JP2012519548A - パルス治療用光システムおよびパルス治療方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】皮膚科的治療に適した高出力LEDを提供する。
【解決手段】処置領域108において加熱をもたらすために、発光ダイオード304を提供する工程と、パルス期間502中に治療用光を生成するように発光ダイオード304を駆動する工程と、パルス期間502中に処置領域108において、約200W/cm2以上の平均パワー密度で、処置領域108に治療用光を向ける工程と、パルス期間502よりも長い回復期間に、発光ダイオード304を非発光状態に維持する工程とを備える。
【選択図】図4
【解決手段】処置領域108において加熱をもたらすために、発光ダイオード304を提供する工程と、パルス期間502中に治療用光を生成するように発光ダイオード304を駆動する工程と、パルス期間502中に処置領域108において、約200W/cm2以上の平均パワー密度で、処置領域108に治療用光を向ける工程と、パルス期間502よりも長い回復期間に、発光ダイオード304を非発光状態に維持する工程とを備える。
【選択図】図4
Description
本願は、2009年3月5日付で出願された米国特許仮出願番号第61/157862号の優先権を主張し、その全内容を参照により本明細書に援用する。
多くの光に基づく皮膚科的治療は、現在、レーザまたはパルスのフラッシュランプ/インテンスのパルスライト(IPL)を用いて行われている。皮膚科的治療で用いられるプログレード装置の中には、パルス持続時間(例えば、0.5〜50ms)において伝達されるピークパワー密度(例えば、200〜20,000W/cm2)を必要とするものがある。
発光ダイオード(LED)は、通常、レーザやIPLよりも低コストかつ頑強な半導体光源である。LEDの欠点は、相対的に、パワー密度が低い点である。いくつかの利用可能な最新型のLED装置のピークパワー仕様(例えば、非特許文献1で報告された130W/cm2)は、レーザまたはIPLのピークパワー密度の下限値に近い。より低パワーのLED装置は、現在、光生物学的調節のような非熱的皮膚科的治療に用いられている(McDanielによる特許文献1)。光生物学的調節などの低レベル光線療法は、正常な組織温で誘発される光生物学的プロセスに基づく、非熱的治療手段である。
"Journal of Display Technology"、2007年、第3巻、160〜175頁
皮膚の少なくとも一部分が正常な組織温を上回る高温である場合、典型的な最新型のLEDは、効果的な熱的治療手段に到達するのに十分なパワー密度を有しない。したがって、当業界では、現在、皮膚科的治療に適した高出力LEDが必要である。
本発明の一構成による、処置領域における加熱を引き起こすために、その処置領域に治療用光を伝達する方法が開示されている。この方法は、発光ダイオードを設けることと、パルス期間中に治療用光を生成するように発光ダイオードを駆動することとを含む。この方法はさらに、パルス期間中に処置領域において、約200W/cm2以上の平均パワー密度で、処置領域に治療用光を向ける(当てる)ことと、パルス期間よりも長い回復期間に、発光ダイオードを非発光状態に維持することとを含む。
いくつかの実施形態では、パルス期間は約50ms、10ms、1msまたはこれら未満である。いくつかの実施形態では、回復期間の継続時間は、パルス期間の継続時間の少なくとも、10倍、50倍、または100倍である。
一実施形態では、本方法はさらに、パルス期間の間、治療用光の一連のサブパルスを生成するために、発光ダイオードの発光状態と非発光状態を反復的に交替させることを含む。別の実施形態では、反復的に交替させることは、約50%以下のデューティサイクルで発光ダイオードの状態を反復的に交替させることを含む。さらに別の実施形態では、サブパルスの継続時間は、約1ミリ秒以下である。
いくつかの実施形態では、発光ダイオードは、破壊的な電力レベルという特徴を有し、サブパルスの間、発光ダイオードは、その破壊的な電力レベルの約30%、70%、90%、またはこれらよりも大きい割合の電力レベルで動作される。
いくつかの実施形態では、パルス期間中、処置領域において約200W/cm2以上の平均パワー密度で、治療用光を処置領域に向けることは、パルス期間中、処置領域において約500W/cm2、1,000W/cm2、5,000W/cm2、10,000W/cm2、20,000W/cm2、またはこれらを超えた平均パワー密度で、治療用光を処置領域に向けることを含む。
一実施形態では、本方法はさらに、発光ダイオードと熱伝達する少なくとも1つのヒートシンクを用いて、発光ダイオードによって生じた熱を放散させることを含む。別の実施形態では、光は赤外光である。
一実施形態では、本方法はさらに、治療用光を用いて処置領域の加熱を引き起こすことを含み、処置領域は組織であり、加熱した結果、その組織に化学的または物理的な変化が生じる。別の実施形態では、化学的または物理的な変化は、切除、焼灼、融解、収縮、脂肪分解および熱損傷から成るリストから選択される少なくとも1つを含み、組織はコラーゲンを含み、化学的または物理的な変化は、熱誘導コラーゲン収縮(コラーゲンの熱収縮)を含む。
いくつかの実施形態では、処置領域は、ヒトまたは動物の被験体の外部領域(皮膚表面)または内部領域(皮膚の内側)である。別の実施形態では、標的領域は、1cm以上という特徴的な寸法を有する。
本発明の別の構成による、処置領域における加熱を引き起こすために、その処置領域に治療用光を伝達する装置が開示されている。この装置は、発光ダイオードと、パルス期間中に治療用光を生成するように発光ダイオードを駆動し、パルス期間よりも長い回復期間中に、発光ダイオードを非発光状態に維持するように構成された制御器と、パルス期間中に、処置領域において、約200W/cm2の平均パワー密度で、処置領域に治療用光を向ける(当てる)ように構成された光伝達システムとを備える。
いくつかの実施形態では、パルス期間は約50ms、10ms、1msまたはこれら未満である。いくつかの他の実施形態では、回復期間の継続時間は、パルス期間の継続時間の少なくとも、10倍、50倍、または100倍である。
一実施形態では、制御器は、パルス期間の間、治療用光の一連のサブパルスを生成するために、発光ダイオードの発光状態と非発光状態を反復的に交替させるように、発光ダイオードを駆動するように構成されている。別の実施形態では、制御器は、パルス期間中、約50%以下のデューティサイクルで発光ダイオードの発光状態と非発光状態を交替するように発光ダイオードを駆動するように構成されている。
一実施形態では、サブパルスの継続時間は、約1ミリ秒以下である。
いくつかの実施形態では、発光ダイオードは、破壊的な電力レベルという特徴を有し、サブパルスの間、発光ダイオードは、その破壊的な電力レベルの約30%、70%、90%、またはこれらよりも大きい割合の電力レベルで動作される。
いくつかの実施形態では、光伝達システムは、パルス期間中、処置領域において約500W/cm2、1,000W/cm2、5,000W/cm2、10,000W/cm2、20,000W/cm2、またはこれらを超えた平均パワー密度で、治療用光を処置領域に向ける。
一実施形態では、本装置はさらに、発光ダイオードによって生じた熱を放散させるために、発光ダイオードと熱伝達する少なくとも1つのヒートシンクを備える。別の実施形態では、治療用光は赤外光である。
一実施形態では、光伝達システムは、近位端で発光ダイオードからの治療用光を受け、その光を遠位端に伝送して、処置領域を照射するよう構成された光ファイバである。
一実施形態では、装置は、治療用光を内部領域にまで送るために、ヒトまたは動物の被験体に挿入するように構成された外科手術用のハンドピースを備える。
別の実施形態では、装置は、ヒトまたは動物の被験体の外部領域に治療用光を送るハンドピースを備える。さらに別の実施形態では、標的領域は、1cm以上という特有の大きさを有する。
本発明のさらに別の構成による、処置領域における加熱を引き起こすために、その処置領域に治療用光を伝達する装置が開示されている。この装置は、複数の発光ダイオードと、それぞれのパルス期間中に治療用光を生成するように各発光ダイオードを駆動し、パルス期間よりも長い各回復期間中に、各発光ダイオードを非発光状態に維持するように構成された制御器と、治療期間中に、処置領域において、約200W/cm2の平均パワー密度で、これら発光ダイオードからの治療用光を処置領域に向けるよう構成された少なくとも1つの光伝達システムとを備える。
一実施形態では、治療期間中、これら発光ダイオードの各パルス期間は、互い違いになっている。すなわち、各パルス期間は重ならずにずれている。別の実施形態では、ほぼ全治療期間の間、複数のダイオードのうちの少なくとも1つがそのパルス期間中である
一実施形態では、各発光ダイオードの各パルス期間の継続時間は、50ms以下である。
別の実施形態では、各発光ダイオードの各パルス期間の継続時間は、回復期間の継続時間の約10倍以上である。
概して全図面を参照して、発光ダイオード(LED)を用いて処置領域に治療用光を伝達するシステムおよび方法が示されている。通常の連続的な作動レベルを上回る電力をLEDに供給するために、LEDはパルスモードで駆動される。LEDは、短期間(例えば、0.5〜50ms)高い作動レベルでオンにされ、その短期間の後に、それよりも長い期間(例えば、数百ミリ秒)が続くことによって、オン時間から蓄積された熱を逃がす。これによって、LED源が、レーザまたはIPLに代わって、光に基づく皮膚科的治療に適切な光源として用いられることができる。加熱が、処置領域内の組織に化学的または物理的な変化(例えば、切除、焼灼、融解、収縮、脂肪分解、熱損傷など)をもたらすように、治療用光は処置領域を加熱する。組織はコラーゲンであってもよく、化学的または物理的な変化はコラーゲン収縮であってもよい。加熱は、組織の標準的な(normal)温度をある温度(例えば、5℃以上または10℃以上など)上回るだけ組織の温度を上昇させる。
図1には、例示的な一実施形態にかかる、治療用光を処置領域に伝達する装置100が示されている。装置100は、供給源102、制御器104、およびハンドピース106を備える。供給源102は、ハンドピース106のLEDに電力を供給する電源であり、光ファイバ110を介してハンドピース106に接続されている。
ハンドピース106は1つ以上のLEDを有し、LEDは、処置領域108を加熱するために、処置領域108(例えば、ヒトまたは動物である被験体の外部領域または内部領域)に治療用光(例えば、赤外光)を供給する光源を提供する。ハンドピース106は、処置領域108にハンドピース106からの治療用光を供給する装置100のユーザによって操作される。種々の例示的な実施形態によると、ハンドピース106は、LEDから治療用光を供給するためには、いかなる形状、寸法、または構成であってもよい。ハンドピース106は、一定の大きさ(例えば、例示的な一実施形態では1cm以上)の標的領域に治療用光を供給するように構成されている。例示的な一実施形態によると、ハンドピース106は、PCT国際公開公報第WO2008/007218号およびWO2008/153999号に開示されたハンドピースと同様であってもよい。これら各公報の全内容を参照により本明細書に援用する。
制御器104は、LEDが発する光量と、LEDが光を発する時間間隔とを制御するよう構成されている。例えば、制御器は、LEDが発光するように駆動するために印加される電圧または電流を制御してもよい。制御器104は、一定の時間枠の間(例えば、50ms、10ms、1msの期間など)、ハンドピース106のLEDを発光状態に維持し、その後、回復期間(例えば、LEDが発光した継続時間の10倍の時間枠、LEDが発光した継続時間の50または100倍の時間枠、LEDが発光した継続時間よりも長い時間枠など)、LEDを非発光状態に維持するための指示を含む。
制御器104は、処置領域108に供給される治療用光を制御するよう構成されている。例えば、治療用光は、処置領域108において、約100W/cm2、200W/cm2またはこれら以上の平均パワー密度で供給される。種々の例示的な実施形態によると、治療用光は、約500W/cm2、1,000W/cm2、5,000W/cm2、10,000W/cm2もしくは20,000W/cm2、または200〜20,000W/cm2の範囲の平均パワー密度で供給される。LEDを含む装置100は、制御器104で指定された平均パワー密度で、処置領域108に治療用光を導くように構成された光伝達システムとして機能する。一実施形態では、ハンドピース106は、近位端でLEDからの治療用光を受け取り、処置領域108を照射するために、遠位端に光を伝送するように構成された光ファイバを有する。
制御器104は、LED使用に関するデータを、リンク112を介してハンドピース106から受信する。データは、ハンドピース106内のセンサからのセンサデータ、ハンドピース106の加速度計からのデータ、または他の源からのデータを含む。例えば、制御器104は、LEDがあまりに長い間発光して、故障の危険性があることを示すデータを受信し、そのため、制御器104は、電源を切るようLEDに指示を送信する。別の実施例として、ハンドピース106の加速度計は、ハンドピース106の位置または速度に関するデータを提供する。制御器104は、このデータを受信し、例えば、所与の期間一定領域に治療用光を発しながらハンドピース106が静止していることを加速度計が示す(発せられた光について被験体が過剰暴露である危険性を示す)場合には、制御器104は、ハンドピース106のLEDの状態を、減少パワー状態または非発光状態に変えるように判定する。
図2には、別の例示的実施形態にかかる、治療用光を処置領域に伝達する装置100が示されている。図2の実施形態では、装置100は、治療用光を内部処置領域108に供給するハンドピース106を備える。ハンドピース106は、例えば、肌表面220の切開部224を通って、患者に挿入される外科的プローブ(例えば、カニューレ)を有する。光ファイバ112は、ハンドピースを通ってプローブの遠位端に延び、治療用光を処置領域に伝送する。
図3には、さらに別の例示的な実施形態にかかる、処置領域に治療用光を供給する装置300が示されている。装置300は、より詳細に示されたフラッシュライト装置(懐中電灯)、すなわちハンドピース302を備える。フラッシュライト装置302は、レンズ306を通して処置領域310に光源を提供するLED源304を有する。LED源304は、処置領域310に治療用光源を提供するよう構成された1つ以上のLEDを有する。
光が領域310の表面に直接的に(または、所望の場合には、間接的に)当たるように、LED源304が処置領域310に供給する治療用光を反射するのにレンズ306が用いられる。種々の例示的な実施形態によると、レンズ306に加えて、またはその代わりに、他の光学素子(例えば、反射素子、屈折素子、視準素子、集光素子、拡散素子、回折素子など)が用いられてもよい。光学素子は、任意の所望のパターン(例えば、相対的に高い強度の領域と相対的に低い強度の領域とを有する2次元のパターン(例えば、2006年2月3日付で出願の米国特許出願番号第11/347672号明細書で記載されているようなパターン。なお、この出願の全内容を参照により本明細書に援用する。))で、治療用光を処置領域に導くために用いられる。
処置領域310は、領域310の表面の下側の領域312を含む。装置300が、領域310の表面の下側の領域312に治療用光を供給することが望ましく、装置300によって供給された光の強度および/またはパターンは、領域312がより多くの治療用光を受けるように調節される。例えば、レンズ306が調節され、LED源304に供給される電力が増加される、などである。
例示的な一実施形態によると、装置300または装置300の一部は、内部領域(例えば、領域312)が治療用光を受けるように、処置領域310および領域312に挿入されるように構成される。
種々の例示的な実施形態によると、外部源から電力を受け取る代わり、または外部制御器からの設定の代わりに、装置300に対する電力供給源、または治療用光を提供する方法の設定が、装置300内に設けられるように、装置300はさらに図1〜2で説明したような制御器または電源を有する。先に説明した実施形態のように、装置300は、制御器に情報を提供できる1つ以上のセンサ(温度センサ、慣性センサなど)有してもよい。この制御器は、情報を受け取ると、その情報に基づいて治療用光の適用を制御できるものである。
図4は、例示的な一実施形態にかかる、治療用光を供給する光源400をより詳細に示す。光源400は、LED402、支持基板404、およびヒートシンク406を含む。LED402は、本開示で説明するように治療用光を供給するLEDである。図4には、治療用光410を発光しているLED402が示されている。
太い矢印で示されているように、支持基板404は、LED402によって生成された熱412を蓄積するのに用いられ、ヒートシンク406が、基板404内の熱を放散するのに用いられる。別の例示的な実施形態によると、光源400は、単一のヒートシンクの代わりに複数のヒートシンクを含む。種々の例示的な実施形態によると、LED402によって生成された熱を放散させるために、他の技法が用いられる。例えば、ヒートシンク406を通って循環する流体が、熱の放散を補助するのに用いられてもよい。他の実施形態では、ペルチェ冷却器のような能動素子が用いられてもよい。
図5は、例示的な一実施形態にかかるLED用パルス期間を示したグラフが示されている。グラフ500は、LEDが発光状態にある時の短いパルス期間502と、この後に続く、LEDが非発光状態にある際のより長い回復期間504とを示す。例示的な一実施形態によると、パルス期間502は、50ms以下、10ms以下、または1ms以下などの時間枠(タイム・フレーム、期間)であり、回復期間504の継続時間は、パルス期間502の継続時間の10倍以上、パルス期間502の継続時間の50倍以上、またはパルス期間502の継続時間の100倍以上などの時間枠である。パルス期間502と期間504の長さは、有害な影響を回避するためにLEDがパルス間で必要とする回復長さに基づいて、決定され調節される。
グラフ500には、連続動作の電力レベル506と、破壊的な(機器の突発的な故障を起こす)電力レベル508とが示されている。連続動作の電力レベル506は、従来の連続発光モードで動作する場合のLEDの電力レベルを表している。図示のように、パルス期間502の間、LEDは、連続動作の電力レベルを上回る電力レベルでパルスを発生し、発光を増大させる。回復期間504の間、LEDは遮断されて(あるいは、低減パワー状態で動作され)、これにより、パルス機関中の「オーバードライブ(過動作)」状態から回復する。この期間中、熱はLEDから放散されて、LEDの性能の故障または劣化につながる過熱が回避される。
破壊的な電力レベル508は、それを上回るとLEDが故障するであろう最大電力レベルを示す。種々の例示的な実施形態によると、LEDは、破壊的な電力レベルの約30%以上、破壊的な電力レベルの約50%以上、破壊的な電力レベルの約70%以上、もしくは破壊的な電力レベルの約90%以上、またはレベル506とレベル508の中間の電力レベルなどの電力レベルで動作するよう構成されている。
図5をさらに参照して、パルス期間502はさらに、LEDが「バーストモード」で動作するように、サブ期間(小区間)に分けられてもよい。この場合、LEDは、極めて短時間(例えば、0.05〜0.1ms)オンであり、オンの期間はオフの期間(例えば、オンと同じ長さの期間)と交互であり、全バーストパルス継続期間は0.5〜50msである。例えば、図5のグラフ520を参照して、パルス期間502の間、LEDは、発光状態と非発光状態を反復的に繰り返して、一連のサブパルス522の治療用光を生成する。例示的な一実施形態によると、反復的な繰返しでは、50%のデューティサイクルでLEDを繰返しさせる。他の例示的な実施形態によると、デューティサイクルは、任意の他の値(例えば、10%、25%、75%など)であってもよく、サブパルスは可変長であってもよい(例えば、各サブパルスは1ms以下である)。バーストモード動作によって、レベル506よりも大きい「オーバードライブ」電力レベルで動作しながらも、LEDへの負荷(ストレス)が低減される。
図6は、例示的な一実施形態にかかる、光源のアレイ(例えば、複数の個別のLEDであって、本明細書で説明したタイプのLEDなどの光源)のブロック図を示す。装置600は、複数の光源602、604、606、608を含む。種々の例示的な実施形態によると、装置600は、任意の数の光源を含み、任意の列数のような光源の構成を含む。例えば、装置600は、任意の形状であり、4つ未満の光源、6つ未満の光源、8つ未満の光源、またはそれ以上の光源を含み、任意の構成(例えば、全ての光源を一列に配置、光源の縦横配列、光源の円形配置など)で光源を配置してもよい。例示的な実施形態によると、光源602、604、606、608は、各光源に対して、パルス期間と非発光状態とを確保するために単一の制御器によって駆動されるように構成される。
図6の実施形態では、装置600は、任意の所与の時間に、光源602、604、606、608のうちの1つまたはいくつかから治療用光を供給するよう構成される。例えば、装置600は、一度に1つの光源のみから治療用光を供給する。光は、非発光状態に入る前に、短期間、光源602から供給される。光源602が一旦電源を切られて冷却期間に入ると、光源604が治療用光を供給し始めて、その後非発光状態に入る。次に、光源606、608が同様の方法で治療用光を供給する。光源608が、一旦、電源を切られて非発光状態に入る時点で、光源602は、再び治療用光を供給する準備が整っている。したがって、1つの光源が任意の所与の時間に治療用光を供給するようなサイクルを提供できる。
種々の例示的な実施形態によると、装置600内で一度に1つの光源のみが治療用光を供給する。別の例示的な実施形態によると、装置600内で2つ以上の光源が治療用光を供給する。さらに別の例示的な実施形態によると、ある期間には1つの光源が治療用光を供給し、別の期間ではいずれの光源も治療用光を供給しない。例えば、図6の実施形態では、各光源602、604、606、608が、それら光源が光を供給する時間枠よりも10倍長いダウン時間を必要とする場合、装置600は40%の時間期間治療用光を供給するのみで、残りの60%の時間期間は、4つの光源602、604、606、608のいずれもがダウン時間となる。
当業者に理解されるように、本明細書で説明したタイプの光源は、任意の適切な用途のために治療用光を供給するのに用いられる。本開示のシステムおよび方法を用いて処置される皮膚科的治療には、例えば、レーザまたはIPLが効果を有すると判明している、顔の若返り、色素沈着部位、血管損傷部位、にきびなどへの皮膚科学用途が含まれる。一実施形態では、本開示のLEDをベースとする装置は、高度に熟練した開業医によって、例えば、数週間置きに、限られた数のセッションにおいて、レーザまたはIPLなどのように用いられる。さらに、ピークパワーがより低い、LEDをベースとする装置を用いた治療方法は、長期間(例えば、数週間または数ヶ月)毎日の治療を伴う家庭用用途に適している。このような治療方法では、複数の治療による効果が蓄積されるため、個々の治療では低いパワーが用いられるが、それは補われている。
本発明の例示的な実施形態を参照しながら本発明を具体的に図示し、説明してきたが、添付の請求項が包括する、本発明の範囲から逸脱することなく、形態および詳細事項に種々の変更がなされてもよいことが当業者には理解できよう。
治療用光を供給するシステムおよび方法の1つ以上の任意の部品は、コンピュータハードウェアもしくはソフトウェア、またはその両方の組み合わせで実現されてもよい。この方法は、標準的なプログラミング技法を用いて、本明細書で説明したシステムおよび方法に従ったコンピュータプログラムで実現されてもよい。プログラムコードが入力データに適用されて、本明細書で説明した機能を事項し、出力情報を生成する。出力情報は、ディスプレイモニタのような1つ以上の出力装置に適用される。各プログラムは、コンピュータシステムと通信するために、高レベルな手順またはオブジェクト指向のプログラミング言語で実現されてもよい。しかし、必要に応じて、プログラムは、アセンブリ言語または機械言語で実現される。いかなる場合でも、言語はコンパイル言語またはインタプリタ型の言語である。さらに、プログラムは、前もってプログラムされた専用の集積回路で実行されることができる。
記憶媒体または装置がコンピュータで読み取られて本明細書で説明した手順を実行する場合に、そのコンピュータを設定して動作させるために、このようなコンピュータプログラムはそれぞれ、汎用または特定目的のプログラム可能なコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体または装置(例えば、ROMまたは磁気ディスク)に記憶されるのが好ましい。プログラム実行中、コンピュータプログラムはキャッシュまたはメインメモリ内にあってもよい。任意の分析方法が、コンピュータプログラムとともに構成されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体として実現される。この場合、そのように構成された記憶媒体によって、コンピュータは、本明細書で説明した機能を果たすために、特定の所定の方法で動作する。
Claims (56)
- 処置領域に治療用光を供給して、前記処置領域における加熱を引き起こす方法であって、
a)発光ダイオードを設ける工程と、
b)パルス期間中に治療用光を生成するように前記発光ダイオードを駆動する工程と、
c)前記パルス期間中に処置領域において、約200W/cm2以上の平均パワー密度で、前記処置領域に前記治療用光を当てる工程と、
d)前記パルス期間よりも長い期間である回復期間に、前記発光ダイオードを非発光状態に維持する工程とを備えた、方法。 - 請求項1において、前記パルス期間が約50ms以下である、方法。
- 請求項1または2において、前記パルス期間は約10ms以下である、方法。
- 請求項1から3のいずれか一項において、前記パルス期間は約1ms以下である、方法。
- 請求項1から4のいずれか一項において、前記回復期間の継続時間が、前記パルス期間の継続時間の少なくとも10倍である、方法。
- 請求項1から5のいずれか一項において、前記回復期間の継続時間が、前記パルス期間の継続時間の少なくとも50倍である、方法。
- 請求項1から6のいずれか一項において、前記回復期間の継続時間が、前記パルス期間の継続時間の少なくとも100倍である、方法。
- 請求項1から7のいずれか一項において、さらに、
前記パルス期間中、治療用光の一連のサブパルスを生成するように、前記発光ダイオードの発光状態と非発光状態を繰返し交替させる工程を備えた、方法。 - 請求項8において、前記繰返し交替させる工程が、約50%以下のデューティサイクルで、前記発光ダイオードの前記発光状態と前記非発光状態を繰返し交替させる工程を有する、方法。
- 請求項8または9において、前記サブパルスの継続時間が約1ミリ秒以下である、方法。
- 請求項8、9または10において、前記発光ダイオードには破壊的な電力レベルが存在し、前記サブパルスの間、前記発光ダイオードは、前記破壊的な電力レベルの約30%に等しいか、またはこれよりも大きい電力レベルで作動する、方法。
- 請求項8、9または10において、前記発光ダイオードには破壊的な電力レベルが存在し、前記サブパルスの間、前記発光ダイオードは、前記破壊的な電力レベルの約70%に等しいか、またはこれよりも大きい電力レベルで作動する、方法。
- 請求項8、9、10または11において、前記発光ダイオードには破壊的な電力レベルが存在し、前記サブパルスの間、前記発光ダイオードは、前記破壊的な電力レベルの約90%に等しいか、またはこれよりも大きい電力レベルで作動する、方法。
- 請求項1から13のいずれか一項において、約200W/cm2以上の平均パワー密度で前記処置領域に前記治療用光を当てる前記工程は、前記パルス期間中前記処置領域において、約500W/cm2以上の平均パワー密度で、前記処置領域に前記治療用光を当てる工程を有する、方法。
- 請求項1から14のいずれか一項において、約200W/cm2以上の平均パワー密度で前記処置領域に前記治療用光を当てる前記工程は、前記パルス期間中前記処置領域において、約1,000W/cm2以上の平均パワー密度で、前記処置領域に前記治療用光を当てる工程を有する、方法。
- 請求項1から15のいずれか一項において、約200W/cm2以上の平均パワー密度で前記処置領域に前記治療用光を当てる前記工程は、前記パルス期間中前記処置領域において、約5,000W/cm2以上の平均パワー密度で、前記処置領域に前記治療用光を当てる工程を有する、方法。
- 請求項1から16のいずれか一項において、約200W/cm2以上の平均パワー密度で前記処置領域に前記治療用光を当てる前記工程は、前記パルス期間中前記処置領域において、約10,000W/cm2以上の平均パワー密度で、前記処置領域に前記治療用光を当てる工程を有する、方法。
- 請求項1から17のいずれか一項において、約200W/cm2以上の平均パワー密度で前記処置領域に前記治療用光を当てる前記工程は、前記パルス期間中前記処置領域において、約20,000W/cm2以上の平均パワー密度で、前記処置領域に前記治療用光を当てる工程を有する、方法。
- 請求項1から18のいずれか一項において、さらに、
前記発光ダイオードと熱伝達する少なくとも1つのヒートシンクを用いて、前記発光ダイオードで生じた熱を放散させる工程を備えた、方法。 - 請求項1から19のいずれか一項において、前記治療用光は赤外光である、方法。
- 請求項1から20のいずれか一項において、さらに、
前記治療用光を用いて前記処置領域の加熱を引き起こす工程を備えた、方法。 - 請求項21において、前記処置領域は組織であり、前記加熱の結果、当該組織に化学的変化または物理的変化が生じる、方法。
- 請求項22において、前記化学的変化または物理的変化は、切除、焼灼、融解、収縮、脂肪分解および熱損傷からなるリストから選択された少なくとも1つである、方法。
- 請求項22において、前記組織はコラーゲンであり、前記化学的変化または物理的変化は、熱によるコラーゲン収縮である、方法。
- 請求項1から24のいずれか一項において、前記処置領域は、ヒトまたは動物からなる被験体の外側の部分である、方法。
- 請求項1から25のいずれか一項において、前記処置領域は、ヒトまたは動物からなる被験体の内側の部分である、方法。
- 請求項1から26のいずれか一項において、前記治療用光が当てられる領域は、1cm以上の特有の大きさを有する、方法。
- 処置領域に治療用光を供給して、前記処置領域における加熱を引き起こす装置であって、
発光ダイオードと、
パルス期間中に治療用光を生成するように前記発光ダイオードを駆動し、前記パルス期間よりも長い期間である回復期間に、前記発光ダイオードを非発光状態に維持する、制御器と、
前記パルス期間中に前記処置領域において、約200W/cm2以上の平均パワー密度で、前記処置領域に前記治療用光を当てる、光伝達システムとを備えた、装置。 - 請求項28において、前記パルス期間は約50ms以下である、装置。
- 請求項28または29において、前記パルス期間は約10ms以下である、装置。
- 請求項28から30のいずれか一項において、前記パルス期間は約1ms以下である、装置。
- 請求項28から31のいずれか一項において、前記回復期間の継続時間は、前記パルス期間の継続時間の少なくとも10倍である、装置。
- 請求項28から32のいずれか一項において、前記回復期間の継続時間は、前記パルス期間の継続時間の少なくとも50倍である、装置。
- 請求項28から33のいずれか一項において、前記回復期間の継続時間は、前記パルス期間の継続時間の少なくとも100倍である、装置。
- 請求項28から34のいずれか一項において、前記制御器は、前記パルス期間中、前記発光ダイオードの発光状態と非発光状態を繰返し交替させるように前記発光ダイオードを駆動して、治療用光の一連のサブパルスを生成する、装置。
- 請求項35において、前記制御器は、前記パルス期間中、約50%以下のデューティサイクルで前記発光ダイオードの発光状態と非発光状態を繰返し交替させるように、前記発光ダイオードを駆動する、装置。
- 請求項35または36において、前記サブパルスの継続時間が約1ミリ秒以下である、装置。
- 請求項35、36または37において、前記発光ダイオードには破壊的な電力レベルが存在し、前記サブパルスの間、前記発光ダイオードは、前記破壊的な電力レベルの約30%に等しいか、またはこれよりも大きい電力レベルで作動する、装置。
- 請求項35、36、37または38において、前記発光ダイオードには破壊的な電力レベルが存在し、前記サブパルスの間、前記発光ダイオードは、前記破壊的な電力レベルの約70%に等しいか、またはこれよりも大きい電力レベルで作動する、装置。
- 請求項35、36、37、38または39において、前記発光ダイオードには破壊的な電力レベルが存在し、前記サブパルスの間、前記発光ダイオードは、前記破壊的な電力レベルの約90%に等しいか、またはこれよりも大きい電力レベルで作動する、装置。
- 請求項28から40のいずれか一項において、前記光伝達システムは、前記パルス期間中前記処置領域において、約500W/cm2以上の平均パワー密度で、前記処置領域に前記治療用光を当てる、装置。
- 請求項28から41のいずれか一項において、前記光伝達システムは、前記パルス期間中前記処置領域において、約1,000W/cm2以上の平均パワー密度で、前記処置領域に前記治療用光を当てる、装置。
- 請求項28から42のいずれか一項において、前記光伝達システムは、前記パルス期間中前記処置領域において、約5,000W/cm2以上の平均パワー密度で、前記処置領域に前記治療用光を当てる、装置。
- 請求項28から43のいずれか一項において、前記光伝達システムは、前記パルス期間中前記処置領域において、約10,000W/cm2以上の平均パワー密度で、前記処置領域に前記治療用光を当てる、装置。
- 請求項28から44のいずれか一項において、前記光伝達システムは、前記パルス期間中前記処置領域において、約20,000W/cm2以上の平均パワー密度で、前記処置領域に前記治療用光を当てる、装置。
- 請求項28から45のいずれか一項において、さらに、
前記発光ダイオードと熱伝達し、前記発光ダイオードで生じた熱を放散させる、少なくとも1つのヒートシンクを備えた、装置。 - 請求項28から46のいずれか一項において、前記治療用光は赤外光である、装置。
- 請求項28から47のいずれか一項において、前記光伝達システムは、その近位端で前記発光ダイオードからの治療用光を受光し、この光を当該光伝達システムの遠位端に伝送して、前記処置領域を照射する、光ファイバを備える、装置。
- 請求項28から48のいずれか一項において、
ヒトまたは動物からなる被験体に挿入される外科手術用のハンドピースであって、治療用光を前記被験体の内側の部分に供給する、ハンドピースを備えた、装置。 - 請求項28から49のいずれか一項において、
ヒトまたは動物からなる被験体の外側の部分に治療用光を供給する、ハンドピースを備えた、装置。 - 請求項28から50のいずれか一項において、前記治療用光が当てられる領域は、1cm以上の特有の大きさを有する、装置。
- 処置領域に治療用光を供給して、前記処置領域における加熱を引き起こす装置であって、
複数の発光ダイオードと、
前記複数の発光ダイオードのそれぞれを駆動して各パルス期間中に治療用光を生成し、前記パルス期間よりも長い期間であるそれぞれの回復期間に、前記各発光ダイオードを非発光状態で維持する、制御器と、
治療期間中に前記処置領域において、約200W/cm2の平均パワー密度で、前記複数の発光ダイオードからの前記治療用光を前記処置領域に当てる、少なくとも1つの光伝達システムとを備えた、装置。 - 請求項52において、前記複数の発光ダイオードの前記各パルス期間は、前記治療期間中、互い違いである、装置。
- 請求項53において、治療期間の実質的に全ての間、前記複数の発光ダイオードのうち少なくとも1つがそのパルス期間中である、装置。
- 請求項52から54のいずれか一項において、前記複数の発光ダイオードの前記各パルス期間の継続時間は、50ms以下である、装置。
- 請求項52から54のいずれか一項において、前記複数の発光ダイオードの前記各パルス期間の継続時間は、前記回復期間の継続時間の約10倍以上である、装置。
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