Brevet FR2872405A1 — publié le 20060106

PROCEDE DE PARAMETRAGE D'UN DISPOSITIF DE TRAITEMENT DE LA PEAU UTILISANT DES SOURCES LUMINEUSES., La présente invention se rapporte de manière générale au domaine du traitement de la peau humaine notamment à des fins esthétiques. Plus particulièrement, elle concerne le domaine des traitements utilisant des sources lumineuses, continues ou pulsées, comme, par exemple, des sources de lumière pulsée ou des sources lasers. L'utilisation de sources lumineuses pour le traitement de la peau humaine notamment à des fins esthétiques est bien connue. C'est le cas notamment dans le domaine de l'épilation, de la réjuvénation, du traitement des taches cutanées, etc. Les traitements dermatologiques utilisant la lumière ciblent notamment la mélanine, l'hémoglobine et l'eau de la peau. Pour l'épilation, par exemple, on vise la mélanine contenue dans le poil. L'énergie lumineuse est absorbée par la mélanine et l'élévation de température correspondante est utilisée sélectivement pour élever la température du poil en vue de détruire ce dernier. En mettant à profit les différences entre temps de relaxation thermique du poil et de la peau, une combinaison adaptée de temps d'émission et d'extinction du faisceau lumineux permet que la chaleur soit évacuée de la peau alors qu'elle s'accumule dans le poil où elle se propage pour aller détruire le follicule. La répartition et les densités respectives de mélanine, d'hémoglobine et d'eau se traduisent par des caractéristiques optiques, notamment le phototype de la peau, sa rougeur et la pigmentation du poil. Le paramétrage des sources lumineuses peut être fait avec précision et sécurité en prenant en compte l'ensemble de ces caractéristiques. Dans la pratique actuelle, un opérateur évalue à l'oeil ces caractéristiques afin d'adapter les réglages de la source lumineuse qu'il envisage d'utiliser. Cette évaluation, subjective, dépend à la fois de la pratique de l'opérateur et de l'éclairage sous lequel l'examen est effectué. Les incertitudes engendrées par cette méthode peuvent amoindrir l'effet du traitement réalisé ou même, dans les pires des cas, entraîner des brûlures cutanées. La présente invention vise un procédé permettant de paramétrer simplement de manière fiable un dispositif de traitement de la peau utilisant une émission lumineuse. Pour ce faire, la présente invention concerne un procédé de paramétrage d'un dispositif de traitement de la peau utilisant au moins une source lumineuse, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : acquérir des données d'image d'une zone de la peau au moyen d'un dispositif d'acquisition, - extraire des données de luminance et de chrominance à partir desdites données d'image, et - calculer des paramètres de source lumineuse à partir desdites données de luminance et de chrominance. Selon un autre aspect de la présente invention, les données de luminance et de chrominance comprennent une composante L (luminance), une composante a (gamme de chrominance s'étendant du jaune au bleu) et une composante b (gamme de chrominance s'étendant du vert au rouge), conformes au mode Lab. Le mode Lab est un modèle colorimétrique connu dans lequel une couleur est représentée par trois valeurs: L, la luminance et a et b, deux gammes de couleurs. Il couvre l'ensemble du spectre visible par l'oeil humain et est indépendant de toute technologie de reproduction des couleurs, donc de tout périphérique. Selon un autre aspect de la présente invention, lesdits paramètres de source lumineuse sont calculés en fonction desdites données de luminance et de chrominance complétées par des informations saisies par un utilisateur. Selon un autre aspect de la présente invention, ladite source lumineuse est commandée par un générateur d'impulsions qui fournit des impulsions régulées en courant dont des paramètres ajustables indépendamment forment lesdits paramètres de source lumineuse. Selon un autre aspect de la présente invention, ladite source lumineuse comprend un tube à décharge basse pression contenant un gaz permettant la génération de décharge. Selon un autre aspect de la présente invention, ladite source lumineuse comprend un filtre optique pour sélectionner la longueur d'onde de la lumière et un réflecteur et un guide de lumière pour amener le flux lumineux au contact de ladite zone de peau. Selon un autre aspect de la présente invention, ladite source lumineuse et ledit dispositif d'acquisition sont associés à des organes mobiles respectifs pouvant être pris en main par un utilisateur et appliqués alternativement sur ladite zone de la peau. Selon un autre aspect de la présente invention, ledit procédé comprend en outre une étape de réfrigération de ladite zone de la peau au moyen d'un dispositif de réfrigération associé à un organe mobile pouvant être pris en main par un opérateur et appliqué sur ladite zone de la peau en alternance avec ladite source lumineuse. Avantageusement, ledit dispositif de réfrigération est commandé en fonction d'une température de consigne. Selon un autre aspect de la présente invention, une source lumineuse, un dispositif d'acquisition d'image et un dispositif de réfrigération sont commandés par un même moyen de commande. Selon un autre aspect de la présente invention, ladite source lumineuse comprend un capteur optique adapté à transmettre à un moyen de commande des caractéristiques de source lumineuse correspondant à des paramètres de commande de source lumineuse afin d'asservir ladite commande. Selon un autre aspect de la présente invention, ledit dispositif d'acquisition d'image 4 comprend un module caméra à dispositif à couplage de charge (CCD). Selon un autre aspect de la présente invention, ledit traitement de la peau est un traitement d'épilation, de traitement des taches pigmentaires, de traitement de certaines affections dermatologiques telles l'acné ou le psoriasis, ou de traitement de désordres vasculaires superficiels. Selon un autre aspect de la présente invention, lesdites informations emmagasinées sur un individu traité sont emmagasinées dans une base de données associée à un moyen de commande. Avantageusement, lesdites informations emmagasinées 20 sont obtenues au moyen d'un questionnaire à choix multiple géré par ledit moyen de commande. Alternativement, lesdites informations emmagasinées sont extraites d'images obtenues par ledit moyen d'acquisition d'image. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ciaprès à titre purement explicatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence à la figure 1 annexée illustrant schématiquement un système de traitement de la peau à lumière pulsée paramétrable conformément à un procédé selon l'invention. Un système de traitement de la peau illustré sur la figure 1 utilise un générateur de lumière pulsée à base de tube flash de forte puissance, par exemple au xénon, pour réaliser des opérations de traitement de la peau telles qu'épilation, traitement des taches pigmentaires, traitement de certaines affections dermatologiques comme acné, psoriasis ou autres, traitement des désordres vasculaires superficiels comme télangiectasie ou autres et, plus généralement, pour tout traitement dans lequel l'application de lumière pulsée peut jouer un rôle. Ainsi qu'on le voit sur la figure 1, un tel système comprend un moyen de commande renfermé dans un boîtier 17, un dispositif générateur de lumière pulsée 26, un dispositif de saisie d'image 4 et un dispositif de réfrigération 34, tous trois raccordés au moyen de commande. Les trois dispositifs sont des pièces à main intervenant à l'extérieur du boîtier 17 et reliées à ce dernier par des cordons respectifs renfermant des câbles électriques de raccordement ainsi que, le cas échéant, des conduits de fluide. Le boîtier contient des cartes et générateurs constituant l'unité de commande en association avec des moyens annexes tels que dispositif de pompage de fluide de réfrigération. Les pièces à main peuvent être manipulées par un opérateur pour application sur une peau à traiter. Le moyen de commande comprend un ensemble électronique structuré autour d'une unité de calcul 12 basée, par exemple, sur un microcontroleur MPC823 (Motorola). L'unité de calcul est pourvue de son propre système d'exploitation et est associée à un logiciel spécifique permettant l'exécution des différentes fonctions assurées par le moyen de commande. Cette unité de calcul est également associée à des moyens de mémoire de type RAM et flash permettant notamment la constitution d'une base de données 15. Le moyen de commande est notamment adapté à réaliser les fonctions suivantes: - acquisition rapide d'images saisies par le dispositif de saisie 4, - extraction de composantes de luminance et chrominance à partir des images acquises, - pondération de ces données par des informations préalablement stockées dans la base de données 15. Pour ce faire, un programme spécifique 10 est adapté à extraire en temps réel d'une image des composantes de luminance et de chrominance. Un second programme spécifique 11 est adapté à calculer un phototype global. En outre, le moyen de commande est adapté à réaliser 10 les fonctions suivantes: - calcul de paramètres de train d'impulsions optimal à partir des données pondérées obtenues précédemment, et - génération d'impulsions suivant les paramètres calculés. Pour ce faire, l'unité de calcul 12 est associée à un générateur d'impulsions 14 qui fournit des impulsions régulées en courant. Chaque tir est composé d'une salve d'impulsions dont les paramètres suivants sont ajustables indépendamment par l'unité de calcul 12: - amplitude de chaque impulsion, - durée de chaque impulsion, - temps de repos entre impulsions, - nombre d'impulsions par salve, - période de répétition de chaque salve. L'unité de calcul 12 est également associée à un générateur d'alimentation de dispositif de réfrigération 16. Une interface homme-machine utilise un écran LCD couleur tactile 13 et une application spécifique pour permettre la communication avec un opérateur. En outre, une pédale de commande 60 permet d'actionner le générateur d'impulsion suivant les paramètres réglés par l'unité de calcul 12. L'alimentation électrique (non représentée) peut être faite à partir de batteries, internes ou externes au boîtier, ou à partir du réseau domestique monophasé. Chaque appui sur la pédale de commande 60 déclenche une salve d'impulsions de courant destinées à être appliquées à un tube xénon. Afin d'assurer une émission répétitive, chacune de ces impulsions a son amplitude régulée en courant afin de garantir une courbe d'émission spectrale identique d'une impulsion à l'autre. En outre, il est possible de générer des impulsions de durée variable tout en maintenant le gabarit rectangulaire. Par sécurité, les salves d'impulsions ne peuvent être émises par le générateur 14 qu'après validation d'une première commande d'autorisation via l'écran tactile, puis appui sur la pédale de commande 60. A chaque appui sur la pédale, une seule salve est émise, avec les paramètres définis par l'unité de calcul. Un nouvel appui sur la pédale ne pourra déclencher une nouvelle salve qu'après un délai prédéterminé. Par sécurité, toute modification d'un paramètre via l'écran tactile oblige à valider à nouveau la commande d'autorisation. Le dispositif générateur de lumière pulsée 26 comprend un tube à décharge basse pression 20 contenant un gaz permettant la génération de décharge comme par exemple du xénon. Ce tube flash est excité par le générateur 14. Une fenêtre de sortie est composée d'un filtre optique 22 permettant de sélectionner les longueurs d'ondes utiles au traitement envisagé. Un réflecteur 21 permet de concentrer la majeure partie du faisceau émis vers la fenêtre de sortie. Un guide de lumière 25 en verre à large bande (par exemple la nuance BK7/Schott) ou en saphir a pour rôle d'amener le flux lumineux au contact de la peau. Dans le cadre d'un mode de réalisation décrit ci-dessous dans lequel un élément de réfrigération est associé au guide de lumière, on utilise plutôt un guide en saphir dont la conduction thermique est bien meilleure que celle d'un verre. Un dispositif de refroidissement utilise une circulation d'air ou d'eau selon les besoins. Un élément de réfrigération 25 du guide de lumière 23 peut permettre d'assurer une évacuation des calories 10 accumulées dans l'épiderme et le derme. Cet élément peut comprendre, par exemple, deux modules à effet Peltier placés de part et d'autre du guide de lumière. Dans le cas d'une réfrigération par eau, les calories 15 extraites par les modules Peltier sont évacuées via un échangeur adapté. Les modules à effet Peltier sont alimentés en énergie électrique à partir du générateur d'impulsions 14. Alternativement, ils peuvent être alimentés à partir d'un générateur spécifique, comme par exemple le générateur 16 alimentant le dispositif de réfrigération 34. L'élément de réfrigération est commandé en fonction d'une température de consigne, une information de température au niveau du guide de lumière étant transmise à l'unité de calcul via l'alimentation 14 ou 16 pour comparaison avec une température de consigne prédéfinie, entrée, par exemple, au moyen de l'écran tactile 13. Selon un mode de réalisation possible de la présente invention, un capteur optique 24 comme, par exemple, une diode PIN polarisée en inverse est couplé au guide de lumière 23. Ce capteur prélève une fraction du faisceau de sortie et émet en retour une information, par exemple un courant, représentative des paramètres de la salve émise. Après mise en forme et amplification, cette information est renvoyée à l'unité de calcul afin d'asservir les paramètres de salve. Le dispositif de réfrigération 34 comprend un module à effet Peltier 31 dont la face froide est couplée à un applicateur 30 en matériau à bonne conductivité thermique, par exemple de l'aluminium. Du côté de la face chaude, les calories sont évacuées via un dissipateur à ailettes 32. Pour des besoins de réfrigération plus élevés, un ventilateur (non représenté) pourra assurer une convection forcée. Une autre alternative consiste à assurer un refroidissement de la face chaude par circulation d'eau (non représenté). Avantageusement, l'applicateur 30 a une surface de contact avec la peau légèrement supérieure à celle du guide 15 de lumière 23. Le dispositif de saisie d'image 4 comprend un module caméra à dispositif à couplage de charge (CCD) programmable équipée d'un objectif Macro 2. Le module caméra CCD permet notamment la programmation des paramètres d'obturateur, de Rouge et de Bleu et l'objectif Macro a un grossissement compris entre 10 et 50 selon l'application. Par exemple, pour une application du système à un traitement d'épilation, le grossissement est de 25. Un moyen d'éclairage calibré de la zone à analyser 25 comprend, par exemple, un anneau de diodes électroluminescentes 1. L'ensemble est renfermé dans un boîtier opaque afin d'éliminer tout éclairage parasite externe pouvant venir altérer la précision de l'analyse. La partie inférieure du boîtier est adaptée à être appliquée contre une surface de peau à analyser. La surface de l'ouverture inférieure du boîtier correspond sensiblement à la surface de contact du guide de lumière 23 avec la peau. Le fonctionnement du système selon l'invention va être décrit pour une application à un traitement d'épilation. Dans un premier temps, le dispositif de saisie d'image 4 est appliqué contre une surface 50 de peau à analyser. Les données vidéo transitent vers l'unité de calcul 12 via le cordon de raccordement du dispositif 4. Afin de commander de manière adaptée la source lumineuse, les données vidéo sont analysées pour en extraire des informations permettant de paramétrer la source lumineuse. Pour cela, un programme spécifique 10 extrait en temps réel des composantes de luminance et de chrominance. Plus précisément, il s'agit des composantes L (luminance), a (gamme de chrominance s'étendant du vert au rouge) et b (gamme de chrominance s'étendant du jaune au bleu), conformes au mode Lab. Un second programme spécifique 11 est adapté à calculer un phototype global à partir des composantes L, a et b. En effet, dans un système de traitement dermatologique par émission de lumière, les longueurs d'onde absorbées se trouvent dans la gamme rouge/infrarouge pour la mélanine et largement autour du vert pour l'hémoglobine. Il est donc nécessaire de tenir compte non seulement des composantes L et b, comme dans le cas de la détermination d'un phototype selon la définition de Fitzpatrick, mais également de la composante a pour déterminer un phototype global. Le phototype global est pondéré par des valeurs représentatives de spécificités de la peau d'un patient à traiter. Ces valeurs permettent la prise en compte de données de type physiologiques ou ethniques importantes dans le paramétrage d'un système de traitement dermatologique par émission de lumière. Ces valeurs sont déterminées au moyen d'un questionnaire à choix multiple dont les questions s'affichent sur l'écran tactile 13. La réponse à chaque question est entrée par simple pression sur une zone correspondante de l'écran tactile. Les données ainsi collectées sont emmagasinées dans la base de données 15. Dans un traitement d'épilation, les caractéristiques physiques du poil, comme sa grosseur et sa pigmentation, dans la zone concernée sont également stockées dans la base de données. Ces caractéristiques peuvent être entrées par un opérateur ou bien extraites d'images filmées par la caméra au moyen d'un logiciel de traitement spécifique associé à l'unité de calcul 12. La base de données contient également des informations statistiques concernant la zone à traiter et le sexe du patient. L'ensemble des données obtenues stockées dans la base de données 15, à savoir le phototype pondéré de la zone à traiter, le diamètre et la pigmentation du poil, le sexe et la localisation de la zone à traiter, déterminent au niveau de l'unité centrale le choix d'un ensemble de paramètres de salves transmis au générateur d'impulsions. Dans un deuxième temps, au dispositif 4 est substitué le dispositif générateur de lumière pulsée 26 qui est appliqué contre la zone de peau 50. Après autorisation de l'opérateur via l'écran tactile, l'activation de la pédale de commande 60 conduit à l'émission d'une salve dont les paramètres sont ceux qui viennent d'être déterminés. Dans le cas de l'épilation, la bande émise se situe entre une limite inférieure de 650 nm (imposée par le filtre 22) et une limite supérieure comprise entre 950 et 1000 nm. Après application d'une salve, le dispositif générateur de lumière pulsée peut être retiré et remplacé par le dispositif de réfrigération. L'utilisation successive des deux dispositifs s'imposera en particulier lors de l'application de fluences élevées (> 20 J/cm2) et pour des actes dits de réjuvénation. L'avantage de l'effet anesthésiant du froid pourra avantageusement être mis à profit en appliquant le dispositif de réfrigération 34 avant le dispositif générateur de lumière pulsée 26. Ce confort supplémentaire est particulièrement apprécié par les sujets sensibles. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le dispositif de saisie d'image permet d'effectuer une saisie d'image pour mesure de densité capillaire. La caméra et son objectif Macro permettant la visualisation d'une zone de 8 x 6 mm, soit 48 mm2, une fonction densitométrie exécutée au moyen d'un logiciel spécifique associé à l'unité de calcul 12 permet de comptabiliser le nombre de poils au cm2, par exemple pour constater l'évolution de l'épilation. Le logiciel permet la visualisation sur l'écran 13 de l'image filmée par la caméra. Un utilisateur pointe chacun des poils visibles et effectue une pression à cet endroit, ce qui incrémente un compteur. A la fin de la saisie, la conversion en nombre de poils / cm2 est effectuée par l'unité centrale et affichée. Elle peut également être stockée dans la mémoire de l'appareil. Selon un autre mode de réalisation, l'image saisie par la caméra est stockée pour comparaison, soit avec une autre image de cette même zone, soit avec des images de référence contenues dans la base de données (15). Du fait de son caractère de caméra macro de contact, l'échelle de mesure est constante. Ainsi, tout examen comparatif d'une zone de l'épiderme peut être effectué. Selon un autre mode de réalisation, une connexion d'extension, par exemple une connexion USB, permet d'augmenter la capacité de stockage de la base de données du dispositif tout en autorisant des échanges de fichiers avec l'environnement informatique de l'utilisateur. Un logiciel spécifique de gestion des fichiers et d'archivage, associé à l'unité de calcul 12 permet d'ordonner les images, par exemple pour établir des comparatifs, d'intervenir sur ces images afin d'en extraire des données supplémentaires, de suivre l'évolution du comportement spécifique d'une zone donnée chez un patient donné, de définir les paramètres concernant ses cycles pilaires, d'en déduire la périodicité des séances d'épilation, d'analyser la rougeur de la peau, de suivre des processus de cicatrisation divers, d'analyser l'évolution des ridules dans le cadre des traitements de réjuvénation, de bien distinguer les taches de mélanine des autres taches à caractère pathologique, etc. REVENDICATIONS 1. Procédé de paramétrage d'un dispositif de traitement de la peau utilisant au moins une source lumineuse (26) de traitement, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - acquérir des données d'image d'une zone de la peau (50) au moyen d'un dispositif d'acquisition d'image (4), - extraire des données de luminance et de chrominance 10 à partir desdites données d'image, et - calculer des paramètres de source lumineuse de traitement à partir desdites données de luminance et de chrominance. 2. Procédé de paramétrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les données de luminance et de chrominance prises en compte comprennent une composante L (luminance), une composante a (gamme de chrominance s'étendant du vert au rouge) et une composante b (gamme de chrominance s'étendant du jaune au bleu), conformes au standard Lab. 3. Procédé de paramétrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits paramètres de source lumineuse sont calculés en fonction desdites données de luminance et de chrominance et d'informations emmagasinées sur un individu traité. 4. Procédé de paramétrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites informations emmagasinées sur un individu traité sont emmagasinées dans une base de données associée à un moyen de commande. 2872405 15 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites informations emmagasinées sont obtenues au moyen d'un questionnaire à choix multiple géré par ledit moyen de commande. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites informations emmagasinées sont extraites d'images obtenues par ledit moyen d'acquisition d'image. 7. Dispositif paramétrable par un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur d'impulsions (14) qui fournit des impulsions régulées en courant dont des paramètres ajustables indépendamment forment lesdits paramètres de 15 source lumineuse. 8. Dispositif paramétrable selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite source lumineuse (26) comprend un tube à décharge basse pression (20) contenant un gaz 20 permettant la génération de décharge. 9. Dispositif paramétrable selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ladite source lumineuse (26) comprend un filtre optique (22) pour sélectionner la longueur d'onde de la lumière et un réflecteur (21) et un guide de lumière (25) pour amener le flux lumineux au contact de ladite zone de peau (50). 10. Dispositif paramétrable selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ladite source lumineuse (26) et ledit dispositif d'acquisition (4) sont associés à des organes mobiles respectifs pouvant être pris en main par un opérateur et appliqués alternativement sur ladite zone de la peau (50). 2872405 16 11. Dispositif paramétrable selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de réfrigération (34) associé à un organe mobile pouvant être pris en main par un opérateur et appliqué sur ladite zone de la peau en alternance avec ladite source lumineuse (26). 12. Dispositif paramétrable selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit dispositif de réfrigération est 10 commandé en fonction d'une température de consigne. 13. Dispositif paramétrable selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé en ce qu'une source lumineuse (24), un dispositif d'acquisition d'image (4) et un dispositif de réfrigération (34) sont commandés par un même moyen de commande (12). 14. Dispositif paramétrable selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que ladite source lumineuse comprend un capteur optique (24) adapté à transmettre à un moyen de commande (12) des caractéristiques de source lumineuse correspondant à des paramètres de commande de source lumineuse afin d'asservir lesdits paramètres de source lumineuse. 15. Dispositif paramétrable selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisé en ce que ledit dispositif d'acquisition d'image 4 comprend un module caméra couleur à dispositif à couplage de charge (CCD). 16. Utilisation d'un procédé de paramétrage d'un dispositif de traitement selon l'une quelconque des revendications précédentes pour un dispositif de traitement d'épilation, de traitement des taches pigmentaires, de 2872405 17 traitement de certaines affections dermatologiques telles l'acné ou le psoriasis, ou de traitement de désordres vasculaires superficiels.