CN112512449A - 冷等离子体生成装置、系统以及方法 - Google Patents

Abstract

提出了一种使用冷大气等离子体对生物表面的区域进行美容处理的系统和方法。在一个实施例中，一种用冷等离子体处理生物表面的区域的方法包括：选择后处理制剂；以及将后处理制剂施加到由冷等离子体预处理的区域。

Description

冷等离子体生成装置、系统以及方法

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2018年7月31日、序列号为62/712,812的美国临时申请；申请日为2018年7月31日、序列号为62/712,849的美国临时申请；申请日为2018年7月31日、序列号为62/712,860的美国临时申请；申请日为2018年7月31日、序列号为62/712,873的美国临时申请；申请日为2018年7月31日、序列号为62/712,876的美国临时申请的权益，这些申请中的每一个以引用的方式明确地全文结合于此。

发明内容

该发明内容被提供为以简化形式介绍下面在具体实施方式中进一步描述的一些概念。该发明内容不旨在标识所要求保护主题的关键特征，也不旨在用作帮助确定所要求保护主题的范围。

如目前可用的结合冷常压等离子体(另外称为“冷等离子体”或“等离子体”)的便携式美容装置实施有限的处理模式。大多数仅仅集中在接近人皮肤的区域处生成等离子体作为处理该区域的手段。这种方法没有利用多模式处理的治疗优点和益处，并且没有产生超过单独的处理模式的效果的协同治疗结果。在本技术的一些实施例中，除了生成冷等离子体之外，多模式冷等离子体装置还包括一个或多个辅助或附加机构(振动、热等)。

利用协同处理效果的多模式等离子体装置相对于单模式等离子体装置将在缩短的处理持续时间内并且通过降低的功率需求实现增强的结果。而且，通过增强等离子体生成的物质的渗透性，或者通过提供功效不依赖于等离子体生成的物质的二次处理，多模式装置减轻过度暴露于在等离子体中生成的潜在有害物质(诸如氧化物质或活性自由基)的潜在风险。

疤痕由于多种原因而形成，其中一些原因包括有害细菌、毛孔堵塞、刺激、水分或油的不平衡等。通常，疤痕在一天内、通常在首次感觉到新疤痕的数小时内从易于处理的早期阶段发展为疼痛且麻烦的状况。不受理论的约束，认为暴露于冷常压等离子体和其中生成的物质将有效地处理疤痕。还认为检测后立即在疤痕部位处的快速处理防止可能留下永久结疤的难看疤痕的生长。

结合有足以长期使用的内部电源的被设计为处理皮肤的大区域的冷等离子体装置太大且太重而不便于经常携带。虽然非常适合于在家里进行的美容例程，但是它们的尺寸和重量使得它们不太适合于对在离开家时发现的正在发展的疤痕或痤疮痛的快速响应。认为被设计用于快速处理单独疤痕(也称为“局部处理”)的小面积等离子体装置将在疤痕的早期有效地处理疤痕，并且将是便携且方便的。

生物表面的区域直接暴露于冷常压等离子体可以用治疗方案(也称为“制剂”或“治疗制剂”)补充。例如，等离子体生成的物质，诸如紫外光子或活性氧物质，可能损伤生物表面。因此，可以使用治疗制剂来防止或最小化对生物表面的损伤。

在一个实施例中，预处理制剂保护该区域免受潜在有害的等离子体生成的物质的影响。在另一实施例中，后处理制剂中和可能在处理后伤害生物表面的等离子体生成的酸。在一个实施例中，等离子体活化的介质在施加到未直接暴露于等离子体的区域时提供有效的治疗。不受理论的约束，认为冷常压等离子体产生在暴露于等离子体之后保留在液体介质中的活性物质和二次反应产物。

虽然认为基本的等离子体处理有利地影响生物系统，但是过度暴露或无意损伤的风险是不可忽略的。因此，传统的等离子体装置限制了消费者实施定制处理的能力。这些处理风险可以通过为所寻求的特定治疗结果定制等离子体来减轻。在一些实施例中，目标处理区域的大小是可选择的。在其它实施例中，化学中间体可以修改在等离子体中生成的潜在有害物质的浓度。

在实践中，表面状况和等离子体参数是耦合的，其中一个的变化引起另一个的变化。例如，表面水分的突变可能影响表面的电导率并导致等离子体强度的增加。相反，等离子体强度的突然增加可能使水分从表面蒸发，进而改变等离子体的特性。该可变性和多参数耦合使得对等离子体处理装置的控制成为必要。

来自等离子体、等离子体生成的物质和生物表面固有的生物化学物质的光发射之间的复杂相互作用进一步使冷等离子体治疗复杂化。在一些情况下，例如通过光发射，或者通过暴露于刺激伤口愈合或将以其他方式使存在于生物表面中的有害细菌变性的等离子体生成的物质，等离子体生成的物质可以酸化生物表面，从而加重先前存在的状况并超过等离子体处理的任何有益结果。然而，对生物表面的等离子体处理的测量可以允许等离子体的调节，因此使得处理更有效且更安全。

出于若干原因，在处理期间均匀且稳定地施加冷等离子体是期望的。非限制性的示例包括：向生物表面提供可预测剂量的等离子体生成的物质，提供一致的处理结果(尽管生物表面的状况有变化)，在生物表面的区域上保持均匀暴露于冷等离子体，等等。

冷等离子体治疗装置

非热的“冷”常压等离子体在治疗处理期间可以多种方式与活组织和细胞相互作用。在可能的应用中，冷常压等离子体可以在生物和医学中用于杀菌、消毒、去污以及等离子体介导的伤口愈合。

目前，几种商业化的装置被认证用于医学处理。这些装置不是为消费者的家庭使用而设计的。相反，它们被设计为由具有医学处理技术中的专业知识和训练的医学技术人员使用。这种装置的示例是Rhytec

其是用于局部皮肤处理的等离子体射流工具。该装置以使用射频电源的具有紧密调节参数的复杂供电为特征。另外，Bovie

Canady Helios冷等离子体和混合PlasmaTM手术刀都可用作医学处理装置。在德国，

(也是等离子体射流装置)和

(介质阻挡放电(DBD)装置)都是近年来已经被引入市场的认证医疗装置。这些装置的目的在于对人体组织进行外部(如在

中)或者内部的医学处理。与用于医疗用途的等离子体装置相比，用于美容用途的装置适应于由消费者通常直观地使用，这使得具有美容护理和愉快的感觉，如与良好控制和可证明的治疗效果相反。

图1是根据现有技术的等离子体生成器10的示意图。如图1所示，相对于电场对等离子气体的更大质量核的更温和的激发效应，冷等离子体18通过电场对等离子气体中的电子的不同的激发而形成。当带电电极14由电源12相对于也称为对电极的接地电极15通电时，在带电电极14与接地电极15之间形成冷等离子体18。电源12是交流电源或调幅直流电源。如果等离子体生成器10包括紧靠带电电极14放置的介质屏障16，则冷等离子体18是介质阻挡放电。冷等离子体18包含高温电子19和低温离子19以及中性物质。在传统系统中，等离子体气体包括如氦气或氩气的惰性气体以及形成活性氧和氮物质(RONS)的含氧和氮的气体。在一些情况下，与

相同，等离子体直接在空气中形成。

图2是根据现有技术的操作中的介质阻挡放电20的图像。图2通过透明电极被获得为平面图。等离子体18形成为多个离散的丝状放电，这些丝状放电单独形成离子和电子19在电极之间迁移的导电桥。

对于局部处理，使用几种形式的等离子体。第一种是提供离子和活性物质的射流的气体射流等离子体，该射流可以在变化的距离上、通常在大于几毫米的距离上被引导到目标。在前一段落中描述的医疗等离子体通常以气体射流等离子体为特征。第二种形式是浮动电极介质阻挡放电(FE-DBD)装置，其中目标基体(通常是人体)充当浮动接地电极。第三种形式是DBD等离子体棒，其中介质屏障紧靠浮动接地电极而不是带电电极放置，并且可以采取荧光管的形式。第四种形式是协调的多个介质阻挡放电源。在这种布置中，多个常压FE-DBD等离子体源被结合到手持式或柔性装置中，该装置然后用于处理一个或多个解剖区域。

图3A和图3B是根据现有技术的冷等离子体系统的两个视图。一种皮肤处理装置30通过包括头部31和主体34的整体结构来产生冷等离子体18。该装置包括一个或多个用户控制器，其包括等离子体电源开关32和灯开关33。头部31包括一个或多个发光二极管35(LED)。皮肤处理装置30还包括等离子体脉冲控制器37，其被配置为在等离子体脉冲控制器37被按压时在头部31处产生等离子体18。皮肤处理装置30包括用于对封闭电池充电的充电端口36。皮肤处理装置30包括驱动等离子体18的内部电子部件。

图4是根据现有技术的冷等离子体系统的框图。电子部件40包括具有DBD头部47和主体42的整体结构。冷等离子体18在包括于DBD头部47中的电极之间产生，该DBD头部47用作处理部位。DBD头部47电连接到高压单元45，以向DBD头部47提供电力。驱动等离子体18所需的电力由封闭在主体42内的可再充电电池组43提供。该系统包括一个或多个LED 46，其通过主PC板和控制电路44连接到系统。主PC板和控制电路44控制到LED 46和高压单元45的电力流动，并且从一个或多个用户控制器48和外部电力输入49接收输入，以对可再充电电池组43充电。

不受理论的约束，认为冷常压等离子体治疗的效果在一定程度上是由于RONS与生物系统之间的相互作用。RONS的非穷举列表包括：羟基(OH)、原子氧(O)、单重态氧(O₂(1Δ))、超氧化物(O2-)、过氧化氢(H₂O₂)、和一氧化氮(NO)。羟基自由基攻击被认为导致细胞膜脂质的过氧化反应，进而影响细胞-细胞相互作用、膜-蛋白质表达的调节和许多其它细胞过程。过氧化氢是强氧化剂，其被认为对生物系统具有有害作用。一氧化氮被认为在细胞-细胞信号传递和生物调节中起作用。在细胞水平上，一氧化氮被认为影响免疫缺陷、细胞增殖、吞噬作用、胶原合成和血管新生的调节。在系统水平上，一氧化氮是有效的血管扩张剂。

冷常压等离子体还将生物表面暴露于1-10kV/cm量级的电场。认为细胞通过打开跨膜孔对这种场作出反应。这种电场引起的细胞电穿孔被认为在分子跨细胞膜的输血中起作用。不受理论的约束，处理的功效被认为至少部分是由于长寿命的等离子体生成的物质，该物质在空气等离子体中将是浓度特别地对应于冷常压等离子体源的操作参数的各种RONS。

虽然当在高功率和强度下操作时，冷常压等离子体也可用于在非常短的时间内消融组织或实现处理，但是这种处理被认为损害周围组织并且穿透远超过处理区域。不受理论的约束，认为低强度下的冷常压等离子体处理避免了损伤细胞。

不受理论的约束，认为对于直接冷常压等离子体处理和使用等离子体处理的介质的间接处理这两者的重要参数是给予处理表面的等离子体物质的剂量。通常，这表达为在单位时间内被施加到单位面积的处理表面的、由冷常压等离子体源产生的给定等离子体物质的浓度。

替代地，如果已经确定了处理并且冷常压等离子体源的行为被很好地理解，则剂量可以表达为简单的时间长度。例如，对于稳定的冷常压等离子体源和均匀的表面，在冷常压等离子体已经处理均匀的表面给定的时间长度之后，将实现特定剂量的给定RONS。在实践中，表面状况和等离子体特性是耦合的，其中一个的变化引起另一个的变化。例如，表面水分的突变可能影响表面的导电率并导致等离子体强度的增加。相反，等离子体强度的突然增加可能使水分从表面蒸发，以产生RONS和表面的变化。该可变性使得对等离子体处理装置的控制成为必要，如以下更详细地讨论的。

不受理论的约束，认为冷常压等离子体处理通过电穿孔、等离子体生成的物质的渗透性和细胞到细胞信号传递的协同效应而渗透到处理表面中。所谓的“旁观者效应”被认为在将等离子体引起的细胞变化从处理表面传播开并进入其下方的体积中起作用。旁观者效应被认为是通过响应于生物活性化学品的引入而在细胞之间传递的化学信号而发生的，这潜在地放大了处理影响的幅度。

在实验中，已经表明RONS包括活性氮(RNS)和活性氧(ROS)，它们被认为以不同的方式与不同的生物表面相互作用。例如，在琼脂糖薄膜中，RONS渗透薄膜下面的体积，而在活组织中，只有RNS将渗透薄膜下面的体积。然而，ROS确实渗透到明胶和其它液体中。比RNS更具活性的ROS的寿命更短，并且被认为在一些情况下与对生物表面的攻击性或有害作用有关联，如先前关于过氧化氢讨论的。

利用附加处理装置的冷等离子体处理

在一些实施例中，一种用于处理生物表面的区域的冷等离子体系统包括等离子体处理装置，该等离子体处理装置包括电极和介质屏障，该介质屏障具有面向电极的第一侧和背离电极的第二侧。该系统可以包括辅助处理装置，其被配置为增强冷等离子体对区域的作用。在一个方面，辅助处理装置选自由振动装置、被配置为照射区域的光源和被引导至区域的空气源组成的组。

在一个方面，振动装置包括多轴偏心质量振动器。振动装置可以包括压电致动器。

在一个方面，光源包括一个或多个发光二极管，发光二极管被配置为朝向区域引导具有在400nm至500nm范围内的波长的光。

在一个方面，空气源包括：管道，其被配置为朝向区域引导空气流；布置在管道内的空气增流器；以及一个或多个温度控制元件，其被配置为调节空气流的温度。空气增流器可以包括风扇。温度控制元件可以包括热阻加热线圈和珀尔帖冷却器中的至少一个。

在一个方面，等离子体处理装置还包括一个或多个致动构件，其被配置为重复地拉紧和松弛区域中的生物表面。

在一个方面，等离子体处理装置还包括放置在介质屏障上方的盖，并且其中，盖被配置为保护介质屏障免受接触损伤或污染。盖可以包括玻璃、塑料或石英。

在一个方面，生物表面包括皮肤、头发和指甲中的至少一种。

在一个方面，等离子体被至少部分地释放到生物表面中。

在一些实施例中，一种用冷等离子体系统处理生物表面的区域的方法包括：通过包括等离子体生成器的等离子体处理装置生成等离子体。在一些实施例中，方法包括：将等离子体施加至生物表面；启动辅助处理装置；用辅助处理装置处理生物表面；以及关闭等离子体。

在一个方面，用辅助处理装置处理生物表面包括：使等离子体处理装置振动。

在一个方面，用辅助处理装置处理生物表面包括：在区域处或区域附近使生物表面振动。

在一个方面，用辅助处理装置处理生物表面包括：用来自布置在等离子体处理装置上的光源的光照射区域。光源可以发射可见光。光源可以发射红外光。

在一个方面，用第二处理装置处理生物表面包括：经由布置在等离子体处理装置内的管道和布置在管道内的空气增流器向区域提供流动的空气流。在一个方面，方法包括：利用配置在管道中的一个或多个温度控制元件冷却或加热流动的空气流。

具有外部支撑装置的冷等离子体处理系统

在一些实施例中，一种用于处理生物表面的区域的冷等离子体系统包括等离子体处理装置，该等离子体处理装置包括电极和介质屏障，该介质屏障具有面向电极的第一侧和背离电极的第二侧。在一个方面，等离子体处理装置还包括可再充电电池，其电连接到电极并且经由充电链路可操作地耦合到动力电池。

在一些实施例中，等离子体处理系统还包括在等离子体处理装置外部的支撑装置。在一些实施例中，支撑装置包括：动力电池，其电连接至等离子体处理装置；和控制器，其可操作地耦合至动力电池和等离子体处理装置。在一个方面，支撑装置无线地连接到等离子体处理装置。在一个方面，支撑装置经由可拆卸电缆电连接到等离子体处理装置。

在一个方面，介质屏障和电极布置在可伸缩支撑件上，可伸缩支撑件的伸出定位介质屏障的第二侧以用于处理区域，可伸缩支撑件布置在壳体内。在一个方面，等离子体处理装置是口红大小的装置。

在一个方面，支撑装置是智能装置。智能装置可以选自由智能电话、平板电脑、膝上型电脑、电子头发造型装置和包括充电座的等离子体装置组成的组。

在一个方面，等离子体至少部分地释放到生物表面中。

在一个方面，生物表面包括皮肤、头发或指甲中的至少一种。

在一些实施例中，一种用于处理生物表面的区域的冷常压等离子体系统包括等离子体处理装置。等离子体处理装置可以包括电极和介质屏障，该介质屏障具有面向电极的第一侧和背离电极的第二侧。在一些实施例中，介质屏障和电极布置在可伸缩支撑件上，可伸缩支撑件的伸出定位介质屏障的第二侧以用于处理区域，可伸缩支撑件布置在壳体内。在一些实施例中，等离子体处理装置包括：电池，其电连接到电极；和可操作地耦合到电池和电极的控制器，其被配置为接收数据和发送控制输入。系统可以是口红大小的系统。

在一些方面，电池是封闭在装置内的可再充电电池。

在一些方面，等离子体处理装置被配置为经由可拆卸电缆连接到在等离子体处理装置外部的支撑装置。支撑装置可以被配置为向等离子体处理装置提供电力和控制输入。

在一些实施例中，一种用冷常压等离子体系统处理生物表面的区域的方法包括：将可拆卸电缆附接到等离子体系统；以及经由可拆卸电缆将电力和控制输入从支撑装置传输到等离子体系统。在一些实施例中，方法还包括：在等离子体系统与区域之间生成冷常压等离子体；关闭冷常压等离子体；以及从等离子体系统拆卸可拆卸电缆。

在一些方面，方法包括：使承载电极和介质屏障的可收缩支撑件伸出，该支撑件布置在等离子体处理装置内，当伸出时，该支撑件将介质屏障放置在适当位置以在接近区域处生成冷常压等离子体。方法可以包括：缩回可伸缩支撑件。

在一些方面，方法包括：将电力无线地传输到等离子体系统，其中，等离子体系统包括可再充电电池。

具有制剂分配的冷等离子体处理系统

在一些实施例中，一种用于处理生物表面的区域的冷等离子体系统包括等离子体生成器和预处理制剂。在一些实施例中，冷等离子体系统包括电极和介质屏障，该介质屏障具有面向电极的第一侧和背离电极的第二侧。在一个方面，系统还包括后处理制剂，其被配置为施加到生物表面的区域上。

预处理制剂可以被配置为施加到生物表面的区域上。在一个方面，预处理制剂包括等离子体处理的物质。在一个方面，预处理制剂包括芳香剂、精油、颜料和活性成分中的一种或多种。

在一个方面，生物表面包括皮肤、头发和指甲中的至少一种。

在一个方面，等离子体至少部分地释放到预处理制剂中。

在一些实施例中，一种用冷等离子体处理生物表面的区域的方法包括：选择预处理制剂；将预处理制剂施加到区域；在等离子体处理装置与预处理制剂之间生成冷等离子体；以及关闭冷等离子体。

在一个方面，方法包括：从区域去除预处理制剂。方法可以包括：在将预处理制剂施加至区域之前，通过将冷等离子体释放到预处理制剂中来处理预处理制剂。

在一个方面，方法包括：选择后处理制剂；以及在关闭冷等离子体之后，将后处理制剂施加到区域。

在一个方面，方法包括：从区域去除后处理制剂。

在一些实施例中，一种用冷等离子体处理的制剂处理生物表面的区域的方法包括：选择制剂；将冷等离子体施加到制剂；关闭冷等离子体；以及将制剂施加到区域。

在一个方面，方法包括：去除制剂。

在一个方面，方法包括：在将制剂施加到区域之后，将冷等离子体释放到制剂中。

在一个方面，方法包括：选择后处理制剂；以及在施加制剂之后将后处理制剂施加至区域。方法可以包括：从区域去除后处理制剂。

利用模块化系统的冷等离子体处理

在一些实施例中，一种用于处理生物表面的区域的模块化冷常压等离子体系统包括等离子体生成器主体和可移除地附接到等离子体生成器主体的头部。头部可以具有面向生成器主体的安装侧和被配置为面向生物表面的施加侧。头部的施加侧可以承载电极和介质屏障，该介质屏障具有面向电极的第一侧和背离电极的第二侧。

在一些方面，等离子体至少部分地释放到生物表面中。

在一些方面，生物表面包括皮肤、头发或指甲中的至少一种。

在一些方面，头部从安装侧处的第一尺寸渐缩到施加侧处的第二尺寸。第二尺寸可以小于第一尺寸。在一些方面，第二尺寸大于第一尺寸，并且电极和介质屏障被配置为在生物表面上的处理区域的相对于施加侧的尺寸的扩大部分上产生冷常压等离子体。

在一些方面，头部是制剂施加头部，其包括用于液体制剂的储存器和经由一个或多个管道连接到储存器的渗出表面，其中，渗出表面被配置为允许液体制剂到区域上。

在一些方面，头部包括在头部的施加侧处的柔性裙部，并且其中，柔性裙部被配置为通过在生物表面与头部之间压缩柔性裙部来适形于生物表面。柔性裙部可以包括刚性间隔件，其限制柔性裙部在头部的施加侧与生物表面之间的压缩。

在一些方面，头部包括放置在介质屏障与区域之间的等离子体过滤器。等离子体过滤器可以包括以下中的至少一种：化学过滤器；紫外线过滤器，其被配置为阻挡紫外线光子的透射；以及带电物质过滤器，其包括被配置为中和阴离子、阳离子和自由电子的导电表面。在一些方面，化学过滤器包括活性炭、石墨烯、催化剂和自由基清除材料中的至少一种。等离子体过滤器可以被配置为至少部分地覆盖生物表面的区域。

在一些方面，头部的施加侧包括至少部分包围介质屏障材料的适形材料，其中，适形材料适形于区域的轮廓。电极和介质屏障可以适形于区域的轮廓。

在一些方面，头部包括：在头部的施加侧上的一个或多个出气口，其被配置为提供围绕介质屏障的流动空气的缓冲；和封闭在空气缓冲头部中的空气增流器，其被配置为将流动空气提供至出气口。

在一些方面，电极被像素化为能够生成冷等离子体的单独激活的区域。系统可以包括控制器，其被配置为使电极的激活区域通电。

在一些实施例中，一种用模块化冷常压等离子体系统处理生物表面的区域的方法包括：从多个可移除地附接的头部中选择一个头部；将该头部附接到生成器主体；在等离子体系统与区域之间生成冷等离子体；以及关闭冷等离子体。

在一些方面，其中，头部从生成器主体的安装侧处的第一尺寸渐缩到头部的施加侧处的第二尺寸。

在一些方面，其中，头部承载制剂，方法还包括：经由渗出开口在头部的施加侧提供制剂；以及将液体制剂施加到生物表面的区域。

在一些方面，其中，头部被配置为过滤等离子体，方法还包括：通过等离子体过滤器生成冷等离子体；以及通过过滤器将冷等离子体施加到生物表面的区域上。

在一些方面，方法包括：通过施加到生物表面的区域的液体制剂过滤等离子体。

在一些方面，其中，头部是空气缓冲头部，方法包括：启动位于头部内的空气增流器；以及提供围绕头部的介质屏障的流动空气的缓冲。

在一些方面，头部是适形于区域处的生物表面的柔性头部。

在一些方面，在等离子体系统与区域之间生成冷常压等离子体包括：紧靠区域应用柔性裙部，其中，柔性裙部包围头部的介质屏障；以及将冷常压等离子体包含在区域、柔性裙部与头部之间的空间中。

利用传感器和受控等离子体生成的冷等离子体处理

在一些实施例中，一种用于处理生物表面的区域的冷等离子体系统包括等离子体处理装置，该等离子体处理装置包括电极和介质屏障，该介质屏障具有面向电极的第一侧和背离电极的第二侧。系统可以包括一个或多个传感器。传感器可以测量冷等离子体、系统周围的周围环境和生物表面中的至少一者的特性。系统可以包括可操作地耦合到等离子体处理装置和至少一个传感器的控制器。控制器可以接收来自传感器的输入，以确定用于等离子体处理装置的控制数据，并将控制数据发送到等离子体处理装置。

在一个方面，电极被像素化为可由控制器单独寻址的多个区域。

在一个方面，一个或多个传感器包括放置在生物表面的区域上或附近的传感器。

在一个方面，一个或多个传感器包括一个或多个运动传感器。在一个方面，一个或多个传感器包括被配置为测量环境空气的湿度的湿度传感器。在一个方面，一个或多个传感器包括活性氧传感器。在一个方面，一个或多个传感器包括光传感器。在一个方面，一个或多个传感器包括等离子体导电率传感器。在一个方面，一个或多个传感器包括表面温度传感器。在一个方面，一个或多个传感器包括距离传感器。在一个方面，一个或多个传感器包括离子浓度传感器。

在一个方面，等离子体至少部分地释放到生物表面中。

在一个方面，生物表面包括皮肤、头发和指甲中的至少一种。

在一个方面，冷等离子体系统还包括连接到电极的镇流器电路。

在一个方面，冷等离子体系统还包括非暂时性计算机可读介质，上面存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令响应于由计算装置的一个或多个处理器执行而使得计算装置执行动作，这些动作包括：确定作为时间的函数的等离子体的均匀性；确定一种或多种等离子体生成的物质的剂量；以及根据时间调节等离子体以控制均匀性和剂量。

在一个方面，冷等离子体系统还包括：制剂引擎，其与控制器通信，确定提供施加剂量所需的等离子体的目标剂量和一组等离子体参数；和数据存储系统，其存储与施加剂量有关的数据。

在一些实施例中，一种用冷等离子体处理生物表面的区域的方法包括：在等离子体源与区域之间生成冷等离子体；以及用一个或多个传感器测量一个或多个处理参数。在一些实施例中，方法包括：从处理参数确定等离子体剂量；调节一个或多个处理参数以调节等离子体剂量；以及关闭冷等离子体。

在一个方面，方法包括：由等离子体源承载至少一个传感器。

在一个方面，方法包括：由生物表面承载至少一个传感器。

在一个方面，方法包括：在等离子体源正生成冷等离子体的同时移动等离子体源。

在一个方面，方法包括：当等离子体剂量在安全范围或有效范围之外时提供可感知的信号。

在一个方面，方法包括：确定作为时间的函数的放电电压；确定作为时间的函数的放电电流；确定作为时间的函数的等离子体温度；以及确定作为时间的函数的区域附近的气体温度。

在一个方面，方法包括：在生成等离子体之前，将至少一个传感器放置到区域处或区域附近的生物表面上；使至少一个传感器暴露于等离子体；以及在生成等离子体之后，移除至少一个传感器。

在一个方面，方法包括：通过以下方式来自动确定处理剂量：经由与数据存储系统通信的制剂引擎来确定处理剂量，确定用于在区域的处理期间实现处理剂量的一组等离子体参数，以及将处理剂量和该组等离子体参数提供给等离子体源。

在一个方面，方法包括：通过在冷等离子体处理期间重新测量等离子体参数来间歇地重新定义处理剂量。

在一个方面，方法包括：确定等离子体的均匀性的指示器；以及响应于指示器的变化而调节一个或多个等离子体参数。

在一个方面，方法包括：测量来自包括提供给放电部的电流、驱动频率、电压波形、峰间电压、均方根电压、等离子体温度、气体温度和来自等离子体的光发射的组中的等离子体参数。

在一个方面，方法包括：通过以矩阵形式排列的多个像素化电极生成等离子体；以及确定用于给定像素化电极的放电功率。在一个方面，方法包括：如果等离子体已经局部化到给定的像素化电极，则调节用于给定像素化电极的放电功率。

附图说明

在结合附图采取时，发明技术的前述方面和优点将随着它们通过参考以下具体实施方式变得更佳理解而将变得更容易地理解，附图中：

图1是根据现有技术的等离子体生成器的示意图；

图2是根据现有技术的操作中的介质阻挡放电表面的图像；

图3A至图3B是根据现有技术的冷等离子体系统的两个视图；

图4是根据现有技术的冷等离子体系统的框图；

图5是根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图；

图5A是根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图；

图6是根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图；

图7是根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图；

图8是根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图；

图9是根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图；

图9A是根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图；

图10是根据本公开的冷等离子体处理的方法的流程图；

图11是根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图；

图11A是根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图；

图11B是根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图；

图11C是根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图；

图11D是根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图；

图12是根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图；

图13是根据本公开的冷等离子体电极系统的示意图；以及

图14是根据本公开的冷等离子体处理的方法的流程图。

具体实施方式

虽然已经例示并描述了几个实施例，但是应当理解，在不脱离发明技术的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种改变。

具有附加处理装置的冷等离子体系统

图5呈现了根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图。在一些实施例中，冷等离子体处理系统提供消费者200的生物表面210的区域的美容处理。在一些实施例中，系统包括冷常压等离子体处理装置100，其包括具有电极114和介质屏障116的等离子体生成器。

在一些实施例中，等离子体处理装置100包括振动装置130。不受理论的约束，认为振动装置130的致动为消费者200提供了增强的处理体验，并且通过减轻区域上的等离子体118的不均匀性来改善处理功效。在一些实施例中，振动装置130可以发射超声振动。在操作中，超声可以增强活性等离子体物质到组织中(或者通常跨越扩散屏障)的运输，因此增加冷等离子体处理的功效。

振动装置130可以使处理装置100振动，从而影响介质屏障116的第二侧与生物表面210之间的距离L。在一些实施例中，振动装置130同时使处理装置100在多个轴上振动。在其他实施例中，振动装置130使处理装置100仅沿着一个轴振动。振动装置130可以使处理装置100振动，使得等离子体118在一个或两个轴上平行于生物表面210移动。认为这种移动将等离子体118分布在区域上，从而提高等离子体118的均匀性。振动装置130可以包括一个或多个振动源，诸如压电致动器或多轴偏心质量振动器。

图5A例示了根据本公开的冷等离子体处理系统。在一些实施例中，等离子体处理装置100通过一个或多个致动构件120直接致动生物表面210。不受理论的约束，认为生物表面210的重复拉伸和压缩通过促进与等离子体生成的物质的渗透性和消费者200的处理体验的协同效应来增强多模式处理的功效。致动构件120可以在区域处或附近与生物表面210直接接触。在一些实施例中，致动构件120在彼此相反的方向上平行于生物表面210移动。致动构件120可以朝向彼此移动，以进而压缩和释放生物表面210。致动构件120可以远离彼此移动，以进而拉伸和释放生物表面210。在一些实施例中，致动构件120朝向彼此和远离彼此移动，由此拉伸和压缩生物表面210。在一些实施例中，在致动构件120致动生物表面210的同时，朝向区域生成等离子体118。

致动可以是由振动装置130发射的超声的形式。在不同的实施例中，超声可以通过能够生成超声的致动构件120而被传输到目标生物表面210。在一些实施例中，致动构件120形成环形形状，其中电极114和介质屏障116包含在该环形形状内。在其它实施例中，超声源可以包括用于将冷等离子体导向生物表面210的多个孔口。在操作中，声耦合介质可以将超声源(例如，致动构件120)与生物表面210耦合。这种耦合介质的一些非排他性示例是水凝胶、固体凝胶垫等。耦合介质可以被配制为具有附加的成分和特性以增强体验，诸如可以被等离子体活化和/或与其一起作用的前体和成分、芳香剂等。在一些实施例中，不使用耦合凝胶，并且即使在不存在耦合介质时，超声源也将足够的能量耦合到生物表面。

致动构件120可以在不暴露等离子体118的情况下致动表面，从而向消费者200提供触觉体验。

图6是根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图。除了由等离子体118处理之外，等离子体处理装置100还可以包括光源150，其被配置为在由特性尺寸T描述的面积内用光152照射区域。如前所述，认为用波长在400-500nm范围内的光照射生物表面210提供了用于疤痕美容处理的期望治疗结果。在一些实施例中，等离子体处理装置100包括多个光源。光源150可以包括一个或多个发光二极管，该发光二极管单独地发射具有在目标范围内的波长的光。

光源150可以包括红外光元件，向生物表面210提供辐射加热。不受理论的约束，认为生物表面的辐射加热通过触发生物表面210对等离子体生成的物质的响应并通过向消费者200提供增强的体验来增强等离子体处理的治疗效果。

等离子体处理装置100可以包括布置在介质屏障116上或上方的盖117。非排他性地，盖117可以包括塑料、玻璃或石英，并且可以阻挡等离子体生成的物质到达生物表面210。不受理论的约束，认为等离子体118在某些条件下可以发射紫外线光子。由此可见，可能期望使用盖117来阻挡紫外线光子的透射。

图7是根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图。在一些实施例中，等离子体处理装置100包括将空气流162引导到由特性尺寸T描述的面积内的区域的空气源。空气源可以包括布置在空气管道164内的空气增流器160，例如风扇或鼓风机，空气管道164被成形为在区域的表面处提供空气流162。在一些实施例中，布置在等离子体处理装置100内的一个或多个温度控制元件168调节空气的温度。温度控制元件168的非限制性示例包括热电冷却元件(包括珀尔帖(Peltier)冷却器)、电加热元件(其包括电阻加热线圈)等。在一些实施例中，挥发性油布置在空气管道164内，其包含芳香剂，使得当空气增流器160使用时，油给予区域令人愉快的香味。

小型装置

图8呈现了根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图。在一些实施例中，等离子体处理装置100电连接到具有动力电池310和控制器320的外部装置300。在一些实施例中，等离子体处理装置100经由电缆111电连接到外部装置。在一些实施例中，电缆111将控制输入和电力运送到等离子体处理装置100。在一些实施例中，电缆111可从等离子体处理装置100、外部装置300或两者拆卸。动力电池310可以是包括例如锂离子电池的可再充电电池。控制器320能够接收数据并将控制信号发送到等离子体处理装置100。

在一些实施例中，等离子体处理装置100包括电连接到电极114的电池119。电池119可以是可再充电的，通过将电缆111连接到等离子体处理装置100和电源来充电。这种电源的一些非限制性示例是外部装置300、连接到提供电力的标准壁装电源插座的适配器、太阳能电池等。在一些实施例中，电池119无线地330充电。在一些实施例中，电池119是可商购的电池，诸如A系列类型(“A”、“AA”或“AAA”)之一的电池。

在一些实施例中，外部装置300是智能电话。在一些实施例中，外部装置300是膝上型电脑或平板电脑，被配置为与等离子体处理装置100兼容并且向外部装置300提供功率和控制输入。在一些实施例中，外部装置300是美容工具，包括但不限于电子剃须刀、烫发器、吹风机、电子脱毛器等。外部装置300可以是如前所述的大面积等离子体处理装置，还包括用于电连接到等离子体处理装置100的充电座。在一些实施例中，充电座被配置为接受等离子体处理装置100，该等离子体处理装置100可以可操作地安装到大面积装置中以用于紧凑充电和作为等离子体生成器操作。

在一些实施例中，电极114和介质屏障116布置在盖117后面。盖117可以是可去除的。当等离子体处理装置100不使用时，盖117可以为介质屏障116提供保护。

在一些实施例中，电极114和介质屏障116布置在封闭在等离子体处理装置100内的可伸缩支撑件上。可伸缩支撑件可以被配置为使得当缩回时，介质屏障116和电极114被隐藏不可见并且等离子体处理装置100无法启动。可伸缩支撑件可以通过布置在等离子体处理装置100的与介质屏障116相对的端部处的机构的动作来旋转，使得介质屏障116以类似于口红的方式从等离子体处理装置100的相对端部出现。等离子体处理装置100可以具有类似于或相当于可伸缩口红管的形状因子，使得其在不使用时类似于口红管。在一些实施例中，可伸缩支撑件是线性滑动件，其被配置为在不使用时使电极114和介质屏障116滑动到护罩119后面。

在一些实施例中，等离子体处理装置100经由外部装置300中的用户界面控制。在一些实施例中，外部装置300是任何类型的装置，包括电池、通用计算机和上面存储有指令的计算机可读存储器，指令在由计算机执行时实施由冷常压等离子体处理生物表面的区域的方法。

在一些实施例中，等离子体处理装置100包括一个或多个用户控制器，包括但不限于电源开关、等离子体强度选择器和安全开关。等离子体处理装置100可以使用布置在等离子体处理装置100上的电源开关开启和关闭，并且在等离子体处理装置100开启时生成等离子体118。在一些实施例中，安全开关防止等离子体处理装置100开启，直到安全开关脱离接合为止。在一些实施例中，安全开关是指纹读取器。在一些实施例中，等离子体强度选择器允许按照供应到电极114的功率来平滑且连续地调节等离子体强度。在一些实施例中，等离子体强度选择器按照供应到电极114的功率的增量步长将等离子体处理装置100限制到多个离散强度设置中的一个。

在一些实施例中，等离子体处理装置100包括一个或多个发光二极管(未示出)，其向生物表面210提供治疗光。在一些实施例中，发光二极管提供400-500nm范围内的蓝光。

具有制剂分配的冷等离子体

图9呈现了根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图。在一些实施例中，包括介质屏障116和电极114的等离子体处理装置100通过制剂410将等离子体118释放到生物表面210中。制剂410可以包括一种或多种活性成分，包括但不限于抗氧化剂、自由基清除化合物、紫外线吸收化合物、再生化合物等。在一些实施例中，自由基清除化合物是具有抗坏血酸和抗坏血酸葡糖苷的无水硅酮包二醇制剂(anhydrous,glycol-in-silicone formula)。在一些实施例中，自由基清除化合物是具有结合有水溶性活性成分的大的内部水相的硅酮包水乳液(water-in-silicone emulsion)。不受理论的约束，认为水相将形成包含活性成分的胶囊。再生化合物可以包括胶原蛋白、弹性蛋白等。制剂可以包括非活性成分，诸如染料、颜料、芳香剂、精油、乳化剂、粘度调节剂等。在一些实施例中，染料可以是化学活性的，并且可以响应于由暴露于等离子体118而引起的pH变化。

如图9A所示，在一些实施例中，在区域处或附近施加到生物表面210之前，将等离子体118释放到容器415中的制剂410中。不受理论的约束，认为等离子体118在等离子体中生成有益的物质，包括离子、自由基和长寿的RONS。通过在制剂410处于容器415中时将等离子体处理装置100放置在制剂410的暴露表面附近，等离子体处理装置100可以在制剂410附近生成等离子体。

在一些实施例中，预处理制剂通过包括试剂化合物以生成RONS来增强暴露于等离子体118的效果。在一些实施例中，后处理制剂减少长期暴露于等离子体生成的物质的潜在有害作用。例如，后处理制剂可以通过包括缓冲化合物来控制暴露于等离子体生成的物质后的区域的pH改变。

图10例示了使用等离子体处理装置100来在等离子体处理装置100与包括至少一种制剂410的生物表面210之间生成等离子体118的处理方法500。在一些实施例中，方法可以包括附加步骤，或者可以在没有流程图所例示的所有步骤的情况下实践。

方法开始于方框510，并且进行到预处理阶段，预处理阶段包括选择制剂，如方框520所示，以及将制剂施加到区域，如方框530所示。如前所述，制剂410可以具有保护或增强特性，这些特性在暴露于等离子体118之后改善处理结果。在一些实施例中，制剂410被选择用于减少区域暴露于等离子体中产生的紫外线光子，或者用于增强RONS的产生等。

在一些实施例中，在暴露于等离子体118之前，将预处理制剂施加至区域。然后，方法进行到方框540，其包括生成等离子体118。等离子体处理装置100可以在区域附近生成等离子体118。方框540中的等离子体处理可以继续直到等离子体118关闭为止。在一些实施例中，方法然后进行到方框550，在此处选择后处理制剂。后处理制剂可以在暴露于等离子体118之后被施加到区域。预处理制剂和后处理制剂可以相同或不同，并且被选择为向区域提供不同的效果。方法在方框570中结束。在一些实施例中，方法包括：在等离子体处理540之后去除预处理制剂。在一些实施例中，方法包括：在施加后处理制剂560之后去除后处理制剂。

模块化冷等离子体生成装置

图11是根据本公开的冷等离子体处理系统100的示意图。在一些实施例中，该系统包括处理装置主体100和可移除地附接到处理装置主体100的头部110。所例示的头部110具有面向处理装置主体100的安装侧和承载电极114的施加侧，并且介质屏障116具有面向电极114的第一侧和背离电极114的第二侧。冷等离子体系统100可以包括用于在生物表面210的区域上进行美容处理的多个可附接的头部110。生物表面210包括但不限于皮肤、头发、指甲等。

在一些实施例中，选择头部110-x来产生冷等离子体118，以执行特定处理。例如，当处理生物表面210上的相对小的区域时，可以选择等离子体118的尺寸，以避免使生物表面210的非目标部分暴露于等离子体生成的物质。这里，术语“等离子体的尺寸”指代等离子体的特性或描述性尺寸。例如，对于由圆形电极114生成的等离子体，等离子体的特性尺寸与电极114的直径有关。

如图11A例示，头部110a可以被选择并附接到处理装置主体100。头部110a从安装侧处的较大尺寸渐缩到施加侧处的较小尺寸。因此，所例示的头部110a生成具有与头部110a的安装侧的直径不同的特性尺寸的等离子体118。虽然图11A例示了具有小于附接侧的施加侧的头部110a，但应当理解，相反的情况也是可能的。例如，头部110a可以使其施加侧大于附接侧，以在生物表面210的区域上进行低强度处理。

如图11B例示，头部110b可以包括在头部110b的施加侧上的制剂储存器180和渗出表面186。渗出表面186可以经由一个或多个管道184连接到制剂储存器180。在一些实施例中，制剂渗出表面186包括在头部110b的施加侧上的一个或多个喷嘴。在一些实施例中，制剂渗出表面186是多孔材料，其具有空隙体积以缓冲制剂从制剂渗出表面的流动。多孔材料可以包括固化凝胶、软塑料泡沫、硬塑料泡沫、诸如浮石的天然多孔材料等。在一些实施例中，制剂渗出表面186可以包括由一个或多个格栅、金属丝筛网、图案化穿孔筛等阻挡的排放口。

在一些实施例中，当头部110b的施加侧被应用到生物表面210时，制剂储存器180被压力压缩。在一些实施例中，制剂储存器180由封闭在头部110b内的机构压缩，该机构包括但不限于电致动器、伺服机构、手动操纵杆、辊、一对辊等。在一些实施例中，制剂储存器180是可移除且可互换的，并且包含为期望的治疗或美容结果定制的制备制剂。

在一些实施例中，制剂包括一种或多种美容成分。美容成分可以包括芳香剂、颜料、乳霜、油、天然提取物、润肤霜等。在一些实施例中，制剂包括一种或多种药物，例如收敛剂、药物活性化合物、酸中和乳膏、抗氧化剂等。在一些实施例中，制剂包括保护生物表面免受暴露于等离子体118的潜在有害作用的一种或多种保护性化合物。这种保护性化合物的一些非限制性示例是抗氧化剂、润肤霜、清洁面霜、酸性缓冲霜等。

在一个实施例中，头部110b包括在头部110b的施加侧处的柔性裙部170。在一些实施例中，柔性裙部170由波纹塑料或软橡胶制成，并且附接到头部110b的施加侧。在一些实施例中，柔性裙部170通过接触生物表面210来压缩。在一些实施例中，柔性裙部170包括刚性间隔件174，限制裙部170的压缩，从而限定头部110b与生物表面210之间的最小间距。在一些实施例中，柔性裙部170是不透气的，并且当被压缩时，产生用于在其中形成等离子体118的容纳环境。刚性间隔件174可以被柔性裙部170包围，或者可以在其外部，并且可以被添加或去除。在一些实施例中，刚性间隔件174包括导电材料，该导电材料包括但不限于金属。在一些实施例中，包括导电材料的刚性间隔件174以大于或等于零的电压偏置。不受理论的约束，认为由此偏置的刚性间隔件174可以允许等离子体在头部110b与刚性间隔件174之间形成，从而减少导向生物表面210的离子和电子的剂量。在一些实施例中，放电到刚性间隔件174中的等离子体118产生RONS，RONS包含在由柔性裙部170限定的体积中。

在一个实施例中，头部110b包括用于过滤等离子体118的过滤器190。过滤器190可以置于头部110b与生物表面210之间，例如，在施加到生物表面的等离子体118的路径上。

在一些实施例中，过滤器190是紫外线过滤器，至少部分地放置为阻挡紫外线光子从等离子体118到生物表面210的路径。在一些实施例中，过滤器190阻挡紫外线光子，因为过滤器由UV吸收剂或UV散射材料制成，包括但不限于用UV阻挡膜处理的塑料、玻璃或石英等。

在一些实施例中，过滤器190是化学过滤器，其被设计为隔绝或转化一种或多种等离子体生成的物质，否则这些物质将到达生物表面210。在一些实施例中，过滤器190包括含碳材料，含碳材料的非限制性示例包括石墨烯、碳纳米管、活性碳纸、碳纤维等。在另一实施例中，过滤器190包括催化材料，催化材料的非限制性示例包括嵌入多孔基体中的金属颗粒。在一些实施例中，过滤器190包括自由基清除材料，例如抗氧化剂，包括过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶(SOD)、α-生育酚(维生素E)、抗坏血酸(维生素C)、β胡萝卜素(维生素A)、硒等。在一些实施例中，过滤器包括pH敏感聚合物，通过改变其孔隙率、表面特性、尺寸等对质子浓度的变化作出响应。这种pH敏感聚合物的一些非限制性示例包括多酸和多碱、壳聚糖、透明质酸和葡聚糖。在一些实施例中，过滤器通过打开孔并释放一种或多种前述自由基清除材料来响应pH的变化。

在一些实施例中，过滤器190包括在接触时施加到生物表面210的液体制剂。液体制剂可以包括任何先前提到的过滤材料，其被承载在包括但不限于乳霜或油的液体乳液中。在一些实施例中，液体制剂过滤器190包括附加材料，诸如美容成分、医疗成分等。在一些实施例中，液体制剂包括指示材料，其提供暴露于等离子体生成的物质的比色指示。在一些实施例中，指示材料是pH敏感染料，当生物表面210暴露于足以改变染料的分子结构的等离子体生成的酸化或碱化物质的浓度时，该pH敏感染料将变色。pH敏感染料的非限制性示例包括甲紫、甲基黄、甲基红、甲酚酞、靛蓝胭脂红等。

在一些实施例中，过滤器190包括放置在等离子体118与生物表面210之间的带电粒子过滤器，其吸引并中和存在于等离子体118中的带电粒子。在一些实施例中，带电粒子过滤器包括单独地以非零电压偏置的一个或多个导电元件。导电元件的非限制性示例包括金属筛网、金属探针、金属环等，其在头部110b的施加侧上被放置在介质材料116附近或周围。在一些实施例中，带电粒子过滤器通过具有负极性来选择性地过滤掉正离子，因此中和接近过滤器190的表面的正离子。在一些实施例中，带电粒子过滤器通过组合多个导电元件(例如，至少一个带负极性的导电元件和至少一个带正极性的导电元件)来过滤掉所有带电粒子。

如图11C例示，生物表面210包括可以影响区域暴露于等离子体118的均匀性的轮廓。有形的生物表面210的非限制性示例包括面部和身体上的区域，包括但不限于凸面，诸如颧骨、下巴、眉毛、鼻子、颌、指关节、踝、肘、膝等。类似地，有形的生物表面210可以包括凹表面，如在颌下方、耳朵周围、沿着颈部等的区域中。在一些实施例中，头部110c在施加侧上包括适形材料。适形材料被配置为可逆地适形于区域的轮廓。适形材料的非限制性示例包括凝胶、固化泡沫、橡胶、塑料等。在一些实施例中，头部110c上的适形材料包括消耗性材料，例如干固体、保湿凝胶、水溶性乳霜等。

在一些实施例中，头部110c的施加侧相对于生物表面210可逆地适形。在一些实施例中，介质屏障116包括柔性表面，其包括但不限于编织介质布，诸如玻璃布、陶瓷布等。在一些实施例中，电极114包括柔性导电表面，诸如编织金属布、铜网、不锈钢网等。在一些实施例中，包括在介质屏障116中的柔性表面被密封以防止在等离子体处理期间从生物表面210磨蚀的材料的积聚。柔性表面可以用涂层密封，该涂层包括但不限于聚四氟乙烯、SiOx膜、石墨烯等。

如图11D例示，头部110d可以在头部110d与生物表面210之间提供空气缓冲。在一些实施例中，头部110d包括至少部分地围绕电极114和介质屏障116的多个空气管道164。在操作中，空气增流器160将空气提供到引导定向空气流远离头部110d的空气管道164(例如，喷嘴、排放口等)。空气流可以产生空气缓冲，该空气缓冲防止或至少最小化头部110d与生物表面210之间的接触。在一些实施例中，空气增流器160是位于头部110d内的电风扇。空气增流器可以独立于电极116操作，并且可以在不改变等离子体118的状态的情况下打开和关闭。

具有传感器的冷等离子体装置

图12是根据本公开的冷等离子体处理系统的示意图。在一些实施例中，冷等离子体处理装置100包括测量等离子体参数的一个或多个传感器140。基于所测量的等离子体参数，控制器142可以控制冷常压等离子体118并且在生物表面210的区域上保持预定的美容处理。

如前所述，在一些实施例中，使用生物表面210作为浮动参考电极来形成冷常压等离子体118。不受理论的约束，认为这种布置对水和离子浓度在生物表面210上的不均匀分布敏感。认为相对富含离子的局部化区域(诸如汗腺)可以为等离子体生成的带电物质提供优选的传导路径，且冷常压等离子体118可以优选形成于生物表面210上的这种部位处。反过来，等离子体对生物表面210上的另一特定位置的优选在处理中引入了控制不佳的不均匀性，并且在由等离子体118处理的区域上引入了等离子体剂量的可变性。认为均匀性是冷常压等离子体源的操作中的重要准则。因此，在至少一些实施例中，等离子体处理装置100的设计考虑了冷常压等离子体118对表面210的特性变化的敏感性。

等离子体118的均匀性按照一个或多个等离子体参数的可变性来定义，等离子体参数例如为放电功率、放电量(discharge volume)、等离子体生成的物质的浓度等。在高度可变的系统中，例如，在处理区域包含许多特性不同的离散子区域的情况下，等离子体处理装置100可以随着等离子体处理装置100在表面210的富离子子区域与贫离子子区域之间平移而表现出放电电流或放电电压的不连续性。不受理论的约束，认为经过导电子区域的等离子体源可以表现出放电电流的尖峰及放电电压的对应下降。

在一些实施例中，控制器142启动连接到电极114的电子镇流器电路。不受理论的约束，认为电子镇流器电路可以允许控制器142调节至电极142的电流，从而防止等离子体118的热失控(thermal runaway)和等离子体118在生物表面210上的一个或多个局部化点处的收缩。

如展示了本发明技术的实施例的图12例示，等离子体源100结合有测量冷常压等离子体118和生物表面210的参数的一个或多个传感器140。在一些实施例中，等离子体处理装置100包括测量等离子体参数的传感器140。等离子体参数可以包括放电到生物表面210中的电流、介质屏障116与表面210之间的电压降的测量值。等离子体参数可以包括一个或多个指示等离子体118的能量密度的参数，诸如由等离子体118发射的光的光谱、等离子体118中的离子密度、或将指示不均匀表面处理的前述参数的时间上的变化。不受理论的约束，认为放电电压或放电电流中的一个或多个短暂的不连续性指示冷常压等离子体118对于表面上的一个或多个高度局部化的富离子区域的优选形式的不均匀性。

在一些实施例中，在处理区域处或附近放置在表面210上的一个或多个传感器140测量等离子体118或生物表面210的参数。例如，等离子体处理装置100可以包括离子传感器(诸如pH传感器或氯化物传感器)、光传感器、活性氧传感器、表面温度传感器、距离传感器、湿度传感器等。

在一些实施例中，放置在表面210上或等离子体处理装置100上的传感器140测量周围环境。这种传感器140可以包括离子传感器、光传感器、活性氧传感器、温度传感器、湿度传感器等。

在一些实施例中，放置在等离子体处理装置100上的位置参考传感器可操作地耦合到生物表面210上的距离传感器。位置参考传感器可以确定介质屏障118距表面210的距离。在一些实施例中，距离传感器，诸如包括在等离子体处理装置100中的激光测距仪，测量从介质屏障118到表面210的距离。

在一些实施例中，传感器140与作为等离子体源110的一部分的控制器142通信。控制器140可以可操作地耦合到等离子体处理装置100，并且可以接收来自传感器140的输入，并且处理该输入以确定用于等离子体处理装置100的控制数据。在一些实施例中，控制数据包括但不限于：发送到等离子体处理装置100的电子部件以调节提供给电极116的电流或电压的信号、以及发送到等离子体处理装置100的其它部件以产生可感知信号的信号。在一些实施例中，可感知信号是触觉反馈或者可听或可视的指示器。在一些实施例中，控制器142响应于由等离子体118产生的不安全剂量的能量或活性物质而发送控制数据。

如前所述，不受理论的约束，认为等离子体剂量确定暴露于一个或多个等离子体生成的物质，诸如活性化学物质、包括离子和电子的高能物质、光子等。

在一些实施例中，等离子体剂量是在一段时间内给予生物表面210上的给定区域的给定物质的浓度，其被表达为每单位面积、每单位时间(诸如“每平方厘米秒”)的数量。在一些实施例中，控制器142通过在介质屏障116的区域上对等离子体剂量进行积分来确定处理持续时间和要发送到等离子体处理装置100的控制数据，以提供每单位时间的等离子体剂量。

在一些实施例中，当等离子体处理装置100在生物表面210上的给定区域上保持一段时间使得等离子体118可能损伤表面210时，等离子体处理被认为是不安全的。相反地，在一些实施例中，如果处理装置100在给定区域上保持一段时间使得等离子体118不太可能具有期望的效果，则等离子体处理被认为提供了无效剂量。在一些实施例中，这些剂量不是唯一的值，而是被认为在范围内出现。由此可见，控制器142可以确定剂量的不安全范围或无效范围，其中，它将发送控制数据到等离子体处理装置100，以产生可感知信号或调节等离子体118，或两者。

在一些实施例中，控制器142通过发送用于使源远离生物表面210上的区域朝向第二区域移动的信号来响应不安全剂量。控制器142可以通过向等离子体处理装置100的电子部件发送控制数据以关闭等离子体118、或者调节提供给电极114的功率以减少等离子体118中的高能物质和活性物质的产生，来响应不安全剂量。

在一些实施例中，等离子体118由排列成矩阵的多个像素化电极114i,j生成，如图13所示。像素化电极可以由控制器142单独寻址，其中，控制器确定给定的像素化电极114的放电功率。在一些实施例中，控制器使用来自用于像素化电极114i,j的电流和电压传感器140的输入来抵消不均匀等离子体118的收缩或局部化。在一些实施例中，当等离子体118局部化到生物表面210上具有不同的化学或物理特性的点时，控制器142接收指示哪些像素化电极114i,j正在消耗相对于矩阵114的平均值不成比例的电功率比的输入。控制器142可以通过关闭正在消耗过量功率的电极114i,j来调节等离子体118，从而将等离子体能量分配给操作电极O，并且减少非操作电极NO附近的等离子体不均匀性的不期望作用。

冷等离子体系统100的部件可以通过有线连接和动力连接而直接通信。这些部件可以经由网络(未示出)彼此通信，该网络可以包括合适的通信技术，包括但不限于：有线技术，诸如DSL、以太网、光纤、USB和火线；无线技术，诸如WiFi、WiMAX、3G、4G、LTE和蓝牙；以及因特网。

在一些实施例中，控制器142包括非暂时性计算机可读介质，上面存储有计算机可执行指令和数据，这些计算机可执行指令和数据响应于由计算装置的一个或多个处理器执行而使计算装置实施如本文所述和图14中例示的处理方法600。

图14是根据本公开的冷等离子体处理的方法的流程图。在一些实施例中，用冷常压等离子体118处理生物表面210的区域的方法600包括：在等离子体处理装置100与区域之间生成冷等离子体。处理方法600可以包括：用一个或多个传感器140测量一个或多个处理参数；以及根据处理参数确定等离子体剂量。在一些实施例中，处理方法600包括：调节一个或多个处理参数以调整等离子体剂量；以及关闭冷常压等离子体118。

在一些实施例中，方法可以包括附加步骤，或者可以在没有流程图所例示的所有步骤的情况下实践。方法开始于方框605，并且进行到方框610，在方框610处，一个或多个传感器140测量处理参数，例如环境参数和表面参数。在一些实施例中，在生成等离子体118之前，方法600包括：在区域处或附近将至少一个传感器140放置到生物表面210上。如前所述，传感器140可以可操作地耦合到控制器142，并且可以向控制器142提供传感器输入，以在方框615中用于确定有效处理所需的等离子体参数。在一些实施例中，等离子体参数由默认值定义，并且控制器142直到等离子体118被打开才起作用。在一些实施例中，等离子体参数包括：作为时间的函数的放电电压、作为时间的函数的放电电流、作为时间的函数的等离子体温度或者作为时间的函数的区域附近的气体温度。在一些实施例中，传感器测量值被提供给数据存储系统620，该数据存储系统620可以将测量值与其他传感器数据聚合。在一些实施例中，参数引擎将参数信息传送到控制器142，如方框627所示。参数引擎基于积聚并存储在数据存储系统620中的聚合传感器输入来确定处理剂量，并且进一步确定提供给控制器142的一组等离子体参数。

在方框630中，将美容制剂施加到处理区域。在一些实施例中，美容制剂增强等离子体处理。在一些实施例中，美容制剂保护生物表面210免受等离子体118的有害方面的影响。在方框625中示出的制剂引擎可以确定制剂，其可以从数据存储系统620接收输入。在一些实施例中，制剂引擎应用机器学习来优化制剂的组分以用于给定目的，诸如自由基清除、UV吸收、电导性、热导性等。

在方框635中，等离子体处理装置100在处理区域处将冷常压等离子体118施加到生物表面210。在方框635中，将后等离子体制剂施加到生物表面210的处理区域。与方框630中相同，制剂可以由如方框625所示的制剂引擎确定。在一些实施例中，后等离子体制剂可以与方框630的制剂相同。在一些实施例中，后等离子体制剂可以与方框630的制剂不同。在一些实施例中，后等离子体制剂中和离子并润湿生物表面210。在一些实施例中，后等离子体制剂通过包括抗氧化剂成分来抵消等离子体处理的可能的氧化作用。

在方框645中，可以重复处理。在一些实施例中，控制器142在方框645处确定是否已经满足处理剂量。在尚未满足处理剂量的情况下，控制器142可以重复传感器测量，确定新的等离子体参数，并且调节等离子体以提供有效且安全剂量的等离子体生成的物质。在一些实施例中，不重复处理，并且方法在方框650中结束。

控制器142可以从包括提供给电极114的电流、驱动频率、电压波形、峰间电压、均方根电压、等离子体温度、气体温度、来自等离子体118的光发射等的组中确定等离子体参数。

在一些实施例中，控制器确定冷常压等离子体118的均匀性的指示器。如前所述，均匀性描述了等离子体118在介质屏障116的第二侧与生物表面210之间的空间分布、以及两个表面之间的电流的时间平均流动是否均匀地散布在生物表面210上的处理区域上。在一些实施例中，控制器将控制数据发送到等离子体处理装置100，以响应于均匀性指示器的变化而调节等离子体参数中的一个或多个。控制器可以基于提供给控制器142的传感器输入来间歇地确定均匀性的指示器。

如本领域普通技术人员所理解的，如本文所述的“数据存储系统”可以是被配置为存储数据以供计算装置访问的任何合适的装置。数据存储系统620的示例是在一个或多个计算装置上执行并可通过高速网络访问的高速关系数据库管理系统(DBMS)。然而，可以使用能够响应于查询而提供所存储的数据的其他合适的存储技术和/或装置，并且计算装置可以是本地可访问的而不是通过网络可访问的，或者可以被提供为基于云的服务。云存储系统620还可以包括以组织的方式存储在计算机可读存储介质上的数据。

通常，如本文所用的，词语“引擎”指代以硬件或软件指令具体实施的逻辑软件和算法，其可以用编程语言编写，诸如C、C++、COBOL、JAVA^TM、PHP、Perl、HTML、CSS、JavaScript、VBScript、ASPX、Microsoft.NET^TM、PYTHON等。引擎可以被编译为可执行程序或用解释编程语言编写。软件引擎可以从其它引擎或从它们自身调用。通常，本文所述的引擎指代可以与其他引擎合并或者可以被划分成子引擎的逻辑模块。引擎可以存储在任何类型的计算机可读介质或计算机存储装置中，并且可以存储在一个或多个通用计算机上并由其执行，由此创建被配置为提供引擎或其功能的专用计算机。

上述技术的许多实施例可以采取计算机或控制器可执行指令的形式，包括由可编程计算机或控制器执行的例程。相关领域的技术人员将理解，本技术可以在除以上所示和所述的计算机/控制器系统之外的计算机/控制器系统上实践。该技术可以在被专门编程、配置或构造为执行上述计算机可执行指令中的一个或多个的专用计算机、专用集成电路(ASIC)、控制器或数据处理器中具体实施。当然，本文所述的任何逻辑或算法可以以软件或硬件或软件和硬件的组合来实施。

从上文将理解，本文出于例示的目的而描述了本技术的特定实施例，但是可以在不脱离本公开的情况下进行各种修改。而且，虽然以上在某些实施例的背景下描述了与这些实施例相关联的各种优点和特征，但是其他实施例也可以展现这种优点和/或特征，并且并非所有实施例都需要必然地展现这种优点和/或特征以落入本技术的范围内。在描述方法的情况下，方法可以包括更多、更少或其他步骤。另外，可以以任何合适的顺序执行步骤。因此，本公开可以涵盖未在本文中明确示出或描述的其他实施例。

为了本公开的目的，形式为例如“A、B和C中的至少一个”的两个或更多个元素的列表旨在意指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)，并且当列出任何其它数量的元素时，还包括所有类似的排列。

Claims (15)

1.一种用冷等离子体处理生物表面的区域的方法，所述方法包括：

选择后处理制剂；以及

将所述后处理制剂施加到由所述冷等离子体预处理的所述区域。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在等离子体处理装置与所述区域之间生成所述冷等离子体；以及

在施加所述后处理制剂之前，关闭所述冷等离子体。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

启动辅助处理装置，其中，所述辅助处理装置选自由(i)振动装置、(ii)超声源、(iii)被配置为照射所述区域的光源以及(iv)被引导到所述区域的空气源组成的组；以及

通过至少部分地围绕所述冷等离子体布置的裙部将所述冷等离子体容纳在所述等离子体处理装置与所述区域之间。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

选择预处理制剂；

将所述预处理制剂施加至所述区域；

在等离子体处理装置与所述预处理制剂之间生成所述冷等离子体；

关闭所述冷等离子体；以及

从所述区域去除所述预处理制剂。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

在将所述预处理制剂施加至所述区域之前，通过将所述冷等离子体释放到所述预处理制剂中来处理所述预处理制剂；

在等离子体处理装置与所述区域之间生成所述冷等离子体期间，用一个或多个传感器感测一个或多个处理参数；

从所述处理参数确定等离子体剂量；以及

调整所述等离子体剂量。

6.根据权利要求4或5所述的方法，还包括：

通过被配置用于机器学习的制剂引擎来优化所述预处理制剂和所述后处理制剂中的至少一者；以及

基于用一个或多个传感器感测一个或多个处理参数，通过所述制剂引擎来调节等离子体参数。

7.一种用于生物表面的区域的美容处理的冷等离子体系统，包括：

冷等离子体生成器，其包括：

电极；和

介质屏障，其具有面向所述电极的第一侧和背离所述电极的第二侧；以及

辅助处理装置，其被配置为增强所述冷等离子体对所述区域的作用。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述辅助处理装置选自由(i)振动装置、(ii)超声源、(iii)被配置为照射所述区域的光源、(iv)被引导到所述区域的空气源以及(v)被引导到所述区域的热源组成的组。

9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述冷等离子体生成器包括：

等离子体生成器主体；以及

头部，其能够移除地附接到所述等离子体生成器主体，其中，所述头部具有面向所述生成器主体的安装侧和承载所述电极和所述介质屏障的施加侧。

10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述电极被像素化为能够生成所述冷等离子体的单独地激活的区域，所述系统还包括：

控制器，其被配置为使所述电极的所述激活的区域通电。

11.一种用于处理生物表面的区域的冷等离子体系统，所述系统包括：

等离子体处理装置，其包括：

电极；和

介质屏障，其具有面向所述电极的第一侧和背离所述电极的第二侧；

至少一个传感器，其被配置为测量冷等离子体、围绕所述系统的周围环境和所述生物表面中的至少一者的特性；以及

控制器，其能够操作地耦合到所述等离子体处理装置和所述至少一个传感器，其中，所述控制器被配置为：

从所述至少一个传感器接收输入；

确定用于所述等离子体处理装置的控制数据；并且

向所述等离子体处理装置发送控制数据。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述至少一个传感器选自由以下传感器组成的组：运动传感器；湿度传感器，其被配置为测量环境空气的湿度；活性氧传感器；活性氮传感器；光传感器；等离子体电导率传感器；表面温度传感器；距离传感器；以及离子浓度传感器。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述控制器还被配置为：

基于来自所述至少一个传感器的所述输入来确定所述等离子体处理装置的有效性；并且

基于来自所述至少一个传感器的所述输入来确定安全等离子体处理的时间长度。

14.根据权利要求11所述的系统，还包括至少一个辅助处理装置，所述至少一个辅助处理装置被配置为增强所述冷等离子体对所述区域的作用，其中，所述辅助处理装置选自由(i)振动装置、(ii)超声源、(iii)被配置为照射所述区域的光源、(iv)被引导到所述区域的空气源以及(v)被引导到所述区域的热源组成的组。

15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述系统能够操作地耦合到云存储系统，所述云存储系统被配置为：

从所述至少一个传感器确定等离子体参数；并且

通过被配置用于机器学习的制剂引擎来优化预处理制剂和后处理制剂中的至少一者。

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