EA002395B1

EA002395B1 - Устройство для избирательного фототермолиза кожи

Info

Publication number: EA002395B1
Application number: EA200001166A
Authority: EA
Inventors: Зион Азар
Original assignee: Рейдианси Инк.
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2002-04-25
Also published as: EP1077741B1; AU3440899A; US20020019625A1; JP2002514481A; WO1999058195A1; AU756025B2; EP1077741A1; ES2224630T3; IL139573A0; ATE269123T1; KR20010043513A; DE69918099D1; DE69918099T2; EA200001166A1; CA2331745A1; BR9910373A; CN1212871C; MXPA00011099A; CN1300227A; US6214034B1

Abstract

Устройство для избирательного фототермолиза ткани-мишени в коже, причем указанное устройство содержит: корпус, имеющий отверстие, при этом указанный корпус образует полость, заключающую в себе некоторый объем воздуха, когда указанное отверстие помещают в контакт с указанной кожей; импульсный источник тепла, помещаемый в указанном корпусе, который нагревает объем воздуха, в результате чего тепло переносится на кожу нагретым воздухом, и импульсный источник узкополосного электромагнитного излучения, помещаемый в полости и облучающий кожу узкополосным электромагнитным излучением для избирательного нагрева указанной ткани-мишени.

Description

Данное изобретение относится к дерматологической хирургии, и более конкретно - к устройству и способу избирательного фототермолиза, обеспечивающим обработку таких мишеней, как варикозные вены, которые слишком крупны для того, чтобы их можно было бы обрабатывать известными в данное время способами, при этом не повреждая окружающую здоровую ткань, и также такие мишени, как бляшечный псориаз.

Уровень техники

Избирательный фототермолиз является хирургическим методом, предложенным Андерсоном и Пэрришом в 1983 г. (8е1есйуе Р1ю1о111сгто1у515: РгесЬе Мюгокитдегу Ьу 8е1есйуе АЬкотрйоп о£ РиИеб КаФайоп, 8с1епсе, Уо1. 220, рр. 524-527) для разрушения некоторых больных тканей или неприглядно выглядящих тканей на коже, или вблизи кожи, с минимальным повреждением окружающей здоровой ткани. Подлежащая разрушению ткань должна характеризоваться значительно большим оптическим поглощением на некоторой длине волны электромагнитного излучения, чем окружающая ткань. Этот способ заключается в облучении мишени и окружающей ткани импульсным электромагнитным излучением, обычно видимым излучением, которое, предпочтительно, поглощается мишенью. Энергия и длительность импульсов такова, что мишень нагревается до температуры в приблизительном диапазоне от 70 до 80°С, при которой белки мишени коагулируются. Поскольку мишень поглощает падающее излучение в гораздо большей степени, чем окружающая ткань, поэтому окружающая ткань незначительно нагревается.

Обычно источником излучения является лазер, например - лазер на красителе с накачкой импульсной лампой. Предпочтительно, чтобы лазерный источник был по существу монохроматическим. Другие источники включают в себя широкополосные источники, используемые совместно с узкополосными фильтрами, как например в описании опубликованного патента XV О 91/15264, Густаффсон. Аналогичное устройство, названное Рйо1оаегт-УЬ, производит компания Е8С Меб1са1 ЗуЧепъ.

Соответствующими мишенями для избирательного фототермолиза являются: родимые пятна, капиллярная гемангиома, венулы и варикозные вены, все из них обычно имеют гораздо более красный цвет, чем окружающая ткань, по причине высокого содержания красных кровяных телец, содержащих оксигенированный гемоглобин. Андерсон и Пэрриш использовали световое излучение на волне 577 нанометров, что соответствует 577-нанометровой полосе поглощения оксигенированного гемоглобина. Впоследствии было установлено (Т1ап, Моткоп апб КигЬап, 585 пт £от 1йе Тгеа1теп1 о£ РойXV те 81ай15. Р1а§йс апб Кесоп81гисйуе 8итдегу, уо1. 86, по. 6, рр. 1112-1117), что более эффективно применять длину волны 585 нанометров.

Ограничение, налагаемое на длительность импульса, заключается в том, что окружающая ткань не должна нагреваться до такой температуры, при которой она сама начинает коагулироваться. При нагревании мишени тепло начинает рассеиваться из мишени в окружающую ткань с более низкой температурой. Чтобы не дать окружающей ткани нагреваться до температуры повреждения, длительность импульса должна выдерживаться в течение времени порядка периода тепловой релаксации мишени. Для относительно небольших мишеней, таких как родимые пятна, капиллярная гемангиома, венулы, обычная длительность импульса составляет порядка сотен микросекунд. Для варикозных вен следует применять длительность импульсов порядка нескольких миллисекунд.

При обработке варикозных вен избирательным фототермолизом возникает следующая сложность. Нормальная ткань, окружающая варикозные вены, обычно содержит прочие кровеносные сосуды, в частности - капилляры, которые также поглощают падающее излучение, но, будучи намного мельче варикозных вен, имеют намного меньшие периоды тепловой релаксации. Поэтому тепло, диффундирующее из этих других кровеносных сосудов в окружающую ткань, нагревает окружающую ткань до повреждающей температуры, тем самым создавая шрамы. В последнее время избирательный фототермолиз также использован для обработки псориазной кожной ткани.

Псориаз является не заразным кожным нарушением, которое в большинстве случаев выглядит как воспаленные вспухшие кожные повреждения, покрытые серебристо-белыми чешуйками. Наиболее распространенный тип псориаза называют бляшечным псориазом.

Псориаз имеет много разновидностей и степеней тяжести. Разные типы псориаза имеют такие характеристики, как волдыри, выглядящие гнойными (пустулезный псориаз), сильное шелушение кожи (эритродермический псориаз), капельные точки (каплевидный псориаз) и гладкие воспаленные поражения (обращенный псориаз). Степени тяжести псориаза подразделяют на три основные категории: слабый, умеренный и сильный.

Клетки кожи запрограммированы на выполнение двух возможных программ: обычный рост и заживление раны. Согласно нормальной схеме роста клетки кожи формируются в базальном клеточном слое и затем перемещаются вверх по эпидермису в роговичный слой, который является наружным слоем кожи. Отмершие клетки сбрасываются с кожи примерно в том же темпе, в каком формируются новые, обеспечивая некоторый баланс. Этот нормальный процесс занимает около 28 дней - от рождения до отмирания клетки.

При ранении кожи запускается программа заживления раны, также известная как регенеративное созревание. Клетки производятся гораздо в более быстром темпе, чтобы теоретически заменить и заживить рану. При этом также имеет место усиленное кровоснабжение и местное воспаление. Во многих отношениях псориазная кожа аналогична коже, заживающей после раны, или реагирующей на такой раздражитель, как инфекция.

Сопровождающийся поражениями псориаз характеризуется ростом клеток по другой программе роста. Хотя при псориазном поражении какой-либо раны не имеется, клетки кожи, которые также называют кератиноцитами, ведут себя так, как будто таковая есть. Эти кератиноциты переключаются с нормальной программы роста на регенеративное созревание. Клетки формируются и выходят на поверхность всего за 2-4 дня, и кожа не в состоянии достаточно быстро сбрасывать клетки. Избыточные клетки кожи нарастают и образуют выступающие над поверхностью, чешуйчатые поражения. Эти белые чешуйки (называемые бляшками), которые обычно покрывают поражение, состоят из отмерших клеток кожи, а краснота поражения вызывается усиленным кровоснабжением в области быстроделящихся клеток кожи.

Сущность изобретения

В соответствии с одним из аспектов некоторых предпочтительных вариантов реализации данного изобретения обеспечивают способ и устройство избирательного фототермолиза некоторой мишени в окружающей ткани, предусматривающие (а) нагревание мишени и окружающей ткани свыше нормальной температуры тела; и (б) нагревание мишени до температуры в приблизительном диапазоне от 70 до 80°С.

В соответствии с одним из аспектов некоторых предпочтительных вариантов реализации данного изобретения обеспечивают устройство для избирательного фототермолиза мишени в окружающей ткани. Это устройство предпочтительно содержит (а) нагреватель, который нагревает окружающую ткань до первой температуры за счет конвекции или теплопроводности; и (б) генератор электромагнитных импульсов, который формирует, по меньшей мере, один узкополосный импульс или по существу монохроматическое электромагнитное излучение, причем каждый из числа указанного, по меньшей мере, одного импульса по существу является одновременным с указанным широкополосным электромагнитным излучением.

Способ и устройство согласно данному изобретению основаны на том факте, что скорость диффузии тепла из теплого тела в холодное тело пропорциональна градиенту температуры между телами. Поэтому нагрев окружающей ткани до температуры, превышающей нормальную температуру тела, но не достаточный для того, чтобы обусловить повреждение, и по этому нагрев мишени только до температуры коагуляции, создает такую среду, в которой градиент температуры между мишенью и окружающими кровеносными сосудами, с одной стороны, и другой окружающей тканью, с другой стороны, достаточно небольшой, чтобы окружающая ткань не получила повреждение. В контексте данного изобретения термин выше нормальной температуры тела означает температуру, по меньшей мере, около 40°С, но предпочтительно в приблизительном диапазоне от 55 до 65°С. Причем, импульс узкополосного светового излучения, используемый для нагрева мишени, может иметь меньшую мощность и более краткую длительность, чем в известном уровне техники, поскольку мишень нагревают с более высокой исходной температуры.

Устройство в соответствии с данным изобретением выполняет эту задачу в основном за счет нагрева окружающей ткани теплом, проводимым или передаваемым конвекцией от источника тепла. Предпочтительным устройством для генерирования тепла является лампа с высокой интенсивностью излучения, такая как ксеноновая дуговая лампа. Устройство предпочтительно содержит механизм создания пульсации светового излучения (тепла) от лампы. Тепло от лампы предпочтительно нагревает воздух, окружающий поверхность кожи, до первой температуры. Как правило, это обусловливает некоторый градиент температуры между источником тепла и кожей, который вызывает линейно изменяющееся повышение температуры кожи. По достижении кожей нужной температуры включают узкополосное излучение для преимущественного нагревания обрабатываемой ткани.

Имеется два предпочтительных средства формирования излучения, по существу применяемого для нагревания мишени. Первым является лазер, работающий на нужной длине волны, предпочтительно на длине волны в приблизительном диапазоне от 570 до 610 нанометров. Второй - пропускание светового излучения от лампы с высокой интенсивностью излучения через устройство селекции соответствующей длины волны, такое как узкополосный фильтр или монохроматор.

Устройство данного изобретения синхронизирует узкополосные импульсы с нагреванием, для обеспечения нагревания окружающей ткани в достаточной степени до включения импульса излучения в целях последующего нагрева мишени, и обеспечения последующего нагрева мишени до того, как окружающая ткань сможет иметь возможность остынуть. В общем смысле это означает, что если широкополосное электромагнитное излучение является импульсным, тогда каждый импульс излучения по существу является одновременным с широкополосным импульсом. Используемый здесь термин по существу одновременный означает, что импульс излучения включают либо при вклю5 ченном широкополосном импульсе, либо по существу немедленно после выключения широкополосного импульса.

Нагретый воздух предпочтительно затем удаляют от тела и, как вариант, кожу охлаждают во избежание ее перегрева.

Таким образом в соответствии с предпочтительным вариантом реализации данного изобретения обеспечивают устройство для избирательного фототермолиза ткани-мишени в коже, причем устройство содержит корпус, имеющий отверстие, при этом указанный корпус образует полость, заключающую в себе некоторый объем воздуха, когда указанное отверстие приводят в контакт с указанной кожей;

импульсный источник тепла, расположенный в указанном корпусе, который нагревает некоторый объем воздуха таким образом, что тепло передают на кожу нагретым воздухом, и импульсный источник узкополосного электромагнитного излучения, расположенный в полости и облучающий кожу узкополосным электромагнитным излучением для избирательного нагревания указанной ткани-мишени.

Импульсный источник тепла предпочтительно создает градиент температуры в воздухе между источником и кожей.

Устройство предпочтительно содержит первичный измерительный преобразующий блок, устанавливаемый в указанном корпусе, для определения величины температуры кожи. Первичный измерительный преобразующий блок предпочтительно содержит, по меньшей мере, один оптический датчик для определения величины температуры указанной кожи, причем указанный, по меньшей мере, один оптический датчик принимает инфракрасное излучение, исходящее из области указанной кожи, находящейся под указанным корпусом, через оптический элемент, который предпочтительно установлен в отверстии указанного корпуса; определяет величину интенсивности указанного инфракрасного излучения и направляет сигналы, характеризующие указанную интенсивность, на указанный контроллер. В предпочтительном варианте реализации данного изобретения указанный, по меньшей мере, один оптический датчик содержит, по меньшей мере, один чувствительный к инфракрасному излучению светодиод. Либо, или дополнительно, блок датчика включает в себя, по меньшей мере, один контактный температурный датчик для осуществления контакта с кожей в целях определения величины температуры кожи, и для подачи на указанный контроллер сигналов, характеризующих указанную температуру. Указанный, по меньшей мере, один контактный температурный датчик предпочтительно содержит терморезистор.

В соответствии с предпочтительным вариантом реализации устройство содержит блок контроллера, который управляет указанным источником тепла и указанным источником электромагнитного излучения в целях согласования последовательности приведения в действие указанного источника тепла и указанного источника электромагнитного излучения при реагировании на указанную определяемую температуру.

Блок контроллера предпочтительно имеет вход данных, выполненный с возможностью приема данных, определяющих по меньшей мере один параметр обработки, выбираемый из множества параметров обработки, для согласования времени и длительности приведения в действие любого из указанных источника тепла и указанного источника узкополосного электромагнитного излучения.

Согласно предпочтительному варианту реализации данного изобретения устройство содержит насос, устанавливаемый в указанном корпусе и управляемый указанным контроллером для управляемой подачи охлаждающего газа в указанный корпус для вытеснения указанного объема воздуха, нагреваемого указанным источником тепла, воздухом с температурой, более низкой, чем температура указанного объема воздуха, для предотвращения перегрева кожи. Насос предпочтительно приводят в действие указанным контроллером, когда кожа достигнет предварительно определенной температуры после запитывания указанного источника тепла. Контроллер предпочтительно выполнен с возможностью определения, по меньшей мере, одного параметра обработки, выбираемого из множества параметров обработки, для согласования времени и длительности приведения в действие указанного источника тепла и указанного источника узкополосного электромагнитного излучения.

Согласно предпочтительному варианту реализации данного изобретения блок контроллера содержит съемное запоминающее устройство, в котором запоминают указанное множество параметров обработки, причем указанное съемное запоминающее устройство выполнено с возможностью отключения и удаления из указанного контроллера для изменения значения, по меньшей мере, одного параметра из числа указанного множества параметров обработки до повторного подключения указанного запоминающего устройства к указанному контроллеру. Запоминающее устройство предпочтительно выбирают из числа следующих устройств: устройство сплошной памяти, ЗУ на цилиндрическом магнитном домене, ИНЗУ, ЭИПЗУ, оптическое запоминающее устройство, оптикомагнитное запоминающее устройство и магнитное запоминающее устройство.

Согласно предпочтительному варианту реализации данного изобретения устройство содержит блок охлаждения, соответствующим образом установленный в указанном корпусе и управляемый указанным контроллером, для управляемого охлаждения кожи, для предотвращения перегрева кожи. Блок охлаждения предпочтительно приводят в действие указанным контроллером, когда кожа достигнет предварительно определенной температуры после активации указанного источника тепла.

Согласно предпочтительному варианту реализации данного изобретения источник тепла и указанный источник узкополосного излучения приводят в действие по существу одновременно.

Согласно предпочтительному варианту реализации данного изобретения источник узкополосного излучения приводят в действие контроллером, когда температура кожи достигает заранее определенной температуры, причем указанная заранее определенная температура превышает 40°С. Заранее определенная температура предпочтительно находится в приблизительном диапазоне от 55 до 65°С.

Согласно предпочтительному варианту реализации данного изобретения контроллер прерывает действие указанного источника узкополосного излучения, когда температура мишени достигнет приблизительного диапазона от 70 до 80°С.

Устройство предпочтительно содержит, по меньшей мере, один источник мощности для запитывания указанного источника тепла, указанного источника электромагнитного излучения и указанного контроллера. Указанный, по меньшей мере, один источник мощности предпочтительно является источником электропитания. Указанный, по меньшей мере, один источник мощности предпочтительно содержит, по меньшей мере, один аккумулятор, по меньшей мере, один конденсатор и электронную схему управления. Либо указанный, по меньшей мере, один источник мощности содержит работающий от сети источник электропитания постоянного тока, по меньшей мере, один конденсатор и электронную схему управления.

Согласно предпочтительному варианту реализации данного изобретения полость является герметизированной полостью - кроме отверстия, обращаемого к коже.

Согласно предпочтительному варианту реализации данного изобретения источник тепла также обеспечивает импульсное световое излучение для облучения указанного участка кожи. Корпус также предпочтительно содержит отражатель для отражения указанного импульсного широкополосного светового излучения и указанного узкополосного электромагнитного излучения. По меньшей мере, часть указанного корпуса предпочтительно имеет покрытие слоем материала с высоким коэффициентом отражения для отражения указанного импульсного широкополосного светового излучения и указанного узкополосного электромагнитного излучения. Импульсное световое излучение предпочти тельно является широкополосным импульсным световым излучением.

Согласно предпочтительному варианту реализации данного изобретения источник тепла является импульсной лампой или дуговой разрядной лампой. Согласно предпочтительному варианту реализации данного изобретения импульсной лампой является стеклянная ксеноновая лампа.

Согласно предпочтительному варианту реализации данного изобретения импульсной лампой является кварцевая ксеноновая лампа; указанное устройство также содержит фильтр, установленный в указанном корпусе и расположенный между указанной импульсной лампой и указанным отверстием для поглощения заранее выбранной части указанного импульсного широкополосного светового излучения, при этом указанная предварительно выбранная часть содержит полосу излучения в ультрафиолетовом диапазоне светового излучения, которое может быть вредным для кожи.

Импульсная лампа предпочтительно является лампой разового пользования.

Согласно предпочтительному варианту реализации данного изобретения источник узкополосного электромагнитного излучения содержит импульсную лампу или дуговую разрядную лампу, и фильтр, установленный в указанном корпусе и расположенный между указанной импульсной лампой и указанным отверстием для поглощения предварительно выбранной части указанного импульсного широкополосного светового излучения, чтобы формировать узкополосное электромагнитное излучение, избирательно поглощаемое указанной тканьюмишенью.

Согласно предпочтительному варианту реализации данного изобретения источник узкополосного электромагнитного излучения испускает излучение на длине волны в диапазоне от 550 до 610 нанометров.

Согласно предпочтительному варианту реализации данного изобретения корпус также содержит уплотнительную прокладку, прикрепленную к указанному корпусу по периметру указанного отверстия для формирования герметизированной полости воздуха, находящейся между кожей и указанным источником тепла. Устройство предпочтительно включает в себя удлинитель, причем указанный удлинитель имеет первый конец, прикрепляемый к указанному отверстию, и второй конец, помещаемый на коже, при этом указанный удлинитель имеет отверстие в нем, определяющее область для обработки кожи.

Корпус предпочтительно выполнен из теплоизоляционного материала.

Устройство предпочтительно умещается на ладони.

Перечень фигур

Изобретение описывается здесь, только в качестве примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные компоненты указываются аналогичными ссылочными обозначениями, и на которых фиг. 1 - принципиальная схема предпочтительного варианта реализации изобретения, согласно которому источником монохроматического светового излучения является лазер;

фиг. 2 - пример графика импульсов устройства по фиг. 1, в соответствии с предпочтительным вариантом реализации данного изобретения;

фиг. 3 - принципиальная схема предпочтительного варианта реализации устройства согласно данному изобретению, согласно которому источник монохроматического светового излучения является тем же, что и источник широкополосного светового излучения;

фиг. 4 - приводимый в качестве примера график импульсов для устройства согласно фиг. 3, в соответствии с предпочтительным вариантом реализации данного изобретения;

фиг. 5 - альтернативный вариант реализации устройства согласно фиг. 3, в соответствии с предпочтительным вариантом реализации данного изобретения;

фиг. 6 - приводимый в качестве примера график импульсов для устройства согласно фиг. 5, в соответствии с предпочтительным вариантом реализации данного изобретения;

фиг. 7 - схематическое изображение поперечного сечения, иллюстрирующего устройство избирательного фототермолиза, имеющее источник тепла и источник узкополосного электромагнитного излучения, в соответствии с предпочтительным вариантом реализации данного изобретения;

фиг. 8 - принципиальная схема, иллюстрирующая приводимый в качестве примера график импульсов для устройства согласно фиг. 7, в соответствии с предпочтительным вариантом реализации данного изобретения;

фиг. 9 - схематическое изображение поперечного сечения, иллюстрирующее устройство для избирательного фототермолиза, содержащее стеклянную ксеноновую импульсную лампу, в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом реализации данного изобретения;

фиг. 10 - схематическое изображение поперечного сечения, иллюстрирующее устройство для избирательного фототермолиза, имеющее контактные температурные датчики, в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом реализации данного изобретения;

фиг. 11 - схематическое изображение поперечного сечения, иллюстрирующее устройство для избирательного фототермолиза, выполненное с возможностью использования с некоторым множеством имеющих разную форму удлинителей, в соответствии с еще одним пред почтительным вариантом реализации данного изобретения;

фиг. 12 - 14 - схематические изометрические изображения трех имеющих разные формы удлинителей, используемых для избирательного фототермолиза при использовании с устройством согласно фиг. 11, и фиг. 15 - схематическая функциональная блок-схема, иллюстрирующая программируемую систему, содержащую устройство для избирательного фототермолиза согласно фиг. 7, в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом реализации данного изобретения.

Детальное описание предпочтительных вариантов реализации изобретения

Данное изобретение представляет собой способ и устройство для избирательного фототермолиза относительно крупных хирургических мишеней. Конкретно, данное изобретение можно использовать для удаления варикозных вен и аналогичных больных или неприглядно выглядящих тканей - с минимальным повреждением окружающей здоровой ткани. Данное изобретение можно также использовать для обработки псориаза.

Принципы и действие способа и устройства для избирательного фототермолиза согласно данному изобретению можно лучше понять со ссылкой на чертежи и сопровождающее описание.

Обращаясь к чертежам, фиг. 1 является принципиальной схемой предпочтительного варианта реализации устройства согласно данному изобретению. Лампа 10 с высокой интенсивностью излучения функционирует как источник широкополосного (белого) светового излучения 14. Поскольку лампа 10 испускает световое излучение во всех направлениях, поэтому обеспечивают параболический отражатель 12 и вогнутую линзу 16 для коллимирования широкополосного светового излучения 14, чтобы по существу направлять всю испускаемую лампой 10 энергию на мишень и окружающую ткань. Лазер 20 испускает по существу монохроматическое световое излучение 24, предпочтительно на волне 585 нанометров, также в направлении к мишени и окружающей ткани. Система 30 управления подает питание на лампу 10 и лазер 20, и также включает/выключает лампу 10 и лазер 20 в соответствии с графиком импульсов, изображаемым на фиг. 2.

Лампа 10 предпочтительно является ксеноновой дуговой лампой. Лазер 20 предпочтительно является лазером с накачкой импульсной лампой на красителе, напр., §с1егоЬА8ЕК компании Саибе1а Согр., г. Уэйлэнд, шт. Монтана.

Фиг. 2 изображает график импульсов для устройства согласно фиг. 1. Сплошная линия на фиг. 2 представляет продолжительность и интенсивность импульса широкополосного светового излучения 14. Пунктирная линия на фиг. 2 представляет длительность и интенсивность импульса монохроматического излучения 24. Широкополосное световое излучение 14 включают во время Т_о и оставляют на достаточно длительное время до времени Т₂, для нагревания мишени и окружающей ткани до 60°С, приблизительно. По достижении температуры окружающей ткани нужного конечного значения монохроматическое световое излучение 24 включают во время Т₁ и оставляют до времени Т₃, достаточно длительное, чтобы обусловить коагуляцию мишени, но не достаточно длительное, чтобы повредить окружающую ткань. Длительность монохроматического импульса предпочтительно составляет приблизительный период от 0,1 до 10 мс.

Фиг. 3 иллюстрирует принципиальную схему еще одного предпочтительного осуществления устройства согласно данному изобретению. В этом варианте реализации лампа 10 служит источником широкополосного излучения, и монохроматического излучения, которые падают на мишень и окружающую ткань. В этом варианте реализации механический затвор 32 служит для попеременного блокирования и пропускания широкополосного светового излучения 14, тем самым создавая пульсирование светового излучения, исходящего из устройства. Вращающийся круговой фильтр 34, имеющий две секции - белую секцию 36 и цветную секцию 38 - служит для фильтрации широкополосных импульсов, пропускаемых затвором 32. Белая секция 36 ослабляет все волны по существу до одинаковой степени, тем самым обеспечивая широкополосный импульс должной интенсивности и длительности, чтобы нагреть мишень и окружающую ткань до температуры около 60°С. Цветная секция 38 ослабляет все световое излучение кроме узкой спектральной полосы светового излучения, сосредоточенной на волне 585 нанометров. Система 30 управления синхронизирует перемещение затвора 32 и фильтра 34 для обеспечения импульсов светового излучения в соответствии с графиком импульсов фиг. 4.

Необходимо отметить, что лампа 10 должна быть гораздо более мощной в варианте реализации фиг. 3, чем в варианте реализации согласно фиг. 1, поскольку в варианте реализации согласно фиг. 3 лампа 10 должна обеспечивать достаточную спектральную мощность в пределах 585 нанометров, чтобы коагулировать мишень. Именно по этой причине в этом варианте реализации требуется белая секция 36 фильтра 34.

Фиг. 4 изображает график импульсов для устройства согласно фиг. 3. Как и в фиг. 2, сплошная линия представляет широкополосный импульс, а пунктирная линия представляет монохроматический импульс. Во время Т_о, когда фильтр 34 расположен таким образом, что белая секция 36 находится в оптической траектории широкополосного светового излучения 14, за твор 32 открывается, позволяя проходить широкополосному излучению 14 и подвергаться ослаблению белой секцией 36. Фильтр 34 вращают до тех пор, пока во время Т1 цветная секция 38 не начнет перехват широкополосного светового излучения 14. Во время Т₂ все широкополосное световое излучение 14 проходит через цветную секцию 38, в результате чего световое излучение, выходящее из устройства, является по существу монохроматическим. Во время Т3 затвор 32 закрывают, тем самым прекращая монохроматический импульс.

Фиг. 5 является принципиальной схемой варианта устройства согласно фиг. 3. В устройстве согласно фиг. 5 подвижное зеркало 40 обеспечивают для отклонения светового излучения, пропускаемого затвором 32, в фиксированное зеркало 41 ив монохроматор 42. Устройство согласно фиг. 5 формирует импульсы в соответствии с графиком импульсов фиг. 6, в котором также сплошная линия представляет широкополосный импульс, а пунктирная линия представляет монохроматический импульс. Во время Т0, когда зеркало 40 убрано, затвор 32 открывают, позволяя широкополосному световому излучению 14 проходить через ослабляющий фильтр 44, и оттуда - к мишени и окружающей ткани. Подобно белой области 36 фильтра 34 фильтр ослабления 44 ослабляет все волны по существу до одинаковой степени, чтобы обеспечить широкополосный импульс должной длительности и интенсивности, чтобы нагреть мишень и окружающую ткань до приблизительной температуры 60°С. Во время Т₁ зеркало 40 перемещают на место, прекращая широкополосный импульс и отклоняя широкополосное световое излучение 14, в результате чего оно проходит через зеркало 41 в монохроматор 42, тем самым инициируя монохроматический импульс. Таким образом монохроматический импульс начинается по существу немедленно после прекращения широкополосного импульса. Монохроматор 42 пропускает в мишень только узкую спектральную полосу светового излучения, предпочтительно сосредоточенного на волне 585 нанометров. Во время Т₂ затвор 32 закрывается, прекращая монохроматический импульс.

Следует отметить, что варианты реализации согласно фиг. 1 - 6 описываются в патенте США 5 759 200 от 02 июня 1998 г.

Дополнительные варианты реализации данного изобретения могут быть осуществлены для обработки варикозных вен и пораженной псориазом кожи при значительно меньших затратах, чем с использованием известных в данное время способов.

Обращаясь к фиг. 7, иллюстрирующей схематическое изображение поперечного сечения устройства 50 для избирательного фототермолиза, содержащего источник тепла и источник узкополосного электромагнитного излу13 чения - в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом реализации устройства согласно данному изобретению.

Устройство 50 предпочтительно содержит корпус 52, выполненный из теплоизоляционного материала, такого как высокотемпературная пластмасса, керамический материал или любой другой соответствующий теплоизоляционный материал. Корпус 52 имеет отверстие 53, которое можно поместить на поверхность обрабатываемой ткани, например на поверхность кожи 60. Внутренняя поверхность 52А корпуса 52 предпочтительно покрыта диффузионноотражающим покрытием с почти совершенной отражательной способностью, например из тонкоизмельченного диоксида титана. Либо, или дополнительно к этому, имеющий соответствующую форму отражатель (не изображен) можно прикрепить к корпусу 52 для отражения электромагнитного излучения, формируемого в корпусе, согласно следующему ниже более подробному описанию в направлении к коже 60.

Устройство 50 предпочтительно содержит уплотнительную прокладку 54, выполненную из мягкой резины или аналогичного материала, для уплотнения контакта с кожей 60, когда отверстие 53 устройства 50 помещают на коже. При несильном прижатии корпуса 52 к коже образуется герметизированная полость 57. Герметизированная полость 57 содержит некоторый объем воздуха, заключенный между кожей 60 и корпусом 52.

Верхняя часть корпуса 52 предпочтительно содержит источник 51 тепла и источник 59 узкополосного электромагнитного излучения. Сепаратор 52В, выходящий из корпуса 52, отделяет источник 51 тепла от источника 59 излучения. Источник 51 тепла и источник 59 излучения могут быть прямоугольными или эллипсоидными в поперечном сечении, либо могут иметь любое другое соответствующее поперечное сечение или форму. Источник 51 тепла предпочтительно содержит лампу 62, предпочтительно прикрепленную к корпусу 52, и фильтр 56, предпочтительно прикрепленный в корпусу 52 и к сепаратору 52В.

Лампа 62 может быть любой соответствующей импульсной лампой или газоразрядной дуговой лампой, такой как кварцеваяксеноновая импульсная лампа модели С5109, выпускаемая американской компанией ТНе Е1ес1тои1с Со1бтше, ΑΖ. Фильтр 56 может быть любым фильтром, соответствующим для фильтрации вредного ультрафиолетового излучения, которое формирует импульсная лампа 62 при прохождении через невредную часть широкополосного излучения, формируемого импульсной лампой 62. Например, фильтр 56 может быть фильтром длинноволнового излучения модели 450ЕН90-25, выпускаемым американской компанией Аибоует Согр., ΝΗ.

Источник 59 излучения предпочтительно содержит лампу 64, предпочтительно прикрепленную к корпусу 52, и фильтр 58, предпочтительно установленный в корпусе 52 и сепараторе 52В. Лампа 64 может быть любой соответствующей импульсной лампой или газоразрядной дуговой лампой, такой как кварцеваяксеноновая импульсная лампа модели С5109, выпускаемая американской компанией ТНе Е1ес1тошс Со1бтше, ΑΖ. Фильтром 58 является любой полосовой фильтр, поглощающий значительную часть электромагнитного излучения, формируемого лампой 64, при прохождении через него только соответствующей узкой полосы электромагнитного излучения, которое избирательно поглощается тканью-мишенью. Например, для обработки псориазной кожи тканью-мишенью являются кровеносные сосуды в коже, поэтому фильтр 64 должен избирательно пропускать узкую полосу излучения при максимальных значениях поглощения оксигемоглобином.

Фильтр 58 предпочтительно содержит комбинацию двух фильтров: фильтр видимых длинных волн, такой как фильтр модели 550ЕН90-25, и фильтр почти инфракрасных коротких волн модели 600ЕЬ07-25, которые производит компания Аибоует Согр. Эта комбинация фильтров пропускает только волны в диапазоне 550 - 600 нанометров. Следует отметить, что другие соответствующие узкополосные фильтры или комбинации фильтров могут также использоваться при том условии, что они пропускают нужное узкополосное излучение, которое может быть избирательно поглощено тканью-мишенью, при этом по существу не поглощаясь тканью, окружающей ткань-мишень.

Необходимо отметить, что интерференционный фильтр в устройстве согласно данному изобретению не рекомендуется, поскольку световое излучение от импульсной лампы 64 распространяется с широким углом падения на фильтр.

Устройство 50 предпочтительно содержит блок 8 охлаждения, который содержит насос 66, подключенный к корпусу 52 с помощью соответствующей трубки 67 для закачивания воздуха в полость 57. За счет этого избегают перегрева кожи, поскольку температура воздуха на поверхности кожи будет продолжать увеличиваться с течением времени.

Необходимо отметить, что хотя блок 8 охлаждения устройства 50 содержит насос 66, другие варианты реализации данного изобретения могут содержать другие типы устройств охлаждения в соответствии с приводимым ниже описанием.

Устройство 50 предпочтительно содержит первичный измерительный преобразующий блок 71 для определения значения температуры кожи, установленный в корпусе 52. Согласно предпочтительному варианту его реализации первичный измерительный преобразующий блок 71 содержит датчик 68 и коллимирующий оптический элемент 69. Оптический элемент 69 предпочтительно устанавливают в отверстии 65 в корпусе 69. Оптический элемент 69 и оптический датчик 68 соотнесены таким образом, что поле зрения блока 71 датчика, представленное стрелкой с двумя наконечниками, закрывает существенную часть кожи под отверстием 53, но предпочтительно не включает в себя какуюлибо часть корпуса 52.

Первичный измерительный преобразующий блок 71 предпочтительно является инфракрасным (ИК) первичным измерительным преобразующим блоком, таким как инфракрасный термометр А 53,367, выпускаемый американской компанией Ебтииб δοίοηΙίΓίο Со., N1. Но можно также применить любой другой соответствующий оптический первичный измерительный преобразующий блок, при условии, что он обладает достаточной чувствительностью в соответствующем температурном диапазоне (приблизительно от 30 до 80°С). Линза 69 является инфракрасной линзой, в достаточной степени прозрачной для инфракрасного излучения.

Следует отметить, что несмотря на то, что в предпочтительном варианте реализации изобретения согласно фиг. 7 оптическим элементом является коллимирующая инфракрасная линза 69, другие предпочтительные варианты реализации данного изобретения могут быть выполнены с использованием других оптических элементов, таких как оптическое окно прозрачности, голографическая линза, составная линза, матрица из микролинз, или иной другой оптический элемент, предназначенный для коллимирования инфракрасного излучения в полосе спектра, необходимой для определения температуры поверхности кожи в поле зрения (ПЗ).

Также необходимо отметить, что несмотря на то, что предпочтительный вариант реализации данного изобретения согласно фиг. 7 имеет только один первичный измерительный преобразующий блок 11, содержащий один оптический датчик 68, другие предпочтительные варианты реализации данного изобретения могут быть выполнены с использованием нескольких оптических блоков. Может возникнуть необходимость обработки более обширной поверхности кожи 60, или необходимость другой регулировки, или других производственных соображений. В этом случае в корпусе 52 выполняют дополнительные отверстия.

Устройство 50 также предпочтительно содержит контроллер 70 и источник мощности 55. Источник мощности 55 соответствующим образом подключают к контроллеру 70 для обеспечения электропитания для контроллера. Контроллер 70 также предпочтительно подключают к первичному измерительному преобразующему блоку 71 для приема сигнала от него, причем сигналы характеризуют температуру поверхно сти части кожи, которая попадает в поле зрения. Контроллер 70 также предпочтительно подключают к насосу 66 для управления его работой.

В предпочтительном варианте реализации данного изобретения источник 55 мощности является таким источником электропитания, как источник электропитания постоянного тока, подключаемый к сети переменного тока. Он также может быть соответствующим одним или несколькими разовыми аккумуляторами, одним или несколькими подзаряжаемыми аккумуляторами, или любым другим соответствующим источником электропитания.

Помимо этого, источник мощности 55 может содержаться в контроллере 70, либо может содержать некоторое множество источников мощности (не изображены), каждый из которых выполнен с возможностью обеспечения разного напряжения или уровней тока. Например, один источник электропитания (не изображен) может быть использован для запитывания контроллера 70, при этом другой источник мощности, выполненный с возможностью обеспечения повышенной плотности тока, может быть использован для запитывания ламп 62 и 64 и насоса 66.

Для пользования устройства 50 согласно фиг. 7 пользователь помещает отверстие 53 вблизи обрабатываемой кожи 60 и слегка прижимает устройство 50 к коже для достижения герметизации объема воздуха в полости 57 уплотнительной прокладкой 54. Пользователь затем приводит в действие последовательность обработки нажатием кнопки или с помощью соответствующего переключателя (не изображен), и контроллер 70 приводит в действие импульсную лампу 62, производя импульс длительностью от 1 до 3 миллисекунд, который облучает ткань кожи широкополосным световым излучением, имеющим плотность энергии в приблизительных пределах от 0,5 до 5 Дж/кв.см. Фильтр 56 отфильтровывает основную часть излучения в ультрафиолетовом диапазоне, исключая его попадание на кожу. Ткань кожи под отверстием 53 и мишень на ней таким образом нагревают до температуры, которая намного ниже температуры коагуляции ткани, и ниже нужной температуры. Незамедлительно после импульса импульсная лампа 62 достигает температуры в приблизительном диапазоне от 600 до 800°С. Точная температура импульсной лампы 62 зависит, помимо прочего, от выбранного типа импульсной лампы, рабочего напряжения и тока, протекающего в импульсной лампе. Импульсная лампа 62 нагревает окружающий ее воздух и фильтр 56 и создает некоторый градиент температуры в объеме воздуха в герметизированной полости 57, принуждая тепло протекать по градиенту в кожу и для дальнейшего нагревания кожи и мишени. Это проведение тепла или диффузия нагревает кожу в общем до нужной температуры.

Оптический датчик 68 предпочтительно определяет значение интенсивности инфракрасного излучения, исходящего от кожи 60 в поле зрения, и направляет сигналы в контроллер 70, который обрабатывает сигналы, чтобы определить температуру кожи в ПЗ. Когда температура кожи в ПЗ достигает определенной предварительно определенной температуры, предпочтительно около 65°С, тогда контроллер 70 приводит в действие импульсную лампу 64, производящую импульс с предпочтительной длительностью в приблизительном пределе от 0,5 до 5 миллисекунд, облучая мишень узкополосным световым излучением, имеющим плотность мощности от 0,75 до 3,0 Дж/кв.см. Узкополосное излучение избирательно поглощается тканью-мишенью, например кровеносными сосудами и капиллярами в псориазной коже, тем самым избирательно нагревая и коагулируя кровеносные сосуды и капилляры без повреждения окружающей ткани кожи.

Предпочтительно почти вся энергия от импульсных ламп 62 и 64, которая проходит через фильтры 56 и 58, нагревает кожу и капилляры в ней, поскольку внутренняя поверхность 52А корпуса 52 почти полностью является отражающей, и поскольку корпус 52 являет теплоизолирующим.

По достижении коагуляции кровеносных сосудов и капилляров контроллер 70 приводит в действие насос 50, который закачивает воздух при комнатной температуре в полость 53 корпуса 52 по трубке 67 для охлаждения кожи и защиты кожи от достижения температуры коагуляции по причине продолжительной подачи тепла по градиенту температуры в объеме воздуха, заключенного в полости 57. Контроллер 70 приводит в действие насос 66, когда температура кожи, определяемая контроллером 70 по сигналам оптического датчика 68, доходит до предварительно определенного значения температуры. Скорость подачи относительно холодного воздуха насосом 60 достаточно высока, чтобы охлаждать кожу достаточно быстро для предотвращения ожогов или коагуляции кожи. Либо контроллер 70 может приводить в действие насос 66 при прекращении импульса узкополосного светового излучения от импульсной лампы 64. Выбор времени приведения в действие насоса 66 контроллером 70 может осуществляться в заданное время после прекращения импульса узкополосного светового излучения от импульсной лампы 64. Оптимальное время приведения насоса в действие можно определить эмпирически.

Необходимо отметить, что устройство 50 должно иметь отверстие 53 с достаточной площадью, чтобы повысить отношение нагреваемого объема к поверхности, тем самым уменьшив потери тепла в окружающую ткань и повысив оптическое соединение с тканью-мишенью.

Обращаясь к фиг. 8, которая является схемой графика импульсов для устройства согласно фиг. 7, вертикальная ось фиг. 8 представляет произвольную интенсивность импульсов, горизонтальная ось представляет время. Кривая 80 сплошной линии представляет длительность и интенсивность первого импульса широкополосного излучения от импульсной лампы 62. Кривая 82 пунктирной линии представляет длительность и интенсивность импульса узкополосного излучения от импульсной лампы 64. Импульсную лампу 62 включают во время Т₅ и оставляют включенной до времени Т₆ для нагрева мишени и окружающей ткани кожи свыше нормальной температуры тела. Во время Т6 импульсная лампа 62 выключается, и тепло протекает от импульсной лампы 62 и фильтра 56 к коже.

По достижении температуры тканимишени и окружающей ткани до нужного окончательного значения около 65°С импульсная лампа 64 включается во время Т7 и остается включенной до времени Т₈, производя импульс узкополосного излучения, который облучает кожу в течение времени, достаточного, чтобы вызывать коагуляцию ткани-мишени без существенного повреждения окружающей ткани. Длительность импульса узкополосного излучения находится в приблизительном пределе от 0,5 до 5 миллисекунд.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом реализации данного изобретения контроллер 70 приводит в действие насос 66 во время Т₈, чтобы закачать свежий воздух при комнатной температуре в корпус 52, чтобы не дать коже достигнуть температуры коагуляции.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом реализации данного изобретения контроллер 70 приводит в действие насос 66, когда температура кожи, определяемая первичным измерительным преобразующим блоком 71, достигнет предварительно определенного значения.

Предварительно определенное значение температуры предпочтительно находится в приблизительном диапазоне от 70 до 75°С. Но предварительно определенное значение температуры может несколько изменяться в зависимости, помимо прочего, от скорости повышения температуры кожи и обеспечиваемой эффективности охлаждения кожи таким блоком охлаждения, как насос 66.

Необходимо отметить, что несмотря на то, что устройство 50 согласно фиг. 7 содержит кварцевую ксеноновую лампу, которая имеет продолжительный срок службы, также возможно использовать стеклянные ксеноновые импульсные лампы или другие типы дуговых газоразрядных ламп, которые не испускают высокую интенсивность ультрафиолетового светового излучения. Применение этих ламп может устранить необходимость использования такого ультрафиолетового фильтра, как фильтр 56 согласно фиг. 7.

Обращаясь к фиг. 9, которая схематически изображает сечение, иллюстрирующее устройство избирательного фототермолиза, содержащее стеклянную ксеноновую импульсную лампу в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом реализации данного изобретения. Устройство 100 аналогично устройству 50 согласно фиг. 7 - за тем исключением, что вместо источника 51 тепла согласно фиг. 7 устройство 100 содержит источник 61 тепла, имеющий стеклянную ксеноновую импульсную лампу 63, такую как модель А1033, стеклянная ксеноновая импульсная лампа, которую изготавливает американская компания Т11С Е1ес1гошс ОоИтше, или любую другую соответствующую импульсную лампу или газоразрядную лампу, которая не испускает достаточную энергию в ультрафиолетовом излучении, вредную для живой ткани. Источник 61 тепла не нуждается в ультрафиолетовом фильтре, поскольку стеклянная колба импульсной лампы 63 поглощает основную часть вредного ультрафиолетового излучения, испускаемого дуговым разрядом.

Обращаясь к фиг. 10, которая является схематическим изображением сечения устройства 150 для избирательного фототермолиза, имеющего контактные температурные датчики, в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом реализации данного изобретения. Устройство 150 содержит корпус 102, который аналогичен корпусу 52 согласно фиг. 7 - за тем исключением, что не содержит отверстие, такое как отверстие 65 корпуса 52 согласно фиг. 7. В противоположность устройствам 50 или 100 согласно фиг. 7 и 9, соответственно, которые содержат насос 66, устройство 150 не содержит насос. Устройство 150 также содержит контроллер 110 и два контактных температурных датчика 115 и 120, которые соответствующим образом подключены к контроллеру 110. Устройство 150 также содержит источник мощности 55, соответствующим образом подключенный к контроллеру 110.

Устройство 150 также содержит импульсные лампы 62 и 64, фильтры 56 и 58 и уплотнительную прокладку 54 согласно фиг. 1, которые подробно описываются выше в отношении устройства 50.

Способ работы устройства 150 согласно фиг. 10 несколько отличается от работы описываемых устройств 50 и 100. Метод и последовательность работы источника 51 тепла и источника 59 узкополосного излучения аналогичны тем, которые подробно описываются в отношении устройства 50 согласно фиг. 7. Но в противоположность оптическому определению значения температуры в устройствах 50 и 100 согласно фиг. 7 и 9, соответственно, определение значения температуры кожи в устройстве 150 выполняют двумя контактными датчиками 115 и

120, которые помещают в контакт с кожей, когда устройство 110 вводят в контакт с кожей. Контактные датчики 115 и 120 формируют сигналы, представляющие температуру кожи в точке контакта контактных датчиков с кожей 60. Сигналы принимают контроллером 110, который обрабатывает сигналы, чтобы определить по ним температуру кожи.

Аналогично способу применения устройства 50, в котором, когда средняя температура кожи, определяемая контроллером 110 по сигналам, принимаемым датчиками 115 и 120, приближается к 65°С после приведения в действие импульсной лампы 62 контроллером 110, импульсную лампу 64 включают контроллером 110, чтобы получить импульс узкополосного излучения согласно излагаемому выше описанию. Но, в противоположность способу применения устройства 50, пользователь устройством 150 прекращает нагревание кожи после коагуляции ткани-мишени (не изображена) за счет того, что устройство 150 поднимают вручную с кожи, чтобы воздух при комнатной температуре смог проходить к коже и постепенно ее охлаждать.

Как указано выше, несмотря на то, что устройство 150 согласно фиг. 10 содержит два контактных датчика 115 и 120 для определения средней температуры кожи, другие предпочтительные варианты реализации данного изобретения можно выполнить с единственным контактным датчиком, используемым для контролирования температуры кожи в одной контактной точке. Либо для получения более оптимальной средней температуры кожи можно использовать более двух контактных датчиков.

Также необходимо отметить, что в тех случаях, когда используют несколько контактных датчиков, то аналоговые сигналы всех датчиков можно усреднить до последующей обработки контроллером 110, чтобы упростить определение усредненной температуры кожи.

Также необходимо отметить, что контактные температурные датчики 115 и 120 должны иметь быстрое срабатывание, чтобы определять значение температуры поверхности кожи достаточно быстро при повышении температуры кожи, чтобы контроллер 110 смог своевременно привести в действие импульс 82 (фиг. 8) и/или блок 8 охлаждения (фиг. 7). Это можно осуществить с помощью терморезисторов или прочих соответствующих температурных контактных датчиков, имеющих минимальную тепловую массу.

Также необходимо отметить, что из известного уровня техники хорошо известны разные способы определения температуры поверхности с помощью оптических инфракрасных датчиков, или одним или несколькими контактными датчиками. Эти способы также используются в данном изобретении. Но поскольку они хорошо известны, здесь они подробно не описываются.

Обращаясь к фиг. 11, которая является схематическим сечением, иллюстрирующим устройство 200 для избирательного фототермолиза, выполненное с возможностью использования нескольких имеющих разные формы удлинителей, в соответствии с еще одним вариантом реализации данного изобретения. В противоположность устройству 50 согласно фиг. 7, устройство 200 содержит корпус 252, имеющий кольцевой выступ 217.

Устройство 200 также содержит импульсные лампы 62 и 64, фильтры 56 и 58, контроллер 70 и источник мощности 55, насос 66 и трубку 67, первичный измерительный преобразующий блок 71, выполненный и работающий согласно приводимому выше подробному описанию относительно устройства 50 согласно фиг. 7. Устройство 200 также содержит удлинитель 263, который съемным образом прикрепляется к корпусу 252. Прикрепление удлинителя 263 к корпусу 252 осуществляют установкой удлинителя 263 на кольцевом выступе 217.

Удлинитель 263 является полым удлинителем, имеющим первый конец 263 А, прикрепляемый к кольцевому выступу 217, и второй конец 263В для контактирования с кожей. Удлинитель 263 имеет отверстие 219, определяющее площадь для обработки кожи. В одном предпочтительном варианте реализации удлинителем 263 является металлический удлинитель. Но удлинитель 263 может быть также выполнен из теплоизоляционного материала, такого как пластмасса или керамический материал. Устройство 200 функционирует следующим образом: отверстие 219 прижимают к коже и включают устройство для обработки кожи согласно описанию относительно устройства 50 согласно фиг. 7.

Необходимо отметить, что удлинитель 263 может быть выполнен во многих разных формах, каждая из которых имеет отверстие разной формы и/или размера сообразно устройству 200, используемому для фототермолизной обработки разных участков кожи или разных органов - конечностей, торса и пр.

Обращаясь к фиг. 12-14, которые являются схематическими изометрическими изображениями трех, имеющих разные формы удлинителей 265, 267 и 269, используемых для фототермолиза с устройством 200 согласно фиг. 11. Фиг. 12 изображает удлинитель 265, имеющий прямоугольное отверстие 275. Фиг. 13 иллюстрирует удлинитель 267, имеющий эллипсоидное отверстие 277. Фиг. 14 изображает удлинитель 269, имеющий круглое отверстие 279. Каждый из удлинителей 265, 267 и 269 может быть использован с устройством 200 для фототермолизной обработки различных участков кожи.

Необходимо отметить, что удлинители 263, 265, 267 и 269 согласно фиг. 11-14, соот ветственно могут также содержать уплотнительную прокладку (не изображена), прикрепляемую к концу удлинителя, удаленному от устройства 200, и выполненную из мягкого упругого материала, такого как мягкая резина, или иного другого соответствующего уплотняющего материала для более оптимального уплотнения области контакта с кожей (не изображена). Удлинители 263, 265, 267 и 269 согласно фиг. 1114, соответственно, могут или не могут иметь внутреннее диффузно отражающее покрытие (не изображено) для улучшения пропускания светового излучения через отверстия 219, 275, 277 и 279 в каждом соответствующем удлинителе.

В соответствии с предпочтительным вариантом реализации данного изобретения импульсные лампы 62, 63 и 64 могут быть разовыми лампами, с возможностью их замены, когда они будут перегорать.

Необходимо отметить, что, хотя предпочтительные варианты реализации устройств 50, 100, 150 и 200 согласно фиг. 7, 9, 10 и 11, соответственно, имеют корпус с формой, как правило представляющей собой по существу прямоугольную открытую коробку, возможны и другие варианты реализации, согласно которым корпус имеет такие другие формы, как форму цилиндра, открытой коробки в виде треугольной призмы, усеченной треугольной призмы, или другую соответствующую форму, имеющую открытую сторону и образующую герметизированную полость при соответствующем наложении на кожу.

Обращаясь к фиг. 15, которая схематически иллюстрирует функциональную блок-схему программируемой системы, содержащей устройство 50 для избирательного фототермолиза согласно фиг. 7, в соответствии с еще одним вариантом реализации данного изобретения, система 250 содержит устройство 50 согласно фиг. 7 и программирующее устройство 245. Программирующее устройство 245 содержит компьютер 246, подключенный к принтеру 247. Контроллер 70 содержит центральный процессор 255, подключенный к запоминающему устройству 252, интерфейс 256 и съемное запоминающее устройство 260. Интерфейс 256 может быть стандартным интерфейсом К.8-232, или любым другим соответствующим последовательным или параллельным интерфейсным устройством. Контроллер 70 соответствующим образом подключают к источнику 55 мощности и к первичному измерительному преобразующему блоку 71 для определения значения температуры поверхности кожи согласно приводимому выше подробному описанию. Запоминающее устройство 252 предпочтительно является постоянным запоминающим устройством на интегральной схеме, но может быть также любым другим соответствующим типом элек трического, магнитного, оптического и магнитно-оптического запоминающего устройства.

Контроллер 70 также соответствующим образом подключают к блоку 8 охлаждения и к импульсным лампам 62 и 64, и он управляет их включением. Необходимо отметить, что контроллер 70 содержит все дополнительные схемы, необходимые для межсоединения с первичным измерительным преобразующим блоком 71 и для управления и запитывания блока 8 охлаждения и импульсных ламп 62 и 64.

Программу работы контроллера 70 запоминают предпочтительно в запоминающем устройстве 252. Параметры обработки, такие как значение температуры кожи, при котором начинается второй импульс 82 (фиг. 8), и предварительно определенное значение температуры кожи, при котором приводят в действие устройство 8 охлаждения, длительность импульсов 80 и 82 (фиг. 8), или (если целесообразно для конкретного используемого варианта реализации устройства) время для включения насоса, или любые другие параметры, необходимые для работы контроллера 70, предпочтительно запоминают в запоминающем устройстве 260.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов реализации данного изобретения контроллер 70 может запрограммировать врач в своем кабинете, исходя из пробной обработки, сделанной врачом на пациенте. Исходя из результатов пробной обработки, врач программирует параметры обработки по нужным значениям путем подключения компьютера 246 к контроллеру 70 через интерфейс 256 и путем загрузки параметров обработки в запоминающее устройство 252 или в сплошную память 260. Врач может дополнительно запомнить запрограммированные параметры обработки для будущего обращения к ним в запоминающем устройстве компьютера 246, таком как привод жесткого диска или любое другое соответствующее запоминающее устройство. Врач также может сделать документальную копию запрограммированных параметров обработки, например распечатав отчет на принтере 247.

Альтернативно, сплошную память 260 можно также физически удалить из контроллера 70, и врач может запрограммировать параметры обработки с помощью соответствующего программирующего интерфейса, подключенного к коммуникационному порту компьютера 246.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом реализации данного изобретения систему 250 можно также использовать для дистанционного программирования параметров обработки врачом. В этом варианте реализации пользователь использует видеокамеру (не изображена) или цифровую камеру (не изображена), чтобы отправить цифровую фотографию обрабатываемого участка своему врачу по Интернету с помощью видеоконференции в реальном времени, или путем отправки цифро вой фотографии в виде файла данных с помощью Интернета или с помощью любого другого соответствующего способа передачи данных. Врач принимает данные или цифровую фотографию, изображающую результаты обработки, и по изучении результатов обработки может принять решение об изменении параметров обработки. Врач затем отсылает новые параметры обработки пользователю по Интернету, или с помощью любого другого соответствующего способа передачи данных, например с помощью модема, в качестве файла данных. Пользователь затем может загрузить новые параметры из файла данных в контроллер 70, удалив ранее запомненные параметры из сплошной памяти 260 и запомнив в ней новые параметры. Преимущество этого предпочтительного варианта изобретения заключается в том, что пациент может осуществить процедуру у себя дома под наблюдением врача, не нуждаясь в физическом визите к врачу.

Необходимо отметить, что несмотря на то, что описываемые выше варианты реализации раскрывают применение сплошной памяти 256 в качестве предпочтительного программируемого и/или съемного запоминающего устройства в контроллерах 70 и 110, вместо сплошной памяти 256 можно также использовать другие типы запоминающих устройств, такие как ППЗУ, ЭППЗУ, ЗУ на цилиндрическом магнитном домене, или любой другой перепрограммируемый и/или съемный тип магнитных, оптических или магнитно-оптических запоминающих устройств.

Необходимо отметить, что хотя насос 66 устройств 50, 100 и 200 предпочтительно работает для подачи воздуха в полость над кожей для охлаждения кожи, но насос также может быть выполнен с возможностью подачи другого хладагента. Хладагентом могут быть другие газы, такие как СО₂, или жидкие хладагенты, такие как этилхлорид или любой другой соответствующий хладагент, подаваемый из соответствующей емкости хладагента (не изображена).

Также необходимо отметить, что насос 66 любого из устройств 50, 100 и 200 можно заменить емкостью (не изображена) с хладагентом и содержащую клапан (не изображен), которым управляет один из контроллеров 70 или 110. Хладагентом может быть сжатый газ или жидкий хладагент. Когда один из контроллеров подает соответствующий сигнал на клапан, клапан открывается, и некоторое количество хладагента выходит из емкости, расширяется и входит в воздушную полость устройства 50, 100 или 200, соответственно. Расширение сжатого хладагента понижает температуру хладагента ниже температуры окружающей среды, и хладагент охлаждает кожу. Хладагентом в емкости может быть сжатый газ СО₂, или любой другой соответствующий сжатый газ. Либо хладагент в емкости может быть жидким хладагентом, таким как этилхлорид, или любой другой соответствующий жидкий хладагент.

Необходимо отметить, что устройства 50, 100, 150 или 200 могут быть портативными устройствами и/или выполненными с возможностью их использования самим пользователем. Устройства предпочтительно имеют размер, который позволяет им умещаться в руке. Но возможны и другие предпочтительные варианты реализации данного изобретения с более крупными габаритами, которые не будут умещаться в руке.

Специалистам данной области техники будет ясно, что данное изобретение не ограничивается приводимым здесь раскрытием и иллюстрациями на чертежах. Хотя данное изобретение описывается относительно ограниченного числа вариантов реализации, подразумевается, что в нем возможны многие изменения, модификации и другие типы применения. Например, хотя данное изобретение конкретно выполнено для лечения псориаза, его также можно использовать с некоторой модификацией для обработки варикозных вен, гемангиомы, или для любой другой обработки людей или животных, для которой подходят способы избирательного фототермолиза. Хотя узкополосный источник согласно фиг. 5-15 представляет собой соответствующую лампу и фильтр, лампу можно заменить лазером или иным монохроматическим источником.

Каждый из описываемых выше вариантов реализации имеет множество признаков, которые отличаются друг от друга от одного варианта к другому. Подразумевается, что признаки одного варианта реализации можно ввести дополнительно в другой вариант реализации или взамен признаков другого варианта. Некоторые признаки, будучи желательными, не являются существенными, и в некоторых предпочтительных вариантах реализации могут не применяться.

Термины содержит, включает в себя или их используемые здесь спряжения имеют смысл включает в себя, но не ограничивается обязательно только этим.

Claims

1. Устройство для избирательного фототермолиза ткани-мишени в коже, содержащее корпус с отверстием, образующий полость, заключающую в себе некоторый объем воздуха, когда указанное отверстие помещают в контакт с указанной кожей;

импульсный источник тепла, расположенный в указанном корпусе, который нагревает объем воздуха, в результате чего тепло переносится на кожу нагретым воздухом, и отдельный импульсный источник узкополосного электромагнитного излучения, расположенный в полости и облучающий кожу узкополосным электромагнитным излучением для избирательного нагрева указанной ткани-мишени.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что импульсный источник тепла является оперативным для формирования градиента температуры в воздухе между источником и кожей.

3. Устройство по одному из пп.1 или 2, отличающееся тем, что содержит первичный измерительный преобразующий блок, установленный в указанном корпусе для определения значения температуры кожи.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что указанный первичный измерительный преобразующий блок включает в себя, по меньшей мере, один оптический датчик для определения значения температуры кожи, по инфракрасному излучению, исходящему из области кожи, находящейся под указанным корпусом, при этом указанный датчик является подсоединенным к указанному контроллеру.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оптический датчик принимает инфракрасное излучение через коллиматор, установленный в отверстии в указанном корпусе.

6. Устройство по одному из пп.4 или 5, отличающееся тем, что указанный, по меньшей мере, один оптический датчик включает в себя светодиод, чувствительный к инфракрасному излучению.

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что указанный первичный измерительный преобразующий блок содержит, по меньшей мере, один измерительный температурный датчик, контактирующий с указанной кожей и связанный с контроллером для направления на указанный контроллер сигналов, характеризующих указанную температуру.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что указанный, по меньшей мере, один измерительный температурный датчик содержит терморезистор.

9. Устройство по одному из пп.3-8 и включающее в себя блок контроллера, который управляет указанным источником тепла и указанным источником электромагнитного излучения для согласования последовательности приведения в действие указанного источника тепла и указанного источника электромагнитного излучения при срабатывании на указанную температуру, значение которой определяют указанным образом.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что блок контроллера является программируемым контроллером.

11. Устройство по одному из пп.9 или 10, отличающееся тем, что указанной блок контроллера является блоком контроллера, имеющим ввод данных, выполненный с возможностью приема данных, определяющих, по меньшей мере, один параметр обработки, выбираемый из множества параметров обработки, для согласования времени и продолжительности приведения в действие любого из указанных источника тепла и источника узкополосного электромагнитного излучения.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что содержит насос, установленный в указанном корпусе и управляемый указанным контроллером для управляемой подачи охлаждающего газа в укачанный корпус в целях вытеснения указанного объема воздуха, нагреваемого указанным источником тепла, воздухом, имеющим температуру ниже температуры указанного объема воздуха, чтобы предотвратить перегрев кожи.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что указанный насос приводят в действие указанным контроллером, когда кожа достигнет заданной температуры после запитывания указанного источника тепла.

14. Устройство по одному из пп.12 или 13, отличающееся тем, что указанный блок контроллера выполнен с возможностью определения, по меньшей мере, одного из множества параметров обработки для согласования времени и продолжительности приведения в действие любого из указанных источника тепла и источника узкополосного электромагнитного излучения.

15. Устройство по любому одному из пп.1114, отличающееся тем, что указанный блок контроллера включает в себя съемное запоминающее устройство, в котором запоминают указанное множество параметров обработки, при этом указанное съемное запоминающее устройство выполнено с возможностью отсоединения и удаления из указанного контроллера для изменения значения, по меньшей мере, одного параметра из числа указанного множества параметров обработки до повторного подключения указанного запоминающего устройства к указанному контроллеру.

16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что указанное запоминающее устройство выбрано из группы, состоящей из устройства сплошной памяти, запоминающего устройства на цилиндрическом магнитном домене, ППЗУ, ЭППЗУ, оптического запоминающего устройства, оптикомагнитного и магнитного запоминающих устройств.

17. Устройство по одному из пп.9 или 10, отличающееся тем, что включает в себя блок охлаждения, установленный в указанном корпусе и управляемый указанным контроллером для управляемого охлаждения кожи, в целях предотвращения перегрева кожи.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что указанный блок охлаждения приводят в действие указанным контроллером, когда кожа достигнет заданной температуры после запитывания указанного источника тепла.

19. Устройство по любому одному из пп.9-18, отличающееся, тем, что указанный источник тепла и указанный источник узкополосного излучения приводят в действие по существу одновременно.

20. Устройство по любому одному из пп.9-19, отличающееся тем, что указанный источник узкополосного излучения приводят в действие контроллером, когда кожа достигает заданной температу ры, причем указанная заданная температура превышает 40°С.

21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что указанная заданная температура находится в приблизительном пределе от 55 до 65°С.

22. Устройство по любому одному из пп.9-21, отличающееся тем, что указанный контроллер прерывает действие указанного источника узкополосного излучения, когда температура мишени достигает приблизительного температурного предела от 70 до 80°С.

23. Устройство по любому одному из пп.9-22, отличающееся тем, что включает в себя, по меньшей мере, один источник мощности для запитывания указанного источника тепла, указанного источника электромагнитного излучения и указанного контроллера.

24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что указанный, по меньшей мере, один источник мощности является электрическим источником питания.

25. Устройство по одному из пп.23 или 24, отличающееся тем, что указанный, по меньшей мере, один источник мощности содержит, по меньшей мере, один аккумулятор, по меньшей мере, один конденсатор и электронную схему управления.

26. Устройство по одному из пп.23 или 24, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один источник мощности содержит источник постоянного тока, действующий от сети, по меньшей мере, один конденсатор и электронную схему управления.

27. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что указанная полость является герметизированной за исключением отверстия для кожи.

28. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что указанный источник тепла также обеспечивает импульсное широкополосное световое излучение для облучения указанного участка кожи.

29. Устройство по п.28, отличающееся тем, что указанный корпус также включает в себя отражатель для отражения указанного широкополосного светового излучения и указанного узкополосного электромагнитного излучения.

30. Устройство по одному из пп.28 или 29, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть указанного корпуса имеет слой покрытия из материала, имеющего высокий коэффициент отражения, для отражения указанного импульсного широкополосного светового излучения и указанного узкополосного электромагнитного излучения.

31. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что указанный источник тепла является импульсной лампой или дуговой разрядной лампой.

32. Устройство по п.31, отличающееся тем, что указанная импульсная лампа является стеклянной ксеноновой лампой.

33. Устройство по п.31, отличающееся тем, что указанная импульсная лампа является кварцевой ксеноновой лампой и тем, что указанное уст29 ройство также включает в себя фильтр, установленный в указанном корпусе и расположенный между указанной импульсной лампой и указанным отверстием для поглощения предварительно выбранной части указанного импульсного широкополосного светового излучения, при этом указанная предварительно выбранная часть включает в себя излучение в ультрафиолетовом диапазоне светового излучения, которое может быть вредным для кожи.

34. Устройство по любому из пп.31-33, отличающееся тем, что указанная импульсная лампа является разовой.

35. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что указанный источник узкополосного электромагнитного излучения включает в себя импульсную лампу или дуговую разрядную лампу и фильтр, установленный в указанном корпусе и расположенный между указанной импульсной лампой и указанным отверстием, для поглощения предварительно определенной части указанного импульсного широкополосного светового излучения в целях формирования узкополосного электромагнитного излучения, избирательно поглощаемого указанной тканью-мишенью.

36. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что указанный источник узкополосного электромагнитного излучения испускает излучение на волне от 550 до 610 нанометров.

37. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что указанный корпус также содержит уплотнительную прокладку, прикрепленную к указанному корпусу по периметру указанного отверстия, для формирования герметизированной воздушной полости, находящейся между кожей и указанным источником тепла.

38. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что включает в себя удлинитель, причем указанный удлинитель имеет первый конец, прикрепляемый к указанному отверстию, и второй конец, помещаемый на кожу, причем указанный удлинитель имеет отверстие, определяющее область обработки кожи.

39. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что указанный корпус выполнен из теплоизоляционного материала.

40. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что умещается на ладони.

41. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что источник узкополосного излучения является лазером.

42. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что выполнено с возможностью передачи тепла от указанного нагреваемого воздуха в достаточном количестве, чтобы нагреть кожу до температуры свыше 40°С.

43. Устройство по одному из пп.41 или 42, отличающееся тем, что указанная температура находится в приблизительном пределе от 55 до 65°С.

44. Устройство по одному из пп.42 или 43, отличающееся тем, что устройство не облучает кожу, когда та достигает указанной температуры.

45. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что импульсный источник тепла выполнен с возможностью осуществления нагрева области, подвергаемой воздействию источника тепла, по существу до одинаковой по всей области температуры.