KR20230116726A - 프락셔널 손상을 위한 3차원 레이저 스캔 - Google Patents

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Abstract

각각 제1 에너지를 갖는 일련의 제1 펄스들을 제공하고, 각각이 제1 에너지 보다 작은 제2 에너지를 갖는 일련의 제2 펄스들을 제공하기 위해 각 펄스 당 제공되는 에너지의 양을 변화시키는 프락셔널 손상용 레이저 시스템이 제공된다.
스캐너는 제1 피치에 따라 부분적으로(fractionally) 손상된 조직의 영역을 따라 일련의 제1 펄스들을 분배하고, 상기 제1 피치보다 작은 제2 피치에 따라 부분적으로 손상된 조직의 영역을 따라 일련의 제2 펄스들을 분배한다.

Description

프락셔널 손상을 위한 3차원 레이저 스캔 {Three-Dimensional Laser Scan for Fractional Injury}
본 출원은 프락셔널 손상을 위한 레이저에 관한 것으로, 보다 구체적으로 프락셔널 손상을 위한 3차원 레이저 스캔에 관한 것이다.
피부의 전통적인 레이저 제거 재표면(laser ablative resurfacing)에서, 레이저는 치료되는 피부 표면 전체를 제거한다. 예를 들어, 스캔 또는 불균일한 색소침착은 이러한 방식으로 제거될 수 있다. 레이저는 치료되는 피부의 전체 상부 표면(표피)을 제거하기 때문에, 레이저 재표면은 레이저 필(peel)로도 표시될 수 있다. 상부 피부층의 손상은 하부에 위치하는 진피층이 더 많은 콜라겐을 발달시키는 것을 촉발시키고, 따라서 노화 등으로 인한 주름과 처짐(sagging)을 해결하는데 유익한 타이트닝(tightening)을 야기한다. 그러나, 레이저 필의 미용적 이점은 감염 위험, 치유 시간 증가와 흉터의 위험과도 연관되어 있다.
프락셔널 진피 어블레이션(fractional dermal ablation)(fractional laser skin resurfacing 으로도 표시될 수 있음)은, 감소된 위험으로 레이저 필의 이점을 제공하기 위해 발전해 왔다. “프락셔널”이라는 명칭에서 암시하듯이, 프락셔널 진피 어블레이션은 치료 영역의 전체의 표피를 제거하지 않는다. 대신에, 레이저는 스캐닝되는 동안 펄스(pulse)되어, 건강한 조직에 의해 분리된(separated), 피부의 어블레이션된 기둥(column)들을 형성한다. 각 어블레이션된 기둥 주변에 건강하고 손상되지 않은 피부가 존재하는 것은 치유를 빠르게 하고 감염의 위험을 감소시킨다. 그러나, 어블레이션된 조직의 각 기둥에서 진피에 초래되는 손상은 콜라겐의 성장과 재조직을 자극하며, 그로 인해 피부의 유익한 재생(rejuvenation)을 제공한다.
레이저 기술이 진보함에 따라, 프락셔널 레이저 치료에서 펄스되고 스캔되는 레이저 빔의 지름 또는 폭은 마이크로 단위로 줄어들어 왔다(예를 들어, 50에서 100 마이크론). 그러한 진보된 프락셔널 레이저 치료는 마이크로 프락셔널 어블레이션으로 표시될 수 있다. 마이크로 프락셔널 어블레이션은, 치유를 빠르게하고 감염 위험을 줄이기 위해, 피부 표면의 일정한 비율만을 어블레이션 해야한다. 피부의 치료되거나 어블레이션된 부분과 주변의 손상되지 않은 피부 사이의 관계는 스캔 밀도로서 표시될 수 있다. 스캔 밀도가 임계 레벨 이상으로 증가하면, 환자는 불필요한 감염 위험과 긴 치유 시간에 노출될 수 있다. 그러나, 스캔 밀도가 감소함에 따라, 피부 재생은 충분하지 않을 수 있다.
마이크로 레이저 어블레이션은 프락셔널 손상의 한 형태이다. 프락셔널 손상은 응고(coagulation), 조직 괴사(tissue necrosis) 및 비-즉각적으로 파괴적인 조직 히팅(non-immediately destructive tissue heating)과 같은 비-제거방식의 레이저(non-ablative laser)에 의해서도 생성될 수 있다. 따라서, 프락셔널 손상은, 충분한 프락셔널 손상을 달성하는 것과 안전한 레벨로 스캔 밀도를 유지하는 것 사이의 해결되지 않은 긴장으로 인한 어려움이 있다.
본 출원은 프락셔널 손상에 대한 3차원 레이저 스캔을 위한 레이저 시스템 및 방법을 제공한다.
본 개시의 제1 측면에 따라, 프락셔널 손상을 위한 레이저 시스템이 제공되며, 이는 각 제1 레이저 펄스에 의해 전달되는 에너지는 각 제2 레이저 펄스에 의해 전달되는 에너지보다 크도록, 일련의 제1 레이저 펄스들 및 일련의 제2 레이저 펄스들을 제어하게 구비되는 레이저 에너지 컨트롤러 및 상기 제1 레이저 펄스들 중 인접한 것들이 적어도 제1 피치로 이격되도록 조직 영역 상에 상기 일련의 제1 레이저 펄스들의 배치를 제어하고, 상기 제2 레이저 펄스들 중 인접한 것들이 상기 제1 피치보다 작은 적어도 제2 피치로 이격되도록 부분적으로(fractionally) 손상되는 상기 조직 영역 상에 상기 일련의 제2 레이저 펄스들의 배치를 제어하게 구성되는 스캐너를 포함한다.
본 개시의 제2 측면에 따라, 레이저 프락셔널 손상 방법이 제공되며, 이는 각 제1 펄스에 의해 전달되는 에너지가 각 제2 펄스의 에너지에 의해 전달되는 에너지 보다 크도록, 일련의 제1 펄스들과 일련의 제2 펄스들을 제공하게 레이저를 펄싱하는 단계 및 상기 제1 펄스들 중 인접한 것들은 제1 피치로 이격되고 상기 제2 펄스들 중 인접한 것들은 제2 피치로 이격되되 상기 제2 피치는 상기 제1 피치보다 작도록, 부분적으로(fractionally) 손상되는 조직 영역 상에 상기 일련의 제1 펄스들과 상기 제2 일련의 펄스들을 스캐닝하는 단계를 포함한다.
이러한 특징들 및 다른 장점들은 다음의 상세한 설명을 통해 더 잘 이해할 수 있다.
프락셔널 손상에 대한 3차원 레이저 스캔을 위한 레이저 시스템 및 방법이 제공된다.
도 1은 전통적인 2차원 레이저 스캔 래스터 패턴을 도시한다.
도 2는 전통적인 2차원 레이저 스캔 랜덤 패턴을 도시한다.
도 3은 본 개시의 일 측면에 따른 3차원 레이저 스캔 패턴을 도시한다.
도 4는 본 개시의 일 측면에 따른 환자 피부의 3차원 프락셔널 레이저 손상을 위한 시스템을 도시한다.
도 5는 본 개시의 일 측면에 따른 도 4의 시스템에서 레이저 핸드피스의 단부를 도시한다.
도 6은 본 개시의 일측면에 따른 레이저 프락셔널 손상의 예시적인 방법에 대한 플로우 차트이다.
본 개시의 실시예들과 그들의 장점들은 아래의 상세한 설명을 참고함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 유사한 참조 번호는 하나 이상의 도면에 도시된 유사한 구성요소들을 식별하는데 사용됨을 이해해야한다.
레이저 프락셔널 손상은 널리 다양한 조직 손상을 포함한다. 예를 들어, 레이저의 펄싱에 의해 부분적으로(fractionally) 손상된 조직은 100도씨 또는 그 이상으로 히팅되면, 야기되는 프락셔널 손상은 일반적으로 어블레이팅(being ablative) 되는 것으로 나타난다. 레이저 펄싱에 의해 부분적으로 손상되는 조직이 100도씨 또는 그 이상으로 히팅되지 않으면, 야기되는 프락셔널 손상은 일반적으로 비-제거된(non-ablative) 것으로 나타난다. 비-제거 방식의 프락셔널 손상은 다양한 형태가 존재한다. 예를 들어, 부분적으로 손상되는 조직이 70도씨 이상이며 100도씨 이하로 히팅되는 경우, 프락셔널 손상은 일반적으로 부분적 응고(fractional coagulation) 또는 조직 괴사로 나타난다. 대신에, 레이저 펄싱이 부분적으로 손상되는 조직을 70도씨 이하이면서 40도씨 이상으로 히팅하는 경우, 프락셔널 손상은 종종 비-즉각적으로 파괴적인 조직 히팅으로 나타난다.
프락셔널 손상이 어블레이팅 되는 것이든 아니든 관계없이, 충분한 프락셔널 손상을 달성하는 것과 허용된 수준에서 스캔 밀도를 유지하는 것 사이에는 긴장이 존재한다. 이러한 긴장을 해결하기 위해, 프락셔널 손상을 위한 3차원(3D) 레이저 스캔 패턴이 제공된다. 이하의 논의는 피부의 프락셔널 손상 스캔을 다루지만, 여기서 개시되는 3D 레이저 스캔 패턴은 피부 이외의 다양한 조직의 제거식(ablative) 및 비-제거식(non-ablative) 프락셔널 손상에 모두 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다. 3D 스캔에서, 펄스 당 전달되는 열은 복수의 펄스 등급(class)들을 정의한다. 주어진 등급에서 각 펄스들은 동일한 양의 열을 전달한다. 주어진 3D 스캔이 얼마나 많은 수의 펄스 등급을 포함할 것인지는 설계 선택 사항이다. 이하의 논의에에서는, 일반성을 잃지 않고, 3개의 등급이 사용되는 것을 가정한다. 예를 들어, 제1 등급의 펄스는, 제2 등급의 펄스들에 의해 전달되는 펄스 당 열(heat per pulse) 보다, 많은 펄스 당 열을 전달한다. 차례로, 제2 등급의 펄스들은 제3 등급의 펄스들 보다 더 큰 펄스 당 열을 제공한다.
각 펄스에 의해 전달되는 열은, 펄스에 의해 활성화되는 피부의 포션(portion)에 전달되는 에너지(예를 들어, 줄(joule)의 합계)에 의해 정의될 수 있다. 대안적으로, 레이저 펄스가 조사되는 피부 영역 당 전달되는 에너지(예를 들어, Joule/cm2)는 각 펄스에 의해 전달되는 열을 특징지을 수 있다. 주어진 양의 에너지(즉, 열(heat))를 전달하는 것과 관련하여, 펄스 지속 시간은 동일한 반면, 하나의 펄스 등급에서 다른 등급까지 레이저 강도(intensity) 또는 출력(power)이 변화할 수 있다. 대안적으로, 각 펄스에서의 레이저 출력은 일정하나, 전달되는 열의 양을 제어하기 위해, 하나의 펄스 등급에서 다른 등급까지 펄스 지속시간이 변화할 수 있다.
각 등급에서 펄스들 사이의 간격은, 상기 등급에서 펄스당 전달되는 열에 비례한다. 예를 들어, 전술한 3개의 펄스 등급과 관련하여, 제1 등급은 가장 큰 펄스 당 열(heat per pulse)을 갖고, 반면 제2 등급은, 제3의 펄스 등급보다, 높은 펄스 당 열을 갖는다. 따라서, 단지 3개의 펄스 등급이 존재한다면, 제3 등급은 펄드 당 가장 적은 양의 열을 전달한다. 펄스 당 열의 양이 이러한 상대적인 관계로 주어짐에 따라, 제1 등급의 펄스들은 인접한 펄스들 사이에 제1 피치 또는 간격을 갖는다. 제2 등급의 펄스들은 인접한 펄스들 사이에, 제1 피치보다 작은, 제2 피치 또는 간격을 갖도록 유사하게 배치된다. 마지막으로, 제3 등급의 펄스들에서 각 펄스는 제2 피치보다 작은(따라서, 제1 피치보다 작은) 제3 피치에 따라 위치한다.
피부는 2차원(two dimension)으로 정의되는 평면을 형성하는 것으로 여겨질 수 있기 때문에, 펄스 등급들에 대한 다양한 피치는 2차원 특성의 스캔을 야기한다. 그러나, 펄스 등급들에 의해 제공되는 프락셔널 손상의 다양한 깊이로 인해, 3차원적 스캔이 존재한다. 예를 들어, 제1 등급의 펄스는 가장 에너지가 높다. 어블레이팅하는 피부 스캔에 있어, 제1 등급의 펄스들은 피부 내측으로 가장 깊이 어블레이션할 수 있다. 제2 등급의 펄스들은 적은 에너지를 갖고, 따라서 치료되는 조직 내측으로 깊게 연장되지 않는 프락셔널 손상을 생성한다. 예를 들어, 어블레이팅 하는 피부 스캔에 있어, 제2 등급의 펄스는, 제1 등급의 펄스와 비교하여, 피부 내측으로 깊게 어블레이션하지 않는다. 제3 등급의 펄스들은 제2 등급의 펄스들보다 심지어 더 적은 에너지를 갖는다. 따라서, 제3 등급의 펄스들은 어블레이션 3D 레이저 스캔에 있어, 다른 등급에 비해 보다 얕게 어블레이션한다. 만약, 피부 표면이 데카르트 좌표계에서 X축과 Y축에 의해 정의하는 경우, 프락셔널 손상의 다양한 깊이는 Z축으로 정의될 수 있다. 그 결과로 초래되는 3차원수는, 전통적인 레이저 스캔으로부터 초래되는 열 손상의 위험 없이 충분한 프락셔널 손상을 제공한다. 이같은 유용한 특징에 대한 보다 나은 이해를 제공하기 위해, 일부의 전통적인 2차원 스캔 패턴을 먼저 논의하고, 뒤이어 3차원 스캔 패턴의 예를 논의한다.
선형적인 2차원 스캔 패턴(100)이 도 1에 도시된다. 각 레이저 스캔 스팟(105)은 규칙적인 피치에 따라 이격되며, 디스플레이에서 래스터 스캔(raster scan)과 유사하게 선형적인 행들과 열들로 배치된다. 이러한 스캔의 선형적 특성은 부자연스러운 직선의 라인들을 갖는 얼굴 손상을 초래하기 때문에, 도 2에 도시된 것처럼, 불규칙한(random) 2차원 스캔 패턴(200)으로 발전되었다. 각 레이저 스캔 스팟(205) 사이의 간격이 불규칙하며, 따라서 스팟들(205)이 선형적인 행과 열에 따라 정렬되지 않은 보다 자연스럽게 보이는 손상 가장자리를 야기한다. 그러나, 두 스캔(100, 200) 모두, 충분한 어블레이션을 달성하는 것과 과도한 열 전달의 위험 사이에서 앞서 논의된 긴장으로 인한 어려움이 있다. 예를 들어, 상대적으로 많은 양의 열이 스캔(100)의 각 레이저 스캔 스팟(105)으로 전달된다고 가정한다. 피치가 감소함에 따라, 하나의 레이저 스캔 스팟(105)으로 인해 가열되는 조직은 인접한 레이저 스캔 스팟(105)에 의해 재가열될 수 있다. 따라서, 피치는 상대적으로 넓게 유지되어야만 하고, 스캔 밀도는 감소된다. 유사하게, 각 레이저 스캔 스팟(205)에 의해 전달되는 에너지는 스캔(200)에서 불규칙한 간격에서의 최소 피치를 고려해야한다. 에너지가 지나치게 크다고 가정한다면, 인접한 스캔 스팟들(20)은 관여될 것이고, 이 경우, 건강한 조직으로 이루어진, 피부 조직의 각 어블레이션 된 기둥의 바람직한 주변을 파괴한다.
매우 대조적으로, 도 3에 도시된 것과 같은 3차원 레이저 스캔 패턴(300)은 과도한 열의 위험 없이 충분한 프락셔널 손상을 달성한다. 3차원 스캔은 적어도 2개 등급의 레이저 펄스를 이용한다. 스캔 패턴(300)에서는, 앞서 논의된 바와 같이 3개 등급들이 이용된다. 305 및 310과 같은 펄스들은 상대적으로 큰 에너지를 갖는 제1 등급의 펄스들의 예이다. 제1 등급의 펄스들은, 여기서 일련의 제1 펄스들(a series of first pulse)로 표시된다. 각 제1 펄스 당 많은 양의 에너지는 진피(dermis)에서 콜라겐 재성장을 촉진하기 위한 깊은 프락셔널 손상 기둥을 제공하지만, 이러한 상당한 프락셔널 손상은 상대적으로 많은 양의 열을 피부 조직으로 역시 전달한다. 인접한 펄스들로부터 조직의 과도한 가열을 제한하기 위해, 305 펄스와 310 펄스와 같이 인접한 제1 펄스들은 상대적으로 넓은 제1 피치 또는 이격(separation)(325)만큼 분리된다.
반면, 제2 등급의 펄스들 중 한 쌍의 인접한 펄스들 330, 335는 제2 피치 또는 이격(340)만큼 분리된다. 제2 등급의 펄스들은, 여기서, 일련의 제2 펄스들로서 표시된다. 펄스 당 에너지는, 제1 등급의 펄스 당 에너지에 비해, 제2 등급의 펄스에서 감소하기 때문에, 각 제2 펄스는 치료되는 조직을 그만큼 깊게 부분적으로 손상시키지 않으며, 제1 펄스들과 비교하여 더 적을 열을 전달한다. 이러한 감소된 열의 양 때문에, 제2 피치(340)는 제1 피치보다 작다(325). 이런 방식으로, 제2 등급의 펄스들은, 달리 만약 제1 등급의 펄스들이 사용되었다면 가능했을 것과 비교하여, 스캔 밀도를 증가시킨다.
인접한 한 쌍의 펄스들(320, 315)는, 제2 등급의 펄스들과 비교해서 감소된 양의 펄스 당 에너지를 갖는 제3 등급의 펄스들의 예이다. 제3 등급의 펄스는, 일련의 제3 펄스들로 표시된다. 따라서, 각 제3 펄스는 펄스 당 최소한의 열을 전달한다. 따라서, 320 및 315의 펄스들에 의한 프락셔널 손상의 깊이는 330 및 335의 펄스들에 의해 생성되는 것보다 작다. 이처럼 펄스 당 전달되는 열의 감소로, 320 및 315 펄스와 같이 인접한 제3 펄스들은 제2 피치(340)보다 적은(따라서, 제1 피치(325)보다 적은) 제3 피치(345) 만큼 이격된다. 감소된 피치로, 제3 등급의 펄스들은, 만약 제1 등급 및 제2 등급이 펄스들이 사용되었다면 가능했을 것과 비교하여, 스캔 밀도를 증가시킨다.
환자 피부의 3차원 레이저 프락셔널 손상을 위한 예시적인 시스템(400)이 도 4에 도시된다. 임상의는 피부 부분(415)의 레이저 스캔을 수행하도록 레이저 핸드피스(410)를 위치시킨다. 컨트롤러(420)는, 스캐너가 피부 부위(415) 상에 적합한 레이저 펄스들을 스캔하도록 레이저 빔을 스캔하도록 (이하에서 추가로 논의될) 스캐너를 제어한다. 동시에, 컨트롤러(420)는, 피부 부위(415) 내에 바람직한 수의 각 등급의 레이저 펄스들을 생성하도록, 각 레이저 펄스의 스캔 에너지를 제어한다. 피부 부위(415)가 어블레이션되면, 이후 사용자는 다른 피부 부위에 3차원 레이저 프락셔널 손상을 개시하도록 레이저 핸드피스(410)를 재배치할 수 있다. 레이저 스캔 및 레이저 핸드피스(410)의 재배치는, 이후 치료되는 모든 피부 부위가 완료될 때까지, 반복된다.
예시적인 레이저 핸드피스의 단부(505)가 도 5에 도시된다. 복수의 거울 세트(set)와 같은 스캐너(515)는, 컨트롤러(405)(도 4)에 의해, 피부 부위 상에 각 등급의 레이저펄스들을 각각의 피치에 따라 배치하도록 제어된다. 제1 등급의 펄스들은 520의 펄스로 표시된다. 컨트롤러(405)는 각 등급의 펄스에 의해 전달되는 에너지의 양을 제어하는, 레이저 에너지 컨트롤러(510)를 포함한다. 예를 들어, 레이저 에너지 컨트롤러(510)는, 각 펄스에 대한 펄스 당 에너지 양을 제어할 수 있도록, 펄스 지속시간 및/또는 레이저 빔의 출력을 제어할 수 있다. 한 쌍의 펄스들(530)은 제2 등급의 펄스들이며, 반면 세 개의 펄스들(535)은 제3 등급 펄스들이다.
다양한 등급의 펄스들의 시퀀싱(sequencing)은 펄스 당 전달되는 열 에너지에 근거할 수 있다. 예를 들어, 조직 영역이 50개의 제1 펄스, 100개의 제2 펄스 및 200개의 제3 펄스로 프락셔널 손상이 이루어진다고 가정한다. 먼저 제1 등급 펄스들의 모든 펄스들을 펄싱하고, 그 후 다른 하나의 등급 펄스들의 모든 펄스를 펄싱하고, 이처럼 진행하는 것은, 상대적으로 지연될 수 있다. 빠른 스캐닝을 제공하기 위해, 1-3-3-2-3-3-2와 같은 시퀀스가 연속적으로 반복될 수 있으며, 여기서 1은 제1 등급의 펄스를 나타내고, 2는 제2 등급의 펄스를 나타내며, 3은 제3 등급의 펄스를 나타낸다. 이러한 시퀀스에서 최초의 제1 펄스의 에너지가 주어지면, 그 이후의 한 쌍의 제3 펄스들은 상기 최초 펄스로부터 어느 정도의 간격(spacing) 또는 피치(pitch)가 요구된다. 마찬가지로, 최초의 제2 등급 펄스는 방금 어블레이티드된 제3 등급 펄스들로부터 어느 정도의 간격이 요구되며, 이와 같이 진행된다. 따라서, 다양한 펄스들의 간격에는 선행 펄스들에 의해 전달되는 열을 고려한 시간적 측면(temporal aspect)이 있다.
인접한 제1 펄스들 사이의 피치는 제1 등급 펄스에서 펄스당 에너지에 따라 달라질 수 있다. 제1 등급 레이저 펄스들에 대한 다음 표 1은, 각 펄스로 인해 야기되느 부분적으로 손상된 조직의 기둥의 밀리미터 단위의 깊이, 각 펄스에 의해 전달되는 밀리줄 단위의 에너지, 각 기둥의 마이크론 단위의 반경, 그리고 결과적인 스캔 밀도에 대한 몇가지 예시를 제공한다.
Depth mJ MTZ Pitch Density
0.75 50 300 0.75 40%
1 60 315 1 32%
1.5 90 350 1.5 23%
다음 표 2는 표 1과 유사하지만, 제2 등급 레이저 펄스들에 관한 것이다.
Depth mJ MTZ Pitch Density
0.35 10 150 0.35 43%
0.45 16 200 0.45 44%
0.55 26 250 0.55 45%
마찬가지로, 다음의 표 3도 표 1과 유사하지만, 제3 등급 레이저 펄스들에 관한 것이다.
Depth mJ MTZ Pitch Density
0.15 2 150 0.15 100%
0.2 4 150 0.2 75%
0.25 6 150 0.25 60%
도 6의 순서도와 관련하여, 레이저 프락셔널 손상의 예시적인 방법을 이제부터 논의한다. 이 방법은, 각 제1 펄스에 의해 전달되는 에너지가 각 제2 펄스의 에너지에 의해 전달되는 에너지 보다 크도록, 일련의 제1 펄스들 및 일련의 제2 펄스들을 제공하기 위해 레이저를 펄싱하는 동작(600)을 포함한다. 520의 펄스, 305 및 310의 펄스는 일련의 제1 펄스들의 예이다. 또한, 이 방법은, 제1 피치가 제1 펄스들의 인접한 펄스를 분리하고 제2 피치가 제2 펄스들 중 인접한 펄스를 분리하도록, 부분적으로 손상되는 조직 영역을 가로질러 일련의 제1 펄스들 및 일련의 제2 펄스들을 스캐닝 하는 동작(605)을 포함하며, 여기서 제2 피치는 제1 피치보다 작다. 330 및 335의 펄스 또는 530의 펄스는 일련의 제2 펄스들의 예이다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 당면한 특정 응용 분야에 따라, 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 본 개시의 장치의 재료, 장치 구성 및 사용방법에 대해 많은 수정, 치환 및 변형이 이루어질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 점에 비추어, 본 개시의 범위는 본 명세서에 도시되고 설명된 특정 실시예의 범위로 한정되어서는 안되며, 이는 단지 그 일부 실시예에 불과하며, 오히려 여기에 첨부된 청구범위 및 그의 기능적 균등물의 범위에 상응해야한다.

Claims (19)

  1. 각 제1 레이저 펄스에 의해 전달되는 에너지는 각 제2 레이저 펄스에 의해 전달되는 에너지보다 크도록, 일련의 제1 레이저 펄스들 및 일련의 제2 레이저 펄스들을 제어하게 구비되는 레이저 에너지 컨트롤러; 및
    상기 제1 레이저 펄스들 중 인접한 것들이 적어도 제1 피치로 이격되도록 조직 영역 상에 상기 일련의 제1 레이저 펄스들의 배치를 제어하고, 상기 제2 레이저 펄스들 중 인접한 것들이 상기 제1 피치보다 작은 적어도 제2 피치로 이격되도록 부분적으로(fractionally) 손상되는 상기 조직 영역 상에 상기 일련의 제2 레이저 펄스들의 배치를 제어하게 구성되는 스캐너;
    를 포함하는 프락셔널 손상을 위한 레이저 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 에너지 컨트롤러는, 각 제3 레이저 펄스에 의해 전달되는 에너지가 상기 각 제2 레이저 펄스에 의해 전달되는 에너지보다 작도록 일련의 제3 레이저 펄스들을 제어하게 추가적으로 구성되고,
    상기 스캐너는, 상기 제3 레이저 펄스들 중 인접한 것들이 상기 제2 피치보다 작은 적어도 제3 피치로 이격되도록, 부분적으로 손상되는 상기 조직 영역 상에 상기 일련의 제3 레이저 펄스들의 배치를 제어하게 추가적으로 구성되는 레이저 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스캐너는 복수의 거울들을 포함하는 레이저 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 레이저 시스템은 프락셔널 진피 어블레이션을 위한 레이저 시스템이고, 어블레이션되는 상기 조직 영역은 피부 조직 영역인 레이저 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 레이저 시스템은 비-제거방식의(non-ablative) 레이저 시스템이고, 어블레이트되지 않고 부분적으로 손상되는 상기 조직 영역은 피부 조직 영역인 레이저 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 레이저 에너지 컨트롤러는, 제1 깊이를 갖는 피부 조직의 기둥을 어블레이션 하기 위해 상기 각 제1 레이저 펄스의 에너지를 제어하고, 상기 제1 깊이보다 작은 제2 깊이를 갖는 피부 조직의 기둥을 어블레이션 하기 위해 상기 각 제2 레이저 펄스의 에너지를 제어하게 추가적으로 구성되는 레이저 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 깊이를 갖는 피부 조직의 각 기둥은 제1 지름을 갖고, 상기 제2 깊이를 갖는 피부 조직의 기둥은 상기 제1 지름보다 작은 제2 지름을 갖는 레이저 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 레이저 에너지 컨트롤러는 각 제1 펄스의 지속 시간(duration)이 각 제2 펄스의 지속 시간보다 길게 제어하도록 추가적으로 구성되는 레이저 시스템.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 레이저 에너지 컨트롤러는, 각 제1 펄스 뒤에 적어도 하나의 제2 펄스 및 적어도 하나의 제3 펄스가 뒤따르도록, 상기 일련의 제1 펄스들, 상기 제2 레이저 펄스들 및 상기 제3의 펄스들을 시퀀싱(sequencing)하게 추가적으로 구성되는 레이저 시스템.
  10. 각 제1 펄스에 의해 전달되는 에너지가 각 제2 펄스의 에너지에 의해 전달되는 에너지 보다 크도록, 일련의 제1 펄스들과 일련의 제2 펄스들을 제공하게 레이저를 펄싱하고,
    상기 제1 펄스들 중 인접한 것들은 제1 피치로 이격되고, 상기 제2 펄스들 중 인접한 것들은 제2 피치로 이격되도록, 부분적으로(fractionally) 손상되는 조직 영역 상에 상기 일련의 제1 펄스들과 상기 제2 일련의 펄스들을 스캐닝하되,
    상기 제2 피치는 상기 제1 피치보다 작은, 레이저 프락셔널 손상 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    각 제3 펄스에 의해 전달되는 에너지가 상기 제2 펄스에 의해 전달되는 에너지보다 크도록, 일련의 제3 펄스들을 제공하게 상기 레이저를 더 펄싱하고,
    상기 제3 펄스들 중 인접한 것들은 제3 피치로 이격되도록, 부분적으로 손상되는 상기 조직 영역 상에 상기 일련의 제3 펄스를 스캐닝하되, 상기 제3 피치는 상기 제2 피치보다 작은, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 레이저를 펄싱하는 단계는 각 제1 펄스에 적어도 하나의 제2 펄스가 뒤따르도록 시퀀싱하는, 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 레이저를 펄싱하는 단계는 각 제2 펄스에 적어도 하나의 제3 펄스가 뒤따르도록 추가적으로 시퀀싱하는, 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 부분적으로 손상되는 상기 조직 영역으로 스캐닝 하는 것은 환자 얼굴의 피부 영역을 스캐닝하는 것을 포함하는, 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    각 제1 펄스의 지속 시간이 각 제2 펄스의 지속시간 보다 길도록 제어하는 것을 더 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    각 제3 펄스의 지속시간이 각 제2 펄스의 상기 지속시간 보다 짧게 제어하는 것을 더 포함하는, 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    각 제1 펄스의 레이저 파워가 각 제2 펄스의 레이저 빔의 파워보다 크도록 제어하는 것을, 더 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    각 제3 펄스의 레이저 파워가 상기 제2 펄스의 레이저의 파워보다 작도록 제어하는 것을, 더 포함하는 방법.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 일련의 제1 펄스들과 상기 일련의 제2 펄스들을 스캐닝하는 것은, 복수의 거울들을 제어하는 것을 포함하는, 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7090670B2 (en) * 2003-12-31 2006-08-15 Reliant Technologies, Inc. Multi-spot laser surgical apparatus and method
WO2008128175A1 (en) * 2007-04-12 2008-10-23 Palomar Medical Technologies, Inc. Photoselective islets in skin and other tissues
EP2542171A4 (en) * 2010-03-03 2017-10-04 Lumenis Ltd. System and methods of tissue microablation using fractional treatment patterns
US8778002B2 (en) * 2010-03-16 2014-07-15 Ronald L. Moy Methods of light treatment of wounds to reduce scar formation

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