KR20130142930A

KR20130142930A - 라이트 펜 디스펜서

Info

Publication number: KR20130142930A
Application number: KR1020130069294A
Authority: KR
Inventors: 아미르 페리아니; 세드릭 자우그; 루치아노 크라베로; 프레데릭 두쿠에트
Original assignee: 아프타르 프랑스 사
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2013-12-30
Also published as: JP6203547B2; RU2013127166A; BR102013014935B1; CN103505817B; BR102013014935A2; EP2674195A1; US9550070B2; KR101811830B1; US20140005590A1; CN103505817A; EP2674195B1; JP2014000406A

Abstract

본 발명은 휴대형 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1)에 관한 것으로, 상기 휴대형 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1)는,
하우징(11, 12)과,
상기 하우징(11, 12) 내에 위치되어 있고, 피부 질환을 치료하기 위하여 피부에 광을 조사하여 피부의 재생(regeneration)을 촉진(stimulation)할 수 있는 광원(23)을 포함하는 전자 모듈(2)과;
상기 전자 모듈(2)에 전력을 공급하기 위한 배터리(22)를 포함하여 구성되며,
여기서 상기 광원은 하나 이상의 LED들을 포함하고, 상기 전자 모듈(2)은, 상기 피부가 치료될 수 있게 하기에 충분한 플루언시(fluency)를 보장하면서 온도 센서 없이 상기 LED(23)의 온도를 제한하기 위하여 혼합 구동 모드에서 광을 방출하도록 상기 광원(23)의 동작을 제어하도록 된 구동 수단(drive means)(26)을 포함한다.

Description

라이트 펜 디스펜서{LIGHT PEN DISPENSER}

본 발명은 피부 질환 치료를 위한 광 역동 치료(PDT)의 일환으로 발광 다이오드(LED)로부터 나오는 조사 광을 분배하는 휴대용 라이트 펜 디스펜서에 관한 것이며, 또한 가능하게는 분배 매체에 한 것이다.

광 역동 치료(PDT)는, 많은 상황들 그 중에서도 특히 여드름, 주름 또는 심지어 여러 형태의 암(cancer)에 대해 허용되는 치료의 수준에 도달했다.

피부 질환 치료, 예컨대 여드름 치료를 위해 LED로부터 나오는 광으로 피부 여드름을 치료하는 예를 들어 알려져 있다. 문헌 미국특허출원 공개번호 2011/ 0224598는 환자 피부상의 염증 여드름을 치료하는 방법을 개시하고 있는데, 이 방법은 환자의 피부에 적외선을 발광하는 발광 다이오드(LED)로부터의 적외선 광을 조사하고, 이어서 환자의 피부에 광감작제(photosensitizing agent)인 5-아미노레불린산(ALA)을 적용하고 이 ALA 처리된 피부에 LED로부터 나오는 가시광선을 조사하는 것을 포함한다. 이 방법은 환자로 하여금, 초기 15분 동안 광에 노출되고, 이어서 60분 동안 피부에 ALA를 적용해야 하고, 그 다음 23분 동안 최종 광에 노출되어야 함을 요한다. 이러한 과정은 치료 효과를 유효하게 하기 위해 정기적으로 반복되어야 한다.

800nm 내지 1100nm의 범위의 눈에 보이지 않는 빛을 발광하여 피부를 조사함으로써 피부 질환을 치료하는 것은 알려져 있다. 예를 들면, 약 835 ㎚의 파장으로 피부를 조사하는 것은 상처 치유를 위해 사용되고, 약 1,070 nm의 파장으로 피부를 조사하는 것은 차가운 상처 표면 처리을 위해 사용되는 것으로 알려져 있다.

일반적으로, 예를 들어, 400-700 nm의 특정 파장의 발광에 의해, 피부 상태의 처리를 수행할 수 있다. LED는 자연적인 세포 내 포토-바이오케미컬 반응을 트리거 할 수 있다. 살아있는 생물학적 시스템에 어떤 영향을 가도록 하기 위해, LED-방출 광자는 분자 발색단 또는 광수용기(photoacceptor)에 의해 흡수되어야한다. 적절한 용량과 파장의 광은, 세포의 미토콘드리아 및 세포 세포막 내에 발색단 및 다른 빛을 흡수하는 기관에 의해 흡수된다. 예를 들면, 630 내지 660 정도의 파장으로 피부를 조사함으로써, 주름을 감소시키는 것과 같은 그러한 피부를 재생할 수 있도록 피부에서의 콜라겐의 생성을 활성화하는 세포 신진 대사의 자극이 일어나는 것으로 알려져 있다. 그러한 자연적인 과정이 일어나기 전 조사의 파워의 임계 값 레벨이 달성되어야 하고, 그리고 조사가 특정 기간 동안 발생되어야 하는 것으로 알려져 있다.

따라서, 조사 시간과 파워는 콜라겐을 생성하는데 있어 중요하다.

또한, 조사는 피부를 가열한다. 너무 많은 열의 가함으로 인한 통제 할 수 없는 레벨의 온도는 원하지 않는 포토생화학 반응을 갖거나 피부에 손상을 야기할 수 있어 회피되어야 하는 것으로 알려져 있다. 피부의 그러한 가열을 제한하는 여러가지 방법들이 개시되어 있다.

문헌 DE 3134953는 적외선 레이저로서 설계되며, 그의 광이 의학적으로/치료목적으로 처리될 피부 역역에 가해지는 적외선 광원을 포함하는 적외선 조사 장치를 개시하고 있다. 적외선 레이저가 제어 회로에 의해 제어되며, 0.1 Hz 내지 5 kHz에서, 바람직하게는 8-50 Hz의 주파수에서 코히어런트 적외선 펄스 신호를 방출한다. 이 주파수는 온도 센서에 의해 측정될 수 있으며, 광학 디스플레이 장치에 표시될 수 있는 피부 온도에 따라 조정 부재에 의해 조정될 수 있다. 적외선 레이저의 출력은 피부의 조사 영역이 눈에 띄게 가열되지 않도록 낮다. 이 문헌에 따르면, 피부 손상을 방지하기 위해 42℃ 이상으로 가열되지 말아야 한다.

문헌 WO91/18646는 바이오 조직의 치료 영역에 필요한 레이저 펄스 플루언스(fluence)를 보장하는 시스템을 통과하는 펄스 자외선, 가시 혹은 적외선 레이저 방사선에 의한 광온열요법(photothermotherapy) 용 장치 및 방법을 개시하고 있다. 피부 조직의 미세 영역의 펄스 국부 가열이 치료 레벨에 도달하는 동안, 단일 펄스에 의한 국부 가열 및 일련의 펄스에 의한 평균 가열을 측정하는 유닛이 피드백에 의해, 노출된 조직 부위에 열 손상의 위험 없이 필요한 치료 효과를 제공하도록 펄스 에너지 및 반복 기간과 총 노출량을 결정하는 제어 유닛을 제어한다.

문헌 US6238424는 광에 의한 외부 치료를 위해 장치를 개시한다. 사람 신체에 가까이에 유지되도록 되어 있으며, 제 1 파장의 단색광을 방출하는 발광 다이오드 또는 대응 요소들을 포함하는 발광 장치가 제공된다. 이 발광 장치는 구동 장치에 의해 구동되는 데, 이 구동 장치는 발광 장치로 하여금 제1 상태에서 제1 일정 기간 동안 단색광을 방출하도록 하고, 가능한 제2 상태에서 제2의 소정 기간 동안 제 1 파장과는 다른 파장의 단색광을 선택적으로 방출하도록 한다. 이 구동 장치는 발광 장치로 하여금 각각의 기간 동안 소정의 펄스 주파수 또는 해당 기간 동안 일련의 펄스 주파수에 따라 맥동(pulsate)하도록 하거나, 혹은 두 개의 서로 연속적인 펄스 각각의 시작 에지들 사이의 시간의 약 60% 내지 약 90% 간격 내에 놓이는 펄스 길이로 맥동 광을 방출하도록 한다.

문헌 EP1140288은 광의 도움으로 실시되는 외부 치료용 장치를 개시한다. 이 장치는 환자의 신체에 대이게 혹은 인접하게 유지되는 발광 장치와, 이 발광 장치를 구동하기 위한 구동 수단을 포함하며, 상기 발광 장치는 단색광을 방출하는 발광 다이오드 또는 해당 요소를 포함하고, 상기 구동 수단은 상기 발광 장치로 하여금 하나 또는 그 이상의 소정 기간들 동안 단색 광의 하나 이상의 유형을 방출하도록 함과 아울러 소정 기간들 동안 소정의 펄스 주파수 또는 일련의 펄스 주파수에 따라 방출된 광을 맥동시키도록 하고, 상기 구동 수단은 상기 발광 다이오드를 구동하는 컴퓨터와 회로를 포함하고, 상기 컴퓨터는 구동 회로들에 전기 신호를 배송하며, 상기 구동 회로와 함께 의도된 발광 다이오드들은 소정의 기간 내에서 및 소정의 펄스 반복 주파수에서 광을 방출하는 기능을 수행하다. 이 문헌의 발명은 적어도 구동 수단의 구동 회로들이 발광 장치에 설치된 것을 특징으로 한다.

비록 상기 장치들은 피부의 과열을 방지할 수 있지만, 그들은 복잡하고 종종 이들의 동작을 제어하기 위한 별도의 컴퓨터가 필요하다. 또한, 일부 장치는 피부 온도 센서를 필요로 한다.

본 발명은 첨부된 특허 청구 범위에 정의된 핸드 헬드형의 배터리에 의해 작동되는 라이트 펜 디스펜서로 상기 문제들을 해결하다.

본 발명의 상기 디스펜서는 간단한 방법으로 피부의 과열을 방지하면서 광원의 효율적인 운영을 가능하게 하고, 다른 피부 질환에 대해 프로그래밍될 수 있고 다른 국소 연고와 연계하여 사용될 수 있다.

다른 세부 사항 및 본 발명의 다른 변형은 종속항에 정의되어 있다.

본 발명은 다음의 상세한 설명과 본 발명의 실시 가능성을 보여주는 첨부 도면의 도움으로 잘 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 라이트 펜 디스펜서에 대한 일반적인 개요를 보인 도면이다.
도 2는 도 1의 라이트 펜 홀더의 단면을 보인 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 라이트 펜 홀더의 전자 모듈을 더 상세히 보인 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 라이트 펜 홀더의 작업의 흐름 차트를 보인 도면이다.
도 5는 광 방출의 기간에 대하여 LED의 상대적 효율성을 나타내는 그래프를 보인 도면이다.
도 6은 LED 온도에 대해 LED의 상대적 효율성을 나타내는 그래프를 보인 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 라이트 펜 홀더의 전자 모듈의 기능 요소들의 블록 다이어그램을 보인 도면이다.
도 8은 도 7의 블록 다이어그램에 보인 맞춤형 광 조사 플랫폼의 블록 다이어그램을 더 상세히 보인 도면이다.

본 발명에 따른 라이트 펜 디스펜서의 바람직한 실시예가 첨부 도면을 참조로 하여 설명된다.

도 1은 약을 바르는 주걱 본체(11)로 칭해지는 제1 섹션과 분배 주걱 본체(12)로 칭해지는 제1 섹션을 갖는 일반 하우징을 구비하는 라이트 펜 디스펜서(1)를 도면이다. 주걱 본체(11)는 분배될 유체를 담는 리필 가능한 카트리지일 수 있는 리필부 (17)를 포함하고 있다. 상기 유체는 처리할 피부 질환에 따라 크림, 연고 등일 수 있다. 리필부(17)는 상기 유체가 분배를 위해 분배 도포 주걱에 들어갈 수 있도록 알려진 방식으로 분배 주걱 본체(12) 내에 끼워질 수 있다.

이것이 이루어지도록, 분배 주걱 본체(12)는 제1 말단에서 리필부(17)를 수용하며, 리필부(17)로 부터 받은 유체를 분배하기 위한 제품 분배 구멍인 노즐(13)이 그의 다른 말단에 제공된다. 분배를 용이하게 하기 위해 사용자로 하여금 유체에 압력을 가할 수 있도록 하는 펌프 액추에이터(15)가 분배 주걱 본체(12)에 제공된다.

노즐(13)을 유지하는 분배 도포 본체(12)의 동일 말단에, 광 가이드 주 걱(14)이 제공된다. 광 가이드 주걱(14)은 라이트 펜 홀더 내에 포함 된 하나 이상의 발광 다이오드(LED)와 같은 광원으로부터 방출되는 광이 디스펜서를 빠져 나올 수 있게 하는바, 이에 대해서는 하기에 상세히 설명하기로 한다.

스위치 검출기(16, 16')가 라이트 펜 디스펜서의 동작을 제어하도록 추가로 제공될 수 있다.

장점적으로, 본 예에서는 USB 커넥터(18)인 통신 모듈이 외부 디바이스와의 통신을 위해 제공될 수 있는바, 이에 대해서도 하기에 상세히 설명하기로 한다. 물론, 다른 유형의 통신 모듈들이 대신 사용될 수 있으며, 심지어 블루투스^® 또는 Wi-Fi와 같은 무선 모듈이 사용될 수도 있다.

도 2는 분배 도포 본체(12)를 단면도로서 보다 상세히 도시한 것이다.

볼 수 있는 바와 같이, 도포 본체(12)는 펌프 액추에이터(15)의 작동을 통해 사용자의 피부에, 유체가 리필부로부터 라이트 펜 디스펜서의 외부로 흐를 수 있게 제품 분배 구멍, 즉 노즐(13)과 유체 접촉한다.

본 예에서는 하나 이상의 LED로 된 광원(23)이 라이트 펜 디스펜서로부터의 광을 사용자의 피부에 방출시키는 광 가이드 주걱(14)에 근접하게 제공된다.

광은, 처리될 피부의 정도에 따라 약 400nm 내지 700nm의 파장, 바람직하게는 약 660nm 정도의 파장으로 방출된다. 약 660 ㎚의 파장으로 광을 피부에 조사함으로써, 피부를 재생할 수 있도록 피부 콜라겐의 생성을 활성화하는 세포 신진 대사의 자극이 일어난다. 따라서, 광 가이드 주걱(14)은 광원으로부터 방출되는 광의 파장에 투명한 분배 주걱 본체(12)의 섹션이 된다. 예컨대 리튬 폴리머 충전 배터리인 배터리(22)가 광원인 LED(23) 및 LED의 제어 및 동작에 관련된 전자 소자들에 전력을 공급하도록 제공된다. 이러한 전자 소자들에는 광원을 예컨대 연속파 모드 및 펄스 모드로 구동하기 위한 구동 수단(26)(도 7 참조)이 있다. 이것이 이루어지도록, 전자 모듈(2)에 USB 커넥터(18)가 제공되고, 상기 전자 모듈(2)에 LED (23)의 동작을 제어할 수 있도록 분배 도포 본체(12)의 LED(23)에 제공된다.

도 3은 이러한 LED 드라이브의 전자 부품을 보유하는 USB 커넥터(18), 배터리(22), LED(들)(23), 및 LED 구동 수단(26) 및 LED(들)과 같은 전자 컴포넌트들을 유지하는 PCB(21)를 포함하는 전자 모듈(2)과 상기 전자 모듈을 작동 및 비작동 시키는 온/어프 푸시 버튼(25)을 상세히 도시한 것이다.

진단 피부 센서(19)가 추가로 제공될 수 있다. 전자 모듈 본체(24)는 전자 모듈(2)의 전자 컴포넌트들을 커버 하며, 이 전자 모듈에는 액세스 구멍(25') - 이 액세스 구멍은 푸시 버튼(25)을 조작할 수 있도록 하고 이를 전자 모듈에 연결되도록 한다 - 과 그리고 스위치 검출기(16')의 전자 모듈(2)에의 연결을 위한 액세스 구멍(16')이 제공된다.

전자 모듈(2)에는 진단 피부 센서(19)의 연결을 위한 연결부(19')가 더 제공된다. 이 피부 센서는 예컨대 처리될 피부의 건조/습도, 또는 표피의 두께, 주름의 깊이 등을 분석하여, 그 분석의 결과로서 파워 및/또는 유체 분배를 적응시킴으로써 피부 질환의 치료를 최적화하도록 하는데 이용된다.

ON/OFF 버튼(25)을 누름으로써, 손에 라이트 펜 디스펜서를 잡고 있는 사용자는 전자 모듈을 작동시켜 이에 따라 라이트 펜 디스펜서가 동작되게 한다. 라이트 펜 디스펜서는 일반적으로 길쭉한 펜과 같은 모양을 가지고 있으며, 사용자가 손에 디스펜서를 잡을때 펌프 액추에이터(15)에 제1 손가락, 일반적으로 검지 손가락을 위치시켜 유체의 가능한 분배의 작동이 이루어지게 하고 그리고 제 2 손가락, 즉 엄지 손가락을 스위치 검출기(16') 상에 위치되도록 한다.

라이트 펜 디스펜서가 눈 아래 뺨이나 표면과 같이 처리될 피부 상에 위치될 때, 스위치 검출기(16)는 처리될 표면의 피부와 접촉하게 된다. 스위치 검출기(16 16')는 광원인 LED(23)를 활성화할 수 있도록 함께 작동하도록 구성되어 있다. 검출 스위치의 동작은 스위치 검출기(16, 16')로서, 스위치 검출기(16)과 접촉하여 처리될 피부 및 스위치 검출기(16')와 접촉하는 손가락을 통한 전류의 흐름에 의해 간단한 단락 회로를 일으키는 분배 도포 본체(12)에 적용되는 금속 필름 도체들을 사용함으로써 수행될 수 있다. 그러한 수단은 잘 알려져 있다. 이들 수단은 광원의 바람직하지 않은 작동을 방지하기 위해 안전 조치로 여기에 사용된다. 사실, 라이트 펜이 같은 사용자의 눈과 같은 원치 않는 곳으로의 조사 방지를 위해 피부와 접촉하지 않을 때, LED는 점등하지 않아야 한다. 또한, 아이들이 라이트 펜 디스펜서를 가지고 놀때 원치않는 작동을 방지할 수 있다. 따라서, 온/오프 버튼(25)이 작동될 때에만 , 라이트 펜 디스펜서가 동작될 수 있다.

리필 카트리지(17) 내에 포함된 임의의 플루이드는, 펌프 액츄에이터(15)를 작동(activation)시켜 플루이드를 제품 디스펜싱 구멍(13)을 통해 디스펜서로부터 흘러나올 수 있게 함으로써 디스펜스될 수 있다.

스위치(16, 16')가 또한 작동되면, LED들(23)로부터 광을 방출함으로써 피부에 광을 조사(irradiation)하는 것이 가능하다. 플루이드의 디스펜싱과 동일한 시간에 행해질 수 있거나, 광이 그와 별개로, 치료될 피부 조건에 따라, 임의의 플루이드를 디스펜싱하기 전 또는 후에, 방출될 수 있다.

바람직하게는, 플루이드 디스펜싱 구멍(13)은, 광원(23)에 의해 조사되는 것과 동일한 피부 표면 영역에 실질적으로 플루이드를 디스펜싱하기 위하여, 광 가이드 애플리케이터(14)에 실질적으로 평행하게 배열된다.

유리하게는, 전자 모듈(2)은 라이트 펜 디스펜서(1)의 하우징으로부터 피팅(fitting)되거나 분리(detach)될 수 있는 별개의 모듈로서 고려될 수 있다. 이는 피료될 피부 순서에 따라 전자 모듈 및 LED의 간편한 교환을 가능하게 한다. 예를 들어, 서로 다른 파장(색상)의 LED들이 서로 다른 피부 치료에 요구된다.

도 4는 본 발명에 따른 라이트 펜 디스펜서의 동작 프로세스의 흐름도를 보여준다. 먼저, 프로세스는, 단계 "스위치 1 온?"에 의해 보여진 것과 같이, 온/오프 버튼(25)이 턴 온되는지 턴 오프되는지를 체크함으로써 시작한다. 푸시 버튼이 온이 아니면, 라이트 펜 디스펜서는 동작가능하지 않고, 프로세스는 초기 시작 위치로 되돌아 간다. 푸시 버튼(25)이 턴 온되면, 디스펜서의 배터리 레벨이 체크될 수 있다. 이를 위하여, 유리하게는, 라이트 펜 디스펜서의 전자 모듈(2)에는, 배터리 레벨이 전자 모듈(2) 내의 모든 전자 요소들의 작동을 가능하게 해주는 특정 임계값 제한을 초과하는한, 정확한 동작을 보장하는 배터리 전압 레벨 검출기를 포함하는 전력 관리 모듈(28)(도 7 참조)이 제공될 수 있다. 레벨이 충분히 높지 않으면, 이 정보를 사용자에게 제공하기 위하여 저 배터리 표시자(28)(도 7 참조)가 작동될 수 있다. 사용되는 LED(23)가 가시 광 파장 도메인 내에 있을 때 매우 낮은 파워의 조도에서 LED(23)를 저 배터리 표시자로서 사용하는 것이 또한 가능하다. 이는 당업자에게 알려진 방식으로 실현될 수 있으며, 따라서 여기에서 추가로 설명되지 않는다.

대안적으로, 배터리 레벨이 낮은 것으로 검출되면, 배터리의 수명 만료 상태(End-Of-Life state)를 표시하기 위하여 광원(23)이 감소된 강도로 또는 특정한 플래싱 동작으로 작동되어, 사용자가 배터리를 충전하거나 배터리를 교환할 필요성을 인지할 수 있다.

배터리 레벨이 충분히 높다면, 다음 단계는 스킨 검출기가 온인지 또는 온이 아닌지를 체크하는 것이다. 위에서 설명된 바와 같이, 스위치 검출기(16, 16') 둘 모두가 스킨과 점촉할 때 스킨 검출기가 온된다. 스킨 검출기가 오프이면, 프로세스는 정지하고 초기 시작 위치로 되돌아간다. 스킨 검출기가 온이면, LED 및 LED들이 작동될 수 있다. LED들의 작동은 사전 선택된 모드에 따라 수행될 수 있다. 하나 이상의 모드들이 전자 모듈의 부분을 형성하는 메모리 모듈에 사전 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, LED는 예를 들어, 20 초 내지 160 초와 같은 사전 결정된 지속기간 동안 작동될 수 있다. 또한, LED는, 치료될 의도된 피부 조건에 따라, 연속적으로 또는 펄스 모드(pulsed mode)로 동작하도록 작동될 수 있다.

지속 기간은, 피부 내에 콜라겐의 생성을 허용하기 위하여, LED로부터 조사되는 충분한 파워를 갖는 상태로, 충분히 길어야 하고, 사용자가 여전히 디스펜서를 사용하려 하도록 시간에 있어서 제한되어 있어야 한다. 실험은 그러한 지속기간이 디바이스의 정확한 인체 공학적 사용을 허용하는 160 초로 제한되어야 한다는 것을 결정하였다. 자연적으로, 그러한 지속기간의 제한은 필요하다면 변경될 수 있는 간단한 설계 선택사항이다.

추가적인 실험 동안, 본 발명의 발명자들은 LED의 발광 효율(emitting efficiency)이 시간에 따라 그리고 온도에 따라 변함을 알게되었다.

도 5는 방출된 광의 지속기간에 대한 LED의 상대 효율을 나타내는 그래프를 보여준다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 광 효율은 초기에 100%(1.0)이다. 시간에 따라, 이 효율은 약 70%로 낮아진다. 이는 아마도 LED의 온도 증가로 인한 것이다. 사실, 본 발명의 발명자는 LED의 온도에 대한 효율의 변화를 측정하였다. LED가 작동되면, LED는 광을 방출하고 따라서 열을 조사(irradiation)한다. 이것이 일반적으로 다른 광원보다 훨씬 낮지만, LED의 온도 증가로 인하여 효율에 있어서의 현저한 드롭(drop)이 존재한다.

도 6은, 측정 중에 결정된 것과 같은, LED의 온도에 대한 LED의 상대 효율을 나타내는 그래프를 보여준다. 도시된 것과 같이, 측정된 LED에 대해, 약 25℃의 실온에서 초기 효율은 100%(1.0)이다. 작동 중에 LED의 온도가 높아짐에 따라, 그 주변의 온도가 증가하고 그 효율이 약 70%로 낮아진다.

LED의 구동-동작을 제어함으로써, 효율 드롭을 제한하는 것이 가능하다. 도 5 및 6에 도시된 바와 같이, LED의 구동을, 지속파로부터 지속파 구동 모드와 펄스 구동 모드의 혼합으로 변경함으로써 측정이 행해졌다.

도시된 예에서, 위에 설명된 인체 공학적으로 수용되는 지속기간에 따라 전체 구동 시간은 160 초로 제한되었다. 지속파(CW; continuous wave)만을 사용함으로써, 효율은 100%로부터 약 70%로 시간에 따라 감소한다. 유추로, LED 온도는 25℃로부터 약 48℃ 이상으로 상승하며, 이는 또한 결과적으로 100%로부터 약 70%로의 효율 손실을 초래한다.

지속파로부터 펄스 파 구동(PW, 도면에서 정사각형에 SQR로 표시됨)으로 구동을 전환함으로써, 효율 손실은 80%보다 큰 최소 효율이 얻어지는 정도로 제어될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 예에서, CW 구동이 80 초후 PW 구동으로 변경됨으로써, 추가적인 드롭을 방지함에 따라, 효율을 안정화시킬 수 있다. 또 다른 예에서, CW 구동이 60 초 후에 PW 구동으로 전환되어 결?거으로 효율이 증가한다.

효율이 증가함에 따라, 온도 상승이 또한 제어된다. 도 6은 LED의 구동 동작을 변경함으로써 온도가 임의 값으로 제한될 수 있는 것을 보여준다.

PW 구동으로의 전환은 LED의 온도를 낮축 그 효율을 증가시켜주는 LED의 일시적 냉각(temporal cooling)을 가능하게 한다.

본 발명에 따르면, 시간에 따흔 LED의 효율 드롭을 방지하기 위하여 LED의 동작을 제어하는 것이 가능하며, 결과적으로 온도가 제어된다.

위에서 언급된 바와 같이, 피부를 37℃ 너머도 가열하는 광원의 조사는 결과적으로 바람직하지 않고 제어가능하지 않은 스킨의 포토-바이오케미컬 작용을 야기하거나, 또는 온도가 42℃ 너머일 때 피부 손상을 야기할 수 있다. 본 발명으로 인하여, LED의 동작을 제어(즉, CM 모드를 PW 모드로 전환함으로써)하는 것이 가능하고, 따라서 피부가 치료될 수 있게 하는 충분한 플루언시(fluency)를 보장하면서도, LED의 효율이 안정화될 수 있고 그 온도가 제어될 수 있다. 또한, PW 모드가 에너지를 덜 사용하므로, 전력 소비가 감소되어, 더 높은 효율이 달성될 수 있다.

본 발명은, 광 치료의 특정한 응용을 위해 LED의 특정 구동 모드를 정의함으로써 전자 모듈(2)을 프로그래밍할 수 있게 한다. 도 6에 도시된 바와 같이, LED의 구동 모드에 따라, 전체 지속기간이 160 초로 제한될 수 있고 온도가 37℃(60 초 CW 후 100초 PW) 또는 42℃(80초 CW 후 80초 PW)로 제한될 수 있다. 물론, 몇 개의 구동 모드들이 사전 프로그래밍(pre-programming)되어, 특정 동작의 선택을 가능하게 할 수 있다.

그러한 선택은 사용자에 의해 행해질 수 있으나, 바람직하게는, 적용될 플루이드에 따라 정의될 수 있다. 예를 들어, 플루이드가 안티-링클 치료를 위해 사용되면, 여드름 치료를 위한 플루이드 사용과 비교할 때, 다른 온도가 바람직할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 라이트 펜 디스펜서는, 전자 모듈이 LED의 동작을 제어하여, 예를 들어, 광원 구동 수단(26)의 적합한 동작을 트리거함으로써 37℃를 초과하지 않도록, 프로그램될 수 있다.

따라서, LED들이 특정 온도 미만으로 유지되는 방식으로 구동 모드를 프로그래밍하는 것이 가능하다. 이렇게 함으로써, LED의 효율이 특정 임계값 미만으로 드롭되지 않을 것이고 따라서 피부 질환의 치료에 있어서 바람직한 효과를 달성하기 위한 충분한 파워를 보장한다.

또한, 라이트 펜 디스펜서에서, 요구되는 동작을 보장하기 위해 구동 모드들이 시간에 따라 프로그램될 수 있게끔 사용될 LED가 측정 및 교정될 수 있다. 따라서, 임의의 온도 센서를 필요로함이 없이 또는 임의의 열-소산 유닛(예컨대, 냉각 액 또는 온도 싱크)으로 LED의 과열(overheating)이 방지된다. 따라서, 휴대형 온도-센서리스(temperature sensorless) 펜 디스펜싱 디바이스가 얻어질 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 라이트 펜 디스펜서의 전자 모듈(2)의 기능적 요소들의 블록도를 보여준다. 전자 모듈(2)의 기능적 요소들은 동작을 제어하기 위한 시스템 프로세서 CPU(27)를 포함한다. CPU(27)는 위에서 설명된 것과 같이, 전력 관리 모듈(28)을 통해, 배터리(22)에 의해 전력공급된다. 유리하게는, 전력 관리 모듈(28)은 예컨대, 적색(저) 또는 녹색(OK) 광에 의해 배터리가 저 배터리 상태인지 아닌지를 표시하는 배터리 레벨 표시자(29)에 연결된다. CPU(278)가 광원(23)을 적합하게 구동시키기 위한 LED 구동 수단(26)에 연결된다.

사용자 제어가 CPU의 동작을 제어하기 위하여 제공된다. 그러한 사용자 제어는 온/오프 푸시 버튼(25)일 수 있다. 또한, 스킨 검출기가, 광원의 비정기적인(untimely) 작동을 방지하기 위하여 CPU의 동작을 또한 제어하기 위해, 위에서 설명된 검출기들(16, 16')을 통해 제공된다.

CPU는 외부 디바이스 또는 네트워크와의 통신을 위해 통신 모듈(18)과 더 연결된다. 그러한 통신 모듈은 LED 드라이버의 프로그래밍을 허용하도록 구성될 수 있으나, 또한 CPU로부터 정보를 수신할 수 있다. 통신 모듈은 또한 인터넷과 같은 네트워크에 연결하도록 구성된다.

도 8은 도 7의 블록도에 도시된 맞춤형(bespoke) 광 조사 플래폼의 블록도를 더 상세히 보여준다. 그러한 플래폼은 인터넷 상에 위치되거나 통신 모듈(18)을 통해 라이트 펜 디스펜서에 연결될 수 있는 임의의 적합한 네트워크 상에 위치될 수 있다.

이 플래폼은 플루이드 공급기로의 피드백 또는 피부 질환 치료를 감독하는 의사에게로의 피드백을 가능하게 한다. 따라서, 예를 들어, 광원의 사전-프로그래밍된 구동 모드들을 변경함으로써, 치료의 개인화(personalization) 및/또는 치료 자체의 최적화를 가능하게 할 수 있다.

이 플래폼은 또한, 사용자 또는 전문가가 치료 결과 및 치료에 사용된 파라미터들을 공유할 수 있는 적합한 플래폼에 연결될 수 있고, 심지어 구동 모드들에 대한 새로운 프로그래밍을 요청하는 것을 통해 상호작용(interact)이 가능하다.

도 8에 도시된 것과 같이, 수 명의 사용자들로부터의 수 개의 입력 결과들에 근거하여 최적 에너지 효율을 결정하고, 최적 모드를 선택하고 그리고 통신 모듈(18)을 통해 광원의 구동 수단을 재프로그래밍함으로써 조사 모드들을 조정(adapt)하는 것이 가능하다.

또한, 그러한 공유 및 상호작용 활동은 그것을 위한 적합한 응용을 사용함으로써 스마트폰의 사용에 의해 이루어질 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예들을 기술하였는 바 이제, 본 개념을 포함하는 다른 실시예들이 사용될 수 있다는 것이 당업자에게 자명해질 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 실시예들로 제한되지 않고, 오히려 첨부의 청구항들의 범주로 제한되어야 한다는 것이 인식된다.

Claims

휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1)로서,
하우징(11, 12)과,
상기 하우징(11, 12) 내에 위치되어 있고, 피부 질환을 치료하기 위하여 피부에 광을 조사하여 피부의 재생(regeneration)을 촉진(stimulation)할 수 있는 광원(23)을 포함하는 전자 모듈(2)과;
상기 전자 모듈(2)에 전력을 공급하기 위한 배터리(22)를 포함하여 구성되며,
여기서 상기 광원은 하나 이상의 LED들을 포함하고, 상기 전자 모듈(2)은, 상기 피부가 치료될 수 있게 하기에 충분한 플루언시(fluency)를 보장하면서 온도 센서 없이 상기 LED(23)의 온도를 제한하기 위하여 혼합 구동 모드에서 광을 방출하도록 상기 광원(23)의 동작을 제어하도록 된 구동 수단(drive means)(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
제1 항에 있어서, 상기 구동 수단(26)은 지속파(continuous wave) 구동 모드 및 펄스-파 구동 모드로 상기 광원을 구동하도록 되어 있고, 여기서 상기 구동 수단은 시간에 따라 상기 구동 모드를 변경하도록 된 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징(12)은 요구되는 피부 질환 치료에 따라 상기 전자 모듈을 교환할 수 있게 하는 상기 광원(23)을 포함하는 착탈가능한(detachable) 전자 모듈(2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상과 광원은 약 400 내지 약 1100 nm의 파장에서 광을 방출하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
제1 항에 있어서,
상기 하우징은 제1 섹션(11) 및 제2 섹션(22)을 포함하고, 상기 제1 섹션 및 상기 제2 섹션은 착탈가능하게 서로에 대해 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 섹션(12)은 상기 광원(23)을 포함하고, 상기 제2 섹션(12)은, 치료될 피부 위로 상기 광의 디스펜싱을 가능하게 하기 위하여, 상기 광원(23)으로부터 방출된 광에 대해 투명한 표면 섹션(14)을 갖는 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
전자 모듈(2)을 작동(activating)시키기 위한 온/오프 스위치(25)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
피부 검출기 스위치(16, 16')를 더 포함하며, 상기 피부 검출기 스위치(16, 16')는 상기 피부 검출기 스위치(16, 16')가 상기 피부와 접촉되어 있을 때에만 상기 광원(23)을 작동시키기 위한 것임을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
플루이드를 디스펜싱하기 위한 플루이드 디스펜서(17, 13)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
제9 항에 있어서,
상기 플루이드 디스펜서는 상기 광원(23)에 의해 조사되는 것과 실질적으로 동일한 피부 표면 영역에 플루이드를 디스펜스하도록 상기 투명한 광 표면 섹션(14)에 실질적으로 병렬로 배열된 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
제9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 플루이드 디스펜서는 플루이드를 포함하도록 된 일회용(disposable) 카트리지(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
제9 항 또는 제10 항 또는 제 11 항에 있어서,
상기 플루이드 디스펜서로부터 플루이드의 펌핑을 작동시켜 상기 라이트 펜 디스펜서를 빠져나오게 하기 위한 펌프 액츄에이터(15)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배터리(22)의 레벨을 검증하기 위한 전력 관리 모듈(28)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
제13 항에 있어서,
상기 전력 관리 모듈(28)에 의해 제어되는 배터리 레벨 표시자(29)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
제13 항 또는 제14 항에 있어서,
전자 모듈은 상기 배터리의 수명 만료 상태(End-Of-Life state)를 표시하기 위하여 상기 검출된 배터리 래벨에 따라 상기 광원의 강도를 변경하도록 된 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전자 모듈(2)에 연결되어 있으며 외부 디바이스와 통신하도록 된 통신 모듈(18)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
제16 항에 있어서,
상기 통신 모듈은 USB 커넥터인 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
제16 항에 있어서,
상기 통신 모듈은 무선 모듈인 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징 상에 배열된 진단 피부 센서(diagnostic skin sensor)(19)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1).
온도 센서 없이 LED(23)의 온도를 제한하기 위하여 혼합 구동 모드에서 광을 방출하도록 광원(23)의 동작을 제어하기 위한 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 따른 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1)의 사용법으로서,
하나 이상의 LED들로부터 광이 방출되는 상태로 상기 라이트 펜 디스펜싱 디바이스에 노출된 사용자의 피부에 광을 조사하는 단계와;
상기 피부가 치료될 수 있게 하기에 충분한 플루언시를 보장하면서 온도 센서 없이 상기 LED(23)의 온도를 제한하기 위하여 광을 혼합 구동 모드에서 방출하도록 상기 조사 동안에 상기 전자 모듈을 혼합 구동 모드로 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 온도-센서리스 라이트 펜 디스펜싱 디바이스(1)의 사용법.