(57)【要約】  本発明は、特には人の皮膚５から成長する毛髪等の、毛髪３の発毛制御のための装置１に関するものである。該装置１は、或るパルス時間の間にレーザビーム９を発生するレーザ源７と、上記レーザビームを焦点スポット２５に収束させる光学系１５と、上記焦点スポットを目標位置に位置決めするためのレーザビーム操作器１７とを有している。本発明によれば、焦点スポット２５の寸法及び発生されるレーザビーム９のパワーは、焦点スポット２５において上記レーザビームが発毛関連皮膚組織に対し固有の閾値より高いパワー密度を有するようなものとする。上記固有の閾値より上では、上記パルス時間の間に、上記発毛関連皮膚組織にレーザ誘導光学降伏（ＬＩＯＢ）現象が生じる。該ＬＩＯＢ現象の結果、キャビテーション及び衝撃波の発生等の複数の機械的効果が生じ、これらは該ＬＩＯＢ現象の周囲の位置における発毛関連皮膚組織を損傷させる。本発明による装置１の利点は、外傷を生じさせると共に発毛の（半）永久的停止を生じさせるのに必要な全エネルギ量が、周囲の皮膚組織の刺激及び損傷が非常に限られ又は完全に防止さえされるようなレベルのものとなる点にある。
2008539934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
或るパルス時間でレーザビームを供給するレーザビーム源と、
レーザビーム案内手段と、
前記レーザビームの目標位置を決定する制御ユニットと、
を有する発毛制御装置において、
前記制御ユニットは、当該装置が処置されるべき皮膚上の動作位置にある場合に、前記皮膚の表面下の０.３ｍｍと５ｍｍとの間に位置する発毛関連皮膚組織から所定距離内の位置を前記目標位置として決定するように構成され、
前記装置が前記レーザビームを或るパワー密度で焦点スポットに収束させる光学収束系を更に有し、前記焦点スポットにおける前記パワー密度が、皮膚組織にレーザ誘起光学降伏現象を生じさせる局部的閾値より高いことを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記レーザビーム案内手段が、調整可能なレーザビーム操作器を有しているような装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、前記レーザビーム案内手段が、毛包に挿入するのに適した光導波器を有し、この光導波器が前記レーザビームを該導波器の出射開口に導くように構成されているような装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一項に記載の装置において、前記皮膚の少なくとも一部の画像を検出する画像センサを更に有し、前記制御ユニットが検出された前記画像から前記目標位置を決定するように構成されているような装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一項に記載の装置において、前記所定距離が最大で５０μｍであり、好ましくは実質的にゼロであるような装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一項に記載の装置において、前記発毛関連皮膚組織が毛包組織及び／又は該毛包組織を養う血管を含むような装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、前記毛包組織が、毛母、真皮乳頭、毛球、外毛根鞘及び前記毛包の幹細胞のうちの少なくとも１つを含むような装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか一項に記載の装置において、前記画像センサが超音波画像化システム又は赤外線画像化システムを有するような装置。
【請求項９】
発毛を制御する方法において、
−  或るパルス時間の間にレーザビームを発生するステップと、
−  前記レーザビームを皮膚組織内の焦点スポットに、皮膚の毛髪に関連する発毛関連皮膚組織内の目標から所定距離内で収束させるステップと、
を有し、前記焦点スポットにおけるパワー密度が、前記パルス時間にわたり、前記焦点スポットにおける皮膚組織にレーザ誘起光学降伏現象を生じさせる局部的閾値より高いような方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、前記所定距離が実質的にゼロであるような方法。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の方法において、前記発毛関連皮膚組織が毛包組織及び／又は該毛包組織を養う血管を含むような方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、前記毛包組織が、毛母、真皮乳頭、毛球、外毛根鞘及び前記毛包の幹細胞のうちの少なくとも１つを含むような方法。
【請求項１３】
請求項９ないし１２の何れか一項に記載の方法において、前記焦点スポットに供給される全パルスエネルギが、約１ｍＪ未満、好ましくは約０.５ｍＪ未満、最も好ましくは約０.２ｍＪであるような方法。
【請求項１４】
請求項９ないし１３の何れか一項に記載の方法において、各毛髪の前記発毛関連皮膚組織に供給される全エネルギが、単一のパルスにより供給されるような方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス時間でレーザビームを供給するレーザビーム源と、レーザビーム案内手段と、上記レーザビームの目標位置を決定する制御ユニットとを有するような発毛（hair-growth）制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
文献WO00/62700は、冒頭の段落で述べたような種類の装置を開示している。該既知の装置の一実施例においては、レーザエネルギが毛根に供給され、これにより該毛根及び極近傍に存在する皮膚組織を加熱して殺す。かくして、発毛は永久的に又は少なくとも長期間にわたり阻止される。
【０００３】
上記既知の装置の問題点は、皮膚に対して相対的に大量のエネルギが供給されるという点で非効率的であることにある。供給されたエネルギの過度に多くが、毛根の上部及び／又は下部の皮膚組織等の目標としない組織により吸収されることになるであろう。多くの場合、目標とする毛根の外側の組織が影響を受けるという高い危険性が存在する。このことは、例えば目標としない細胞の痛み及び壊死を生じさせ得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、冒頭の段落で述べた種類の発毛制御装置であって、よりエネルギ効率的で且つ一層安全な装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の上記目的を達成するため、本発明による発毛制御装置は、前記制御ユニットが、当該装置が処置されるべき皮膚上の動作位置にある場合に、該皮膚の表面下の０.３ｍｍと５ｍｍとの間に位置する発毛関連皮膚組織（hair-growth related skin tissue）から所定距離内の位置を前記目標位置として決定するように構成され、当該装置が前記レーザビームを或るパワー密度で焦点スポットに収束させる光学収束系を更に有し、該焦点スポットにおける前記パワー密度が、皮膚組織にレーザ誘起光学降伏現象（laser induced optical breakdown phenomenon）を生じさせる局部的閾値より高いことを特徴とする。
【０００６】
本発明の目的のために、"皮膚組織"なる表現は、表皮（epidermis）及び真皮（corium）等の皮膚に厳密に属する組織のみならず、毛包（の部分）及び当該皮膚組織を養う毛細血管等の厳密な意味で皮膚の直下の組織層をも含むような広い表現であることに注意されたい。同じことが、発毛関連皮膚組織に対しても当てはまる。これは、後に更に明確にする。毛組織、即ち毛棒（club）又は毛幹（hair shaft）自体は（発毛関連）皮膚組織なる表現に含まれないことに注意されたい。
【０００７】
上記目標位置は、皮膚の表面下の０.３ｍｍと５ｍｍとの間の深さに指定される。これは後に更に解説する。
【０００８】
更に、前記光学収束系は、レーザビームの小さな焦点スポットへの収束を可能にする。これは、該焦点スポット外のパワー密度が大幅に低く、従ってレーザビームを収束させる前の該レーザビームのパワー密度が大幅に低くなり得ることを保証する。これは、焦点スポット外の発毛関連組織が、焦点スポットよりも大幅に低いパワー密度を受けるであろうことも保証する。これは、当該装置の選択性及び安全性並びに該装置の用途を増加させる。更に、元のレーザビームにおけるパワー密度により決定される上記焦点スポットにおけるパワー密度、該焦点スポットの寸法及び皮膚の特性は、発毛関連組織において所謂レーザ誘導光学降伏（ＬＩＯＢ）現象が発生するようなものである。
【０００９】
一般的に、ＬＩＯＢは媒体内において、焦点スポットにおけるレーザビームのパワー密度が該特定の媒体に固有な閾値を超える場合に発生する。該閾値より低い場合、該特定の媒体は、当該レーザビームの特定の波長に対して相対的に低い線形吸収特性を有する。上記閾値より上では、該媒体は上記波長に対して強く非線形な吸収特性を有するが、これは、例えば多光子吸収によるプラズマの形成及び当該媒体のイオン化の結果である。ＬＩＯＢ現象の結果、キャビテーション及び衝撃波の発生等の複数の機械的効果（mechanical effects）が生じ、これらは該ＬＩＯＢ現象の位置を囲む位置において媒体（皮膚組織）を損傷させる。
【００１０】
ＬＩＯＢ現象は文献WO2005/011510においても言及されているが、該文献は毛髪を短くする装置、即ち髭剃り装置に関するものである。該装置はレーザビームを毛髪に収束させる。該文献が、毛髪が例えば皮膚表面下０.１ｍｍで破壊され得ることを開示していても、それは、依然として発毛に対する長期間の又は永久的な効果をもたらさないで髭を剃る装置である。事実、収束位置は専ら毛髪内であり、パルスエネルギは、毛髪を囲む皮膚組織が影響されるのを防止するために限られている。従って、この装置では、長期間の又は永久的な効果は得ることができない。髭剃りと脱毛のための目標群は相違することに注意されたい。例えば、男性の髭の生えた皮膚はあまり脱毛されないのに対し、女性の皮膚は好ましくは剃られるのではなく脱毛される。
【００１１】
ＬＩＯＢ、従って本発明による装置及び方法の使用は、皮膚のタイプ又は毛髪のタイプに依存しないことに注意されたい。多くの従来技術の方法は、メラニン又は多の色素による光の線形な吸収に依拠している。そのような方法は、例えば暗色の皮膚において又は色の薄い毛髪の場合に困難さを生じる。対照的に、本発明によるＬＩＯＢは非線形な吸収に依拠しており、皮膚のタイプ及び毛髪のタイプとは無関係である。事実、本装置及び方法は、淡色の皮膚及び暗色の皮膚、暗色の毛髪並びに無色のベラム毛（vellum hair）に対してさえも使用することができる。
【００１２】
毛組織及び皮膚組織は、約５００ｎｍと２０００ｎｍとの間の波長に対して透明又は半透明である。組織の線形吸収及び散乱は、ＬＩＯＢが可能となるには十分に低い。特に、レーザビームの波長は８００ｎｍと１４００ｎｍとの間である。この範囲内の波長に対して、線形吸収特性及び散乱特性は最小であるので、発生されたレーザビームのエネルギの最大の部分が該レーザビームの焦点スポットにおいてＬＩＯＢ現象を生じさせるために使用される一方、周囲の組織においては（散乱された）エネルギの非常に小さな部分しか吸収されない。
【００１３】
ＬＩＯＢに関する詳細は、上述した文献の導入部に記載されている。ここでは、パワー密度の前記閾値がパルス時間に依存することを述べるだけで十分である。例えば、１０ｎｓのパルス時間に対し、上記閾値は約８＊１０11Ｗ／ｃｍ２である。もっとも、幾つかの文献は、この場合、約２＊１０10Ｗ／ｃｍ２等の一層低い値を開示している。このような値は、低エネルギレーザによってさえも容易に得ることができる。文献WO00/62700で必要とされる１ｍｓの最小パルス時間とは対照的に、ピコ秒又はフェムト秒の程度等の一層短いパルス時間も有効であることに注意されたい。また、レーザが固定の又は所定のパルス時間を持つ必要もないことに注意されたい。可変のパルス時間も可能である。
【００１４】
所要のパワー密度は、達成されるべき結果に関して定められることに注意されたい。特に、レーザビーム及び収束系は、焦点スポットにおいてＬＩＯＢ閾値より高いパワー密度を発生しなければならない。しかしながら、理論によるか又は実験によるかの何れかにより得られる上記閾値についての知識によれば、当業者であれば上記所要のパワー密度を達成するためにレーザパワー及び光学系を容易に選択することができるであろう。
【００１５】
上述したように、ＬＩＯＢ現象は、皮膚組織を介して伝搬すると共に、目標位置における又は目標位置の周囲の発毛関連組織に外傷を与える又は斯かる組織を殺すような複数の機械的効果を生じさせる。明らかなことに、この様な外傷又は細胞死を生じる距離はパルスエネルギに依存する。例えば、ｍＪの十分の一の数倍のプラズマに吸収される有効パルスエネルギによれば、細胞の外傷は、これも発毛関連組織のタイプ及びその感受性に依存して、例えば２０〜５０マイクロメートルの距離まで達成することができる。ここで、本文書全体において特に示さない限り、示されるパルスエネルギは焦点スポットにおいてプラズマに結合導入又は吸収されるエネルギに関するものであることに注意されたい。このような有効エネルギを供給するのに必要とされるパルスの全エネルギは、散乱、反射及び吸収等に依存して一層大きくなり、実験及び当該皮膚の特性の十分に正確な知識を介して容易に得ることができる。
【００１６】
特定の実施例では、前記レーザビーム案内手段は、例えば１以上の可動ミラー又は他の光学エレメント等の調整可能なレーザビーム操作器を有する。このような操作器は、当該装置を全体として移動させる必要性なしに、レーザビームを種々の目標位置に位置合わせするために使用することができる。このようにして、例えば訓練された人は、当該装置を皮膚にわたって移動させる必要性なしに、目標を選択することができる。
【００１７】
本発明による装置の他の実施例では、前記レーザビーム案内手段は、毛包に挿入するのに適した光導波器を有し、この光導波器は前記レーザビームを該導波器の出射開口に導くように構成される。この実施例においては、狙い打ち（point-and-shoot）原理を使用することができるのみならず、発毛関連皮膚組織の治療を保証するような特別なフィーチャを使用することも可能となる。特に、前記レーザビームは、導波器内に結合導入され、該導波器から出射面を介して放出する。当該装置は、毛包への挿入を可能にすると共に、該装置を上記光導波器から出射するレーザビームの焦点スポットが発毛関連組織内で又は該組織の十分に近くでＬＩＯＢ現象を有効に発生させるように位置決めするのを可能にする。略全ての発毛関連皮膚組織は毛包内又は毛包の近くに存在するので、当該装置の機能が容易に保証される。
【００１８】
特別な実施例では、本発明の装置は、前記皮膚の少なくとも一部の画像を検出する画像センサを更に有し、前記制御ユニットは該検出された画像から前記目標位置を決定するように構成される。これは、上記目標位置を画像センサ及び制御ユニットを使用することにより決定することができることにより、当該装置が一層容易に使用されるのを可能にする。
【００１９】
上記画像センサは皮膚の画像を提供することができる。前記制御ユニットは、検出された画像から目標位置を決定するように構成することができる。これは、例えば、それ自体が現状技術で既知の適切な毛髪認識ソフトウェアに基づいて実行することができる。例えば訓練された人により目標位置を手動で決定する等の、上記目標位置を決定するための他の装置、システム及び方法も適用することができる。
【００２０】
上述した実施例は、例えば当該装置の一層容易な自動化を可能にする。特に、前記制御ユニットは前記調整可能なレーザビーム操作器に対して、この制御ユニットが該制御ユニットにより決定された目標位置上に焦点を位置合わせするように、動作的に結合することができる。この実施例は、ユーザが当該装置を処理されるべき皮膚上に、前記制御ユニットが目標位置を決定すると共に該目標位置をレーザビームで狙うように、位置させるのを可能にする。このような実施例は、時には、"狙い打ち（point-and-shoot）"装置とも呼ばれる。
【００２１】
特別な実施例では、前記所定距離は最大で５０マイクロメートルである。前述したように、ＬＩＯＢで誘起される機械的効果が発毛関連組織に外傷を与え及び／又は該組織を殺す距離は、パルスエネルギに依存する。しかしながら、該パルスエネルギを上記所定距離が最大で５０マイクロメートルとなるように選択することにより、全エネルギは、目標とされない組織が殆ど全く影響を受けないようなものとなる。言い換えると、実際の焦点スポットと目標位置との間の距離が最大で５０マイクロメートルならば、選択性及び全供給パルスエネルギは満足のゆくものとなる。勿論、約３０μｍ又は６０μｍ等の他の値も選択することができる。好ましくは、上記所定距離は略ゼロとする。言い換えると、焦点位置と目標位置とは実質的に一致する。更に言い換えると、発毛関連皮膚組織が直に狙われる。
【００２２】
特別な実施例では、前記発毛関連皮膚組織は毛包組織及び／又は該毛包組織を養う血管を含む。上述した構造の１以上を目標とすることにより、毛髪の成長過程は、発毛が低下、停止され、毛髪が抜け、及び／又は発毛が永久に阻止され得るように影響される。該効果は、目標とされる組織のタイプに依存して半永久的又は永久的であり得る。
【００２３】
有利な実施例では、前記毛包組織は、毛母（matrix）、真皮乳頭（dermal papilla）、毛球、外毛根鞘及び前記毛包の幹細胞（stem cell）のうちの少なくとも１つを含む。上述した組織は、毛包のうちの発毛に影響を与えるように影響され得る部分である。例えば、毛母は、損傷させる効果に対して一層敏感な高速成長組織からなる。毛母に損傷が生じると（細胞死（アポトーシス：apoptosis）又は細胞の壊死（necrosis））、成長（anagen）毛包（成長フェーズ）は縮退（catagen）的フェーズに変化し、毛髪の早期脱落と組み合わされた休止フェーズ（休止期）が後続する。この結果、長く続く（半）永久的発毛低下が得られる。上記幹細胞は、毛包の、所謂、隆起領域に存在する。幹細胞が損傷された場合、成長サイクルは妨害され、発毛は永久的に阻止され得る。
【００２４】
毛髪の棒状部分（club）と毛包との間の機械的結合を妨害することも可能である。毛髪は皮膚に緩んで留まり、脱落するか又は何らかの所望の方法で除去することができる。
【００２５】
前述した他の構造も目標にすることができる。特に、毛包を養う血管を目標とすることができる。これらの血管を目標にする結果として、真皮乳頭のレベルで血流を停止させ、発毛を停止又は低下させることができる。
【００２６】
上述した構造の多くは、毛髪の直径より大幅に小さな寸法を有することに注意されたい。毛髪は約０.１ｍｍの直径を有するが、上述した構造及び組織は、毛細血管が約２０マイクロメートルの直径を有するように、約２０〜５０マイクロメートルの寸法を有している。これは、効果的な損傷を低エネルギパルスで与えることができることを保証する。
【００２７】
特別な実施例では、前記画像センサは、超音波画像化システム又は赤外線画像化システムを有する。このような画像センサは、目標とされるべき皮膚組織の位置を決定するのに十分な解像度を有するような皮膚の画像を検出するために使用することができる。一般的に、毛包又は血管の一部を局部的に損傷させることができるためには、目標構造の位置を決定するために画像化方法が有効である。この画像化方法は、皮膚を少なくとも目標位置（例えば、幹細胞又は毛母）のレベルまで侵入することができることが好ましい。超音波の使用に基づいて毛母の位置を決定する方法は、例えば、文献"Sonography of the skin at 100 MHz Enables in Vivo Visualization of Stratum Corneum and Viable Epidermis in Palmar Skin and Psoriatic Plaques", El Gammal 他,第113巻,第5号,第821-829頁 (1999年)に記載されている。他の既知の画像化技術を使用することもできる。目標とされるべき皮膚組織の位置を決定することは、一層容易に識別可能な構造を突き止めることにより、間接的に行うこともできる。例えば、前記隆起領域は脂腺（sebaceous gland）を突き止めることにより位置特定することができる。また、外毛根鞘の位置は毛繊維から導出することができる。何故なら、毛繊維の周囲には同心的組織層が存在するからである。
【００２８】
発毛関連皮膚組織が、皮膚表面下の約０.３ｍｍと５ｍｍとの間に存在することに注意されたい。この深さは、毛髪タイプ、毛包の成長フェーズ及び、勿論、特定の解剖学的領域に幾らか依存する。例えば、血管は５ｍｍまでの深さに存在し、毛包毛母は約２ｍｍと４ｍｍとの間に存在する。この深さは、文献WO2005/011510に開示された０.１ｍｍの深さより大幅に大きいことに注意されたい。この深さでは、前記焦点スポットにおけるエネルギは、実際に全パルスエネルギより小さい。これは、皮膚表面における反射並びに皮膚表面と焦点スポットとの間の皮膚組織における吸収及び散乱等の複数の影響によるものである。既知の皮膚特性に基づいて、所要のパルスエネルギを容易に決定することができる。例えば、約１μｍの波長に対し、２.３ｍｍの深さにおいて０.２ｍＪの正味のエネルギが必要とされる場合、実際に印加されるパルスエネルギは約２ｍＪでなければならない。他の１.８ｍＪは、皮膚において反射されるか、吸収されるか又は散乱される。該強度及びエネルギは、焦点スポット／ＬＩＯＢ領域より外側で損傷を与えるには低すぎる。
【００２９】
前記光学系は、毛細血管等の特定の皮膚タイプを目標とするために、例えば５ｍｍ等の特定の深さにプリセットすることができる。有利には、該光学系は調整可能な焦点の深さを有し、好ましくは前記制御ユニットに結合される。該制御ユニットは該焦点の深さを、決定された目標位置に基づいて選択することができる。
【００３０】
当該装置は、皮膚内で焦点スポットを位置決めするための調整手段を有することができる。可動ミラー等の該調整手段は、前記制御ユニットに結合することができる。この制御ユニットは焦点スポットの位置を、前記画像センサにより検出されると共に当該制御ユニットにより決定された目標とされるべき発毛関連組織の位置に基づいて調整することができる。
【００３１】
上述した装置は、特に、所謂狙い打ち装置に関するものである。斯様な装置は皮膚上に配置することができ、前記画像化システムが目標位置を決定することができる。この場合、当該装置又は操作者は、レーザビームを、当該焦点スポットが目標スポットを打つか、又はＬＩＯＢ現象が所望の効果を有するように目標スポットの十分に近傍に位置されるように位置決めする。これは、経験のあるユーザによって、又は自動化された装置により及び前記レーザビーム操作器により自動的に実行される。自動化された装置は、専らではないが特に、消費者向け市場にとり、又は処理されるべき多数の毛髪を伴う皮膚上の位置で使用するのに適している。
【００３２】
上述した装置の他の実施例では、前記レーザビーム案内手段は、毛包に挿入するのに適した光導波器を有し、この光導波器は前記レーザビームを該導波器の出射開口に導くように構成される。このタイプの装置は、例えば皮膚科専門医又は美容院の人員等の経験のあるユーザにより使用することができる。該装置は、前述した実施例よりも大幅に簡単、従って一層安価及び強固である等の利点を有する。当該装置は、専らではないが好ましくは、相対的に少ない毛髪を伴う皮膚を処理するために、又は異常な毛髪を処理するため等に使用される。上述した実施例のフィーチャの（全てではなくても）多くは、画像化システムを含める等のように、この実施例と組み合わせることもできることに注意されたい。該他の実施例に関する特定のフィーチャを以下に説明する。
【００３３】
前記光導波器は、好ましい実施例では、光ファイバ（特には、単モードファイバ）を有する。光ファイバは、毛包に挿入するのを可能にするほど十分に細くすることができる。他の例として、中空且つ内部ミラー型の導波器等も可能である。このような導波器は、しばしば、非常に可撓的であり、容易な扱いを可能にする。
【００３４】
更に、導波器の使用は、レーザビームの実際の源と皮膚に実際に接触する装置の部分との間の分離を可能にする。この分離は、皮膚に接触する装置の部分の寸法及び重量を更に容易な扱いのために最小に制限し得ることを保証する。
【００３５】
前記光学収束系は、好ましくは、前記出射面の前に配置された別個のレンズ又は同等の光学要素を有するか、又は他の例として前記光学収束系は、出射するレーザビームの収束を行うように整形された出射面又はファイバ先端自体を有する。特に、前記出射面は、球状面等の少なくともレンズ状形態に整形された部分を有する。このように、レーザビームは上記導波器を収束されたビームとして出射する。
【００３６】
特別な実施例では、当該装置は、該装置を毛包内に挿入することができる深さを制限するように構成された位置決め手段を有する。このような深さは、当該タイプの毛髪の及び人体の当該解剖学的領域等の毛包の毛母の如き所望の目標組織に依存して制限することができる。該位置決め手段は、何らかの種類の導波器上の焦点スポットから所定の距離に、従って実際には該導波器の出射面から所定の距離に、例えば突起又は凸部を有することができる。有利な実施例では、該位置決め手段は、上記突起又は凸部と当該導波器の出射面との間の距離を選択することが可能であるという点で調整可能である。このようにして、当該装置は、異なるタイプの目標組織及び異なる毛髪タイプ等に適応させることができる。
【００３７】
本発明の第2の態様においては、発毛を制御する方法が提供され、該方法は、或るパルス時間の間にレーザビームを発生するステップと、前記レーザビームを皮膚組織内の焦点スポットに、皮膚の毛髪に関連する発毛関連皮膚組織内の目標から所定距離内で収束させるステップとを有し、前記焦点スポットにおけるパワー密度は、前記パルス時間にわたり、前記焦点位置における皮膚組織にレーザ誘起光学降伏現象を生じさせる局部的閾値より高い。特に、この場合、機械的効果及び／又は直接的プラズマ効果等のＬＩＯＢ現象により発せられる効果は、目標位置において当該発毛関連皮膚組織に対し所望の効果を生じさせるのに十分なものでなければならない。これに関する全ては既述した。
【００３８】
この方法の請求項及び該請求項に従属する請求項は、実質的に前述した装置の請求項に対応し、又は斯かる装置の使用に関するものである。従って、簡略化のために、該方法の請求項は全ては詳細には説明しない。
【００３９】
しかしながら、特に、各毛髪の発毛関連皮膚組織に供給される全パルスエネルギは、約１ｍＪ未満、好ましくは約０.５ｍＪ未満とする。このような少量のエネルギを供給することにより、不所望な副作用の危険性は最小化される。現在の請求項の方法でも、依然として良好な有効性（efficacy）を保証する。何故なら、焦点スポットを効果的に狙うことにより、長く続く効果が達成されるからである。前記発毛関連皮膚組織が毛髪の直径より大幅に小さい寸法を有するという事実が利用される。例えば毛包の毛母に注意深く狙いが定められた単一の０.２ｍＪのパルスは、例えば、毛髪の抜け及び長く継続する発毛の阻止をもたらすであろう。対照的に、文献WO2005/011510による方法においては、毛髪を破壊するために、かなりの数の斯様なパルスが必要とされる一方、長く継続する効果は得られない。
【００４０】
焦点スポットにおけるプラズマに結合導入される１ｍＪ未満の、好ましくは約０.５ｍＪ未満の全パルスエネルギを得るためには、皮膚表面レベルにおいて供給される全パルスエネルギは、既述したように、焦点スポットの深さ等に依存しつつ、それに応じて調整されねばならない。焦点スポットに供給される全パルスエネルギは、焦点スポットと目標位置との間の前記所定距離が略ゼロであるならば、発毛関連皮膚組織に供給される全パルスエネルギに略一致することに注意されたい。
【００４１】
当該方法の有利な実施例では、各毛髪の発毛関連皮膚組織に供給される全エネルギは単一のパルスにより供給される。これは、高いＬＩＯＢ効率が達成されることを保証する。パルスエネルギが複数のパルスにわたって分散された場合、衝撃波等の機械的効果は、発毛関連組織に損傷を与えるためには余り効率的でないことが分かった。例えば、文献WO2005/011510においては、毛髪の（初期）破壊を生じさせる機械的効果は、毛髪の長手方向における衝撃波に依存する。複数の別個の小さなパルスを供給することにより、長手方向における別個の衝撃波の合成効果は、これらの単純な加算ではなくなる。事実、当該効果の効率は、等しい全パルスエネルギの単一のパルスの効果に対して、減少される。しかしながら、この方法により毛髪を破壊又は切断するのに要する全パルスエネルギは、約４ｍＪである。しかしながら、このようなパルスエネルギレベルでは、当該毛髪を囲む皮膚組織における不所望な副作用は常に回避可能とは限らない。これとは対照的に、現在の請求項の方法は、長く持続する効果が、０.５ｍＪ未満等の大幅に少ないエネルギの単一パルスを用いた毛髪の抜けを介して得られることを可能にする。それにも拘わらず、例えばＬＩＯＢ現象の範囲を超えて延びる組織構造に外傷を与えるために、より多くのパルスを供給することも可能である。例えば、毛包の周に沿って幾つかの小さなパルスを発射することにより、毛幹の周囲の毛包に外傷を与えることも可能である。他の例として、発毛関連皮膚組織構造に外傷を与えるために、パルスを発射するためのグリッドを適用することもできる。
【００４２】
パルス時間の間のレーザビームの発生は、少なくとも１つのパルスの供給に対応する。単一のパルスのみが供給される場合、該パルスは上記パルス時間の持続時間を有する。複数のパルスが供給される場合は、これらパルスの全持続時間が前記パルス時間に対応する。
【００４３】
当該方法は、皮膚の画像化及び適切な毛髪認識ソフトウェアを使用することにより自動化することができる。斯かる毛髪認識ソフトウェアは、毛髪を認識するのみならず、好ましくは、隆起領域及び／又は毛母領域等の毛包構造をも認識することができる。
【００４４】
本発明による装置は、経験のない消費者による個人的使用に非常によく適している。当該レーザエネルギは非常に低く、目標とされない皮膚組織に対する副作用が少ないか又は存在しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明を更に解説するに当たり、本発明の好ましい実施例を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００４６】
図１には、人の皮膚５から成長する毛髪３の発毛を制御するための装置１の主要な構成要素のみが、概念的に示されている。装置１は、パルス時間の間にレーザビーム９を発生するレーザ源７を有している。図示の実施例において、レーザ源７はパルス型Ｎｄ：ＹＡＧレーザであり、発生されるレーザビーム９は１０６４ｎｍの波長を有する。発生されたレーザビーム９は、レーザ源７から皮膚５に向かって第１ミラー１１、光学系１５、レーザビーム操作器１７及び放射出射窓２１を経る光学経路を辿る。上記第１ミラー１１は当該装置１のハウジング１３内の固定位置に取り付けられ、上記光学系１５はレンズ系又は対物レンズを有し、上記レーザビーム操作器１７は第２ミラー１９を有し、上記放射出射窓２１はハウジング１３の皮膚接触面２３に設けられる。光学系１５は、レーザビーム９を焦点スポット２５に収束させる。レーザビーム操作器１７は図１には概念的にしか示されていない電気的駆動メンバ２７を有し、該駆動メンバにより上記第２ミラー１９は、該第２ミラー１９の面に対し平行に且つ皮膚接触面２３に対し平行に延びる第１回動軸Ｘの周りに、及び第２ミラー１９の面に対し平行に且つ上記第１回動軸Ｘに対し垂直に延びる第２回動軸Ｙの周りに回動される。これら第１及び第２回動軸Ｘ及びＹの周りでの第２ミラー１９の回動運動により、焦点スポット２５は該レーザビーム操作器１７により、後述する態様で決定される目標位置に位置決めされる。
【００４７】
図１に概略図示するように、装置１は更に画像センサ２９を有し、該画像センサはハウジング１３内の固定位置に取り付けられて、毛髪３を有する皮膚５の少なくとも一部の画像を検出する。図示の実施例では、画像センサ２９は超音波システムである。装置１は更に画像認識システム３１を有し、該画像認識システムは、上記画像センサ２９により発生された皮膚５の画像に基づいて、皮膚５又は毛髪３に対する毛髪３又は周囲の皮膚組織構造の位置及び／又は向きを決定する。焦点スポット２５の目標位置は、当該装置１の制御システム３３により、上記画像認識システム３１により決定された皮膚５に対する毛髪３の部分の位置及び／又は向きに基づいて決定される。画像認識システム３１及び制御システム３３の動作の詳細な説明は、ここでは簡略化のために省略し、EL Gammal他による文献を参照する。該文献は、同様の画像認識システムを記載している。該記載に基づけば、当業者なら画像認識システム３１及び制御システム３３を装置１における目的に適するように設計し及び適応化させることができるであろう。目標位置が決定された場合、制御システム３３はレーザビーム操作器１７の駆動メンバ２７を、従って第２ミラー１９を該目標位置に対応する位置に調整する。次いで、制御システム３３はレーザ源７を駆動する。この様にして、レーザビーム９の焦点スポット２５の目標位置が制御システム３３により自動的に決定され、制御システム３３はレーザビーム操作器１７の位置を調整した後にレーザ源７を自動的に駆動するので、当該装置１は専門家でない人により使用されるのに特に適している。即ち、装置１は消費者向け市場に特に適している。
【００４８】
図２は、図１の装置におけるレーザビームの焦点スポットの目標位置を、処置されるべき皮膚の断面で詳細に示している。該図は複数の発毛関連組織のタイプも示している。同様の構造は、同じ符号により示されている。
【００４９】
特に、第１のタイプの発毛関連組織は毛母（matrix）４１であり、該毛母は毛髪の毛球（bulb）４３内に存在する。他のタイプは外毛根鞘４５、隆起（bulge）領域４７内に存在する幹細胞４９、及び毛包の血管５１である。真皮乳頭（dermal papilla）等の他の組織タイプは示されていない。
【００５０】
種々の発毛関連皮膚組織タイプの位置は、超音波又は赤外線検出等の既知の方法により決定することができる。ここでは、脂腺（sebaceous gland）５３及び毛繊維３等の、より容易に識別可能な構造の位置決めが利用される。
【００５１】
図２に概略示されたように、図示の実施例では、制御システム３３はレーザビーム９の焦点スポット２５の目標位置を、該焦点スポット２５が皮膚表面３５から或る距離下に存在する発毛関連皮膚組織の一部に又は該一部の近傍に存在するように決定する。図示の実施例では、上記距離は例えば人体上の解剖学的領域に依存して約０.３〜５ｍｍである。本発明によれば、焦点スポット２５の寸法及びレーザ源７により発生されるレーザビーム９のパワーは、当該焦点スポット２５において、このレーザビーム９が皮膚組織に対する特性（固有の）閾値より高いパワー密度を有するようなものとし、該特性閾値より上では該レーザビーム９のパルス時間の間に当該焦点スポット２５の位置における皮膚組織においてレーザ誘起光学降伏現象（laser induced optical breakdown (LIOB) phenomenon）が発生する。該ＬＩＯＢ現象は、以下に更に説明するように、例えば発毛関連皮膚組織に機械的に外傷を与えるために使用される。
【００５２】
レーザビーム９を焦点スポット２５に収束させることはＬＩＯＢ現象を生じさせ、該ＬＩＯＢ現象は、符号２６により概念的に示されているように、衝撃波等の機械的効果を生じさせる。これらの機械的効果は局部的又は近隣の組織の外傷を生じさせ得る。図２に示す実施例では、焦点スポットは、毛母４１に非常に近い外毛根鞘４５を狙っている。この目標位置を突き止めるのは比較的容易である。何故なら、該目標位置は毛繊維の端部における直ぐ周りの組織におけるものであるからである。ｍＪの十分の一の数倍（例えば、０.２ｍＪ）の有効（局部）レーザパルスを印加する結果、毛母（毛球）が損傷され、これが発毛の停止を生じさせ得る。勿論、毛細血管（capillaries）４９等の他の組織を狙うことも、発毛に対する（半）永久的効果を生じさせるであろう。
【００５３】
一般的に、ＬＩＯＢ現象は、レーザビームの波長に対して透明又は半透明である媒体において、該レーザビームのパワー密度が特定の媒体にとり特有の閾値を超える場合に発生する。該閾値以下では、媒体はレーザビームの特有の波長に対して相対的に小さな線形吸収係数を有する。上記閾値より上では、媒体はレーザビームの特有の波長に対して強く非線形な吸収係数を有するが、これは媒体のイオン化及びプラズマの形成の結果である。ＬＩＯＢ現象の結果として、キャビテーション及び衝撃波の発生等の複数の機械的効果が生じ、これらは当該媒体を該ＬＩＯＢ現象の位置を囲む位置において損傷させる。この閾効果は、例えば散乱等による当該焦点スポット外の吸収が線形な吸収のみとなり、これが選択された波長に対して小さなものであることも保証する。加えて、焦点スポット外では強度は該焦点スポットにおけるよりも大幅に小さいので、不所望な副作用は、仮にあったとしても、最小限のものである。
【００５４】
レーザビーム９は焦点スポット２５に収束されるので、レーザビーム９のパワー密度は該焦点スポット２５において最大値を有するであろう。結果として、レーザビーム９のパワーが徐々に増加された場合、ＬＩＯＢ現象は最初に焦点スポット２５において発生するであろう。焦点スポット２５の寸法及びレーザビーム９のパワーは、ＬＩＯＢ現象が実質的に焦点スポット２５においてのみ発生するようなものである。本発明による装置１の当該実施例では、レーザ源７の波長（１０６４ｎｍ）は、皮膚表面３５と焦点スポット２５との間に存在する毛組織及び皮膚組織の両者が半透明となるような波長である。結果として、皮膚表面３５と焦点スポット２５との間に存在する毛組織及び皮膚組織によるレーザビーム９の吸収及び散乱は相対的に小さく、かくして、発生されるレーザビーム９のエネルギの相対的に大きな部分が焦点スポット２５においてＬＩＯＢ現象を生じさせるために使用され、皮膚表面３５と焦点スポット２５との間に存在する毛組織の如何なる損傷及び皮膚組織の如何なる刺激も殆ど発生しないであろう。一般的に、皮膚表面３５と焦点スポットの意図する位置との間に存在する皮膚組織は約８００ｎｍと１４００ｎｍとの間の範囲内の波長に対して半透明であることに注意されたい。従って、本装置の実施例は、皮膚表面３５より下の位置において好ましくは上記範囲内の波長を持つようなレーザ源を有するべきである。好ましくは、当該波長は、図１の実施例におけるように、約１０００ｎｍと１１００ｎｍとの間の範囲内である。何故なら、該範囲内の波長の場合、皮膚表面３５の直下の毛組織及び皮膚組織の線形吸収及び散乱特性が最小点にあるからである。
【００５５】
実験は、焦点スポット２５におけるＬＩＯＢ現象から生じる上述した機械的及び他の効果が、該焦点スポット２５の直に周囲の領域における発毛関連皮膚組織に対する外傷又は損傷につながり得ることを示している。焦点スポット２５におけるＬＩＯＢ現象を達成するために、焦点スポット２５におけるレーザビーム９のパワー密度は、上述したように、皮膚組織に対する特性閾値より高くなければならない。該皮膚組織に対する特性閾値は、むしろ、水性媒体及び水性組織（aqueous tissue）におけるＬＩＯＢ現象の発生に特有の閾値に近いことに注意されたい。更に、上記特性閾値はレーザ源７の波長の値に依存する。更に、或る科学者は、該閾値（Ｗ／cm2）はパルス時間が増加すると減少すると信じている。何れの場合においても、当業者であれば上記閾値を実験により決定することができるであろう。
【００５６】
実験は、更に、ＬＩＯＢ現象から生じる機械的効果が焦点スポット２５における又は該焦点スポットの近傍の発毛関連皮膚組織の大きな損傷を生じさせるほど十分に強くなることを達成するためには、レーザ源７の例えば１０ｎｓ程度のパルス時間で十分であることを示している。図１に示す装置１の実施例では、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ源７は８ｎｓのパルス時間を有する。１０ｎｓ程度のパルス時間の値及び１０６４ｎｍの波長の場合、焦点スポット２５におけるレーザビーム９のパワー密度の閾値は、８＊１０11Ｗ／ｃｍ２程度である。この局部的強度を実際に測定することは困難であることに注意されたい。しかしながら、その局部的強度がどの様であっても、焦点スポットにおいてＬＩＯＢ現象が実際に生じるようにレーザシステムを設定することは比較的容易である。ＬＩＯＢ自体は実際に測定又は推測することができ、従って当業者であれば当該レーザシステムを所望の設定にすることは可能である。
【００５７】
この閾値は巨大であるが、上述したパルス時間の間に、十分に小さな寸法の焦点スポット２５により且つｍＪの十分の一の数倍以下の全パルスエネルギにより容易に達成することができる。焦点スポット２５の所要の寸法は１０μｍ程度であり、これは、毛髪の平均直径（１００μｍ）よりかなり小さく、光学系１５のレンズ系又は対物レンズの十分に大きな開口数により実現することができる。上記の少ない量の全パルスエネルギにより、目標領域を囲む皮膚組織の刺激又は損傷は許容可能なレベルに限定されるか又は略完全に防止さえされる。本発明による装置１の利点は、該装置１が皮膚５の最適な滑らかさを提供し、これが長期間にわたり又は永久的にさえ維持されることにある。
【００５８】
上述した説明から、焦点スポット２５における又は該焦点スポットの近傍における局部的損傷は、ｍＪの十分の一の数倍以下の全パルスエネルギ量を持つ、例えば１０ｎｓの程度のパルス時間のレーザビーム９の単一パルスにより達成することができることが明らかである。しかしながら、専らではないが好ましくは格子状の異なる位置において２以上のパルスを供給することも可能である。これは、例えば、現在のところ幹細胞に当てはまるように画像化方法により位置特定するのが困難な細胞に外傷を与えるために使用することができる。近傍における放射は、これら細胞が外傷を受けることを確かなものとする。１つの大きなパルスに対する幾つかの小さなパルスの利点は、皮膚が全体として損傷されることが少ない点にある。
【００５９】
焦点スポット２５における又は該スポットの近傍におけるＬＩＯＢ現象による組織の局部的損傷は、上述した実施例における８ｎｓの例より大幅に短いパルス時間を持つようなレーザパルスにより達成することもできることに注意されたい。これらレーザパルスが十分なパルスエネルギを有するのであれば、局部的損傷を生じさせるために、ピコ秒（１０-12ｓ）又はフェムト秒（１０-15ｓ）の程度のパルス時間でも有効である。
【００６０】
更に、本発明は当該装置がレーザビームを焦点スポットに収束させるための他の種類の光学系を有するような実施例もカバーするものであることに注意されたい。レンズ系又は対物レンズの代わりに、例えば曲面鏡を使用することもできる。前記光学系は、例えばレンズ系又は対物レンズが後続するようなビーム拡大器（expander）を有することができ、この結果、焦点スポットの寸法が更に減少する。出射窓２１及び皮膚表面３５に対して垂直な方向における焦点スポット２５の位置は、光学系１５の光学的特性により、及びレーザ源７と出射窓２１との間の光学経路における当該光学系１５の位置により決定されることに注意されたい。皮膚表面３５に垂直な上記方向における焦点スポット２５の位置を手動で又は自動で調整することができるように、本発明による装置には光学系１５の上記位置を調整するためのアクチュエータ又は光学系１５の光学的特性を調整するための装置を更に設けることができることに注意されたい。最後に、本発明は、前記レーザビーム操作器及び／又はレーザ源が制御システム３３により自動では制御されず、当該装置の専門家である操作者により操作及び制御されるべきであるような実施例もカバーすることに注意されたい。
【００６１】
図３は、使用時の当該装置の他の実施例を示している。ここでも、同様の部分及び構成は同一の符号で示されている。
【００６２】
この場合、当該装置は、レーザビーム源７と光ファイバ６０とを有し、該光ファイバは毛髪３の毛包内に挿入されている。
【００６３】
上記ファイバの先端、即ち該ファイバの出射面は、焦点スポット２５が、幹細胞４９が外傷を受けるような符号２６で示されるＬＩＯＢ現象を生じさせるように位置決めされている。この目的のために、ファイバ６０は毛包内に或る深さまで挿入される。所望の深さは、脂腺５３等の一層容易に認識される他の構造の助けにより決定することができる。この深さを、ファイバ６０に固定された（図示せぬ）突起により固定することもできる。他の例として、当該装置を操作者により如何なる画像化も実行しないで使用することも可能である。ファイバが毛包内に挿入されると共に、周囲の外毛根鞘も目標となり得る発毛関連皮膚組織であるので、更なる画像化又は操作者による制御は厳格には必要とされない。
【００６４】
図４は、図３の装置を、細部を伴って概念的に示している。
【００６５】
レーザ源７は、ファイバ６０に光学的に結合されている。該ファイバ６０は、焦点スポット２５を有するような、レーザビーム９に対する収束効果を持つように整形された出射面６１を有している。
【００６６】
可撓性ファイバ６０は、該ファイバのみを操作すればよいように、操作者に対する作業の大きな自由度を可能にする。レーザ源７は、固定的に配置されるか、又は少なくともファイバ６０からは別体とすることができる。かくして、装置全体の操作性に影響を与えることなく、より大きな又は重いレーザ源７を使用することが可能となる。これは、一層多くのタイプのレーザを、又は単一のレーザ源しか有さないが、各々が別個のシャッタ若しくは他のビーム制御装置を備えるような複数のファイバを有する装置を使用する可能性を提供する。
【００６７】
以上、本発明を、限定するものではないと見なされるべき実施例により説明及び解説した。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は、本発明による発毛制御装置を概念的に示す。
【図２】図２は、図１の装置におけるレーザビームの焦点スポットの目標位置を、処置されるべき皮膚の断面で詳細に示す。
【図３】図３は、使用時の、当該装置の他の実施例を示す。
【図４】図４は、図３の装置の細部を概念的に示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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