用于治疗皮肤病学的不完整性的系统和方法.pdf

提供皮肤病学的医疗装置和方法，所述皮肤病学的医疗装置包括：远端，其用于定位在接近组织的目标治疗区域的区域处；在远端处的输出端口；产生光学能量的能量源，光学能量从输出端口输出到组织的目标治疗区域；以及控制装置，其将光学能量控制在组织的目标治疗区域处，以便在一段时间内将组织的目标治疗区域的温度增加到低于损伤温度的温度，并且在组织的目标治疗区域处诱导热休克蛋白(HSP)的表达。

1.  一种皮肤病学的医疗装置，包括：
远端，其用于定位在接近组织的目标治疗区域的区域处；
在远端处的输出端口；
产生光学能量的能量源，所述光学能量从输出端口输出到组织的目标 治疗区域；以及
控制装置，其将光学能量控制在组织的目标治疗区域处，以便在一段 时间内将组织的目标治疗区域的温度增加到低于损伤温度的温度，并且在 组织的目标治疗区域处诱导热休克蛋白(HSP)的表达。

2.  根据权利要求1所述的皮肤病学的医疗装置，其中热休克蛋白刺激 胶原蛋白在组织的目标治疗区域处合成。

3.  根据权利要求1所述的皮肤病学的医疗装置，还包括包封能量源 和控制装置的壳体。

4.  根据权利要求3所述的皮肤病学的医疗装置，其中壳体具有在延 伸方向上延伸的近似圆柱形的形状。

5.  根据权利要求3所述的皮肤病学的医疗装置，其中壳体构造和布 置成使得所述远端垂直于所述壳体的主体，并且其中所述光学能量在垂直 于壳体的主体的方向上输出。

6.  根据权利要求5所述的皮肤病学的医疗装置，其中光学能量在相 对于壳体的主体成0到90°之间的角度的方向上输出。

7.  根据权利要求6所述的皮肤病学的医疗装置，还包括定位在壳体 内的电源，其将电能量源提供给光学能量源。

8.  根据权利要求1所述的皮肤病学的医疗装置，其中光学能量源输 出光学能量，所述光学能量具有波长、能量剂量、或热提升中的至少之一， 上述至少之一根据皮肤的光学性能和其波长将非损伤性的热休克刺激提供 到组织的治疗区域处。

9.  根据权利要求1所述的皮肤病学的医疗装置，其中组织包括人体 或动物的皮肤。

10.  根据权利要求1所述的皮肤病学的医疗装置，还包括至少一个安 全传感器，其确定在组织的治疗区域处的温度是否在预定的可接受的范围 内，并且允许所述控制装置提供激光发射并将电流传递到能量源。

11.  根据权利要求1所述的皮肤病学的医疗装置，还包括接触传感器， 其包括用于配准与组织接触的安全联锁器。

12.  根据权利要求1所述的皮肤病学的医疗装置，还包括光学空间分 布系统(OSDS)，其将光学能量的空间分布改变到在远端处的所期望的分 布。

13.  根据权利要求1所述的皮肤病学的医疗装置，其中传递到组织的 目标治疗区域处的治疗能量的量通过控制所传递能量的时域剖面来控制。

14.  根据权利要求1所述的皮肤病学的医疗装置，还包括皮肤拉伸机 构，以减少由于皱纹或组织褶皱的光学损耗。

15.  根据权利要求1所述的皮肤病学的医疗装置，其中装置通过在治 疗脉冲的末端处提供热提升而传递延长的热暴露时间。

16.  根据权利要求1所述的皮肤病学的医疗装置，其中组织的目标治 疗区域的温度增加至少2℃但不超过8℃。

17.  根据权利要求1所述的皮肤病学的医疗装置，其中在组织的目标 治疗区域处来自皮肤病学的医疗装置的能量输出的暴露在低于损伤温度的 一个或多个温度下是在2-10秒之间。

18.  根据权利要求1所述的皮肤病学的医疗装置，其中通过调节所述 能量源的时域剖面来控制目标治疗组织的温度时域剖面。

19.  根据权利要求1所述的皮肤病学的医疗装置，其中通过控制所传 递能量的时域剖面来控制治疗能量剂量，以及其中调节峰值功率和暴露时 间来提供所期望的临床效果。

20.  用于对人体或动物组织进行非损伤性热休克刺激的方法，所述方 法包括：
将手持式皮肤病学的医疗装置的远端定位在接近组织的目标治疗区 域的区域处；
将来自手持式皮肤病学的医疗装置的光学能量输出到组织的目标治 疗区域处；
将光学能量的输出控制在组织的目标治疗区域处，以便在一段时间内 将组织的目标治疗区域的温度增加到低于损伤温度的温度，并且在组织的 目标治疗区域处诱导热休克蛋白(HSP)的表达。

21.  根据权利要求20所述的方法，其中控制光学能量的输出包括输 出光学能量，使其具有波长、能量剂量、或热提升中的至少之一，上述至 少之一根据皮肤的光学性能和其波长将非损伤性的热休克刺激提供到组织 的治疗区域处。

22.  根据权利要求20所述的方法，还包括将光学能量的空间分布改 变到在手持式皮肤病学的医疗装置的远端处的所期望的分布。

23.  根据权利要求20所述的方法，还包括控制所传递到组织的目标 治疗区域的能量的时域剖面。

24.  根据权利要求20所述的方法，其中组织的目标治疗区域的温度 增加至少2℃但不超过8℃。

25.  根据权利要求20所述的方法，其中在组织的目标治疗区域处来 自皮肤病学的医疗装置的能量输出的暴露在低于损伤温度的一个或多个温 度下是在2-10秒之间。

26.  根据权利要求20所述的方法，还包括通过调节光学能量的能量 源的时域剖面来控制目标治疗组织的温度时域剖面。

27.  根据权利要求20所述的方法，还包括通过控制所传递能量的时 域剖面来控制治疗能量剂量，以及其中调节峰值功率和暴露时间来提供所 期望的临床效果。

28.  用于对人体或动物组织进行非损伤性热休克刺激的方法，所述方 法包括：
提供具有远治疗端的手持式治疗装置；以及
将来自手持式医疗装置的光学能量输出到组织的目标治疗区域处，其 中治疗间隔提供最大平均的热休克蛋白的表达。

29.  根据权利要求28所述的方法，其中治疗间隔是1.5小时至48小 时。

30.  用于对人体或动物组织进行非损伤性热休克刺激的方法，所述方 法包括：
提供具有远治疗端的手持式治疗构件；以及
将来自手持式治疗装置的远治疗端的光学能量输出到组织的目标治 疗区域处，其中在光学能量治疗之前，将能量吸收发色团从组织的外表面 移除。

31.  根据权利要求30所述的方法，其中通过水性干燥用溶液从角质 层减少水发色团。

32.  根据权利要求30所述的方法，其中手持式治疗构件的应用选自 于由下述所构成的组：皱纹减少；痤疮减少；皮肤收紧；组织加热；纤维 组织的治疗；血管组织的治疗；及其组合。

用于治疗皮肤病学的不完整性的系统和方法
相关申请
本申请要求下列临时专利申请的利益，所述临时专利申请为：于2012 年9月10日提交的号为61/743,718的美国临时专利申请；于2013年2月 19日提交的号为61/850,590的美国临时专利申请；以及于2013年2月19 日提交的号为61/850,589的美国临时专利申请，其中每一个申请的内容以 其全文援引加入本文。
技术领域
本发明理念的实施例通常涉及用于治疗皮肤病学的不完整性的装置、 系统和方法，并且更具体地，涉及用于对人体或动物组织执行非损伤性热 休克刺激的皮肤病学的医疗装置、系统和方法。
背景技术
随着人的年龄增长，身体经历退变的缓慢过程。老化过程的迹象以皮 肤上形成皱纹和不均匀的色素沉着的形式在身体上显而易见。皱纹具体由 真皮退化、肌肉收缩和重力导致。作为老化、阳光曝晒、或其它环境因素 的结果，能发生不均匀的色素沉着。
老化过程通常包括皮肤的真皮层中胶原蛋白的耗损，这导致皮肤变得 更薄，并且导致皱纹、下垂、或其它不完整性的发生。
发明内容
根据本发明理念的一方面，提供一种系统、装置和方法，其用于通过 在受控条件下将发射优化的波长的光学能量源、能量剂量和/或热提升整合 来对软组织执行非损伤性热休克治疗。
根据另一方面，提供一种系统、装置和方法，其用于将治疗时间和使 用补给业务模式整合。
根据一方面，提供一种皮肤病学的医疗装置，其包括：远端，其用于 定位在接近组织的目标治疗区域的区域处；在远端处的输出端口；产生光 学能量的能量源，光学能量从输出端口输出到组织的目标治疗区域；以及 控制装置，其将光学能量控制在组织的目标治疗区域处，以便在一段时间 内将组织的目标治疗区域的温度增加到低于损伤温度的温度，并且在组织 的目标治疗区域处诱导热休克蛋白(HSP)的表达。
在一些实施例中，热休克蛋白刺激胶原蛋白在组织的目标治疗区域处 合成。
在一些实施例中，皮肤病学的医疗装置还包括包封能量源和控制装置 的壳体。
在一些实施例中，壳体具有在延伸方向上延伸的近似圆柱形的形状。
在一些实施例中，壳体构造和布置成使得所述远端垂直于所述壳体的 主体，并且其中所述光学能量在垂直于壳体的主体的方向上输出。
在一些实施例中，光学能量在相对于壳体的主体成0到90°之间的角 度的方向上输出。
在一些实施例中，皮肤病学的医疗装置还包括定位在壳体内的电源， 其将电能量源提供给光学能量源。
在一些实施例中，光学能量源输出光学能量，所述光学能量具有波长、 能量剂量、或热提升中的至少之一，上述至少之一根据皮肤的光学性能和 其波长将非损伤性的热休克刺激提供到组织的治疗区域处。
在一些实施例中，组织包括人体或动物的皮肤。
在一些实施例中，皮肤病学的医疗装置还包括至少一个安全传感器， 其确定在组织的治疗区域处的温度是否在预定的可接受的范围内，并且允 许所述控制装置提供激光发射并将电流传递到能量源。
在一些实施例中，皮肤病学的医疗装置还包括接触传感器，其包括用 于配准与组织接触的安全联锁器。
在一些实施例中，皮肤病学的医疗装置还包括光学空间分布系统 (OSDS)，其将光学能量的空间分布改变到在远端处的所期望的分布。
在一些实施例中，传递到组织的目标治疗区域处的治疗能量的量通过 控制所传递能量的时域剖面(temporal profile)来控制。
在一些实施例中，皮肤病学的医疗装置还包括皮肤拉伸机构，以减少 由于皱纹或组织褶皱的光学损耗。
在一些实施例中，该装置通过在治疗脉冲的末端处提供热提升而传递 延长的热暴露时间。
在一些实施例中，组织的目标治疗区域的温度增加至少2℃但不超过8 ℃。
在一些实施例中，在组织的目标治疗区域处来自皮肤病学的医疗装置 的能量输出的暴露在低于损伤温度的一个或多个温度下是在2-10秒之间。
在一些实施例中，通过调节所述能量源的时域剖面来控制目标治疗组 织的温度时域剖面。
在一些实施例中，通过控制所传递能量的时域剖面来控制治疗能量剂 量，以及其中调节峰值功率和暴露时间来提供所期望的临床效果。
根据一方面，提供用于对人体或动物组织进行非损伤性热休克刺激的 方法，所述方法包括：将手持式皮肤病学的医疗装置的远端定位在接近组 织的目标治疗区域的区域处；将来自手持式皮肤病学的医疗装置的光学能 量输出到组织的目标治疗区域处；将光学能量的输出控制在组织的目标治 疗区域处，以便在一段时间内将组织的目标治疗区域的温度增加到低于损 伤温度的温度，并且在组织的目标治疗区域处诱导热休克蛋白(HSP)的 表达。
在一些实施例中，控制光学能量的输出包括输出光学能量，使其具有 波长、能量剂量、或热提升中的至少之一，上述至少之一根据皮肤的光学 性能和其波长将非损伤性的热休克刺激提供到组织的治疗区域处。
在一些实施例中，所述方法还包括将光学能量的空间分布改变到在手 持式皮肤病学的医疗装置的远端处的所期望的分布。
在一些实施例中，所述方法还包括控制所传递到组织的目标治疗区域 的能量的时域剖面。
在一些实施例中，组织的目标治疗区域的温度增加至少2℃但不超过8 ℃。
在一些实施例中，在组织的目标治疗区域处来自皮肤病学的医疗装置 的能量输出的暴露在低于损伤温度的一个或多个温度下是在2-10秒之间。
在一些实施例中，通过调节光学能量的能量源的时域剖面来控制目标 治疗组织的温度时域剖面。
在一些实施例中，通过控制所传递能量的时域剖面来控制治疗能量剂 量，以及其中调节峰值功率和暴露时间来提供所期望的临床效果。
根据一方面，提供用于对人体或动物组织进行非损伤性热休克刺激的 方法，所述方法包括：提供具有远治疗端的手持式治疗装置；以及将来自 手持式医疗装置的光学能量输出到组织的目标治疗区域处，其中治疗间隔 提供最大的平均热休克蛋白的表达。
在一些实施例中，治疗的间隔是1.5小时至48小时。
根据一方面，提供用于对人体或动物组织进行非损伤性热休克刺激的 方法，所述方法包括：提供具有远治疗端的手持式治疗构件；以及将来自 手持式治疗装置的远治疗端的光学能量输出到组织的目标治疗区域处，其 中在光学能量治疗之前，将能量吸收发色团从组织的外表面移除。
在一些实施例中，通过水性干燥用(dessecating)溶液从角质层减少 水发色团。
在一些实施例中，手持式治疗构件的应用选自于由下述所构成的组: 皱纹减少；痤疮减少；皮肤收紧；组织加热；纤维组织的治疗；血管组织 的治疗；及其组合。
附图说明
并入到该说明书内并构成该说明书一部分的附图示出了各种实施例， 并且连同说明书一起用于解释本发明理念的原理。在附图中：
图1是根据本发明理念的实施例的手持式皮肤病学的医疗装置的框 图。
图2A-2C是根据本发明理念的实施例的各种整体包装理念的前视图。
图2D是根据本发明理念的实施例的图1-2C的手持式皮肤病学的医疗 装置的透视图。
图3A和图3B是根据本发明理念的另一个实施例的手持式皮肤病学的 医疗装置的框图。
图4是根据本发明理念的另一个实施例的独立于控制电子器件和电源 包装的手持式皮肤病学的医疗装置的框图。
图5是根据本发明理念的实施例的示出治疗的温度范围的图表。
图6是根据本发明理念的实施例的示出相对于光学功率连续波的时域 剖面的皮肤温度时域剖面的图表。
图7是根据本发明理念的实施例的示出相对于光学功率脉冲的时域剖 面的皮肤温度时域剖面的图表。
图8是根据本发明理念的实施例的示出在治疗脉冲末端的热提升的图 表。
图9是根据本发明理念的实施例的示出一组感兴趣的波长范围的图 表。
图10A和图10B是根据本发明理念的实施例的示出相对于治疗间隔的 平均热休克蛋白(HSP)的表达的图表。
图11是皮肤皱纹的几何结构的视图。
图12是根据本发明理念的实施例的被拉伸的皮肤皱纹的视图。
图13是根据本发明理念的实施例的应用到皮肤皱纹的皮肤拉伸机构 的视图。
图14是根据本发明理念的实施例的皮肤拉伸机构的聚合物实施的视 图。
图15是整合到手持式皮肤病学的医疗装置内的机械皮肤拉伸机构的 视图。
图16是根据一个实施例的构造并布置成与补给筒通信的手持式皮肤 病学的医疗装置的框图。
图17A和图17B是根据一些实施例的不同补给筒连接选项的框图。
图18是根据一个实施例的整合到治疗尖端内的补给筒的视图。
图19是根据一个实施例的包括键码补给平台的手持式皮肤病学的医 疗装置的框图。
图20示出根据一个实施例的补给系统通信环境的框图。
图21示出根据一个实施例的定位在具有补给平台的插接站内的手持 式皮肤病学的医疗装置的框图。
图22示出根据另一个实施例的定位在具有补给平台的插接站内的手 持式皮肤病学的医疗装置的框图。
图23是根据一个实施例的示出用于对医疗装置进行补给以便持续使 用的方法的流程图。
图24是根据一个实施例的示出用于对医疗装置进行补给以便持续使 用的方法的流程图。
图25是根据一个实施例的示出用于对医疗装置进行补给以便持续使 用的方法的流程图。
图26是根据一些实施例的示出用于保持所期望的稳态温度上升所需 的功率传递的图表。
图27是根据一些实施例的示出活体人体组织内的热提升时间的图表。
图28A是根据一个实施例的光学系统的顶视图。
图28B是图28A的光学系统的侧视图。
图29是根据一个实施例的能量源402和具有波导的光学空间分布系统 (OSDS)的视图。
图30是根据一个实施例的标准波导与变型波导比较的视图。
图31A是具有成角度的输出表面的光学空间分布系统(OSDS)的视 图。
图31B是与人体皮肤相接触的图31A的OSDS的输出表面的视图。
图32是根据一个实施例的构造和布置成实现全内反射的OSDS的各种 视图。
具体实施方式
现在将详细地参照本发明概念的实施例，其例子在附图中示出。只要 可能，则相同的附图标记将贯穿附图使用来指代相同或相似的部件。
本文所使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意旨限制本发 明的理念。如本文所用，单数形式“一”、“一个”、“该”意旨也包括复数 形式，除非上下文明确地指出。应当进一步理解的是，在本文中使用时， 术语“包括”、“包含”指定所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件 的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它的特征、整体、步骤、操作、 元件、部件和/或它们的组。
应当理解的是，虽然术语第一、第二、第三等可在本文中使用来描述 各种限制、元件、部件、区域，层和/或部分，但是这些限制、元件、部件、 区域、层和/或部分不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个限 制、元件、部件、区域、层或部分从另一个限制、元件、部件、区域、层 或部分进行区分。从而，下面论述的第一限制、元件、部件、区域、层或 部分可被称为第二限制、元件、部件、区域、层或部分，而不脱离本申请 的教导。
应当进一步理解的是，当元件被提到为“在另一元件上”或“连接到另 一元件”或“耦联”到另一元件时，其可直接在另一元件上或在另一元件的上 方，或者连接到或耦联到其它元件，或可存在中间元件。相比之下，当元 件被提到为“直接在另一元件上”或“直接连接到另一元件”或“直接耦联到另 一元件”时，不存在中间元件。用于描述元件之间关系的其它词语应当以类 似的方式进行解释(例如，“在……之间”相对于“直接在……之间”，“相邻” 相对于“直接相邻”等)。当元件在此被提到为“在另一元件的上方”时，其 可以在另一元件的上方或另一元件的下方，以及直接耦联到其它元件，或 者可以存在中间元件，或者元件可间隔开一定的空隙或间隙。
定义。
为了便于理解，许多术语定义如下。
如本文所用的，术语“对象”和“患者”指代任何动物，诸如哺乳动物， 像家畜、宠物和人类。“对象”和“患者”的具体例子包括但不限于需要医疗 协助的个体。
如本文所用的，术语“皮肤”和“组织”指代可用于治疗的或对象的目标 治疗区域附近的任何生物组织。
常规技术容易用于增强胶原蛋白的产生或以其它方式解决皱纹或其它 退化的皮肤状况，并且通常包括烧蚀或非烧蚀的治疗。激光烧蚀治疗采用 在短脉冲持续时间内所递送的高的光学峰值功率和高吸水性，导致皮肤内 的水分子的蒸发。这导致皮肤的一个或多个层(特别是表皮以及部分是真 皮)的烧蚀。所导致的损伤需要延长的治愈过程。存在诸如感染和疤痕的 潜在副作用。典型的非烧蚀治疗包括热变性和热凝固。例如，当目标组织 升高到超过60℃的温度时，发生组织变性。当目标组织升高到超过50-55 ℃的温度时，可出现热凝固。对于本领域内的那些技术人员而言已知的 是，在暴露于这些高温下的组织的治愈期间，变性后的真皮胶原蛋白可刺 激胶原蛋白合成。基于激光的热治疗的安全性和有效性依赖于通过发色团 与目标组织的激光能量的选择性吸收。特别感兴趣的发色团包括水，脂类， 血红蛋白和黑色素。烧蚀和非烧蚀激光治疗依赖于这种发色团的能量吸收。
本文所公开的实施例提供装置、系统和方法，其对人体或动物组织提 供可靠的非损伤性热休克刺激。具体地，皮肤病学的医疗装置可设置成用 于以下软组织的治疗：皱纹减少，痤疮减少、和/或通过组织加热来解决的 其它退化的皮肤状况，和/或协助伤口愈合、皮肤收紧、和/或纤维组织、血 管组织或皮肤组织经历胶原蛋白损失的相关疾病的治疗，或它们的组合。 本文公开的另外的实施例提供装置、系统和方法，其用于将治疗时间和使 用补给业务模式整合。
在操作期间，根据本文所描述的实施例对有意的组织进行加热。响应 于热休克，所暴露的细胞产生热休克蛋白(HSP)。热休克蛋白在诸如蛋 白质熟化和降解过程中起到作为分子伴侣的功能，并在细胞的生物功能中 起到保护作用。热休克蛋白可通过热刺激和潜在的光化学效应刺激胶原蛋 白的合成。随着激光技术的进步，可更加容易地获得以成本有效的方式产 生热休克蛋白反应的装置和方法。
根据它们从10至110范围的千道尔顿分子量来命名热休克蛋白。在皮 肤病学中感兴趣的热休克蛋白(HSP)可包括但不限于HSP27、HSP47和 HSP70。HSP27是抗凋亡蛋白并且保护细胞免于死亡。HSP47在皮肤成纤 维细胞中胶原蛋白的生物合成中起到重要作用。HSP70是指高度诱导型的 蛋白并与变性蛋白结合。例如，暴露于815纳米二极管激光器下的组织可 导致HSP70的表达和改善的伤口愈合。因此，感兴趣的一个或多个HSP 可有助于细胞老化的显著减缓。
通过30分钟到长达1小时的治疗持续时间的39℃至42℃的重复热休 克可导致Ⅰ型前胶原和HSP47的表达。然而，在每个治疗部位的长暴露时 间是不切实际的，并且由于诸如组织受损和疼痛的副作用而防止上述暴露。 还已经报道，暴露于低于45℃的组织在细胞增殖方面没有表现出显著变 化；因此，在愈合时间没有减短。另一个考虑是烧蚀和非烧蚀治疗的典型 的常规装置在治疗期间经常产生疼痛。
在行业内可用的典型的产品和治疗协议需要在高于45℃或高于疼痛 阈值的治疗温度下对细胞损伤进行治疗的末端治疗目标。典型的末端治疗 目标温度对于胶原蛋白凝固而言为高于50℃以及对于组织变性而言超过60 ℃。对于提供具有减少的疼痛副作用的非损伤性治疗的解决方案存在需求。
根据本发明理念的实施例，通过将目标定于产生热休克蛋白的39℃或 更高但低于约45°的典型热疼痛阈值的治疗温度来提供非损伤性治疗。为了 本公开的目的，高于约45℃的疼痛阈值的温度在本文中通常被称为损伤温 度。此外，对于一些人而言的疼痛阈值可高于45℃，而对于其它人而言的 疼痛阈值可低于45℃。因此，可以不发生疼痛的方式来刺激所期望的热休 克蛋白。根据本发明理念的实施例提供的理论能量递送方式允许提供完整 的解决方案，其在用于治疗软组织的单个装置内提供更大的安全性和有效 性。此外，本发明的理念允许装置使用延长的时间段，例如，在一天的过 程中，只要在特定的组织加热操作之后在治疗之间具有让组织冷却的足够 时间即可。
图1是根据本发明理念的实施例的手持式皮肤病学的医疗装置1的框 图。
根据一个实施例，装置1具有定位在目标组织(例如皮肤区域)处的 远治疗端2，以便经受非损伤性的热休克治疗。远治疗端2包括输出端口3， 从输出端口3可输出光学能量4，其具有足以在目标组织处提供非损伤性热 休克刺激的波长、能量剂量、和/或热提升。
远治疗端2可进一步构造成包括一个或多个安全传感器，诸如一个或 多个接触传感器5和/或热传感器6。
接触传感器5可起到用于配准与治疗组织接触的目的的安全互锁器。 当装置与所述组织完全接触时仅发射出激光能量。接触传感器可利用组织 阻抗的测量值，诸如电容、电阻、电感或它们的组合。所述接触传感器可 构造暴露的导电触点，以测量电阻或电感。该传感器还可构造为电容器， 使得所述导电触点可具有在导电触点和组织之间的介电绝缘体。优选实施 例利用至少三个或更多接触传感器，其均等间隔开以形成围绕输出端口3 的平面。在一些实施例中，为了使得装置配准与组织的完全接触，所有接 触传感器必须感测接触。出于激光安全性的考虑，这确保输出端口3在激 光发射过程中完全抵靠并抵接治疗组织定位。
将适量的能量递送到组织以达到所期望的温度变化对于治疗的安全性 和有效性而言是很重要的。如果能量剂量不足，则组织将不会到达目标治 疗温度。如果该能量剂量过高，则组织温度增加超过疼痛阈值到达潜在的 变性温度。热传感器6的目的在于将热反馈提供到组织温度的装置。一个 或多个热传感器6可利用热接触技术，诸如放置在治疗区域处或附近的热 电偶或热敏电阻。热传感器6也可利用非接触技术，诸如能够检测来自组 织的热辐射的红外探测器。
在一个实施例中，装置1可包括光学空间分布系统(OSDS)7、光学 能量源8、控制电子器件9和电源10，上述的一些或全部可定位在壳体或 围护结构11内，壳体或围护结构11构造并布置成由使用装置1执行医疗 治疗的人来握持，并且其可包括符合人体工程学和美观的包装。OSDS7、 光学能量源8、控制电子器件9和电源10中的一个或多个可包括在围护结 构11处整合的子系统。
在一些实施例中，OSDS7将光学能量的空间分布改变成在远治疗端2 处的所期望的分布，导致所发出的光学能量4在目标组织上的所期望的治 疗效果，例如，在本文所描述的各种皮肤层上的热效果。OSDS7可包括但 不限于用于光聚焦、散焦、峰值辐照度均匀分布的透镜系统，和/或光学波 导和/或光学滤波器。
参照图28A和图28B，根据一个实施例的射线跟踪模型可提供成包括 作为OSDS401的柱面透镜和作为能量源402的二极管激光器。具体地，图 28A是对应于射线跟踪模型的光学系统的俯视图。图28B是光学系统的侧 视图。在一个实施例中，电磁能量(例如激光能量)从能量源402传播到 OSDS401。如图表中所示，在治疗平面403处的在X轴线中的空间分布404 是在由OSDS401改变的低发散(X轴线)中的能量源402的发散性和成角 度的功率分配的结果。在治疗平面405处的空间分布404是在由OSDS401 改变的高发散(Y轴线)中的能量源402的发散性和成角度的功率分配的 结果。在另一个实施例中，如图29中所示，能量源402被示出具有作为 OSDS406的波导。在图表407，408，409和410中示出的分别在治疗平面 411和412处的空间分布比402和404的分布显著地更为均匀。图29中的 OSDS406可使用全内反射来将能量源402的高斯成角度的功率分配改变到 407，408，409和410中所示的更均匀的平顶分布。在该实施例中，OSDS406 的长度(L)可为31毫米或更长以便达到均匀的平顶分布408。在27毫米 处，空间分布407仍具有大约30％的较大的非均匀分布。长度(L)由能 量源402的低发散轴线(X轴线)驱动。
图30示出在OSDS413中的标准波导与在OSDS414中的变型波导的 比较。负透镜曲率415可整合到所述OSDS414内，以便增加能量源402的 发散性，可能以便匹配高发散(Y轴线)，以减少OSDS414的所需长度， 以便实现在治疗平面416处的均匀空间分布。
在另一个实施例中，如图31A中所示，OSDS417具有成角度的输出表 面421。当输出表面421处于包括空气的环境下时，输出表面421可反射大 于80％的内部光，如图所示作为光泄漏418，并且不与皮肤表面419接触。 通过在泄漏区域418处将反射性涂层施加到OSDS417的表面上可进一步降 低光泄漏418。光泄漏418还可通过使用光学吸收面积通过将光学能量转换 成热能来消散。在图31B中，输出表面421与皮肤419相接触。在1440nm 处的人体表皮的折射率为约1.41，在OSDS417中使用的熔融石英的折射率 为1.445。当输出表面421与皮肤419接触时，折射率紧密匹配，以便允许 从OSDS417光耦合到皮肤419。
图32A，32B示出另一个实施例，其中OSDS422的高度(H)降低以 实现具有缩短长度(L)的全内反射。在一些实施例中，输出表面423成角 度以提供基本上正方形的治疗区域。
再次参照图1，根据一个实施例，光学能量源8可产生诸如光的电磁 辐射源，其是在目标组织处的诱导目标组织的细胞中的热休克蛋白表达的 输出。光学能量源8可包括但不限于激光二极管和发光二极管。光学能量 源8可包括但不限于其它光源，诸如发出近红外强脉冲的发光灯或白炽灯 泡。
目标组织的温度时域剖面针对预定的需求可通过调节光学能量源8的 时域剖面来进行控制，例如，如至少在图7和图8中所描述那样。因此， 通过OSDS7具有空间分布改变的光学能量源8可提供治疗性的治疗能量， 其相对于当前温度将组织温度升高从2℃至8℃的范围。在一个实施例中， 光学能量源8提供从1W/cm²至400W/cm²的峰值功率密度要求。在一个实 施例中，光学能量源提供平均功率密度以便保持恒定的组织温度，例如在 0.1W/cm²至0.37W/cm²之间。在一个实施例中，操作功率密度在0.1W/cm²至400W/cm²之间。
控制电子器件9可控制用户交互作用和/或能量剂量。接触传感器5 和热传感器6电连接到控制电子器件9。接触传感器5和/或温度传感器6 的信号由控制电子器件9解译来分别确定接触状态和热状态。如果装置1 处于完全接触状态，则所述组织温度在可接受的限度内，控制电子器件允 许激光发射并将电流传递到光学能量源8。如果装置不与所述组织完全接 触，或组织温度超出可接受的限度，则控制电子器件9将防止激光发射。 控制电子器件9可包括本地微处理器和嵌入式的控制软件或否则与本地微 处理器和嵌入式的控制软件通信。通过嵌入到微处理器内的软件来控制被 传递到光学能量源8的电流的时域剖面。电流的量和持续时间通过软件进 行预编程。装置1包括控制按钮，诸如如图2D中所示的功率按钮和治疗按 钮。由控制电子器件9检测与控制按钮的用户交互作用，以及通过嵌入到 微处理器内的软件来控制用户界面。补给筒和本地计算机64可与微处理器 通信，以便治疗使用补给和固件更新的目的，如本文所述。
电源10可包括但不限于电源电路和/或电池，其将电能源提供到光学 能量源8和/或皮肤病学的医疗装置1的其它元件。
图2A-2C是根据本发明理念的实施例的各种整体包装理念的侧视图。
本文中所描述的一个或多个子系统可以提供人体工程学优化的形状 和结构的方式来进行包装。此外，在图1中所指出的手持式皮肤病学的医 疗装置1的围护结构11可构造和布置成用于不同的握持方法和/或用于人 体工程学方面的考虑。在一个实施例中，如图2A中所示，手持式皮肤病学 的医疗装置1具有笔直的圆柱形12。在另一个实施例中，如图2C中所示， 手持式皮肤病学的医疗装置1构造和布置成使得远端垂直于围护结构14的 主体。在此，光学能量4在垂直于围护结构14的主体的方向上输出。在另 一个实施例中，如图2B中所示，光学能量4在相对于围护结构13的主体 成0和90°之间的角度的方向上输出。不管围护结构11的构造，围护结构 11允许用于用户(即消费者)的完全热休克治疗系统的解决方案，即相对 于由用户的制备和购买而言是成本有效的。
图2D是根据本发明理念的实施例的图1-2C的手持式皮肤病学的医疗 装置1的透视图。
装置1包括安全传感器102、治疗按钮104、补给指示器106、功率设 置指示器108、功率按钮110、装置连接器112、以及电池指示器114中的 一个或多个。
安全传感器102可包括本文所描述的接触传感器5和/或热传感器6， 并且可定位在治疗区域处或接近治疗区域。
治疗按钮104可构造和布置成激活或停用装置1，例如以便控制在治 疗区域处执行的治疗操作。
补给指示器106可显示信息、灯、或其它指示器，其关于时间、使用、 或在装置1处所剩余的类似物的量。例如，指示器106可包括四个区域， 每个对应于装置1的可用补给容量的25％。当一个区域在操作过程中被点 亮时，例如，由LED点亮，则这可指示装置1接近当前补给周期的末端。 当装置1接收到与补给相关的信号(下面描述)时，在指示器106处的另 外区域可在操作过程中被点亮。
功率设置指示器108可显示与功率设置相关的信息、光或其它指示器， 例如指示从装置1输出的光学能量4的量。功率按钮11构造成使得用户能 够激活和停用装置1。当功率按钮110被激活时，指示器106，108和114 中的一个或多个可以照亮或显示信息，以及可按压治疗按钮104来创建装 置1的操作。
装置连接器112可耦联到USB装置，充电器，和/或其它外部装置， 以便交换电信号、功率、数据、电信号等。
电池指示器114可显示与装置1的功率状况相关的信息、光、或其它 指示。例如，电池指示器114可显示装置1中剩余的电池寿命的量。电池 指示器114可包括多个区域，类似于补给指示器106，除了关于剩余功率量 的功率设置指示器108的区域。替代性地，指示器114可照亮或以其它方 式显示指示装置1从外部电源(例如墙壁插座)接收电力的信息。
图3A和图3B是根据本发明理念的另一个实施例的手持式皮肤病学 的医疗装置15的框图。装置15可类似于参照图1和图2所描述的那样或 与上述相同。因此，为了简洁起见，不对装置15的细节进行重复。
在图3A中，装置15可通过将低电压电力供应器16直接连接到装置 15来供电。电力供应器16可耦联到电源，诸如AC电源插座。替代性地， 电力供应器16可包括诸如电池的电源。电力供应器16可将电力引导到装 置15的元件，装置15诸如光学能量源，其类似于关于图1所描述的光学 能量源8，在该情况下，装置15将需要经由电力连接器的电力。电力连接 器优选耦联到装置15的与远端相对的近端，光学能量在该处输出。电力供 应器16也可以为本地计算机，其将低电压电力提供到装置15，作为通过 USB端口的例子。
在图3B中，装置15在充电插接站17处充电，充电插接站17进而接 收来自电力供应器16的电力。因此，在图3A和图3B中的装置15可通过 对于本领域内的那些普通技术人员而言众所周知的直接接触或感应充电的 方法充电。
图4是根据本发明理念的另一个实施例的独立于控制电子器件和电源 而包装的手持式皮肤病学的医疗装置20的框图。
如图4中所示，手持式皮肤病学的医疗装置20可包括接触传感器25， 热传感器26，OSDS18和光学能量源19，上述在共同的壳体下包装。接触 传感器25，热传感器26，OSDS18和光学能量源19可与本文中所描述的 那些类似或相同，因此为了简洁起见细节不再进行重复。在图4中，手持 式皮肤病学的医疗装置20独立于一组控制电子器件21和电源22，其可包 装在独立的围护结构(被称为控制台壳体23)或远离手持式皮肤病学的医 疗装置20的其它装置内。电缆24可从控制台23延伸并且可耦联到手持式 装置20以便将电力提供给装置20，并提供与装置20的电通信。接触传感 器25、热传感器26、OSDS18、光学能量源19、控制电子器件21和电源 22之间的相互作用可与至少在图1所描述的那些类似或相同，因此为了简 洁起见，细节不再进行重复。手持式皮肤病学的装置20可从控制台壳体23 断开连接，以便于连接或更换新的手持式装置的目的。具有不同光学操作 参数(诸如空间分布、光学功率和波长)的不同OSDS18和光学能量源19 可容易地连接到共同的控制台壳体23。
图5是与本发明理念的实施例一致的示出示例性医疗治疗的温度范围 的图表。医疗治疗可包括对于本领域内的那些普通技术人员而言已知的皮 肤病学的程序，诸如皱纹去除或减少。
在一些实施例中，如本文中所描述，当人体或动物组织的温度增加2 ℃或以上时发生热休克蛋白的形成。如本文还描述的那样，治疗性目标是 以最小程度的疼痛或没有疼痛的方式在组织中产生非损伤性的温度增加。 常规的非烧蚀治疗包括在或超过60℃的温度下发生的热变性，和在或超过 45℃的温度下发生的热凝固。因此，根据本发明理念进行的用于治疗的目 标可通过将身体目标组织温度增加2℃至8℃但不超过45℃的温度下发生， 在超过45℃的温度下通常经历疼痛。以这种方式，可在所期望的治疗范围 28内示出的温和的热休克治疗范围内进行治疗，例如，所述范围在37℃ 至45℃之间。
为了最大化治疗的有效性并最小化不希望的副作用，本发明理念的实 施例提供系统和方法，其用于通过下述来控制在目标组织处所传递的治疗 能量的量：控制传递到经历治疗的组织区域的能量(例如激光能量)的时 域剖面。可调节从皮肤病学的医疗装置的能量输出的暴露时间和峰值功率 两者来提供所期望的临床效果。
此外，如图5中所示，在一些实施例中，从皮肤病学的医疗装置的能 量输出的暴露对于治疗而言是优选的，所述暴露在不超过45℃的温度是在 2-10秒之间。暴露于升高的温度下多于2秒的组织可导致热休克蛋白的上 调，或对应于组织细胞的一种或多种基因的增加的表达，作为其结果，蛋 白质(更具体为HSP)由这些基因进行编码。然而，至少在45℃暴露多于 10秒的热休克可对细胞增殖具有损伤效果。
因此，在一个实施例中，当组织被暴露在a大于2℃的温度增加下暴 露2-10秒的暴露持续时间下发生所希望的HSP表达。
图6是根据本发明理念的实施例的示出相对于光学功率连续波的时域 剖面的皮肤温度时域剖面的图表。皮肤温度时域剖面可类似于或相同于图5 中所示的时域剖面。
在治疗脉冲期间可调节光学功率幅度，以便产生所期望的时间性温度 轮廓，如在图6的光学功率的连续波时域剖面中所示。在脉冲开始时可考 虑传递高功率29(P)，以便将在示出皮肤温度时域剖面的图表中所示的 升温速率30最大化。作为一个例子，实验数据已经表明1W/cm²在0.5mm 的组织深度下提供约1℃/s的升温速率。20ms或更长的脉冲宽度要求保 持低于烧蚀参数。对于用于将组织温度在20ms内增加8℃所需要的升温速 率30可需要400W/cm²的峰值功率密度。由OSDS7所传递的治疗光斑尺寸 将根据光学能量源8的光学输出功率的能力来定制大小。1毫米的直径治疗 光斑能够通过能够产生3.14W的光学能量源8来达到400W/cm²。替代性地， 通过在2秒内温度至少上升2℃的最低的温度升高速率30可需要1W/cm²。 功率27可在区域P_M(称为温度保持区域)处降低，以便保持温度处于所 期望的治疗范围28内，其在示出皮肤温度时域剖面的图表处所示，优选在 低于45℃或约45℃下的疼痛阈值，如在时间性温度轮廓图表中所示。
在图6中示出脉冲形状为连续波形。在其它实施例中，可同样应用不 同的脉冲结构。例如，如图7中所示，脉冲幅度和时间性结构可被调节以 实现所期望的目标温度轮廓。作为脉冲结构32的结果可调节温度幅度31。 控制电子器件9可将调节的电流提供到光学能量源8，导致脉冲结构32。
如上所描述，本发明理念的实施例包括提供非损伤性热休克治疗的一 种装置，其中最小的目标组织温度增加是在2℃-8℃之间，并且保持在45 ℃的疼痛阈值之下或约45℃。在一个实施例中，治疗剂量由光学能量源提 供，例如通过本文所描述的控制电子器件9，21来控制以及通过本文所描 述光学能量源8，19输出。
试验数据表明，在6.8W/cm²的功率密度可在0.5mm深度的活体人体 组织内产生6.8℃/秒的温度上升。试验数据也指示在0.5mm组织深度得到 每1W/cm²1℃/秒的温度上升速率。在一个实施例中，治疗脉冲宽度小于2 秒。在根据一些实施例的非烧蚀治疗中，脉冲宽度通常等于或大于几毫秒。 在一些实施例中，脉冲宽度在从0.02到2秒的范围内。所需的峰值功率密 度范围为1W/cm²至400W/cm²。进一步的经验数据已经表明需要保持2℃ 的稳态温度上升的0.1W/cm²和保持8℃的稳态温度上升的0.37W/cm²，例 如在图26中所示。
在实施例中，热休克蛋白的表达取决于温度的暴露和/或持续时间的 暴露时间。随着治疗能量和暴露时间的要求增加，系统的性能要求可以增 加，从而增加产品的尺寸和成本。在一个实施例中，提供一种系统和方法， 通过在治疗脉冲的末端提供热提升来延长热暴露时间。
图8是根据本发明理念的实施例的示出在治疗脉冲末端的热提升33 的图表。热提升33通过作为从控制电子器件9所产生的增加电流的结果而 从光学能量源8的输出功率的增加来产生。所产生的治疗脉冲34的时间性 结构可被改变以在脉冲末端处提供附加的功率上升以便延长组织的暴露时 间35以便到达升高的治疗性治疗温度，优选不超过45℃的疼痛阈值温度或 约45℃。在治疗脉冲的末端处或附近的热提升可在将疼痛最小化的同时最 大化温度暴露时间和HSP的生成。在人体测试中的试验结果已经表明在冷 却到低于治疗温度阈值之前6秒的延长的温度暴露时间，例如在图27中所 示。
通过皮肤的激光传播取决于皮肤的光学性能和激光的波长。在这种情 况下，装置可构造和布置成使得空间分布确定达到目标组织深度的有效性。 胶原蛋白合成的激光非烧蚀刺激通常在从676nm到1540nm区域的范围内， 但并不限于此。装置也可构造和布置成使得波长选择来优化光学能量的有 效转换以便在预期的治疗区域处加热。
图9是根据本发明理念的实施例的示出一组感兴趣的波长范围的图 表。例如在附图1-4中所描述的手持式皮肤病学的医疗装置的光学能量源 可在如图9中所示的一个或多个波长下产生电磁能量。可提供激光器，其 在窄光谱带宽内的波长下产生光。可提供产生更宽光谱带宽的灯。
在一个实施例中，感兴趣的组织的目标治疗区域为3mm的平均真皮 厚度的至少三分之一。关于皮肤，水是吸收的主要发色团。因此，作为最 有效的吸收发色团同时确保能量被传递到目标区域的目标水在经济上会是 有效的。选择不在水的峰值吸收处的操作波长可在较差吸收的数量级上， 导致几乎没有影响至没有影响。在这种情况下，传递到组织的能量的量必 须增加足以达到同等有效性的数量级上。这需要从光学能量源8的增加的 功率输出，这进而要求从控制电子器件9的增加的功率传递。如果这种增 加在技术上是可行的，则制造成本使得装置在经济上是无效的。
通过使用衰减公式(I)可确定第一级近似。公式的目的是确定所期 望的操作波长。
I＝I₀e-^(ηex)    (1)
其中：x＝距离
η＝吸收的浓度百分比
α＝吸收系数
I＝在距离x处的强度
I₀＝初始强度
由此可见，α可通过已知的强度比(I/I₀)和所需深度x来确定。在一 个实施例中，吸收长度确定成在37％的强度级别处的1毫米和超过表皮层 的0.2毫米之间。吸收长度是距离(x)。在一个实施例中，所需的所得总 吸收系数是在14cm^-1和7.1cm^-1之间。如图9中所示，感兴趣的波长范围可 包括但不限于1400nm-1530nm，1850nm-1900nm，以及2000nm-2450nm。
在一些实施例中，在本文中所提及的能量源(例如，光学能量源8或 19)是以令人感兴趣的波长频带中的一个或多个发射的窄带或单色激光源。 在一些实施例中，能量源是窄带发光二极管(LED)或类似物。在另一个 实施例中，能量源是宽带发光灯或发射近红外宽带的白炽灯泡，例如提供 1400nm至1900nm以及2000nm至2450nm的波长带。
治疗光能到目标深度的有效传递可直接影响治疗的功效。本文描述通 过减少或去除在皮肤角质层中的吸收发色团来减少初步能量的损失。由于 目标治疗区域距源的机械距离可发生另一个潜在形式的能量损失。
传统的医生处方和消费装置相似地给组织提供损伤性的治疗剂量。因 此，诸如显著的疼痛和愈合时间延长的副作用是普遍的。此外，对于医生 处方的治疗模式而言禁止频繁的使用，例如每日应用。随着技术和商业化 的成本下降，基于激光的治疗模式对于消费市场而言变得容易得到。然而， 由治疗的成本和上述副作用限制市场的接受性。HSP的表达可随时间增加， 然后返回到正常的水平，其中在1.5和48小时之间产生峰值。此外，前胶 原类型的I和III基因表达的最大上调可在热休克暴露之后的24小时或约 24小时发生。
在一个优选的实施例中，手持式皮肤病学的医疗装置在预定的基础 (例如，每天或每小时的治疗养生术)上执行非损伤性的热休克治疗。
图10A和图10B是根据本发明理念的实施例的示出相对于治疗间隔 随着时间推移的HSP表达的图表。
在图10A中，在组织区域上提供第一和第二热休克治疗。第一热休克 治疗在第一时间T₁发生。第二热休克治疗在第二时间T₂发生，或在第一时 间T₁之后的预定时间段发生。作为一个例子，热休克蛋白的表达将开始并 在治疗T1之后的1.5小时至48小时之间的某个时间产生峰值。如果第二 治疗T₂在T₁之后延迟1周，则经治疗的组织可在长5至7天内没有任何的 HSP表达，最小化胶原蛋白的合成。
如图10B中所示，多个治疗(T₁-T₈)的治疗(例如，T₁和T₂)之间 的时间可显著减少。在这种情况下，平均的HSP表达36可增加到平均的 HSP表达36。HSP的表达(即量)在治疗之后随着时间的推移增加并产 生峰值。“平均的HSP表达”是在时间段期间所产生的HSP的平均量。随着 治疗频率的增加，平均前胶原1型和HSP表达的增加导致更多的胶原蛋白 的合成。因此，根据实施例的系统和方法可提供每天甚至每小时治疗的成 本有效性和高效性。另一方面，常规的医生处方治疗对于每天的治疗而言 是成本高昂的。
图11是皮肤皱纹38的几何结构的视图。动物或人体皮肤包括三个主 要的层：角质层41，表皮40和真皮37，其是本领域内的那些普通技术人 员所公知的。取决于不同的身体位置，角质层37的厚度可为从10到20微 米。表皮层40的厚度可为从50到150微米。真皮层37可具有在从300微 米到3毫米范围内的厚度。
在角质层41内的水含量的范围可从在外表面的15％到在角质层41 和表皮40的接合处的40％。进一步深入到表皮40中，水含量可迅速增加 70％，其中可能会出现饱和。在一个实施例中，水是主要的发色团。减少 角质层41中的发色团降低在角质层41处的能量吸收，从而导致更少热量 的产生。减少在角质层41内的热量吸收还减轻疼痛，因为游离神经末梢终 止于角质层4l和表皮40的接合处。在一个优选的实施例中，干燥用 (dessecating)水性溶液用作治疗方案的一部分，以去除表面组织的水分， 并因此减少由手持式皮肤病学的医疗装置在皮肤的表面处产生的激光能量 损耗。
在角质层41、表皮40和真皮37中的褶皱示出了皱纹的存在。皱纹 38的几何结构可以防止从手持式皮肤病学的医疗装置输出的电磁辐射(诸 如光39)传递到真皮37中的目标区域。光39可进一步沿着褶皱的表皮40 和/或角质层41传播。如图12中所示，用于展平或拉伸组织的皱纹的机械 处理可允许光39的有效传递，或可通过手动地拉伸皮肤来实现其它的电磁 辐射，或特征可构建到例如根据本文实施例所描述的手持式装置的装置内。 以这种方式拉伸皮肤可通过减小光学路径长度来允许从装置输出的激光等 更深地传播到组织内。以这种方式拉伸皮肤还可以使得组织变薄，从而迫 使附加的发色团(诸如水和血液)远离治疗部位。
图13是根据本发明理念的实施例的施加到皮肤皱纹的皮肤拉伸机构 42的二维横截面视图。皮肤拉伸机构42可包括两个或多个元件，其彼此分 离并且彼此独立地移动。皮肤拉伸机构42的元件可移动地耦联到手持式皮 肤病学的医疗装置，例如耦联到参照图1所描述的装置1或参照图15所描 述的装置53的围护结构11的治疗端并围绕所述治疗端枢转。理念可延展 到三维的解决方案，其中装置在多个轴向方向上拉伸皮肤组织43。机构42 可施加机械凸轮动作以拉伸皮肤组织43。在机械拉伸机构42的尖端54处 的摩擦可通过纹理化来增加。
在一个优选的实施例中，当施加向下的力45时，皮肤拉伸机构42用 向外的力44(也被称为拉伸力)拉伸组织43，暂时减少或消除皱纹46。在 此，各元件42在相反的方向上相对于彼此移动以便拉伸组织43。例如，如 图13中所示，最左侧的元件42可在第一线性方向上沿着轴线移动，以及 最右侧的元件42可沿着同一轴线在与第一线性方向相反的第二线性方向上 移动。
图14示出皮肤拉伸机构47，其包括柔韧的聚合物材料。在一个优选 的实施例中，当施加向下的力49时，皮肤拉伸机构47的两个或多个元件 可用向外的力48拉伸组织50，减少或去除皱纹51，特别是当在组织50上 执行拉伸动作与施加从装置的光学能量相结合时，装置根据例如本文中所 描述的一个实施例。
图15是根据本发明理念的实施例的整合到手持式皮肤病学的医疗装 置53内的机械皮肤拉伸机构52的视图。例如，如上所述，拉伸机构52的 元件可移动地耦联到装置52，这样，在皮肤的拉伸操作过程中，元件52 可相对于彼此枢转、旋转、延伸、或以其它方式移动，例如，当力由装置 53施加到目标组织时，从而使得元件在彼此不同的方向上移动，由此拉伸 目标组织，暂时去除皱纹以便减少到目标组织的光学路径长度。
针对美容市场的目标消费者通常具有常规的美容方案，并愿意接受目 前的费用来维持该方案。消费者的通常购买习惯是定期购买美容产品，例 如，每周或每月。传统美容激光装置的购买价格通常高于一般的消费者能 够负担得起或愿意支付的价格，随后，价格壁垒往往导致缺乏广泛的市场 (也就是说追求美丽的消费者)认可。虽然消费者的年度总支出可能等于 或超过昂贵的激光装置的零售价格，但消费者不太可能购买并一次性全部 支付。
因此，一些实施例包括业务模式，其允许零售价格水平适应目标消费 者的每月消费习惯。一种解决方案是随着时间的推移分期支付总成本，而 不是一次性全部支付。一些实施例包括通过采用补给业务模式来分期支付 消费者费用的方法。
诸如局部性的耗材是用于补给模式的理想候选，因为这样的产品在使 用时被消耗掉。一旦局部性的耗材被完全消耗掉，则消费者必须购买额外 数量的局部性耗材来继续使用。单次或有限次数的使用一次性物品还适于 补给业务模式。作为例子，单次使用的一次性物品，例如针、乳胶手套等 在外科手术和医疗中应用，其中无菌状态是一个关键性的问题。其它消费 品的例子包括寿命有限的部件，诸如电池、灯泡等。众所周知的例子是“剃 刀”，其中用户购买单个剃刀，其构造和布置成接纳一次性的剃刀刀片。因 此，消费者可根据需要购买相对便宜的剃刀刀片，其可耦联到剃刀。
沿着这些思路，本发明理念的一些实施例利用按次付费使用耗材产品 的补给模式。代替购买物理耗材部件，该实施例采用按次付费使用的模式， 其限制了手持式皮肤病学的医疗装置的治疗时间或使用，其必须接受补给 数据以便继续使用操作。
图16是根据一个实施例的构造和布置成与补给筒57进行通信的手持 式皮肤病学的医疗装置56的框图。根据一些实施例的手持式皮肤病学的医 疗装置56可构造和布置成根据例如本文所描述的用于补给的方法进行操 作，该方法可允许用户以低的初始零售价格购买装置，诸如手持式皮肤病 学的医疗装置56，同时允许通过低补给成本继续使用装置56，低补给成本 适应于目标消费者的购买习惯，所述购买习惯可类似于如购买消耗性的美 容产品的那些，所述美容产品诸如局部性物品，霜剂，保湿剂等。装置56 可以类似于根据本文其它实施例的手持式皮肤病学的医疗装置，除了装置 56包括与一次性补给筒57通信的微控制器55之外。补给筒57可插入到装 置56内或附接到外部。在这两种情况下，电连接器用于提供装置56和补 给筒57之间的电连接。
补给筒57包括微控制器58和/或耗材部分59。耗材部分59包括具有 有限寿命的电子部件，并且可以在不丢弃整个补给筒57的情况下进行更换。 耗材部分59的有限寿命的部件可包括但不限于电池、功率电子器件、光学 部件和激光或光源。功率电子转换开关(诸如金属氧化物半导体场效应晶 体管(MOSFET)和双极型晶体管)当暴露于过度的操作参数时具有减少 的寿命。诸如灯和激光二极管的光源也具有有限的寿命。微控制器58可监 测耗材部分59的操作并将耗材部分59的操作或故障通信到装置56，例如， 微控制器55。在一个实施例中，微控制器58可确定耗材部分59的最大寿 命时间。作为一个例子，耗材部分59可包括熔丝，其连接到装置的电子控 制器件(未示出)并且与装置56的光学能量源(未示出)电串联，从而完 成从控制电子器件9到光学能量源8的电路。一旦装置56已超过一组最大 数目的治疗时，微控制器58可通过熔断熔丝来使补给筒57失能，从而断 开光学能量源9和控制电子器件之间的电连接。
图17A和图17Β是根据一些实施例的不同补给筒连接选项的框图。
在一个优选的实施例中，可通过替换与手持式皮肤病学的医疗装置通 信的筒来实现支付每次使用的硬件补给。如图17Β中所示，补给筒71可直 接附接到手持式皮肤病学的医疗装置68。例如，手持式装置68可包括可移 除地耦联到补给筒71的入口端口或类似物，使得在其壳体内的装置68可 从筒71接收电子数据、功率等。在另一个实施例中，如图17A中所示，补 给筒69可通过电缆70或对于本领域内的那些普通技术人员而言已知的其 它通信介质与手持式皮肤病学的医疗装置67进行通信。替代性地，补给筒 能够整合到如图18中所示的诸如一次性治疗尖端80的功能部件内。在一 个实施例中，当补给筒期满时，或更具体地，在治疗尖端80中在补给筒中 的数据中所识别的预定次数的使用期满时，一次性治疗尖端80从非一次性 的手持式构件81移除并用一个新的来替换。因此，当手持式构件81在多 个人上使用时，由于不同的治疗尖端80可给接受治疗的每个人提供，因此 所述装置可以提供一定程度的清洁或卫生益处。
图19是根据一个实施例的包括键码补给平台73的手持式皮肤病学的 医疗装置72的框图。手持式皮肤病学的医疗装置72可类似于本文中所描 述的一个或多个其它手持式皮肤病学的医疗装置，因此，为了简洁起见， 手持式皮肤病学的医疗装置72的细节不再进行重复。
装置72的键码补给平台73包括用于读取补给键码74的照相机或 RFID收发器等，诸如RFID，条形码阅读器，无线发送器/接收器，microUSB 接口，和/或可接收与补给键码74相关的数据的其它电子装置。补给平台 73包括接收和处理补给键码74并将信号输出到装置72的控制电子器件以 便激活装置72使用的处理器。补给键码74可包括数据，其用于建立许多 次使用的时间帧，在这期间可进行无限制地使用，或者包括建立装置72的 有限或无限次使用的其它参数。
图20示出根据一个实施例的补给系统通信环境的框图。
可通过补给服务器60和手持式皮肤病学的医疗装置65之间的直接电 子通信来实现支付按次使用电子器件的补给。手持式皮肤病学的医疗装置 65可类似于本文中所描述的一个或多个其它手持式皮肤病学的医疗装置， 因此，为了简洁起见，手持式皮肤病学的医疗装置65的细节不再进行重复。
补给服务器60包括与手持式皮肤病学的医疗装置65关于使用的编程 和激活/停用相关的数据。例如，补给服务器60可输出由装置65所接收的 数据，其建立装置65的30天的无限次使用。在另一个例子中，补给服务 器60能够输出由装置65所接收的数据，其建立预先配置次数的治疗，每 一次用于预定的时间量，例如，10小时的治疗。
远程补给服务器60和手持皮肤病学的医疗装置65之间的通信可通过 网络61来建立，所述网络61诸如局域网，广域网，无线网络，互联网， 或它们的组合。例如，本地计算机64可经由建立与网络61通信的连接63 耦联到路由器或其它装置。
在操作过程中，键码补给可通过电子邮件或其它通信方式从补给服务 器60传递到消费者的计算机64。消费者可将键码输入到本地计算机64内。 本地计算机64可经由USB缆线66或其它已知的电连接器通过专用软件程 序与手持式皮肤病学的医疗装置65通信。
在一个实施例中，手持式皮肤病学的医疗装置65与插接站通信，例 如本文中描所述，以便接收功率、补给数据(例如本文中所描述)、和/或 其它电子数据。
图21示出根据一个实施例的手持式皮肤病学的医疗装置77的框图， 其定位在具有补给平台的插接站7内。插接站75可构造并布置成接纳补给 筒76以及手持式皮肤病学的医疗装置77。
手持式皮肤病学的医疗装置77可类似于本文中所描述的一个或多个 其它手持式皮肤病学的医疗装置描述。因此，为了简洁起见，手持式皮肤 病学的医疗装置77的细节不再进行重复。
在一些实施例中，补给筒76被插入到插接站75内，而不是装置77 内，与例如本文所描述的其它实施例不同。
插接站75可包括计算机接口，例如USB端口，充电器，和/或用于与 外部装置进行通信的其它连接器。计算机接口可提供电子补给，软件更新 和/或数据的其它电子交换，功率等。
补给平台可包括用于读取补给键码74的照相机或RFID收发器等， 诸如RFID，条形码阅读器，无线发送器/接收器，microUSB接口，和/或可 接收与补给筒76相关的数据的其它电子装置。例如，当筒76被可移除地 耦联到插接站75时，补给平台可接收和处理补给数据，并将信号输出到手 持式装置77的控制电子器件以便激活装置77使用。
插接站75可包括显示器，诸如液晶显示器(LCD)，其呈现手持式 装置77的可视状态。例如，LCD显示器能够显示在需要补给之前可用的使 用次数。
图22示出根据另一个实施例的手持式皮肤病学的医疗装置77的框 图，其定位在具有补给平台的插接站79内。
在一个实施例中，插接站79构造成接收耗材，诸如局部性产品78， 其包括诸如条形码或RFID的补给键码82。局部性的产品78在治疗过程中 可与皮肤病学的装置附属地使用。该局部性的产品78可能是专有的。插接 站79可以读取键码、条形码或RFID以便认证该局部性的产品78。条形码 信息可包括产品型号，补给值，和/或唯一的识别符。在可能出现伪造产品 的情况下，防止使用手持式皮肤病学的医疗装置77。此外，局部性产品78 在其使用期间被消耗掉。手持式皮肤病学的医疗装置77将基于局部性产品 78的键码在预定次数的使用、使用的时间量、或其它操作参数之后停止运 行。手持式皮肤病学的医疗装置77的完全操作将仅在通过购买和安装新的 局部性产品78瓶而对局部性产品78补给之后发生。
可通过提供和进入补给分配通道来限制手持式皮肤病学的医疗装置 77的继续使用。在激光装置用完使用时间或耗材之前不间断的使用也可依 赖于消费者的在确保补给发生上的注意程度。在一个优选的实施例中，这 样的业务模式提供自动地提供补给以便预先防止中断使用的订购。
图23是根据一个实施例的用于对医疗装置进行补给以便持续使用的 方法200的流程图。在描述图23中，可对本文其它附图的元件进行参照。
在框202处，手持式皮肤病学的医疗装置进行编程以便包括使用参数。 使用参数可包括“重新填充”的特征，例如，所允许使用的次数，使用的时 间量，或其它有限的补给值。
在判定菱形框204处，做出当前使用值是否超过可编程的使用参数的 确定。如果确定当前使用的值超过使用参数，那么方法200进行到框206， 其中装置可用新的使用参数进行编程，例如补给以便继续使用的预定的量。
如果确定当前使用的值未超过用户参数，那么这表明有足够的治疗注 射(shot)，也就是独立使用，或继续使用的可用时间，并且方法200可以 进行到框208，其中装置保持被激活直到做出装置必须被补给以便继续使用 的确定为止。
图24是根据一个实施例的示出用于对医疗装置进行补给以便继续使 用的方法300的工作流程和功能性流程图。医疗装置可包括例如本文中所 描述的手持式皮肤病学的医疗装置。一些或所有方法300可在手持式皮肤 病学的医疗装置处、补给服务器或平台、和/或具有至少一个处理器和存储 装置(例如存储器)的其它电子装置处执行。
在框302处，消费者购买具有有限使用寿命的医疗装置。医疗装置优 选地包括电子部件，其包括至少一个处理器和/或用于存储数据的存储器。 该医疗装置的有限使用寿命可包括预定数量的治疗注射或装置使用的时间 量。装置可构造和布置成当最终使用寿命为0时防止进行操作以及当使用 寿命大于0时进行操作。在一个实施例中，产品最初配置有至少一次自由 补给。
在框304处，为了赎回在框302处所提供的补给，医疗装置与补给服 务器配准。在配准期间，医疗装置可设置有订购以便自动补给，例如如图 24中所示。
在框306处，医疗装置可操作以便使用。在一个实施例中，当医疗装 置被编程有本文中所描述的补给数据时，医疗装置被激活。当医疗装置不 具有补给数据时，医疗装置被停用。
在判定菱形框308处，做出确定医疗装置是否需要补给数据。如果是， 则方法300进行到确定菱形框310，在此做出补给形式是否是硬件补给的确 定，例如本文中所描述，或者在判定菱形框312处，在此做出医疗装置是 否与补给服务器通信的确定，例如，在图20中所描述。返回到判定菱形框 308，如果做出医疗装置确实不需要补给数据的确定，则方法300进行到框 306。
返回到判定菱形框310，如果做出确定补给形式为硬件补给，则方法 300进行到判决菱形框314，在此做出医疗装置是否接收补给数据的确定， 例如包括预定次数的使用，使用的时间段等。如果是，则方法300进行到 框306。如果不是，则方法进行到框316，在此医疗装置被停用并停止运行。
返回到判定菱形框312，如果做出医疗装置处于与补给服务器通信的 确定，则方法300进行到判决菱形框318，在此做出订购是否被激活的确定。 如果不是，则方法300进行到框316，在此医疗装置被停用并停止运行。如 果是，则方法300进行到框306。如果在判定菱形框312处，做出所述医疗 装置未与补给服务器进行通信的确定，则方法进行到框320，在此医疗装置 被停用并停止运行。
图25是根据一个实施例的示出用于对医疗装置进行补给以便继续使 用的方法350的流程图。医疗装置可包括例如本文中所描述的手持式皮肤 病学的医疗装置。一些或所有方法300可在手持式皮肤病学的医疗装置处、 补给服务器或平台、和/或具有至少一个处理器和存储装置(例如存储器) 的其它电子装置处执行。
在框352处，消费者注册以便赎回自由补给。具体地，手持式皮肤病 学的医疗装置建立与补给服务器、装置或平台(例如，本文中所描述)的 电子通信。
在框354处，补给服务器接收数据，诸如消费者信息，产品序列号， 和/或其它相关信息，并将其存储在存储位置。
在框356处，提供针对自动补给的订购。关于订购的信息可在补给服 务器处或计算机服务器处或独立于补给服务器并与补给服务器通信的其它 电子装置处可以电子方式产生。订购信息可显示在液晶显示器等处，以便 由用户进行查看。
在判定菱形框358处，做出确定是否接受提供订购。如果用户决定购 买或以其它方式接受接收订购，则方法350进行到框360，在此产生可接受 的信号，例如来自手持式皮肤病学的医疗装置和/或远程计算机处理器，并 输出到补给服务器。可接受的信号包括消费者信息，例如本文中所描述， 并且存储在补给服务器处。否则方法350进行到框362，在此补给服务器产 生电子信号，其包括与提醒相关的数据以便对手持式皮肤病学的医疗装置 进行补给以便继续使用。
虽然在上面已经参照其示例性实施例对本发明的理念进行了具体地 示出和描述，但是应当由本领域内的那些普通技术人员所理解的是，在不 脱离本发明理念的精神和范围的情况下可在形式和细节上进行各种改变。