[發(fā)明專利]基于LIOB的毛發(fā)切割設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380029257.3
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN104334108B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: M·T·約翰森;C·休胡;R·弗哈根;B·W·M·莫伊斯科普斯;K·K·修瑪;T·A·科恩斯圖亞特;P·C·P·鮑滕;R·庫爾;E·J·K·弗斯特根;P·T·瓊特
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B18/20
• 分類號: A61B18/20
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華,黃海鳴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于激光的毛發(fā)切割設備，包括：激光源以用于提供入射光束以便通過在光束的焦點位置中的毛發(fā)的激光誘導光擊穿(LIOB)在皮膚表面上方或附近切割毛發(fā)；光學元件，其用于將所述入射光線聚焦在距離出口表面工作距離的所述焦點位置以允許入射光束離開設備。

背景技術(shù)

此基于激光的毛發(fā)切割設備例如是公布為WO2011/010246的國際專利申請中所公開的。所述國際專利申請描述了此用于縮短毛發(fā)的設備，其包括用于在預定脈沖時間期間產(chǎn)生激光束的激光源、用于使激光束聚焦在焦點中的光學系統(tǒng)以及用于將焦點定位在目標位置處的激光束操縱器。產(chǎn)生的激光束的焦點的尺寸與能量是使得在焦點處激光束具有在用于毛發(fā)組織的特征閾值以上的能量密度，在所述特征閾值以上的預定的脈沖時間，毛發(fā)組織中發(fā)生激光誘導光擊穿(LIOB)現(xiàn)象。具有錐形端部的光學刀片沿著基本上平行于皮膚表面的方向朝向在皮膚的正上方高度處被切割的毛發(fā)引導激光束。

通常來說，當焦點中的激光束的能量密度超過作為特定介質(zhì)的特征的閾值時，在對于脈沖的激光束的波長透明或半透明的介質(zhì)中發(fā)生激光誘導光擊穿(LIOB)。在閾值以下，特定介質(zhì)對于激光束的特定波長來說具有相對低的線性吸收特性。

在此閾值以上，對于激光束的特定波長來說此介質(zhì)具有強烈的非線性吸收特性，這是介質(zhì)的離子化與等離子體的形成的結(jié)果。此LIOB現(xiàn)象導致諸如氣蝕與沖擊波的產(chǎn)生的多種機械效應，這破壞在LIOB現(xiàn)象的位置周圍位置中的介質(zhì)。

通過實驗看起來LIOB現(xiàn)象可以用于破壞以及剪短從皮膚長出的毛發(fā)。對于大約500nm與2000nm之間的波長來說毛發(fā)組織是透明或半透明的。對于此范圍內(nèi)的每個波長值來說，當在焦點中的激光束的能量密度超過作為毛發(fā)組織的特征閾值時在焦點的位置處的毛發(fā)組織中發(fā)生LIOB現(xiàn)象。所述閾值相當接近作為用于水介質(zhì)與組織的特征的閾值并且獨立于激光束的脈沖時間。特別地，當脈沖時間增加時要求的能量密度(W/cm²)的閾值減小。看起來似乎，為了實現(xiàn)足夠有效以致使毛發(fā)的顯著破壞，即至少初始破壞的由于LIOB現(xiàn)象的機械效應，例如10ns的級別的脈沖時間是足夠的。對于脈沖時間的此值來說，在焦點處的激光束的能量密度的閾值是2*10¹⁰W/cm²的級別。對于描述的脈沖時間并且利用例如，通過具有足夠大數(shù)量穿孔的透鏡獲得的足夠小的焦點尺寸，可以通過僅幾十mJ的總脈沖能量實現(xiàn)此閾值。

盡管能夠利用WO2011/010546的設備從通過光學刀片的出口表面離開設備并且具有足夠能量切割人類毛發(fā)的入射光束來產(chǎn)生激光誘導光擊穿(LIOB)，具有通過小的玻璃“刀片”離開設備的入射激光束并且具有足夠能量以切割人類毛發(fā)，但LIOB的產(chǎn)物(沖擊波、等離子、高輻射)可能對出口表面造成毀滅性的破壞。受損刀片對設備在期望位置提供貼近的聚焦的能力具有不利影響以，這可能減小刮切處理的功效并且/或者可能增加諸如皮膚刺激的負面影響的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種皮膚處理系統(tǒng)，其中減小了LIOB造成的對出口表面的破壞。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過提供基于激光的毛發(fā)切割設備實現(xiàn)了此目的，所述基于激光的毛發(fā)切割設備包括激光源，該激光源用于提供入射光束以便通過在光束的焦點位置中的毛發(fā)的激光誘導光擊穿(LIOB)在皮膚表面上方或附近切割毛發(fā)；光學透明的出口窗，其具有外部出口表面以允許入射光束離開設備；光學元件，其用于使入射光束聚焦在距離出口表面工作距離的焦點位置處，其中激光源與光學元件布置并且構(gòu)造為使得工作距離至少是

其中NA是離開設備的入射光束的數(shù)值孔徑，Ep是入射光束的脈沖能量(J)，F(xiàn)_thresh是出口表面的影響閾值(J/m²)，M²是入射光束的光束質(zhì)量并且λ是入射光束的波長(m)。

實驗已經(jīng)示出可以在很大程度上通過明智地選擇出口表面材料來避免源于激光束的光強與LIOB引起的沖擊波的出口表面的破壞。意外的是，能夠充分地降低源于等離子撞擊的破壞的出口表面材料不是容易地可獲得的。發(fā)明人通過許多LIOB實驗，利用不同的出口表面材料、激光束特性與光學元件，推斷出最重要系統(tǒng)參數(shù)與限制等離子體破壞所要求的最小工作距離之間的上述關(guān)系。獲得的結(jié)果的重要的后果是期望的工作距離結(jié)果是遠大于先前應用的。盡管通常是切割更接近刀片表面的毛發(fā)，新發(fā)現(xiàn)的關(guān)系意指根據(jù)相關(guān)光束參數(shù)應該使用至少150μm，但是優(yōu)選地200μm或者甚至300μm的工作距離。