专利名称：皮肤辐射设备和方法银屑病是一种慢性非感染性炎症性皮肤病，特征在于界限分明的斑块，其中细胞比正常更快地增殖(过度增殖)，导致非常干燥的和红色的皮肤。表皮中的细胞增殖速率由生长分数和细胞周期时间的组合控制。在正常皮肤中，产生的细胞数量由离开表皮增殖池的细胞数量平衡。细胞在皮肤的基底层与角质层之间转变(基本上从出生到死亡并且变得从皮肤松弛)所需的时间为大约4周，而对于银屑病患者而言，这个时间大大缩短(大约4 天)。光线疗法被证明是银屑病的一种有效的治疗(treatment)。这些包括宽带紫外线 B(UVB)辐射和窄带UVB、补骨脂素加紫外线A(PUVA)的光化学疗法以及UV激光。305-314nm 的波长范围内的UVB辐射被证明对于治疗银屑病最有效。已知具有PL或TL放电灯的装置，其用于利用窄带(312nm)辐射或UVA辐射进行全身或局部身体治疗。这些装置不允许根据斑块本身的严重性而施加特定的剂量。因此， 它们也辐照健康的皮肤。健康皮肤的辐照可能具有诸如老化或者甚至癌症之类的副作用。此外，已知手持式涂药器，其例如从具有308nm波长的受激准分子激光器发射窄辐射束。这样的装置允许医师精确地将辐射施加到受感染区域(area)。然而，这可能是一个艰巨的任务，因为患者的皮肤可能具有数百个或者甚至数千个相互隔离的受感染区域。 此外，为了治疗有效，它必须重复许多次。即使医师以非常专注的方式执行该任务，也几乎不可能防止特定受感染区域被过度治疗或者保持未受治疗。美国专利申请2008/0051773描述了一种利用电磁辐射治疗皮肤状况的设备，该设备包括电磁辐射源和被配置成接收来自该源的电磁辐射的图像定形装置。该设备进一步包括控制系统，该控制系统被配置成使得图像定形装置基于皮肤状况的图像形成包括患者皮肤上的电磁辐射的定形的治疗图像。所述美国专利申请的图1示出了捕获患者皮肤的区域116的图像的照相机102。控制系统(计算机106)标识要治疗的银屑病斑块120或者其他皮肤状况，并且产生适当的治疗图像且将其发送到投射系统104。来自激光器108的紫外光122由光学系统110聚焦到图像定形装置112上。图像定形装置112在其通过聚焦透镜 114将光反射到患者皮肤118上时从计算机106产生图像并且将该图像传递到光112中以形成治疗图像124。照相机具有足够的刷新率以便允许足够快速地更新治疗图像以补偿患者运动，例如呼吸。在一些实例中，系统完全自动化，能够使臂404运动，该臂根据需要将成像头406置于患者身体的不同区域。
本发明的一个目的是提供一种改进的皮肤辐射设备。本发明的另一目的是提供一种改进的皮肤辐射方法。依照本发明的第一方面，提供了一种皮肤辐射设备，该设备包括-光子辐射单元，其用于产生在第一方向上延伸的线状辐射模式，该光子辐射单元包括光子辐射源，-运动机构(facility)，其用于使线状辐射模式在第一方向横向的第二方向上运动， -检测单元，其用于检测皮肤状况分布型(profi 1 e )，-控制单元，其用于根据检测单元检测的皮肤状况分布型控制用于线状辐射模式的功率密度分布。线状辐射模式在本文中定义为被限制到要治疗的皮肤表面上的线状区域的光子辐射模式。线状区域被理解为具有这样的长度的区域，该长度远大于其宽度，例如至少10 倍那么大。线状辐射模式无需在线状区域的完整长度上延伸，而是可以例如辐射线状区域内的皮肤的一个或多个部分。皮肤状况分布型在本文中定义为作为针对整个区域或者其要治疗的部分(例如线状部分)的皮肤上的位置的函数的皮肤状况。功率密度分布在本文中定义为线状辐射模式内的作为第一方向上的位置的函数的功率密度(以mW/cm2为单位)的分布。因此，依照本发明的该第一方面的设备适合于在线状区块(region)内施加具有希望的功率密度分布的辐射。因此，简单的光学构件就足够了并且可以根据针对线状区块的检测的皮肤状况分布型快速地计算所需的功率密度分布。于是，与要求波束以复杂的二维模式定形的已知设备相比，所述设备可以具有相对较低的成本。一方面根据检测的皮肤状况分布型控制第一方向上的线状辐射模式的功率密度分布以及另一方面使线状辐射模式在第二方向上运动的组合，导致与要治疗的皮肤上的区域的皮肤状况分布型匹配的辐射功率分布型。其中，辐射功率分布型被理解为受辐照的皮肤表面上的功率密度(以mW/cm2为单位)的二维分布。取决于运动速度和线状辐射模式的宽度，于是将辐射剂量分布型施用到要治疗的皮肤。辐射剂量分布型在本文中定义为施加到皮肤表面上的辐照剂量(以mj/cm2为单位) 的二维分布。在控制用于线状辐射模式的功率密度分布时，控制单元可以考虑各种不同的状况，例如在其上方将发生皮肤损伤的最大功率密度以及在其下方治疗没有疗效的最小功率密度。在一个实施例中，控制单元首先计算必须施用以便改善皮肤状况的辐射剂量，并且随后将功率密度控制为在预先确定(predetermined)的暴露时间内施用所述预先确定的辐射剂量所在的水平。因此，尽管存在只需简单的光学和相对较低的计算努力这一事实，但是由于控制第一方向上的线状辐射模式的功率密度分布与使线状辐射模式在第二方向上运动的组合， 依照本发明第一方面的设备允许自动地治疗具有任意皮肤状况分布型的皮肤的任意大的区域。可以例如通过使光子辐射单元运动而使线状辐射模式运动。可替换地，光子辐射单元可以具有可控辐射偏转装置，例如具有可控取向的镜。可替换地，可能的是使其皮肤被辐照的人相对于光子辐射单元运动。此外，系统可以例如通过画面和/或语音命令请求患者运动。在皮肤辐射设备的一个实施例中，检测单元被设置成检测扫描区块中的皮肤状况，并且运动机构被设置成使得线状辐射模式横穿扫描区块。在该实施例中，控制单元根据针对扫描区块检测的皮肤状况控制功率密度分布。不是必需的是，在开始治疗之前，针对整个扫描区块计算所需的功率密度分布。因此，同样地在具有检测二维扫描区块中的皮肤状况的检测单元以及提供线状辐射模式的光子辐射单元的这种混合布置中，可以利用简单的手段快速地计算所需的功率密度分布。取决于处理能力，一旦捕获了图像，则可以一次针对一条线计算所需的功率密度分布，或者可以在开始治疗之前针对整幅图像或者图像的一部分计算所需的功率密度分布。在一个实施例中，以与运动机构的运动方向相同的顺序针对后续的线计算所需的功率密度分布。治疗可以以已经针对其确定了功率密度分布的区块内的线开始，同时在治疗期间，计算针对第二方向上的后续位置的所需的功率密度分布。每当皮肤的线状区域被辐照之后，运动机构可以逐步地运送光子辐射单元。可替换地，可以在辐照的同时连续地使光子辐射单元运动。所述设备可以具有在第二方向上的后续位置之间对用于线状辐射模式的功率密度分布插值的插值机构。如果采样皮肤的状况所用的空间分辨率低于将辐射施用到皮肤所用的空间分辨率，那么功率密度分布的插值可能是有用的。在这种情况下，可以通过根据针对采样相应的皮肤状况所在的位置处的线状辐射模式确定的功率密度分布进行的插值，计算没有针对其采样皮肤状况的第二方向上的皮肤位置上的线状辐射模式的所需的功率密度分布。换言之，插值用来确定沿着第二方向的离散位置处的功率密度分布。如果运动机构造成线状辐射模式的连续运动，那么也可以应用插值。在这种情况下，可以通过根据针对相邻位置处的线状辐射模式确定的功率密度分布利用依照所述连续运动变化的加权因子进行的插值，计算用于皮肤上的线状辐射模式的功率密度分布。换言之，插值用来确定沿着第二方向的连续运动中的连续光子辐射位置处的功率密度分布。可替换地，控制单元可以在每次所述运动在第二方向上行进超过预先确定的距离时，逐步地改变线状辐射模式中的功率密度分布。本发明的一个实施例可以进一步包括用于产生用于治疗的皮肤区域的运动指示信号的运动检测单元，其中控制单元根据针对扫描区块检测的皮肤状况并且根据运动指示信号控制功率密度分布。通过这种方式，患者可以在被治疗的同时自由地运动。患者的运动可以例如通过回声多普勒方法进行检测和测量。在依照本发明第一方面的皮肤辐射设备的另一个实施例中，检测单元被设置成检测线状检测区域中的皮肤状况。这是有利的，因为检测机构可以相对廉价。同样为一个优点的是，存储用于该区域的皮肤状况分布型只需适度的存储量。在该实施例的一个变型中，将线状辐射模式映射到线状检测区域并且运动机构被设置成仅在随后针对线状区域确定了皮肤状况分布型并且已经将线状辐射模式施加到所述线状区域之后，使线状区域运动到第二方向上的下一个位置。其有利之处在于，只有适度的存储空间量是必要的，以便存储皮肤状况数据和指示所需的功率密度分布的数据，因为指示所需的功率密度分布的数据可以立即由控制单元使用。在最后实施例的另一个变型中，检测单元被设置成检测在第二方向上相对于线状辐射区域位于前方的线状检测区域中的皮肤状况。这是有利的，因为确定皮肤状况分布型6的过程、计算功率密度分布的过程以及产生并且施加线状辐射模式的过程可以同时发生， 由此缩短治疗的总时间。检测单元可以独立于光子辐射单元而运动。然而，如果检测单元和光子辐射单元联合地运动，那么这是有利的。这简化了设备的机械要求。在一个实施例中，检测单元和光子辐射单元设置在由运动机构使其运动的公共外壳中。运动可以逐步地或者连续地发生。 在连续运动的情况下，控制单元可以在每次所述运动在第二方向上行进超过预先确定的距离时逐步地改变线状辐射模式内的功率密度分布。可替换地，皮肤辐射设备可以具有计算插值的功率密度分布的插值单元，该插值的功率密度分布基本上连续地随着第二方向上的位置而改变。运动机构可以执行平稳的运动。然而，在一个实施例中，控制单元进一步控制运动机构。控制单元可以例如控制运动机构以影响辐射剂量分布型(即以J/cm2为单位的能量密度)。例如，对于银屑病的利用相对较小的剂量的初始治疗而言，控制单元可以使得运动机构以相对较高的速度运动，而对于其中需要较高的剂量的继续治疗而言，使运动机构以相对较低的速度运动。再者，控制单元可以例如对于其中没有发现异常皮肤状况的皮肤部分增大第二方向上的运动。此外，控制单元可以控制运动机构以便补偿第一方向上的患者运动。这使得甚至在其中要治疗的皮肤区域倾向于运动到线状辐射区域之外的患者运动的情况下补偿第一方向上的患者运动成为可能。于是，也可以应用“有限长度”辐射单元。因此，控制单元可以在用于扫描的第二方向上控制运动机构，并且可以在用于重新定位的第一方向上控制运动机构。对于其中要治疗的皮肤区域不倾向于运动到线状辐射区域之外的第一方向上的患者的相对较小的运动而言，所述运动可替换地可以通过根据第一方向上的患者的新位置重新计算功率密度分布而补偿。依照本发明第一方面的皮肤治疗设备的一个实施例进一步包括指示机构，该指示机构用于指示由控制单元确定由运动线状辐射模式施加到皮肤处的辐射功率分布型和或辐射剂量分布型。该指示机构可以例如包括能够将可见模式投射到要治疗的皮肤区域上的投射器。可见模式优选地与控制单元确定的所需的辐射功率分布型或者辐射剂量分布型同构。该模式例如在其中未预定(schedule)医疗(therapeutic)辐射的皮肤区域中是暗的， 并且在其中预定了医疗辐射的皮肤区域中是亮的。该模式的亮的部分可以具有与所提议的局部功率密度或者所提议的局部辐射剂量成比例的亮度。通过将投射到皮肤上的模式与由皮肤状况形成的模式进行比较，医师可以快速地检验要应用的治疗是否正确。代替使用亮度变化的可见模式的是，可替换地，使用这样的可见模式，该可见模式使用不同的颜色或者其组合。在另一个实施例中，指示机构包括显示器，该显示器同时示出要治疗的皮肤区域的图像以及由控制单元预定的辐射功率分布型和/或辐射剂量分布型的表示。辐射功率分布型和/或辐射剂量分布型可以由颜色模式、强度变化模式或者其组合表示。可替换地，显示器可以指示预定受辐照的部位的轮廓。包括指示机构的皮肤辐射设备的一个实施例进一步包括反馈机构，该反馈机构允许诸如医师之类的操作者改变控制单元预定的辐射功率分布型。在使用投射器的实施例中，医师例如利用能够将其位置传送至控制单元的画笔形式的指示器给出反馈。该指示器例如具有使得操作者能够改变用于所述位置的辐射功率分布型和/或辐射剂量分布型的按钮。反馈的效果可以立即通过投射到要治疗的皮肤处的模式的变化而可视化。代替将指示器的位置传送至控制单元的是，用于检测皮肤状况的检测单元可以进一步被设置成检测指示器的位置。在使用显示器的实施例中，医师可以在显示器处指示应当如何例如利用诸如鼠标、跟踪球之类的常规指示构件或者与显示器的触敏功能协作的画笔适应性调节要施加的辐射功率分布型和/或辐射剂量分布型。医师可以指示例如取消特定部位的治疗或者指示应当附加地治疗的部位，或者医师可以指示剂量的变化。依照本发明第一方面的皮肤治疗设备的一个实施例进一步包括学习单元，该学习单元用于根据操作者指示的辐射功率分布型和/或辐射剂量分布型的变化优化检测单元的操作。该设备可以具有选择构件，该选择构件允许医师指示是否应当针对特定情况激活学习单元。例如，学习单元可以在设备由有经验的医师使用的情况下激活，并且在由经验较少的医师使用时去激活。依照本发明第一方面的皮肤治疗设备的一个实施例进一步包括用于存储与医疗会话(session)有关的数据的存储机构。该数据可以包括医疗会话期间(例如会话的开始和或结束时)捕获的皮肤图像、所施加的辐射功率分布型和/或辐射剂量分布型、辐射功率分布型和/或辐射剂量分布型中应用的修正等等。所存储的数据可以用来分析利用所述治疗实现的进展。医师可以使用该信息控制设备的设置。存储的信息也可以用作学习单元的输入，该学习单元可以设有着眼于现有的成功以及将这些成功用作开发未来的策略和成功的基础的自适应学习工具。图像识别算法也可以基于从先前的会话中获得的分类结果更加快速地对皮肤状况分布型进行分类。依照本发明的第二方面，提供了一种皮肤辐射方法，该方法包括 -检测人的皮肤的皮肤状况分布型，
-产生在第一方向(X)上延伸的线状辐射模式， -使线状辐射模式在第一方向(X)横向的第二方向(y)上运动，以及 -依照检测的皮肤状况分布型动态地控制线状辐射模式的功率密度分布。


这些和其他方面参照附图更加详细地进行描述。其中
图IA示出了依照本发明一个实施例的皮肤辐射设备的第一部分， 图IB示出了依照所述实施例的皮肤辐射设备的第二部分， 图IC示出了辐照到人的皮肤处的线状辐射模式的实施例， 图2A示出了依照本发明另一实施例的皮肤辐射设备， 图2B示出了由皮肤辐射设备的部分投射的模式的实施例， 图2C示出了依照本发明另一实施例的皮肤辐射设备， 图3A示出了依照本发明又一实施例的皮肤辐射设备的第一视图， 图3B示出了依照本发明又一实施例的皮肤辐射设备的第二视图， 图4A示意性地示出了依照本发明又一实施例的皮肤辐射设备，图4B示出了与图4A的皮肤辐射设备的使用有关的方面， 图5A示意性地示出了皮肤辐射设备的一个实施例中的辐射源的实施例， 图5B示意性地示出了皮肤辐射设备的另一个实施例中的辐射源的实施例， 图5C示意性地示出了皮肤辐射设备的又一个实施例中的辐射源的实施例。

所述设备进一步包括控制单元40，该控制单元用于根据检测单元30检测的皮肤状况控制用于线状辐射模式12的功率密度分布。所述设备可以如下用在皮肤辐射方法中。首先，设备检测患者1的皮肤的皮肤状况分布型。在这种情况下，如图IA中所示，获得这个人的整个背侧的图像。可替换地，可以获得这个人的更加有限的部分(例如臂或腿的皮肤)的图像。随后，应用图像处理方法以便确定皮肤状况分布型，即作为空间位置的函数的皮肤状况。像这样的用于获得图像的方法以及后续的确定皮肤状况的图像处理方法是已知的，并且例如记载于相同申请人提交的共同待决的已公布专利申请W02008/041162和W02007/119202以及所引用的美国文献中。随后，基于皮肤状况分布型计算辐射功率分布型。尽管在该实施例中将要治疗的皮肤区域的图像看作单幅快照，但不是必需的是，在开始治疗之前，针对该整个区域计算所需的辐射功率分布型。可以一次针对一个线状区域计算所需的辐射功率分布型。这允许利用简单的手段快速地计算所需的功率密度分布型。随后，如图IB中所示，利用光子辐射辐射人的皮肤的在χ方向上延伸的运动的线状区域。辐射具有依照针对所述线状区域检测的皮肤状况模式动态地控制的功率密度分布。用于由线状辐射模式辐照的线状区域的所需的辐射功率分布型是用于所述线状辐射模式的功率密度分布。图IC通过实例示出了其中受线状辐射模式辐照的线状辐射区域与皮肤的三个受感染的区块h、2b、2c重叠的情形。因此，线状辐射模式在其中它与这些受感染的区块重叠的位置12a、12b、12c中具有相对较高的功率密度， 并且在这些区块之外具有相对较低的功率密度(优选地为0)。皮肤状况分布型与用于其最优治疗的所需的辐射剂量分布型之间的关系同样地是已知的。对于健康皮肤而言，辐射剂量优选地尽可能为低。对于银屑病的治疗，可以根据皮肤类型和治疗的阶段而使用光子辐射剂量。一般而言，医疗以相对较低的剂量开始，并且在后续的医疗会话内，剂量逐渐增加到最终的最大值。这更详细地在下面的表1中指明。其中，第一列指示皮肤类型，第二列指示用于第一治疗的所需的开始剂量，第三列指示在每个医疗会话中剂量增加的值，并且最后一列指示最大剂量。表1 用于治疗银屑病的推荐的光子辐射剂量


一种皮肤辐射设备包括光子辐射单元(10)，其用于产生在第一方向(x)上延伸的线状辐射模式(12)，该光子辐射单元包括光子辐射源(14)；运动机构(20，22)，其用于使线状辐射模式在第一方向(x)横向的第二方向(y)上运动；检测单元(30)，其用于检测皮肤状况分布型；控制单元(40)，其用于根据检测单元(30)检测的皮肤状况分布型控制用于线状辐射模式的功率密度分布。