JP2014506502A - 放射線ベースの皮膚科治療のデバイスおよび方法 - Google Patents
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Abstract
皮膚科治療を提供するための自己内蔵型手持ち式デバイスは、ユーザによって手で持たれるように構成されたデバイス本体と、デバイス本体の中に支持される放射線源であって、放射線源は、エネルギービームを生成するように構成されたビーム源を含む、放射線源と、治療期間中に皮膚の表面を横断して手動で移動させられるように構成された適用端部と、ビーム源が皮膚にパルス化エネルギービームを放出するよう、治療期間中に放射線源をパスル化するように構成された電子機器と、変位制御システムとを含み、変位制御システムは、皮膚に対するデバイスの変位を決定するように構成された変位センサと、皮膚に対するデバイスの決定された変位に基づいて、デバイスの少なくとも１つの動作パラメータを制御するように構成された電子機器とを含む。
Description
（関連出願の相互参照）
本願は、米国仮特許出願第６１／４３９，３５３号（２０１１年２月３日出願）、米国仮特許出願第６１／４４４，０７９号（２０１１年２月１７日出願）、米国仮特許出願第６１／４６９，３１６号（２０１１年３月３０日出願）、米国仮特許出願第６１／５３３，６４１号（２０１１年９月１２日出願）、米国仮特許出願第６１／５３３，６７７号（２０１１年９月１２日出願）、米国仮特許出願第６１／５３３，７８６号（２０１１年９月１２日出願）、米国仮特許出願第６１／５４５，４８１号（２０１１年１０月１０日出願）、米国仮特許出願第６１／５６３，４９１号（２０１１年１１月２３日出願）、および米国仮特許出願第６１／５９４，１２８号（２０１２年２月２日出願）の利益を主張し、これらの出願のすべては、その全体が参照することによって本明細書に援用される。
本願は、米国仮特許出願第６１／４３９，３５３号（２０１１年２月３日出願）、米国仮特許出願第６１／４４４，０７９号（２０１１年２月１７日出願）、米国仮特許出願第６１／４６９，３１６号（２０１１年３月３０日出願）、米国仮特許出願第６１／５３３，６４１号（２０１１年９月１２日出願）、米国仮特許出願第６１／５３３，６７７号（２０１１年９月１２日出願）、米国仮特許出願第６１／５３３，７８６号（２０１１年９月１２日出願）、米国仮特許出願第６１／５４５，４８１号（２０１１年１０月１０日出願）、米国仮特許出願第６１／５６３，４９１号（２０１１年１１月２３日出願）、および米国仮特許出願第６１／５９４，１２８号（２０１２年２月２日出願）の利益を主張し、これらの出願のすべては、その全体が参照することによって本明細書に援用される。
（技術分野）
本開示は、放射線ベースの皮膚科治療のデバイスおよび方法、例えば、部分治療を提供するためのレーザベースのデバイス、または任意の他の好適な種類の皮膚科治療を提供するための任意の他の種類の放射線源を使用するデバイスに関する。
本開示は、放射線ベースの皮膚科治療のデバイスおよび方法、例えば、部分治療を提供するためのレーザベースのデバイス、または任意の他の好適な種類の皮膚科治療を提供するための任意の他の種類の放射線源を使用するデバイスに関する。
（背景）
組織の光ベースの治療は、除毛、皮膚の若返り、しわ治療、にきび治療、血管病変（例えば、クモ状静脈、びまん性発赤等）の治療、セルライトの治療、色素沈着病変（例えば、染み、そばかす、ほくろ等）の治療、刺青除去、および種々の他の治療等の種々の用途に使用される。そのような治療は、概して、特定の用途に応じて、いくつかある性質の中でも、切除または非切除であり得る、光化学的、光生物学的、熱的、または他の方式で組織を治療するように、個人の身体上の組織の領域、例えば、皮膚または内部組織に光またはレーザ放射線を送達することを含む。
組織の光ベースの治療は、除毛、皮膚の若返り、しわ治療、にきび治療、血管病変（例えば、クモ状静脈、びまん性発赤等）の治療、セルライトの治療、色素沈着病変（例えば、染み、そばかす、ほくろ等）の治療、刺青除去、および種々の他の治療等の種々の用途に使用される。そのような治療は、概して、特定の用途に応じて、いくつかある性質の中でも、切除または非切除であり得る、光化学的、光生物学的、熱的、または他の方式で組織を治療するように、個人の身体上の組織の領域、例えば、皮膚または内部組織に光またはレーザ放射線を送達することを含む。
光ベースの治療デバイスは、レーザ、ＬＥＤ、フラッシュランプ等の種々の種類の光源を含む。例えば、ダイオードレーザは、ある光ベースの治療およびそのような治療を提供するためのデバイスに特に好適である。ダイオードレーザは、典型的には、電源以外の光生成のための主要な必要構成要素を含有する、１つのチップの上に構築されるため、小型である。さらに、ダイオードレーザは、典型的には、ある他のレーザと比較して低電力によって駆動されることを可能にする、最大５０％以上の効率を提供する。ダイオードレーザは、レーザに電力供給するために従来のトランジスタベースの回路を使用することができるように、少ない電流による直接励起を可能にする。
ダイオードレーザに特有である他の特性は、ある他のレーザと比較して、高温感受性／同調性、および高度発散ビームを含む。ダイオードレーザは、典型的には、レーザの光軸に対して直角な面で軸非対称プロファイルを有するビームを放出する。具体的には、放出されたビームは、直交する第２の軸（「スロー軸」と呼ばれる）よりも第１の軸（「ファスト軸」と呼ばれる）で有意に速く発散する。対照的に、他の種類のレーザ、例えば、ファイバレーザは、典型的には、横断面で軸対称プロファイルを有するビームを放出する。
レーザベースの治療デバイスは、典型的には、所望に応じて、標的組織へのレーザ放射線を走査する、成形する、調節する、方向付ける、および／または別様にそれに影響を及ぼすように、レーザ源の下流に光学機器を含む。そのような光学機器は、例えば、ビームの方向、伝搬性質および形状（例えば、収束、発散、平行）、スポットサイズ、角度分布
、時間および空間的コヒーレンス、および／または強度プロファイル等のビームの光学的パラメータを制御するためのレンズ、鏡、ならびに他の反射性および／または透過性要素を含んでもよい。いくつかのデバイスは、組織中に放射領域のパターン（例えば、スポット、線、または他の形状）を作成するために、レーザビームを走査するためのシステムを含む。いくつかの用途については、放射領域の走査されたパターンは、標的組織領域の完全被覆を提供するために、相互に重複する、または実質的に相互に隣接する、または連続的である。他の用途、例えば、あるしわ治療、血管治療、色素沈着治療、抗炎症治療、および他の皮膚の若返り治療については、走査された放射領域は、全体的な標的組織領域のわずかのみが治療期間中に放射されるように、非照射領域によって相互から離間されてもよい。したがって、そのような用途では、概して、治療された組織の領域間に、治療されていない組織の領域がある。この種類の治療は、標的領域のわずかのみが治療期間中に照射されるため、「部分」治療（またはより具体的には、場合によっては、部分光熱融解）として知られている。
、時間および空間的コヒーレンス、および／または強度プロファイル等のビームの光学的パラメータを制御するためのレンズ、鏡、ならびに他の反射性および／または透過性要素を含んでもよい。いくつかのデバイスは、組織中に放射領域のパターン（例えば、スポット、線、または他の形状）を作成するために、レーザビームを走査するためのシステムを含む。いくつかの用途については、放射領域の走査されたパターンは、標的組織領域の完全被覆を提供するために、相互に重複する、または実質的に相互に隣接する、または連続的である。他の用途、例えば、あるしわ治療、血管治療、色素沈着治療、抗炎症治療、および他の皮膚の若返り治療については、走査された放射領域は、全体的な標的組織領域のわずかのみが治療期間中に放射されるように、非照射領域によって相互から離間されてもよい。したがって、そのような用途では、概して、治療された組織の領域間に、治療されていない組織の領域がある。この種類の治療は、標的領域のわずかのみが治療期間中に照射されるため、「部分」治療（またはより具体的には、場合によっては、部分光熱融解）として知られている。
本開示は、放射線ベースの皮膚科治療デバイスおよび方法、例えば、部分治療を提供するためのレーザベースのデバイスに関する。
いくつかの実施形態では、放射線ベースの皮膚科治療、例えば、皮膚の表面再生、皮膚の若返り、しわ治療、色素沈着の除去または低減、除毛、にきび治療、皮膚の引き締め、発赤、毛細管拡張症またはポートワイン母斑等の血管治療、皮膚線条、老化防止、または酒さ、にきび、あるいは白班等の抗炎症皮膚治療を提供するために、手持ち式の小型デバイスが提供される。他の実施形態が、眼組織または内部器官等の非皮膚組織治療に適用されてもよい。特定の実施形態では、本デバイスは、デバイスが皮膚を横断して移動させられるか、または「手動で走査される」につれて、１つ以上のレーザビーム源をパルス化することによって、レーザベースの非切除部分治療を提供するための小型の手持ち式デバイスであり、本デバイスは、レーザビームに影響を及ぼすための任意の光学機器（例えば、鏡、電動レンズ等）を省略し、レーザビーム源は、レーザビーム源によって放出されるレーザビームとともに、（場所および方向が）固定されて取り付けられ、デバイスの動作中にデバイスに対して（場所および方向が）固定されたままである。
本デバイスは、皮膚科治療を提供する１つ以上の照射領域を皮膚の上で生じるように、１つ以上のビームの形態でエネルギーを皮膚に放射する、１つ以上の放射線源を含んでもよい。本明細書で使用されるように、「放射線」は、電磁放射線、紫外線、可視光線、およびＩＰ光、無線周波数、超音波、マイクロ波等を含む、任意の放射エネルギーを含んでもよい。放射線源は、１つ以上のコヒーレントまたはインコヒーレントエネルギービームを放射するための任意の好適なデバイス、例えば、レーザ、ＬＥＤ、フラッシュランプ、超音波デバイス、ＲＦデバイス、マイクロ波エミッタ等を含んでもよい。エネルギービームは、特定の実施形態、用途、またはデバイス設定に応じて、パルス、連続波（ＣＷ）、または別様等の任意の好適な方式で提供されてもよい。いくつかの実施形態では、放射線源は、治療を達成するように１つ以上のレーザビームを皮膚に送達する、レーザ、例えば、端面放射型レーザダイオード、レーザダイオードバー、ＨｅＮｅレーザ、ＹＡＧレーザ、ＶＣＳＥＬレーザ、または他の種類のレーザである。単数での放射線源またはエネルギービームという本明細書の言及は、特に指定がない限り、少なくとも１つの放射線源または少なくとも１つのエネルギービーム、例えば、単一の放射線源または単一のエネルギービームという言及、あるいは放射線源またはエネルギービームという言及（あるいは複数の放射線源または複数のエネルギービームという言及）を意味すると解釈されるべきであることを理解されたい。
いくつかの実施形態では、本デバイスは、部分皮膚科治療、例えば、皮膚の表面再生、皮膚の若返り、しわ治療、色素沈着の除去または低減、光傷害によって引き起こされる粗い皮膚の治療等を提供するように、パルス化エネルギービームを皮膚に提供する。各パルス化エネルギービームは、皮膚の表面上の照射治療スポット（または「治療スポット」）、または本明細書ではマイクロ熱ゾーン（ＭＴＺ）と呼ばれる、皮膚の表面より下側に延在する熱損傷を受けた（または光化学的等の別様に影響を受けた）皮膚の３次元容積を形成する。各ＭＴＺは、皮膚表面から皮膚の中へ下向きに延在してもよく、または実施形態、デバイス設定、あるいは特定の用途に応じて、皮膚表面より下側のある深度から始まって、皮膚の中へさらに下向きに延在してもよい。本デバイスは、治療されていない（すなわち、照射されていない、またはあまり照射されていない）皮膚の容積によって相互から横方向に離間される、ＭＴＺの配列を皮膚で生成するように構成されてもよい。例えば、デバイスの適用端部（本明細書ではデバイス「先端」とも呼ばれる）が、治療期間中に皮膚の表面を横断して手動で（例えば、摺動する方式で）移動させられてもよい。１つまたは複数のエネルギービームが、皮膚を横断するデバイスの移動中に（本明細書では「滑走モード」治療と呼ばれる）、または皮膚を横断するデバイスの移動の間に（本明細書では「打刻モード」治療と呼ばれる）、またはこれらのモードあるいは他のモードの組み合わせで、（皮膚でＭＴＺを生成するように）パルス化されてもよい。隣接ＭＴＺ間の治療されていない（すなわち、照射されていない）皮膚の領域によって促進される、皮膚の治癒反応が、治療領域中で部分治療の利益を提供する（例えば、皮膚の表面再生または若返り、しわの除去または低減、色素の除去または低減等）。いくつかの実施形態または用途では、小型の手持ち式デバイスは、専門デバイスに類似する結果を生じ得るが、複数の治療または日数（例えば、３０日間治療ルーチン、または週２回治療期間の治療ルーチン）にわたって、単一の専門線量の等量をより徐々に送達するために、家庭用モデルを活用する。皮膚の若返りは、概して、しわ、色素異常症、色素沈着病変、光線角化症、肝斑、皮膚のきめ、発赤または紅斑、皮膚の引き締め、皮膚の弛緩の治療、または他の治療のうちの少なくとも１つ以上を含む。
本明細書で使用されるように、「部分」治療は、皮膚表面上に生成される個々の治療スポットが、（そのような治療スポットに対応するＭＴＺが相互から略物理的に分離されるように）照射されていない（またはあまり照射されていない）皮膚の領域によって相互から物理的に分離される治療を意味する。言い換えれば、部分治療では、隣接した治療スポット（したがって、それらの対応するＭＴＺ）が、相互に接触または重複しない。放射線源（例えば、レーザ）が、皮膚の上に一連の連続的な治療スポットを生成するようにパルス化される、いくつかの実施形態では、パルス繰り返し数は、（例えば、デバイスの滑走モード動作で）本明細書では「手動の滑走速度」と呼ばれる、デバイスが皮膚を横断して手動で移動または「滑走」させられる、典型的または予期される速度に基づいて、設定または選択されてもよい。具体的には、パルス繰り返し数は、一連の典型的または予期される手動（または機械的駆動）滑走速度について、隣接した治療スポットが、治療されていない皮膚の領域によって相互から略物理的に分離される（すなわち、部分治療が提供される）ように、設定または選択されてもよい。いくつかの実施形態では、パルス繰り返し数は、一連の典型的または予期される手動の滑走速度について、隣接した治療スポットが、所定のゼロではない最短距離、例えば、５００μｍから、相互から物理的に分離されるように、設定または選択されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、２から３０ＨＺの間（例えば、約１５Ｈｚ）のパルス繰り返し数が、１から６ｃｍ／秒の間の典型的または予期される手動の滑走速度で所望の部分治療を提供するために選択されてもよい。
いくつかの実施形態では、本デバイスは、例えば、１つ以上のセンサ（例えば、１つ以上の滞留センサ、移動／速度センサ、および／または変位センサ）からのフィードバックに基づいて、治療スポット重複の発生または可能性を防止する、制限する、または低減させるように制御されてもよい。例えば、本デバイスは、皮膚に対するデバイスの速度また
は変位を監視し、例えば、デバイスが皮膚の上で以前の治療場所から最小閾値距離で変位させられなかったことを検出すると、放射線源をオフにすること、パルス繰り返し数を削減すること等によって、適宜に放射線源を制御してもよい。さらに、いくつかの実施形態では、パルス繰り返し数は、例えば、異なる手動の滑走速度および／またはユーザの異なる快適性レベルあるいは疼痛許容レベルに適応するように、デバイスによって自動的に調整可能であってもよく、および／またはユーザによって手動で調整可能であってもよい。
は変位を監視し、例えば、デバイスが皮膚の上で以前の治療場所から最小閾値距離で変位させられなかったことを検出すると、放射線源をオフにすること、パルス繰り返し数を削減すること等によって、適宜に放射線源を制御してもよい。さらに、いくつかの実施形態では、パルス繰り返し数は、例えば、異なる手動の滑走速度および／またはユーザの異なる快適性レベルあるいは疼痛許容レベルに適応するように、デバイスによって自動的に調整可能であってもよく、および／またはユーザによって手動で調整可能であってもよい。
いくつかの実施形態では、本デバイスは、皮膚内の種々の深度でＭＴＺを生成することによって、３Ｄ部分治療を提供するように構成されてもよい。例えば、これは、異なる深度でＭＴＺを生成するように構成された複数のビーム源を提供することによって、例えば、皮膚表面からの異なる距離、焦点深度、波長、パルスエネルギー、パルス持続時間、または他のパラメータで配設された複数のビーム源を使用することによって、達成されてもよい。したがって、そのような実施形態は、ビーム源およびビーム源から伝搬されるビームが、デバイス筐体に対して固定されたままである（すなわち、ビーム送達に関する可動部品がない）、固体構成を有してもよい。別の実施例として、そのような３Ｄ部分治療は、１つ以上のビーム源または出力ビームを動的に移動させるか、または調整すること、あるいは１つ以上のビームの焦点を動的に調整することによって、達成することができる。
いくつかの実施形態では、本デバイスは、変位センサと、皮膚を横断してデバイスの横方向変位を測定または推定し、デバイスの決定された変位に基づいて、デバイスの１つ以上の側面（例えば、放射線源のオン／オフ状態またはパルスレート）を制御するように構成された、電子機器とを含む、変位ベースの制御システムを含む。例えば、変位ベースの制御システムは、（部分治療のために）治療スポット間に所望の間隔を提供するように、および／または治療スポット重複の発生あるいは可能性を防止するか、もしくは低減させるように、エネルギービームの送達を制御してもよい。
いくつかの実施形態では、パルス化エネルギービームが、種々の既存のデバイスに存在する自動走査システム（例えば、光学要素および／またはレーザあるいは他のエネルギー源を移動させるためのシステムを含む）を使用するよりもむしろ、皮膚を横断して手動で走査される。いくつかの実施形態では、本デバイスは、いずれの可動光学機器も含まない（または以下で論議されるように、いずれの光学機器も全く含まない）。いくつかの実施形態では、放射線源および放射線源から皮膚までのエネルギービーム経路の両方が、デバイスの外側筐体に対して固定される。デバイスから自動走査システムを省略することにより、特に、単一のビーム源のみを含む実施形態について、放出されたエネルギービームがデバイス筐体に対して固定されたままであるため、より小さいビーム出力窓または開口を可能にしてもよい。例えば、あるレーザ源（例えば、端面放射型レーザダイオード）によって放出されるビームが、典型的には、非常に小さい直径（例えば、約１２０ミクロン）を有し、ビームが出口窓／開口の中心に置かれたままであるように固定されてもよいため、ある実施形態は、１ｍｍ未満（特定の実施形態では０．５ｍｍ未満）の最大幅または直径を有する、ビーム出力窓または開口を含んでもよい。相対的に、ある自動スキャナベースのデバイスは、面積が１平方センチメートルよりも大きい出口窓または開口を有する。
いくつかの実施形態では、本デバイスは、単一の放射線源、例えば、端面放射型レーザダイオード、単一のマイクロエミッタゾーンを有するＶＣＳＥＬ、ＬＥＤ、またはフラッシュランプを含む。ある治療については、皮膚の上で治療スポットの略１次元の配列（または線）を形成するように、デバイスが皮膚を横断して滑走させられている間に、単一の放射線源がパルス化されてもよい。したがって、任意の好適なパターンで皮膚を横断してデバイスを複数回滑走することによって、治療スポットの２次元配列を作成することができる。
他の実施形態では、本デバイスは、複数の放射線源、例えば、複数の端面放射型レーザダイオード、複数のエミッタを有するレーザダイオードバー（または複数のレーザダイオードバー）、複数のマイクロエミッタゾーンを有するＶＣＳＥＬ（または複数のＶＣＳＥＬ）、または複数のＬＥＤを含む。ある治療については、各滑走時に皮膚の上で治療スポットの２次元配列を形成するように、デバイスが、滑走モードで、または代替として打刻モードで、またはモードの組み合わせで操作されている間に、複数の放射線源がパルス化されてもよい。そのようなデバイスは、より大きい、より密度の高い、または別様に異なる２次元配列を作成するように、皮膚を横断して複数回滑走させられてもよい。
さらに、本デバイスは、デバイスの特定の実施形態および／または構成に応じて、「直接暴露」あるいは「間接暴露」放射線のために、および／または「近接近」あるいは「遠接近」放射線に対して構成されてもよい。「直接暴露」実施形態または構成は、放射線源によって生成されるビームに影響を及ぼすか、またはそれを処理するために、放射線源の下流にいずれの光学機器も含まない（「光学機器」という用語は、本書の以下で定義される）。いくつかの直接暴露デバイスは、ビームに実質的に影響を及ぼさない窓（例えば、放射線源および／またはデバイスの他の内部構成要素を保護する）を含んでもよい。窓は、任意の好適な材料、例えば、サファイア、石英、ダイヤモンド、または放射線源１４の周波数において透過性であり、また、好ましくは良好な熱係数も有する、他の材料から形成されてもよい。
したがって、デバイスの実施形態は、マイクロレンズまたは他の類似光学機器を使用することなく、ＭＴＺの所望の配列を作成してもよい。したがって、デバイスの実施形態は、ＭＴＺ配列を作成するためにマイクロレンズまたは他の類似光学機器を使用する、ある非切除部分治療デバイスと比較して、増加した光学効率、低減した所要電力、より単純かつ安価な製造、増加した小型性、および／または強化された信頼性を提供してもよい。しかしながら、デバイスのある実施形態は、例えば、所望のビーム成形のために、１つ以上の光学機器を含んでもよいことを理解されたい。
ビームに影響を及ぼす光学機器の省略が、ある実施形態では、デバイスの全体的なより高い光学効率をもたらしてもよい。任意の光学システムで、完璧ではない透過、反射、またはビーム経路内の光学要素の直径の外側のビーム「流出」により、損失が発生する。したがって、ビームに影響を及ぼす光学機器を省略するデバイスの実施形態は、増加した光学効率を提供し、したがって、ある従来のデバイスと比較して、放射線源への低減した電力を可能にしてもよい。
対照的に、「間接暴露」実施形態または構成は、放射線源によって生成されるビームに影響を及ぼすか、またはそれを処理するために、放射線源の下流に１つ以上の光学機器を含む。光学機器は、放射線源が、治療中に皮膚に接触するデバイスの適用端部から任意の所望の距離を置いて（したがって、標的表面から任意の所望の距離を置いて）設置されること、または他の放射線性質に影響を及ぼすことを可能にしてもよい。放射線源としてレーザダイオードを使用する、ある実施形態は、放射線を好適に送達／分配するために、回転光学機器またはマイクロレンズ配列等の、レーザダイオードまたはスキャナから放出される急速発散ファスト軸ビームプロファイルを捕捉および集束するための１つ以上のファスト軸光学要素を含んでもよい。
「近接近」実施形態または構成では、各放射線源の発光表面（例えば、端面放射型レーザダイオードの発光表面）は、デバイス先端が皮膚と接触して設置されたときに、各放射線源の発光表面が皮膚表面の１０ｍｍ以内に設置されるように、デバイスの皮膚接触表面（すなわち、デバイス先端の先頭表面）の１０ｍｍ以内に設置される。以下で論議されるように、この距離は、本明細書では「接近ギャップ間隔」と呼ばれる。対照的に、「遠接
近」実施形態または構成では、（放射線源の発光表面とデバイスの膚接触表面との間の）接近ギャップ間隔は、１０ｍｍよりも大きい。いくつかの近接近実施形態は、小さい近接近ギャップ間隔、したがって、放射線源から皮膚までのビームの短い移動距離により、類似遠接近実施形態で必要とされ得る、精密整列光学機器（または全ての光学機器）を省略し、したがって、直接暴露・近接近構成を提供してもよい。以下で論議されるいくつかの特定の実施形態は、直接暴露および近接近放射に対して構成された端面放射型レーザダイオードを含み、端面放射型レーザダイオードの発光表面は、端面放射型レーザダイオードと皮膚との間に光学機器を伴わずに（例えば、窓、空間、保護被覆、または類似特徴のみを伴って）皮膚表面の１０ｍｍ以内に設置される。直接暴露・近接近実施形態は、特に小型であってもよい。いくつかの直接暴露・近接近実施形態は、高い光学スループットを提供してもよく、かつ小型電池式デバイスにおいて比較的高出力の放出を生成することが可能であってもよい。
近」実施形態または構成では、（放射線源の発光表面とデバイスの膚接触表面との間の）接近ギャップ間隔は、１０ｍｍよりも大きい。いくつかの近接近実施形態は、小さい近接近ギャップ間隔、したがって、放射線源から皮膚までのビームの短い移動距離により、類似遠接近実施形態で必要とされ得る、精密整列光学機器（または全ての光学機器）を省略し、したがって、直接暴露・近接近構成を提供してもよい。以下で論議されるいくつかの特定の実施形態は、直接暴露および近接近放射に対して構成された端面放射型レーザダイオードを含み、端面放射型レーザダイオードの発光表面は、端面放射型レーザダイオードと皮膚との間に光学機器を伴わずに（例えば、窓、空間、保護被覆、または類似特徴のみを伴って）皮膚表面の１０ｍｍ以内に設置される。直接暴露・近接近実施形態は、特に小型であってもよい。いくつかの直接暴露・近接近実施形態は、高い光学スループットを提供してもよく、かつ小型電池式デバイスにおいて比較的高出力の放出を生成することが可能であってもよい。
「直接暴露」は、「近接近」と同義ではなく、同様に、「間接暴露」は、「遠接近」と同義ではないことを理解されたい。つまり、直接暴露実施形態または構成は、特定の実施形態または構成に応じて、近接近または遠接近放射のいずれかに対して構成されてもよい。例えば、平行または準平行光源が、遠接近で位置することができ、ビームが光源と皮膚との間に光学機器を持たないという点で、直接暴露であり得る。同様に、間接暴露実施形態または構成は、特定の実施形態または構成に応じて、近接近または遠接近放射のいずれかに対して構成されてもよい。例えば、いくつかの実施形態は、光源の下流に非常に小さいレンズ（例えば、円柱またはボールレンズ）を含んでもよいが、各放射線源の発光表面は、依然として、治療中に皮膚表面の１０ｍｍ以内にある。
いくつかの実施形態では、本デバイスのビーム生成および送達構成要素は、（ａ）デバイス筐体に対する複数の異なる方向または場所へビームを走査するように、電動式または別様に動く光学要素等の任意の電動式あるいは別様に動くビーム走査要素（例えば、ガルボ制御鏡または回転多面走査要素）、および（ｂ）ビーム源および任意の関連ビーム送達要素を物理的に移動させるための任意の電動式または他の要素（例えば、レーザ、ＬＥＤ、ファイバ、導波管等）を含む、デバイス筐体に対して、ビーム源ならびに伝搬ビームの方向および場所を動的に移動させるための任意の自動または機械的可動部品を除外する、完全固体構造を有する。そのような実施形態は、雑音を低減し、デバイスの信頼性を増加させ、製造費および複雑性を低減し、および／または少ないあるいは最小限の構成要素数を伴う完成デバイスの小型性を増加させてもよい。
いくつかの実施形態では、本デバイスは、（上記で論議されたように）デバイス筐体に対して、ビーム源ならびに伝搬ビームの方向および場所を動的に移動させるためのいずれの自動または機械的可動部品も含まないとともに、任意のファン、他のモータ、または他の自動可動部品を含まない、自動可動部品を全く伴わない、完全固体構造を有する。
ある例示的実施形態は、直接暴露・近接近放射を提供するように、および滑走または打刻モード動作で皮膚の表面を横断するデバイスの手動走査を介して、皮膚領域被覆を提供し、ＣＷまたはパルス化放射線源（あるいは複数のＣＷまたはパルス化放射線源）を使用するために構成された、完全固体構成要素を伴う、手持ち式で電池式の小型皮膚治療デバイスである。
いくつかの実施形態では、本デバイスは、小型の手持ち式筐体に完全または実質的に内蔵される。例えば、デバイスのいくつかのバッテリ式実施形態では、放射線源、ユーザインターフェース、制御電子機器、センサ、１つまたは複数のバッテリ、ファンあるいは他の冷却システム（該当する場合）、および／または任意の光学機器（該当する場合）が、全て小型の手持ち式筐体に含有される。同様に、デバイスのいくつかの壁コンセント電動
実施形態では、電源コードのみがデバイスから延在する状態で、放射線源、ユーザインターフェース、制御電子機器、センサ、１つまたは複数のバッテリ、ファンあるいは他の冷却システム（該当する場合）、および／または任意の光学機器（該当する場合）が、全て小型の手持ち式筐体に含有される。
実施形態では、電源コードのみがデバイスから延在する状態で、放射線源、ユーザインターフェース、制御電子機器、センサ、１つまたは複数のバッテリ、ファンあるいは他の冷却システム（該当する場合）、および／または任意の光学機器（該当する場合）が、全て小型の手持ち式筐体に含有される。
他の実施形態では、デバイスの１つ以上の主要構成要素が、デバイス筐体から分離し、任意の好適な物理的または無線手段（例えば、ワイヤ、ケーブル、ファイバ、無線通信リンク等）によって接続されてもよい。
いくつかの実施形態では、本デバイスは、例えば、（例えば、下流光学機器を伴わない端面放射型レーザダイオードを使用して）実質的に発散性のエネルギービームを送達すること、および／または１つ以上のセンサを含む眼の安全の制御システムを使用することによって、および／または任意の他の好適な方式によって、眼に安全な放射線を提供する。いくつかのレーザベースの実施形態または設定では、本デバイスは、ＩＥＣ ６０８２５−１によるＣｌａｓｓ １Ｍまたはより良好な（Ｃｌａｓｓ １等）眼の安全分類を満たす。他のレーザベースの実施形態または設定では、本デバイスは、次の分類閾値までの差の２５％未満だけ、ＩＥＣ ６０８２５−１ Ｃｌａｓｓ １Ｍの眼の安全分類から外れる。なおも他のレーザベースの実施形態または設定では、本デバイスは、次の分類閾値までの差の５０％未満だけ、ＩＥＣ ６０８２５−１ Ｃｌａｓｓ １Ｍの眼の安全分類から外れる。いくつかのランプベースの実施形態では、本デバイスは、ＩＥＣ ６２４７１による「免除」または「低リスク」の眼の安全分類を満たす。
いくつかの実施形態では、本デバイスは、放射線源として、１つ以上のＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）レーザを使用する。ＶＣＳＥＬは、単一のエネルギービームまたは複数の離散エネルギービームを生成するように構成されてもよい。後者については、ＶＣＳＥＬは、単一のＶＣＳＥＬがレーザビームの配列（例えば、１Ｄまたは２Ｄ配列）を生成し得るように、各マイクロエミッタゾーンがビームを生成する、非活性（または低活性あるいは遮蔽）領域によって相互から分離されたマイクロエミッタゾーンの配列を画定する、非活性領域を含んでもよい。いくつかの実施形態では、レーザビームの配列は、皮膚の上の離間した治療スポットの配列、したがって、離間ＭＴＺの配列を提供するように、例えば、デバイスの手動の滑走モードまたは打刻モード動作を介して部分治療を提供するように、皮膚に送達される。いくつかの実施形態では、各マクロエミッタゾーンから生成されるビームは、実質的に軸対称である（例えば、端面放射型レーザダイオードによって生成されるビームとは対照的に）。いくつかの実施形態では、２次元マルチゾーンパルスＶＣＳＥＬは、直接暴露、近接近において（事実上、直接またはほぼ直接皮膚に対して配置される）、皮膚を横断して滑走または打刻されたときに、部分治療に影響を及ぼすように構成されてもよい。同様に、１次元マルチゾーンパルスＶＣＳＥＬは、直接暴露、近接近において、皮膚を横断して滑走または打刻されたときに、部分治療に影響を及ぼすように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、本デバイスは、眼に安全であり、手持ち式であり、過剰な人件費を伴わずに製造可能であり、低い電力消費量を必要とし、かつ効果的である。いくつかの実施形態では、本デバイスは、皮膚に複数のＭＴＺを作成するために、光学スキャナ、マイクロレンズ、または他の複雑な光学および機械デバイスの必要性を排除する。特定の実施形態では、本デバイスは、バッテリ式であり、端面放射型レーザダイオードが繰返しパルス化され、各パルスが皮膚に複数のＭＴＺを作成している間に、皮膚を横断してデバイスを手動で走査することによって、皮膚にＭＴＺの配列を作成するための単一で固定位置の繰返しパルス端面放射型レーザダイオードを伴う。他の実施形態では、複数のビーム源の各パルスで皮膚に複数のＭＴＺを作成するために、複数のビーム源（例えば、複数の端面放射型レーザダイオード、あるレーザダイオードバー、あるＶＣＳＥＬ構成）を使
用することができる。
用することができる。
いくつかの実施形態では、本デバイスは、１日に１回または２回、数分以下の治療期間を含む、家庭用治療計画を使用して、部分治療を提供するために好適であり得る。いくつかの実施形態では、例えば、２分の治療期間が、約２０〜３０ｃｍ２（約４インチ２）の効果的な治療を可能にしてもよい。さらに、ある実施形態は、小型バッテリの使用を可能にし、かついずれのファンも伴わずに熱制御を可能にする。例えば、いくつかの実施形態では、銅の小型円筒形ブロックが、治療期間中にレーザから廃熱を吸収し、ファンを使用することなくダイオードの過剰な温度上昇を防止することができる。他の実施形態は、デバイス構成要素の増加した冷却のために少なくとも１つのファンを含んでもよい。
本開示のいくつかの実施形態は、部分的に、以下の説明および添付図面を参照することによって、理解され得る。
本開示のいくつかの実施形態は、部分的に、以下の説明、および類似の参照番号が同一または類似部品を指す添付図面を参照することによって、理解され得る。
図１は、ある実施形態による、例示の手持ち式放射線ベースの治療デバイス１０の種々の構成要素を図示する。放射線ベースの治療デバイス１０は、エネルギービーム６０を生成するように構成された放射線源１４を含む、放射線エンジン１２、エネルギービーム６０を調節し、および／または皮膚４０の治療領域に送達するための光学機器１６、制御システム１８、１つ以上の電力供給２０、および／または１つ以上のファン３４を含んでもよい。
上記で論議されたように、デバイス１０の「直接暴露」の実施形態は、光学機器１６を省略することにより、重要な光学機器が放射線源１４と皮膚表面との間に提供されず、したがって、皮膚についての直接放射を提供してもよい。さらに、上記で論議されたように、いくつかの直接暴露の実施形態では、放射線源１４の発光表面は、デバイスの治療先端部の皮膚接触表面または標的組織４０にごく接近して（１０ｍｍ以内に）位置する。
いくつかの実施形態では、デバイス１０の主要な構成要素は、手持ち式構造または外側筐体２４の中に実質的に自己内蔵型であってもよい。手持ち式筐体２４は、皮膚４０の治療領域の治療中に皮膚（または他の標的表面）と接触して配置されるように構成された適用端部（または「治療先端部」）４２を画定してもよい。適用端部４２は、エネルギービーム６０をユーザに送達するための治療送達インターフェースを含む、種々のユーザインターフェース、ならびに皮膚（または他の表面）および／またはデバイス１０によって送達されるエネルギーの種々の特性を検出するための１つ以上のセンサ２６を含んでもよいか、または収納してもよい。いくつかの実施形態では、適用端部４２は、それを介してレーザビームが標的表面に送達される開口または窓４４を含んでもよく、または代替として、光学要素１６（例えば、レンズ）が、適用端部４２に位置し、および治療中に皮膚と直接接触またはごく接近するように構成されてもよい。
デバイス１０は、本明細書で論議される機能性または当業者に公知である他の関連機能
性のうちのいずれかを提供するために好適な任意の他の構成要素を含んでもよい。
性のうちのいずれかを提供するために好適な任意の他の構成要素を含んでもよい。
放射線エンジン１２は、例えば、１つ以上のレーザ、ＬＥＤ、および／またはフラッシュランプ等の１つ以上の放射線源１４、超音波デバイス、ＲＦデバイス、またはマイクロ波エミッタを含んでもよい。放射線源１４としてレーザを含む実施形態は、任意の１つまたは複数の種類のレーザ、例えば、１つ以上の端面放射型レーザダイオード（単一のエミッタ端面放射型レーザダイオードまたは複数のエミッタ端面放射型レーザダイオード）、レーザダイオードバー、ＶＣＳＥＬレーザ（垂直共振器面発光レーザ）、ＣＯ２レーザ、エルビウムＹＡＧレーザ、パルス色素レーザ、ファイバレーザ、他の種類のレーザ、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
放射線源１４は、各々が皮膚に送達するためにビームを生成するように動作可能である、１つ以上のビーム源を含んでもよい。いくつかの実施形態では、放射線源１４は、単一のビームを生成するためのちょうど１つのビーム源を有するレーザ、例えば、（ａ）単一のビームを生成する単一エミッタ端面放射型レーザダイオード、（ｂ）例えば、その内容全体が参照することにより本明細書に組み込まれる、同時係属中の米国仮特許出願第６１／５９４，１２８号に説明されているように、単一の集合ビームを生成する多重エミッタ端面放射型レーザダイオード、（ｃ）例えば、以下で論議されるように、そのエネルギープロファイルの空間変調を有する単一の集合ビームまたは単一のビームを生成する、高フィルファクタを有するレーザダイオードバー、または（ｄ）単一の複合ビームを生成するように単一のビーム源（すなわち、単一の「マイクロエミッタゾーン」）の役割をともに果たす、複数のエミッタを有するＶＣＳＥＬレーザである。項目（ｂ）「単一の集合ビームを生成する多重エミッタ端面放射型レーザダイオード」は、基板上に形成された複数のエミッタ接合を有する一体またはモノリシックレーザダイオード構造（例えば、「多重量子井戸」（ＭＱＷ）レーザダイオード等）を指し、したがって、レーザダイオードバーと区別される。
他の実施形態では、放射線源１４は、複数の離散ビームを生成するための複数のビーム源を有するレーザ、例えば、（ａ）各々単一の離散ビームを生成する複数のエミッタを有するレーザダイオードバー、または（ｂ）各マイクロエミッタゾーンが、他のビーム源から離散して単一のビームを生成する離散ビーム源の役割を果たす、複数のマイクロエミッタゾーンを有する（１ゾーンあたり１つ以上のエミッタを有する）ＶＣＳＥＬレーザである。そのような複数のビーム源は、一列、２次元配列、または別様に配設されてもよい。
いくつかの実施形態では、各ビーム源から放出されるビームは、少なくとも１つの方向に発散する。例えば、単一ビーム源端面放射型レーザダイオードまたは多重ビーム源レーザダイオードバーを含む実施形態では、各ビーム源から放出されるビームは、ファスト軸およびスロー軸の両方に発散してもよい。したがって、そのような実施形態では、デバイスがビーム源の下流に光学機器を含まず、エネルギービームがデバイスの適用端部から退出し、非対称発散ビームとして標的表面に達する。さらに、ＶＣＳＥＬレーザを含む実施形態では、１つまたは複数の放出されたビームは、例えば、約１５度で両方の軸で対称に発散してもよい。
以下で論議されるように、デバイス１０のそのような実施形態によって送達されるエネルギービームの発散は、眼の安全の側面を提供してもよい。いくつかの実施形態では、放射線源１４の配設および／または光源から放出されるビームの発散は、以下で論議されるように、ＩＥＣ ６０８２５−１標準によるＣｌａｓｓ １Ｍまたはより良好な眼の安全分類を提供してもよい。
いくつかの実施形態では、放射線源１４は、所望の皮膚科治療を提供するように任意の
好適な波長に対して構成され、および／または任意の好適な波長で操作されてもよい。例えば、放射線源１４は、例えば、ある光熱融解または他の治療のために、例えば、１４００ｎｍから２０００ｎｍの間の、皮膚内の水分によって吸収される波長に対して構成されるか、および／または波長で操作されるレーザであってもよい。いくつかの実施形態では、放射線源１４は、例えば、にきび治療またはある部分非切除皮膚治療、例えば、皮膚の若返りまたは表面再生、しわ治療、あるいは色素沈着病変（例えば、染み、そばかす、ほくろ等）の治療のために、１４００ｎｍから１５５０ｎｍの間の波長に対して構成されるか、および／または波長で操作されるレーザであってもよい。他の実施形態では、放射線源１４は、例えば、にきびのような皮脂腺関連治療のために、１７００ｎｍから１８００ｎｍの間の波長に対して構成されるか、および／または波長で操作されるレーザであってもよい。なおも他の実施形態では、放射線源１４は、例えば、日光黒子のような色素沈着病変治療のために、約１９２６ｎｍの波長に対して構成されるか、および／または波長で操作されるレーザであってもよい。別の実施例として、放射線源１４は、除毛治療またはメラニンベースの治療を提供するために、約８１０ｎｍの波長に対して構成されるか、および／または波長で操作されるレーザであってもよい。複数のビーム源を含む、いくつかの実施形態では、異なるビーム源が、異なる波長で発光してもよい。例えば、デバイスは、約１４００ｎｍ〜１５５０ｎｍの波長を放出する１つ以上の第１のビーム源と、約１９２６ｎｍの波長を放出する１つ以上の第２のビーム源とを含んでもよい。別の実施例として、波長は、紫外線内にあってもよく（例えば、ＤＮＡまたは微生物に影響を及ぼすため等）、可視スペクトル内にあってもよく（例えば、メラニン、ヘモグロビン、酸素ヘモグロビン、またはミトコンドリアあるいは線維芽細胞のような感光性要素に影響を及ぼすため等）、または赤外線スペクトル内にあってもよい（例えば、メラニン、水分、脂質に影響を及ぼすため等）。同様に、放射線は、超音波スペクトル内（例えば、集束超音波部分皮膚若返りまたは引き締めを行うため等）、または無線周波数スペクトル内にあってもよい（例えば、部分またはバルク加熱を行うため等）。
好適な波長に対して構成され、および／または任意の好適な波長で操作されてもよい。例えば、放射線源１４は、例えば、ある光熱融解または他の治療のために、例えば、１４００ｎｍから２０００ｎｍの間の、皮膚内の水分によって吸収される波長に対して構成されるか、および／または波長で操作されるレーザであってもよい。いくつかの実施形態では、放射線源１４は、例えば、にきび治療またはある部分非切除皮膚治療、例えば、皮膚の若返りまたは表面再生、しわ治療、あるいは色素沈着病変（例えば、染み、そばかす、ほくろ等）の治療のために、１４００ｎｍから１５５０ｎｍの間の波長に対して構成されるか、および／または波長で操作されるレーザであってもよい。他の実施形態では、放射線源１４は、例えば、にきびのような皮脂腺関連治療のために、１７００ｎｍから１８００ｎｍの間の波長に対して構成されるか、および／または波長で操作されるレーザであってもよい。なおも他の実施形態では、放射線源１４は、例えば、日光黒子のような色素沈着病変治療のために、約１９２６ｎｍの波長に対して構成されるか、および／または波長で操作されるレーザであってもよい。別の実施例として、放射線源１４は、除毛治療またはメラニンベースの治療を提供するために、約８１０ｎｍの波長に対して構成されるか、および／または波長で操作されるレーザであってもよい。複数のビーム源を含む、いくつかの実施形態では、異なるビーム源が、異なる波長で発光してもよい。例えば、デバイスは、約１４００ｎｍ〜１５５０ｎｍの波長を放出する１つ以上の第１のビーム源と、約１９２６ｎｍの波長を放出する１つ以上の第２のビーム源とを含んでもよい。別の実施例として、波長は、紫外線内にあってもよく（例えば、ＤＮＡまたは微生物に影響を及ぼすため等）、可視スペクトル内にあってもよく（例えば、メラニン、ヘモグロビン、酸素ヘモグロビン、またはミトコンドリアあるいは線維芽細胞のような感光性要素に影響を及ぼすため等）、または赤外線スペクトル内にあってもよい（例えば、メラニン、水分、脂質に影響を及ぼすため等）。同様に、放射線は、超音波スペクトル内（例えば、集束超音波部分皮膚若返りまたは引き締めを行うため等）、または無線周波数スペクトル内にあってもよい（例えば、部分またはバルク加熱を行うため等）。
放射線源１４は、任意の好適なエネルギーまたは電力レベルに対して構成されるか、あるいは任意の好適なエネルギーまたは電力レベルで操作されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、放射線源１４は、１つのビームあたり（すなわち、１つの治療スポットあたり）約２ｍＪから約３０ｍＪの間の全エネルギーを放出してもよい。例えば、放射線源１４は、１つのビームあたり約５ｍＪから約２０ｍＪの間を放出してもよい。特定の実施形態では、放射線源１４は、１つのビームあたり約１５ｍＪを放出する。
さらに、放射線源１４は、特定の実施形態、用途、またはデバイス設定に応じて、連続波（ＣＷ）放射線、パルス化放射線、または任意の他の方式で送達されてもよい。本開示の目的で、パルス化または連続波放射線は、デバイス１０の適用端部４２から送達される放射線を指す。したがって、放射線は、放射線源１４をパルス化することによって、放射線源１４によって放出されるエネルギービームを断続的に遮断すること、または別様に適用端部４２からの放射線の送達を断続的に有効および無効にすることによってのいずれかでパルス化されてもよい。
いくつかの実施形態では、デバイス１０は、例えば、バルク加熱皮膚引締め、除毛、またはにきび治療のために、ＣＷまたは準ＣＷ放射線を提供するように放射線源１４を制御する。他の実施形態では、デバイス１０は、例えば、部分治療のために、（例えば、パルス化放射線源１４を制御することによって、放射線源１４によって放出されるエネルギービームを断続的に遮断することによって、または別様に）パルス化放射線を提供する。例えば、いくつかの実施形態では、デバイス１０は、部分治療を皮膚に提供するよう、一連のレーザビームを治療領域４０に連続的に送達して、隣接した治療スポットの間の照射されていない皮膚の領域によって相互から離間される治療スポットを生成するように構成されたレーザベースのデバイスであってもよい。そのような実施形態は、任意の好適なパル
スパラメータ、例えば、パルスレートまたは周波数、パルスオン時間、パルスオフ時間、負荷サイクル、パルスプロファイル等を利用してもよい。いくつかの実施形態では、放射線源１４は、０．５から７５Ｈｚの間の割合でパルス化されてもよい。例えば、放射線源１４は、２から３０Ｈｚの間の割合でパルス化されてもよい。特定の実施形態では、放射線源１４は、１０から２０Ｈｚの間、例えば、約１５Ｈｚの割合でパルス化されてもよい。所与の治療スポット上の１つのパルスあたりのエネルギーは、単一のパルスによって、または複数の反復パルスによって達成されることができる。
スパラメータ、例えば、パルスレートまたは周波数、パルスオン時間、パルスオフ時間、負荷サイクル、パルスプロファイル等を利用してもよい。いくつかの実施形態では、放射線源１４は、０．５から７５Ｈｚの間の割合でパルス化されてもよい。例えば、放射線源１４は、２から３０Ｈｚの間の割合でパルス化されてもよい。特定の実施形態では、放射線源１４は、１０から２０Ｈｚの間、例えば、約１５Ｈｚの割合でパルス化されてもよい。所与の治療スポット上の１つのパルスあたりのエネルギーは、単一のパルスによって、または複数の反復パルスによって達成されることができる。
本明細書で使用されるように、「パルス」は、（ａ）放射線の単一の連続バースト、および（ｂ）時には変調パルス、パルス列、またはスーパーパルスと呼ばれる、実質的に同一の場所にある（すなわち、標的面で実質的に重複する照射領域を有する）１つ以上の高周波数パルスの両方を含んでもよい。パルス列内のパルス間の時間間隔が作用機構の緩和時間よりも短い（例えば、光熱融解発色団標的の熱緩和時間よりも短い）場合には、パルス列は、単一のより長いパルスとして、実質的に同様の結果をもたらすことができる。
本明細書で使用されるように、「治療スポット」は、その場所における皮膚内に所望の治療を提供することに略十分な程度まで、照射の連続期間中に、または（上記で定義されたような）パルス中に、ビーム源によって照射される皮膚の連続領域を意味する。例えば、レーザビーム源を含むいくつかの種類のビーム源については、治療スポットの境界は、「１／ｅ２の幅」によって画定され、すなわち、治療スポットは、皮膚表面上の任意の点における最大放射線強度の少なくとも１／ｅ２（または０．１３５）倍に等しい放射線強度によって照射される、皮膚表面の連続領域を含む。治療スポットは、照射される表面（または容積）の全範囲を含んでもよい。治療スポットは、照射領域または容積よりも小さくあり得るか、あるいは（例えば、熱伝導性により）より大きくあり得る、照射による影響を受けている組織の全範囲を含んでもよい。さらに、「皮膚の上の」治療スポットまたは類似した言語が指すものは、皮膚の表面上に治療効果を生じるか否かにかかわらず、概して皮膚内に放射線パターンを生じさせる皮膚の上の放射線パターンを指す。
治療スポットは、放射線源がパルス化または連続波（ＣＷ）放射を提供しているか否かにかかわらず、皮膚を横断するデバイスの移動による、いずれか１つ以上の方向における不鮮明化、ぶれ、または他の伸長による任意の増大した領域を含む。したがって、（例えば、滑走モード動作で）デバイスがＣＷ放射中に皮膚を横断して移動させられた場合、治療スポットは、皮膚の瞬間照射領域のサイズより何倍も大きくてもよい。（例えば、滑走モード動作で）デバイスがパルス化放射中に皮膚を横断して移動させられた場合、治療スポットは、いくつかの要因に応じて、例えば、皮膚の瞬間照射領域のサイズよりも１０％から５００％大きくてもよい。
デバイス１０のある実施形態は、標的表面に達する前に放射線源１４から放出されるビーム６０を方向付けるか、または処理するために、放射線源１４の下流に１つ以上の光学機器１６を含む。光学機器１６は、放射線源１４が、治療中に皮膚に接触するデバイスの適用端部４２から任意の所望の距離で（したがって、標的表面から任意の所望の距離で）設置されることを可能にしてもよい。放射線エンジン１２の下流に光学機器１６を含むデバイス１０の実施形態は、本明細書では「間接暴露」実施形態と呼ばれる。
光学機器１６は、放射線エンジン１２によって生成される光を治療領域４０に送達するため、および所望により、治療スポット６２のサイズ、強度、治療スポットの場所、角度分布、コヒーレンス等を調整する等、ビームを処理するために、任意の数および種類の光学要素、例えば、レンズ、鏡、および他の要素を含んでもよい。
本明細書で使用されるように、「光学機器」または「光学要素」は、光線を偏向させ、
少なくとも１つの軸におけるビームの角度分布プロファイル（例えば、収束、発散、または視準の角度）に影響を及ぼし、少なくとも１つの軸におけるビームの焦点に影響を及ぼし、または別様に放射線の性質に影響を及ぼす、任意の要素を意味してもよい。したがって、光学機器は、鏡、および他の反射性表面、レンズ、プリズム、光導波路、格子、フィルタ等を含む。本開示の目的で、光学機器は、概して、内部構成要素を保護する透過型開口としての機能を果たすもの等の、透過型窓またはフィルム等の平面的または実質的に平面的な透過型要素を含まない。
少なくとも１つの軸におけるビームの角度分布プロファイル（例えば、収束、発散、または視準の角度）に影響を及ぼし、少なくとも１つの軸におけるビームの焦点に影響を及ぼし、または別様に放射線の性質に影響を及ぼす、任意の要素を意味してもよい。したがって、光学機器は、鏡、および他の反射性表面、レンズ、プリズム、光導波路、格子、フィルタ等を含む。本開示の目的で、光学機器は、概して、内部構成要素を保護する透過型開口としての機能を果たすもの等の、透過型窓またはフィルム等の平面的または実質的に平面的な透過型要素を含まない。
デバイス１０の他の実施形態は、ビームに影響を及ぼすか、またはビームを処理するために、放射線源１４の下流にいずれの光学機器１６も含まない。そのような実施形態は、本明細書では「直接暴露」実施形態と呼ばれる。いくつかの直接暴露デバイスは、ビーム６０に実質的に影響を及ぼさない（例えば、放射線源１４および／またはデバイス１０の他の内部構成要素を保護する）窓を含んでもよい。いくつかの実施形態（例えば、放射線源１４として１つ以上の端面放射型レーザダイオードを含むある実施形態）では、放射線源１４は、治療中に皮膚に接触するデバイスの適用端部４２の非常に近くに（したがって、標的表面の非常に近くに）設置されてもよい。例えば、いくつかの直接暴露デバイスでは、放射線源１４は、本明細書では近接近実施形態と呼ばれる、適用端部４２が皮膚に接触して配置されたときに、放射線源１４の発光表面が皮膚から１０ｍｍ以下であるように設置されてもよい。
制御システム１８は、デバイス１０の１つ以上の構成要素（例えば、放射線エンジン１２、ファン３４、ディスプレイ３２等）を制御するように構成されてもよい。制御システム１８は、例えば、以下のうちのいずれか１つ以上、ユーザへのエネルギービーム６０の生成、治療、および送達の側面を制御するための放射線源制御システム、例えば、前の治療位置に対して、（例えば、デバイスが治療中に皮膚を横断して滑走させられるにつれて）皮膚を横断するデバイス１０の決定された変位に基づいて、デバイス１０の側面を制御するための変位ベースの制御システム、温度制御システム、治療放射線への眼（例えば、角膜）の暴露を防止することに役立つ眼の安全制御システム（眼の安全制御システムは、デバイス１０から放出されるレーザ放射線が本質的に眼に安全である実施形態、例えば、デバイス１０のある直接暴露実施形態では、省略されてもよい）、および／またはバッテリ／電力制御システムを含んでもよい。
制御システム１８は、デバイス１０とのユーザの相互作用を促進するための１つ以上のセンサ２６および／またはユーザインターフェース２８、（例えば、センサ２６および／またはユーザインターフェース２８からの）データを処理し、デバイス１０の種々の構成要素を制御するための制御信号を生成するための制御電子機器３０を含んでもよい。制御電子機器３０は、１つ以上のプロセッサと、論理命令またはアルゴリズムあるいは他のデータを記憶するためのメモリデバイスとを含んでもよい。メモリデバイスは、任意の種類のＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、あるいは任意の他の好適な揮発性および／または不揮発性メモリデバイス等の、電子データ（論理命令またはアルゴリズムを含む）を記憶するためのいずれか１つ以上のデバイスを含んでもよい。論理命令またはアルゴリズムは、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせとして実装されてもよい。プロセッサは、少なくとも、本明細書で論議されるデバイス１０の種々の機能を果たすように、論理命令またはアルゴリズムを実行するために、いずれか１つ以上のデバイス、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサおよび／またはマイクロコントローラを含んでもよい。制御電子機器３０は、独占的にアナログ電子機器、またはアナログおよびデジタル電子機器の任意の組み合わせを含んでもよい。
制御システム１８は、センサ２６からのフィードバック、ユーザインターフェース２８を介して受信されるユーザ入力、および／または論理命令／アルゴリズムに基づいて、デ
バイス１０の構成要素または側面を制御してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、制御システム１８は、少なくとも変位センサからのフィードバックに基づいて、放射線エンジン１２の動作を制御してもよい。したがって、例えば、制御システム１８は、デバイス１０または治療先端部４２が、前の治療位置から治療領域４０を横断して、ある距離だけ並進させられたことを示す、変位センサからの信号に基づいて、放射線エンジン１２を制御してもよい。
バイス１０の構成要素または側面を制御してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、制御システム１８は、少なくとも変位センサからのフィードバックに基づいて、放射線エンジン１２の動作を制御してもよい。したがって、例えば、制御システム１８は、デバイス１０または治療先端部４２が、前の治療位置から治療領域４０を横断して、ある距離だけ並進させられたことを示す、変位センサからの信号に基づいて、放射線エンジン１２を制御してもよい。
制御システム１８は、例えば、ユーザへのエネルギービーム６０の生成、治療、および送達の側面を制御するための放射線源制御システム、例えば、前の治療位置に対して、（例えば、デバイスが治療中に皮膚を横断して滑走させられるにつれて）皮膚を横断するデバイス１０の決定された変位に基づいて、デバイス１０の側面を制御するための変位ベースの制御システム、温度制御システム、治療放射線への眼（例えば、角膜）の暴露を防止することに役立つ眼の安全制御システム、およびバッテリ／電力制御システムを含んでもよい。そのような制御システム１８は、図２および後続の図を参照して以下でさらに論議される。
より具体的に、制御システム１８は、デバイス１０の１つ以上の動作パラメータを制御するように構成されてもよい。例えば、制御システム１８は、治療レベル（例えば、低出力レベル、中出力レベル、または高出力レベル）、または治療モード（例えば、滑走モード対打刻モード、または高速パルスモード対低速パルスモード、初期治療モード対後続治療モード等）、放射線源１４の状態（例えば、オン／オフ、パルスオン時間、パルスオフ時間、パルス負荷サイクル、パルス周波数、時間的パルスパターン等）、放射線のパラメータ（例えば、放射線波長、強度、出力、フルエンス等）、（ある間接暴露実施形態において）１つ以上の光学要素の構成または動作、および／またはデバイス１０の任意の他の側面を制御してもよい。
センサ２６は、デバイス１０、ユーザ、動作環境、または任意の他の関連パラメータに関するデータを感知または検出するためのいずれか１つ以上のセンサまたはセンサシステムを含んでもよい。例えば、図２に関して以下でさらに詳細に論議されるように、センサ２６は、以下の種類のセンサのうちの１つ以上、（ａ）皮膚に対するデバイス１０の変位を決定するための１つ以上の変位センサ、（ｂ）皮膚を横断して移動する（「滑走する」）デバイス１０の速さ、割合、または速度を決定するための１つ以上の移動／速度センサ、（ｃ）デバイス１０と皮膚との間の適正な接触を検出するための１つ以上の皮膚接触センサ、（ｄ）皮膚に押し付けられたデバイス１０の圧力を検出するための１つ以上の圧力センサ、（ｅ）皮膚、皮膚の領域、および／またはデバイス１０の構成要素の温度を検出するための１つ以上の温度センサ、（ｆ）皮膚に送達されたか、または送達されたことを示す、放射線の１つ以上のパラメータ（例えば、強度、フルエンス、波長等）を検出するための１つ以上の放射線センサ、（ｇ）皮膚の色素沈着の色またはレベルを検出するための１つ以上の色／色素センサ、（ｈ）放射線源１４からの光への不要な眼の暴露を防止するための１つ以上の眼の安全センサ、（ｉ）デバイスが皮膚に対して静止しているか、または本質的に静止しているか否かを検出するための１つ以上の滞留センサ、（ｊ）デバイスの変位および／または滑走速度を検出するための１つ以上のローラ型センサ、および／または任意の（ｋ）他の好適な種類のセンサを含んでもよい。
ユーザインターフェース２８は、デバイス１０とのユーザの相互作用を促進するための任意のシステムを含んでもよい。例えば、ユーザインターフェース２８は、ボタン、スイッチ、ノブ、スライダ、タッチスクリーン、キーパッド、振動または他の触覚フィードバックを提供するためのデバイス、可聴命令、ビープ音、または他の可聴音を提供するためのスピーカ、あるいはユーザからコマンド、設定、または他の入力を受信し、情報または出力をユーザに提供するための任意の他の方法を含んでもよい。ユーザインターフェース
２８はまた、１つ以上のディスプレイ３２を含んでもよく、そのうちの１つ以上は、ユーザ入力を受信するためのタッチスクリーンであってもよい。１つ以上のユーザインターフェース２８またはその部分は、スマート充電ドックまたはパーソナルコンピュータの中等、治療デバイスから別個の筐体の中に含まれてもよく、治療デバイスは、ハードウェア（ケーブルまたはジャック等）、無線方法（赤外線信号、無線信号、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等）、または他の好適な通信方法を介して、別個の筐体と通信してもよい。
２８はまた、１つ以上のディスプレイ３２を含んでもよく、そのうちの１つ以上は、ユーザ入力を受信するためのタッチスクリーンであってもよい。１つ以上のユーザインターフェース２８またはその部分は、スマート充電ドックまたはパーソナルコンピュータの中等、治療デバイスから別個の筐体の中に含まれてもよく、治療デバイスは、ハードウェア（ケーブルまたはジャック等）、無線方法（赤外線信号、無線信号、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等）、または他の好適な通信方法を介して、別個の筐体と通信してもよい。
電力供給２０は、デバイス１０の種々の構成要素への電力を生成、調節、または供給するためのいずれか１つ以上の種類および事例の電力供給または電源を含んでもよい。例えば、電力供給２０は、１つ以上の再充電可能または非再充電可能バッテリ、コンデンサ、超コンデンサ、ＤＣ／ＤＣアダプタ、ＡＣ／ＤＣアダプタ、および／またはコンセント（例えば、１１０Ｖ壁コンセント）から電力を受容するための接続を備えてもよい。いくつかの実施形態では、電力供給２０は、１つ以上の再充電可能または非再充電可能バッテリ、例えば、１つ以上のＬｉ含有電池、あるいは１つ以上のＡ、ＡＡ（単３）、ＡＡＡ（単４）、Ｃ（単２）、Ｄ（単１）、角柱、または９Ｖ再充電可能または非再充電可能電池を含む。
（制御システム）
図２は、ある実施形態による、デバイス１０の側面を制御するための制御システム１８の例示的構成要素を図示する。制御システム１８は、制御電子機器３０、センサ２６、ユーザインターフェース２８、およびいくつかの制御サブシステム５２を含んでもよい。制御サブシステム５２は、デバイス１０の１つ以上の構成要素（例えば、放射線エンジン１２、ファン３４、ディスプレイ３２等）を制御するように構成されている。いくつかの実施形態では、制御サブシステム５２は、放射線源制御システム１３０、変位ベースの制御システム１３２、ユーザインターフェース制御システム１３４、温度制御システム１３６、バッテリ／電力制御システム１３８、および／または本明細書で開示される機能性のうちのいずれかを制御するための任意の他の好適な制御システムを含んでもよい。ユーザインターフェース制御システム１３４は、ユーザインターフェースセンサ制御システム１４０と、ユーザ入力／ディスプレイ／フィードバック制御システム１４２とを含んでもよい。
図２は、ある実施形態による、デバイス１０の側面を制御するための制御システム１８の例示的構成要素を図示する。制御システム１８は、制御電子機器３０、センサ２６、ユーザインターフェース２８、およびいくつかの制御サブシステム５２を含んでもよい。制御サブシステム５２は、デバイス１０の１つ以上の構成要素（例えば、放射線エンジン１２、ファン３４、ディスプレイ３２等）を制御するように構成されている。いくつかの実施形態では、制御サブシステム５２は、放射線源制御システム１３０、変位ベースの制御システム１３２、ユーザインターフェース制御システム１３４、温度制御システム１３６、バッテリ／電力制御システム１３８、および／または本明細書で開示される機能性のうちのいずれかを制御するための任意の他の好適な制御システムを含んでもよい。ユーザインターフェース制御システム１３４は、ユーザインターフェースセンサ制御システム１４０と、ユーザ入力／ディスプレイ／フィードバック制御システム１４２とを含んでもよい。
各制御サブシステム５２は、任意の好適な制御電子機器３０、センサ２６、ユーザインターフェース２８、および／またはデバイス１０に関係する任意の他の構成要素、入力、フィードバック、あるいは信号を利用してもよい。さらに、いずれか２つ以上の制御システムが、少なくとも部分的に統合されてもよい。例えば、制御システム１３０〜１３８の機能性は、例えば、あるアルゴリズムまたはプロセスが、複数または全ての制御システム１３０〜１３８に関係するある機能性を提供し得るように、少なくとも部分的に統合されてもよい。
各制御サブシステム５２（例えば、サブシステム１３０〜１３８）は、任意の好適な制御電子機器３０、センサ２６、およびユーザインターフェース２８を利用するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、制御電子機器３０は、１つよりも多くのまたは全ての制御サブシステム５２によって共有されてもよい。他の実施形態では、専用制御電子機器３０が、個々の制御サブシステム５２によって提供されてもよい。
制御電子機器３０は、１つ以上のプロセッサ１５０と、論理命令またはアルゴリズム１５４あるいは他のデータを記憶するためのメモリデバイス１５２とを含んでもよい。メモリデバイス１５２は、任意の種類のＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、あるいは任意の他の好適な揮発性および／または不揮発性メモリデバイス等の、電子データ（論理命令ま
たはアルゴリズム１５４）を記憶するためのいずれか１つ以上のデバイスを含んでもよい。論理命令またはアルゴリズム１５４は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせとして実装されてもよい。プロセッサ１５０は、少なくとも、本明細書で論議されるデバイス１０の種々の機能を果たすように、論理命令またはアルゴリズム１５４を実行するために、いずれか１つ以上のデバイス、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサおよび／またはマイクロコントローラを含んでもよい。制御電子機器３０は、独占的にアナログ電子機器、またはアナログおよびデジタル電子機器の任意の組み合わせを含んでもよい。
たはアルゴリズム１５４）を記憶するためのいずれか１つ以上のデバイスを含んでもよい。論理命令またはアルゴリズム１５４は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせとして実装されてもよい。プロセッサ１５０は、少なくとも、本明細書で論議されるデバイス１０の種々の機能を果たすように、論理命令またはアルゴリズム１５４を実行するために、いずれか１つ以上のデバイス、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサおよび／またはマイクロコントローラを含んでもよい。制御電子機器３０は、独占的にアナログ電子機器、またはアナログおよびデジタル電子機器の任意の組み合わせを含んでもよい。
センサ２６は、デバイス１０、ユーザ、動作環境、または任意の他の関連パラメータに関するデータを感知または検出するためのいずれか１つ以上のセンサまたはセンサシステムを含んでもよい。例えば、センサ２６は、以下の種類のセンサのうちの１つ以上を含んでもよい。
（ａ）皮膚４０に対するデバイス１０の変位を検出、測定、および／または計算するため、あるいは変位が決定される信号を生成するための少なくとも１つの変位センサ１００。いくつかの実施形態では、図３７〜４３を参照して以下で論議されるように、変位センサ１００は、皮膚における固有の皮膚特徴を識別し、数えることによって、デバイス１０の変位を決定するように構成された単一のピクセルセンサであってもよい。他の実施形態では、例えば、図４４〜４５を参照して以下で論議されるように、変位センサ１００は、ピクセルの２次元配列を利用するマウス型光学撮像センサ等の多重ピクセルセンサであってもよい。
他の実施形態では、例えば、図４６Ａ〜４６Ｆを参照して以下で論議されるように、変位センサ１００は、ローラ回転の量がデバイスの直線変位を示すローラ型センサ１１８であってもよい。例えば、ローラ型センサ変位センサ１００は、１つ以上の印を有する機械的ローラと、検出デバイスを回転して通り越した印を識別するための検出デバイス（例えば、光学または他のスキャナ）と、そのような印の検出に基づいてデバイス１０の変位を決定するための処理電子機器とを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ローラはまた、滑走治療を容易にするためにモータによって能動的に駆動されてもよい。
なおも他の実施形態では、変位センサ１００は、以下で論議されるように、容量センサを備えてもよい。変位センサ１００は、デバイス１０の変位を検出、測定、および／または計算するために任意の数の他のデバイスまたは技法を使用してもよい。
変位センサ１００は、（ｉ）１つ以上の方向におけるデバイス１０の直線変位を検出、測定、および／または計算するか、（ｉｉ）１つ以上の回転方向におけるデバイス１０によって移動させられる回転の程度を検出、測定、および／または計算するか、または（ｉｉｉ）それらの任意の組み合わせに対して使用されてもよい。
（ｂ）治療領域４０を横断して移動するデバイス１０の速さ、スピード、または速度（「手動の滑走速度」）を検出、測定、および／または計算するため、あるいは手動の滑走速度が決定される信号を生成するための少なくとも１つの移動／速度センサ１０２。
（ｃ）デバイス１０と皮膚または治療領域４０との間の接触を検出するための少なくとも１つの皮膚接触センサ１０４。例えば、デバイス１０は、ユーザの皮膚との接触を検出するための１つ以上の容量接触センサ１０４を含んでもよい。
（ｄ）皮膚または治療領域４０に対するデバイス１０の圧力（または力）を検出するための少なくとも１つの圧力（または力）センサ１０６。
（ｅ）治療領域４０、治療領域４０の一部位（治療の前、間、および／または後の治療スポット６２等）、デバイス１０の構成要素、または他の物体の温度を検出するための少なくとも１つの温度センサ１０８。
（ｆ）（例えば、光パルスあたり、個別ビーム／治療スポットあたり、走査されたビーム／治療スポット６２の送達配列あたり、特定数の個々の送達されたビーム／治療スポット６２またはビーム／治療スポット６２の走査配列あたり、または特定の期間あたり）治療領域４０に送達された放射線のレベルまたは他のパラメータ、または治療領域４０に送達された放射線を示すレベルまたは他のパラメータを検出するための少なくとも１つの放射線センサ１１０。例えば、デバイス１０は、治療ビームのパルス持続時間を測定するようにフォトダイオードを含んでもよい。
（ｇ）治療領域４０中の色素沈着の色またはレベルを検出するための少なくとも１つの色／色素センサ１１２。
（ｈ）治療放射線源１４からの光への不要な眼の暴露を防止するのに役立つための少なくとも１つの眼の安全センサ１１４。眼の例示的安全センサ１１４は、図４８〜５１を参照して以下で論議される。
（ｉ）デバイス１０が皮膚に対して静止しているか、または本質的に静止しているか否かを検出するための少なくとも１つの滞留センサ１１６。
（ｊ）デバイス１０の変位を示す信号、デバイス１０の手動の滑走速度、またはデバイス１０の静的状態、あるいは両方を検出するために、変位センサ１００、移動／速度センサ１０２、滞留センサ１１６、または全てとして使用され得る少なくとも１つのローラベースのセンサ１１８。
（ｋ）任意の他の種類のセンサ。
ユーザインターフェース２８は、デバイス１０とのユーザの相互作用を促進する、例えば、データを表示するか、あるいは視覚的および／または可聴的に、および／または触知可能に（例えば、振動を介して）フィードバックをユーザに提供するか、およびユーザからコマンド、選択、または他の入力を受信するための任意のシステムを含んでもよい。例えば、ユーザインターフェース２８は、１つ以上のディスプレイ３２（そのうちの１つ以上が双方向タッチスクリーンであってもよい）、１つ以上の手動デバイス１６０（例えば、ボタン、スイッチ、ノブ、スライダ、タッチスクリーン、キーパッド等）、１つ以上のスピーカ１６２、および／または、データ、情報またはフィードバックをユーザに提供するか、あるいはユーザから入力または情報を受信するための任意の他のデバイスを含んでもよい。
制御サブシステム５２は、センサ２６からのフィードバック、ユーザインターフェース２８を介して受信されるユーザ入力、および／または論理命令／アルゴリズム１５４の実行に基づいて、デバイス１０の１つ以上の制御可能な動作パラメータを制御するように構成されてもよい。本明細書で使用されるように、「制御可能な動作パラメータ」は、制御サブシステム５２のうちのいずれかによって制御され得る、デバイス１０の任意の側面またはパラメータを含んでもよい。
例えば、１つ以上の制御サブシステム５２は、例えば、以下の放射線源１４の動作の任意の側面等を制御してもよい。
（ａ）（以下で論議される）治療モードを選択する、および／または切り替えること、
（ｂ）放射線エンジン１２のオン／オフ状態（別々に、またはグループとして個々の光源を制御することを伴い得る）、およびそのようなオン／オフ状態のタイミング、例えば、パルスオン時間（パルス幅）、パルスオフ時間、パルス負荷サイクル、パルス周波数、時間的パルスパターン等を制御すること、
（ｃ）（例えば、放射線エンジン１２に供給される電力を制御することによって）放射線の１つ以上のパラメータ、例えば、波長、強度、出力、フルエンス等を制御すること、および／または
（ｄ）放射線源１４の任意の他の側面を制御すること。
（ａ）（以下で論議される）治療モードを選択する、および／または切り替えること、
（ｂ）放射線エンジン１２のオン／オフ状態（別々に、またはグループとして個々の光源を制御することを伴い得る）、およびそのようなオン／オフ状態のタイミング、例えば、パルスオン時間（パルス幅）、パルスオフ時間、パルス負荷サイクル、パルス周波数、時間的パルスパターン等を制御すること、
（ｃ）（例えば、放射線エンジン１２に供給される電力を制御することによって）放射線の１つ以上のパラメータ、例えば、波長、強度、出力、フルエンス等を制御すること、および／または
（ｄ）放射線源１４の任意の他の側面を制御すること。
制御サブシステム５２（例えば、制御システム１３０〜１３８）は、センサ２６からのフィードバック、ユーザインターフェース２８を介して受信されるユーザ入力、および／または論理命令／アルゴリズム１５４に基づいて、デバイス１０の構成要素または側面を制御してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、制御システム１３０は、変位センサ１００および皮膚接触センサ１０４からのフィードバックに基づいて、放射線源１４の動作を制御してもよい。別の実施例として、制御システム１３０は、変位センサ１００、皮膚接触センサ１０４、および眼の安全センサ１１４からのフィードバックに基づいて、放射線源１４の動作を制御してもよい。他の実施形態では、制御システム１３０は、滑走速度センサ１０２および皮膚接触センサ１０４からのフィードバックに基づいて、放射線源１４の動作を制御してもよい。他の実施形態では、制御システム１３０は、滞留センサ１１６および皮膚接触センサ１０４からのフィードバックに基づいて、放射線源１４の動作を制御してもよい。他の実施形態では、制御システム１３０は、１つ以上の他のセンサ１０４〜１１６に加えて、変位センサ１００または滞留センサ１１６および滑走速度センサ１０２の両方からのフィードバックに基づいて、放射線源１４の動作を制御してもよい。
図３は、ある例示的実施形態による、例示的デバイス１０の機能ブロック図を図示する。デバイス１０は、放射線エンジン１２、光学機器１６（本明細書で論議されるように、ある実施形態では省略される）、制御システム１８、ディスプレイ３２、電源（この実施例ではバッテリ）２２、種々のセンサ２６、および冷却ファン３４（本明細書で論議されるように、ある完全固体実施形態では省略される）を含む、筐体２４に含有される種々の構成要素を含んでもよい。
放射線エンジン１２は、１つ以上の放射線源１４（例えば、１つ以上のレーザ）、ヒートシンクまたは他の冷却システム３６、および、いくつかの実施形態では、光学機器１６（例えば、レーザパッケージに連結され、端面放射型レーザダイオードのすぐ下流に設置されるファスト軸円柱レンズ）を含んでもよい。
上記で論議されたように、光学機器１６（本明細書で論議されるように、直接暴露実施形態では排除される）は、エネルギービーム６０を放射線エンジン１２から治療領域４０まで送達する（例えば、方向付けるか、および／または送る）ため、および／または治療スポットのサイズ、強度、治療スポットの場所、角度分布、コヒーレンス等を調整する等、ビーム６０を処理するために、任意の数および種類の光学要素、例えば、レンズ、鏡、および他の要素を含んでもよい。
図示した実施形態では、デバイス１０は、変位センサ１００、皮膚接触センサ１０４、および／または眼の安全センサ１１４（および／または本明細書で論議される他のセンサ）を含んでもよい。変位センサ１００は、例えば、動作の滑走モードまたは打刻モードで、デバイス１０が皮膚を横断して移動させられるにつれて、皮膚に対するデバイス１０の横方向変位を監視してもよい。皮膚接触センサ１０４は、デバイス１０、特に、適用端部（または「治療先端部」）４２が、治療をユーザに提供するために皮膚と接触しているか
、または皮膚に十分近いか否かを決定してもよい。眼の安全センサ１１４は、角膜の意図しない暴露を防止するために、角膜が検出されたときにデバイス１０が制御される（例えば、放射線源１４がオフにされる）ように、デバイス１０の適用端部４２、例えば、治療窓４４または出力開口が、皮膚または角膜を覆って設置されているか否かを決定してもよい。
、または皮膚に十分近いか否かを決定してもよい。眼の安全センサ１１４は、角膜の意図しない暴露を防止するために、角膜が検出されたときにデバイス１０が制御される（例えば、放射線源１４がオフにされる）ように、デバイス１０の適用端部４２、例えば、治療窓４４または出力開口が、皮膚または角膜を覆って設置されているか否かを決定してもよい。
上記で論議されたように、制御システム１８は、デバイス１０の種々の構成要素および側面を制御するための任意の好適なサブシステムを含んでもよい。この実施例では、制御システム１８は、放射線源制御システム１３０、変位ベースの制御システム１３２、ユーザインターフェース制御システム１３４、温度制御システム１３６、およびバッテリ／充電器制御システム１３８を含む。各制御サブシステム１３０〜１３８は、制御電子機器３０、センサ２６（例えば、センサ１００、１０４、および／または１１４）、およびユーザインターフェース２８を利用するか、またはそれらと相互作用してもよい。
放射線源制御システム１３０は、放射線源１４の種々の側面を監視し、制御してもよい。例えば、システム１３０は、放射線源１４をオンおよびオフにし、生成された光または他の放射線の強度を監視し、（例えば、放射線源１４への電流を制御することによって）制御してもよい。別の実施例として、放射線源１４がパルス化される実施形態または構成では、システム１３０は、パルス周波数、パルスオン時間、パルスオフ時間、パルス持続時間、パルス波プロファイル、負荷サイクル、またはパルス化送達の任意の他のパラメータを監視および／または制御してもよい。別の実施例として、システム１３０は、レーザ放射線源１４の温度を監視してもよく、そのデータは、例えば、ファン３４を制御するために、温度制御システム１３６によって使用されてもよい。加えて、システム１３０は、放射線源１４をオフにし、または（例えば、過熱を防止するように）レーザ放射線源１４の監視された温度に基づいて放射線源１４への電力を低減してもよい。放射線源制御システム１３０は、レーザ放射線源１４の側面を制御するために、任意の他の制御サブシステム（例えば、ユーザインターフェース制御システム１３４、温度制御システム１３６、および／またはバッテリ／充電器制御システム１３８）からのデータまたは信号を利用してもよい。
ユーザインターフェース制御システム１３４は、変位センサ１００、皮膚接触センサ１０４、および／または眼の安全センサ１１４を監視および制御するためのユーザインターフェースセンサ制御システム１４０を含んでもよい。例えば、システム１３４は、各センサによって検出される信号を受信し、制御信号を各センサに送信してもよい。ユーザインターフェース制御システム１３４は、ユーザインターフェース２８およびディスプレイ３２を監視および制御するためのユーザ入力／ディスプレイ／フィードバック制御システム１４２を含んでもよい。例えば、システム１３４は、種々のユーザインターフェース２８からユーザ入力データを受信し、ディスプレイ３２を介して（例えば、視覚的、可聴的、または触知可能に）ユーザに伝達される情報を制御してもよい。ユーザインターフェース制御システム１３４は、他の制御サブシステム、例えば、放射線源制御システム１３０、温度制御システム１３６、および／またはバッテリ／充電器制御システム１３８とデータまたは信号を通信し、あるいはそれらと別様に協働してもよい。
温度制御システム１３６は、デバイス１０の１つ以上の構成要素、例えば、放射線源１４、バッテリ２０等の温度を監視および制御するように構成されてもよい。したがって、温度制御システム１３６は、１つ以上の温度センサ１０８からデータを受信し、そのようなデータに基づいて１つ以上のファン３４を制御してもよい。ファン３４を制御することに加えて、温度制御システム１３６は、温度データに基づいて、放射線源１４、モータ１２０等を制御するための制御信号を生成してもよい。例えば、温度制御システム１３６は、放射線源１４をオフにするか、または別様に制御して、そのような構成要素の過熱を回
避するために（または検出された過熱に応答して）、所定の性能パラメータ内でそのような構成要素を維持するために、または任意の他の目的で、信号を放射線源制御システム１３０に伝達してもよい。温度制御システム１３６は、放射線源制御システム１３０、ユーザインターフェース制御システム１３４、および／またはバッテリ／充電器制御システム１３８とデータまたは信号を通信し、あるいはそれらと別様に協働してもよい。
避するために（または検出された過熱に応答して）、所定の性能パラメータ内でそのような構成要素を維持するために、または任意の他の目的で、信号を放射線源制御システム１３０に伝達してもよい。温度制御システム１３６は、放射線源制御システム１３０、ユーザインターフェース制御システム１３４、および／またはバッテリ／充電器制御システム１３８とデータまたは信号を通信し、あるいはそれらと別様に協働してもよい。
バッテリ／充電器制御システム１３８は、バッテリ２０の充電を監視および制御するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、複数のバッテリ２０が、デバイス１０に含まれる。いくつかの実施形態では、バッテリ２０は、例えば、交換のため、または消費要素として（例えば、随意に、独特のハードウェア設計または電子暗号化、あるいは独自仕様にする他の手段を用いて）、デバイス１０から取り外し可能であってもよい。図３に示されるように、デバイス１０は、バッテリ２０を充電するために、制御電子機器３０を介した壁差し込み式充電器１７０および／または充電スタンド１７２への接続のために設計されてもよい。システム１３８は、バッテリ２０の電流電荷および／または温度を監視し、それに従ってバッテリ２０の充電を調節してもよい。バッテリ／充電器制御システム１３８は、他の制御サブシステム、例えば、ユーザインターフェース制御システム１３４、温度制御システム１３６、および／またはバッテリ／充電器制御システム１３８とデータまたは信号を通信し、あるいはそれらと別様に協働してもよい。例えば、電力供給が１つ以上の電池（例えば、Ａ、ＡＡ（単３）、ＡＡＡ（単４）、Ｃ（単２）、Ｄ（単１）、角柱、または９Ｖ電池）を備える他の実施形態では、バッテリ／充電器制御システム１３８、壁差し込み式充電器１７０、および充電スタンド１７２が省略されてもよい。他の実施形態は、主要供給、電力供給、または他の電源に接続される電源コードを含んでもよい。そのような実施形態は、依然として実質的に手持ち式であってもよい。
デバイス１０は、特定の治療領域４０の中に、皮膚に対して配置されるように構成された、本明細書では適用端部４２と呼ばれる送達端部を含んでもよい。適用端部４２は、ビーム６０をユーザに送達するための治療送達インターフェースを含む種々のユーザインターフェース、ならびに標的表面および／またはデバイス１０によって送達される治療の種々の特性を検出するための１つ以上のセンサ２６を含んでもよく、または収納してもよい。例えば、図示した実施形態では、適用端部４２は、変位センサ１００、皮膚接触センサ１０４、および／または眼の安全センサ１１４用のインターフェースを提供し、これらのセンサがユーザまたは患者の皮膚または組織と界面接触することを可能にする。いくつかの実施形態では、適用端部４２は、それを通してビーム６０が送達される窓４４を提供する。
（デバイス１０の操作）
上記で論議されたように、デバイス１０は、１つ以上のエネルギービーム６０を治療領域４０に送達して、所望の皮膚科治療を提供するように構成されている。デバイス１０は、治療領域４０の中に種々の治療パターンを生成するようにビーム６０を送達してもよい。例えば、種々の治療パターンは、手動の滑走モードでデバイス１０を操作すること、打刻モードでデバイス１０を操作すること、連続波（ＣＷ）放射を提供すること、パルス放射を提供すること、直接暴露放射を提供すること、間接暴露放射を提供すること、近接近放射を提供すること、遠接近放射を提供すること、任意の他のモード、またはそれらの任意の組み合わせ等の任意の組み合わせによって生成されてもよい。
上記で論議されたように、デバイス１０は、１つ以上のエネルギービーム６０を治療領域４０に送達して、所望の皮膚科治療を提供するように構成されている。デバイス１０は、治療領域４０の中に種々の治療パターンを生成するようにビーム６０を送達してもよい。例えば、種々の治療パターンは、手動の滑走モードでデバイス１０を操作すること、打刻モードでデバイス１０を操作すること、連続波（ＣＷ）放射を提供すること、パルス放射を提供すること、直接暴露放射を提供すること、間接暴露放射を提供すること、近接近放射を提供すること、遠接近放射を提供すること、任意の他のモード、またはそれらの任意の組み合わせ等の任意の組み合わせによって生成されてもよい。
デバイス１０からの各エネルギービーム６０は、皮膚の表面上の照射治療スポット（または「治療スポット」）６２、および（ある実施形態では）マイクロ熱ゾーン（ＭＴＺ）６４と呼ばれる、皮膚の表面よりも下側に延在する熱損傷を受けた皮膚の３次元容積を形成してもよい。各ＭＴＺは、皮膚表面から皮膚の中へ下向きに延在してもよく、または実施形態、デバイス設定、あるいは特定の用途に応じて、皮膚表面よりも下側の深度から始
まって、皮膚の中へさらに下向きに延在してもよい。（例えば、送達されたビーム６０がデバイス筐体２４に対して静止したままである、デバイス１０の滑走モード動作中のデバイスの移動によって引き起こされるような）照射領域の「ぶれ」または「不鮮明化」と呼ばれる、放射線の送達中に皮膚の上の照射領域が皮膚を横断して移動する実施形態または状況において、治療スポット６２は、その場所における皮膚への放射線送達の連続（すなわち、途切れない）期間の全体を通して照射領域を移動させることによって掃引される集合領域として画定される。いくつかの実施形態は、皮膚を横断するデバイス移動を追跡し、デバイス筐体２４に対して送達されたビーム６０の場所または方向を動的に調整することによって、あるいは光源または走査モードの構成によって、または他の方法で、ぶれを補償してもよい。
まって、皮膚の中へさらに下向きに延在してもよい。（例えば、送達されたビーム６０がデバイス筐体２４に対して静止したままである、デバイス１０の滑走モード動作中のデバイスの移動によって引き起こされるような）照射領域の「ぶれ」または「不鮮明化」と呼ばれる、放射線の送達中に皮膚の上の照射領域が皮膚を横断して移動する実施形態または状況において、治療スポット６２は、その場所における皮膚への放射線送達の連続（すなわち、途切れない）期間の全体を通して照射領域を移動させることによって掃引される集合領域として画定される。いくつかの実施形態は、皮膚を横断するデバイス移動を追跡し、デバイス筐体２４に対して送達されたビーム６０の場所または方向を動的に調整することによって、あるいは光源または走査モードの構成によって、または他の方法で、ぶれを補償してもよい。
除毛治療等のいくつかの用途では、ビーム６０は、毛嚢の熱傷を引き起こすように治療スポット６２を生成してもよい。例えば、部分治療等の他の用途では、ビーム６０（例えば、レーザビーム）は、皮膚への熱傷、例えば、切除または非切除病変を引き起こすように、治療スポット６２を生成してもよい。
いくつかの実施形態では、デバイス１０は、例えば、滑走方向に連続的な細長い治療スポット６２を作成するように、または代替として、滑走方向に（離間した、接触する、または重複する）離散治療スポット６２の列または配列を作成するように、連続波（ＣＷ）放射またはパルス放射を治療領域４０に送達しながら、デバイスが皮膚を横断して手動で牽引されるか、または滑走される「滑走モード」で使用されるように構成されている。
他の実施形態では、デバイス１０は、デバイス１０が皮膚の上の異なる場所で比較的静止して保たれる「打刻モード」で使用されるように構成されている。皮膚の上の各場所において、デバイス１０は、皮膚の上に１つ以上の対応する治療スポット６２を生成するために、１つ以上のビーム６０を送達してもよい。したがって、所望に応じて治療領域４０を覆うように、デバイス１０が第１の場所に設置されてもよく、次いで、デバイス１０が比較的静止して保たれている間に、１つ以上の治療スポット６２が皮膚に送達されてもよく、次いで、例えば、デバイス１０を持ち上げて再配置することによって、または皮膚の表面を横断して皮膚の上の新しい場所までデバイス１０を滑走させることによって、デバイス１０が移動させられてもよく、次いで、１つ以上の治療スポット６２が（例えば、放射線源１４の自動または手動パルシングによって）その場所で生成されてもよい等である。
いくつかの実施形態では、デバイス１０は、例えば、部分治療を提供するために、治療されていない（すなわち、照射されていないか、またはあまり照射されいない）皮膚の容積によって相互から横方向に離間されたＭＴＺの配列６２を皮膚に生成するように構成されてもよい。例えば、デバイス１０の適用端部４２は、治療期間中に皮膚の表面を横断して手動で移動させられてもよい。エネルギービーム６０は、（滑走モード動作で）皮膚を横断するデバイス１０の移動中に、または（打刻モード動作で）皮膚を横断するデバイス１０の断続的移動の間に、パルス化されてもよい。隣接したＭＴＺ６４の間の治療されていない皮膚の領域によって促進される皮膚の治癒反応は、治療領域の中に利益を提供してもよい（例えば、皮膚の表面再生または若返り、しわ除去または低減等）。
（直接暴露および／または近接近）
上記で論議されたように、デバイス１０のいくつかの実施形態は、ビーム６０を送達または処理するための放射線源１４の下流にいずれの光学機器１６も含まない、「直接暴露デバイス」である。しかしながら、いくつかの直接暴露デバイスは、例えば、放射線源および／またはデバイスの他の内部構成要素を保護するために、放射線源１４の下流に平面的または実質的に平面的な窓４４（例えば、薄いサファイアまたはＢＫ−７様ガラス窓、
あるいは薄膜または同等物）を含んでもよい。
上記で論議されたように、デバイス１０のいくつかの実施形態は、ビーム６０を送達または処理するための放射線源１４の下流にいずれの光学機器１６も含まない、「直接暴露デバイス」である。しかしながら、いくつかの直接暴露デバイスは、例えば、放射線源および／またはデバイスの他の内部構成要素を保護するために、放射線源１４の下流に平面的または実質的に平面的な窓４４（例えば、薄いサファイアまたはＢＫ−７様ガラス窓、
あるいは薄膜または同等物）を含んでもよい。
比較的高速の発散ビーム源（例えば、端面放射型レーザダイオード、レーザダイオードバー、およびＶＣＳＥＬ）を使用する実施形態では、放射線源１４から放出されるビーム６０の高速発散により、放射線源１４は、治療中に皮膚に接触するデバイスの適用端部４２の非常に近くに（したがって、皮膚表面の非常の近くに）設置されてもよい。例えば、いくつかの直接暴露デバイスでは、放射線源１４は、本明細書では近接近構成と呼ばれる、治療中に放射線源１４の発光表面が皮膚の１０ｍｍ以下のところに配設されるように設置されてもよい。いくつかの実施形態では、放射線源１４の発光表面は、適用端部４２が皮膚と接触して配置されたときに、皮膚の表面から５ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、５００μｍ、２００μｍ、または１００μｍ以下の距離に配設される。
デバイス１０のいくつかの直接暴露実施形態は、滑走モードでＣＷ放射を提供するように構成されてもよい。例えば、図２４Ａおよび２４Ｂに関して以下で論議されるように、高充填率レーザダイオードバー１４Ｃを含むデバイス１０の直接暴露実施形態は、レーザダイオードバーの幅に概して対応する幅を有する、連続的な細長い治療スポット６２を手動の滑走方向に生成するように、レーザダイオードバーの伸長方向と略垂直な方向に、デバイスが皮膚を横断して手動で滑走させられている間に、ＣＷモードで操作されてもよい。本デバイスは、例えば、除毛治療を提供するよう、所望の治療領域４０を覆うように、隣接場所で皮膚を横断して複数回滑走させられてもよい。
デバイス１０の他の直接暴露実施形態は、例えば、部分治療を提供するよう、滑走モードでパルス放射を提供するように構成されてもよい。例えば、以下で論議されるように、１つ以上の端面放射型レーザダイオード、レーザダイオードバー、またはＶＣＳＥＬを含むデバイス１０の直接暴露実施形態は、皮膚を横断するデバイス１０の各滑走のために、デバイスが治療スポット６２の略１次元または２次元の配列を生成するように皮膚を横断して手動で滑走させられている間に、パルス方式で操作されてもよい。本デバイスは、例えば、部分治療を提供するよう所望の治療領域４０を覆うように、隣接場所で皮膚を横断し、かつ同一の領域上で複数回滑走させられてもよい。
（デバイス１０の例示的実施形態）
図４〜７は、部分治療を提供するための直接暴露デバイスとして構成されたデバイス１０の例示的実施形態を図示する。図４に示されるように、例示的デバイス１０は、両方ともデバイス筐体２４に収納された１つ以上のパルス化レーザビーム６０を放出するように構成された１つ以上のレーザ（例えば、１つ以上の端面放射型レーザダイオード、レーザダイオードバー、またはＶＣＳＥＬ）を含むレーザエンジン１２と、１つ以上のバッテリ２０とを含んでもよい。いくつかの実施形態では、レーザエンジン１２は、単一のパルス化ビーム６０を放出するように構成された単一のビーム源、例えば、単一のビーム６０を放出するように構成された端面放射型レーザダイオードまたはＶＣＳＥＬを含む。他の実施形態では、レーザエンジン１２は、複数の離散パルス化ビーム６０を放出するように構成された複数のビーム源、例えば、（例えば、図３０〜３４を参照して以下で論議されるように）複数の離散ビーム６０を放出するように構成された、例えば、複数の端面放射型レーザダイオード、レーザダイオードバー、複数のレーザダイオードバー、複数のＶＣＳＥＬ、またはＶＣＳＥＬを含む。
図４〜７は、部分治療を提供するための直接暴露デバイスとして構成されたデバイス１０の例示的実施形態を図示する。図４に示されるように、例示的デバイス１０は、両方ともデバイス筐体２４に収納された１つ以上のパルス化レーザビーム６０を放出するように構成された１つ以上のレーザ（例えば、１つ以上の端面放射型レーザダイオード、レーザダイオードバー、またはＶＣＳＥＬ）を含むレーザエンジン１２と、１つ以上のバッテリ２０とを含んでもよい。いくつかの実施形態では、レーザエンジン１２は、単一のパルス化ビーム６０を放出するように構成された単一のビーム源、例えば、単一のビーム６０を放出するように構成された端面放射型レーザダイオードまたはＶＣＳＥＬを含む。他の実施形態では、レーザエンジン１２は、複数の離散パルス化ビーム６０を放出するように構成された複数のビーム源、例えば、（例えば、図３０〜３４を参照して以下で論議されるように）複数の離散ビーム６０を放出するように構成された、例えば、複数の端面放射型レーザダイオード、レーザダイオードバー、複数のレーザダイオードバー、複数のＶＣＳＥＬ、またはＶＣＳＥＬを含む。
１つまたは複数のバッテリ２０は、任意の数および種類のバッテリ、例えば、Ａサイズまたはそれより小さいバッテリ、あるいは再充電可能または非再充電可能電池（例えば、Ｌｉイオン、リン酸鉄リチウム、ＮｉＭＨ、ＮｉＣＡＤ、または他の電池）、または任意の他の種類のバッテリを含んでもよい。
デバイス１０は、治療期間中にデバイス１０が皮膚を横断して移動させられる際に、ユーザの皮膚に接触するように構成された適用端部４２を有する。この実施形態では、適用端部４２は、デバイス筐体２４から突出するレーザエンジン１２の先端によって画定される。適用端部４２は、それを通してレーザエンジン１２によって生成される１つ以上のレーザビーム６０が皮膚４０に送達されるレーザ治療開口２２０を含んでもよい。
加えて、デバイス１０は、１つ以上のセンサ２６、例えば、本明細書で開示される種々の種類のセンサ２６のうちのいずれか１つ以上を含んでもよい。例えば、デバイス１０は、１つ以上の皮膚接触センサ１０４、変位センサ１００、移動／速度センサ１０２、滞留センサ１１６、および／または眼の安全センサ１１４を含んでもよい。１つ以上のセンサ２６は、デバイス１０上の任意の好適な場所に、例えば、適用端部４２に、またはその付近に、位置してもよい。いくつかの実施形態では、デバイス１０は、皮膚接触センサ１０４と、（例えば、治療スポット６２の積層または重複を防止することによって）皮膚の意図しない暴露および／または過剰暴露を回避するように構成された、変位センサ１００とを含む。皮膚接触センサ１０４および変位センサ１００は、単一の複合接触／変位センサによって提供されてもよく、または別個のセンサとして提供されてもよい。そのようなセンサは、光学的または静電容量に基づいてもよく、あるいは任意の他の好適な手段を使用してもよい。皮膚との接触は、センサによって生成される光反射率または静電容量信号の振幅を分析することによって検出されてもよい。さらに、皮膚の上のデバイス１０の滞留は、皮膚を横断して移動するデバイス１０の適用端部４２と関連付けられる光反射率の信号または静電容量信号を分析することによって、あるいは他の好適な手段によって検出されてもよい。皮膚表面が完全には平滑ではなく、デバイスの手動移動が完全な定常移動を達成することができないので、デバイス１０と皮膚との間の静摩擦（静止摩擦）および／または他の物理的原理が、センサと皮膚表面との間の微小変位（非横方向）をもたらす。例えば、容量センサの信号は、センサと試験表面との間の相対的距離に反比例する。皮膚を横断する自然なスティックスリップ移動による任意の微小変位が、正常な定常状態センサ信号に加えて並進信号をもたらすであろう。この信号は、デバイス１０が皮膚を横断して移動しているか、または同一の場所に滞留しているか否かを決定するために分析されてもよい。そのような分析は、任意の好適なアルゴリズム、例えば、信号を１つ以上の閾値と比較することを含んでもよい。
図４に示される実施例では、デバイス１０は、手動電源ボタン２００を含む。デバイス１０は、電源ボタン２００がユーザによって押下された状態のままである間に、パルス方式で皮膚へのビームの送達を可能にし、センサ２６は、デバイス１０が皮膚と適正に接触している、並進した、ある速度範囲で移動している、および／または滞留していないことを検出する。他の実施形態では、電源ボタンは、単純なオン／オフスイッチであってもよく、光パルシングが、例えば、手動電源ボタンではなく、１つ以上のセンサのみによって制御される。
特定のユーザインターフェーススキーム、ならびにデバイス筐体２４の形状およびサイズは、所望に応じて構成されてもよい。いくつかの実施形態では、デバイス筐体２４の形状およびサイズは、握りやすく、単純で利便的に位置する電源ボタン２００および／または他のユーザインターフェース２８を含む。加えて、デバイス１０の形状は、人間工学的であってもよく、および／または治療領域４０の良好な可視性を提供するように構成されてもよい。例示的形状は、鉛筆状、ペン状、リップスティック状、小石のような有機形状、煙草のライター状、および多数の他の形状である。
図５Ａ、５Ｂ、および６は、ある実施形態による、図４の例示的直接暴露部分治療デバイスにおいて使用するための例示的レーザエンジンアセンブリ１２の詳細を図示する。具体的には、図５Ａおよび５Ｂが、例示的レーザエンジン１２の組立図を図示する一方で、
図６は、デバイス１０の種々の構成要素の分解図を図示する。
図６は、デバイス１０の種々の構成要素の分解図を図示する。
いくつかの実施形態では、レーザエンジン１２は、例えば、電気絶縁および／または熱伝導を提供するように、任意の好適な方式を介して（例えば、はんだ付け、締め付け、または接着剤を介して）熱貯留ヒートシンク３６に直接載置されるか、または１つ以上のサブキャリア（例えば、セラミック、めっきしたセラミック、銅ブロック等）に載置される端面放射型レーザダイオード１４を含んでもよい。端面放射型レーザダイオード１４への電気接続は、端面放射型レーザダイオード１４とサブキャリアとの間で、ヒートシンク３６へ、またはデバイス１０の中の他の電気接続点（例えば、プリント回路板）へ、ワイヤボンディング、はんだ付け、締め付け、または他の好適な手段によって行われてもよい。いくつかの実施形態では、レーザエンジンアセンブリ１２は、ひいてはヒートシンク３６に載置される、熱拡散器上に載置された端面放射型レーザダイオードチップを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、ヒートシンク３６はまた、レーザエンジン１２の他の構成要素を支持するための内部シャーシであってもよい。いくつかの実施形態では、端面放射型レーザダイオード１４の光出力（電力および波長）は、温度に敏感であってもよく、所定の最高温度上昇（例えば、約２５℃）に保たれるべきである。したがって、ヒートシンク３６は、最高温度を超えた場合にレーザを自動的に無効にするように、温度フィードバックシステムを含んでもよい。
端面放射型レーザダイオードは、瞬時スイッチ２１０（図４に示される電源ボタン２００によって起動される）、および端面放射型レーザダイオード１４のパルシングを制御するパルシング電子機器２１２を介して、１つ以上のバッテリ２０によって電力供給されてもよい。図６に示される構成要素は、任意の好適な締結具によって一緒に保持された筐体セクションを含み得るレーザエンジン筐体２４に含有されてもよい。上記で論議されたように、他の光源、例えば、レーザダイオードバーまたはＶＣＳＥＬ（あるいは複数の端面放射型レーザダイオード、レーザダイオードバー、またはＶＣＳＥＬ）が、単一の端面放射型レーザダイオードの代わりに使用されてもよい。さらに、例えば、再充電可能バッテリ（例えば、Ｌイオンバッテリ）、電気幹線、または超コンデンサ等の他の電力供給源２０が使用されてもよい。
図５Ａおよび５Ｂはまた、それを通して、端面放射型レーザダイオード１４から皮膚までレーザビーム６０が送達される、開口２２０を覆う窓４４を含み得る、レーザエンジンアセンブリ１２の適用端部４２の例示的構成も示す。この実施形態では、窓４４は、レーザエンジン１２の内部構成要素を保護するように開口２２０を覆って設置される透明な層または窓ガラス（例えば、サファイア、ガラス、またはプラスチック）を備える。他の実施形態では、開口２２０は、開いていてもよく、またはレーザエンジン１２は、窓４４よりもむしろ、好適なエポキシまたはスピンオンガラス等の（端面放射型レーザダイオード１４に対して）透明なカプセル材料によって保護されてもよい。開口２２０は、任意の好適なサイズおよび形状を有してもよい。レーザエンジンアセンブリ１２は、デバイス１０の適用端部４２の役割を果たし、したがって、皮膚に直接接触してもよい。適用端部４２はまた、皮膚接触センサ用の容量アンテナを提供する等、センサ２６のうちの１つ以上の一部を形成してもよい。窓４４は、適用端部４２の外面２１８を越えて突出してもよく、適用端部４２の外面２１８と同一平面で配設されてもよく、または適用端部４２の外面２１８から陥凹していてもよい。
いくつかの実施形態では、図４〜７に示されるデバイス１０は、直接暴露近接近デバイスとして構成され、そのような用語は本明細書において定義される。上記で論議されたように、非光学的電動式透明層または窓ガラス、あるいはカプセル材料が、端面放射型レー
ザダイオード１４と標的表面との間に設置されてもよく、または端面放射型レーザダイオード１４と標的表面との間には、空隙の他に何もなくもてよい。
ザダイオード１４と標的表面との間に設置されてもよく、または端面放射型レーザダイオード１４と標的表面との間には、空隙の他に何もなくもてよい。
いくつかの実施形態では、端面放射型レーザダイオード１４の発光表面は、標的皮膚表面の５ｍｍ以内に位置するように構成されている。ある実施形態では、端面放射型レーザダイオード１４の発光表面８２は、標的表面において所望のビームスポットサイズおよび強度を提供するよう、標的皮膚表面の２ｍｍ以内に位置するように構成されている。いくつかの実施形態では、端面放射型レーザダイオード１４の発光表面８２は、標的表面において所望のビームスポットサイズおよび強度を提供するよう、標的皮膚表面の１ｍｍ以内に位置するように構成されている。特定の実施形態では、端面放射型レーザダイオード１４の発光表面８２は、使用中に標的皮膚表面の５００μｍ、２００μｍ、または１００μｍ以内に位置するように構成されている。端面放射型レーザダイオード１４と標的皮膚表面との間の非常に小さい距離、ならびに光学機器の欠如により、端面放射型レーザダイオード１４は、高い精度で整列させられる必要はない。
いくつかの実施形態では、デバイス１０の種々の側面（例えば、端面放射型レーザダイオード１４の種類、端面放射型レーザダイオード１４と皮膚表面との間の距離等）は、最大寸法で２，０００μｍ未満の直径を有する、治療スポット６２を皮膚の上に生じるように構成されている。特定の実施形態では、標的表面上のビームスポットサイズは、ある治療、例えば、日光黒子（染み）、しわ、および／または細かいしわの治療に好適であり得る、最大寸法で７００μｍ未満の直径を有する。具体的実施形態では、標的表面上のビームスポットサイズは、ある治療、例えば、しわおよび／または細かいしわの治療に好適であり得る、最大寸法で約７５μｍから約３５０μｍの間の直径を有する。上記に記載される直径は、特定のビームパルス中に皮膚を横断するデバイス１０の移動によって引き起こされる治療スポット６２のいずれの「ぶれ」または「不鮮明化」も考慮しない。したがって、（皮膚を横断するデバイス１０移動の方向で）特定の治療スポット６２の実際の直径は、スポット６２のそのようなぶれまたは不鮮明化により、本明細書に記載される公称直径より大きくてもよい。
いくつかの実施形態では、デバイス１０は、１．０ｍｍ２未満の面積を有する治療スポット６２を生じるように構成されている。特定の実施形態では、デバイス１０は、ある治療、例えば、日光黒子（染み）、しわ、および／または細かいしわの治療に好適であり得る、０．４ｍｍ２未満の面積を有する治療スポット６２を生じるように構成されている。具体的実施形態では、デバイス１０は、ある治療、例えば、しわおよび／または細かいしわ、あるいは色素沈着の治療に好適であり得る、０．１ｍｍ２未満の面積を有する治療スポット６２を生じるように構成されている。最終的に、いくつかの実施形態では、デバイス１０は、ある部分治療にも好適であり得る、０．０５ｍｍ２未満の面積を有する治療スポット６２を生じるように構成されている。上記に記載される治療サイズは、特定のビームパルスの間に皮膚を横断するデバイス１０の移動によって引き起こされる治療スポット６２のいずれの「ぶれ」または「不鮮明化」も考慮しない。したがって、個々の治療スポット６２の実際の面積は、スポット６２のそのようなぶれまたは不鮮明化により、本明細書に記載される面積より大きくあり得る。
１つの例示的実施形態では、デバイス１０は、端面放射型レーザダイオード１４の発光表面が標的皮膚表面から１ｍｍ未満であり、端面放射型レーザダイオード１４が（スロー軸方向に）約１００μｍ×（ファスト軸方向に）５μｍの公称レーザエミッタ面積を有するように、構成されている。この構成は、約１５０μｍから約３５０μｍの間の同等の公称直径を有する、治療スポット６２をもたらしてもよい。
図７は、一実施形態による、図４〜６に示される例示的実施形態の端面放射型レーザダ
イオード１４のパルシングを制御するためのレーザパルシング電子機器２１２の例示的電気回路図を図示する。この実施形態では、レーザパルシング電子機器２１２は、適切なセンサ２６からの信号が有効であり、手動電源ボタン２００が起動されている限り、固定速度で端面放射型レーザダイオード１４を介して電流パルスを生成する。パルスエネルギーは、パルス持続時間を介して制御されてもよい。特定の用途または治療、例えば、ある部分治療のために、所望の組織反応を生じることに十分な約３ワットのレーザ出力電力を提供するように、端面放射型レーザダイオードを通して約７アンペアの駆動電流を提供するために、単一セルの単３Ｌｉバッテリが使用されてもよい。
イオード１４のパルシングを制御するためのレーザパルシング電子機器２１２の例示的電気回路図を図示する。この実施形態では、レーザパルシング電子機器２１２は、適切なセンサ２６からの信号が有効であり、手動電源ボタン２００が起動されている限り、固定速度で端面放射型レーザダイオード１４を介して電流パルスを生成する。パルスエネルギーは、パルス持続時間を介して制御されてもよい。特定の用途または治療、例えば、ある部分治療のために、所望の組織反応を生じることに十分な約３ワットのレーザ出力電力を提供するように、端面放射型レーザダイオードを通して約７アンペアの駆動電流を提供するために、単一セルの単３Ｌｉバッテリが使用されてもよい。
上記で論議されたように、パルスレートは、デバイス１０が皮膚を横断する典型的または予期される手動の滑走速度に基づいて、設定または選択されてもよい。具体的には、パルスレートは、一連の典型的または予期される手動の滑走速度（例えば、２ｃｍ／秒から６ｃｍ／秒の間）について、隣接した治療スポット６２が治療されていない皮膚の領域によって相互から物理的に分離される、すなわち、部分治療が提供されるように、設定または選択されてもよい。いくつかの実施形態では、パルスレートは、一連の典型的または予期される手動の滑走速度（例えば、２ｃｍ／秒から６ｃｍ／秒の間）について、隣接した治療スポット６２が、所定のゼロではない最短距離、例えば、５００μｍだけ相互から物理的に分離されるように設定または選択されてもよい。
いくつかの実施形態では、デバイス１０は、１から５０Ｈｚの間のパルス繰返し周波数（「ＰＲＦ」）を提供してもよい。例えば、デバイス１０は、５から２５Ｈｚの間のＰＲＦを提供してもよい。特定の実施形態では、デバイス１０は、約１５ＨｚのＰＲＦを提供してもよい。
いくつかの実施形態では、デバイス１０は、例えば、１つ以上のセンサ２６（例えば、変位センサ１００、速度／移動センサ１０２、および／または滞留センサ１１６）からのフィードバックに基づいて、治療スポット重複の発生または可能性を防止する、制限する、または低減させるように制御されてもよい。いくつかの実施形態では、パルスレートは、例えば、異なる手動の移動速度および／またはユーザの異なる快適性レベルあるいは疼痛許容レベルに適応するように、デバイス１０によって自動的に調整可能、および／またはユーザによって手動で調整可能であってもよい。
図８Ａは、単一のパルス化ビーム６０を放出するように構成された単一のビーム源、例えば、単一のビーム６０を放出するように構成された単一の端面放射型レーザダイオードまたは単一のＶＣＳＥＬを含むデバイス１０の実施形態によって、皮膚４０の治療領域中に生成される治療スポット６２の手動で走査されたパターンの実施例を図示する。デバイス１０は、単一のビーム源が離間した治療スポット６２のパターンを作成するようにパルス化されている間に、皮膚を横断して滑走させられる。特定の方向におけるデバイスの各滑走は、治療スポット６２の略直線の配列を作成する。皮膚を横断するデバイス１０の第１の滑走または「手動走査」によって生成される第１の配列が９２で示される。デバイス１０の５回の手動走査９２に対応するスポット６２の５つの直線配列が、図８Ａに示される。デバイス１０は、特定の治療領域４０を効果的に覆うように、任意の回数で、１つまたは複数の任意の方向に、皮膚を横断して手動で走査されてもよい。したがって、治療スポットパターンは、機械的に走査されたシステムと異なり、ランダムまたは準ランダムであり得、より規則的なグリッドよりも美容上、眼につかない等の利益を有し得る。
図８Ｂは、複数の離散パルス化ビーム６０を放出するように構成された複数のビーム源、例えば、（例えば、図３０〜３４を参照して以下で論議されるように）複数の離散ビーム６０を放出するように構成された、例えば、複数の端面放射型レーザダイオード、レーザダイオードバー、複数のレーザダイオードバー、複数のＶＣＳＥＬ、またはＶＣＳＥＬ
を含むデバイス１０の実施形態によって、皮膚４０の治療領域中に生成される治療スポット６２の手動で走査されたパターンの実施例を図示する。デバイス１０は、デバイス１０の複数のビーム源が離間した治療スポット６２のパターンを作成するように（ビーム源の特定の種類およびデバイス１０の構成に応じて、同時に、個々のビーム源の間で連続的に、ランダムに、または別様に）パルス化されている間に、皮膚を横断して滑走させられる。複数のビーム源の各パルスは、図８Ｂの９４で示される複数の治療スポット６２の対応する配列を生成する（この実施例では、６個の離散エミッタを有するレーザダイオードバーによって生成され得るような６つのスポット）。したがって、特定の方向におけるデバイスの各手動の滑走が、治療スポット６２の略２次元の配列を作成する。皮膚を横断するデバイス１０の２回の手動の滑走または「手動走査」が、９２Ａおよび９２Ｂで示される。デバイス１０は、特定の治療領域４０を効果的に覆うように、任意の回数で、１つまたは複数の任意の方向に、皮膚を横断して手動で走査されてもよい。この実施例では、治療スポットは、滑走方向に細長く、これは、補正が含まれない場合は「不鮮明化」から、または非対称エネルギープロファイルを有するビーム性質自体から発生し得る。
を含むデバイス１０の実施形態によって、皮膚４０の治療領域中に生成される治療スポット６２の手動で走査されたパターンの実施例を図示する。デバイス１０は、デバイス１０の複数のビーム源が離間した治療スポット６２のパターンを作成するように（ビーム源の特定の種類およびデバイス１０の構成に応じて、同時に、個々のビーム源の間で連続的に、ランダムに、または別様に）パルス化されている間に、皮膚を横断して滑走させられる。複数のビーム源の各パルスは、図８Ｂの９４で示される複数の治療スポット６２の対応する配列を生成する（この実施例では、６個の離散エミッタを有するレーザダイオードバーによって生成され得るような６つのスポット）。したがって、特定の方向におけるデバイスの各手動の滑走が、治療スポット６２の略２次元の配列を作成する。皮膚を横断するデバイス１０の２回の手動の滑走または「手動走査」が、９２Ａおよび９２Ｂで示される。デバイス１０は、特定の治療領域４０を効果的に覆うように、任意の回数で、１つまたは複数の任意の方向に、皮膚を横断して手動で走査されてもよい。この実施例では、治療スポットは、滑走方向に細長く、これは、補正が含まれない場合は「不鮮明化」から、または非対称エネルギープロファイルを有するビーム性質自体から発生し得る。
図８Ｃ〜８Ｊは、デバイス１０を使用して特定の治療領域４０を覆うための例示的手動滑走または「手動走査」パターンを図示する。図８Ｃ〜８Ｇは、デバイス１０が同一の一般方向に（例えば、平行またはほぼ平行の方向に沿って前後に）手動で走査される、パターン例を図示する。いくつかの治療または用途では、デバイス１０は、例えば、図８Ｈに示されるような、例えば、十字パターンを形成するように、２つ以上の異なる方向に走査されてもよい。これは、より均一な被覆パターンをもたらしてもよい。他の例示的手動走査パターンは、図８Ｉに示されるような略らせんパターン、または図８Ｊに示されるようなランダムパターンを含む。任意の好適な利益のために、外科的な眉のリフトに類似する皮膚の引き締め効果を達成するように、眉から外向きに放射する一連の１次元治療線等の、ある治療パターンが、好ましくてもよく、あるいは特定または構成されてもよい。領域はまた、例えば、治療スポットの密度を増加させる、ランダム性を増加させるように、または他の理由で、複数の通過で治療されてもよい。任意の他の好適な手動走査パターンが、適切に使用されてもよい。
図９は、皮膚６４におけるＭＴＺの配列から成る非切除部分治療のプロセスを図示するために、皮膚の容積の３次元断面図を示す。各ＭＴＺ６４は、概して、縦列または細長いボウルとして成形され、皮膚表面に対して略直角な方向に皮膚表面または表面下から下向きに延在する、少量の変性（または光化学または光生物学等の別様の影響を受けた）表皮および真皮である。ＭＴＺ６４の損傷皮膚は、治療されていない（したがって、この実施例では変性させられていない）皮膚によって包囲される。健康な皮膚細胞の接近により、ＭＴＺ６４の損傷皮膚は、（ＣＯ２レーザ表面再生等の従来の非部分治療と比較して）比較的急速に治癒し、治癒プロセスの一部として、しわ、瘢痕化、および／または不均等な色素沈着を低減させる。治癒プロセス中に、ＭＥＮＤＳ（微視的表皮壊死片）が形成され得る。ＭＴＺが、典型的には、ごくわずかしか（例えば、皮膚表面の１％未満から約７０％）覆わないため、ＣＯ２レーザ表面再生等の従来の非部分治療と比較して、副作用が大幅に低減させられ得る。本開示のいくつかの家庭用実施形態では、被覆率は、１回の治療あたり皮膚の０．２５％から５％の間であり得る。いくつかの実施形態では、デバイス１０は、ＭＴＺ６４のサイズおよび形状（例えば、高さおよび幅および深さ）が、真皮乳頭層内の幹細胞およびメラニン細胞の多くを残すように構成されている。
（治療スポット重複の防止）
上記で論議されたように、いくつかの実施形態では、デバイス１０は、例えば、１つ以上のセンサ２６（例えば、変位センサ１００、速度／移動センサ１０２、および／または滞留センサ１１６）からのフィードバックに基づいて、治療スポット重複の発生または可能性を防止する、制限する、または低減させるように構成されてもよい。例えば、いくつ
かの実施形態では、パルスレートは、例えば、異なる手動移動速度および／またはユーザの異なる快適性レベルあるいは疼痛許容レベルに適応するように、デバイス１０によって自動的に調整可能、またはユーザによって手動で調整可能であってもよい。
上記で論議されたように、いくつかの実施形態では、デバイス１０は、例えば、１つ以上のセンサ２６（例えば、変位センサ１００、速度／移動センサ１０２、および／または滞留センサ１１６）からのフィードバックに基づいて、治療スポット重複の発生または可能性を防止する、制限する、または低減させるように構成されてもよい。例えば、いくつ
かの実施形態では、パルスレートは、例えば、異なる手動移動速度および／またはユーザの異なる快適性レベルあるいは疼痛許容レベルに適応するように、デバイス１０によって自動的に調整可能、またはユーザによって手動で調整可能であってもよい。
いくつかの実施形態は、例えば、パルス積層、同一の領域上での発射、過剰な治療スポット６２の密度、または他の望ましくない治療状態を防止するように、個別に、または組み合わせで、過剰治療保護を提供する、他のデバイスまたは技法を含む。例えば、いくつかの実施形態では、デバイス１０は、デバイス１０の静的状態が検出されたときに動作する（例えば、ビームを生成または送達する）ことをやめる。静的状態は、１つ以上のセンサ、例えば、いずれか１つ以上の移動センサ、速度センサ、滞留センサ、振動および傾転センサ、加速度計、および／または変位センサを使用して決定されてもよい。そのようなセンサは、静電容量、光の反射、レミタンス（ｒｅｍｉｔｔａｎｃｅ）、散乱変動、音響反射変動、音響インピーダンス、ガルバニ電位、電位差、誘電率変動、または任意の他のパラメータに基づいて、信号を生成してもよい。
いくつかの実施形態では、デバイス１０は、静的状態を検出するために局所高温測定を（単独で、または上述の他の技法と組み合わせて）使用する。治療ビーム領域は、皮膚の局所熱画像によって光学的に測定されてもよく、皮膚の局所加熱が閾値温度または他のパラメータ値を超える、静的状態が検出されてもよい。
いくつかの実施形態では、デバイス１０は、静的状態が検出されたときに「刺激パルス」を発射する。例えば、デバイス１０を移動させるようにユーザを促すように、静的状態が検出された場合、単一の損傷を与えないが通常よりも高いエネルギーパルス（損傷ではなく不快感を引き起こす）または短いパルス列が放出されてもよい。
静的状態は、例えば、バルク加熱測定によって、さらに測定されてもよい。治療送達デバイスの先端、または感知された皮膚温度あるいは皮膚領域温度が、閾値以上に加熱し始めた場合、移動の損失が検出されるか、または領域中の過剰な治療が検出される。
別の実施例として、デバイス１０は、１つの場所に滞留することが不快になり得るので、移動を促すように、熱または冷気を皮膚に送達してもよい。別の実施例として、非移動状態を検出するために、機械的ローラが使用されてもよい。代替として、電動式ローラが、皮膚を横断するデバイス１０の移動を駆動し、したがって、非移動状態を物理的に回避してもよい。
いくつかの実施形態では、例えば、治療有効性ならびに治療の存在の知覚のために出力を設計することによって、ビーム特性に基づく生理学的フィードバックが活用されてもよい。例えば、過剰な治療とともに増加する疼痛フィードバックによって、過剰治療が阻止されるように、不快感が活用されてもよい。
いくつかの実施形態では、光退色が、内因性または外因性物質とともに使用されてもよい。例えば、皮膚は、治療ビームによって、または治療領域および潜在的にその周辺領域を退色させるために使用される別個の退色ビームによって光退色させられる、染料で処置されてもよい。この実施例では、デバイス１０は、退色させられていない染料の存在を検出するように構成されてもよく、退色させられていない染料を伴う領域上のみで治療を可能にし、したがって、（それが光退色させられるであろうから）同一の領域上で反復治療を防止するであろう。
（パルスパラメータに直接関係があるものを除いて）上記で説明される過剰治療保護システムまたは技法のうちのいずれかが、例えば、除毛デバイスのために、任意のＣＷ放射
実施形態に同様に組み込まれてもよい。
実施形態に同様に組み込まれてもよい。
（パルスレート周波数（ＰＲＦ））
（例えば、１つ以上のパルス化ビーム源を有する）パルス化放射線源１４を含む実施形態では、パルスレート周波数（ＰＲＦ）は、（ａ）手動の滑走速度、（ｂ）本明細書では「連続スポット間隔」と呼ばれる、連続パルスによって生成される治療スポット間の間隔、および（ｃ）個々の治療スポットの「不鮮明化」または「ぶれ」の量を含む、デバイス１０の１つ以上の他の構成または動作パラメータと機能的に相互に関係してもよい。治療スポットの「不鮮明化」または「ぶれ」の量は、瞬間治療スポットサイズの面積に対するぶれた治療スポットの面積６２（デバイス１０の移動によって引き起こされるぶれを有する）の比として定義される「ぶれファクター」によって定量化されてもよい。したがって、例示として、１．０というぶれファクターはぶれがないことを示し、２．０というぶれファクターは、治療スポットサイズ面積の２倍増を示し、３．０というぶれファクターは、治療スポットサイズ面積の３倍増を示す。
（例えば、１つ以上のパルス化ビーム源を有する）パルス化放射線源１４を含む実施形態では、パルスレート周波数（ＰＲＦ）は、（ａ）手動の滑走速度、（ｂ）本明細書では「連続スポット間隔」と呼ばれる、連続パルスによって生成される治療スポット間の間隔、および（ｃ）個々の治療スポットの「不鮮明化」または「ぶれ」の量を含む、デバイス１０の１つ以上の他の構成または動作パラメータと機能的に相互に関係してもよい。治療スポットの「不鮮明化」または「ぶれ」の量は、瞬間治療スポットサイズの面積に対するぶれた治療スポットの面積６２（デバイス１０の移動によって引き起こされるぶれを有する）の比として定義される「ぶれファクター」によって定量化されてもよい。したがって、例示として、１．０というぶれファクターはぶれがないことを示し、２．０というぶれファクターは、治療スポットサイズ面積の２倍増を示し、３．０というぶれファクターは、治療スポットサイズ面積の３倍増を示す。
さらに、少なくともいくつかの実施形態では、デバイス１０の任意の特定の動作のための連続スポット間隔およびぶれファクターは、（ａ）手動の滑走速度、（ｂ）瞬間スポットサイズ（すなわち、任意の特定の瞬間でのスポットサイズ、したがって、あらゆるぶれ効果を無視する）、および（ｃ）パルスシーケンスのタイミングを定義する任意の一式のパラメータ（例えば、パルス持続時間（すなわち、パルスオン時間）、パルス間の遅延（すなわち、パルスオフ時間）、パルスレート周波数（ＰＲＦ）、負荷サイクル等から選択される、「パルスタイミングパラメータ」と本明細書では呼ばれる）の関数として定義される。
いくつかの実施形態では、パルスレート周波数（ＰＲＦ）および／または１つ以上の他のパルスタイミングパラメータは、（ａ）事前定義または選択された最小連続スポット間隔、および／または（ｂ）事前定義または選択された最大量のスポットぶれ（例えば、事前定義または選択された最大ぶれファクター）、および／または（ｃ）任意の他の標的パラメータを提供するように制御される。ＰＲＦおよび／またはパルスタイミングパラメータを「制御すること」は、以下を含んでもよい：
（ａ）デバイス１０がＰＲＦおよび／または少なくとも１つの他のパルスタイミングパラメータを選択または設定すること、例えば、
（ｉ）ユーザ選択された動作モード、治療レベル、または他のユーザ入力に基づいて、ＰＲＦおよび／または少なくとも１つの他のパルスタイミングパラメータを自動的に選択すること、または
（ｉｉ）ユーザ入力とは無関係に（例えば、デバイス選択された動作モード、治療レベル、または他のレベルに基づいて、または（例えば、移動／速度センサ１０２を使用して）治療の一部分または動作の治療前期間中の検出された滑走速度に基づいて、（例えば、移動／速度センサ１０２を使用して）以前に行われた治療から検出および記憶された滑走速度に基づいて、（例えば、温度センサ１０６によって検出される皮膚温度、または例えば、色素センサ１１０によって検出される皮膚の色として）リアルタイムまたは別様にセンサ２６によって検出される１つ以上のパラメータに基づいて、あるいはリアルタイムまたは別様に収集される任意の他のデータまたは信号に基づいて）、ＰＲＦおよび／または少なくとも１つの他のパルスタイミングパラメータを自動的に選択すること、および／または
（ｂ）例えば、（ｉ）１つ以上のセンサ２６からのフィードバック、例えば、変位センサ１００によって検出されるデバイス変位、移動／速度センサ１０２によって検出される滑走速度、皮膚接触センサ１０４、温度センサ１０６によって検出される皮膚温度、放射線センサ１０８によって検出される送達された放射線、色素センサ１１０によって検出される皮膚の色、眼の安全センサ１１４からの信号、滞留センサ１１６によって検出される
滞留状態、および／またはローラベースのセンサ１１８によって検出されるデバイス変位および／または滑走速度に基づいて、および／または（ｉｉ）リアルタイムまたは別様に収集される任意の他のデータまたは信号に基づいて、デバイス１０が治療期間中に（例えば、リアルタイムで、または実質的にリアルタイムで）ＰＲＦおよび／または少なくとも１つの他のパルスタイミングパラメータを動的に調整すること。
（ａ）デバイス１０がＰＲＦおよび／または少なくとも１つの他のパルスタイミングパラメータを選択または設定すること、例えば、
（ｉ）ユーザ選択された動作モード、治療レベル、または他のユーザ入力に基づいて、ＰＲＦおよび／または少なくとも１つの他のパルスタイミングパラメータを自動的に選択すること、または
（ｉｉ）ユーザ入力とは無関係に（例えば、デバイス選択された動作モード、治療レベル、または他のレベルに基づいて、または（例えば、移動／速度センサ１０２を使用して）治療の一部分または動作の治療前期間中の検出された滑走速度に基づいて、（例えば、移動／速度センサ１０２を使用して）以前に行われた治療から検出および記憶された滑走速度に基づいて、（例えば、温度センサ１０６によって検出される皮膚温度、または例えば、色素センサ１１０によって検出される皮膚の色として）リアルタイムまたは別様にセンサ２６によって検出される１つ以上のパラメータに基づいて、あるいはリアルタイムまたは別様に収集される任意の他のデータまたは信号に基づいて）、ＰＲＦおよび／または少なくとも１つの他のパルスタイミングパラメータを自動的に選択すること、および／または
（ｂ）例えば、（ｉ）１つ以上のセンサ２６からのフィードバック、例えば、変位センサ１００によって検出されるデバイス変位、移動／速度センサ１０２によって検出される滑走速度、皮膚接触センサ１０４、温度センサ１０６によって検出される皮膚温度、放射線センサ１０８によって検出される送達された放射線、色素センサ１１０によって検出される皮膚の色、眼の安全センサ１１４からの信号、滞留センサ１１６によって検出される
滞留状態、および／またはローラベースのセンサ１１８によって検出されるデバイス変位および／または滑走速度に基づいて、および／または（ｉｉ）リアルタイムまたは別様に収集される任意の他のデータまたは信号に基づいて、デバイス１０が治療期間中に（例えば、リアルタイムで、または実質的にリアルタイムで）ＰＲＦおよび／または少なくとも１つの他のパルスタイミングパラメータを動的に調整すること。
上記で論議されたように、いくつかの実施形態では、ＰＲＦおよび／または少なくとも１つの他のパルスタイミングパラメータは、（ａ）事前定義または選択された最小連続スポット間隔、および／または（ｂ）事前定義または選択された最大量のスポットぶれ（例えば、事前定義または選択された最大ぶれファクター）を提供するように制御される。
例えば、いくつかの実施形態では、ＰＲＦおよび／または少なくとも１つの他のパルスタイミングパラメータは、１ｍｍの最小連続スポット間隔を提供するように制御される。２ｃｍ／秒から６ｃｍ／秒の間の滑走速度、および２００μｍから６００μｍの間のスポットサイズを仮定すると、そのようなスポット間隔を提供するように、１５ＨｚのＰＲＦ、３ミリ秒のパルス持続時間、および４．５％の負荷サイクルが選択されてもよい。これらの動作パラメータで、結果として生じるぶれファクターは、２００μｍのスポットサイズに対しては約１３０から１９０％、および６００μｍのスポットサイズに対しては約１１０から１３０％である。
別の実施例として、いくつかの実施形態では、ＰＲＦおよび／または少なくとも１つの他のパルスタイミングパラメータは、０．５ｍｍの最小連続スポット間隔を提供するように制御される。２ｃｍ／秒から６ｃｍ／秒の間の滑走速度、および３００μｍから６００μｍの間のスポットサイズを仮定すると、そのようなスポット間隔を提供するように、３０ＨｚのＰＲＦ、５ミリ秒のパルス持続時間、および１５％の負荷サイクルが選択されてもよい。これらの動作パラメータで、結果として生じるぶれファクターは、３００μｍのスポットサイズに対しては約１３３から２００％、および６００μｍのスポットサイズに対しては約１１７から１５０％である。
いくつかの実施形態では、１から５０Ｈｚの間のＰＲＦが選択される。例えば、デバイス１０は、５から２５Ｈｚの間のＰＲＦを提供してもよい。特定の実施形態では、デバイス１０は、約１５ＨｚのＰＲＦを提供してもよい。
いくつかの実施形態では、デバイス１０は、１ｍｍの最小連続スポット間隔を提供するように制御される。例えば、デバイス１０は、０．５ｍｍの最小連続スポット間隔を提供するように制御されてもよい。特定の実施形態では、デバイス１０は、０．２５ｍｍの最小連続スポット間隔を提供するように制御されてもよい。
いくつかの実施形態では、１ミリ秒から１０ミリ秒の間のパルス持続時間が選択されてもよい。ある実施形態では、２ミリ秒から８ミリ秒の間（より小さい範囲）のパルス持続時間が選択されてもよい。特定の実施形態では、３ミリ秒から６ミリ秒の間のパルス持続時間が選択されてもよい。
（いくつかの例示的実施形態および例示的動作パラメータ）
本明細書で論議される種々の特徴および構成のうちのいずれかは、種々の異なる治療を提供するために、任意の好適な方式で組み合わせられてもよい。例示的パラメータ値を伴ういくつかの例示的構成が、以下で提供される。これらは実施例にすぎないことを理解されたい。
本明細書で論議される種々の特徴および構成のうちのいずれかは、種々の異なる治療を提供するために、任意の好適な方式で組み合わせられてもよい。例示的パラメータ値を伴ういくつかの例示的構成が、以下で提供される。これらは実施例にすぎないことを理解されたい。
以下の表１は、図４〜７に示されるデバイスに類似するデバイス１０の１つの例示的実
施形態に対する例示的値およびパラメータを示す。
施形態に対する例示的値およびパラメータを示す。
以下の表２は、図４〜７に示されるデバイスに類似するデバイス１０の別の例示的実施形態に対する例示的パラメータおよび値を示す。
以下の表３は、図４〜７に示されるデバイスに類似する例示的デバイス１０の３つの例示的構成に対する例示的値およびパラメータを示す。
以下の表４は、部分治療のためにパルス放射を用いて、デバイスがレーザダイオードバー１４Ｂの伸長方向と垂直に滑走させられる滑走モードで動作する、放射線源１４Ｂとして低フィルファクタレーザダイオードバーを使用する直接暴露実施形態に対するパラメータ値の例を示す。
されるように、レーザダイオードバー１４Ｂの１つのエミッタ８０に各々対応する、離散的な離間した治療スポット６２の直線配列を生成する。
（単一ビーム端面放射型レーザダイオード）
上記で論議されたように、いくつかの実施形態では、放射線源１４は、単一のレーザビームを生成する単一のエミッタ（すなわち、単一のビーム源）を含む、端面放射型レーザダイオード（または複数の端面放射型レーザダイオード）である。典型的な端面放射型レーザダイオードでは、放出されたビームは、ファスト軸方向にほぼ４５°およびスロー軸で約１０°のビーム発散を有する。
上記で論議されたように、いくつかの実施形態では、放射線源１４は、単一のレーザビームを生成する単一のエミッタ（すなわち、単一のビーム源）を含む、端面放射型レーザダイオード（または複数の端面放射型レーザダイオード）である。典型的な端面放射型レーザダイオードでは、放出されたビームは、ファスト軸方向にほぼ４５°およびスロー軸で約１０°のビーム発散を有する。
ファスト軸方向での急速発散により、レーザダイオードバーは、レーザダイオードバーの下流に提供される光学要素がない場合、このファスト軸方向で有意なビーム拡散を提供する。したがって、ビームエネルギーの所望の部分を捕捉する（および／または所望のビーム強度を維持する）ために、ある実施形態は、「接近ギャップ間隔」が１０ｍｍ以下である、「近接近」デバイスとして構成されている。本明細書で使用されるように、「接近ギャップ間隔」または「ＰＧＳ」は、放射線源（この場合は端面放射型レーザダイオード）の発光表面とデバイス１０の皮膚接触表面との間の距離、すなわち、放射線源の発光表面と皮膚の上のデバイス１０の治療位置中の皮膚との間の距離として定義される。
いくつかの実施形態では、接近ギャップ間隔は、５ｍｍ、２ｍｍ、または１ｍｍ以下である。特定の実施形態では、接近ギャップ間隔は、５００μｍ未満、２００μｍ未満、または１００μｍ未満である。接近ギャップ間隔は、１つ以上のパラメータ、例えば、皮膚に送達される治療スポット６２の所望のサイズおよび／または強度、および／または製造制約あるいは費用に基づいて選択されてもよい。
図１０〜１４は、特定の実施形態の接近ギャップ間隔または「ＰＧＳ」に応じて、「近接近」放射線のためにさらに構成され得る、例示的直接暴露構成を図示する。したがって、ある実施形態では、図１０〜１４のうちのいずれかに示されるように構成されたデバイス１０は、特定の構成では、１０ｍｍ、５ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、５００μｍ、２００μｍ、または１００μｍ以下の接近ギャップ間隔を有してもよい。
図１０は、発光表面８２を有するエミッタ８０を含む、端面放射型レーザダイオード１４Ａを含む、デバイス１０の例示的実施形態の簡略化断面側面図を図示する。透過型窓４４（例えば、サファイアまたは他の透過型窓、あるいは薄い透過型フィルム）が、デバイス１０の適用端部４２に位置し、皮膚４０と皮膚接触表面７４を形成する。いくつかの実施形態では、製造または他の制限が、エミッタ８０が窓４４の上に直接配置されることを妨げ、したがって、エミッタ８０と窓４４との間にギャップを形成してもよい。したがって、端面放射型レーザダイオード１４Ａの発光表面８２の間の接近ギャップ間隔（ＰＧＳ）は、発光表面８２と窓４４との間のギャップ距離（ＤＧ）を加えた窓４４の厚さ（ＴＷ）を含む。他の実施形態では、エミッタ８０または発光表面８２は、ギャップ距離（ＤＧ）が効果的にゼロであるように、窓４４の上に直接配置されてもよい。
いくつかの実施形態では、窓４４は、約１５０μｍから約３５０μｍの間の接近ギャップ間隔（ＰＧＳ）を提供する、約５０〜１５０μｍのギャップ距離（ＤＧ）を伴って、約１００μｍから約２００μｍの間の厚さ（ＴＷ）を有する。他の実施形態では、窓４４は、接近ギャップ間隔（ＰＧＳ）がギャップ距離（ＤＧ）に応じて、約１２５〜２２５μｍであり得るように、１５０μｍ未満、例えば、約７５μｍの厚さを有する、薄膜である。
１つの例示的実施形態では、窓４４は、約２４０μｍの接近ギャップ間隔（ＰＧＳ）を提供する、約１００μｍのギャップ距離とともに、約１４０μｍの厚さを伴うサファイア
窓である。２４０μｍの接近ギャップ間隔において、各々、２８度ＦＷＨＭ（ファスト軸）×６度ＦＷＨＭ（スロー軸）の発散で１ミクロン×９５ミクロンのビームを放出する、端面放射型レーザダイオードは、約１２０μｍの直径を有する、ほぼ円形の治療スポットを皮膚の上に形成するであろう。約２ｃｍ／秒のデバイス滑走速度および５ミリ秒のパルス持続時間により、治療スポットは、各直径が約１２０μｍ×２２０μｍの長円形になる。別の例示的実施形態では、窓４４は、約１８０μｍの厚さを有するサファイア窓である。
窓である。２４０μｍの接近ギャップ間隔において、各々、２８度ＦＷＨＭ（ファスト軸）×６度ＦＷＨＭ（スロー軸）の発散で１ミクロン×９５ミクロンのビームを放出する、端面放射型レーザダイオードは、約１２０μｍの直径を有する、ほぼ円形の治療スポットを皮膚の上に形成するであろう。約２ｃｍ／秒のデバイス滑走速度および５ミリ秒のパルス持続時間により、治療スポットは、各直径が約１２０μｍ×２２０μｍの長円形になる。別の例示的実施形態では、窓４４は、約１８０μｍの厚さを有するサファイア窓である。
図１１は、皮膚接触表面７４を形成する治療先端部の別の部分を伴って、窓４４がオフセット距離（ＤＯ）によって皮膚から後退させられる、例示的構成を図示する。そのようなオフセットは、例えば、窓を損傷から保護するように、窓を清潔にしておくように、または窓と皮膚との間の摩擦を回避するように、任意の好適な理由で提供されてもよい。この構成での接近ギャップ間隔（ＰＧＳ）は、窓４４の厚さ（ＴＷ）、発光表面８２と窓４４との間のギャップ距離（ＤＧ）、および窓４４のオフセット距離（ＤＯ）から成る。
図１２は、エミッタ８０が外気に暴露されるように、窓を排除する例示的構成を図示する。したがって、接近ギャップ間隔（ＰＧＳ）は、任意の所望の距離で設定されてもよく、またはゼロでさえあってもよい（すなわち、発光表面８２が皮膚に触れる）。しかしながら、端面放射型レーザダイオード１４Ａは、例えば、端面放射型レーザダイオードを損傷から保護するように、端面放射型レーザダイオードを清潔にしておくように、端面放射型レーザダイオードと皮膚との間の摩擦を回避するように、または皮膚の上の好適な治療スポットサイズまたは眼の安全あるいは他の利益を形成する好適な量だけ（特にファスト軸方向に）ビームが発散するためにいくらかの距離を提供するように、いくらかの距離だけ皮膚接触表面７４から後退させられてもよい。
図１３は、窓を除外するが、例えば、端面放射型レーザダイオードを損傷から保護するように、電気絶縁を提供するように、または他の目的で、端面放射型レーザダイオード１４Ａの先頭表面を覆う膜または他の被覆を含む、例示的構成を図示する。接近ギャップ間隔（ＰＧＳ）は、任意の所望の距離（膜の厚さのみによって制限される）で、または膜で覆われた発光表面８２が皮膚に触れるようにさえ設定されてもよい。しかしながら、図１２に関して上記で論議されたように、端面放射型レーザダイオード１４Ａは、例えば、端面放射型レーザダイオードを損傷から保護するように、端面放射型レーザダイオードを清潔にしておくように、端面放射型レーザダイオードと皮膚との間の摩擦を回避するように、または皮膚の上の好適な治療スポットサイズを形成する好適な量だけ（特にファスト軸方向に）ビームが発散するためにいくらかの距離を提供するように、いくらかの距離だけ皮膚接触表面７４から後退させられてもよい。
図１４は、図１０の構成に類似するが、各々離散ビーム６０を生成する、２つの端面放射型レーザダイオード１４Ａを含む、デバイス１０の例示的構成を図示する。デバイス１０は、任意の好適な方式で、例えば、一列、２次元配列、または任意の他の方式で配設される、任意の他の数の端面放射型レーザダイオード１４Ａを含んでもよい。デバイス１０内の各端面放射型レーザダイオード１４Ａは、各々のエミッタ表面８２と皮膚接触表面７４との間に接近ギャップ間隔を伴って配設されてもよく、または異なる端面放射型レーザダイオード１４Ａが、例えば、皮膚において複数の異なる治療スポットサイズ、形状、またはエネルギー強度を提供するように、異なる接近ギャップ間隔（ＰＧＳ）を有するように配設されてもよい。２つ以上の端面放射型レーザダイオード１４Ａは、同様に、図１０〜１３ならびに以下で論議される図１５〜１６に示される構成のうちのいずれかで配設されてもよい。これらの構成のうちのいずれかは、同様に、以下で論議されるように、単一のビームまたは複数のビームを伴うレーザダイオードバーまたはＶＣＳＥＬを利用してもよい。
図１５〜１６は、特定の実施形態の接近ギャップ間隔または「ＰＧＳ」に応じて、「近接近」放射のためにも構成され得る、例示的間接暴露構成（すなわち、レーザと皮膚との間に光学機器を含む）を図示する。したがって、ある実施形態では、図１５または１６に示されるように構成されたデバイス１０は、特定の構成で、１０ｍｍ、５ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、５００μｍ、２００μｍ、または１００μｍ以下の接近ギャップ間隔を有してもよい。
図１５は、端面放射型レーザダイオードエミッタ８０と皮膚との間に設置された凹レンズ７８を含む、デバイス１０の例示的構成を図示する。凸レンズ７８は、例えば、所望のスポットサイズまたは形状を提供するように、および／または増加した眼の安全を提供するように、１つ以上の軸（例えば、ファスト軸および／またはスロー軸）でビーム６０の発散を増加させるよう作用してもよい。レンズ７８は、図１５に示されるように、皮膚接触表面７４から後退させられてもよく、または代替として、皮膚に直接接触するように配設されてもよい。代替として、凸レンズは、例えば、所望のスポットサイズまたは形状を提供するように、１つ以上の軸（例えば、ファスト軸および／またはスロー軸）でビーム６０の発散を減少させるために使用することができる。
図１６は、図１５に類似するが、凸レンズ７８の代わりに円柱レンズまたはボールレンズ７９を含む、例示的構成を図示する。円柱またはボールレンズ７９は、例えば、所望のスポットサイズまたは形状を提供するように、および／または増加した眼の安全を提供するように、１つ以上の軸（例えば、ファスト軸および／またはスロー軸）でビーム６０の発散を増加させるよう作用してもよい。上記で論議されたレンズ７８のように、レンズ７９は、皮膚接触表面７４から後退させられてもよく、または代替として、図１６に示されるように、皮膚に直接接触するように配設されてもよい。
他の実施形態では、任意の他の種類のレンズ（例えば、非球面）または他の光学機器が、所望に応じてビーム６０に影響を及ぼすように提供されてもよい。
図１７Ａ〜１７Ｃは、接近ギャップ間隔が極めて小さい実施形態において、端面放射型レーザダイオードから放出されるビーム６０の非対称発散を図示する。典型的な端面放射型レーザダイオードは、長い側面および短い側面を有する、細長い長方形のエミッタ８０を含む。例えば、端面放射型レーザダイオードエミッタ８０は、約１μｍ×１００μｍ、または約５μｍ×９５μｍであってもよい。
図１７Ａは、端面放射型レーザダイオードエミッタ８０の長側面図を図示し、かつスロー軸でのビーム６０の比較的低速の発散を図示する。図１７Ｂは、（長側面図と垂直な）端面放射型レーザダイオードエミッタ８０の短側面図を図示し、かつファスト軸でのビーム６０の比較的高速の発散を図示する。図１７Ｃは、端面放射型レーザダイオードエミッタ８０、および端面放射型レーザダイオードエミッタ８０によって形成された対応する治療スポット６２を示す、下向き図を図示し、スロー軸方向に細長い、略長円形または丸みを帯びた長方形を有する、治療スポット６２を形成するためのファスト軸およびスロー軸の両方でのビーム６０の発散を示す。図１７Ｃに示されるようなスロー軸方向に細長い治療スポット６２は、極めて小さい接近ギャップ間隔（例えば、レーザダイオードエミッタ表面または面のスロー軸幅よりも小さい、例えば、約１００μｍ）を使用することによって生成されてもよい。図１７Ｃは、デバイス１０の移動による、治療スポット６２のいずれの「不鮮明化」または「ぶれ」も考慮しない。
図１８Ａ〜１８Ｃは、図１７Ａ〜１７Ｃに類似するが、より大きい接近ギャップ間隔（例えば、約１００μｍのスロー軸幅を有するエミッタ表面または面に対して約５００μｍ
）を伴う構成に対応し、それにより、皮膚表面への発散ビーム６０のより長い伝搬は、ファスト軸発散がスロー軸発散を克服することを可能にする。したがって、結果として生じる治療スポット６２は、図１８Ｃに示されるように、ファスト軸方向に細長くてもよい。図１７Ｃのように、図１８Ｃは、デバイス１０の移動による、治療スポット６２のいずれの「不鮮明化」または「ぶれ」も考慮しない。
）を伴う構成に対応し、それにより、皮膚表面への発散ビーム６０のより長い伝搬は、ファスト軸発散がスロー軸発散を克服することを可能にする。したがって、結果として生じる治療スポット６２は、図１８Ｃに示されるように、ファスト軸方向に細長くてもよい。図１７Ｃのように、図１８Ｃは、デバイス１０の移動による、治療スポット６２のいずれの「不鮮明化」または「ぶれ」も考慮しない。
図１９Ａは、パルス中にエミッタ８０がエミッタ８０の鎖線画像からエミッタ８０の実線画像に移動する、デバイス１０が矢印の方向に皮膚を横断して滑走させられている間に、ビームパルスを放出する端面放射型レーザダイオードエミッタ８０によって形成される治療スポット６２を図示する。したがって、説明図は、ビームパルス中のデバイス１０の移動による、治療スポット６２のいずれの「不鮮明化」または「ぶれ」を示す。この配向では、デバイス移動が、少なくともパルス持続時間および手動の滑走速度に依存する量だけ、瞬間スポットの伸長方向と垂直に治療スポット６２を不鮮明化するか、またはぶれさせ得る。パルス持続時間が長くなるほど、または手動の滑走速度が早くなるほど、滑走方向でのスポット６２の伸長（ぶれ）が大きくなる。図１９Ａに示される実施例では、ぶれの量が、略円形または丸みを帯びた長方形のスポット６２を生じる。
図１９Ａのように、図１９Ｂは、パルス中にエミッタ８０がエミッタ８０の鎖線画像からエミッタ８０の実線画像に移動する、デバイス１０が矢印の方向に皮膚を横断して滑走させられている間に、ビームパルスを放出する端面放射型レーザダイオードエミッタ８０によって形成される治療スポット６２を図示する。しかしながら、図１９Ｂに示される実施例では、デバイスは、図１９Ａに示されるようなエミッタ８０の伸長方向と垂直よりもむしろ、エミッタ８０の伸長方向に移動させられる。したがって、デバイス移動によって引き起こされる治療スポット６２の不鮮明化またはぶれが、結果として生じる治療スポット６２の伸長を増加させ得る。
したがって、上記の論議から、結果として生じる治療スポット６２の正確な形状およびサイズが、少なくとも（ａ）特定のエミッタ８０のサイズおよび形状、（ｂ）手動の滑走方向に対するエミッタ８０の配向、（ｃ）エミッタ表面８２と皮膚との間の接近ギャップ間隔、（ｄ）パルス持続時間、および（ｅ）手動の滑走速度を含む、種々の要因に依存し得ることを理解されたい。パラメータ（ａ）〜（ｄ）のうちのいずれか１つ以上（または全て）は、デバイス１０によって選択または制御されてもよく、所望の手動の滑走速度が、所望の形状およびサイズを有する治療スポット６２を提供するように（例えば、ユーザに指示することによって）促されてもよい。
図２０は、例示的端面放射型レーザダイオードから標的表面で受容されたレーザ放射線の検出された波長プロファイルのプロットである。実施例では、波長プロファイルは、約１４５０．４ｎｍでガウスピークを定義する。
図２１Ａおよび２１Ｂは、例えば、図１０〜１６の例示的構成のうちのいずれかによる、直接暴露および／または近接近放射に対して構成された端面放射型レーザダイオードによって生成された、治療スポット６２および対応するＭＴＺ６４の例示的寸法を図示する。図２１に示されるように、端面放射型レーザダイオードエミッタ８０は、発光表面８２と皮膚４０との間に設置された窓４４（すなわち、光学機器１６）、レンズ７８（すなわち、光学機器１６）を伴って、または何も伴わない（例えば、空気のみ）のいずれかで、皮膚４０より上側に設置される。特定の構成に応じて、端面放射型レーザダイオードの発光表面８２とデバイス１０の皮膚接触表面との間の接近ギャップ間隔（ＰＧＳ）は、ＰＧＳＡ（窓４４またはレンズ７８が皮膚に直接接触する実施形態に対して）またはＰＧＳＢ（窓４４またはレンズ７８がいくらかの距離だけ皮膚から後退させられる実施形態に対して）として示される。接近ギャップ間隔がＰＧＳＡ（すなわち、窓４４またはレンズ７８
が皮膚に直接接触する実施形態に対して）として示される場合、ＰＧＳは、発光表面８２と窓４４またはレンズ７８との間のギャップ間隔（ＤＧ）を加えた窓４４またはレンズ７８の厚さ（Ｔｗ）に等しい。上記で論議されたように、いくつかの実施形態では、エミッタ８０は、ギャップ間隔（ＤＧ）が効果的にゼロであるように、窓４４またはレンズ７８の上に直接配置されてもよい。
が皮膚に直接接触する実施形態に対して）として示される場合、ＰＧＳは、発光表面８２と窓４４またはレンズ７８との間のギャップ間隔（ＤＧ）を加えた窓４４またはレンズ７８の厚さ（Ｔｗ）に等しい。上記で論議されたように、いくつかの実施形態では、エミッタ８０は、ギャップ間隔（ＤＧ）が効果的にゼロであるように、窓４４またはレンズ７８の上に直接配置されてもよい。
図２１Ａはまた、皮膚表面上の治療スポット６２、ならびにＤＭＴＺとして示される、治療スポット６２より下側に延在するＭＴＺ６４の深度も示す。
図２１Ｂは、実線で示された瞬間治療スポット６２Ｉおよび鎖線で示された（ビームパルスの送達中に皮膚を横断するデバイス１０の滑走による）「ぶれた」治療スポット６２Ｂを伴う、皮膚表面上の治療スポット６２の寸法を図示する。瞬間治療スポット６２Ｉは、ファスト軸方向幅ＷＦＡ、スロー軸方向幅ＷＳＡ＿Ｉ、および面積ＡＩによって画定される。ぶれた治療スポット６２Ｂは、ファスト軸方向幅ＷＦＡ、スロー軸方向幅ＷＳＡ＿Ｂ、および面積ＡＢによって画定される。
いくつかの実施形態では、デバイス１０の１つ以上のパラメータは、例えば、個々の治療スポット６２内の皮膚において有効スポットサイズおよび／またはフルエンスあるいはエネルギー密度を提供するように（例えば、皮膚において所望の皮膚科効果を達成するように）、治療スポット６２のぶれの量を制御または制限するよう選択または制御されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、（ａ）パルス持続時間および（ｂ）放出されたビーム６０のフルエンスまたはエネルギー密度のうちの１つ以上が、例えば、治療スポット６２のぶれを定義された最大ぶれファクターに限定するように、仮定手動の滑走速度（例えば、２〜６ｃｍ／秒）、測定された手動の滑走速度、または皮膚を横断するデバイス１０の測定された変位に基づいて、制御または制限されてもよい。上述のように、ぶれファクターは、瞬間治療スポットサイズの面積に対する（デバイス１０の移動によって引き起こされたぶれを伴う）ぶれた治療スポット６２の面積の比として定義されてもよい。したがって、例示するために、１．０というぶれファクターは、ぶれがないことを示し、２．０というぶれファクターは、治療スポットサイズ面積の２倍増を示し、３．０というぶれファクターは、治療スポットサイズ面積の３倍増を示す。
一般に、ぶれファクターが大きくなるほど、ぶれた治療スポットの領域内の皮膚におけるフルエンスまたはエネルギー密度が低くなる。いくつかの実施形態またはデバイス設定では、最大約３．０のぶれファクターが、概して、部分治療のための有効ＭＴＺを提供するために容認可能である。他の実施形態またはデバイス設定では、最大約２．５または最大約２．０のぶれファクターが、概して、部分治療のための有効ＭＴＺを提供するために容認可能である。したがって、いくつかの実施形態では、１つ以上のデバイスパラメータ（例えば、パルス持続時間および／または放出されたビーム６０のフルエンスあるいはエネルギー密度）は、選択された限度に応じて、ぶれファクターを約３．０、２．５、または２．０未満に限定するように選択または制御されてもよい。ある実施形態は、ぶれファクターを約１．８未満または約１．５未満に限定する。他の実施形態またはデバイス設定は、最大約３．５または４．０のぶれファクターを許容してもよい。他の実施形態またはデバイス設定は、さらに大きいぶれファクターを許容してもよい。
いくつかの実施形態では、パルス持続時間は、ぶれファクターを約２．０に限定するように、手動の滑走速度の仮定範囲（例えば、２〜８ｃｍ／秒）に基づいて、定義された値（例えば、５ミリ秒）に限定されてもよい。さらに、ＭＴＺ６４は、有効になるために形状が円形または軸対称である必要はなく、例えば、ある実施形態については約６ｃｍ／秒から１０ｃｍ／秒の間の手動の滑走速度によって引き起こされるように、ある程度まで楕円形、または細長くあり得ることが決定されている。
表５は、以下のように、
（レーザダイオードバー）
上記で論議されたように、いくつかの実施形態では、放射線源１４は、離散レーザビームを生成する離散ビーム源としての役割を各々果たす複数のエミッタを含む、レーザダイオードバー（または複数のレーザダイオードバー）である。典型的なレーザダイオードバーでは、レーザダイオードバーの各ビーム源（エミッタ）から放出されるビームは、ファスト軸方向にほぼ４５°およびスロー軸方向に約１０°のビーム発散を有する。
上記で論議されたように、いくつかの実施形態では、放射線源１４は、離散レーザビームを生成する離散ビーム源としての役割を各々果たす複数のエミッタを含む、レーザダイオードバー（または複数のレーザダイオードバー）である。典型的なレーザダイオードバーでは、レーザダイオードバーの各ビーム源（エミッタ）から放出されるビームは、ファスト軸方向にほぼ４５°およびスロー軸方向に約１０°のビーム発散を有する。
ファスト軸方向での急速発散により、レーザダイオードバーは、レーザダイオードバーの下流に提供される光学要素がない場合、このファスト軸方向に有意なビーム拡散を提供する。したがって、端面放射型レーザダイオードと同様に、ビームエネルギーの所望の部分を捕捉する（および／または所望のビーム強度を維持する）ために、ある実施形態は、接近ギャップ間隔（レーザダイオードバーの発光表面とデバイス１０の皮膚接触表面７４との間の間隔）が１０ｍｍ以下である近接近デバイスとして構成されている。あるレーザダイオードバーの実施形態では、デバイス１０は、レーザダイオードバーによって生成される治療スポット６２の所望のサイズおよび／または強度に応じて、５ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、５００μｍ、２００μｍ、または１００μｍ以下の接近ギャップ間隔を有してもよい。
レーザダイオードバーの複数のエミッタによって放出される複数のビームは、少なくとも、（ａ）レーザダイオードバーの発光表面と皮膚との間の接近ギャップ間隔、（ｂ）レーザダイオードバーの各エミッタのサイズおよび形状、および（ｃ）レーザダイオードバーのフィルファクタに応じて、（ａ）皮膚の表面上に複数の離間した治療スポット６２を形成するように、皮膚へのそれらの伝搬中に分離したままであるか、または（ｂ）実質的に均一な、または空間的に変調されたエネルギープロファイルを有する単一の連続治療スポット６２を形成するように、（個々のビームの発散による）皮膚へのそれらの伝搬中に部分的または実質的に結合してもよい。
図２２Ａ〜２３Ｂは、レーザダイオードバーの複数のエミッタによって放出された複数のビームが分離したままであるか、および皮膚の上に複数の離間した治療スポット６２を形成する、例示的実施形態を図示する。そのような実施形態は、ある用途または治療、例えば、ある部分治療に好適または有利であり得る。対照的に、図２４Ａ〜２４Ｂは、レーザダイオードバーの複数のエミッタによって放出された複数のビームが、単一の連続治療スポット６２を形成するように、（個々のビームの発散による）皮膚へのそれらの伝搬中に結合する、例示的実施形態を図示する。具体的には、図２４Ａ〜２４Ｂの例示的実施形態は、皮膚の上に単一の連続治療スポット６２を形成するように個々のビームの組み合わせを容易にする「高フィルファクタ」レーザダイオードバーを含む。そのような実施形態は、ある用途または治療、例えば、除毛治療、皮膚の引き締めのためのバルク加熱、または、にきび、例えば、または非切除しわ治療のために好適または有利であり得る。
最初に図２２Ａ〜２３Ｂを参照すると、図２２Ａは、図１０の実施形態に類似するが、放射線源として単一エミッタ端面放射型レーザダイオード１４Ａの代わりにレーザダイオードバー１４Ｂを含む、実施形態の簡略化断面側面図を図示する。レーザダイオードバー１４Ｂは、各エミッタ８０が離散レーザビーム６０を生成する離散ビーム源の役割を果たす、一列に配設された複数のエミッタ８０を含む。レーザダイオードバー１４Ｂの複数のエミッタ８０によって放出される複数のビーム６０は、皮膚の上に離間した治療スポット６２の直線配列を形成し、したがって、皮膚に離間ＭＴＺ６４の対応する直線配列を形成する。この実施形態は、例えば、部分治療に好適であり得る。レーザダイオードバー１４Ｂは、任意の好適な数のエミッタ８０を含んでもよい。
レーザダイオードバー１４Ｂは、パルス化放射線、連続波（ＣＷ）放射線、またはその他を送達するように制御されてもよい。図２２Ｂは、例えば、滑走モードまたは打刻モード動作中に、デバイス１０が指示された方向に皮膚を横断して移動させられている間に、例えば、レーザダイオードバー１４Ｂをパルス化することによって、皮膚の上にビーム３０の配列を手動で走査することによって形成された治療スポット６２の２次元配列を示す。各パルスによって提供される直線配列６６と略垂直な方向にデバイス１０を移動させることにより、治療スポット６２の２次元配列６８を作成するように、レーザダイオードバ
ー１４Ｂの各パルスは、治療スポット６２の直線配列６６を生成する。デバイス１０は、所望の治療領域を覆うように、任意の好適な回数で、任意の好適な方向に皮膚を横断して滑走させられてもよい。
ー１４Ｂの各パルスは、治療スポット６２の直線配列６６を生成する。デバイス１０は、所望の治療領域を覆うように、任意の好適な回数で、任意の好適な方向に皮膚を横断して滑走させられてもよい。
図２３Ａは、（例えば、「スタック」を形成するように）相互に平行に配設された複数のレーザダイオードバー１４Ｂを含む、デバイス１０の実施形態のレーザダイオードバー１４Ｂおよび窓４４の部分３次元図を図示する。各レーザダイオードバー１４Ｂの各エミッタ８０は、複数のレーザダイオードバー１４Ｂの複数のビーム６０が、皮膚の上に離間した治療スポット６２の２次元配列を形成し、したがって、皮膚に離間ＭＴＺ６４の対応する直線配列を形成する、離散レーザビーム６０を生成する離散ビーム源の役割を果たしてもよい。
上記で論議されたように、レーザダイオードバー１４Ｂは、パルス化放射線、連続波（ＣＷ）放射線、またはその他を送達するように制御されてもよい。パルス化の実施形態では、複数のレーザダイオードバー１４Ｂは、同時に、任意の定義された順序で（またはランダムな順序で）時間連続的に、または任意の他の方式でパルス化されてもよい。図２３Ｂは、例えば、滑走モードまたは打刻モード動作中に、デバイス１０が指示された方向に皮膚を横断して移動させられている間に、例えば、レーザダイオードバー１４Ｂをパルス化することによって、皮膚の上にビーム３０の配列を手動で走査することによって形成された治療スポット６２の２次元配列を示す。この実施例では、複数のレーザダイオードバー１４Ｂは、同時にパルス化される。したがって、レーザダイオードバー１４Ｂの各パルスが、治療スポット６２の２次元配列６７を生成し、デバイス１０を移動させること、および複数のレーザダイオードバー１４Ｂをパルス化することの組み合わせが、デバイス移動の方向に延在する治療スポット６２のより大きい２次元配列６８を作成する。デバイス１０は、所望の治療領域を覆うように、任意の好適な回数で、任意の好適な方向に皮膚を横断して滑走させられてもよい。
図２２Ａ〜２３Ｂの例示的実施形態は、皮膚の上に結果として生じる離間した治療スポット６２を提供するための隣接エミッタ８０の間に十分な間隔を提供する、「低フィルファクタ」レーザダイオードバーを利用してもよい。対照的に、図２４Ａ〜２４Ｂは、皮膚の上に単一の連続治療スポット６２を形成するように個々のビームの組み合わせを促進する、「高フィルファクタ」レーザダイオードバーを含んでもよい。具体的には、高フィルファクタレーザダイオードバーの複数のエミッタによって放出される複数のビームが、単一の連続治療スポット６２を形成するように、（個々のビームの発散による）皮膚へのそれらの伝搬中に結合してもよい。
本明細書で使用されるように、「高フィルファクタ」は、５０％未満のフィルファクタとして定義される「低フィルファクタ」との比較において、少なくとも５０％のフィルファクタを意味する。フィルファクタは、その内容全体が参照することにより本明細書に組み込まれる、同時係属中の米国仮特許公開第６１／５６３，４９１号でさらに詳細に定義されるように、レーザダイオードバーの全エミッタ活性部分がレーザダイオードバー全体の幅で割られたものとして定義される。いくつかの用途については、高フィルファクタレーザダイオードバーを使用することにより、低フィルファクタレーザダイオードバーと比較して、１つ以上の利点を提供してもよい。例えば、高フィルファクタレーザバーは、標的表面において、より均一な放射線画像を提供してもよい。高フィルファクタレーザダイオードバーからのビームプロファイルは、近接近配設においてさえも、実質的に均一な線分である。そのような均一な線分は、ある用途または治療、例えば、線分方向に垂直な滑走治療に（例えば、レーザ除毛、バルク加熱皮膚引き締め、または他の好適な治療に）好適であり得るか、または望ましくあり得る。いくつかの実施形態では、高フィルファクタレーザダイオードバーは、治療線量が比較的広い領域にわたって均一に計測されることを
可能にするように、センサ（例えば、変位センサまたは移動／速度センサ）と併せて使用されてもよい。
可能にするように、センサ（例えば、変位センサまたは移動／速度センサ）と併せて使用されてもよい。
図２４Ａは、図２２Ａの実施形態に類似するが、高フィルファクタレーザダイオードバー１４Ｃを使用する実施形態を図示する。示されるように、レーザダイオードバー１４Ｃの複数のエミッタ８０によって放出されるビーム６０は、単一の連続治療スポット６２、および対応する単一の連続ＭＴＺ６４を形成するように、皮膚へのそれらの伝搬中に相互に結合する。図２４Ｂは、レーザダイオードバー１４Ｃによって生成される連続治療スポット例６２を図示する。レーザダイオードバー１４Ｃは、パルス化されてもよく、連続波（ＣＷ）放射線を提供してもよく、または、例えば、同時係属中の米国仮特許公開第６１／５６３，４９１号でさらに詳細に定義されるように、特定の皮膚科治療に好適な治療スポット６２の所望のサイズ、形状、およびパターンを提供するように、（例えば、滑走モードまたは打刻モード動作で）皮膚を横断するデバイス１０の移動と組み合わせて、別様に制御されてもよい。
上記で論議されたように、デバイス１０のいくつかの実施形態では、レーザダイオードバー（例えば、レーザダイオードバー１４Ｂ／１４Ｃ）は、「直接暴露」放射、「近接近」放射、または両方に対して構成されてもよく、そのような用語は、本明細書で定義および論議される。さらに、レーザダイオードバーは、他の種類の放射線源に関して本明細書で論議される種々の構成のうちのいずれかで配設されてもよく、例えば、レーザダイオードバーは、端面放射型レーザダイオードを含む実施形態に関して図１０〜１６に示される種々の構成のうちのいずれかで配設されてもよい。
図２５および２６は、放射線源１４が、単一のパルスで治療スポット６２の配列を生成するようにビーム６０の配列を放出する１９個のレーザエミッタ８０の配列を含むレーザダイオードバーである、デバイス１０の例示的実施形態を図示する。デバイスは、光学機器または可動部品を有しない、完全固体デバイスとして構築することができる。レーザダイオードバーが各パルスで複数の治療スポット６２を生成するので、本デバイスは、より速い治療速度を達成してもよく、単一エミッタレーザダイオードを使用するデバイスに対して、１つのスポットあたりより安価であり得、および／または皮膚を横断して手動で移動させられたときに、より均一な間隔またはスポットの低減したぶれあるいは不鮮明化等の、好ましいドットパターンを実現してもよい。
（ＶＣＳＥＬレーザ）
上記で論議されたように、いくつかの実施形態では、デバイス１０は、１つ以上の治療ビームを生成するための１つ以上のＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）レーザを含む。ＶＣＳＥＬは、（例えば、図２７〜２９に示されるように）単一のエネルギービーム、または（例えば、図３０〜３４に示されるように）複数の離散エネルギービームを生成するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、ＶＣＳＥＬは、例えば、部分治療を提供するよう、皮膚の上に離間した治療スポット６２の配列（１Ｄまたは２Ｄ）を作成するための離散レーザビームの配列（１Ｄまたは２Ｄ）を生成するように構成することができる。
上記で論議されたように、いくつかの実施形態では、デバイス１０は、１つ以上の治療ビームを生成するための１つ以上のＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）レーザを含む。ＶＣＳＥＬは、（例えば、図２７〜２９に示されるように）単一のエネルギービーム、または（例えば、図３０〜３４に示されるように）複数の離散エネルギービームを生成するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、ＶＣＳＥＬは、例えば、部分治療を提供するよう、皮膚の上に離間した治療スポット６２の配列（１Ｄまたは２Ｄ）を作成するための離散レーザビームの配列（１Ｄまたは２Ｄ）を生成するように構成することができる。
図２７は、皮膚の上に単一の治療スポット６２を提供するための単一のエネルギービームを生成するように構成されたＶＣＳＥＬ１４Ｄを含む、デバイス１０の例示的実施形態の簡略化断面側面図を図示する。ＶＣＳＥＬ１４Ｄは、図２７に示される矢印２８の方向で例示的ＶＣＳＥＬ１４Ｄのエミッタ表面図を示す、図２９に示されるようなマイクロエミッタ８６の配列８４を含んでもよい。各マイクロエミッタ８６は、発散マイクロビームを放出し、マイクロビームの配列は、図２７に示されるように、皮膚に送達するための単一の略均一なビーム６０を形成するように（個々のマイクロビームの発散により）結合す
る。したがって、そのような実施形態では、マイクロエミッタ配列８４は、皮膚の上に単一の治療スポット６２を作成する単一のビーム６０を生成するように、単一のビーム源の役割を果たす。
る。したがって、そのような実施形態では、マイクロエミッタ配列８４は、皮膚の上に単一の治療スポット６２を作成する単一のビーム６０を生成するように、単一のビーム源の役割を果たす。
少なくともいくつかのＶＣＳＥＬについては、各マイクロエミッタ８６は、円形対称マイクロビームを放出する。例えば、各マイクロエミッタ８６は、例えば、“Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｆａｒ−Ｆｉｅｌｄ Ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ Ａｎｇｌｅ ｏｆ
ａｎ ８５０ ｎｍ Ｍｕｌｔｉ−Ｌｅａｆ Ｈｏｌｅｙ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ，”Ｚｈｏｕ Ｋａｎｇ ｅｔ
ａｌ．，ＣＨＩＮ．ＰＨＹＳ．ＬＥＴＴ．Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．８（２０１１） ０８４２０９、および“Ｒｅｄｕｃｅｄ ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｃｒｙｓｔａｌ ｖｅｒｔｉｃａｌ−ｃａｖｉｔｙ ｓｕｒｆａｃｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｓｅｒ，”Ａｎｊｉｎ Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９４，１９１１０５（２００９）；ｄｏｉ：１０．１０６３／１．３１３６８５９で説明されるように、２０°以上の軸対称発散角（例えば、従来のＶＣＳＥＬ）、または１０°から２０°の間の発散角（例えば、ある表面レリーフおよび反共振反射光導波路構造）、または７°から１０°の間の発散角、または７°以下の発散角（例えば、フォトニック結晶およびマルチリーフ構造等のある穴開き構造）、または約６°の発散角（例えば、あるマルチリーフＶＣＳＥＬ）、または６°を下回る、例えば、５．１°から５．５°の間の発散角（あるフォトニック結晶垂直共振器面発光レーザ（ＰＣ−ＶＣＳＥＬ）に対して）を有する、マイクロビームを放出してもよい。
ａｎ ８５０ ｎｍ Ｍｕｌｔｉ−Ｌｅａｆ Ｈｏｌｅｙ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ，”Ｚｈｏｕ Ｋａｎｇ ｅｔ
ａｌ．，ＣＨＩＮ．ＰＨＹＳ．ＬＥＴＴ．Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．８（２０１１） ０８４２０９、および“Ｒｅｄｕｃｅｄ ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｃｒｙｓｔａｌ ｖｅｒｔｉｃａｌ−ｃａｖｉｔｙ ｓｕｒｆａｃｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｓｅｒ，”Ａｎｊｉｎ Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９４，１９１１０５（２００９）；ｄｏｉ：１０．１０６３／１．３１３６８５９で説明されるように、２０°以上の軸対称発散角（例えば、従来のＶＣＳＥＬ）、または１０°から２０°の間の発散角（例えば、ある表面レリーフおよび反共振反射光導波路構造）、または７°から１０°の間の発散角、または７°以下の発散角（例えば、フォトニック結晶およびマルチリーフ構造等のある穴開き構造）、または約６°の発散角（例えば、あるマルチリーフＶＣＳＥＬ）、または６°を下回る、例えば、５．１°から５．５°の間の発散角（あるフォトニック結晶垂直共振器面発光レーザ（ＰＣ−ＶＣＳＥＬ）に対して）を有する、マイクロビームを放出してもよい。
マイクロエミッタ配列８４は、任意の好適な形状、サイズ、および構成を有してもよく、かつ任意の好適な１次元または２次元配列８４を形成するように任意の好適なパターンで配設される任意の好適な数のマイクロエミッタ８６を含んでもよい。例えば、配列８４の中のマイクロエミッタ８６は、例えば、略均一な強度プロファイルを有するビーム６０を提供するように、相互から均等に離間されてもよく、または例えば、特定の用途または治療に好適な選択された不均一な強度プロファイルを有するビーム６０を提供するように、相互から不均等に離間されてもよい。例えば、配列８４の外側に向かったマイクロエミッタ８６は、特定の用途または治療に好適であり得る、より丸みを帯びた（すなわち、あまり平頂ではない、またはシルクハット様ではない）ビーム強度プロファイルを提供するように、相互からさらに離間されてもよい。別の実施例として、配列８４の内側に向かうマイクロエミッタ８６は、特定の用途または治療に好適であり得る、プロファイルの中心付近に強度レベルの下落を有する、より尖頭状のビーム強度プロファイルを提供するように、相互からさらに離間されてもよい。同様に、エミッタは、平頂またはガウスビームプロファイルを生じるように分配することができる。マイクロエミッタ８６は、任意の他の所望のビーム強度プロファイルを提供するように、任意の他の好適な方式で配設されてもよい。
図２９は、（例えば、図２７〜２８に関して上記で論議されたような）単一のビーム源ＶＣＳＥＬ１４Ｄと、ＶＣＳＥＬの下流にある光学機器７８とを含む、デバイス１０の例示的な実施形態の簡略化断面側面図を図示する。光学機器７８は、任意の種類のレンズ（例えば、凹、凸、ボールレンズ、円柱レンズ、非球面レンズ等）または所望に応じてＶＣＳＥＬ１４Ｄによって放出される放射線に影響を及ぼすための他の光学機器であってもよい。例えば、光学機器７８は、皮膚において所望のスポットサイズまたは形状、エネルギー強度レベルを提供するように、および／または増加した眼の安全を提供するように等、例えば、皮膚に送達される、結果として生じるビーム６０の発散を増加または減少させるように提供されてもよい。下流光学機器は、被覆、ＭＥＭ構造、またはその他を介して、ＶＣＳＥＬ上に直接提供されてもよいので、ＶＣＳＥＬと一体型であり得る。他の光学機器例は、とりわけ、マイクロレンズ配列、ファイバ、またはファイバ束である。
図３０〜３４は、例えば、部分治療を提供するよう、皮膚の上に複数の離間した治療スポット６２の配列（１Ｄまたは２Ｄ）を作成するための複数の離散レーザビームの配列（１Ｄまたは２Ｄ）を生成するように構成されたＶＣＳＥＬを含む、実施形態を図示する。図３０は、マイクロエミッタ８６が、各々いくつかのマイクロエミッタ８６を含む離散マイクロエミッタゾーン８８の配列（この実施例では、３×３の２次元配列）で配設された例示ＶＣＳＥＬ１４Ｄのエミッタ表面図を図示する。各マイクロエミッタゾーン８８は、皮膚に送達するための単一の離散ビーム６０を提供するための単一のビーム源としての役割を果たす。具体的には、各特定のゾーン８８の中のマイクロエミッタ８６によって放出されるマイクロビームは、単一の離散ビーム６０を形成するように（個々のマイクロビームの発散により）結合する。したがって、離散的な離間マイクロエミッタゾーン８８の３×３配列は、例えば、部分治療を提供するために、皮膚の上に離散的な離間した治療スポット６２の対応する３×３配列を提供する、離散的な離間ビーム６０の３×３配列を生成する離散ビーム源の３×３配列を形成する。
マイクロエミッタゾーン８８は、ＶＣＳＥＬチップの非活性領域によって相互から分離されてもよく、その領域は、既知のフォトリソグラフィ技法によって形成されてもよい。各マイクロエミッタゾーン８８は、任意の形状およびサイズを有してもよく、かつマイクロエミッタ８６の任意の好適な１次元または２次元配列を形成するように、任意の好適なパターンで配設された任意の数のマイクロエミッタ８６を含んでもよい。例えば、ＶＣＳＥＬがパルス放射に対して構成された、いくつかの実施形態では、各ゾーン８８は、パルス放射中に皮膚を横断するデバイス１０の仮定された移動速度を考慮して、所望の治療スポットサイズおよび／形状を提供するように成形されてもよい。したがって、例えば、略対称形状（例えば、略円形または正方形）を有する治療スポット６２を提供するために、各ゾーン８８は、デバイス１０の予測滑走方向に垂直な方向に細長くあり得、そのような伸長のアスペクト比は、デバイス１０の予測された滑走速度または滑走速度の範囲に基づいて選択される。ゾーンはまた、不透明な材料を被せることによる等、ある領域を覆い隠すことによって、またはマイクロレンズ配列等の光学機器を使用すること、あるいは任意の他の好適な手段によって作成されてもよい。均一なＶＣＳＥＬと同様に、光学機器は、ＶＣＳＥＬに一体型であり、スピンオンガラス、またはＭＥＭ、あるいは他の手段等の被覆を伴って構築されてもよい。
さらに、単一ビーム源ＶＣＳＥＬに関して上記で論議されたように、配列８４の中のマイクロエミッタ８６は、例えば、略均一な強度プロファイルを有するビーム６０を提供するように、相互から均等に離間されてもよく、または例えば、特定の用途または治療に好適な選択された不均一な強度プロファイルを有するビーム６０を提供するように、相互から不均等に離間されてもよい。
加えて、ＶＣＳＥＬ１４Ｄは、ゾーン８８の任意の好適な１次元または２次元配列を形成するように任意の好適なパターンで配設される、任意の好適な数のマイクロエミッタゾーン８８を含んでもよい。ゾーン８８は、例えば、ビーム６０の略均一な配列を提供するように、相互から均等に離間されてもよく、あるいは、例えば、特定の用途または治療のためにビーム６０の不均一な配列を提供するように、相互から不均等に離間されてもよい。
図３１は、図３０の例示的多重ビーム源ＶＣＳＥＬ１４Ｄを含む、デバイス１０の例示的実施形態の簡略化断面側面図である。具体的には、図は、マイクロエミッタゾーン８８の３×３配列のうちの１つの列を示し、その列は、皮膚に送達するための３つの離散的な離間ビーム６０を生成する。
図３２は、例えば、図３１に示されるようにデバイス１０の中に配設されるような、図３０に示される例示的ＶＣＳＥＬ１４Ｄによって生成された、治療スポット６２の例示的配列を図示する。図３３は、（この実施例では４つの）マイクロエミッタゾーン８８の１次元配列を有する、別の例示的ＶＣＳＥＬによって生成された、治療スポット６２の例示的１次元配列を図示する。上記で論議されたように、ＶＣＳＥＬ１４Ｄは、所望に応じてマイクロエミッタゾーン８８を設計することによって、治療スポット６２の任意の他の好適な１次元または２次元配列を提供するように構成されてもよい。
図３４は、種々のマイクロエミッタゾーン８８によって生成された各ビーム６０に影響を及ぼすためのマイクロレンズ配列７９とともに、多重ビーム源ＶＣＳＥＬ１４Ｄ（例えば、図３０に示されるＶＣＳＥＬ）を含む、デバイス１０の例示的実施形態の簡略化断面側面図である。マイクロレンズ配列７９は、配列の各光学要素がＶＣＳＥＬ１４Ｄの１つのゾーン８８（したがって１つのビーム６０）に対応する、特定のＶＣＳＥＬ１４Ｄのマイクロエミッタゾーン８８の配列に対応する光学要素の配列を含んでもよい。マイクロレンズ配列７９の光学要素は、離散要素であってもよく、または、例えば、図３４に示されるように、連続構造として形成されてもよい。配列７９の各光学要素は、任意の種類のレンズ（例えば、凹、凸、ボールレンズ、円柱レンズ、非球面レンズ等）、または所望に応じて、対応するビーム６０に影響を及ぼすための他の光学機器を備えてもよい。例えば、配列７９の各光学機器は、皮膚において所望のスポットサイズまたは形状、エネルギー強度レベルを提供するように、および／または増加した眼の安全を提供するように等、皮膚に送達される、結果として生じるビーム６０の発散を増加または減少させるように提供されてもよい。
いくつかの実施形態では、多重ビーム源ＶＣＳＥＬの各マイクロエミッタゾーン８８は、例えば、各マイクロエミッタゾーン８８に印加される電流を独立して制御することによって、独立して対処可能または制御可能であってもよい。例えば、ゾーン８８は、独立してオン／オフにされ、またはパルス化され、あるいは異なる電力レベルで起動されてもよい。パルス化の実施形態については、各ゾーン８８の種々のパルシングパラメータ、例えば、パルスオン時間、パルスオフ時間、パルス周波数、パルス持続時間、パルスプロファイル、強度、電力レベル等が、他のゾーン８８とは無関係に制御されてもよい。したがって、例えば、複数のゾーン８８が、任意の空間的または逐次的順序で、例えば、定義されたアルゴリズムに従って、半ランダムに、またはランダムに、パルス化ビーム６０を送達する（および対応する治療スポット６２を作成する）ように制御されてもよい。
いくつかの実施形態では、デバイス１０は、上記で論議されたように、１つまたは複数のビーム６０を提供するための単一のＶＣＳＥＬを含んでもよい。他の実施形態では、デバイス１０は、各々１つまたは複数のビーム６０を提供する、複数のＶＣＳＥＬを含んでもよい。複数のＶＣＳＥＬは、デバイス１０の中で任意の好適な方式で、例えば、任意の好適な１次元または２次元配列で、配設されてもよい。
デバイス１０のいくつかの実施形態では、ＶＣＳＥＬは、「直接暴露」放射、「近接近」放射、または両方に対して構成されてもよく、そのような用語は、本明細書で定義および論議される。さらに、ＶＣＳＥＬは、他の種類の放射線源に関して本明細書で論議される種々の構成のうちのいずれかで配設されてもよく、例えば、ＶＣＳＥＬは、端面放射型レーザダイオードを含む実施形態に関して図１０〜１６に示される種々の構成のうちのいずれかで配設され、あるいは変位、速度、または接触等のセンサを伴って構成され、あるいはＩＥＣ ６０８２５によるＣｌａｓｓ １Ｍまたはより良好なもの等の眼の安全、および本明細書で開示される他の特徴に対して構成されてもよい。放射線源としてＶＣＳＥＬを使用するいくつかの実施形態は、例えば、特定のＶＣＳＥＬのビーム発散、マイクロエミッタ８６およびエミッタゾーン８８の構成、および／またはデバイス１０の１つ以上
の動作パラメータ、例えば、パルスパラメータ、出力フルエンス等に応じて、そのようなデバイスの眼の安全の側面を増加させるように、拡散器または他の要素あるいは構成を含んでもよい。
の動作パラメータ、例えば、パルスパラメータ、出力フルエンス等に応じて、そのようなデバイスの眼の安全の側面を増加させるように、拡散器または他の要素あるいは構成を含んでもよい。
上記で論議された端面放射型レーザダイオード１４Ａおよびレーザダイオードバー１４Ｂ／１４Ｃのように、ＶＣＳＥＬ１４Ｄは、パルス化放射線、連続波（ＣＷ）放射線、またはその他を送達するように制御されてもよい。したがって、１つ以上のＶＣＳＥＬを含むデバイス１０の実施形態は、例えば、滑走モードまたは打刻モード動作中に、デバイス１０が皮膚を横断して移動させられている間に、例えば、ＶＣＳＥＬ、またはＶＣＳＥＬの個々のマイクロエミッタゾーン８８をパルス化することによって、皮膚の上に一連のビーム３０を手動で走査することによって、治療スポット６２の１または２次元配列を生成することができる。デバイス１０は、所望の治療領域を覆うように、任意の好適な回数で、任意の好適な方向に皮膚を横断して滑走させられてもよい。
（眼の安全）
デバイス１０のいくつかの実施形態は、（例えば、下流の光学機器を有しない端面放射型レーザダイオードを使用して）実質的に発散的なエネルギービーム６０を送達することによって、および／または１つ以上のセンサ２６を含む眼の安全制御システムを使用して、および／または任意の他の好適な方式によって、眼に安全な放射線を提供する。例えば、いくつかのレーザベースの実施形態または設定（直接暴露実施形態および複数の直接暴露実施形態を含む）では、デバイス１０は、便宜上「レベル１の眼の安全」と本明細書で呼ばれるＩＥＣ ６０８２５−１によるＣｌａｓｓ １Ｍまたはより良好な（Ｃｌａｓｓ
１等）眼の安全分類を満たす。他のレーザベースの実施形態または設定（直接暴露実施形態および複数の直接暴露実施形態を含む）では、本デバイスは、便宜上「レベル２の眼の安全」と本明細書で呼ばれる、次の分類閾値までの差の２５％未満だけ、ＩＥＣ ６０８２５−１ Ｃｌａｓｓ １Ｍの眼の安全分類から外れる。なおも他のレーザベースの実施形態または設定（直接暴露実施形態および複数の直接暴露実施形態を含む）では、本デバイスは、便宜上「レベル３の眼の安全」と本明細書で呼ばれる、次の分類閾値までの差の５０％未満だけ、ＩＥＣ ６０８２５−１ Ｃｌａｓｓ １Ｍの眼の安全分類から外れる。いくつかのランプベースの実施形態では、本デバイスは、ＩＥＣ ６２４７１による「免除」または「低リスク」の眼の安全分類を満たす。
デバイス１０のいくつかの実施形態は、（例えば、下流の光学機器を有しない端面放射型レーザダイオードを使用して）実質的に発散的なエネルギービーム６０を送達することによって、および／または１つ以上のセンサ２６を含む眼の安全制御システムを使用して、および／または任意の他の好適な方式によって、眼に安全な放射線を提供する。例えば、いくつかのレーザベースの実施形態または設定（直接暴露実施形態および複数の直接暴露実施形態を含む）では、デバイス１０は、便宜上「レベル１の眼の安全」と本明細書で呼ばれるＩＥＣ ６０８２５−１によるＣｌａｓｓ １Ｍまたはより良好な（Ｃｌａｓｓ
１等）眼の安全分類を満たす。他のレーザベースの実施形態または設定（直接暴露実施形態および複数の直接暴露実施形態を含む）では、本デバイスは、便宜上「レベル２の眼の安全」と本明細書で呼ばれる、次の分類閾値までの差の２５％未満だけ、ＩＥＣ ６０８２５−１ Ｃｌａｓｓ １Ｍの眼の安全分類から外れる。なおも他のレーザベースの実施形態または設定（直接暴露実施形態および複数の直接暴露実施形態を含む）では、本デバイスは、便宜上「レベル３の眼の安全」と本明細書で呼ばれる、次の分類閾値までの差の５０％未満だけ、ＩＥＣ ６０８２５−１ Ｃｌａｓｓ １Ｍの眼の安全分類から外れる。いくつかのランプベースの実施形態では、本デバイスは、ＩＥＣ ６２４７１による「免除」または「低リスク」の眼の安全分類を満たす。
レーザ放射線の直接暴露（および／または近接近暴露）に対して構成されたデバイス１０のいくつかのレーザベースの実施形態は、上記で定義されたようなレベル３の眼の安全を提供し、いくつかのレーザベースの直接暴露の実施形態は、上記で定義されたようなレベル２の眼の安全を提供し、いくつかのレーザベースの直接暴露の実施形態は、上記で定義されたようなレベル１の眼の安全を提供する。レーザ放射線の間接暴露（および／または近接近暴露）に対して構成された、デバイス１０のいくつかのレーザベースの実施形態は、上記で定義されたようなレベル３の眼の安全を提供し、いくつかのレーザベースの直接暴露の実施形態は、上記で定義されたようなレベル２の眼の安全を提供し、いくつかのレーザベースの直接暴露の実施形態は、上記で定義されたようなレベル１の眼の安全を提供する。
そのようなレベルの眼の安全は、例えば、（ａ）ビームの発散、（ｂ）パルス持続時間、（ｃ）放出された電力、（ｄ）１つのパルスあたりの全エネルギー、（ｅ）放出されたビームの波長、および／または（ｆ）レーザビーム源の配設を含む、要因の組み合わせに基づいて提供されてもよい。したがって、（直接暴露、近接近実施形態；直接暴露、遠接近実施形態；間接暴露、近接近実施形態；および間接暴露、遠接近実施形態を含む）いくつかの実施形態では、そのような要因のうちの１つ、いくつか、または全ては、上記で定義されたようなレベル１、レベル２、またはレベル３の眼の安全を提供するように選択ま
たは調整されてもよい。
たは調整されてもよい。
本明細書で論議される、あるビーム源は、少なくとも１つの軸において発散（場合によっては高度発散）放射線を生成し、そのようなビーム源を採用する実施形態の眼の安全の側面を増加し得る。例えば、典型的な端面放射型レーザダイオードは、ファスト軸およびスロー軸の両方において発散し、他の選択されたパラメータに応じて、レベル１、レベル２、またはレベル３の眼の安全を提供し得る。関連する問題の分析が、以下で論議される。
高度発散強力光源は、ＩＥＣ ６０８２５−１ Ｃｌａｓｓ １Ｍ ＡＥＬ（被ばく放出限界）仕様を満たす場合、眼に安全であり得る。Ｃｌａｓｓ １Ｍ仕様では、光源は、概して、介在光学機器が光源と眼との間に故意に配置された場合に、潜在的に有害であるにすぎない。部分レーザ治療で使用される１４００ｎｍを上回る典型的な波長については、光源はまた、眼の前房の中における水吸収によって多大に減衰させられる。したがって、この波長範囲では、網膜の危険が実質的にほとんどないか、または全くない。放出限界は、潜在的な角膜損傷によって決定される。１４００〜１５００ｎｍおよび１８００〜２６００ｎｍの波長範囲内のＣｌａｓｓ １Ｍ光源の被ばく放出限界は、ＩＥＣ ６０８２５−１：２００７の表４の中の単純な式によって表される。
ＡＥＬ＝４．４ｔ０．２５ｍＪ 式１
ＡＥＬエネルギーは、直径が７ｍｍの円形開口を有する光源から７０ｍｍにおいて測定される（発散ビームに適用可能であるＩＥＣ ６０８２５−１：２００７の表１１で説明される条件２測定設定）。この式では、（秒単位の）ｔは、１ミリ秒から３５０ミリ秒の範囲内の光源パルス持続時間である。典型的な単一のビームレーザダイオード源については、このパルス持続時間は、１から１０ミリ秒の範囲内である。したがって、対応するＡＥＬは、０．８から１．４ｍＪである。
ＡＥＬエネルギーは、直径が７ｍｍの円形開口を有する光源から７０ｍｍにおいて測定される（発散ビームに適用可能であるＩＥＣ ６０８２５−１：２００７の表１１で説明される条件２測定設定）。この式では、（秒単位の）ｔは、１ミリ秒から３５０ミリ秒の範囲内の光源パルス持続時間である。典型的な単一のビームレーザダイオード源については、このパルス持続時間は、１から１０ミリ秒の範囲内である。したがって、対応するＡＥＬは、０．８から１．４ｍＪである。
実際の光源ＡＥ（利用可能エネルギー）は、所与のビーム発散特性について推定することができる。それはまた、適切な開口停止部（幅７ｍｍ）および測定距離（光源から７０ｍｍ）を用いて実験的に測定することができる。治療開口からの７０ｍｍの距離におけるＡＥは、以下によって求められる（これは回折限界レーザからのガウスビームに妥当である）。
ＡＥ＝２．５×１０−３Ｑ／［ｔａｎ（ΦＦ／２）ｔａｎ（ΦＳ／２）］ｍＪ 式２
式中、（ｍＪ単位の）Ｑは、治療面における光源エネルギーであり、ΦＦおよびΦＳは各々、ファスト軸およびスロー軸におけるビーム発散である。Ｃｌａｓｓ １Ｍの眼の安全分類を達成するために、ＡＥは、対応するパルス持続時間のＡＥＬよりも低くなければならない。
式中、（ｍＪ単位の）Ｑは、治療面における光源エネルギーであり、ΦＦおよびΦＳは各々、ファスト軸およびスロー軸におけるビーム発散である。Ｃｌａｓｓ １Ｍの眼の安全分類を達成するために、ＡＥは、対応するパルス持続時間のＡＥＬよりも低くなければならない。
表６−１および表６−２は、以下のように、
ある実施形態またはデバイス設定は、上記で論議されたパラメータの適切な選択に基づいて、レベル１、レベル２、またはレベル３の眼の安全を提供し得るので、いくつかのそのような実施形態においては、眼の安全センサまたはシステムが省略されてもよい。しかしながら、いくつかのそのような実施形態は、レベル１の眼の安全を提供するものでさえ、特定の規制標準を満たすために、または他の理由のために、冗長性を提供する眼の安全センサまたはシステムを含んでもよい。
少なくともいくつかの実施形態では、皮膚と接触しているときだけ光源のパルシングを可能にする接触センサを組み込むことによって、付加的な眼の安全が提供される。したがって、そのような実施形態では、本デバイスが眼の表面に文字通り押し付けられない限り、眼の角膜損傷の可能性が低減させられるか、または実質的に排除され得る。
いくつかの実施形態は、増加した眼の安全を提供するために、光拡散器または放射線拡散要素あるいは構成（例えば、そのうちの３つ全てが参照することにより本明細書に組み込まれる、米国特許第７，２５０，０４５号、米国特許第７，４５２，３５６号、または米国特許出願公開で説明される）、１つ以上の光学機器（例えば、レンズ）、または他の要素および構成（例えば、選択されたパルス持続時間、波長、パルス繰返し周波数、ビームプロファイル特性、およびビーム伝搬特性）を含んでもよい。他の実施形態は、そのような要素を伴わずに、例えば、上記で論議されたように、ビーム源の好適な動作パラメータと組み合わせたビーム源（例えば、あるレーザダイオード）の固有または選択された発散により、直接暴露構成（および／または近接近構成）において、特定の眼の安全レベル（例えば、上記で定義されたようなレベル１、レベル２、またはレベル３）を提供してもよい。
（変位ベースの制御）
図１に関して上記で論議されたように、デバイス１０は、デバイス１０の種々の制御可能な動作パラメータ（例えば、放射線エンジン１２、ファン３４、ディスプレイ３２等の動作側面）を制御するように構成された制御システム１８を含んでもよい。いくつかの実施形態では、制御システム１８は、（例えば、滑走モードまたは打刻モードでデバイス１０を操作している間に）デバイス１０が皮膚の表面を横断して移動させられている場合またはときに、皮膚に対するデバイス１０の変位を決定し、決定された変位に基づいてデバイス１０の１つ以上の制御可能な動作パラメータを制御するように構成された変位監視および制御システム１３２（略して「変位ベースの制御システム１３２」）を含んでもよい。例えば、変位ベースの制御システム１３２は、例えば、放射線源１４の放射線モードを制御すること、放射線源１４のオン／オフ状態を制御すること、そのようなオン／オフ状態のタイミング（例えば、パルスオン時間、パルスオフ時間、パルス負荷サイクル、パルス周波数）を制御すること、放射線のパラメータ（例えば、波長、強度、電力、フルエンス等）を制御すること、光学機器１６のパラメータを制御すること、および／またはデバイス１０の任意の他の制御可能な動作パラメータ等の、放射線源１４の１つ以上の動作側面を制御してもよい。
図１に関して上記で論議されたように、デバイス１０は、デバイス１０の種々の制御可能な動作パラメータ（例えば、放射線エンジン１２、ファン３４、ディスプレイ３２等の動作側面）を制御するように構成された制御システム１８を含んでもよい。いくつかの実施形態では、制御システム１８は、（例えば、滑走モードまたは打刻モードでデバイス１０を操作している間に）デバイス１０が皮膚の表面を横断して移動させられている場合またはときに、皮膚に対するデバイス１０の変位を決定し、決定された変位に基づいてデバイス１０の１つ以上の制御可能な動作パラメータを制御するように構成された変位監視および制御システム１３２（略して「変位ベースの制御システム１３２」）を含んでもよい。例えば、変位ベースの制御システム１３２は、例えば、放射線源１４の放射線モードを制御すること、放射線源１４のオン／オフ状態を制御すること、そのようなオン／オフ状態のタイミング（例えば、パルスオン時間、パルスオフ時間、パルス負荷サイクル、パルス周波数）を制御すること、放射線のパラメータ（例えば、波長、強度、電力、フルエンス等）を制御すること、光学機器１６のパラメータを制御すること、および／またはデバイス１０の任意の他の制御可能な動作パラメータ等の、放射線源１４の１つ以上の動作側面を制御してもよい。
いくつかの実施形態では、変位ベースの制御システム１３２はまた、デバイス１０の監視された変位、および／またはシステム１３２による１つ以上の制御可能な動作パラメータの自動制御に基づいて、ディスプレイ３２および／または１つ以上のユーザインターフェース２８を介してフィードバックをユーザに提供してもよい。例えば、システム１３２は、システム１３２によって、検出されたデータ、または講じられた措置を示す音声および／または視覚フィードバック、例えば、デバイス１０の変位が所定の閾値距離を超えるか否かを示すフィードバック、治療放射線源１４がオンまたはオフにされていることを示すフィードバック、システム１３２が放射線モードまたは治療放射線源１４の他のパラメータを自動的に変更したことを示すフィードバック等をユーザに提供してもよい。
変位ベースの制御システム１３２は、図２に関して上記で論議された制御サブシステム５２のうちのいずれか１つ以上（例えば、放射線源制御システム１３０、ならびにユーザインターフェースセンサ制御サブシステム１４０およびユーザ入力／フィードバック制御サブシステム１４２を含むユーザインターフェース制御システム１３４）、ならびに制御電子機器３０、いずれか１つ以上のセンサ４６、ユーザインターフェース２８、およびディスプレイ３２を含み、利用し、またはそれらと別様に協働あるいは通信してもよい。
図３５は、ある実施形態による、変位ベースの制御システム１３２のブロック図を図示する。変位ベースの制御システム１３２は、本明細書で論議されるようなデバイス１０の実施形態のうちのいずれかで提供されてもよい。示されるように、変位ベースの制御システム１３２は、変位センサ１００、制御電子機器３０、および治療放射線源１４、および
／またはディスプレイ３２を含んでもよい。一般に、変位センサ１００は、皮膚４０に対するデバイス１０の変位に関するデータを収集し、データを分析して、治療放射線源１４およびディスプレイ３２のうちの１つ以上を介してフィードバックを制御または提供する制御電子機器３０に、そのようなデータを伝達する。いくつかの実施形態では、制御電子機器３０はまた、センサ１００から受信されたデータと併せて、１つ以上のユーザインターフェース２８を介して受信された特定のユーザ入力を分析してもよい。例えば、（例えば、関連アルゴリズム１５４によって定義されるような）制御電子機器３０によって提供される適切な制御またはフィードバックは、現在の動作モードおよび／またはユーザによって選択された他の設定に依存し得る。例えば、制御電子機器３０による特定の応答をトリガするための最小閾値変位は、ユーザによって選択された現在の動作モードに依存し得る。
／またはディスプレイ３２を含んでもよい。一般に、変位センサ１００は、皮膚４０に対するデバイス１０の変位に関するデータを収集し、データを分析して、治療放射線源１４およびディスプレイ３２のうちの１つ以上を介してフィードバックを制御または提供する制御電子機器３０に、そのようなデータを伝達する。いくつかの実施形態では、制御電子機器３０はまた、センサ１００から受信されたデータと併せて、１つ以上のユーザインターフェース２８を介して受信された特定のユーザ入力を分析してもよい。例えば、（例えば、関連アルゴリズム１５４によって定義されるような）制御電子機器３０によって提供される適切な制御またはフィードバックは、現在の動作モードおよび／またはユーザによって選択された他の設定に依存し得る。例えば、制御電子機器３０による特定の応答をトリガするための最小閾値変位は、ユーザによって選択された現在の動作モードに依存し得る。
制御電子機器３０は、メモリ１５２に記憶され、変位ベースの制御システム１３２の種々の機能を果たすために（例えば、図１に関して上記で論議されたような）１つ以上のプロセッサ１５０によって実行可能である、任意の好適な論理命令またはアルゴリズム１５４を含んでもよい。変位センサ１００は、皮膚４０に対するデバイス１０の変位を検出、測定、および／または計算するため、あるいはデバイス１０の変位を決定するために信号を生成して制御電子機器３０に伝達するために構成されてもよい。いくつかの実施形態では、例えば、図４０〜４３を参照して以下で論議されるように、変位センサ１００は、皮膚における固有の皮膚特徴を識別して数え、識別された固有の皮膚特徴の数に基づいて、皮膚を横断するデバイス１０の変位を決定するように構成された単一ピクセルセンサであってもよい。本明細書で使用されるように、「固有の皮膚特徴」は、（ａ）皮膚の表面特徴、例えば、質感の荒さ、毛包、およびしわ、および（ｂ）表面下特徴、例えば、血管および色素沈着特徴の両方を含む。
他の実施形態では、例えば、図４５を参照して以下で論議されるように、変位センサ１００は、ピクセルの２次元配列を利用したマウス型光学センサ等の多重ピクセルセンサであってもよい。
特定の実施形態に応じて、変位センサ１００（または複数の変位センサ１００の組み合わせ）は、（ｉ）１つ以上の方向におけるデバイス１０の変位を検出、測定、および／または計算するか、あるいは（ｉｉ）１つ以上の回転方向におけるデバイス１０によって移動させられた回転の程度を検出、測定、および／または計算するか、あるいは（ｉｉｉ）それらの組み合わせのために使用されてもよい。
変位ベースの制御システム１３２、特に、制御電子機器３０は、種々の目標のうちのいずれかを達成するように、デバイス１０の１つ以上の制御可能な動作パラメータ（例えば、治療放射線源１４、ファン３４、ディスプレイ３２等の動作側面）を制御してもよい。例えば、制御電子機器３０は、（ａ）皮膚の同一領域の過剰治療を回避するため、（ｂ）隣接または逐次治療スポット６２あるいはスポット６２の配列の間に所望の間隔を提供するため、（ｃ）治療スポット６２の比較的均一なパターンまたは他の所望のパターンを生成するため、（ｄ）ヒトの皮膚等の特定の組織に放射線の送達を制限するため（すなわち、放射線を眼または他の皮膚以外の表面に送達することを回避するため）、（ｅ）および／または任意の他の好適な目標のため、および（ｆ）上記の組み合わせで、治療放射線源１４を制御してもよい。
いくつかの実施形態では、変位ベースの制御システム１３２は、デバイス１０の滑走モードおよび打刻モードの両方において使用されてもよい。
図３６は、ある実施形態による、デバイス１０が滑走モードまたは打刻モードのいずれ
かで使用されている間に、変位ベースの制御システム１３２を使用してデバイス１０を制御するための例示的方法４００のフローチャートを図示する。ステップ４０２において、デバイス１０が、治療領域４０上に１つ以上の治療スポット６２を生成するために、デバイス１０のビーム源をパルス化する。デバイス１０が滑走モードで使用されている場合、ユーザは、ビーム源の第１のパルスの間に皮膚を横断してデバイス１０を滑走させてもよい。デバイス１０が打刻モードで使用されている場合、ユーザは、ビーム源の第１のパルスの間、デバイス１０を皮膚の上で静止した状態に保ってもよい。
かで使用されている間に、変位ベースの制御システム１３２を使用してデバイス１０を制御するための例示的方法４００のフローチャートを図示する。ステップ４０２において、デバイス１０が、治療領域４０上に１つ以上の治療スポット６２を生成するために、デバイス１０のビーム源をパルス化する。デバイス１０が滑走モードで使用されている場合、ユーザは、ビーム源の第１のパルスの間に皮膚を横断してデバイス１０を滑走させてもよい。デバイス１０が打刻モードで使用されている場合、ユーザは、ビーム源の第１のパルスの間、デバイス１０を皮膚の上で静止した状態に保ってもよい。
ステップ４０４において、変位ベースの制御システム１３２は、変位センサ１００を使用して、皮膚の表面を横断するデバイス１０の変位を監視して分析する第１の監視プロセスを行う。例えば、以下で論議されるように、変位ベースの制御システム１３２は、（例えば、単一ピクセル変位センサ１００（例えば、以下で論議されるセンサ１００Ａ、１００Ｂ、または１００Ｃ）を利用する実施形態では）皮膚における固有の皮膚特徴７０を識別して数えるために、信号３６０を分析し、または（例えば、ビーム源の第１のパルスの間および／または後に滑走モードで、またはビーム源の第１のパルス後に打刻モードで）デバイス１０が皮膚を横断して移動させられる際に、（マルチピクセル変位センサ１００（例えば、以下で論議されるセンサ１００Ｄ）を利用する実施形態では）異なる時に走査された画像を比較してもよい。システム１３２は、ビーム源の第１のパルスの開始または終了時に、または任意の他の事前定義された事象時に、あるいは任意の所定時に、第１の監視プロセスを開始してもよい。
ステップ４０６において、変位ベースの制御システム１３２が、ステップ４０４において決定されたデバイス１０の変位に基づいて、ビーム源のパルシングを制御する。例えば、いくつかの実施形態では、変位ベースの制御システム１３２は、デバイス１０が皮膚を横断して特定の所定距離（例えば、３ｍｍ）を移動したことを決定すると、ビーム源の第２のパルスを開始する。したがって、そのような実施形態では、手動の滑走速度にかかわらず、滑走方向における連続治療スポット６２の間に実質的に一定の間隔（例えば、３ｍｍ）を達成することができる。したがって、パルス周波数は、手動の滑走速度の関数として動的に変化し得る。
他の実施形態では、デバイス１０（またはユーザ）は、定義されたパルス周波数（例えば、１５Ｈｚ）、ならびに滑走方向における連続治療スポット６２の間の事前定義された最小間隔（例えば、１ｍｍ）を提供するための事前定義された最小デバイス変位を設定する。変位ベースの制御システム１３２は、定義されたパルス周波数に従って次のパルスを提供することが最小スポット間隔（例えば、１ｍｍ）に違反するか否かを決定するために、ステップ４０４において決定されたデバイス１０の監視された変位、および定義されたパルス周波数を分析する。もしそうでなければ、変位ベースの制御システム１３２は、デバイス１０が定義されたパルス周波数でパルシングを続けることを可能にする。しかしながら、もしそうであれば（例えば、定義されたパルス周波数に従って次のパルスを提供することが最小スポット間隔に違反するであろう場合）、変位ベースの制御システム１３２は、少なくとも、最小デバイス変位が達成されたことをシステム１３２が決定する（したがって、連続治療スポット６２の間の事前定義された最小間隔を確保する）まで、次のパルスを遅延させるように放射線源１４を制御してもよく、またはシステム１３２は、過剰治療を防止するために放射線源１４を別様に制御してもよい（例えば、ビーム強度を減少させる、放射線源１４をオフにする、フィードバックをユーザに提供する等）。
（単一ピクセル変位センサ）
図３７は、ある実施形態による、変位ベースの制御システム１３２において使用するための例示的単一ピクセル変位センサ１００Ａを図示する。変位センサ１００Ａは、光源３１０Ａと、光検出器３１２Ａと、入力および出力部分３１４および３１６を有する導光部
３１３と、半ボールレンズ３１８と、ボールレンズ３２０と、少なくともレンズ３１８および３２０（および／またはセンサ１００Ａの他の構成要素）を収納するための筐体３２２と、マイクロコントローラ３３０とを含む。
図３７は、ある実施形態による、変位ベースの制御システム１３２において使用するための例示的単一ピクセル変位センサ１００Ａを図示する。変位センサ１００Ａは、光源３１０Ａと、光検出器３１２Ａと、入力および出力部分３１４および３１６を有する導光部
３１３と、半ボールレンズ３１８と、ボールレンズ３２０と、少なくともレンズ３１８および３２０（および／またはセンサ１００Ａの他の構成要素）を収納するための筐体３２２と、マイクロコントローラ３３０とを含む。
光源３１０Ａは、発光ダイオード（ＬＥＤ）または任意の他の好適な光源であってもよい。光源３１０Ａは、ヒトの皮膚の表面または容積において細部を検出するために選択されてもよい。したがって、反射される前に比較的浅い深度で皮膚に浸透する波長が選択されてもよい。例えば、光源３１０Ａは、約５６０ｎｍの波長を有する青色ＬＥＤ、または約６６０ｎｍの波長を有する赤色ＬＥＤ、または約９４０ｎｍの波長を有する赤外ＬＥＤであってもよい。赤色または赤外波長ＬＥＤは、比較的安価であり、実践において良く機能する。代替として、半導体レーザまたは他の光源を使用することができる。
光検出器３１２Ａは、フォトダイオード、フォトトランジスタ、または他の光検出器であってもよい。いくつかの実施形態では、フォトトランジスタは、付加的な増幅を必要とすることなく、直接使用可能な信号を提供するように十分な電流利得を有する。
導光部３１３は、（入力部分３１４を介して）光源３１０Ａから光を導き、（出力部分３１６を介して）皮膚から反射された光を検出器３１２Ａに導くように構成されている。入力部分３１４および出力部分３１６は、光ファイバまたは任意の他の好適な導光部を備えてもよい。光源３１０Ａおよび検出器３１２Ａが、皮膚表面上に光を直接結像させるか、または伝えるように皮膚表面に十分近い、または代替として、皮膚表面上に光源３１０Ａおよび検出器３１２Ａを直接結像させるか、または伝えるために好適な光学機器を使用している、いくつかの実施形態では、導光部３１３が省略されてもよい。
マイクロコントローラ３３０は、光源３１０Ａを駆動し、光検出器３１２Ａから信号を受信して分析するように構成されてもよい。マイクロコントローラ３３０は、光検出器３１２Ａからのアナログ信号を変換して処理するためのアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）３３２を含んでもよい。
この実施形態の動作中に、光源３１０Ａからの光（例えば、可視光または近赤外線エネルギー）は、入力導光部３１４を下って、光を皮膚表面３２上に集束させる半ボールレンズ３１８およびボールレンズ３２０を通って移動する。この光のうちの一部は、皮膚によって反射および／またはレミタンスされ、ボールレンズ３２０、半ボールレンズ３１８、および出力導光部３１６を通って、次いで、マイクロコントローラ３３０に送達される電気信号に光を変換する光検出器３１２Ａに向かって戻る。光は、局所光源からの一定の背景周囲照明レベルの区別を可能にするように変調されてもよい。
検出器３１２Ａは、（統合ＡＤＣ３３２または好適な代替物を使用して）信号をデジタル信号に変換し、皮膚における特徴を識別して数えるために、経時的に記録された信号の振幅に関する計算を行い、以下で論議されるように適宜にデバイス１０の相対的な変位を決定し得るマイクロコントローラ３３０に、アナログ信号を送達してもよい。
検出器３１２Ａに戻される光の量は、センサ光学機器と皮膚表面３２との間の距離「ｚ」の強関数である。表面が存在しないと、非常に小さい信号しか生成されず、それは、光学表面からの入射散乱光によって引き起こされる。変位センサに加えて、この特性は、別の実施形態では接触センサを提供するように利用することができる。皮膚表面３２がレンズ３２０の焦点距離内にあるとき、はるかに大きい信号が検出される。信号振幅は、距離ｚならびに表面反射／レミタンスの関数である。したがって、皮膚表面上の表面質感が、検出器３１２Ａにおいて対応する信号変動を生成する。マイクロコントローラ３３０は、この信号を分析するようにプログラムされ、特定の基準を満たす固有の皮膚特徴７０を識
別する。マイクロコントローラ３３０は、識別された特徴を数え、以下で論議されるように、一般大衆に対する、または特定のグループあるいは層の人々に対する固有の皮膚特徴７０の間の推定または平均距離の知識に基づいて、ｘ方向での皮膚４０に対するセンサ１００Ａの推定変位（すなわち、横方向変位）を決定してもよい。
別する。マイクロコントローラ３３０は、識別された特徴を数え、以下で論議されるように、一般大衆に対する、または特定のグループあるいは層の人々に対する固有の皮膚特徴７０の間の推定または平均距離の知識に基づいて、ｘ方向での皮膚４０に対するセンサ１００Ａの推定変位（すなわち、横方向変位）を決定してもよい。
上記で説明される変位センサ１００Ａは、単一の信号３６０、すなわち、単一のピクセルを生成するための単一の反射／レミタンス光線のみを採用するため、「単一ピクセル」変位センサ１００Ａと呼ばれてもよい。他の実施形態では、変位センサ１００は、２つのピクセル（すなわち、２つの信号３６０を生成するための２つの反射光線）、３つのピクセル、４つのピクセル、またはそれ以上を採用する、マルチピクセルセンサであってもよい。マルチピクセル変位センサ１００は、複数のピクセルが、単一の直線方向に沿って（例えば、滑走方向、走査方向、または任意の他の方向に沿って）、または任意の好適な２次元配列（例えば、円形、長方形、六角形、または三角形のパターン）で配設されるように、構成されてもよい。
図３８は、ある実施形態による、変位ベースの制御システム１３２で使用するための別の例示的単一ピクセル変位センサ１００Ｂを図示する。変位センサ１００Ｂは、光源３１０Ｂと、光検出器３１２Ｂと、光学機器３４２と、マイクロコントローラ３３０とを含む。
光源３１０Ｂおよび光検出器３１２Ｂは、統合エミッタ・検出器パッケージ３４０、例えば、Ｓｈａｒｐ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓによって提供される既製のセンサ、例えば、Ｓｈａｒｐ ＧＰ２Ｓ６０小型反射フォトインタラプタの中に提供されてもよい。光源３１０Ｂは、上記で論議された光源３１０Ａ、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）または任意の他の好適な光源に類似してもよい。光検出器３１２Ｂは、上記で論議された光源３１０Ａ、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、または他の光検出器に類似してもよい。
光学機器３４２は、光源３１０Ｂから標的表面上に光を方向付けるため、および標的表面から反射／レミタンスされた光を光検出器３１２Ｂに向かって方向付けるための１つ以上の光学要素を含んでもよい。いくつかの実施形態では、光学機器３４２は、光源光集束部分３４４と、反射光集束部分３４６とを含む、単一のレンズ要素３４２を備える。示されるように、光源光集束部分３４４は、光源３１０Ｂからの光を皮膚表面３８上に方向付けて集束してもよく、反射光集束部分３４６は、反射光を検出器３１２Ｂ上に方向付けて集束してもよい。レンズ要素３４２は、所望に応じて光源光および反射光を方向付けて集束するために任意の好適な形状を有してもよい。
マイクロコントローラ３３０は、光源３１０Ｂを駆動し、光検出器３１２Ｂから信号を受信して分析するように構成されてもよい。マイクロコントローラ３３０は、光検出器３１２Ｂからアナログ信号を変換して処理するためのアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）３３２を含んでもよい。
光検出器３１２Ｂおよびマイクロコントローラ３３０の動作を含む、センサ１００Ｂの動作は、図３７のセンサ１００Ａを参照して上記で説明されるものに類似してもよい。つまり、検出器３１２Ｂは、標的表面に垂直な距離ｚに対応する振幅または他の性質、あるいは固有の皮膚特徴を示す他の性質を有する、信号を記録してもよい。検出器３１２Ｂは、（統合ＡＤＣ３３２を使用して）信号をデジタル信号に変換し、皮膚における特徴を識別して数えるように、経時的に記録された信号に関する計算を行い、適宜にデバイス１０の相対的な変位を決定し得る、マイクロコントローラ３３０に、アナログ信号を送達してもよい。
変位センサ１００Ａのように、変位センサ１００Ｂは、単一の信号３６０、すなわち、単一のピクセルを生成するための単一の反射光線のみを採用するため、「単一ピクセル」変位センサ１００Ｂと呼ばれてもよい。
図３９は、ある実施形態による、変位ベースの制御システム１３２で使用するためのさらに別の例示的単一ピクセル変位センサ１００Ｃを図示する。変位センサ１００Ｃは、概して、図３８に示される変位センサ１００Ｂに類似するが、変位センサ１００Ｂのレンズ要素３４２を省略する。
変位センサ１００Ｃは、光源３１０Ｃと、光検出器３１２Ｃと、光学機器３４２と、マイクロコントローラ３３０とを含む。光源３１０Ｃおよび光検出器３１２Ｃは、統合エミッタ・検出器パッケージ３４０、例えば、Ｓｈａｒｐ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓによって提供される既製のセンサ、例えば、Ｓｈａｒｐ ＧＰ２Ｓ６０小型反射フォトインタラプタの中に提供されてもよい。光源３１０Ｃは、上記で論議された光源３１０Ａ／３１０Ｂ、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）または任意の他の好適な光源に類似してもよい。マイクロコントローラ３３０は、直流または変調電流を用いて光源３１０Ｃを駆動するように構成されてもよい。光検出器３１２Ｃは、上記で論議された光源３１０Ａ、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、または他の光検出器に類似してもよい。
統合（または非統合）エミッタ・検出器パッケージ３４０は、窓３９４（例えば、透明プラスチックまたはガラス）によって覆われる前面に開口３９２を有する、不透明なエンクロージャ３９０の中に収納されてもよい。光源３１０Ｃ（例えば、ＬＥＤ）からの赤外光は、開口３９２を通って輝き、皮膚表面３８に影響を及ぼす。（皮膚４０から反射／レミタンスされるとともに、不透明なエンクロージャ３９０の内部容積から分散された）この光のうちのいくらかは、開口３９２を通って戻り、受容した光を電気信号に変換する検出器３１２Ｃ（例えば、光検出器）に到達する。光は、局所光源からの一定の背景周囲照明レベルの区別を可能にするように変調されてもよい。
検出器３１２Ｃに戻される光の量は、皮膚表面３８と光学開口３９２との間の距離「ｚ」の強関数である。皮膚表面３８が窓３９４に近い、または窓３９４と接触しているとき、より大きい信号が検出される。表面が検出器に提示されないと、不透明なマスク３９０および窓３９４の表面からの反射、ならびに外部正面源からの背景光により、より小さい光信号が残る。
したがって、検出器３１２Ｃによって記録される信号振幅は、ｚ高さ、ならびに皮膚反射率／レミタンスの関数である。表面質感特徴７０は、検出器３１２Ｃにおいて対応する信号変動を生成する。検出器３１２Ｃは、（統合ＡＤＣ３３２を使用して）信号をデジタル信号に変換し、（信号振幅に基づいて）皮膚における特徴７０を識別するように、経時的に記録された信号に関する計算を行い、そのような識別された特徴７０を数える、あるいは別様に処理し、適宜にデバイス１０の相対的な変位を決定し得る、マイクロコントローラ３３０に、記録されたアナログ信号（振幅が少なくともｚ高さを示す）を送達してもよい。
接近検出器に使用される統合エミッタ・検出器ペアは、小型、安価、および容易に利用可能であってもよい。また、別個のエミッタおよび検出器を使用することも可能である。光の任意の好適な波長範囲が使用されてもよいが、検出器３１２Ｃ（例えば、フォトトランジスタ）の感度、および検出器上の赤外パスフィルタを用いて可視光を遮断する能力により、赤外線が選択されてもよい。また、異なる皮膚の種類が、より短い波長よりも赤外
線で、より均一な反射レベルを示す。試験結果は、付加的な増幅を必要とすることなく、フォトトランジスタが、直接使用可能な信号をマイクロコントローラ３３０の統合ＡＤＣ３３２に提供するように十分な電流利得を有することを示す。
線で、より均一な反射レベルを示す。試験結果は、付加的な増幅を必要とすることなく、フォトトランジスタが、直接使用可能な信号をマイクロコントローラ３３０の統合ＡＤＣ３３２に提供するように十分な電流利得を有することを示す。
変位センサ１００Ａおよび１００Ｂのように、変位センサ１００Ｃは、単一の信号、すなわち、単一のピクセルを生成するための単一の反射光線のみを採用するため、「単一ピクセル」変位センサ１００Ｃと呼ばれてもよい。
図４０は、ヒトの手の皮膚表面３８より上側で走査されている光学変位センサ１００Ｃの実施形態の一対の実験データプロットを図示する。光検出器信号（ｙ軸）が、恣意的な単位で時間（ｘ軸）と対比して示される。密度の高いピークがない領域は、センサ開口３９２が皮膚の固定領域に対して保持される時間を示す。アルゴリズムが、デバイス１０を制御するために好適な信号である、より低い「検出された出力」プロットを生成するように、入力として光検出器信号を取り込む。例えば、マイクロコントローラ３３０は、光検出器信号を分析し、例えば、本明細書で開示される種々の技法またはアルゴリズムのうちのいずれか、あるいは任意の他の好適な技法またはアルゴリズムを使用して、特定の基準を満たす固有の皮膚特徴７０を識別するようにプログラムされてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロコントローラ３３０は、識別された特徴を数え、以下で論議されるように、一般大衆に対する、または特定のグループあるいは層の人々に対する固有の皮膚特徴７０の間の推定または平均距離の知識に基づいて、ｘ方向での皮膚４０に対するセンサ１００Ｃの推定変位（すなわち、横方向変位）を決定してもよい。
単一ピクセル変位センサ１００、例えば、上記で論議されたセンサ１００Ａ、１００Ｂ、および／または１００Ｃのある実施形態は、撮像型センサと比較して、撮像光学機器を必要としなくてもよい。さらに、単一ピクセル変位センサ１００のある実施形態は、電子機器（例えば、マイクロコントローラ）と感知される標的表面との間に近接近を必要としなくてもよい。例えば、光源および／または検出器は、光源／検出器と標的表面との間で光を伝えるために使用される導光部または中継光学機器を伴って、標的表面から離間されてもよい。別の実施例として、光源および／または検出器は、標的表面に比較的近く離間されてもよいが、配線によって比較的遠隔のマイクロコントローラに連結されてもよい。
さらに、単一ピクセル変位センサ１００、例えば、上記で論議されたセンサ１００Ａ、１００Ｂ、および／または１００Ｃのある実施形態では、活性構成要素（例えば、光源、検出器等）および活性感知領域は、（例えば、標準光学マウス型撮像センサと比較して）比較的小さい。したがって、単一ピクセル変位センサ１００がデバイス１０の適用端部４２に位置する実施形態では、センサ１００は、（例えば、標準光学マウス型撮像センサと比較して）適用端部４２上で比較的少しの実面積しか占有しなくてもよく、それは、ある実施形態では有利であり得る、適用端部４２の全サイズが少なくとも１つの寸法で縮小されることを可能にし得る。
図４１は、センサ１００Ａ、１００Ｂ、または１００Ｃがｘ方向にヒトの手の皮膚を横断して移動させられるにつれて、検出器３１２Ａ、３１２Ｂ、または３１２Ｃによって生成される信号３６０の例示的プロット３５０を表す。プロット３５０のｘ軸は、ｘ軸上の信号３６０の移動が、皮膚を横断するセンサ１００Ａ／１００Ｂ／１００Ｃの移動の距離に合致するように、拡大縮小されてもよい。
信号３６０の振幅は、多数の固有の皮膚特徴７０を含む、皮膚表面の質感と対応する。示されるように、信号３６０は、一連のピーク３６２、谷３６４、および他の特徴を含む。固有の皮膚特徴７０は、任意の好適なパラメータまたはアルゴリズムに基づいて、信号３６０から識別されてもよい。
例えば、以下の基準のうちの１つ以上が、信号３６０に基づいて固有の皮膚特徴７０を識別するために使用されてもよい。
（ａ）ピーク３６２の未加工振幅、
（ｂ）１つ以上の他のピーク３６２（例えば、１つ以上の隣接ピーク３６２）の振幅に対するピーク３６２の振幅、
（ｃ）１つ以上の谷３６４（例えば、１つ以上の隣接谷３６４）の振幅に対するピーク３６２の振幅、
（ｄ）谷３６４の未加工振幅、
（ｅ）１つ以上の他の谷３６４（例えば、１つ以上の隣接谷３６４）の振幅に対する谷３６４の振幅、
（ｆ）１つ以上の谷３６４（例えば、１つ以上の隣接谷３６４）の振幅に対する谷３６４の振幅、
（ｇ）信号３６０の特定の部分に対する信号３６２の振幅の増加率（すなわち、信号３６０の正の傾斜）、
（ｈ）信号３６２の特定の部分に対する信号３６０の振幅の減少率（すなわち、信号３６０の負の傾斜）、
（ｉ）隣接ピーク３６２（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３等）の間のｘ方向、
（ｊ）隣接谷３６４の間のｘ方向距離、または
（ｋ）任意の他の好適な基準。
（ａ）ピーク３６２の未加工振幅、
（ｂ）１つ以上の他のピーク３６２（例えば、１つ以上の隣接ピーク３６２）の振幅に対するピーク３６２の振幅、
（ｃ）１つ以上の谷３６４（例えば、１つ以上の隣接谷３６４）の振幅に対するピーク３６２の振幅、
（ｄ）谷３６４の未加工振幅、
（ｅ）１つ以上の他の谷３６４（例えば、１つ以上の隣接谷３６４）の振幅に対する谷３６４の振幅、
（ｆ）１つ以上の谷３６４（例えば、１つ以上の隣接谷３６４）の振幅に対する谷３６４の振幅、
（ｇ）信号３６０の特定の部分に対する信号３６２の振幅の増加率（すなわち、信号３６０の正の傾斜）、
（ｈ）信号３６２の特定の部分に対する信号３６０の振幅の減少率（すなわち、信号３６０の負の傾斜）、
（ｉ）隣接ピーク３６２（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３等）の間のｘ方向、
（ｊ）隣接谷３６４の間のｘ方向距離、または
（ｋ）任意の他の好適な基準。
アルゴリズム１５４は、上記で記載される基準のうちのいずれか１つ、または１つよりも多くの任意の組み合わせに基づいて、固有の皮膚特徴７０を識別してもよい。そのようなアルゴリズム１５４は、上記で記載される基準のうちの１つ以上が比較される、（事前定義された、またはリアルタイムで計算された）閾値を含んでもよい。信号３６０のピーク３６２に基づいて固有の皮膚特徴７０を識別する、いくつかの実施形態では、アルゴリズム１５４は、重大または大域的ピーク（例えば、ピーク３６２）と軽微または局所ピーク（例えば、局所ピーク３６８）を区別でき、固有の皮膚特徴７０を識別するために重大または大域的ピーク３６２のみを使用してもよい。別の実施例として、アルゴリズム１５４は、重大または大域的谷（例えば、谷３６４）と軽微または局所谷（例えば、局所谷３６９）を区別し、固有の皮膚特徴７０を識別するために重大または大域的谷３６４のみを使用してもよい。
固有の皮膚特徴７０を識別し、デバイス１０の変位を検出するために、単一ピクセル変位センサ（例えば、センサ１００Ａまたは１００Ｂ）とともに使用され得る、１つの変位アルゴリズム例が、図４２を参照して以下で論議される。図４２は、未加工信号プロット３７０、フィルタ処理信号プロット３７２、および固有皮膚特徴検出プロット３７４といった、３つのデータプロットを図示する。変位アルゴリズム例は、（反射率／レミタンス対時間を表す）光検出器からの未加工信号を入力として取り込み、変位が検出されたときにデジタルパルス「１」および変位が検出されていないときに「０」を出力として生成する。図４２では、各プロット３７０、３７２、および３７４は、水平軸上の時間に対して描画された特定信号を示す。
未加工信号プロット３７０は、皮膚を横断するセンサの変位に対応する振幅変動（皮膚の上の固有の皮膚特徴７０に対応する振幅変動）と、皮膚の上の同一の場所に滞留するセンサに対応する、より平坦な領域とを含む、未加工入力信号「ｐｄ１」３７６を示す。
フィルタ処理信号プロット３７２に示されるように、アルゴリズムは、未加工入力信号ｐｄ１のハイパスフィルタ処理バージョン「ｄｉｆｆ１」３７８を抽出し、また、各々、「ｍａｘ１」３８０および「ｍｉｎ１」３８２として示される正の追跡および負の追跡包
絡線も抽出する。正の包絡線「ｍａｘ１」３８０は、現在のハイパスフィルタ処理された正の信号「ｄｉｆ１ｐ」のわずかな部分を、正の包絡線信号「ｍａｘ１」の以前の時間ステップ値に追加することによって、各時点で作成され、「ｄｉｆ１ｐ」は、以下のように、
ｄｉｆ１ｐ＝ｄｉｆ１（ｄｉｆ１＞０）
ｄｉｆ１ｐ＝０（ｄｉｆ１＜＝０）
ハイパスフィルタ処理信号「ｄｉｆ１」から形成される。
絡線も抽出する。正の包絡線「ｍａｘ１」３８０は、現在のハイパスフィルタ処理された正の信号「ｄｉｆ１ｐ」のわずかな部分を、正の包絡線信号「ｍａｘ１」の以前の時間ステップ値に追加することによって、各時点で作成され、「ｄｉｆ１ｐ」は、以下のように、
ｄｉｆ１ｐ＝ｄｉｆ１（ｄｉｆ１＞０）
ｄｉｆ１ｐ＝０（ｄｉｆ１＜＝０）
ハイパスフィルタ処理信号「ｄｉｆ１」から形成される。
同様に、負の包絡線「ｍｉｎ１」３８２が、ハイパスフィルタ処理された負の信号である「ｄｉｆ１ｎ」、すなわち、
ｄｉｆ１ｎ＝ｄｉｆ１（ｄｉｆ１＜０）
ｄｉｆ１ｎ＝０（ｄｉｆ１＞＝０）
から同様に作成される。
ｄｉｆ１ｎ＝ｄｉｆ１（ｄｉｆ１＜０）
ｄｉｆ１ｎ＝０（ｄｉｆ１＞＝０）
から同様に作成される。
最終的に、固有皮膚特徴検出プロット３７４に示されるように、特徴検出信号「ｄ１」３８４は、「ｄｉｆ１」がゼロ交差を有する（すなわち、以前の時間ステップおよび現在の時間ステップが異なる符号を有する）、任意の時間ステップで１に設定され、および「ｍａｘ１」は、閾値を超え、および「ｍｉｎ１」は、閾値を超える。そうでなければ、「ｄ１」は０に設定される。限界値は、ランダムなセンサまたは回路雑音レベルによる、望ましくない出力（例えば、特徴検出の誤検出および／または検出漏れ）を防止するように設計されてもよい。ゼロ交差要件もまた、光センサが最初に表面に対して持ち上げられた（信号が時間とともに大きな増加を示す）、またはそれから除去された（信号が減少する）ときのように、光信号ｄｉｆ１が完全に正または負であるとき、望ましくない出力（例えば、特徴検出の誤検出および／または検出漏れ）を防止するように設計されてもよい。
特徴検出プロット３７４から、皮膚に対するセンサの変位は、検出された特徴７０の数を数えることによって決定することができる。次いで、アルゴリズムは、（ａ）検出された特徴７０の数を１つ以上の所定の閾値数と比較することによって（例えば、少なくとも３つの特徴７０が検出された場合に継続治療を可能にする）、または（ｂ）（例えば、ミリメートル単位の）変位距離を決定するように、検出された特徴７０の数に（例えば、実験敵試験に基づいて決定されるような）特徴７０の間の既知の公称または平均距離を掛け、次いで、決定された変位距離を１つ以上の所定の閾値距離と比較することによって（例えば、決定された変位が２ｍｍを超える場合に継続治療を可能にする）、制御の決定を行ってもよい。所望であれば、この実施形態はまた、速度情報も取得および使用された場合に速度センサ、または滞留センサを作成するために使用できることが、当業者によって理解することができる。
いくつかの実施形態では、アルゴリズム例は、単一の検出器（例えば、検出器３１２Ａまたは３１２Ｂ）を有する、単一のセンサ（例えば、単一ピクセル変位センサ１００Ａまたは１００Ｂ）を含むシステムで利用されてもよい。他の実施形態では、例示的アルゴリズムは、１つよりも多くのセンサ（例えば、１つよりも多くのセンサ１００Ａおよび／または１００Ｂ）とともに、あるいは１つよりも多くの検出器３１２を含むセンサ１００（例えば、１つよりも多くの検出器３１２Ａまたは３１２Ｂを含むセンサ１００Ａまたは１００Ｂ）とともに、システムで使用されてもよい。したがって、そのような実施形態は、同じ種類の特徴が検出される、または異なる種類の特徴が検出される、各々異なるセンサ１００または検出器３１２に対応する、複数の特徴検出信号３８４を生成してもよい。
複数のセンサ１００または検出器３１２を含む、実施形態では、アルゴリズムは、任意の好適な方式で、複数の特徴検出信号３８４に基づいて制御の決定を行ってもよい。例えば、アルゴリズムは、複数の特徴検出信号３８４のうちの各々が、所定数の特徴７０（雑
音または起こり得る故障状態に対する比較的優れた抵抗を提供し得る）を検出する場合のみ、制御信号を生成してもよい。または、アルゴリズムは、複数の特徴検出信号３８４のうちの各々が、所定数の特徴７０（より少ない質感およびより小さい振幅の反射率特徴を伴う表面に対して比較的優れた検出感度を提供し得る）を検出する場合に、制御信号を生成してもよい。または、アルゴリズムは、複数の特徴検出信号３８４によって検出される特徴７０の総数に基づいて、制御信号を生成してもよい。アルゴリズムは、（他の特徴検出信号３８４と比較して）、異常値特徴検出信号３８４を識別し、少なくとも異常値のままである間に、そのような信号３８４を無視するように設計することもできる。
音または起こり得る故障状態に対する比較的優れた抵抗を提供し得る）を検出する場合のみ、制御信号を生成してもよい。または、アルゴリズムは、複数の特徴検出信号３８４のうちの各々が、所定数の特徴７０（より少ない質感およびより小さい振幅の反射率特徴を伴う表面に対して比較的優れた検出感度を提供し得る）を検出する場合に、制御信号を生成してもよい。または、アルゴリズムは、複数の特徴検出信号３８４によって検出される特徴７０の総数に基づいて、制御信号を生成してもよい。アルゴリズムは、（他の特徴検出信号３８４と比較して）、異常値特徴検出信号３８４を識別し、少なくとも異常値のままである間に、そのような信号３８４を無視するように設計することもできる。
ヒトのサンプルが、センサ１００Ａの特定の実施形態を用いて試験され、上記で論議された例示的アルゴリズムに従って固有の皮膚特徴７０を識別した。試験は、顔または腕の皮膚等の試験対象の皮膚の表面を横断して直線でセンサ１００Ａを移動させることを伴った。センサ１００Ａの特定の実施形態を使用した、結果として生じたデータは、隣接する固有の皮膚特徴７０（この場合は質感または粗度）が平均で約０．３〜０．４ｍｍ離れて位置することを示した。言い換えれば、図４０を参照すると、試験データは、約０．３〜０．４ｍｍの平均間隔Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３等を示した。
デバイス１０の変位は、この実験データ、例えば、固有の皮膚特徴７０の間の平均間隔を使用して、決定または概算されることができる。例えば、デバイス１０の変位は、システム１３２によって識別された固有の皮膚特徴７０の数に、固有の皮膚特徴７０の間の実験的に決定された平均間隔を掛けることによって、決定または概算することができる。
したがって、変位ベースの制御システム１３２（具体的には、制御電子機器３０）は、皮膚を横断するデバイス１０の決定または概算された変位に基づいてデバイス１０を制御してもよい。例えば、変位ベースの制御システム１３２は、皮膚を横断するデバイス１０の変位に対してシステム１３２によって識別された固有の皮膚特徴７０の数に基づいて、デバイス１０の１つ以上の制御可能な動作パラメータ（例えば、治療放射線源１４の動作側面）を制御してもよい。例えば、システム１３２は、デバイス１０が、Ｎ個の固有の皮膚特徴７０を識別することによって決定されるように、Ｘｍｍ変位させられるたびに、デバイス１０のビーム源をパルス化する（したがって１つ以上の治療スポット６２を生成する）ようにデバイス１０を制御してもよい。例えば、固有の皮膚特徴７０が平均０．４ｍｍだけ離間されることを実験データが示す場合、システム１３２は、デバイス１０が、３つの固有の皮膚特徴を識別することによって決定されるように、約１．２ｍｍ変位させられるたびに、ビーム源をパルス化するようにデバイス１０を制御してもよく、ビーム源の次のパルスは、デバイス１０がさらに約１．２ｍｍ変位させられるまで／変位させられない限り（すなわち、３つの固有の皮膚特徴７０がシステム１３２によって識別されるまで）、開始／送達されない。システム１３２によるデバイス１０の制御の付加的な詳細および実施例が、以下で提供される。
したがって、いくつかの実施形態では、変位ベースの制御システム１３２を含む、制御システム１８は、皮膚を横断して移動するデバイス１０の割合、速さ、または速度とは無関係に、皮膚を横断するデバイス１０の変位に基づいて、デバイス１０の動作側面（例えば、治療放射線源１４の動作側面）を制御する。いくつかの実施形態では、変位ベースの制御システム１３２を含む、デバイス１０は、皮膚を横断して移動するデバイス１０の割合、速さ、または速度を示す任意のデータを検出または測定するため、あるいは皮膚を横断して移動するデバイス１０の割合、速さ、または速度を決定するか、または決定しようとするために構成されない。むしろ、デバイス１０は、皮膚に対するデバイス１０の横方向変位を示すデータを検出または測定するため、例えば、上記で論議されたような、そのようなデータを使用して、デバイス１０の横方向変位を決定するために構成されている。言い換えれば、デバイス１０は、非常に低速を含む、任意の速度で移動させることができ
、パルスは、十分な距離が以前のパルス位置に対して並進させられた場合のみ送達される。
、パルスは、十分な距離が以前のパルス位置に対して並進させられた場合のみ送達される。
他の実施形態では、デバイス１０は、皮膚を横断して移動するデバイス１０の割合、速さ、または速度を示すデータを検出または測定するため、およびそのようなデータに基づいて、デバイス１０の割合、速さ、または速度を決定するか、または決定しようとするために、例えば、移動／速度センサ１０２を含む、速度検出システムを含んでもよい。そのような速度検出センサまたはシステムは、変位ベースの制御システム１３２および変位センサ１００Ａに加えて、またはそれらの代わりに、提供されてもよい。
他の実施形態では、デバイス１０は、デバイス１０が静止しているか、または皮膚に対してある公差内で静止しているか否かを示すデータを測定するための滞留センサ１１６を含んでもよい。滞留センサ１１６は、上記で説明される変位センサ１００の側面を採用してもよいが、具体的には、デバイス１０が静止しているか否かに関する情報を提供するように構成されてもよい。例えば、単一ピクセル変位センサ１００Ａ／１００Ｂに対する上記で説明される例示的アルゴリズムの全てまたは部分は、（例えば、図４２に示される未加工データ信号３７６において平坦なスポットを認識することによって）デバイス１０が実質的に静止しているときを決定するために使用されてもよく、デバイス１０は、その情報に基づいて制御されてもよい（例えば、放射線源１４は、デバイス１０が静止または滞留していると決定された場合に無効にされてもよい）。
図４３は、図３６の一般的方法４００のより具体的な実施例を図示する。具体的には、図４３は、ある実施形態による、デバイス１０が滑走モードまたは打刻モードのいずれかで使用されている間に、単一ピクセル変位センサ１００Ａ、１００Ｂ、または１００Ｃを採用する、変位ベースの制御システム１３２を使用してデバイス１０を制御するための方法４２０を図示する。
ステップ４２２では、デバイス１０は、ステップ４０２に関して上記で論議されたように、治療領域４０上に１つ以上の治療スポット６２を生成するように、デバイス１０のビーム源をパルス化する。デバイス１０が滑走モードで使用されている場合、ユーザは、ビーム源の第１のパルス中に皮膚を横断してデバイス１０を滑走させてもよい。デバイス１０が打刻モードで使用されている場合、ユーザは、ビーム源の第１のパルス中に皮膚の上で静止してデバイス１０を保ってもよい。
ステップ４２４では、変位ベースの制御システム１３２が、単一ピクセル変位センサ１００Ａ／１００Ｂ／１００Ｃを使用して、皮膚の表面を横断するデバイス１０の変位を監視して分析する第１の監視プロセスを行う。例えば、以下で論議されるように、変位ベースの制御システム１３２は、（例えば、ビーム源の第１のパルスの間および／または後に滑走モードで、またはビーム源の第１のパルス後に打刻モードで）デバイス１０が皮膚を横断して移動させられるにつれて、皮膚における固有の皮膚特徴７０の数を識別して維持するように、信号３６０を分析してもよい。システム１３２は、ビーム源の第１のパルスの開始または終了時に、または任意の他の事前定義された事象時に、あるいは任意の所定の時に、第１の監視プロセスを開始してもよい。
ステップ４２６では、変位ベースの制御システム１３２は、ステップ４２４で識別された固有の皮膚特徴７０の数に基づいて、ビーム源のパルシングを制御する。例えば、いくつかの実施形態では、変位ベースの制御システム１３２は、皮膚における所定数の特徴７０（例えば、５つの特徴）を識別すると、ビーム源の第２のパルスを開始する。したがって、そのような実施形態では、滑走方向での連続治療スポット６２の間の比較的一定の間隔（例えば、５つの皮膚特徴に対応する間隔）を、手動の滑走速度にかかわらず達成する
ことができる。したがって、パルス周波数は、手動の滑走速度の関数として動的に変化してもよい。
ことができる。したがって、パルス周波数は、手動の滑走速度の関数として動的に変化してもよい。
他の実施形態では、デバイス１０（またはユーザ）は、定義されたパルス周波数（例えば、１５Ｈｚ）、ならびに滑走方向での連続治療スポット６２の間の所望の最小間隔（例えば、約１ｍｍ）に対応する、事前定義された最小数の固有の皮膚特徴７０（例えば、３つの特徴）を設定する。変位ベースの制御システム１３２は、定義されたパルス周波数に従って次のパルスを提供することが、連続パルス間の最小特徴数（例えば、３つの特徴）に違反するか否かを決定するように、ステップ４２４で維持される識別された特徴７０の数、および定義されたパルス周波数を分析する。もしそうでなければ、変位ベースの制御システム１３２は、デバイス１０が定義されたパルス周波数でパルシングを続けることを可能にする。しかしながら、もしそうであれば（すなわち、定義されたパルス周波数に従って次のパルスを提供することが、最小特徴数に違反するであろう場合）、変位ベースの制御システム１３２は、少なくとも、最小特徴数がシステム１３２によって達成される（したがって、連続治療スポット６２の間の最小間隔（例えば、約１ｍｍ）を提供する）まで、次のパルスを遅延させるように放射線源１４を制御してもよく、またはシステム１３２は、過剰治療を防止するように放射線源１４を別様に制御してもよい（例えば、ビーム強度を減少させる、放射線源１４をオフにする、フィードバックをユーザに提供する等）。
したがって、ある実施形態では、所望のスポット間隔を提供するため、および／または特定の領域の過剰治療を回避するためのデバイス１０の制御（例えば、治療放射線源１４のパルスタイミングまたは他の側面を制御すること）は、皮膚を横断して移動するデバイス１０の割合、速さ、または速度に関係するいずれの信号にも基づかない。上記で論議されたように、いくつかの実施形態では、デバイス１０は、皮膚を横断して移動するデバイス１０の割合、速さ、または速度を示す任意のデータを検出または測定するため、あるいは皮膚を横断して移動するデバイス１０の割合、速さ、または速度を決定するか、または決定しようとするために構成されない。
（マルチピクセル変位センサ）
上述のように、いくつかの実施形態では、変位センサ１００は、２つのピクセル（すなわち、２つの信号３６０を生成するための２つの反射光線）、３つのピクセル、４つのピクセル、またはそれ以上を採用する、マルチピクセル変位センサ１００である。例えば、いくつかの実施形態は、皮膚に沿って変位を検出するためのコンピュータ入力用の光学マウスで使用される種類のマルチピクセル撮像相関センサ１００Ｄを採用する。
上述のように、いくつかの実施形態では、変位センサ１００は、２つのピクセル（すなわち、２つの信号３６０を生成するための２つの反射光線）、３つのピクセル、４つのピクセル、またはそれ以上を採用する、マルチピクセル変位センサ１００である。例えば、いくつかの実施形態は、皮膚に沿って変位を検出するためのコンピュータ入力用の光学マウスで使用される種類のマルチピクセル撮像相関センサ１００Ｄを採用する。
図４４は、ある実施形態による、皮膚に沿って変位を検出するためのコンピュータ入力用の光学マウスで使用される種類の例示的マルチピクセル撮像相関センサ１００Ｄを図示する。変位センサ１００Ｄは、光源３１０Ｄと、光検出器３１２Ｄと、プロセッサ３３４とを含んでもよい。
光源３１０Ｄは、例えば、光源３１０Ａに関して上記で論議されたように、発光ダイオード（ＬＥＤ）または任意の他の好適な光源であってもよい。光源３１０Ｄは、図４４に示されるように、皮膚表面３２に関して斜角で光を送達するように配設されてもよい。
光検出器３１２Ｄは、成形レンズ光学機器３３６と、撮像チップ３３８とを含んでもよい。いくつかの実施形態では、センサ１００Ｄは、皮膚が成形レンズ光学機器３３６の焦点面内にあり、その焦点面が、図４４の距離ｚによって示されるように、成形レンズ光学機器３３６の表面から数ミリメートル離れて位置し得るように、構成されている。随意に、外部焦点面から検出器３１２Ｄまでの全距離を延長させるように、中継レンズのシステ
ムが、検出器３１２Ｄと皮膚表面３２との間に追加されてもよい。
ムが、検出器３１２Ｄと皮膚表面３２との間に追加されてもよい。
検出器３１２Ｄは、光源３１０Ｄによって照射される皮膚表面３２の面積の２次元マルチピクセル「画像」を生成するように構成されてもよい。画像は、各ピクセルが、単一ピクセルセンサ１００Ａまたは１００Ｂの信号３６０に類似する信号３６０を有する、ピクセルの２次元配列から成ってもよい。撮像チップ３３８は、マルチピクセル信号配列に対応する、プロセッサ３３４へのデジタル出力ストリームを生成するように構成されてもよい。
プロセッサ３３４は、光源３１０Ｄを駆動し、光検出器３１２Ｄからの信号のマルチピクセル配列を受信して分析するように構成されてもよい。具体的には、プロセッサ３３４は、皮膚表面３２を横断するセンサ１００Ｄの１つ以上の方向への直線変位、回転変位、および／または横方向変位を決定するように、検出器３１２Ｄから受信された異なるマルチピクセル画像（例えば、連続的に受信された画像）を比較してもよい。
上記で論議された例示的実施形態は、粗度型皮膚特徴を検出するために好適であり得るが、センサ１００の他の実施形態は、例えば、上記で論議された同様または類似の技法を使用して、皮膚内の微小血管等の表皮または表皮／真皮接合部あるいは血管分布パターン内の色素検出等の任意の他の種類の固有の皮膚特徴を検出してもよいことを理解されたい。
図４５は、ある実施形態による、デバイス１０が滑走モードまたは打刻モードのいずれかで使用されている間に、マルチピクセル変位センサ１００Ｄを採用する、変位ベースの制御システム１３２を使用してデバイス１０を制御するための方法例４４０を図示する。
ステップ４４２では、デバイス１０が、ステップ４０２に関して上記で論議されたように、治療領域４０上に１つ以上の治療スポット６２を生成するように、デバイス１０のビーム源をパルス化する。デバイス１０が滑走モードで使用されている場合、ユーザは、ビーム源の第１のパルス中に皮膚を横断してデバイス１０を滑走させてもよい。デバイス１０が打刻モードで使用されている場合、ユーザは、ビーム源の第１のパルス中に皮膚の上で静止してデバイス１０を保ってもよい。
ステップ４４４では、変位ベースの制御システム１３２が、マルチピクセル変位センサ１００Ｄを使用して、皮膚の表面を横断するデバイス１０の横方向変位を監視して分析する第１の監視プロセスを行う。変位ベースの制御システム１３２は、（例えば、ビーム源の第１のパルスの間および／または後に滑走モードで、またはビーム源の第１のパルス後に打刻モードで）デバイス１０が皮膚を横断して移動させられるにつれて、信号３６０を分析する。システム１３２は、ビーム源の第１のパルスの開始または終了時に、または任意の他の事前定義された事象時に、あるいは任意の所定の時に、第１の監視プロセスを開始してもよい。
ステップ４４６では、変位ベースの制御システム１３２は、ステップ４４４で決定されたデバイス１０の変位に基づいて、ビーム源のパルシングを制御する。例えば、いくつかの実施形態では、変位ベースの制御システム１３２は、マルチピクセルセンサ１００Ｄからの信号に基づいて、デバイス１０が皮膚を横断して特定の所定距離（例えば、３ｍｍ）を移動したことを決定すると、ビーム源の第２のパルスを開始する。したがって、そのような実施形態では、滑走方向での連続治療スポット６２の間の比較的一定の間隔（例えば、３ｍｍ）を、手動の滑走速度にかかわらず達成することができる。したがって、パルス周波数は、手動の滑走速度の関数として動的に変化してもよい。
他の実施形態では、デバイス１０（またはユーザ）は、定義されたパルス周波数（例えば、１５Ｈｚ）、ならびに滑走方向での連続治療スポット６２の間の事前定義された最小間隔（例えば、１ｍｍ）を提供するための事前定義された最小デバイス変位を設定する。変位ベースの制御システム１３２は、定義されたパルス周波数に従って次のパルスを提供することが、最小スポット間隔（例えば、１ｍｍ）に違反するか否かを決定するように、（マルチピクセルセンサ１００Ｄからの信号に基づく）ステップ４４４で決定されたデバイス１０の監視された変位、および定義されたパルス周波数を分析する。もしそうでなければ、変位ベースの制御システム１３２は、デバイス１０が定義されたパルス周波数でパルシングを続けることを可能にする。しかしながら、もしそうであれば（すなわち、定義されたパルス周波数に従って次のパルスを提供することが、最小スポット間隔に違反するであろう場合）、変位ベースの制御システム１３２は、少なくとも、最小デバイス変位が達成されたことをシステム１３２が決定する（したがって、連続治療スポット６２の間の事前定義された最小間隔を確保する）まで、次のパルスを遅延させるように放射線源１４を制御してもよく、またはシステム１３２は、過剰治療を防止するように放射線源１４を別様に制御してもよい（例えば、ビーム強度を減少させる、放射線源１４をオフにする、フィードバックをユーザに提供する等）。
したがって、ある実施形態では、所望のスポット間隔を提供するため、および／または特定の領域の過剰治療を回避するためのデバイス１０の制御（例えば、治療放射線源１４のパルスタイミングまたは他の側面を制御すること）は、皮膚を横断して移動するデバイス１０の割合、速さ、または速度に関係するいずれの信号にも基づかない。上記で論議されたように、いくつかの実施形態では、デバイス１０は、皮膚を横断して移動するデバイス１０の割合、速さ、または速度を示す任意のデータを検出または測定するため、あるいは皮膚を横断して移動するデバイス１０の割合、速さ、または速度を決定するか、または決定しようとするために構成されない。
（ローラ型変位センサ１００または移動／速度センサ１０２）
いくつかの実施形態では、デバイス１０は、変位センサ１００、または滞留センサ１１６として、または移動／速度センサ１０２、または全てとして機能する、１つ以上のローラベースのセンサ１１８を含んでもよい。ローラベースのセンサ１１８は、デバイス１０の治療先端部４２に、またはその付近に配設されてもよく、筐体２４の周辺または隣接部分の先頭表面と略同一平面であるか、またはそこからわずかに前方に突出する、先頭表面を有する、ローラ４５０を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ローラ４５０の先頭表面は、例えば、窓４４へのローラ４０５の接近、および／またはデバイス１０がユーザによって皮膚に押し付けられる力に応じて、皮膚表面からの治療窓４４の距離（該当する場合）に影響を及ぼし得るか、または及ぼし得ない、皮膚接触表面７４を画定してもよい。
いくつかの実施形態では、デバイス１０は、変位センサ１００、または滞留センサ１１６として、または移動／速度センサ１０２、または全てとして機能する、１つ以上のローラベースのセンサ１１８を含んでもよい。ローラベースのセンサ１１８は、デバイス１０の治療先端部４２に、またはその付近に配設されてもよく、筐体２４の周辺または隣接部分の先頭表面と略同一平面であるか、またはそこからわずかに前方に突出する、先頭表面を有する、ローラ４５０を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ローラ４５０の先頭表面は、例えば、窓４４へのローラ４０５の接近、および／またはデバイス１０がユーザによって皮膚に押し付けられる力に応じて、皮膚表面からの治療窓４４の距離（該当する場合）に影響を及ぼし得るか、または及ぼし得ない、皮膚接触表面７４を画定してもよい。
図４６Ａ〜４６Ｇは、デバイス１０のある実施形態で使用され得る、ローラベースのセンサ１１８Ａ〜１１８Ｇのいくつかの例示的実施形態を図示する。各実施形態は、（ａ）（例えば、ローラ４５の検出された角度回転量に基づく）デバイス１０の変位、または（ｂ）（例えば、ローラ４５の検出された回転速度に基づく）デバイス１０の手動の滑走速度、または（ｃ）（例えば、回転または非回転に基づく）滞留センサ、または（ｄ）上記の全てを示す信号を生成するように構成された、検出システム４５２に（例えば、機械的、光学的、磁気的、電気的等）に連結されたローラ４５０を含む。
デバイス１０が皮膚を横断して手動で移動させられるにつれて、ローラ４５０は、皮膚表面に対するデバイスの横方向変位および手動の滑走速度に各々対応する速度で、ある程度に旋回または「回転」する。検出システム４５２は、ローラ４５０とのその連結または相互作用を介して、横方向変位および／または手動の滑走速度を示す信号を生成し、デバ
イス１０の変位および／または滑走速度および／または静止状態を決定するように、そのような信号を変換および／または処理し得る、プロセッサ１５０に、そのような信号を伝達する。次いで、デバイス１０の決定された変位および／または滑走速度および／または静止状態は、例えば、本明細書で論議されるように、デバイス１０の１つ以上の制御可能な動作パラメータを制御するために（例えば、放射線源１４の制御可能なパラメータを制御する）使用されてもよい。
イス１０の変位および／または滑走速度および／または静止状態を決定するように、そのような信号を変換および／または処理し得る、プロセッサ１５０に、そのような信号を伝達する。次いで、デバイス１０の決定された変位および／または滑走速度および／または静止状態は、例えば、本明細書で論議されるように、デバイス１０の１つ以上の制御可能な動作パラメータを制御するために（例えば、放射線源１４の制御可能なパラメータを制御する）使用されてもよい。
いくつかの実施形態では、ローラベースのセンサ１１８は、変位ベースの制御システム１３２で使用するための変位センサ２００として動作するように構成され、本明細書で論議される変位ベースの制御技法のうちのいずれかに使用されてもよい。いくつかの実施形態では、ローラベースのセンサ１１８は、デバイス１０の変位を示す信号を測定、検出、または生成するが、デバイス１０の手動の滑走速度を示す信号を測定、検出、または生成しない。
例示的実施形態では、ローラ４５０は、（ローラ４５０と皮膚との間に滑りがないと仮定して）ローラ４５０の２９度回転がデバイス１０の１ｍｍ変位に対応するように、約４ｍｍの直径を有する。いくつかの実施形態では、検出システム４５２は、約１ｍｍの粒度までデバイス変位に敏感であり得る。
図４６Ａは、デバイス１０の変位および／または滑走速度を示す信号を生成するように、ベルト駆動型光遮断検出システム４５２Ａを含む、ローラベースの例示的センサ１１８Ａを図示する。
図４６Ｂおよび４６Ｃは、ホイートストンブリッジにわたってひずみを引き起こし、したがって、デバイス移動に対応する抵抗の変化を引き起こす、物理的アームの屈曲に基づくデバイス１０の変位および／または滑走速度を示す信号を生成する、検出システム４５２Ｂを含むローラベースの例示的センサ１１８Ｂを図示する。
図４６Ｄは、ホール効果センサとローラ４５０の周囲の１つ以上の磁石との間の相互作用に基づいて、デバイス１０の変位および／または滑走速度を示す信号を生成する、検出システム４５２Ｄを含むローラベースの例示的センサ１１８Ｄを図示する。
図４６Ｅは、「アンテナ」と歯車または他の回転要素との間の測定された静電容量に基づいて、デバイス１０の変位および／または滑走速度を示す信号を生成する、検出システム４５２Ｅを含むローラベースの例示的センサ１１８Ｅを図示する。
図４６Ｆは、反射された光学放射の測定に基づいて、デバイス１０の変位および／または滑走速度を示す信号を生成する、検出システム４５２Ｆを含むローラベースの例示的センサ１１８Ｆを図示する。
最後に、図４６Ｇは、デバイス１０の変位および／または滑走速度を示す信号を生成するように、歯車駆動型光遮断検出システム４５２Ｇを含む、ローラベースの例示的センサ１１８Ｇを図示する。
（容量センサ）
デバイス１０の１つ以上のセンサ４６は、容量センサであってもよく、またはそれを含んでもよい。上記で論議されたように、皮膚接触センサ１０４は、センサ１０４が皮膚と接触しているか、または十分接近しているか否かを決定するように、信号振幅が分析される、容量センサであってもよい。加えて、変位センサ１００、移動／速度センサ１０２、および／または滞留センサ１１６のうちのいずれかは、容量センサであってもよく、また
は他の種類のセンサに加えて容量センサを含んでもよい（例えば、センサ１００、１０２、または１１６は、例えば、冗長性を提供するように、所望の機能性を提供するための容量センサに加えて、光学反射率／レミタンスセンサを含んでもよい）。
デバイス１０の１つ以上のセンサ４６は、容量センサであってもよく、またはそれを含んでもよい。上記で論議されたように、皮膚接触センサ１０４は、センサ１０４が皮膚と接触しているか、または十分接近しているか否かを決定するように、信号振幅が分析される、容量センサであってもよい。加えて、変位センサ１００、移動／速度センサ１０２、および／または滞留センサ１１６のうちのいずれかは、容量センサであってもよく、また
は他の種類のセンサに加えて容量センサを含んでもよい（例えば、センサ１００、１０２、または１１６は、例えば、冗長性を提供するように、所望の機能性を提供するための容量センサに加えて、光学反射率／レミタンスセンサを含んでもよい）。
皮膚と接触している容量センサ（例えば、デバイス１０の適用端部４２に位置する容量センサ）は、センサと皮膚との間の接触と関連付けられる容量の尺度を示す、信号（例えば、高周波数信号）を生成してもよい。例えば、容量センサの信号は、センサと標的表面との間の相対的変位に反比例してもよい。ヒトの皮膚の表面が完全には平滑ではないため、および／またはデバイス１０の手動移動中にヒトが完全に安定した移動を達成することができないため、デバイス１０と皮膚との間の静止摩擦（静摩擦）および／または他の物理的原則が、センサと皮膚表面との間の微小変位を引き起こす、皮膚を横断するデバイス１０の「スティックスリップ」移動をもたらし得る。デバイス１０のスティックスリップ移動による、この微小変位は、全静電容量信号を提供するように、センサの公称定常状態静電容量信号に追加された並進信号をもたらし得る。全静電容量信号の振幅および／または他の側面は、デバイスが皮膚を横断して移動しているか、または同一の場所に滞留しているか否かを決定するように分析されてもよい。したがって、容量センサは、滞留センサ１１６として使用されてもよい。そのような分析は、例えば、信号を１つ以上の閾値と比較する、任意の好適なアルゴリズムを含んでもよい。
別の実施例として、全静電容量信号は、皮膚を横断して移動するデバイス１０の速度を決定または推定するように分析されてもよい。したがって、容量センサは、移動／速度センサ１０２として使用されてもよい。別の実施例として、全静電容量信号は、皮膚を横断して移動するデバイス１０の変位を決定または推定するように分析されてもよい。したがって、容量センサは、変位センサ１００として使用されてもよい。
（治療期間）
いくつかの実施形態では、制御システム１８は、（ａ）治療領域４０内で生成された治療スポット６２の総数、（ｂ）治療領域４０に送達されたエネルギーの総量、（ｃ）全治療時間、または任意の他の好適な区切り等の１つ以上の「治療区切り」に基づいて、個々の治療期間を定義して制御する。
いくつかの実施形態では、制御システム１８は、（ａ）治療領域４０内で生成された治療スポット６２の総数、（ｂ）治療領域４０に送達されたエネルギーの総量、（ｃ）全治療時間、または任意の他の好適な区切り等の１つ以上の「治療区切り」に基づいて、個々の治療期間を定義して制御する。
いくつかの実施形態では、治療区切りは、異なる「種類」の治療に対して特定される。異なる種類の治療は、（ａ）身体の異なる領域（例えば、眼窩周囲領域、口の付近の領域、手の甲、腹、膝等）の治療、（ｂ）異なる治療エネルギーまたは強度レベル（例えば、高エネルギー治療、中エネルギー治療、低エネルギー治療）、（ｃ）マルチ期間治療計画の異なる段階に対する異なる治療（例えば、第１期間治療、中間段階期間治療、または最終期間治療）、または任意の他の異なる種類の治療を含んでもよい。
さらに、治療区切りは、治療の種類の異なる組み合わせに対して特定されてもよい。例えば、「生成された全治療スポット６２」の異なる値は、（ａ）高エネルギー眼窩周囲治療のための４，０００個の治療スポット６２、（ｂ）低エネルギー眼窩周囲治療のための７，０００個の治療スポット６２、（ｃ）高エネルギーの手の治療のための６，０００個の治療スポット６２、および（ｄ）低エネルギーの手の治療のための１０，５００個の治療スポット６２といった、治療領域および治療エネルギーレベルの異なる組み合わせに対して特定されてもよい。
異なる治療の種類（または異なる治療の種類の組み合わせ）に対する治療区切りは、予め定められてデバイス１０にプログラムされ、ユーザインターフェース１８を介してユーザによって設定または修正され、ユーザ入力、センサ（皮膚温度センサ等）、デバイス１０に記憶された設定、および／またはデバイス１０に記憶されたアルゴリズム１５４に基
づいて、デバイス１０によって決定され、または任意の他の好適な方式で決定されてもよい。いくつかの実施形態では、異なる治療の種類に対する治療区切りは、実験的試験に基づいて決定され、デバイス１０に事前にプログラムされる。例えば、実験的試験は、眼窩周囲領域に対する適切な治療期間が１，０００個の治療スポット６２を伴い、口領域に対する適切な治療期間が１，３００個の治療スポット６２を伴い、手の甲に対する適切な治療期間が２，７００個の治療スポット６２を伴うことを決定してもよい。これらの治療区切りは、デバイス１０に記憶され、ユーザがユーザインターフェース１８を介して「眼窩周囲の治療」、「口の治療」、または「手の治療」から選択するときに、適宜に制御システム１８によって実装されてもよい。
づいて、デバイス１０によって決定され、または任意の他の好適な方式で決定されてもよい。いくつかの実施形態では、異なる治療の種類に対する治療区切りは、実験的試験に基づいて決定され、デバイス１０に事前にプログラムされる。例えば、実験的試験は、眼窩周囲領域に対する適切な治療期間が１，０００個の治療スポット６２を伴い、口領域に対する適切な治療期間が１，３００個の治療スポット６２を伴い、手の甲に対する適切な治療期間が２，７００個の治療スポット６２を伴うことを決定してもよい。これらの治療区切りは、デバイス１０に記憶され、ユーザがユーザインターフェース１８を介して「眼窩周囲の治療」、「口の治療」、または「手の治療」から選択するときに、適宜に制御システム１８によって実装されてもよい。
治療期間が、（ａ）治療スポット６２の総数、または（ｂ）標的に送達されるエネルギーの総量によって定義される治療期間等の、時間に基づかない治療区切りによって定義される場合、皮膚を横断するデバイス１０の手動の滑走速度は、極めて速い滑走速度の可能性を除いて、少なくとも、デバイス１０のある実施形態または構成では、期間中に送達される治療の有効性に大部分または実質的に無関係であり得る。例えば、手動の滑走速度は、治療期間を完了するために治療領域４０を横断してデバイス１０が滑走させられなければならない回数に影響を及ぼし得る（例えば、手動の滑走速度が速くなるほど、より多くの滑走が期間を完了するために必要とされる）が、期間に対する特定された治療区切り、例えば、治療スポット６２の総数、または治療領域４０に送達されるエネルギーの総量に影響を及ぼさない。
さらに、いくつかの実施形態では、治療スポット６２の間の間隔に関係するような治療の有効性は、概して、デバイス１０の手動の滑走速度による影響を受けない。皮膚を横断するデバイス１０の決定された変位に基づいて、ビーム送達、したがって、治療スポット６２の生成を制御する、変位ベースの制御システム１３２を含む、実施形態では、システム１３２は、少なくとも、任意の領域の過剰照射の可能性を低減させるか、または実質的に排除する、連続的に送達された治療スポット６２の間の最小間隔を確保する。具体的には、変位ベースの制御システム１３２は、少なくとも、遅い滑走速度の間に、かつ手動の滑走速度を検出または決定することなく、連続的に送達された治療スポット６２の間の最小間隔を確保してもよい。したがって、変位ベースの制御システム１３２は、非常に遅い滑走速度でさえも、任意の特定の領域の過剰照射の可能性を低減させるか、または実質的に排除してもよい。
さらに、治療期間が、治療領域４０を横断するデバイス１０の複数の滑走を伴う場合、異なる滑走中に生成される治療スポット６２は、典型的には、相互と整列せず、概して、いずれの領域も有意に過剰照射することなく、所望の治療効果を提供するように、十分または望ましいランダム性および／または密度均一性で、治療スポット６２のパターンをもたらす。したがって、急速な滑走速度は、関連治療区切り（例えば、生成される全治療スポット６２または送達される全エネルギー）に達するために、より多くの滑走を行うようにユーザに要求し得るが、急速な滑走速度は、いずれの領域も過剰照射することなく、十分または望ましい治療スポット６２のパターンを提供し得る。
手動の滑走速度は、個々の治療スポット６２の形状、例えば、上記で説明されるような、伸長の程度、個々の治療スポット６２の「ぶれ」または「不鮮明化」に影響を及ぼし得ることに留意されたい。したがって、デバイス１０の動作側面は、滑走速度の合理的な範囲（すなわち、非常に速い滑走速度未満）内で、治療スポット６２の伸長または不鮮明化が、治療スポット６２の生理学的有効性に実質的に影響を及ぼさないように構成されてもよい。デバイス１０のいくつかの実施形態または構成では、非常に高速の滑走速度で、治療スポット６２の伸長または不鮮明化が、治療の有効性を有意に低減させ得る。例えば、非常に細長い治療スポット６２内のエネルギー密度は、低すぎて意図した効果を提供でき
ない場合がある。したがって、ユーザは、所望の治療効果のために、適切な手動の滑走速度に関する一般的ガイダンスを（例えば、ディスプレイ３２を介して、またはユーザマニュアルの中で）提供されてもよい。例えば、ユーザは、１回の滑走あたりほぼ３秒の手動の滑走速度で、治療領域４０を横断してデバイス１０を滑走させるように指示されてもよい。デバイスは、治療が滑走速度から実質的に独立しているように、消費者によって使用される実質的に全ての実用的または一般的滑走速度で、効果的な治療を提供するように構成されてもよい。
ない場合がある。したがって、ユーザは、所望の治療効果のために、適切な手動の滑走速度に関する一般的ガイダンスを（例えば、ディスプレイ３２を介して、またはユーザマニュアルの中で）提供されてもよい。例えば、ユーザは、１回の滑走あたりほぼ３秒の手動の滑走速度で、治療領域４０を横断してデバイス１０を滑走させるように指示されてもよい。デバイスは、治療が滑走速度から実質的に独立しているように、消費者によって使用される実質的に全ての実用的または一般的滑走速度で、効果的な治療を提供するように構成されてもよい。
図４７は、デバイス１０を用いて、治療（例えば、部分光線治療）をユーザに提供するための治療期間を実行するための例示的方法４６０を図示する。ステップ４６２では、行われる治療期間の１つ以上の区切りは、例えば、上記で論議されたように、任意の好適な方式で決定される。この論議の目的で、単一の治療区切りが決定されることが仮定される。例えば、制御システム１８は、ユーザインターフェース１８を介してユーザによって選択される治療領域（例えば、眼窩周囲領域）に基づいて、治療期間に対する治療スポット６２の事前定義された総数、例えば、１２００個の治療スポット６２を決定してもよい（治療スポット６２の数は、ここではデバイス１０によって出力されるビーム６０の数に等しいと仮定され得る）。
ステップ４６４では、ユーザが治療領域４０に対してデバイス１０を設置した後に、デバイス１０が治療期間を開始してもよい。具体的には、制御システム１８は、ビームの手動で走査された配列（例えば、列）を治療領域４０に送達し、したがって、ステップ４６６で示されるように、治療スポット６２の配列を生成してもよい。デバイスが滑走モードで動作している場合、デバイス１０は、ビーム送達プロセス中に継続的に皮膚を横断して滑走させられてもよい。デバイスが打刻モードで動作している場合、デバイス１０は、各パルス中に定位置で保たれ、次いで、皮膚の表面を横断して、次のパルスのための次の治療場所まで移動または滑走させられてもよい。ユーザは、各パルスが送達されたとき、および／またはデバイス１０が（変位監視および制御システム１３２によって決定されるように）次のパルスを開始するための十分な距離を移動させられたか否か、あるいは移動させられたときを（例えば、可聴または視覚通知によって）指示されてもよい。滑走モードまたは打刻モードのいずれかで、ユーザは、治療期間中に、（例えば、２次元標的領域を「塗る」ように）任意の回数および任意の数の方向またはパターンで、治療領域４０を横断してデバイスを滑走または移動させてもよい。
治療期間中に、ステップ４６８として示されるように、変位監視および制御システム１３２は、上記で論議されたように、皮膚を横断する際にデバイスの横方向変位を監視し、適宜にビームの送達／治療スポット６２の生成を制御してもよい。例えば、システム１３２は、治療スポット６２の連続的な列が、少なくとも最小距離だけ滑走方向に離間されていることを確実にしてもよい。
また、治療期間中に、制御システム１８は、ステップ４７０で示されるように、ステップ４６２で決定された治療区切りを監視してもよい。例えば、制御システム１８は、治療期間中に生成される治療スポット６２の数の常時計数を維持してもよい。ステップ４６８および４７０は、治療期間の持続時間の全体を通して同時に行われてもよい。
ステップ４７２では、制御システム１８は、治療区切りが所定の限界に達したか否かを決定する。例えば、制御システム１８は、期間中に生成された治療スポット６２の数が、ステップ４６２で決定された事前定義された数の治療スポット６２（例えば、１２００個の治療スポット６２）に達したか否かを決定してもよい。もしそうであれば、治療期間は、ステップ４７４で完了する。例えば、制御システム１８は、治療放射線源１４をオフにしてもよい。そうでなければ、治療区切りに達するまで、ステップ４６６〜４７２が継続
される。
される。
いくつかの実施形態では、治療（例えば、部分光線治療）をユーザに提供するための治療期間は、例えば、上記で論議されたように、皮膚を横断するデバイス１０の手動の滑走速度には関係なく、方法４６０に従って完了してもよい。
（眼の安全センサ）
いくつかの実施形態では、デバイス１０は、治療放射線源１４からの光への意図しない眼の暴露を防止するのに役立つために、デバイス１０の治療出力開口の付近で角膜（または他の眼組織あるいは特徴）の存在を検出するように構成された、光学的な眼の安全センサ１１４を含む。例えば、光学的な眼の安全センサ１１４は、皮膚および角膜の存在を区別し、デバイス１０が意図した治療領域４０のみを治療することを可能にするように構成されてもよい。眼の安全センサ１１４は、眼の損傷リスクが主に角膜にある、１４００ｎｍよりも大きい波長の赤外線治療光にとって、あるいは網膜の危険が存在する紫外線、可視光、および／または近赤外線にとって、特に重要であり得る。いくつかの実施形態では、光学的な眼の安全センサ１１４は、比較的低費用、小型、手持ち式エンクロージャ（例えば、小さくて軽量）内に容易に包装され、かつ一般的に入手可能な部品から組み立てられる。眼の安全センサの別の例示的実施形態は、眼の形状、色、または他の特徴に対するパターン認識を有する撮像センサである。
いくつかの実施形態では、デバイス１０は、治療放射線源１４からの光への意図しない眼の暴露を防止するのに役立つために、デバイス１０の治療出力開口の付近で角膜（または他の眼組織あるいは特徴）の存在を検出するように構成された、光学的な眼の安全センサ１１４を含む。例えば、光学的な眼の安全センサ１１４は、皮膚および角膜の存在を区別し、デバイス１０が意図した治療領域４０のみを治療することを可能にするように構成されてもよい。眼の安全センサ１１４は、眼の損傷リスクが主に角膜にある、１４００ｎｍよりも大きい波長の赤外線治療光にとって、あるいは網膜の危険が存在する紫外線、可視光、および／または近赤外線にとって、特に重要であり得る。いくつかの実施形態では、光学的な眼の安全センサ１１４は、比較的低費用、小型、手持ち式エンクロージャ（例えば、小さくて軽量）内に容易に包装され、かつ一般的に入手可能な部品から組み立てられる。眼の安全センサの別の例示的実施形態は、眼の形状、色、または他の特徴に対するパターン認識を有する撮像センサである。
図４８は、ある実施形態による、光学的な眼の例示的安全センサ１１４を図示する。光学的な眼の安全センサ１１４は、光源５１０と、光検出器５１２と、検出器光学機器５２０と、（いくつかの実施形態では）中継光学機器５２２と、マイクロコントローラ５３０とを含んでもよい。
光源５１０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）または任意の他の好適な光源であってもよい。光源５１０は、ヒトの皮膚の表面において細部を示すために選択されてもよい。したがって、反射される前に比較的浅い深度で皮膚に浸透する波長が選択されてもよい。例えば、光源５１０Ａは、約５６０ｎｍの波長を有する青色ＬＥＤ、または約６６０ｎｍの波長を有する赤色ＬＥＤ、または約９４０ｎｍの波長を有する赤外ＬＥＤであってもよい。赤色または赤外波長ＬＥＤは、比較的安価であり、実践で良好に機能する。代替として、半導体レーザを使用することができる。
光検出器５１２は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、または他の光検出器であってもよい。いくつかの実施形態では、フォトトランジスタは、付加的な増幅を必要とすることなく、直接使用可能な信号を提供するように十分な電流利得を有する。光検出光学機器５２０、例えば、半ボールレンズが、光検出器５１２に連結されるか、または光検出器５１２とともに担持されてもよい。光検出光学機器５２０は、光検出器５１２が標的表面場所を「視認」することを可能にするように構成されてもよい。
さらに、いくつかの実施形態では、センサ１１４は、光源５１０からの光を中継するための中継光学機器５２２、および／または反射光を検出器５１２に中継するための中継光学機器５２２を含んでもよい。中継光学機器５２２は、光源５１０、検出光学機器５２０、および／または検出器５１２のうちの１つ、いくつか、または全てが、使用中に皮膚表面３２の上または付近に設置されるように構成され得る筐体２４の開口５２６から任意の所望の距離に位置し得るように、任意の所望の距離で光を中継するために使用されてもよい。また、マイクロコントローラ５３０および／またはセンサ１１４と関連付けられる他の電子機器は、開口５２６から、および／またはセンサ１１４の他の構成要素（例えば、光源５１０、検出器５１２、検出光学機器５２０、および随意的な中継光学機器５２２）から任意の所望の距離に位置してもよい。いくつかの実施形態では、開口５２６から離し
てセンサ１１４の構成要素を設置することにより、デバイス１０の治療先端部４２におけるセンサ１１４によって占有される空間を縮小または最小限化してもよく、それは、望ましくあり得る、または有利であり得る、治療先端部４２の縮小または最小限化されたサイズを可能にし得る。
てセンサ１１４の構成要素を設置することにより、デバイス１０の治療先端部４２におけるセンサ１１４によって占有される空間を縮小または最小限化してもよく、それは、望ましくあり得る、または有利であり得る、治療先端部４２の縮小または最小限化されたサイズを可能にし得る。
他の実施形態では、センサ１１４の構成要素は、中継光学機器５２０が含まれないように、開口５２６の付近に（例えば、デバイス１０の治療先端部４２の中に）位置してもよい。
光源５１０が、非常に低い入射角で（例えば、図４９に示されるθは約５度から４０度の間であってもよい）表面（例えば、皮膚表面３２）を照射するように配向されてもよい一方で、検出器５１２は、照射された表面に対して法線またはほぼ法線入射角で整列させられてもよい。
マイクロコントローラ５３０は、直流または変調電流を用いて光源５１０（例えば、ＬＥＤ）を駆動し、統合ＡＤＣ５３２を使用して検出器５１２からの信号５２４を記録し、記録された検出器信号５２４の振幅を分析して、検出器５１２より下側の表面が皮膚３２または角膜５００であるか否かを決定するように構成されてもよい。
検出器５１２からの信号５２４は、「反射率フィードバック信号」と呼ばれてもよい。反射率フィードバック信号５２４の振幅は、検出器５１２によって受容される光源５１０からの反射光の強度に対応し、検出器５１２の中へ反射される光源５１０からの光が多いほど、反射率フィードバック信号５２４の振幅が高くなる。以下で論議されるように、光源５１０および検出器５１２の構成により、（比較的拡散性である）皮膚は、（比較的正反射性である）角膜よりも、光源５１０から多くの光を検出器５１２の中へ反射する。したがって、マイクロコントローラ５３０は、検出器５１２より下側の表面が皮膚３２であるか、または角膜５００であるか否かを決定するように、（例えば、閾値または窓比較を使用して）反射率フィードバック信号５２４の振幅を分析してもよい。
デバイスの治療窓４４が皮膚または角膜より上側に位置するか否かを示す、マイクロコントローラ５３０からの信号は、デバイス１０の１つ以上の制御可能な動作パラメータを制御するための制御システム１８によって使用され得る。
例えば、治療（例えば、治療領域４０への放射線の送達）は、治療期間を開始するため等に開始されてもよく、または例えば、反射性フィードバック信号５２４が、事前定義された皮膚／角膜閾値を上回る、または皮膚と対応する事前定義された反射率窓内にあることを決定することによって、マイクロコントローラ５３０が「皮膚の存在」を検出した場合、治療期間中の中断後に再開されてもよい。そのような状況では、制御システム１８は、治療領域４０への放射線送達を開始するように、治療放射線源１４を有効にするか、またはその電源をオンにしてもよい（またはデバイス１０の他の側面を制御する）。治療は、マイクロコントローラ５３０が皮膚の存在を検出し続ける限り継続してもよい。治療は、「起こり得る角膜の存在」の検出時に、または他の治療中断事象時に中断されてもよい。
反射率フィードバック信号５２４が、事前定義された皮膚／角膜を下回るか、または皮膚と対応する反射率窓外であることをマイクロコントローラ５３０が決定した場合、マイクロコントローラ５３０は、「起こり得る角膜の存在」（本質的に、例えば、角膜、他の非拡散表面、または標的表面の欠如であり得る、非皮膚表面の検出である）を検出してもよい。制御システム１８は、起こり得る意図しない眼の暴露（および起こり得る眼の損傷）を防止するために、マイクロコントローラ５３０によって検出される、起こり得る角膜
の存在に応答して、治療放射線源１４を無効にしてもよい（またはデバイス１０の他の側面を制御する）。
の存在に応答して、治療放射線源１４を無効にしてもよい（またはデバイス１０の他の側面を制御する）。
センサ１１４の動作は、図４９〜５０Ｂを参照して以下で説明される。図４９は、光源５１０、および検出器５１２の２つの異なる位置を照射する。図５０Ａおよび５０Ｂは、局所表面法線方向、例えば、異なる形状の角膜を図示する。
検出器５１２は、より平滑でより正反射性の材料よりも、光散乱により、拡散表面材料から大量の反射光を受容する（したがって、信号５２４のより大きい振幅を生成する）。皮膚が比較的拡散性である一方で、角膜表面が皮膚よりはるかに低い反射の拡散成分を有するように、角膜表面は、略平滑および正反射性である。この差異は、検出器５１２が皮膚３２の領域を覆って、または角膜５００を覆って設置されているか否かを決定するために使用することができる。
単一のビーム源５１０および単一の検出器５１２を使用して、拡散性および正反射性材料を区別するというこの技法は、標的表面法線とビーム源５１０および検出器５１２の両方との間の角度が、少なくともある程度把握されていると仮定し得る。具体的には、ビーム源５１０および検出器５１２が標的表面に対して整列させられる角度は、図５０Ａおよび５０Ｂに関して以下で論議されるように、角膜曲率の既知の範囲にわたって、皮膚からの反射を角膜からの反射と区別するために、反射率フィードバック信号５２４を確実に使用することができるように、選択されてもよい。
一般に、表面（例えば、皮膚または角膜表面）の局所表面法線ベクトルは、表面の局所曲率に応じて、より大規模な平均表面法線に対して変化するであろう。例えば、角膜の縁付近で、局所表面法線は、角膜が曲面であるため、角膜の中心における法線ベクトルから少なくとも数度オフセットされるであろう。
光線源が、ほぼ斜入射（約０度）で表面を照射し、検出器が、ほぼ法線入射（約９０度）でこの表面を視認すると仮定されたい。あまり湾曲していない表面については、局所表面法線は、図５０に示されるように、９０度に比較的近い。曲率が４５度の局所表面法線を提供する、図５０Ｂに示される極端な場合では、正反射が検出器の中へ直接伝搬する。センサ１１４の目的で、ビーム源から検出器への直接正反射が、面に対するセンサ１１４／デバイス１０のいずれの実用的構成にも起こらないように、露出角膜表面が、面（すなわち、眼に隣接する皮膚）のより大きい表面法線と４５度未満の角度を形成すると仮定され得る。また、正常な眼については、角膜縁の付近の最も極端な角度は、４０度未満であることも知られている（例えば、Ｊａｍｅｓ Ｄ． Ｄｏｓｓ，“Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ
Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｒｎｅａｌ Ｐｒｏｆｉｌｅ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，”Ａｒｃｈ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ，Ｖｏｌ．９９，Ｊｕｌｙ １９８１を参照）。また、この角度は、角膜中央領域の６０％以内でほぼ２０度まで急速に減少する、すなわち、曲率は、角膜中心付近では大きくない。したがって、中央の６０％角膜領域については、角膜からの正反射は、より大きい利幅を伴う検出器によって傍受されないであろう。
Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｒｎｅａｌ Ｐｒｏｆｉｌｅ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，”Ａｒｃｈ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ，Ｖｏｌ．９９，Ｊｕｌｙ １９８１を参照）。また、この角度は、角膜中央領域の６０％以内でほぼ２０度まで急速に減少する、すなわち、曲率は、角膜中心付近では大きくない。したがって、中央の６０％角膜領域については、角膜からの正反射は、より大きい利幅を伴う検出器によって傍受されないであろう。
したがって、光源５１０が十分低い入射角（例えば、約５度から４０度の間の図４９に示されるθ）で配設されると仮定して、全ての実用的な場合について、角膜は、光源５１０から検出器５１２の中へ直接光を反射しないであろう。したがって、全ての実用的な場合について、角膜は、皮膚よりも光源５１０から検出器５１２の中へより少ない光を反射するであろう。したがって、実用的な場合について、適正な信号振幅閾値がマイクロコントローラ５３０によって利用されると仮定すると、角膜を皮膚と区別することができる。したがって、要約すると、光源５１０および検出器５１２の適正な配向、ならびに反射率
フィードバック信号５２４の振幅を比較するための閾値の適正な選択を仮定して、センサ１１４は、特に、視覚のために最も重要であり得る角膜中央領域について、皮膚と角膜とを確実に区別することができる。
フィードバック信号５２４の振幅を比較するための閾値の適正な選択を仮定して、センサ１１４は、特に、視覚のために最も重要であり得る角膜中央領域について、皮膚と角膜とを確実に区別することができる。
真皮の散乱係数μｍｓ＿ｓｋｉｎは、角膜の散乱係数μｍｓ＿ｃｏｒｎｅａよりも大幅に大きいことが実質的に示されている。具体的には、真皮の散乱係数μｍｓ＿ｓｋｉｎが、５００ｎｍ波長に対して約６０ｃｍ−１である（Ｓｔｅｖｅｎ Ｌ Ｊａｃｑｕｅｓ，“Ｓｋｉｎ Ｏｐｔｉｃｓ”， Ｏｒｅｇｏｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｌａｓｅｒ Ｃｅｎｔｅｒ Ｎｅｗｓ， Ｊａｎ．１９９８を参照）である一方で、真皮の散乱係数μｍｓ＿ｃｏｒｎｅａは、５００ｎｍ波長に対して約１０ｃｍ−１である（Ｄｈｉｒａｊ Ｋ．Ｓａｒｄａｒ，“Ｏｐｔｉｃａｌ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｏｆ ｂｏｖｉｎｅ ｃｏｒｎｅａ，ｌｅｎｓ，ａｎｄ ｒｅｔｉｎａ ｉｎ ｔｈｅ ｖｉｓｉｂｌｅ ｒｅｇｉｏｎ”，Ｌａｓｅｒ Ｍｅｄ．Ｓｃｉ．２４（６），Ｎｏｖ．２００９を参照）。これらの各々の散乱係数に基づいて、角膜の予測拡散反射率が、約８％である一方で、典型的なフィッツパトリックＩ〜ＶＩ型皮膚の予測拡散反射率は、各々、７０％から１０％に及ぶ。したがって、ほとんどの皮膚型について、再度、適正な比較閾値または窓がセンサ１１４によって利用されると仮定して、反射率の対比は、３つの角膜を皮膚と区別するほど十分大きい。
（多重センサの眼の安全システム）
いくつかの実施形態では、デバイス１０は、１つ以上の眼の安全センサ１１４と、１つ以上の皮膚接触センサ１０４とを含む、多重センサ制御／安全システムを含む。
いくつかの実施形態では、デバイス１０は、１つ以上の眼の安全センサ１１４と、１つ以上の皮膚接触センサ１０４とを含む、多重センサ制御／安全システムを含む。
図５１は、デバイス適用端部４２の上または付近に配設された１つ以上の眼の安全センサ１１４および１つ以上の皮膚接触センサ１０４を含む、多重センサ制御／安全システム例５５０を図示する。システム５５０は、単独で作用する眼の安全センサ１１４または皮膚接触センサ１０４と比較して、より確実および／または冗長な眼の安全機能性を提供するように、眼の安全センサ１１４および皮膚接触センサ１０４の機能性を組み合わせる。
システム５５０は、任意の好適な方式で、眼の安全センサ１１４および皮膚接触センサ１０４によって行われる独立決定に基づいて、デバイス１０を制御する（例えば、治療放射線源１４をオン／オフにする）ように構成されてもよい。眼の安全センサ１１４および皮膚接触センサ１０４によって行われる独立決定は、本明細書では「独立決定閾値」と呼ばれる、各々の閾値とのそのようなセンサによって検出された信号の比較に基づいてもよい。
例えば、システム５５０は、（ａ）眼の安全センサ１１４が、接触センサ１０４によるいずれの決定または信号分析とも関係なく、「皮膚の存在」（上記で論議された）を決定した、または（ｂ）全ての接触センサ１０４が、眼の安全センサ１１４によるいずれの決定または信号分析とも関係なく、皮膚との接触状態を決定した、いずれかの場合に、治療放射線源１４をオンにするように制御信号をトリガしてもよい。したがって、システム５５０は、（ａ）眼の安全センサ１１４が、接触センサ１０４によるいずれの決定または信号分析とも関係なく、「起こり得る角膜の存在」（上記で論議された）を決定した、および（ｂ）少なくとも１つの接触センサ１０４が、眼の安全センサ１１４によるいずれの決定または信号分析とも関係なく、皮膚との非接触状態を決定した、両方の場合のみ、治療放射線源１４をオフにするように制御信号をトリガしてもよい。
代替として、システム５５０は、（ａ）眼の安全センサ１１４が、接触センサ１０４によるいずれの決定または信号分析とも関係なく、「皮膚の存在」（上記で論議された）を決定した、および（ｂ）全ての接触センサ１０４が、眼の安全センサ１１４によるいずれ
の決定または信号分析とも関係なく、皮膚との接触状態を決定した、両方の場合のみ、治療放射線源１４をオンにするように制御信号をトリガしてもよい。したがって、システム５５０は、（ａ）眼の安全センサ１１４が、接触センサ１０４によるいずれの決定または信号分析とも関係なく、起こり得る角膜の存在を決定した、または（ｂ）任意の接触センサ１０４が、眼の安全センサ１１４によるいずれの決定または信号分析とも関係なく、皮膚との非接触状態を決定した、いずれかの場合に、治療放射線源１４をオフにするように制御信号をトリガしてもよい。
の決定または信号分析とも関係なく、皮膚との接触状態を決定した、両方の場合のみ、治療放射線源１４をオンにするように制御信号をトリガしてもよい。したがって、システム５５０は、（ａ）眼の安全センサ１１４が、接触センサ１０４によるいずれの決定または信号分析とも関係なく、起こり得る角膜の存在を決定した、または（ｂ）任意の接触センサ１０４が、眼の安全センサ１１４によるいずれの決定または信号分析とも関係なく、皮膚との非接触状態を決定した、いずれかの場合に、治療放射線源１４をオフにするように制御信号をトリガしてもよい。
代替として、または加えて、システム５５０は、眼の安全センサ１１４からの信号および皮膚接触センサ１０４からの信号の相互依存分析に基づいて、デバイス１０を制御する（例えば、治療放射線源１４をオンまたはオフにする）ように構成されてもよい。例えば、システム５５０は、特定の制御信号をトリガするか否かを決定するために、眼の安全センサ１１４によって検出された信号（例えば、検出器５１２からの反射率フィードバック信号５２４）および接触センサ１０４によって検出された信号（例えば、接触センサ１０４によって検出された信号５５２）を分析するアルゴリズムを利用してもよい。例えば、そのようなアルゴリズムは、上記で論議された独立決定閾値よりも低い閾値を組み込んでもよい。そのような閾値は、本明細書では「相互依存センサ分析閾値」と呼ばれる。
一例として例示するために、システム５５０は、以下の独立決定閾値：
（ａ）１０ｍＶの眼の安全閾値：眼の安全センサ１１４は、反射率フィードバック信号５２４の振幅が１０ｍＶを下回る場合に、起こり得る角膜の存在を決定する、および
（ｂ）５０ｐＦの接触センサ閾値：接触センサ１０４は、接触センサ信号５５２の振幅が５０ｐＦを下回る場合に、非接触状態を決定する、
を特定してもよい。
（ａ）１０ｍＶの眼の安全閾値：眼の安全センサ１１４は、反射率フィードバック信号５２４の振幅が１０ｍＶを下回る場合に、起こり得る角膜の存在を決定する、および
（ｂ）５０ｐＦの接触センサ閾値：接触センサ１０４は、接触センサ信号５５２の振幅が５０ｐＦを下回る場合に、非接触状態を決定する、
を特定してもよい。
さらに、システム５５０は、以下の相互依存センサ分析閾値：
（ａ）反射率フィードバック信号５２４に対する１５ｍＶの眼の安全閾値、および
（ｂ）信号５５２に対する７０ｐＦの接触センサ閾値
を特定してもよい。
（ａ）反射率フィードバック信号５２４に対する１５ｍＶの眼の安全閾値、および
（ｂ）信号５５２に対する７０ｐＦの接触センサ閾値
を特定してもよい。
システム５５０は、相互依存センサ分析閾値（１５ｍＶおよび７０ｐＦ）を組み込むアルゴリズム１５４を利用してもよい。例えば、アルゴリズムは、（ａ）反射率フィードバック信号５２４が１５ｍＶを下回る、および（ｂ）接触センサ信号５５２が７０ｐＦを下回る、両方の場合に、治療放射線源１４をオフにするように制御信号を特定してもよい。
眼の安全センサ１１４からの信号および皮膚接触センサからの信号５５２の相互依存分析に基づいて、デバイス１０を制御することの別の実施例として、アルゴリズム１５４は、反射率フィードバック信号５２４および接触センサ信号５５２から、本明細書では「眼の安全係数指数」またはＥＳＦ指数とも呼ばれる指数を計算してもよい。アルゴリズムは、任意の好適な方式で反射率フィードバック信号５２４および接触センサ信号５５２に加重してもよい。例示的アルゴリズムが、式（１）として提供され、
ＥＳＦ指数＝信号５２４の振幅＊Ｗ１＋信号５５２の振幅＊Ｗ２ （１）式中、Ｗ１およびＷ２は、任意の好適な定数（０を含む）を表す。
別の例示的アルゴリズムが、式（２）として提供され、
ＥＳＦ指数＝（信号５２４の振幅＋Ｃ１）＊（信号５５２の振幅＋Ｃ２） （２）式中、Ｃ１およびＣ２は、任意の好適な定数（０を含む）を表す。
ＥＳＦ指数＝信号５２４の振幅＊Ｗ１＋信号５５２の振幅＊Ｗ２ （１）式中、Ｗ１およびＷ２は、任意の好適な定数（０を含む）を表す。
別の例示的アルゴリズムが、式（２）として提供され、
ＥＳＦ指数＝（信号５２４の振幅＋Ｃ１）＊（信号５５２の振幅＋Ｃ２） （２）式中、Ｃ１およびＣ２は、任意の好適な定数（０を含む）を表す。
任意の他の好適なアルゴリズムが、反射率フィードバック信号５２４および接触センサ信号５５２に基づいてＥＳＦ指数を計算するために使用されてもよい。
次いで、ＥＳＦ指数は、特定の制御信号をトリガする（例えば、治療放射線源１４をオフにする）か否かを決定するように、事前定義された閾値と比較されるか、または異なる制御信号をトリガするための複数の異なる事前定義された閾値と比較されてもよい。そのようなアルゴリズム（同一または異なる閾値を使用する）は、治療放射線源１４をオンにする、治療放射線源１４をオンにする、現在の治療モードを変更する、またはデバイス１０の任意の制御可能な動作パラメータを調整するための制御信号等の任意の好適な制御信号をトリガするために使用されてもよい。
図５２は、ある実施形態による、多重センサ制御／安全システム５５０を使用してデバイス１０を制御する（例えば、治療放射線源１４を制御する）ための例示的方法６００を図示する。ステップ６０２では、ユーザが、治療モードおよび／または他の治療パラメータを選択することによって治療期間を準備し、皮膚に対してデバイス１０の適用端部４２を配置する。
ステップ６０４では、システム５５０が、例えば、上記で論議された技法のうちのいずれか、または任意の他の好適な技法を使用して、適用端部４２が治療のために皮膚に対して正しく設置されているか否かを決定する。
適用端部４２が治療のために皮膚に対して正しく設置されているとシステム５５０が決定した場合、システム５５０は、ステップ６０６で示されるように、自動的に、または定義されたユーザ入力（例えば、治療ボタンを押す）時に、治療期間を開始するための制御信号を生成してもよい。制御システム１８はまた、定義されたユーザ入力（例えば、治療ボタンを押す）時に、治療が開始されたこと、または治療の開始の準備ができていることを示す、ユーザへのフィードバックを生成してもよい。
次いで、デバイス１０は、ステップ６０８で示されるように、ビーム６０を治療領域４０に送達して治療スポット６２を生成するように、放射線源１４を起動してもよい。ユーザは、デバイス１０の構成および／または選択された治療モードに応じて、滑走モードまたは打刻モードで、デバイス１０を操作してもよい。
治療中に、システム５５０は、ステップ６１０で示されるように、適用端部４２が依然として治療のために皮膚に対して正しく設置されているか否かを継続的に、または繰り返し決定する。適用端部４２が治療のために皮膚に対して正しく設置されているとシステム５５０が決定する限り、システム５５０は、ステップ６１２で示されるように、治療期間を続けるための制御信号を生成し続けてもよい。（すなわち、制御システム１８がビーム６０を治療領域４０内の生成された治療スポット６２に提供し続けるように）。
しかしながら、治療中に、適用端部４２が治療のために皮膚に対して正しく設置されていないとシステム５５０が決定した場合（例えば、適用端部４２が角膜を覆って位置するか、または皮膚と接触せずに移動させられたことをシステム５５０が決定した場合）、システム５５０は、ステップ６１４で示されるように、例えば、治療放射線源１４をオフにするか、または無効にすることによって、治療期間を自動的に停止または中断するための制御信号を生成してもよい。制御システム１８は、デバイス１０の状態を示す、ユーザへのフィードバック、例えば、可聴または視覚フィードバックを生成してもよい。例えば、制御システム１８は、治療が停止または中断されたことを示す一般的フィードバックを提供してもよく、または、例えば、眼の検出、非接触の検出、およびデバイスの機能不全を区別するフィードバック等の、治療が停止または中断された理由を示す、より具体的なフィードバックを提供してもよい。
システム５５０は、ステップ６１６で、適用端部４２の設置を監視し続けてもよい。再
び、適用端部４２が治療のために皮膚に対して正しく設置されたとシステム５５０が決定した場合、システム５５０は、ステップ６１８で示されるように、例えば、（例えば、治療放射線源１４をオンにすることによって）治療を再開するように制御信号を生成し、ステップ６０８に戻る方法によって示されるように、皮膚における治療スポット６２の生成を再開することによって、治療期間を再開してもよい。
び、適用端部４２が治療のために皮膚に対して正しく設置されたとシステム５５０が決定した場合、システム５５０は、ステップ６１８で示されるように、例えば、（例えば、治療放射線源１４をオンにすることによって）治療を再開するように制御信号を生成し、ステップ６０８に戻る方法によって示されるように、皮膚における治療スポット６２の生成を再開することによって、治療期間を再開してもよい。
治療期間は、（図４８に関して上記で論議されたような）治療区切りに到達すると、または事前定義された時間後に、または治療期間を定義する任意の他のパラメータに基づいて、終了してもよい。この実施例および図５２は、同様に、接触センサ以外のセンサに適用できることを理解されたい。
（眼の安全センサの較正）
いくつかの実施形態では、眼の安全センサ１１４は、デバイス１０の現在のユーザに対して個別に較正することができる。図５３は、１人または複数のユーザのために眼の安全センサ１１４を較正するための例示的方法６５０を図示する。較正プロセスがステップ６５２〜６６０で行われる。ステップ６５２では、ユーザが、例えば、デバイス１０からの指示に応じて、ユーザの皮膚に対してデバイス１０の適用端部４２を設置する。デバイス１０は、身体のある部分、例えば、顔または手の甲に対して適用端部４２を設置するように、ユーザに指示してもよい。センサ１１４が、ステップ６５４で起動され、反射／レミタンスフィードバック信号５２４を記録する。ステップ６５６では、ユーザが、例えば、デバイス１０からの指示に応じて、皮膚を横断してデバイス１０の適用端部４２を移動させてもよい。センサ１１４は、ステップ６５８で、皮膚の上の適用端部４２の種々の場所で反射率フィードバック信号５２４を記録し続けてもよい。
いくつかの実施形態では、眼の安全センサ１１４は、デバイス１０の現在のユーザに対して個別に較正することができる。図５３は、１人または複数のユーザのために眼の安全センサ１１４を較正するための例示的方法６５０を図示する。較正プロセスがステップ６５２〜６６０で行われる。ステップ６５２では、ユーザが、例えば、デバイス１０からの指示に応じて、ユーザの皮膚に対してデバイス１０の適用端部４２を設置する。デバイス１０は、身体のある部分、例えば、顔または手の甲に対して適用端部４２を設置するように、ユーザに指示してもよい。センサ１１４が、ステップ６５４で起動され、反射／レミタンスフィードバック信号５２４を記録する。ステップ６５６では、ユーザが、例えば、デバイス１０からの指示に応じて、皮膚を横断してデバイス１０の適用端部４２を移動させてもよい。センサ１１４は、ステップ６５８で、皮膚の上の適用端部４２の種々の場所で反射率フィードバック信号５２４を記録し続けてもよい。
ステップ６６０では、マイクロコントローラ５３０が、センサ１１４を較正するように、ステップ６５４、６５８で記録された信号５２４を分析してもよい。例えば、マイクロコントローラ５３０は、皮膚と角膜とを区別するため、例えば、上記で論議されたように、「皮膚の存在」または「起こり得る角膜の存在」を決定するために、１つ以上の適切な閾値（例えば、閾値電圧）を決定する１つ以上のアルゴリズムを実行してもよい。そのような閾値は、センサ１１４または制御システム１８によって記憶されてもよい。
ステップ６６２では、同一のユーザまたは異なるユーザは、治療期間のためにデバイス１０を起動してもよい。ユーザは、ステップ６６４で、例えば、名前のリストからスクロールおよび選択すること、または新しい名前を入力することによって、ユーザインターフェース１８を介して自分自身を識別してもよい。次いで、デバイス１０は、眼の安全センサ１１４がそのユーザのために較正されているか否かを決定してもよく、もしそうであれば、ステップ６６６で、そのユーザに対して記憶された皮膚／角膜決定閾値にアクセスしてもよい。ユーザが新しいユーザである、または眼の安全センサ１１４がそのユーザのために較正されていない場合、デバイス１０は、ステップ６６８で、（例えば、ステップ６５２〜６６０の較正プロセスを通してユーザを導くことによって）そのユーザに対する皮膚／角膜決定閾値を決定して記憶するように、そのユーザのためにセンサ１１４を較正してもよい。
ユーザに対する皮膚／角膜決定閾値がアクセスされた（または新しいユーザの場合は決定および記憶された）後に、ユーザは、種々の動作パラメータを選択し、デバイス１０を使用して治療期間を開始してもよい。治療期間中に、ステップ６７０で、眼の安全センサ１１４は、ステップ６６６または６６８でアクセスされたユーザ特有の閾値を使用して、適用端部４２の下の表面を継続的に、または繰り返し監視してもよい。
他の実施形態では、デバイス１０は、各治療期間前に眼の安全センサ１１４が再較正さ
れることを要求してもよい。
れることを要求してもよい。
（二重機能センサ）
いくつかの実施形態では、眼の安全機能性を提供することに加えて、眼の安全センサ１１４はまた、図３７〜３９に示される単一ピクセル変位センサ１００Ａ、１００Ｂ、または１００Ｃに関して上記で論議されたように同様に動作する、変位センサとして使用されてもよい。例えば、眼の安全センサ１１４および変位センサ１００Ａ／１００Ｂ／１００Ｃの機能性は、単一のセンサ１００／１１４に組み込まれてもよい。したがって、単一の光源および単一の検出器が、上記で説明される眼の安全および変位監視特徴の両方を提供するために使用されてもよい。統合変位／眼の安全センサ１００／１１４は、１つ以上のマイクロコントローラ、または両方のセンサの機能性を提供するための他のプロセッサを含む。
いくつかの実施形態では、眼の安全機能性を提供することに加えて、眼の安全センサ１１４はまた、図３７〜３９に示される単一ピクセル変位センサ１００Ａ、１００Ｂ、または１００Ｃに関して上記で論議されたように同様に動作する、変位センサとして使用されてもよい。例えば、眼の安全センサ１１４および変位センサ１００Ａ／１００Ｂ／１００Ｃの機能性は、単一のセンサ１００／１１４に組み込まれてもよい。したがって、単一の光源および単一の検出器が、上記で説明される眼の安全および変位監視特徴の両方を提供するために使用されてもよい。統合変位／眼の安全センサ１００／１１４は、１つ以上のマイクロコントローラ、または両方のセンサの機能性を提供するための他のプロセッサを含む。
他の実施形態では、デバイス１０は、眼の安全センサ１１４および１つ以上の変位センサ１００（例えば、１つ以上の単一ピクセル変位センサ１００Ａ／１００Ｂ／１００Ｃおよび／または１つ以上のマルチピクセル変位センサ１００Ｄ）の両方を含んでもよく、眼の安全センサ１１４は、変位センサ１００Ａ／１００Ｂ／１００Ｃへのバックアップを補完または提供するように、（その眼の安全機能性に加えて）デバイス変位監視機能を提供する。
（付加的な実施形態および特徴）
デバイス１０の別の例示的実施形態が、図５４および５５に示され、以下で論議される。
デバイス１０の別の例示的実施形態が、図５４および５５に示され、以下で論議される。
図５４は、約２ｃｍ×４ｃｍの上部分での略長方形の断面、および約２ｃｍ×２ｃｍの下部分でのほぼ正方形の断面を有する、長さ約１２ｃｍであり得るデバイス１０の実施形態を示す。これらの寸法および形状は、デバイスの規模の感覚、および手持ち式デバイスとしてのその快適性を挙げるために、例示的にすぎず、そのような寸法および形状は、いかなる方式でも限定的となることを目的としていない。
筐体２４の上部分は、例えば、２つの単３サイズのリチウムポリマーバッテリ２０、オン／オフボタン２００およびＬＥＤ等の動作指示器５４、ならびにバッテリ２０を再充電するための充電器ポート１７４を含む、ユーザインターフェース２８を収納してもよい。デバイスの中間領域は、特定の実施形態に応じて、接触センサ１０４および変位センサ１００または移動／速度センサ１０２のいずれかに応答して、レーザ１４の通電を制御するための制御電子機器３０（例えば、明確にするために、以降では単純にレーザ１４と呼ばれる、１個から４個の間の端面放射型レーザダイオードを含み得る）を収納してもよい。電子機器３０のこの場所は、電子機器３０が、この場合はデバイスの下部分に位置する熱質量（例えば、銅のシリンダ）であるヒートシンク３６に熱的に連結されることを可能にする。
実施形態では、レーザ１４が過熱することを防止するために、レーザは、熱質量ヒートシンク３６と直接熱的に接触して配設されてもよい。動作中、端面放射型レーザダイオード１４からの廃熱は、質量３６の中へ伝導される。例えば、熱質量３６は、レーザ１４が銅シリンダの開口部の中へ圧入されるような方法で、銅から機械加工することができ、いくつかの実施形態では、質量３６は、レーザ駆動回路３０を端面放射型レーザダイオード１４に接続するための１つの電気導体としての機能を果たすことができる。
変位センサ１０２または移動／速度センサ１０２は、図５４に示されるように、概して端面放射型レーザダイオード１４に隣接して、筐体２４の治療先端部４２の非常に近くに
位置してもよい。接触センサ１０４もまた、デバイス先端４２に、またはその付近に位置してもよく、例えば、それを通して１つまたは複数のレーザビーム６０が皮膚４０に向かって送達される、窓４４を部分的または完全に包囲する容量センサを備えてもよいが、いくつかの実施形態では、機械的センサも容認可能である。窓４４は、サファイア、石英、ダイヤモンド、または端面放射型レーザダイオードの周波数において透過性であり、良好な熱係数を有する他の材料を含む群から選択されてもよい。いくつかの実施形態では、窓４４は、治療中に皮膚表面３８と接触して配置される。
位置してもよい。接触センサ１０４もまた、デバイス先端４２に、またはその付近に位置してもよく、例えば、それを通して１つまたは複数のレーザビーム６０が皮膚４０に向かって送達される、窓４４を部分的または完全に包囲する容量センサを備えてもよいが、いくつかの実施形態では、機械的センサも容認可能である。窓４４は、サファイア、石英、ダイヤモンド、または端面放射型レーザダイオードの周波数において透過性であり、良好な熱係数を有する他の材料を含む群から選択されてもよい。いくつかの実施形態では、窓４４は、治療中に皮膚表面３８と接触して配置される。
次に、図５５を参照すると、図５４のデバイス１０の例示的動作概略図が、ブロック図形態で示される。少なくとも１つのマイクロプロセッサ１５０が、バッテリ２０または他の電力供給から電力を受信する。再充電可能バッテリが使用される実施形態では、充電器回路１７６および充電ポート１７４が提供されてもよく、充電ポート１７４はまた、過充電を防止し、動作エラーを検出するように、プロセッサ１５０から制御信号を受信する。
オン／オフボタン２００は、電力がマイクロプロセッサ１５０に印加されたとき、表示灯またはＬＥＤ５４が照射されるように、回路の動作を有効にしてもよい。接触センサ１０４が、上記で論議されたように、ユーザの皮膚との接触を検出する一方で、変位センサ１００または移動／速度センサ１０２は、相互に接近しすぎている状態でレーザ１４の複数の発射を防止するのに十分と見なされる変位または速度で、皮膚を横断するデバイスの変位または移動を検出し、したがって、連続治療スポット６４の重複を防止する。接触センサ１０４および変位センサ１００または移動／速度センサ１０２は、プロセッサがレーザ駆動回路３０を安全かつ効果的に通電させることを可能にする、入力をプロセッサ１５０に提供してもよい。プロセッサ１５０によって許可されたとき、レーザ駆動回路３０は、端面放射型レーザダイオード１４を通電させ、上記で説明される出口窓４４を通してパルス化ビーム６０を放出させる。
一実施形態では、非切除部分デバイス１０は、例えば、ＳｅｍｉＮｅｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｐｅａｂｏｄｙ，ＭＡ）から入手可能なもの等の１．４〜１．６ミクロンの波長範囲内の中赤外線端面放射型レーザダイオードを組み込んでもよい。これらの非常に小さい（４ｍｍ×７ｍｍ×８ｍｍ）レーザデバイスは、約６ワットのレーザ出力を産生する。デバイス１０は、１つのパルスあたり約３０ｍＪのエネルギーを産生し得る、約５ミリ秒のパルス持続時間を設定してもよい。レーザは、例えば、約２０ヘルツのパルス繰返しレートで動作することができる。これらのパラメータ例によれば、ダイオード電圧は、約１０アンペアの電流において約１．７ボルトであってもよく、約３５％の効率をもたらす。出力波長は、例えば、１．４７ミクロンであってもよい（ＳｅｍｉＮｅｘ部品番号Ｃ−１４７０−６−９５）。
そのような実施形態によるビーム伝搬は、従来のデバイスよりも単純かつ確実であり得る。上記で説明されるように、典型的なダイオードレーザの直接レーザ出力は、スロー軸で相当に低い発散を伴って、ファスト軸で高度に発散性である。ある従来のデバイスでは、ファスト軸でのビームの発散を平行にするか、または低減させるように、円柱マイクロレンズまたは他の光学機器が、光路内でエミッタ表面（または「面」）の非常に近くに配置されてもよい。さらに、光路内で、スロー軸でのビームの発散を平行にするか、または低減させるように、第２の円柱レンズまたは他の光学機器が、第１のレンズに直交して設置されてもよい。この比較的複雑な配設は、ビームが種々のビーム走査光学機器を通して伝搬されることを可能にするため、ある従来のデバイスで使用される。しかしながら、そのような従来のデバイスでは、ビームを出力窓において皮膚の上で集束させるために、レンズまたは他の光学機器の慎重かつ面倒な（かつ費用のかかる）設置が必要であり得、エミッタ面は、約１ミクロン×１００ミクロンであり、出口窓は、１平方センチメートル以上の面積を有する。
対照的に、本明細書で開示される、ある実施形態は、そのような従来のデバイスで使用されるマイクロレンズまたは他の光学機器を排除し、代わりに、（例えば、ダイオードレーザエミッタ面と皮膚との間に薄い窓のみを伴って）皮膚表面の非常に近くにダイオードレーザエミッタ面（すなわち、エミッタ表面）を設置し、皮膚の上に適切にサイズ決定された治療スポット６２およびＭＴＺ６４を生成するように、修正されていないビーム６０の発散および伝搬特性に依存する。例えば、各々、約２８度ＦＷＨＭ×約６度ＦＷＨＭの発散での１ミクロン×９５ミクロンのビームは、放出面から２４０ミクロンの距離で約１２０ミクロンのほぼ円形のビームに拡張してもよい。その入力面がエミッタ面から約１００ミクロンであり、その出力面がエミッタ面から約２４０ミクロンの距離で皮膚に接触する、厚さ約０．１４ｍｍの窓を使用することにより、直径が約１２０ミクロンの治療スポット６２を皮膚表面上に生成してもよい。約２ｃｍ／秒のデバイス滑走速度および５ミリ秒のパルス持続時間では、治療スポット６２は、直径が約１２０μｍ×２２０μｍの長円形になる。
いくつかの実施形態が、（上記で論議されたような）任意の種類のレンズを省略する一方で、いくつかの実施形態では、デバイス１０は、上記で論議された種々の有利な側面から依然として利益を得ながら、ビーム成形用の単純なレンズを含んでもよい。例えば、より大きい治療スポット６２またはＭＴＺ６４が所望される場合、発散レンズを使用することができ、または代替として、端面放射型レーザダイオード１４は、例えば、さらに１００ミクロンだけ、窓４４からさらにわずかに遠く移動させることができ、皮膚に到達する前に、ビーム６０のより長い伝搬経路を可能にする。より小さい治療スポット６２またはＭＴＺ６４が所望される場合、単純な収束レンズを使用することができる。以下でさらに完全に説明される治療パラメータ例を利用すると、治療される領域の割合は、例えば、デバイス１０が約１ヶ月にわたって毎日使用されるときに、約１％から約１０％の間、例えば、治療スポットの直径が約６５ミクロンである場合は皮膚表面の約５％、および約１０％から約３０％の間、例えば、治療スポットの直径が約１３０ミクロンである場合は皮膚表面の約２０％であってもよい。
いくつかの実施形態では、および特定の動作パラメータについては、デバイスが皮膚の上で静止して保たれると仮定して、ビームは、約２６０μｍの皮膚の中への深度で、約１５０μｍ×２５０μｍの楕円形を有してもよい。デバイスが皮膚を横断して滑走されたとき、この楕円形は、直径が約２５０μｍのほぼ円形のゾーンになる。この深度でのビームの再成形は、皮膚を横断するデバイスの移動により起こる。いくつかの実施形態では、ユーザは、例えば、図８Ｃ、８Ｄ、８Ｆ、または８Ｇに示されるように、概して、左右または蛇行性に、デバイス１０を移動させるように指示されてもよい。
本明細書で開示される、ある実施形態の単純性は、単一の単３サイズのバッテリからの十分な充電を可能にし得る、１つまたは複数のバッテリ２０への電気負荷を低減させるか、または最小限化してもよい。例えば、１０アンペアのピーク電流要求を提供するため、いくつかの実施形態では、２つの単３サイズのバッテリが使用されてもよい。例えば、１２０秒にわたる６ワットの光学出力電力でのデバイス１０の例示的実施形態の動作が、わずか３４ｍＡｈの充電を必要とし得る一方で、典型的な単一の単３サイズのリチウムポリマーバッテリは、約６００ｍＡｈの充電を必要とする。例えば、ｗｗｗ．ｌｉｇｈｔｈｏｕｎｄ．ｃｏｍから入手可能なＩＭＲ１４５００再充電可能バッテリは、３アンペア、または並列の２つのバッテリについては６アンペアの連続放電電流能力を有する。５ミリ秒の例示的レーザパルス持続時間（および約１０％の例示的負荷サイクル）については、このバッテリペアが、１０アンペア以上の電流パルスを容易に産生することができる。非常に低い電流のバッテリ充電器ポート１７４が、図５４に示されるように、デバイス１０の後端に含まれてもよい。
デバイス１０のいくつかの実施形態は、デバイス１０の移動を決定するための加速度計を備える、移動／速度センサ１０２を含んでもよい。しかしながら、デバイス１０内の加速度計の動作は、従来のデバイスで見出されるものとは有意に異なり得る。デバイス１０のある実施形態の効果的な動作のために、新しい場所が以前のレーザパルスとは異なる場所である限り、以前のレーザパルスに対する絶対的な場所は重要ではない。したがって、そのような実施形態では、デバイス１０が加速を受けていると加速度計からの検出可能な信号が確認し、デバイス１０４が皮膚４０と接触していると接触センサ１０４が確認する限り、次のレーザパルスは、任意の場所にあり得る。好適な加速度計の一実施例は、サイズが約３ｍｍ×５ｍｍ×０．９ｍｍである３軸線形加速度計であり、デバイス１０の先端４２に、またはその付近に、任意の従来の手段によって容易に載置し、プロセッサ１５０に電気的に接続することができる、ＳＴ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，ＣＡ）から入手可能なＬＩＳ３０５ＤＬである。代替的実施形態では、移動／速度センサは、ＳｉｇｎａｌＱｕｅｓｔ ＳＱ−ＭＩＮ−２００等の振動および傾転センサであり得る。デバイス１０の他の実施形態は、移動／速度センサ１０２または加速度計の代わりに、（例えば、上記でさらに詳細に論議されるような）変位センサ１００を含む。
デバイス１０のサイズおよび電力消費を低減させるか、または最小化するために、いくつかの実施形態は、デバイスの温度上昇をレミタンスするために、熱質量３６を使用する。質量３６は、例えば、３．４５ジュール／摂氏１度／立方センチメートルの容積熱容量を有する固体銅であり得る。２分にわたって３．５Ｖおよび１Ａの平均電流（例えば、１０％負荷サイクルで１０Ａ）で動作する２つのリチウム単３バッテリを用いて動作する例示的実施形態については、生成される全熱量は、４００ジュールをわずかに超える。ある端面放射型レーザダイオードは、約２０℃以上の温度上昇を伴って安全に動作することができ、したがって、約２０℃の熱質量温度上昇を達成するために必要とされる銅の容積は、約６立方センチメートルである。これは、長さ約４ｃｍ、直径１４ｍｍのロッドに対応し、またはわずかにより短い長さを有する単３バッテリの直径にほぼ対応する。代替として、質量３６は、水等の液体、または約３０℃の融点を伴うろう等の相変化物質で充填された密閉熱伝導性シリンダまたは他の形状のコンテナを備えることができる。いくつかの実施形態では、または一部の患者にとって、デバイス１０を使用する前に、デバイス１０または少なくとも熱質量３６を冷却または冷蔵することが望ましくあり得る。例えば、質量３６が、水で充填された密閉コンテナを備える場合、コンテナの中の水を凍結させることにより、融解プロセス中にいかなる温度上昇も伴わずに、大幅により多くのネネルギーを吸収する能力を提供することができる。
レーザ１４から銅シリンダの反対端にレーザ制御電子機器３０を設置することによって、（上記の全体に含まれる）電子機器３０からの廃熱もまた、銅質量３６の中に堆積させられる。いったんデバイス熱質量３６が約４０℃（または他の事前定義された温度）に達すると、室温が再び熱質量３６において確立されるまで、マイクロプロセッサ１５０は、デバイス１０のさらなる動作を妨げてもよい。
特定の実施形態では、デバイス１０は、５ミリ秒で３０ｍＪのパルスを産生し、皮膚表面において約１２０μｍ×２２０μｍの治療スポット６２を形成するように設計されてもよい。このエネルギーは、ある診療室に基づく部分治療デバイスと略同程度である、少なくとも２５０μｍの深度まで変性皮膚を生成するのに十分である。非切除部分治療に対して構成されたデバイス１０の実施形態が、実施例として、以下の方式で使用されてもよい。オン／オフボタン２００が、デバイスをオンにするように押される。ユーザに可視的であるＬＥＤ５４が通電させられ、行われる治療のためにデバイス１０の準備ができていることを示す。次いで、デバイス１０の出力窓４４が、治療される領域中で皮膚に接触させ
られ、デバイス１０が、概して、約１〜２ｃｍ／秒の範囲内の手動の滑走速度で皮膚表面３８を横断して前後に移動させられるが、いくつかの用途では、手動の滑走速度および／またはパルス繰返しレートあるいは負荷サイクルは、以下でさらに論議されるように、相当に変化し得る。皮膚表面３８との接触が接触センサ１０４によって検証され、先端４２の適切な変位または加速が変位センサ１００または移動／速度センサ１０２または加速度計によって感知されたとき、パルス化レーザビーム６０が窓４４を通して皮膚に放出され、デバイス１０上のＬＥＤ５４がレーザ放出と同期して点滅する。先端４２が（ａ）移動していない、（ｂ）皮膚を横断する十分な変位、移動、または加速を達成できない、（ｃ）過度にゆっくりと、または過度に急速に移動している、（ｄ）加速度計を伴う実施形態については、移動しているが加速を受けていない、または（ｅ）皮膚と接触していない場合、デバイス１０は、レーザのパルシングを防止してもよい。条件（ｄ）は、デバイス１０が、例えば、一定の速度で５〜１０センチメートルにわたって直線に移動させられた場合に起こり得る。デバイス１０が皮膚を横断して前後に移動させられる、または直線から適度に変化する場合、先端４２は、常に加速を受け、したがって、レーザのパルシングを有効にするであろう。
られ、デバイス１０が、概して、約１〜２ｃｍ／秒の範囲内の手動の滑走速度で皮膚表面３８を横断して前後に移動させられるが、いくつかの用途では、手動の滑走速度および／またはパルス繰返しレートあるいは負荷サイクルは、以下でさらに論議されるように、相当に変化し得る。皮膚表面３８との接触が接触センサ１０４によって検証され、先端４２の適切な変位または加速が変位センサ１００または移動／速度センサ１０２または加速度計によって感知されたとき、パルス化レーザビーム６０が窓４４を通して皮膚に放出され、デバイス１０上のＬＥＤ５４がレーザ放出と同期して点滅する。先端４２が（ａ）移動していない、（ｂ）皮膚を横断する十分な変位、移動、または加速を達成できない、（ｃ）過度にゆっくりと、または過度に急速に移動している、（ｄ）加速度計を伴う実施形態については、移動しているが加速を受けていない、または（ｅ）皮膚と接触していない場合、デバイス１０は、レーザのパルシングを防止してもよい。条件（ｄ）は、デバイス１０が、例えば、一定の速度で５〜１０センチメートルにわたって直線に移動させられた場合に起こり得る。デバイス１０が皮膚を横断して前後に移動させられる、または直線から適度に変化する場合、先端４２は、常に加速を受け、したがって、レーザのパルシングを有効にするであろう。
いくつかの実施形態または用途では、約２ｃｍ／秒または１インチ／秒の手動の滑走速度が、約２分の治療期間で約２０〜３０ｃｍ２の面積を治療することができる。この治療領域は、上記で説明されるように使用されたときに、２つの眼窩周囲領域を覆うために十分であり得る。約１０Ｈｚの例示的パルス繰返しレートで、ほぼ５０個のＭＴＺが、約５秒で、ほぼ１平方センチメートルの面積に作成される。１日１回の治療の口では、ある診療室に基づくシステムと略同程度であり得る、約１５００個のＭＴＺ／ｃｍ２が作成される。
事前定義された動作の期間、例えば、２分後に、デバイス１０は、自動的にそれ自体をオフにしてもよく、何らかの定義された期間にわたって、またはある条件が存在するまで、例えば、デバイスヒートシンク３６が室温または他の選択された温度に戻るまで、またはバッテリ２０が実質的に完全に再充電されるまで、あるいは両方まで、動作不可能なままであってもよい。一実施形態では、バッテリ２０の完全再充電が約１時間かかる一方で、ヒートシンク３６は、より迅速に室温に戻ってもよい。
いくつかの代替的実施形態または用途では、特定の期間でさらに広い面積被覆を可能にするように、いくらかより速い手動の滑走速度およびより高いパルス繰返しレートで、デバイス１０を操作することができる。例えば、２０Ｈｚのパルス繰返しレートについては、約２ｃｍ／秒の手動の滑走速度で２分の期間にわたって動作すると、デバイス１０のある実施形態は、４０〜６０ｃｍ２の面積を覆うことができる。例えば、３０日にわたって毎日２回適用されたとき、ＭＴＺの全密度は、例えば、単一の月１回の治療である診療室に基づく部分治療システムを用いて達成されるＭＴＺ密度以上であってもよい。
ＭＴＺの十分な密度を維持しながら、単位時間あたりのより大きい被覆が所望される場合、端面放射型レーザダイオードのパルス繰返しレートは、いくつかの実施形態では、例えば、約２．５ｃｍ／秒または約１インチ／秒の手動の滑走速度で、１０または２０Ｈｚよりもむしろ約３０Ｈｚまで増加させられてもよい。そのような実施形態では、約３００個のＭＴＺが、約５０個のＭＴＺ／ｃｍ２という密度に対して、約６平方センチメートルまたは約１平方インチの面積で堆積させられてもよいが、１０Ｈｚのパルス繰返しレートと比較して約３分の１の時間で堆積させられる。これは、約１０〜１５秒で各眼窩周囲領域、および約５分で顔全体の治療を可能にしてもよい。移動の停止後の自動的オフ時間のために、適切な低減を行うことができ、例えば、１０Ｈｚデバイスに対する１００ミリ秒と対比して、３０Ｈｚデバイスに対する移動停止の３０ミリ秒以内である。前述の負荷サイクルおよびパルス繰返しレートは実施例にすぎず、有意な変動が他の実施形態で許可さ
れることが理解されるであろう。
れることが理解されるであろう。
デバイス１０の少なくともいくつかの実施形態では、眼の安全は、接触センサ１０４に基づいて確保される。１．４〜１．６ミクロンの波長領域内の光が角膜に吸収され、眼の硝子体液を通過することができないため、中赤外線レーザは、頻繁に、「眼に安全な」レーザと呼ばれる。しかしながら、十分なフルエンスがあると、適切な安全対策が組み込まれない限り、考えられるところでは、１つ以上の治療スポットが角膜上に作成され得る。デバイス１０のある実施形態（例えば、放射線源１４として端面放射型レーザダイオードを使用する直接暴露実施形態）は、デバイス１０の治療先端部４２が角膜の約５ｍｍ以内に配置されない限り、角膜表面におけるレーザフルエンスが任意の損傷を引き起こすためには不十分であるように、急速発散ビームを利用する。それでもなお、安全な動作を確保するために、ある実施形態は、デバイス先端４２が皮膚と接触しているときのみレーザ放出を可能にするように、プロセッサ１５０に接続される１つ以上の接触センサ１０４をデバイス先端４２に含む。したがって、デバイス１０のある実施形態については、デバイス１０が眼球上に直接配置され、次いで、接触を維持しながら眼球表面上に沿って移動させられない限り、眼の損傷のリスクが実質的に排除されてもよい。他の実施形態は、代替として、または加えて、デバイス１０の眼の安全の側面をさらに向上させ得る、例えば、図４８〜５１に関して上記で説明されるような眼の安全センサ１１４を含んでもよい。
例えば、デバイス１０が非切除部分治療を提供するために構成された、いくつかの実施形態では、デバイス１０の動作は、望ましくない細菌が身体に進入し得る容易な経路を提供することなく、角質層および角質層を通した局所薬の導入を可能にし得る。皮膚の最上層、つまり、最上部での角質層、および直下にある表皮は、下層の真皮およびその中に含有される血管を外界から保護する、強力かつ重要な「壁」を提供することが周知である。具体的には、これらの上層は、進入が許可された場合、血液供給を通して潜在的に全身に感染し得る、細菌が真皮に到達する能力を大いに妨げる。
しかしながら、この同一の「壁」は、麻酔薬、保湿剤、しわ低減剤（Ｂｏｔｏｘ等の神経毒型であるか、またはコラーゲン成長刺激美容液等であるかにかかわらず）、および類似薬剤等、種々の望ましい局所薬が、真皮に到達して所望の利益を達成することも妨げるか、または防止する。
種々の既知の方法が、この障壁を機械的に破るために存在する。例えば、真皮まで突破するために、おそらく針が長さ約２００ミクロン以上である、数十本または数百本の非常に細い針を伴うローラが採用されており、つい最近では、いわゆる部分切除レーザを使用して、おそらく直径が１００ミクロンおよび深度が最大１ミリメートル以上のレーザドリル微小穴の作成が成功している。しかしながら、これらの従来技術の技法によって作成される穴は、真皮の中への局所薬の輸送を促進する一方で、細菌が身体に侵入するための即時経路も提供する。
対照的に、デバイス１０のある実施形態を使用した、変性皮膚のマイクロ熱ゾーンの作成は、細菌に対する障壁を依然として提供しながら、真皮の中への種々の局所薬の輸送を増加させる合理的な妥協を提供し得る。マイクロ熱ゾーン６４によって形成される変性皮膚柱は、表面塗布された薬剤に対する増加した透過性を有し、したがって、増加した濃度の塗布された局所薬が真皮に到達することを可能にする。同時に、ＭＴＺ６４の変性皮膚は、細菌に対する物理的障壁を提供し得る。
Claims (39)
- 皮膚科治療を提供するための自己内蔵型手持ち式デバイスであって、該デバイスは、
ユーザによって手で持たれるように構成されたデバイス本体と、
該デバイス本体の中に支持された放射線源であって、該放射線源は、エネルギービームを生成するように構成されたビーム源を含む、放射線源と、
治療期間中に皮膚の表面を横断して手動で移動させられるように構成された適用端部と、
該ビーム源が該皮膚にパルス化エネルギービームを放出するよう、該治療期間中に該放射線源をパスル化するように構成された電子機器と、
変位制御システムと
を備え、
該変位制御システムは、
該皮膚に対する該デバイスの変位を決定するように構成された変位センサと、
該皮膚に対する該デバイスの該決定された変位に基づいて、該デバイスの少なくとも１つの動作パラメータを制御するように構成された電子機器と
を含む、デバイス。 - 少なくとも、前記皮膚に対する前記デバイスの前記決定された変位に基づいて、前記放射線源の少なくとも１つの動作パラメータを制御するように構成された電子機器を備える、請求項１に記載のデバイス。
- 少なくとも、前記皮膚に対する前記デバイスの前記決定された変位に基づいて、前記放射線源のパルス周波数レートを制御するように構成された電子機器を備える、請求項２に記載のデバイス。
- 少なくとも、前記皮膚に対する前記デバイスの前記決定された変位に基づいて、パスル持続時間を制御するように構成された電子機器を備える、請求項２に記載のデバイス。
- 少なくとも、前記皮膚に対する前記デバイスの前記決定された変位に基づいて、前記放射線源の遅延パルシングを停止するように構成された電子機器を備える、請求項２に記載のデバイス。
- 前記パルス化されたビーム源によって放出される各パルス化エネルギービームは、前記デバイス本体に対して同一の、固定された伝搬経路を有する、請求項１に記載のデバイス。
- 前記変位制御システムは、前記皮膚上の場所の過剰治療の可能性を防止または低減させるようにプログラムされている、請求項１に記載のデバイス。
- 前記変位制御システムは、互いに治療スポットを重複する可能性を防止または低減させるようにプログラムされている、請求項１に記載のデバイス。
- 前記変位制御システムは、隣接する治療スポットの間に、画定された最小間隔を提供するようにプログラムされている、請求項１に記載のデバイス。
- 前記変位制御システムは、
前記変位センサからの信号を分析して、前記皮膚の皮膚特徴を識別することと、
識別された皮膚特徴の数を数えることと、
該識別された皮膚特徴の数えられた数に基づいて、前記デバイスの１つ以上の動作的側面を制御することと
を行うように構成されている、請求項１に記載のデバイス。 - 前記変位制御システムは、前記識別された皮膚特徴の数えられた数に基づいて、前記放射線源を制御するように構成されている、請求項１０に記載のデバイス。
- 前記変位制御システムは、前記識別された皮膚特徴の数えられた数が皮膚特徴の所定の最小数に達する場合にのみ、前記放射線源を有効にするように構成されている、請求項１０に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、該デバイスの移動の速度を検出または決定しない、請求項１に記載のデバイス。
- 前記変位センサは、ローラベースのセンサを含む、請求項１に記載のデバイス。
- 前記変位センサは、単一ピクセル変位センサである、請求項１に記載のデバイス。
- 前記単一ピクセル変位センサは、レンズがない、請求項１５に記載のデバイス。
- 前記単一ピクセル変位センサは、
前記皮膚に向かって光を送達するように構成された光エミッタと、
該皮膚から反射および／またはレミタンスされた光を検出し、信号を生成するように構成された光検出器と、
該検出器からの信号を分析するための制御電子機器と
を含む、請求項１５に記載のデバイス。 - 前記変位センサは、マルチピクセル撮像変位センサである、請求項１に記載のデバイス。
- 前記変位センサは、マウス型２次元撮像センサである、請求項１８に記載のデバイス。
- 治療期間に対して区切りパラメータの区切り値を決定することと、
該治療期間中に該区切りパラメータを監視することと、
該区切りパラメータの該区切り値に達すると、該治療期間を自動的に終了することと
を行うための制御システムをさらに含む、請求項１に記載のデバイス。 - 前記区切りパラメータは、前記治療期間に対して治療スポットの総数を備える、請求項２０に記載のデバイス。
- 前記区切りパラメータは、前記治療期間に対して送達されたエネルギーの総量を備える、請求項２０に記載のデバイス。
- 皮膚科治療を提供するための自己内蔵型手持ち式デバイスであって、該デバイスは、
ユーザによって手で持たれるように構成されたデバイス本体と、
該デバイス本体の中に支持されたレーザであって、該レーザは、エネルギービームを生成するように構成されたレーザビーム源を含む、レーザと、
治療期間中に皮膚の表面を横断して手動で移動させられるように構成された適用端部と、
該レーザビーム源が一連のパルス化エネルギービームを該皮膚まで放出して該皮膚の上に治療スポットの配列を生成するよう、該治療期間中に該レーザをパスル化するように構成された電子機器であって、該皮膚の上に生成された隣接した治療スポットは、該隣接した治療スポットの間の治療されない皮膚の領域によって相互から離間され、それによって部分治療を提供する、電子機器と、
変位制御システムと
を備え、
該変位制御システムは、
該皮膚に対する該デバイスの変位を決定するように構成された変位センサと、
該皮膚に対する該デバイスの該決定された変位に基づいて、該デバイスの少なくとも１つの動作パラメータを制御するように構成された電子機器と
を含む、デバイス。 - 少なくとも、前記皮膚に対する前記デバイスの前記決定された変位に基づいて、前記レーザの少なくとも１つの動作パラメータを制御するように構成された電子機器を備える、請求項２３に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、単一のレーザビーム源を含む単一のレーザを含む、請求項２３に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、複数のレーザビーム源を含むレーザを含む、請求項２３に記載のデバイス。
- 皮膚科治療を提供するための自己内蔵型手持ち式デバイスであって、該デバイスは、
ユーザによって手で持たれるように構成されたデバイス本体と、
該デバイス本体の中に支持された放射線源であって、該放射線源は、エネルギービームを生成するように構成されたビーム源を含む、放射線源と、
治療期間中に皮膚の表面を横断して手動で移動させられるように構成された適用端部と、
該ビーム源が該皮膚にパルス化エネルギービームを放出するよう、該治療期間中に該放射線源をパスル化するように構成された電子機器と、
変位制御システムと
を備え、
該変位制御システムは、
該皮膚に対する該デバイスの変位を決定するように構成された変位センサと、
該デバイスの該決定された変位に基づいて、該デバイスの少なくとも１つの動作パラメータを制御して、隣接する治療スポットの間に画定された最小間隔を提供するように構成された電子機器と
を含む、デバイス。 - 皮膚科治療を提供するための自己内蔵型手持ち式デバイスであって、該デバイスは、
ユーザによって手で持たれるように構成されたデバイス本体と、
該デバイス本体の中に支持された放射線源であって、該放射線源は、エネルギービームを生成するように構成されたビーム源を含む、放射線源と、
治療期間中に皮膚の表面を横断して手動で移動させられるように構成された適用端部と、
該ビーム源が該皮膚にパルス化エネルギービームを放出するよう、該治療期間中に該放射線源をパスル化するように構成された電子機器と、
変位制御システムと
を備え、
該変位制御システムは、
該デバイスの該適用端部に近接する該皮膚における固有の皮膚特徴を自動的に識別することと、
該皮膚における該固有の皮膚特徴の識別に基づいて、該デバイスの少なくとも１つ以上の動作パラメータを制御することと
を行うようにプログラムされている、デバイス。 - 前記変位制御システムは、
前記変位センサからの信号を分析して、前記皮膚における固有の皮膚特徴を識別することと、
識別された固有の皮膚特徴の数を数えることと、
該識別された固有の皮膚特徴の数えられた数に基づいて、前記デバイスの少なくとも１つ以上の動作パラメータを制御することと
を行うように構成されている、請求項２８に記載のデバイス。 - 前記変位制御システムは、隣接する治療スポットの間に、画定された最小間隔を提供するよう、前記放射線源を制御するように構成されている、請求項２８に記載のデバイス。
- 皮膚科治療を提供するための自己内蔵型手持ち式デバイスであって、該デバイスは、
ユーザによって手で持たれるように構成されたデバイス本体と、
該デバイス本体の中に支持された放射線源であって、該放射線源は、エネルギービームを生成するように構成されたビーム源を含む、放射線源と、
治療期間中に皮膚の表面を横断して手動で移動させられるように構成された適用端部と、
該ビーム源が該皮膚にパルス化エネルギービームを放出するよう、該治療期間中に該放射線源をパスル化するように構成された電子機器と、
該皮膚との相互作用に基づいて、信号生成するように構成された単一ピクセルセンサと、
該単一ピクセルセンサからの該信号に基づいて、該放射線源の少なくとも１つの動作パラメータを制御するように構成された電子機器と
を備える、デバイス。 - 前記単一ピクセルセンサは、前記皮膚に対する前記デバイスの変位に関連する信号を生成するように構成されている、請求項３１に記載のデバイス。
- 前記単一ピクセルセンサは、前記皮膚に対する前記デバイスの速度に関連する信号を生成するように構成されている、請求項３１に記載のデバイス。
- 前記単一ピクセルセンサは、前記デバイスが前記皮膚に対して移動しているか否かを示す信号を生成するように構成されている、請求項３１に記載のデバイス。
- 前記単一ピクセルセンサは、前記デバイスが前記皮膚と接触しているか否かを示す信号を生成するように構成されている、請求項３１に記載のデバイス。
- 前記単一ピクセル変位センサは、
前記皮膚に向かって光を送達するように構成された光エミッタと、
該皮膚から反射および／またはレミタンスされた光を検出し、信号を生成するように構成された光検出器と、
該検出器からの信号を分析するための制御電子機器と
を含む、請求項３１に記載のデバイス。 - 前記単一ピクセルセンサからの信号を分析して、前記皮膚の皮膚特徴を識別することと、
識別された皮膚特徴の数を数えることと、
該識別された皮膚特徴の数えられた数に基づいて、前記デバイスの１つ以上の動作的側面を制御することと
を行うようにプログラムされた電子機器を備える、請求項３１に記載のデバイス。 - 前記識別された皮膚特徴の数えられた数に基づいて、前記放射線源を制御するようにプログラムされた電子機器を備える、請求項３７に記載のデバイス。
- 前記識別された皮膚特徴の数えられた数が皮膚特徴の所定の最小数に達する場合にのみ、前記放射線源を有効にするようにプログラムされた電子機器を備える、請求項３７に記載のデバイス。
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