间到达生物介质的所述部分。
18.根据权利要求14所述的装置，其中，所述头部设备包括窗口，光能够穿过所述窗口到达生物介质的所述部分。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述窗口包括驻极体。
20.一种用于提供组织治疗的装置，所述装置包括：
电压源；以及
多个电极，所述多个电极配置为在所述多个电极之间提供电场；
其中，所述电压源与电极电连接；
其中，电极中的第一电极包括配置为接触生物介质的导电表面，并且电极中的第二电极配置为不向生物介质传导电流；并且
其中，所述多个电极配置为将电场施加到生物介质的一部分，使得自由电子在生物介质的所述部分中受到影响。
21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述多个电极配置为将电场施加到生物介质的一部分，使得自由电子从生物介质的所述部分移动。
22.根据权利要求20所述的装置，其中，所述电压源配置为在电极之间提供从+1,200到5,000伏或-1,200到-5,000伏的电压。
23.根据权利要求20所述的装置，其中，所述电源配置为向电极提供从500到500,000伏或-500到-500,000伏的电压。
24.根据权利要求20所述的装置，其中，所述电场是负电场。
25.根据权利要求20所述的装置，其中，电极中的第二电极配置为与生物介质间隔开或者包括电绝缘材料，所述电绝缘材料配置为降低所述第二电极与生物介质之间的电传导。
26.根据权利要求20所述的装置，还包括：
真空头部，所述真空头部配置为连接到真空源；
其中，所述多个电极的一部分包含在所述真空头部内；
其中，所述真空头部配置为对生物介质的所述部分施加抽吸；并且
其中，所述真空头部配置为在施加抽吸时允许光到达生物介质的所述部分。
27.根据权利要求26所述的装置，其中，所述真空头部包括窗口，光能够穿过所述窗口到达生物介质的所述部分。
28.根据权利要求26所述的装置，其中，所述真空头部配置为连接到的所述真空源为中央真空系统。
29.根据权利要求26所述的装置，其中，所述真空头部是一次性的。
30.根据权利要求26-29中任一项所述的装置，还包括：
治疗激光系统，所述治疗激光系统配置为将激光束通过所述窗口传递到生物介质的所述部分；
其中，所述激光束具有轴；
其中，当通过真空头部对生物介质的所述部分施加抽吸时，施加到生物介质的所述部分的电场垂直于激光束的轴。
31.根据权利要求30所述的装置，其中，所述治疗激光系统包括脉冲激光器。
32.根据权利要求31所述的装置，其中，所述治疗激光系统配置为以至少1Hz的脉冲率和0.5J/cm2到20J/cm2的注量来传递脉冲激光束。
33.根据权利要求30所述的装置，其中：
所述治疗激光系统配置为将激光传递到生物介质的所述部分；
所述多个电极从治疗激光系统延伸；并且
所述多个电极配置为当治疗激光系统被定位成将所述激光传递到生物介质的所述部分时提供电场。
34.根据权利要求20所述的装置，还包括：
磁线圈；
其中，所述电压源还配置为向所述磁线圈供电；
其中，所述磁线圈配置为在被如此供电时在生物介质的所述部分中诱导出磁场。
35.一种用于提供组织治疗的装置，包括：
驻极体，所述驻极体配置为提供电场；
其中所述驻极体还被配置为相对于生物介质定位，使得驻极体在生物介质中诱导出电场；
其中，所述驻极体配置为将所述电场施加到生物介质的一部分，使得自由电子在生物介质的所述部分中受到影响。
36.根据权利要求35所述的装置，其中，所述驻极体配置为将电场施加到生物介质的一部分，使得自由电子在生物介质的所述部分中移动。
37.根据权利要求35所述的装置，其中，所述驻极体是透明的。
38.根据权利要求35-37中任一项所述的装置，其中，所述驻极体配置为与生物介质间隔开或者包括电绝缘材料，所述电绝缘材料配置为降低驻极体与生物介质之间的电传导。
39.根据权利要求35-37中任一项所述的装置，其中，所述驻极体配置为接触生物介质。
40.根据权利要求35-37中任一项所述的装置，还包括：
治疗激光系统，所述治疗激光系统配置为将激光束传递到生物介质的所述部分；
其中，所述驻极体配置为允许所述激光束传输通过驻极体；
其中，所述治疗激光系统还配置为通过使激光束传输通过驻极体，将激光束传递到生物介质的所述部分。
41.根据权利要求40所述的装置，其中，所述治疗激光系统配置为以至少1Hz的脉冲率和0.5J/cm 2到20J/cm 2的注量传递激光束。
42.一种方法，包括：
致动电场生成系统以施加穿过生物介质的一部分的电场；以及
将激光传递到生物介质的所述部分。
43.根据权利要求42所述的方法，其中，所述电场生成系统包括驻极体。
44.根据权利要求42所述的方法，其中，在多个电极之间施加的所述电场为负电场。
45.根据权利要求42所述的方法，其中，在多个电极之间施加的所述电场为正电场。
46.一种方法，包括：
致动场生成器以生成场；
施加所述场以穿过生物介质的一部分；以及
在施加所述场期间，将来自光源的激光传递到生物介质的所述部分。
47.根据权利要求46所述的方法，还包括：
在致动场生成器之前，将场生成器与生物介质相邻地定位在第一位置处；以及
在传递激光之前，相对于生物介质的所述部分定位光源以将所述激光传递到所述部分。
48.根据权利要求46-47中任一项所述的方法，其中，施加所述场包括使自由电子在生物介质的所述部分内移动。
49.根据权利要求46-48中任一项所述的方法，还包括提供对组织颜料颗粒的光学击穿。
50.根据权利要求46-49中任一项所述的方法，还包括：
设置真空头部与生物介质的表面接触；以及
向所述真空头部施加负压以使生物介质的至少所述部分稳定，其中，在激光传递到所述部分期间，使生物介质的至少所述部分稳定。
51.根据权利要求46-50中任一项所述的方法，还包括在传递激光之后：
将场生成器与生物介质相邻地定位在第二位置处；
相对于生物介质的另一部分定位光源；
致动所述场生成器以生成另一场；
施加所述另一场以穿过生物介质的所述另一部分；以及
在施加所述另一场期间，将附加的激光从所述光源传递到生物介质的所述另一部分。
52.一种方法，包括：
设置包含与生物介质的表面接触的多个电极的真空头部，其中，所述多个电极彼此间隔开，电极中的第一电极包括接触生物介质的导电表面，并且电极中的第二电极配置为不向生物介质传导电流；
向所述真空头部施加负压以使生物介质稳定；
在所述多个电极之间施加电势以在生物介质中产生电场；以及
在所述多个电极之间的点处将激光传递到生物介质。
53.根据权利要求52所述的方法，其中，将电极中的第二电极与生物介质间隔开，或通过电绝缘材料将其与生物介质分离。
54.一种方法，包括：
相对于生物介质的表面设置多个电极，使得电极彼此间隔开，电极中的第一电极的导电表面接触生物介质，并且电极中的第二电极配置为不向生物介质传导电流；
在所述多个电极之间施加电势以在生物介质中产生电场；以及
在所述多个电极之间的点处将激光传递到生物介质。
55.根据权利要求54所述的方法，其中，将电极中的第二电极与生物介质间隔开，或通过电绝缘材料将其与生物介质分离。
56.根据权利要求52-55中任一项所述的方法，其中，在所述多个电极之间施加的所述电势为负电势。
57.根据权利要求52或54所述的方法，其中，在所述多个电极之间施加的所述电势为正电势。
58.根据权利要求52或54所述的方法，其中，在所述多个电极之间的空间中传递的激光束是脉冲激光束。
59.根据权利要求58所述的方法，其中，所述脉冲激光束具有至少1Hz的脉冲率和3.5J/cm2到9J/cm2的注量。
60.根据权利要求58所述的方法，其中，所述脉冲激光束具有至少1Hz的脉冲率和0.5J/cm2到20J/cm2的注量。
61.根据权利要求59-60中任一项所述的方法，其中，在有源电极的1cm内传递所述脉冲激光束。
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