[发明专利]基于光的组织处置设备

说明书

一种基于光的处置设备包括光纤的光出射端部处的光学装置。所述光学装置包括基于半导体光学激光器和晶体光学放大器的主振荡器功率放大器。以这种方式，沿着所述光纤提供的所述峰值功率能够减小以防止对所述光纤的损害，同时使得足够高的脉冲功率能够被递送用于组织处置。

技术领域

本发明涉及基于光的组织处置设备。在这样的设备中，光源用于提供入射光束，所述入射光束用于通过产生病变或其他组织的损伤来对组织进行处置。一个范例是激光诱发的光学击穿(LIOB)，其例如被用于对皮肤组织的处置或者用于毛发去除。本发明特别用于基于光纤的系统，诸如基于导管的系统。

背景技术

使用光纤的基于导管的激光系统对于体内动脉内和心脏应用是已知的。当诸如在用于激光皮肤护理处置的应用中需要光纤耦合高强度脉冲光源时，也能够使用基于光纤的系统。这可以在包含用于引导激光的关节臂的系统上支持耦合到机头的基站光纤的情况下使用。

基于光的皮肤处置设备例如被用于抗皱处置并且用于理发。在基于光的抗皱处置中，设备在待处置的真皮层中产生焦斑。选择激光的功率和脉冲持续时间以及焦斑的尺寸，使得激光诱发的光学击穿(LIOB)现象影响皮肤以便刺激皮肤组织的再生长并且由此减少皱纹。在基于光的理发中，入射光束被聚焦在头发内部并且LIOB现象使得头发被剪断。

例如，被公开为WO 2005/011510的国际专利申请描述了一种用于缩短头发的设备，其包括：激光源，其用于在预定脉冲时间期间生成激光束；光学系统，其用于将激光束聚焦到焦斑中；以及激光束操纵器，其用于将焦斑定位在靶位置中。焦斑的尺寸和所生成的激光束的功率使得在焦斑中激光束具有高于针对头发组织的特性阈值的功率密度，其中，在针对头发组织的特性阈值之上，在预定脉冲时间内在头发组织中发生激光诱发的光学击穿(LIOB)现象。

一般而言，激光诱发的光学击穿(LIOB)在介质中发生，当焦斑中的激光束的功率密度(W/cm²)超过作为针对该特定介质的特性的阈值时，所述介质对于该波长的激光束是透明或半透明的。在阈值之下，该特定介质具有针对特定波长的激光束的相对低的线性吸收性质。在阈值之上，所述介质具有针对特定波长的激光束的强烈的非线性吸收性质，其是介质的电离和等离子的形成的结果。该LIOB现象导致许多机械效应，诸如空化和冲击波的生成，其对围绕LIOB现象的位置的位置中的介质造成损伤。

已经发现，LIOB现象能够被用于破坏并且缩短头发从皮肤生长。头发组织对于近似地500nm与2000nm之间的波长是透明或半透明的。对于该范围内的波长的每个值而言，当焦斑中的激光束的功率密度(W/cm²)超过作为针对头发组织的特性的阈值时，LIOB现象在焦斑的位置处的头发组织中发生。所述阈值相当接近于作为针对水介质和组织的特性的阈值并且取决于激光束的脉冲时间。特别地，当脉冲时间增加时，所要求的功率密度的阈值减小。

为了实现机械效应，作为足够有效以便引起显著损伤(即，头发的至少初始破损)的LIOB现象的结果，例如大约10ns的脉冲时间足够。对于脉冲时间的该值而言，焦斑中的激光束的功率密度的阈值是大约2*10¹⁰W/cm²。对于所描述的脉冲时间并且利用例如借助于具有足够大的数值孔径的透镜获得的足够小的尺寸的焦斑，能够利用仅数十毫焦耳的总脉冲能量来实现该阈值。

除了皮肤处置和毛发去除之外，体内基于激光的系统对于许多微创性医学流程也是众所周知的。这些流程通常包含用于在身体的靶组织区域内部(例如，在患者的心脏内部)产生病变的激光能量的使用。

这些类型的病变中的特定挑战在于：心脏内部的内皮细胞层优选应当不受太多影响，以便避免血液凝固以及栓塞的风险。针对例如心率失常的常规基于能量的处置通常依赖于影响心脏组织以破坏或者隔离特定窦房结，但是优选避免对内皮组织结疤。由于大多数这些设备施加能量通过内皮组织，存在这些将被影响的高概率。