专利汇可以提供利用等离子气体放电体处理生物组织的系统和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且在此公开了利用等离子气体放电体(8)处理 生物 组织 (7)的装置和方法。 电极 (6)用于激发气流以形成等离子气体放电体,其中,电极被构造在装置内部而使得在电极遇到生物组织的表面时形成从电极到生物组织的表面的 电流 通路,从而激发气流并形成等离子气体放电体。在一些 实施例 中,在被处理的生物组织与等离子气体放电体之间穿过电磁相互作用间隙的电磁相互作用成形等离子气体放电体的分布。还提供了一种作为处理生物组织的措施而将等离子流的透皮离子输送到生物组织的方法。,下面是利用等离子气体放电体处理生物组织的系统和方法专利的具体信息内容。
1.一种用于处理生物组织的装置,包括:
(a)用于激发气流以形成等离子气体放电体的电极,其中,所述电 极被构造在装置内,使得在所述电极遇到生物组织的表面时形成从所述 电极到生物组织的所述表面的电流通路,从而激发所述气流并形成所述 等离子气体放电体。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电极是喷嘴电极, 所述喷嘴电极包括适于接收所述气流的喷嘴部分。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述喷嘴电极适于激 发所述气流,使得所述等离子气体放电体被至少部分地形成在所述喷嘴 部分的外部。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置在大气压力 或高于大气压力下工作。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,由所述装置产生的所 述等离子气体放电体通过消融生物组织而有效地处理生物组织。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,由所述装置产生的所 述等离子气体放电体通过切割生物组织而有效地处理生物组织。
7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,由所述装置产生的所 述等离子气体放电体通过向生物组织的透皮离子输送而有效地处理生物 组织。
8.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,由所述装置产生的所 述等离子气体放电体通过加热生物组织而有效地处理生物组织。
9.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,由所述装置产生的所 述等离子气体放电体通过生物光刺激生物组织而有效地处理生物组织。
10.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,由所述装置产生的所 述等离子气体放电体通过使所述等离子气体放电体与生物组织发生化学 反应而有效地处理生物组织。
11.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述气流是扩散气流。
12.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括:
(b)用于产生所述气流的气源,所述气源提供从包括氦气、氩气、氖 气、氙气、氪气、分子氧(O2)、分子氮(N2)、氮的氧化物、碳的氧化物、 水蒸汽、挥发性有机气体、以及挥发性无机气体的组中选择的至少一种 气体。
13.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电极由从包括铝、 银、金、铜、及它们的合金的组中选择的至少一种金属制成。
14.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括:
(b)与所述电极的表面相关的介电屏障,其用于降低所述电极的所述 表面的导电性,从而阻止传导电流传输到生物组织的所述表面。
15.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电极的尺寸使得 所述等离子气体放电体形成火炬型分布。
16.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电极具有介电圆 柱形空腔附件、且尺寸使得形成所述等离子气体放电体,使得所述等离 子气体放电体基本上占据所述介电圆柱形空腔附件的整个空腔。
17.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电极的尺寸使得 形成具有非常低的电流密度、和大的放电体横截面的所述等离子气体放 电体。
18.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电极的尺寸使得 所述等离子气体放电体形成窄的火焰舌(等离子管)分布。
19.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电极的尺寸和位 置使得以生物组织的所述表面是非等电位表面的方式与生物组织的所述 表面相互作用,从而,可同时加热生物组织和维持所述等离子气体放电 体。
20.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电极的尺寸使得 其具有碗状外形、且它的位置使得以生物组织的所述表面是非等电位表 面的方式直接接触生物组织,从而使所述等离子气体放电体基本上填满 所述电极的内部空间。
21.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电极具有介电圆 柱形空腔附件、且尺寸使得其具有球状外形,用于以生物组织的所述表 面是非等电位表面的方式直接接触生物组织,从而使所述等离子气体放 电体具有环型分布。
22.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电极具有伸入其 内部直接接触生物组织的介电圆柱形导管附件,从而在所述介电圆柱形 导管附件内部激发所述等离子气体放电体,所述等离子气体放电体通过 所述气流输送到生物组织。
23.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括:
(b)从包括激光束、超声波换能器、UV光源、和闪光灯的组中选择 的至少一个附加元件,从而附加性地处理生物组织。
24.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电极用作用于所 述等离子气体放电体的天线,并影响用于所述等离子气体放电体的所述 气流的参数。
25.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括:
(b)用于气体输送的喷嘴,所述喷嘴适合于使所述气体的温度急剧下 降(绝热膨胀)。
26.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括:
(b)用于气体输送的喷嘴,所述喷嘴适合于产生层流气流。
27.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括:
(b)用于气体输送的喷嘴,所述喷嘴适合于产生湍流气流。
28.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括:
(b)用于气体输送的喷嘴,所述喷嘴适合于产生有效用于透皮离子输 送的气流。
29.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述等离子气体放电 体通过RF功率发生器(放大器)产生,所述RF功率发生器能够产生足 以激发并维持所述等离子气体放电体的输出RF功率。
30.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括:
(b)用于调节所述电极的功率特性的电极控制装置。
31.根据权利要求30所述的装置,其特征在于,所述电极控制装置 包括用于为所述电极提供RF功率的RF功率源。
32.根据权利要求30所述的装置,其特征在于,所述电极控制装置 包括能够对定向行波移相的移相器。
33.根据权利要求30所述的装置,其特征在于,所述电极控制装置 包括阻抗匹配网络(IMN),所述IMN能够将包括所述等离子气体放电体、 所述电极、和生物组织(DET-放电体-电极-组织)的装置总阻抗从名 义值变换到校正值。
34.根据权利要求30所述的装置,其特征在于,所述电极控制装置 包括能够循环积聚和释放所需量的能量的RF谐振器。
35.根据权利要求30所述的装置,其特征在于,所述电极控制装置 包括:
(a)能够产生足以激发并维持所述等离子气体放电体的输出RF功率 的RF功率发生器(放大器);
(b)脉冲宽度调制(PWM)控制器,所述PWM控制器能够使所述RF 功率发生器以预定的持续时间、幅度、和所需频率的脉冲输送所述输出 RF功率;
(c)能够对定向行波移相的移相器,所述移相器能够通过相位跃变对 所述输出功率的定向行波移相,从而有利于所述等离子气体放电体的激 发阶段、和工作阶段;
(d)阻抗匹配网络(IMN),所述IMN能够将所述激发阶段和所述工作 阶段的包括所述等离子气体放电体、所述电极、和生物组织(DET-放电 体-电极-组织)的装置总阻抗从名义值变换到校正值,所述校正值与 所述RF功率发生器和所述移相器的特性阻抗相匹配,从而,所述输出行 波可维持所述等离子气体放电体而没有转换成驻波;以及
(e)连接到所述电极的RF谐振器,所述RF谐振器能够循环地积聚和 释放所述工作阶段所需量的能量,所述RF谐振器还能够集中所述激发阶 段所需量的能量。
36.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述介电屏障被作 为所述电极上的介电涂层提供。
37.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述电极主要由铝 制成,且所述介电屏障被作为氧化铝涂层提供。
38.一种利用由气流形成的成形等离子分布处理生物组织的装置,包 括:
(a)用于激发气流以产生等离子气体放电体的电极;以及
(b)用于为所述电极提供支撑的外壳,其中,所述电极相对于所述外 壳设置成使所述电极基本上未被所述外壳电屏蔽,且所述电极定位成与 生物组织的表面电磁地相互作用,从而至少部分地成形等离子分布。
39.根据权利要求38所述的装置,其特征在于,所述装置构造成所 述等离子气体放电体基本上处于所述外壳的外部。
40.根据权利要求38所述的装置,其特征在于,所述电极经由电极 保持器加装在所述外壳上,所述电极保持器用于使所述电极相对于所述 外壳定位、以及将所述气流的气体输送到所述电极。
41.根据权利要求38所述的装置,其特征在于,所述电极的至少一 部分露出所述外壳,从而使得可直接接触生物组织的所述表面。
42.根据权利要求38所述的装置,其特征在于,所述电极相对于所 述外壳的布置是可以调节的,从而可作为控制生物组织的处理区域的装 置沿生物组织的表面运动。
43.一种用于处理生物组织的装置,包括:
(a)能够产生足以激发并维持等离子气体放电体的输出RF功率的RF 功率发生器(放大器);
(b)脉冲宽度调制(PWM)控制器,所述PWM控制器能够使所述RF 功率发生器以预定的持续时间、幅度、和所需频率的脉冲输送所述输出 RF功率;
(c)能够对定向行波移相的移相器,所述移相器能够通过相位跃变对 所述输出功率的定向行波移相,从而有利于所述等离子气体放电体的激 发阶段和工作阶段;
(d)阻抗匹配网络(IMN),所述IMN能够将所述激发阶段和所述工作 阶段的包括所述等离子气体放电体、所述电极、和生物组织(DET-放电 体-电极-组织)的装置总阻抗从名义值变换到校正值,所述校正值与 所述RF功率发生器和所述移相器的特性阻抗相匹配,从而所述输出行波 可维持所述等离子气体放电体而没有转换成驻波;以及
(e)连接到所述电极的RF谐振器,所述RF谐振器能够循环地积聚和 释放所述工作阶段所需量的能量,所述RF谐振器还能够集中所述激发阶 段所需量的能量。
44.根据权利要求43所述的装置,其特征在于,被耦合功率从所述 RF功率发生器输送。
45.根据权利要求43所述的装置,其特征在于,输送到所述等离子 气体放电体的所述输出RF功率被以连续或脉冲模式被耦合。
46.根据权利要求43所述的装置,其特征在于,所述移相器包括可 调U形同轴线类型。
47.根据权利要求43所述的装置,其特征在于,所述移相器至少部 分地由同轴电缆构成。
48.根据权利要求43所述的装置,其特征在于,由所述移相器所提 供的相移是可变的。
49.根据权利要求43所述的装置,其特征在于,所述IMN包括固定 结构,所述固定结构的特征是具有从包括L形、T形和π形结构的组中选 择的形状。
50.根据权利要求43所述的装置,其特征在于,所述IMN包括宽带 阻抗变换器。
51.根据权利要求43所述的装置,其特征在于,所述IMN是可变的。
52.根据权利要求43所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
(f)馈电电缆,所述馈电电缆将所述电极和所述RF谐振器与所述IMN 连接起来。
53.根据权利要求52所述的装置,其特征在于,所述馈电电缆具有 由n*λ/2长度限定的谐振长度,其中,λ是在所述馈电电缆材料中的所述 输出RF功率的波长,n是整数。
54.一种利用由气流形成的成形等离子分布处理生物组织的装置,包 括:
(a)用于气体输送、并用于激发气流以产生等离子气体放电体的喷嘴 电极;以及
(b)用于为所述喷嘴电极提供支撑的外壳,其中,所述喷嘴电极相对 于所述外壳设置成使所述喷嘴电极基本上未被所述外壳电屏蔽,且所述 喷嘴电极定位成与生物组织的表面电磁地相互作用,从而至少部分地成 形等离子分布。
55.一种用于处理生物组织的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)向电极供应气流;
(b)在使生物组织的表面与电极彼此靠近而使所述电极和所述生物 组织基本上未被彼此电屏蔽时,激发所述气流以形成等离子气体放电体; 以及
(c)使生物组织的所述表面经受所述等离子气体放电体,从而处理生 物组织。
56.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,生物组织是通过消 融生物组织而被处理的。
57.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,生物组织是通过切 割生物组织而被处理的。
58.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,生物组织是通过透 皮输送离子到生物组织而被处理的。
59.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,生物组织是通过加 热生物组织而被处理的。
60.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,生物组织是通过生 物光刺激生物组织而被处理的。
61.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,生物组织是通过使 所述等离子气体放电体与生物组织化学反应而被处理的。
62.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,生物组织是电接地 的,从而与所述等离子气体放电体相互作用。
63.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,生物组织是电浮动 的,从而与所述等离子气体放电体相互作用。
64.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,所述等离子气体放 电体是在大气压力或高于大气压力下工作。
65.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以 下步骤:
(d)通过RF功率发生器(放大器)产生足以激发并维持所述等离子 气体放电体的输出RF功率;
(e)通过脉冲宽度调制(PWM)控制器使所述RF功率发生器以预定的 持续时间、幅度、和所需频率的脉冲输送所述输出RF功率;
(f)通过移相器借助相位跃变对所述输出功率的定向行波移相,从而 有利于所述等离子气体放电体的激发阶段和工作阶段;
(g)通过阻抗匹配网络(IMN)将所述激发阶段和所述工作阶段的包 括所述等离子气体放电体、所述电极、和生物组织(DET-放电体-电极 -组织)的装置总阻抗从名义值变换到校正值,所述校正值与所述RF功 率发生器和所述移相器的特性阻抗相匹配,从而所述输出行波可维持所 述等离子气体放电体而没有转换成驻波;以及
(h)通过连接到所述电极的RF谐振器,循环地积聚和释放所述工作 阶段所需量的能量,所述RF谐振器还能够集中所述激发阶段所需量的能 量。
66.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,激发来自所述电极 的所述气流的所述步骤包括:激发来自借助于电极保持器加装在所述装 置上的电极的所述气流,所述电极保持器还用于将气体输送到所述电极。
67.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,激发来自所述电极 的所述气流的所述步骤包括:激发来自被直接接触生物组织的所述表面 设置的电极的所述气流。
68.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,激发来自所述电极 的所述气流的所述步骤包括:激发来自作为改变生物组织的处理位置的 装置而可在生物组织的所述表面上移动的电极的所述气流。
69.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以 下步骤:
(d)将介电屏障定位在所述电极与生物组织的所述表面之间,所述介 电屏障阻止传导电流的传输。
70.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,激发来自所述电极 的所述气流的所述步骤包括:激发来自暴露在大气中、且尺寸和外形使 得产生具有火炬型分布的所述等离子气体放电体的电极的所述气流。
71.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,激发来自所述电极 的所述气流的所述步骤包括:激发来自具有介电圆柱形空腔附件、且尺 寸和外形使得产生占据所述介电圆柱形空腔附件的整个空腔的所述等离 子气体放电体的电极的所述气流。
72.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,激发来自所述电极 的所述气流的所述步骤包括:激发来自尺寸和外形使得产生电流密度非 常低且放电体横截面大的所述等离子气体放电体的电极的所述气流。
73.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,激发来自所述电极 的所述气流的所述步骤包括:激发来自尺寸和外形使得产生具有窄的火 焰舌(等离子管)分布的所述等离子气体放电体的电极的所述气流。
74.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,激发来自所述电极 的所述气流的所述步骤包括:激发来自尺寸和外形使得以生物组织的所 述表面是非等电位表面的方式与生物组织的所述表面相互作用的电极的 所述气流,从而可同时加热生物组织并维持所述等离子气体放电体。
75.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,激发来自所述电极 的所述气流的所述步骤包括:激发来自具有碗状外形而使得以生物组织 的所述表面是非等电位表面的方式与生物组织直接接触的电极的所述气 流,从而可使所述等离子气体放电体填充所述喷嘴电极的内部空间。
76.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,激发来自所述电极 的所述气流的所述步骤包括:激发来自具有介电圆柱形空腔附件、并具 有以生物组织的所述表面是非等电位表面的方式与生物组织部分地直接 接触的球状外形的电极的所述气流,从而可使所述等离子气体放电体具 有环型分布。
77.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,激发来自所述电极 的所述气流的所述步骤包括:激发来自具有介电圆柱形导管附件的电极 的所述气流,所述介电圆柱形导管附件伸入所述电极内部直接接触生物 组织,所述电极在所述介电圆柱形导管附件内部激发产生等离子气体放 电体,所述等离子气体放电体通过所述气流输送到生物组织。
78.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以 下步骤:
(d)使用从包括激光束、超声波换能器、UV光源、闪光灯的组中选 择的至少一个附加元件附加性地处理生物组织。
79.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,提供气流的所述步 骤包括提供流动特性适合于使所述气体的温度急剧下降(绝热膨胀)的 气流。
80.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,提供气流的所述步 骤包括提供流动特性适合于产生层流气流特性的气流。
81.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,提供气流的所述步 骤包括提供流动特性适合于产生湍流气流特性的气流。
82.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,提供气流的所述步 骤包括提供流动特性有利于透皮离子输送的气流。
83.根据权利要求55所述的方法,其特征在于,所述步骤(a)到(c) 是按所列出的顺序执行的。
84.一种用于处理生物组织的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)向电极供应气流;
(b)使得从所述电极到生物组织的表面形成电流通路,以便同时激发 所述气流以形成等离子气体放电体;以及
(c)使生物组织的所述表面经受所述等离子气体放电体,从而处理生 物组织。
85.一种利用等离子气体放电体处理生物组织的方法,所述方法包括 以下步骤:
(a)通过RF功率发生器(放大器)产生足以激发并维持所述等离子 气体放电体的输出RF功率;
(b)通过脉冲宽度调制(PWM)控制器使所述RF功率发生器以预定的 持续时间、幅度、和所需频率的脉冲输送所述输出RF功率;
(c)通过移相器借助相位跃变对所述输出功率的定向行波移相,从而 有利于所述等离子气体放电体的激发阶段、和工作阶段;
(d)通过阻抗匹配网络(IMN)将所述激发阶段和所述工作阶段的包 括所述等离子气体放电体、所述电极、和生物组织(DET-放电体-电极 -组织)的装置总阻抗从名义值变换到校正值,所述校正值与所述RF功 率发生器和所述移相器的特性阻抗相匹配,从而所述输出行波可维持所 述等离子气体放电体而没有转换成驻波;以及
(e)通过连接到所述电极的RF谐振器,循环地积聚和释放所述工作 阶段所需量的能量,所述RF谐振器还能够集中所述激发阶段所需量的能 量。
86.一种利用成形等离子分布处理生物组织的方法,所述方法包括以 下步骤:
(a)提供气流;
(b)激发所述气流的气体以产生等离子气体放电体;
(c)使生物组织的表面经受所述等离子气体放电体;以及
(d)利用生物组织的所述经受表面与穿过电磁相互作用间隙的所述 等离子气体放电体之间的电磁相互作用,并成形所述等离子气体放电体 的分布,从而处理生物组织。
87.一种作为处理生物组织的措施而用于将等离子流的透皮离子输送 到生物组织的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)使生物组织的表面经受等离子气体放电体的等离子流;以及
(b)将等离子流透皮输送到位于所述表面之下的生物组织。
88.根据权利要求87所述的方法,其特征在于,透皮输送等离子流 的所述步骤还包括透皮输送从包括原子离子、分子离子、原子基团、分 子基团、激发态离子、激发态基团、高能离子、高能基团、冷却离子、 冷却基团、高能电子、以及供给气体的任何成分的组中选择的至少一种 等离子流。
示例性系统涉及一种用于在大气压力下通过RF等离子气体放电体 (RF plasma gas-discharge)处理生物组织尤其是皮肤层的改进的系统 和方法,其中,气体喷嘴电极用作RF能量耦合天线,该RF能量耦合天 线与作为第二虚拟电极的相邻的生物组织协同工作。对气体放电或等离 子的控制被以多种方式受影响,包括:气体喷嘴电极结构、气体性质和 气体流动参数。该系统和方法使得较宽范围的皮肤处理、表面修复、和 新生技术得以应用,且可得到优化以满足处理要求。特别是,可实现使 热损伤最小的皮肤层低温消融的条件、皮肤层的受控和局部加热、以及 透皮离子输送。
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