ES2324863T3 - Aparato para la evacuacion de aire o vapores condensados en las proximidades de una zona de la piel. - Google Patents
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Abstract
Una pieza manual, que comprende: a) un soporte o ménsula (19) para transmitir luz que tiene una densidad de energía que oscila desde 0,01 a 2000 J/cm 2 , y una longitud de onda que oscila desde 308 a 1600 nm, y una duración de impulso que oscila desde 1 nanosegundos a 1500 ms a través de un extremo cristal de dicha ménsula a un objetivo de piel (32); b) medios (12) de entrega de luz para entregar dicha luz desde una fuente de luz (10) a dicho extremo distal; caracterizada porque comprende además: c) una unida difusora (15) con un elemento (13) trasmisor de modo difuso montado dentro de dicha ménsula (19), siendo dicho elemento transmisor de modo difuso transparente a dicha luz; y d) un espaciador delgado en forma de U, destinado a contacto con un objetivo y que permite una evacuación de vapores o humo que han sido producidos durante un proceso de tratamiento de la piel.
Description
Aparato para la evacuación de aire o vapores
condensados en las proximidades de una zona de la piel.
El presente invento se refiere al campo de
fuentes de luz basadas en láser. Más particularmente el presente
invento está relacionado con la provisión de un rayo láser seguro
para los ojos que es adecuado para corregir desórdenes de la piel
estéticos y médicos que requieren una densidad de energía muy
elevada. Incluso más específicamente, el presente invento está
relacionado con un aparato para mejorar la seguridad corporal
durante la exposición a una fuente de luz monocromática haciendo
divergir la luz monocromática, tal como con un difusor muy duradero,
que proporciona la densidad de energía requerida de luz para
aplicaciones deseadas a una distancia muy corta pero es
inherentemente segura para los ojos de los pacientes.
Los sistemas de láser médicos y estéticos
corrientes están considerados generalmente como sistemas de riesgo
elevado debido al hecho de que el rayo de luz que es emitido desde
estos sistemas tiene solamente una baja divergencia, o incluso
tiene convergencia. En estos sistemas es generado un rayo o haz
luminoso con una densidad de energía elevada y elevada radiancia,
es decir, densidad de energía por ángulo sólido, que se atenúa mucho
cuando el rayo se propaga a través del aire, o a través de un medio
como el aire, a un objetivo distante donde podría causar daño, al
tejido corporal. En el caso de una fuente láser que emite luz
visible o casi visible, el daño podría producir como consecuencia
una quemadura de una pequeña parte de la retina del ojo, si el rayo
es accidentalmente dirigido a los ojos de una persona presente. Tal
rayo podría incluso causar ceguera.
El daño potencial en los ojos es además
aumentado cuando se usan láseres próximos al infrarrojo que emiten
radiación invisible, ya que las personas presentes son
desconocedoras de que se está disparando un rayo láser. También, la
duración extremadamente corta del impulso de un rayo emitido por
muchos sistemas de láser no permite suficiente tiempo para que una
persona reaccione, tal como parpadeando o moviendo los ojos, como
resultado del disparo accidental de un rayo láser.
Por ello, a fin de minimizar el riesgo de dañar
tejidos vivos, o provocar otra clase de daños, deben tomarse
precauciones especiales, y a menudo de elevado coste. Por ejemplo,
tales precauciones podrían incluir el uso de filtros de gafas
protectoras revestidas caras (e inconvenientes de usar) con densidad
óptica muy elevada y valores de resistencia al daño a la radiación
óptica (es decir, durabilidad térmica y mecánica). Algunas de las
propiedades de tales filtros están incluidas en documentos de
normalización tales como ANSI Z136.1, que es el documento de Norma
Nacional Americana básico relativo a la seguridad de los rayos
láser. Un documento básico muy similar que fija normas de
etiquetado de seguridad por la administración de alimentos y drogas
(FDA) es el \textdollar1040.10 21 CFR Ch.1. Otro documento que
fija normas de fabricación para la seguridad de los ojos es la ISO
15004:1997E. Otras precauciones prohíben usar superficies muy
reflectantes en una habitación o sala, donde el sistema láser está
situado. Rejillas y/o cortinas especiales son también utilizadas
para impedir que un rayo láser accidental escape de la sala o
instalación, protegiendo por ello a las personas situadas fuera de
la sala de tratamiento.
De todos los riesgos, el riesgo de dejar ciegas
a las personas permanentemente es el más corriente y severo. Los
láseres más peligrosos para los ojos actualmente son los denominados
como láseres pulsatorios. Por ejemplo láseres de Rubí, de Nd:YAG,
de Alexandrita, LICAF, de Diodos, de Tinte, de
Erbio-Vidrio, de Excimer, etc., son ejemplos de
láseres pulsatorios. Láseres de Trabajo en Continuo (CW) de clase
elevada tales como láseres de Nd:YAG, de KTP y de Diodo (a
cualquier longitud de onda entre 630 y 1320 nm) son también
conocidos por su riesgo de causar
ceguera.
ceguera.
Además, estos láseres son usados a veces para
cirugía cosmética o estética en la proximidad de los ojos, tal como
para la depilación de cejas o rejuvenecimiento de la piel alrededor
de los ojos, y por ello tal cirugía causa un riesgo adicional de
daño en el ojo. Otros láseres infrarrojos (pulsatorios y de CW),
tales como de diodos que funcionan a una longitud de onda de 1445
nm, de CO_{2} y de Erbio, son también capaces de provocar un daño
severo en los ojos desde una cierta distancia quemando la córnea
debido a la fuerte absorción de los rayos láser emitidos desde
fuentes de láser en el humor acuoso del globo ocular.
Hay también un riesgo de quemaduras del cabello
y de la piel, si las unidades de láser son manejadas
equivocadamente, incluso si son hechas funcionar en situaciones
remotas o alejadas. Si un rayo láser colimado incide sobre un
material inflamable en la sala de tratamiento, puede producirse un
incendio.
Los riesgos asociados con los láseres coherentes
no provienen solo de la capacidad de generar rayos o haces muy
colimados, sino también de la capacidad de concentrar la energía
completa del láser sobre una superficie confinada desde una
distancia, con las ópticas de focalización apropiadas.
Debido a la temperatura termodinámica
extremadamente elevada de láseres como fuentes de radiación
electromagnética, en comparación con la temperatura muy inferior de
fuentes de luz no coherentes tradicionales, la eficacia de
preservación de la intensidad óptica durante la focalización o
formación de imágenes de rayos láser es próxima al 100%. Las
fuentes de luz no coherentes tradicionales, aunque seguras de usar
no pueden formar imágenes sin pérdidas de intensidad
sustanciales.
Todos los riesgos antes mencionados con láseres
visibles y próximos al infrarrojo han conducido a reglamentos y
normas gubernamentales muy estrictos relativos al funcionamiento de
sistemas basados en láseres médicos y estéticos, causando un
incremento sustancial en los gastos tanto de fabricantes como de
operadores de estos sistemas. De acuerdo con algunos de estos
reglamentos gubernamentales, el funcionamiento de
dispositivos/sistemas de láser está restringido a personal
entrenado y experto, es decir, técnicos o enfermeras bajo la
supervisión de un médico. En muchos países, el personal no médico,
tal como esteticistas no están autorizados a manejar sistemas
basados en láser en absoluto. Como resultado el volumen de negocio
de cosmética con láser está restringido a una pequeña fracción de
su volumen potencial.
De acuerdo con algunos aspectos de los sistemas
de láser médicos y cosméticos, el tratamiento es focalizado en
objetivos seleccionados en la superficie exterior de la piel o
dentro de la piel. Cada uno de estos objetivos, por ejemplo, pelo,
lesiones vasculares, lesiones de pigmentación, tatuajes, acné, daños
leves en el colágeno resultantes en finas arrugas, y pieles dañadas
por el sol, tienen diferentes características espectrales ópticas
de absorción. Por ello, estas aplicaciones utilizan sistemas de
láser que son capaces de generar luz visible o próxima al
infrarrojo con una longitud de onda comprendida dentro del intervalo
de 810-1600 nm. Existe, por ello, un riesgo de
dirigir un rayo láser que tiene una longitud de onda incorrecta a un
órgano/tejido tratado seleccionado, que puede dañar severamente
este órgano/tejido. Incluso si el órgano es tratado por un rayo
láser que tiene la longitud de onda correcta, hay siempre un riesgo
de que el rayo láser pudiera ser dirigido equivocadamente a otras
áreas, que son muy sensibles a la longitud de onda seleccionada,
dando por ello como resultado un daño.
En oposición a los sistemas de láser, fuentes
difusas incoherentes que no son de láser, tales como fuentes de Luz
Intensa Pulsatoria (IPL), que están basadas en lámparas de arco de
alta tensión, son consideradas generalmente seguras contra daños
desde una distancia, ya que los sistemas IPL tienen una temperatura
de fuente de luz limitada, usualmente en el intervalo de 1000 -
10000ºC, y son consiguientemente de brillo o luminancia limitado y
no son focalizables en pequeños puntos, en contraste con
temperaturas tan elevadas como de 1.000.000ºC en sistemas de láser.
Sin embargo, los sistemas IPL tienen una selectividad espectral
reducida debido a sus amplias bandas espectrales.
Consiguientemente, los sistemas basados en IPL ofrecen capacidades
de tratamiento bastantes limitadas en comparación con sistemas
basados en láser.
Las patentes norteamericanas nº 6.197.020 y nº
6.096.029 describen la formación de imagen de una placa luminosa de
focalización, difusión, tal como desde la superficie distal de un
haz de fibras ópticas a una distancia más allá del sistema, a fin
de focalizar el haz por debajo de la superficie del tejido. Los
sistemas descritos aquí son también extremadamente peligrosos para
los ojos ya que la densidad de energía del láser está esencialmente
preservada dentro de un ángulo sólido relativamente pequeño al que
puede ser expuesto un ojo, incluso después de tener que transportar
el haz a un punto confinado distal. En oposición al presente
invento, estas dos patentes se adaptan a los tratamientos del
estado de la técnica por lo que la focalización de un rayo láser a
posiciones subcutáneas más allá del extremo distal del sistema de
tratamiento es aceptable. La generación de un rayo láser con un
gran ángulo sólido divergente es desventajosa, de acuerdo con los
métodos de la técnica anterior, particularmente ya que la formación
de imágenes y focalización eficientes sobre la piel o en la piel
serían excluidas. También, la densidad de energía del láser
asociada con estas dos patentes es eficaz solo cuando la placa de
difusión, focalización está a una distancia del objetivo, y no es
eficaz cuando está situada junto a un objetivo.
G. Vargas y A.J. Welch, en su artículo
"Efectos de los Agentes Clarificadores de Tejido Óptico sobre la
Capacidad de Focalizar de Luz de Láser dentro de Tejido"
("Láser en Cirugía y Medicina", Suplemento 13, 2001, pág. 26)
describen técnicas para reducir la dispersión o esparcimiento de la
energía luminosa dentro de un tejido, a fin de proporcionar un
punto más focalizado y, así, un tratamiento más eficiente de las
lesiones dérmicas. Sin embargo, como ya se ha descrito, hay un
equilibrio entre la eficiencia de un dispositivo láser y el riesgo
potencial en su funcionamiento; es decir, cuando el haz es más
focalizado, el tratamiento resulta más peligroso.
El documento EP 1031324 A1 describe una pieza
manual de tratamiento con láser de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1ª.
Otra técnica anterior relevante está descrita en
las patentes norteamericanas nº 5.595.568, nº 5.879.346, nº
5.226.907, nº 5.066.293, nº 5.312.395, nº 5.217.455, nº 4.976.709, nº 6.120.497, nº 5.411.502, nº 5.558.660, nº 5.655.547, nº 5.626.631, nº 5.344.418, nº 5.964.749, nº 4.736.743, nº 5.449.354, nº 5.527.308, nº 5.814.041, nº 5.595.568, nº 5.735.844, nº 5.057.104, nº 5.282.797, nº 6.011.890, nº 5.745.519, y nº 6.142.650.
5.226.907, nº 5.066.293, nº 5.312.395, nº 5.217.455, nº 4.976.709, nº 6.120.497, nº 5.411.502, nº 5.558.660, nº 5.655.547, nº 5.626.631, nº 5.344.418, nº 5.964.749, nº 4.736.743, nº 5.449.354, nº 5.527.308, nº 5.814.041, nº 5.595.568, nº 5.735.844, nº 5.057.104, nº 5.282.797, nº 6.011.890, nº 5.745.519, y nº 6.142.650.
Las unidades de láser de la técnica anterior no
son capaces de generar un rayo con un nivel de energía elevado que
pueda ser usado para procedimientos estéticos o quirúrgicos sin
presentar un riesgo de daño a las personas presentes o daño a la
propiedad, tal como la provocación de un incendio.
La evacuación de humo o vapor, que es producido
a continuación de la incidencia de luz monocromática sobre un
objetivo de la piel, procedente del espacio entre la ventana de
extremidad distal de un sistema láser y el objetivo de la piel, es
realizada en unión con sistemas láser ablativos de la técnica
anterior tales como sistemas láser de CO_{2}, de Erbio o de
Excimero. El humo o vapor producido es purgado por la introducción
de aire a una presión mayor que la atmosférica.
Algunos sistemas de láser pulsatorio intenso de
la técnica anterior, que funcionan en la región visible y próxima a
los infrarrojos del espectro y tratan lesiones bajo la superficie de
la piel emplean un sistema de criogenización de la piel. La humedad
generalmente se condensa en la ventana distal, debido al uso de un
sistema de criogenización de la piel. Sería ventajoso evacuar los
vapores condensados procedentes de la ventana distal del sistema
láser antes del siguiente disparo del láser.
Sería adicionalmente ventajoso evacuar los
vapores existentes que existen en la proximidad de un objetivo de
la piel, de modo que se evite un cambio en las propiedades ópticas
de la ventana de extremo distal del sistema láser debido a la
presencia de los vapores existentes.
El documento WO 00/72771 describe una pieza
manual en forma de pluma para usar en el campo de
otorrinolaringología que comprende un dispositivo que consta de dos
partes que pueden ser fijadas una en otra. Ambas partes tienen una
parte ahuecada que forma un canal que permite la succión de humo.
Tal configuración de pieza manual no es adecuada para eliminar
vapores de la proximidad del objetivo de piel durante el
funcionamiento de un láser no ablativo.
Es un objeto del presente invento proporcionar
un rayo láser que puede ser usado para procedimientos estéticos o
quirúrgicos.
Es un objeto del presente invento proporcionar
un rayo láser que supere las desventajas de la técnica anterior.
Es otro objeto del presente invento proporcionar
un rayo láser que no sea dañino para un operador, observador o para
objetos situados en la proximidad de un objetivo o a una distancia
del mismo.
Es un objeto adicional del presente invento
proporcionar un rayo láser que pueda ser usado para aplicaciones
industriales.
Es aún otro objeto del presente invento
proporcionar una unidad de elementos ópticos que proporciona una
difusión de ángulo amplio con elevada durabililidad térmica.
Otros objetos y ventajas del invento resultarán
evidentes cuando avance la descripción.
Los objetos del invento son conseguidos con las
características de las reivindicaciones.
Un método para mejorar la seguridad corporal de
pacientes expuestos a una fuente de luz monocromática, útil para
comprender el presente invento, comprende las operaciones de:
proporcionar una fuente de luz monocromática con un extremo distal,
haciendo que dicha luz monocromática diverja en dicho extremo
distal, por lo que en una primera posición de dicho extremo distal
con relación a un objetivo la densidad de energía de un rayo
emitido desde dicho extremo distal es sustancialmente igual a la
densidad de energía de la luz monocromática y en una segunda
posición del extremo distal con relación a un objetivo la densidad
de energía de la luz emitida desde dicho extremo distal es
significativamente menor que la densidad de energía de la luz
monocromática.
Como se ha denominado aquí, la luz monocromática
es definida como divergente cuando su ángulo de salida desde el
extremo distal de la fuente de luz monocromática, o desde el extremo
distal de una unidad divergente, cuando es usada, es mayor que un
semiángulo de 6 grados, en el que un "semiángulo" es definido
como el semiángulo medio medido en un plano perpendicular al eje de
propagación de un haz colimado generado por la fuente de luz
monocromática. Con tal ángulo divergente, se requieren gafas
protectoras con una densidad óptica de aproximadamente solo 2 para
los tipos de láser estéticos especificados a continuación,
correspondiente a una transmitancia de un 1%. Cuando el semiángulo
divergente es de 20 grados, se requieren gafas protectoras con una
densidad óptica de 1, correspondiente a una transmitancia del 10%.
Cuando el semiángulo divergente es de 60 grados, no se requieren
gafas protectoras.
Como se ha denominado aquí, "distal" es
definida como una dirección hacia la salida de una fuente de luz
monocromática, o de una unidad unida a la última, cuando es usada,
y "proximal o próxima" es definida como una dirección opuesta a
una dirección distal.
El método comprende preferiblemente además las
operaciones de:
a) proporcionar una unidad divergente
transparente a la unidad de luz monocromática que comprende al menos
una lente del focalización, una pluralidad de reflectores y una
placa posicionada distalmente transparente a la luz
monocromática;
b) unir dicha unidad divergente al extremo
distal de la fuente de luz monocromática;
c) focalizar la luz monocromática sobre al menos
uno de dichos reflectores; y
d) permitir que los rayos de luz salgan de dicha
placa en ángulos variables, dependiendo del número de veces que son
reflejados por dicho reflectores, por lo que se hace que dicha luz
monocromática sea divergente.
\vskip1.000000\baselineskip
En una realización preferida, el método
comprende además la operación de dispersar la luz monocroma óptica,
siendo dicha luz monocromática dispersada, divergente.
Como se ha denominado aquí, la luz monocromática
"dispersada o esparcida" es definida como aquella luz cuya
dirección ha cambiado aleatoriamente por reflexión o refracción a
partir de discontinuidades en el medio a través del cual se
propaga, sin ningún cambio sustancial en la longitud de onda de la
luz incidente.
En un aspecto, la dispersión es conseguida:
a) proporcionando una unidad difusora con un
extremo distal, comprendiendo dicho unidad difusora al menos un
elemento transmisor de modo difuso, en el que cada uno de dichos
elementos transmisores de modo difuso es transparente a la luz
monocromática;
b) uniendo dicha unidad difusora al extremo
distal de la fuente de luz monocromática; y
c) permitiendo que la luz monocromática sea
dispersada por cada uno de dichos elementos trasmisores de modo
difuso.
\vskip1.000000\baselineskip
En otro aspecto, la dispersión es
conseguida:
a) proporcionando una unidad difusora
transparente a la luz monocromática que comprende un extensor del
haz angular y al menos un difusor;
b) uniendo dicha unidad difusora al extremo
distal de la fuente de luz monocromática; y
c) permitiendo que la luz monocromática se
propague a través de dicho extensor de haz angular y al menos dicho
difusor, por lo que se dispersa dicha luz monocromática.
\vskip1.000000\baselineskip
En un aspecto, la dispersión es conseguida:
a) proporcionando una unidad difusora con una
pluralidad de difusores, en los que al menos un difusor es
parcialmente desplazable;
b) desplazando axialmente al menos dicho difusor
parcialmente desplazable a una posición activa tal que cada difusor
esté sustancialmente en contacto con otro, por lo que la densidad de
energía de un rayo emitido desde dicha unidad difusora es
sustancialmente igual a la densidad de energía de la luz
monocromática en la primera posición del extremo distal de la
fuente de luz monocromática; y
c) desplazando axialmente al menos dicho difusor
desplazable axialmente a una posición inactiva de tal modo que cada
difusor esté separado de otro por un gran espacio suficiente para
generar un ángulo de dispersión suficientemente grande de tal modo
que la densidad de energía de la luz emitida desde dicha unidad
difusora en la segunda posición del extremo distal de la fuente de
luz monocromática es significativamente menor que la densidad de
energía de la luz monocromática.
\vskip1.000000\baselineskip
Preferiblemente, la primera posición del extremo
distal de la fuente de luz monocromática está sustancialmente en
contacto con un objetivo al que es dirigida la luz
monocromática.
En un aspecto, la radiancia de la luz
monocromática divergente es menor que 14 J/cm^{2}/sr. En otro
aspecto, la radiancia de la luz monocromática divergente es menor
que 10*k1*k2*(t^1/3) J/cm^{2}/sr, donde t es una duración de
impulso láser en segundos, k1=k2=1 para una longitud de onda que
oscila desde 400 a 700 nm, k1=1,25 y k2=1 para una longitud de onda
de aproximadamente 750 nm, k1=1,6 y k2=1 para una longitud de onda
de aproximadamente 810nm, k1=3 y k2=1 para una longitud de onda de
aproximadamente 940 nm, y k1=5 y k2=1 para una longitud de onda que
oscila desde 1060 a 1400 nm.
Como se ha denominado aquí, "radiancia" es
definida como la densidad de energía dividida por ángulo sólido, en
la que densidad de energía es energía radiante por área proyectada.
El valor de un ángulo sólido está dado en unidades de
estereorradianes, normalmente simbolizados como "sr".
\newpage
El método comprende además medir la radiancia de
la luz monocromática divergente y emitir un aviso o alarma como
resultado de una desviación si la radiancia de la luz monocromática
divergente es mayor que un valor seguro predeterminado.
La luz monocromática es seleccionada del grupo
de rayo láser colimado, rayo láser convergente, múltiples rayos
láser concentrados y rayo láser guiado por fibra.
La fuente de luz monocromática es seleccionada
del grupo de láseres de Excimero, de Tinte, de Nd:YAG 1064, 1320 y
1440 nm, de Nd:YAG de doble frecuencia, de Rubí, de Alexandrita, de
Diodo incluyendo diodos que funcionan a una longitud de onda de 810
a 830 nm, 940 nm, y 1450 nm, de apilamiento de diodos, de LICAF, de
Er:Vidrio, de Er:YAG, de Er:YSGG, de CO_{2}, de CO_{2}
isotópico y de Holmio.
La luz monocromática es proporcionada con una
longitud de onda que oscila desde 308 a 1600 nm o entre 1750 nm a
11,5 micras y el nivel de densidad de energía de la fuente de luz
monocromática oscila desde 0,1 a 2000 J/cm^{2}.
En un aspecto, la fuente de luz monocromática es
una pluralidad de diodos monocromáticos.
La seguridad corporal incluye seguridad de los
ojos, seguridad de la piel y seguridad medioambiental.
El rayo emitido en la primera posición es usado
en aplicaciones cosméticas, aplicaciones médicas y aplicaciones
industriales.
El rayo emitido en la primera posición es usado
en aplicaciones seleccionadas del grupo de eliminación de pelo o
depilación, coagulación de vasos sanguíneos situados en una cara o
piernas, tratamiento de rosácea, eliminación de tatuajes,
eliminación de lesiones pigmentadas en la piel, rejuvenecimiento de
la piel, tratamiento de soriasis, tratamiento de acné,
recomposición de la superficie de la piel, vaporización de la piel,
contracción de colágeno, aplicaciones dentales, eliminación de
pigmentos de las encías, blanqueamiento de dientes, dermatología,
ginecología, podología, urología, reducción de dolor, soldadura por
láser de materiales plásticos transparentes, tratamiento
superficial de materiales, recocido por láser, evaporación de
depósitos estancados de pintura y de tinta y limpieza de edificios,
piedras, esculturas antiguas y cerámica.
En un aspecto, un rayo láser es reposicionable
de modo controlable para explorar objetivos del elemento transmisor
de modo difuso, en el que la secuencia de objetivos que ha de ser
incidida por el rayo láser es programable.
La duración de un impulso láser oscila desde 1
nanosegundo a 1500 ms, y el diámetro de un tamaño de un punto o
mancha oscila de 1 a 20 mm. Si se desea así, se genera una serie de
impulsos.
Otro aspecto se relaciona con un método para
convertir una unidad de láser adecuada para tratamiento estético,
tratamiento médico o tratamiento industrial en una unidad de láser
segura para los ojos, que comprende unir una unidad óptica
divergente al extremo distal de una unidad de láser, permitiendo que
la luz monocromática se propague a través de dicha unidad,
generando una fuente de luz difusa no coherente y extendida a partir
de dicha unidad a un valor de radiancia suficientemente bajo de tal
modo que dicha fuente de luz es segura para los ojos para los
pacientes expuestos a una fuente de luz monocromática y de una
densidad de energía suficientemente elevada en una localización de
tratamiento para efectuar dicho tratamiento estético, tratamiento
médico o tratamiento industrial.
En un aspecto, la unidad es una unidad óptica
difusora divergente.
Otro aspecto comprende un método de
refrigeración de la piel que es irradiada con luz monocromática, que
comprende:
a) proporcionar una fuente de luz monocromática
con un extremo distal;
b) proporcionar una unidad con dos elementos
transmisores que son transparentes a la luz monocromática, de tal
modo que se forme un espacio entre dichos dos elementos;
c) unir dicha unidad al extremo distal de la
fuente de luz monocromática;
d) colocar dicha unidad sobre una localización
en la piel que ha de ser tratada;
e) prever medios para refrigerar la piel,
estando dispuestos dichos medios de refrigeración de la piel dentro
de dicho espacio;
f) permitir que la luz monocromática se propague
a través de dicha unidad sobre dicha localización de la piel,
aumentando por ello la temperatura de la localización de la piel que
ha de ser tratada; y
g) permitir que dichos medios de refrigeración
de la piel enfríen dicha localización de la piel.
\newpage
El método comprende preferiblemente además las
siguientes operaciones:
a) proporcionar la unidad con un elemento
transmisor de modo difuso y con un elemento transmisor transparente
posicionado distalmente con respecto a dicho elemento transmisor de
modo difuso;
b) permitir que la luz monocromática sea
dispersada por dicho elemento transmisor de modo difuso, por lo que
la densidad de energía de un rayo emitido desde dicho elemento
transmisor transparente es sustancialmente igual a la densidad de
energía de la luz monocromática; y
c) volver a posicionar la unidad con relación al
objetivo a una posición predeterminada en la que la densidad de
energía de un rayo emitido desde dicho elemento transmisor de modo
difuso es significativamente menor que la densidad de energía de la
luz monocromática.
En un aspecto, los medios de refrigeración de la
piel son un fluido transparente a la luz monocromática, fluyendo
dicho fluido a través de un conducto insertado dentro del espacio.
El fluido puede estar en comunicación de fluidos con un
refrigerador exterior.
En otro aspecto, los medios de refrigeración de
la piel son un refrigerador termoeléctrico, siendo el refrigerador
termoeléctrico operativo para enfriar los costados laterales del
elemento de transmisión situados sobre la localización de la piel
que ha de ser tratada.
Otro aspecto comprende también un método para
mejorar la seguridad de los ojos durante la exposición a una fuente
de luz monocromática, que comprende: proporcionar una fuente de luz
monocromática y generar un destello visible antes de la emisión de
un impulso de luz monocromática, induciendo por ello a un ojo de un
paciente a cerrarse o cambiar su campo de visión a fin de evitar
mirar fijamente a la luz monocromática.
Preferiblemente, la generación del destello
visible esta sincronizada con la temporización de la emisión del
impulso de luz monocromática, en que la duración del impulso es más
corta que un tiempo de respuesta de parpadeo del ojo.
La fuente de luz monocromática es adecuada para
la eliminación de pelos o depilación, el rejuvenecimiento de la
piel o el tratamiento de lesiones vasculares.
Se ha descrito además un aparato para mejorar la
seguridad corporal de los pacientes expuestos a una fuente de luz
monocromática, que comprende un medio unido al extremo distal de una
fuente de luz monocromática, adaptados dichos medios para hacer que
la luz monocromática sea divergente, por lo que en una primera
posición de dicho extremo distal con relación a un objetivo la
densidad de energía de un rayo emitido desde dicho extremo distal
es sustancialmente igual a la densidad de energía de la luz
monocromática y en una segunda posición de dicho extremo distal con
relación a un objetivo la densidad de energía de la luz emitida
desde dicho extremo distal es significativamente menor que la
densidad de energía de la luz monocromática.
En un aspecto, los medios divergentes comprenden
una unidad divergente provista con el menos una lente de
focalización, una pluralidad de reflectores y una placa posicionada
distalmente transparente a la luz monocromática, estando cada una
de al menos dichas lentes provista de una longitud focal adecuada de
modo que se focalice la luz monocromática sobre al menos uno de
dichos reflectores, posicionado cada uno de dichos reflectores de
modo que permita que los rayos de luz salgan de dicha placa en
ángulos variables, dependiendo del número de veces en que son
reflejados por dicha pluralidad de reflectores, por lo que hacen que
dicha luz monocromática sea divergente.
En una realización, los medios divergentes son
también un medio de dispersión.
En un aspecto, los medios de dispersión
comprenden una unidad difusora que puede ser unida al extremo distal
de la fuente luminosa monocromática, incluyendo dicha unidad
difusora al menos un elemento transmisor de modo difuso que es
transparente a luz monocromática esencialmente coherente.
El material de cada elemento transmisor de modo
difuso es seleccionado del grupo de sílice, vidrio, zafiro,
diamante, polímero no absorbente, polímero difusor de la luz,
policarbonato, acrílico, fibras empaquetadas densamente, NaCl,
CaF_{2}, ZnSe y BaF_{2}.
En un aspecto, la unidad difusora está además
provista con un elemento transmisor transparente distal a un
elemento transmisor de modo difuso, siendo el elemento transmisor de
modo difuso y los elementos transmisores transparentes paralelos
entre sí y perpendiculares al eje longitudinal de la unidad
difusora.
El elemento transmisor transparente está hecho
de un material seleccionado del grupo de vidrio, zafiro, polímero
transparente incluyendo policarbonato y acrílico, BaF_{2,} NaCl
yZnF_{2}.
Un espacio entre los elementos transmisor de
modo difuso y transmisor transparente es preferiblemente menor que 2
mm.
\newpage
Cada elemento transmisor de modo difuso puede
estar provisto con una pluralidad de irregularidades que están
aleatoriamente distribuidas alrededor de él.
El elemento transmisor de modo difuso puede
también estar formado por un diseño de difracción o por una
agrupación de fibras finas distribuidas aleatoriamente.
En otro aspecto, los medios de dispersión
comprenden una unidad difusora que puede unirse al extremo distal
de la fuente de luz monocromática, incluyendo dicha unidad difusora
un extensor de haz angular y al menos un difusor.
Un extensor de haz angular comprende
preferiblemente al menos una guía de luz, estando provista cada una
de dichas guías de luz con paredes reflectantes interiormente y una
superficie de salida. Una guía de luz está hecha de un material
seleccionado del grupo de vidrio macizo, zafiro, material
dieléctrico plástico y líquido, y puede ser cónica.
Un extensor de haz angular puede también
comprender un elemento óptico que aumenta el ángulo de divergencia
de la luz monocromática y un difusor que recibe la luz procedente de
dicho elemento óptico y emite dicha luz recibida a la guía de luz,
funcionando la superficie de salida de dicha guía de luz como una
fuente difusora extendida de ángulo amplio.
En otro aspecto, los medios de dispersión
comprenden una unidad difusora que puede ser unida al extremo distal
de la fuente de luz monocromática, comprendiendo dicho unidad
difusora una pluralidad de difusores en los que al menos uno es
parcialmente desplazable, de tal modo que en una posición activa la
pluralidad de difusores está sustancialmente en contacto uno con
otro en la primera posición del extremo distal de la fuente de luz
monocromática, y la densidad de energía de un rayo emitido desde
dicha unidad difusora es sustancialmente igual a la densidad de
energía de la luz monocromática, y en una posición inactiva cada uno
de dichos difusores está separado del otro por un espacio tal que
la densidad de energía de la luz emitida desde la unidad difusora
es significativamente menor que la densidad de energía de la luz
monocromática en la segunda posición del extremo distal de la
unidad difusora.
La duración de un impulso del láser oscila desde
1 ns a 1500 ms.
Una unidad de láser está provista con un nivel
de potencia que oscila desde 1 a 2.000 W, cuando ésta trabajando de
modo continuo.
En un aspecto, el aparato comprende además una
pluralidad de reflectores, siendo reposicionable la disposición
angular y la distancia de cada reflector con relación a la unidad
difusora, por lo que dirige exactamente la luz monocromática a un
objetivo seleccionado sobre el elemento transmisor de modo difuso.
Un procesador está preferiblemente previsto, siendo dicho
procesador adecuado para la programación de la secuencia de
objetivos sobre los que se ha de incidir con la luz monocromática.
Un explorador o escáner está también preferiblemente previsto para
un reposicionamiento rápido de la luz monocromática a un objetivo en
el elemento transmisor de modo difuso.
En un aspecto, la distancia entre un extremo
distal de los medios divergentes y el objetivo en la primera
posición del extremo distal de la fuente de luz monocromática es el
menor de entre 2 mm y el diámetro de la luz monocromática.
Una unidad difusora o divergente está unida al
extremo distal de la fuente de luz monocromática por medios de
unión.
En un aspecto, la unidad está unida de modo fijo
al extremo distal de la fuente de luz monocromática.
En un aspecto, la unidad está formada de una
pieza junto con el extremo distal de la fuente de luz monocromática
durante su fabricación, estando la unidad dispuesta interiormente a
la pared exterior de la fuente de luz monocromática.
En otro aspecto, los medios unión son
liberables. Por ejemplo, los medios de unión están permanentemente
unidos a la fuente de luz monocromática y son desplazables, por lo
que en una posición de una unidad desplazable la fuente de luz
monocromática es coherente, no propagándose a través de dicha unidad
desplazable, y en una segunda posición en la que dicha unidad
desplazable está unida al extremo distal de la fuente de luz
monocromática, la luz monocromática es no coherente, propagándose a
través de la unidad desplazable.
Preferiblemente, el aparato comprende además un
medio para evacuar vapores o partículas desde un objetivo para
impedir con ello un cambio en las propiedades ópticas de la unidad.
Los medios de evacuación son un elemento de transmisión transversal
que tiene forma de U, para permitir el contacto con un objetivo en
sus extremos laterales y para evacuación de vapores o partículas a
través de un espacio formado por su región abierta central.
En un aspecto, los medios de evacuación
comprenden además un dispositivo óptico de retransmisión, por lo que
concentran el rayo emitido desde la unidad sobre el objetivo.
Además se ha descrito un aparato para refrigerar
la piel que es irradiada con luz monocromática, que comprende:
a) una fuente de luz monocromática con un
extremo distal;
b) una unidad que se puede unir al extremo
distal de la fuente de luz monocromática, estando dicho unidad
provista con dos elementos que son transparentes a la luz
monocromática, de tal modo que se forme un espacio entre dichos dos
elementos; y
c) un medio para refrigerar la piel insertable
dentro de dicho espacio, estando adaptados dichos medios para
refrigerar la piel para reducir la tasa de incremento de temperatura
en una posición de la piel objetivo.
En un aspecto, un elemento es un elemento
transmisor de modo difuso y el otro elemento es un elemento
transmisor transparente posicionado distalmente con respecto a
dicho elemento transmisor de modo difuso, por lo que la densidad de
energía de un rayo emitido desde la unidad difusora es
sustancialmente igual a la densidad de energía de la luz
monocromática al colocar la unidad difusora en una posición
adyacente a una localización de la piel objetivo y es
significativamente menor que la densidad de energía de la luz
monocromática a una distancia de dicho objetivo.
En un aspecto, los medios de refrigeración de la
piel son un fluido transparente a dicha luz monocromática, pudiendo
fluir dicho fluido través de un conducto insertado dentro del
espacio. Preferiblemente, el fluido está en comunicación de fluido
con un refrigerador exterior.
En un aspecto, el fluido es un líquido o un
gas.
En otro aspecto, los medios de refrigeración de
la piel son un refrigerador termoeléctrico, siendo el refrigerador
termoeléctrico operativo para enfriar los costados laterales del
elemento colocado junto a la posición de la piel que ha de ser
tratada.
En otro aspecto, el aparato comprende un
explorador o escáner, estando adaptado dicho escáner para
reposicionar de modo rápido la luz monocromática a un objetivo
sobre el elemento transmisor de modo difuso, siendo los medios
refrigeradores de la piel capaces de refrigerar continuamente la
piel en una posición de piel objetivo correspondiente.
Además se ha descrito un aparato para mejorar la
seguridad de los ojos durante la exposición a una fuente de luz
monocromática, que comprende: una fuente de luz monocromática, un
medio para generar un destello visible antes de la emisión de una
luz monocromática, y circuitos de control en comunicación con dichos
medios para generar un destello visible.
Los circuitos de control están preferiblemente
sincronizados de tal modo que el destello es generado antes de la
emisión de cada impulso de luz monocromática, induciendo por ello a
un ojo de un paciente a que se cierre o cambie su campo de visión a
fin de evitar la mirada fija a la luz monocromática.
La duración del impulso es preferiblemente más
corta que el tiempo de respuesta de parpadeo del ojo.
\vskip1.000000\baselineskip
En los dibujos:
La fig. 1 ilustra una vista lateral de distintas
unidades de láser equipadas con una unidad difusora, de acuerdo con
el presente invento, en que el sistema de entrega mostrado en la
fig. 1a es un brazo articulado, en la fig. 1b es una fibra óptica y
en la fig. 1c es una guía de luz cónica.
La fig. 2 ilustra una vista lateral del extremo
distal de una unidad de láser, que muestra cómo está unida la
unidad difusora a ella, en que la unidad difusora está exteriormente
unida al tubo de guía en la fig. 2a, está unido a un indicador en
la fig. 2b, está unida de modo liberable al tubo de guía en la fig.
2c, está formada de una pieza junto con el tubo de guía en la fig.
2d, y es desplazable en la fig. 2e por lo que en una posición el
rayo de salida se propaga a su través y en una segunda posición el
rayo de salida no se propaga a su través.
La fig. 3 es un diagrama esquemático de
distintas configuraciones de unidades de láser de la técnica
anterior, en que la fig. 3a muestra un rayo no dispersado dirigido
por reflectores a un objetivo, la fig. 3b muestra un rayo no
dispersado dirigido por una fibra óptica a un objetivo, la fig. 3c
ilustra cirugía de la técnica anterior realizada con un rayo láser
y escáner, la fig. 3d muestra la propagación de rayos láser
refractados de la técnica anterior hacia un vaso sanguíneo, la fig.
3e muestra un rayo láser ablativo focalizado en un tejido en unión
con un escáner, y la fig. 3f muestra la formación de un cráter en el
tejido por un rayo ablativo.
La fig. 4 es un diagrama esquemático que ilustra
las ventajas de emplear una unidad difusora del presente invento,
en que la fig. 4a muestra la situación relativa de la unidad
difusora, la fig. 4b muestra que un rayo láser colimado es
transformado en un rayo dispersado aleatoriamente, la fig. 4c
muestra que un rayo dispersado reduce el riesgo de daño en la piel
y la fig. 4d muestra que un rayo láser colimado reduce el riesgo de
daños en los ojos.
La fig. 5 es un dibujo esquemático que muestra
la propagación de un rayo láser hacia un vaso sanguíneo, en que la
fig. 5a muestra la propagación de un rayo láser sin dispersar hacia
un vaso sanguíneo, la fig. 5b muestra la propagación de un rayo
láser dispersado hacia un vaso sanguíneo, la fig. 5c ilustra la
formación de una ablación por medio de un rayo láser sin dispersar.
La fig. 5d ilustra la formación de una ablación por medio de un
rayo láser dispersado de acuerdo con el presente invento, y la fig.
5e ilustra la dispersión de un rayo láser distante de un vaso
sanguíneo.
La fig. 6a es un dibujo esquemático que muestra
la acumulación de residuo líquido en un elemento transmisor de modo
difuso y la fig. 6b es un dibujo esquemático en el que un elemento
transmisor de modo difuso está mostrado para ser montado dentro de
una unidad difusora cerrada herméticamente.
La fig. 7 ilustra la producción de una
pluralidad de microlentes, en que la fig. 7a ilustra el chorreado
con arena de una placa metálica, la fig. 7b ilustra la adición de
un líquido sensible a la luz ultravioleta, la fig. 7c ilustra la
retirada de la placa metálica y la fig. 7d ilustra la generación de
un rayo láser dispersado a través de las microlentes.
La fig. 8 ilustra dos tipos de una unidad
difusora, en que la fig. 8a ilustra una que emplea un difusor de un
solo ángulo amplio y la fig. 8b ilustra uno que emplea un difusor
de ángulo pequeño.
La fig. 9 ilustra una unidad difusora que emplea
una guía de luz cónica o estrechada, de tal modo que la guía de luz
recibe luz monocromática procedente de una fibra óptica en la fig.
9a y procedente de una disposición o matriz de microlentes en la
fig. 9b.
La fig. 10 ilustra una unidad difusora que
utiliza un extensor de haz angular sin una guía de luz en la fig.
10a y con una guía de luz en la fig. 10b.
La fig. 11 ilustra una unidad difusora que
emplea dos difusores holográficos, cada uno de los cuales está
unido a una guía de luz correspondiente.
La fig. 12 ilustra una unidad difusora que
incluye dos difusores, uno de los cuales es axialmente desplazable,
en el que la fig. 12a ilustra la unidad en una posición activa y la
fig. 12b en una posición inactiva.
La fig. 13 es un dibujo esquemático de otra
realización preferida del presente invento en que un escáner
reposiciona rápidamente un rayo láser coherente sobre una
pluralidad de objetivos en un elemento transmisor de modo
difuso.
La fig. 14 es una configuración que no está de
acuerdo con el presente invento en que una unidad divergente no
dispersada es usada para divergir un rayo láser de entrada, en que
la fig. 14a ilustra un único elemento óptico y la fig. 14b ilustra
una pluralidad de elementos.
La fig. 15 es un diagrama esquemático de
distintos medios de enfriar la piel durante la cirugía cosmética
asistida por láser, en que las figs. 15a-d son
medios de la técnica anterior, mientras que la fig. 15e utiliza
fluido de refrigeración y la fig. 15f utiliza un enfriador
termoeléctrico.
La fig. 16 ilustra un dispositivo de medición de
seguridad del ojo; y
La fig. 17 es un dibujo esquemático de un
dispositivo de destello, en que la fig. 17a ilustra uno que induce
el cierre del ojo incontrolado antes de disparar un rayo láser, la
fig. 17b es un diagrama de tiempos correspondiente al dispositivo
de destello de la fig. 17a, y la fig. 17c ilustra un dispositivo de
destello que detecta un rayo retrorreflejado desde un ojo dentro de
un intervalo de disparo de un rayo láser.
La fig. 1a ilustra una unidad de láser de alta
intensidad, generalmente designada por 10, que es adecuada para
usar con el presente invento. La unidad de láser 10 funciona a una
longitud de onda que oscila entre 300 y 1600 nm o entre 1750 nm y
11,5 micras, bien pulsatoria, con una duración de impulso de 1
nanosegundo a 1500 milisegundos y una densidad de energía de 0,01 -
200 J/cm^{2}, o bien que trabaja en continuo con una densidad de
potencia mayor que 1 W/cm^{2}. La unidad de láser 10 está provista
con una unidad difusora, generalmente designada por 15, que induce
que el rayo de salida sea dispersado. Un rayo de salida es
considerado que es dispersado de acuerdo con esta realización
cuando su divergencia angular promedio de semiángulo es mayor de 42
grados con relación al eje de propagación del rayo colimado 4. Un
semiángulo de 60 grados corresponde al semiángulo generado por un
"difusor que transmite de modo ideal", que aquí se refiere a un
difusor con 100% de transmisión y está provisto de propiedades de
dispersión angular Lambertiana. Tal ángulo de dispersión, de
acuerdo con el presente invento, permite que la luz que sale de la
unidad difusora 15 sea segura para los ojos de una persona
presente, y aún está provista de una densidad de energía
suficientemente elevada que es necesaria para la eficacia clínica
de la unidad de láser.
La unidad de láser 10 comprende un medio
amplificador 1 activado por la alimentación de corriente 2 para
aumentar la intensidad de un rayo luminoso y dos espejos paralelos
3 que proporcionan realimentación del rayo amplificado al medio
amplificador, generando por ello un rayo coherente de frecuencia
ultrapura. La unidad de láser emite un rayo coherente 4 que se
propaga a través de un sistema de entrega 5 al extremo distal 6. El
sistema de entrega representado en la fig. 1a es un brazo
articulado 7a. La unidad difusora 15 está unida fija al extremo
distal del tubo de guiado 12 por medios de unión 16, que pueden ser
un conjunto de tornillos o por pegado u otros medios conocidos a
los expertos en la técnica, induciendo por ello un rayo 14
dispersado aleatoriamente no coherente asociado con un ancho de
banda espectral estrecho que no presenta ningún riesgo de daño al
tejido corporal si el láser es dirigido inadvertidamente a un
objetivo incorrecto. La unidad difusora incluye un elemento
refractor pasivo que preserva la longitud de onda del rayo coherente
4, así como su ancho de banda estrecho, que es generalmente menor
que un Ángstrom.
En una realización preferida del invento, la
unidad difusora 15 es preferiblemente cilíndrica o rectangular,
aunque cualquier otra forma geométrica es igualmente adecuada, y
comprende un elemento 13 transmisor de modo difuso que está próximo
al extremo distal 6 de la unidad de láser y al elemento transmisor
transparente 17. Tanto el elemento 13 transmisor de modo difuso
como el elemento 17 transmisor transparente tienen las mismas
dimensiones y están unidos a la unidad difusora 15. El elemento 13
transmisor de modo difuso y el elemento 17 transmisor transparente
están preferiblemente separados por un espacio estrecho 18. Debido a
la existencia del espacio 18, el rayo láser permanecerá dispersado
incluso si el elemento 17 transmisor transparente se destruye,
preservando por ello la seguridad inherente de la unidad de láser
que incorpora el presente invento. La anchura del espacio 18 es tan
pequeña como sea posible, usualmente 0,1 mm. Sin embargo, la unidad
difusora 15 puede estar adaptada a una configuración en la que el
elemento transmisor de modo difuso hace contacto con el elemento 17
transmisor transparente. Alternativamente, la unidad difusora puede
estar provista de un elemento transmisor transparente, por lo que
la superficie deslustrada del elemento 13 transmisor de modo difuso
mira a la unidad de láser y su superficie uniforme mira al
tejido.
La dispersión es conseguida por medio de
irregularidades diminutas de un diámetro no uniforme formadas en el
sustrato del elemento 13 transmisor de modo difuso. El elemento 13
transmisor de modo difuso es producido preferiblemente a partir de
vidrio chorreado con arena o grabado químicamente, por ejemplo con
un espesor de 0,1 a 0,2 mm, o una delgada lámina de polímero
difusor que no absorbe luz, por ejemplo con un espesor de menos de
50 micras, tal como policarbonato, Milar o acrílico difusor de la
luz.
Un elemento transmisor de modo difuso puede
también ser producido usando un difusor holográfico de gran ángulo
tal como uno producido por Physical Optics Corporation (PCO),
Estados Unidos de Norteamérica, y es colocado junto a un difusor
adicional. Un difusor holográfico ilustrado en la fig. 11 induce un
semiángulo de dispersión, por ejemplo, de al menos 40 grados y el
segundo difusor induce adicionalmente la dispersión de modo que
alcance un semiángulo de dispersión por ejemplo de 60 grados.
Un difusor que se aproxima a un difusor
transmisor ideal e induce un semiángulo de dispersión de 60 grados
y un ángulo sólido de dispersión de 3,14 sr puede ser producido a
partir de un material tal como acrílico o policarbonato apretando
el material contra una superficie apropiada provista de una
disposición muy densa de microlentes de Fresnel, tales como las
producidas por Fresnel Technologies Inc., Estados Unidos de
Norteamérica, o colocando disposiciones o matrices de superficies
de microlentes separadas de una guía de luz como se ha representado
en la fig. 9b.
Similarmente el elemento 13 transmisor de modo
difuso puede ser producido a partir de papel difusor de la luz tal
como papel de dibujo transparente "Pergament", y puede también
ser producido a partir de otros materiales tales como ZnSe,
BaF_{2}, y NaCl, dependiendo de la aplicación y del tipo de láser
usado. Ambas caras del elemento 17 transmisor transparente son
esencialmente planas y uniformes. El elemento 17 transmisor
transparente, que es capaz de resistir las solicitaciones térmicas
impuestas por un rayo láser dispersado, es transparente y hecho de
zafiro, vidrio, un polímero tal como policarbonato o acrílico, y
puede ser producido a partir de otros materiales también, tal como
ZnF_{2}.
El elemento 13 transmisor de modo difuso puede
ser enfriado de modo que sea capaz de resistir las elevadas
densidades de energía que son necesarias para alcanzar la eficacia
clínica.
Como se ha representado en la fig. 1b, el
sistema de entrega puede ser también fibra óptica 7b en la que está
focalizado el rayo láser 4. La unidad difusora 15 está montada sobre
el tubo de guiado 8, que dirige el rayo saliente del extremo distal
de la fibra óptica 7b por medios de unión 16. Además, como se ha
representado en la fig. 1c, la unidad de láser puede estar
compuesta de la disposición 11 de láser miniatura, tales como los
proporcionados con láser de diodos de alta energía, por ejemplo el
Lightsheer producido por Coherent, Estados Unidos de Norteamérica,
para eliminación de pelo. El sistema de entrega del rayo para esta
configuración es preferiblemente un reflector cónico 7c. En esta
configuración, la unidad difusora 15 está fijada al extremo distal
6 de la guía de luz 7c y transforma un rayo de elevado riesgo en un
rayo 14 dispersado de modo aleatorio.
La fig. 2 ilustra distintos métodos mediante los
que la unidad difusora 15 está unida a una unidad de láser. En la
fig. 2a, el soporte o ménsula 19 que soporta la unidad difusora 15
está unido al tubo de guiado 12 de una unidad de láser existente,
tal como una que está en uso en una clínica, por medios de unión
16a, que pueden ser un conjunto de tornillos o por pegado. Como se
ha mostrado en la fig. 2b la unidad de láser está provista del
puntero o indicador 31 o cualquier otra unidad subdifusora
equivalente que permite al usuario dirigir el rayo 4 a un objetivo
deseado sobre la piel, por la longitud focal y el diámetro del haz
que son dictados por la lente 9 montada dentro del tubo de guiado
12. En esta alternativa, la unidad difusora 15 puede estar
exteriormente unida al tubo de guiado 12, o puede estar unida al
puntero o indicador 19. En la fig. 2c, no de acuerdo con el
invento, la unidad difusora 15 está unida a una cinta Velcro 16c, u
otro tipo de cinta adhesiva. Este tipo de medios de unión son
suficientes para uso temporal. En la fig. 2d, no de acuerdo con el
invento, la unidad difusora 15 está formada de una pieza junto con
el tubo de guiado 12 durante su fabricación, interna a la pared
exterior del mismo. La fig. 2e ilustra medios de unión liberables,
no de acuerdo con el invento, por los que en una posición de una
unidad difusora desplazable el rayo de salida es coherente, no
propagándose a través de un elemento transmisor de modo difuso, y
en una segunda posición en la que la unidad difusora 15 está unida
al tubo de guiado 12, el rayo de salida es no coherente y se propaga
a través de un elemento transmisor de modo difuso.
En la cirugía láser cosmética de la técnica
anterior, como se ha mostrado en la fig. 3a, la unidad de láser 20
emite un rayo coherente 24 no dispersado desde el extremo distal 23
a través de los reflectores 21, 22 por fibra óptica 29 en la fig.
3b, o alternativamente por deflectores 27 como se ha mostrado en la
fig. 3c, a la zona 26 que ha de ser tratada dentro del tejido 25.
Siguiendo la cirugía, un punto bien definido es generalmente
producido con un tamaño de hasta 20 mm, dependiendo de la aplicación
y dispositivo específicos. Además, el rayo 24 puede ser dirigido
por medio de un motor 28 como se ha mostrado en la fig. 3c en
aquellas situaciones en las que se desea cirugía extensiva y el
tejido 25 necesita ser explorado. Cuando la longitud de onda oscila
desde 310-1600 nm, es decir ultravioleta y próximo
al infrarrojo, el rayo es dispersado en rayos individuales 30, como
se ha mostrado en la fig. 3d, mientras se propaga al vaso sanguíneo
32 desde la zona 26. El vaso sanguíneo 32 es presentado como un
ejemplo y podría ser reemplazado por un folículo piloso o cualquier
tipo de lesión de piel. A longitudes de onda que oscilan desde 1750
nm a 11,5 micras, es decir, lejos de los infrarrojos, los láser son
a menudo usados en la ablación precisa focalizada, es decir, con un
diámetro que oscila desde 50 - 200 micras a una profundidad somera
de 20-150 micras, de tejido dérmico epidérmico o
papilar en unión con un escáner, como se ha mostrado en la fig. 3e.
Los láser son usados principalmente para ablación de tejido,
estando la formación de un cráter mostrada en la fig. 3f. El láser
20 que es capaz de efectuar la cirugía deseada a una gran distancia
entre el extremo distal 23 y el lugar del objetivo 26 para las
distintas aplicaciones mostradas en las figs. 3a-d,
sin embargo puede causar un severo daño si el rayo no está dirigido
adecuadamente.
En contraste, el presente invento, que está
esquemáticamente representado en la fig. 4 presenta un riesgo mucho
menor para el paciente y los observadores. Como se ha mostrado en la
fig. 4a, la unidad difusora 15 está unida al extremo distal 23 de
la unidad de láser. La unidad difusora 15 transforma el rayo láser
24 usualmente colimado en el rayo 14 homogéneo dispersado
aleatoriamente mostrado en la fig. 4b. Como resultado el rayo 14
reduce significativamente el riesgo de daño en la piel como se ha
mostrado en la fig. 4c o a los ojos como se ha mostrado en la fig.
4d ya que un rayo colimado no es dirigido a estas partes del cuerpo.
A distancias muy cortas de menos de una décima del diámetro del
rayo 24 desde el extremo distal 23, el rayo 24 no ha comenzado aún
a dispersarse completamente y aumentar su diámetro y es por ello
eficaz como medio para realizar cirugía cosmética como se ha
mostrado en la fig. 4c, aunque un aumento en el nivel de energía del
láser puede ser a veces necesario para compensar reflexiones
inversas desde la unidad difusora a la unidad de láser. La
compensación, en términos de un aumento en el nivel de energía
necesario para la unidad de láser para reflexiones inversas es
usualmente próxima al 16% debido a cuatro entrecaras
aire-vidrio con una reflexión de Fresnel del 3%, y
a veces puede alcanzar hasta el 50%. Puede usarse un revestimiento
antirreflexión para reducir la reflexión. Para unidades láser que
funcionan aproximadamente al 10-20% de su máxima
capacidad de energía, es posible colocar el plano de salida de la
unidad difusora, si un elemento transmisor deslustrado o
transparente está a una distancia de la piel correspondiente a
aproximadamente el 50% del diámetro del rayo de salida.
La fig. 5 demuestra las ventajas del presente
invento. La fig. 5a ilustra un rayo láser 24 coherente tradicional
a una longitud de onda de 308 a 1600 nm. El rayo colimado hace
contacto con el tejido 25 en un diámetro D antes de dispersarse en
rayos individuales 30 durante la propagación al destino objetivo 32.
La fig. 5b ilustra el resultado de unir la unidad difusora 25 a la
unidad de láser. Cuando la unidad difusora 15 está dispuesta a una
pequeña distancia de la superficie del tejido, el diámetro del rayo
dispersado que hace contacto con el tejido 25 es aumentado por un
valor despreciable de \Deltad, suponiendo una dispersión uniforme,
en comparación con el diámetro del rayo original D. Si el espesor t
de la unidad difusora 15 es menor de una décima del diámetro D del
rayo original, habrá una pérdida de menos del 20 por ciento en la
densidad de energía del rayo original. También, el ángulo de
refracción \theta, correspondiente a un índice de refracción de
1,5 para la queratina, en el tejido con relación al rayo colimado
24, cuando existe un espacio entre el elemento transmisor de modo
difuso 13 y el elemento transmisor transparente 17, nunca excederá
del ángulo crítico de 42 grados. A un ángulo de refracción menor de
este valor crítico, la dispersión adicional posible en el tejido es
minimizada. Consiguientemente la intensidad de luz dentro del
tejido es preservada, reteniendo generalmente por ello la eficacia
clínica, es decir, la capacidad para realizar un procedimiento
quirúrgico o cosmético, de la unidad de láser.
Justo cuando la ablación superficial 29 es
formada en el tejido 25 como resultado de un rayo de elevada
densidad de energía en el intervalo espectral de 1,8 a 11,5 micras
como se ha mostrado en la fig. 5c, una ablación similar puede ser
formada en el tejido 25 con el uso de la unidad difusora 15, con la
adición de \Deltad, como se ha mostrado en la fig. 5d. Un delgado
espaciador (no mostrado) puede ser añadido ventajosamente a fin de
evacuar vapores o humo que han sido producidos durante el proceso de
vaporización. Tal espaciador es por ejemplo un elemento de
transmisión transversal vertical en forma de U, para permitir el
contacto con un objetivo en sus extremos laterales y para
evacuación de vapor a lo largo del espacio formado por su región
abierta central. Para procedimientos quirúrgicos con los que es
necesaria una velocidad de ablación muy rápida, por ejemplo de 1
cm^{3}/s para un espesor de piel de 0,1 cm, el espaciador es
necesariamente relativamente grueso y el espacio entre el tejido
cortado y la unidad difusora es relativamente amplio, por ejemplo de
aproximadamente 20-30 mm.
Cuando una cantidad excesiva de humo es
producida y el rayo de salida resulta difractado antes de incidir
sobre el tejido, puede ser necesario añadir un dispositivo óptico de
retransmisión (no mostrado) que regenere el rayo de salida
degradado entre la unidad difusora y el tejido. Un regenerador
óptico está provisto de un revestimiento interno, de tal modo que
un rayo nuevo y más fuerte con las mismas características que el
rayo degradado es producido cuando el revestimiento emite energía
luminosa cuando es estimulado por los fotones entrantes del rayo
degradado. Tubos cilíndricos o cónicos interiormente revestidos con
oro con un diámetro de entrada igual al diámetro de salida de la
unidad difusora son regeneradores ópticos ejemplares para esta
aplicación. Un pequeño orificio de evacuación de humo está taladrado
preferiblemente en la pared del tubo.
Cuando un láser de longitud de onda larga, que
no se focaliza en una retina de un ojo y oscila desde
aproximadamente 1345 nm a 10,6 micras es empleado, puede no ser
necesaria una unidad difusora. Para dispersar el rayo de salida, un
elemento puede ser unido exteriormente a una superficie que está en
contacto con la piel durante un procedimiento cosmético o
quirúrgico, de modo que el rayo de salida divergirá en una gran
magnitud y garantizará la seguridad del ojo desde una distancia de
unos pocos centímetros de un objetivo, mientras que la densidad de
energía es suficientemente elevada para permitir eficacia clínica.
Por ejemplo, un láser de Erbio de miniatura de 0,21 Julios/impulso,
que produce un tamaño de punto de 1 mm^{2}, y genera una densidad
de energía de 2,1 J/cm^{2}, mayor que el umbral para ablación de
tejido, será seguro para los ojos desde una distancia de 10 cm de
un objetivo si el rayo tiene un semiángulo de divergencia de 45
grados.
Aunque el láser es una herramienta quirúrgica
efectiva cuando la unidad difusora está muy cerca de la superficie
del tejido, la seguridad es garantizada después de que la unidad
difusora es reposicionada de modo que esté dispuesta a una
distancia de unos pocos milímetros, dependiendo de la energía del
láser, de la superficie del tejido. Como se ha mostrado en la fig.
5e, la densidad de energía del rayo dispersado 14 que incide sobre
la superficie del tejido 25 es mucho menor que la densidad de
energía que resulta cuando la unidad difusora está próxima a la
superficie del tejido.
La unidad difusora está destinada a inducir la
dispersión aleatoria a pesar de cualesquiera condiciones externas
adversas encontradas durante el procedimiento quirúrgico.
La causa más probable de un cambio potencial en
la velocidad de dispersión del rayo láser que pasa a través de la
unidad difusora 15 resulta del contacto con el tejido. Siguiendo un
procedimiento quirúrgico en el que la unidad difusora hace contacto
con el tejido, el residuo líquido 36, tal como sebo, agua y gel de
refrigeración, como se ha mostrado en la fig. 6a, puede acumularse
en el elemento 13 transmisor de modo difuso. El índice de
refracción del residuo líquido 36 puede ser tal que, en combinación
con el índice de refracción del elemento 13 transmisor de modo
difuso, el rayo refractado 38 se aproxime al diseño del rayo
colimado 24 que incide sobre la unidad difusora.
Para minimizar el riesgo de daño que puede
existir si el rayo refractado es casi colimado, el elemento 13
transmisor de modo difuso es montado dentro de la unidad difusora
15, que es preferiblemente cerrada herméticamente con el elemento
39 de cierre hermético como se ha mostrado en la fig. 6b, para
impedir la acumulación de residuo líquido en el anterior. El
elemento transmisor transparente 42 está unido al extremo distal de
la unidad difusora 15 por adhesión y por medio de un espaciador (no
mostrado) y está separado del elemento 13 transmisor de modo difuso
por un espacio de aire 41. El elemento transmisor transparente 42 y
el elemento trasmisor de modo difuso 13 son mutuamente paralelos, y
ambos son perpendiculares al eje longitudinal de la unidad difusora
15. Cuando el espacio de aire es menor que un valor predeterminado,
un aumento correspondiente en el diámetro del haz debido a la
dispersión es limitado, asegurando por ello una efectividad mínima
de la radiación transportada por el rayo láser para aplicaciones
clínicas. Se apreciaría que la acumulación de residuo líquido en el
elemento transmisor transparente 42 no comprometa la seguridad
inherente de una unidad de láser equipada con una unidad difusora.
Como la dispersión tiene lugar en el elemento 13 transmisor de modo
difuso, y el índice de refracción combinado de espacio de aire 41,
elemento 42 transmisor transparente y residuo líquido no es
suficiente para hacer que el rayo dispersado sea colimado una vez
más, la seguridad inherente de la unidad de láser es preservada. La
acumulación de residuo líquido no afectará a la eficacia clínica de
la unidad de láser ya que el elemento transmisor transparente 42 es
mantenido cerca de un objetivo durante un procedimiento
quirúrgico.
Una ventaja adicional resultante de la
separación del elemento 32 transmisor transparente del elemento 13
transmisor de modo difuso se refiere a la seguridad añadida. Incluso
si el elemento 42 transmisor transparente se rompe, el elemento 13
transmisor de modo difuso dispersará el rayo láser.
Un elemento transmisor de modo difuso, destinado
a conseguir difundir en semiángulos mayores de 45 grados y tan
próximo como sea posible a un difusor transmisor ideal, que genera
un semiángulo de 60 grados, puede ser producido de varias
maneras:
- \bullet
- Chorreando con arena la superficie de una placa de vidrio, zafiro, acrílico o policarbonato con finas partículas que tienen un tamaño que oscila desde 1 a 200 micras, dependiendo de la longitud de onda del rayo láser, compuesto, por ejemplo, de óxido de aluminio;
- \bullet
- Chorreando con arena la superficie de una placa de molde con finas partículas que tienen un tamaño que oscila desde 1 a 200 micras, dependiendo de la longitud de onda del rayo láser, compuesto, por ejemplo, de óxido de aluminio y que reproduce el contorno de una superficie de placa de molde formada de nuevo apretando acrílico caliente, u otro material adecuado sobe ella;
- \bullet
- Grabando la superficie de una placa de vidrio o de zafiro por medios químicos tales como fluoruro de hidrógeno;
- \bullet
- Grabando la superficie de una placa de vidrio con un rayo láser de CO_{2} focalizado y explorado;
- \bullet
- Aplicando una delgada lámina de un polímero difusor de la luz, tal como una lámina de policarbonato, una placa acrílica difusora de la luz, papel de cera Milar de alta calidad o "Papel Pergament" gráfico a una placa de vidrio;
- \bullet
- Generando un diseño de difracción sobre la superficie de un vidrio o sobre una lámina de acrílico o policarbonato por medio de un proceso holográfico para controlar por ello el ángulo de divergencia a través de un diseño de difracción, que es preferiblemente tan grande como un semiángulo de al menos 40-45;
- \bullet
- Proporcionando una disposición distribuida aleatoriamente de fibras delgadas, dispuestas por ejemplo en forma de un concentrador de luz de mazo de fibra cónico, tal como el producido por Schott, Alemania, cuya abertura está provista de un semiángulo de salida mayor de 40 grados.
La fig. 7 ilustra el efecto de dispersión que es
conseguido por chorreado con arena. Como se ha mostrado en la fig.
7a, la placa metálica 50 es bombardeada con partículas 48 de óxido
de aluminio, creando por ello una distribución aleatoria de
cráteres 51, cada uno de los cuales tiene un tamaño diferente. El
líquido 52, que es sensible a luz ultravioleta, es despilfarrado
sobre la placa metálica 50 en la fig. 7b y polimerizado por
radiación ultravioleta. Después de la retirada de la placa 50, para
reutilizar en el siguiente lote de producción, la placa deslustrada
transparente 53 es producida, como se ha mostrado en la fig. 7c
cubierta por un lado con una distribución aleatoria de lentes
convexas 55 de tamaño de miniatura. Las lentes 55, que tienen una
longitud focal muy corta de aproximadamente unas pocas longitudes de
onda, convierten un rayo láser colimado en un rayo fuertemente
divergente con una pérdida completa de coherencia. Es posible usar
una técnica similar para producir una superficie con microlentes
convexas o cóncavas 57, como se ha mostrado en la fig. 7d. Las
microlentes pueden ser producidas también apretando acrílico fundido
sobre un molde de microlentes, en vez de usar una técnica de curado
con UV.
Como se ha descrito antes, un rayo de salida
procedente de una unidad de láser es dispersado aleatoriamente por
una unidad difusora. Un tipo de una unidad difusora es un difusor de
un solo ángulo ancho como se ha mostrado en la fig. 8a y comprende
un elemento 781 transmisor de modo difuso que produce luz dispersada
782 desde un rayo láser 780 que tiene un amplio ángulo de difusión
T. Otro tipo de unidad difusora está mostrado en la fig. 8b, en el
que el amplio ángulo de difusión es alcanzado usando un elemento
óptico divergente 783, y al menos un difusor 784 y el elemento
refractor/reflector 785. Con este tipo de unidad difusora, un amplio
ángulo de difusión T es generado en tres etapas: el elemento óptico
783 produce un rayo divergente T_{1} de amplio ángulo desde el
rayo láser 780, el difusor 784 produce un pequeño ángulo de difusión
de T_{2} y el elemento refractor/reflector 785 expande el ángulo
T_{2} para conseguir un amplio ángulo de difusión T. Tal unidad
difusora de múltiples componentes puede conseguir un amplio ángulo
de difusión con el uso de elementos de elevada resistencia térmica
y durabilidad. Se apreciará que el elemento refractor/reflector 785
puede no necesariamente estar dispuesto distalmente con respecto al
difusor 784, y puede ser configurado de cualquier otro modo a fin
de conseguir un amplio ángulo de difusión T.
La fig. 9 ilustra otra realización preferida de
una unidad difusora, designada como número 200. La unidad difusora
200 es una unidad difusora de ángulo amplio, es decir, una que
genera un ángulo de dispersión que se aproxima al de un difusor
transmisor ideal, aún es capaz de resistir láser de elevados niveles
de energía usando vidrio hecho de difusores de pequeño ángulo. Tal
unidad difusora es empleada ventajosamente en aquellas aplicaciones
para las que son necesarias elevadas densidades de energía para
eficacia clínica, y consiguientemente solo un amplio ángulo de
dispersión puede garantizar la seguridad del ojo.
Como se ha representado en la fig. 9a, la fibra
óptica 201 está dispuesta junto al extremo próximo de la guía de
luz cónica 202, de tal modo que los rayos de luz 203 que salen de la
fibra 201 con una divergencia de semiángulo A inciden en la pared
interior de la guía de luz 202. Los rayos 203 son entonces
reflejados desde la pared interior de la guía de luz en un ángulo R
de refracción crecientemente menor. La pared interior está revestida
con un revestimiento reflectante de modo que el ángulo de reflexión
R será menor que el ángulo crítico de reflexión interna total. El
ángulo de conicidad o estrechamiento y las dimensiones de la guía de
luz así como la distancia de la fibra desde la guía de luz son
seleccionados de modo que el semiángulo C de salida de la luz
difusa 208 que se propaga desde el extremo distal 204 de la guía de
luz es al menos de 60 grados. También, la distancia entre la fibra
201 y el extremo distal 204 es seleccionada de modo que la densidad
de energía de los rayos 207 emitidos desde la fibra 202 al extremo
distal 204 sin ninguna reflexión desde la pared de la guía de luz
será suficientemente baja para ser considerada segura para el ojo
cuando sea dispersada desde el difusor 205 de pequeño ángulo, por
ejemplo 10 grados, que induce un ángulo de dispersión relativamente
pequeño y está colocado próximo con respecto al extremo distal 204
de la guía de luz. Un difusor de ángulo pequeño es seleccionado
ventajosamente debido a la disponibilidad de tales difusores, su
alta durabilidad y capacidad para resistir una elevada densidad de
energía, como se requiere para aplicaciones estética e industriales.
El difusor 205 de pequeño ángulo aumenta la divergencia de la luz
difusa 208, además de la divergencia generada por la guía de luz
cónica 202.
En una unidad difusora ejemplar, la fibra 201
induce una divergencia de semiángulo de 25 grados, la distancia
desde la fibra 201 a la guía de luz 202 es de 16 mm, el diámetro
interior de la guía de luz 202 en su extremo próximo es de
15 mm, el ángulo de conicidad de la guía de luz 202 es de 3 grados, y la longitud de la guía de luz 202 es de 142 mm.
15 mm, el ángulo de conicidad de la guía de luz 202 es de 3 grados, y la longitud de la guía de luz 202 es de 142 mm.
La unidad difusora 200 puede también incluir una
segunda guía de luz (no mostrada) que recibe luz difusa 208 desde
el extremo distal de la guía de luz 202. Esta segunda guía de luz es
suficientemente larga de modo que la luz difusa 208, que se propaga
desde el difusor 205 de pequeño ángulo, será emitida desde la
superficie completa del plano de salida de la segunda guía de luz.
El plano de salida de la segunda guía de luz funciona por ello como
una fuente difusa extendida. Por ejemplo, una segunda guía de luz
que tiene una longitud de 50 mm y un difusor de pequeño ángulo que
induce un ángulo de dispersión de 10 grados permitirá que la luz
difusa se expanda a un diámetro mayor de 5 mm en la salida de la
segunda guía de luz.
Como se ha mostrado en la fig. 9b, la unidad
difusora 200 comprende una disposición de microlentes 210, en vez
de una fibra óptica como en la fig. 8a, que está dispuesta junto al
extremo próximo de la guía de luz cónica 202. La disposición 210
está configurada de tal modo que los rayos de luz 203 que salen de
ella con la divergencia de semiángulo A inciden sobre la pared
interior de la guía de luz 202.
La fig. 10 ilustra la unidad difusora 700, que
comprende otro tipo de extensor de haz angular, en particular uno
que comprende un conjunto de espejos cóncavos y convexos. La fibra
701 de pequeño ángulo de la que salen los rayos de luz 703 con una
divergencia de pequeño ángulo A, tal como 5 grados, es empleada
ventajosamente ya que la unidad difusora 700 proporciona una
amplificación angular elevada.
Como se ha mostrado en la fig. 10a, la
divergencia de semiángulo A es seleccionada de modo que un rayo de
luz 703 incide sobre el espejo convexo 702 y es reflejado desde él
al espejo cóncavo 705. Un rayo 703 es además reflejado desde el
espejo 705 en un ángulo que permite incidir sobre, y ser dispersado
por, el elemento 710 transmisor de modo difuso, que está fijado al
espejo cóncavo 705. En la fig. 10b, la unidad difusora 700 está
adicionalmente provista de la guía de luz 715. La luz que sale del
elemento 710 transmisor de modo difuso es recibida por la guía de
luz 715 y es reflejada dentro de su pared interior, dando como
resultado una difusión de amplio ángulo desde la superficie
completa de la guía de luz 715. La guía de luz 715 funciona por ello
como una fuente de luz difusa extendida ideal.
La fig. 11 ilustra una unidad difusora en la que
dos difusores holográficos 220 y 221 de 40-45 grados
están unidos a guías de luz 222 y 223, respectivamente. Cada
difusor holográfico induce una divergencia de semiángulo de
aproximadamente 40-45 grados. A fin de aumentar la
divergencia, se usan dos difusores holográficos. Los rayos de luz
218 que se propagan desde una fuente de luz monocromática son
dispersados por el difusor 220 a un semiángulo de D y a
continuación son reflejados dentro de la pared interior de la guía
de luz 222. Los rayos de luz dispersados son además dispersados por
el difusor 221 a un semiángulo de E, son reflejados dentro de la
guía de luz 223, y salen de la unidad difusora en un semiángulo de
F, que se aproxima a 60 grados, el valor correspondiente a un
difusor transmisor ideal. Las guías de luz son enfriadas de modo que
los difusores holográficos, que están usualmente hechos de material
plástico, serán también enfriados de modo que sean capaces de
resistir las elevadas solicitaciones térmicas impuestas por un rayo
láser de alta energía. Cada guía de luz puede ser maciza o hueca, y
puede estar hecha de vidrio, zafiro, un dieléctrico líquido, o
plástico.
La fig. 12 ilustra otra realización preferida
del invento en la que la unidad difusora 300 comprende dos difusores
distintos 301 y 302, en que al menos uno es axialmente desplazable.
La fig. 12a ilustra la unidad difusora 300 en una posición activa,
de tal modo que los difusores 301 y 302 están esencialmente en
contacto entre sí. Cuando están en una posición activa, los
difusores 301 y 302 actúan como un difusor singular de dispersión
aleatoria, ya que sustancialmente toda la luz monocromática 305 que
incide sobre el difusor 301 es transmitida al difusor 302. Aunque
la densidad de energía necesaria para realizar un tratamiento eficaz
con luz monocromática 305 es afectada mínimamente, un ligero
aumento de la energía láser puede compensar cualesquiera pérdidas de
densidad de energía. La fig. 12b ilustra una unidad difusora 300 en
una posición inactiva, de tal modo que los difusores 301 y 302
están separados entre sí en una distancia L, que es suficientemente
larga para asegurar que la radiancia de la luz dispersa que sale
del difusor 301 y es dispersada adicionalmente por el difusor 302
está por debajo de un nivel que es seguro para los ojos de una
persona.
Como se ha mostrado, el difusor 301 es
desplazable axialmente por medio de una pluralidad de resortes 308
que conectan el montaje del difusor 301a al montaje del difusor
302a. Cuando la palanca 305 que está conectada al montaje de
difusor 301a es apretada, los resortes 308 son comprimidos y el
difusor 301 resulta sustancialmente en contacto con el difusor 302,
como se ha mostrado en la fig. 12a. El extremo distal 317 de la
pieza de mano o empuñadura 303 es a continuación llevado a contacto
con la posición de la piel que ha de ser tratada por luz
monocromática 305 que tiene una elevada densidad de energía y una
elevada radiancia. Al terminar un procedimiento quirúrgico o
cosmético deseado, la palanca 315 es soltada y los resortes 308 son
cargados para separar el difusor 301 del difusor 302 por una
distancia L, como se ha mostrado en la fig. 12b, por lo que la
radiancia de la luz dispersada está por debajo de un nivel seguro.
Se apreciará que pueden ser usados cualesquiera otros medios bien
conocidos para los expertos en la técnica para desplazar axialmente
uno o más de los difusores.
La fig. 13 ilustra una realización del presente
invento por la que tejido, que tiene un área mayor que el área del
rayo que incide sobre él, puede ser tratado sin sobre- exposición a
un rayo láser. En los sistemas de la técnica anterior que usan un
escáner, el rayo de tratamiento es rápidamente desplazado de una
manera programable desde una posición a otra sobre el tejido que ha
de ser tratado. Aunque este método proporciona un tratamiento
rápido y fiable, hay un riesgo significativo, sin embargo, de que el
rayo láser sea fiable para ser dirigido a los ojos, piel o
materiales inflamables situados en la proximidad de la unidad de
láser.
Se ha mostrado la unidad difusora designada en
general por 60. En esta realización la unidad difusora está
rígidamente unida al sistema de entrega 61, que está provisto de un
escáner. El elemento 63 transmisor de modo difuso está formado con
una pluralidad de objetivos visibles 66 y está colocado cerca de la
piel, mirando al extremo distal del sistema de entrega 61. La
unidad difusora 60 está preferiblemente provista de un elemento
transmisor transparente, como se ha descrito anteriormente. Un rayo
64 de salida colimado o convergente coherente es dirigido a través
de una pluralidad de reflectores 65 que pueden volver a posicionarse
a un objetivo determinado 66 indicado gráficamente sobre el
elemento 63 transmisor de modo difuso. El rayo que incide sobre un
objetivo predeterminado 66 es dispersado aleatoriamente y
convertido en un rayo 67 no coherente cuya densidad de energía es
esencialmente similar a la del rayo de salida 64. Los reflectores 65
son posicionables de nuevo de modo controlable por medio de un
escáner, por lo que pueden ser desplazados desde una posición y
disposición angular a otra, de modo que dirijan el rayo de salida
64 de modo preciso a otro objetivo 66. La secuencia de qué objetivo
ha de recibir el rayo de salida 64 después de un objetivo
seleccionado es programable y es preferiblemente semialeatoria para
reducir daños que pueden ser producidos como consecuencia del
tratamiento de dos objetivos adyacentes, con el incremento de
tiempo entre dos dosis de tratamiento láser que es menor que un
valor preferido. Una secuencia programable impide por un lado la
posibilidad de que un objetivo no reciba un rayo de salida en su
totalidad, y por el otro lado impide la posibilidad de que no
resulte expuesto de manera inadvertida dos veces al rayo de salida.
Con el uso de la unidad difusora 60, rayos de pequeño diámetro, por
ejemplo de 0,1 - 7,0 mm, pueden ser empleados ventajosamente para
tratar un tejido que tiene un área de 16 cm^{2}. Similarmente, un
escáner puede ser empleado para cualquier otra unidad difusora de
área amplia factible, tal como una disposición de difusores/guías
de luz que incorporan las unidades ilustradas en las figs. 9 a 12,
por lo que un rayo láser de salida puede ser dirigido a cada uno de
los difusores/guías de luz. Tal disposición puede consistir de 9
difusores/guías de luz, cada una con un diámetro de 3 mm, para
cubrir un área de 81 mm^{2}. La exploración puede también ser
conseguida moviendo lateralmente un extensor angular sobre la
disposición de difusor/guía de luz.
La fig. 14 ilustra otra realización referida del
invento, en la que no es usada una unidad difusora, sino que en su
lugar un elemento óptico divergente es empleado para producir un
rayo de salida que tiene radiancia, o alternativamente densidad de
energía, dependiendo de la longitud de onda, por debajo de un nivel
seguro.
Como se ha mostrado en la fig. 14a, el elemento
óptico divergente 741 es colocado en la unidad divergente 748 que
está unida al extremo distal de la unidad de láser por cualesquiera
medios representados anteriormente en la fig. 2. El elemento
divergente 741, que está provisto de una longitud focal
relativamente corta, focaliza el rayo de entrada 740 en el punto F.
El rayo diverge en un punto situado distalmente con respecto al
punto F, como es bien conocido para los expertos en la técnica, y
produce un rayo divergente 742 que tiene un ángulo divergente de H,
una sección transversal 743 en un plano coplanario con el extremo
distal 744 de la unidad divergente 748 y una sección transversal
752 en un plano coplanario con la pantalla 750. Cuando el rayo
divergente 742 tiene una dimensión en sección transversal al menos
igual a la sección transversal 752, su radiancia es menor que un
nivel seguro para el ojo.
La radiación láser pulsatoria en el intervalo de
longitud de onda de 1400 nm a 13 micras, de acuerdo con la norma
ANSI Z 136.1 es considerada segura para los ojos si el Límite de
Energía Accesible (AEL) en el plano ocular es menor que un valor de
0,56*t**(1/4) J/cm^{2}, donde t es la duración del impulso en
segundos. Por ejemplo, una duración de impulso típica que oscila
desde 1 a 100 ms está asociada con un AEL que oscila desde 0,1 a
0,3 J/cm^{2}, respectivamente. Consiguientemente, la unidad
divergente 748 está provista de al menos una pantalla 750, cada una
de las cuales impide que la cabeza de una persona entre en una zona
del rayo divergente en la que la densidad de energía es mayor que
el AEL. La pantalla 750 está conectada al tubo 746 de la unidad
divergente 748 por medio de un miembro rígido 747, y un miembro
transversal 749. La longitud del miembro transversal 749 y el grado
de divergencia angular H son seleccionados para asegurar que la
densidad de energía distal a la pantalla 750 es menor que el AEL.
Normalmente, el miembro transversal 747 no está rindiendo a la
presión de cabeza, asegurando por ello la seguridad para el ojo. Sin
embargo, cuando una palanca es accionada, por ejemplo el miembro
transversal 747 es abierto y un resorte (no mostrado), que está
normalmente en estado relajado y conectado, tanto al miembro rígido
747, como al miembro transversal 749, resulta tensado y permite que
la pantalla sea desplazada para acercarla. Cuando la pantalla 750 es
desplazada en sentido próximo, el extremo distal 744 de la unidad
divergente 748 puede estar en contacto con una posición objetivo de
la piel y puede ser utilizada la sección transversal 743 del rayo
742 con una densidad de energía suficientemente elevada para una
aplicación deseada. Por ejemplo, la unidad divergente 748 es
adecuada para aquellas aplicaciones por las que el rayo láser es
muy absorbido por el agua.
La fig. 14b ilustra la unidad divergente 950,
que comprende la disposición 991 de lentillas de focalización cada
una de las cuales tiene un diámetro por ejemplo de 0,7 mm, la
disposición 992 de lentes cada una de las cuales está provista de
un revestimiento reflectante 993 en su lado distal, y una pluralidad
de reflectores convexos 995 unidos a la placa transparente 994. Los
rayos 990 procedentes de un rayo láser colimado son focalizados por
lentillas 991 y transmitidos a través de un área 999 no reflectante
formada en el lado distal de cada lente 992. La situación de cada
área no reflectante 999 es seleccionada de modo que un rayo
focalizado que se propaga a su través incidirá sobre un reflector
correspondiente 995 en un ángulo de reflexión tal que será
reflejado desde el mismo e incidirá sobre un revestimiento
reflectante correspondiente 993, desde el cual es de nuevo
reflejado y se propaga a través de una placa transparente 994. La
mayor parte de los rayos, tal como los rayos 996 salen entonces de
la placa 994. Sin embargo, algunos rayos, tales como los rayos 989,
inciden sobre un lado transversal 997 de la placa 994, que está
provista de un revestimiento reflectante y hace que estos rayos
salgan por la placa 994. La placa 994 consiguientemente funciona
como una guía de luz cuando refleja transversalmente rayos de luz
que inciden sobre un lado 997. La longitud, es decir, la distancia
entre los lados 997, de la placa 994 es sustancialmente igual a la
longitud de la disposición 991, y por ello la densidad de energía
de un rayo de entrada es preservada en la salida de la placa 994. A
fin de cumplir con los requisitos de las normas antes mencionadas,
en particular para conseguir un nivel de radiancia seguro con una
lente que tiene un diámetro de 0,7 mm y producir un semiángulo
divergente de 60 grados, una lentilla 991 con una longitud focal de
8 mm puede ser usada para conseguir una radiancia uniforme en un
ángulo sólido de aproximadamente \Pi estereorradianes.
El extremo distal de la placa 994 puede ser
grabado para difundir más la luz divergente que sale de ella, de
modo que el extremo distal puede funcionar como una fuente de luz
difusa extendida. Si se desea, la placa transparente puede ser
sustituida por una guía de luz.
En resumen, el presente invento incorpora cuatro
grupos de unidades que hacen que una luz monocromática diverja en
un ángulo suficientemente amplio de modo que la radiancia del rayo
de salida sea segura para los ojos.
- 1)
- Una unidad divergente provista de un único elemento óptico divergente;
- 2)
- Una unidad divergente de múltiples componentes, provista de elementos ópticos reflectores y refractores, y sin ningún difusor;
- 3)
- Una unidad difusora provista de un único elemento transmisor de modo difuso, delgado; y
- 4)
- Una unidad difusora de múltiples componentes, por lo que un ángulo de difusión divergente amplio es conseguido usando un componente óptico refractor/reflector térmicamente muy resistente, así como al menos un difusor de bajo ángulo térmicamente resistente.
Cuando se emplea una unidad difusora o
divergente de múltiples componentes, puede usarse un dispositivo de
vigilancia de seguridad para los ojos relativamente simple. Debido a
la elevada durabilidad térmica de la unidad de múltiples
componentes seleccionada, la homogeneidad de la radiancia es
esencialmente preservada desde el extremo próximo al extremo distal
de la misma. Consiguientemente, el muestreo limitado del nivel de
radiancia es requerido, y un dispositivo de vigilancia caro es hecho
innecesario. Otra ventaja de una unidad de múltiples componentes es
que la luz monocromática reflejada desde la piel vuelva a la unidad
correspondiente a través de una guía de luz con respecto a una
unidad difusora y a través de una placa transparente con respecto a
una unidad divergente, impidiendo un efecto adverso sobre la piel si
se reflejara luz monocromática para volver a ella.
La fig. 15 ilustra otra realización preferida
del invento en la que una unidad difusora está provista de un
sistema de refrigeración de la piel. Los dispositivos de
refrigeración de la piel transparentes son usados a menudo en unión
con los tratamientos de la piel con láser. Sin embargo, no dispersan
luz de láser y no reducen los riesgos asociados con la exposición a
un rayo láser. Las figs. 13a-d ilustran
refrigeradores de la piel de la técnica anterior. En las figs. 15a
y 15b lentes o placas transparentes 80 están en contacto con el
tejido 79. El líquido 81 de refrigeración, que fluye a través del
conducto 83, conduce calor desde la piel calentada a un
refrigerador. El rayo láser de tratamiento 82 se propaga sin ser
dispersado a través del dispositivo de refrigeración y penetra en
la piel. En la fig. 15c es usado un refrigerante gaseoso 84. En la
fig. 15d, una placa muy conductora 86 está en contacto con el
tejido 79 y es enfriada por un refrigerador termoeléctrico 85.
Como se ha mostrado en la fig. 15e, la unidad
difusora 75 comprende un elemento 74 transmisor de modo difuso, un
elemento 70 transmisor transparente y el conducto 71 formado entre
ellos. El conducto 71 es llenado con un gas o líquido a baja
temperatura de aproximadamente 4ºC, que entra en el conducto 71 a
través de la abertura 72 y sale por la abertura 78. El fluido
refrigerante circula preferiblemente a través de un refrigerador (no
mostrado). La unidad difusora 75 está posicionada en contacto con
la piel, para su tratamiento y refrigeración. El elemento 70
transmisor transparente es preferiblemente producido a partir de un
material con conductividad térmica elevada tal como zafiro, a fin
de maximizar el enfriamiento de la epidermis. El elemento 74
transmisor de modo difuso está dispuesto de tal modo que su cara
próxima es el lado deslustrado y su cara distal es plana,
enfrentada al conducto 71. En la fig. 15f, la unidad difusora
comprende el elemento 74 transmisor de modo difuso hecho de zafiro,
que es enfriado en sus costados laterales 75 por el refrigerador
termoeléctrico 76. El lado proximal 74 está deslustrado y el lado
distal uniforme mira a la piel. Los parámetros del fluido circulante
y del refrigerador son similares, por ejemplo, al enfriador de piel
Cryo 5 producido por Zimmer, California, Estados Unidos de
Norteamérica. Se apreciará que cualquiera de los medios
refrigeradores de la piel ilustrado en las figs.
15d-f puede ser usado para enfriar la piel que es
calentada como resultado de la incidencia de luz monocromática
sobre ella incluso aunque no se use un elemento transmisor de modo
difuso.
La seguridad de los ojos cuando son expuestos al
rayo de salida de una unidad difusora o divergente es
significativamente mejorada con relación a los dispositivos de la
técnica anterior.
Los parámetros para análisis de seguridad para
los ojos son presentados en "Manual de Seguridad del Láser" de
Mallow y Chabot, 1978 en que la norma ANSI Z 136.1 es citada. Un
rayo láser que es reflejado desde una superficie difusora de luz es
categorizado como una fuente difusa extendida si puede ser vista en
un ángulo A de visión directa, mayor que un ángulo mínimo Amin, con
respecto a una dirección perpendicular a la fuente del rayo láser.
Si un rayo reflejado no puede ser visto en el ángulo A, es
categorizado como una fuente de visión entre rayos. Como un rayo
reflejado está más colimado cuando es visto a distancia, las
condiciones de visión son entre rayos si la distancia R desde la
fuente del láser es mayor que una distancia Rmax.
Otro parámetro significativo es la radiancia
máxima permitida, normalmente denominada Límite de Energía Accesible
(AEL) mientras se mira a una superficie difusora que refleja
completamente un rayo láser. El AEL depende de la densidad de
energía, duración de la exposición, y longitud de onda del rayo
láser, así como del ángulo sólido en el que el rayo láser es
difundido. El nivel de seguridad de una unidad de láser es evaluado
comparando el AEL con la radiancia real (AR) del rayo láser. Mirar
a la salida de una unidad de difusión de acuerdo con el presente
invento es equivalente a mirar hacia un difusor extendido
reflectante con 100% de reflectividad. El AEL para radiación
visible y próxima al infrarrojos que sale de una unidad difusora
para la que son innecesarias gafas protectoras basado en una fuente
difusora extendida está definido por ANSI Z 136.1, como
10*k1*k2*(t^1/3) J/cm^{2}/sr, donde t está en segundos y k1=k2=1
para una longitud de onda de 400-700 nm, k1 = 1,25 y
k2 = 1 a 750 nm, k1=1,6 y k2=1 a 810 nm, k1=3 y k2=1 a 940 nm y k1
= 5 y k2 = 1 a una longitud de onda de 1060 a 1400 nm. El límite de
seguridad fijado por ISO 15004:1997 E para radiación pulsatoria es
14 J/cm^{2}/sr.
La radiancia real (AR) es la energía real por
cm^{2} por estereorradián emitida desde una unidad difusora. La
relación entre AEL y AR indica el nivel de seguridad de la unidad de
láser que emplea una unidad difusora, de acuerdo con el presente
invento. Una relación menor que 1 es esencialmente insegura. Una
relación entre 1,0 y 5 es similar a las fuentes de flash de alta
intensidad usadas en fotografía profesional y fuentes de luz
pulsatoria intensa usadas en tratamientos estéticos, y es muchos más
segura que las fuentes de láser de la técnica anterior. Las fuentes
de láser de la técnica anterior que no incorporan una unidad
difusora tienen una relación que es varios órdenes de magnitudes
menores que 1.
La Tabla I siguiente presenta una comparación en
términos de seguridad para el ojo entre el rayo de salida de luz
monocromática después de ser dispersado por una unidad difusora en
un ángulo sólido de 3,14 sr, que es equivalente a la alcanzado por
un difusor de transmisión ideal, de acuerdo con el presente invento.
Los parámetros de una unidad de láser a base de diodos no
coherente, están basados en una producida por Dornier Germany. Los
parámetros para una unidad de láser a base de Alexandrita no
coherente están basados en una producida por Sharplan/ESC
(Epitouch). Los parámetros para una unidad de láser a base de Nd:YAG
no coherente destinados a foto-rejuvenecimiento
están basados en una producida por Cooltouch, Estados Unidos de
Norteamérica. Los parámetros para una unidad de láser a base de
tinte no coherente están basados en una producido por ICN (Nlight).
Los parámetros para una unidad de láser de luz pulsatoria intensa
están basados en una producida por ESC. El AEL para una longitud de
onda particular y duración de impulso está basado en la norma ANSI Z
136.1 antes mencionada.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
La tabla muestra que el rayo de salida de
acuerdo con el presente invento es esencialmente tan seguro para el
ojo, o más seguro que, fuentes luminosas pulsatorias intensas no
coherentes de banda amplia, tales como las usadas para fotografía
profesional o las usadas para cirugía estética. La luz monocromática
dispersada, para la mayoría de las fuentes de luz, no necesita
gafas protectoras y es más segura que un vistazo accidental al sol
durante una fracción de segundo. Aunque la relación para las fuentes
de Alexandrita y de Luz Pulsatoria Intensa es menor que 1 y deben
usarse gafas protectoras, la atenuación óptica requerida para estas
fuentes de luz es menor que 3, mucho menor que la atenuación óptica
requerida con el uso de una fuente de luz monocromática tradicional
no provista con una unidad difusora, que es del orden de
10^{4}-10^{7}. Se apreciará que un nivel
similar de seguridad para los ojos para unidades de láser que
utilizan una unidad difusora puede ser conseguido con un ángulo de
dispersión muy amplio, que se aproxima a un ángulo medio de 60
grados o un ángulo sólido de \prod estereorradianes. La
dispersión de ángulo pequeño puede dar como resultado un nivel
diferente de seguridad para los ojos cuando es hecha funcionar a
una densidad de energía adecuada para tratamientos estéticos; sin
embargo, tal rayo de salida dispersado es mucho más seguro que el
rayo de salida de una unidad de láser coherente tradicional.
La radiancia de la luz emitida por una unidad
difusora puede ser medida para verificar que cumple con las normas
apropiadas para la seguridad de los ojos de un láser. En una
realización, un láser convertido utilizando una unidad difusora de
acuerdo con el presente invento está provisto con un dispositivo que
mide la seguridad para los ojos. Tal dispositivo puede ser un
medidor de energía tal como el producido por Ophir, Estados Unidos
de Norteamérica o una disposición de sensores de luz 805 como se ha
representado en la fig. 16. El dispositivo de medición de seguridad
para los ojos está provisto con circuitos de control que están en
comunicación con el sistema operativo de la unidad de láser, de
modo que, como consecuencia de un contratiempo, es emitido un aviso
o alarma que indica que se requieren gafas protectoras si la
radiancia medida de un rayo láser dispersado es mayor que un valor
seguro predeterminado. Alternativamente, los circuitos de control
pueden interrumpir el funcionamiento de la unidad de láser si la
radiancia medida de un rayo láser dispersado es mayor que un valor
seguro predeterminado.
La fig. 16 ilustra un dispositivo de medición de
seguridad para los ojos, designado como número 800. El dispositivo
800 es operativo para mediar la radiancia de luz dispersada 810, que
es dispersada por medio de la unidad difusora 15 unida al extremo
distal 809 de la pieza de mano o empuñadura 801 de la unidad de
láser. El dispositivo 800 está provisto con una disposición de
detectores de luz 806, por ejemplo detectores semiconductores de
óxido metálico complementarios (CMOS) que proporcionan imágenes de
luz, en el extremo distal 805 del mismo, sobre el que la luz
dispersada 810 incide después de pasar a través de la apertura 808
de diámetro Q_{0} y lente 807. Después de haber insertado el
extremo distal 809 en una abertura complementaria formada dentro
del dispositivo 800 hasta que hace contacto con la placa de tope
anular 804 perpendicular a la pared exterior 803 del dispositivo
800, la unidad de láser es encendida. Con propósito de claridad, la
luz que se propaga a través del segmento Q_{1} de la unidad
difusora 15 incide sobre el segmento Q_{2} de la disposición de
detectores 806. La radiancia de la luz dispersada 810 es por ello
determinada dividiendo la cantidad de energía detectada por los
detectores 806 por el diámetro Q_{0} de abertura 808 y por la
característica de ángulo sólido de la estructura detectora. Por
ejemplo, la distancia D entre la placa de tope 804 y la abertura
808 es de 200 mm, el segmento Q_{1} del elemento difusor 15 es 0,7
mm, y el diámetro Q_{0} de la abertura es 7 mm, para cumplir con
las reglas descritas en ANSI Z 136.1.
La fig. 17 ilustra un sistema en el que la
seguridad para los ojos en la proximidad de una unidad de láser que
emite un haz infrarrojo u otra radiación invisible es aumentada
añadiendo un dispositivo de flash o destello al sistema láser para
hacer que los ojos de una persona parpadeen durante la propagación
del rayo láser.
La fig. 17a ilustra un extremo distal 960 de una
unidad de láser, que emite luz 955 generada desde ella, siendo
dispersada preferiblemente la luz monocromática cuando es empleada
una unidad difusora. Para impedir el daño en el ojo 962 de una
persona presente situada en la proximidad de la unidad de láser, el
dispositivo de flash o destello 961 es añadido al extremo distal
960. El dispositivo de flash 961 genera un corto destello de luz
visible una fracción de segundo antes del encendido de un rayo
láser.
Como se ha mostrado en la fig. 17b, la
activación de la unidad de láser inicia un impulso eléctrico 963 en
el instante t_{0}, que dispara un circuito temporizador (no
mostrado). El circuito temporizador está destinado a generar y
transmitir el impulso 964 en el instante t_{1} al dispositivo de
flash 961, para producir un destello detectado por el ojo 962. El
dispositivo de flash 961 puede ser un medio de flash o destello bien
conocido asociado con cámaras o puede utilizar diodos, o
cualesquiera otros medios factibles para producir un flash o
destello instantáneo. Después de un período de tiempo
predeterminado, el circuito temporizador transmite un impulso al
sistema de control de la unidad de láser para encender un rayo láser
en el instante t_{2}. Este período de tiempo predeterminado, en
particular la diferencia entre t_{2} y t_{1}, es aproximadamente
de 0,25 segundos, igual al tiempo de reacción de parpadeo
incontrolado como una respuesta a la luz, y preferiblemente no es
mayor de 0,20 segundos. Un dispositivo de flash 961 puede ser
añadido a cualquier fuente de luz monocromática, tal como cualquier
tipo de láser o fuentes IPL, ya produzcan luz visible o
invisible.
La fig. 17c ilustra otra aplicación del
dispositivo de flash 961. Generando un destello con el dispositivo
961 y determinando si el detector 975 detecta la luz retrorreflejada
desde el ojo 962, un microprocesador (no mostrado) en comunicación
con un circuito de control (no mostrado) y con el detector 975, por
ejemplo un fotodetector, puede determinar que el ojo 962 está en
peligro de ser dañado a partir del encendido inminente de un rayo
láser procedente de la unidad de láser. La capa coroidal de la
retina refleja de modo difuso la fuente de luz 973 que incide sobre
ella a partir del destello generado previamente, y las ópticas de
ojo 962 vuelven a formar la imagen, o retrorreflejan, la luz de
nuevo al dispositivo de flash 961. El rayo retrorreflejado 974 es
reflejado desde el divisor de rayo 970 a través de una lente (no
mostrada) sobre 975. Dos detectores adyacentes adicionales (no
mostrados) detectan la luz reflejada desde otras áreas en la
habitación en la que está dispuesta la unidad de láser. Si la señal
generada por el detector 975 tiene una amplitud mucho mayor que las
señales generadas por los detectores adicionales, el microprocesador
determina que el ojo 962 está en el rango de encendido de un rayo
láser. El circuito de control del dispositivo de flash 961 envía a
continuación una señal de inhabilitación para el sistema de control
de la unidad de láser para impedir por ello el encendido de la
unidad de láser. Cuando el detector 975 es usado para detectar un
rayo retrorreflejado, y es generado un destello dentro del tiempo
predeterminado antes del encendido de un rayo láser, como se ha
ilustrado en la fig. 17b, con el fin de causar un parpadeo
incontrolable del ojo durante la propagación del rayo, la unidad de
láser es inherentemente segura. Es decir, incluso si el ojo no
parpadea, el detector 975 determinará que el ojo 962 está en el
intervalo de encendido de un rayo láser y la unidad de láser cesará
la operación.
Como puede verse a partir de la descripción
anterior, una unidad difusora del presente invento, que está montada
en la abertura de salida de una unidad de láser tradicional, induce
que el rayo de salida sea dispersado en un ángulo amplio. Como
resultado el rayo de salida no es dañino para los ojos y la piel de
los observadores, así como para objetos situados en la proximidad
del objetivo. Sin embargo, el rayo de salida retiene generalmente
un nivel similar de densidad de energía como el rayo generado desde
la abertura de salida cuando la unidad difusora está muy cerca o
esencialmente en contacto con el objetivo, y es por ello capaz de
realizar distintos tipos de tratamiento, tanto para cirugía
cosmética como para aplicaciones industriales. Las gafas protectoras
no son generalmente necesarias, y si lo son, gafas de sol
tradicionales serían el único requisito, permitiendo así que el
trabajo en una clínica estética sea menos incómodo.
Ejemplo
1
Se realizó un experimento para demostrar los
principios operativos del presente invento en que un adhesivo
difusor de la luz transparente "Cinta Mágica" fabricado por 3M,
con un espesor de 100 micras fue unido al extremo distal de una
unidad de láser de Alexandrita con un diámetro de 8 mm. El nivel de
energía del rayo láser es 11 J/impulso. El rayo láser fue dirigido
al lado blanco (posterior) de un papel fotográfico negro revelado
que tiene un espesor de 300 micras. Por comparación, el rayo láser
fue también dirigido al papel fotográfico sin el uso de la cinta
adhesiva.
La ablación del papel negro después de que el
rayo se hubo propagado y dispersado a través del papel blanco
proporciona una simulación visual de la capacidad del rayo láser
para penetrar piel transparente que dispersa la luz con el fin de
tratar folículos de pelo negro (o cualquier otro tipo de lesión)
bajo la piel.
La energía del rayo láser transmitida a través
de la cinta adhesiva, que provocó que el rayo láser se dispersara,
fue medida dirigiendo el rayo a un medidor de energía situado a una
distancia de 1 mm del extremo distal de la unidad de láser. La
energía del rayo láser dispersado cayó desde 11 a 10 J. Los
resultados de este experimento indican que el elemento transmisor
de modo difuso no absorbió una cantidad significativa de energía, ya
que una pérdida del 10% es esperada en cualquier caso debido a la
reflexión de Fresnel.
Cuando el rayo láser fue dirigido al lado blanco
(posterior) de una placa fotográfica revelada a una distancia de 1
mm, resultó una ablación del color negro en el lado opuesto del
papel fotográfico. No hubo diferencia en los resultados entre el
uso de cinta difusora de luz o no. Este experimento demuestra que
las prestaciones de un rayo láser de Alexandrita no coherente, de
acuerdo con el presente invento, a una distancia de 1 mm son
esencialmente iguales al rayo láser coherente correspondiente.
Cuando el rayo láser fue dirigido, sin la
adición de cinta difusora de luz, al papel fotográfico desde una
distancia de al menos 8 mm, resultó una ablación que es idéntica a
la que fue generada desde una corta distancia de 1 mm. Sin embargo,
cuando la cinta difusora de luz fue aplicada a la abertura de salida
de la unidad de láser desde una distancia de al menos 8 mm, el rayo
dispersado no dio como resultado una ablación. Consiguientemente,
el presente invento permite un elevado nivel de seguridad y ausencia
de daño al tejido corporal cuando está dispuesto a una distancia
relativamente grande del mismo.
Ejemplo
2
En un segundo experimento una unidad de láser de
Alexandrita de impulso largo con una longitud de onda de 755 nm,
duración de impulso de 40 ms, y con una densidad de energía de 25
J/cm^{2} fue usada para depilación. Se empleó una unidad difusora
con un difusor a base de polímero tejido de modo ultradenso con un
semiángulo de 15 grados producido por Barkan o un difusor
holográfico producido por Physical Optics Corporation (Estados
Unidos de Norteamérica) con un semiángulo de 40 grados. Los
difusores fueron usados en una base de una vez. Se aplicó gel
refrigerante entre el difusor y la piel.
Cada impulso de un rayo láser dispersado por una
unidad difusora formó un punto de 5,5 mm en distintas posiciones de
la piel incluyendo brazos, líneas de bikini y axilas de 10
pacientes. La depilación total fue notable inmediatamente después
del encendido del rayo láser. Cada punto fue comparado a un área de
control con un diámetro idéntico formado por un rayo láser no
dispersado generado por la misma unidad de láser con parámetros
similares, y se consiguieron resultados similares. El pelo no
volvió a esos puntos durante un periodo de un mes.
\newpage
Ejemplo
3
Una unidad de láser de Alexandrita de impulso
largo con una longitud de onda de 755 nm, duración de impulso de 40
ms, y con un nivel de energía de 1-20 J es adecuada
para la depilación.
El diámetro de la unidad difusora es de 7 mm, y
su semiángulo de dispersión es de 60 grados. Una unidad difusora
que comprende un difusor con un pequeño ángulo de dispersión, una
lente muy divergente y una guía de luz es añadida al extremo distal
de la unidad de láser.
La densidad de energía de la técnica anterior de
10-50 J/cm^{2} no es reducida significativamente
con el empleo de una unidad difusora. La unidad de láser funciona a
25 J/cm^{2} y genera una radiancia de 8 J/cm^{2}/sr. Como el
límite de radiancia aceptable de acuerdo con ANSI Z 136.1 es 4,3
J/cm^{2}/sr, se requiere que las personas presentes usen gafas
protectoras con atenuación óptica del 50%, una atenuación similar a
la de las gafas de sol y un orden de 100.000 menos que las típicas
gafas protectoras usadas durante el funcionamiento de una unidad de
láser. Para un área de objetivo mayor, puede usarse un escáner tal
como el modelo Epitouch fabricado por Lumenis.
Una unidad difusora con un diámetro de hasta 7
mm es particularmente adecuada para láser de menor energía, que son
relativamente pequeños, depilan a una velocidad menor de área
limitada y no son caros. Una aplicación de tal láser, cuando es
empleado con una unidad difusora, incluye la depilación de las
cejas.
Ejemplo
4
Una unidad de láser pulsatoria de Nd:YAG tal
como una producida por Altus (Estados Unidos de Norteamérica) o
Deka (Italia) con una longitud de onda de 1064 nm, duración de
impulso de 100 ms, y con un nivel de energía de
0,5-60 J es adecuada para la depilación a una
densidad de energía del orden de 35-60
J/cm^{2}.
Es usada una unidad divergente con una
disposición o matriz de lentillas de focalización, una disposición
o matriz de lentes provista con revestimiento reflector en su lado
distal, y una pluralidad de reflectores convexos unidos a una placa
transparente, de tal modo que el semiángulo divergente está próximo
a 60 grados. Cuando es generado un rayo láser con una densidad de
energía de 40 J/cm^{2}, es inducida una radiancia de 12,7
J/cm^{2}/sr a la salida de la unidad divergente, aproximadamente
la mitad de la radiancia máxima permitida de acuerdo con ANSI Z
136.1.
Ejemplo
5
Una unidad de láser de diodo de impulso largo
con una longitud de onda del orden de 810-830 nm, o
de 910 nm o 940 nm, duración de impulso que oscila de
1-200 ms, y con un nivel de energía de
0,5-30 J es adecuada para la depilación a una
densidad de energía del orden de 20-50
J/cm^{2}.
El diámetro del área tratada, o tamaño del
punto, oscila de 1-20 mm. El elemento transmisor de
modo difuso está hecho preferiblemente de sílice fundida, zafiro, o
es un difusor holográfico usado en unión con una guía de luz o con
cualquier otra unidad difusora antes descrita. El semiángulo de
dispersión está próximo a 60 grados. Puede usarse un escáner
integrado con la unidad difusora. El sistema de entrega al que está
unida la unidad difusora puede ser una guía de luz cónica, tal como
la fabricada por Coherent o Lumenis, un tubo de guía producido por
ejemplo por Diomed o un escáner producido por ejemplo por Assa. Con
una unidad difusora que tiene un diámetro de 5 mm y un rayo láser
generado con una densidad de energía de 20 J/cm^{2} y una
duración de impulso de 100 ms, la radiancia a la salida de la unidad
difusora es de 9,6 J/cm^{2}/sr, menor que el valor máximo de
radiancia permitido de 11,0 J/cm^{2}/sr.
Ejemplo
6
Una unidad de láser de diodo en miniatura para
uso doméstico a una longitud de onda de aproximadamente 810 nm, o
940 nm, tal como una producida por Dornier, Alemania, y que tiene un
nivel de energía de 4 W es adecuada para la depilación. El invento
convierte una unidad de láser de diodo que trabaja en continuo, que
está en una clase de seguridad elevada y limita usualmente la
operación a la plantilla médica, en una clase de seguridad
inferior, similar a lámparas no coherentes del mismo nivel de
energía.
La unidad difusora utiliza un extensor de haz
angular con un reflector convexo, un reflector cóncavo que tiene un
diámetro interior de 16 mm, un difusor de vidrio de 10 grados, y una
guía de luz que tiene una longitud de 20 mm y un diámetro interior
de 2 mm. El diámetro del área tratada, o tamaño de punto, es
aproximadamente de 2 mm. La densidad de energía a la salida de la
guía de luz es de 30 J/cm^{2} y la radiancia en ella es
aproximadamente de 10 J/cm^{2}/sr. Puede integrarse un escáner con
la unidad difusora. El láser de diodo puede también ser usado sin
un escáner, en cuyo caso el láser será impulsado durante una
duración de aproximadamente 300 ms.
Ejemplo
7
Una unidad de láser de Rubí con una longitud de
onda de 694 nm, una duración de impulso del orden de 0,5-
30 ms, y con un nivel de energía de 0,2-20 J es adecuada para la depilación.
30 ms, y con un nivel de energía de 0,2-20 J es adecuada para la depilación.
\newpage
El diámetro del área tratada, o tamaño de punto,
oscila de 1-20 mm. Los tamaños de punto mayores
pueden ser generados por láser de Rubí fabricados por Palomar, ESC
y Carl Basel, que proporcionan una densidad de energía del orden de
10-50 J/cm^{2}. Los tamaños de punto menores
pueden ser generados por láser de baja energía no caros, que son
adecuados para personal no médico. Puede usarse una unidad difusora
o divergente de múltiples componentes. La unidad de láser es mucho
más segura que una unidad de láser tradicional.
Un escáner, tal como el fabricado por Assa de
Dinamarca o por ESC, puede ser usado para desplazar un rayo
colimado reflejado desde una abertura a otra formada dentro de la
unidad difusora o divergente. El índice de exploración es variable,
y el tiempo que tarda en cada situación oscila de
20-300 ms.
Ejemplo
8
Unidades de láser de alto riesgo, tales como
Nd:YAG que con una longitud de onda de 1,32 micras y fabricadas por
Cooltouch con una duración de impulso de hasta 40 ms, un láser de
tinte con una longitud de onda de 585 nm y fabricado por
N-Light/SLS/ICN, o un láser de Nd:Vidrio con una
longitud de onda de 1,55 micras con una duración de impulso de 30
ms pueden usarse para rejuvenecimiento de piel sin ablación. Esta
aplicación está dirigida al tratamiento de rosácea, lesiones
pigmentadas leves, reducción de tamaños de poros en la piel facial
y leve mejora de arrugas finas, sin afectar a la epidermis. La
ventaja de estos láser para rejuvenecimiento de piel sin ablación
está relacionada con la curva corta de aprendizaje y resultados más
predecibles debido al pequeño número de parámetros de tratamiento
asociado con la longitud de onda única. Empleando una unidad
difusora, la unidad de láser resulta segura y puede ser manejada por
personal no médico.
Una unidad de láser N-Light es
manejada inicialmente a una densidad de energía de 2,5 J/cm^{2}
para contracción de colágeno. La adición de una unidad difusora
hace a la unidad de láser tan segura como un IPL. La adición de una
unidad difusora o divergente de múltiples componentes con un
semiángulo de divergencia de 60 grados y un diámetro de salida de 5
mm da como resultado un nivel de radiancia de 0,79 J/cm^{2}/sr,
que es igual al límite máximo aceptado.
Un rayo láser puede ser generado con una unidad
de láser considerablemente menos cara, con un nivel de energía del
orden de 0,5-3 J y una tasa o velocidad de
repetición lenta tal como 1 pps, y generar un tamaño de punto que
oscila de 2-4 mm. En el caso de eliminación de
arrugas, el operador puede seguir la forma de la arruga con un
pequeño tamaño de haz. Tal rayo láser no coherente con un tamaño de
haz de 2-4 mm es particularmente adecuado para
esteticistas. Usar una unidad difusora representada en la fig. 10b
con un difusor de 10 grados y una guía de luz que tiene una
longitud de 30 mm da como resultado una unidad de láser con una
radiancia de aproximadamente 0,5 J/cm^{2}/sr.
Ejemplo
9
Una unidad de láser de Nd:YAG pulsatoria con una
longitud de onda de 1064 nm y fabricada por ESC y con un nivel de
energía de 0,5-60 J es adecuada para el tratamiento
de lesiones vasculares. La duración del impulso oscila de
1-200 ms, dependiendo del tamaño de los vasos que
han de ser coagulados (300 micras a 2 mm) y la profundidad de los
mismos por debajo de la superficie de la piel. Una unidad de láser
LICAF (Fluoruro de Litio y Calcio) a una longitud de onda de 940 nm
puede también ser ventajosamente usada para esta aplicación, y su
rayo láser asociado es absorbido mejor por la sangre que el láser de
Nd:YAG o de Tinte. Un láser de Tinte a una longitud de onda de 585
nm y fabricado por Candela puede ser usado para tratar vasos
situados a una profundidad baja por debajo de la superficie de
la
piel, tal como los observados en mancha de vino de Oporto (hemangioma superficial), telangectasia y venas de araña.
piel, tal como los observados en mancha de vino de Oporto (hemangioma superficial), telangectasia y venas de araña.
El diámetro del área tratada, o tamaño de punto,
oscila de 1-10 mm, dependiendo del nivel de energía.
Es usada una unidad difusora o divergente de múltiples componentes,
debido a la densidad de energía relativamente elevada de más de 90
J/cm^{2} necesaria para el tratamiento de lesiones vasculares
profundas. Puede integrarse un escáner con la unidad difusora.
Ejemplo
10
Las unidades de láser Q-Switch
con una duración de impulso de 10-100 ms y con una
densidad de energía de 0,2-10 J/cm^{2} son
adecuadas para la eliminación de puntos pigmentados, principalmente
en la cara y manos, así como para la eliminación de tatuajes.
Pueden usarse para tal aplicación un láser de Rubí
Q-switch como el fabricado por ESC o Spectrum, un
láser de Alexandrita Q-Switch fabricado por Combio,
y un láser de Nd:YAG Q-Switch.
El diámetro del área tratada, o tamaño de punto,
oscila de 1-10 mm, dependiendo del nivel de energía.
Es usada una unidad difusora que utiliza dos elementos transmisores
de modo difuso, en que uno es fijo mientras el otro es desplazable
axialmente de tal modo que ambos elementos están en contacto
esencialmente entre sí en una posición activa, por ejemplo un
espacio de aproximadamente 0,2 mm cuando un rayo láser es encendido.
El espacio entre los dos elementos es aproximadamente de 15 cm
cuando el láser no está encendido. El diámetro de la unidad
difusora es de 6 mm. Cada elemento transmisor de modo difuso está
hecho preferiblemente de vidrio, zafiro o polímero.
La adición de tal unidad difusora con un difusor
desplazable axialmente a las unidades de láser antes mencionadas es
instrumental en hacer que la eliminación de la lesión pigmentada y
del tatuaje sea un procedimiento de riesgo considerablemente menor.
La eliminación del tatuaje es conseguida solo por medio de un rayo
láser, y no puede obtenerse con fuentes de luz de impulso
intenso.
La eliminación de lesiones pigmentadas puede
realizarse también con el uso de una unidad de láser de Erbio
manejada a una longitud de onda de 3 micras. La mayoría de la
pigmentación se origina desde la epidermis, y tal rayo láser
penetra sólo unas pocas micras en la piel. Con el empleo de la
unidad difusora, este procedimiento puede no tener que ser
realizado necesariamente por especialistas médicos. Los esteticistas
serán capaces de tratar un gran número de pacientes,
particularmente ya que un láser de Erbio no es relativamente
caro.
Otra aplicación del presente invento implica el
campo de la odontología, y se refiere al tratamiento de lesiones
pigmentadas encontradas en las encías. Los láser de
Q-Switch así como los de Erbio pueden ser usados
para esta aplicación.
Ejemplo
11
Un láser de CO_{2} puede ser usado para la
eliminación de arrugas. En los dispositivos de la técnica anterior,
tal láser es usado de dos maneras con el fin de eliminar arrugas:
por ablación de una delgada capa de tejido a una densidad de
energía mayor de 5 J/cm^{2} con un láser de Coherent Ultrapulse,
ESC Silktocuh, o de CO_{2} de Nidek y escáner durante menos de 1
ms; o por calentamiento sin ablación de colágeno en la piel para
densidades de energía menores, tal como a 3 W, que pueden ser
conseguidos por el funcionamiento de un láser
derma-K de ESC que trabaja de manera continua
durante 50 ms sobre un punto que tiene un diámetro de 3 mm.
Con la puesta en práctica del presente invento
en el que una unidad difusora o divergente de múltiples componentes
es unida a un láser de CO_{2}, puede ser generado un rayo láser
con una longitud de onda de 10,6 micras. En oposición a otras
fuentes lejos de los infrarrojos cuyo ancho de banda termal y
espectralmente amplio implica menos control de penetración
profunda, la interacción de un rayo láser con el tejido de acuerdo
con el presente invento es muy controlable y su duración puede ser
muy corta.
Las unidades difusoras y divergentes están
hechas preferiblemente de un lentilla que es transparente a un rayo
láser de CO_{2} tal como ZnSe o NaCl. El diámetro de la unidad
difusora oscila de 1-10 mm. El ángulo divergente es
mayor que el valor mínimo aceptable de modo que produzca un nivel de
radiancia en el rayo de salida que es esencialmente seguro para los
ojos.
Durante la ablación, un elemento transmisor
transparente de la unidad difusora es separado del tejido que ha de
ser tratado por un espaciador delgado que tiene un espesor de
aproximadamente 1 mm para permitir la evacuación de vapores o humo
producidos durante el proceso de vaporización.
De manera similar una unidad de láser de Erbio
que funciona a una densidad de energía por encima de 2 J/cm^{2} y
que genera un rayo láser mayor de 3 micras puede ser usado para la
eliminación de arrugas. La ablación es más somera que la alcanzada
con un láser de CO_{2} y la aplicación de una unidad de láser de
Erbio puede extenderse al tatuaje o a la eliminación de maquillaje
permanente.
Ejemplo
12
Una unidad de láser de Nd:YAG o de oyher puede
usarse para el tratamiento de herpes. Un láser de diodo con
absorción selectiva de verde Cyanino u otros materiales por lesiones
de grasa puede usarse para el tratamiento del acné. Ambos láser
pueden ser usados para el tratamiento de hemorroides y para lesiones
podológicas en los pies.
Ejemplo
13
Una unidad de láser de tinte que funciona a una
longitud de onda de aproximadamente 630 nm o 585 nm, o a otras
longitudes de onda que son absorbidas por porferinas naturales
presentes en bacterias de acné P, tal como los producidos por
Cynachore o SLS, así como una unidad de láser que funciona a 1,45
micras como la producida por Candella, pueden tratar lesiones de
acné. La adición de una unidad difusora o divergente a la unidad de
láser puede mejorar considerablemente la seguridad para los ojos y
simplificar el uso de la unidad de láser para tales tratamientos
por enfermeras y personal no médico.
Ejemplo
14
Unidades de láser de CO_{2}, de diodo y de
Nd:YAG que funcionan a una potencia media de aproximadamente
1-10 W son usadas frecuentemente por médicos para
tratar el dolor. La adición de una unidad difusora puede permitir
el uso de un dispositivo muy seguro para ese procedimiento en
clínicas de tratamiento del dolor por personal no médico. Cada
unidad de láser puede generar varios conjuntos de impulsos que
tienen lugar de manera repetitiva, durante un período de
aproximadamente 3 segundos. El sistema de entrega del rayo láser
puede ser un brazo articulado o una fibra óptica.
Ejemplo
15
Una unidad de láser de diodo fabricada por
Candella (Estados Unidos de Norteamérica) que genera un rayo láser
con una densidad de energía de 10 J/cm^{2}, una longitud de onda
de 1445 nm, una duración de impulso de 100 ms y un tamaño de punto
de 3 mm es adecuada para el foto rejuvenecimiento sin ablación.
Una unidad divergente con una única lente
convergente focaliza el rayo a una zona focal de 1,5 mm próxima al
extremo distal de la unidad divergente y produce una divergencia de
semiángulo de 45 grados. La unidad divergente está provista de una
pantalla situada a 10 mm de distancia con respecto al punto focal,
con lo que la densidad de energía es reducida a un nivel de
seguridad para los ojos de 0,2 J/cm^{2} y un tamaño de punto es de
23 mm.
Ejemplo
16
Es ventajoso usar una unidad de láser segura
para los ojos para soldadura. El empleo de una unidad difusora es
un modo excelente de reducir los riesgos asociados con la soldadura
por láser.
Cuando se sueldan partes transparentes delgadas,
tales como las hechas de plástico, por ejemplo con una unidad de
láser de diodo, es a menudo ventajoso emplear un escáner de gran
superficie o un rayo de gran diámetro que irradiará una gran área y
activará selectivamente todos los objetivos con cromóforos
apropiados (por calor). Tal escáner está en contraste con un
escáner que está específicamente dirigido a las posiciones
geométricas en las que los materiales de soldadura están presentes.
El tiempo de demora del rayo láser de soldadura en los objetivos
depende del tamaño del elemento de soldadura y de la profundidad del
material que ha de ser fundido. El tiempo de demora depende también
del tamaño de un objetivo tratado en fototermólisis. Como un
ejemplo, soldar una tira que tiene un espesor de 50 micras a un
sustrato necesita un tiempo de demora de aproximadamente 1 ms,
mientras una tira que tiene un espesor de 200 micras requiere un
tiempo de demora de 16 ms. El tiempo de demora es proporcional al
cuadrado del espesor. Algunos cromóforos de soldadura son
transparentes en la parte visible del espectro, pero exhiben una
fuerte absorción en la parte próxima al infrarrojo del espectro.
Ejemplo
17
Otra aplicación industrial para el presente
invento está asociada con microestructuras que han de ser
evaporadas. Las manchas de pintura o tinta pueden ser evaporadas
selectivamente de superficies tales como ropa, papel y otros
materiales que necesitan limpiarse por el uso de distintos láser
pulsatorios. Un ejemplo de esta aplicación está relacionado con la
restauración de antigüedades valoradas. Otro ejemplo es la
vaporización selectiva de conductores metálicos que están
revestidos de materiales tales como cristal, cerámica o plásticos.
La vaporización de conductores metálicos puede ser conseguida con
un láser pulsatorio, que está separado generalmente por una corta
distancia de un objetivo y cuyo rayo tiene una duración del orden de
10 nanosegundos a 10 milisegundos. Los láser pulsatorios de Nd:YAG
son los láser industriales con ablación más corrientemente usados,
aunque otros láser se usan también. Los láser pulsatorios
industriales de Nd:YAG pueden alcanzar un nivel de energía de 20 J
concentrados en un punto de 1 mm, equivalente a una densidad de
energía de 2000 J/cm^{2}. La adición de una unidad difusora a un
láser industrial aumenta considerablemente la seguridad del
dispositivo de ablación.
Las unidades de láser pulsatorias de Nd:YAG son
también adecuadas para mejorar la apariencia externa de estructuras
mayores, tales como la limpieza de edificios, piedras, esculturas
antiguas y alfarería. Las unidades de láser en uso hoy son
extremadamente potentes, teniendo un nivel de energía que trabaja de
manera continua de hasta 1 KW, y son por lo tanto extremadamente
peligrosos. La adición de una unidad difusora mejora
considerablemente la seguridad de estas unidades de láser.
Una unidad difusora, cuando es añadida a una
unidad de láser Excimer, es adecuada para fotolitografía, o para
otras aplicaciones que usan una unidad de láser Excimer para una
corta distancia al objetivo.
Con la adición de una unidad difusora o
divergente de múltiples componentes, todas estas aplicaciones
resultan mucho más seguras para un usuario.
Mientras algunas realizaciones del invento han
sido descritas a modo de ilustración, será evidente que el invento
puede ser llevado a la práctica con muchas modificaciones,
variaciones y adaptaciones, y con el uso de numerosas soluciones
equivalentes o alternativas que están dentro del marco de expertos
en la técnica, sin exceder del objeto de las reivindicaciones.
Claims (8)
1. Una pieza manual, que comprende: a) un
soporte o ménsula (19) para transmitir luz que tiene una densidad
de energía que oscila desde 0,01 a 2000 J/cm^{2}, y una longitud
de onda que oscila desde 308 a 1600 nm, y una duración de impulso
que oscila desde 1 nanosegundos a 1500 ms a través de un extremo
cristal de dicha ménsula a un objetivo de piel (32); b) medios (12)
de entrega de luz para entregar dicha luz desde una fuente de luz
(10) a dicho extremo distal; caracterizada porque comprende
además: c) una unida difusora (15) con un elemento (13) trasmisor
de modo difuso montado dentro de dicha ménsula (19), siendo dicho
elemento transmisor de modo difuso transparente a dicha luz; y d)
un espaciador delgado en forma de U, destinado a contacto con un
objetivo y que permite una evacuación de vapores o humo que han sido
producidos durante un proceso de tratamiento de la piel.
2. Una pieza de mano según la reivindicación 1ª
en la que el espaciador para distanciar el elemento transmisor de
modo difuso del objetivo de la piel es seleccionado de tal modo que
la evacuación de vapores o humo que han sido producidos durante el
proceso de tratamiento impide un cambio en las propiedades ópticas
del elemento transmisor de modo difuso.
3. La pieza de manos según la reivindicación 1ª,
que comprende además, o en comunicación con, medios de
refrigeración (71, 76), estando dichos medios de refrigeración en
contacto con el elemento transmisor.
4. La pieza de mano según la reivindicación 3ª,
que es adecuada para evacuar vapores que se condensan sobre el
elemento transmisor.
5. La pieza de mano según la reivindicación 1ª,
en la que el espaciador para distanciar el elemento transmisor de
modo difuso del objetivo de la piel incluye paredes que están
posicionadas por medio de sus extremos laterales de modo que estén
en contacto suficiente con el objetivo de piel.
6. La pieza de mano según cualquiera de las
reivindicaciones 1ª a 5ª, en la que dicho elemento transmisor de
modo difuso tiene una pluralidad de irregularidades que están
distribuidas aleatoriamente.
7. La pieza de mano según cualquiera de las
reivindicaciones 1ª a 6ª, en la que dicho elemento transmisor de
modo difuso es seleccionado del grupo de sílice, vidrio, zafiro,
diamantes, polímero no absorbente, polímero difusor de la luz,
policarbonato, acrílico, fibras empaquetadas densamente, NaCl,
CaF_{2}, ZnSe y BaF_{2}.
8. La pieza de mano según cualquiera de las
reivindicaciones 1ª a 7ª, en la que dicho elemento transmisor de
modo difuso está provisto de un revestimiento antirreflectante.
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