用于治疗真皮黄褐斑的方法和设备.pdf

1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201480049685.7 (22)申请日 2014.08.11 61/864,238 2013.08.09 US A61B 18/18(2006.01) (71)申请人 通用医疗公司 地址 美国马萨诸塞州 (72)发明人 理查德罗克斯安德森 迪特尔曼施泰因 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 彭鲲鹏 陈九洲 (54) 发明名称 用于治疗真皮黄褐斑的方法和设备 (57) 摘要 可以提供用于改进真皮黄褐斑之外观的示例 性方法和设备。这可以通过例如使用大数值孔径 为约 0.5 至 0.9 的透镜装置将波

2、长为约 600nm 至 850nm的电磁辐射聚焦到深度为约150微米至400 微米的色素沉着真皮组织的区域中来完成。聚焦 辐射的示例性局部停留时间可以小于若干毫秒， 并且在聚焦区域中提供的局部能量密度可以为约 50J/cm2至 500J/cm 2。可以以在若干 cm/s 的数量 级上的速度使聚焦区域扫描通过真皮组织。这样 的参数可向真皮中的色素沉着细胞提供足够的能 量吸收以对其进行破坏， 同时避免对表层组织和 无色素沉着真皮组织造成损伤。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2016.03.09 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/US2014/050518 201

3、4.08.11 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2015/021462 EN 2015.02.12 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书17页 附图6页 CN 105530886 A 2016.04.27 CN 105530886 A 1.用于选择性地影响皮肤组织之真皮层中的至少一个色素沉着区域的设备， 其包含： 辐射装置， 所述辐射装置被配置成发射至少一种电磁辐射； 以及 光学装置， 所述光学装置被配置成在所述设备的至少一部分接触所述皮肤组织的表面 或者被放置在所述皮肤组织的表面上时将所述至少一种电磁辐射引导和聚焦到

4、所述真皮 层内的至少一个聚焦区域中， 其中所述至少一种电磁辐射的波长为约600nm至850nm， 其中所述光学装置的数值孔径为约0.5至0.9， 并且 其中所述辐射装置和所述光学装置被配置成使所述至少一个聚焦区域中所述至少一 种电磁辐射的能量密度为约10J/cm2至1000J/cm2。 2.根据权利要求1所述的设备， 其中所述至少一种电磁辐射的波长为约625nm至约 800nm。 3.根据权利要求1所述的设备， 其中所述至少一个聚焦区域的深度为皮肤表面下方约 120微米至约400微米。 4.根据权利要求1所述的设备， 其中所述至少一个聚焦区域的宽度小于约200微米。 5.根据权利要求1所述的设

5、备， 其中所述至少一个聚焦区域的宽度小于约50微米。 6.根据权利要求1所述的设备， 其中所述辐射装置包含至少一个激光二极管。 7.根据权利要求1所述的设备， 其中所述辐射装置包含波导管或光纤中的至少一种， 其 被配置成将由辐射源发射的所述至少一种电磁辐射引导到所述光学装置上。 8.根据权利要求1所述的设备， 其中所述至少一个聚焦区域中所述至少一种电磁辐射 的能量密度为约50J/cm2至500J/cm2。 9.根据权利要求1所述的设备， 其中所述光学装置包含聚焦透镜装置， 并且其中所述聚 焦透镜装置包含物镜、 凸透镜、 柱面透镜或平凸透镜中的至少一种。 10.根据权利要求8所述的设备， 其中所

6、述聚焦透镜装置包含多于一个透镜。 11.根据权利要求10所述的设备， 其中所述透镜中每一个的宽度为约1mm至3mm。 12.根据权利要求10所述的设备， 其中所述透镜中的至少两个具有不同的焦距。 13.根据权利要求10所述的设备， 其中所述透镜中的至少两个具有不同的数值孔径。 14.根据权利要求10所述的设备， 其中所述透镜中的至少两个具有不同的宽度。 15.根据权利要求8所述的设备， 其中所述聚焦透镜装置的下表面被配置和构造成待放 置在皮肤的表面上。 16.根据权利要求1所述的设备， 其还包含设置成与所述辐射装置通信的传感器装置， 其中所述传感器装置被配置成检测所述设备在所述皮肤组织的表面上

7、平移的速度， 并且基 于所检测的速度来提供信号以影响所述至少一种电磁辐射的至少一个特性。 17.根据权利要求1所述的设备， 其中所述辐射装置或所述光学装置中的至少一种被配 置成将被提供在所述聚焦区域中的至少一种辐射引导到所述真皮层内的特定位置上， 持续 时间小于约2毫秒。 18.根据权利要求1所述的设备， 其中所述辐射装置或所述光学装置中的至少一种被配 置成在保持所述设备相对于所述皮肤组织的表面静止时将被提供在所述聚焦区域中的至 少一种辐射移动到所述真皮层内的多于一个位置上。 19.用于改进真皮黄褐斑外观的美容方法， 其包括： 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 105530886 A

8、2 将至少一种电磁辐射聚焦并施加到皮肤组织真皮内的多于一个位置上； 其中所述至少一种电磁辐射的波长为约600nm至850nm， 其中所述至少一种电磁辐射的聚焦区域的宽度小于约200微米， 其中使用数值孔径为约0.5至0.9的透镜装置来聚焦所述至少一种电磁辐射； 其中施加到每一个所述位置的至少一种辐射的能量密度为约50J/cm2至1000J/cm2， 并 且 其中由所述至少一种辐射施加到每一个所述位置上的局部辐照时间小于约2毫秒。 20.根据权利要求19所述的方法， 其中所述位置的深度为所述皮肤组织的表面下方约 120微米至400微米。 21.根据权利要求19所述的方法， 其中所述至少一种电磁辐

9、射的波长为约625nm至约 800nm。 22.根据权利要求19所述的方法， 其中所述聚焦区域的宽度小于约100微米。 23.根据权利要求19所述的方法， 其中所述聚焦区域的宽度小于约50微米。 24.根据权利要求19所述的方法， 其中由至少一个激光二极管来提供所述至少一种电 磁辐射。 25.根据权利要求19所述的方法， 其中所述透镜装置包含物镜、 凸透镜、 柱面透镜或平 凸透镜中的至少之一。 26.根据权利要求19所述的方法， 其中所述聚焦透镜装置包含多于一个透镜。 27.根据权利要求26所述的方法， 其中所述透镜中的至少两个具有不同焦距、 不同数值 孔径和不同宽度中的至少之一。 28.根据

10、权利要求19所述的方法， 其还包括相对于所述皮肤组织的表面平移所述透镜 装置。 29.根据权利要求28所述的方法， 其还包括检测所述透镜装置相对于所述皮肤组织之 表面平移的速度， 以及基于所检测的速度来改变所述至少一种电磁辐射的至少一个特性。 30.用于选择性地损伤皮肤组织之真皮中的色素沉着细胞的美容方法， 所述方法包括： 将至少一种电磁辐射聚焦到包含所述色素沉着细胞的所述皮肤组织的特定体积中以 对其进行辐照； 其中所述至少一种电磁辐射的波长为约600nm至850nm， 其中所述至少一种电磁辐射的聚焦区域的宽度小于约200微米， 其中辐照的持续时间小于约2毫秒， 并且 其中靠近所述色素沉着细胞

11、的无色素沉着细胞没有被损伤， 从而选择性地损伤所述皮 肤组织之真皮内的所述色素沉着细胞。 31.根据权利要求30所述的方法， 其中至少一种聚焦辐射的会聚角度大于约40度。 32.根据权利要求30所述的方法， 其中所述特定体积中的所述至少一种电磁辐射的能 量密度为约50J/cm2至1000J/cm2。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 105530886 A 3 用于治疗真皮黄褐斑的方法和设备 0001 相关申请的交叉引用 0002 本申请涉及并要求于2013年8月9日提交的美国临时专利申请序列号61/864,238 的优先权， 其公开内容通过引用整体并入本文。 技术领域 0003 本发

12、明的示例性实施方案涉及治疗色素沉着组织， 更具体地涉及用于治疗真皮黄 褐斑的方法和设备。 背景技术 0004 黄褐斑是通常在面部区域造成斑点状色素沉着过度的病因未知的皮肤疾病。 这种 病症在女性中比男性更为常见。 虽然可能尚未充分了解黄褐斑的具体原因， 但是黄褐斑的 色素沉着外观可能由于诸如妊娠、 日光暴露的某些状况、 诸如口服避孕药的某些药物、 激素 水平、 遗传学等而加重。 0005 黄褐斑的示例性症状包括深色的、 形状不规则的斑片或斑， 其通常出现在上颊、 鼻、 上唇和前额上。 这些斑片通常随时间逐渐加重。 除了美容方面的变色以外， 黄褐斑似乎 不会造成任何其它症状或具有其它有害影响。

13、0006 与通常出现在皮肤的表皮区域(即， 在皮肤表面处或靠近皮肤表面)的许多色素沉 着结构不同， 真皮(或深层)黄褐斑通常具有以下特征： 在下层真皮的部分或区域中广泛存 在的黑色素和噬黑素细胞(包括例如过度色素沉着细胞)。 因此， 由于在接近和影响这样的 位于皮肤内较深层的色素沉着细胞和结构方面存在较大困难， 真皮黄褐斑的治疗(例如， 使 颜色变深的色素沉着区域的外观变浅)可能是尤其具有挑战性的。 因此， 主要影响表层表皮 的常规皮肤更新治疗(skin rejuvenation treatment)如面部脱皮术(激光或化学)、 皮肤 磨削术、 局部药剂等可能不能有效地治疗真皮黄褐斑。 000

14、7 已经发现施加的某些波长的光或光能能够被色素沉着细胞强烈地吸收， 从而损伤 色素沉着细胞。 然而， 使用光能的真皮黄褐斑的有效治疗引入了若干障碍。 例如， 必须使用 适当波长的足够的光能来靶向真皮中的色素沉着细胞以对其进行破坏或损伤， 其可以释放 或摧毁一些色素沉着并且减轻色素沉着外观。 然而， 这样的能量可能被表层皮肤组织如表 皮和上层真皮(upper dermis)中的色素(例如， 生色团)吸收。 这种近表面吸收能够造成皮 肤的外层部分的过度损伤， 并且不能将足够的能量传递至较深的真皮以影响其中的色素沉 着细胞。 0008 已经开发出点阵式方法(fractional approach)，

15、 其涉及将光能施加到被健康组 织分隔开的皮肤上的小的、 不连续的位置上以促进治愈。 但是， 这样的点阵式方法可能 “错 过” 真皮中的许多色素沉着细胞， 并且这样的较深层细胞的有效靶向可能再次对附近的健 康组织造成过度损伤。 0009 因此， 所希望的是提供能够在不对健康皮肤组织产生过度损伤或产生其他不良副 作用的情况下有效地靶向真皮中的色素沉着细胞并且减轻黄褐斑之外观的方法和设备。 说 明 书 1/17 页 4 CN 105530886 A 4 0010 公开内容的示例性实施方案的概述 0011 能够提供用于治疗真皮黄褐斑和真皮内的其它色素沉着缺陷的方法和设备的示 例性实施方案， 例如以淡化

16、真皮黄褐斑的深色色素沉着外观。 方法和设备的示例性实施方 案可通过将具有合适波长的高度会聚电磁辐射(electromagnetic radiation， EMR)例如光 能聚焦在真皮内的色素沉着区域上来促进真皮内的色素沉着结构的选择性能量吸收和对 真皮内的色素沉着结构进行热损伤。 这个示例性过程可导致对色素沉着区域造成升温和/ 或热损伤， 从而破坏色素并且淡化皮肤的外观， 同时避免对周围的无色素沉着组织 (unpigmented tissue)和表层组织造成不希望的热损伤。 0012 根据本公开内容的示例性实施方案， 可提供可以包含被配置成发射EMR的辐射发 射器装置和被配置成将EMR引导到被

17、治疗的皮肤上并且将其聚焦至真皮内的聚焦区域 (focal region)之光学装置的设备。 可在配置成接触被治疗的皮肤表面的设备的一部分上 设置对EMR基本上光学透明的板。 这样的板可以稳定柔性的皮肤组织， 并且有助于对皮肤表 面下方的聚焦区域的深度更好地进行控制。 板的下表面可以基本上是平面的， 或者其任选 地为略微地凸起或凹陷。 设备还可以包含可以容纳这些部件并且有助于在设备的使用过程 中对设备进行操作的外壳或手持件。 0013 EMR发射器可以包含例如配置成引导来自外部源、 EMR源(例如一个或更多个二极 管激光器)、 光纤激光器等的EMR的波导管或光纤。 在发射器装置包含EMR源的情况

18、下， 其可 以任选地包含被配置成冷却EMR源并且防止该源过热的冷却装置。 可以设置控制装置以控 制发射器装置的操作， 包括例如开启和关闭EMR源、 控制或改变EMR源的功率输出等。 0014 EMR可以具有优选地大于约600nm、 例如约625nm至约850nm或约650nm至750nm的波 长。 较小的波长(例如， 小于约600nm)可在皮肤组织内发生显著的散射， 因此其穿透深度不 足而不能够以足够的能量密度和聚焦达到真皮层的部分。 这样的较小波长还可以具有非常 高的黑色素吸光度， 这可在表层的表皮区域中产生黑色素的EMR吸收增强， 并且会对表面区 域产生不期望的热损伤。 这样的较小波长还可

19、以具有较高的血红蛋白的吸光度， 血红蛋白 是可存在于血管中的竞争性生色团。 血红蛋白的显著EMR吸收可以对这样的血管造成不期 望的热损伤。 黑色素的EMR吸光度通常随着波长的增加而下降， 因此， 长于约850nm的波长不 会被真皮黑色素大量吸收， 从而不会造成局部升温和色素沉着结构的破坏。 0015 示例性设备可包含配置成将EMR聚焦成高度会聚射束(beam)的光学装置。 例如， 光 学装置可以包含聚焦或会聚透镜装置， 该聚焦或会聚透镜装置的数值孔径(numerical aperture， NA)为约0.5或更大， 例如为约0.5至0.9。 EMR的相应大的会聚角度(convergence a

20、ngle)可以在透镜的聚焦区域(其可位于真皮内)中提供高能量密度和强度， 同时在聚焦区 域之上的表层组织中产生较低能量密度。 这样的聚焦几何形状可以帮助减少色素沉着真皮 区域之上的表层组织中的不期望的升温和热损伤。 示例性光学装置还可以包含准直透镜装 置， 其配置成将来自发射装置的EMR引导到聚焦透镜装置上。 0016 示例性光学装置可以被配置成将EMR聚焦至聚焦区域， 该聚焦区域的宽度或光斑 尺寸小于约200 m(微米)， 例如， 小于100 m， 或甚至小于50 m， 例如小至10 m。 可以选择这样 的光斑尺寸以在足够小以提供聚焦区域中EMR的高能量密度或强度(以有效地辐照真皮中 的色素

21、沉着结构)与足够大以便于在合理的治疗时间内辐照皮肤组织的大区域/体积之间 取得平衡。 说 明 书 2/17 页 5 CN 105530886 A 5 0017 示例性光学装置还可以被配置成将EMR的聚焦区域引导到位于皮肤表面下方， 深 度为约120 m与400 m、 例如150 m至300 m的真皮组织内的位置上。 这样的示例性深度范围 能够对应于通常观察到的呈现真皮黄褐斑的皮肤中的色素沉着区域的深度。 这个聚焦深度 (focal depth)能够对应于从被配置成接触皮肤表面的设备之下表面到聚焦区域的位置之 间的距离。 0018 在本公开内容的另一些示例性实施方案中， EMR发射器装置和/或光

22、学装置之部件 的位置和/或朝向可以是相对于彼此可控制的或可调节的， 使得可以改变EMR的路径。 当相 对于皮肤平移设备时， EMR之路径的这样的改变能够提供真皮内的聚焦区域的深度、 宽度 和/或位置的相应的改变， 并且可以有助于治疗较大体积的皮肤组织。 当保持设备相对于皮 肤静止时， 这些部件的这样的相对移动还可以有助于在皮肤组织内移动聚焦区域， 例如以 在不移动整个设备的情况下治疗较大区域的皮肤。 0019 在本公开内容的又一些示例性实施方案中， 示例性聚焦透镜装置可以包含多于一 个微透镜， 例如凸透镜、 平凸透镜等。 每一个微透镜可以具有大NA(例如在0.5至0.9)。 可以 将微透镜设置

23、成阵列， 例如正方形或六边形阵列， 从而以类似的模式在真皮组织中产生多 于一个聚焦区域。 微透镜的宽度可以非常小， 例如约1mm至3mm宽。 在某些实施方案中， 还能 够设置略宽于或略窄于该宽度的微透镜300。 在本公开内容的又一些实施方案中， 微透镜可 以包括柱面透镜(cylindrical lense)， 例如凸柱面透镜或平面凸柱面透镜。 这样的柱面微 透镜的宽度可以非常小， 例如约1mm至3mm宽。 柱面微透镜的长度可以为例如约5mm至5cm。 0020 示例性辐射发射器装置和/或示例性光学装置可以被配置成将EMR的单个宽射束 引导到这样的微透镜的整个阵列或其一部分上以同时在真皮中产生多

24、于一个聚焦区域。 在 另一些示例性实施方案中， 辐射发射器装置和/或光学装置可以被配置成将多于一个较小 的EMR射束引导到每个微透镜上。 可以通过使用例如多于一个EMR源(诸如激光二极管)、 分 束器或多于一个波导管， 或者通过在各个微透镜上扫描单个射束来提供这样的多个射束。 在提供了柱面微透镜的情况下， 可以例如在平行于这样的柱面透镜的纵向轴线的方向上在 这样的柱面透镜上扫描一个或更多个EMR射束。 0021 在本公开内容的另一个示例性实施方案中， 示例性柱面或球形微透镜可以具有彼 此不同的NA值、 不同的尺寸或半径和/或不同的有效焦距。 微透镜的几何形状和光学特性的 这样的改变能够有助于辐

25、照较大体积的真皮。 0022 配置成接触皮肤表面的板(plate)可以任选地设置为聚焦透镜装置的一部分， 例 如， 可以将其形成为平凸透镜或多于一个这样的微透镜的下表面。 任选地， 可以例如在使用 前对板进行预冷却或使用有源冷却装置(例如， Peltier装置、 传导性冷导管等)来对板进行 冷却。 这样的冷却能够帮助保护表皮和真皮的上层部分以防止其受到不期望的热损伤。 任 选地， 可以在板与皮肤表面之间提供光学凝胶等(例如， 甘油或类似的物质)以降低板与皮 肤之间的光学指标失配(optical index mismatch)， 从而提高EMR到皮肤中的传输。 0023 在本公开内容的另一个示例

26、性实施方案中， 示例性设备可以包含一个或更多个传 感器， 其被配置成在使用过程中检测设备与皮肤的接触和/或设备在皮肤表面上的速度。 这 样的示例性传感器可以耦接至EMR发射器或源的控制装置， 并且适于产生信号， 该信号能够 例如通过基于设备的平移速度改变发射器装置发射的功率， 通过在设备相对于皮肤表面静 止或从皮肤移开时关闭EMR源等来改变EMR的特性。 这样的传感器和控制装置能够通过防止 说 明 书 3/17 页 6 CN 105530886 A 6 对皮肤的过度辐照和不期望的热损伤来提高设备的安全性。 0024 优选的是， 可以将真皮中的特定位置的辐照时间(停留时间)限制为较短的时间 段，

27、 例如约1毫秒至2毫秒或更短。 例如， 可以通过将辐射发射器装置配置成提供离散的EMR 脉冲来实现这样的短停留时间。 这样的EMR脉冲之间的示例性间隔可以是例如约50毫秒或 更长的量级以在皮肤上平移设备时提供被连续脉冲辐照的真皮的区域之间的空间分隔。 还 可以通过在使用过程中例如以约1cm/s或更高的速度在皮肤上平移设备来实现短停留时 间， 使得聚焦区域在真皮内的特定区域上不会保持超过若干秒。 在另一些实施方案中， 还可 以使用任选的传感器来控制设备发射的EMR以避免较长的局部停留时间。 0025 可以选择示例性发射器装置的功率输出以对于波长为约650nm的EMR提供为约 10J/cm2至10

28、00J/cm2、 例如约50J/cm2至500J/cm2的每个聚焦区域内的局部能量密度。 可以 使用惯用公式(conventional equation)来使聚焦区域内的所估计的能量密度与光斑尺 寸、 局部停留时间和总射束功率相关。 在分别使用较快或较慢扫描速度和/或具有较短或较 长停留时间时， 还可以使用较大或较小的局部能量密度值。 对于较短的波长(其可以更容易 地被黑色素吸收)， 能量密度可以略小； 或者对于较长的波长， 因为黑色素对于较长波长的 EMR吸收较弱， 能量密度可以更大。 0026 在本公开内容的另一些实施方案中， 可以提供一种用于治疗真皮黄褐斑的方法， 其包括： 将EMR的至

29、少一个射束聚焦到真皮内的至少一个聚焦区域上， 以产生真皮内的色素 沉着细胞或结构的选择性吸收， 同时避免对无色素沉着的组织和表层组织造成不期望的升 温和损伤。 可以根据本文中所描述的各种实施方案来设置所使用的EMR波长、 聚焦特性(例 如， NA值、 聚焦深度、 光斑尺寸)、 扫描速度和/或脉冲EMR特性、 EMR射束功率、 聚焦区域内的 能量密度等。 0027 当结合附图和所附的权利要求理解时， 本公开内容的这些和其它目的、 特性和优 点将在阅读本公开内容的示例性实施方案的以下详细描述后变得明显。 附图说明 0028 结合示出本公开内容的示例性实施方案、 示意性实施方案之结果和/或特性的附

30、图理解以下详细描述， 本公开内容的其它目的、 特性和优点将变得明显， 其中： 0029 图1A是被聚焦到色素沉着真皮组织中的一个或更多个辐射的图示的侧视图； 0030 图1B是黑色素的示例性吸收光谱图； 0031 图1C是氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的示例性吸收光谱图； 0032 图2是根据本公开内容的一些示例性实施方案的示例性设备的图的横截面侧视 图； 0033 图3A是能够与本公开内容的某些示例性实施方案一起使用的微透镜布置的示意 性侧视图； 0034 图3B是图3A中示出的微透镜的第一个示例性布置的示意性俯视图； 0035 图3C是图3A中示出的微透镜的第二个示例性布置的示意性俯视图； 0

31、036 图3D是能够与本公开内容的某些示例性实施方案一起使用的柱面微透镜的示例 性布置的示意性俯视图； 0037 图3E是图3D中示出的柱面微透镜的示例性布置的示意性的成角度的视图； 说 明 书 4/17 页 7 CN 105530886 A 7 0038 图3F是能够与本公开内容的另一些示例性实施方案一起使用的微透镜的另一个 示例性布置的示意性侧视图； 0039 图4是根据本公开内容的又一些示例性实施方案的另一个示例性设备的示意性横 截面侧视图； 0040 图5是为模拟真皮黄褐斑的效果使用黑色素溶液纹刺猪皮肤的示例性活组织检查 图像； 0041 图6A是为模拟真皮黄褐斑的效果使用黑色素溶液纹

32、刺猪皮肤之区域的示例性表 面图像； 以及 0042 图6B是在根据本公开内容的一些示例性实施方案使用聚焦电磁辐射对图6A中示 出的猪皮肤的纹刺区域进行辐照后的图6A中示出的猪皮肤的纹刺区域的示例性表面图像。 0043 在附图中， 除非另有说明， 相同的附图标记和字符用于表示所示出的实施方案的 相似特征、 元素、 组件或部分。 因此可以由相同的附图标记来描述类似的特征， 这向本领域 的技术读者指示除非另外明确说明， 可以在不同的实施方案之间交换特征。 此外， 虽然现在 将参照附图详细描述本公开内容， 但这是结合说明性实施方案完成的， 并且不受附图中示 出的具体实施方案的限制。 旨在表明能够对所描

33、述的实施方案做出变化和修改而不偏离由 所附权利要求所限定的本公开内容的范围和精神。 0044 示例性实施方案的详述 0045 根据本公开内容的某些示例性实施方案， 能够提供用于治疗真皮(或深层)黄褐斑 的设备和方法。 例如能够将一种或更多种特定波长的诸如光能的电磁辐射(EMR)聚焦到真 皮中， 其中EMR可以任选地以脉冲方式提供和/或以扫描方式提供， 使得辐射被真皮中的色 素沉积细胞选择性地吸收。 这样的能量的吸收， 连同聚焦几何形状和扫描参数， 能够选择性 地损伤或摧毁许多色素沉着细胞， 同时减小或避免对周围无色素沉着细胞以及对表层表皮 造成损伤。 0046 图1中示出了皮肤组织的一部分的示

34、例性的示意性侧视图。 皮肤组织包含皮肤表 面100和上皮层110或表皮， 在面部区域其可以为约60 m至120 m厚。 真皮在身体的其它部位 可能略厚。 下层真皮层120或真皮从表皮110的下方延伸至较深的皮下脂肪层(未示出)。 呈 现深层或真皮黄褐斑的皮肤可以包括包含过多量的黑色素的一群色素沉着细胞或区域 130。 0047 在本公开内容的示例性实施方案中， 可以将电磁辐射(EMR)150(例如， 光能)聚焦 到可以位于真皮120内的一个或更多个聚焦区域160中。 可以以能够被黑色素吸收的一个或 更多个适当的波长提供EMR 150。 可以选择EMR波长来增强真皮120中的色素沉着区域130的

35、 选择性吸收。 0048 例如， 图1B的曲线图中示出了黑色素的示例性吸收光谱的曲线图。 观察到黑色素 的EMR吸收在波长为约350nm处达到峰值， 然后随着波长的增加而减小。 尽管黑色素的EMR吸 收有助于含黑色素之区域130的升温和/或破坏， 然而非常高的黑色素吸收能够导致表皮 110中的色素的高吸收并且减少EMR穿透到真皮120中。 如图1B所示， 小于约500nm的EMR波长 处的黑色素吸收相对较高， 使得小于约500nm的波长可能不适于充分地穿透进入真皮120以 加热和损伤或损坏其中的色素沉着区域130。 这样的在较小波长处增强的吸收能够导致对 表皮110和真皮120的上(浅表)部造

36、成不期望的损伤， 同时相对较少的未吸收的EMR穿过组 说 明 书 5/17 页 8 CN 105530886 A 8 织进入真皮120的较深部分。 0049 皮肤组织中观察到的另一重要生色团是血红蛋白， 其存在于血管中。 血红蛋白可 以是氧合的(HbO2)或脱氧的(Hb)， 其中每种形式的血红蛋白可以呈现略微不同的EMR吸收 特性。 例如， 图1C的曲线图中示出了Hb和HbO2二者的示例性吸收光谱。 这些光谱显示了Hb和 HbO2二者在小于约600nm的EMR波长处的高吸收系数， 吸光度在较大波长处显著下降。 血红 蛋白(Hb和/或HbO2)对引导到皮肤组织中的EMR的强吸收可导致包含血红蛋白

37、的血管的升 温， 导致对这些脉管结构造成不期望的损坏以及较少的待被黑色素吸收的可利用EMR。 0050 因此， 优选的是在本公开内容的某些示例性实施方案中使用波长大于600nm的、 例 如约625nm或更大的EMR。 这样的波长能够例如通过降低血统蛋白的竞争吸收以及还通过避 免表皮黑色素对EMR的过度吸收(如上所述)来提高真皮中的EMR吸收的选择性， 使得EMR能 够穿透进入真皮120并靶向其中的色素沉着区域130。 0051 例如， 较长波长的EMR倾向于由于皮肤组织的非均质结构而更容易地发生散射。 这 样的散射会减小被引导到组织上的EMR的有效穿透深度， 并且还抑制如本文中所描述的EMR

38、射束150到小的聚焦区域160中的聚焦。 此外， 随着波长的增大， 黑色素的吸光度持续下降， 如图1B的曲线中所示。 因此， 波长小于约750nm或850nm的EMR在组织中良好地被聚焦以在真 皮120内产生足够的局部强度， 并且被真皮黑色素充分地吸收以破坏和/或损伤色素沉淀区 域130。 0052 根据本公开内容的一些示例性实施方案， 可以提供或使用一种或更多种波长为约 600nm至约850nm、 例如约625nm至约800nm(其绝大部分在可见光的范围内)的EMR。 在某些实 施方案中， 波长可以为约650nm至约750nm。 虽然可以如本文中所描述以足够的聚焦和/或适 当的功率和能量密度

39、提供具有这样的波长的EMR来实现真皮中黑色素吸收的足够的量和选 择性， 在本公开内容的另一些示例性实施方案中， 可以使用小于约但600nm或大于约850nm 的波长。 0053 在本公开内容的另一些示例性实施方案中， 可以提供在图2的图中示意性地示出 的使用例如光能的EMR 150来治疗皮肤中的真皮黄褐斑的设备200。 例如， 设备200可以包含 辐射发射器装置210和可以设置在辐射发射器装置210与待治疗的靶组织之间的光学装置。 例如， 光学装置可以包含第一透镜装置220和第二透镜装置230。 这些示例性部件可以任选 地设置在手持件250或其它壳体或外壳中。 设备200还可以包含板240，

40、其具有被配置成与治 疗中的皮肤组织的表面100接触的下表面。 可以提供控制设备200的操作的致动装置260， 例 如以启动和/或关闭发射器装置210、 控制或调节设备200的某些操作参数等。 可以提供用于 辐射发射器装置210的电源(未示出)。 例如， 电源可以包含设置在手持件250内的电池、 设置 在发射器装置210与外部电源(例如， 电气插口等)之间的电线或其他导电连接等。 0054 辐射发射器装置210可以包含被配置成生成和/或发射EMR 150并引导其朝向光学 装置220或将其引导到光学装置220上(例如将其引导到第一透镜装置220上)的例如一个或 更多个激光二极管、 光纤、 波导管或

41、其他部件。 在本公开内容的某些示例性实施方案中， 辐 射发射器装置210可以包含发射光学辐射150的一个或更多个激光二极管， 所述光学辐射 150具有约600nm至850nm、 例如约650nm至750nm的一个或更多个波长。 0055 在本公开内容的另一些示例性实施方案中， 辐射发射器装置210可以包含一个或 更多个波导管(例如光纤)的远端(未示出)， 其中波导管可以被配置成或适于引导来自外部 说 明 书 6/17 页 9 CN 105530886 A 9 源(未示出)的EMR 150朝向第一透镜装置220或将其引导到第一透镜装置220上。 这样的示 例性外部EMR源可以被配置成提供EMR

42、150或将EMR 150引导到具有约600nm至850nm、 例如 650nm至750nm的一个或更多个波长的辐射发射器装置210上。 0056 在本公开内容的另一些示例性实施方案中， 如示意性地在图1A和图2中示出的， 能 够将电磁辐射(EMR)150(例如， 光能)聚焦到位于真皮120内的一个或更多个聚焦区域160 中。 示例性光学装置可以被配置成提供EMR 150的一个或更多个高度会聚射束， 其中每一个 这样的射束可以从设备200的下部被发射并且汇聚到位于设备200的下表面下方(例如板 240的下表面下方)的特定距离处较窄的聚焦区域160。 这样的EMR 150的会聚能够产生聚焦 区域1

43、60内的高局部能量密度和强度， 同时以较低的能量密度辐照表层组织(例如， 表皮110 和真皮120的上层部分)。 在本公开内容的另一个示例性实施方案中， 第一透镜装置220可以 适于和/或被配置成引导来自发射器装置210的EMR 150朝向第二透镜装置230或将其引导 到第二透镜装置230上。 第一透镜装置220可以包含例如一个或更多个透镜、 反射器、 部分或 全部镀银的镜子、 棱镜和/或分束器。 例如， 第一透镜装置220可以被配置成将从发射器装置 210发射的EMR 150准直或对准到第二透镜装置230上， 如图2所示。 第一透镜装置220可以包 含例如物镜等。 0057 第二透镜装置23

44、0可以被配置成和/或适于接收来自第一透镜装置220的EMR 150， 并且将其引导到真皮120内的一个或更多个聚焦区域160中， 如图1所示。 例如， 第一透镜装 置220可以是准直透镜， 而第二透镜装置230可以用作包含例如如图2所示的单个物镜、 一个 或更多个平凸透镜或柱面透镜等的聚焦透镜。 在下文更详细地描述可以被配置成产生一个 或更多个聚焦区域160的光学装置的各种示例性实施方案。 0058 例如， 如图2中的示例性图示所示， 在EMR 150的高度会聚射束穿过板240时(例如， 在将设备200放置在皮肤上以辐照皮肤时， EMR 150的高度会聚射束进入皮肤组织的表面 100)， 其相

45、对地 “展开” 。 可以如本文中所描述的选择EMR 150的几何特征、 时间特征和功率 特征， 使得在皮肤表面100处和皮肤表面100附近的EMR 150的能量密度和强度足够低， 以避 免对表面组织造成不期望的升温和损伤。 然后EMR 150可以在聚焦区域160内被聚焦成足够 的强度和能量密度以促进聚焦区域160内或靠近聚焦区域160的色素沉着区域130对EMR 150的显著吸收。 通过这种方式， 本发明的示例性实施方案能够在不在表层组织和周围的无 色素沉着组织中产生不期望的损伤的情况下靶向真皮120内的色素沉着区域130以选择性 地使其升温并且对其造成破坏或损伤。 0059 图1A和图2中示

46、出了约70度至80度的示例性射束会聚角度， 尽管这个近似值仅仅 是一个示例性值。 通常， 会聚角度可以是约40度或更大， 例如甚至是约90度或更大。 这样的 非狭窄汇聚角度能够在聚焦区域160处产生EMR 150的大局部强度和能量密度， 同时由于射 束会聚/发散， 表层(和下层)组织中相应的能量密度可以较低。 应当理解的是， 其它会聚角 度也是可能的并且在本公开内容的范围内。 0060 因此， 第二透镜装置230的有效数值孔径(NA)优选较大， 例如， 大于约0.5， 如约0.5 至0.9。 在光学中， 通常将数值孔径NA定义为NAn sin ， 其中n是透镜在其中工作的介质的 折射率， 是射

47、束的会聚角度或发散角度的二分之一。 EMR 150通过周围空气进入透镜， 周围 空气的折射率约为1。 因此， 对应于NA值为约0.5至0.9， 朝向聚焦区域160的EMR的射束的示 例性会聚半角 可以为约30度至65度。 因此， 总会聚角度的示例性范围可以为约60度至130 说 明 书 7/17 页 10 CN 105530886 A 10 度。 0061 有效NA的较大值能够提供较大的会聚角度和相应的组织表面100与聚焦区域160 之间的局部射束强度和能量密度的较大差异。 因此， 较大的NA值能够通过向表层组织提供 与色素沉着区域130相比更低强度的辐照水平来提供较大的 “安全余量(safe

48、ty margin)” ， 从而降低在表层组织中产生热损伤的可能性。 但是， 较大的NA值会相对于入射EMR射束的面 积而减小聚焦区域160的尺寸， 由此入射EMR射束可以辐照真皮120内的色素沉着组织的相 对较小治疗体积。 这样的较小治疗体积会降低在合理时间内治疗大面积皮肤的效率。 因此 约0.5至0.9的示例性NA值能够提供安全因素与治疗效率之间的合理折衷， 尽管在某些实施 方案中可以使用略大或略小的NA值(例如， 通过适当地调整其它系统参数， 如射束功率、 扫 描速度等)。 0062 聚焦区域160的宽度(例如，“光斑尺寸” )可以是小的， 例如， 小于约200 m， 例如小 于100

49、m。 通常， 聚焦区域可以被定义为其中EMR 150以最高强度出现的体积区域。 例如， 聚 焦区域160可以由于诸如组织内EMR 150的散射、 光学部件(例如， 透镜和/或反射器)中的像 差和非理想性、 EMR 150的入射射线(ray)的路径改变之类的因素而不呈现为理想的光斑。 此外， 如图1A和图2中示意性地示出的， 聚焦区域160可以组织内的小范围的深度内扩展。 通 常， 能够基于光学装置(例如， 第一透镜装置220和第二透镜装置230)的特性和配置、 由发射 装置210提供的EMR 150的特征和接受治疗的皮肤组织的光学特性来确定或选择聚焦区域 相对于设备200的尺寸和位置。 0063 在某些示例性实施方案中， 聚焦区域160的宽度可以小于50 m， 例如小至10 m。 例 如， 光斑尺寸的理论下界可以近似为1.22 /NA， 其中 是电磁辐射的波长， NA是透镜的数值 孔径。 对于约650nm的波长和0.5的NA， 理论最小光斑尺