提供光耦合至皮膚組織的皮膚處理裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明大體涉及使用光的皮膚的處理，并且更特別地涉及提供光耦合至皮膚組織的皮膚處理裝置。
【背景技術】
[0002]通過預防或減少皮膚上的皺紋來維持年輕相貌的期望是人類社會中的重要關注點。已設計出很多技術來實現以上關注點。例如從已公開的國際專利申請WO 2008/001284A2已知的技術之一是在待處理的皮膚的真皮層中創建焦斑。所述WO申請公開了具有激光源和聚焦光學器件的皮膚處理裝置。裝置發射激光。激光的功率被選擇成使得激光誘導光學擊穿(L1B)影響皮膚以便刺激皮膚組織的再生長并減少皺紋。該L1B是基于由皮膚組織進行的激光光的強非線性吸收，這在高于針對激光光的功率密度的一定閾值時出現。
[0003]除L1B之外，還已知諸如分段光熱分解(fract1nal photothermolysis)等的其他基于光的處理過程以在皮膚組織的表皮或真皮中創建微觀熱損傷(microscopicthermal les1ns)以刺激受損皮膚組織的再生長使皮膚組織年輕化并減少皺紋。憑借在皮膚組織內部的基于光的處理(諸如所述激光誘導光學擊穿和分段光熱分解等)的年輕化過程要求在組織的局部區域中的高光子密度。當光傳播穿過皮膚組織時，波前的吸收、散射和變形經常導致在焦點位置的光的相對寬的分布和跨越相對寬的焦斑的光能量的分布。因為高強度要求和跨越相對大的焦斑的光的展開，所以執行皮膚組織的基于光的處理所必要的處理光的總體強度增加。這典型地增加了待由這樣的皮膚處理裝置使用的光源所滿足的要求，引起所述皮膚處理裝置更加昂貴，并且處理光的增加的總體強度增加了對處理位置周圍皮膚組織造成傷害的可能性，這也是不期望的。
[0004]結果，在已知皮膚處理裝置中，將處理光從光源聚焦至焦點位置的品質不是最佳的，這要求已知皮膚處理裝置使用過量的光能量來產生該基于光的處理過程。

【發明內容】

[0005]發明的目的是提供一種用于皮膚處理裝置在皮膚組織內部的更加有效的光傳輸。
[0006]目的根據本發明通過如下皮膚處理裝置來實現，其包括:
[0007]光源，被構造為發射處理光，
[0008]光學系統，被構造為使處理光沿著光軸聚焦至皮膚組織內部的焦點位置，和
[0009]壓頭(indenter)，包括具有皮膚接觸表面，皮膚接觸表面具有距光學系統一定距離、用于允許處理光穿過孔被聚焦到皮膚組織內的孔，壓頭和孔被配置并構造為:當壓頭被用超過預定壓力的壓力壓抵特定皮膚類型的皮膚表面時，在孔的沿著光軸并沿著孔具有寬度尺寸所在的截面方向截取的截面中，生成穿過孔朝向光學系統自由突出的皮膚組織的最大彎曲突起，高于針對特定皮膚類型的預定壓力時自由突出的彎曲突起保持恒定，所述最大彎曲突起的皮膚表面在與光軸的交叉處具有曲率半徑，
[0010]光學系統被配置并構造為生成處理光的聚焦光束，聚焦光束沿孔的所述截面中在所述交叉處具有波前，波前曲率半徑的范圍在所述最大彎曲突起的皮膚表面的所述曲率半徑的75%與125%之間。
[0011]發明基于如下洞察，在將具有特定孔的壓頭壓抵皮膚表面時，作為皮膚的變形的結果在孔中出現皮膚突起。該皮膚突起朝向光學系統自由突出到孔內。發明人還發現，該自由突出的突起的曲率主要取決于孔的尺寸，而自由突出的突起的諸如與皮膚表面相距的突起高度和突起的曲率等的特性保持相對恒定，只要壓頭被壓抵皮膚表面所使用的壓力超過預定壓力。所以，當壓頭被壓抵皮膚所使用的壓力超過預定壓力時，出現在孔中的曲率處于最大、即在其皮膚表面形成了具有最小曲率半徑的最大彎曲突起，并且當壓力被進一步增加時被基本上維持。在發明的上下文中，“自由”突出意味著:在壓頭被壓抵皮膚表面所使用的壓力的影響下，皮膚被允許自由變形到孔內而不經歷任何阻礙、特別是沒有與任何物體接觸或抵接。發明人進一步認識到:光學系統可以被配置成生成處理光的聚焦光束，聚焦光束在最大彎曲突起的表面處具有有著范圍在所述最大彎曲突起的皮膚表面的曲率半徑的75%與125%之間的曲率半徑的波前。以該方式，波前與最大彎曲突起幾乎或完全一致或匹配，這改善了處理光的光束通過皮膚處理裝置的光學系統被聚焦到皮膚組織上所具有的品質。聚焦品質的該改善是由光束的光線歸因于波前與皮膚突起的皮膚表面的所述基本或完全一致而垂直或幾乎垂直于皮膚表面傳播的事實所引起的球面像差的強烈減少的結果。作為結果，聚焦被更好地限定并且焦斑可以較小，引起了光能量的較少展開并降低了執行基于光的皮膚處理所要求的總體功率。
[0012]突起的高度被限定為從壓頭的皮膚接觸表面測量的、突起進入孔所跨越的距離。突起的該高度與突起的皮膚表面的曲率一起對于確保在突起的表面處的波前的曲率基本上對應于突起的曲率是重要的。然而，發明人發現，除曲率之外，突起的高度在壓頭被壓抵皮膚表面所使用的壓力超過預定壓力時也變得基本上恒定。這尤其是在低于5毫米并且優選地甚至低于3毫米的孔的截面的寬度尺寸下出現。例如，用于具有近似2毫米的尺寸的孔的預定壓力是大約每平方厘米1.43牛頓，這是相對低的。因此，當使用皮膚處理裝置時，皮膚處理裝置被典型地例如以標稱壓力壓抵皮膚表面。在當前示例中，使用高于每平方厘米
1.43牛頓的標稱壓力將引起突起的高度和突起的表面的曲率半徑變得恒定，即將引起突起變得最大。在該示例中，利用高于每平方厘米1.43牛頓的壓力，彎曲的皮膚突起是最大彎曲突起，即，在其表面具有最小曲率半徑。正確地調節光學系統以使處理光聚焦允許在最大彎曲突起的表面的部位處并且特別是在所述表面與光束的光軸的交叉處生成范圍在最大彎曲突起的皮膚表面的曲率半徑的75 %與125 %之間的波前的曲率半徑。查找表可以例如被用于指示出針對大量特定皮膚類型的孔的優選寬度和最小預定壓力。當用超過預定壓力的壓力將壓頭壓抵皮膚表面時最大彎曲皮膚突起的高度基本上恒定的事實，使得能夠控制皮膚突起的表面相對于光學系統的聚焦元件的位置，使得聚焦處理光的波前的曲率半徑在規定的公差范圍內對應于最大彎曲突起的皮膚表面的曲率半徑。在這樣的情形中，基本上所有的處理光都垂直或幾乎垂直地撞擊在皮膚表面上，這顯著地減少了聚焦到皮膚組織內的處理光的球面像差。
[0013]在皮膚處理裝置的實施例中，孔的寬度尺寸小于2毫米。如上文中所提到的，在孔的相對最小寬度尺寸處，獲得最大彎曲突起所要求的預定壓力相對低。這樣，選擇孔的截面的寬度尺寸小于2毫米確保了在正常使用中皮膚處理裝置被壓抵皮膚表面所使用的常見標稱壓力已經超過預定壓力。然而，存在著孔的截面尺寸優選地小于2毫米的另一原因。在皮膚組織的基于光的處理中典型使用的處理光的波長是大約1064納米。該波長具有到皮膚組織內的相對大的穿透深度。然而，即使具有1064納米的波長的光也具有到皮膚組織內的小于2毫米的有效穿透深度。在2毫米的孔的情況中，所述最大彎曲突起的皮膚表面的曲率半徑要求當壓頭被壓抵人類面部的皮膚組織時光學系統使光近似2.4毫米聚焦到皮膚組織內以便使波前的曲率半徑與最大彎曲突起的曲率半徑基本一致。這已經可以超過所使用的處理光到皮膚內的最大穿透深度。所以，使用具有較大孔的壓頭的皮膚處理裝置將會要求處理光到皮膚組織內的更深的穿透，這將要求其他非優選的處理光在基于光的皮膚處理中的使用。于是，在皮膚處理裝置的實施例中，預定壓力是每平方厘米1.43牛頓。在皮膚處理裝置的進一步的實施例中，波前的曲率半徑范圍在最大彎曲突起的皮膚表面的所述曲率半徑的95%與105%之間。這樣的較低公差導致波前的曲率與最大彎曲突起的曲率的更好匹配以及歸因于聚焦到皮膚組織內的波前像差的較強的減少。
[0014]在皮膚處理裝置的實施例中，壓頭被可去除地附接至皮膚處理裝置并且可用具有與孔不同的另一孔的另一壓頭替換。使用具有不同寬度尺寸的另一孔可以在皮膚處理裝置用于不同預定皮膚類型時是有益的。最大彎曲突起歸因于皮膚組織的粘彈性質而出現。皮膚組織的這些粘彈性質可以針對不同皮膚類型而變化。不同皮膚類型包括在人類或動物身體上的基本相同部位的皮膚類型之間的基因差異和皮膚類型之間的年齡差異。不同皮膚類型還包括在人類或動物身體的不同部位的皮膚類型的差異。當應用皮膚處理裝置時，皮膚組織的粘彈性質確定了將壓頭抵著皮膚表面施加時所生成的最大彎曲突起。因此，當例如從面部皮膚的基于光的處理改變至身體的其它部分的基于光的處理時，壓頭可能需要用另一壓頭替換以確保最大彎曲突起具有范圍在用光學系統聚焦時的處理光的波前的半徑的75%與125%之間的曲率半徑。可替代地，可以使用具有可調寬度尺寸的可調孔代替可替換的壓頭以依賴于執行基于光的處理所針對的皮膚類型來調節孔的截面的寬度尺寸。
[0015]在皮膚處理裝置的實施例中，孔在橫向于孔的截面尺寸的方向上的尺寸大于2毫米。在該實施例中，孔例如是可以例如在光學系統生成長形焦點時使用的長形孔。可替代地，長形孔可以與用根據本發明的皮膚處理裝置同時或順次照射出的在皮膚組織內部的焦點位置的陣列組合。在這樣的實施例中，最大彎曲突起的曲率半徑僅在一個方向上