(57)【要約】本発明は、放射線ビーム（５）を用いる皮膚（１３）の処置に対する装置（１）に係る。当該装置は、放射線ビームを生成する放射線源（９）、ビーム出口窓（１５）、皮膚に対する放射線ビームの目標位置（２２）を確定する光学検出システム（３１）、及び、目標位置において放射線ビームを位置付けるビームマニピュレータ（１７）を有する。放射線ビーム及び検出システムは、夫々第１の光軸（４５）及び第２の光軸（４７）を有する。本発明によれば、放射線源（９）からビーム出口窓（１５）に向かって見ると、第１及び第２の光軸は、一致し、放射線源とビームマニピュレータ（１７）との間の位置（Ｓ）において始まる。結果として、放射線ビーム（５）が皮膚（１３）に向かって案内される光学経路、及び、検出システム（３１）が目標位置（２２）を確定する光学経路は、ビームマニピュレータ（１７）によって同一に操作されるため、目標位置（２２）が設定される精度にビームマニピュレータの光学部品の位置におけるエラーが影響を与えることはない。
2007532225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線ビームを用いる皮膚の処置に対する装置であって、
前記放射線ビームを生成する放射線源と、ビーム出口窓と、前記皮膚に対する前記放射線ビームの目標位置を確定する光学検出システムと、前記目標位置において前記放射線ビームを位置付けるビームマニピュレータと、を有し、
前記放射線ビーム及び前記検出システムは、夫々第１及び第２の光軸を有し、
前記ビーム出口窓に向かって前記放射線源から見て、前記第１及び前記第２の光軸は、前記放射線源と前記ビームマニピュレータとの間の位置において一致して始まる、ことを特徴とする、
装置。
【請求項２】
前記放射線源と前記ビームマニピュレータとの間の前記位置において、ダイクロイックビームスプリッタを有する、ことを特徴とする、
請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記光学検出システムは、画像センサを有し、前記第２の光軸は、前記画像センサから前記ビーム出口窓に向かって延在する、ことを特徴とする、
請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記光学検出システムは、補助放射線ビームを生成する補助放射線源と、補助放射線ビームの影響を受けて体毛から出る特徴的な光学信号を検出する検出器とを有する、ことを特徴とし、前記第２の光軸は、前記補助放射線源から前記ビーム出口窓に向かって延在する、
請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記検出器は、前記補助放射線ビームの影響を受けて体毛によって照射される特徴的な二光子蛍光信号を検出する二光子検出器である、ことを特徴とする、
請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記装置は、体毛を短くする装置である、ことを特徴とし、
前記放射線源はレーザ光源である、
請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線ビームを用いる皮膚の処置に対する装置に係る。当該装置は、放射線ビームを生成する放射線源、ビーム出口窓、皮膚に対する放射線ビームの目標位置を確定する光学検出システム、及び、目標位置において放射線ビームを位置付けるビームマニピュレータを有する。放射線ビーム及び検出システムは、夫々第１及び第２の光軸を有する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭で述べられた種類の皮膚の処置に対する装置は、国際公開第００／６２７００号パンフレット（特許文献１）より既知である。既知の装置は、レーザビームパルスを用いて体毛を切断又は除去する装置である。レーザビームは、該装置においてレーザ光源を用いて生成される。既知の装置のビームマニピュレータは、２つのチルト可能な鏡を有し、該鏡を用いてレーザビームは、ビーム出口窓及び皮膚表面に対して平行に各々延在する２つの相互に垂直なＸ方向及びＹ方向において偏向され得る。既知の装置の光学検出システムは、ビーム出口窓の前に存在する皮膚の一部分を照射する照射部材を有する。照射された皮膚部分によって反射された光は、光学検出システムのＣＭＯＳ画像センサによって検出される。既知の装置は更に、レーザ源及びビームマニピュレータの鏡のチルト位置を制御する制御ユニットを有する。制御ユニットは、画像センサによって検出された皮膚の画像に基づき、皮膚に対してレーザビームの目標位置、即ちレーザビームが検出された体毛を切断すべき位置を確定するプロセッサを有する。制御ユニットは、所望の目標位置に対応する鏡の所望のチルト位置に対応するビームマニピュレータに対して制御信号を与える。鏡の所望のチルト位置の調整後、制御ユニットは、レーザ源を作動させ、検出された体毛は、所望の目標位置において切断される。
【０００３】
切断されるべき体毛の比較的小さな直径を考慮して、目標位置は正確に確定されるべきであり、レーザビームは、ビームマニピュレータを用いて目標位置において正確に位置付けられるべきである。既知の装置の不利点は、例えば装置の温度上昇、製造公差、又は機械的な遊びの結果、ビームマニピュレータの鏡のチルト位置におけるエラーが発生し得る、ということである。そのエラーの結果として、レーザビームは、不十分な正確性を有してビームマニピュレータによって位置付けられ得るため、検出システムによって確定される目標位置を外し得る。結果として、既知の装置の効率性は影響を及ぼされ、皮膚のかぶれ及び傷等の望ましくない悪影響の発生が増大し得る。
【特許文献１】国際公開第００／６２７００号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、冒頭に記載された種類の皮膚の処置に対する装置を与える、ことを目的とする。該装置においては、レーザビームが検出システムを用いて確定された目標位置において位置付けられる正確性は大幅に強化され、上述された既知の装置の不利点が回避される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するよう、本発明に従った皮膚の処置に対する装置は、ビーム出口窓に向かって放射源から見ると第１及び第２の光軸は、一致し、放射源とビームマニピュレータとの間の位置において始まる、ことを特徴とする。放射ビームの第１の光軸及び検出システムの第２の光軸が放射源とビームマニピュレータとの間の位置において一致して始まるため、放射ビームが目標位置に対して案内される光学経路、及び検出システムが目標位置を確定する光学経路は、いずれもビームマニピュレータによって同一の手法において操作される。結果として、ビームマニピュレータの光学部品の位置においてエラーが発生する場合、該エラーは、ビームマニピュレータによって設定された皮膚に対する放射ビームの位置における第１のエラーに繋がり、また、検出システムによって確定された目標位置における実質上同一である第２のエラーに繋がる。前出の実質上同一である第１及び第２のエラーは互いに補正するため、ビームマニピュレータの光学部品の位置におけるエラーは、ビームマニピュレータによって設定された皮膚に対するレーザビームの位置と検出システムによって確定された目標位置との間の偏差を実質的にはもたらさない。
【０００６】
本発明に従った装置の特定の一実施例は、装置が放射源とビームマニピュレータとの間の前出の位置においてダイクロイックビームスプリッタを有する、ことを特徴とする。ダイクロイックビームスプリッタは、実用的光学部品である。該スプリッタを用いて、ビームマニピュレータから放射源に向かう方向においてみると、必要な分離は、検出システム及び放射源の光学経路でなされており、また、該スプリッタを用いて、放射線源からビームマニピュレータに向かう方向においてみると、前出の光学経路の必要な組合せがなされる。
【０００７】
本発明に従った装置の特定な一実施例は、光学検出システムが画像センサを有し、第２の光軸が該画像センサからビーム出口窓に向かって延在する、ことを特徴とする。この実施例において、画像センサは、ビーム出口窓の前に存在する皮膚の一部分の画像を作るよう使用される。装置が例えば体毛を短くする又は切断する装置として使用される場合、前出の皮膚の部分上に存在する体毛の位置及び向きを、該装置の制御ユニットを用いて前出の画像から確定する。体毛の前出の位置及び向きから、制御ユニットは、放射ビームに対する連続的な複数の目標位置を確定し、ビームマニピュレータを前出の目標位置に対応する複数の連続的な位置へと調整する。
【０００８】
本発明に従った装置の特定の一実施例は、光学検出システムが、補助放射線ビームを生成する補助放射線源、及び補助放射線ビームの影響を受けて体毛から出る特徴的な光学信号を検出する検出器とを有する、ことを特徴とし、第２の光軸は、補助放射線源からビーム出口窓に向かって延在する。検出システムの前出の検出器は、望ましくは、ビーム出口窓の近くに配置される。放射ビームの第１の光軸及び検出システムの第２の光軸が放射線源とビームマニピュレータとの間の位置において一致して始まるため、補助放射線ビームは、放射線源がスイッチをオンにされた場合に皮膚に放射ビームが衝突する位置において、常に皮膚に衝突する。補助放射ビームが体毛に衝突する場合、該体毛は、例えば、前出の特徴的な光学信号を照射又は反射し、それが検出システムの前出の検出器によって瞬時に検出される。前出の特徴的な光学信号の検出の際、放射線源は、放射パルスを生成するよう作動され、補助放射ビームを用いて検出された位置において体毛に衝突する。
【０００９】
本発明に従った装置の更なる一実施例は、補助放射ビームの影響を受けて体毛によって照射される特徴的な二光子蛍光信号を検出する二光子検出器である、ことを特徴とする。前出の特徴的な二光子蛍光信号を用いて、体毛は実用的且つ信頼性の高い手法において識別され得るため、検出システムは、高い信頼性を有する。
【００１０】
本発明に従った装置の特定の一実施例は、該装置が体毛を短くする装置である、ことを特徴とし、該装置において放射線源はレーザ源である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に従った皮膚の処置に対する装置の実施例は、図面を参照して詳細に説明される。
【００１２】
図１は、本発明に従った皮膚の処置に対する装置１の第１の実施例を示す。装置１は、レーザビーム５を用いて人間の皮膚１３から伸びる体毛３を短くする又は切断する装置である。装置１は、レーザビーム５を生成するレーザ源９を収容する筐体７を有する。筐体７は、皮膚接触表面１０及びグリップ１１を有する。作動中、皮膚接触表面１０は、皮膚１３に対して位置する。レーザビーム５は、皮膚接触表面１０において与えられたビーム出口窓１５を介して筐体７を出る。
【００１３】
筐体７は、更に、皮膚１３に対する目標位置２２においてレーザビーム５を位置付ける第１及び第２の傾斜されたチルト可能な鏡１９及び２１を有するビームマニピュレータ１７を収容する。第１の鏡１９は、第１の電気式アクチュエータ２５を用いて第１のチルト軸２３の周囲にチルト可能であり、第２の鏡２１は、第２の電気式アクチュエータ２９を用いて第２のチルト軸２７の周囲にチルト可能である。第１のチルト軸２３は、第１の鏡１９の鏡面においてＹ方向に対して平行に延在し、Ｙ方向は皮膚接触表面１０に対して平行に延在する。第２のチルト軸２７は、第２の鏡２１の鏡面においてＹ方向に対して垂直に延在する。レーザ源によって生成されたレーザビーム５は、案内され、第１及び第２の鏡１９及び２１を介してビーム出口窓１５に向かって反射される。第１の鏡１９のチルト運動は、Ｘ方向に対して平行である皮膚１３にわたるレーザビーム５の目標位置２２の移動をもたらす。Ｘ方向は、皮膚接触面１０に対して平行且つＹ方向に対して垂直に延在する。第２の鏡２１のチルト運動は、Ｙ方向に対して平行である皮膚１３にわたるレーザビーム５の目標位置２２の移動をもたらす。
【００１４】
筐体７は更に、皮膚１３に対してレーザビーム５の目標位置２２を確定する光学検出システム３１を収容する。検出システム３１は、ビーム出口窓１５の前方にある皮膚１３の一部分を照射するようスペクトルの可視部分において光ビーム３５を生成する光源３３を有する。照射された皮膚１３によって反射された光ビーム３７は、案内され、第１及び第２の鏡１９，２１を介して及びダイクロイックビームスプリッタ４１を介して検出システム３１のＣＭＯＳ画像センサ３９に向かって反射される。ダイクロイックビームスプリッタ４１は、レーザ源９とビームマニピュレータ１７の第１の鏡１９との間の位置において与えられる。ダイクロイックビームスプリッタ４１は、近赤外スペクトル領域において波長を有するレーザビーム５に対して透過的であり、ダイクロイックビームスプリッタ４１は、スペクトルの可視部分に対して反射する。ダイクロイックビームスプリッタの代わりに他種のビームスプリッタが偏光ビームスプリッタとして使用され得ることは、留意される。
【００１５】
ＣＭＯＳ画像センサ３９は、ビーム出口窓の前方にある皮膚１３の部分の画像に対応する出力信号ｕｓを生成する。出力信号ｕｓは、装置１の電気制御ユニット４３に対して供給される。電気制御ユニット４３は、第１及び第２の鏡１９，２１のチルト位置及びレーザ源９の動作を制御する。信号ｕｓから制御ユニット４３は、ビーム出口窓１５の前方において皮膚１３の部分上にある体毛３の位置及び向きを、画像認識方法に基づいて確定する。体毛３の前出の位置及び向きに基づき、制御ユニット４３は、体毛３上のレーザビーム５の連続的な複数の目標位置、即ちレーザ源９が体毛３を切断するようレーザパルスを生成するべきである体毛３上の複数の連続的な位置を確定する。制御ユニット４３及び画像認識方法に関する更なる詳細は、ここでは説明されない。装置１においても使用され得る画像認識方法及び制御ユニットの実施例を記載する特許文献１が参照される。制御ユニット４３は、第１のアクチュエータ２５に対して供給され且つ所望の目標位置２２のＸ位置に対応する第１の出力信号ｕＭ１、第２のアクチュエータ２９に対して供給され且つ所望の目標位置２２のＹ位置に対応する第２の出力信号ｕＭ２、及び、レーザ源９を作動させるよう、レーザ源９に対して供給される第３の出力信号ｕＬＳを生成する。生成する。信号ｕＳに基づいて確定された各所望の目標位置２２に対して、制御ユニット４３は、第１及び第２の鏡１９，２０を前出の所望の目標位置２２と対応する位置へと調整し、鏡１９，２０の調整後、前出の目標位置２２において体毛３を切断するのに十分なパルス幅及びエネルギ密度を有するレーザパルスを生成するようレーザ源９を作動させる。
【００１６】
レーザビーム５は、ビームスプリッタ４１を介して、またビーム出口窓１５に向かってビームマニピュレータ１７の第１及び第２の鏡１９，２１を介してレーザ源９から延在する第１の光軸４５を有する。光学検出システム３１は、ビームスプリッタ４１を介して、またビーム出口窓１５に向かってビームマニピュレータ１７の第１及び第２の鏡１９，２１を介して画像センサ３９から延在する第２の光軸４７を有する。本発明によれば、装置１の光学部品は、ビーム出口窓１５に向かってレーザ源９から見て、第１の光軸４５及び第２の光軸４７がレーザ源９とビームマニピュレータ１７との間の位置で開始して一致する相互の位置において配置される。装置１の第１の実施例において本発明は、レーザ源９とダイクロイックビームスプリッタ４１との間に延在する第１の光軸４５の部分４９、及び、画像センサ３９とダイクロイックビームスプリッタ４１との間に延在する第２の光軸４７の部分５１が互いに対して垂直であること、また、ビームスプリッタ４１が前出の２つの部分４９，５１の交差Ｓの点を介して延在し、前出の部分４９及び５１の各々に対して４５°の角度で配置されること、において実現される。結果として、ビーム出口窓１５に向かってみると、第１及び第２の光軸４５及び４７は、交差Ｓの前出の位置において始まる。即ち、第１及び第２の光軸４５，４７は、交差Ｓの点と第１の鏡１９との間において、第１の鏡１９と第２の鏡２１との間において、及び更にはビーム出口窓１５に向かって且つそれを越えて第２の鏡２１から、一致する。第１及び第２の光軸４５，４７は、ビーム出口窓１５に向かって見るとビームマニピュレータ１７の前にある前出の交差Ｓの点から一致するため、画像センサ３９によって検出されるレーザビーム５及び光ビーム３７は、ビームマニピュレータ１７によって同様に操作される。装置１における温度上昇、製造公差、又は機械的遊び等の結果、鏡１９，２１のチルト位置においてエラーが発生する場合、即ち、信号ｕＭ１及びｕＭ２の特定の所定値が鏡１９，２１の所望の所定の調整を正確にもたらさない場合、前出のエラーは、ビームマニピュレータ１７によって実際に設定されたレーザビーム５の目標位置２２における第１のエラーをもたらし、また、検出システム３１によって検出された画像に基づき制御ユニット４３によって確定された目標位置における第２のエラーをもたらす。レーザビーム５及び光ビーム３７がビームマニピュレータ１７によって同様に操作されるため、前出の第１及び第２のエラーは、実質上同一であり、互いに補正する。結果として、鏡１９，２１のチルト位置におけるエラーは、制御ユニット４３及び検出システム３１によって確定された目標位置とビームマニピュレータ１７を用いて実際に設定された目標位置との間の偏差を実質上もたらさない。したがって、目標位置は、ビームマニピュレータ１７を用いて正確に設定され、レーザビーム５が体毛３上の目標位置を外す危険性は、大幅に低減される。
【００１７】
図２は、本発明に従った皮膚の処置に対する装置１’の第２の実施例を示す。前述の装置１と同様に、装置１’は、レーザビーム５’を用いて人間の皮膚１３’から生える体毛３’を短くする又は切断する装置である。図２中、前述の装置１の部分に対応する装置１’の部分は、対応する参照符号を有して示される。これらの対応する部分は、更には説明されない。以下において、装置１’と装置１との間の主な相違のみが説明される。
【００１８】
装置１’は、第１の鏡５３を有するビームマニピュレータ１７’、及び装置１の第２の鏡２１と実質上同一である第２の鏡２１’を有する。第１の鏡５３は、電気式モータ５７を用いてＹ方向に対して平行に延在する回転の軸５５の周囲に回転可能である多角形の鏡である。レーザ源９’によって生成されたレーザビーム５’は、案内され、第１及び第２の鏡５３及び２１’を介してビーム出口窓１５’に向かって反射される。多角形の鏡５３の回転運動は、Ｘ方向に対して平行である走査経路を介して皮膚１３’にわたってレーザビーム５’の目標位置２２’の走査運動をもたらす一方、第２の鏡２１’のチルト運動は、Ｙ方向に対して平行な前出の走査経路の移動をもたらす。
【００１９】
装置１’は、レーザ源９’がスイッチをオンにされるべきレーザビーム５’の目標位置２２’を確定するよう光学検出システム３１’を更に有する。検出システム３１’は、補助レーザビーム６１を生成する補助レーザ源５９を有する。補助レーザビーム６１は、案内され、ダイクロイックビームスプリッタ４１’を介して、また、第１及び第２の鏡５３，２１’を介してビーム出口窓１５’に向かって反射される。ダイクロイックビームスプリッタ４１’は、近赤外スペクトル領域において波長を有するレーザビーム５’に対して透過性であるが、補助レーザビーム６１の波長に対して反射性である。検出システム３１’は、ビームスプリッタ４１’を介して、またビーム出口窓１５’に向かって第１及び第２の鏡５３及び２１’を介して補助レーザ源５９から延在する第２の光学軸４７’を有する。装置１においてと同様に、装置１’の光学部品は、ビーム出口窓１５’に向かってレーザ源９’から見て、レーザビーム５’の第１の光軸４５’及び検出システム３１’の第２の光軸４７’がレーザ源９’とビームマニピュレータ１７’との間の位置において開始して、即ち、図示される実施例において第１及び第２の光軸４５’及び４７’の相互に垂直な部分４９’及び５１’の交差の点Ｓ’で開始して一致する相互的位置において配置される。結果として、レーザビーム５’及び補助レーザビーム６１は、ビームマニピュレータ１７’を用いて同様に操作され、皮膚１３’に対するレーザビーム５’の目標位置２２’と皮膚１３’に対する補助レーザビーム６１の目標位置６３は、常に一致する。
【００２０】
検出システム３１’は、補助レーザビーム６１の影響を受けて体毛によって照射された特徴的な二光子蛍光信号を検出する検出器６５を更に有する。検出器６５は、ビーム出口窓１５’の近くの位置に配置される。
【００２１】
装置１’は、第１の鏡５３の回転速度、第２の鏡２１’のチルト位置、及びレーザ源９’の動作を制御する制御ユニット４３’を更に有する。作動中、制御ユニット４３’は、第１の鏡５３のモータ５７に対して供給される第１の出力信号ｕＭ１を生成し、Ｘ方向に対して平行である皮膚１３’にわたって目標位置２２’，６３の所望の走査速度に対応する。制御ユニット４３’は、第２の鏡２１’の電気式アクチュエータ２９’に対して供給される第２の出力信号ｕＭ２を更に生成し、目標位置２２’，６３の走査経路の所望のＹ位置に対応する。第１の鏡５３が６つのファセットを有するため６０°の角度を越えて第１の鏡５３の回転に対応する、Ｘ方向に対して平行である目標位置２２’，６３の各完全な走査動作の後、走査経路は、Ｙ方向に対して比較的小さな距離にわたって調整される。このようにして、ビーム出口窓１５’の前方にある皮膚１３’の部分は、所定のラインパターンに従って走査される。
【００２２】
走査中、補助レーザ源５９は、走査の目的に対して十分に高い周波数を有する連続的にパルス化されたレーザビームである補助レーザビーム６１を生成する。走査中に補助レーザビーム６１が皮膚１３’上にある体毛３’に衝突する際、体毛３’は、衝突する補助レーザビーム６１の影響を受けて特徴的な二光子蛍光信号を照射する。二光子蛍光の原理は、例えば顕微鏡検査の技術的分野から既知であり、ここでは更に詳細には説明されない。当業者はまた、体毛３’からの所望の二光子蛍光信号を達成するよう必要である補助レーザ源５９の波長、エネルギ密度、及び焦点直径を確定することができる。体毛３’によって照射された二光子蛍光信号は、体毛の組織に対して特長的であるスペクトルを有する。該信号は、制御ユニット４３’に対して出力信号ｕＤを供給する検出器６５によって検出される。制御ユニット４３’が出力信号ｕＤに基づき体毛３’の存在を検出する瞬間、制御ユニット４３’は、その第２の出力信号ｕＬＳを介してレーザ源９’を作動させる。そのためレーザ源９’は、補助レーザビーム６１の目標位置６３と一致する目標位置２２’においてレーザパルスを生成し、また、体毛３’は、目標位置２２’において切断される。装置１’の制御ユニット４３’は、装置１の制御ユニット４３がするべきであるようにビーム出口窓１５’の前にある皮膚部分の比較的複雑な画像を分析及び解明する必要がないため、装置１の制御ユニット４３より大幅に単純であり且つ早い。
【００２３】
特徴的な二光子蛍光信号を検出するよう設計される代わりに、検出システム３１’の補助レーザ源５９及び検出器６５は、衝突する補助レーザビームの影響を受けて体毛から出る特徴的な光信号の他の種類を検出するよう設計され得る、ことが留意される。一例は、体毛の組織の光吸収特性に対して特徴的である光信号である。
【００２４】
最後に、本発明はまた放射ビームを用いて皮膚の処置に対する他の種類の装置を対称にする、ことが留意される。かかる装置の例は、皮膚にある静脈性母斑及び色素性母斑等の母斑、乾癬、又は静脈瘤等の皮膚にある血管の異常の医療又は美容処置に対する装置である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に従った皮膚の処置に対する装置の第１の実施例を概略的に図示する。
【図２】本発明に従った皮膚の処置に対する装置の第２の実施例を概略的に図示する。
【図１】
2007532225.tif 000003
【図２】
2007532225.tif 000004
【国際調査報告】
2007532225.tif 000005
2007532225.tif 000006