DE29623504U1

DE29623504U1 - Vorrichtung zum Epilieren unter Verwendung von gepulster elektromagnetischer Strahlung

Info

Publication number: DE29623504U1
Application number: DE29623504U
Authority: DE
Original assignee: ESC Medical Systems Ltd
Current assignee: ESC Medical Systems Ltd
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1996-03-20
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2006-03-21

Description

Unterlagen, die der Eintragui^j $$s*gebj:äiatfäfaust;erg.^g:rundezulegen sind

ESC Medical Systems Ltd. 9. Juni 1998

F 25979 Gbm/Tl AL/HD/sb

Vorrichtung zum Epilieren

unter Verwendung von gepulster elektromagnetischer Strahlung

Die Erfindung betrifft allgemein Vorrichtungen zum Entfernen von Haar, und insbesondere derartige Vorrichtungen, welche elektromagnetische Energie &iacgr;&ogr; verwenden, um HaarfoHikel abzutöten.

Haar kann aus kosmetischen Gründen durch verschiedene Verfahren dauerhaft entfernt werden, beispielsweise indem das Haar und das HaarfoHikel auf eine genügend hohe Temperatur erhitzt wird, was zu ihrer Koagulierung is führt. Es ist bekannt, daß Blut koaguliert, wenn es auf Temperaturen in der Größenordnung von 70⁰C erhitzt wird. In ähnlicher Weise bewirkt ein Erwärmen der Epidermis, des Haars und des Haarfollikels auf Temperaturen der gleichen Größenordnung ebenso ihre Koagulierung und führt zu einem dauerhaften Entfernen des Haars.

Ein gewöhnliches Verfahren des Haarentfernens, welches oft als Elektrolyse bezeichnet wird, basiert auf der Verwendung von "elektrischen Nadeln", welche für jedes einzelne Haar angewendet werden. Ein elektrischer Strom wird über die Nadel an jedes Haar angelegt. Der Strom erhitzt das Haar, bewirkt seine Karbonisierung und bewirkt ebenso die Koagulierung des Gewebes in der Nähe des Haares und eine gewisse Koagulierung der Mikrogefäße, welche das Haarfollikel versorgen. Zwar kann das elektrische Nadelverfahren Haar permanent oder langfristig entfernen, seine Verwendung ist jedoch praktisch eingeschränkt, da die Behandlung schmerzhaft und die Prozedur allgemein mühsam und langwierig ist.

Licht kann ebenso zur Haarentfernung in effektiver Weise verwendet werden. Beispielsweise ist bei anderen Verfahren des Standes der Technik zur Haarentfernung die Anwendung von gepulstem Licht beteiligt, im allgemeinen von kohärenten Quellen wie beispielsweise Lasern. R.A. Harte, et al, in US-Patent Nr. 3,693,623 und C. Block in US-Patent Nr. 3,834,391 lehren die Entfernung von Haar durch Koagulieren eines einzelnen Haars mit Licht, welches auf das einzelne Haar mittels einer Lichtleitfaser in unmittelbarer Nähe des Haars aufgebracht wird. In ähnlicher Weise entfernt R.G. Meyer in US-Patent Nr._: 3,538,919 Haar, und zwar jedes Haar einzeln, unter

&iacgr;&ogr; Verwendung von Energie von einem gepulsten Laser. Ähnliche Erfindungen unter Verwendung von kleinen Fasern sind im US-Patent Nr. 4,388,924 von H. Weissman et al und dem US-Patent Nr. 4,617,926 von A. Sutton beschrieben. Jedes von diesen lehrt die Entfernung von Haar und zwar nur ein Haar gleichzeitig, und sind somit langsam und langwierig.

Das US-Patent Nr. 5,226,907 von N. Tankovich beschreibt ein Haarentfernungsverfahren, welches auf der Verwendung eines Materials basiert, das das Haar und das Haarfollikel mit einem Überzug versieht. Das Überzugsmaterial verbessert die Absorption von Energie durch die Follikel, entweder indem die Frequenz einer Lichtquelle auf die Absorptionsfrequenz des Materials abgestimmt wird, oder durch eine photochemische Reaktion. In jedem Fall handelt es sich bei der Lichtquelle um einen Laser. Ein Nachteil eines derartigen Verfahrens und Geräts liegt darin, daß Laser teuer sein können und Gegenstand von strengen Vorschriften sind. Zusätzlich darf das Überzugsmaterial lediglich auf die Haarfollikel aufgebracht werden, um ein korrektes Entfernen des Haars zu gewährleisten und eine Schädigung von anderem Gewebe zu verhindern.

Lichtenergie (elektromagnetische Energie), welche zur Entfernung von Haar verwendet wird, muß eine derartige Fluenz aufweisen, daß ausreichende

Energie durch das Haar und das Haarfollikel absorbiert wird, um die Temperatur auf den gewünschten Wert anzuheben. Wenn jedoch das Licht auf die Hautoberfläche an einer anderen Stelle als genau beim Haarfollikel aufgebracht wird, wird das Licht ebenso die Haut auf eine Koagulierungstemperatur erwärmen, und eine Verbrennung in der Haut bewirken.

Demgemäß ist es wünschenswert, in effektiver Weise mehrere Follikeln zu erhitzen, ohne die umgebende Haut zu verbrennen. Ein derartiges Gerät sollte in der Lage, sein, mehr als ein Haar gleichzeitig zu entfernen, und &iacgr;&ogr; vorzugsweise über eine breite Hautfläche, beispielsweise mindestens zwei Quadratzentimeter. Zusätzlich sollte die Vorrichtung zur Verwendung von inkohärentem Licht in der Lage sein.

Ein Verfahren zum Entfernen von Haar von einer Gewebefläche beinhaltet die Erzeugung von mindestens einem Impuls von inkohärenter elektromagnetischer Energie. Die inkohärente elektromagnetische Energie wird dann auf einen Bereich der Gewebeoberfläche aufgebracht, welcher mehr als ein Haarfollikel aufweist.

Zusätzlich ist es in einem alternativen Ausführungsbeispiel möglich, aber nicht zwingendermaßen, daß die Energie durch Pulsen einer Blitzlichtlampe erzeugt wird, um einen Impuls mit einer Energiefluenz in der Größenordnung von 10 bis 100 J/cm² zu erzeugen. Die Energie kann über ein Fenster in einem Gehäuse, in welchem sich die Blitzlichtlampe befindet, übertragen werden, durch Reflektieren der Energie auf das Gewebe durch das Fenster und durch ein Gel, welches sich auf einer Oberfläche des Gewebes befindet. Das Fenster kann in Kontakt mit dem Gel gebracht sein. In anderen alternativen Ausführungsbeispielen wird die Winkelstreuung der elektromagnetischen Energie gesteuert, und somit die Eindringtiefe in das Gewebe, und die Kopplung an das Haar und die Haarfollikel wird ebenso

gesteuert. In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel wird jeder Schritt des Verfahrens wiederholt, jedoch werden mindestens zwei Winkelstreuungen verwendet, wodurch mindestens zwei Eindringtiefen erzielt werden.

In weiteren alternativen Ausführungsbeispielen wird elektromagnetische Energie gefiltert. Speziell wird in einem Ausführungsbeispiel die elektromagnetische Energie entsprechend dem Pigmentierungsniveau des zu behandelnden Gewebes gefiltert,. Bei einer weiteren Alternative wird Energie von &igr;&oacgr; einer Wellenlänge von weniger als 550 nm und mehr als 1300 nm gefiltert. Ein Teil oder die Gesamtheit einer derartigen Energie kann gefiltert werden.

In noch einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel besitzt der erzeugte Impuls eine Breite von weniger als 200 ms, und/oder die Verzögerung is zwischen den Impulsen liegt in der Größenordnung von 10 bis 100 ms zwischen den Impulsen. In einem Ausführungsbeispiel beträgt die Oberfläche der Energie auf dem Gewebe mindestens zwei Quadratzentimeter.

In Übereinstimmung mit einem zweiten Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Gerät zum Entfernen von Haar von einer Gewebefläche, welche mehr als ein Haarfollikel beinhaltet, eine Quelle von gepulster inkohärenter elektromagnetischer Energie. Die Quelle befindet sich innerhalb eines Gehäuses, und eine Koppeleinrichtung richtet die inkohärente elektromagnetische Energie auf die Oberfläche des Gewebes.

Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Quelle eine Blitzlichtlampe und eine Impulserzeugerschaltung, welche die Energieimpulse mit einer Energiefluenz in der Größenordnung von 10 bis 100 J/cm² erzeugt. Die Koppeleinrichtung kann ein transparentes Fenster beinhalten und das Gehäuse ein reflektierendes Inneres, wodurch die Energie zum Fenster

reflektiert wird. Ein Gel ist auf der Oberfläche des Gewebes angeordnet und das Fenster ist in Kontakt mit dem Gel, um die Energie durch das Fenster und das Gel auf die Gewebeoberfläche aufzubringen. In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel weist die durch die Koppeleinrichtung gelieferte Energie einen Bereich von Winkelstreuungen auf.

In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel ist mindestens ein elektromagnetisches Bandpaß filter zwischen Quelle und Gewebe angeordnet. Das Filter kann derart. gewählt sein, daß die Wellenlänge der Energie, welche &iacgr;&ogr; durch das Filter hindurchgeht, auf dem Pigmentierungsniveau des behandelten Gewebes basiert. Alternativ lassen die Filter Energie durch, welche eine Wellenlänge zwischen 550 nm und 1300 nm besitzt.

In weiteren Ausführungsbeispielen liefert die Quelle Impulse von einer Breite is von weniger als 200 ms, und/oder Verzögerungen zwischen den Impulsen in der Größenordnung von 10 bis 100 ms. In einem weiteren Ausführungsbeispiel beträgt die Fläche der Energie auf dem Gewebe mindestens zwei Quadratzentimeter.

Ein Verfahren zum Entfernen von Haar von einem Gewebegebiet, welches mehr als ein einziges Haarfollikel besitzt, beinhaltet die Erzeugung von mindestens einem Impuls von elektromagnetischer Energie. Ein Gel auf der Oberfläche des Gewebes kühlt das Gewebe, jedoch befindet sich das Gel nicht benachbart dem Haarfollikel. Die elektromagnetische Energie wird auf die Oberfläche des Gewebes aufgebracht.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird die Energie durch Pulsen einer Blitzlichtlampe erzeugt, und ein Impuls mit einer Energiefluenz in der Größenordnung von 10 bis 100 J/cm² wird dadurch erzeugt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel befindet sich die Blitzlichtlampe in einem

Gehäuse, welches ein transparentes Fenster beinhaltet, und die Energie wird durch das Fenster hindurch reflektiert und durch das Gel auf das Gewebe gerichtet. In noch einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel ist die Winkelstreuung der elektromagnetischen Energie gewählt, um die Eindringtiefe in das Gewebe festzulegen, und um das Aufbringen auf das Haar und die Haarfollikel festzulegen. Ebenso kann jeder Schritt des Verfahrens unter Verwendung von mindestens zwei unterschiedlichen Winkelstreuungen wiederholt werden, wodurch mindestens zwei Eindringtiefen erzielt werden.

&iacgr;&ogr; In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel wird die elektromagnetische Energie gefiltert. Das Filtern kann in Übereinstimmung mit dem Pigmentierungsniveau des behandelten Gewebes erfolgen. Alternativ kann das Filtern ein Ausfiltern von einem Teil oder der gesamten Energie von einer Wellenlänge von weniger als 550 nm und mehr als 1300 nm beinhalten.

In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel besitzen erzeugte Impulse eine Breite von weniger als 200 ms. Die Verzögerung zwischen den Impulsen kann in der Größenordnung von 10 bis 100 ms liegen. Ebenso kann die Fläche der Energie auf dem Gewebe groß sein, beispielsweise mehr als zwei Quadratzentimeter. Die Energie kann inkohärent sein, wie beispielsweise eine durch eine Blitzlichtlampe erzeugte, oder kohärent, wie beispielsweise eine durch einen Laser erzeugte.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet eine Vorrichtung zum Entfernen von Haar von einem Gewebegebiet, welches mehr als ein einziges Haar besitzt, eine Quelle von gepulster elektromagnetischer Energie. Ein Gel befindet sich auf der Oberfläche des Gewebes, derart, daß das Gel das Gewebe kühlt, befindet sich jedoch nicht benachbart zu dem Haarfollikel und kühlt dieses nicht. Eine Koppeleinrichtung ist

zwischen der Quelle und der Oberfläche angeordnet, um die Energie auf die Oberfläche aufzubringen.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Quelle eine gepulste Blitzlichtlampe, welche Impulse mit einer Energiefluenz in der Größenordnung von 10 bis 100 J/cm²* erzeugt. Bei einer weiteren Alternative befindet sich die Blitzlichtlampe in einem Gehäuse, welches ein transparentes Fenster und ein reflektierendes Inneres beinhaltet. In noch einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel, bestimmt die Form der Koppeleinrichtung die Winkel-&iacgr;&ogr; streuung der elektromagnetischen Energie, was die Eindringtiefe der Energie in das Gewebe bestimmt, sowie das Aufbringen auf das Haar und die Haarfollikel bestimmt. Die Vorrichtung kann ein zwischen Quelle und Oberfläche angeordnetes Bandpaßfilter beinhalten. Bei einer Alternative läßt das Bandpaß filter Energie von einer Wellenlänge zwischen 550 nm und 1300 is nm durch. Die Quelle kann eine Quelle inkohärenter Energie, oder eine Quelle kohärenter Energie sein, wie beispielsweise ein Laser.

Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen entsprechende Elemente oder Schnitte durch diese bezeichnet, und welche zeigen:

Fig. 1 eine schematische Zeichnung eines Querschnitts eines Haarfollikels in der Dermis sowie ein auf die Epidermis in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebrachtes Gel;

Fig. 2 einen Graphen, welcher die optischen Eigenschaften der Haut zeigt; Fig. 3 eine Seitenansicht einer Haarentfernungsvorrichtung, welche in

Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 4 eine Vorderansicht einer Haarentfernungsvorrichtung, welche in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 5 eine divergente Koppeleinrichtung, wie sie z.B. in der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und

Fig. 6 eine nicht-divergente Koppeleinrichtung, wie sie z.B. in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Vor der detaillierten Erläuterung von mindestens einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sei anzumerken, daß die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Konstruktionsdetails und die Anordnung der Bauteile beschränkt ist, welche in der folgenden Beschreibung ausgeführt oder in den Zeichnungen &iacgr;&ogr; dargestellt ist. Die Erfindung kann über weitere Ausführungsbeispiele verfugen oder auf verschiedene Arten verwirklicht oder ausgeführt werden. Ebenso versteht es sich, daß die hier verwendete Ausdrucksweise und Begriffwahl zum Zweck der Beschreibung dient und nicht als einschränkend zu verstehen ist.

Allgemein wird in der vorliegenden Erfindung Haar entfernt, indem das "haarige" Gebiet einer intensiven großflächigen gepulsten elektromagnetischen (Licht)-Energie ausgesetzt wird. Die Energie erhitzt das Haar und koaguliert das Gewebe um das Haar und das Follikel herum, ohne die gesunde Haut zu schädigen.

Ein optisch transparentes Gel auf Wasserbasis kann vor der Behandlung auf die Haut aufgebracht werden. Wie hier verwendet bedeutet Gel ein viskoses Fluid, welches vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, wasserbasiert ist. Das Gel wird verwendet, um die Epidermis zu kühlen, welche die primäre Stelle der Lichtabsorption durch das Gewebe ist, bedingt durch den Melaningehalt der Epidermis. Das Gel wird so aufgebracht, daß es nicht in den durch das Haarfollikel erzeugten Hohlraum eindringt und somit nicht das Haar und das Haarfollikel kühlt. Als Ergebnis wird die Energie

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selektiv aufgebracht, um das Haar ohne eine Schädigung der Haut zu koagulieren.

Eine polychromatische Lichtquelle, wie beispielsweise eine hochintensive gepulste Blitzlichtlampe ist ein Beispiel einer für die hier beschriebenen Zwecke geeigneten Quelle. Ein Vorteil einer polychromatischen Quelle, wie beispielsweise einer Blitzlichtlampe besteht darin, daß Energie mit einer Wellenlänge im Bereich von 550 bis 630 nm im Blut stark absorbiert wird und verwendet werden. kann, um das Gefäß zu koagulieren, welches das &iacgr;&ogr; Haar versorgt. Zusätzlich besitzen längere Wellenlängen im Bereich von 600 bis 1100 nm sehr gutes Eindringvermögen in nicht-pigmentierte Haut. Dieser Wellenlängenbereich kann zum Aufbringen auf das Melanin des Haars verwendet werden. Die höhere Pigmentierung des Haars und des Haarfollikels kann die Energieabsorption durch das Haar verbessern.

Blitzlichtlampen besitzen auch den Vorteil, daß sie in der Lage sind, eine große Fläche zu bestrahlen, wodurch die Behandlungszeit minimiert wird. Die Blitzlichtlampe in Kombination mit einem geeigneten Reflektor kann die gewünschten Fluenzen auf Flächen in der Größenordnung von einigen Quadratzentimetern bei einer einzelnen Anwendung abgeben. Jedoch können ebenso andere Lichtquellen, wie beispielsweise gepulste Laser verwendet werden.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist eine schematische Zeichnung von einem Querschnitt eines Haarfollikels 100 in der Dermis 102 gezeigt. Wie in Fig. 1 zu sehen, ist ein Gel 103 auf die Epidermis 104 aufgebracht. In der vorliegenden Erfindung ist ein transparentes Gel 103 auf Wasserbasis auf einen großen Abschnitt der Haut, welche von Haar bedeckt ist, wie beispielsweise einem Haar 105, aufgebracht. Das Gel 103 wird auf die Epidermis 104 aufgebracht und erzeugt eine dünne Schicht auf der Oberseite

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der Epidermis 104. Diese Schicht ist eng mit der Epidermis 104 verbunden und wirkt als eine Wärmesenke, welche die Epidermis 104 kühlt, wenn Licht (elektromagnetische Energie) auf die Fläche aufgebracht wird. Wie ebenso in Fig. 1 zu sehen, dringt das Gel 103 nicht in einen von einem Haarfollikel 100 gebildeten Hohlraum 106 ein, und zwar aufgrund seiner Oberflächenspannungseigenschaften sowie der Tatsache, daß das Haar von Natur aus mit einer dünnen Schicht von fettigem Material bedeckt ist, was es hydrophob macht. Die viel höhere Wärmeleitfähigkeit vom Gel 103 verglichen mit dem. von. Luft, welche den Hohlraum 106 anfüllt, ermöglicht

&iacgr;&ogr; ein schnelles Abkühlen der Epidermis 104, dargestellt durch die Pfeile 107, während das Haar 105 mit viel geringerer Geschwindigkeit gekühlt wird.

Die Kühlzeit 5t eines Gegenstandes mit typischen Abmessungen d und einer Wärmeleitfähigkeit &agr; kann geschrieben werden als:

. 5t « d²/16a

Die Epidermis besitzt eine typische Querausdehnung von weniger als 0,1 mm, was ebenso der typische Durchmesser von Haar ist. Die Wärmeleitfähigkeit von Wasser beträgt ungefähr &agr; = 3 &khgr; lO^r^¹

Das Gel wird in der in Fig. 1 gezeigten Art und Weise über eine große Fläche aufgebracht. Wenn das Gel so aufgebracht ist, liegt die typische Kühlzeit des Haars in der Größenordnung von 200 ms und die der Epidermis in der Größenordnung von 5 ms. Dieser Unterschied bei den Kühlzeiten beruht auf der Tatsache, daß das Gel nicht in die Haarfollikel eindringt. Vorzugsweise wird ein transparentes Gel verwendet, da das Gel lediglich als Kühlmittel wirkt und nicht durch die äußerliche Bestrahlung erhitzt werden sollte.

In Übereinstimmung mit der Erfindung wird Licht auf die behandelte Fläche entweder in einem langen Impuls oder in einer Reihe von durch eine Wartezeit getrennten Impulsen aufgebracht. Die Wartezeit und/oder Impulslänge wird bevorzugt durch den Bediener gesteuert, damit genug Wärme bereitgestellt wird, um das Haar zu entfernen, jedoch nicht genug Wärme, um die Haut zu beschädigen. Beispielsweise sollte die Impulslänge oder Verzögerung zwischen den Impulsen länger sein als die Kühlzeit der mit Gel bedeckten Epidermis und kürzer als die Kühlzeit von Haar und Follikel. Somit sind, bezugnehmend auf die obige Diskussion betreffend Kühlzeiten,

&iacgr;&ogr; eine Impulslänge von 50 ms, wenn ein einzelner Impuls verwendet wird, oder eine Verzögerung von 50 ms zwischen den Impulsen, wenn eine Impulsfolge verwendet wird, geeignete Werte.

Das Spektrum der Lichtquelle kann mit Bezug auf die Absorption durch die Haut, durch das Haar und durch die das Haar versorgenden Blutgefäße gewählt werden. Beispielsweise liegt das Haarfollikel typischerweise in einer Tiefe von 1 bis 2 mm. Daher wird vorzugsweise ein Lichtwellenlängenbereich verwendet, welcher in diese Tiefe ohne große Dämpfung eindringen kann.

Fig. 2 ist ein Graph, welcher die Streuungs-, Absorptions- und effektiven Dämpfungskoeffizienten bei der Dermis von heller Haut sowie den Absorptionskoeffizienten von Blut im Bereich von 400 bis 1000 nm zeigt. Da eine große Fläche bestrahlt wird anstatt eines einzelnen Haars, wird vorzugsweise ein Wellenlängenbereich verwendet, welcher in die Haut eindringt, ohne stark gedämpft zu werden. Die Hautdämpfungskoeffizienten steuern die Eindringtiefe von Licht in die Haut. Wie aus Fig. 2 zu ersehen, sind Wellenlängen oberhalb 550 nm effektiver, um tief genug in die Haut einzudringen. Kürzere Wellenlängen sind weniger wünschenswert, da sie stark gedämpft werden, bevor sie die niedrigeren Teile der Haarfollikel erreichen.

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Wellenlängen deutlich oberhalb 1000 nm sind ebenso weniger effektiv, und zwar aufgrund der hohen Absorption von infraroter Strahlung in Wasser, was mehr als 70% der Haut ausmacht. Bei großflächiger photothermischer Haarentfernung der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise Licht verwendet, welches tief in die Haut eindringen kann, da Licht auf das Haar und die Haarfollikel lediglich nach dessen Durchdringen der Haut aufgebracht wird. Der größte Anteil des Lichtspektrums auf Wellenlängen oberhalb 1300 nm wird in Wasser stark absorbiert und ist weniger nützlich, da es nicht sehr tief in. die Haut eindringt. Beispielsweise dringt eine CO₂-Laserstrahlung im 10000 nm-Bereich lediglich einige Zehntel Mikrometer in die Haut ein.

Bezugnehmend auf die Fig. 3 und 4 beinhaltet ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Haarentfernungseinrichtung 300 eine Blitzlichtlampe 301,

is welche sich in einem Gehäuse 302 mit einem Handgriff befindet. Die Blitzlichtlampe ist benachbart zu dem Gel 103 und der behaarten Haut 102/104/105 dargestellt. Eine Blitzlichtlampe, welche die Erfinder als effektiv für die Haarentfernung befunden haben, ist detailliert in der ebenfalls anhänigen US-Patentanmeldung "Method and Apparatus for Therapeutic Electromagnetic Treatment", Seriennr. 07/964,210, eingereicht am 20. Oktober 1992, beschrieben und hierin durch Bezugnahme enthalten. Die darin beschriebene Blitzlichtlampe liefert eine geeignete Fluenz und beleuchtet eine große Fläche mit einem einzelnen Impuls (in der Größenordnung von 10 &khgr; 50 mm).

Eine derartige Blitzlichtlampe wird durch eine Stromquelle von variabler Impulsbreite angesteuert. Die Blitzlichtlampe ist in einem Gehäuse 302 untergebracht und das Licht von der Blitzlichtlampe wird durch einen Reflektor 305 mit hohem Reflexionsvermögen auf die Haut gerichtet.

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Ebenso ist in den Fig. 3 und 4 ein Filter 307 dargestellt, welches zwischen Blitzlichtlampe 301 und dem Gel 103 angeordnet ist. Das Filter, oder in einem alternativen Ausführungsbeispiel, mehrfache Filter, werden verwendet, um das durch die Lichtquelle erzeugte Spektrum zu steuern. Der Begriff Filter, oder Bandpaßfilter beschreibt hier eine Vorrichtung, welche elektromagnetische Energie (Licht) gewisser Wellenlängen oder Frequenzen hindurchläßt. Die anderen Wellenlängen oder Frequenzen werden entweder teilweise oder vollständig entfernt.

&iacgr;&ogr; Der Bediener kann das Filter gemäß der Hautpigmentierung der behandelten Person wählen. Bei dem Ausführungsbeispiel, welches eine Blitzlichtlampe verwendet, kann man sich den Spektralbereich, der typischerweise von einer derartigen Lampe erzeugt wird, zunutze machen, welcher im Bereich von 200 bis 1300 nm liegt, und zwar für Hochdruck-Xenon-Blitzlichtlampen,

is welche mit hohen Stromdichten (in der Größenordnung von 1000 bis 5000 A/cm²) betrieben werden. Da eine Haarentfernung hauptsächlich aus kosmetischen Gründen durchgeführt wird und hauptsächlich im Fall von dunklerem Haar von Bedeutung ist, absorbiert das Haar selber Licht in einem breiten Spektralbereich im sichtbaren und nahen Infrarotbereich. Die von der Blitzlichtlampe erzeugten kürzeren Wellenlängen können entfernt werden, da sie nicht so tief in die Haut eindringen (wie aus Fig. 2 zu ersehen).

In einem Ausführungsbeispiel wird ein Langpaßfilter verwendet, welches lediglich Wellenlängen oberhalb der Abschneid-Wellenlänge des Filters überträgt. Eine Abschneid-Wellenlänge von 600 nm wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet, wenn die behandelte Person helle Haut hat. Eine Abschneid-Wellenlänge im Bereich von 700 bis 800 nm wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet, um dunkelhäutige Personen zu behandeln. Gemäß der Erfindung können die Filter beispielsweise dichroitische Filter oder absorbierende Filter sein. Das gewünschte

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Spektrum kann ebenso durch mehr als ein Filter oder durch Bandpaßfilter erzielt werden.

Licht von einer Blitzlichtlampe 301 wird auf die Haut über ein transparentes Fenster 308 und eine (nachfolgend beschriebene) Koppeleinrichtung 310 aufgestrahlt. Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, wird das Fenster 308 auf ein transparentes wasserbasiertes Gel 103 aufgesetzt. Das transparente Fenster 308 erzeugt eine genau begrenzte flache Oberfläche auf dem Gel 103, durch welche Licht durch das Gel 103 und in die Haut eindringt.

Der Bediener wählt die Impuls- und Energien"uenzparameter an einer (nicht dargestellten) Steuereinheit. Die Stromversorgungs- und Steuereinheit ist vorzugsweise in einem separaten Kasten untergebracht und beinhaltet eine Stromversorgung von einem Kondensator, der durch eine Gleichstrom-Strom-Versorgung auf eine hohe Spannung aufgeladen wird, wobei der Kondensator über die Blitzlichtlampe entladen wird. Die Haarentfernungseinrichtung 300 kann mit der Stromversorgungs- und Steuereinheit über ein flexibles Kabel verbunden sein, welches ein müheloses Ausrichten auf das Behandlungsgebiet auf die Haut des Patienten ermöglicht. Eine Impulslängensteuerung kann durch Verwendung einiger Impulserzeugernetze erzielt werden, welche unterschiedliche Impulsbreiten erzeugen können. Alternativ kann eine Öffnung 309 einen Festkörper-Öffnungsschalter beinhalten, welcher die Entladung bei einer durch den Benutzer voreingestellten Zeit unterbrechen kann, wodurch die Impulsbreite gesteuert wird. Diese Elemente der Vorrichtung sind wohlbekannt und können wie für einen Fachmann ersichtlich, in einfacher Weise aufgebaut werden oder durch ähnliche Elemente ersetzt werden.

Nach der Wahl der Parameter aktiviert der Benutzer die Einheit durch Drücken eines Schalters, welcher sich an einer Vielzahl von Stellen befinden kann.

Eine Gesamtfluenz in der Größenordnung von 10 bis 100 J/cm² führt zur erfolgreichen Entfernung des Haars. Diese Fluenz kann aus der Notwendigkeit bestimmt werden, daß das Haar und das Haarfollikel eine ausreichend hohe Temperatur erreicht, und unter Berücksichtigung von dem Eindringen von Licht durch die Haut und in das Haar und das Haarfollikel, der Absorption von Licht im Haar und dem Haarfollikel, der spezifischen Wärmekapazität von Haar und Haarfollikel und der Kühlung des Haars während des Impulses durch Wärmeleitung zur umgebenden Haut.

&iacgr;&ogr; Die Koppeleinrichtung 310 überträgt Licht von der Blitzlichtlampe 301 zum Gel 103 und zur Haut. Die Koppeleinrichtung kann aus einem hohlen Kasten mit im Inneren reflektierenden Wänden aufgebaut sein, welche als Lichtleiter für das von der Blitzlichtlampe 301 erzeugte Licht wirken, um das Licht (elektromagnetische Energie) zur Haut zu übertragen. Die Koppeleinrichtung 310 kann alternativ aus einem anderen Material bestehen, beispielsweise einem festen transparenten Material, wie beispielsweise Glas oder Acryl, in welchem eine Lichtreflexion von den Wänden durch Ausnutzen der Total-Innenreflexion auf den Seitenwänden erreicht wird.

Die Koppeleinrichtung 310 wird in einem alternativen Ausführungsbeispiel verwendet, um die Winkel verteilung der auf der Haut auf treffenden Lichtstrahlen zu steuern. Die Lichtstrahlen treffen auf das Haar oder das Haarfollikel in der Hauptsache auf, wenn sie sich in einer Richtung senkrecht zur Hautebene ausbreiten. Eine Lichtstrahlenverteilung, welche eine relativ breite Winkelstreuung bei Behandlung von oberflächlichem Haar besitzt, ist wünschenswert, um einen großen Anteil der Energie auf die Haare und Follikel zu lenken. Umgekehrt ist eine enge Streuung zu bevorzugen, wenn ein tiefes Eindringen gewünscht wird.

In einem Ausführungsbeispiel wird sowohl flaches als auch tiefes Eindringen unter Verwendung eines zweistufigen Behandlungsverfahrens erzielt. Ein Strahl mit enger Streuung wird zuerst verwendet, um die tieferen Haarfollikel zu behandeln, hingegen wird ein Strahl hoher Streuung verwendet, um die Oberseite der Haarfollikel zu behandeln.

Fig. 5 zeigt eine Koppeleinrichtung 501, welche einen Austrittsstrahl mit einer größeren Winkelstreuung als der Eintrittsstrahl aufweist. Wie in Fig. 5 gezeigt, tritt ein. Strahl 502 in die Koppeleinrichtung 501 unter kleinem &iacgr;&ogr; Winkel relativ zur Achse der Koppeleinrichtung 501 ein. Wenn der Strahl 502 aus der Koppeleinrichtung 501 austritt, ist der Winkel relativ zur Achse viel größer. Die sich verjüngende Form der Koppeleinrichtung 501 verstärkt diese Streuung.

Fig. 6 zeigt eine gerade Koppeleinrichtung 601, welche die Winkelverteilung der in diese eintretenden Lichtstrahlen aufrechterhält. Ein Strahl 602 ist dargestellt, welcher unter dem gleichen Winkel relativ zur Achse der Koppeleinrichtung 601 in die Koppeleinrichtung 601 eintritt und austritt. Die alternative Verwendung der Koppeleinrichtung 501 und der Koppeleinrichtung

&iacgr;&ogr; 601 kann das oben erläuterte flache und tiefe Eindringen erzielen. Alternativ kann der Benutzer den Typ der Koppeleinrichtung gemäß der Tiefe des behandelten Haars wählen.

Klinische Tests wurden mit dem Haar auf den Beinen von einigen Patienten durchgeführt. Haar wurde für einen Zeitraum von mindestens zwei Monaten entfernt, und zwar wurde während dieses Zeitraums kein Nachwachsen von Haar auf den bestrahlten Flächen beobachtet. Die Versuche wurden mit hohen Fluenzen durchgeführt, beispielsweise bis zu 45 J/cm² bei jeder Bestrahlung. Das verwendete Spektrum deckte den Bereich von 570 bis 1100 nm ab und die Fluenz wurde in einem Dreifachimpuls mit Verzögerungen

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von 50 bis 100 ms zwischen den Impulsen zugeführt. Die Impulsfolge ermöglichte eine Haarentfernung bei minimalem Schmerz und ohne Hautschädigung. Das in diesen Versuchen verwendete transparente Gel war ein handelsübliches Ultraschallgel auf Wasserbasis.

Somit sollte offensichtlich sein, daß in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine Blitzlichtlampe und eine Koppeleinrichtung bereitgestellt werden, welche den oben aufgeführten Zielen und Vorteilen vollkommen genügen. Auch wenn die Erfindung in Verbindung mit speziellen Ausführungsbeispielen von dieser beschrieben wurde, versteht es sich, daß viele Alternativen, Modifikationen und Variationen für Fachleute offensichtlich sind. Demgemäß ist beabsichtigt, alle derartigen Alternativen, Modifikationen und Variationen einzuschließen, welche innerhalb des Gedankens und des breiten Rahmens der beigefügten Ansprüche liegen.

Claims

ESC Medical Systems Ltd. 9. Juni 1998 F 25979 Gbm/Tl AL/HD/sb Ansprüche

1. Vorrichtung zur Entfernung von Haar von einer eine Mehrzahl von Haarfollikeln beinhaltenden Gewebefläche, dadurch gekennzeichnet, daß

&iacgr;&ogr; die Vorrichtung -eine Quelle von gepulster inkohärenter elektromagnetischer Energie aufweist, wobei sich die Quelle innerhalb eines Gehäuses (302) befindet, welches eine Koppeleinrichtung beinhaltet, welche angeordnet werden kann, um die inkohärente elektromagnetische Energie auf die Gewebeoberfläche zu richten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Quelle eine Blitzlichtlampe (301) und eine Impulserzeugerschaltung beinhaltet, welche in der Lage ist, einen Impuls zu erzeugen, welcher eine Energiefluenz in der Größenordnung von 10 bis 100 J/cm² besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Gehäuse ein reflektierendes Inneres und ein transparentes Fenster beinhaltet, wobei die Energie durch die Koppeleinrichtung auf das Fenster reflektiert wird, und wobei weiter ein Gel (103) auf der Gewebeoberfläche angeordnet ist und das Fenster in Kontakt mit dem Gel ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Koppeleinrichtung eine sich konisch verjüngende Koppeleinrichtung ist.

_a.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welche weiter ein elektromagnetisches Bandpaßfilter (307) beinhaltet, welches zwischen der Quelle und dem Gewebe angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, welche weiter eine Mehrzahl von elektromagnetischen "Bandpaßfiltern beinhaltet, welche zwischen Quelle und Gewebe angeordnet werden können, wobei ein Filter derart gewählt ist, daß die Wellenlänge der Energie, welche durch das Filter hindurchgelassen wird, auf dem Pigmentierungsniveau des behandelten Gewebes

&iacgr;&ogr; basiert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Filter Energie durchläßt, welche eine Wellenlänge zwischen 550 nm und 1300 nm besitzt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Quelle eine Impulsquelle ist, welche eine Breite von weniger als 200 ms besitzt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Quelle eine Quelle von Impulsen ist, welche eine Verzögerung zwischen den Impulsen in der Größenordnung von 10 bis 100 ms besitzt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Fläche der Energie auf dem Gewebe mindestens zwei Quadratzentimeter beträgt.

11. Vorrichtung zum Entfernen von Haar von einer eine Mehrzahl von Haarfollikeln beinhaltenden Gewebefläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aufweist:
eine Quelle von gepulster elektromagnetischer Energie;

ein auf der Gewebeoberfläche angeordnetes Gel (103), wobei sich das Gel nicht benachbart dem Haarfollikel befindet, und wobei weiter das Gel das Gewebe kühlt; und

eine Koppeleinrichtung (310), welche zwischen Quelle und Oberfläche angeordnet ist, wobei die elektromagnetische Energie auf die Gewebeoberfläche aufgebracht wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Quelle eine gepulste Blitzlichtlampe (301) ist, welche in der Lage ist, Impulse mit einer Energiefluenz in der Größenordnung von 10 bis 100 J/cm² zu erzeugen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der sich die Blitzlichtlampe in einem Gehäuse befindet, welches ein transparentes Fenster beinhaltet, und bei der das Gehäuse ein reflektierendes Inneres aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, bei der die Form der Koppeleinrichtung die Winkelstreuung der elektromagnetischen Energie bestimmt, wodurch die Eindringtiefe in das Gewebe und das Aufbringen auf das Haar und die Haarfollikel gesteuert wird.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, welche weiter ein Bandpaß filter enthält, welches zwischen Quelle und Oberfläche angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der das Bandpaß filter Energie von einer Wellenlänge zwischen 550 nm und 1300 nm durchläßt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, bei der die Quelle eine Quelle kohärenter Energie ist.