FI110482B - Laite suonivaurioiden hoitoon - Google Patents

Laite suonivaurioiden hoitoon Download PDF

Info

Publication number
FI110482B
FI110482B FI931608A FI931608A FI110482B FI 110482 B FI110482 B FI 110482B FI 931608 A FI931608 A FI 931608A FI 931608 A FI931608 A FI 931608A FI 110482 B FI110482 B FI 110482B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
skin
light
housing
light source
fiber
Prior art date
Application number
FI931608A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI931608A0 (fi
FI931608A (fi
Inventor
Shimon Eckhouse
Original Assignee
Esc Medical Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26322430&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI110482(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from IL10154792A external-priority patent/IL101547A/en
Priority claimed from US07/964,210 external-priority patent/US5405368A/en
Application filed by Esc Medical Systems Ltd filed Critical Esc Medical Systems Ltd
Publication of FI931608A0 publication Critical patent/FI931608A0/fi
Publication of FI931608A publication Critical patent/FI931608A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI110482B publication Critical patent/FI110482B/fi

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A61B18/203Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser applying laser energy to the outside of the body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00022Sensing or detecting at the treatment site
    • A61B2017/00057Light
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00137Details of operation mode
    • A61B2017/00154Details of operation mode pulsed
    • A61B2017/00172Pulse trains, bursts, intermittent continuous operation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00005Cooling or heating of the probe or tissue immediately surrounding the probe
    • A61B2018/00011Cooling or heating of the probe or tissue immediately surrounding the probe with fluids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00005Cooling or heating of the probe or tissue immediately surrounding the probe
    • A61B2018/00011Cooling or heating of the probe or tissue immediately surrounding the probe with fluids
    • A61B2018/00029Cooling or heating of the probe or tissue immediately surrounding the probe with fluids open
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00315Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
    • A61B2018/00452Skin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00315Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
    • A61B2018/00452Skin
    • A61B2018/00458Deeper parts of the skin, e.g. treatment of vascular disorders or port wine stains
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B2018/1807Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using light other than laser radiation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Massaging Devices (AREA)
  • Magnetic Treatment Devices (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Description

110482
Laite suonivaurioiden hoitoon
Keksinnön kenttä
Esillä oleva keksintö koskee yleisesti terapeuttisen, sähkömagneetti-5 sen hoidon alaa ja erityisemmin menetelmää ja laitetta avaruudellisesti laajennetun sykkivän valon lähteen, kuten välähdyslampun (välähdysputken), käyttämiseksi tällaiseen hoitoon tai valon keskittämisen tehokkaasti välähdyslampusta optisiin kuituihin terapeuttista hoitoa tai muita sovellutuksia varten.
Keksinnön tausta 10 Alalla on tunnettua käyttää sähkömagneettista säteilyä lääketieteelli sessä sovellutuksessa terapeuttisia tarkoituksia varten, kuten ihon häiriöiden hoitoon. Esimerkiksi US-patenttijulkaisu nro 4 298 005 Mutzhasille kuvaa kes-toultraviolettilamppua kosmeettisissa, valobiologisissa ja valokemiallisissa sovellutuksissa. Kuvataan hoitoa, joka perustuu spektrin UV-osuuden käyttöön ja sen 15 valokemialliseen vuorovaikutukseen ihon kanssa. Ihoon Mutzhasin lamppua käyttämällä tuotua tehoa kuvataan 150 W/m2, jolla ei ole merkittävää vaikutusta ihon lämpötilaan.
Tekniikan tason UV-valoa käsittävän hoidon lisäksi ihotautiopillisiin menettelyihin on käytetty lasereita, mukaan lukien argonlaserit, C02-laserit, v 20 Nd(Yag)-laserit, kuparikaasulaserit, rubiinilaserit ja väriainelaserit. Esimerkiksi US-patenttijulkaisu nro 4 829 262 Furumotolle kuvaa menetelmää vä-: riainelaserin rakentamiseksi käytettäväksi ihotautiopillisissa sovellutuksissa.
Kaksi ihontilaa, jotka voidaan hoitaa lasersäteillä, ovat ihon ulkopuoliset häiriöt, /.·. kuten paikalliset pigmentin muodostuksen tai ihon rakenteen eroavuudet, sy- 25 vemmällä ihon alla olevat soluhäiriöt, jotka aiheuttavat erilaisia ihon epämuodostumia, mukaan lukien portviiniväritäplät (port wine stain), verisuoniluomet, suonikohjut ja kirsikka- ja hämähäkkisuonikasvaimet (cherry and spider angioma). Ihon häiriöiden laserhoito käsittää tavallisesti hoitoalueen paikallisen kuumen-tumisen lasersäteilyn adsorbtiona. Ihon kuumentuminen muuttaa tai korjaa ihon :. ’ ·: 30 häiriöitä ja aiheuttaa ihon anomalian täydellisen tai osittaisen häviämisen.
Tiettyjä ulkoisia häiriöitä, kuten värivammoja, voidaan myös hoitaa .··· kuumentamalla ihoa erittäin nopeasti riittävän korkeaan lämpötilaan ihon osien höyrystämiseksi. Syvemmällä sijaitsevia soluhäiriöitä hoidetaan tavallisesti kuu-. . mentamalla verta riittävän korkeaan lämpötilaan, jotta aiheutetaan sen hyytymi- : V 35 nen. Tällöin häiriö lopulta häviää. Hoitosyvyyden kontrolloimiseksi käytetään :/.: usein sykkivää säteilylähdettä. Syvyyttä, jolle lämpö tunkeutuu verisuonessa, 110482 2 kontrolloidaan kontrolloimalla säteilylähteen pulssin leveyttä. Ihon absorptio- ja sirontakertoimet vaikuttavat myös lämmön tunkeutumiseen. Nämä kertoimet ovat funktioita ihon ainesosista ja säteilyn aallonpituudesta. Erityisesti valon ab-sorptiokertoimella orvaskedessä ja verinahassa on taipumus olla aallonpituuden 5 hitaasti vaihteleva, monotonisesti vähenevä funktio. Siten valon aallonpituus tulisi valita siten, että absorptiokerroin optimoidaan tietylle hoidettavana olevalle ihon tilalle ja suonen koolle.
Laserien tehokkuus sovellutuksille, kuten tatuoinnin poistamiseen, syntymämerkkien poistamiseen tai ikämerkkien poistamisen, vähenee, koska 10 laserit ovat monokromaattisia. Tietyn aallon pituista laseria voidaan käyttää tehokkaasti ensimmäisten tyyppisten ihon värihäiriöiden hoitoon, mutta jos iho, jossa on jälkimmäisen tyyppisiä häiriöitä, ei absorboi tehokkaasti laserin erityistä aallonpituutta, on se tehoton jälkimmäisen tyyppisille ihon häiriöille. Laserit ovat myös tavallisesti monimutkaisia, kalliita valmistaa, suuria jaetun tehon määrään 15 nähden, epäluotettavia ja vaikeita ylläpitää.
Valon aallonpituus vaikuttaa myös soluhäiriöiden hoitoon, koska veren pitoisuus soluhäiriöiden lähialueella vaihtelee ja veren pitoisuus vaikuttaa hoitoalueen absorptiokertoimeen. Oksihemoglobiini on pääkromofori, joka kontrolloi veren optisia ominaisuuksia ja sillä on vahva absorptiovyöhyke näkyvällä 20 alueella. Erityisemmin oksihemoglobiinin vahvin absorptiopiikki esiintyy 418 nm:ssä ja sen kaistanleveys on 60 nm. Kaksi ylimääräistä absorptiopiikkiä, joilla on alhaisemmat absorptiokertoimet, esiintyy 542 ja 577 nm:ssä. Näiden kahden piikin kokonaiskaistanleveys on 100 nm:n suuruusluokkaa. Lisäksi valo aallonpituusalueella 500 - 600 nm on toivottava ihon verisuonihäiriöiden hoitamiseksi, 25 koska veri absorboi sen ja se tunkeutuu ihoon. Pidemmät aallonpituudet aina ‘ ' 1 000 nm:ään asti ovat myös tehokkaita, koska ne voivat tunkeutua syvemmälle ihoon, kuumentaa ympäröivää kudosta ja, jos pulssin leveys on riittävän pitkä, vaikuttaa verisuonen kuumenemiseen lämpöjohtumisena. Pidemmät aallonpituudet ovat myös tehokkaampia suonien, joiden halkaisija on suuri, hoitoon, 30 koska pienempi absorptiokerroin kompensoituu valon pidemmällä reitillä suo-.’·· nessa.
• · Sen mukaan leveämpikaistainen sähkömagneettinen säteilylähde, joka peittää lähi-UV:n ja spektrin näkyvän osuuden, olisi toivottava ulkoisten ihoja verisuonihäiriöiden hoitoon. Valolähteen aallonpituuksien kokonaisalueen tuli-!v. 35 si olla riittävä optimoimaan hoito mille tahansa lukuisista sovellutuksista. Tällai- : sen terapeuttisen, sähkömagneettisen säteilylaitteen tulisi myös pystyä tarjoa- 110482 3 maan optimiaallonpituusalue laajalla alueella hoidettavana olevalle erityiselle häiriölle. Valon intensiteetin tulisi olla riittävä aiheuttamaan tarvittava terminen vaikutus nostamalla hoitoalueen lämpötila haluttuun lämpötilaan. Myös pulssin leveyden tulisi olla vaihteleva tarpeeksi laajalla alueella, jotta saavutetaan opti-5 mitunkeutumissyvyys kullekin sovellutukselle. Siksi on toivottavaa tarjota valolähde, jolla on laaja alue aallonpituuksia, jotka voidaan valita tarvittavan ihon hoidon mukaan kontrolloidulla pulssin leveydellä ja riittävän suurella energiatiheydellä sovellutuksiin vaikutusalueella.
Ei-laserintyyppiset sykkivän valon lähteet, kuten lineaariset välähdys-10 lamput, tarjoavat näitä etuja. Emittoituneen valon intensiteetti voidaan tehdä riittävän suureksi, jotta saavutetaan vaaditut lämpövaikutukset. Pulssin leveyttä voidaan vaihdella, jotta saadaan aikaan lämmön syvyystunkeutumisen kontrollointi. Tyypillinen spektri peittää näkyvän alueen ja ultraviolettialueen ja optiset kaistat, jotka ovat tehokkaimpia tietyille sovellutuksille, voidaan valita tai niitä 15 voidaan lisätä käyttämällä fluoresoivia materiaaleja. Lisäksi ei-laserintyyppiset valolähteet, kuten välähdyslamput, ovat paljon yksinkertaisempia ja helpompia valmistaa kuin laserit, ne ovat merkittävästi halvempia samalle ulostuloteholle ja ne ovat potentiaalisesti tehokkaampia ja luotettavampia. Niiden spektrialue on laaja, jota voidaan optimoida monille ihon hoitosovellutuksille. Lähteiden pulssi-20 pituutta voidaan vaihdella laajalla alueella, joka on kriittinen erityyppisille ihon .··. hoidoille.
Sen lisäksi, että lasereita käytetään ihon häiriöiden hoitoon, niitä on käytetty tunkeutuvana lääketieteellisenä menetelmänä, kuten kivenmurskaami-seen ja verisuonitukosten poistamiseen. Tällaisissa tunkeutuvissa menetelmissä 25 laservalo kytketään optisiin kuituihin ja toimitetaan kuidun kautta hoitoalueelle. Kivenmurskauksessa kuitu toimittaa valoa pulssitetusta laserista munuaiseen tai sappikiveen ja valon vuorovaikutus kiven kanssa synnyttää iskuaallon, joka jau-hentaa kiven. Verisuonitukoksen poistamiseksi valo kytketään tukokseen kuidulla ja se hajottaa tukoksen. Kummassakin tapauksessa yllä keskustellut laserin 30 heikkoudet ihon laserhoitoon nähden ovat läsnä. Sen mukaan välähdysvaloa hyödyntävä hoitolaite kivenmurskaukseen ja tukoksen poistamista varten olisi · toivottava.
Alueen hoitamiseksi tehokkaasti valolähteen valo on kohdistettava hoitoalueeseen. Pulssilaserin valon kytkeminen optisiin kuituihin on lääketie-35 teessä melko yleistä. Tekniikan taso kuvaa isotrooppisten, epäkoherenttien pis-telähteiden, kuten CW-lamppujen, kytkemistä optisiin kuituihin. Esimerkiksi US- 110482 4 patenttijulkaisu nro 4 757 431, myönnetty 12.7.1988 Cross et al.:lle, tuo esiin menetelmän epäkoherenttien pistelähteiden kohdistamiseksi pieniin hehkulankoihin tai kaarilamppuihin elektrodin 2 mm:n erotuksella pieneen alueeseen. Pis-telähteet (tai pienet lähteet) on suhteellisen helppo kohdistaa ilman energiahävi-5 öitä lähteiden pienestä koosta johtuen. Myös US-patenttijulkaisu nro 4 022 534, myönnetty 10.5.1977 Kishnerille, osoittaa valon, joka on tuotettu välähdysputkel-la, ja ainoastaan putken emittoiman valon pienten osuuksien keräyksen optiseen kuituun.
Laajennetun lähteen, kuten välähdyslampun, suuret dimensiot teke-10 vät kuitenkin sen energian suurten fraktioiden kohdistamisen pieniin alueisiin vaikeaksi. Kytkeminen optisiin kuituihin on vielä vaikeampaa, koska ei tarvitse ainoastaan saada aikaan suuri energiantiheys, vaan myös valon kulmaja-kauman on oltava sellainen, että loukkuuntuminen optiseen kuituun voidaan saada aikaan. Siten on toivottavaa, että on systeemi suuri-intenssiteettisen, laa-15 jennetun, sykkivän valon lähteen ulostulon kytkemiseksi optiseen kuituun.
Esillä olevan keksinnön yhteenveto
Keksinnön mukaisen laitteen tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisesta itsenäisestä patenttivaatimuksesta 1.
Keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaan terapeuttinen hoi-: 20 tolaite käsittää rungon ja epäkoherentin valolähteen, sopivasti välähdyslampun, : ' ' joka on käyttökelpoinen tarjoamaan sykkivän valon ulostulon hoitoa varten, sijoi- : tettuna runkoon. Rungossa on aukko ja se sopii sijoitettavaksi ihon hoitoalueen viereen. Heijastin on kiinnitetty rungon sisään valolähteen läheisyyteen ja vähintään yksi optinen suodatin on kiinnitetty lähelle rungon aukkoa. Iiris on kiinnitetty 25 yhtä laajasti aukkoon. Teho lamppuun varustetaan vaihtelevan pulssin leveyden muodostavalla piirillä. Täten hoitolaite antaa kontrolloidun tiheyden, suodatetun, sykkivän valon ulostulon rungossa olevan aukon kautta ihon alueelle hoitoa varten.
Keksinnön toisen suoritusmuodon mukaan hoitomenetelmä va-30 loenergialla käsittää vaiheet, joissa annetaan suurenerginen sykkivän valon ulostulo ei-laserista, epäkoherentista valolähteestä ja sykkivän valon ulostulo , ·' suunnataan hoitoalueelle. Valon ulostulon pulssin leveyttä kontrolloidaan ja se kohdistetaan siten, että valon tehotiheyttä kontrolloidaan. Valo suodatetaan . . myös valon spektrin kontrolloimiseksi.
; 35 Keksinnön kolmannen suoritusmuodon mukaan kytkin käsittää epä- koherentin valolähteen, kuten pyörähdyskappaleen muotoisen välähdyslampun.
110482 5
Heijastin sijoitetaan epäkoherentin valolähteen ja vähintään yhden optisen kuidun tai valojohtimen ympärille. Kuidulla on pää, joka on sijoitettu heijastimen sisään. Tämä pää kokoaa valon pyöreästä lampusta. Samanlaisessa kytkentära-kenteessa voidaan tarjota kuituja yhdessä lineaarisesta pyöreään olevan kuidun 5 siirtoyksikön, joka on sijoitettu vastaanottamaan valoa valolähteestä ja antamaan valoa optisiin kuituihin, ohella. Heijastimen poikkipinta-ala on elliptinen lineaarisen välähdysputken akselin suuntaisessa tasossa, ja lineaarinen väläh-dysputki sijaitsee ellipsin toisessa polttopisteessä, samalla kun lineearisesta pyöreään oleva siirtoyksikkö sijaitsee ellipsin toisessa polttopisteessä.
10 Keksinnön mukaisen laitteen edulliset suoritusmuodot ilmenevät epäitsenäisistä patenttivaatimuksista 2 - 5.
Piirrosten lyhyt kuvaus
Keksinnön ymmärtämiseksi paremmin viitataan mukaan liitettyihin piirroksiin, joissa vastaavat numerot osoittavat vastaaviin elementteihin tai osiin 15 kauttaaltaan, ja jossa:
Kuvio 1 on poikkileikkauskuva epäkoherentista, ihon sykevalolähde-hoitolaitteesta;
Kuvio 2 on sivukuva kuvion 1 valolähteestä;
Kuvio 3 on kaaviokuva pulssin muodostavasta verkostosta, jossa on v. 20 vaihteleva pulssin leveys, käytettäväksi kuvioiden 1 ja 2 ihon hoitolaitteen kans-sa; : Kuvio 4 on poikkileikkauskuva kytkimestä valon kytkemiseksi pyöräh- ·· dyskappaleen muotoisesta välähdysputkesta optiseen kuituun kartiomaisella ,'. reunalla; v 25 Kuvio 5 on sivukuva pyörähdyskappaleen muotoisesta välähdysput kesta;
Kuvio 6 on kuva ylhäältä päin pyörähdyskappaleen muotoisesta välähdysputkesta;
Kuvio 7 osoittaa geometrian kartiomaiseen osaan kytkemistä varten; :· 30 Kuvio 8 on poikkileikkauskuva kytkimestä valon kytkemiseksi pyöräh dyskappaleen muotoisesta välähdysputkesta optiseen kuituun tasaisella reunal- . la;
Kuvio 9 on poikkileikkauskuva edestäpäin kytkimestä valon kytkemi-. . seksi lineaarisesta välähdysputkesta pyöreään kuitukimppuun; • , 35 Kuvio 10 on sivupoikkileikkauskuva kuvion 9 kytkimestä;
i I
110482 6
Kuvio 11 on edestäpäin oleva kuva kytkimestä valon kytkemiseksi lineaarisesta välähdysputkesta optiseen kuituun; ja
Kuvio 12 on kuva edestäpäin kytkimestä valon kytkemiseksi lineaarisesta välähdysputkesta seostettuun optiseen kuituun.
5 Erilaisissa kuvissa käytetään vastaavia viitenumerolta kuvaamaan vastaavia komponentteja.
Edullisen suoritusmuodon yksityiskohtainen kuvaus
Ennen vähintään keksinnön yhden suoritusmuodon kuvaamista yksityiskohtaisesti on ymmärrettävä, että keksintö ei rajoitu sovellutuksessaan ra- 10 kenteen yksityiskohtiin ja komponenttien järjestykseen, jotka julkaistaan seuraa-vassa kuvauksessa tai kuvataan piirroksissa. Keksintö kykenee muihin suoritusmuotoihin ja sitä voidaan harjoittaa tai toteuttaa monilla tavoilla. On myös ymmärrettävä, että fraseologia ja terminologia, joita käytetään tässä, ovat kuvauksen tarkoituksessa ja niitä ei tulisi tarkastella rajoittavina.
15 Viitaten nyt kuvioihin 1 ja 2 esitetään epäkoherentti ihon sykevaloläh- dehoitolaite 10, joka on rakennettu ja toimii esillä olevan keksinnön periaatteiden mukaan. Laitteen 10 voidaan katsoa käsittävän rungon 12, jonka sisällä on aukko, kahvan 13 (ainoastaan kuvio 12), valolähteen 14, jossa on ulompi lasiputki 15, elliptisen heijastimen 16, optisten suodattimien sarjan 18, iiriksen 20 ja de- : :, 20 tektorin 22 (ainoastaan kuvio 1).
: " Valolähde 14, joka on kiinnitetty runkoon 12, voi olla tyypiltään epä- :'· koherentti valolähde, kuten kaasutäytteinen välähdyslamppu, malli nro L5568, jota on saatavana ILC:ltä. Kaasutäytteisen lineaarisen välähdyslampun emit-toima valospektri on riippuvainen virrantiheydestä, lasikuorimateriaalin tyypistä ja 25 putkessa käytetystä kaasuseoksesta. Suurille virrantiheyksille (esim. 3 000 A/cm2) spektri on samanlainen kuin mustan kappaleen säteilyspektri. Tyypillisesti suurin osa energiasta emittoituu 300 -1 000 nm:n aallonpituusalueella.
Ihon (tai näkyvän) vaurion hoitamiseksi on vaadittava valontiheys suunnattava iholle. Tämä valontiheys voidaan saada aikaan kuvioissa 1 ja 2 esi-\’· 30 tetyllä kohdistusjärjestelyllä. Kuvio 1 esittää poikkileikkauskuvaa heijastimesta 16, joka on myös kiinnitetty runkoon 12. Kuten kuviossa 1 on esitetty, heijastimen 16 poikkileikkaus on ellipsi tasossa, joka on kohtisuoraan välähdysvalon 14 akseliin nähden. Lineaarinen välähdyslamppu 14 sijaitsee ellipsin yhdessä polttopisteessä ja heijastin 16 on sijoitettu sillä tavalla, että ihon hoitoalue 21 sijait- 35 see toisessa polttopisteessä. Esitetty järjestely on samanlainen kuin kokoavat järjestelyt, joita käytetään lasereiden ja tehokkaasti kytketyn välähdyslampusta 110482 7 iholle tulevan valon kanssa. Tätä järjestelyä ei tulisi katsoa kuitenkaan rajoittavaksi. Elliptinen heijastin 16 voi olla metallinen heijastin, tavallisesti kiillotettua alumiinia, joka on helposti työstettävissä oleva heijastin ja jonka heijastavuus on erittäin suuri näkyvällä alueella, ja spektrin UV-aluetta voidaan käyttää. Muita 5 paljaita tai päällystettyjä metalleja voidaan käyttää myös tähän tarkoitukseen.
Optisia ja neutraaleja tiheyden suodattimia 18 kiinnitetään runkoon 12 lähelle hoitoaluetta ja niitä voidaan siirtää sädekeilaan tai sädekeilasta pois valon spektrin ja intensiteetin kontrolloimiseksi. Tavallisesti käytetään 50-100 nm:n kaistanleveyssuodattimia samoin kuin alipäästösuodattimia spektrin näky-10 väliä alueella ja UV-alueella. Joissakin menettelyissä on toivottavaa käyttää suurinta osaa spektristä, josta ainoastaan UV-alue poistetaan. Muissa sovellutuksissa, pääasiassa syvemmälle tunkeutumiseksi, on edullista käyttää kapeampia kaistanleveyksiä. Kaistanleveyssuodattimia ja alipäästösuodattimia on kaupallisesti saatavana.
15 Lasiputki 15 sijaitsee samakeskisesti välähdyslampun 14 kanssa ja sen päälle on päällystetty fluoresoivaa materiaalia. Lasiputkea 15 käytetään tyypillisesti verisuonten hyytymien käsittelyyn laitteen 10 energiatehokkuuden optimoimiseksi. Fluoresoiva materiaali voidaan valita absorboimaan välähdyslampun 14 spektrin UV-alueella ja synnyttämään valoa 500 - 650 nm alueella, joka ; Y 20 on optimoitu absorptioon veressä. Vastaavia materiaaleja päällystetään kaupal- ; ” · listen fluoresoivien lamppujen sisäseinämille. Tyypillisen materiaalin, jota käyte- , /. tään synnyttämään "lämmin" valkoinen valo fluoresoivissa lampuissa, muunnos- ’ tehokkuus on 80 %, sillä on emissiopiikki aallonpituudella 570 nm ja sen kaistan leveys on 70 nm ja se on käyttökelpoinen absorptioon veressä. Näiden fosforien ; 25 muutamien millisekuntien hajoamisaika on yhdenmukainen verisuonten hoitoon > tarvittavien pitkien pulssien kanssa.
Välähdyslampun 14 muita muotoja ja rakenteita, kuten pyöreitä, kierteisiä, lyhytkaarisia ja lineaarisia yhdistelmävälähdyslamppuja, voidaan käyttää. Heijastimella 16 voi olla muitakin rakenteita, kuten parabolisia tai pyöreitä heijas-: ‘ v 30 timia. Valolähdettä voidaan myös käyttää ilman heijastinta ja tarvittava energia ja tehontiheys voidaan saada aikaan sijoittamalla valolähde 14 hoitoalueen läheisyyteen.
Iiris 20 kiinnitetään runkoon 12 optisten suodattimien 18 ja hoitoalueen väliin ja se kontrolloi hoitoalueen pituutta ja leveyttä ts. yhdensuuntaistamal-35 la välähdyslampun 14 ulostulon. Välähdyslampun 14 pituus kontrolloi maksimipituutta, joka voidaan valottaa. Tyypillisesti käytetään 8 cm pitkää putkea (kaaren » > 110482 8 pituus) ja ainoastaan putken 5 cm:n keskiosaa valotetaan. Keskiosan 5 cm:n käyttäminen varmistaa energiatiheyden suuriasteisen tasaisuuden valotetulla alueella. Siten tässä suoritusmuodossa iiris 20 (jota kutsutaan myös kollimaatto-riksi) mahdollistaa maksimipituudeltaan 5 cm:n ihoalueiden valottamiseen. Iiris 5 20 voidaan sulkea antamaan yhden millimetrin minimivalotus. Vastaavasti valotetun ihoalueen leveyttä voidaan kontrolloida 1-5 mm:n alueella 5 mm leveälle välähdyslampulle. Suurempia hoitoalueita voidaan saada aikaan helposti käyttämällä pidempiä välähdysputkia tai yhdistelmäputkia, ja pienempiä valotusaluei-ta havaitaan iiriksellä, joka kokoaa täydellisemmin sädekimpun. Esillä oleva 10 keksintö tarjoaa suuremman valotusalan verrattuna tekniikan tason lasereihin tai pistelähteisiin ja se on erittäin tehokas verisuonten hyydyttämisessä, koska veri-virtauksen keskeytys suonen pitkällä osalla on tehokkaampi hyydyttämään se. Laajempi valotettu alue vähentää samanaikaisesti tarvittavaa menettelyaikaa.
Detektori 22 (kuvio 1) kiinnitetään rungon 12 ulkopuolelle ja se tark-15 kailee ihosta heijastunutta valoa. Detektoria 22, joka on yhdistetty optisiin suo-dattimiin 18 ja neutraaleihin tiheyssuodattimiin, voidaan käyttää aikaansaamaan nopea arvio spektrisestä heijastuksesta ja ihon absorptiokertoimista. Tämä voidaan toteuttaa alhaisella energiatiheyden tasolla ennen päähoitopulssin käyttämistä. Ihon optisten ominaisuuksien mittaaminen ennen pääpulssin käyttöä on ': * 20 käyttökelpoinen optisten hoito-olosuhteiden määrittämiseen. Kuten yllä todettiin, valon laaja spektri, joka emittoituu ei-laserintyyppisestä lähteestä, mahdollistaa ihon tutkimuksen laajalla spektrialueella ja optimaalisten hoitoaallonpituuksien valinnan.
Vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa detektoria 22 ja toista detekto- 25 risysteemiä voidaan käyttää reaaliaikaiseen ihon lämpötilan mittaamiseen, kun sitä valotetaan sykkivän valon lähteellä. Tämä on käyttökelpoinen sk-termoanalyysisovellutuksissa pitkien pulssien kanssa, joissa valo absorboidaan orvasketeen tai verinahkaan. Kun orvaskeden ulkoinen osuus nousee liian korkeaan 32 lämpötilaan, voi tuloksena olla pysyvä ihon arpi. Siten ihon lämpötila 30 tulisi mitata. Tämä voidaan havaita käyttämällä kuumennetun ihon infrapuna-emissiota ihon liikavalotuksen estämiseen.
Tyypillinen reaaliaikainen detektorisysteemi mittaisi ihon infrapuna-emissiota kahdella spesifisellä aallonpituudella käyttäen kahta detektoria ja suodattimia. Kahden detektorin signaalien välistä suhdetta voidaan käyttää ihon * 35 hetkellisen lämpötilan arvioimiseen. Sykkivän valon lähteen toiminta voidaan py-, . säyttää, jos ihon ennalta valittu lämpötila saavutetaan. Tämä mittaus on suhteel- 110482 9 lisen helppo, koska lämpötilakynnys sykekuumentamiselle, joka voi aiheuttaa ihon arpeutumisen, on suuruusluokkaa 50 °C tai enemmän, mikä on helposti mitattavissa käyttämällä infrapunaemissiota.
Lämmön tunkeutumissyvyys on riippuvainen valon absorptiosta ja si-5 rannasta eri kerroksissa ja ihon termisistä ominaisuuksista. Toinen tärkeä parametri on pulssin leveys. Sykkivän valon lähteelle energiasta, josta absorboidaan infinitesimaalisen ohueen kerrokseen, termisenä johtumisena pulssin aikana tapahtuvan lämmön tunkeutumisen syvyys (d) voidaan kirjoittaa, kuten yhtälössä 1 on osoitettu: 10 (yhtälö 1) d = 4[kAt/Cpf2 jossa k = säteilytettävänä olevan materiaalin lämmönjohtavuus 15 At = valopulssin pulssin leveys; C = materiaalin lämpökapasiteetti; p = materiaalin tiheys.
Yhtälöstä 1 on selvää, että lämmön tunkeutumissyvyyttä voidaan kontrolloida valolähteen pulssin leveydellä. Siten pulssin leveyden vaihtelu 10'5 s ‘. 20 -10’1 s rajoissa johtaa termisen tunkeutumisen vaihteluun tekijällä 100.
···. Sen mukaisesti välähdyslamppu 14 antaa pulssin leveyden 10'5 s - 10'1 s. Suonten häiriöiden, joissa ihon verisuonten hyydyttäminen on kohteena, hoitamiseksi pulssin pituus valitaan lämmittämään tasaisesti yhtä paljon koko suonen paksuutta kuin on mahdollista tehokkaan hyytymisen aikaansaamiseksi.
25 Tyypillisten verisuonten, joita on hoidettavana ihossa, paksuudet ovat 0,5 mm:n . ·’ rajoissa. Siten pulssin optimileveys veren termiset ominaisuudet mukaan lukien on 100 ms:n suuruusluokkaa. Jos käytetään lyhyempiä pulsseja, johtuu lämpö vielä veren läpi aiheuttaen hyytymisen, hetkellinen lämpötila osassa suonen verta ja ympäröivässä kudoksessa on kuitenkin suurempi kuin lämpötila, joka vaa-; ’. (: 30 ditaan hyytymiseen ja se voi aiheuttaa epätoivotun vaurion.
Ihon ulkoisten häiriöiden, joissa ihon höyrystäminen on kohde, käsittelemiseksi käytetään erittäin lyhyttä pulssia antamaan erittäin matala terminen ihoon tunkeutuminen. Esimerkiksi 10’5 s pulssi tunkeutuu (termisellä johtavuudella) noin 5 mikronin suuruusluokkaa olevalle syvyydelle ihoon. Siten vain ohut-35 ta kerrosta ihoa lämmitetään ja havaitaan erittäin korkea, hetkellinen lämpötila . ·, ‘: siten, että ulkoinen merkki iholla höyrystyy.
110482 10
Kuvio 3 esittää vaihtelevan pulssin leveyttä muodostavaa piiriä, joka käsittää monia yksilöllisiä pulssin muodostavia verkostoja (PFN:t), jotka synnyttävät välähdyslampun 14 vaihtelevia pulssin leveyksiä. Välähdyslampun valo-pulssin puoliarvoleveys (FWHM), jota ohjaa yksittäinen elementti PFN, jonka 5 kapasitanssi on C ja induktanssi L, on likimäärin yhtä suuri kuin: (yhtälö 2) At« 2[LC]1/2 Välähdyslamppua 14 voidaan ajaa kolmella eri PFN:llä, kuten kuvios-10 sa 3 on esitetty. Relekontakteja R1R2' ja R3' käytetään valitsemaan kolmea kondensaattoria C1, C2 ja C3, jotka varataan suurjännitelähteellä. Releitä R1, R2 ja R3 käytetään valitsemaan PFN, joka tullaan kytkemään välähdyslamp-puun 14. Suurjännitekytkimiä S1, S2 ja S3 käytetään purkamaan energia, joka on varastoitu PFN.n kondensaattoriin, välähdyslamppuun 14. Yhdessä suori-15 tusmuodossa L1:n, L2:n ja L3:n arvot ovat 100 mH, 1 mH ja 5 mH vastaavasti, ja C1;n, C2:n ja C3:n arvot ovat 100 mF, 1 mF ja 10 mF vastaavasti.
Sen mahdollisuuden lisäksi, että jokainen PFN voidaan laukaista erikseen, mikä synnyttää pulssin leveyden vaihtelun, voidaan lisävaihtelua saada aikaan laukaisemalla PFN:t jaksoittain. Jos laukaistaan esimerkiksi kaksi 20 PFN:ää, joiden pulssin leveydet ovat At1 ja At2, siten että toinen PFN laukais-··. taan sen jälkeen, kun ensimmäinen pulssi on hajonnut amplitudiltaan puoleen, ! annetaan sitten tämän systeemin toiminnan valon efektiivinen pulssin leveys " ’! suhteella: At«j At1 + At2.
Varaavan teholähteen jännite on tyypillisesti volttialueella 500 V - 5 25 kV. Siksi releiden tulisi olla suurjännitereleitä, jotka voivat eristää nämä jännitteet luotettavasti. Katkaisimet S kykenevät kuljettamaan välähdyslampun 14 virran ja eristämään käänteisen suurjännitteen, joka syntyy, jos PFN:t laukaistaan jaksoittain. Kiinteän tilan katkaisimia, tyhjökatkaisimia tai kaasukatkaisimia voidaan käyttää tähän tarkoitukseen.
; : 30 Esihehkutusteholähdettä (ei ole esitetty kuviossa 3) voidaan käyttää pitämään välähdyslamppu pienen virran johtumismoodissa. Muita rakenteita : voidaan käyttää saamaan aikaan pulssin leveyden vaihtelu, kuten yksittäisen PFN:n käyttö ja haarukkakytkimen käyttö tai sellaisen katkaisimen käyttö, jossa on sulkemis- ja avaamismahdollisuudet.
35 Tyypillisesti välähdyslampun toimintaan sähköisellä pulssin leveydellä 1 - 10 ms voidaan käyttää lineaarista sähköenergiatiheyden sisääntuloa 100 - 110482 11 300 J/cm. Energiantiheys 30- 100 J/cm voidaan saavuttaa iholla tyypillisellä vä-lähdyslampun sisäläpimitalla 5 mm. Kaistanleveyksien 500 - 650 nm käyttö siirtää 20 % tulevasta energiasta. Siten iholla saadaan aikaan energiatiheyksiä 6 -20 J/cm2. Fluoresoivan materiaalin sisällyttäminen laajentaa lisää valotuksen 5 ulostuloa halutulla alueella mahdollistaen saman säteilytyksen iholle matalammalla energian sisääntulolla välähdyslamppuun 14.
Ihon sykelaserhoito osoittaa, että energiatiheydet 0,5-10 J/cm2 pulssin leveyksien 0,5 ms rajoissa ovat tavallisesti tehokkaita suoneen liittyvien ihon häiriöiden hoitamiseksi. Parametrien alue on ei-laserintyyppisten sykkivän valon 10 lähteiden, kuten lineearisen välähdyslampun, toiminnan alueella. Muutamia neutraalien lasisten tiheyssuodattimien 18 vaiheita voidaan käyttää kontrolloimaan ihon energiatiheyttä.
Ulkoisia häiriöitä varten käytetään tyypillisesti pulssin leveyttä 5 ms. Sähköenergiatiheyden 20 J/cm sisääntulo 5 mm sisämitaltaan olevaan väläh-15 dyslamppuun johtaa ihon energiatiheyteen 10 J/cm2. Spektrin kovan UV-osuu-den katkaiseminen johtaa 90 %:n energiansiirtoon tai ihon valottamiseen energiatiheydellä, joka on lähellä 10 J/cm2. Tämä energiatiheys on riittävän korkea höyrystämään ulkoiset merkit iholla.
Laite 10 voidaan tarjota kahtena yksikkönä: kevytpainoisena yksikkö-. .·. 20 nä, jota lääkäri pitelee käyttäen kahvaa 13, kädessä pideltävän yksikön sisältä- ··. essä välähdyslampun 14, suodattimia 18 ja iiriksen 20, jotka yhdessä kontrolloi- '! vat spektriä ja valotetun alueen kokoa ja detektoreita, jotka mittaavat heijastu- ·. vuutta ja ihon hetkellistä lämpötilaa. Teholähde, PFN:t ja sähköiset kontrollit on sisällytetty erilliseen laatikkoon (jota ei ole esitetty), joka kytketään kädessä pi-• 25 dettävään yksikköön taipuisalla kaapelilla. Tämä mahdollistaa toiminnan help pouden ja helpon pääsyn ihon alueelle, jota on hoidettava.
Keksintöä on tähän asti kuvattu ihonhoidon yhteydessä. Välähdysva-lon käyttö ennemminkin kuin laserin käyttö tunkeutuvissa hoidoissa tarjoaa kuitenkin myös etuja. Sellaiset menettelyt kuin kivenmurskaus tai verisuonten hyy-.·./ 30 tyrnien poistaminen voidaan suorittaa välähdyslampulla. Tällainen laite voi olla ,·· samanlainen kuin se, joka on esitetty kuvioissa 1 ja 2, ja siinä voidaan käyttää : kuvion 3 elektroniikkaa välähdyksen tuottamiseen. Valon kytkemiseksi kuitenkin kunnolla optiseen kuituun on kuvioissa 4 ja 8 - 10 esitetty lukuisia kytkimiä 40, 80 ja 90.
·! 35 Kytkin 40 käsittää optisen lähteen suuri-intensiteettisen, epäkoheren- tin ja isotrooppisen sykkivän valon, kuten lineaarisen välähdysputken 42, valon 110482 12 heijastimen 44, joka jakaa valoenergian optiseen kuituun 46. Jälkimmäisessä on tavallisesti kartiomainen reuna kuvion 4 suoritusmuodossa. Optinen kuitu 46 siirtää valoa valokollektorisysteemistä 44 hoitoalueelle. Tavallisesti kytkin 40 kytkee sykkivän valon välähdysputkesta optiseen kuituun ja sen sovellutukset ovat lää-5 ketieteen, teollisuuden ja kotitalouden alueilla.
Kytkintä 40 voidaan esimerkiksi käyttää materiaalin käsittelyssä käsiteltävänä olevan materiaaliosan nopeaan kuumentamiseen tai poistamiseen tai valokemiallisen prosessin indusoimiseen. Vaihtoehtoisesti kytkintä 40 voidaan käyttää valokuvaussovellutuksessa antamaan välähdys kuvan ottamiseksi. Täl-10 laisen kytkimen käyttäminen sallisi välähdyshehkulampun asettamisen kameran sisälle valon siirtyessä kameran ulkopuolelle optista kuitua käyttämällä. Kuten alan ammattilaisen tulisi tunnistaa, sallii kytkin 40 epäkoherentin valon käytön monissa sovellutuksissa, joissa on ennen käytetty koherenttia tai epäkoherenttia valoa.
15 Jotta järjestetään valon kytkeminen optiseen kuituun, on välähdys- putki 42 pyörähdyskappaleen muotoinen, esitetty kuvioissa 5 ja 6, ja se on sijoitettu heijastimen 44 sisälle. Pyörähdyskappaleen muodon lisäksi muita muotoja, kuten jatkuvaa kierrettä, voidaan käyttää välähdysputkeen 42. Kierteinen putki on kuitenkin vaikeampi valmistaa kuin pyörähdyskappaleen muotoinen putki.
. 20 Viitaten nyt kuvioon 6 välähdysputki 42 on tavallisesti muodoltaan kiertyvä, mut ta ei ole täysin kiertynyt, koska elektrodit, jotka sijaitsevat kierteiden päissä, on " kytkettävä teholähteeseen. Tämä ei synnytä merkittävää häiriötä pyöreän muo toisessa välähdysputkessa 42, koska elektrodien kytkentä voidaan tehdä melko pieneksi.
25 Heijastin 44 kerää ja keskittää valon ja sen poikkileikkaus on suurin piirtein ellipsi tasossa, joka on kohtisuoraan pyörähdyskappaleen muotoisen vä-lähdysputken 42 pikkuakseliin nähden. Tämän ellipsin pääakseli muodostaa edullisesti pienen kulman pyörähdyskappaleen muotoisen lampun 42 pääakse-lin kanssa. Ellipsin akselin ja lampun 42 pääakselin välisen kulman tarkka arvo 30 on riippuvainen optisen kuidun numeerisesta avauskulmasta (NA). Pyörähdyskappaleen muotoinen välähdysputki on sijoitettu siten, että sen pikkuakseli yhtyy • · ellipsin polttopisteeseen. Ellipsin toinen polttopiste on optisen kuidun 46 reunas sa. Heijastin 44 voidaan työstää metallista sisäpintojen ollessa kiillotettuja hyvää heijastuvuutta varten. Alumiini on erittäin hyvä heijastin, jolla on suuri heijastu-\ 35 vuus näkyvällä alueella ja ultraviolettialueella, ja sitä voidaan käyttää tähän tar koitukseen. Heijastin voidaan työstää yhtenä kappaleena ja sitten katkaista lait- 110482 13 teen pääakselia kohtisuoraan olevaa pintaa pitkin. Tämä mahdollistaa pyörähdyskappaleen muotoisen välähdysputken yhdistämisen laitteeseen.
Kuten kuviossa 4 on esitetty, on optisen kuidun 46 reuna kartio, jonka avauskulma on pieni, joten välähdysputken valolla valotetun kuidun kokonaisala 5 kasvaa. Viitaten nyt kuvioon 7 esitetään geometria valon kytkemiseksi kar-tiomaiseen kärkeen. Tässä oletetaan, että valo tulee alueelta tilasta, jonka taitekerroin on n2 ja, että kuidun kartiomaisen alueen (samoin kuin lopulla kuidun ytimestä) taitekerroin on m.
Kaikki valosäteet, jotka osuvat kartioon, eivät loukkuunnu sinne. Va-10 losäteille, jotka etenevät tasossa, joka sisältää systeemin pääakselin, voidaan johtaa edellytys säteen, jota loukkuuntuu ja absorboituu kuituun, kulmalle. Tämä edellytys on esitetty kuviossa 3.
sin(Mkriitt ) = Cos(p) - [ni2/n22 -1]1/2 sin(p) (yhtälö 3) 15
Valo loukkuuntuu optisen kuidun kartiomaiseen osaan, jos tulokulma μ on suurempi kuin pkrntt., joka on laskettu yhtälöstä 3. Loukkuuntuminen on mahdollista vain, jos ni>n2. Jos kuidun ulkopuolella oleva väliaine on ilmaa, n2 = 1. Kaikki kuidun kartiomaiseen osaan loukkuuntuneesta valosta ei myöskään 20 loukkuunnu kuidun suoraan osaan, jos käytetään kuitua, jossa on ydin ja suoja- • kuori. Jos käytetään kuitua, jossa on ydin eikä suojakuorta (ilma suojakuori), niin kaikki kuidun kartiomaiseen osaan siepatut säteet loukkuuntuvat myös kuidun suoraan osaan.
Kuviossa 4 esitettyä laitteistokokoonpanoa voidaan myös käyttää 25 nesteen täyttäessä heijastimen ja optisen kuidun välisen tilan. Vesi voi olla erittäin sopiva neste tähän tarkoitukseen. Vesi on myös erittäin tehokas jäähdyttämään välähdyslampun, jos käytetään suuria toistonopeuden pulsseja. Nesteen läsnäolo vähentää häviöitä, jotka liitetään lasi-ilma-siirtymään, kuten siirtymään välähdyslampun kuorimateriaalin ja ilman välillä. Jos nestettä käytetään heijas-30 timen tilavuudessa, niin sen taitekerroin voidaan valita sitten sellaiseksi, että kaikki kartiomaiseen osaan loukkuuntuneet säteet loukkuuntuvat myös kuituun • · silloinkin, kun käytetään ytimellisiä/suojakuorellisia kuituja.
Toinen tapa koostaa kuitu heijastimessa on käyttää tasareunaista kuitua. Tämä laitteistokokoonpano on esitetty kuviossa 8 ja sen loukkuuntumis-35 tehokkuus on erittäin lähellä kartiomaisen reunan loukkuuntumistehokkuutta. Monia muita kuidun reunan muotoja, kuten pallomaisia muotoja, voidaan myös 110482 14 käyttää. Kuidun reunan kokoonpanolla on myös vaikutus valon jakautumaan kuidun ulkopuolella ja se voidaan valita laitteen erityisen sovellutuksen mukaan.
Laitetta voidaan käyttää moninaisten optisten kuitujen kanssa. Yksittäistä tai pientä määrää halkaisijaltaan millimetrin tai yli millimetrin kuituja käyte-5 tään tyypillisesti tunkeutuvissa lääketieteellisissä sovellutuksissa. Muissa sovellutuksissa, erityisesti teollisissa ja kotitalouden sovellutuksissa, voi olla edullisempaa käyttää kuitua, jonka halkaisija on suurempi, tai suurempaa kuitukimp-pua tai valonjohdinta.
Kuviot 9 ja 10 esittävät kytkintä 90 lineaarisen välähdysputken kyt-10 kemiseksi lineaarisesta pyöreään olevan kuidun siirtoyksikön 94 kautta kuitu-kimppuun 96. Heijastimella 98 on elliptinen poikkileikkaus, esitetty kuviossa 10, lineaarisen välähdysputken 92 akselin suuntaisessa tasossa tässä suoritusmuodossa. Putki 92 sijaitsee ellipsin toisessa polttopisteessä samalla kun lineaarisesta pyöreään olevan kimppumuuntimen 92 lineaarinen puoli sijaitsee ellip-15 sin toisessa polttopisteessä. Tämä laitteistokokoonpano on suhteellisen helppo valmistaa ja voidaan käyttää kaupallisesti saatavana olevia lineaarisesta pyöreään olevia muuntimia, kuten 25-004-4, joita on saatavana General Fiber Op-tics'lta. Tämä laitteistokokoonpano on erityisen käyttökelpoinen kuidun suuremmille valotusaloille tai välähdysvalaistuksen tarkoituksiin.
20 Energia- ja tehotiheydet, jotka voidaan saavuttaa tällä keksinnöllä, • · ovat riittävän suuria aikaansaamaan halutut vaikutukset pinnan käsittelyyn tai lääketieteellisiin sovellutuksiin. Kuviossa 4 esitettyä suoritusmuotoa varten kokonaisenergia ja tehotiheydet voidaan arvioida seuraavasti. Tyypilliselle pyörähdyskappaleen muotoiselle lampulle, jonka sisäläpimitta on 4 mm ja päähalkaisija 25 3,3 cm, voidaan käyttää lineaarista sähköenergiatiheyden sisääntuloa 10 J/cm lamppuun 5 με pulssin leveydellä. Valon ulostulo lampusta on 5 - 6 J/cm sähköisille optimitoimintaolosuhteille. Kuviossa 4 esitetylle heijastimelle 50 % lampun synnyttämästä valosta tavoittaa alemman polttopisteen. Siten voidaan havaita 25 - 30 J/cm kokonaisenergiavuo polttopisteessä. Kuviossa 4 tai kuviossa 8 esi-;‘ · 30 tetyille suoritusmuodoille tai heijastimen kokonaispoikkileikkausalalla poltto- tasossa on poikkileikkaus 0,8 cm2. Energiatiheydet, jotka ovat suuruusluokkaa 30 - 40 J/cm2 kuidun sisääntulossa, tulisi saavuttaa tällä poikkileikkauksella. Tämä vastaa tehontiheyksiä 5-10 MW/cm2, jotka ovat tyypillisiä tehontiheyksiä, joita käytetään lääketieteellisissä tai materiaalinkäsittelyn sovellutuksissa.
35 Pidemmille pulsseille voidaan lamppuun käyttää suurempia lineaari sia, sähköenergiatiheyksiä. 1 ms:n pulssille välähdysputkeen voidaan käyttää li- 110482 15 neaarista sähköenergiatiheyttä 100 J/cm. Vastaava energiatiheys polttoalueella olisi 300 J/cm asti. Tällaiset energiatiheydet ovat erittäin tehokkaita teollisessa puhdistuksessa ja käsittelysovellutuksissa samoin kuin lääketieteellisissä sovellutuksissa.
5 Vaihtoehtoisia suoritusmuotoja optisten kuitujen kytkemiseksi laajen nettuun valolähteeseen, kuten lineaariseen välähdyslamppuun, on esitetty kuvioissa 11 ja 12. Kuvion 11 suoritusmuodossa optinen kuitu 101 kiedotaan lampun 102 ja lampun kuoren 103 ympärille. Osa valosta, jonka valolähde synnyttää, kytkeytyy kuituun. Jos valonsäteet etenevät suunnassa, jossa kuitu louk-10 kuunnuttaa, niin tällöin tämä valo etenee kuidussa ja sitä voidaan käyttää kuidun ulostulossa 104. Tämän laitteistokokoonpanon eräs rajoitus on se tosiasia, että suurin osa lampun emittoimasta valosta matkaa suunnassa, joka on kohtisuoraan lampun pintaan 103 nähden, ja se ei voi loukkuuntua kuituun 101.
Kuviossa 12 esitetty suoritusmuoto suoriutuu tästä ongelmasta.
15 Seostettu optinen kuitu 105 kiedotaan lampun 102 ja kuoren 103 ympärille ennemminkin kuin kuvion 11 seostamaton kuitu 101. Seostusaine on fluoresoivaa materiaalia, joka viritetään säteilyllä, jota virtaa ulos lampusta 102 ja se säteilee valoa kuidun sisällä. Tämä valo säteilee ympärisäteilevästi ja se osa siitä, mikä on kuidun 105 kriittisen kulman sisällä, loukkuuntuu ja etenee kuidun läpi ja sitä , y 20 voidaan käyttää kuidun 104 ulostulossa. Kuituun loukkuuntuneen valon kulma • ‘ on materiaalin kriittinen kulma, josta optinen kuitu tai optinen aaltoputki valmiste taan. Ilmassa olevalle kuidulle (tai optiselle aaltoputkelle) tämä kulma annetaan muodossa sin a = 1/n.
Tyypillisesti lasille tai muille läpinäkyville materiaaleille n = 1,5 ja a = . 25 41,8°. Tämä vastaa yli 10 %:n loukkuuntumistehokkuutta valosta, jota emittoituu fluoresenssista kuidun sisällä. Jos oletetaan fluoresenssiprosessin tehokkuudeksi 50 %, todetaan, että yli 5 % lampun tuottamasta valosta loukkuuntuu ja etenee kuituun. Esimerkiksi 4 ":n (10,16 cm) lamppu, jonka lineaarinen sähköenergian sisääntulo on 300 J/tuuma (noin 118 J/cm) ja 50 % muunnostehok-30 kuudesta sähköstä valoon kytkisi 2,5 % sähköenergiastaan kuituun. Tämä vastaa 4":n (10,16 cm) lampun tapauksessa valon 30 J kokonaisenergiaa. Tällä . suoritusmuodolla on lisäetu sen siirtäessä lampun emittoimaa aallonpituutta aal lonpituuteen, joka voi olla käyttökelpoisempaa muutamissa terapeuttisissa sovellutuksissa tai käsittelysovellutuksissa, joita mainittiin aiemmin. Siten kuituun . 35 seostettu fluoresoiva materiaali voidaan valita laitteen erityisten sovellutusten määräämän emissioaallonpituuden mukaan.
110482 16
Siten on ilmeistä, että on tarjottu esillä olevan keksinnön mukaan vä-lähdyslamppu ja kytkin, jotka täyttävät täysin yllä asetetut kohteet ja edut. Vaikka keksintöä on kuvattu niiden erityisten suoritusmuotojen yhteydessä, on ilmeistä, että monet vaihtoehdot, muunnokset ja variaatiot ovat ilmeisiä alan ammattilaisil-5 le. Sen mukaisesti se on tarkoitettu käsittämään tällaisia vaihtoehtoja, muunnelmia ja variaatioita, jotka kuuluvat mukaan liitettyjen patenttivaatimusten hengen ja laajan käyttöalueen piiriin.

Claims (5)

110482 17 Patentti vaati m u kset:
1. Laite (10) ihoalueen suonivaurioiden hoitoon, joka laite käsittää rungon (12), jossa on runkoon (12) asennettu epäkoherentti valolähde (14), 5 joka valolähde toimii antaakseen sykkivän valon ulostulon hoitoa varten ja rungossa (12) olevan aukon, joka määrittää ulostulevan valosäteen, joka välitetään hoidettavalle ihoalueelle (21) ilman kulkua valokuitukaapelin kautta, ja antaa suuremman säteilytysalueen verrattuna valokuitukaapelia käyttäviin laittaisiin, tunnettu siitä, että 10 laite käsittää alirajaussuodattimen (18) spektrin näkyvien ja ultra- violettien osuuksien poisleikkaamiseksi, epäkoherentti valolähde (14) tuottaa ulostulevan valosäteen, jonka aallonpituudet vaihtelevat 300 ja 1000 nm välillä, vaihtelevan pulssin leveyden omaavan pulssin muodostava piiri on 15 sähköisesti kytketty valolähteeseen ohjatun aikapulssin leveyden muodostamiseksi 1 ja 10 ms välille, ja että ulostuleva valosäde kehittää iholle energiatiheyden, joka on 30 ja 100 J/cm2 välillä, mahdollistaen sen, että mainittu ulostuleva valosäde voi kuljettuaan alirajaussuodattimen kautta läpäistä ihon haluttuun syvyyteen asti polttamatta ihoa, lämmittää ihon alla olevaa verisuonta 20 hoidettavalla ihoalueella (21) ja aiheuttaa veren hyytymisen verisuonessa.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että ! valolähde on välähdyslamppu.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että se ei käsitä linssiä.
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen laite, tunnettu siitä, että rungossa oleva aukko käsittää iiriksen (20), jolla on säädettävä pituus ja leveys.
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että runko käsittää kahvan (13). > t * · I * · 110482 18
FI931608A 1992-04-09 1993-04-08 Laite suonivaurioiden hoitoon FI110482B (fi)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IL10154792A IL101547A (en) 1992-04-09 1992-04-09 Skin treatment device with incoherent pulsed light source
IL10154792 1992-04-09
US96421092 1992-10-20
US07/964,210 US5405368A (en) 1992-10-20 1992-10-20 Method and apparatus for therapeutic electromagnetic treatment

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI931608A0 FI931608A0 (fi) 1993-04-08
FI931608A FI931608A (fi) 1993-10-10
FI110482B true FI110482B (fi) 2003-02-14

Family

ID=26322430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI931608A FI110482B (fi) 1992-04-09 1993-04-08 Laite suonivaurioiden hoitoon

Country Status (7)

Country Link
EP (3) EP1078604B1 (fi)
AT (2) ATE198836T1 (fi)
CA (1) CA2093055C (fi)
DE (3) DE69333677T2 (fi)
DK (2) DK0565331T5 (fi)
ES (1) ES2233269T3 (fi)
FI (1) FI110482B (fi)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5405368A (en) 1992-10-20 1995-04-11 Esc Inc. Method and apparatus for therapeutic electromagnetic treatment
US5683380A (en) * 1995-03-29 1997-11-04 Esc Medical Systems Ltd. Method and apparatus for depilation using pulsed electromagnetic radiation
US6280438B1 (en) 1992-10-20 2001-08-28 Esc Medical Systems Ltd. Method and apparatus for electromagnetic treatment of the skin, including hair depilation
US5626631A (en) * 1992-10-20 1997-05-06 Esc Medical Systems Ltd. Method and apparatus for therapeutic electromagnetic treatment
US5735844A (en) 1995-02-01 1998-04-07 The General Hospital Corporation Hair removal using optical pulses
US5885273A (en) * 1995-03-29 1999-03-23 Esc Medical Systems, Ltd. Method for depilation using pulsed electromagnetic radiation
US5964749A (en) 1995-09-15 1999-10-12 Esc Medical Systems Ltd. Method and apparatus for skin rejuvenation and wrinkle smoothing
US5836999A (en) * 1995-09-28 1998-11-17 Esc Medical Systems Ltd. Method and apparatus for treating psoriasis using pulsed electromagnetic radiation
US5776175A (en) * 1995-09-29 1998-07-07 Esc Medical Systems Ltd. Method and apparatus for treatment of cancer using pulsed electromagnetic radiation
US7229436B2 (en) 1996-01-05 2007-06-12 Thermage, Inc. Method and kit for treatment of tissue
IL119683A (en) * 1996-11-25 2002-12-01 Rachel Lubart Method and device for light irradiation into tissue
US8182473B2 (en) 1999-01-08 2012-05-22 Palomar Medical Technologies Cooling system for a photocosmetic device
US6653618B2 (en) 2000-04-28 2003-11-25 Palomar Medical Technologies, Inc. Contact detecting method and apparatus for an optical radiation handpiece
US6517532B1 (en) 1997-05-15 2003-02-11 Palomar Medical Technologies, Inc. Light energy delivery head
DE69825447T2 (de) 1997-05-15 2005-09-15 Palomar Medical Technologies, Inc., Burlington Gerät zur dermatologischen behandlung
EP0885629A3 (en) 1997-06-16 1999-07-21 Danish Dermatologic Development A/S Light pulse generating apparatus and cosmetic and therapeutic phototreatment
DE69926348T2 (de) 1998-03-12 2006-06-01 Palomar Medical Technologies, Inc., Burlington System zur elektromagnetischen bestrahlung der haut
WO1999049937A1 (en) 1998-03-27 1999-10-07 The General Hospital Corporation Method and apparatus for the selective targeting of lipid-rich tissues
DE19856002C1 (de) * 1998-12-04 2000-08-24 Ismail Apul Wärmetherapie-Behandlungsleuchte für den Handbetrieb
US20020091377A1 (en) * 2000-01-25 2002-07-11 Anderson R. Rox Method and apparatus for medical treatment utilizing long duration electromagnetic radiation
CA2397113A1 (en) * 2000-02-03 2001-08-09 Gregg S. Homer Method for alteration of iris pigmentation
US8206379B2 (en) 2001-02-02 2012-06-26 Homer Gregg S Techniques for alteration of iris pigment
DE10123926A1 (de) * 2001-03-08 2002-09-19 Optomed Optomedical Systems Gmbh Bestrahlungsanordnung
DE50212701D1 (de) 2001-03-08 2008-10-09 Optomed Optomedical Systems Gmbh Bestrahlungsanordnung zur behandlung von akne und aknenarben
DE10112289A1 (de) * 2001-03-08 2002-09-26 Optomed Optomedical Systems Gmbh Bestrahlungsanordnung und Verfahren zur Behandlung von Akne
WO2002078786A1 (en) * 2001-03-30 2002-10-10 Cyden Ltd. Therapeutic treatment device
US6723090B2 (en) 2001-07-02 2004-04-20 Palomar Medical Technologies, Inc. Fiber laser device for medical/cosmetic procedures
JP2005535370A (ja) 2002-06-19 2005-11-24 パロマー・メディカル・テクノロジーズ・インコーポレイテッド 皮膚および皮下の症状を治療する方法および装置
CN1665564A (zh) * 2002-07-08 2005-09-07 西顿有限公司 具有不相干和相干光源的治疗装置
CN102698368A (zh) 2002-10-23 2012-10-03 帕洛玛医疗技术公司 与冷却剂和肤面物质联用的光治疗装置
US8870856B2 (en) 2003-08-25 2014-10-28 Cutera, Inc. Method for heating skin using light to provide tissue treatment
US7722600B2 (en) 2003-08-25 2010-05-25 Cutera, Inc. System and method for heating skin using light to provide tissue treatment
US8915906B2 (en) 2003-08-25 2014-12-23 Cutera, Inc. Method for treatment of post-partum abdominal skin redundancy or laxity
US7326199B2 (en) 2003-12-22 2008-02-05 Cutera, Inc. System and method for flexible architecture for dermatologic treatments utilizing multiple light sources
WO2007001318A1 (en) * 2004-07-16 2007-01-04 Johnson & Johnson Consumer Companies, Inc. Treatment of skin with light and a benefit agent
US7856985B2 (en) 2005-04-22 2010-12-28 Cynosure, Inc. Method of treatment body tissue using a non-uniform laser beam
US8346347B2 (en) 2005-09-15 2013-01-01 Palomar Medical Technologies, Inc. Skin optical characterization device
US7586957B2 (en) 2006-08-02 2009-09-08 Cynosure, Inc Picosecond laser apparatus and methods for its operation and use
WO2009029663A1 (en) * 2007-08-27 2009-03-05 Candela Corporation Volume emitter
JP6008463B2 (ja) * 2007-12-07 2016-10-19 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション 皮膚科学的治療のためのシステムおよび装置
DE202009002331U1 (de) 2009-02-18 2009-04-23 CCS Technology, Inc., Wilmington Vorrichtung zur Umwandlung von Licht in ein elektrisches Signal
US9919168B2 (en) 2009-07-23 2018-03-20 Palomar Medical Technologies, Inc. Method for improvement of cellulite appearance
WO2013158299A1 (en) 2012-04-18 2013-10-24 Cynosure, Inc. Picosecond laser apparatus and methods for treating target tissues with same
WO2014145707A2 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Cynosure, Inc. Picosecond optical radiation systems and methods of use
KR102627248B1 (ko) 2018-02-26 2024-01-19 싸이노슈어, 엘엘씨 Q-스위치드 캐비티 덤핑 서브 나노초 레이저

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1651385A (en) * 1925-07-13 1927-12-06 Sanitarium And Hospital Equipm Portable therapeutic lamp
US3327712A (en) 1961-09-15 1967-06-27 Ira H Kaufman Photocoagulation type fiber optical surgical device
DE1279235B (de) * 1962-09-25 1968-10-03 Kern G M B H & Co Dr Bestrahlungsgeraet, insbesondere fuer UV-Bestrahlung
US3693623A (en) * 1970-12-25 1972-09-26 Gregory System Inc Photocoagulation means and method for depilation
DE2717421A1 (de) * 1974-05-21 1978-11-16 Nath Guenther Koagulator
DE2609273A1 (de) 1976-03-05 1977-09-08 Mutzhas Maximilian F Bestrahlungseinrichtung mit ultraviolett-strahlenquelle
JPS55117166A (en) * 1979-03-02 1980-09-09 Ushio Inc Lighting device
DE3044184A1 (de) * 1980-11-24 1982-06-16 Mutzhas Maximilian F Vorrichtung zur phototherapeutischen behandlung der hyperbilirubinaemie
US4608978A (en) * 1983-09-26 1986-09-02 Carol Block Limited Method and apparatus for photoepiltion
WO1986002783A1 (en) 1984-10-25 1986-05-09 Candela Corporation Long pulse tunable dye laser
US4940922A (en) * 1985-12-16 1990-07-10 Ilc Technology, Inc. Integral reflector flashlamp
US4792341A (en) * 1986-06-19 1988-12-20 Clairol Incorporated Hair photobleaching
AU2121788A (en) 1987-07-24 1989-03-01 Laszlo Banhegyi Apparatus for irradiating by polarised light
US4860172A (en) * 1988-01-19 1989-08-22 Biotronics Associates, Inc. Lamp-based laser simulator
SE465953B (sv) * 1990-04-09 1991-11-25 Morgan Gustafsson Anordning foer behandling av icke oenskade ytliga aakommor

Also Published As

Publication number Publication date
ATE198836T1 (de) 2001-02-15
DK9800172U1 (da) 1998-05-12
DK0565331T5 (da) 2001-05-21
ATE279889T1 (de) 2004-11-15
EP1078604A3 (en) 2001-08-08
DE9321497U1 (de) 1998-08-20
EP1078604A2 (en) 2001-02-28
FI931608A0 (fi) 1993-04-08
DE69329885T2 (de) 2001-05-17
CA2093055A1 (en) 1993-10-10
DK0565331T3 (da) 2001-04-23
DE69333677T2 (de) 2006-03-09
EP1078605A2 (en) 2001-02-28
FI931608A (fi) 1993-10-10
EP0565331B1 (en) 2001-01-24
DE69333677D1 (de) 2004-11-25
ES2233269T3 (es) 2005-06-16
EP0565331A2 (en) 1993-10-13
DE69329885D1 (de) 2001-03-01
EP0565331A3 (fi) 1994-12-28
CA2093055C (en) 2002-02-19
EP1078605A3 (en) 2001-08-08
EP1078604B1 (en) 2004-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI110482B (fi) Laite suonivaurioiden hoitoon
US5405368A (en) Method and apparatus for therapeutic electromagnetic treatment
US5626631A (en) Method and apparatus for therapeutic electromagnetic treatment
US5620478A (en) Method and apparatus for therapeutic electromagnetic treatment
US5720772A (en) Method and apparatus for therapeutic electromagnetic treatment
US6514243B1 (en) Method and apparatus for electromagnetic treatment of the skin, including hair depilation
RU2181571C2 (ru) Устройство для терапевтической и косметологической фотообработки биотканей и способ его использования
US5643334A (en) Method and apparatus for the diagnostic and composite pulsed heating and photodynamic therapy treatment
US5048034A (en) Long wavelength NdYAG laser
EP0885629A2 (en) Light pulse generating apparatus and cosmetic and therapeutic phototreatment
WO1998033556A1 (en) Peltier cooled apparatus and methods for dermatological treatment
JP2001505101A (ja) 介入的光エネルギー放射システム
DE19914108A1 (de) Bestrahlungsanordnung, insbesondere zur optischen Thermolyse
KR101078204B1 (ko) 고효율 아이피엘 기기
EP0591404A1 (en) Lights-pumped high power medical system
WO2001087408A2 (en) Method and apparatus for applying electromagnetic radiation into human tissues for producing a therapeutic effect
IL101547A (en) Skin treatment device with incoherent pulsed light source

Legal Events

Date Code Title Description
GB Transfer or assigment of application

Owner name: ESC MEDICAL SYSTEMS LTD

HC Name/ company changed in application

Owner name: ESC MEDICAL SYSTEMS LTD