CN1829480A - 电磁辐射传送设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对人的组织施加电磁辐射的设备，尤其是对皮肤施加光的设备。所述设备包括带有凹窝(10)的治疗头，在所述凹窝中发射光并且所述凹窝中的气压可以由泵(11)来减小。所述设备也包括用于测量在凹窝(10)中的压力的压力计(8)。高于某个阈值时所述设备将不工作，因为这表示所述设备在皮肤上错误的定位，这可能导致对人的伤害。通过提供压力计(8)，操作者可以确定所述治疗头的定位是否正确。由于压力计(8)被连接到用于控制辐射源(3)的控制装置(5)，所以所述设备有利地实现自动化。

Description

电磁辐射传送设备

本发明涉及用于皮肤治疗的电磁辐射传送(delivery)设备，其包括具有电磁辐射源的辐射传送头，与所述电磁辐射源光耦合并且能够发射电磁辐射的发射窗口，以及在一侧上开口的凹窝(recess)，以及用于降低在所述凹窝内压力的真空装置。

文献EP 1285600A1公开了一种用于激光脱毛的设备。所述设备包括激光二极管和围绕所述激光二极管的吸气罩(suction cap)。空气可以被吸出所述吸气罩。所述设备也包括用于控制空气的吸入以及所述激光二极管关于时间的打开和关闭的控制单元。所述设备目的是用作脱毛设备。

从上述欧洲专利申请获知的设备以及通常在电磁辐射的帮助下用于治疗身体局部的许多设备仅仅由熟练人员操作。这是因为事实上有可能容易地对于待治疗的身体局部提供过多的辐射。此外，在已知设备的情况下，有可能当所述设备不在正确位置时接通所述设备。于是有可能发射的激光辐射击中不应受治疗的身体局部，例如附近的人或动物的眼睛或皮肤局部或者甚至易受激光辐射损伤的其它对象。这是一种不安全和不希望有的情况。

总的趋势是越来越多的不熟练人员操作这种设备。因此对可以以安全的方式操作并且错误传送电磁辐射的风险被降低的设备的需求日益增加。

本发明的目的是提供一种上述类型的设备，其可以被更安全地操作。

该目的是通过在主权利要求的前序中所提及的类型的电磁辐射传送设备实现的，其特征在于所述设备进一步包括用于测量在所述凹窝内压力的压力计。所述压力计提供一种甚至能够使不熟练操作者检查所述设备是否正确地被施加到所述身体局部或待治疗的其它表面的简单手段。因为只有当带有所述凹窝的辐射传送头被正确地施加时才可以产生真空，即低于周围压力的压力。因此大幅降低了意外操作所述传送设备的风险。

所述真空计可以是与显示器、开关或其它控制装置组合的压力计。根据本发明的设备的优选实施例的进一步特征在于连接到所述压力计和所述电磁辐射源的控制装置，其中当由所述压力计测量的压力高于预定阈值时所述控制装置能够防止所述电磁辐射源发射电磁辐射。通过这样使得所述设备的操作自动化，甚至进一步降低了错误使用的风险。所述控制装置例如可以作为电子开关或快门而被提供。

如果设置合适的阈值，则当所述压力大于所述预定值时不可能操作所述设备。因此，即使在由诸如小孩这样的不能胜任的人进行操作的情况下，导致伤害或危险的风险也被减小。应当注意在本申请的上下文中，“测量”压力意味着确定绝对值或者确定例如相对于预定阈值的相对值。在该情况下没有必要确定实际压力值，而仅仅需要确定所述压力是大于还是小于所述阈值。

所述阈值，即低于它时所述设备应当被关闭或者被控制装置自动地关闭的压力值，可以根据身体局部或待治疗的表面的特性而被适当地选择。有利地，所述阈值比周围压力低10-250毫巴。如果身体局部或待治疗的表面平滑、具有弹性且可压缩，则可以选择低压力差，例如比周围压力低10或20毫巴。如果待治疗的表面粗糙且不可压缩，则所述阈值应当远远低于周围压力，例如200毫巴，以便保证对辐射传送头的位置的正确检验，因为即使当传送头处于正确的位置，空气也有可能泄漏到所述凹窝中。为了即使发生空气渗入也能保持足够的压力差，真空装置的功率于是应当足够高。

当然所述阈值取决于周围压力，这意味着例如在低压力或高海拔区域，所述阈值相应地低于高压力或海平面区域的阈值。通常，所述阈值取决于周围压力并且可以被表示为与周围压力的压力差。在当前的优选实施例中，有可能将所述阈值限定为与周围压力具有10与250毫巴之间的(负)压力差。

优选地，在所述凹窝内测出的压力低于阈值期间，所述控制装置能够防止所述电磁辐射源发射超出预定最大量的能量的电磁辐射。通过在对话(session)期仅仅允许某个最大量的能量被发射，可以避免皮肤过度受辐射和可能的(增加的)不舒服或伤害。而且，将不再有不能确定皮肤的某个部分是否受到辐射。

确定所述阈值或者换句话说与周围压力的压力差的另一可能的标准在于这样的事实：相对较低的压力(或高压力差)“吸入”朝着电磁辐射的所述身体局部，尤其是皮肤。这不仅提供了在所述电磁辐射源和身体局部或待治疗的表面之间的受控距离的可能性，而且在皮肤和其它身体局部的情况下，它还提供的优势在于较低的压力提高了这些身体局部接收辐射并且对其响应的特性，或者它可以减小有害的副作用，正如在现有技术中所公知的。

由于被传送到身体局部或待治疗的表面的电磁辐射影响所述身体局部或表面，因此限制所提供的辐射的总量是重要的。在一个优选实施例中，所述控制装置能够防止所述设备的再次操作，由此保证在没有抬升传送头并因此破坏真空的情况下，不会提供比预定最大量的能量更多的辐射能量。

有利地，所述控制装置包括能够防止发射电磁辐射的快门。这种快门可以采用任何期望的形式，例如电光快门、机械快门、可开关的镜子等。这种快门存在的优点在于，当所述设备不打算发射辐射时，所述辐射源不需要被关闭。对于许多电磁辐射源来说，这对所述源的寿命是有利的。然而，如果频繁地打开和关闭所述电磁辐射源基本上不缩短所述源的寿命，则对于所述控制装置来说，也可能简单地开关所述电磁辐射源的电源，例如在LED的情况下。

在一个优选的实施例中，在所述凹窝中存在发射窗口。术语“发射窗口”涉及所述辐射传送头的一个区域，电磁辐射通过该区域被发射。它可以采用的形式例如为对待发射的电磁辐射透明的一片材料，例如光学玻璃。然而，它也可以表示未被任何材料覆盖的腔的一个开口侧，例如管的出口端。在所述凹窝中存在发射窗口的优点在于，当认为所述凹窝被正确地定位时，所述发射窗口同样地自动被正确定位。在大多数情况下，存在一个发射窗口。然而，应当注意也有可能存在多个发射窗口。

也有可能存在多个凹窝。可以想到多个小凹窝以围绕所述发射窗口的多个孔的形式存在。如果所有孔被正确地定位，则这也是所述传送设备被正确定位的安全指示。然而，优选地，一个凹窝围绕所述发射窗口。这在凹窝中存在发射窗口的情况下较为普遍。如果所述凹窝围绕所述发射窗口，那么所述凹窝中的合适负压保证了所述发射窗口的正确定位。在该情况下所述凹窝可以采用围绕所述发射窗口的槽的形式。这样有可能所述凹窝和发射窗口具有不同的形状。如果例如由于均匀性的原因优选地以圆形模式提供辐射，但是围绕受治疗部分的表面的不同部分不应当接收辐射时这提供了优点。该部分当然可以具有不同的形状。

优选地，所述凹窝包括周缘(circumferential edge)。这样可以相对简单地通过检查所述周缘来目视检查所述正确定位。

有利地，所述周缘可弹性变形。该实施例允许适应未完全匹配所述发射窗口或凹窝的平面的身体局部或表面。尽管有可能使用不可变形的传送头和利用身体局部或待治疗的表面的可变形性，但是可弹性变形的周缘所提供的优点在于施加在所述身体局部或表面上的压力相差更小。

如果所述发射窗口采用一片透明材料的形式，则该片材料可以用于在身体局部或待治疗的表面上施加压力。在该情况下，尤其是在皮肤的情况下，可以影响通过所述身体局部的血流。例如在光脱毛的情况下，由于不同于预定部分(发色团、毛囊)的组织部分将吸收更少的辐射，因此如果正在被治疗的组织中的血液循环被减小则是有利的。此外，治疗可能的副作用的风险被减小。

所述可弹性变形的周缘可以被设计为诸如橡胶这样的弹性材料的边缘。任何其它可弹性变形的材料或结构也是可能的。

在一个有利的实施例中，所述周缘位于一个平面上、一个凹面上或一个凸面上。利用这些简单的几何形状，大多数身体局部或待治疗的其它表面可以被有效地治疗。平面例如可以用于治疗人造对象或者诸如腿这样的大且因此相对较平的身体局部的小区域。当治疗凸的身体局部时，例如诸如手指这样的相对较小的身体局部或者诸如鼻子这样的其它强烈弯曲的身体局部，用于周缘的凹面可能是有用的。对于程度不同的凹面的治疗，例如用于腋窝的脱毛，用于周缘的凸面是有利的。在特定情况下用于周缘的其它表面甚至可能更有利。

在根据本发明的设备的一个优选实施例中，所述电磁辐射包括红外辐射、可见光辐射或紫外辐射。对于本申请来说，红外辐射、可见光辐射和紫外辐射将被称为“光辐射”。光辐射是尤其由不熟练人员或其他私人最经常使用以治疗身体局部的电磁波谱的一部分。然而，原则上可能使用其它类型的电磁辐射，例如微波辐射或x射线。

根据本发明的优选的电磁辐射(光辐射)包括用于肌肉疼痛治疗、脱毛、高胆红素血的治疗等的借助于热(红外辐射)的治疗，借助于可见光辐射的治疗，以及人工晒黑(tanning)，以及诸如白癜风和牛皮癣这样的各种皮肤病症的治疗。尽管一些治疗可以由不熟练或非专业人员执行，例如晒黑和脱毛，但是在许多情况下优选地由熟练的专业人员进行治疗。然而，同样在专业人员的情况下，根据本发明的设备的改进的安全性和有利的特征是有效的。

在本申请的全文中，措词“身体局部”和“待治疗的表面”涉及易于通过电磁辐射治疗的任何人体组织表面。这尤其涉及皮肤(人的皮肤)。然而，通常可想到任何其它的可处理表面，例如在材料研究、材料固化的领域。然而，本发明在相对于人或动物的治疗而被使用时具有特殊的优点，因为通过意外事件等产生的意外伤害的风险被大大减小。

在根据本发明的设备中，所述电磁辐射源可以被包含在所述辐射传送头中。这意味着例如诸如LED或高压气体放电灯这样的光源被构造在所述辐射传送头中。然而，在一个有利的实施例中，所述电磁辐射源包括电磁辐射产生装置和与其光连接的电磁辐射导向装置。电磁辐射产生装置和电磁辐射导向装置的存在提供了分离这两个功能的可能性。这意味着诸如大功率激光器这样的复杂、庞大且笨重的电磁辐射产生装置可以位于离所述传送头的某个距离处。最终发射由所述电磁辐射产生装置产生的电磁辐射的所述传送头被光连接到所述电磁辐射导向装置，以使后者可以将所述电磁辐射引导到所述辐射传送头，并且最终引导到所述发射窗口。这允许相对较小和轻型的传送头，这样的传送头极大地改善了使用所述设备的容易性。

在一个有利的实施例中，所述电磁辐射导向装置包括反射镜、空心电磁辐射波导或光纤。本领域的熟练技术人员将知道如何选择合适的导向装置。例如在激光器的情况下，光纤可能是选择的导向装置。反射镜可以用于激光器是电磁辐射产生装置并且激光束用于扫描待治疗的某个区域的情况。这允许所述区域被激光束均匀地照射而操作者不必移动所述辐射传送头。这极大地改善了治疗的效率和均匀性。

有利地，所述电磁辐射源包括激光器、闪光灯、LED、气体放电灯或白炽灯。这些电磁辐射源已证实在根据本发明的设备的多种可能应用中是有效且有用的。它们采用多种波长、功率等。但是，在特定情况下，也可以使用诸如x射线源这样的其它源。

将在下文参考附图详细地描述根据本发明的电磁辐射传送设备的实施例，其中：

图1a、1b分别显示根据本发明的设备的第一实施例的横截面示意图、底视图，

图2a、2b分别显示根据本发明的设备的第二实施例的横截面示意图、底视图，以及

图3a、3b分别显示正确地和错误地应用第三实施例的横截面示意图。

图1a、b分别显示根据本发明的设备1的第一实施例的横截面示意图、底视图。在此，2是用于灯3和反射器4的外壳。控制装置5经过供电电缆6被连接到灯3，以及被连接到开关7，并且被连接到真空计8。发射窗口9毗邻凹窝10。真空泵11被连接到真空出口12和排气管13。设备1包括治疗头，所述治疗头的操作仅需要被连接到市电电源(mains)，或者可能仅仅是某种类型的电池或其自身的其它电源。

外壳2可以由任何类型的材料制造。优选地使用与人的皮肤相容的材料，即无毒、不引起过敏的材料，例如许多塑料或者象铝或钢这样的金属。可选地可以涂覆所述材料。

外壳1容纳灯3，该灯例如可以是闪光灯、卤素白炽灯或激光器，不排除其它类型的光源。这里，如在本申请的全文中，“光”是指波长在大约300nm与1500nm之间的电磁波谱部分，即紫外辐射到(中波)红外辐射。所述波谱可以是连续的或单色的，并且所述辐射可以连续地或间歇地发射，例如在脉冲激光器或闪光灯中。

控制装置5通过供电电缆6控制灯3的操作。供电电缆6可以是普通双芯电缆和数据电缆的组合或者本领域中公知的任何其它合适的电缆。控制装置5可以被实现为ROM、计算机等。可以提供独立开关7以用于实际打开和关闭灯3。

所述控制装置也被连接到真空计8。当所述真空计的压力信号使得其指示过低的压力差(即过高的绝对压力)时，所述控制装置要么关闭或阻止灯2的打开，要么为了同样的效果向开关7发送信号。

真空计8测量在凹窝10内的压力。凹窝10内的压力由泵11来减小，所述泵将所述凹窝内的空气通过真空出口12和连接到环境的排气管13吸出。所述泵的功率应当优选地被选择成使得凹窝10内的压力下降到比周围压力低大约10与250毫巴之间。根据海拔和气压，这可能对应于在1020毫巴与大约比方说600毫巴之间的绝对压力。所述压力差优选地应当不至于如此大以致正在被治疗的人感到不舒服。为此，也为了能够从皮肤移走所述治疗头，有利地在所述凹窝或真空装置中提供了用于使所述凹窝通风的阀。应当注意，与周围压力的压力差决定了是否允许打开所述灯，以及是否应当开启所述安全阀。

泵11有利地被连接到控制装置5，以便在需要时被打开和关闭。甚至更有利地，所述控制装置可以设置泵11的功率以便适于改变周围条件。

真空计8可以是发出模拟或数字信号的某种类型的压差计，或者绝对压力计。在后一情况下，可以在所述压力计中设置期望的阈值(即在其之上所述灯不应当被打开的压力值)。另一可能性是所述压力计向所述控制装置5提供压力值信号，所述控制装置可以评估所述信号以便决定是打开还是关闭所述灯。

来自灯3的光由反射器4朝着发射窗口9反射，在该情况下所述发射窗口只不过是所述外壳中的开口。发射窗口9是凹窝10或外壳2内的空腔和周围环境的连接部。当设备1被正确地放置在皮肤上时，所述凹窝将被皮肤紧密地密封，从而将没有周围空气进入所述凹窝。在该情况下泵11容易达到所述凹窝内的足够低的压力值，即低于阈值。另一方面，如果所述设备未被正确地放置，则空气将泄漏到所述凹窝中，从而破坏真空密封，并且防止所述凹窝内的压力充分地下降。这将在图3的讨论中进一步被阐述。

将空气吸出所述凹窝的另一优点在于，在治疗期间或因治疗而产生的任何气味、碎屑等将同样被吸出。例如，废气或断发将从所述碎屑中被去除。为此，所述泵装置和/或真空出口可以带有合适的过滤器。这将防止损坏或弄脏所述泵，并且将保证废物的安全而清洁的去除和废气的舒爽气味。

在该情况下所述治疗头是所述设备。在其它情况下所述设备的一些部件可以在所述治疗头的外部。特别地，所述治疗头被看作是带有所述凹窝和发射窗口的所述设备的一部分。作为整体的所述设备在那种情况下由所述治疗头和诸如真空泵和控制装置这样的外部部件构成。

控制装置5可以被调整以在单再个“对话”期间仅仅允许一定量的能量被发射。在这方面，对话表示将所述治疗头定位在皮肤的某点上，将气压减小到阈值之下的工作值，发射辐射，并将气压增加到阈值尤其是周围压力之上。通过在对话期间仅仅允许某个最大量的能量被发射，可以避免皮肤过度受辐射和可能的(增加的)不舒服或伤害。将不再有不能确定皮肤的某个部分是否受到辐射。设备的操作者然后将被迫提起所述设备并且次将其施加到所述皮肤。然后他可以选择不同的区域进行下次治疗以避免对皮肤造成伤害。作为另一选择，例如在治疗较深(皮肤)组织层的情况下，他可以再次将所述设备施加到相同的皮肤区域，但是优选地仅仅在经过一段时间之后，以便允许所述皮肤或其它组织部分冷却。在大多数情况下大约1秒或1秒以上的延时就足够了。有利地，所述控制装置包括用于设置延时的装置，在所述延时期间所述设备不能够发射辐射。

图2a、b分别显示根据本发明的设备的第二实施例的横截面图、底视图。这里，在所有图中，类似的部件将由相同的参考数字来表示。外壳2再次包含光源3和反射器4。所述光源被连接到供电电缆5。所述外壳包括被连接到真空计8和真空出口12的周边凹窝14、发射窗口9和周缘15。在该第二实施例中，灯3不位于压力将减小的空间中，而是位于由发射窗口9密封的独立空间中。发射窗口9是玻璃、塑料、石英等的窗口。它可以经处理以充当辐射的过滤器，例如通过为材料着色。封闭用于所述灯的空间可能是有利的，例如因为有时所述灯将变得非常热、产生臭氧等，这会对人造成危险。

为了检验设备1在皮肤上的正确位置，所述第二实施例使用周边凹窝14。由于皮肤是连续表面，因此低于阈值的周边凹窝14中的压力值将保证所述设备的正确位置。

在该第二实施例中仅仅真空计8存在于所述设备(或治疗头)1中。诸如泵、控制装置和开关这样的其它部件在所述治疗头的外部，并且通过电缆6和/或真空出口12被连接到所述治疗头中的相关部件。这保证治疗头更轻和更方便。应当注意真空计8也可以位于所述治疗头之外，例如在靠近所述外部泵的真空出口的内部。然而，在压力将被获知的确切位置测量所述压力更为安全，以防止例如在所述(周边)凹窝和所述真空计8之间的真空出口发生堵塞的风险。这将模拟所述凹窝内错误的实际压力，并且可能导致危险的情况。

同样在该情况下，即使所述周边凹窝未被连接到用于所述灯的空间，也有可能保证废气的安全且有效的去除。一达到正确的低压力，所述灯就可以被关闭，并且可以开始治疗。当完成治疗之后，所述治疗头将被提起。在那时，所述真空将被破坏，并且所述压力将开始升高。这触发了真空计8和所述控制装置，所述控制装置将打开所述泵。然后所述泵将通过周缘15吸出所述气体等。

周缘15只不过是第一实施例中相应特征的更“角形”的形式。尽管它可能在某种程度上让待治疗的人不大舒服，但是它的确保证对所述设备是否被正确地定位在皮肤上的更安全的目视检查。它足以目视检查边缘15是否贴合皮肤。在更圆形的形式中，这较不可靠，因为即使处于正确位置，从外部可见的所述边缘也并不需要贴合皮肤。仅仅是所述边缘的较低的不可见的部分必须贴合皮肤。

图3a、b分别显示处于正确位置和错误位置的设备1的第三实施例的横截面示意图。所述设备包括带有凹窝和真空出口12的外壳2。所述电磁辐射源是分裂成多个单独的光纤17的光纤束16，每个所述光纤发射辐射束18。在该情况下将光发射到所述凹窝中的所述设备的那部分，尤其是所述(光学)纤维的发光端被认为是所述光源。

在该第三实施例中甚至真空计和实际电磁辐射(或“光”)产生装置也不在实际治疗头上，以便使治疗头具有最小的重量和尺寸。当然，所述光产生装置将被光耦合到所述治疗头。例如诸如激光器这样的光发生装置所处的位置直接与光纤束16的相对端接触。该实施例的重要优点是固有的所述治疗头中没有任何电部件，这对于人来说很安全。

在图3a中所述治疗头被正确地定位，即，使得没有周围空气可以进入所述凹窝。所述泵(未示出)将毫无困难地将所述凹窝中的气压减小到所述阈值以下的值。所述设备将安全地工作并且可以被打开。

正如可以从图3a中看出的，所述凹窝内的低气压也可以用于将皮肤吸入到所述凹窝中至少一定的距离。这将导致血液循环有利地改变。它也将使到所述光源的距离减小到某个程度。

在图3b中给出错误定位的设备的例子。外部空气可以按照箭头所示泄漏到所述凹窝中，这阻止所述泵足够地减小所述凹窝中的压力。因此所述设备将不被打开，因为由于可能泄漏辐射而使所述设备将不安全地工作。同样在所述设备被放置在褶皱或皮肤的其它不平坦部分上时，不能获得合适的真空，并且所述设备将不被打开。当然，在正确操作期间当所述位置突然变为错误时，例如由于待治疗的人的意外移动，使得破坏所述凹窝的真空“密封”，上升的气压也将导致所述设备被关闭。

Claims (14)

1.一种用于皮肤治疗的电磁辐射传送设备，包括：具有电磁辐射源的辐射传送头，与所述电磁辐射源光耦合并且能够发射电磁辐射的发射窗口，以及在一侧上开口的凹窝，以及用于降低在所述凹窝内压力的真空装置，其特征在于，所述设备进一步包括用于测量在所述凹窝内压力的压力计。

2.根据权利要求1所述的设备，进一步的特征在于连接到所述压力计和所述电磁辐射源的控制装置，其中当由所述压力计测量的压力高于预定阈值时，所述控制装置能够防止所述电磁辐射源发射电磁辐射。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述阈值比周围压力低10-250毫巴。

4.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，在所述凹窝内测量的压力低于所述阈值期间，所述控制装置防止所述电磁辐射源发射超过预定最大量的能量的电磁辐射。

5.根据权利要求2-4的任何一项所述的设备，其特征在于，所述控制装置包括能够防止发射电磁辐射的快门。

6.根据前述任一权利要求所述的设备，其特征在于，在所述凹窝中存在发射窗口。

7.根据前述任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述凹窝围绕所述发射窗口。

8.根据前述任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述凹窝包括周缘。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述周缘是可弹性变形的。

10.根据权利要求8或9所述的设备，其特征在于，所述周缘位于一个平面、一个凹面或一个凸面上。

11.根据前述一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述电磁辐射包括红外辐射、可见光辐射或紫外辐射。

12.根据前述一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述电磁辐射源包括电磁辐射产生装置和与其光连接的电磁辐射导向装置。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述电磁辐射导向装置包括反射镜、空心电磁辐射波导或光纤。

14.根据前述一个或多个权利要求所述的设备，其特征在于，所述电磁辐射源包括激光器、闪光灯、LED、气体放电灯或白炽灯。

Images