JP2023528528A

JP2023528528A - 真皮血管収縮下での皮膚病変のレーザ治療

Info

Publication number: JP2023528528A
Application number: JP2022575274A
Authority: JP
Inventors: キム，ヨンハン; イン，ソンイル; キム，ヨンジン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2021-06-04
Publication date: 2023-07-04
Also published as: WO2021245460A8; WO2021245460A3; KR20230038421A; AU2021285470A1; EP4161421A2; WO2021245460A2; US20210402209A1; CN116096460A

Abstract

皮膚病変を治療する方法は、治療部位の温度を、治療部位の真皮において血管収縮を誘発するのに十分な温度範囲まで低下させることと、治療部位の温度をその温度範囲内に維持しながら、媒体を通して皮膚病変にレーザ光を適用することとを含むことができる。媒体は第１部分及び第２部分を含むことができ、レーザ光は第１部分及び第２部分を逐次透過し、第２部分は、治療部位に接触する接触面を含み、第２部分は、第１部分よりも高い熱伝導率を有する。本方法は、皮膚病変を特定することと、皮膚病変の１つ又は複数の特性を分析することとをさらに含むことができる。

Description

優先権の主張
本出願は、２０２０年６月５日に出願された米国仮特許出願第６３／０３５，５６９号の優先権を主張し、その出願は、その全体が参照により本明細書に援用される。
技術分野
本発明は、皮膚科レーザ治療に関する。

背景
メラニンは、皮膚の基底膜に位置するメラノサイト（メラニン細胞）で生合成される。メラニンは、メラノソームの形態で、メラノサイトの樹状突起を経由して周囲のケラチノサイトに輸送される。メラニンが過剰に産生されるか、又は、ある刺激によって既存のメラニンがより活発にケラチノサイトに移送されると、さまざまな色素性病変が形成される可能性があり、又は、既存の色素沈着が増悪する可能性がある。過剰なメラニン産生は、紫外線（ＵＶ）曝露又は炎症性皮膚反応によって引き起こされる場合がある。

皮膚科において、さまざまな血管性及び色素性皮膚病変、刺青、皮膚良性腫瘍、前がん病変、非黒色腫皮膚上皮内がん（non-melanoma skin cancers in situ）及び微小浸潤性皮膚がんを治療するために、レーザ治療が広く使用されてきた。皮膚病変に対する従来のレーザ治療法は、一般的に安全で効果的であるが、火傷、創感染、局所麻酔に対する過敏反応等の副作用、及び、持続性のレーザ照射後紅斑（ＰＬＥ）、炎症後色素沈着（ＰＩＨ）及び瘢痕等の慢性又は恒久的な副作用が生じる場合がある。

概要
概して、皮膚病変を治療する方法は、治療部位の温度を、治療部位の真皮において血管収縮を誘発するのに十分な温度範囲まで低下させることと、治療部位の温度をその温度範囲内に維持しながら、媒体を通して皮膚病変にレーザ光を適用することとを含むことができる。

いくつかの実施形態では、媒体は第１部分及び第２部分を含むことができ、レーザ光は第１部分及び第２部分を逐次透過し、第２部分は、治療部位に接触する接触面を含み、第２部分は、第１部分よりも高い熱伝導率を有する。

いくつかの実施形態では、第１部分及び第２部分が光学的に透明であり得る。

いくつかの実施形態では、第１部分は、石英、サファイア、水晶、ポリ（メタクリル酸メチル）又はポリスチレンを含むことができる。

いくつかの実施形態では、第２部分は、石英、サファイア、水晶、ポリ（メタクリル酸メチル）又はポリスチレンを含むことができる。

いくつかの実施形態では、ビームスプリッタが、第１部分と第２部分との間に位置することができる。

いくつかの実施形態では、第１部分と第２部分とは、密閉された空気によって分離することができる。

いくつかの実施形態では、治療部位の温度を低下させることは、治療部位を媒体の第２部分の接触面と接触させることを含むことができる。

いくつかの実施形態では、治療部位を媒体の第２部分の接触面と接触させることは、治療部位の表面を媒体の第２部分の接触面で圧縮することを含むことができる。

いくつかの実施形態では、治療部位の温度を低下させることは、レーザ光を適用する前に治療部位の血管収縮を誘発する薬物を投与することを含むことができる。

いくつかの実施形態では、レーザ光は、約３００ｎｍ～約２５００ｎｍの波長を有することができる。

いくつかの実施形態では、レーザ光はパルス光である。

いくつかの実施形態では、レーザ光は、０～３０００Ｊ／ｃｍ²のフルエンスを有する。

いくつかの実施形態では、本方法は、治療部位の表面に又は媒体の第２部分の接触面に不凍液を塗布することをさらに含むことができる。

いくつかの実施形態では、治療部位の真皮において血管収縮を誘発するのに十分な治療部位の温度範囲は、０℃～２０℃であり得る。

いくつかの実施形態では、媒体は、－３０℃～０℃の温度を有することができる。

いくつかの実施形態では、本方法は、皮膚病変を特定することと、皮膚病変の１つ又は複数の特性を分析することとをさらに含むことができる。

いくつかの実施形態では、１つ又は複数の特性は、皮膚病変の場所、境界、サイズ、厚さ又は色素レベルであり得る。

いくつかの実施形態では、皮膚病変は色素性病変である。

いくつかの実施形態では、皮膚病変は非色素性病変である。

概して、皮膚病変を治療するための装置は、レーザ光を発生させる光源と、レーザ光を透過させる媒体であって、第１部分と第２部分とを含む媒体とを含むことができ、レーザ光は、第１部分及び第２部分を逐次透過し、第２部分は、治療部位に接触する接触面を含み、第２部分は、第１部分よりも高い熱伝導率を有する。
装置。

いくつかの実施形態では、レーザ光はパルス光であり得る。

いくつかの実施形態では、レーザ光は、０～３０００Ｊ／ｃｍ²のフルエンスを有することができる。

いくつかの実施形態では、第１部分及び第２部分は光学的に透明であり得る。

いくつかの実施形態では、本装置は、第１部分と第２部分との間に位置しているビームスプリッタをさらに含むことができる。

いくつかの実施形態では、本装置は、媒体の温度を目標温度範囲まで低下させる冷却ユニットをさらに含むことができる。

いくつかの実施形態では、媒体の目標温度範囲は－３０℃～０℃であり得る。

いくつかの実施形態では、冷却ユニットは、熱電冷却器、冷却空気、冷却ガス又は冷却液を含むことができる。

いくつかの実施形態では、冷却ユニットと媒体との間に配置されている金属ユニットをさらに備える。

いくつかの実施形態では、金属ユニットは温度センサを含むことができる。

いくつかの実施形態では、温度センサは、媒体の温度を検出することができる。

いくつかの実施形態では、温度センサは、冷却ユニットの温度を検出することができる。

いくつかの実施形態では、温度センサは、治療部位の温度を検出することができる。

いくつかの実施形態では、皮膚病変は色素性病変である。

概して、皮膚病変を治療するためのシステムは、レーザ光を発生させる光源と、レーザ光を透過させる媒体であって、媒体が第１部分と第２部分とを含み、レーザ光が、第１部分及び第２部分を逐次透過し、第２部分が、治療部位に接触する接触面を含み、第２部分が、第１部分よりも高い熱伝導率を有する、媒体と、媒体の温度を目標温度範囲まで低下させる冷却ユニットと、第１部分と第２部分との間に位置しているビームスプリッタであって、皮膚病変の画像を画像取込装置に送るビームスプリッタと、画像取込装置に作動的に結合されて、皮膚病変の１つ又は複数の特性を分析するコントローラであって、１つ又は複数の特性に従って、皮膚病変を治療するためにレーザ光を誘導するコントローラとを含むことができる。

いくつかの実施形態では、画像はリアルタイム画像であり得る。

いくつかの実施形態では、皮膚病変は色素性病変である。

概して、皮膚病変を治療するためのシステムは、レーザ光を発生させる光源と、レーザ光を透過させる媒体であって、媒体が第１部分と第２部分とを含み、レーザ光が、第１部分及び第２部分を逐次透過し、第２部分が、治療部位に接触する接触面を含み、第２部分が、第１部分よりも高い熱伝導率を有する、媒体と、媒体の温度を目標温度範囲まで低下させる冷却ユニットとを含むことができる。

いくつかの実施形態では、本システムは、冷却ユニットと媒体との間に配置されている金属ユニットをさらに含むことができる。

いくつかの実施形態では、コントローラが、温度センサに作動的に結合されて、媒体の温度を制御することができる。

いくつかの実施形態では、コントローラは、温度センサに作動的に結合されて、冷却ユニットの温度を制御することができる。

いくつかの実施形態では、コントローラは、温度センサに作動的に結合されて、治療部位の温度を制御することができる。

いくつかの実施形態では、皮膚病変は色素性病変である。

他の態様、実施形態及び特徴は、以下の説明、図面及び特許請求の範囲から明らかとなろう。

図面の簡単な説明
真皮内の正常な毛細血管係蹄における血流の概略図である。真皮血管収縮下の血流の概略図である。真皮血管収縮下での皮膚病変に対するレーザ治療の概略図である。真皮血管収縮下で皮膚病変を治療するための装置の実施形態である。真皮血管収縮下で皮膚病変を治療するための装置の実施形態である。真皮血管収縮下で皮膚病変を治療するための装置の実施形態である。真皮血管収縮下で皮膚病変を治療するための装置の実施形態である。病変認識アルゴリズムを用いる解析を含む、真皮血管収縮下での皮膚病変のレーザ治療の概略図である。皮膚病変を治療する病変認識アルゴリズムの一例を示す。皮膚病変を治療する病変認識アルゴリズムの一例を示す。皮膚病変を治療する病変認識アルゴリズムの一例を示す。皮膚病変を治療する病変認識アルゴリズムの一例を示す。皮膚病変を治療する病変認識アルゴリズムの一例を示す。皮膚病変を治療する病変認識アルゴリズムの一例を示す。病変認識アルゴリズムによるレーザ治療の図である。従来のレーザ治療直後の治療部位の写真を示す。本方法によるレーザ治療の直後の治療部位の写真を示す。本方法によるレーザ治療の後の皮膚病変を含む表皮の除去を示す写真である。レーザショットと基底膜上に存在する発色団とを示す図である。本方法によるレーザ治療の前の写真を示す。本方法によるレーザ治療の２週間後の写真を示す。本方法によるレーザ治療の前の写真を示す。本方法によるレーザ治療の２週間後の写真を示す。従来のＣＯ₂レーザ治療の前の写真を示す。従来のＣＯ₂レーザ治療の１ヶ月後の写真を示す。従来のＣＯ₂レーザ治療の２ヶ月後の写真を示す。従来のＣＯ₂レーザ治療の９ヶ月後の写真を示す。従来のレーザ治療と本方法によるレーザ治療との比較を示す。５３２ｎｍのＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザの場合の従来のレーザ治療と本方法によるレーザ治療との組織学的比較を示す。６９４ｎｍのＱスイッチルビーレーザの場合の従来のレーザ治療と本方法によるレーザ治療との組織学的比較を示す７５５ｎｍのロングパルスアレキサンドライトレーザの場合の従来のレーザ治療と本方法によるレーザ治療との組織学的比較を示す

詳細な説明
本明細書で用いる場合の「含む」という用語は、含む、を意味するがそれに限定されない。

本明細書で用いる場合の「色素性病変」という用語は、任意の種類の色素を含む任意の病変を含む。色素は、天然（例えば、メラニン又はオキシヘモグロビン）又は人工（例えば、タトゥー色素）であり得る。

色素性病変が所定の波長の光を吸収することを利用することにより、さまざまなレーザを使用して皮膚の色素性病変を治療することができる。言い換えれば、色素性病変は、レーザ光のその所定の波長に対する発色団である。通常、発色団の熱緩和時間（ＴＲＴ）よりも短いパルス幅を有するレーザを使用して、色素性病変を治療することができ、それは、ＴＲＴが短いほど、高出力エネルギーで標的色素を選択的に破壊することにより周囲の皮膚組織に対する損傷を最小限にし、一方で発色団による光電子の吸収時間を最小限にし、それにより熱エネルギーへの変換と近隣の皮膚組織及び細胞への拡散を最小限にすることができるためである。しかしながら、レーザによって施される高出力エネルギーにより、必然的に炎症反応及び組織損傷が起こり、その後、創傷治癒過程を経ることになる。実際に、多くのレーザ皮膚治療モダリティは、皮膚再生を促進するために創傷治癒過程を利用する。しかしながら、レーザ治療が過剰な反応を招くと、望ましくない副作用、ＰＬＥ、ＰＩＨ及び瘢痕が発生する可能性がある。

レーザ治療は、非色素沈着性皮膚病変にも使用することができる。メラニンを除き、水、オキシヘモグロビン及び皮脂腺等の皮膚の発色団の大部分は、大部分、真皮に存在する。目下、レーザ治療が真皮の病変を標的とする場合、あり得る表皮の火傷並びに周囲の真皮組織及び血管系の損傷を防止するように、フルエンス及びエネルギーレベルは十分低くなければならない。レーザに使用される既存の冷却装置があるが、それらは大部分、表皮の火傷を防止するように設計されており、組織の損傷及びさまざまな副作用を防止しながら十分なエネルギーで効果的であり効率的な治療を可能にするように、真皮を十分に冷却することはできない。これらの制限下で、コラーゲン、毛髪及び皮脂腺等の真皮の病変を標的とするには、既存のレーザによって送達されるエネルギーレベルは十分ではなく、複数回、長時間のレーザ治療セッションが必要になることが多い。

レーザ治療後に組織損傷が起こると、炎症細胞が、真皮の毛細血管を介して損傷部位に移動し、損傷部位の周囲の細胞と相互作用し、炎症反応を引き起こすさまざまなサイトカインを分泌する。これらのサイトカインはまた、損傷した皮膚において新しい皮膚組織を生成する創傷治癒過程を引き起こす。サイトカインは、過剰な炎症反応をもたらす場合、新生血管の形成及び細胞外マトリックスの過増殖を促進し、メラノサイトを刺激して損傷部位に過剰な量のメラニンを産生する可能性がある。その結果、レーザ治療から、ＰＬＥ、瘢痕及びＰＩＨ等の一般的な副作用が生じる可能性がある。場合により、これらは、創傷が治癒するに従って消える可能性がある一時的な現象である。しかしながら、重度の組織損傷の場合、副作用は極めて深刻であり、長時間続き、その結果、紅斑が長引き、望ましくない色素沈着が生じる可能性がある。

皮膚病変に最も一般に使用されるレーザは、標的発色団と同様に血管系内のオキシヘモグロビンに吸収されやすい波長の光を使用する。オキシヘモグロビンによる高出力エネルギーの吸収は、毛細血管の出血（点状出血）に続き、皮膚浮腫及び紫斑を引き起こす可能性がある。レーザ光のフルエンスが高くなると、毛細血管の損傷も増加する。目下、レーザ治療によって引き起こされる痛み又は副作用を最小限にするために、局所麻酔クリーム、レーザ治療前後の処方薬及び／又はウェットドレッシング等が使用されているが、それらは効果が非常に限られている。これまで、従来のレーザ治療モダリティでは、ＰＬＥ、ＰＩＨ及び瘢痕等の副作用は避けられないと考えられ、副作用の予防よりも治療後管理に重点が置かれてきた。

真皮は、その血管系が、皮膚科における多くのタイプの従来のレーザに対する発色団である、赤血球中のオキシヘモグロビンを含むため、レーザ光からの高出力エネルギーによって最も深刻に影響を受ける。真皮毛細血管は、高出力エネルギーの吸収によって損傷を受ける可能性があり、毛細血管を通って移動する炎症細胞は、炎症反応を引き起こすサイトカインを産生する可能性がある。炎症反応は、一旦開始すると、損傷部位にさらに大規模な炎症細胞の移動を誘発して、進行中の反応を増悪させる可能性がある。その結果、移動した炎症細胞による拡大及び持続性の炎症反応により、損傷部位における皮膚再生が遅れる可能性があり、それは、深刻なレベルのＰＬＥ、ＰＩＨ及び瘢痕に関連することが最も多い。

従来のレーザ治療の欠点を克服するために、真皮血管収縮を誘発して、体温を維持するように自律神経系の短い反射作用を引き起こすことができる。図１Ａは、真皮の正常な毛細血管係蹄における血流の概略図である。図１Ｂは、真皮血管収縮下での血流の概略図である。反射作用及びそれに続く真皮血管収縮により、一時的に前毛細血管括約筋を収縮させ、括約筋の前の血管叢にのみ血流を分流させることができる（図１Ｂ）。そうすることにより、主要な真皮毛細血管への血流を、短時間遮断することができる。真皮毛細血管において赤血球量が減少すると、レーザ光に反応する標的外の発色団（例えば、オキシヘモグロビン）が減少する。結果として、毛細血管に対する損傷を低減させ、それにより、損傷部位に移動する炎症細胞の量を減少させることができる。その結果、レーザ光に対する炎症反応及び副作用を著しく軽減させることができ、それにより、より迅速な創傷治癒及び皮膚再生が促進される。したがって、この方法は、「血管系救済レーザ手術（ＶＳＬＳ：Vasculature Salvage Laser Surgery）」と命名されている。

真皮血管収縮は、レーザに作動的に結合された冷却装置を使用して皮膚温度を目標範囲まで低下させることによって、達成することができる。しかしながら、既存の冷却方法のいずれも、レーザ治療に関連する副作用を防止するように十分に真皮血管収縮を誘発するには十分でない。目下、レーザ用の冷却方法には、２つのタイプ、すなわち、接触型冷却及び非接触型冷却がある。接触型冷却の場合、皮膚は０℃以上の温度で固体媒体に接触する。冷却ガスが、温度を０℃以下まで低下させることができるが、それは、１０～１００ミリ秒程度の非常に短時間しか作動しない。これらの方法のうちのいずれも、真皮血管収縮を誘発するには十分ではない。さらに、主として、主目的が脱毛、血管病変、及び皮膚の引き締めを誘発する真皮加熱であるロングパルスレーザに使用される、動的冷却装置は、レーザショット前に数ミリ秒間、寒剤の冷却バーストを使用し、冷却バーストとレーザショットとの間に不整合がある場合、水疱及び瘢痕が形成される可能性がある。接触型冷却は、パルス持続時間が数ミリ秒範囲であるインテンスパルスライト（ＩＰＬ：Intense Pulsed Light）に使用されているが、ＩＰＬは、レーザのような単一波長の光とは異なる、スペクトル光である。Ｑスイッチレーザについては、ナノ秒範囲の非常に短いパルス持続時間と比較的低いエネルギーレベルとにより、別個の冷却装置が使用されていない。しかしながら、別個の冷却がないことにより、レーザ応用のフルエンス及びエネルギーレベルが制限され、その結果、治療が効果のない非効率的なものとなり、深刻な副作用が生じ、転帰が不十分なものとなる。

真皮血管収縮下でレーザ光が適用される場合、従来の方法と比較して、一度にはるかに高いエネルギーを印加することができる。例えば、３ｍｍビームスポットサイズの５３２ｎｍのＱスイッチレーザの場合、レーザ製造業者により、通常、０．６～１．０Ｊ／ｃｍ²のフルエンス範囲が推奨されおり、臨床医により、０．６～０．８Ｊ／ｃｍ²のフルエンス範囲が最も一般的に使用されている。従来のレーザ治療法では、オキシヘモグロビンによる吸収が強すぎるため、より高いフルエンスでは主要毛細血管の破裂がもたらされる。これには、痛み、浮腫、点状出血、斑状出血及び重度のＰＩＨ等、深刻な副作用が伴う。しかしながら、治療される部位が、真皮血管収縮を誘発するのに十分な温度まで冷却されると、いかなる著しい副作用もなしに、一度に最大２０倍のエネルギーを印加することができる。

図２は、真皮血管収縮下での皮膚病変に対するレーザ治療の概略図である。いくつかの実施形態では、皮膚病変は、色素性皮膚病変であり得る。いくつかの他の実施形態では、皮膚病変は、非色素性皮膚病変であり得る。この方法により、レーザによって引き起こされる望ましくない副作用を最小限にしながら、レーザ光１０３を使用して皮膚１０２の皮膚病変１０１を治療することができる。本方法により、所望の治療効果を得ながら、治療部位１２０の真皮血管系を可能な限り保存することができる。治療部位１２０は、レーザ光の媒体に接触する皮膚表面と、レーザ光１０３が影響を与えるその皮膚表面の下のある体積の皮膚とを含む。レーザ治療中に治療部位１２０の毛細血管内の赤血球の量を一時的に減少させることにより、レーザ光１０３に反応する不要な発色団の量を減少させ、それにより毛細血管に対するレーザエネルギーの影響を最小限にすることができる。これは、治療部位１２０の温度を、治療部位１２０の真皮において血管収縮を誘発するのに十分な目標温度範囲に低下させ（図２、Ｂ）、治療部位１２０の温度を目標温度範囲内に維持しながら皮膚病変にレーザ光１０３を適用する（図２、Ｃ）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、治療部位１２０を局所麻酔薬及びエピネフリン１５０で前処理して、さらなる血管収縮を促進することができる（図２、Ａ）。いくつかの他の実施形態では、血流を最小限にするように治療部位１２０を圧縮することができる。この方法により、皮膚病変を治療している間、真皮血管系に対する損傷を最小限にすることができ（図２、Ｄ）、ＰＬＥ、ＰＩＨ及び瘢痕等の副作用を著しく低減させることができる（図２、Ｅ）。いくつかの実施形態では、本方法は、皮膚病変を特定することと、皮膚病変の１つ又は複数の特性を分析することとをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、１つ又は複数の特性は、皮膚病変の場所、境界、サイズ、厚さ又は色素レベルである。

図３に示すように、レーザの望ましくない副作用を最小限にしながら、レーザ光１０３を使用して皮膚１０２の皮膚病変１０１を治療するための装置１００は、レーザ光１０３を発生させる光源（図示せず）と、レーザ光１０３を透過させる媒体１０４とを含むことができ、媒体１０４は、第１部分１０５及び第２部分１０６を含む。レーザ光１０３は、第１部分１０５及び第２部分１０６を逐次透過することができる。第２部分１０６は、治療部位１２０の表面に接触する接触面１０７を含むことができる。いくつかの実施形態では、第２部分１０６は、第１部分１０５よりも高い熱伝導率を有することができる。いくつかの実施形態にでは、装置１００は、媒体１０４の温度を目標温度範囲まで低下させる冷却ユニット１０８を含むことができる。冷却ユニット１０８は、熱電冷却器、冷却空気、冷却ガス又は冷却液を含むことができる。いくつかの実施形態では、冷却液は冷却水であり得る。

図４に示すように、装置２００は、媒体１０４と冷却ユニット１０８との間に配置された金属ユニット１０９をさらに含むことができる。金属ユニット１０９は、冷却ユニット１０８によって冷却され、次いで媒体１０４を冷却することができる。金属ユニット１０９は、温度センサ（図示せず）をさらに含むことができる。温度センサは、冷却ユニット１０８の温度、媒体１０４の温度、及び／又は治療部位１２０の温度を検出することができる。

いくつかの実施形態では、レーザ光１０３は、パルス光であり得る。レーザ光は、長パルス光又は短パルス光であり得る。長パルス光又は短パルス光の典型的なパルス持続時間は、当業者には周知であるはずである。いくつかの実施形態では、レーザ光１０３は、約３００ｎｍ～約２５００ｎｍの波長を有することができる。いくつかの実施形態では、レーザ光１０３の光源は、Ｑスイッチレーザであり得る。例えば、６９４ｎｍのＱスイッチルビーレーザ、７５５ｎｍのＱスイッチアレキサンドライトレーザ、又は５３２ｎｍ／１０６４ｎｍのＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザを使用することができる。他のいくつかの実施形態では、レーザ光１０３の光源は、Ｑスイッチレーザよりも短いパルス持続時間ではるかに高いエネルギーを送達するピコ秒領域レーザであり得る。いくつかの実施形態では、レーザ光１０３の光源は、３０８ｎｍ、５１１ｎｍ、５３２ｎｍ、５７８ｎｍ、７５５ｎｍ又は１０６４ｎｍの波長を有するロングパルスレーザであり得る。いくつかの実施形態では、レーザ光の光源は、赤外線レーザ（例えば、１４５０ｎｍ等）、ツリウムレーザ（例えば、１９２７ｎｍ等）、又は１２１０ｎｍ、１７２８ｎｍ、１７６０ｎｍ、２３０６ｎｍ及び２３４６ｎｍ等の波長を含む他の任意のレーザであり得る。

治療部位１２０の真皮において血管収縮を誘発するために、冷却ユニット１０８の温度は、－３０℃～０℃、好ましくは－２０℃～０℃であり得る。媒体１０４は、冷却ユニット１０８によって直接又は間接的に（例えば、金属ユニット１０９を介して）冷却されて、同様に、－３０℃～０℃、好ましくは－２０℃～０℃の温度に達することができる。媒体１０４の接触面１０７は、治療部位１２０の表面と接触して、治療部位１２０の温度を低下させることができる。真皮血管収縮を維持するために、冷却時間と冷却ユニット１０８の温度とを調整することにより、治療部位１２０の温度を、表面で０℃～２０℃、好ましくは５℃～１５℃に維持することができる。好ましい実施形態では、治療部位１２０の温度もまた、表面で５℃～１５℃に維持される。

治療部位１２０が、真皮血管収縮を誘発するのに十分な温度まで冷却されると、レーザ光１０３は、０～３０００Ｊ／ｃｍ²で適用することができる。いくつかの実施形態において、レーザ光１０３は、０．５～３０００Ｊ／ｃｍ²で適用することができる。いくつかの実施形態では、ロングパルスＮｄ：ＹＡＧレーザを用いて、０～１０００Ｊ／ｃｍ²を適用することができる。いくつかの実施形態では、黄色レーザ（例えば、５１１ｎｍ、５７８ｎｍ等）を用いて０～３０００Ｊ／ｃｍ²を適用することができる。概して、Ｑスイッチレーザ又は本方法に適用可能な他の任意のレーザを用いて、０～１００Ｊ／ｃｍ²を適用することができる。いくつかの実施形態では、レーザ光１０３は、０～５Ｊ／ｃｍ²で適用することができる。好ましい実施形態では、レーザ光１０３は、２～４Ｊ／ｃｍ²で適用することができる。

媒体が－３０℃～０℃の温度範囲まで冷却されると、周囲空気からの水が媒体の表面に凝縮して凍結するため、媒体に曇りが生じる可能性がある。これにより、レーザ光が散乱することになる可能性があり、それは、レーザ治療の効率及び安全性に影響を与える可能性がある。いくつかの実施形態では、媒体１０４を、各部分が他の部分と異なる熱伝導率を有する２つ以上の部分で作製することにより、曇りを防止することができる。治療部位１２０を効率的に冷却するために、皮膚と接触する部分は、最も高い熱伝導率を有する材料で作製することができる。いくつかの実施形態では、媒体１０４は、第１部分１０５及び第２部分１０６を含むことができ、第２部分１０６は、第１部分１０５よりも高い熱伝導率を有する。

いくつかの実施形態では、第１部分１０５は、石英、サファイア、水晶、ポリ（メタクリル酸メチル）又はポリスチレンを含むことができる。いくつかの実施形態では、第２部分１０６は、石英、サファイア、水晶、ポリ（メタクリル酸メチル）又はポリスチレンを含むことができる。いくつかの実施形態では、第１部分は水晶を含むことができ、第２部分はサファイアを含むことができる。

いくつかの実施形態では、接触面１０７の曇りを防止するために、接触面１０７と治療部位１２０との間に不凍液１４０を塗布することができる。不凍液１４０は、凍結温度未満でも光を効果的に透過させるべきである。不凍液１４０は、接触面１０７上に又は治療部位１２０の表面上に塗布することができる。いくつかの実施形態では、不凍液１４０は、グリセリン及び／又は油を含むことができる。

図５に示すように、システム３００は、図４に示すような装置２００と、コントローラ１１２とを含むことができる。いくつかの実施形態では、システム３００は、治療部位１２０の画像１１１を分類し、通過させ、及び／又は反射するために、第１部分１０５と第２部分１０６との間にビームスプリッタ１１０をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、コントローラ１１２は、ビームスプリッタ１１０によって得られた画像１１１を特定、処理及び分析することができる。ビームスプリッタ１１０は、皮膚病変１０１を含む画像を画像取込装置１１３に送ることができる。いくつかの実施形態では、画像は、リアルタイム画像であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラ１１２は、皮膚病変１０１の特性を分析し、特性に従って皮膚病変１０１を治療するためにレーザ光１０３を誘導するように、画像取込装置１１３に作動的に結合することができる。皮膚病変の特性は、病変の場所、境界、サイズ、厚さ及び色素レベル（すなわち、色素密度又は濃度）を含むことができる。これらの特性に基づいて、ビームサイズ、周波数及びビームオーバーラップ率（beam-to-beam overlapping ratio）等、レーザ光１０３のさまざまなパラメータを決定することができる。

いくつかの実施形態では、コントローラ１１２は、温度センサ（図示せず）への冷却ユニット１０８に作動的に結合することができる。温度センサは、冷却ユニット１０８の温度、媒体１０４の温度及び／又は治療部位１２０の温度を検出することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ１１２は、冷却ユニット１０８の温度、媒体１０４の温度、及び／又は治療部位１２０の温度を制御するように、温度センサに作動的に結合することができる。

図６に示すように、装置４００は、密閉された空気１３０によって分離された第１部分１０５及び第２部分１０６を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１部分１０５及び第２部分１０４と同様に金属部分１０９が、レーザ光１０３のための密閉された経路を構成することができる。いくつかの実施形態では、治療部位１２０の画像１１１を分類し、通過させ、及び／又は反射するために、第１部分１０５と第２部分１０６との間にビームスプリッタ１１０を配置することができる。いくつかの実施形態では、画像取込装置１１３及び／又はコントローラ１１２を含むことができる。

図７は、病変認識アルゴリズムを用いる分析を含む、真皮血管収縮下の皮膚病変１０１に対するレーザ治療の概略図である。レーザの望ましくない副作用を最小限にしながら、レーザ光１０３を使用して皮膚１０２の皮膚病変１０１を治療する方法は、皮膚病変１０１の画像を取り込み、場所、境界、サイズ、厚さ及び色素レベル等、その特性について分析することを含む、病変認識アルゴリズムを用いる分析をさらに含むことができる（図７、Ｆ）。

図８Ａ～８Ｆは、皮膚病変を治療するための病変認識アルゴリズムの一例を示す。いくつかの実施形態では、病変は、コントローラ１１２によって特定することができる（図８Ａ）。病変の特性を分析することができ、レーザ照射の境界を決定することができる（図８Ｂ及び図８Ｃ）。病変の特性に基づいて、各ショットに適切なビームサイズ、周波数及びビームオーバーラップ率等のさまざまなパラメータを計算し、それに応じて適用することができる（図８Ｄ）。いくつかの実施形態では、追加のレーザショットは、当て損なったか、又はある程度のビームオーバーラップを必要とする任意の領域に、さらに適用することができる（図８Ｅ）。いくつかの実施形態では、レーザ治療の後に、任意のレーザ後処理を行うことができる（図８Ｆ）。これらのステップを詳細に記載したが、この実施形態は単なる一例であり、当業者は、本明細書に開示する趣旨及び範囲から逸脱することなく、さまざまな変更、置換、切替え又は順序、及び改変を行うことができることを理解するはずである。

図９は、病変認識アルゴリズムを用いるレーザ治療の図である。病変認識アルゴリズムに基づき、各レーザショットの強度及び座標を精密に制御することができ、それにより、任意の所与の場所に対して単一ショットのレーザ光を適用して、皮膚病変を治療することができる。これにより、レーザ光の照射ムラ、照射過多又は照射不足の問題を解消することができる。

本方法によるレーザ治療により、従来のレーザ治療法よりもはるかに高いレベルのレーザエネルギーでも、痛み、浮腫、点状出血及び斑状出血等、従来のレーザ治療の一般的な副作用を著しく低減させることができる。図１０Ａは、０．６～１．０Ｊ／ｃｍ²フルエンスのエネルギーを有する５３２ｎｍのＱスイッチレーザを用いる従来のレーザ治療の直後の色素性病変の写真を示す。左列の写真は、従来のレーザ治療の直後の治療部位を示し、治療部位の点状出血及び紫斑性皮膚浮腫を示す。右列の写真は、従来のレーザ治療の１分後（上）、５分後（中）及び３０分後（下）における治療部位を示し、経時的に悪化する副作用を実証している。図１０Ｂは、３Ｊ／ｃｍ²フルエンスのエネルギーを有する５３２ｎｍのＱスイッチレーザを用いる本方法によるレーザ治療の直後の治療部位の写真を示す。いかなる点状出血、出血又は皮膚浮腫も伴わず、即時の黒化のみが観察された。

図１１Ａは、本方法によるレーザ治療の後の色素性病変を含む表皮の治療を示す写真である。例えば、５３２ｎｍのＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザを使用して、約２～４Ｊ／ｃｍ²のフルエンスを色素性病変に適用して、色素性病変を治療することができる。このレベルのエネルギーを、治療部位の表面を０℃～２０℃で冷却及び維持しながら、色素性病変に単一パスで適用すると、図１１Ａに示すように、治療の約２週間後に色素性病変の表皮のみが剥離される。真皮の損傷は観察されない。この方法は、組織を実際に切除せずに、従来の切除型（ablative）レーザ手術の代わりとして使用することができ、それにより、ＰＬＥ、ＰＩＨ及び瘢痕等の深刻な副作用を防止することができる。５３２ｎｍのＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザの場合の皮膚の主要な発色団は、メラニン及びオキシヘモグロビンであるため、オキシヘモグロビンが真皮血管収縮によって治療部位から大部分除去されると、表皮と真皮との間の基底膜に大部分存在する唯一残っている発色団のメラニンが、治療部位に印加されたエネルギーの大部分を吸収することができる（図１１Ｂ）。結果として、真皮に損傷を与えることなく、色素性病変を含む表皮を治療することができ、これにより、従来の切除型レーザ手術と比較して、はるかに迅速な回復が可能となる。

本方法によるレーザ治療により、従来のレーザ治療法よりもはるかに良好な長期予後をもたらすことができる。図１２Ａ～１２Ｄは、本方法によるレーザ治療の前及び２週間後の写真を示す。本方法による治療前（図１２Ａ及び１２Ｃ）及び２週間後（図１２Ｂ及び１２Ｄ）の色素性病変を有する２人の患者の写真を示す。いずれの場合も、ＰＩＨ又はＰＬＥは観察されず、完全な回復は、各患者について、治療の約２週間後にのみ観察された。図１３Ａ～図１３Ｄは、治療前（図１３Ａ）、従来の切除型ＣＯ₂レーザ治療の１ヶ月後（図１３Ｂ）、２ヶ月後（図１３Ｃ）及び９ヶ月後（図１３Ｄ）の色素性病変の写真を示す。著しいレベルのＰＬＥ及びＰＩＨは、治療の少なくとも２ヶ月後までに観察され（図１３Ｂ及び１３Ｃ）、ＰＩＨは、治療の９ヶ月後にも依然として残っていた（図１３Ｄ）。

非限定的な例として、以下の表は、表皮及び／又は真皮の色素性病変に対する従来のレーザ治療と本方法によるレーザ治療（「ＶＳＬＳ」）との典型的なフルエンス範囲の比較を示す。

図１４は、５３２ｎｍのＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザ（Qx-max、３ｍｍレーザスポットサイズ、Fotona Inc.、スロベニア）、６９４ｎｍのＱスイッチルビーレーザ（Sinon-I、３ｍｍレーザスポットサイズ、Alma Inc.、ドイツ）、及び７５５ｎｍのロングパルスアレキサンドライトレーザ（Pento ７５５ｎｍ、３ｍｍレーザスポットサイズ、NSON、韓国）に対する、従来の方法と本方法との例示的な比較をそれぞれ示す。５３２Ｃ、６９４Ｃ及び７５５Ｃと表記した行は、それぞれ５３２ｎｍ、６９４ｎｍ及び７５５ｎｍのレーザを用いる従来の方法による対照治療スポットを表す。５３２Ｖ、６９４Ｖ及び７５５Ｖと表記した行は、それぞれ５３２ｎｍ、６９４ｎｍ及び７５５ｎｍのレーザを用いる本方法による治療スポットを表す。列Ｄ０（０日目）は、各治療の直後に組織学的検査のために生検が行われた治療スポットを示す。列Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ７は、それぞれの治療の１日後、２日後、３日後及び７日後に生検が行われた治療スポットを示す。Ｄ２１スポット（処理の２１日後）は生検が行われなかった。

３Ｊ／ｃｍ²の５３２ｎｍのＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザの場合、０日目及び１日目に、従来の方法と本方法の両方により、表皮及び真皮の血管系に損傷がもたらされた。２日目には、従来の治療方法により、表皮と真皮とが剥離し、真皮に著しい損傷があった。対照的に、本方法では、真皮の血管系に損傷をもたらすことなく、表皮及び真皮の両方が非常に迅速に回復した。図１５は、従来の方法（左列）と本方法（右列）との場合の５３２ｎｍのＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザの治療スポットの組織学的比較を示す。

９Ｊ／ｃｍ²の６９４ｎｍのＱスイッチルビーレーザの場合、結果は、５３２ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザと同様であった。図１６は、従来の方法（左列）と本方法（右列）との場合の６９４ｎｍのＱスイッチルビーレーザの治療スポットの組織学的比較を示す。

４０Ｊ／ｃｍ²の７５５ｎｍのロングパルスアレキサンドライトレーザの場合、真皮の回復は、本方法を用いた場合、従来の方法と比較して３日目からはるかに迅速であった。図１７は、従来の方法（左列）と本方法（右列）との場合の７５５ｎｍのロングパルスレーザの治療スポットの組織学的比較を示す。

本明細書に開示する方法及び装置を使用して、脂漏性角化症、肝斑、そばかす、日光黒子、色素性母斑及び真皮メラノサイトーシスを含む、さまざまな色素性皮膚病変を治療することができる。これらの方法及び装置を使用して、レーザの波長、パルス幅、並びに他のパラメータ及びタイプを変更することにより、太田母斑、先天性色素性母斑、ベッカー母斑、刺青除去、レーザ脱毛、皮脂腺、並びに他の血管の色素性皮膚病変及び良性皮膚腫瘍も治療することができる。これらの方法及び装置を使用して、ウイルス性いぼ、光線角化症、光線性口唇炎、ボーエン病、ボーエン様丘疹症、表在性基底細胞がん、上皮内扁平上皮がん、微小浸潤性扁平上皮がん及び乳房外パジェット病を含む表皮由来の非がん性、前がん性病変及び非黒色腫皮膚がんを含む他の任意の皮膚病変も治療することができる。

他の実施形態は、以下の請求項の範囲内にある。

Claims

皮膚病変を治療する方法であって、
治療部位の温度を、前記治療部位の真皮において血管収縮を誘発するのに十分な温度範囲まで低下させることと、
前記治療部位の前記温度を前記温度範囲内に維持しながら、媒体を通して前記皮膚病変にレーザ光を適用することと、
を含む、方法。
前記媒体が第１部分及び第２部分を含み、前記レーザ光が前記第１部分及び前記第２部分を逐次透過し、前記第２部分が、前記治療部位に接触する接触面を含み、
前記第２部分が、前記第１部分よりも高い熱伝導率を有する、請求項１に記載の方法。
前記第１部分及び前記第２部分が光学的に透明である、請求項１に記載の方法。
前記第１部分が、石英、サファイア、水晶、ポリ（メタクリル酸メチル）又はポリスチレンを含む、請求項１に記載の方法。
前記第２部分が、石英、サファイア、水晶、ポリ（メタクリル酸メチル）又はポリスチレンを含む、請求項１に記載の方法。
ビームスプリッタが、前記第１部分と前記第２部分との間に位置する、請求項１に記載の方法。
前記第１部分と前記第２部分とが、密閉された空気によって分離される、請求項１に記載の方法。
前記治療部位の前記温度を低下させることが、前記治療部位を前記媒体の前記第２部分の前記接触面と接触させることを含む、請求項１に記載の方法。
前記治療部位を前記媒体の第２部分の前記接触面と接触させることが、前記治療部位の表面を前記媒体の前記第２部分の前記接触面で圧縮することを含む、請求項８に記載の方法。
前記治療部位の前記温度を低下させることが、前記レーザ光を適用する前に前記治療部位の血管収縮を誘発する薬物を投与することを含む、請求項１に記載の方法。
前記レーザ光が、約３００ｎｍ～約２５００ｎｍの波長を有する、請求項１に記載の方法。
前記レーザ光がパルス光である、請求項１に記載の方法。
前記レーザ光が、０～３０００Ｊ／ｃｍ²のフルエンスを有する、請求項１に記載の方法。
前記治療部位の表面に又は前記媒体の前記第２部分の前記接触面に不凍液を塗布することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記温度範囲が０℃～２０℃である、請求項１に記載の方法。
前記媒体が、－３０℃～０℃の温度を有する、請求項１に記載の方法。
前記皮膚病変を特定することと、前記皮膚病変の１つ又は複数の特性を分析することとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記１つ又は複数の特性が、前記皮膚病変の場所、境界、サイズ、厚さ又は色素レベルである、請求項１７に記載の方法。
前記皮膚病変が色素性病変である、請求項１に記載の方法。
前記皮膚病変が非色素性病変である、請求項１に記載の方法。
皮膚病変を治療するための装置であって、
レーザ光を発生させる光源と、
前記レーザ光を透過させる媒体であって、第１部分と第２部分とを含む媒体と、
を備え、
前記レーザ光が、前記第１部分及び前記第２部分を逐次透過し、
前記第２部分が、治療部位に接触する接触面を含み、
前記第２部分が、前記第１部分よりも高い熱伝導率を有する、
装置。
前記レーザ光が、約３００ｎｍ～約２５００ｎｍの波長を有する、請求項２１に記載の装置。
前記レーザ光がパルス光である、請求項２１に記載の装置。
前記レーザ光が、０～３０００Ｊ／ｃｍ²のフルエンスを有する、請求項２１に記載の装置。
前記第１部分及び前記第２部分が光学的に透明である、請求項２１に記載の装置。
前記第１部分が、石英、サファイア、水晶、ポリ（メタクリル酸メチル）又はポリスチレンを含む、請求項２１に記載の装置。
前記第２部分が、石英、サファイア、水晶、ポリ（メタクリル酸メチル）又はポリスチレンを含む、請求項２１に記載の装置。
前記第１部分と前記第２部分との間に位置しているビームスプリッタをさらに備える、請求項２１に記載の装置。
前記第１部分と前記第２部分とが、密閉された空気によって分離されている、請求項２１に記載の装置。
前記媒体の温度を目標温度範囲まで低下させる冷却ユニットをさらに備える、請求項２１に記載の装置。
前記媒体の前記目標温度範囲が－３０℃～０℃である、請求項３０に記載の装置。
前記冷却ユニットが、熱電冷却器、冷却空気、冷却ガス又は冷却液を含む、請求項３０に記載の装置。
前記冷却ユニットと前記媒体との間に配置されている金属ユニットをさらに備える、請求項３０に記載の装置。
前記金属ユニットが温度センサを含む、請求項３３に記載の装置。
前記温度センサが、前記媒体の温度を検出することができる、請求項３４に記載の装置。
前記温度センサが、前記冷却ユニットの温度を検出することができる、請求項３４に記載の装置。
前記温度センサが、前記治療部位の温度を検出することができる、請求項３４に記載の装置。
前記皮膚病変が色素性病変である、請求項２１に記載の装置。
前記皮膚病変が非色素性病変である、請求項２１に記載の装置。
皮膚病変を治療するためのシステムであって、
レーザ光を発生させる光源と、
前記レーザ光を透過させる媒体であって、前記媒体が第１部分と第２部分とを含み、
前記レーザ光が、前記第１部分及び前記第２部分を逐次透過し、前記第２部分が、治療部位に接触する接触面を含み、
前記第２部分が、前記第１部分よりも高い熱伝導率を有する、
媒体と、
前記媒体の温度を目標温度範囲まで低下させる冷却ユニットと、
前記第１部分と前記第２部分との間に位置しているビームスプリッタであって、
前記ビームスプリッタが、前記皮膚病変の画像を画像取込装置に送る、
ビームスプリッタと、
前記画像取込装置に作動的に結合されて、前記皮膚病変の１つ又は複数の特性を分析するコントローラであって、
前記コントローラが、前記１つ又は複数の特性に従って、前記皮膚病変を治療するために前記レーザ光を誘導する、
コントローラと、
を備える、システム。
前記レーザ光が、約３００ｎｍ～約２５００ｎｍの波長を有する、請求項４０に記載のシステム。
前記レーザ光がパルス光である、請求項４０に記載のシステム。
前記レーザ光が、０～３０００Ｊ／ｃｍ²のフルエンスを有する、請求項４０に記載のシステム。
前記第１部分及び前記第２部分が光学的に透明である、請求項４０に記載のシステム。
前記第１部分と前記第２部分とが、密閉された空気によって分離されている、請求項４０に記載のシステム。
前記第１部分が、石英、サファイア、水晶、ポリ（メタクリル酸メチル）又はポリスチレンを含む、請求項４０に記載のシステム。
前記第２部分が、石英、サファイア、水晶、ポリ（メタクリル酸メチル）又はポリスチレンを含む、請求項４０に記載のシステム。
前記媒体の前記目標温度範囲が－３０℃～０℃である、請求項４０に記載のシステム。
前記冷却ユニットが、熱電冷却器、冷却空気、冷却ガス又は冷却液を含む、請求項４０に記載のシステム。
前記画像がリアルタイム画像である、請求項４０に記載のシステム。
前記１つ又は複数の特性が、前記皮膚病変の場所、境界、サイズ、厚さ又は色素レベルである、請求項４０に記載のシステム。
前記皮膚病変が色素性病変である、請求項４０に記載のシステム。
前記皮膚病変が非色素性病変である、請求項４０に記載のシステム。
皮膚病変を治療するためのシステムであって、
レーザ光を発生させる光源と、
前記レーザ光を透過させる媒体であって、前記媒体が第１部分と第２部分とを含み、
前記レーザ光が、前記第１部分及び前記第２部分を逐次透過し、前記第２部分が、治療部位に接触する接触面を含み、
前記第２部分が、前記第１部分よりも高い熱伝導率を有する、
媒体と、
前記媒体の温度を目標温度範囲まで低下させる冷却ユニットと、
を備える、システム。
前記レーザ光が、約３００ｎｍ～約２５００ｎｍの波長を有する、請求項５４に記載のシステム。
前記レーザ光がパルス光である、請求項５４に記載のシステム。
前記レーザ光が、０～３０００Ｊ／ｃｍ²のフルエンスを有する、請求項５４に記載のシステム。
前記第１部分及び前記第２部分が光学的に透明である、請求項５４に記載のシステム。
前記第１部分と前記第２部分とが、密閉された空気によって分離されている、請求項５４に記載のシステム。
前記第１部分が、石英、サファイア、水晶、ポリ（メタクリル酸メチル）又はポリスチレンを含む、請求項５４に記載のシステム。
前記第２部分が、石英、サファイア、水晶、ポリ（メタクリル酸メチル）又はポリスチレンを含む、請求項５４に記載のシステム。
前記媒体の前記目標温度範囲が－３０℃～０℃である、請求項５４に記載のシステム。
前記冷却ユニットが、熱電冷却器、冷却空気、冷却ガス又は冷却液を含む、請求項５４に記載のシステム。
前記冷却ユニットと前記媒体との間に配置されている金属ユニットをさらに備える、請求項５４に記載のシステム。
前記金属ユニットが温度センサを含む、請求項５４に記載のシステム。
前記温度センサが、前記媒体の温度を検出することができる、請求項６５に記載のシステム。
コントローラが、前記温度センサに作動的に結合されて、前記媒体の前記温度を制御する、請求項６６に記載のシステム。
前記温度センサが、前記冷却ユニットの温度を検出することができる、請求項６５に記載のシステム。
前記コントローラが、前記温度センサに作動的に結合されて、前記冷却ユニットの前記温度を制御する、請求項６８に記載のシステム。
前記温度センサが、前記治療部位の温度を検出することができる、請求項６５に記載のシステム。
前記コントローラが、前記温度センサに作動的に結合されて、前記治療部位の前記温度を制御する、請求項７０に記載のシステム。
前記皮膚病変が色素性病変である、請求項５４に記載のシステム。
前記皮膚病変が非色素性病変である、請求項５４に記載のシステム。