根据公开的技术制作的开关电源驱动皮肤病治疗装置的闪光灯，以发射与交流线源的波形内的特定位置对准的相对小的光脉冲的序列。这样的电源不仅使得合并的足够的光能能够在治疗上加热皮肤区域中的目标发色团而不致使对周围组织的不期望的损害，而且提供不需要基本上从任何充电电容器得到对应电能的额外的益处。公开的电源还通过基于指示闪光灯老化/效率特征的预定值修改其操作而补偿闪光灯在其使用寿命期间的性能退化。闪光灯和它们相关联的存储值优选地并入利于用户维护皮肤病治疗装置的能够替换模块。
【技术实现步骤摘要】
公开的技术一般地涉及用于基于光的皮肤病治疗装置的电源设计，并且更具体地涉及开关电源电路，该开关电源电路能够重复地对闪光灯施加脉冲以在这样的治疗装置中发射期望量的治疗光能，而无需由充电电容器提供任何实质的电能。
技术介绍
多年来，电磁能已被用在大范围的医疗应用中。在皮肤病领域，在皮肤病治疗装置中已经使用激光器、闪光灯/强脉冲光系统(IPL)、以及其它电磁辐射源(特别是在光学辐射波段内)，从而永久/临时脱毛，促进毛发再生，治疗血管性和色素性病变，减少皱纹外表，治疗痤疮，去疣，减少疤痕外表，紧致皮肤，修复皮肤，减少脂肪团，去除纹身等。应用于这样的治疗的基于光的皮肤病治疗装置通常被设计为以受控方式发射光能的治疗水平，使得施加于皮肤区域的一个或多个光脉冲呈现预定能量密度水平、波长范围、脉冲持续时间和脉冲间延迟(inter-pulse delay)以实现期望治疗结果。适当控制发射光能的参数的失败可导致目标/非目标组织的不良功效和/或过度损害。基于IPL的皮肤病治疗装置通常使用具有脉冲形成电路(这里也被称作脉冲驱动电路)的开关电源。遗憾的是，现有技术中的脉冲形成电路通常依赖于一个或多个大的电容器，所述电容器在向一个或多个闪光灯放电时提供主要电能以对闪光灯施加脉冲，从而发射治疗上有效量的光能。这些相对大的电容器的尺寸、重量和成本导致笨重和昂贵的治疗装置。因此，特别是在这样的关注特别强烈的消费市场上，需要继续研究和开发以发展更小、更轻和成本有效的皮肤病治疗装置。
技术实现思路
根据公开的技术制作的开关电源能够以足够的水平驱动基于IPL的皮肤病治疗装置的闪光灯/对其施加脉冲，以实现期望的治疗效果，而不招致相对大的电容元件的尺寸、重量和成本限制。通过驱动皮肤病治疗装置的闪光灯来生成与交流线源的波形内的特定位置对准的相对小(相对于能量密度和/或脉冲持续时间是“小”的)的光脉冲序列，改进的电源不仅使得合并的足够的光能能够在治疗上加热皮肤区域中的目标发色团(例如， 黑色素)而不致使对周围组织的不期望的损害，而且提供以下额外的益处基本上不需要从任何充电电容器得到对应的电能。因此，可以显著减小并入公开的技术的皮肤病治疗装置的尺寸、重量和成本。在一个图示性实施例中，可在被配置成利于在目标皮肤区域中实现期望的美容效果(诸如永久/临时脱毛、减少皱纹、减少痤疮、去疣、增加毛发生长、减少色素性或血管性病变、减少疤痕外表、紧致皮肤、减少脂肪团等)的皮肤病治疗装置内实施公开的技术的至少一些方面。该改进的装置可包括一个或多个能够产生脉冲的(pulse-able)闪光灯,所述闪光灯能够发射足够的光能以利于实现期望的美容效果。优选地，利用呈现期望发射谱峰的惰性气体对闪光灯加压，诸如可由氙和/或氪提供并且能够被设置为例如半个大气压以上、一个大气压以上等。在一些实施例中，由闪光灯发射的至少一些光能可经由呈现2平方厘米以上的皮肤接触表面的光学透明皮肤接触元件传递到皮肤区域。该装置还包括开关电源，其具有至少交流线电压检测器、脉冲驱动电路和控制电路。交流线电压检测器与交流线源电通信，并动态地生成占空因数指示该线源的电压何时达到或超过最小操作电压阈值的信号。该占空因数在确定交流线源正提供高线还是低线交流电压时是有用的。由交流线电压检测器生成的信号还可以指示交流线源的频率。脉冲驱动电路与闪光灯和交流线源电通信，并且提供足够的电能以对闪光灯在其预燃状态下施加脉冲，而不从充电电容器得到实质量的电能。由脉冲驱动电路提供给闪光灯的电能的一个或多个特征(例如，电流水平、电流脉冲持续时间、和/或脉冲间延迟间隔) 至少部分地基于由交流线电压检测器生成的信号的占空因数。因此，占空因数或占空因数的倒数可基本上对应于发射的光能的脉宽。例如，超过最小操作电压阈值的交流线电压的占空因数可基本上与发射的光能的脉宽相同或大于发射的光能的脉宽。另外，脉冲驱动电路可包括滤波器电路，其减轻由装置生成的电磁发射对交流线源的影响；整流器电路，其对由交流线源提供的电能整流；电流传感器，其提供闪光灯中的电流的指示；降压调节器电路，其接收整流的能量并在控制电路的控制下将对应的调节的电流提供给闪光灯；以及与整流器和降压调节器电通信的开关，其选择性地使得整流的电能能够传递到降压调节器。 控制电路与脉冲驱动电路和交流线电压电通信，并且选择性地使得能够传递来自脉冲驱动电路的足够的电能以对闪光灯施加脉冲而发射治疗上足够量的光能，从而利于实现期望的美容效果。这些选择性传递至少部分地基于由所述电压检测器生成的信号。另外， 控制电路可包括与开关和电流传感器电通信的比较器，其基于来自电流传感器的指示与基准电压之间的比较而生成信号以控制开关；以及与交流线电压检测器和比较器电通信的微处理器，其至少部分地基于由所述电压检测器生成的信号的占空因数来确定基准电压的水平。微处理器修改基准电压以确保闪光灯发射期望能量密度范围内的光能。微处理器还可响应于装置中的冷却系统故障、高温状况、用户输入、保持装置与皮肤区域的至少一个表面物理接触的装置失败、不适当的配置状况、和/或维修状况而禁用脉冲驱动电路。皮肤病治疗装置还可以包括预燃电路，其对闪光灯提供足以使得闪光灯能够保持其预燃状态的低电流密度。脉冲驱动电路中的二极管可被用于防止预燃状态期间提供的任何不想要的电能进入和不期望地影响脉冲驱动电路的其它元件。该装置还包括触发电路， 其对闪光灯提供足够的电能以在预燃状态开始时启动闪光灯中的电离。皮肤病治疗装置优选地被配置为其控制电路使得脉冲驱动电路能够按照预定光脉冲序列对闪光灯施加脉冲。光脉冲序列可包括两个以上的光脉冲(优选地至少3个光脉冲)，其中各脉冲持续时间在约I微秒与17毫秒之间(优选地，针对耦合到60赫兹的交流线源的系统为约4与6毫秒之间，而针对耦合到50赫兹的交流线源的系统为约4与8毫秒之间)，光脉冲由例如小于皮肤区域内的目标的热弛豫时间的脉冲间延迟间隔、至少与非目标组织(例如表皮)的热弛豫时间一样大的脉冲间延迟间隔、和/或至少部分地基于与皮肤区域相关联的皮肤类型的脉冲间延迟间隔分隔开。在一些实施例中，光脉冲序列每秒重复一次或多次(优选地每O. 5到O. 75秒重复)。在其它实施例中，光脉冲序列以大于一秒的间隔(例如，大于或等于2秒的间隔)重复。在一些实施例中，光脉冲序列基于例如包含闪光灯的手持壳体内的一个或多个温度测量而以能够变化间隔重复。另外，优选地调谐光脉冲序列，用于皮肤区域中的期望的美容效果。在期望临时脱毛的图示性操作中，该装置还可被配置为使得光脉冲序列向目标皮肤区域提供约5-10J/ cm2之间(优选地约6-8. 5J/cm2之间)的序列的合并能量密度(aggregate fluence)、在约 3-8ms之间的各脉宽、在约3-15ms之间的脉冲间延迟间隔、并且包括至少在约850_1000nm 范围内的波长。在另一图示性实施例中，可在皮肤病治疗装置内实施公开的技术的至少一些方面，该皮肤病治疗装置包括一个或多个能够产生脉冲的闪光灯、交流线电压检测器和控制电路。选择闪光灯以使得其能够发射足够的光能以利于在皮肤区域中实现期望的美容效果。交流线电压检测器动态地生成占空因数指示交流线电压何时超过最小操作电压阈值的信号。该最小操作电压本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·欧文斯，阿瑟·阿伦，道格拉斯·埃利，比克拉姆·永扬，维克托·拉扎列夫，
申请(专利权)人：莎责有限公司，
类型：发明
国别省市：
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