用于去除皮肤色素沉着和纹身墨水的方法和设备的改进技术

一种用于皮肤激光处理、例如用于去除不需要的纹身或其他皮肤色素沉着的方法和设备。使用超过约50GW/cm2的强度可以实现用单个脉冲激光束去除多种颜色。用于减少与激光纹身去除相关联的疼痛和组织损伤的方法包括使用通量范围为0.5

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于去除皮肤色素沉着和纹身墨水的方法和设备的改进


[0001]本专利技术涉及去除不需要的皮肤色素沉着和纹身墨水，并且包含用于其的方法和设备的各种改进。

技术介绍

[0002]皮肤的纹身和其他色素沉着涉及将色素放入皮肤的真皮，即表皮下面的一层皮组织，通常约2mm厚。在初次注射之后，色素向下通过表皮和上层真皮遍及均匀的受损层分散，在表皮和上层真皮两者中，异物的存在激活免疫系统的吞噬细胞吞噬色素颗粒。随着治疗的进行，受损的表皮剥落(消除表面色素)，同时在皮肤肉芽组织形态中更深，其之后通过胶原蛋白的生长转化为结缔组织。这修补上层真皮，其中色素卡在连续增殖的巨噬细胞内，最终集中在略低于真皮/表皮边界的层中、在皮肤表面以下约300μm-700μm之间的深度处。它在那里的存在是稳定的，但从长期来看(数十年)，色素倾向于向真皮深处迁移，这是旧纹身细节恶化的原因。根据2016年的哈里斯民意调查(Shannon-Missal，2016)，在美国18至35岁之间的人中，几乎有一半有纹身，而几乎四分之一的人对此表示后悔。基于该年龄段的约6000万人的估计，这意味着约有750万人有“纹身后悔”。因此，许多有纹身的人都试图将其去除。
[0003]在本申请的时候，用于去除纹身的黄金标准方式是使用调Q激光器无创去除纹身色素。将辐射施加到受试者的皮肤上是手动完成的：操作者将激光束对准待处理区域并发射激光。根据纹身色素的特定光吸收光谱，不同类型的调Q激光器用于瞄准纹身墨水的不同颜色。通常，可以使用调Q激光器完全去除黑色和其他深色墨水，而很难去除较浅的颜色(诸如黄色和绿色)。成功可以取决于多种因素，包括肤色、墨水颜色和施加墨水的深度。
[0004]脉冲激光治疗还用于去除不需要的皮肤色素沉着和色素沉着的病变，诸如雀斑、老年斑、太阳斑、褐黄斑、黑斑和浅表血管畸形，诸如葡萄酒色痣和毛细血管扩张。
[0005]通常使用大约10
9-10
10
W/cm2的皮肤表面输入强度和大于250ps的脉冲宽度来实现约1-7J/cm2的通量来进行不需要的色素沉着的激光去除。为了产生这些输入通量，将200-800mJ范围内的脉冲能量与皮肤表面上的2-6mm的斑点尺寸和～1-10Hz的脉冲重复率结合使用。
[0006]此类方法是有颜色选择的，假定激光与组织的主要相互作用(主要是吸收)仅是波长相对于对象色素吸收的函数。实际上，这是选择性光热作用背后的主要思想(Anderson&Parrish，1983)。人们普遍认为，激光辐射波长与待去除的墨水或病变的颜色之间必须存在匹配。例如，众所周知，可以通过绿色(532nm)激光去除红色墨水，而绿色墨水需要红外(IR)(800nm)波长。当发生不匹配时(即，当使用不合适的激光波长时)，激光辐射不会由对象颜色吸收，并且不会去除。当单个纹身具有需要不同激光波长的几种颜色时，这尤其成问题。当前的高端激光去除系统提供各种波长的激光以适应不同的纹身颜色，但是成功率有限且成本高。所需的治疗次数可以从八次到多达二十次，持续一年到两年。
[0007]因此，本专利技术的目的是提供用于去除皮肤色素沉着或纹身墨水的方法和设备，其
可以使用单波长的激光去除多种不同的颜色。
[0008]当前的纹身去除治疗系统具有其他一些缺点(Goldman，Fitzpatrick，Ross，Kilmer，&Weiss，2013)：
[0009]·
疼痛是治疗的主要部分，并且通常应用局部麻醉剂。
[0010]·
对皮肤的伤害很大。直接的副作用，诸如肿胀、敏感、点状出血、起泡和瘙痒被认为是治疗的正常的直接后果。有时可能发生不良事件，诸如急性疼痛、四肢水肿、直接出血、大疱和顽固性瘙痒。瘢痕、纹理变化和肥厚性瘢痕是可能是急性或慢性的其他可能且常见的并发症。
[0011]·
由于广泛的损伤，治疗之间的恢复时间较长，完全恢复组织需要至少六周或更长时间。
[0012]上述缺点被认为是用于色素去除的现有技术系统的广泛采用的主要障碍。
[0013]因此，本专利技术的另一个目的是减少受试者在经受激光治疗以去除不需要的皮肤色素沉着时遭受的疼痛和皮肤损伤的量。
[0014]本专利技术的另一个目的是缩短连续激光治疗之间的恢复时间，以允许更快地去除不需要的皮肤色素沉着。
[0015]此外，将激光手动施加到受试者的皮肤固有地缓慢和/或不准确。尽管瞄准光束有时用于为操作者提供位置反馈，但是很难维持准确的性能和高通量。当待处理区域具有小的特征物和尺寸(例如复杂的纹身或一组小病变)时，光束的尺寸进一步影响激光治疗的准确性。即使在约2mm的这些应用中使用最小的电流束尺寸，治疗小于2mm的特征物的区域既费时又不准确。此外，放置的准确性完全取决于操作者的专业知识、灵巧性、经验和耐心，所有这些可能显著变化。在覆盖较大的色素沉着区域时，操作者通常使用脉冲频率为10Hz的脉冲激光，并且在整个区域内非常快速地移动光束。这本质上是不精确的过程，并且涉及皮肤上的连续脉冲的高度不可避免的重叠以及同时增加的对组织的额外损伤。因此，明显的是，手动放置激光辐射是不一致的、不准确的且费时的，并且可能加剧由这种现有的激光治疗方法引起的对皮肤的损伤。
[0016]因此，本专利技术的另一个目的是提供用于去除纹身和其他不需要的局部皮肤色素沉着的方法和设备，其比先前的方法更准确，从而减少治疗时间和/或减少组织损伤。
[0017]本专利技术的又一个目的是提供用于测试皮肤激光治疗设备以检查其将在预定的安全操作参数内一致且可靠地操作的方法和设备。
[0018]根据本专利技术的以下描述，具体地根据其优于从皮肤去除不需要的色素沉着的现有方法的技术优势，本专利技术的其他目的将显而易见。
[0019]如将显而易见，本专利技术存在多个不同的方面，其可以如本领域技术人员所期望一起使用或分开使用。通过本专利技术的不同方面解决了以上讨论的与皮肤处理的基于激光的现有方法相关联的各种不同的技术问题。本专利技术的每个单独的方面并不意图将必须独自解决所有上述问题。

技术实现思路

[0020]现在已令人惊奇地发现，激光与皮肤中的色素或纹身墨水的相互作用不仅是波长的函数，而是波长和/或脉冲持续时间和/或强度的函数。具体地，已经发现，以与现有技术
中所使用的通量值相似的通量值(即，约1-7J/cm2)将激光的强度增加到约10
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12
W/cm2的水平可以使用单激光波长有效地去除不同的颜色。已经发现，激光的强度需要足够高，以便与所有颜色，具体是可见颜色显著相互作用。与非线性光学击穿的尖锐阈值相反，已经发现，对于活体皮肤中的色素，存在可以用于与使用相同波长的多种颜色相互作用的大范围的强度。
[0021]因此，在本专利技术的第一方面，提供了皮肤处理方法，其包括用脉冲激光束辐照受试者的皮肤的待处理区域；其特征在于所述激光具有至少约50GW/cm2的强度和在约0.1-100ps的范围内的脉冲宽度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种皮肤处理方法，其包括用脉冲激光束辐照受试者的皮肤的待处理区域；其特征在于所述激光具有至少约50GW/cm2的强度和在约0.1-100ps的范围内的脉冲宽度。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光束相对于所述待处理区域移动，使得连续脉冲落在所述区域的不同部分上，并且所述区域的每个部分在单次处理内接收所述激光的一个脉冲。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述皮肤区域的所述不同部分基本上彼此不重叠。4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述脉冲激光在皮肤深度中具有约0.5-10J/cm2的通量。5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述激光的所述强度能够去除至少三种不同颜色的色素或病变。6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述激光具有约0.1-1TW/cm2的强度。7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述激光具有至少约0.5ps的脉冲宽度，优选地至少1.0ps的脉冲宽度。8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述激光具有小于约35ps的脉冲宽度，优选地小于约25ps的脉冲宽度。9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述激光具有在约1-15ps的范围内的脉冲宽度，优选地在约1-10ps的范围内的脉冲宽度。10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述激光在所述皮肤中具有直径小于约2mm的斑点尺寸。11.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述激光具有约0.1-1.0mm的斑点尺寸,优选地约0.5-1.0mm的斑点尺寸。12.根据任一前述权利要求所述的方法，其中入射到所述受试者的皮肤上的激光的每个脉冲的所述通量和所述斑点尺寸受到控制，使得所述通量落在约0.5-10J/cm2的范围内，并且所述斑点尺寸使得所述皮肤在辐照后足够快速地冷却，以使所述皮肤在大于44℃的温度下所承受的时间不长于对所述皮肤造成损伤的阈值持续时间。13.一种皮肤处理方法，其包括在受试者的皮肤的待处理区域上移动脉冲激光束；其中每个脉冲以斑点的形式照射在所述待处理区域内的所述受试者的皮肤的不同部分上，并且每个脉冲在皮肤深度中的通量在约0.5-10J/cm2的范围内；其特征在于每个斑点的尺寸使得所述皮肤足够快速地冷却，以使所述皮肤在大于44℃的温度下所承受的时间不长于对所述皮肤造成损伤的阈值持续时间。14.根据权利要求12或权利要求13所述的方法，其中所述斑点的所述尺寸使得所述皮肤的热弛豫时间短于在对所述皮肤造成损伤之前所述皮肤能够承受初始温度升高的时间长度。15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中所述热弛豫时间在约0.1s至约8s的范围内。16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中由所述激光在所述受试者的皮肤上产生的所述斑点的所述尺寸使得所述皮肤的所述温度不升高到约51℃以上并且提供驰豫时间或不大于约6s。17.一种皮肤处理方法，其包括在受试者的皮肤的待处理区域上移动脉冲激光束；其中
每个脉冲以斑点的形式照射在所述待处理区域内的所述受试者的皮肤的不同部分上，并且每个脉冲在皮肤深度中的通量在约0.5-10J/cm2的范围内；其特征在于每个斑点具有小于约2mm的最大尺寸。18.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述激光向所述皮肤输入约1-100mJ范围内的能量脉冲。19.一种去除色素的方法，其包括多次连续的皮肤处理，其中将脉冲激光束在受试者的皮肤的待处理区域上移动，使得每个脉冲照射在所述待处理区域内的所述受试者的皮肤的不同部分上；其中每个脉冲具有在约0.5-10J/cm2的范围内的通量并且以斑点的形式照射在所述受试者的皮肤上，所述斑点足够小使得所述皮肤在大于44℃的温度下所承受的时间不长于对所述皮肤造成损伤的阈值持续时间；其中每1-3周重复所述皮肤处理。20.根据权利要求19所述的方法，其中在同一天进行最多四次处理，然后休息1-3周，优选1-2周。21.根据权利要求19或权利要求20所述的方法，其中根据权利要求1-18中任一项进行每个皮肤处理。22.根据权利要求13、17或19至21中任一项所述的方法，其中所述激光的所述强度在10
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W/cm2的范围内。23.根据任一前述权利要求所述的方法，其中可以组合使用两种或更多种不同波长的激光。24.根据权利要求23所述的方法，其中将具有10
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W/cm2的强度的第一脉冲激光束与具有10
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W/cm2的强度的第二脉冲激光束组合使用。25.根据权利要求24所述的方法，其中所述第一脉冲束和所述第二脉冲束中的每一个独立地具有在0.5-10J/cm2范围内的通量。26.根据权利要求24或权利要求25所述的方法，其中所述第一束来自任选地具有800nm或1030nm的波长的第一红外(IR)激光器，并且所述第二束来自任选地具有532nm的波长的绿色激光器或具有1064nm的波长的第二IR激光器。27.根据任一前述权利要求所述的方法，其中用连续的激光脉冲处理的所述皮肤区域的单独部分彼此分开至少约0.1mm。28.一种皮肤处理方法，其包括在受试者的皮肤的待处理区域上移动脉冲激光束；其中所述光束在所述受试者的皮肤上形成激光的斑点，并且连续脉冲以在皮肤深度中在约0.5-10J/cm2的范围内的通量落在所述区域的不同相应部分上，并且所述部分彼此分开至少约0.1mm。29.根据权利要求1至26中任一项所述的方法，其中所述激光束在外周边区域中衰减，使得每个斑点内的所述光束的所述强度在所述周边区域中较低。30.一种皮肤处理方法，其包括用脉冲激光束辐照受试者的皮肤的待处理区域，其中每个脉冲在所述受试者的皮肤中产生激光斑点，并且具有在约0.5-10J/cm2的范围内的通量；其中所述激光束在所述待处理区域上移动，使得连续脉冲落在所述区域的不同部分上，并且所述光束衰减，使得其强度在周边外部区域中比所述光束的其余部分低。31.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述激光脉冲以包括多个相邻的斑点行的图案被引导到所述皮肤上，所述斑点行根据确保相邻行不被连续辐照的顺序被辐照。
32.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述光束在所述待处理区域上扫描。33.根据权利要求32所述的方法，其中所述扫描的光束通过光束转向在扫描场上扫描。34.根据权利要求33所述的方法，其中所述扫描场的形状是能够调节的。35.根据权利要求34所述的方法，其中所述扫描场的所述形状能够从任选地具有不同的纵横比的多个预设形状中选择，例如，圆形、正方形和矩形。36.根据权利要求33至35中任一项所述的方法，其还包括围绕所述扫描场的周边连续扫描可见的瞄准光束，以显示所述扫描场的轮廓。37.根据权利要求33至36中任一项所述的方法，其中所述光束以可配置的扫描图案在所述扫描场上扫描，所述扫描图案包括跳过与刚扫描的部分相邻的所述待扫描区域的一部分并且在扫描距所述扫描的部分更远的部分之后返回到所述扫描的部分。38.根据权利要求33至36中任一项所述的方法，其中所述光束在所述扫描场上扫描，使得每个激光脉冲入射到所述受试者的皮肤的不同的相应部分上，并且在所述受试者的皮肤上所述光束进行一系列趟次的扫描，其中在每个趟次中时辐照选定的非相邻部分。39.根据权利要求33至36中任一项所述的方法，其中所述激光束以一系列线性或曲线的线在所述扫描场上扫描，使得连续脉冲落在所述待处理区域的不同部分上。40.一种皮肤处理方法，其包括用脉冲激光束辐照受试者的皮肤的待处理区域，其中每个脉冲在所述受试者的皮肤中产生激光斑点，并且具有在约0.5-10J/cm2的范围内的通量；其中所述激光束以一系列线性或曲线的线在扫描场上扫描，使得连续脉冲落在所述待处理区域的不同部分上。41.根据权利要求39或权利要求40所述的方法，其中将所述线彼此并置地扫描，每条线包括所述激光到所述受试者的皮肤的相邻部分的多个连续的脉冲。42.根据权利要求41所述的方法，其中连续地扫描相邻的线，例如通过光栅扫描或以隔行扫描的方式扫描。43.根据权利要求39至42中任一项所述的方法，其中每条扫描线内的所述部分被无序地辐照。44.根据权利要求43所述的方法，其中在多个趟次中时扫描每条线，在所述多个趟次中的每个趟次辐照选定的非相邻部分。45.根据权利要求33至44中任一项所述的方法，其中所述扫描场的形状通过光学获取所述待处理区域的所述形状而自动确定，例如通过计算机视觉。46.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述脉冲光束具有大于约30Hz，优选大于约100Hz；任选地在200-500Hz的脉冲重复率。47.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述脉冲光束具有约1000Hz或更高的脉冲重复率。48.一种皮肤处理方法，其包括使用摄像机获取受试者的皮肤的待处理区域的至少一部分的一个或多个图像；使用图像识别技术处理所述一个或多个图像，以确定所述待处理区域的所述至少一部分的形状和尺寸；根据所述待处理区域的所述至少一部分的所述所确定的形状和尺寸，调整脉冲激光束的扫描场的形状和尺寸；以及之后在所述整个扫描场上将所述脉冲激光束在所述待处理区域的所述至少一部分上扫描。49.根据权利要求48所述的皮肤处理方法，其包括辐照待处理区域的连续的部分重叠
的区段，以及使用图像拼接算法来掩蔽待处理的每个区段的与在相同的处理中已经被辐照的区段重叠的区域来处理所述一个或多个图像。50.一种用于皮肤处理的激光设备，其包括：工作头，所述工作头包括用于在具有可调节尺寸和/或形状的扫描场上以斑点尺寸小于2mm的治疗激光束扫描的光束扫描仪和摄像机；光学输入端，其用于将所述光束扫描仪连接到至少一个脉冲治疗激光器；可调节定位装置，其用于将所述工作头稳定地定位在受试者的皮肤的待处理区域附近；以及自动控制系统，用于控制所述激光治疗设备的操作；其中所述自动控制系统被配置为从所述摄像机接收所述待处理区域的一个或多个图像，处理所述接收到的图像以确定所述待处理区域的至少一部分的所述形状，根据所述待处理区域的所述至少一部分的所确定的形状调整所述扫描场的所述尺寸和/或形状并且将所述治疗激光束在所述扫描场上扫描。51.根据权利要求50所述的激光设备，其还包括光学示踪器，用于在所述受试者的皮肤上向操作者指示所述扫描场的轮廓；其中所述自动控制系统进一步被配置为控制所述光学示踪器以在所述受试者的皮肤上显示所述扫描场的轮廓。52.根据权利要求50或权利要求51所述的激光设备，其还包括显示器，所述显示器被适配成从所述自动控制系统接收表示所述受试者的皮肤的所述待处理区域的所述至少一部分的图像的显示信号并且在所述屏幕上显示所述图像；其中所述自动控制系统进一步被配置为在所述屏幕上显示叠加在所述受试者的皮肤的所述图像上的所述扫描场的轮廓。53.根据权利要求50至52中任一项所述的激光设备，其中所述自动控制系统被配置为在操作所述光束扫描仪之前在已经指示所述扫描场之后等待安全控制信号。54.根据权利要求50至53中任一项所述的激光设备，其中所述自动控制系统被配置为允许操作者调节所述扫描场的所述形状和/或尺寸。55.根据权利要求50至54中任一项所述的激光设备，其中所述工作头还包括瞄准光束装置，所述瞄准光束装置用于朝向所述受试者的皮肤发射可见的瞄准光束，以在所述受试者的皮肤上指示所述激光束扫描仪相对于所述待处理区域的所述位置。56.根据权利要求50至55中任一项所述的激光设备，其还包括一个或多个形貌特征测量仪器，所述形貌特征测量仪器用于测量所述待处理区域的所述至少一部分的形貌特征；其中所述自动控制系统进一步被配置为基于所述形貌特征测量确定所述待处理区域的所述至少一部分的所述形貌特征，并且融合所述待处理区域的所述至少一部分的所述形状和尺寸以及形貌特征以计算所述扫描场的所述形状和/或尺寸。57.根据权利要求50至56中任一项所述的激光设备，其中所述定位装置允许将所述工作头定位在多个不同的位置中，以允许在多个连续区段中对整个待处理区域进行处理。58.根据权利要求57所述的激光设备，其中所述自动控制系统被配置为处理接收到的所述待处理区域的区段的图像，以标识与已经由所述控制系统标识的另一区段重叠的区域，并且使用图像拼接算法来遮蔽用于所述待处理区段的所述扫描场中的所述重叠区域。59.根据权利要求50至57中任一项所述的激光设备，其中所述定位装置是自动的，并且所述自动控制系统进一步被配置为用于控制所述定位装置定位所述工作头来扫描连续的相邻扫描场以覆盖整个待处理区域。60.根据权利要求59所述的激光设备，其中所述自动定位装置能够在第一模式和第二模式之间切换，在所述第一模式中，所述工作头能够由所述操作者自由移动，在所述第二模
式中，所述工作头的所述位置由所述自动控制系统控制。61.根据权利要求60所述的激光设备，其进一步包括一个或多个形貌特征测量仪器，所述形貌特征测量仪器用于测量所述待处理区域的所述至少一部分的所述形貌特征；其中所述自动控制系统进一步被配置为基于所述形貌特征测量确定所述待处理区域的所述至少一部分的形貌特征，并且融合所述待处理区域的所述至少一部分的所述形状和尺寸以及形貌特征以计算所述扫描场的所述形状和/或尺寸；并且其中所述自动控制系统能够在学习模式和扫描模式之间切换，在所述学习模式中，所述摄像头连续操作以捕获所述受试者的皮肤的图像，同时当操作者通过在第一模式下的所述定位装置将所述工作头引导到整个待处理区域周围时，机械臂连续测量所述图像的位置并记录其路径，并且之后所述自动控制系统通过优化扫描路径来计算所述扫描路径；在所述扫描模式中，所述工作头在所述控制系统的控制下移动以遵循由所述控制系统生成的所述路径，同时在连续的扫描场中操作所述光束扫描仪以使所述脉冲激光束在所述整个待处理区域上扫描。62.根据权利要求50至61中任一项所述的激光设备，其还包括一个或多个运动检测器，所述运动检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹，
申请(专利权)人：莱特森斯以色列公司，
类型：发明
国别省市：