ITFI20110015A1

ITFI20110015A1 - "DEVICE AND METHOD FOR THE APPLICATION OF OPTICAL RADIATION TO A TARGET"

Info

Publication number: ITFI20110015A1
Application number: IT000015A
Authority: IT
Inventors: Gabriele Clementi; Damiano Fortuna; Luciano Gioe; Stefano Modi; Tiziano Zingoni
Original assignee: El En Spa
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2012-07-26

Description

“DISPOSITIVO E METODO PER L’APPLICAZIONE DI UNA RADIAZIONE OTTICA AD UN BERSAGLIO” "DEVICE AND METHOD FOR THE APPLICATION OF OPTICAL RADIATION TO A TARGET"

Descrizione Description

Campo tecnico Technical field

La presente invenzione riguarda un dispositivo per l’applicazione di una radiazione ottica, e più in particolare un dispositivo comprendente una sorgente di radiazione ottica ad ampio spettro, in particolare una lampada a luce pulsata. In particolare l’invenzione riguarda dispositivi per l’applicazione di radiazioni ottiche per trattamenti medicali, in specie ma non esclusivamente per il trattamento di lesioni vascolari. The present invention relates to a device for the application of an optical radiation, and more particularly a device comprising a source of broad spectrum optical radiation, in particular a pulsed light lamp. In particular, the invention relates to devices for the application of optical radiation for medical treatments, especially but not exclusively for the treatment of vascular lesions.

Stato della tecnica State of the art

Per il trattamento delle lesioni vascolari superficiali del volto con l’impiego di sorgenti luminose sono state utilizzate efficacemente numerose lunghezze d’onda sia nel visibile (500-800 nm) che nel vicino infrarosso (800-1300 nm). For the treatment of superficial vascular lesions of the face with the use of light sources, numerous wavelengths have been effectively used both in the visible (500-800 nm) and in the near infrared (800-1300 nm).

I sistemi storicamente più utilizzati nel trattamento delle anomalie vascolari sono stati il KTP (532 nm), i vapori di rame (511/578 nm), l’alessandrite (755 nm), il diodo (800/810/930 nm), fino alla individuazione di sistemi di elezione come gli attuali dye laser, laser Nd:Yag e sistemi a luce pulsata. Il dye laser rappresenta a tu tt’ oggi lo standard di riferimento per il trattamento delle lesioni vascolari superficiali. Historically the most used systems in the treatment of vascular anomalies have been KTP (532 nm), copper vapors (511/578 nm), alexandrite (755 nm), diode (800/810/930 nm), up to to the identification of systems of choice such as the current dye lasers, Nd: Yag lasers and pulsed light systems. The dye laser represents today the reference standard for the treatment of superficial vascular lesions.

II bersaglio del trattamento delle lesioni vascolari è infatti rappresentato dall’ossiemoglobina che presenta tre picchi di assorbimento alle lunghezze d’onda 418, 542 e 577 nm (vedi Fig.l). The target for the treatment of vascular lesions is in fact represented by oxyhemoglobin which has three absorption peaks at wavelengths 418, 542 and 577 nm (see Fig. 1).

In prima analisi la scelta della lunghezza d’onda terapeutica più efficace dovrà essere effettuata individuando il maggior assorbimento del cromoforo vascolare. L’anatomia delle lesioni vascolari implica però di dover tener conto anche della profondità di penetrazione di tali lunghezze d’onda. In particolare una maggiore lunghezza d’onda consente una maggiore penetrazione per poter raggiungere le profondità dermiche dove è collocata la lesione vascolare. In the first analysis, the choice of the most effective therapeutic wavelength must be made by identifying the greatest absorption of the vascular chromophore. However, the anatomy of vascular lesions implies that the depth of penetration of these wavelengths must also be taken into account. In particular, a greater wavelength allows greater penetration in order to reach the dermal depths where the vascular lesion is located.

I dye-laser attuali, che utilizzano la rodamina come mezzo attivo, permettono di produrre una gamma di lunghezze d’onda tra 585 e 600 nm. Queste lunghezze d’onda consentono di ottenere una maggiore penetrazione nei tessuti per trattare anche le lesioni morfologicamente distribuite in profondità e mantenere comunque un'alta selettività con Γ emoglobina. Current dye lasers, which use rhodamine as an active medium, allow to produce a range of wavelengths between 585 and 600 nm. These wavelengths allow for greater penetration into the tissues to also treat lesions morphologically distributed in depth and still maintain a high selectivity with Γ hemoglobin.

L’indubbio vantaggio terapeutico di queste lunghezze d’onda, legato alla elettività di assorbimento da parte dell’emoglobina, che rende il dye-laser il gold standard nel trattamento delle lesioni vascolari, porta però anche alla presenza di eventuab effetti collaterali, quali la formazione di porpora intensa ed eventuale rischio di ipopigmentazioni a lungo termine se non viene ben gestito sia il trattamento che la successiva guarigione. The undoubted therapeutic advantage of these wavelengths, linked to the electivity of absorption by hemoglobin, which makes the dye-laser the gold standard in the treatment of vascular lesions, also leads to the presence of eventual side effects, such as formation of intense purpura and possible risk of long-term hypopigmentation if both treatment and subsequent healing are not well managed.

Altro sistema laser di indubbio valore terapeutico è rappresentato dalle sorgenti laser a Nd:YAG che consentono emissioni nel vicino infrarosso alla lunghezza d’onda di 1064 nm. L’effetto termico sulla componente vascolare segue un razionale simile a quello del dye laser, pur non avendo gli elevati picchi di assorbimento dell’emoglobina come nel visibile. Pertanto saranno richiesti maggiori hvelli di energia da somministrare. La capacità della radiazione laser de Nd:YAG di penetrare più in profondità (3 mm) consente di trattare le anomalie vascolari attraverso emissioni legate al tempo di rilassamento termico dei vasi e risparmiare i tessuti circostanti senza la formazione della porpora. Another laser system of undoubted therapeutic value is represented by the Nd: YAG laser sources which allow near infrared emissions at a wavelength of 1064 nm. The thermal effect on the vascular component follows a rationale similar to that of the dye laser, although it does not have the high absorption peaks of hemoglobin as in the visible. Therefore, higher levels of energy will be required to be administered. The ability of the Nd: YAG laser radiation to penetrate deeper (3 mm) allows to treat vascular anomalies through emissions related to the thermal relaxation time of the vessels and spare the surrounding tissues without the formation of purpura.

In aggiunta ai sistemi laser finora discussi, l’innovazione tecnologica ha introdotto anche sistemi di luce pulsata che consentono remissione a banda larga, con spettro di lunghezze d’onda che vanno tipicamente da 500 a 1200 nm. Il vantaggio dei sistemi a luce pulsata è quello di poter colpire il bersaglio della componente vascolare su più lunghezze d’onda, sfruttando sia le componenti dei sistemi laser sopra discussi, sia ulteriori lunghezze d’onda comprese nello spettro di emissione delle sorgenti a luce pulsata. L’impiego di sistemi di raffreddamento e la gestione degli impulsi ha reso la luce pulsata un valido sistema per il trattamento delle lesioni vascolari superficiali, potendo gestire le emissioni nel rispetto deH’integrità delle strutture adiacenti non coinvolte nel trattamento vascolare. In addition to the laser systems discussed so far, technological innovation has also introduced pulsed light systems that allow broadband remission, with a spectrum of wavelengths typically ranging from 500 to 1200 nm. The advantage of pulsed light systems is to be able to hit the target of the vascular component on multiple wavelengths, exploiting both the components of the laser systems discussed above, and further wavelengths included in the emission spectrum of pulsed light sources. . The use of cooling systems and impulse management has made pulsed light a valid system for the treatment of superficial vascular lesions, being able to manage emissions while respecting the integrity of adjacent structures not involved in vascular treatment.

Pur mantenendo prestazioni inferiori rispetto al dye laser ed al laser Nd:YAG a causa della sua peculiarità, la luce pulsata ha permesso di ridurre gli effetti collaterali sopra discussi e di trattare ampie zone di tessuto, grazie alle maggiori dimensioni delle guide d’onda rispetto agli spot dei sistemi laser. While maintaining lower performance than the dye laser and the Nd: YAG laser due to its peculiarity, the pulsed light has allowed to reduce the side effects discussed above and to treat large areas of tissue, thanks to the larger dimensions of the waveguides compared to to the spots of laser systems.

Il maggiore limite dell’impiego delle luci pulsate nel trattamento in ambito vascolare è legato al limite tecnologico costruttivo che porta ad avere il maggior contributo energetico di emissione nell’ infrarosso, lasciando una minore percentuale di energia luminosa nella parte dell’emissione visibile, dove sono collocati sia i picchi di assorbimento dell’emoglobina, sia le lunghezze d’onda tipiche dei sistemi dye laser. The greater limit of the use of pulsed lights in the treatment in the vascular field is linked to the technological constructive limit that leads to having the greatest energy contribution of emission in the infrared, leaving a lower percentage of light energy in the part of the visible emission, where they are both the hemoglobin absorption peaks and the wavelengths typical of dye laser systems are located.

Inoltre, remissione su tutto lo spettro del visibile implica il coinvolgimento della componente pigmentaria (melanina) distribuita nel tessuto cutaneo che presenta uno spettro di assorbimento su tutto il visibile e con un aumento di selettività per lunghezze d’onda sempre più corte (vedi Fig.l). Furthermore, remission on the whole visible spectrum implies the involvement of the pigmentary component (melanin) distributed in the skin tissue which has an absorption spectrum over the whole visible and with an increase in selectivity for shorter and shorter wavelengths (see Fig. L).

Sommario deH’invenzione Summary of the invention

Alla luce delle problematiche sopra discusse, secondo un aspetto scopo dell’invenzione è la realizzazione di un dispositivo per il trattamento tramite radiazione ottica di un bersaglio, in specie ma non esclusivamente per il trattamento di lesioni vascolari, tramite Γ utili zzo di lampade pulsate che consenta di raggiungere una migliore efficienza rispetto ai sistemi tradizionali. In the light of the problems discussed above, according to one aspect, the object of the invention is the realization of a device for the treatment by optical radiation of a target, in particular but not exclusively for the treatment of vascular lesions, by means of pulsed lamps which allows to achieve better efficiency than traditional systems.

Sostanzialmente l’invenzione si basa sull’idea di utilizzare un sistema a raffreddamento fluorescente da integrare all’interno della sorgente di radiazione ottica a luce pulsata. Tramite una scelta opportuna della soluzione a colorante organico e fluorescente contenuto nel liquido refrigerante si ottiene di spostare lo spettro di emissione della luce pulsata per collocare maggiore energia negli spettri di assorbimento elettivi del bersaglio da colpire, in funzione del trattamento da ottimizzare. Basically, the invention is based on the idea of using a fluorescent cooling system to be integrated within the pulsed light optical radiation source. Through an appropriate choice of the organic and fluorescent dye solution contained in the coolant liquid, it is possible to shift the emission spectrum of the pulsed light to place more energy in the elective absorption spectra of the target to be hit, depending on the treatment to be optimized.

In una forma di realizzazione l’invenzione prevede un dispositivo per l’applicazione di una radiazione ottica comprendente: In one embodiment, the invention provides a device for the application of an optical radiation comprising:

- una sorgente di radiazione ottica; - a source of optical radiation;

- un percorso ottico per convogliare la radiazione ottica verso un bersaglio da trattare; - an optical path for conveying the optical radiation towards a target to be treated;

- un circuito di raffreddamento della sorgente di radiazione ottica, in cui circola un fluido fluorescente di raffreddamento, detto fluido assorbendo radiazione ottica emessa da detta sorgente di radiazione ottica in almeno una prima banda di lunghezze d’onda ed emettendo radiazione ottica per fluorescenza in almeno una seconda banda di lunghezze d’onda, diversa dalla prima banda di lunghezze d’onda. - a cooling circuit of the optical radiation source, in which a fluorescent cooling fluid circulates, said fluid absorbing optical radiation emitted by said optical radiation source in at least a first wavelength band and emitting optical radiation by fluorescence in at least a second wavelength band, different from the first wavelength band.

In sostanza, l’invenzione si basa sull’idea di utilizzare un circuito di raffreddamento della sorgente di radiazione ottica in cui circola un fluido refrigerante che assorbe la radiazione ottica emessa dalla sorgente in almeno una prima banda di lunghezze d’onda e la emette per fluorescenza in almeno una seconda banda di lunghezze d’onda, diversa dalla prima banda di lunghezze d'onda, in cui la prima banda di lunghezze d’onda è una banda non utile ai fini del trattamento che si vuole eseguire sul bersaglio, o addirittura è una banda che può comportare l'insorgenza di effetti collaterali indesiderati. Viceversa la seconda banda di lunghezze d'onda, in cui il fluido refrigerante emette per fluorescenza, è la banda di elezione per il trattamento del bersaglio, cioè la banda in cui si collocano le lunghezze d’onda utili ai fini del conseguimento dell’effetto voluto sul bersaglio. Basically, the invention is based on the idea of using a cooling circuit of the optical radiation source in which a cooling fluid circulates which absorbs the optical radiation emitted by the source in at least a first wavelength band and emits it for fluorescence in at least a second wavelength band, different from the first wavelength band, in which the first wavelength band is a band not useful for the purpose of the treatment to be performed on the target, or even it is a band that can lead to the onset of unwanted side effects. Vice versa, the second wavelength band, in which the refrigerant fluid emits by fluorescence, is the band of choice for target treatment, i.e. the band in which the wavelengths useful for achieving the effect are located. wanted on target.

Nell’ipotesi specifica dell’applicazione al trattamento delle lesioni vascolari a livello cutaneo il sistema sopra sinteticamente esposto consente di assorbire energia emessa dalla sorgente ottica in lunghezze d’onda in cui l'ossi-emoglobina non presenta picchi di assorbimento, ri-emettendo tale energia per fluorescenza in corrispondenza del o dei picchi di assorbimento dell’ ossi-emoglobina. Si ha in sostanza un trasferimento di energia da una banda di lunghezze d’onda ad un’altra banda di lunghezze d'onda, con il recupero dell’energia che altrimenti non solo non comporterebbe un vantaggio funzionale nel trattamento, ma addirittura potrebbe portare ad effetti collaterali indesiderati a causa dell’assorbimento da parte della componente pigmentaria, cioè da parte della melanina, contenuta nel tessuto cutaneo sottoposto ad irraggiamento. In the specific hypothesis of application to the treatment of vascular lesions in the skin, the system briefly described above allows to absorb energy emitted by the optical source in wavelengths in which the oxy-hemoglobin does not present absorption peaks, re-emitting this energy by fluorescence in correspondence with the oxy-hemoglobin absorption peak (s). In essence, there is a transfer of energy from one wavelength band to another wavelength band, with the recovery of energy which otherwise would not only not entail a functional advantage in the treatment, but could even lead to unwanted side effects due to absorption by the pigment component, i.e. by the melanin contained in the skin tissue subjected to irradiation.

Si deve comprendere che il concetto su cui si basa l’invenzione, pur consentendo di ottenere particolari vantaggi nell’applicazione al trattamento delle lesioni vascolari, non è limitato a questo tipo di utilizzo. Un dispositivo di applicazione di radiazione ottica del tipo descritto trova vantaggiose applicazioni ogni qual volta la sorgente di radiazione ottica abbia una banda di emissione che interessa anche lunghezze d’onda non utili od addirittura dannose per quanto concerne l’effetto funzionale che si desidera ottenere sul bersaglio. Questa energia od almeno una parte di questa energia viene assorbita dal fluido refrigerante e riemessa per fluorescenza in una banda utile ai fini dell’effetto funzionale desiderato. It must be understood that the concept on which the invention is based, while allowing to obtain particular advantages in the application to the treatment of vascular lesions, is not limited to this type of use. An optical radiation application device of the type described finds advantageous applications whenever the optical radiation source has an emission band which also affects wavelengths that are not useful or even harmful as regards the functional effect that is desired to be obtained on the target. This energy or at least part of this energy is absorbed by the refrigerant fluid and re-emitted by fluorescence in a useful band for the purpose of the desired functional effect.

Secondo una vantaggiosa forma di realizzazione il fluido refrigerante è un liquido contenente una sostanza fluorescente, preferibilmente una sostanza organica fluorescente. Nel caso di trattamento di lesioni vascolari tale sostanza fluorescente può essere ad esempio costituita da rodamina. According to an advantageous embodiment, the refrigerant fluid is a liquid containing a fluorescent substance, preferably a fluorescent organic substance. In the case of the treatment of vascular lesions, this fluorescent substance can be constituted for example by rhodamine.

In alcune forme di realizzazione il dispositivo comprende un percorso ottico fra la sorgente di radiazione ottica ed una superficie di uscita della radiazione ottica dal dispositivo. Questa superficie di uscita può essere configurata per essere in contatto con il bersaglio da trattare, oppure può essere realizzata per venire mantenuto ad una certa distanza dal bersaglio da trattare. In some embodiments the device comprises an optical path between the optical radiation source and an output surface of the optical radiation from the device. This exit surface can be configured to be in contact with the target to be treated, or it can be made to be kept at a certain distance from the target to be treated.

Vantaggiosamente, in alcune forme di realizzazione lungo il percorso ottico viene disposta una guida d’onda per convogliare la radiazione dalla sorgente di radiazione ottica alla superficie di uscita della radiazione ottica dal dispositivo. Questa guida d’onda può essere corredata a sua volta da un ulteriore sistema di raffreddamento. Il sistema di raffreddamento della guida d’onda può essere costituito ad esempio da una coppia di moduli termo-elettrici a effetto Peltier. Il calore generato dalla coppia di moduli termo-elettrici ad effetto Peltier può essere dissipato usando lo stesso circuito di raffreddamento della sorgente di radiazione ottica, oppure un altro dispositivo dedicato a questo scopo. Advantageously, in some embodiments along the optical path a wave guide is arranged to convey the radiation from the optical radiation source to the output surface of the optical radiation from the device. This wave guide can in turn be equipped with an additional cooling system. The waveguide cooling system can be made up, for example, of a pair of thermo-electric Peltier effect modules. The heat generated by the pair of Peltier effect thermo-electric modules can be dissipated using the same cooling circuit as the optical radiation source, or another device dedicated to this purpose.

Il sistema di raffreddamento della guida d’onda evita il surriscaldamento delle parti del dispositivo destinate ad entrare in contatto con il bersaglio o ad essere in vicinanza di esso. The waveguide cooling system prevents overheating of the parts of the device intended to come into contact with the target or to be in proximity to it.

Si può anche prevedere che il dispositivo sia corredato (in aggiunta od in alternativa al sistema di raffreddamento della guida d’onda) di un sistema di raffreddamento del bersaglio da trattare. Questo sistema di raffreddamento del bersaglio da trattare può essere di vario tipo e realizzato secondo tecniche note agli esperti del ramo. Esso può rimuovere calore dal bersaglio per conduzione, oppure per convezione, preferibilmente per convezione forzata, ad esempio con un flusso di aria indirizzato alla zona del bersaglio da trattare. It can also be envisaged that the device is equipped (in addition or as an alternative to the cooling system of the waveguide) with a cooling system for the target to be treated. This cooling system for the target to be treated can be of various types and made according to techniques known to those skilled in the art. It can remove heat from the target by conduction, or by convection, preferably by forced convection, for example with a flow of air directed to the target area to be treated.

In alcune forme di realizzazione si potrebbe mantenere sufficientemente bassa la temperatura del liquido refrigerante nel circuito di raffreddamento della sorgente di radiazione ottica, in modo tale da mantenere bassa la temperatura del bersaglio in contatto con la finestra di uscita della radiazione ottica. In altre forme di realizzazione il raffreddamento del bersaglio può avvenire tramite detto ulteriore sistema di raffreddamento associato alla guida d'onda. In some embodiments, the temperature of the coolant liquid in the cooling circuit of the optical radiation source could be kept sufficiently low, so as to keep the temperature of the target in contact with the outlet window of the optical radiation low. In other embodiments, the target can be cooled by means of said further cooling system associated with the wave guide.

In alcune forme di realizzazione può essere previsto unicamente il sistema di raffreddamento utilizzante il fluido fluorescente, con opportuna configurazione del percorso del fluido, per raffreddare la sorgente di radiazione ottica, la guida d'onda ed il bersaglio da trattare. Ad esempio il circuito del fluido refrigerante può presentare un condotto con una o più anse destinate ad entrare in contatto con il bersaglio nella zona circostante l'area su cui viene indirizzata la radiazione ottica che attraversa la guida d'onda. In some embodiments, only the cooling system using the fluorescent fluid can be provided, with a suitable configuration of the fluid path, to cool the source of optical radiation, the wave guide and the target to be treated. For example, the refrigerant fluid circuit can have a duct with one or more loops intended to come into contact with the target in the area surrounding the area on which the optical radiation passing through the waveguide is directed.

Vantaggiosamente la sorgente di radiazione ottica è una lampada e più in particolare può essere una lampada a luce pulsata. Alla lampada a luce pulsata può essere associato un circuito di controllo della pulsazione di emissione. Advantageously, the source of optical radiation is a lamp and more particularly it can be a pulsed light lamp. An emission pulsation control circuit can be associated with the pulsed light lamp.

In alcune forme di realizzazione la lampada è una lampada allo Xenon. In some embodiments the lamp is a Xenon lamp.

Alla lampada, od in generale alla sorgente di radiazione ottica, può essere associato, sempre al fine di convogliare la radiazione di essa verso il bersaglio, un riflettore speculare o diffondente di forma opportuna, ad esempio con una superficie cilindrica a sezione parabolica. Il riflettore viene posto su un lato della lampada contrapposto alla zona in cui si trova il circuito di raffreddamento della sorgente di radiazione ottica, cosicché la radiazione emessa dalla sorgente di radiazione ottica viene riflessa o diffusa verso la zona del circuito di raffreddamento. A specular or diffusing reflector of suitable shape, for example with a cylindrical surface with parabolic section, can be associated with the lamp, or in general with the source of optical radiation, again in order to convey the radiation thereof towards the target. The reflector is placed on one side of the lamp opposite the zone in which the cooling circuit of the optical radiation source is located, so that the radiation emitted by the optical radiation source is reflected or diffused towards the zone of the cooling circuit.

Vantaggiosamente, il circuito di raffreddamento può comprendere uno o più condotti in cui fluisce il liquido refrigerante contenente la sostanza fluorescente. Le pareti del o dei condotti sono trasparenti alla radiazione di interesse. Può essere previsto anche un solo condotto. In alcune forme di realizzazione il condotto presenta una sezione trasversale rettangolare allungata, con superfici piane parallele tra loro ed ortogonali alla direzione di propagazione del fascio di radiazione luminosa proveniente dalla sorgente di radiazione ottica. In alcune forme di realizzazione si può anche prevedere che l’intera lampada sia immersa in un condotto di circolazione del fluido refrigerante e fluorescente. Advantageously, the cooling circuit can comprise one or more ducts in which the refrigerant liquid containing the fluorescent substance flows. The walls of the duct (s) are transparent to the radiation of interest. Even a single duct can be provided. In some embodiments the duct has an elongated rectangular cross section, with flat surfaces parallel to each other and orthogonal to the direction of propagation of the light radiation beam coming from the optical radiation source. In some embodiments it can also be provided that the entire lamp is immersed in a circulation duct for the refrigerant and fluorescent fluid.

In alcune forme di realizzazione la sorgente di radiazione ottica ha uno spettro di emissione in un intervallo compreso almeno tra 450 e 1200 nm. In questo caso si può vantaggiosamente prevedere che la sostanza fluorescente utilizzata assorba energia nella gamma di lunghezze d’onda dello spettro UV fino a 550 nm per ri-emettere tale energia per fluorescenza, con perdite sostanzialmente trascurabili, nell’intervallo di lunghezza d’onda ad esempio di 550-650 nm. Vantaggiosamente viene previsto un picco di emissione per fluorescenza intorno ai 570 nm, in particolare quando la sostanza fluorescente utilizzata è rodamina. In some embodiments the optical radiation source has an emission spectrum in a range at least between 450 and 1200 nm. In this case it can advantageously be envisaged that the fluorescent substance used absorbs energy in the wavelength range of the UV spectrum up to 550 nm to re-emit this energy by fluorescence, with substantially negligible losses, in the wavelength range. for example of 550-650 nm. Advantageously, an emission peak for fluorescence around 570 nm is provided, in particular when the fluorescent substance used is rhodamine.

In alcune vantaggiose forme di realizzazione, fra la sorgente di radiazione ottica e la superficie di uscita della radiazione ottica del dispositivo viene disposto un filtro selettivo. Preferibilmente il filtro è disposto in una posizione intermedia fra la sorgente di radiazione ottica e la guida d’onda. Vantaggiosamente il filtro è disposto fra il circuito di raffreddamento e la guida d’onda. In questo modo il filtro può presentare almeno una banda di interdizione corrispondente alla o comprendente la banda di assorbimento della sostanza fluorescente contenuta nel fluido refrigerante impedendo alla radiazione ottica in questa banda di raggiungere l’uscita del dispositivo. Il filtro presenta, inoltre, almeno una banda passante sostanzialmente corrispondente alla (o comprendente la) gamma di lunghezze d’onda di emissione per fluorescenza della sostanza fluorescente contenuta nel fluido refrigerante. In some advantageous embodiments, a selective filter is arranged between the optical radiation source and the optical radiation output surface of the device. Preferably the filter is arranged in an intermediate position between the optical radiation source and the wave guide. Advantageously, the filter is arranged between the cooling circuit and the wave guide. In this way, the filter can have at least one interdiction band corresponding to or including the absorption band of the fluorescent substance contained in the refrigerant fluid, preventing the optical radiation in this band from reaching the output of the device. The filter also has at least one passband substantially corresponding to (or including the) range of emission wavelengths by fluorescence of the fluorescent substance contained in the refrigerant fluid.

In forme di realizzazione preferite delfinvenzione, il filtro riflette totalmente od almeno parzialmente la radiazione ottica nella banda di lunghezza d’onda di interdizione, corrispondente alla (o contenente la) banda di assorbimento per fluorescenza, cosicché la radiazione ottica emessa dalla sorgente di radiazione ottica in questa banda che raggiunge il filtro viene riflessa verso il circuito di raffreddamento e assorbita dalla sostanza fluorescente che ri-emette l’energia assorbita nella seconda banda di lunghezza d’onda a cui il filtro è sostanzialmente trasparente, consentendo il trasferimento dell’energia verso la guida d’onda e quindi in generale verso il bersaglio. In questo modo si ottiene da un lato una massimizzazione dell'energia emessa complessivamente nella banda utile, e dall'altro si evita un surriscaldamento, per assorbimento, da parte del filtro. In preferred embodiments of the invention, the filter reflects totally or at least partially the optical radiation in the interdiction wavelength band, corresponding to (or containing) the fluorescence absorption band, so that the optical radiation emitted by the optical radiation source in this band that reaches the filter it is reflected towards the cooling circuit and absorbed by the fluorescent substance which re-emits the energy absorbed in the second wavelength band to which the filter is substantially transparent, allowing the transfer of energy towards the waveguide and therefore in general towards the target. In this way, on the one hand, a maximization of the energy emitted overall in the useful band is obtained, and on the other hand, overheating, by absorption, by the filter is avoided.

In una forma di realizzazione perfezionata dell’ invenzione il filtro comprende una banda passante e una banda di interdizione, nella banda di interdizione il filtro risulta riflettente per consentire alla radiazione in tale banda di lunghezze d’onda di ritornare verso il circuito di raffreddamento ed interagire con la sostanza fluorescente contenuta nel fluido refrigerante. In an improved embodiment of the invention the filter comprises a passband and an interdiction band, in the interdiction band the filter is reflective to allow the radiation in this wavelength band to return to the cooling circuit and interact with the fluorescent substance contained in the refrigerant fluid.

Vantaggiosamente il filtro può presentare una banda passante comprendente un intervallo di lunghezze d'onda compresa fra circa 550 nm e il vicino infrarosso. Advantageously, the filter can have a pass band comprising a range of wavelengths comprised between about 550 nm and the near infrared.

In vantaggiose forme di realizzazione il filtro comprende una banda di interdizione fra circa 450 e 550 nm. In advantageous embodiments, the filter comprises an interdiction band between about 450 and 550 nm.

Secondo un diverso aspetto l’invenzione prevede un metodo per irradiare un bersaglio con una radiazione ottica in una banda di lunghezza d’onda selettiva comprendente le fasi di: According to a different aspect, the invention provides a method for irradiating a target with an optical radiation in a selective wavelength band comprising the steps of:

- generare una radiazione ottica in almeno una prima banda di lunghezze d’onda; - raffreddare detta sorgente di radiazione ottica tramite un fluido refrigerante circolante in un circuito refrigerante, detto fluido avendo proprietà fluorescenti; - assorbire la radiazione ottica in detta prima banda di lunghezze d’onda tramite detto fluido refrigerante ed emettere per fluorescenza di detto fluido refrigerante una radiazione ottica in una seconda banda di lunghezze d’onda; - convogliare la radiazione ottica in detta seconda banda di lunghezze d’onda emessa per fluorescenza verso detto bersaglio. - generate an optical radiation in at least a first band of wavelengths; - cooling said source of optical radiation by means of a refrigerant fluid circulating in a refrigerating circuit, said fluid having fluorescent properties; - absorb optical radiation in said first wavelength band through said refrigerant fluid and emit optical radiation in a second wavelength band by fluorescence of said refrigerant fluid; - conveying the optical radiation in said second band of wavelengths emitted by fluorescence towards said target.

In una forma di realizzazione preferita delfinvenzione, la radiazione generata in detta prima banda di lunghezze d'onda e che attraversa il fluido refrigerante senza venire assorbita, viene riflessa da un filtro selettivo verso il fluido refrigerante, così da attraversarlo nuovamente, venire assorbita almeno parzialmente da esso e riemessa alla seconda lunghezza d'onda. In a preferred embodiment of the invention, the radiation generated in said first wavelength band and which passes through the refrigerant fluid without being absorbed, is reflected by a selective filter towards the refrigerant fluid, so as to cross it again, at least partially absorbed. from it and re-emitted at the second wavelength.

Preferibilmente la sorgente di radiazione ottica emette in almeno detta prima banda di lunghezze d'onda ed in detta seconda banda di lunghezze d'onda. Preferably the optical radiation source emits in at least said first wavelength band and in said second wavelength band.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

L'invenzione verrà meglio compresa seguendo la descrizione e l'unito disegno, il quale mostra una pratica forma di realizzazione non limitativa dell'invenzione con specifico riferimento all’applicazione nel settore medicale e più precisamente per il trattamento di lesioni vascolari. Nel disegno mostrano: la Fig.l lo spettro di assorbimento dei principali cromofori di interesse per la presente invenzione; la The invention will be better understood by following the description and the attached drawing, which shows a practical non-limiting embodiment of the invention with specific reference to application in the medical sector and more precisely for the treatment of vascular lesions. The drawing shows: Fig. 1 the absorption spectrum of the main chromophores of interest for the present invention; there

Fig.2A una sezione longitudinale schematica di un dispositivo secondo l’invenzione; la Fig.2A a schematic longitudinal section of a device according to the invention; there

Fig.2B una sezione secondo la linea B-B di Fig.2A; la Fig.2B a section along the line B-B of Fig.2A; there

Fig.3 un diagramma illustrante lo spostamento delle lunghezze d’onda di emissione utilizzando il dispositivo secondo l’invenzione; la Fig. 3 a diagram illustrating the displacement of the emission wavelengths using the device according to the invention; there

Fig.4 un diagramma illustrativo dell’aumento delle prestazioni nel trattamento delle lesioni vascolari tramite l’impiego del dispositivo secondo l’invenzione; la Fig. 4 an illustrative diagram of the increase in performance in the treatment of vascular lesions through the use of the device according to the invention; there

Fig.5 uno schema di un sistema di raffreddamento della sorgente di radiazione ottica. Fig. 5 a diagram of a cooling system of the optical radiation source.

Descrizione dettagliata di una forma di attuazione dell’ invenzione Detailed description of an embodiment of the invention

In Fig.l, come già sopra accennato, sono rappresentati gli spettri di assorbimento dei principali cromofori di interesse nella descrizione della presente invenzione. Sulle ascisse del diagramma di Fig.l è riportata la lunghezza d’onda e sul diagramma sono indicate le curve di assorbimento della melanina (curva M) del desossi-emoglobina (curva D) e dell’ ossi-emoglobina (curva O). Nel diagramma di Fig.l è anche indicato l’intervallo di emissione di un dye laser, indicato con DL. In Fig. 1, as already mentioned above, the absorption spectra of the main chromophores of interest in the description of the present invention are represented. The wavelength is shown on the abscissas of the diagram in Fig. 1 and the absorption curves of melanin (curve M), deoxy-hemoglobin (curve D) and oxy-hemoglobin (curve O) are shown on the diagram. The diagram of Fig. 1 also indicates the emission interval of a dye laser, indicated with DL.

Come accennato nella parte introduttiva della presente descrizione, l’ossiemoglobina, che costituisce il bersaglio di elezione nel caso di trattamento di lesioni vascolari, presenta tre picchi di assorbimento in corrispondenza delle lunghezze d’onda 418, 542 e 577 nm. Nella banda compresa fra 600 ed 800 nm l’ossiemoglobina presenta un bassissimo assorbimento, mentre tale assorbimento aumenta nuovamente oltre gli 800 nm. As mentioned in the introductory part of this description, oxyhemoglobin, which is the target of choice in the case of the treatment of vascular lesions, has three absorption peaks at wavelengths 418, 542 and 577 nm. In the band between 600 and 800 nm, oxyhemoglobin has a very low absorption, while this absorption increases again beyond 800 nm.

La melanina, viceversa, presenta un andamento decrescente dello spettro di assorbimento, con un forte assorbimento nella banda fra 400 e 550 nm. Pertanto, nel trattamento delle lesioni vascolari è opportuno ridurre l’energia nella banda di lunghezze d'onda compresa fra 400 e 540 nm, concentrando invece l’energia con cui viene colpito il bersaglio in corrispondenza dei picchi di assorbimento a 542 e 577 nm dell’ossi-emoglobina ed eventualmente consentendo l’irraggiamento con lunghezze d’onda nella banda superiore agli 800 nm dove si ha un incremento dell’assorbimento dell’ossi-emoglobina ed un assorbimento sostanzialmente trascurabile da parte della melanina. Conversely, melanin shows a decreasing trend of the absorption spectrum, with a strong absorption in the band between 400 and 550 nm. Therefore, in the treatment of vascular lesions it is advisable to reduce the energy in the wavelength band between 400 and 540 nm, concentrating instead the energy with which the target is hit at the absorption peaks at 542 and 577 nm of the oxyhemoglobin and possibly allowing irradiation with wavelengths in the band greater than 800 nm where there is an increase in the absorption of oxyhemoglobin and a substantially negligible absorption by melanin.

Il dispositivo secondo l’invenzione è schematicamente rappresentato in Fig.2A e 2B, la Fig.2A essendo una sezione secondo A-A di Fig.2B e la Fig.2B essendo una sezione secondo un piano di traccia B-B di Fig.2A. The device according to the invention is schematically represented in Fig.2A and 2B, Fig.2A being a section according to A-A of Fig.2B and Fig.2B being a section according to a trace plane B-B of Fig.2A.

In sintesi il dispositivo, complessivamente indicato con 1, comprende una sorgente di radiazione ottica 3. Tipicamente questa sorgente di radiazione ottica può essere una lampada ed in particolare una lampada a scarica, ad esempio una lampada allo Xenon. Con 5 è indicato un circuito di controllo della lampada 3. Il circuito di controllo 5 è realizzato per generare emissioni luminose tramite la lampada 3 con un andamento a treno di impulsi. Vantaggiosamente, il treno di impulsi può comprendere tre impulsi consecutivi con una durata impostabile. Vantaggiosamente, questa durata può essere compresa fra 3 e 24 ms mentre il ritardo tra un impulso e l’impulso successivo può avere un valore dell’ordine di 10-50 ms. Questa modalità di emissione frazionata, che introduce pause tra un impulso ed il successivo, consente di trasferire energia al bersaglio vascolare, grazie al principio della fototermolisi selettiva, senza riscaldare i tessuti adiacente od eventuali cromofori competitori come la melanina. Il circuito di controllo 5, infatti, genererà impulsi di durata compatibile con il tempo di rilassamento termico dell’emoglobina contenuta nei vasi da trattare in modo da localizzare il riscaldamento delle pareti vascolari e non coinvolgere i tessuti adiacenti, grazie alle pause tra un impulso e l’altro in cui i cromofori non coinvolti potranno raffreddarsi. In summary, the device, indicated as a whole with 1, comprises a source of optical radiation 3. Typically this source of optical radiation can be a lamp and in particular a discharge lamp, for example a Xenon lamp. Reference 5 indicates a control circuit of the lamp 3. The control circuit 5 is designed to generate light emissions through the lamp 3 with a pulse train pattern. Advantageously, the pulse train can comprise three consecutive pulses with a settable duration. Advantageously, this duration can be between 3 and 24 ms while the delay between one pulse and the next pulse can have a value of the order of 10-50 ms. This fractional emission mode, which introduces pauses between one pulse and the next, allows energy to be transferred to the vascular target, thanks to the principle of selective photothermolysis, without heating the adjacent tissues or any competing chromophores such as melanin. The control circuit 5, in fact, will generate impulses of a duration compatible with the thermal relaxation time of the hemoglobin contained in the vessels to be treated in order to localize the heating of the vascular walls and not involve the adjacent tissues, thanks to the pauses between an impulse and the other in which the non-involved chromophores will be able to cool down.

Alla lampada 3 è associato un circuito di raffreddamento, schematicamente rappresentato da un condotto 7 in cui circola un fluido refrigerante, vantaggiosamente un liquido refrigerante contenente opportunamente una sostanza fluorescente con caratteristiche di emissione ed assorbimento nella bande di interesse. Nell’applicazione specifica al trattamento delle lesioni vascolari la sostanza fluorescente potrebbe essere ad esempio rodamina, od altra sostanza capace di assorbire lunghezze d’onda nello spettro del vicino ultravioletto fino a 550 nm ed emetterle nuovamente per fluorescenza nella banda di 550-650 nm. L’utilizzo di rodamina è particolarmente vantaggioso per la presenza di un picco di emissione intorno ai 570 nm senza perdita di energia durante il trasferimento dell’energia da una banda all’altra. A cooling circuit is associated with the lamp 3, schematically represented by a duct 7 in which a refrigerant fluid circulates, advantageously a refrigerant liquid containing suitably a fluorescent substance with emission and absorption characteristics in the bands of interest. In the specific application to the treatment of vascular lesions, the fluorescent substance could be for example rhodamine, or other substance capable of absorbing wavelengths in the near ultraviolet spectrum up to 550 nm and emitting them again by fluorescence in the 550-650 nm band. The use of rhodamine is particularly advantageous due to the presence of an emission peak around 570 nm without loss of energy during the transfer of energy from one band to another.

Il circuito di raffreddamento 7 è realizzato con pareti trasparenti alle radiazioni emesse dalla sorgente di radiazione ottica 3. Esso svolge, oltre alla funzione di trasferimento di energia da una banda di lunghezze d’onda all’altra, anche la funzione di rimozione del calore prodotto dalla sorgente di radiazione ottica 3. Il circuito presenta un dissipatore di calore, schematicamente rappresentato in Fig.2A con 7B. Nel circuito è previsto, inoltre, un sistema di pompaggio schematicamente indicato con 7C sempre in Fig.2A, per tenere in circolazione il fluido refrigerante fluorescente. The cooling circuit 7 is made with walls that are transparent to the radiation emitted by the optical radiation source 3. In addition to the function of transferring energy from one wavelength band to another, it also performs the function of removing the heat produced from the optical radiation source 3. The circuit has a heat sink, schematically represented in Fig.2A with 7B. A pumping system is also provided in the circuit, schematically indicated with 7C, again in Fig.2A, to keep the fluorescent refrigerant fluid in circulation.

Il circuito di raffreddamento contenente la sostanza fluorescente può essere realizzato anche in una versione nella quale la sorgente di radiazione ottica 3 è bagnata cioè a contatto col fluido, ad esempio immersa nel flusso del fluido contenente la sostanza fluorescente. The cooling circuit containing the fluorescent substance can also be realized in a version in which the optical radiation source 3 is wet, i.e. in contact with the fluid, for example immersed in the flow of the fluid containing the fluorescent substance.

Sulla parte opposta della sorgente di radiazione ottica 3 rispetto al circuito di raffreddamento 7 è vantaggiosamente disposto un riflettore 9. Utilizzando come sorgente di radiazione ottica 3 una lampada a sviluppo cilindrico come schematicamente illustrato nelle Figg.2A e 2B, il riflettore 9 ha vantaggiosamente uno sviluppo a superficie cilindrica con sezione ad esempio parabolica e fuoco centrato sull’asse della lampada 3, così da convogliare la radiazione emessa verso il riflettore 9 in fasci sostanzialmente paralleli verso il condotto 7 del circuito di raffreddamento. In alternativa può essere usato un riflettore diffondente a superficie cilindrica con una sezione tale da convogliare la radiazione verso il circuito di raffreddamento 7. A reflector 9 is advantageously arranged on the opposite side of the optical radiation source 3 with respect to the cooling circuit 7. Using a cylindrical lamp 3 as the source of optical radiation 3 as schematically illustrated in Figures 2A and 2B, the reflector 9 advantageously has a cylindrical surface development with a section for example parabolic and focus centered on the axis of the lamp 3, so as to convey the radiation emitted towards the reflector 9 in substantially parallel beams towards the duct 7 of the cooling circuit. Alternatively, a diffusing reflector with a cylindrical surface can be used with a section such as to convey the radiation towards the cooling circuit 7.

Dalla sorgente di radiazione ottica 3 si sviluppa un percorso ottico che attraversa il condotto 7 di circolazione del fluido refrigerante e fluorescente e raggiunge una superficie di uscita 11 della radiazione ottica. Lungo questo percorso ottico è vantaggiosamente disposta una guida d’onda 13, di forma opportuna e scelta in funzione dell’applicazione a cui è destinato il dispositivo 1. Nell’esempio di realizzazione illustrato la guida d’onda 13 presenta una conformazione circa prismatica a sezione trapezoidale isoscele, dove la base maggiore della sezione trasversale è rivolta verso la sorgente di radiazione ottica 3 e la base minore forma la superficie di uscita 11 della radiazione ottica. An optical path develops from the source of optical radiation 3 which passes through the duct 7 for the circulation of the cooling and fluorescent fluid and reaches an outlet surface 11 for the optical radiation. A wave guide 13 is advantageously arranged along this optical path, of a suitable shape and chosen according to the application for which the device 1 is intended. isosceles trapezoidal section, where the major base of the cross section faces the optical radiation source 3 and the minor base forms the outlet surface 11 of the optical radiation.

Alla guida d’onda 13 può essere vantaggiosamente associato un ulteriore sistema di raffreddamento schematicamente indicato con 14 nelle Figg.2A e 2B. Questo ulteriore sistema di raffreddamento serve a raffreddare la sorgente di radiazione ottica 3, cioè a dissipare il calore generato dalla sorgente di radiazione ottica 3 che raggiunge la guida d'onda, nonostante il sistema di raffreddamento 7. Detto ulteriore sistema di raffreddamento può comprendere celle Peltier, i cui terminali caldi sono in collegamento funzionale con il circuito di raffreddamento in cui circola il fluido fluorescente. Non si esclude la possibilità di utilizzare un ulteriore circuito di raffreddamento a fluido, separato dal circuito in cui circola il liquido fluorescente, e specificamente destinato alla refrigerazione della sola guida d'onda ed eventualmente del bersaglio. A further cooling system schematically indicated by 14 in Figs.2A and 2B can be advantageously associated with the waveguide 13. This further cooling system serves to cool the optical radiation source 3, i.e. to dissipate the heat generated by the optical radiation source 3 which reaches the wave guide, despite the cooling system 7. Said further cooling system can comprise cells Peltier, whose hot terminals are in functional connection with the cooling circuit in which the fluorescent fluid circulates. The possibility of using an additional fluid cooling circuit, separate from the circuit in which the fluorescent liquid circulates, and specifically intended for the refrigeration of the waveguide only and possibly the target, is not excluded.

La Fig. 5 mostra uno schema a blocchi di una possibile forma di realizzazione del sistema di raffreddamento della sorgente di radiazione ottica 3. Si tratta di un circuito chiuso, in cui il fluido refrigerante viene fatto circolare da una pompa 101 controllata tramite l'unità centrale programmabile 103. Questo ulteriore sistema di raffreddamento mantiene la temperatura entro limiti stabili per mezzo di un radiatore 105 controllato dall'unità centrale di controllo 103 ed allo scopo usa il segnale di un termometro 107 che misura la temperatura del liquido del circuito. In alcune forme di realizzazione un flussostato 109 segnala all'unità centrale di controllo 103 lo stato del flusso, cioè la portata del circuito. Preferibilmente, viene previsto un filtro 111 che serve a trattenere eventuali impurità contenute nel fluido refrigerante. In alcune forme di realizzazione la sorgente di radiazione ottica 3, il riflettore 9 e la finestra di uscita sono bagnate dal liquido refrigerante del circuito od immerse in esso. In alcune forme di realizzazione, il circuito è associato ad un modulo di raffreddamento 113 che usa il circuito idraulico per dissipare il calore estratto dalla guida d’onda. Il modulo 113 può comprendere moduli termo-elettrici ad effetto Peltier che da un lato estraggono calore dalla guida d'onda e dall'altra lo cedono al liquido refrigerante circolante nel circuito di raffreddamento. Fig. 5 shows a block diagram of a possible embodiment of the cooling system of the optical radiation source 3. It is a closed circuit, in which the refrigerant fluid is circulated by a pump 101 controlled by the unit. programmable central unit 103. This further cooling system maintains the temperature within stable limits by means of a radiator 105 controlled by the central control unit 103 and for this purpose uses the signal of a thermometer 107 which measures the temperature of the liquid in the circuit. In some embodiments a flow switch 109 signals to the central control unit 103 the state of the flow, i.e. the flow rate of the circuit. Preferably, a filter 111 is provided which serves to retain any impurities contained in the refrigerant fluid. In some embodiments the source of optical radiation 3, the reflector 9 and the outlet window are wetted by the refrigerant liquid of the circuit or immersed in it. In some embodiments, the circuit is associated with a cooling module 113 which uses the hydraulic circuit to dissipate the heat extracted from the wave guide. The module 113 can comprise Peltier effect thermo-electric modules which on the one hand extract heat from the wave guide and on the other hand it over to the coolant circulating in the cooling circuit.

In Fig.5 è anche indicata una connessione 115 per il riempimento del circuito ed uno sfiato dell’ aria 117 usati durante le fasi di riempimento o di rabbocco. Con 119 è indicato un serbatoio di contenimento del liquido refrigerante fluorescente. Fig.5 also indicates a connection 115 for filling the circuit and an air vent 117 used during the filling or topping up phases. Reference 119 indicates a reservoir for containing the fluorescent refrigerant liquid.

L’impiego di una guida d’onda 13 che trasferisce l’energia generata dalla sorgente di radiazione ottica 3 consente di allontanare la sorgente di radiazione ottica 3 dal bersaglio da trattare e quindi di ottenere una maggiore visibilità dell’area di trattamento. Inoltre, la forma a sezione trapezoidale della guida d’onda 13 permette di convogliare l’energia emessa dalla sorgente di radiazione ottica in zone più circoscritte aumentando la densità di energia e quindi l’efficacia del trattamento, coinvolgendo aree più limitate del bersaglio da trattare, ad esempio un tessuto biologico. Nel caso di trattamento di tessuti biologici in vivo, questa riduzione dell'area trattata riduce il dolore percepito dal paziente che viene sottoposto al trattamento. The use of a wave guide 13 which transfers the energy generated by the optical radiation source 3 allows the optical radiation source 3 to be removed from the target to be treated and thus to obtain greater visibility of the treatment area. Furthermore, the trapezoidal section shape of the waveguide 13 allows the energy emitted by the optical radiation source to be conveyed to more limited areas, increasing the energy density and therefore the effectiveness of the treatment, involving more limited areas of the target to be treated. , for example a biological tissue. In the case of biological tissue treatment in vivo, this reduction of the treated area reduces the pain perceived by the patient undergoing the treatment.

Una maggiore visibilità e una minore area di trattamento consentono, inoltre, di adattare il manipolo del dispositivo ad esempio alla conformazione e/o alla dimensione di un particolare bersaglio da trattare. Ad esempio si possono realizzare manipoli particolarmente adatti a trattare qualunque zona del viso per poter raggiungere efficacemente anche zone più difficilmente raggiungibili con dispositivi di tipo tradizionale, ad esempio l’ala del naso. Greater visibility and a smaller treatment area also make it possible to adapt the handpiece of the device, for example, to the shape and / or size of a particular target to be treated. For example, handpieces can be made that are particularly suitable for treating any area of the face in order to effectively reach areas that are more difficult to reach with traditional devices, such as the wing of the nose.

Infine, il raffreddamento della guida d’onda a basse temperature, fino ad esempio -5°C, consente di preservare il bersaglio, ad esempio l’epidermide di un paziente, da danni termici prodotti dalla radiazione della luce pulsata mantenendo l’integrità dei tessuti circostanti. L’impiego del raffreddamento della guida d’onda è, inoltre, utile anche per generare un effetto anestetico localizzato sull’area di irraggiamento rendendo il trattamento più confortevole. Finally, the cooling of the waveguide at low temperatures, for example -5 ° C, allows to preserve the target, for example the epidermis of a patient, from thermal damage produced by the radiation of pulsed light while maintaining the integrity of the surrounding tissues. The use of waveguide cooling is also useful for generating a localized anesthetic effect on the irradiation area, making the treatment more comfortable.

Vantaggiosamente, nella forma di realizzazione illustrata, fra il circuito di raffreddamento 7 e la guida d’onda 13 è disposto un filtro ottico 15. Questo filtro ottico presenta almeno una banda di interdizione e almeno una banda passante scelte in funzione dell’applicazione a cui è destinato il dispositivo. Advantageously, in the illustrated embodiment, an optical filter 15 is arranged between the cooling circuit 7 and the waveguide 13. This optical filter has at least one blocking band and at least one pass band selected according to the application to which the device is intended.

Nell’esempio illustrato il filtro ottico 15 presenta vantaggiosamente una banda passante fra 550 nm ed il vicino infrarosso, tipicamente tra 550 nm e circa 750-800 nm. Inoltre, esso presenta vantaggiosamente una prima banda di interdizione fra 400 e 550 nm. In the illustrated example, the optical filter 15 advantageously has a pass band between 550 nm and the near infrared, typically between 550 nm and about 750-800 nm. Moreover, it advantageously has a first interdiction band between 400 and 550 nm.

Opportunamente, nella banda di interdizione il filtro è riflettente. In questo modo si ottiene il seguente effetto: la radiazione emessa dalla sorgente di radiazione ottica 3 che raggiunge il filtro 15 e che si trova nella banda compresa tra 400 e 550 nm viene riflessa verso il circuito di raffreddamento 7, dove viene almeno parzialmente assorbita dalla sostanza fluorescente circolante nel circuito di raffreddamento e ri-emessa almeno parzialmente in una diversa banda di lunghezze d'onda in cui la sostanza fluorescente emette per fluorescenza l'energia assorbita nella banda di lunghezze d'onda di assorbimento. Conveniently, in the interdiction band the filter is reflective. In this way the following effect is obtained: the radiation emitted by the optical radiation source 3 which reaches the filter 15 and which is in the band between 400 and 550 nm is reflected towards the cooling circuit 7, where it is at least partially absorbed by the fluorescent substance circulating in the cooling circuit and re-emitted at least partially in a different wavelength band in which the fluorescent substance fluoresces the energy absorbed in the absorption wavelength band.

La radiazione ottica nella banda tra 550 nm e il vicino infrarosso, ad esempio sino a 750-800 nm o più, attraversa il filtro ottico 15 che risulta trasparente e viene convogliata tramite la guida d’onda 13 verso la superficie di uscita 11. The optical radiation in the band between 550 nm and near infrared, for example up to 750-800 nm or more, passes through the optical filter 15 which is transparent and is conveyed through the wave guide 13 towards the output surface 11.

In Fig.3 è mostrato un diagramma dove viene confrontata remissione di un dispositivo con una lampada allo Xenon con e senza circuito di raffreddamento con la sostanza fluorescente, secondo l'invenzione. In ascisse sono riportate le lunghezze d’onda. Sullo stesso diagramma è anche riportata la gamma di emissione di un dye laser. Quest’ ultima è indicata con DL, mentre con CI è indicata la curva di emissione del dispositivo secondo l’invenzione corredato di circuito di raffreddamento contenente sostanze fluorescenti, e con C2 la curva di emissione di un dispositivo avente la stessa sorgente di radiazione ottica ma privo di circuito di raffreddamento con sostanze fluorescenti. Si osserva come lo spettro di emissione rappresentato dalla curva CI sia molto più selettivo e centrato sulla lunghezza d’onda di 577 nm di assorbimento deH’ossi-emoglobina, un picco sostanzialmente coincidente od adiacente alla banda di emissione di un dye laser. Viceversa, lo spettro di emissione (curva C2) dello stesso dispositivo privo del sistema di raffreddamento fluorescente ha un picco spostato verso le lunghezze d’onda minori e di minore intensità, con una distribuzione di energia nella gamma del vicino ultravioletto dove si ha l’assorbimento maggiore da parte della melanina, con conseguente minore efficienza in termini di efficacia del trattamento. In Fig. 3 a diagram is shown where the remission of a device with a Xenon lamp with and without a cooling circuit is compared with the fluorescent substance, according to the invention. The wavelengths are shown on the abscissa. The emission range of a dye laser is also shown on the same diagram. The latter is indicated with DL, while with CI is indicated the emission curve of the device according to the invention equipped with a cooling circuit containing fluorescent substances, and with C2 the emission curve of a device having the same source of optical radiation but without a cooling circuit with fluorescent substances. It is observed that the emission spectrum represented by the CI curve is much more selective and centered on the wavelength of 577 nm of absorption of oxyhemoglobin, a peak substantially coinciding with or adjacent to the emission band of a dye laser. Conversely, the emission spectrum (curve C2) of the same device without the fluorescent cooling system has a peak shifted towards the shorter and lower intensity wavelengths, with an energy distribution in the near ultraviolet range where the greater absorption by melanin, resulting in less efficiency in terms of treatment efficacy.

In Fig.4 è riportato lo stesso diagramma di Fig.3, dove è stata rimossa la curva rappresentativa dello spettro di emissione in assenza di circuito di raffreddamento fluorescente ed è stata aggiunta la curva, indicata con O, di assorbimento deH’ossi-emoglobina. Si può osservare come, grazie al Futi li zzo del sistema di raffreddamento contenente la sostanza fluorescente opportunamente selezionata, il picco di emissione del dispositivo è sostanzialmente coincidente con il terzo picco di assorbimento dell’ossi-emoglobina, mentre alle lunghezze d’onda inferiori l’energia trasmessa è estremamente bassa e tale da non provocare danni ai tessuti contenenti melanina. Fig. 4 shows the same diagram of Fig. 3, where the representative curve of the emission spectrum in the absence of a fluorescent cooling circuit has been removed and the oxy-hemoglobin absorption curve, indicated with O, has been added. . It can be observed that, thanks to the use of the cooling system containing the appropriately selected fluorescent substance, the emission peak of the device is substantially coincident with the third absorption peak of oxyhemoglobin, while at the lower wavelengths the The energy transmitted is extremely low and such as not to cause damage to tissues containing melanin.

E' inteso che il disegno non mostra che una esemplificazione data solo quale dimostrazione pratica delfinvenzione, la quale può variare nelle forme e disposizioni senza peraltro uscire dall'ambito del concetto alla base dell'invenzione. L'eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni accluse ha lo scopo di facilitare la lettura delle rivendicazioni con riferimento alla descrizione ed al disegno, e non limita l'ambito della protezione rappresentata dalle rivendicazioni. It is understood that the drawing shows only an exemplification given only as a practical demonstration of the invention, which can vary in forms and arrangements without however departing from the scope of the concept underlying the invention. The presence of any reference numbers in the attached claims has the purpose of facilitating the reading of the claims with reference to the description and the drawing, and does not limit the scope of protection represented by the claims.

Claims

"DEVICE AND METHOD FOR THE APPLICATION OF OPTICAL RADIATION TO A TARGET" Claims 1. A device for the application of optical radiation includes: - a source of optical radiation; - an optical path for conveying the optical radiation towards a target to be treated; - a cooling circuit of the optical radiation source, in which a fluorescent cooling fluid circulates, said fluorescent cooling fluid, absorbing optical radiation emitted by said optical radiation source in at least a first wavelength band and emitting optical radiation by fluorescence in at least a second wavelength band, different from the first wavelength band 2. Device according to claim 1, wherein said refrigerant fluid is a liquid containing a fluorescent substance. 3. Device according to claim 2, wherein said fluorescent substance is rhodamine. 4. Device according to one or more of the preceding claims, in which said optical path comprises a wave guide between the source of optical radiation and an output surface of the optical radiation from the device. 5. Device as per claim 4, in which said waveguide is associated with a contact surface with the target to be treated. 6. Device as per claim 4 or 5, in which said waveguide is associated with a cooling system. 7. Device according to one or more of the preceding claims, in which said source of optical radiation is a lamp. 8. Device according to claim 7, in which said lamp emits pulsed light. 9. Device according to claim 7 or 8, wherein said lamp is a Xenon lamp. 10. Device according to claim 7, 8 or 9, in which said lamp has an emission spectrum in a range comprised between 450 and 1200 nm. 11. Device according to one or more of the preceding claims, comprising an optical filter in said optical path. 12. Device according to claims 4 and 11, in which said optical filter is positioned in said optical path between said source of optical radiation and said wave guide. 13. Device according to claim 11 or 12, wherein said optical filter has at least one pass band and at least one interdiction band, said pass band allowing the passage of radiation in said second wavelength band to which said refrigerant fluid emits . 14. Device as per claim 13, wherein said at least one interdiction band comprises said first wavelength band absorbed by said refrigerant fluid, and wherein said at least one pass band comprises said second wavelength band in which said refrigerant fluid emits by fluorescence. 15. Device as per claim 14, wherein said optical filter is reflective in said interdiction band. 16. Device according to one or more of claims 13 to 18, wherein said interdiction band comprises a band between about 450 nm and about 550 nm. 17. Device according to one or more of the preceding claims, comprising a concave reflector, said source of optical radiation being positioned between said concave reflector and said optical filter. 18. Device according to one or more of the preceding claims, in which said second wavelength band in which said refrigerant fluid emits by fluorescence comprises a wavelength range having a functional effect on the treated target. 19. Device as per one or more of the preceding claims, in which said second wavelength band comprises a range of oxy-hemoglobin absorption wavelengths. 20. Method for irradiating a target with optical radiation in a selective wavelength band, including the steps of: - generate an optical radiation in at least a first band of wavelengths; - cooling said source of optical radiation by means of a refrigerant fluid circulating in a cooling circuit, said fluid having fluorescent properties; - absorb at least a part of the optical radiation in said first band of wavelengths through said refrigerant fluid and emit by fluorescence of said refrigerant fluid an optical radiation in one in a second band of wavelengths; - deliver the optical radiation in said second band of wavelengths emitted by fluorescence. 21. Method according to claim 20, in which the optical radiation in said first wavelength band of the optical radiation source is reflected towards said refrigerant fluid. Method according to claim 20 or 21, wherein said optical radiation source generates an optical radiation in at least said first wavelength band and said second wavelength band.