ES2891532T3 - Dispositivo para el tratamiento de la piel - Google Patents

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Abstract

Un dispositivo (80) de tratamiento de la piel, en particular un dispositivo para la eliminación de vello, que comprende una unidad (10) de emisión de luz que comprende un sustrato (100) y una pluralidad de primeras matrices (102) de LED montadas en el sustrato (100) en un área de al menos 0,2 cm2, en particular de al menos 1 cm2, en donde el dispositivo (80) de tratamiento de la piel está dispuesto para activar las primeras matrices (102) de LED para emitir un pulso de luz de tratamiento que tiene una longitud de pulso en particular en el intervalo de entre 10 ms y 300 ms y las primeras matrices de LED tienen un flujo radiante de manera que se logra una fluencia radiante sobre la piel de un usuario de al menos 1 J/cm2 mediante la aplicación del pulso de luz de tratamiento, en donde la unidad (10) de emisión de luz tiene al menos dos áreas (A1; A2) activas seleccionables de las primeras matrices (102) de LED, donde las áreas (A1; A2) activas seleccionables tienen diferentes tamaños, y al menos tres segundas matrices (103) de LED se montan en el sustrato (100) en ubicaciones adecuadas para indicar visiblemente cada una de las áreas (A1; A2) activas seleccionables, en donde las segundas matrices (103) de LED están dispuestas en esquinas o puntos de extremo de las áreas (A1; A2) activas seleccionables de las primeras matrices (102) de LED o se montan en estrecha proximidad a tales esquinas o puntos de extremo de las áreas (A1; A2) activas seleccionables de las primeras matrices (102) de LED; y el dispositivo (80) de tratamiento de la piel comprende además una unidad (20) de control para controlar la primera y segunda matrices (102, 103) de LED, estando dispuesta la unidad (20) de control para activar solamente las primeras matrices de LED asignadas al área (A1; A2) activa seleccionada para emitir el pulso de luz de tratamiento y para activar solo las segundas matrices de LED asignadas al área (A1; A2) activa seleccionada para emitir luz visible fuera de la duración del pulso de luz de tratamiento para indicar visiblemente el área (A1; A2) activa seleccionada.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo para el tratamiento de la piel
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un dispositivo para el tratamiento de la piel, en particular, a un dispositivo temporal para eliminación de vello, que comprende una pluralidad de matrices de LED.
Antecedentes de la invención
Se conoce que la piel puede tratarse con luz de intensidad relativamente alta para lograr ciertos efectos, tales como el rejuvenecimiento de la piel y, en particular, la eliminación (temporal) del vello (conocida también, como reducción temporal del crecimiento del vello). Los dispositivos de tratamiento de la piel a base de luz más conocidos adecuados para al menos la eliminación temporal de vello hacen uso de fuentes de luz láser o lámparas de destello, ya que ambas fuentes de luz pueden proporcionar luz de alta intensidad en pulsos cortos. Los LED se han descrito generalmente como una fuente de luz alternativa para el tratamiento de la piel.
El documento US-2012/0116373 A1 describe un aparato de aplicación de luz para aplicar luz a un objeto. El aparato comprende una fuente de luz para generar luz de procesamiento y detectar luz, donde una unidad de control controla la fuente de luz de manera que el procesamiento de luz en un intervalo de tiempo de procesamiento y la detección de luz en un intervalo de tiempo de detección se generan alternativamente. La fuente de luz es, preferiblemente, una fuente de luz de estado sólido, en particular un diodo emisor de luz o un diodo láser. Se prefiere que la fuente de luz comprenda un VCSEL. La luz de procesamiento tiene, preferiblemente, una longitud de onda en el intervalo de 570 -1200 nm y una densidad de energía en el intervalo de 2 - 30 J/cm2 y una duración del pulso dentro de 1 a 600 ms. El documento US-2007/0198004 A1 describe un dispositivo fotocosmético que tiene un módulo LED que se divide conceptualmente y eléctricamente en seis secciones en forma de torta que permiten iluminar solo algunos de los segmentos en forma de torta en ciertas condiciones de tratamiento. El sistema electrónico de control puede iluminar ciertos segmentos en dependencia del contacto detectado por uno o más sensores de contacto. En realizaciones alternativas, los segmentos pueden tener diferentes formas y tamaños.
Es un objetivo de la presente descripción proporcionar un dispositivo de tratamiento de la piel que comprenda una pluralidad de matrices de LED que se mejore sobre los dispositivos conocidos, o al menos proporcione una alternativa.
Resumen de la invención
Según al menos un aspecto, se proporciona un dispositivo para el tratamiento de la piel como se define en la reivindicación 1.
Según un aspecto, se proporciona un método para el tratamiento cosmético de la piel, en particular de eliminación de vello cosmético, que comprende las etapas a definidas por la reivindicación 10.
Breve descripción de los dibujos
La presente descripción se aclarará de forma adicional mediante la descripción de realizaciones de ejemplo, en cuya descripción se hace referencia a las figuras. En las figuras
La Fig. 1 es un gráfico que muestra el coeficiente de absorción para melanina, agua y oxihemoglobina en una escala logarítmica en comparación con la longitud de onda de luz entre 300 nm y 2000 nm;
la Fig. 2 es un gráfico que muestra el coeficiente de extinción de eumelanina y feomelanina en comparación con la longitud de onda de la luz entre 200 nm y 900 nm;
la Fig. 3 es una representación esquemática de una realización ilustrativa de una unidad de emisión de luz según la presente descripción, que comprende un sustrato sobre el cual se monta una matriz de ocho por ocho matrices de LED;
la Fig. 4A es otra realización ilustrativa de una matriz de ocho por ocho matrices de LED montada en un sustrato que comprende la primera y segunda matrices de LED;
la Fig. 4B es una realización ilustrativa de una matriz de quince por cuatro matrices de LED montadas en un sustrato que comprende una primera y segunda matrices de LED;
la Fig. 5 es otra realización ilustrativa de una matriz de ocho por ocho matrices de LED montada en un sustrato que comprende la primera y segunda matrices de LED;
la Fig. 6 es una realización ilustrativa adicional de una matriz de ocho por ocho matrices de LED montada en un sustrato que comprende diferentes sub-pluralidades de primeras matrices de LED;
la Fig. 7A es una vista lateral de una realización ilustrativa de un dispositivo de tratamiento de la piel según la presente descripción;
las Fig. 7B-D son vistas frontales sobre varias secciones de cabezal ilustrativas de un dispositivo de tratamiento de la piel como se muestra en la Fig. 7A, donde se indican diferentes posiciones de uno o más sensores adicionales para medir una propiedad de la piel;
la Fig. 8 es una representación esquemática de un conjunto de matrices de LED montadas en un sustrato, cuyo sustrato se monta a su vez en un disipador de calor para expulsar el exceso de calor;
la Fig. 9A es una representación de un conjunto de matrices de LED montadas en un sustrato con un revestimiento que tiene paredes reflectantes internas dispuestas alrededor del área del sustrato montada; y
la Fig. 9B es una representación en sección abierta del conjunto de LED con la carcasa mostrada en la Fig. 9A.
Descripción detallada de la invención
Generalmente, se conoce que varios tipos de tratamiento de la piel pueden verse afectados por la aplicación de luz (en particular, en la forma de al menos un pulso de luz de tratamiento) a la piel. Estos tratamientos de la piel abarcan el rejuvenecimiento de la piel, reducción de arrugas, tratamiento del acné y depilación (temporal y permanente) (también denominada reducción del crecimiento del vello o control del crecimiento del vello, ya que el vello no es necesariamente eliminado inmediatamente por la aplicación de luz). Los tratamientos de la piel pueden agruparse, además, en tratamientos cosméticos, tales como eliminación de vello por razones cosméticas simples y tratamientos no cosméticos (p. ej., terapéuticos profilácticos). En particular, el tratamiento de la piel para lograr la eliminación temporal y/o permanente de vello (reducción del crecimiento del vello - en lo siguiente solo se usa la “ eliminación de vello” ) requiere un flujo radiante emitido por el conjunto de matrices de LED por área unitaria que es mucho mayor que el flujo radiante que se requiere para el rejuvenecimiento de la piel o similar. Para la aplicación de pulsos de luz de tratamiento sobre la piel, se han descrito diversas fuentes de luz, tales como fuentes de luz láser, lámparas de destello (p. ej., lámparas de arco de xenón) y fuentes de luz semiconductoras, tales como LED. Aunque las fuentes de luz láser y las lámparas de destello se han descrito ampliamente con respecto a la retirada de vello, la aplicación de LED como fuentes de luz se ha descrito con mucho más detalle, especialmente dado que el flujo radiante que se requiere aplicar a la piel dentro de un pulso de longitud corta (p. ej., por debajo de 10 ms) es fácilmente suministrado por láseres o lámparas de destello. Ahora, la presente descripción se dirige a fuentes de luz semiconductoras (donde a continuación se usa el término LED, esto abarca otras fuentes de luz de estado sólido tales como VCSEL, VECSEL u OLED), en particular, conjuntos de matrices de LED (es decir, matrices semiconductoras en contraste con LED empaquetados), y su uso para la eliminación de vello permanente o temporal basada en luz.
Las matrices de LED pueden emitir luz esencialmente en cualquier longitud de onda desde la luz ultravioleta (UV) hasta la luz infrarroja (IR), es decir, de aproximadamente 280 nm a 1300 nm dependiendo, p. ej., del material semiconductor utilizado. Las matrices LED emiten luz con un ancho de banda espectral relativamente estrecha de AA = ± A/20. Cuando en la presente descripción se utiliza el término “ longitud de onda” con respecto a una matriz de LED, esta longitud de onda significa la longitud de onda de emisión pico, es decir, la longitud de onda en el máximo de la curva de emisión de luz de la matriz de LED.
Según algunas realizaciones, la pluralidad de primeras matrices de LED emite luz a una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de entre 480 nm y 980 nm, en particular, en el intervalo de entre 630 nm y 900 nm, y además en particular en un intervalo de entre 700 nm y 880 nm. En algunas realizaciones, la pluralidad de primeras matrices de LED emite luz a una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de entre 700 nm y 760 nm o en el intervalo de entre 820 nm y 880 nm. En algunas realizaciones, una primera sub-pluralidad de primeras matrices de LED emite luz a una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de entre 700 nm y 760 nm (p. ej., a 730 nm) y una segunda sub-pluralidad de primeras matrices de LED emite luz a una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de entre 820 nm y 880 nm (p. ej., a 850 nm). En algunas realizaciones, una pluralidad adicional de terceras matrices de LED emite luz a una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de entre 480 nm y 510 nm. Las segundas matrices de LED están dispuestas para emitir luz a una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de longitud de onda visible, es decir, en el intervalo de entre 400 nm y 700 nm.
Según la presente descripción, las primeras matrices de LED se montan en un área de sustrato que tiene un cierto tamaño y el dispositivo de tratamiento de la piel está dispuesto de manera que al menos dos áreas activas diferentes puedan seleccionarse para la emisión de un pulso de luz de tratamiento. Por ejemplo, las primeras matrices de LED se montan en un área de 3,0 cm2 y la primera área activa seleccionable puede comprender el área montada completa de 3 cm2 (p. ej., un área de 3 cm x 1 cm), mientras que la segunda área activa seleccionable es menor que y puede tener un área de 1 cm2 (p. ej., un área de 1 cm x 1 cm). Esto permite al usuario elegir entre un área activa grande para un tratamiento rápido de áreas de la piel grandes (p. ej., las piernas) y un área activa pequeña para un tratamiento más lento, pero más preciso, de áreas de la piel más pequeñas, tal como la cara. El área activa seleccionable más pequeña puede tener en particular un tamaño en el intervalo de entre 0,10 cm2 a 2,0 cm2, en particular en el intervalo de entre 0,36 cm2 a 1,0 cm2 y además en particular de aproximadamente 0,64 mm2.
Según la presente descripción, al menos tres segundas matrices de LED se montan en el sustrato en ubicaciones que son adecuadas para indicar visiblemente el área activa seleccionada en particular cuando el usuario ha hecho una selección. Las segundas matrices de LED se activan, después, para emitir luz visible de manera que el tamaño del área seleccionada se comunica al usuario. Las segundas matrices de LED se ubican en particular en la esquina o en puntos de extremo de las áreas activas seleccionadas o pueden ubicarse en estrecha proximidad a tal esquina o puntos de extremo. A medida que las segundas matrices de LED emiten luz visible fuera de la duración del pulso de luz de tratamiento, el usuario puede, por un lado, identificar el tamaño del área activa seleccionada y puede lograr una sensación de la ubicación del área activa para que el usuario pueda ubicar con precisión el dispositivo de tratamiento de la piel sobre la piel. Aunque dos segundas matrices de l Ed se consideran suficientes para indicar el área activa seleccionada, un área activa bidimensional puede indicarse, además, por cuatro segundas matrices de LED ubicadas en las esquinas del área activa seleccionable respectiva. Además, las segundas matrices de LED pueden disponerse para formar anillos alrededor de las áreas activas seleccionables. Es implícito que una sub-pluralidad de primeras matrices de LED se asigna al área activa seleccionable más pequeña. Después, se asigna una sub-pluralidad de segundos LED al área activa seleccionable más pequeña para la indicación visible. Ya sea todas las primeras matrices de LED pueden asignarse entonces al área activa seleccionable más grande u otra sub-pluralidad de primeras matrices de LED se asignan al área activa seleccionable más grande, mientras que otra sub-pluralidad de segundas matrices de LED se asigna al área activa seleccionable más grande. Al menos una segunda matriz de LED puede asignarse para indicar visiblemente dos áreas activas seleccionables (p. ej., debido a que el borde indicado respectivo es común a ambas áreas seleccionables. En algunas realizaciones, el dispositivo de tratamiento de la piel tiene más de dos áreas activas seleccionables, p. ej., tres o cuatro o cinco, etc.
En algunas realizaciones, las primeras matrices de LED pueden disponerse para emitir luz de tratamiento en el intervalo de longitud de onda de rojo a infrarrojo lejano de entre 700 nm a 980 nm, cuya luz es esencialmente invisible al ojo humano. Después, las segundas matrices de LED pueden activarse para emitir un pulso de luz visible simultáneamente con el pulso de luz de tratamiento. Esto ayuda al usuario a entender cuando se activó un pulso de luz de tratamiento esencialmente invisible. El pulso de luz visible no necesita tener una densidad de energía particular cuando sirve únicamente para indicar la emisión de la luz de tratamiento invisible. Las segundas matrices de LED pueden tener después un flujo radiante de aproximadamente 100 mW o menos.
Pero esto no excluirá que las segundas matrices de LED puedan disponerse además para emitir a una longitud de onda visible y a una fluencia radiante que sirve para proporcionar un efecto de tratamiento adicional.
En algunas realizaciones, el dispositivo de tratamiento de la piel puede cambiarse entre una función de eliminación de vello y otra función de tratamiento de la piel, tal como una función de rejuvenecimiento de la piel o una función de tratamiento del acné o una función de reducción de arrugas.
En algunas realizaciones, el dispositivo de tratamiento de la piel tiene una unidad de control que se conecta con la pluralidad de la primera y segunda matrices de LED para activar de manera selectiva las matrices de LED. La unidad de control puede activar las primeras matrices de LED para emitir un pulso de luz de tratamiento, mientras que las segundas matrices de LED no se activan simultáneamente. La unidad de control puede activar al menos algunas de las segundas matrices de LED dependiendo del área activa seleccionada en un período de tiempo fuera de la duración del pulso de luz de tratamiento. La unidad de control también puede disponerse para (a) encender o apagar selectivamente las primeras matrices de LED individuales durante el pulso de luz de tratamiento o al menos durante una porción del pulso de tratamiento o (b) controlar la corriente directa de al menos una primera matriz de LED durante el pulso de luz de tratamiento.
En un aspecto, la siguiente descripción se centra en dispositivos de tratamiento de la piel que tienen una unidad de emisión de luz con una pluralidad de matrices de LED montadas en el sustrato (que pueden montarse en la forma de un patrón de matriz regular, pero las matrices de LED también pueden montarse de manera irregular) que son capaces de suministrar una fluencia radiante en un intervalo de entre 1 J/cm2 a 8 J/cm2 (en particular, de 1 J/cm2 a 7 J/cm2) mediante la aplicación de pulsos de luz de tratamiento en un intervalo de entre 10 ms y 300 ms, en particular, en un intervalo de entre 20 ms y 200 ms, y además, en particular, de un intervalo de entre 30 ms y 200 ms o 30 ms y 100 ms. En la presente descripción, se hace uso de pulsos de luz de tratamiento relativamente largos. Se sabe que la coagulación necesaria para llevar un folículo piloso a la apoptosis (muerte celular programada) es una función tanto de la temperatura como del tiempo. Por lo tanto, si bien una exposición a temperatura de 70 grados Celsius a lo largo de 1 ms conduce a la coagulación de proteínas en un folículo piloso, una temperatura de 62 grados Celsius conduce también a la coagulación necesaria si el folículo piloso se expone a esta temperatura durante un período de 100 ms. Si bien se considera que una longitud de pulso de 10 ms y mayor suministra una fluencia radiante en el intervalo de 3 J/cm2 y mayor, que se usa en particular para tratar vello castaño en la piel pálida, requiere que los pulsos de luz de tratamiento tengan una longitud de pulso de al menos 60 ms, además, en particular de al menos 100 ms se usen en al menos uno o varios modos de tratamiento. Este es en particular el caso cuando diferentes matrices de LED dispuestas para emitir a diferentes longitudes de onda se montan en el sustrato. Por lo tanto, según al menos un aspecto, el dispositivo de tratamiento de la piel está dispuesto para emitir al menos un pulso de luz de tratamiento que tiene una longitud de pulso de al menos 60 ms, en particular longitudes de pulso en un intervalo de entre 80 ms y 120 ms, típicamente alrededor de 100 ms.
Al menos algunas de las primeras matrices de LED montadas en el sustrato tienen una densidad de montaje y una potencia de salida de luz (flujo radiante) que son suficientes para afectar al menos a la eliminación temporal de vello. Esto se explicará en mayor detalle en los párrafos siguientes.
En un aspecto, la siguiente descripción se centra en dispositivos de tratamiento de la piel que comprenden una unidad de emisión de luz con primeras matrices de LED montadas en un sustrato que comprenden una primera sub-pluralidad de primeras matrices de LED dispuestas para emitir a una primera longitud de onda y al menos una segunda sub­ pluralidad de primera matriz de LED dispuesta para emitir a una segunda longitud de onda diferente a la primera longitud de onda. En algunas realizaciones, las primeras matrices de LED tienen una densidad de montaje y una potencia de salida de luz (flujo radiante) suficientes para afectar al menos la eliminación temporal de vello. Las segundas matrices de LED pueden disponerse para emitir luz visible a un flujo radiante inferior suficiente para propósitos de iluminación (p. ej., las primeras matrices de LED pueden emitir a una longitud de onda de luz no visible por encima de aproximadamente 700 nm y las segundas matrices de LED que emiten luz visible pueden entonces simplemente usarse para indicar visualmente que se emite un pulso de luz de tratamiento). Como diferentes matrices de LED pueden montarse fácilmente en el mismo sustrato, las primeras matrices de LED dispuestas para el tratamiento y las segundas matrices de LED dispuestas para indicación o iluminación pueden disponerse en la misma área de montaje y pueden controlarse por separado mediante cableado individual respectivo. En algunas realizaciones, las matrices de LED del mismo tipo se controlan como un grupo en lugar de controlarse individualmente. En particular, las matrices de LED pueden disponerse en serie y, después, pueden controlarse como un grupo. Las matrices de LED de una sola fila o columna de un conjunto de matrices de LED pueden conectarse así en serie, pero, por supuesto, la posición de las matrices de LED que deben controlarse al mismo tiempo es arbitraria.
Por motivos de exhaustividad, cuando la presente descripción usa el término “ longitud de pulso” , este período de tiempo significa la longitud de pulso medida en el full-width-half-maximum (ancho completo a la mitad del máximo -FWHM) de la intensidad de pulso.
Aunque la “ fluencia radiante” se proporciona aquí como un valor en la piel del usuario, debe entenderse que el dispositivo de tratamiento de la piel como se describe en la presente descripción, tiene las matrices de LED localizadas esencialmente en el nivel de una abertura de salida o el área de sustrato montada con matrices de LED está rodeada por una carcasa que tiene paredes interiores reflectantes, de manera que la fluencia radiante recibida por la piel del usuario (durante el funcionamiento regular) significa la fluencia radiante que se emite en la localización de las matrices de LED debido a que el área de sustrato en la cual se montan las matrices de LED es sustancialmente la misma que el área de piel tratada. En casos donde la luz emitida por las matrices de LED se aplica en la piel con un haz divergente que no se limita espacialmente por una carcasa reflectante, es necesario tener en cuenta el factor de reducción respectivo (es decir, la fluencia radiante en el nivel de las matrices de LED debe ser respectivamente más alta que la fluencia radiante definida en la presente descripción en la piel).
En contraste con una lámpara de destello, una matriz de LED emite en una banda de longitud de onda relativamente estrecha (p. ej., con un ancho de banda espectral (FWHM) de AA = ± A/20). Así, similarmente a un láser, las matrices de LED pueden escogerse de manera que la luz emitida sea óptima para la situación particular (p. ej., determinada por el color del vello y/o el color de la piel). Por lo tanto, no existe la necesidad de filtros ópticos que se usen típicamente en dispositivos IPL (Intense Pulsed Light - luz pulsada intensa) mediante el uso de una lámpara de destello, donde la lámpara de destello emite en un espectro de longitud de onda muy amplio que incluye porciones UV que deben filtrarse por razones de salud conocidas.
En un aspecto de la presente descripción, un dispositivo de tratamiento de la piel comprende diferentes matrices de LED dispuestas para emitir luz de tratamiento a diferentes longitudes de onda, p. ej., a dos longitudes de onda diferentes, tres longitudes de onda diferentes, etc. Las segundas matrices de LED dispuestas para emitir luz en una longitud de onda visible pueden usarse para indicar visualmente al usuario el estado de encendido/apagado del dispositivo. Dicho dispositivo puede emitir un pulso de luz de tratamiento en el intervalo de longitudes de onda de la luz invisible (p. ej., en el régimen de luz roja o infrarroja (IR) lejano) y simultáneamente un pulso de luz visible. Por otra parte, las primeras matrices de LED que emiten luz a diferentes longitudes de onda pueden usarse para ajustar óptimamente la longitud de onda para una situación particular (p. ej., cambiar el color del vello y/o el color de la piel de usuario a usuario o incluso para un solo usuario, donde en particular el color de la piel depende del bronceado del área de tratamiento). Estas posibilidades se explicarán con más detalle a continuación.
En esencia, la eliminación del vello basada en luz apunta a reducir o inhibir el crecimiento del vello afectando térmicamente el folículo piloso sin afectar a la piel circundante. Para afectar térmicamente al folículo piloso, la luz debe ser absorbida por un cromóforo objetivo en el folículo piloso. Generalmente, el cromóforo objetivo es melanina (es decir, típicamente, la eumelanina pardusca/negra, pero además la feomelanina rojiza, que está mayormente presente en el vello rojo). La Fig. 1 muestra la absorción relativa de luz de melanina, oxihemoglobina (sangre) y agua en una escala logarítmica en un intervalo de entre 300 nm y 2000 nm (las curvas de absorción de la Fig. 1 se toman de: Christine C. Dierickx, M.D. “ Laser Hair Removal: Scientific Principie and Practica! Aspects” , Lumenis, 2002 -www.lumenis.com). El calor generado en las porciones portadoras de melanina del folículo piloso se disipa en el tejido circundante y eventualmente conduce a la coagulación de proteínas si el tiempo de calentamiento y la temperatura juntos están por encima de cierto umbral, donde, como se ha explicado, la temperatura que conduce a la coagulación es menor si el tiempo de calentamiento es más largo.
La presente descripción está dirigida esencialmente a un dispositivo de tratamiento de la piel de área grande (p. ej., un área de tratamiento de al menos 0,2 cm2, en particular de aproximadamente 1 a 4 cm2, y potencialmente hasta aproximadamente 10 cm2 y a un uso doméstico no controlado (es decir, permitir que un usuario realice el tratamiento en el hogar sin riesgo de dañar y sin necesidad de apoyo profesional por personal capacitado médicamente). Dicho dispositivo de tratamiento de la piel ilumina grandes áreas de la piel sin abordar en particular los folículos pilosos individuales. Esto significa que el tejido de la piel sin folículos pilosos es también irradiado por el pulso de luz de tratamiento, así como los vasos sanguíneos presentes en el tejido dérmico. Para dejar el tejido de la piel y los vasos sanguíneos térmicamente no afectados (es decir, para mantener el efecto térmico sobre el tejido y los vasos de la piel en un nivel aceptable para uso doméstico) en tal tratamiento de área grande, el tratamiento óptimo del folículo piloso se produce en intervalos de longitud de onda en los que la absorción de melanina es alta con respecto a la absorción en agua y por oxihemoglobina. Por lo tanto, para el vello parduzco/negro que lleva eumelanina (que incluye vello rubio, es decir, vello parduzco claro), el intervalo de longitud de onda óptimo es entre 630 nm y 900 nm, donde la absorción por agua y oxihemoglobina es baja en comparación con la melanina. La eliminación de vello por aplicación de luz se vuelve difícil si la eumelanina carece esencialmente de cromóforo y solo puede dirigirse a feomelanina (es decir, en el caso de vello rojo), ya que la curva de absorción para la feomelanina se encuentra por debajo de la curva para la eumelanina. La Fig. 2 muestra las curvas del coeficiente de extinción (masa) para eumelanina y feomelanina (tomadas de: T. Sarna, H.M. Swartz, The physical properties of melanins, in “The Pigmentary System” , ed. J.J. Nordlund et al., Oxford University Press, 1988). El coeficiente de extinción es un parámetro que define cuán fuerte absorbe la luz de una determinada longitud de onda. La Fig. 2 muestra que un pulso de luz de tratamiento de una cierta fluencia radiante en el intervalo de longitud de onda de entre 630 nm a 900 nm tiene menos un efecto en el vello rojo y, por lo tanto, no puede generar una temperatura en los folículos pilosos que es suficientemente alta para causar la coagulación de la proteína. Por lo tanto, se cree que el vello rojo se trata mejor mediante la aplicación de luz a una longitud de onda de aproximadamente 500 nm (p. ej., en un intervalo de longitud de onda de entre 480 nm y 510 nm), donde la oxihemoglobina tiene un mínimo de absorción local (ver la Fig. 1).
Un factor importante para fijar los parámetros correctos para la eliminación de vello basado en luz es el entendimiento de la absorción de luz por la melanina en la piel y la carga térmica en la piel dependiendo del contenido de melanina de la piel. El contenido de melanina de la piel, es decir, el color de la piel, se relaciona, generalmente, con la escala de Fitzpatrick skin type (clasificación de tipo de piel Fitzpatrick - FST), mediante la cual se determinan los tipos de piel FST tipo I (blanco pálido) a FST tipo VI (pigmentación más profunda). Cuanto más intenso sea el color de la piel, mayor será el contenido de melanina en la piel y mayor será la absorción de luz de las partículas de melanina en la piel y, por lo tanto, mayor será la carga térmica en la piel. Las partículas de melanina en la piel tienen un tamaño típico en el intervalo de 1 pm a 5 pm, mientras que los folículos pilosos tienen un tamaño en el intervalo de 100 pm a 300 pm. La diferencia sustancial en el tamaño de los portadores de melanina (porción portadora de melanina de los folículos pilosos, vs. gránulos de melanina en la piel) conduce a un comportamiento diferente de disipación de calor. Mientras que los gránulos de melanina mencionados en la piel tienen un tiempo de relajación térmica menor que 0,1 ms, los folículos pilosos tienen un tiempo de relajación térmica de aproximadamente 10 ms. Ahora, generalmente se cree que es necesario aplicar cierta fluencia radiante (energía luminosa por área unitaria) dentro de un cierto período de tiempo para afectar térmicamente los folículos pilosos. Se cree que la longitud de la pulsación tendrá un valor que está por encima del tiempo de relajación térmica de los gránulos de melanina en la piel para permitir que el calor se disipe de estas partículas de melanina y reduzca la carga térmica en la piel debido a la absorción de luz por parte de los pigmentos. Por lo tanto, la longitud del pulso puede ser, en particular, diez veces mayor que el tiempo de relajación térmica (es decir, al menos aproximadamente 1 ms o mayor). Para un color de piel pálido a mediano (FST I - III) el efecto de la absorción de luz de melanina en la piel conduce a una influencia térmica limitada y no desempeña un papel importante en la determinación de la longitud óptima del pulso. De cualquier manera, tales pulsos de luz cortos de 1 ms o incluso por debajo de una fluencia suficiente no pueden generarse por las matrices de LED actuales incluso si se montan con una alta densidad como se describe en la presente descripción. Según la presente descripción, se considera una longitud de pulso de al menos aproximadamente 10 ms. Si la fluencia radiante necesaria se proporciona en un pulso de luz de tratamiento demasiado largo, la disipación de calor reduce la temperatura que puede lograrse en un folículo piloso a un valor demasiado bajo para que se produzca la coagulación de la proteína eficaz en el folículo piloso. Se cree que la longitud de pulso no debe ser más larga que aproximadamente 300 ms, en particular, no más larga que aproximadamente 200 ms, cuyo valor se determina esencialmente por el tiempo de relajación térmica de los folículos pilosos, y típicamente debe estar en un intervalo de 3 a 10 veces el tiempo de relajación térmica (que puede estar en un intervalo de aproximadamente 10 ms, pero puede ser mayor para folículos pilosos grandes). La fluencia radiante suministrada durante este período de tiempo estará en el intervalo de entre 1 j/cm 2 y 8 J/cm2 para lograr un efecto relevante para al menos la eliminación temporal de vello (es decir, un cambio afectado térmicamente en al menos el folículo piloso, de manera que se produzca una reducción temporal o permanente del crecimiento del vello). Para vello que lleva eumelanina y un color claro de la piel, típicamente, se aplican de 4 J/cm2 a 8 J/cm2. La longitud del pulso puede estar típicamente dentro de un intervalo de 10 ms y 300 ms, en particular de 20 ms a 200 ms. Como se mencionó, el dispositivo de tratamiento de la piel puede disponerse para emitir un pulso de luz de tratamiento con una longitud de pulso en el intervalo de entre 80 ms y 120 ms.
Otro factor que debe tenerse en cuenta es la profundidad de penetración de la luz en la piel. La profundidad de penetración óptica (distancia donde la intensidad de la luz se reduce a 1/e) parece variar en la literatura. Por ejemplo, para valores de profundidad de penetración cutánea caucasiana de 0,230 mm a una longitud de onda de 500 nm a aproximadamente 1,6 mm a una longitud de onda de 1000 nm se proporcionan en una referencia (R. Rox Anderson et al., The Optics of Human Skin, The Journal of Investigative Dermatology, 77: 13-19, 1981), mientras que los valores de aproximadamente 0,9 mm para 500 nm y 2,6 mm a 1000 nm se proporcionan mediante otra referencia (Bashkatov, et. al.; Las propiedades ópticas de los tejidos cutáneos, subcutáneos y mucosos humanos en la longitud de onda varían de 400 a 2000 nm; J. Phys. D: Appl. Phys. 38 (2005) 2543-2555). Independientemente de estas diferencias, la profundidad de penetración generalmente disminuye considerablemente de una longitud de onda de 1000 nm a una longitud de onda de 500 nm. Los folículos pilosos están ubicados alrededor de 1 -3 mm por debajo de la superficie de la piel. Por consiguiente, aquellas longitudes de onda consideradas óptimas para el tratamiento del vello rojo tienen una profundidad de penetración baja en particular. La baja profundidad de penetración de luz de baja longitud de onda también excluye el uso de luz de longitud de onda incluso más baja, p. ej., luz UV de aproximadamente 300 nm, que esencialmente aún no alcanzaría los folículos pilosos, además de otros riesgos involucrados con la luz UV. Debido a la fuerte absorción de luz de alrededor de 500 nm en el tejido de la piel, se cree que debe aplicarse una fluencia radiante en un intervalo de entre 3 J/cm2 a aproximadamente 6 J/cm2, en particular en un intervalo de entre 3 J/cm2 a 5 J/cm2.
Como se mencionó anteriormente, una unidad de emisión de luz según la presente descripción tiene un sustrato sobre el cual una pluralidad de primeras matrices de LED, cada una con un cierto flujo radiante por primera matriz de LED, se monta a una densidad suficientemente alta (p. ej., entre aproximadamente ocho y aproximadamente 90 matrices de LED por centímetro cuadrado, pero la densidad alcanzable expresada en número de matrices de LED por área unitaria depende naturalmente además del tamaño de las matrices de LED). Algunos ejemplos de primeras matrices de LED adecuadas según la descripción se describen a continuación.
En un primer ejemplo, una pluralidad de primeras matrices de LED se monta en un sustrato, donde cada primera matriz de LED de la pluralidad está dispuesta para emitir en un intervalo de longitud de onda de entre 680 nm y 780 nm. Un ejemplo de una matriz de LED que emite en este intervalo es la matriz de LED usada en el OSLON SSL® 150 (GF CSHPM1.24 - versión 1.0 de la hoja de datos) de Osram GmbH, Munich, Alemania. La matriz de LED respectiva emite luz a una longitud de onda de emisión pico de 730 nm (roja lejana) con un ancho de banda espectral (FWHM) de AA = ± 30 nm. Esta matriz de LED tiene un flujo radiante (denominado además potencia radiante) de entre 201 mW y 280 mW (típico 231 mW) a una corriente directa de 350 mA, donde se especifica una corriente directa de hasta 1000 mA (que conduce después a un flujo radiante típico de 660 mW).
Estas matrices de LED de Osram (que tienen un tamaño de matriz de aproximadamente 1 mm x 1 mm = 1 mm2) pueden montarse en un sustrato con una distancia de aproximadamente 0,2 mm, de manera que 8 por 8 = 64 matrices de LED pueden montarse en un área de sustrato de 1 cm x 1 cm = 1 cm2.
Generalmente, las matrices de LED de gran tamaño pueden tener un tamaño en el intervalo de entre 0,5 mm a 1,5 mm x 0,5 mm a 1,5 mm (es decir, un tamaño de 0,25 mm2 a 2,25 mm2). Las matrices de LED pueden conectarse al sustrato mediante la unión de alambres (en particular la unión de alambres de oro), pero con el objetivo de lograr un factor de forma de empaquetado alto y una disipación de calor mejorada, las matrices de LED pueden conectarse además al sustrato mediante la tecnología de chip plegable (puede lograrse así una densidad de 89 matrices de LED de 1x1 mm2 por centímetro cuadrado). Accionar las matrices de LED Osram mencionadas anteriormente (densidad de 64 matrices de LED por centímetro cuadrado) a la corriente directa especificada de 1000 mA para emitir un pulso de luz de tratamiento que tiene una longitud de pulso de entre 30 ms y 200 ms conduce a una fluencia radiante en la piel (suponiendo que toda la energía radiante se aplica sobre un área de la piel del mismo tamaño de la área de tratamiento que el tamaño del área de sustrato montada) en un intervalo de entre 1,267 J/cm2 y 8,448 J/cm2. El exceso de calor generado por las matrices de LED mientras se emiten pulsos de luz puede disiparse lejos del sustrato mediante un conjunto de enfriamiento activo o pasivo, p. ej., un disipador de calor, tubería de calor, o un sistema de enfriamiento de líquido activo. Los conjuntos de enfriamiento pasivo (p. ej., disipadores de calor) pueden soportarse al proporcionar una corriente de aire (enfriada)). La eficiencia de las matrices de LED a menudo es alrededor del 30 %, de manera que un pulso de luz de tratamiento que genera una fluencia radiante de 8 J/cm2 significa que aproximadamente 18,7 J/cm2 de exceso de calor debe disiparse. A diferencia de las lámparas de destello que requieren un cierto tiempo de enfriamiento de aproximadamente 1 s y más, las matrices de LED pueden pulsarse a una frecuencia mayor y así puede lograrse un tiempo de tratamiento general más rápido de una gran área de piel con matrices de LED.
En el primer ejemplo descrito anteriormente, cuatro matrices de LED del conjunto de matrices de LED de ocho por ocho pueden reemplazarse por matrices de LED diferentes que emiten a una segunda longitud de onda diferente a la primera longitud de onda (p. ej., la segunda longitud de onda podría encontrarse en el intervalo visible de entre 400 nm y 700 nm) y la fluencia en la piel cubriría además esencialmente, un intervalo de entre 1 J/cm2 y 8 J/cm2 para una longitud de pulso de entre 30 ms y 200 ms.
En un segundo ejemplo, las primeras matrices de LED pueden tomarse de la serie OSLON Black (850 nm) de Osram GmbH, Munich, Alemania. Según la hoja de datos (versión 1.1 de 2014-01-09), la matriz de LED respectiva (tamaño 1 x 1 mm2) emite luz a una longitud de onda de emisión pico de 860 nm (longitud de onda centroide: 850 nm) con un ancho de banda espectral (FWHM) de AA = ± 30 nm. El flujo radiante total se da como 1030 mW a una corriente directa de 1000 mA. Ya cinco de tales matrices de LED montadas en un área de sustrato de 1 cm2 conducen a una fluencia radiante de aproximadamente 1 J/cm2 por 200 ms de longitud de pulso en un área de tratamiento de la piel de 1 cm2 (asumiendo que el flujo radiante total de la matriz de LED se aplica sobre el área de tratamiento de la piel).
En un tercer ejemplo, nuevamente un conjunto de 8 x 8 matrices de LED se monta en un área de sustrato de 1 cm2. Una primera sub-pluralidad de 44 primeras matrices de LED (OSLON SSL® 150 que emite a una primera longitud de onda de 730 nm) se mezcla esencialmente con una segunda sub-pluralidad de 20 segundas matrices de LED (Serie OSLON Black que emite a una segunda longitud de onda de 850 nm). Si solo las primeras matrices de LED se encienden para emitir un pulso de luz de tratamiento de 200 ms, puede lograrse una fluencia de 5,8 J/cm2. Si solo se encienden las segundas matrices de LED (850 nm) para emitir un pulso de luz de tratamiento de 200 ms, puede lograrse una fluencia por encima de 4 J/cm2. Al encenderse en conjunto, puede lograrse una fluencia de casi 10 J/cm2 en un pulso de luz de tratamiento de 200 ms (o una fluencia de casi 5 J/cm2 en un pulso de luz de tratamiento de 100 ms).
En otro ejemplo, las matrices de LED Golden DRAGON Plus LV W5AM de Osram GmbH, Munich, Alemania, que emiten luz a una longitud de onda de emisión pico de 502 nm (longitud de onda dominante típica de 505 nm). Según la hoja de datos (versión 1.1), la matriz de LED tiene un flujo luminoso de 67 lm a una corriente directa de 350 mA. 67 lm se convierte a un flujo radiante de aproximadamente 240 mW para una longitud de onda de 505 nm (aproximadamente de 684 mW a 1000 mA de corriente directa cuando se usa una extrapolación lineal). Debido a que la matriz de LED de longitud de onda dominante de 505 nm emite en una banda espectral alrededor de la longitud de onda dominante y debido a que la conversión de lúmenes a vatios es muy dependiente de la longitud de onda, este valor es simplemente una estimación. Alrededor de veintiún de tales matrices de LED de 505 nm se necesitan por centímetro cuadrado para lograr una fluencia radiante de aproximadamente 3 J/cm2 en un pulso de luz de tratamiento de 200 ms. Por lo tanto, aproximadamente cuarenta y cuatro matrices de LED de 505 nm por centímetro cuadrado proporcionan la fluencia radiante de 3 J/cm2 en un pulso de 100 ms y aproximadamente ochenta y ocho LED de 505 nm proporcionan una fluencia radiante de aproximadamente 6 J/cm2 en un pulso de 100 ms. Aproximadamente ochenta y ocho matrices de LED de 505 nm pueden proporcionar una fluencia radiante de aproximadamente 3 J/cm2 en un pulso de 50 ms. El dispositivo para la eliminación de vello puede comprender de forma adicional una pluralidad de tales matrices de LED para proporcionar de forma adicional la capacidad de tratamiento del vello rojo. La al menos una segunda matriz de LED puede ser una matriz de LED Golden DRAGON Plus LV W5AM. Aunque estas matrices de LED pueden usarse como primeras matrices de LED para emitir luz de tratamiento, estas pueden usarse además como segundas matrices de LED para indicar visiblemente el área activa seleccionada de las primeras matrices de LED. Por lo tanto, en algunas realizaciones, la primera y segunda matrices de LED son del mismo tipo (p. ej., del tipo descrito en este párrafo) y las segundas matrices de l Ed se usan fuera de la duración del pulso de tratamiento para la indicación visible del área activa seleccionada y se usan junto con las primeras matrices de LED durante la duración del pulso de tratamiento para la emisión de la luz de tratamiento.
Debe entenderse que los valores discutidos aquí son valores de referencia relativamente en bruto, ya que el flujo radiante de una matriz de LED depende de la temperatura de la matriz de LED, la corriente directa y otros factores.
La Tabla 1 es un resumen de los valores de longitud de onda, longitud de pulso y fluencia que los inventores de la presente descripción consideran que representan parámetros óptimos de tratamiento para el color del vello y el tipo de piel FST dados. Se entiende que la longitud de onda es una representación de un intervalo de longitud de onda en cada caso, cuyo intervalo debe abarcar un intervalo de ± 50 nm (opcionalmente ± 30 nm) alrededor del valor de longitud de onda único dado. Cabe señalar que en algunas realizaciones el dispositivo de tratamiento de la piel comprende una primera sub-pluralidad de primeras matrices de LED dispuestas para emitir luz con una longitud de onda de emisión pico de aproximadamente 730 nm y una segunda sub-pluralidad de las primeras matrices de LED dispuestas para emitir luz con una longitud de onda de emisión pico de aproximadamente 850 nm, de manera que una unidad de control pueda activar las primeras matrices de LED según la Tabla 1 (excluyendo las situaciones de vello rojo). De forma adicional, puede estar presente una tercera sub-pluralidad de primeras matrices de LED dispuestas para emitir luz con una longitud de onda de emisión pico de aproximadamente 500 nm, de manera que la unidad de control pueda activar las primeras matrices de LED según la Tabla 1.
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Tabla 1: Valores de longitud de onda, fluencia y longitud de pulso proporcionados como una función del color del vello y del tipo de piel FST. Debe entenderse que la longitud de onda representará un intervalo de longitudes de onda de ± 50 nm alrededor del valor de longitud de onda único dado.
La Fig. 3 es una representación esquemática de una realización ilustrativa de una unidad 10 de emisión de luz según la invención. La unidad 10 de emisión de luz comprende un sustrato 100 sobre el cual se monta una pluralidad de 64 matrices de LED. Las matrices de LED están dispuestas en un patrón rectangular regular de 8 por 8 en columnas A a H y filas 1 a 8, de manera que las matrices de LED pueden identificarse por su posición en la matriz de columnas y filas. Tres matrices 101a1, 101as, y 101e5 de LED se identifican de manera ilustrativa y debe entenderse que las matrices de LED en un conjunto de matriz pueden identificarse por su columna y fila añadidas como un sufijo al número de referencia respectivo.
Debe entenderse que la matriz de matrices de LED cuadrada mostrada de 8 por 8 es solo un ejemplo y las matrices de LED pueden disponerse sobre el sustrato de cualquier manera sensible, ya sea como una matriz cuadrada o rectangular regular, tal como 2 por 2, 2 por 4, 3 por 6, 5 por 5, 10 por 14, 4 por 15 (ver la Fig. 4B) etc., o en un patrón más aleatorio menos estructurado. En lugar de disponerse en una matriz cuadrada o rectangular regular, las matrices de LED pueden disponerse en un patrón regular, que se asemeja a una región circular en lugar de una región cuadrada o rectangular. Además, puede elegirse cualquier otra forma del área de sustrato montada (p. ej., triangular, trapezoidal, arbitraria). En los ejemplos de las Figs. 4 A, 5 y 6, se usará la misma matriz de 8 por 8 para simplificar la discusión, pero los conceptos e ideas descritos con respecto a estas figuras son, por supuesto aplicables además a los otros patrones regulares o irregulares recién mencionados de matrices de LED montadas en el sustrato. La Fig. 4B muestra una realización con una matriz de 4 por 15.
Una unidad 20 de control tiene conductores conectados con la matriz de matrices de LED para proporcionar selectivamente voltaje y suministro de corriente a cada una de las matrices 101 de LED. Como se mencionó anteriormente, la matriz de 8 por 8 tiene 8 columnas de matrices de LED que se conectan en serie, de manera que cada una de las columnas se controla al mismo instante. Generalmente, mientras que la unidad 20 de control puede disponerse para encender y apagar simultáneamente todas las matrices de LED, la unidad 20 de control puede disponerse además para encender o apagar individualmente cada una de las matrices de LED montadas en el sustrato. Generalmente, una unidad de control puede conectarse con la pluralidad de matrices de LED de cualquier manera adecuada.
La unidad 20 de control se acopla con un sensor 30 para medir una propiedad de la piel, p. ej., el color de la piel (nivel de pigmentación). El sensor puede comprender una fuente de luz que ilumina la piel y el sensor puede disponerse para determinar la propiedad de la piel, tal como el color de la piel a partir de la cantidad de luz que se retrodispersa al sensor (p. ej., realizada por un fotodiodo). Después, la unidad 20 de control puede disponerse en particular para controlar al menos un parámetro de tratamiento basado en el color de la piel medido, p. ej., intensidad de la luz y/o longitud del pulso. El sensor 30 debe entenderse como un elemento opcional.
Aquí la unidad 20 de control también se acopla con una interfaz 40, 50, 60, 70 de usuario que permite al usuario controlar aspectos de la unidad 10 de emisión de luz. La interfaz de usuario aquí comprende cuatro elementos 40, 50, 60 y 70 de entrada. Un primer elemento 40 de entrada puede disponerse como un interruptor de encendido/apagado. Un segundo elemento 50 de entrada puede disponerse como un interruptor para elegir un tipo de tratamiento, p. ej., el segundo elemento 50 de entrada puede permitir que un usuario cambie entre una función de eliminación de vello y una función de rejuvenecimiento de la piel. Después, la unidad 20 de control puede disponerse para controlar al menos un parámetro de tratamiento en base al tipo elegido de tratamiento, p. ej., el flujo radiante emitido por las matrices de LED puede ser menor para una función de rejuvenecimiento de la piel que para una función de eliminación de vello. Un tercer elemento 60 de entrada puede disponerse para permitir que el usuario introduzca el color de vello. Después, la unidad 20 de control puede disponerse para controlar al menos un parámetro de tratamiento en dependencia del color de vello. Un cuarto elemento 70 de entrada puede disponerse para permitir que el usuario fije un valor máximo de fluencia radiante para aplicar sobre la piel (p. ej., un valor en el intervalo de entre 1 J/cm2 y 8 J/cm2). Después, la unidad 20 de control puede disponerse para aplicar solo pulsos de luz con una fluencia radiante no mayor que la fluencia radiante máxima elegida. Adicional o alternativamente, uno de los elementos de entrada puede disponerse para permitir al usuario cambiar desde una primera área activa de las primeras matrices de lEd montadas a la segunda área activa (ver la descripción con referencia a las Figs. 4A y 4B más abajo). Cada uno de los elementos 40, 50, 60 o 70 de entrada puede disponerse como una perilla de entrada o una corredera o como un interruptor sensible al tacto en una placa sensible al tacto. En contraste con estar conectada por cable con la unidad 20 de control, la interfaz de usuario puede realizarse en un dispositivo separado que se conecta con la unidad 20 de control de manera inalámbrica. En lugar de cuatro elementos de entrada, tal como se ilustra en la Fig. 3, la interfaz de usuario puede tener uno, dos, tres, cinco, seis o cualquier cantidad de elementos de entrada. En algunas realizaciones, la unidad 10 de emisión de luz está libre de cualquier interfaz de usuario y puede disponerse para funcionar de manera automatizada. Otras funciones adicionales a las funciones descritas anteriormente pueden realizarse a través de la interfaz de usuario.
La Fig. 4A muestra una disposición ilustrativa de una pluralidad de primera y segunda matrices 102 y 103 de LED montadas en un sustrato 100A. Una pluralidad de primeras matrices 102 de LED tiene 57 miembros. Una pluralidad de segundas matrices 103 de LED tiene siete miembros. Los siete miembros de la pluralidad de segundas matrices 103 de LED se identifican por sus posiciones de la matriz como 103a1, 103e1, 103h1, 103a5, 103e5, 103a8, y 103h8. La pluralidad de primeras matrices 102 de LED puede disponerse para emitir a una longitud de onda roja o infrarroja (IR) lejana (primera longitud de onda), que es esencialmente invisible al ojo humano. Las primeras matrices de LED pueden usarse para aplicar un pulso de luz de tratamiento a una superficie de la piel. Las segundas matrices 103 de LED pueden disponerse para emitir en el intervalo de longitud de onda visible de entre 400 nm y 700 nm (segunda longitud de onda diferente a la primera longitud de onda), y las segundas matrices de LED pueden disponerse, en particular como matrices de LED de flujo radiante bajo no adecuadas para emitir luz a un nivel de intensidad suficiente para la eliminación temporal de vello (p. ej., las segundas matrices de LED pueden tener una corriente directa especificada menor que 100 mA en particular de aproximadamente 50 mA o 20 mA a un voltaje de suministro de aproximadamente 2 V). Las segundas matrices de LED se usan para indicar un área activa seleccionada de las primeras matrices de LED en un período de tiempo fuera de la duración del pulso de la luz de tratamiento. Encender las segundas matrices 103a1, 103e1, 103a5, y 103e5 de LED indica entonces que solo las primeras matrices de LED dispuestas entre esas cuatro segundas matrices de LED se usarán para aplicar luz de tratamiento a la piel (la primera área A1 activa seleccionable se indica por una línea discontinua), mientras conmutan las segundas matrices 103a1, 103h1, 103a8, y 103h8 de LED indican que se usará toda la pluralidad de primeras matrices de LED (la segunda área A2 activa seleccionable se indica por una línea de puntos discontinua). La primera área A1 activa seleccionable más pequeña puede ser útil para el tratamiento de la piel facial (el área activa seleccionable más pequeña A1 permite dirigirse con mayor precisión a regiones faciales pequeñas), mientras que el área A2 activa seleccionable más grande puede ser útil para el tratamiento de la piel corporal (tratamiento más rápido). Como ya se mencionó anteriormente, puede proporcionarse un elemento de entrada para permitir a un usuario seleccionar una de las áreas activas seleccionables. En este ejemplo, las primeras matrices de LED dispuestas dentro de la primera área A1 activa seleccionable se asignan a la primera área activa seleccionable y las primeras matrices de LED dispuestas dentro de la segunda área A2 activa seleccionable (lo que significa que toda la pluralidad de primeras matrices de LED) se asignan a la segunda área A2 activa seleccionable. Las segundas matrices 103a1, 103e1, 103a5, y 103e5 de LED se asignan a la primera área A1 activa seleccionable y las segundas matrices 103a1, 103 H1, 103a8, y 103h8 de LED se asignan a la segunda área A2 activa seleccionable. Las segundas matrices de LED están dispuestas aquí en las esquinas de las áreas activas seleccionables rectangulares. La segunda matriz 103a1 de LED se asigna a ambas áreas activas seleccionables, ya que está dispuesta en una esquina común de las áreas activas seleccionables.
En dependencia del patrón de las matrices de LED, al menos dos segundas matrices de LED pueden usarse para indicar el área activa seleccionada (p. ej., las segundas matrices de LED pueden disponerse en las esquinas opuestas de una disposición cuadrada o rectangular). En algunas realizaciones, el área activa de las primeras matrices de LED puede rodearse por las segundas matrices de LED para indicar el área activa. En lugar de una disposición como se muestra en la Fig. 4A, las segundas matrices de LED ubicadas en las esquinas pueden reemplazarse por las primeras matrices de LED y las segundas matrices de LED respectivas pueden disponerse después fuera de la matriz de 8 por 8 mostrada, en estrecha proximidad a los puntos de la esquina. Por ejemplo, a manera de expandir la matriz, las segundas matrices de LED para indicar la segunda área A2 activa seleccionable (más grande) pueden ubicarse entonces en las ubicaciones (A,0), (A,9), (H,0), y (H,9).
Como se mencionó anteriormente y a manera de explicación general, las segundas matrices de LED se usan para indicar visiblemente el área activa seleccionada fuera de la duración del pulso de tratamiento. Por ejemplo, un usuario puede encender el dispositivo de tratamiento de la piel. Entonces no se activa la segunda matriz de LED (y el dispositivo espera una selección) o se indica el área activa que se seleccionó antes de apagar el dispositivo o una de las áreas activas seleccionables se usa como una selección estándar y las respectivas segundas matrices de LED asignadas a esta área activa seleccionable estándar se activan para indicar visiblemente el área activa seleccionada. Un elemento de control puede estar presente para permitir que el usuario encienda y apague la indicación visible del área activa seleccionada.
Generalmente, en algunas realizaciones, solo una de las al menos tres segundas matrices de LED se usa para generar un pulso de luz visible simultáneamente con el pulso de luz de tratamiento. La segunda matriz de LED puede disponerse en particular para emitir luz a un flujo radiante bajo (p. ej., menor que 100 mW, típicamente, con una corriente directa de alrededor de 20 mA a 50 mA). La segunda matriz de LED se controla para emitir el pulso de luz visible simultáneamente con la emisión del pulso de luz de tratamiento, que puede ser invisible para el ojo humano porque se encuentra, p. ej., en el intervalo de longitud de onda roja o IR lejano por encima de 700 nm.
La Fig. 4B muestra una realización ilustrativa de una matriz de matrices de LED de cuatro por quince montada en un sustrato 100AA similar a la realización mostrada en la Fig. 4A, donde además de una pluralidad de 54 primeras matrices 102A de LED dispuestas para emitir pulsos de luz de tratamiento una pluralidad de seis segundas matrices 103A de LED está dispuesta para emitir luz en el intervalo de longitud de onda visible para indicar una primera área A3 activa seleccionable o una segunda área A4 activa seleccionable más grande. Tal matriz de matrices de LED rectangular puede usarse en particular en un dispositivo de tratamiento de la piel que se mueve continuamente sobre la piel en lugar de moverse posteriormente de un área de tratamiento de la piel a otra área de tratamiento de la piel, para la cual puede usarse una matriz de matrices de LED como se muestra en la Fig. 4A. El movimiento deslizante puede producirse en particular en una dirección perpendicular al eje largo del conjunto de matrices de LED rectangulares. En algunas realizaciones, un dispositivo de tratamiento de la piel usado de manera deslizable puede comprender un sensor de velocidad para determinar la velocidad mediante la cual el dispositivo se mueve a través de la piel. Después, el dispositivo de tratamiento de la piel puede disponerse para controlar el período de tiempo entre pulsos de luz de tratamiento consecutivos dependiendo de la velocidad de deslizamiento determinada, de manera que los pulsos de luz de tratamiento se apliquen sin interrupciones sobre la piel (es decir, esencialmente sin pausas o superpuestos). Debido a la forma rectangular, el área A3 activa más pequeña cubre todo el ancho de la matriz de LED, lo que ayuda a un posicionamiento preciso del área A3 activa pequeña sobre el área de tratamiento.
La Fig. 5 muestra una realización ilustrativa de una matriz 8 por 8 de matrices de LED, donde una primera sub­ pluralidad de treinta y dos primeras matrices 104 de LED y una segunda sub-pluralidad de treinta y dos primeras matrices 105 de LED se montan en un sustrato 100B en un patrón de tablero de ajedrez (p. ej., que conduce a una distribución esencialmente homogénea de las matrices de l Ed sobre el área de sustrato montada). En particular en casos donde el conjunto de matrices de LED montadas se localiza cerca de la piel a tratar durante la operación, puede lograrse una iluminación esencialmente homogénea, ya sea mediante la activación solamente de la primera sub­ pluralidad de primeras matrices de LED o de la segunda sub-pluralidad de primeras matrices. La primera sub-pluralidad de primeras matrices 104 de LED puede disponerse para emitir luz a una primera longitud de onda (en particular a un nivel de intensidad suficiente para al menos la eliminación temporal de vello) y la segunda sub-pluralidad de primeras matrices de LED puede disponerse para emitir a una segunda longitud de onda diferente a la primera longitud de onda. La segunda sub-pluralidad de primeras matrices de LED puede emitir a un flujo radiante que es solitaria, también suficiente para al menos la eliminación temporal de vello, pero las segundas matrices de LED pueden emitir además a un flujo radiante que es suficiente para el rejuvenecimiento de la piel u otros tratamientos para la piel. Aunque no se muestra en esta realización, debe entenderse que las segundas matrices de LED se ubican en estrecha proximidad a las esquinas de las áreas activas seleccionables como se explicó con referencia a la Fig. 4A. En lugar de disponerse en un patrón de tablero de ajedrez, las primera y segunda sub-pluralidades de las primeras matrices de LED pueden disponerse además en cualquier otro patrón y puede haber más o menos primeras matrices de LED de la primera sub­ pluralidad que las primeras matrices de LED de la segunda sub-pluralidad (p. ej., dos, siete, diez, dieciséis, veinte, cuarenta, etc.). Como se mencionó anteriormente, la matriz representada de ocho por ocho es solo para propósitos ilustrativos y cualquier número arbitrario de primeras matrices de LED puede disponerse en cualquier patrón arbitrario, siempre y cuando al menos las primeras matrices de LED se dispongan para generar una fluencia radiante de al menos 1 J/cm2 sobre la piel durante el funcionamiento regular en un pulso que tiene una longitud del pulso de entre 10 ms y 300 ms, es decir, las primeras matrices de LED emiten luz con al menos 3,333 W/cm2 (asumiendo que el área de la matriz activa de las primeras matrices de LED se emite sobre un área de la piel del mismo tamaño).
La Fig. 6 muestra otra realización ilustrativa de una matriz de 8 por 8 de matrices de LED montada en un sustrato 100C, donde cuatro sub-pluralidades diferentes de primeras matrices de LED se montan en el sustrato 100C. Una primera sub-pluralidad de veinte primeras matrices 106 de LED, una segunda sub-pluralidad de veintiuna primeras matrices 107 de LED, y una tercera pluralidad de veintiuna primeras matrices 108 de LED se montan sobre el sustrato de manera alterna. En el centro de la matriz de matrices de LED se monta una cuarta sub-pluralidad de dos primeras matrices 109 de LED que puede disponerse para emitir en un intervalo de longitud de onda visible a un flujo radiante adecuado para propósitos de iluminación (es decir, para la emisión de un pulso de luz visible simultáneamente con la emisión del pulso de luz de tratamiento). En algunas realizaciones, la primera sub-pluralidad de primeras matrices 106 de LED puede disponerse para emitir a una primera longitud de onda (p. ej., a 850 nm), la segunda sub-pluralidad de primeras matrices 107 de LED puede disponerse para emitir a una segunda longitud de onda diferente a la primera longitud de onda (p. ej., 730 nm) y la tercera pluralidad de primeras matrices 108 de LED puede disponerse para emitir a una tercera longitud de onda (p. ej., 505 nm) diferente de la primera y segunda longitudes de onda.
La Fig. 7A muestra una representación de un dispositivo 80 de tratamiento de la piel según la presente invención. Una unidad de emisión de luz como se describe en los párrafos anteriores se usa en el dispositivo 80 de tratamiento de la piel. El dispositivo 80 de tratamiento de la piel tiene una sección 81 de cabezal para emitir pulsos de luz de tratamiento y una sección 82 de mango para sostener el dispositivo 80 de tratamiento de la piel con la mano de un usuario. Un elemento 85 de control está dispuesto en la sección 82 de mango para al menos encender/apagar el dispositivo 80 de tratamiento de la piel. Las Figs. 7B a 7D muestran vistas frontales de diferentes realizaciones de la sección 81A, 81B, 81C de cabezal, donde las realizaciones difieren esencialmente solo en la ubicación de un sensor o varios sensores 95A, 95B, 95C para medir al menos una propiedad de la piel. Cada una de las secciones 81A, 81B, 81C de cabezal tiene una respectiva abertura 90A, 90B, o 90C de salida a través de la cual se emitirán los pulsos de luz de tratamiento durante la operación. Un sustrato con una pluralidad de matrices de LED montadas en el sustrato puede disponerse estrechamente detrás de la abertura 90A, 90B, 90C de salida o el sustrato puede disponerse con una cierta distancia de aproximadamente o menor que 10 mm hasta la abertura 90A, 90B, 90C de salida dentro de la sección 81A, 81B, 81C de cabezal. Una ventana 91A, 91B, 91C de salida hecha de un material que es esencialmente transparente a la luz a emitir por las matrices de LED cubre la abertura 90A, 90B, 90C de salida. La abertura 90A, 90B, 90C de salida puede tener un tamaño en el intervalo de entre 0,2 cm2 a 10 cm2, en particular, en el intervalo de 1 cm2 a 4 cm2 El área montada del sustrato puede tener entonces el mismo tamaño y forma que la abertura 90A, 90B, 90C de salida. En algunas realizaciones, ninguna ventana 91A, 91B, 91C de salida está presente. En la realización de la Fig. 7B, el dispositivo de tratamiento de la piel comprende dos sensores 95A para medir al menos una propiedad de la piel, cuyos dos sensores 95A están dispuestos en dos lados opuestos de la abertura 90A de salida. En las realizaciones mostradas en las Figs. 7C y 7D, solo un único sensor 95B y 95C, respectivamente, para medir al menos una propiedad de la piel está dispuesto en la sección 81B y 81C de cabezal, respectivamente. En la Fig. 7C, el sensor 95B está dispuesto debajo de la abertura 90B de salida, de manera que el sensor 95B está dispuesto antes de la abertura 90B de salida con respecto a la dirección de movimiento usual (el dispositivo según la Fig. 7C puede usarse en modo deslizante). En la Fig. 7D, el sensor 95C está dispuesto en un área central de la abertura 90C de salida. En tal caso, el sustrato dispuesto cerca de la abertura 90C de salida puede tener un respectivo recorte, de manera que el sensor pueda disponerse en el recorte o pueda operar a través del recorte. El sensor o sensores 95A, 95B, 95C también pueden permitir determinar el contacto con la piel, de manera que una unidad de control de la unidad de emisión de luz pueda disponerse para solo activar la emisión de un pulso de luz de tratamiento en caso de que se determine un contacto con la piel.
La Fig. 8 es una representación de un conjunto de matrices 200 de LED montado en un sustrato que se monta en un disipador 210 de calor para trasladar el exceso de calor generado por las matrices de LED en funcionamiento. Un ventilador puede disponerse cerca del disipador de calor para soportar la disipación de calor lejos del disipador de calor.
Las Figs. 9A y 9B muestran una vista en perspectiva y un corte a través de un conjunto de matrices 300 de LED montado en el sustrato, donde una carcasa 310 se monta alrededor del área montada 320. La carcasa 310 tiene superficies 311 de pared interior que son muy reflectantes para la luz que se emite por las primeras matrices de LED. Las superficies 311 de pared interior pueden tener un revestimiento reflectante, pueden fabricarse de metal pulido o de un material plástico o cerámico difusamente reflectante. La carcasa 310 sirve después para guiar la luz emitida por las primeras matrices de LED de una manera esencialmente libre de pérdidas desde el primer nivel de matriz de LED hasta una abertura de salida del dispositivo de tratamiento de la piel y el flujo radiante en el nivel de las primeras matrices de LED es esencialmente el mismo que el flujo radiante medido en el área de tratamiento cuando la abertura de salida se coloca en la piel.
No debe entenderse que las dimensiones y los valores descritos en el presente documento estén estrictamente limitados a los valores numéricos exactos mencionados. En vez de eso, a menos que se especifique lo contrario, se pretende que cada una de tales dimensiones signifique tanto el valor mencionado como un intervalo en torno a ese valor. Por ejemplo, se pretende que una dimensión descrita como “40 mm” signifique “ aproximadamente 40 mm” .

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un dispositivo (80) de tratamiento de la piel, en particular un dispositivo para la eliminación de vello, que comprende
    una unidad (10) de emisión de luz que comprende un sustrato (100) y una pluralidad de primeras matrices (102) de LED montadas en el sustrato (100) en un área de al menos 0,2 cm2, en particular de al menos 1 cm2,
    en donde el dispositivo (80) de tratamiento de la piel está dispuesto para activar las primeras matrices (102) de LED para emitir un pulso de luz de tratamiento que tiene una longitud de pulso en particular en el intervalo de entre 10 ms y 300 ms y las primeras matrices de LED tienen un flujo radiante de manera que se logra una fluencia radiante sobre la piel de un usuario de al menos 1 J/cm2 mediante la aplicación del pulso de luz de tratamiento,
    en donde la unidad (10) de emisión de luz tiene al menos dos áreas (A1; A2) activas seleccionables de las primeras matrices (102) de LED, donde las áreas (A1; A2) activas seleccionables tienen diferentes tamaños, y al menos tres segundas matrices (103) de LED se montan en el sustrato (100) en ubicaciones adecuadas para indicar visiblemente cada una de las áreas (A1; A2) activas seleccionables,
    en donde las segundas matrices (103) de LED están dispuestas en esquinas o puntos de extremo de las áreas (A1; A2) activas seleccionables de las primeras matrices (102) de l Ed o se montan en estrecha proximidad a tales esquinas o puntos de extremo de las áreas (A1; A2) activas seleccionables de las primeras matrices (102) de LED;
    y el dispositivo (80) de tratamiento de la piel comprende además una unidad (20) de control para controlar la primera y segunda matrices (102, 103) de LED, estando dispuesta la unidad (20) de control para activar solamente las primeras matrices de LED asignadas al área (A1; A2) activa seleccionada para emitir el pulso de luz de tratamiento y para activar solo las segundas matrices de LED asignadas al área (A1; A2) activa seleccionada para emitir luz visible fuera de la duración del pulso de luz de tratamiento para indicar visiblemente el área (A1; A2) activa seleccionada.
  2. 2. El dispositivo de tratamiento de la piel según la reivindicación 1, en donde las al menos tres segundas matrices (103) de LED están dispuestas cada una para emitir luz con una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de longitud de onda visible de entre 400 nm y 700 nm a un flujo radiante menor que el flujo radiante requerido para lograr al menos la eliminación temporal de vello, en particular a un flujo radiante menor que 100 mW, más en particular menor que 50 mW, e incluso más en particular menor que 20 mW.
  3. 3. El dispositivo de tratamiento de la piel según las reivindicaciones 1 y 2, en donde al menos seis segundas matrices (103) de LED están montadas en el sustrato (100).
  4. 4. El dispositivo de tratamiento de la piel según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además un elemento (40) de control operable por el usuario para seleccionar una de las áreas (A1; A2) activas seleccionables.
  5. 5. El dispositivo de tratamiento de la piel según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el dispositivo de tratamiento de la piel está dispuesto para controlar las segundas matrices (103) de LED para emitir un pulso de luz visible simultáneamente con la emisión del pulso de luz de tratamiento, en particular en donde los primeros LED (102) están dispuestos para que emitan a una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de longitud de onda roja a infrarroja lejano de entre 700 nm y 980 nm.
  6. 6. El dispositivo de tratamiento de la piel según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el área (300) de sustrato montada está rodeada por una carcasa (310) que define una cámara interna de esencialmente la forma y el área del área (300) de sustrato montada, teniendo la carcasa (310) paredes internas (311) que son reflectantes con respecto a al menos la luz emitida por las primeras matrices (102) de LED de manera que el flujo radiante de las primeras matrices (102) de LED por área unitaria se conserva esencialmente hasta una abertura de salida de la carcasa (310).
  7. 7. El dispositivo de tratamiento de la piel según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el tamaño de las más pequeñas de las áreas (A1) activas seleccionables se encuentra en el intervalo de entre 0,10 cm2 y 2,0 cm2, en particular en el intervalo de entre 0,36 cm2 y 1,0 cm2 y además en particular es alrededor de 0,64 cm2.
  8. 8. El dispositivo de tratamiento de la piel según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además una abertura (90A) de salida, en donde la distancia vertical entre cada una de las primeras matrices (102) de LED y el área de la abertura (90A) de salida es menor que aproximadamente 10 mm.
  9. 9. El dispositivo de tratamiento de la piel según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende además un elemento (50) de control para cambiar entre una primera función de tratamiento de la piel, en particular una función temporal de gestión del crecimiento del vello, y una segunda función de tratamiento de la piel, en particular una función de rejuvenecimiento de la piel.
    Un método para el tratamiento cosmético de la piel, en particular, para la eliminación cosmética de vello, comprendiendo las etapas de:
    proporcionar un sustrato (100);
    montar una pluralidad de primeras matrices (102) de LED sobre el sustrato (100) en un área de al menos 0,2 cm2, en particular de al menos 1 cm2, cuyas primeras matrices (102) de LED están dispuestas para emitir luz con una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de longitud de onda de entre 480 nm y 980 nm;
    montar al menos tres segundas matrices (103) de LED sobre el sustrato en ubicaciones adecuadas para indicar visiblemente cada una de al menos dos áreas (A1, A2) activas seleccionables de la pluralidad de primeras matrices (102) de LED;
    seleccionar un área activa (A1; A2) de las al menos dos áreas (A1, A2) activas seleccionables; activar las primeras matrices (102) de LED asignadas al área (A1; A2) activa seleccionada para emitir un pulso de luz de tratamiento; y
    activar al menos dos de las al menos tres segundas matrices (103) de LED para emitir luz visible para indicar el área activa seleccionada fuera de la duración del pulso de luz de tratamiento.
    El método según la reivindicación anterior, que comprende además la etapa de:
    controlar las segundas matrices (103) de l Ed para emitir luz visible a un flujo radiante menor que 100 mW por las segundas matrices (103) de LED, en particular menor que 50 mW por las segundas matrices (103) de LED, y en particular menor que 20 mW por las segundas matrices (103) de LED.
    El método según la reivindicación 10 o la reivindicación 11, que comprende además las etapas de:
    seleccionar las primeras matrices (102) de LED para emitir luz con una longitud de onda de emisión pico en el intervalo de longitud de onda roja a infrarroja lejana de entre 700 nm y 980 nm; y controlar al menos una de las segundas matrices (103) de LED para emitir un pulso de luz visible simultáneamente con el pulso de luz de tratamiento.
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