CN112584787A - 用于组织治疗的光学阵列 - Google Patents

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Abstract

一种光学系统包括被配置为接收主激光束并且生成多个子束的光学元件阵列。光学元件阵列包括被配置为将多个子束同时聚焦至靶标组织中的多个焦点区域的多个光学元件。光学元件阵列的节距范围从约1mm至约3mm。多个光学元件中的一个或多个光学元件的数值孔径范围从约0.3至约1。多个子束中的第一子束被配置为在多个焦点区域中的第一焦点区域中生成等离子体。

Description

用于组织治疗的光学阵列
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年6月22日提交的名称为“用于组织治疗的多透镜阵列”的美国临时申请第62/688,862号、于2018年6月22日提交的、名称为“用于治疗设备的色素检测”的美国临时专利申请第62/688,940号、于2018年6月22日提交的名称为“用于基于EMR的组织治疗的衍射光学元件”的美国临时专利申请第62/688,913号、以及于2018年6月22日提交的名称为“用于组织治疗的选择性等离子体生成”的美国临时专利申请第62/688,855号的权益。这些申请中的每个申请的整体内容均通过引用而并入本文。
背景技术
黑斑或黄褐斑(妊娠面斑)是一种常见的皮肤状况，其特征在于脸上的棕褐色至暗灰褐色的、不规则的、界限分明的斑和斑块。斑被认为是由于黑色素的过多产生而导致的，黑色素由角质细胞吸收(表皮黑变病)或沉积于真皮中(真皮黑变病，噬黑素细胞)。黑斑的色素化外观可以因某些状况(诸如怀孕、日晒、某些药物(例如口服避孕药)、激素水平和遗传)而被加剧。可以根据过量黑色素的位置将状况分类为表皮的、真皮的或混合的。黑斑的典型症状主要包括暗的、形状不规则的斑块或斑，其常见于上脸颊、鼻子、上唇和前额上。这些斑块通常随着时间而逐渐发展。
与通常存在于皮肤的表皮区域中(即，存在于组织表面处或附近)的其他色素化结构不同，真皮(或深部)黑斑的特征通常在于在底层真皮部分中广泛存在黑色素和噬黑素细胞。因此，由于更加难以接近和影响位于皮肤深处的这样的色素化细胞和结构，因此对真皮黑斑的治疗(例如使变暗的色素化区域的外观变淡)可能特别具有挑战性。因此，主要影响上层表皮(并且通常是针对黑斑的第一疗程)的常规嫩肤治疗(诸如面部剥落(激光或化学)、磨皮、局部制剂等)在治疗真皮黑斑方面可能是无效的。
发明内容
已经观察到，对某些波长的光或光能的应用可以被色素化细胞强烈吸收，从而损伤这些色素化细胞。然而，使用光能对真皮黑斑的有效治疗引入了若干障碍。例如，必须利用(多个)适当波长的充足光能靶向真皮中的色素化细胞，以破坏或损伤这些色素化细胞，该损伤或破坏可以排出或消灭色素沉着中的一些色素沉着并且减少色素化外观。然而，这样的能量可以被上层皮肤组织(诸如表皮和上层真皮)中的色素(例如黑色素)吸收。该近表面吸收可以导致皮肤的外面部分的过度损伤以及能量向更深真皮的传递不足，从而影响其中的色素化细胞。而且，对位于表皮的基底层中的含黑色素黑色素细胞的中度热损伤可以触发黑色素产生的增加(例如色素沉着过度)，且对黑色素细胞的严重热损伤可以触发黑色素产生的减少(例如色素沉着不足)。
已经开发了涉及将光能应用于皮肤中的小的、离散的治疗位置的方法，这些治疗位置被健康组织分隔开以促进愈合。在避免损伤治疗位置周围(例如表皮层中)的健康组织的同时以期望的特异性准确地靶向治疗位置(例如位于真皮层中)可能是具有挑战性的。例如，这需要具有高数值孔径(NA)的光学系统用于将激光束聚焦至治疗位置。高NA光学系统向真皮传递足够高的对焦通量(即，能量密度)，同时在表皮中维持足够低的离焦通量(参见名称为“用于治疗真皮黑斑的方法和装置”的美国专利申请公开第2016/0199132号)。该技术被发现在研究设置中对于治疗包括黑斑的真皮色素沉着是有利的。
然而，该技术要求由高NA光学系统在靶标组织内的深度处形成具有小面积(例如小于0.002cm2)的焦点区域。因此，治疗在焦点区域处仅在相对小的体积内受影响。黑斑通常覆盖大面积的患者皮肤(大于1cm2或比该小焦点区域大500倍)。因此，需要治疗的组织的面积和正在进行治疗的焦点区域处的组织的面积相差数个数量级(例如500倍)。为此，采用该技术的治疗相对较慢地完成(例如治疗1cm2的时间超过半小时)并且需要光学元件和激光源的繁琐移动。需要这样多时间的治疗通常未被广泛采用。这是因为这些治疗对于临床医生(例如医生)而言是劳动密集型的，而对于患者而言是不舒服的，冗长的且昂贵的。部分地出于该原因，有效地治疗真皮色素沉着的基于激光的系统尚未成为商业上可获得的。因此，当前患有真皮黑斑的患者不具有对其状况的有效治疗。
如上文所提及，目前需要一种光学系统，其允许在合理的持续时间(例如少于一个小时)内使用电磁辐射束(EMR)有效治疗受不良色素化结构(例如真皮色素沉着)影响的皮肤区域。这可以例如通过在光学系统中并入多透镜阵列(或生成准无衍射束的光学元件阵列)同时治疗多个治疗位置来实现。多透镜阵列可以接收具有大的腰部大小的单个EMR束(例如激光束)，其允许激光束同时照射于多透镜阵列中的多个透镜上。结果是，可以将输入激光束同时聚焦至靶标组织中的多个焦点区域。
为了将EMR束聚焦于组织内(例如皮肤组织的真皮中)的期望深度处，可能期望多透镜阵列具有大于期望深度的工作距离。根据一些实施例，可以将具有范围从约0.5mm至约3mm的厚度的窗口(例如由蓝宝石制成的窗口)放置于多透镜阵列与皮肤之间。多透镜阵列可以具有这样的工作距离，即，长到足以容纳窗口厚度并且EMR束进到皮肤的焦点区域的期望深度的工作距离。为了具有期望长度(例如在约0.5mm与约5mm之间)和期望NA的工作距离，多透镜阵列的透镜元件必须具有足够大的直径(或节距)(例如大于约0.5mm、约0.5mm至约5mm之间、约1mm至约3mm之间等)。
另外，许多常用透镜阵列制造工艺的当前限制不允许制造可以接收高功率EMR束并且具有上述特性(例如期望的工作距离、期望节距等)的多透镜阵列。
因此，提供了用于使用多透镜阵列的基于EMR(例如基于激光)的组织治疗的改良方法、系统和设备。
一种光学系统包括被配置为接收主激光束并且生成多个子束的光学元件阵列。光学元件阵列包括被配置为将多个子束同时聚焦至靶标组织中的多个焦点区域的多个光学元件。光学元件阵列的节距范围从约1mm至约3mm。多个光学元件中的一个或多个光学元件的数值孔径范围从约0.3至约1。多个子束中的第一子束被配置为在多个焦点区域中的第一焦点区域中生成等离子体。
在一个实施方式中，多个光学元件包括多个经截透镜。在另一实施方式中，多个经截透镜被布置成六边形阵列和矩形阵列中的至少一项。
在一个实施方式中，多个光学元件的宽度范围从约1mm至约3mm。
在一个实施方式中，光学系统还包括被配置为接触组织并且透射多个子束的窗口。
在一个实施方式中，第一子束被配置为以热离子方式生成等离子体。在另一实施方式中，第一子束被配置为以光学方式生成等离子体。
在一个实施方式中，多个光学元件包括多个轴棱镜。在又一个实施方式中，第一子束是由多个轴棱镜中的第一轴棱镜生成的准无衍射束。
在一个实施方式中，多个光学元件由固持器固持在一起，该固持器被配置为将侧向力施加于多个光学元件中的一个或多个光学元件上。
一种方法包括：由包括多个光学元件的光学元件阵列来接收主激光束。该方法还包括：由多个光学元件生成被聚焦于靶标组织中的多个焦点区域处的多个子束。光学元件阵列的节距范围从约1mm至约3mm。多个光学元件中的一个或多个光学元件的数值孔径范围从约0.3至约1。多个子束中的第一子束被配置为在多个焦点区域中的第一焦点区域中生成等离子体。
在一个实施方式中，多个光学元件包括多个经截透镜。在另一实施方式中，多个经截透镜被布置成六边形阵列和矩形阵列中的至少一项。
在一个实施方式中，多个光学元件的宽度范围从约1mm至约3mm。
在一个实施方式中，多个光学元件包括多个轴棱镜。在又一个实施方式中，第一子束是由多个轴棱镜中的第一轴棱镜生成的准无衍射束。
在一个实施方式中，该方法还包括：使用窗口接触组织并且使多个子束透射通过窗口。
在一个实施方式中，第一子束被配置为以热离子方式生成等离子体。在另一实施方式中，第一子束被配置为以光学方式生成等离子体。
在一个实施方式中，多个光学元件由固持器固持在一起，该固持器被配置为将侧向力施加于多个光学元件中的一个或多个光学元件上。
一种组织治疗系统包括被配置为发射主激光束的激光系统。组织治疗系统还包括被配置为接收主激光束并且生成多个子束的光学元件阵列。光学元件阵列包括被配置为将多个子束同时聚焦至靶标组织中的多个焦点区域的多个光学元件。光学元件阵列的节距范围从约1mm至约3mm。多个光学元件中的一个或多个光学元件的数值孔径范围从约0.3至约1。多个子束中的第一子束被配置为在多个焦点区域中的第一焦点区域中生成等离子体。
附图说明
将根据以下结合附图所进行的详细描述更充分地理解本公开的实施例，在附图中：
图1图示了治疗系统的例示性实施例；
图2是对被聚焦至皮肤中的真皮层的色素化区域中的激光束的示意性图示。
图3A是针对黑色素的例示性吸收光谱图；
图3B是针对血红蛋白的例示性吸收光谱图；
图4图示了黑色素和静脉血的吸收系数和皮肤中的光的散射系数与波长的关系的曲线图；
图5图示了用于组织治疗的例示性装置；
图6A图示了例示性多透镜阵列的侧视图；
图6B图示了图6A的多透镜阵列的俯视图；
图6C图示了另一例示性多透镜阵列的俯视图；
图7A图示了例示性非球面透镜的正视图和侧视图；
图7B图示了例示性六边形经截透镜的正视图和侧视图；
图7C图示了六边形经截透镜的例示性多透镜阵列；
图8图示了布置于底座上的例示性多透镜阵列；
图9图示了被配置为生成准无衍射束的光学元件；
图10A图示了根据一些实施例的包括多透镜阵列和与组织接触的窗口的系统；
图10B图示了根据一些实施例的将细光束(beamlet)聚焦至组织中的多透镜阵列的单个小透镜(lenslet)；
图11图示了根据一些实施例的多焦点多透镜阵列；
图12A图示了根据一些实施例的聚焦至第一位置的可变焦小透镜组件；
图12B图示了根据一些实施例的聚焦至第二位置的可变焦小透镜组件；以及
图12C图示了根据一些实施例的聚焦至第三位置的可变焦小透镜组件。
应注意，图式并不一定按比例绘制。图式仅旨在描绘本文中所公开的主题的典型方面，且因此不应被视为限制本公开的范围。本领域的技术人员应理解，在本文中具体描述并在附图中图示的系统、设备以及方法是非限制性例示性实施例，并且本发明的范围仅由权利要求书限定。
具体实施方式
现在将描述某些例示性实施例以提供对本文中所公开的设备和方法的结构、功能、制造和使用的原理的整体理解。在附图中图示了这些实施例的一个或多个示例。本领域的技术人员应理解，在本文中具体描述并在附图中图示的设备和方法是非限制性例示性实施例，并且本发明的范围仅由权利要求书限定。结合一个例示性实施例图示或描述的特征可以与其他实施例的特征组合。这样的修改和变型旨在被包括在本发明的范围内。
下文相对于皮肤的色素性状况(诸如黑斑)的治疗详细地讨论本公开的实施例，以改善这样的色素性状况的外观。然而，所公开的实施例可以在不受限制的情况下用于治疗其他色素性状况和非色素性状况以及其他组织靶标和非组织靶标。色素性状况的示例可以包括但不限于，炎症后色素沉着过度、眼睛周围的深色皮肤、深色眼睛、咖啡色斑块、Becker痣、太田痣、先天性黑素细胞痣、斑点/着色斑、富含铁血黄素的结构，色素化胆结石、富含黄体素、玉米黄素、视紫红质、类胡萝卜色素，胆绿素、胆红素和血红蛋白的结构以及含有纹身的组织。非色素性状况的示例可以包括但不限于，毛囊、毛干、血管病变、感染性状况、皮脂腺、痤疮等。
进一步地，在本公开中，实施例的相同名称的部件通常具有类似特征，且因此，在特定实施例内，不必充分地阐述每个相同名称的部件的每个特征。另外，就在所公开的系统、设备以及方法的描述中使用线性或圆形尺寸的程度而言，这样的尺寸并不旨在限制可以结合这样的系统、设备以及方法使用的形状的类型。本领域的技术人员应认识到，可以针对任何几何形状容易地确定这样的线性和圆形尺寸的等效物。系统和设备及其部件的大小和形状可以至少取决于将使用系统和设备的主体的解剖、系统和设备将与之一起使用的部件的大小和形状以及将使用系统和设备的方法和过程。
一般而言，描述了可以将电磁辐射(EMR)(例如激光束)聚焦至组织中的治疗区域的高数值孔径(NA)光学治疗系统。所聚焦的激光束可以在不损害周围组织的情况下将光能传递给治疗区域。所传递的光能可以例如在不影响周围区域(例如上层表皮层、真皮层的其他部分等)的情况下破坏皮肤的真皮层的治疗区域中的色素化发色团和/或靶标。所传递的光能还可以破坏由未受影响/非靶标区域包围的皮肤或组织的色素化靶标区域。在其他一些实施方式中，所传递的光能可以引起纹身移除或更改或血红蛋白相关的治疗。
在名称为“用于治疗真皮黑斑的方法和装置”的美国专利申请公开第2016/0199132号和名称为“真皮黑斑的选择性治疗的方法和装置”的美国临时申请第62/438,818号中公开了用于利用光或光能治疗皮肤状况的例示性方法和设备，这些申请中的每个申请特此以其整体内容通过引用并入本文。
一般而言，提供了用于治疗组织中的色素性状况的系统和对应方法。如下文更详细地讨论的，所公开的系统和方法采用电磁辐射(EMR)(诸如激光束)来将预定量的能量传递给靶标组织。可以将EMR聚焦至焦点区域，并且可以相对于靶标组织在任何方向上平移或旋转焦点区域。预定量的辐射可以被配置为热破坏或以其他方式损伤展现出色素性状况的组织的部分。以这样的方式，可以将预定量的能量传递给靶标组织内的任何位置以治疗色素性状况，诸如以改善其外观。
图1图示了治疗系统10的一个例示性实施例。如所示出的，治疗系统10包括安装平台12、发射器14以及控制器16。安装平台12可以包括一个或多个操纵器或臂20。臂20可以耦合至发射器14以对主体24的靶标组织22执行各种治疗。安装平台12和发射器14的操作可以由用户手动地指导或通过使用控制器16(例如经由用户界面)指导。在某些实施例(未示出)中，发射器可以具有手持式形状，并且可以省略安装平台。在其他一些实施例中，安装平台可以是机器人平台，并且臂可以被通信耦合至控制器，以用于对发射器的操纵。
发射器14和控制器16(可选地，和安装平台12)可以根据任何合适的通信协议经由通信链路26彼此通信，该通信链路26可以是携载任何合适类型的信号(例如电信号、光信号、红外信号等)的任何合适类型的有线和/或无线通信链路。
控制器16的实施例可以被配置为控制发射器14的操作。在一个方面中，控制器16可以控制EMR 30的移动。如下文详细地讨论的，发射器14可以包括用于发射EMR 30的源32和用于操纵EMR 30的扫描系统34。作为示例，扫描系统34可以被配置为将EMR 30聚焦至焦点区域并且在空间上平移和/或旋转该焦点区域。控制器16可以经由通信链路26向源32发送信号，以命令源32发射具有一个或多个所选择的特性(诸如波长、功率、重复率、脉冲持续时间、脉冲能量、聚焦特性(例如焦点体积、Raleigh长度等))的EMR 30。在另一方面中，控制器16可以经由通信链路26向扫描系统34发送信号，以命令扫描系统34利用一个或多个平移和/或旋转操作使EMR 30的焦点区域相对于靶标组织22移动。
本文中在皮肤组织内的靶标(诸如真皮层)的背景下讨论了治疗系统10和方法的实施例。然而，所公开的实施例可以在没有限制的情况下用于治疗主体的任何位置中的任何组织。非皮肤组织的示例可以包括但不限于粘膜组织、生殖器组织、内脏器官组织以及胃肠道组织的表面和次表面区域。
图2是对聚焦至皮肤组织中的真皮层的色素化区域中的激光束的图示的示意图。皮肤组织包括皮肤表面100和上表皮层110或表皮，其在面部区域中的厚度可以是例如约60μm至120μm。表皮110在身体的其他部分中可以略厚。例如，一般而言，表皮的厚度范围可以从约30μm(例如就眼睑而言)到约1500μm(例如就手掌或脚掌而言)。在某些皮肤状况(例如牛皮癣)中，这样的表皮可以比以上示例更薄或更厚。底层真皮层120或真皮从表皮110下方延伸至更深的皮下脂肪层(未示出)。展现深层或真皮黑斑的皮肤可以包括含有过量的黑色素的一群色素化细胞或区域130。可以将电磁辐射(EMR)150(例如激光束)聚焦至可以位于真皮120或表皮110内的一个或多个焦点区域160中。EMR 150可以按由黑色素可吸收的一个和多个适合的波长提供。可以基于下文所描述的一个或多个准则来选择(多个)EMR波长。
治疗辐射的特性
用于治疗某些皮肤状况(诸如色素性状况和非色素性状况)的期望波长的确定可以取决于例如皮肤中存在的各种竞争发色团(例如发色团、血红蛋白、纹身墨水等)的波长依赖性吸收系数。图3A是黑色素的例示性吸收光谱图。观察到黑色素对EMR的吸收在约350nm的波长下达到峰值，然后随着波长增加而降低。尽管黑色素对EMR的吸收促进了含有黑色素的区域130的受热和/或破坏，但非常高的黑色素吸收可以造成表皮110中的色素的高吸收并且EMR向真皮120或表皮110中的减少的渗透。如图3A中所图示，黑色素吸收在小于约500nm的EMR波长下为相对较高的。因此，小于约500nm的波长可能不适合充分地渗透到真皮120中，以使其中的色素化区域130受热并且损伤或破坏该色素化区域130。在较小波长下的此增强吸收可以导致对表皮110和真皮120的上部(表面)部分的多余损伤，其中相对较少的未吸收EMR穿过组织进入真皮120的更深部分中。
图3B是氧化的或脱氧的血红蛋白的例示性吸收光谱图。血红蛋白存在于皮肤组织的血管中，并且可以被氧化(HbO2)或脱氧(Hb)。每种形式的血红蛋白可以展现略微不同的EMR吸收特性。如图3B中所图示，Hb和HbO2两者的例示性吸收光谱指示在小于约600nm的EMR波长下的Hb和HbO2两者的高吸收系数，其中吸收在更高波长下显著降低。血红蛋白(Hb和/或HbO2)对被引导至皮肤组织中的EMR的强烈吸收可以导致含有血红蛋白的血管受热，从而导致对这些血管结构的多余损伤和可以供黑色素吸收的更少EMR。
针对EMR选择适合的波长还可以取决于与EMR相互作用的组织的波长依赖性散射分布。图4图示了黑色素和静脉(脱氧的)血液的吸收系数与波长的关系的曲线图。图4还图示了皮肤中的光的散射系数与波长的关系的曲线图。黑色素的吸收随着波长而单调减少。如果黑色素是色素性状况治疗的靶标，那么在黑色素中具有高吸收的波长是期望的。这将表明光的波长越短，治疗越高效。然而，血液的吸收在短于800nm的波长下增加，从而增加了无意地靶向血管的风险。此外，由于预期靶标可以位于皮肤表面下方，因此皮肤(例如真皮层)的散射作用可以是显著的。散射减少了到达预期靶标的光量。散射系数随着波长增加而单调减小。因此，虽然较短波长可以有利于黑色素的吸收，但较长波长可以由于减少的散射而有利于更深渗透。类似地，由于在较长波长下的血液吸收较低，因此较长波长更有利于避过血管。
考虑到以上考虑，波长可以在约400nm至约4000nm的范围内，且更特定地，在约500nm至约2500nm的范围内，可以用于靶向真皮中的某些结构(例如黑色素)。特定地，约800nm和约1064nm的波长可以对这样的治疗有用。800nm的波长可以是有吸引力的，这是因为在该波长下的激光二极管的成本低且容易获得。然而，1064nm由于在该波长下的较低散射而对于靶向更深的病变可以特别有用。1064nm的波长也可以更适合于存在大量表皮黑色素的深色皮肤类型。在这样的个体中，表皮中的黑色素对较低波长EMR(例如约800nm)的较高吸收增加了对皮肤的热损伤的机率。因此，1064nm可以是用于一些个体的某些治疗的治疗辐射的更合适的波长。
各种激光源可以用于生成EMR。例如，可以容易地获得含钕(Nd)激光源，其提供1064nm的EMR。这些激光源可以在脉冲模式下运行，其中重复率在约1Hz至100kHz的范围内。Q开关Nd激光源可以提供脉冲持续时间小于一纳秒的激光脉冲。其他Nd激光源可以提供脉冲持续时间多于一毫秒的脉冲。提供1060nm波长EMR的例示性激光源是来自美国康涅狄格州东格兰比的Nufern公司的20W NuQ光纤激光器。20W NuQ光纤激光器以在约20kHz与约100kHz之间的范围内的重复率提供脉冲持续时间约为100ns的脉冲。另一激光源是来自法国莱叙利斯的Quantel公司的Nd:YAG Q-smart 850。Q-smart 850以至多约10Hz的重复率提供具有至多约850mJ的脉冲能量和约6ns的脉冲持续时间的脉冲。
本文中所描述的系统可以被配置为将EMR聚集于在高度会聚的束中。例如，系统可以包括聚焦或会聚透镜布置，其具有从大约0.3至1.0(例如在约0.5与约0.9之间)中选择的数值孔径(NA)。EMR的对应地大的会聚角度可以在透镜的焦点区域(其可以位于真皮内)中提供高通量和强度，在焦点区域上方的上层组织中有较低的积分通量。此焦点几何形状可以帮助减少色素化真皮区域上方的上层组织中的多余受热或热损伤。例示性光学布置还可以包括准直透镜布置，该准直透镜布置被配置为将EMR从发射布置引导至聚焦透镜布置上。
例示性光学治疗系统可以被配置为将EMR聚焦至焦点区域，该焦点区域具有小于约500μm，例如小于约200μm小于约100μm或甚至小于约50μm)例如小至约1μm)的宽度或光点大小。例如，光点大小范围可以从约1μm至约50μm、从约50μm至约100μm以及从约100μm至约500μm。可以例如在空气中确定焦点区域的光点大小。可以选择此光点大小，作为小到足以在焦点区域中提供高通量或强度的EMR(以有效地辐照真皮中的色素化结构)与大到足以有助于在合理的治疗时间内辐照大区域/体积的皮肤组织之间的平衡。例示性光学布置还可以被配置为将EMR的焦点区域引导至真皮组织内的位于皮肤表面下方的深度处的位置，诸如范围从约120μm至约1000μm，例如在约150μm至约500μm之间。
这样的例示性深度范围可以对应于皮肤中的展现真皮黑斑或其他感兴趣靶标的色素化区域的典型观察深度。该焦深可以对应于从被配置为接触皮肤表面的装置的下表面和焦点区域的位置的距离。另外，一些实施例可以被配置成治疗表皮内的靶标。例如，光学布置可以被配置成将EMR的焦点区域引导至表皮组织内的位置(例如在皮肤表面下方的从约5μm至约2000μm的范围内)。又一些实施例可以被配置成治疗真皮深处的靶标。例如，纹身师通常校准其纹身枪以在从皮肤表面下方的约1mm至约2mm的深度刺穿皮肤。因此，在一些实施例中，光学布置可以被配置为在从皮肤表面下方的约0.4mm至2mm的范围内将EMR的焦点区域引导至真皮组织内的位置。
可以通过在治疗区域上扫描EMR(例如激光束)来治疗靶标组织的大的治疗区域(例如若干平方厘米)。例如，发射EMR的光学系统可以横越治疗区域，使得EMR照射于治疗区域中的多个位置上。扫描示例包括：倾倒/倾斜焦点区域阵列、使焦点区域阵列旋转以及平移焦点区域阵列。对相关扫描部件的进一步描述在Dresser等人的美国专利申请第16/219,809号“电磁辐射束扫描系统和方法”中进行了描述，该申请以引用的方式并入本文中。备选地，光学系统可以相对于治疗区域保持固定，并且可以改变所发射的EMR的方向，使得EMR在治疗区域上扫描。然而，这些扫描技术可能很耗时，因此可能是不期望的(例如在治疗区域大时)。可以通过使用具有大横截面(例如在约3mm与约30mm之间的范围内)的激光束并且同时使用多透镜阵列生成多个子束来减少治疗治疗区域所花费的时间。各种子束可以同时治疗治疗区域的多个位置。
多透镜阵列的透镜可以具有大的NA(例如范围从约0.3至约1)，并且可以将各种子束聚焦至靶标组织(例如皮肤组织中的真皮)的治疗区域中的多个焦点区域。子束可以在不会不利地影响靶标组织的上层(例如皮肤组织的表皮)的情况下在焦点区域中生成等离子体。在一些实施例中，可以通过热离子等离子体生成来选择性地生成等离子体。在备选实施例中，可以通过光学击穿来生成等离子体。多透镜阵列中的透镜的宽度可以范围从约1mm至约3mm。多透镜阵列中的透镜可以被设计成减小透镜间间距。例如，可以通过将非球面透镜截断(例如将非球面透镜截断为多边形形状)来生成透镜。经截透镜可被布置成沿着其相应边缘彼此邻接(例如布置于底座上)。多透镜阵列中的透镜的NA和/或宽度的上述范围和/或透镜的被截形状可以允许在不对靶标组织的上层(例如皮肤组织中的表皮)产生不期望的影响的情况下高效地治疗靶标组织的下层(例如皮肤组织中的真皮)。
常用透镜阵列(例如微透镜阵列)可以包括薄膜涂层，并且可以使用诸如光刻、微/纳米成型、离子束研磨等的制造工艺来制造。这些制造工艺不允许产生大的弧矢高度(下垂度)。因此，这些制造工艺可以不允许产生具有大数值孔径(例如大于0.3、在约0.3与约1之间)和大节距(例如大于1mm、在约1mm与约3mm之间等)的多透镜阵列。例如，具有约1.5的折射率、约3mm的宽度以及约3mm的焦距的平凸透镜元件可以在约1.5mm的透镜的大小上具有约1.5mm的曲率半径和厚度变化。上文所描述的微透镜阵列制造方法只能适应约60微米的厚度(例如弧矢高度(下垂度))的小变化。因此，常见透镜阵列制造方法可能不适合产生本申请中所描述的多透镜阵列。
图5图示了使用EMR 150(例如激光束)进行组织治疗(例如治疗真皮黑斑)的例示性装置500。例如，装置500可以包括辐射发射器布置510(例如激光系统)以及可以设置于辐射发射器布置510与待治疗的靶标组织之间的光学布置。例如，光学布置可以包括第一透镜布置520和第二透镜布置530。这些例示性部件可以可选地设置于手持件550或其他壳体或外壳中。装置500还可以包括具有下表面的板540，该板被配置为接触被治疗的靶标组织的表面。可以提供致动器布置560以控制装置500的操作(例如以激活和/或关闭发射器布置510、控制或调整装置500的某些操作参数等)。可以提供用于辐射发射器布置510的电源(未示出)。例如，电源可以包括设置于手持件550内的电池、设置于发射器布置510与外部电源(例如电源插座等)之间的电线或其他导电连接等。
辐射发射器布置510可以包括例如一个或多个激光二极管、光纤、波导或被配置为生成和/或发射EMR 150并且将该EMR朝向光学布置引导或引导至光学布置上(例如引导至第一透镜布置520上)的其他部件。在本公开的某些例示性实施例中，辐射发射器布置510可以包括一个或多个激光二极管，该激光二极管发射具有在约400nm与约1100nm之间(例如在约650nm与约750nm之间)的一个或多个波长的光学辐射150。
在本公开的其他例示性实施例中，辐射发射器布置510可以包括一个或多个波导(例如未示出的光纤)的远端。波导可以被配置为或适于朝向第一透镜布置520引导来自外部源(未示出)的EMR 150或将EMR 150引导至第一透镜布置520上。此例示性外部EMR源可以被配置为将EMR 150提供给或引导至辐射发射器布置510，该EMR具有在约400nm与约1100nm之间(例如在约650nm与约750nm之间)的一个或多个波长。
在本公开的其他例示性实施例中，电磁辐射(EMR)150可以被聚焦至可以位于靶标组织内(例如位于真皮120内)的一个或多个焦点区域160中。第二透镜布置530可以用作聚焦透镜，该聚焦透镜例如包括如图5中所示出的单个物镜、平凸透镜或圆柱透镜、轴棱镜等。如下文所描述，第二透镜布置530可以是包括多个透镜的多透镜阵列。多透镜阵列中的透镜可以分别具有高NA(例如在约0.3与约1之间)。多透镜阵列中的透镜可以接收EMR 150并且可以生成聚焦于靶标组织中的多个焦点区域处的多个子束。焦点区域可以具有高的EMR局部强度(例如约105W/cm2至约1015W/cm2)。靶标组织中的等离子体生成可以位于焦点区域中。例如，如果焦点区域位于真皮中，那么可以在不影响上层表皮的情况下在真皮中生成等离子体。
在本公开的其他例示性实施例中，第二透镜布置530可以包括透镜阵列600，例如，如图6A中所图示的例示性配置的示意性侧视图中所提供的。例如，透镜600可以包括任何常规类型的会聚透镜(例如凸透镜或平凸透镜)和/或用于生成准无衍射束的光学元件(例如轴棱镜)。如图6A中所图示，透镜600可以被配置为将EMR 150聚焦至下层真皮120内的多个焦点区域160中。
透镜中的每个透镜可以具有大的NA(例如在约0.3与1之间)，使得EMR 150从组织表面处或附近的相对较宽的区域(具有相对较低的强度或局部积分通量)会聚至组织内(例如真皮120内)的焦点区域160中的小宽度(具有较高强度或局部积分通量)。这样的光学特性可以在焦点区域160内提供充足强度的EMR 150，以损伤吸收辐射150的色素化细胞，同时避开远离含有色素化细胞130的真皮120的体积的高积分通量或强度的区域或体积，从而降低了损伤无色素靶标组织的上层、下层和/或相邻体积的可能性。
透镜600可以设置成基本上呈正方形或矩形的阵列，诸如在图6B中的此例示性配置的俯视图中所示出的阵列。根据本公开的其他例示性实施例，透镜600可以如图6C中所示出一般设置成六边形阵列。在又一些例示性实施例中，可以提供透镜600的其他例示性图案和/或形状。透镜600的宽度可以范围从约1mm至约5mm。在某些例示性实施例中，还可以提供比其略宽或略窄的例示性透镜600。
在本公开的附加例示性实施例中，辐射发射器布置510和/或第一透镜布置520可以被配置为在整个透镜阵列600或其实质部分上引导EMR 150的单个宽束(诸如例如，图5中所示出的宽束)。此例示性配置可以同时在真皮120中生成多个焦点区域160。在其他例示性实施例中，辐射发射器布置510和/或第一透镜布置520可以被配置为将多个较小EMR束150引导至透镜600中的单个透镜上。根据又一些例示性实施例，辐射发射器布置510和/或第一透镜布置520可以被配置为将一个或多个较小EMR束150引导至透镜阵列600的一部分上，例如引导至单个微透镜或多个透镜600上，并且可以在透镜600的阵列上扫描(多个)较小束，使得可以在真皮120中按顺序或不同时地生成多个焦点区域160。
图7A至图7C中示出了根据一些实施例的例示性多透镜阵列及其一些组件。图7A图示了例示性非球面透镜700(例如Thorlabs PN 355390-C)的正视图702和侧视图704。非球面透镜可以具有范围从约0.3至约1的NA(例如约0.55的NA)和从约1mm至约3mm(例如约2.75mm)的有效焦距。根据一些实施例，可以修改常规非球面透镜700以形成多透镜阵列。
图7B图示了例示性经截透镜710的正视图712和侧视图714。可以例如通过截断非球面透镜700(例如截断成六边形图案)来获得经截透镜710。根据一些实施例，可以通过至少一种金刚石切削以及常规透镜抛光和研磨技术来执行截断。根据一些实施例，经截透镜710可以在不必从非球面透镜700中截断的情况下被直接制造。如侧视图714中所示出，经截透镜714可以接收准直光束716并且发射聚焦光束718。
图7C图示了六边形经截透镜710的例示性多透镜阵列730。多透镜阵列730可以包括可以沿着其边缘彼此贴附(例如使用粘合剂)的若干经截透镜710。经截透镜710可以例如被布置成六边形阵列、矩形阵列等。根据一些实施例，可以期望，经截透镜710不利用粘合剂彼此粘附(例如当多透镜阵列730暴露于高峰值功率应用时)。在正视图732、等轴视图734以及侧视图736中示出了多透镜阵列730。如侧视图736中所图示，多透镜阵列730可以接收可以照射于多透镜阵列730中的若干透镜上的输入激光束740。多透镜阵列730中的透镜可以将输入激光束740的一部分(例如准直激光束)聚焦至多个聚焦子束(例如七个聚焦光束738)。图8图示了布置于底座上的例示性多透镜阵列800。底座810可以固持多个透镜820(例如六边形经截透镜710)。在一些实施例中，底座810可以在多透镜阵列800上提供侧向力(例如在透镜的平面中的压缩力)，以将多个透镜820固持在一起。这可以允许在透镜间区域830中在没有粘合剂的情况下使多个透镜820彼此贴附。例如，当以高峰值功率Q开关激光源对多透镜阵列800进行照明时，这可以是有利的。侧向力可以使透镜元件820彼此贴附，从而不需要粘合剂。粘合剂可以产生多余的光学效应并且吸收激光能量并且损伤组件800。
如上文所描述，常用微透镜阵列制造技术可能不容易适于制造具有毫米大小的节距(例如透镜阵列中的相邻透镜的中心/质心之间的毫米大小的距离)和大的N.A.(例如大于0.3、在约0.3与约1之间)的透镜阵列。除了上文所描述的制造方法之外，根据一些实施例，可以通过特定的单点金刚石加工和玻璃模制技术来构造具有毫米大小的节距和大的N.A.的多透镜阵列。
在一些实施例中，可以通过压模来制造具有长的工作距离和大的NA的期望特点的多透镜阵列。例示性玻璃模制合同制造方是德国亚琛的Aix Tooling股份有限公司。压模需要制作工具并且将其用作模具。将模具压靠在熔融的衬底材料(例如玻璃)上，以便形成指定曲率。
在一些实施例中，模具或多透镜阵列中的任一项本身是通过单点金刚石加工(SPDM)方法(例如微铣削)生产的。非常适合于产生以上教导的多透镜阵列的SPDM方法是4轴SPDM。B.McCall等人于2013年发表于美国光学学会上的名称为“Rapid Fabrication ofMiniature Lens Arrays by Four-Axis Single Point Diamond Machining(通过四轴单点金刚石加工快速制造微型透镜阵列)”的论文中介绍了四轴SPDM，该论文的整体内容以引用方式并入本文。
图9是对光学元件902的示意性图示，该光学元件被配置为生成在靶标组织920中具有焦点区域的准无衍射束(QDFM)。光学元件902(例如轴棱镜)可以接收输入激光束904并生成QDFM 905。QDFM 905可以具有焦点区域910，该焦点区域可以从靶标组织中的第一深度D1延伸到靶标组织中的第二深度D2。光学元件902可以在横向于输入激光束904的传播方向的平面中(例如在x-y平面中)具有大的数值孔径(例如大于0.3、在0.3与1之间)和大的宽度(例如从约1mm至约3mm)。大的NA可以防止靶标组织的上层(例如皮肤组织的表皮)与QDFM905之间的不期望的相互作用(例如等离子体的生成、受热等)。在一些实施方式中，焦点区域910沿着靶标组织的深度(例如沿着z方向)的范围可以比遭受较大衍射的束(例如高斯束)的焦点区域的范围更长。因此，对于给定数值孔径，QDFM可以允许沿着靶标组织920中的更大深度进行治疗。这可以消除对沿着深度(例如z轴)扫描焦点区域的需要。如上文所描述，多透镜阵列730可以包括一个或多个光学元件902。
为了进一步概述，下表中概述了与一些实施例相关联的参数范围：
Figure BDA0002944922440000181
Figure BDA0002944922440000191
参看图10A，示出了用于传递多个束的透镜阵列1000。透镜系统1000包括若干透镜元件1002A至1002C。示出了窗口1004。根据一些实施例，窗口1004包括对应于每个透镜元件1002A至1002C的若干突起1006A至1006C。根据一些实施例，窗口1004接触皮肤1008的表面，从而使皮肤表面变形以贴合窗口1004的形状。例如，平坦窗口使皮肤1008的表面变平，而凸起的窗口在皮肤1008的表面中形成凹痕。根据一些实施例，皮肤1008因突起1006A至1006C的形状而变形。根据一些实施例，压力由窗口1004施加至皮肤1008的表面上，并且突起1006A至1006C的相对较小的面积(例如1mm2)允许更大的压力和在每个元件1002A至1002C下方的局部压缩。压力可以提供有利于激光治疗的多个功能，包括：从治疗区域抽空血液和其他竞争性靶标(即，发色团)；以及，压缩皮肤的厚度，从而缩小光学路径长度以向皮肤更深处进行治疗。
治疗各种皮肤状况的方法(诸如出于美容目的)可以使用本文中所描述的系统进行。应理解，尽管这样的方法可以由医师进行，但非医师(诸如美容师和其他受过合适训练的人员)可以在没有医师监督的情况下使用本文中所描述的系统来治疗各种皮肤状况。
多透镜阵列可以通过许多材料构造而成，这些材料包括：透明和光学聚合物、蓝宝石、石英、硒化锌、硫化锌以及玻璃(例如可压模玻璃)。可压膜玻璃的示例非常多且包括来自Ohara公司(零件编号：L-BSL7、L-Bal35、L-Bal42、L-LAH84以及L-LAH53)、Sumita公司(零件编号：K-VC89、K-PBK40以及K-CD120)以及Schott公司(零件编号：P-Bk7、B270、IRG26以及Borofloat 33)的材料。
根据一些使用方法，焦点区域必须穿透组织内的预定深度。针对一些光学材料(例如可模制玻璃)和高NA(例如大于0.3且小于1)，每个小透镜的焦距和节距可以通过使用参考图10B所描述的实用启发法来大致确定。例如，可以使用近似值来推导空气中的所需焦距，
Figure BDA0002944922440000201
其中fair是小透镜在空气中的焦距；twindow1050和nwindow分别是窗口1052的厚度和窗口1052的折射率；tsubstrate1054和nsubstrate分别是光学衬底1056(例如聚焦光学器件)的厚度和衬底1056的折射率；tMAX tissue depth和nMAX tissue depth分别是组织1060中的最大期望焦距1058的厚度和组织1060的折射率；且tair 1062和nair分别是气隙1064的厚度1062和气隙1064的折射率(例如1)；
根据一些实施例，多透镜阵列的节距在多透镜阵列的小透镜的焦距的二分之一与四倍之间(在空气中)。例如，该关系为：
Figure BDA0002944922440000202
其中，fair是多透镜阵列的小透镜在空气中的焦距；且p是多透镜阵列中的小透镜之间的节距。
在一些实施例中，多透镜阵列1100包括具有变化长度的焦距的小透镜。参看图11，其示出了被用于辐照组织1110的多透镜阵列1100。EMR束1112被投射入射多透镜阵列1100。透射窗口1114被放置成与组织1110的外表面接触。窗口1114通常具有厚度。气隙1116存在于窗口1114与多透镜阵列1100之间。气隙1116通常具有厚度。多透镜阵列1100包括多个(例如7个)小透镜，每个小透镜以节距1118间隔开。节距1118可以是小透镜的最大直径或相邻小透镜的光轴之间的间距。作为示例，详细地阐述了阵列1100左侧的3个小透镜，即，第一示例小透镜1121、第二示例小透镜1122以及第三示例小透镜1123。每个小透镜均包括曲率、下垂度以及焦距。第一示例小透镜1121具有第一曲率、第一下垂度1130-1以及第一焦距1132-2。第二示例小透镜1122具有第二曲率、小于第一下垂度1130-1的第二下垂度1130-2以及大于第一焦距1132-1的第二焦距1132-2。第三示例小透镜1123具有第三曲率、大于第一下垂度1130-1大的第三下垂度1130-3以及短于第一焦距1132-1的第三焦距1132-3。
根据一些实施例，参考小透镜1140用于确定参考焦深1142。来自参考焦点区域1146的反射光1144可以由参考小透镜1140准直。准直光1144可以用于确定参考焦深1142。以这样的方式执行参考的方法和系统在J.Bhawalkar等人的名称为“用于治疗设备的辐射检测”的美国临时专利申请第62/688,940号中进行了详细描述，并且以引用的方式并入本文。
参看图12A至图12C，在一些实施例中，可变组件1200可以被用于改变后焦距1210。例如，可以一起使用2个多透镜组件。在一些实施例中，使用2个或更多个多透镜组件减小了所需的最大下垂距离。这是因为聚焦EMR束所需的全部总曲率可以分布在多个表面上。例如，2个多透镜组件具有4个表面，这4个表面可以具有曲率。减小光学器件的下垂距离通常使光学器件易于制造。
图12A至图12C示出了由一对单个小透镜1230和1232聚焦的单个EMB细光束1220的视图。图12A图示了沿着轴A在距离第二小透镜1232的最大间距处的第一小透镜1230。在该配置中，后焦距1210是0。换句话说，焦点区域位于第二小透镜1232的远端表面1232d。
图12B图示了沿着轴A在距离第二小透镜1232的中等间距处的第一小透镜1230。在该配置中，后焦距1210已经从0增加到中等焦距(例如0.5mm)。此外，在图12B中可以看出，EMR小光束正聚焦于会聚焦1240处。
图12C图示了在距离第二小透镜1232的最小间距处的第一小透镜1230。因此，在该配置中，后焦距1210最大(例如1mm)。同样，在第一小透镜1230与第二小透镜1232之间的最小间距处，会聚角1240被示出为最大。数值孔径(NA)可以被用作对会聚角1240的测量。在一些实施例中，(多个)聚焦EMR细光束的数值孔径在最大小透镜间距与最小小透镜间距之间变化2倍。
可以利用用于复合透镜的薄透镜等式来近似(使用近轴假设)使用多个多透镜阵列的可变焦点。用于复合透镜的薄透镜等式允许从2个(或更多个)光学器件的焦距和这些光学器件的主平面之间的间距计算出透镜组件的有效焦距。
Figure BDA0002944922440000221
其中，f是透镜组件的有效焦距；f1是第一光学器件的焦距；f2是第二光学器件的焦距；且d是第一光学器件与第二光学器件之间的距离(例如沿着轴A)。
附加实施例
在一些实施例中，输入激光束的重复率可以比靶标组织/靶标材料中的等离子体的衰减率更快。这可以允许等离子体的连续的(例如时间上连续的、空间上连续的等)生成。可以通过改变激光束的重复率来控制治疗区域/靶标区域(例如生成等离子体的区域)的面积。
本领域的技术人员应基于上述实施例了解本发明的其他特征和优点。因此，除了如由所附权利要求书所指示的之外，本发明不受已经特定示出和描述的内容限制。本文中所引用的所有出版物和参考文献的全部内容以引用的方式明确地并入本文中。
如本文中在整个本说明书和权利要求书中所使用的，可以将近似语言应用于修饰可能获准在不导致与之相关的基本功能的变化的情况下发生改变的任何定量表示。除非另有陈述或从上下文中明显看出(除了此数字将不被获准超过可能值的100％的情况之外)，否则“大约”、“基本上”或“约”可以包括在任一方向上(大于或小于该数字)落入数字的1％的范围内、或在一些实施例中落入数字的5％的范围内、或在一些实施例中落入数字的10％的范围内的数字。因此，由诸如“约”、“大约”或“基本上”的一个或多个术语修饰的值不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精确度。此处以及在整个说明书和权利要求书中，可以组合和/或互换范围限制，除非上下文或语言另有指示，否则这样的范围被标识并且包括其中所含有的所有子范围。
除非明确相反地指出，否则如本文中在说明书和权利要求书中所使用的冠词“一”和“一个”应被理解为包括复数参照对象。除非相反地指出或以其他方式从上下文中明显看出，否则如果一组构件中的一个构件、一个以上的构件或所有构件存在于在给定产品或进程中、在给定产品或进程中采用或以其他方式与给定产品或进程相关，那么将在这个组的一个或多个构件之间包括“或”的要求或描述视为被满足。本公开包括这组中恰好有一个构件存在于给定产品或进程中、在给定产品或进程中采用或与给定产品或进程相关的实施例。本公开还包括这组构件中的一个以上的构件或所有构件存在于给定产品或进程中、在给定产品或进程中采用或与给定产品或进程相关的实施例。此外，应理解，除非另外指出或除非对于本领域的普通技术人员而言明显会出现矛盾或不一致，否则所公开的实施例提供了所有变型、组合和置换，其中将来自所列权利要求中的一个或多个权利要求的一个或多个限制、元素、从句、描述性术语等引入到从属于同一基本权利要求(或作为相关的任何其他权利要求)的另一权利要求中。可以预期，在适当的情况下，本文中所描述的所有实施例可应用于所公开的实施例的所有不同方面。还可以预期，在任何适当的情况下，实施例或方面中的任何实施例或方面都可以与一个或多个其他这样的实施例或方面自由组合。在元素以列表形式(例如以马库什组或类似格式)呈现的情况下，应理解，还公开了元素的每个子组，并且可以从组中移除任何(多个)元素。应理解，一般而言，在所公开的实施例或所公开的实施例的方面被称为包括特定元素、特征等的情况下，本公开或本公开的方面的某些实施例由这样的元素、特征等组成或基本上由这样的元素、特征等组成。出于简单起见，在每种情况下都没有在本文中用过多字词具体地阐述这些实施例。还应理解，可以在权利要求中明确地排除本公开的任何实施例或方面，而不管说明书中是否列举了特定排除。例如，可以排除任何一种或多种活性剂、添加剂、成分、任选剂、生物体类型、疾病、主体或其组合。
在本文中给定范围的情况下，本公开的实施例包括端点被包括进来的实施例、两个端点均被排除的实施例以及一个端点被包括进来而另一端点被排除的实施例。除非另有说明，否则应假设包括两个端点。此外，应理解，除非另外指出或从上下文和本领域的普通技术人员的理解中明显看出，否则在本公开的不同实施例中，被表述为范围的值可以假设在本公开的不同实施例中的所陈述范围内的任何特定值或子范围，除非上下文另外明确指出，否则直到该范围的下限的十分之一。还应理解，在本文中陈述了一系列数值的情况下，本公开包括与由该系列中的任两个值限定的任何中间值或范围以类似方式相关的实施例，并且最低值可以被视为最小值，而最大值可以被视为最大值。如本文中所使用，数值包括被表述为百分比的值。
数值以“约”或“大约”开头的任何实施例包括叙述了精确值的实施例。对于本公开的数值不以“约”或“大约”开头的任何实施例，本公开包括值以“约”或“大约”开头的实施例。除非另有说明或从上下文中明显看出(除了此数字将不被获准超过可能值的100％的情况之外)，否则“大约”或“约”可以包括在任一方向上(大于或小于该数字)落入数字的1％的范围内、或在一些实施例中落入数字的5％的范围内、或在一些实施例中落入数字的10％的范围内的数字。
应理解，除非另外明确相反地指出，否则在本文中所要求的包括一个以上的动作的任何方法中，该方法的动作的顺序不必限于叙述该方法的动作的顺序，但本公开包括顺序被如此限制的实施例。还应理解，除非另外指出或从上下文中明显看出，否则本文中所描述的任何产品或组合物可被视为是“分离的”。
如本文中所使用的，术语“包括(comprising/comprises)”用于指组合物、方法及其(多个)相应部件，这些组合物、方法以及相应部件对于所公开的实施例是必要的，但对于包括未经指定的元素(无论是否为必要的)都是开放的。
如本文中所使用，术语“基本上由……组成”是指给定实施例所需的元素。该术语允许存在实质上不影响本公开的该实施例的(多个)基本且新颖的或功能性特点的附加元素。
术语“由……组成”是指如本文中所描述的组合物、方法及其相应部件，这些组合物、方法以及相应部件排除了在该实施例的该描述中未叙述的任何元素。
尽管上文已经详细地描述了一些变型，但其他修改或添加也是可能的。
在以上描述和权利要求中，可以出现诸如“中的至少一个”或“中的一个或多个”的短语，其后是元素或特征的组合列表。术语“和/或”也可以出现在两个或多个元素或特征的列表中。除非另外就使用短语的上下文而言隐含或明确存在矛盾，否则此短语旨在表示单独列出的元素或特征中的任何元素或特征，或与其他叙述元素或特征中的任何元素或特征组合的叙述元素或特征中的任何元素或特征。例如，短语“A和B中的至少一项”、“A和B中的一个或多个”以及“A和/或B”分别旨在表示“单独A、单独B或A和B一起”。类似解释也适用于包括三个或更多个项的列表。例如，短语“A、B以及C中的至少一项”、“A、B以及C中的一个或多个”以及“A、B和/或C”分别旨在表示“单独A、单独B、单独C、A和B一起、A和C一起、B和C一起或A和B和C一起”。此外，上文以及权利要求中使用术语“基于”旨在表示“至少部分地基于”，使得也允许未叙述的特征或元素。
根据期望配置，本文中所描述的主题可以实施在系统、装置、方法和/或制品中。在前述描述中所阐述的实施方式并不表示根据本文中所描述的主题的所有实施方式。相反，这些实施方式仅仅是根据与所描述的主题相关的方面的一些示例。尽管上文已经详细地描述了一些变型，但其他修改或添加也是可能的。特定地，除了本文中所阐述的那些特征和/或变型之外，还可以提供其他特征和/或变型。例如，上文所描述的实施方式可以涉及所公开的特征的各种组合和子组合和/或上文所公开的若干其他特征的组合和子组合。此外，在附图中描绘和/或本文中所描述的逻辑流程并不一定需要所示出的特定顺序或相继顺序来实现期望结果。其他实施方式可以在以下权利要求书的范围内。

Claims (17)

1.一种光学系统，包括：
光学元件阵列，被配置为接收主激光束并且生成多个子束，所述光学元件阵列包括多个光学元件，所述多个光学元件被配置为将所述多个子束同时聚焦至靶标组织中的多个焦点区域，
其中所述光学元件阵列的节距范围从约1mm至约3mm，
其中所述多个光学元件中的一个或多个光学元件的数值孔径范围从约0.3至约1，以及
其中所述多个子束中的第一子束被配置为在所述多个焦点区域中的第一焦点区域中生成等离子体。
2.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述多个光学元件包括多个经截透镜。
3.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述多个光学元件的宽度范围从约1mm至约3mm。
4.根据权利要求2所述的光学系统，其中所述多个经截透镜被布置成六边形阵列和矩形阵列中的至少一项。
5.根据权利要求1所述的光学系统，还包括窗口，所述窗口被配置为接触组织并且透射所述多个子束。
6.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述第一子束被配置为以热离子方式生成等离子体。
7.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述第一子束被配置为以光学方式生成等离子体。
8.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述多个光学元件由固持器固持在一起，所述固持器被配置为将侧向力施加于所述多个光学元件中的一个或多个光学元件上。
9.一种方法，包括：
由包括多个光学元件的光学元件阵列来接收主激光束；
由所述多个光学元件生成被聚焦于靶标组织中的多个焦点区域处的多个子束；
其中所述光学元件阵列的节距范围从约1mm至约3mm；
其中所述多个光学元件中的一个或多个光学元件的数值孔径范围从约0.3至约1；以及
其中所述多个子束中的第一子束被配置为在所述多个焦点区域中的第一焦点区域中生成等离子体。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述多个光学元件包括多个经截透镜。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述多个光学元件的宽度范围从约1mm至约3mm。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述多个经截透镜被布置成六边形阵列和矩形阵列中的至少一项。
13.根据权利要求9所述的方法，还包括：
使用窗口接触组织；以及
使所述多个子束透射通过所述窗口。
14.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一子束被配置为以热离子方式生成等离子体。
15.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一子束被配置为以光学方式生成等离子体。
16.根据权利要求9所述的方法，其中所述多个光学元件由固持器固持在一起，所述固持器被配置为将侧向力施加于所述多个光学元件中的一个或多个光学元件上。
17.一种组织治疗系统，包括：
激光系统，被配置为发射主激光束；
光学元件阵列，被配置为接收所述主激光束并且生成多个子束，所述光学元件阵列包括多个光学元件，所述多个光学元件被配置为将所述多个子束同时聚焦至靶标组织中的多个焦点区域；
其中所述光学元件阵列的节距范围从约1mm至约3mm；
其中所述多个光学元件中的一个或多个光学元件的数值孔径范围从约0.3至约1；以及
其中所述多个子束中的第一子束被配置为在所述多个焦点区域中的第一焦点区域中生成等离子体。
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