(57)【要約】  非コヒーレントのパルス化された光を制御するシステム及び方法である。当該システムは、非コヒーレント光エネルギをパルス化されたモードで生成するランプと、エネルギをシステムに与える電流源と、非コヒーレントのパルス化された光のエネルギのスペクトル分布及び光強度を非コヒーレント光のパルス中に制御するスイッチング・モジュールとを含む。当該システムは、選択された処置に関するパルス・パラメータを、光センサから受け取られた照度データに基づいて制御する制御器ユニットを含み得る。当該システムは、パルス中にランプに供給されるパルスを変調する１又はそれより多くの変更可能なフィルタを含み得る。
2007502141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非コヒーレント光のパルス中にスペクトル分布を制御する方法であって、
非コヒーレント光のパルスを開始して、１又はそれより多くの目標に対して処置を与えるステップであって、前記パルスが選択されたスペクトル分布を含む、前記処置を与えるステップと、
前記目標に与えられた非コヒーレント光の前記パルスの前記スペクトル分布を前記パルスの持続時間内で制御するステップと
を備える方法。
【請求項２】
前記パルスが１又はそれより多くのサブパルスを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記非コヒーレント光を与えるランプに与えられる電流を制御して、非コヒーレント光の前記パルスの前記スペクトル分布を前記パルス中に制御するステップを備える請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記パルスの前記スペクトル分布を制御する前記ステップが、前記スペクトル分布を変えるステップを含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記パルスの前記スペクトル分布を制御する前記ステップが、選択されたスペクトル分布を実質的に維持するステップを含む請求項３記載の方法。
【請求項６】
請求項３に従ったシステムであって、
非コヒーレントのパルス化された光を生成するためのランプと、
エネルギを前記ランプに与えるための１又はそれより多くのキャパシタ及びキャパシタ充電器と、
前記ランプに与えられる電流を非コヒーレント光のパルス中に制御するための電流調整器と
を備えるシステム。
【請求項７】
前記電流調整器が、前記ランプに供給される電流を変調するためのスイッチング・モジュールを含む請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記スイッチング・モジュールが、前記ランプに供給される電流を非コヒーレント光のサブパルス中に変調することが可能である請求項６記載のシステム。
【請求項９】
１又はそれより多くの可変及び／又は変更可能フィルタをパルスの少なくとも一部分中に用いて、前記非コヒーレント光をパルス中に制御するステップを備える請求項１記載の方法。
【請求項１０】
非コヒーレント光の前記パルスを比較的長い時間間隔にわたり与えて、低減した光強度を補償するステップを備える請求項１記載の方法。
【請求項１１】
フィードバック機構を用いて、処置手順の出力が処置計画に従っているかどうかを決定するステップと、
処置手順をパルス中に前記処置計画に従って変えるステップと
を備える請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記フィードバック機構が、
前記非コヒーレント光を与える光源からの光出力を検知することと、
前記光出力が所定の処置計画に準拠しているかどうかを決定することと
を含む請求項８記載の方法。
【請求項１３】
前記目標からの光出力を検知するステップと、
前記光出力が所定の処置計画に準拠しているかどうかを決定するステップと
を備える請求項８記載の方法。
【請求項１４】
前記スペクトル分布を非コヒーレント光のパルス中に変えるステップを備える請求項１記載の方法。
【請求項１５】
選択されたスペクトル分布を非コヒーレント光のパルス中実質的に維持するステップを備える請求項１記載の方法。
【請求項１６】
光強度を非コヒーレント光のパルス中に制御する方法であって、
非コヒーレント光のパルスを開始して、１又はそれより多くの目標に対して処置を与えるステップであって、前記パルスが事前定義された光強度を含む、前記処置を与えるステップと、
前記目標に与えられる非コヒーレント光の前記パルスの前記光強度を非コヒーレント光の前記パルスの持続時間内で制御するステップと
を備える方法。
【請求項１７】
１又はそれより多くのフィルタを用いて、前記非コヒーレント光をパルス中に制御するステップを備え、
前記フィルタが、異なる光増強特性を有する
請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
１又はそれより多くのフィルタを用いて、前記非コヒーレント光をパルス中に制御するステップを備え、
前記フィルタが、異なる光スペクトル・フィルタリング特性及び異なる光増強特性を有する
請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記非コヒーレント光を与えるランプに与えられる電流を制御して、非コヒーレント光の前記パルスの前記光強度を前記パルス中に制御するステップを備える請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
フィードバック機構を用いて、処置手順の出力が処置計画に従っているかどうかを決定するステップと、
処置手順をパルス中に前記処置計画に従って変えるステップと
を備える請求項１６記載の方法。
【請求項２１】
スペクトル分布及び光強度を非コヒーレント光のパルス中に制御する方法であって、
非コヒーレント光のパルスを開始して、１又はそれより多くの目標に対して処置を与えるステップであって、前記パルスが事前定義されたスペクトル分布及び光強度を含む、前記処置を与えるステップと、
前記目標に与えられる非コヒーレント光の前記パルスの前記スペクトル分布及び光強度を非コヒーレント光の前記パルスの持続時間内で制御するステップと
を備える方法。
【請求項２２】
前記非コヒーレント光を与えるランプに与えられる電流を制御して、非コヒーレント光の前記パルスの前記スペクトル分布及び光強度をパルス中に制御するステップを備える請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
フィードバック機構を用いて、処置手順の出力が処置計画に従っているかどうかを決定するステップと、
処置手順をパルス中に前記処置計画に従って変えるステップと
を備える請求項２１記載の方法。
【請求項２４】
非コヒーレントのパルス化された光を与えるシステムであって、
非コヒーレントのパルス化された光を生成するランプと、
制御された電流を前記ランプに与えて、前記非コヒーレントのパルス化された光の制御されたスペクトル分布を前記非コヒーレント光のパルス中に与えることを可能にする電流源と
を備えるシステム。
【請求項２５】
前記非コヒーレント光の前記スペクトル分布を制御する前記のことが、前記スペクトル分布を非コヒーレント光のパルス中に変えることを含む請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
前記非コヒーレント光の前記スペクトル分布を制御する前記のことが、前記スペクトル分布の選択されたレベルを非コヒーレント光のパルス中実質的に維持することを含む請求項２４記載のシステム。
【請求項２７】
フィードバック機構を用いて、処置手順の出力が処置計画に従っているかどうかを決定することと、
処置手順をパルス中に前記処置計画に従って変えることと
を備える請求項２４記載のシステム。
【請求項２８】
選択された処置に対して前記非コヒーレントのパルス化された光の前記スペクトル分布を、前記フィードバック機構から受け取られたデータに基づいて制御する制御器ユニットを備える請求項２４記載のシステム。
【請求項２９】
前記の制御器が処置ソフトウエアと関連付けられている請求項２４記載のシステム。
【請求項３０】
非コヒーレントのパルス化された光を与えるシステムであって、
非コヒーレントのパルス化された光を生成するランプと、
電流を前記ランプに与える電流源と、
前記非コヒーレントのパルス化された光の制御されたスペクトル分布を前記非コヒーレント光のパルス内で与えることを可能にする可変及び／又は変更可能フィルタと
を備えるシステム。
【請求項３１】
前記非コヒーレントのパルス化された光の前記スペクトル分布を制御する前記のことが、前記スペクトル分布を非コヒーレント光のパルス中に変えることを含む請求項３０記載のシステム。
【請求項３２】
前記非コヒーレントのパルス化された光の前記スペクトル分布を制御する前記のことが、前記スペクトル分布の選択されたレベルを非コヒーレント光のパルス中実質的に維持することを含む請求項３０記載のシステム。
【請求項３３】
前記フィルタが、カット・オン・フィルタ、カット・オフ・フィルタ、バンド・パス・フィルタ及び可変フィルタから成るグループから選択される請求項３０記載のシステム。
【請求項３４】
非コヒーレントのパルス化された光を与えるシステムであって、
非コヒーレントのパルス化された光を生成するランプと、
電流を前記ランプに与える電流源と、
前記非コヒーレントのパルス化された光の制御された光強度を前記の非コヒーレント光のパルス内で与えることを可能にする可変及び／又は変更可能なフィルタと
を備えるシステム。
【請求項３５】
前記非コヒーレントのパルス化された光のスペクトル分布を制御する前記のことが、前記スペクトル分布を非コヒーレント光のパルス中に変えることを含む請求項３４記載のシステム。
【請求項３６】
前記非コヒーレントのパルス化された光のスペクトル分布を制御する前記のことが、前記スペクトル分布の選択されたレベルを非コヒーレント光のパルス中実質的に維持することを含む請求項３４記載のシステム。
【請求項３７】
前記フィルタが、濃度フィルタ及び可変フィルタから成るグループから選択される請求項３４記載のシステム。
【請求項３８】
非コヒーレントのパルス化された光を与えるシステムであって、
非コヒーレントのパルス化された光を生成するランプと、
電流を前記ランプに与える電流源と、
前記非コヒーレントのパルス化された光の制御されたスペクトル分布及び光強度を前記の非コヒーレント光のパルス内で与えることを可能にするフィルタと
を備えるシステム。
【請求項３９】
前記非コヒーレントのパルス化された光のスペクトル分布を制御する前記のことが、前記スペクトル分布を非コヒーレント光のパルス中に変えることを含む請求項３８記載のシステム。
【請求項４０】
前記非コヒーレントのパルス化された光のスペクトル分布を制御する前記のことが、前記スペクトル分布の選択されたレベルを非コヒーレント光のパルス中実質的に維持することを含む請求項３８記載のシステム。
【請求項４１】
前記フィルタが、カット・オン・フィルタ、カット・オフ・フィルタ、バンド・パス・フィルタ、濃度フィルタ及び可変フィルタから成るグループから選択される請求項３８記載のシステム。
【請求項４２】
非コヒーレントのパルス化された光を与えるシステムであって、
非コヒーレントのパルス化された光を生成するランプと、
制御された電流を前記ランプに与えて、前記非コヒーレントのパルス化された光の制御されたスペクトル分布を前記の非コヒーレント光のパルス内で与えることを可能にする電流源と、
前記非コヒーレントのパルス化された光の制御されたスペクトル分布を前記の非コヒーレント光のパルス内で与えることを可能にするフィルタと
を備えるシステム。
【請求項４３】
前記非コヒーレントのパルス化された光のスペクトル分布を制御する前記のことが、前記スペクトル分布を非コヒーレント光のパルス中に変えることを含む請求項４２記載のシステム。
【請求項４４】
前記非コヒーレントのパルス化された光のスペクトル分布を制御する前記のことが、前記スペクトル分布の選択されたレベルを非コヒーレント光のパルス中実質的に維持することを含む請求項４２記載のシステム。
【請求項４５】
前記フィルタが、カット・オン・フィルタ、カット・オフ・フィルタ、バンド・パス・フィルタ、濃度フィルタ及び可変フィルタから成るグループから選択される請求項４２記載のシステム。
【請求項４６】
非コヒーレントのパルス化された光を与えるシステムであって、
非コヒーレントのパルス化された光を生成するランプと、
制御された電流を前記ランプに与えて、前記非コヒーレントのパルス化された光の制御された光強度を前記の非コヒーレント光のパルス内で与えることを可能にする電流源と、
前記非コヒーレントのパルス化された光の制御された光強度を前記の非コヒーレント光のパルス内で与えることを可能にするフィルタと
を備えるシステム。
【請求項４７】
前記非コヒーレントのパルス化された光のスペクトル分布を制御する前記のことが、前記光強度を非コヒーレント光のパルス中に変えることを含む請求項４６記載のシステム。
【請求項４８】
前記非コヒーレントのパルス化された光の光強度を制御する前記のことが、前記光強度の選択されたレベルを非コヒーレント光のパルス中実質的に維持することを含む請求項４６記載のシステム。
【請求項４９】
前記フィルタが、可変フィルタ及び濃度フィルタから成るグループから選択される請求項４６記載のシステム。
【請求項５０】
非コヒーレントのパルス化された光を与えるシステムであって、
非コヒーレントのパルス化された光を生成するランプと、
制御された電流を前記ランプに与えて、前記非コヒーレントのパルス化された光の制御されたスペクトル分布及び光強度を前記の非コヒーレント光のパルス内で与えることを可能にする電流源と、
前記非コヒーレントのパルス化された光の制御されたスペクトル分布及び光強度を前記の非コヒーレント光のパルス内で与えることを可能にするフィルタと
を備えるシステム。
【請求項５１】
前記非コヒーレントのパルス化された光の光強度を制御する前記のことが、前記スペクトル分布を非コヒーレント光のパルス中に変えることを含む請求項５０記載のシステム。
【請求項５２】
前記非コヒーレントのパルス化された光の光強度を制御する前記のことが、前記光強度の選択されたレベルを非コヒーレント光のパルス中実質的に維持することを含む請求項５０記載のシステム。
【請求項５３】
前記フィルタが、カット・オン・フィルタ、カット・オフ・フィルタ、バンド・パス・フィルタ、濃度フィルタ及び可変フィルタから成るグループから選択される請求項５０記載のシステム。
【請求項５４】
制御されたスペクトル分布及び／又は制御された光強度を有する非コヒーレントのパルス化された光を与えるシステムであって、
非コヒーレントのパルス化された光を生成するランプと、
制御された電流を前記ランプに与えて、前記非コヒーレントのパルス化された光の制御された光強度を前記の非コヒーレント光のパルス内で与えることを可能にする電流源と
を備えるシステム。
【請求項５５】
前記非コヒーレントのパルス化された光のスペクトル分布を制御する前記のことが、前記スペクトル分布を非コヒーレント光のパルス中に変えることを含む請求項５４記載のシステム。
【請求項５６】
前記非コヒーレントのパルス化された光のスペクトル分布を制御する前記のことが、前記スペクトル分布の選択されたレベルを非コヒーレント光のパルス中実質的に維持することを含む請求項５４記載のシステム。
【請求項５７】
非コヒーレントのパルス化された光を与えるシステムであって、
非コヒーレントのパルス化された光を生成するランプと、
制御された電流を前記ランプに与えて、前記非コヒーレントのパルス化された光の制御されたスペクトル分布及び光強度を前記の非コヒーレント光のパルス内で与えることを可能にする電流源と
を備えるシステム。
【請求項５８】
前記非コヒーレントのパルス化された光のスペクトル分布を制御する前記のことが、前記スペクトル分布を非コヒーレント光のパルス中に変えることを含む請求項５７記載のシステム。
【請求項５９】
前記非コヒーレントのパルス化された光のスペクトル分布を制御する前記のことが、前記スペクトル分布の選択されたレベルを非コヒーレント光のパルス中実質的に維持することを含む請求項５７記載のシステム。
【請求項６０】
非コヒーレント光を用いて処置する方法であって、処置パラメータに関して、制御されたスペクトル分布を用いるステップを備える方法。
【請求項６１】
パルスの少なくとも一部分の間に、処置される組織の少なくとも一部分の物理特性に影響を及ぼすステップを備える請求項６０記載の方法。
【請求項６２】
非コヒーレント光の前記パルスが、それぞれの部分が事前定義された機能を有する複数の部分を含む請求項６１記載の方法。
【請求項６３】
初期スペクトル分布を有する非コヒーレント光のパルスの第１部分を発生するステップと、
変更されたスペクトル分布を有する非コヒーレント光の前記パルスの少なくとも第２部分を発生するステップであって、前記第２部分が前記第１部分の変更である、前記第２部分を発生するステップと
を含む請求項６２記載の方法。
【請求項６４】
１又はそれより多くの目標及び周囲の組織を事前加熱するステップを備える請求項６２記載の方法。
【請求項６５】
前記少なくとも第２部分は、黄−青のスペクトル範囲の非コヒーレント光を用いて実現される請求項６２記載の方法。
【請求項６６】
処置範囲の表面を処置中に冷却するステップを備える請求項６１記載の方法。
【請求項６７】
前記事前加熱するステップは、赤−赤外領域の非コヒーレント光を用いて実現される請求項６２記載の方法。
【請求項６８】
非コヒーレント光を用いて処置する方法であって、処置パラメータに関して、制御されたパルス形状を用いるステップを備える方法。
【請求項６９】
パルスの少なくとも一部分の間に、処置される組織の少なくとも一部分の物理特性に影響を及ぼすステップを備える請求項６８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、非コヒーレントのパルス化された光を与えるのに有効な方法及び装置に関する。詳細には、本発明の実施形態は、非コヒーレントのパルス化された光の送出を制御することを可能にするシステム及び装置に関する。
【０００２】
［背景］
光療法は、一般的に、光エネルギを印加して、目標組織に分散された光子の吸収の結果として、体の目標位置での局所温度を増大させることを含む。光子分布、従って、局所温度の上昇は、一般的に、光源の特徴、及び光を目標へ伝達するため用いられる媒体の物理特性により決定される。選択的フォトサーモリシス理論（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍｏｌｙｓｉｓ  Ｔｈｅｏｒｙ）（ＳＰＴ）は、多くの光療法のための物理的基礎であり得るが、このＳＰＴは、典型的には、温度上昇が目標に必要とされる効果を招くために十分大きく、しかも周囲の組織での安全閾値より下に留まるように用いられる治療用光のパラメータ、例えば、波長、パルスの大きさ、パルスの持続時間等を選定することを含む。
【０００３】
［発明の概要］
本発明の一実施形態に従って、非コヒーレントのパルス化された光を制御するためのシステムであって、非コヒーレント光エネルギをパルス化モードで生成するためのランプと、エネルギを当該システムに供給するための電源と、ランプの電流を発生するためのキャパシタと、電源とランプとの間のエネルギの流れを変調するための電流変調器とを含むシステムが提供される。当該システムは、選択された処置のためのパルス・パラメータを、光センサから受け取られた照度データに基づいて制御するための制御器ユニットを含み得る。当該システムは、パルス中にランプに供給されるパワーを変調するためのスイッチング・モジュールを含み得る。当該システムは、ランプに供給されるパルスをパルス中に変調するための１又はそれより多くの変更可能なフィルタを含み得る。
【０００４】
本発明の一部の実施形態によれば、非コヒーレントのパルス化された光を制御する方法は、パルスを発生して、処置計画に従って、選択された目標に処置を与えるステップと、目標からの光出力を検知するステップと、検知された信号を処理して、光出力が所定のパルス・パラメータ及び／又は生物学的特性に適合しているか、及び所定のパルス・パラメータ及び／又は生物学的特性が適合されていないかを決定するステップと、光出力のスペクトル分布及び／又は光強度をパルス中に制御するステップとを含み得る。
【０００５】
本発明の一部の実施形態によれば、パルス内の複数のモードの動作を有する処置が、実現されて、目標と周囲の組織との間の差別化を可能にし得る。そのような処置は、黒ずんだ皮膚の種類（ｄａｒｋ  ｓｋｉｎ  ｔｙｐｅｓ）に位置された目標の処置、周囲の組織に似た又はそれとはほんの僅かに異なる物理的特性を有する目標の処置、真皮の中に深く位置された目標の処置、及び／又は上記の処置のいずれかの組み合わせの安全及び／又は効力を改善することを支援し得る。更に、毛髪切除（ｈａｉｒ  ｒｅｍｏｖａｌ）、血管の変異、組織構造上の病変、及び／又は他の手順に対する処置が、上記で説明されたような、パルス内の複数の動作モードを有する処置を用いて、支援される。
【０００６】
本発明に従ったシステム、装置及び方法の原理及び動作が、図面及び以下の説明を参照して一層良く理解され得る。これらの図面は、例示の目的のためのみに与えられ、限定であることを意味しないことが理解されるであろう。
【０００７】
図の単純化及び明瞭化のため、図面に示される構成要素は、必ずしも、尺度に従って描かれてなく、そして非限定の例として与えられていることが認められるであろう。例えば、構成要素の一部の寸法は、明瞭化のため他の構成要素に対して誇張されている場合がある。更に、適切と考えられる場合、参照番号は、一連の見方の全体を通して対応の又は類似の構成要素を示すよう図面の間で繰り返し示されている場合がある。
【０００８】
［発明の詳細な説明］
以下の記載は、当業者が特定の応用及びその要件の文脈において提供される発明を実施し、使用することを可能にするよう提示されるものである。記載された実施形態に対する様々な変更が、当業者に明らかであろうし、そして本明細書で定義された一般的原理は、他の実施形態に適用され得る。従って、本発明は、示され説明される特定の実施形態に限定されるものではなく、本明細書に開示された原理及び新規な特徴と整合性のある最も広い範囲と一致されるべきものである。他の場合、周知の方法、手順、及び構成要素は、本発明を不明瞭にしないように詳細には説明していない。
【０００９】
以下の詳細な説明において、多くの特定の詳細が、本発明の完全な理解を与えるため記載されている。しかしながら、本発明はこれらの特定の詳細無しで実施され得ることが当業者により理解されるであろう。
【００１０】
本発明の実施形態は、例えば、ランプのような光源により放出される非コヒーレントのパルス化された光を制御することにより、ランプが出力した光のパルス内の光の時間的分布及び／又はスペクトル分布を変調することを可能にするシステム及び方法を提供し得る。制御された電流は、例えばランプにより放出された光パルスの形状を変え、非コヒーレントのパルス化された光のサブパルスを方形化又は平滑化し、当該サブパルスを等化し、そしてエネルギを延長した期間にわたり、目標仕様（ｔａｒｇｅｔ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と関連した選択されたパルス形状又はサブパルスに従って供給することを可能にし得る。電流制御は、目標仕様に準拠するため、パルス中にパルス・スペクトルを変えることを可能にし得る。これらの開発は、カスタマイズ可能な非コヒーレントのパルス化された光の処置の管理を可能にし、従って、そのような処置の安全及び効力を増強することを可能にし得る。本明細書で説明されるサブパルスは、本発明の幾つかの実施形態に従って、開始され、発生され、供給される、等々をされ得るパルス及び／又はパルスの一部分と関連し得る。本明細書に記載され及び／又は特許請求の範囲に記載されるパルスは、全体のパルス、部分的パルス、サブパルス、又はパルスの他の適切な部分と関連し得る。例えば、パルスの長さ、及び／又はパルス内の１又はそれより多くのサブパルスの組み合わされた長さは、１ミリ秒から５〜６秒の間であり得る。
【００１１】
ここで図１Ａを参照すると、それは、例えば、強力パルス光（登録商標）（Ｉｎｔｅｎｓｅｄ  Ｐｕｌｓｅ  Ｌｉｇｈｔ（登録商標））ベースの皮膚治療のような非コヒーレントのパルス化された光の印加を制御するため可能にされたシステム１００の概略図である。図１で分かることができるように、システム１００は、電源１０５を含み、その電源１０５は、例えば、バッテリ、又はいずれの他の適切な電力源のような電源を含み得る。電流源、例えば、キャパシタ１１０が、電荷を蓄積するため設けられ得て、そして続いて周期的に放電して、電流を発生し得て、当該電流を用いて、ランプ１３５をパルス化モードで非コヒーレントの光エネルギを生成するよう動作させ得る。電源１０５は、以下に説明されるように、ランプ１３５に直接に又は電流調整器及び／又は変調器１１５を介して接続され得る。ランプ１３５は、パルス化モードで動作され得て、そして例えば、非コヒーレントのパルス化された光を１又はそれより多くの目標に与え得る。ランプ１３５は、例えば、キセノン、クリプトン、又は光エネルギ出力の広い波長スペクトルを発生し得るいずれの他の光源を含み得る。例えば、代表的なランプ１３５は、３００−１１００ナノメートルの範囲にある波長を有する光エネルギを与え得る。ランプ１３５は、例えば、ランプ１３５の付近で光強度及び／又は光の波長を検知するため少なくとも１つの光センサ・ユニット１３０と関連付けられ得る。光センサ・ユニット１３０は、ランプ１３５とは独立であってもよく、又はランプ１３５に統合化されてもよい。他の実施形態において、光センサ・ユニット１３０は、処置範囲（治療範囲）、例えば、体表面から反射された光強度及び／又は光波長を検知し得る。
【００１２】
電流調整器及び／又は変調器１１５を用いて、電源１０５とランプ１３５との間で及び／又はキャパシタ１１０とランプ１３５との間でエネルギの流れ（例えば、電気パルス）を変調し得る。電流調整器／変調器１１５は、制御器ユニット１２０及びスイッチング・モジュール１２５を含み得る。制御器ユニット１２０は、（図１に示されるように）電流調整器１１５とは独立であり得て、及び／又は他の実施形態において、電流調整器１１５内又は他の適切なシステム構成要素内に含まれ得る。スイッチング・モジュール１２５は、ランプ１３５に与えられる供給電力又は電流を変調して、ランプ１３５から放出されるスペクトル分布及び／又は光強度の変化を生じさせるよう適合され得る。制御器ユニット１２０は、データ記憶ユニット（図示せず）を含み得て、そのデータ記憶ユニットは、実行可能なコード、非コヒーレントのパルス化された光のデータ、処置データ、ユーザ・データ、及び／又は他の関連のデータを格納し得る。例えば、処置に関するパルス・パラメータ（パルスの異なる部分中の形状、エネルギ、スペクトル等々を含む）は、目標と周囲の組織との間の光学的パラメータの解像度に従って準備され得る。そのようなパラメータは、制御器ユニット１２０に格納され得る。制御器ユニット１２０は、多分適切なソフトウエアを用いて、パルス・パラメータを、例えば、キャパシタ電圧、ランプ電流等々のようなシステム・パラメータに変換し得る。
【００１３】
制御器ユニット１２０は、光センサ１３０から受け取られた照射データを処理するよう適合され得る。制御器ユニット１２０による光センサ１３０からのデータの処理の結果を用いて、ランプ１３５を、制御された電流パターンで作動させるようスイッチング・モジュール１２５に命令し得る。例えば、スイッチング・モジュール１２５は、適切な電流パターンを与えて、ランプ１３５からのパルス中に、光の時間的分布、及び光エネルギの選択された波長スペクトルを発生する。制御器ユニット１２０は、例えば、発生されるべき波長スペクトルを決定し、それにより図４Ａ−図４Ｃを参照して以下で説明されるように、パルス中に及び／又はサブパルス中にスペクトルの切り替えを可能にし得る。スイッチング・モジュール１２５は、ランプ１３５に供給される電流の大きさを制御するための電流制御モジュールを含み得る。そのような電流制御は、ランプにより放出されるスペクトルに影響を与え得る。
【００１４】
例えば、光導波材料、ゲル、又はそれらのいずれの組み合わせ、又はいずれの他の適切な材料のような光案内材料１４５が、体表面１５０上に配置され、ランプ１３５により放出されたエネルギを体表面１５０へ効率的に流れさせることを可能にし得る。一部の実施形態においては、効率的なエネルギの流れは、電流調整器１１５又は変調器１２５を電源１０５へ直接に、例えば、キャパシタ１１０を介さずに接続することにより達成され得る。一部の実施形態においては、効率的なエネルギの流れ、及び／又はランプ１３５へ供給される電流に対する制御は、フィルタ、例えば、変更可能な又は可変のフィルタ１４０を用いることにより達成され得る。しかしながら、フィルタ１４０は、フィードバック無しで、予め決定された計画に従って変えられ得る。本発明の一実施形態に従って、制御器ユニット１２０による光センサ１３０からのデータの処理の結果を用いて、例えば、フィルタの動作を制御して、パルス内のパルス波長を変え得る。フィルタ１４０は、例えば、カット・オン・フィルタ（ｃｕｔ  ｏｎ  ｆｉｌｔｅｒ）、カット・オフ・フィルタ、バンド・パス・フィルタ、濃度フィルタ（ｎｅｕｔｒａｌ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ｆｉｌｔｅｒ）、及び／又は１又はそれより多くの異なる光スペクトル及び／又は光強度能力を有するいずれの他の適切なフィルタを含み得る。
【００１５】
他の実施形態において、図１Ｂを参照して分かることができるように、システム１００には、電流源１１７によりエネルギを与えられ得て、その電流源１１７は、電流を、選択された持続時間、強度、又は他の選択された判定基準で供給し得る。
【００１６】
図２は、非コヒーレントのパルス化された光を制御する方法を概略的に示す。図２で分かることができるように、ブロック２００において、例えば、処置ソフトウエアと関連した処理ユニットを用いて、処置計画が準備され得る。例えば、処置ソフトウエアは、目標及び／又は周囲の組織の光学的及び／又は生物学的特性に従って、パルス及び／又はサブパルスの異なる部分中に、例えば、形状、エネルギ、及びスペクトル等々のような処置パルス・パラメータの準備を可能にし得る。ブロック２０５において、予め定義されたパルス・パラメータは、例えば、キャパシタ電圧、ランプ電流等々のようなシステム・パラメータに、例えば、処置ソフトウエアと関連した処理ユニットにより変換され得る。ブロック２１０において、例えば、電源を充電キャパシタに対して用いることによりパルスを開始し、１又はそれより多くのパルスを発生して、ランプを作動させ得る。電流は、電源からランプへ直接に、例えば、キャパシタを介さずに、供給され得る。ブロック２１５において、システム１００は、例えば、制御器を用いて、センサ・フィードバックと共に動作するか否かを決定し得る。
【００１７】
１又は複数のパルスは、複数のモードで、又はモードのいずれかの組み合わせで、動作され得る。ブロック２２０により指示される第１のモードで、この方法は、センサ・フィードバックを用いて実行され得る（ブロック２１５での「イエス」）。センサ、例えば、光センサにより検知され得る光出力は、制御器により受け取られ、そして処理される。光センサは、光強度、光の波長、等々のようなパラメータを検知し得る。他のセンサ、例えば、電流センサ、又は組織の温度センサ等々がまた、用いられ得る。ブロック２２０において、制御器は、センサからの信号を処理して、光出力が所定のパルス・パラメータ及び／又は生物学的特性に適合しているかどうかを決定し得る。ブロック２２０において、所定のパルス・パラメータが適合されている場合（ブロック２２０で「イエス」）、ブロック２３０において、電流調整器は、初期の所定の処置パルス・パラメータに従って、パルス及び／又はサブパルスの連続した発生を可能にし得る。所定のパルス・パラメータが適合されていない場合（ブロック２２０で「ノー」）、ブロック２２５において、制御器は、ランプ電流及び／又は光出力を制御することにより、パルス中のランプ出力を決定し得る。このようにして、電気的入力パラメータを調整することは、パルス及び／又はサブパルスが所定のパルス・パラメータ及び／又は生物学的特性に適合することを可能にし得る。例えば、スイッチング・モジュールは、パルス中に任意に、ランプに対する電流を増大又は低減して、ランプからの光出力を、選択されたレベルで、増大、低減又は維持し得る。例えば、パルス中に及び／又はサブパルス中に電流を変えることは、パルス中に及び／又はサブパルス中にランプにより放出される光をスペクトル・シフトさせること、及び／又はパルス中に及び／又はサブパルス中にランプにより放出される光の時間的分布を変えることを可能にし得る。
【００１８】
ブロック２３０により示される第２のモードにおいて、この方法は、センサ・フィードバックを用いること無しに（ブロック２１５で「ノー」）、所定の処置計画に従って、実行され得る。ブロック２４０において、制御器は、パルスを終了すべきか否かを決定し得る。制御器がパルスを終了すると決定した場合（ブロック２４０で「イエス」）、ブロック２５０において、パルスの発生が、停止される。制御器がパルスを継続すると決定した場合（ブロック２４０で「ノー」）、ブロック２６０において、制御器は、パルスの将来の部分がフィルタの変化を要求するか否かを決定し得る。制御器が可変のフィルタと共に動作すると決定した場合（ブロック２６０で「イエス」）、ブロック２７０において、フィルタは、所定の時間間隔でパルス中に変えられ得る。ブロック２７０において、この方法は、ブロック２１５から継続し得て、そこでは、後続のパルス部分をフィードバック有りで又は無しで動作するかについての判定が、決定され得る。ブロック２６０において、制御器が可変のフィルタ無しで動作すると決定した場合（ブロック２６０での「ノー」）、この方法は、ブロック２１５から継続し得て、そこでは、後続のパルス部分をフィードバック有りでか又は無しでかで動作するかについての判定が、決定され得る。例えば、カット・オン・フィルタ、カット・オフ・フィルタ、バンド・パス・フィルタ、又は他のフィルタのようなスペクトル・フィルタは、ランプと一緒に一定電流で用いられ得る。例えば、濃度フィルタを用いて、スペクトル変化を行うこと無しに、パルス中に、パルス及び／又はサブパルスの時間的形状を制御し得る。上記の機能並びに追加の適切な機能の一部又は全部のいずれの組み合わせが、実行され得る。
【００１９】
このようにして、ランプからの光出力を表すパルス形状は、目標仕様に準拠するよう制御され得る。例えば、光強度が高すぎる、又はランプにより照射されているスペクトルが処置されている目標に対して、要求されるスペクトル限界外にある場合、調整器は、パルス中にランプに供給ざれるエネルギを制御して、例えば、選択されたスペクトル、選択されたパルス長、及び／又はデューティ・サイクルに従って、要求された光出力を発生し得る。注意深く同調されたパルス及び／又はサブパルスは、選択された安全スレッショルドより十分下に隣接組織の温度を維持しながら、目標での相当の温度上昇を生成し得る。例えば、スペクトル分布を変えることは、例えば、電流を増大することにより、黄色の光範囲で著しい光エネルギ量を出力することを可能にし得る。その上、例えば、電流は、低下され得て、そして短い（例えば、５００ｎｍ）のカット・オフ・フィルタを用いることにより、スペクトルのより安全なＩＲ領域の光の大部分を維持し得る。後にパルス中に、電流を増大して、黄色の可視光領域に向けてスペクトルをシフトさせることを可能にし得る。
【００２０】
本発明の一実施形態に従って、目標組織パラメータは、パルス中に測定され得て、そしてパルス又はサブパルスは、処置を最適化するようパルス中に調整され得る。スペクトル分布及びパルス振幅の時間依存性の両方が、選択された目標の種類、位置及び寸法、又は処置中の目標パラメータの変更に従って変えられ得る。そのような動作は、最適な光エネルギを選択された目標に印加することを可能にし、目標場所を治療するための光エネルギの比較的に効率的且つ安全な使用を提供する。
【００２１】
本発明の幾つかの実施形態に従って、１又はそれより多くの目標と周囲の組織とを区別する少なくとも１つの物理的特性が、定義され得て、周囲の組織を保護しながら、処置の目標とされる効果を増大することを可能にし得る。例えば、光学的パラメータの解像度を目標と周囲の組織との間で変えることは、黒ずんだ皮膚（ｄａｒｋ  ｓｋｉｎ）の種類に位置された目標、周囲の組織に似た又はほんの少しばかり違う物理的特性を有する目標、真皮の深くに位置された目標、及び／又は上記の組み合わせを互いに区別することを可能にし得る。そのような区別は、例えば、毛髪切除、血管の処置、組織構造上の損傷処置等々を含む処置を適用するとき、安全及び／又は効力を増大させることを可能にし得る。
【００２２】
ここで、図３Ａから図３Ｅを参照すると、それらの図は、本発明の幾つかの実施形態に従った光エネルギ出力を概略示す。図３Ａを参照して分かることができるように、例えば、パルス３１及び３２のような、従来の非コヒーレントのパルス化された光パルスの形状又はサブパルスの形状は、目標に供給されるべきエネルギにおいて、パルス又はサブパルスの初めにあるエネルギ・ピークと、それに続く急速な低下により特徴付けられる。そのようなエネルギ出力パターンは、一般的に、キャパシタ１１０からの放電の不十分な制御から結果として生じる。最適レベル３３を上回って供給されたエネルギで、範囲３４により表されたそのエネルギは、例えば、危険な及び／又は使用不能なエネルギであり得る。最適レベル３３を下回ったエネルギ・レベルで、範囲３５により表されたそのエネルギ・レベルは、キャパシタからの出力の結果としてのエネルギ不足と関係し、そのエネルギ不足は、目標に対して効果的に影響を与えるには低すぎるものである。
【００２３】
図３Ｂから図３Ｅは、例えば、本発明の幾つかの実施形態に従った、ランプ１３５のような、非コヒーレントのパルス化された光を生成する光源により与えられ得るパルス形状の様々な例を示す。上記で説明したように、制御器ユニット１２０は、キャパシタ１１０、電流調整器１１５、及び／又はスイッチング・モジュール１２５と協働して、制御され得るエネルギのパルスを与えて、例えば、選択された持続時間、強度、等々のパルス及び／又はサブパルスを生成し得る。図３Ｂにおいて、例えば、サブパルス３１、３３は、選択された値に従って、最適レベル３３に方形化され又は平滑化され、それによりサブパルスが放出するエネルギを等化する。図３Ｃは、延長されたパルスの例を示し、それは、比較的長く且つ比較的低い電力パルスであり得る。例えば、比較的長い方形パルスは、ランプ１３５を低い電流で動作する（例えば、低いプラズマ温度の場合）ことを可能にし、それは、例えば、８００と１０００ｎｍの間の最大波長を有するスペクトル分布となる。非コヒーレントのパルス化された光出力のそのようなシフトを用いて、非コヒーレントのパルス化された光による治療に対して比較的高い安全レベルを与え得る。例えば、より浅黒い肌をした人々に対する治療は、流束量（ｆｌｕｅｎｃｅ）を、延長した期間にわたり与えることによる、比較的より長い暴露を必要とする。従って、そのようなシステムは、多分より低い効力が生じるにも拘わらず、浅黒い肌をした人々の比較的より安全な治療を可能にし得る。図３Ｂから図３Ｃで分かることができるように、ランプに供給される電気エネルギは、線３３により表された選択された光強度を与えるよう制御され得る。
【００２４】
本発明の幾つかの実施形態に従って、複数段（ｍｕｌｔｉ−ｓｔａｇｅ）の非コヒーレントのパルス化された光の治療が、与えられ得る。例えば、ランプからの光出力を用いて、目標の事前加熱を可能にし得る。例えば、パルスの長さ又はスペクトルに従った光出力は、目標での選択された治療の実行を可能にするよう適合され得る。複数段の治療の例は、図３Ｄから図３Ｅを参照すると分かることができる。図３Ｄは、比較的長くて低い電力で事前加熱するＩＲシフトされたパルス（例えば、緑／黄の波長に向けた）に高く且つ強い影響力のあるパルスが続く例を示す。
【００２５】
図３Ｅは、代表的なカスタマイズされた制御されたパルスを示す。図３Ｅで分かることができるように、そのようなパルスは、目標及び皮膚の種類、又はいずれの他の要因に従って、調整又はカスタマイズされ得るので、改善された安全及び効力を与え得る。例えば、より深いゾーンからより表面近くのゾーンまでの組織の非特異性の加熱（ｎｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）は、非コヒーレントのパルス化された光処置中に真皮を更に冷却し得る冷却処置と一緒に、施され得る。勿論、他のパルスの種類及び寸法を用い得る。いずれの数の段、又は段の組み合わせが、用いられ得る。
【００２６】
一部の実施形態において、例えば、事前加熱するパルスを用いて、１又はそれより多くの目標及び周囲の組織の非特異的加熱を実行し得る。事前加熱は、例えば、赤−赤外領域のパルスを利用し得る。続いての治療パルス又はサブパルスが、利用され得る。そのような治療パルスは、例えば、黄−青スペクトル領域（例えば、４００−６００ｎｍ）であり得る。他の適切な領域も用い得る。
【００２７】
スペクトル分布の変化を用いた治療の場合、パルスの長さ、又はサブパルスの全体の長さは、例えば、１ミリ秒から最大１秒の間であり得る。関連したスペクトル分布の変化は、例えば、３００ｎｍと１５００ｎｍとの間であり得る。スペクトル分布の制御された変化は、ランプに与えられる電流を正確に制御することにより、及び／又はフライイング・フィルタ（ｆｌｙｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）又は変化するフィルタ（ｃｈａｎｇｉｎｇ  ｆｉｔｅｒ）を用いることにより実行され得る。
【００２８】
光強度の変化を用いる治療の場合、パルスの長さ、又はサブパルスの全体の長さは、例えば、１ミリ秒から最大１秒の間であり得る。ランプに与えられる電流は、例えば、１０アンペアと６００アンペアとの間であり得る。一部の実施形態において、電流密度は、例えば、１００アンペア／ｃｍ２と４０００アンペア／ｃｍ２との間であり得て、又はプラズマ温度は、例えば、１０００°Ｋと１２０００°Ｋとの間であり得る。
【００２９】
本発明の幾つかの実施形態に従って、パルス内の複数の動作モードを用いた治療は、１又はそれより多くの目標と周囲の組織との区別を可能にし得る。そのような治療は、黒ずんだ皮膚の種類に位置された目標の治療の安全及び／又は効力、周囲の組織に似た又はほんの少しばかり違う物理的特性を有する目標の治療の安全及び／又は効力、真皮の深くに位置された目標の治療の安全及び／又は効力、及び／又は上記治療のいずれの組み合わせの安全及び／又は効力を改善することを支援し得る。更に、毛髪切除、血管の変更、組織構造上の損傷の治療、及び／又は他の処置は、上記で説明したように、パルス内の複数の動作モードを有する治療を用いて支援され得る。
【００３０】
ここで、図４Ａから図４Ｃを参照すると、それらの図面は、例えば、電源１０５又はキャパシタ１１０からランプ１３５に供給される様々な電流入力（単位、アンペア）に対する、非コヒーレントのパルス化された光を生成する光源、例えば、ランプ１３５のようなものから出力された光のスペクトル分布の例を示すグラフである。図４Ａで分かることができるように、例えば、３５０アンペア（３５０Ａ）のパルスを与えたとき、ランプ１３５からのその結果生じる出力は、或る一定のスペクトル及び光強度を与え得る。図４Ｂで分かることができるように、例えば、２００Ａのパルスを与えたとき、ランプ１３５からその結果生じる出力は、スペクトル及び光強度のシフトを与え得る。図４Ｃで分かることができるように、例えば、１００Ａのパルスを与えたとき、ランプ１３５からその結果生じる出力は、スペクトル及び光強度の一層のシフトを与え得る。一般的に、図４Ａから図４Ｃは、ランプに供給された電流の変化（低減）及び／又は強度の変化から起きる赤外線の波長に向けてのスペクトルのシフトを示す。これらの現象は、本発明の方法及び装置を用いて、パルスの持続時間中に形成され得る。
【００３１】
本発明の幾つかの実施形態に従って、調整器１２５は、選択された出力がランプ１３５に与えられ得るように、ランプ１３５に対する出力の変調を可能にし得る。本発明の一実施形態に従ったこの選択された出力は、例えば、図４Ａから図４Ｃを参照して説明した電流入力の適切な混合又は組み合わせ、又は他の電流入力であり得る。上記で説明したような制御された電流入力は、１又はそれより多くの選択された目標の要件に従った光エネルギの放出を可能にし得る。例えば、その出力は、比較的一定の光強度、所定のスペクトル、選択されたパルス持続時間又はサブパルス持続時間、所望のデューティ・サイクル、パルスの組み合わせ、及び／又は選択されたパルス・パラメータを生じるよう制御され得る。出力される光エネルギのスペクトルを変える能力は、スペクトル切り替え（ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）と呼ばれ得て、それは、本発明の幾つかの実施形態に従って、パルス内で実現され得る。
【００３２】
本発明の幾つかの実施形態に従って、例えば、２部パルス（ｔｗｏ−ｐａｒｔ  ｐｕｌｓｅｓ）を用いて、所与の治療、例えば、しわの低減のため光出力を制御し得る。例えば、最初の動作において、低パワーで長い持続時間のパルスが、（例えば、赤外線スペクトルの光を用いて）低いプラズマ温度で事前加熱するため発生され得る。この動作中に、組織は、まさに損傷スレッショルドの直ぐ下まで、例えば、非選択的方法で、最大ほぼ２ｍｍの深さまで加熱され得る。同時に、冷却、例えば、接触冷却が、適用されて、治療範囲、例えば、表皮の温度を低減し得る。第２段階で、比較的短くより高パワーのパルスが、発生され得る。第２段階中のプラズマ温度は、例えば、ヘモグロビンの吸収に合致するよう選定され得る。そのような場合、小さい毛管の周りの温度は、あるレベルまで増大し得て、そこでは、例えば、コラーゲン再生が起こり得て、それは、皮膚の若返りにつながり得る。
【００３３】
本発明の幾つかの実施形態に従って、上記で説明したように、２部パルス、又は多部パルス（ｍｕｌｔｉ−ｐａｒｔ  ｐｕｌｓｅｓ）を用いて、例えば、中間サイズの血管の実効的治療のため光出力を制御し得る。例えば、第１のサブパルスが、高いパワーを有して短い持続時間にわたり且つ緑−黄スペクトル領域の光を大部分を伴って発生され得る。このサブパルスは、例えば、血液吸収の赤シフトを開始し得る。赤外線光を放出するため同調されている第２のサブパルスが、発生され得て、それは、表皮に対する危険がより小さい。
【００３４】
本発明の幾つかの実施形態に従って、機械的フィルタは、電流の変化又はいずれの組み合わせに加えて、パルス中に変えられ得る。フィルタの使用は、異なる光スペクトル・フィルタリング特性及び／又は異なる光増強特性を有する可変フィルタ、フライイング・フィルタ又は他の適切なフィルタを意味する。可変フィルタを制御するメカニズムは、機械的なカメラ・シャッタに似ている。そのようなフィルタは、スイッチング・モジュール１２５有りで又はそれ無しで用いて、ランプ１３５から放出されるパルスの形状をパルス中に変え得る。例えば、カット・オン・フィルタ、カット・オフ・フィルタ、バンド・パス・フィルタ、又は他のフィルタのようなスペクトル・フィルタを、一定電流で動作するランプ１３５と一緒に用いて、パルス中に放出されるスペクトルを変え得る。例えば、濃度フィルタを用いて、スペクトルを変化させること無しにパルスの時間的形状を制御し得る。
【００３５】
本発明の実施形態の上記の説明は、例示及び説明の目的のため提示されたものである。本発明を開示された正確な形式に限る又は制限される意図ではない。多くの変更、変形、代替、変化、及び等価物が、上記の教示に鑑みて可能であることが当業者に認められる筈である。従って、添付の特許請求の範囲が本発明の真の趣旨内に入るそのような全ての変更及び変化を含むことを意図されていると理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の一部の実施形態に従った、非コヒーレントのパルス化された光システムの構成要素の概略図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の一部の実施形態に従った、非コヒーレントのパルス化された光システムの構成要素の概略図である。
【図２】図２は、本発明の一部の実施形態に従った、非コヒーレントのパルス化された光の出力を制御する方法を示すフロー・チャートである。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の一部の実施形態に従った光出力を時間の関数として示したグラフの一部である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の一部の実施形態に従った光出力を時間の関数として示したグラフの一部である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の一部の実施形態に従った光出力を時間の関数として示したグラフの一部である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、本発明の一部の実施形態に従った光出力を時間の関数として示したグラフの一部である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、本発明の一部の実施形態に従った光出力を時間の関数として示したグラフの一部である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の一部の実施形態に従った、例えば、キセノン・ランプの光出力の測定スペクトルをエネルギ入力の関数として示す例の一部である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の一部の実施形態に従った、例えば、キセノン・ランプの光出力の測定スペクトルをエネルギ入力の関数として示す例の一部である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明の一部の実施形態に従った、例えば、キセノン・ランプの光出力の測定スペクトルをエネルギ入力の関数として示す例の一部である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
2007502141.tif 000011
【図４Ｂ】
2007502141.tif 000012
【図４Ｃ】
2007502141.tif 000013
【国際調査報告】
2007502141.tif 000014