采用激光消融修饰和/或平滑组织的系统和方法技术方案

技术编号:8133174 阅读:196 留言:0更新日期:2012-12-27 06:52
公开的是使用激光消融有效去除组织的改善的系统和方法。第一激光器发射具有足以消融组织的可变第一积分通量的第一激光束。第一激光束可移动地定位在组织的一个或多个表面上并且第一积分通量随着位置在不同级上变化,因此,为了修饰组织表面的外形,在不同表面位置上消融不同厚度的组织。修饰包括组织平滑、去除、羽化、锐化以及粗糙化。在一个优选实施例中焦痂的组织被去除,显露活组织。在可选优选实施例中,具有足以消融组织的积分通量的一个或多个具有不同波长的另外的激光束在组织的表面上移动直到第二消融达到第二自动终止点,例如,通过吸收第二激光束而没有产生持续消融必须的温度升高的终止点之下的化学影响而确定第二自动终止点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用激光消融修饰人类或动物的表面的领域。更具体地,本专利技术涉及除了从被消融的组织根除传染性病原体以外使用激光消融以修饰、平滑和/或去除如烧伤焦痂、褥疮溃疡以及瘀滞溃疡的坏死组织,和/或从组织去除异物。
技术介绍
三级重度烧伤产生的烧伤焦痂(烧焦)必须被清除(去除)以便显露活的下层组织。要求此去除以促进康复和/或让组织接受皮肤移植。典型地,现在使用机械方法去除严重烧伤焦痂,如通过外科手术、研磨方法等去除。这些方法慢、冗长并且有创伤,并且经常不能完全去除焦痂。类似地,为了促进康复,必须去除形成皮肤损伤的褥疮、瘀滞以及糖尿病溃疡以显露活的下层组织。再次,现在使用对下层活组织具有不可避免的附加损伤的机械方法去除这样的坏死组织。另外,这样的机械方法会使得组织容易感染,不可避免地引起活的下层组织的过度损耗,并且多数经常导致过多的伤疤。组织的激光消融是一种处理,其中在组织的表面处的小于约10 μ m的层中吸收激光辐射。对这样的强吸收优选的波长在电磁波的紫外区域。此吸收将组织的长链蛋白质分子转换为从表面排出的较小的易挥发片段,其基本带走由小组织片段组成的羽化物(plume)中的所有沉积激光能量以及水蒸气或其它气体。这样的消融构成的组织去除具有对下层组织的最小的热损伤。破坏任意剩余的传染病菌同时除掉传染源。在Lane等人的出版物“Ultraviolet-Laser Ablation of Skin (皮肤的紫外激光消融)”ArchivesofDermatology,Vol 121,pp. 609-617, 1985年五月中描述了此结果,在1988年^^一月十五日的美国专利No. 4,784,135中描述了准分子激光手术。通过引用其全部内容而并入这些参考。现有技术存在的问题机械组织去除技术不精确、有创伤并且为伤口区域的感染创造了路径。当前的激光组织去除系统不能快速去除大厚度的组织,且没有消除对在被去除的组织的周围或者下面的活组织的损坏风险。现有技术不能处理对没有穿透皮肤的整个厚度的烧伤和坏死病变的去除。特别地,发射10. 6微米的红外辐射的二氧化碳激光器能够消融组织,但是这样的辐射留下了约100微米厚的间接损伤层并且如果该层不被去除最终会坏死。通常清除组织的化学试剂作用缓慢并且容易感染并且会导致与周围组织的不期望的反应。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是用于使用激光消融去除组织的改善的系统和方法。本专利技术的一个方面是用于使用激光消融以可控和无菌的方式去除组织的改善的系统和方法。本专利技术的一个方面是用于使用具有精确端点终止的激光消融去除组织的改善的系统和方法。本专利技术的一个方面是用于使用具有精确的、自终止端点的激光消融去除组织的改善的系统和方法。本专利技术的一个方面是用于使用具有精确端点终止的激光消融去除组织的改善的 系统和方法,因此存在最小或者没有间接损伤,特别是对于在烧伤焦痂下的活组织。本专利技术的一个方面是用于使用激光消融平滑组织的改善的系统和方法。本专利技术的一个方面是用于使用激光消融“羽化(feathering)”组织的改善的系统和方法,“羽化”组织,即将异常和正常组织之间的边界从尖锐改变到渐进。本专利技术的一个方面是用于使用激光消融粗糙化如平滑疤痕组织的组织的改善的系统和方法。本专利技术的一个方面是用于使用激光消融去除组织的改善的系统和方法,其中所述去除的组织是感染源、皮肤浅部肿瘤、失活或者坏死组织(例如,褥疮、瘀滞和/或糖尿病溃疡)、良性肿瘤、皮肤皱纹、过多的疤痕组织和/或皮肤疹斑。本专利技术的一个方面是用于治疗银屑病斑块以及白癜风斑的改善的系统和方法。本专利技术的一个方面是用于使用激光消融去除材料的改善的系统和方法,其中去除的材料是嵌入在活组织中的有机体。本专利技术是通过在一个或多个表面辐射的点处的一个或多个组织的表面上可移动定位第一激光束以去除不期望的组织的方法和系统。不期望的组织与活组织邻近。在达到第一终止点后第一消融停止,在该点保留不期望的组织的薄层以确保活组织不受第一激光损害。在一个优选实施例中,在达到第一终止点后,在不期望的组织上移动第二激光束。第二激光束消融不期望的组织的薄层直到达到第二终止点,此处显露的组织是活组织。本专利技术能够以各种方法修饰组织的表面,这些方法包括去除、平滑、粗糙化、锐化(sharpening)和羽化。附图说明图I是具体化本专利技术的一个优选系统的框图。图2是揭示通过本专利技术执行的步骤的流程图。图3是激光消融处理的流程。具体实施例方式本专利技术是用于使用激光消融去除组织的改善的系统和方法。该系统包括第一激光束源,能够发射具有在第一波长范围内的第一波长、足以消融组织的可变第一积分通量(积分通量)以及脉冲(不连续)输出的第一激光束。本系统还包括第一调整器,用于调整第一积分通量。第一激光定位器,操纵所述第一激光束以便所述第一激光束可移动地位于在两个或更多表面辐射的点处的组织的一个或多个的表面上并且在所述表面辐射的点处的所述第一积分通量随着所述第一激光束位置改变而变化,以便处于第一积分通量级的第一激光束消融所述表面辐射的一个或多个的第一点处的一个或多个所述组织的第一层并且所述第一积分通量调整器改变所述第一积分通量到消融处于一个或多个表面辐射的第二点处的组织的一个或多个第二层的一个或多个第二积分通量,以修饰组织的表面的外形(contour)。术语“积分通量”指传递到表面辐射的点的每单位面积的总能量。在优选实施例中,激光输出是脉冲的,并且积分通量包括通量/脉冲(能量/单位面积/脉冲)乘以脉冲速率(Hz)乘以在激光束移动到新的表面辐射点之前的停留(dwelI)时间(秒)。可以通过改变通量/脉冲、脉冲速率和/或停留时间调整积分通量。 在可选的优选实施例中,该系统还包括一个或多个第二激光束源,能够发射具有在第二波长范围内的第二波长以及适合消融组织的可变第二积分通量的第二脉冲激光束。在第一激光束在消融组织时已经到达第一终止点之后,通过激光定位器(第一激光定位器或者另一个)移动第二激光束以进一步消融组织直到此第二消融达到第二终止点。在另一个优选实施例中,第二终止点是自终止点,其中通过吸收第二激光束而没有产生对于持续消融所要求的热量的终止点之下的化学影响确定自终止。本专利技术公开了一种系统和方法,该系统和方法使用激光消融用于组织的快速块去除,对周围或者下面的活组织具有最小或者没有附带损伤。使用此专利技术可以以无菌方式精确并且快速修饰组织表面。修饰包括组织去除、平滑、锐化、粗糙化和羽化。在优选实施例中,本专利技术用于快速块去除和/或用于改变烧伤焦痂或其它坏死组织。在可选实施例中,此处理之后接着以例如来自ArF准分子激光器的小于少200nm(例如193nm)的辐射的激光辐射,为了精确并且自终止剩余组织的薄层的去除。通过使用用于消融的第二激光,烧伤焦痂或者其它坏死组织可以基本被完全去除,从而显露容易愈合的未损伤的并且无菌的下层活组织并且如果医疗蚀刻,准备接受皮肤移植。多激光器实施例可以顺序使用具有不同波长的两个消融激光器。例如,具有308nm的波长的第一激光器被用于加速清创/消融,接着例如具有193nm的波长的第二激光器用于很精确地并且较好控制地清创/消融组织(烧伤焦痂、褥疮、瘀滞和糖尿病溃疡、其它具有坏死区域的损伤)用每个脉冲消融材料的超薄层。本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.13 US 61/323,5901.ー种用于消融具有不均匀表面的不期望的组织的系统,包括 第一激光束源,能够发射具有在第一波长范围内的第一波长以及足以消融不期望的组织的可变第一积分通量的第一激光束; 第一积分通量调整器,用于调整所述第一积分通量;以及 第一激光定位器,操纵所述第一激光束以便所述第一激光束移动地定位在表面辐射的一个或多个点处的所述不期望的组织的ー个或多个表面上并且在所述表面辐射的点处的所述第一积分通量随着所述第一激光束位置改变而变化,其中处于第一级的所述第一激光束消融所述表面辐射的一个或多个第一点处的所述不期望的组织的ー个或多个第一层并且所述第一通量调整器将所述第一积分通量改变到消融处于表面辐射的一个或多个第二点处的所述不期望的组织的ー个或多个第二层的ー个或多个第二级,以便修饰所述不期望的组织的所述表面的所述外形。2.根据权利要求I的系统,在所述不期望的组织和所述第一激光束源的所述输出之间还具有在Icm和20cm之间的距离。3.根据权利要求I的系统,其中所述第一积分通量大于10毫焦每平方厘米。4.根据权利要求I的系统,其中所述不期望的组织是烧伤焦痂。5.根据权利要求I的系统,其中所述要消融的不期望的组织的所述厚度在IOOnm和I厘米厚度之间。6.根据权利要求I的系统,其中所述第一激光束的截面面积不连续,具有通过较低通量区域分离的两个或更多较高积分通量区域。7.根据权利要求I的系统,其中所述第一激光束的移动是连续的。8.根据权利要求I的系统,其中所述第一激光束的移动是不连续的。9.根据权利要求8的系统,其中所述第一激光束的不连续移动是步进和重复的。10.根据权利要求I的系统,其中所述不期望的组织是下列种类的任意ー种 i)失活和坏死组织,如瘀滞溃疡、臁疮损伤、坏死性筋膜炎、神经性糖尿病溃疡和褥疮; )皮肤浅部肿瘤,如基底细胞瘤、鲍温病、恶性雀斑样痣、鱗状细胞瘤; iii)传染性病变,如瘊、传染性软疣、浅部白色以及其它类型的甲癣、单纯疱疹和帯状疱疹;以及 iV)良性病变,如痣、脂溢性角化病、汗腺瘤、黄斑瘤、皮肤息肉、光化性角化病、汗腺囊瘤、皮脂腺增生。11.根据权利要求I的系统,其中所述不期望的组织是嵌入的有机异物。12.根据权利要求11的系统,其中所述异物是下列中的任意ー个或多个海胆刺、豪猪刺、碎片、昆虫部分、蜱虫和蜱虫部分。13.根据权利要求I的系统,其中所述不期望的组织是疤痕组织并且对所述外形的所述修饰是粗糙化。14.根据权利要求I的系统,其中对所述外形的所述修饰是羽化并且所述不期望的组织是疤痕组织。15.根据权利要求I的系统,其中所述不期望的组织包括下列中的ー个或多个浅表性皱纹、过量的疤痕组织以及皮肤疹斑。16.根据权利要求I的系统,其中所述不期望的组织表面外形通过平滑修饰。17.根据权利要求I的系统,其中所述第一波长范围在200纳米和11微米之间。18.根据权利要求I的系统,其中所述第一波长是308nm。19.根据权利要求18的系统,其中所述不期望的组织是银屑病斑块。20.根据权利要求I的系统,还包括光学检测器以测量从所述不期望的组织反射或者散射的光的光学标志。21.根据权利要求20的系统,其中在由光学标志确定的第一终止点处终止所述第一消融。22.根据权利要求20的系统,其中所述光学标志是下列中的ー个或多个黑暗程度、颜色变化、反射光量的变化、散射光量的变化以及表面粗糙度的变化。23.根据权利要求I的系统,其中所述第一消融去除坏死组织并且在留下至少250nm厚度的保护厚度的其下面是活组织的组织的保护端点处终止。24.根据权利要求23的系统,其中所述保护厚度在250nm和Imm之间。25.根据权利要求I的系统,其中所述激光是脉冲的并且所述脉冲的脉冲速率是可变的。26.根据权利要求I的系统,其中所述激光是脉冲的并且所述脉冲的所述脉冲宽度是可变的。27.根据权利要求26的系统,其中所述激光束的所述脉冲宽度在5纳秒到50纳秒之间。28.根据权利要求I的系统,其中辐射所述表面辐射的一个或多个点的所述激光停留时间是可变的。29.根据权利要求I的系统,其中所述第一激光的每脉冲通量是可变的。30.一种用于去除不期望的组织的方法,包括如下步骤 在表面辐射的一个或多个点处的不期望的组织的ー个或多个表面之上移动第一激光束; 检测在所述表面辐射的一个或多个点处的所述不期望的组织的所述表面的高度; 提高所述第一激光束的第一积分通量以增加在具有较高高度的所述表面辐射的一个或多个点处的所述不期望的组织的一个或多个层处的第一消融;以及 降低所述第一积分通量以减少具有下降的高度的所述表面辐射的一个或多个点处的所述第一消融,以便消融的表面比所述原始非均匀表面更平滑。31.根据权利要求30的方法,其中所述第一激光束的移动是连续的。32.根据权利要求28的方法,其中所述第一激光束的移动是不连续的。33.根据权利要求30的方法,其中所述第一激光束的不连续移动是步进和重复的。34.根据权利要求30的方法,其中所述不期望的组织是通过改变所述激光束的所述积分通量粗糙化而不是变得更平滑的疤痕组织。35.根据权利要求30的方法,其中所述不期望的组织是通过改变所述激光束的ー个或多个的所述积分通量羽化而不是变得更平滑的疤痕组织。36.根据权利要求30的方法,其中所述不期望的组织包括下列中的ー个或多个浅表性皱纹、过量的疤痕组织以及皮肤疹斑。37.ー种用于消融具有不均匀表面的不期望的组织的系统,包括 第一激光束源,能够发射具有在第一波长范围内的第一波长以及足以消融组织的可变第一积分通量的第一激光束; 第二激光束源,能够发射具有在第二波长范围内的第二波长以及足以消融不期望的组织的可变第二积分通量的第二激光束; 一个或多个调整器用于调整所述第一积分通量和所述第二积分通量;以及ー个或多个激光定位器,操纵所述第一激光束以便所述第一激光束移动地定位在表面辐射的一个或多个点处的所述不期望的组织的ー个或多个表面上直到达到第一終止点,在达到第一終止点后所述激光定位器随后进一歩定位所述第二激光束以便所述第二激光束消融所述不期望的组织的保护厚度直到达到显露组织是活组织的第二終止点。38.根据权利要求37的系统,其中所述激光是脉冲的并且所述脉冲的脉冲速率是可变的。39.根据权利要求37的系统,其中所述激光是脉冲的并且所述脉冲的所述脉冲宽度是可变的。40.根据权利要求37的系统,其中在表面辐射的一个或多个第一点处的所述第一激光束积分通量随所述第一激光束位置改变而变化,其中所述第一激光束首先消融具有较高高度的表面辐射的一个或多个点处的所述不期望的组织的一个或多个层并且所述第一激光束积分通量变化以減少具有较低高度的表面辐射的一个或多个第二点处的所述第一消融,以便首先消融的表面比所述原始非均匀表面更平坦。41.根据权利要求40的系统,其中所述第一激光束积分通量通过下列中的ー个或多个变化所述第一激光通量/脉冲、所述第一激光的脉冲宽度、所述第一激光的脉冲速率以及所述第一激光束在辐射点处的停留时间。42.根据权利要求37的系统,在所述不期望的组织和所述激光束源的所述输出之间还具有在Icm和20cm之间的工作距离。43.根据权利要求I的系统,其中所述第一积分通量大于10毫焦每平方厘米。44.根据权利要求37的系统,其中所述第二終止点由吸收剂自动确定,所述吸收剂吸收足够的所述第二激光束的能量以防止对所述活组织的附帯损伤。45.根据权利要求44的系统,其中所述吸收剂是溶解盐。46.根据权利要求44的系统,其中所述吸收剂是溶解离子。47.根据权利要求44的系统,其中通过所述溶解离子的电子的光脱离吸收所述第二激光束能量。48.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员:D·P·康纳斯J·费尔森斯坦R·E·特里辛斯基J·J·韦恩D·S·祖潘斯基尼尔森
申请(专利权)人:国际商业机器公司
类型:
国别省市:

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