皮膚科学的治療装置
【課題】さまざまな皮膚科学的上および美容上の症状を治療するために光学的放射を利用するための方法および装置を提供する。
【解決手段】光学的放射を利用して組織を治療する装置および方法が記載されている。ある態様では、この装置は皮膚科学的治療装置である。この装置は、たとえば、皮膚科学的病気および美容上の症状の治療に用いることができる。装置は、この装置がいつ患者の組織に接触したかを示すセンサーを備えていてもよい。装置の動作は、場合によっては、一部自動化されていてもよいし、完全に自動化されていてもよい。装置は、空冷されている光源と、好ましくは５℃に冷却されている冷却プレートをさらに備えていてもよい。装置は、出力密度を下げ、深部の組織を加熱しやすいように、大きくした窓部をさらに備えていてもよい。
【解決手段】光学的放射を利用して組織を治療する装置および方法が記載されている。ある態様では、この装置は皮膚科学的治療装置である。この装置は、たとえば、皮膚科学的病気および美容上の症状の治療に用いることができる。装置は、この装置がいつ患者の組織に接触したかを示すセンサーを備えていてもよい。装置の動作は、場合によっては、一部自動化されていてもよいし、完全に自動化されていてもよい。装置は、空冷されている光源と、好ましくは５℃に冷却されている冷却プレートをさらに備えていてもよい。装置は、出力密度を下げ、深部の組織を加熱しやすいように、大きくした窓部をさらに備えていてもよい。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔関連出願〕
本願は、２００５年２月１８日に出願され、発明の名称が「皮膚科学的治療装置」である米国特許仮出願第６０／６５４，１３０号について優先権を主張するものである。米国特許仮出願第６０／６５４，１３０号の内容は、参照することによりその全体がここに組み込まれる。
【０００２】
〔技術分野〕
本発明は、概して、さまざまな皮膚科学的および美容上の症状を治療するためにエネルギー、例えば光学的放射を利用する方法および装置に関するものである。
【０００３】
〔発明の背景〕
小部分治療(fractional treatment)は、一般に、皮膚組織の表面にある表皮の治療に向けられてきた。しかしながら、特定の応用例については、さらに組織の中へと広がる治療をする必要がある。
【０００４】
深部にある組織の加熱は、ＥＭＲのさまざまな波長で行うことができ、目に見える波長および目に見えない波長の両方で行うことができる。放射熱としても知られている赤外線は、コンバージョン(conversion)と呼ばれるプロセスによって対象を直接加熱するエネルギー形態である。赤外線放射は、熱がある（つまり、熱を放射する）全ての物体によって放出される。赤外線は見えないが、熱という形態で感じることができる。電磁スペクトルの赤外線部分は、赤色光のすぐ下、つまり、「下位（infra）」において、次に最も低い光のエネルギー帯として生じる。
【０００５】
〔発明の概要〕
本発明の一態様は、光源アセンブリを備えた手持ち式皮膚科学的装置であり、その光源アセンブリは、ＥＭＲを生成する光源と、組織の近傍に配置されたときに、その組織上の対象治療領域を画定する冷却面とを有する。光源アセンブリは、動作中、光源からのＥＭＲを伝達し、冷却面に通すように構成されている。この装置はまた、放射源を冷却するための第１冷却機構と、冷却面を冷却するための第２冷却機構とを有する。
【０００６】
本発明のこの態様の好ましい実施形態は、以下の付随的な機能のいくつかを備えていてもよい。皮膚科学的治療装置は、空気を送って光源を冷却するように構成された送風機と、光源と熱的につながっているヒートシンクとを備えることができる。送風機は空気をヒートシンク上に送り、作動中に、そのヒートシンク装置から熱を除去する。ヒートシンクは、複数の冷却フィンを備えている。ヒートシンクは、反射器によって光源に熱的に結合されており、送風機は、光源、反射器およびヒートシンクを冷却するように構成されている。手持ち式皮膚科学的装置はまた、第１冷却機構を制御するためのコントロールユニットを有する。このコントロールユニットは、温度センサーと電気的につながっており、かつ、送風機と電気的につながっているコントローラをさらに備えており、コントローラが、温度センサーから入力された情報に基づいて、第１冷却機構を自動的に制御できるようになっている。
【０００７】
第２冷却機構は、冷却剤を循環させる循環システムであり、この循環システムは、治療されている組織を少なくとも約５℃に冷却する冷却装置（chiller）を備えている。第２冷却機構もまた、ポンプ、冷却投入部および冷却排出部を備えている。冷却投入部は、投入接続部において冷却窓部に接続されており、冷却排出部は、排出接続部において冷却窓部に接続されている。第２冷却機構は、手術中に、冷却流体を冷却窓部に冷却投入部を介して供給し、加熱された冷却剤を冷却窓部から冷却排出部を介して取り出して、冷却窓部を冷却するように構成されている。冷却機構は、冷却装置をさらに備えている。
【０００８】
第２冷却機構はまた、組織の温度を監視するための温度センサーと、第２冷却機構を制御するためのコントロールユニットとを備えている。コントロールユニットは、温度センサーと電気的につながっており、かつ、ポンプと電気的につながっているコントローラをさらに備えている。コントローラは、温度センサーから入力された情報に基づいてポンプを自動的に制御するように構成されている。
【０００９】
本発明の別の態様は、皮膚科学的治療装置の窓部であって、その装置の光源からのＥＭＲを治療されている組織へと通すように構成された窓部である。窓部は、皮膚科学的治療装置から治療されている組織へとＥＭＲを通すように構成されたガラス部（pane）を有する。窓部はまた、実質的にガラス部の全長を横切るように延びている第１の導管部と、ガラス部の周りに広がっていて、ガラス部を皮膚科学的治療装置に固定するフレーム部とを有する。窓部は、第１導管部の第１端部と流体連通している第１冷却投入部と、第１導管部の第２端部と流体連通している第１冷却排出部とを備えている。窓部は、冷却投入部を流れ、第１導管部を流れ、そして、第１導管部の第２端部から流出する流体によって、作動中に冷却されるように構成されている。
【００１０】
本発明のこの態様の好ましい実施形態は、以下の付随的な機能のいくつかを備えてもよい。窓部の導管部は、溝部であり、この溝部は、ガラス部の表面に沿って延びている開口部分を有する。窓部は、光学面をさらに有し、この光学面は、溝部が手術中に囲まれ、流体が導管部を通って流れることを可能にし、かつ、流体が開口部分から流れ出すことを防ぐように、ガラス部の表面に接している。窓部はまた、ガラス部と光学面との間に光学材料を有している。この材料は、ＥＭＲの一部が、皮膚科学的治療装置から治療されている組織へと通過できるようにするものであり、また、誘電体膜であってもよい。
【００１１】
本発明の別の態様は、少なくとも約０．５ｍｍの深さに位置する組織を治療するための皮膚科学的治療装置である。この装置は、ＥＭＲ光源および窓部が入っているハウジングを備えている。窓部は、光源から治療されている組織へとＥＭＲを通すように構成されている。光源は、少なくとも５００ＷのＥＭＲを生成するように構成されており、また、窓部は、５Ｗ／ｃｍ2より少ない出力密度を生成するのに足りる大きさの面積を有する。
【００１２】
本発明のこの態様の好ましい実施形態は、以下の付随的な機能のいくつかを備えてもよい。出力源のパルス幅は、０．５秒以上６００秒以下である。ＥＭＲ光源は、少なくとも１０００Ｗを生成するように構成されている。
【００１３】
本発明の別の態様は、組織に治療を施す装置であり、組織の近傍に配置されたときに、組織の対象治療領域を画定する冷却面を有するハウジングと、冷却面を通過するＥＭＲを生成する放射源と、冷却面がいつ組織の近傍にあるかを示すセンサーとを備えている。
【００１４】
本発明のこの態様の好ましい実施形態は、以下の付随的な機能のいくつかを備えることがあってもよい。センサーの起動は、冷却面が組織に接触したことを示す。センサーは、ｅフィールドセンサー、容量センサー、抵抗センサー、圧力センサー、または、Ｈフィールドセンサーであってもよい。センサーは、電界における変化を検出するように構成できる。
【００１５】
センサーは、このセンサーから得られた情報に応じて信号を出力するように構成されたコントローラと電気的につながっている。コントローラは、組織が近接していないことをセンサーが検出したことに対応する第１の信号、および、第１の組織が近接していることをセンサーが検出したことに対応する第２の信号を出力する。コントローラは、第２の組織がセンサーに近接していることをセンサーが検出したことに対応する第３の信号を出力する。コントローラは、センサーからの入力に基づいて、組織の種類を識別する。コントローラは、第１の種類の組織を検出したことに応じて第１の動作を命じ、第２の種類の組織を検出したことに応じて第２の動作を命じる。第１の動作は、組織を治療することである。第２の動作は、組織を治療しないことである。
【００１６】
センサーは、冷却面の付近に配置された第１ノード(first node)および第２ノード(second node)を備えていてもよい。ノードは、冷却面が組織と接触しているとき、組織と接触し、冷却面が組織と完全には接触していないときには、組織と接触しない。センサーは、皮膚と接触しているときのノード間の電流を測定する。センサーは、ノード間で電流が検出されたときに、皮膚がセンサーと接触していることを知らせる。
【００１７】
センサーは、ハウジングに取り付けられてもよいし、また、センサーはマイクロスイッチであってもよい。装置はまた、センサーに動作可能に接続された出力装置を有することがあってもよい。この出力装置は、視覚的な装置、音響装置、または振動装置のうちの１つである。フィードバック機構をさらにセンサーに接続することがあってもよい。このフィードバック機構は、装置の操作者に、安全な手術を行うために、冷却面を組織に接触させ続けることが必要な時間を知らせる。フィードバック機構は、冷却面が組織と接触しなくなった場合、放射源から出力できなくする。フィードバック機構は、予め定められた冷却時間が経過するまで、放射源から出力できなくする。
【００１８】
装置はまた、放射源から出力（firing）できるようにする前に、プリセット冷却時間を実行するためのコントロールユニットを有する。このコントロールユニットは、放射源のためのプリセット出力時間を実行する。装置は、手持ち式の装置であってもよく、また、コントロールユニットは、動作可能にその手持ち式装置に連結されることがあってもよい。
【００１９】
放射源は、レーザのような単色光源（monochromatic source）であってもよい。あるいは、放射源は、ハロゲンランプ、放射ランプ(radiant lamp)、白熱灯、アークランプ、および、蛍光灯であってもよい。
【００２０】
冷却面は、ジェルのように、変形可能または粘弾性の材料から作ることができる。冷却面は、ガラス、サファイアまたはプラスチックなどの固形材料から作ることもできる。
【００２１】
装置は、ハウジングに動作可能に連結された接触フレームを有することがあってもよい。接触フレームは、延ばした位置から、この接触フレームが冷却面の近傍にくる後退した位置まで可動である。センサーは、フレームが後退位置にあると起動する。センサーは、冷却面が接触面の近傍にあると起動する。接触フレームは、ＥＭＲが通過できるように開口した内側部分を有する。プッシュロッドが接触フレームに連結されており、かつ、センサーに動作可能に連結されており、冷却面が接触フレームに接触したときに、プッシュロッドがセンサーを起動するようになっている。センサーは、冷却面および接触フレームの一方に取り付けられている。
【００２２】
本発明の別の態様は、組織に治療を施すための装置であって、組織を冷却する手段を有するハウジングを備えた装置である。組織を冷却するための手段は、組織の近傍に配置されたときに、組織の対象治療領域を画定する面を備えている。ハウジングもまた、ＥＭＲ生成手段を備えている。ＥＭＲは、照射中、その面を通過する。ハウジングはまた、冷却手段が組織と接触したことを検出する手段を備えている。
【００２３】
本発明のこの態様の好ましい実施形態は、以下の付随的な機能のいくつかを備えることがあってもよい。検出するための手段は、冷却するための手段が接触フレームに接触したときに起動する。検出するための手段の起動は、冷却するための手段が組織に接触したことを表す。接触フレームは、動作可能にハウジングに連結されている。接触フレームは、延びた位置から、接触フレームが冷却するための手段と接触する位置まで可動である。
【００２４】
本発明の別の態様は、手持ち式皮膚科学的装置を操作する方法であり、この方法は、この手持ち式装置の冷却面が組織に接触したことを検出する段階と、手持ち式装置の使用者にいつ冷却面が組織に接触したかを知らせる段階と、冷却面が組織と接触しなくなった場合に、手持ち式装置の放射源が出力するのを自動的に中断させる段階とを含む。
【００２５】
本発明のこの態様の好ましい実施形態は、以下の付随的な機能のいくつかを含むことがあってもよい。この方法は、冷却面が組織と接触したことを検出する段階と、冷却面が組織と接触しなくなった場合に、使用者に知らせる段階とを含むことができる。接触を検出する動作は、手持ち式装置の接触フレームがいつ冷却面と接触したかを特定することを含む。接触フレームの冷却面との接触は、冷却面の組織との接触を示すものである。
【００２６】
この方法は、センサーと接触している第１の種類の組織を第２の種類の組織から識別する段階と、組織の種類に基づいて措置をとる段階とをさらに含んでいてもよい。措置を取るという動作は、組織が治療できない組織の種類に対応する場合に組織に照射をしないこと、および、組織が治療できる組織の種類に対応する場合に組織に照射をすることを含む。使用者に知らせる動作には、視覚的表示器と、音響的表示器とのうち一方を起動することが含まれる。
【００２７】
本発明の別の態様は、手持ち式皮膚科学的装置を自動的に操作する方法であり、この手持ち式装置の冷却面の組織との接触を検出する段階と、手持ち式装置の放射源を用いて組織に照射する前に、組織を冷却するためのプリセット冷却時間を実行する段階と、プリセット冷却時間の後に、放射源のプリセット照射時間を実行する段階と、冷却面が組織と接触しなくなった場合に、放射源が出力するのを中断させる段階とを含む。
【００２８】
本発明のこの態様の好ましい実施形態は、以下の付随的な機能のいくつかを含むことがあってもよい。この方法は、冷却面の組織との接触を検出した後に、冷却面が組織と接触しなくなった場合に、使用者に知らせる段階をさらに含む。使用者に知らせる動作には、視覚的な表示部と、音響的な表示部とのうち一方を起動することが含まれる。接触を検出する動作には、手持ち式装置の接触フレームがいつ冷却面に接触したかを特定することが含まれ、接触フレームの冷却面との接触は、冷却面の組織との接触を表す。
【００２９】
本発明の非限定的な実施形態を、添付図面を参照しながら例として説明する。
【００３０】
〔詳細な説明〕
さまざまな治療上および美容上の目的で組織の選択領域の温度を上げるおよび／または下げることができることの利点は、かなり長いこと知られてきた。たとえば、加熱したパッドやプレート、または、マイクロ波放射、電流、赤外線放射、および、超音波を含むさまざまな形態の電磁放射（ＥＭＲ： electromagnetic radiation）が、皮下筋肉、靭帯、骨などを加熱し、たとえば、血流を増やす、あるいは、さまざまな外傷その他の損傷の治癒を促進するために、また、さまざまな治療を行う目的で、たとえば、凍傷もしくは高熱の治療、血液循環不良の治療、物理療法、コラーゲンの刺激、セリュライト治療、アドレナリン刺激、創傷治癒、乾癬治療、体形改善、非侵襲式のしわの除去などのために、以前から用いられている。組織の加熱はまた、がんまたは他の好ましくない腫瘍、感染等を取り除くための潜在的な治療法として利用されてきた。加熱は、小さい局所的な領域に加えてもよいし、より大きな領域、たとえば、手や足に加えてもよいし、あるいは、体全体を含む、組織のより大きな領域に加えてもよい。
【００３１】
前述した技術のほとんどは、深部にある組織に、患者の皮膚表面を介してエネルギーを加えることを伴うため、最大温度は、普通、患者の皮膚表面において、または、その近くにおいて生じ、深くなるにしたがって減少し、ときには、著しく減少する。放射は、表層組織において強く散乱し、かつ、多量に吸収され、このような放射の相当部分が、組織の深部領域に達し、その領域を加熱することを妨げる。散乱および吸収によるエネルギー損失を考慮すると、組織の深部領域に十分なエネルギーが達し、求める効果を得るためには、相当量の（近赤外線を含む）光学的エネルギーを加えなければならない。しかし、このような多量の光学的エネルギーは、組織の表層に損傷を与えるので、深部の組織領域において求める光熱治療を達成することが困難である。このような理由から、光学的放射は、これまで、深部にある組織に対する治療上および美容上の処置に対して、せいぜい限られた価値しかなかった。
【００３２】
深部を加熱する方法は、小部分治療(fractional treatment)にも望ましく、このことは、ある程度、組織を治療するためにＥＭＲを用いる場合に、ＥＭＲで治療した組織の大きな連続領域を生成するよりも、ＥＭＲ処理島(ＥＭＲ-treated islet)からなる格子を生成する方が大きな利点があるという発見によるものである。格子は、島(islets)の１次元、２次元または３次元の周期的なパターンであり、島は、局所的に最もＥＭＲで治療された組織に対応している。島は、治療されていない組織によって互いに隔てられている。ＥＭＲ治療により、ＥＭＲの特定波長またはスペクトルにさらされたＥＭＲ処理島の格子が生じ、この格子は、本明細書では「光学的島(optical islets)」の格子という。ＥＭＲのエネルギーの吸収により、ＥＭＲ処理島における温度が著しく上昇した場合には、この格子のことを本明細書では、「温度島(thermal islets)」の格子という。細胞構造または細胞間構造を著しく崩壊させるのに十分な量のエネルギーが吸収された場合、この格子のことを本明細書では、「損傷島(damage islets)」の格子という。ＥＭＲ処理した連続的な領域を生成するよりも、ＥＭＲ処理島を生成することにより、多量の組織に損傷を与える危険を軽減しながら、より多くのＥＭＲエネルギーを送ることができる。
【００３３】
近赤外線放射を用いて組織をより効果的に治療するために、組織の表面の皮膚は、通常、約５℃の温度に冷却される。もっとも、他の温度も用いられる。このように、本発明の手法は、切除をしない手法と、小部分手法(fractional technique)の有益な特徴を組み合わせるものである。
【００３４】
本発明が有用でありうる応用例としては、さまざまな疾患の治療および美容の向上があり、特に、セリュライト(cellulite)および皮下脂肪の治療、物理療法、筋肉および関節のための痛みおよび硬直の軽減ならびに脊髄の問題の治療を含む筋肉および骨格の治療、ならびに、手根管症候群（carpel tunnel syndrome）（ＣＴＳ）のような蓄積外傷疾患（ＣＴＤ）、腱炎および滑液包炎、線維筋痛症、リンパ水腫および癌療法、ならびに、皮膚若返り療法がある。皮膚若返り療法としては、たとえば、スキンスムージング(skin smoothing)、しわ(wrinkle)およびしわ(rhytide)の減少、ポアサイズの減少、スキンリフティング(skin lifting)、色合いおよびきめの改善、コラーゲン生成の刺激(stimulation of collagen production)、コラーゲンの収縮、皮膚色素異常（つまり、色素の不均一）の減少、毛細管拡張（つまり、脈管奇形）の減少、皮膚の張り特性の改善（たとえば、弾性、持ち上がり(lifting)、締まり(tightening)の向上）、アクネの治療、肥厚性瘢痕、体臭の軽減、疣およびカルスの除去、乾癬の治療、体毛の減退がある。
【００３５】
本発明は、小部分手技(fractional procedure)および非小部分手技の両方を用いて組織の深部加熱を効果的に行う手段を提供する。小部分手技の場合、以下に説明する実施形態は、一様でない（調整された）温度分布（ＭＴＰ）を生成することができ、この一様でない温度分布には、真皮および皮下組織の深部（通常、５００μｍを超える深さ）、または、表皮および／または真皮の表面近くが含まれる。実施形態によっては、このような分布により、損傷島のパターン（格子）（ＬＩＤ）が形成される。表皮の損傷を防止するために、能動的または受動的な冷却を表皮表面に加えることもできる。
【００３６】
ＭＴＰの生成は、以下のメカニズムによる皮膚の構造およびきめの改善につながる（リストは、他を排除するものではない）。
【００３７】
１．温度上昇にさらされた膠原線維が収縮する結果、皮膚が持ち上がり、引き締まる。
２．真皮および皮下組織における局所領域の凝結の結果、皮膚が持ち上がり、引き締まる。
３．真皮および皮下組織における局所領域の凝結の結果、皮膚のきめが改善される。
４．熱応力および／または熱衝撃に対する治癒反応により、コラーゲンの生成が促進される。
【００３８】
いくつかの他の局所的症状および全身症状もこの技術で治療することができる。
１.セリュライト：真皮／皮下組織の境界における機械的応力の分布を変えることにより、セリュライトの外観を改善できる。
２.アクネ：光学的放射の波長を皮脂による光学的エネルギーの選択的吸収が促進されるように選択することにより、および／または、皮脂腺を選択的に狙うようにパターンを構成することにより、腺を選択的に破壊することができる。
３.肥厚性瘢痕：瘢痕組織に引き締めおよび収縮を誘発することにより、異常な結合組織の普通の結合組織への変換を起こすことができる。
４.臭気の減少：エクリン汗腺を選択的に狙うことにより、エクリン汗を減らすことができ、また、その成分を変えることができる。
５.皮膚表面ではないきめにする：本手法は、器官増大(organ augmentation)（たとえば、唇）に使用することができる。
【００３９】
本発明の一実施形態は、手持ち式の皮膚科学的装置であって、患者の皮膚表面に光学的放射を当てると同時に、その皮膚表面を冷却する機構を取り入れた装置である。放射が、迅速に治療すべき深部の組織に届き、その加熱を開始する一方で、冷却は、冷たい波として伝播し、治療領域の上にある組織を保護し、最大加熱の深さを皮膚のより中へ移動させる。ある実施形態では、冷却波が治療領域のすぐ上の深さまで伝搬できるが、少なくとも、求める治療を行うのに十分なエネルギーが治療領域に送られるまでは、治療領域まで広がらない。装置の冷却機構は、患者の皮膚に放射をあてる前、あてている間、および／または、あてた後に、その患者の皮膚を冷却し、治療領域より上の組織をより効果的に保護し、かつ、照射を受けた組織における最大温度上昇を求める深さまたはその近くにおいて確実に生じさせることができる。これにより、求める深さより上の組織にいかなる損傷も与えずに、または、最小の損傷で、エネルギーがより高く、照射持続時間がより短いパルスを皮膚に加えることも可能になる。放射を加えるのに用いたヘッドは、冷却を行うのに用いることもできる。手持ち式の皮膚科学的装置は、患者の皮膚近くの冷却機構の近傍に取り付けられたセンサーを有することもできる。このようなセンサーは、冷却機構が患者の皮膚にいつ接触したか（または、患者の皮膚にいつ接触しなくなったか）を示すことができ、したがって、使用者に、いつ安全に放射を加え始めることができるかを示すことができる。
【００４０】
図１は、本発明の一実施形態による装置１００を示している。この装置の場合、適当なエネルギー源１からの光学的エネルギー３０が、組織３１（つまり、患者の皮膚）に達する前に、光学デバイス（たとえば、フォーカシング（focusing）デバイス）２、フィルター３、冷却機構４、および接触プレート８を通る。本発明の実施形態によっては、これら構成要素のうちのいくつか、たとえば、光学デバイス２や、単色エネルギー源が用いられているところではフィルター３などは、必ずしもなくてもよい。他の実施形態では、装置が皮膚に接触しないこともある。さらに別の実施形態では、冷却機構４がなく、接触プレートと皮膚との間は受動的にしか冷却されない。
【００４１】
適当な光学的インピーダンス整合用ローション、または、他の適当な物質が、通常、プレート８および組織３１の間に、光学的および熱的接触をよくするために塗布される。組織３１は、図１に示されているように、放射が皮膚表面に加えられる応用例の場合に表皮および真皮となる上部領域５と、前述の例では皮下領域となる下部領域６とに分けられる。領域６は、たとえば、皮下組織であってもよい。
【００４２】
エネルギー３０は、恐らくは、光学デバイス２によるフォーカシング、フィルター３による波長選択、冷却機構４による冷却のうち１つまたは組み合わせとともに、組織３１の選択深さにおいて最大の加熱を行う。この選択深さは、前述したように、領域５および領域６が合わさる部分もしくはその近く、または、下部領域６内であってもよいし、領域５、すなわち、皮下組織内であってもよい。
【００４３】
エネルギー源１は、適当な電磁放射（ＥＭＲ）源であってもよいが、好ましくは、可視光、または、近赤外線領域および赤外線領域のエネルギーを放出する光源である。本発明で用いる光源は、求める波長もしくは求める波長域、または、複数の波長域の光学的エネルギーを生成することができる、コヒーレントな光源であってもよいし、コヒーレントではない光源であってもよい。選ぶ厳密なエネルギー源１、および、厳密なエネルギーは、行う治療の種類、加熱する組織、治療が求められている組織の深さ、および、治療が求められている領域におけるそのエネルギーの吸収の関数でありうる。エネルギー源１は、近赤外放射または可視光放射のようなＥＭＲを、幅広いスペクトルにわたって生成してもよいし、限られたスペクトルで生成してもよいし、または、発光ダイオードまたはレーザが生成するように、単一波長で生成してもよい。一定の場合には、スペクトルの幅が狭い光源が好ましいことがある。これは、エネルギー源によって生成された波長が、特定の種類の組織に向けられることがあるからであり、また、選択深さに達するように適合させることがあるからである。他の実施形態では、幅広いスペクトルの光源が好ましいことがあり、たとえば、組織にあてる波長が、応用例により、たとえば異なるフィルターを用いて変えることがあるシステムにおいて好ましいことがある。音響、ＲＦまたは他のＥＭＦ源もまた適する応用例で利用されうる。
【００４４】
たとえば、ＵＶ、紫、青、緑、黄色の光または赤外放射（たとえば、約２９０〜６００ｎｍ、１４００〜３０００ｎｍ）を表面近くにある対象、たとえば、脈管および色素の病変、細かい皺、皮膚のきめおよび毛穴などの治療に用いることができる。青色、緑色、黄色、赤色、および、約４５０から約１３００ｎｍの範囲の近赤外線は、皮膚より約１ｍｍ下までの深さにある対象の治療に用いることができる。約８００から約１４００ｎｍ、約１５００から約１８００ｎｍの範囲、または、約２０５０ｎｍから約２３５０ｎｍの範囲の近赤外線は、より深い対象（たとえば、皮膚表面の下約３ｍｍまで）の治療に用いることができる。以下の表は、様々な美容上および医療上の症状を治療するのに適すると思われる電磁エネルギーの波長の例を示している。
【００４５】
【表１】
【００４６】
エネルギー源１は、多種多様なコヒーレント光源であってもよく、固体レーザ、色素レーザ、ダイオードレーザ、ファイバーレーザ、または、他のコヒーレント光源であってもよい。たとえば、エネルギー源１は、放射ランプ(radiant lamp)、ハロゲンランプ、白熱電球、アークランプ、蛍光灯、発光ダイオード、レーザ（ダイオードレーザおよびファイバーレーザを含む）、太陽、その他の適当な光学的エネルギー源であってもよい。別の例としては、エネルギー源１は、ネオジウム（Ｎｄ）レーザ、たとえば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザなどであってもよい。さらに、複数の異なるまたは同一のエネルギー源を用いることがあってもよい。たとえば、複数のレーザ光源を使用してもよく、これらのレーザ光源は、同一の波長を有する光学的エネルギーを生成してもよいし、異なる波長を有する光学的エネルギーを生成してもよい。別の例としては、複数のランプ光源を用いてもよく、そして、これらのランプ光源は、同一の波長帯域または異なる波長帯域を与えるようにフィルターがかけられることがあってもよい。さらに、異なる種類の光源が同じ装置の中に含められることがあってもよく、たとえば、レーザとランプの両方を組み合わせてもよい。
【００４７】
この例示的な実施形態では、エネルギー源１が、波長が約１０６４ｎｍの放射を生成するネオジウム（Ｎｄ）レーザを備えている。このようなレーザは、たとえばこの実施形態では、ネオジウムＹＡＧレーザロッド（Ｎｄ+3イオンでドープされたＹＡＧ母体結晶）であるレーザ媒体と、そのレーザロッドに連結され、レーザ放射を生成するための光キャビティーを形成する関連光学系（たとえば、ミラー）とを有する。他の実施形態では、クロム（Ｃｒ）、イッテルビウム（Ｙｔ）もしくはダイオードレーザなどの他のレーザ光源、または、広帯域光源、たとえばランプを治療用放射生成に利用することができる。
【００４８】
レーザおよび他のコヒーレント光源を用いて、１００から１００，０００ｎｍの範囲内の波長をカバーすることができる。コヒーレントエネルギー光源の例は、固体レーザ、色素レーザ、ファイバーレーザ、およびその他の種類のレーザである。たとえば、ランプまたはダイオードでポンピングを行う固体レーザを用いることができる。このようなレーザで生成される波長は、４００から３，５００ｎｍの範囲であることがある。この範囲は、非線形周波数変換を利用して、１００から２０，０００ｎｍに広げることができる。固体レーザは、最も融通がきくものであり、パルス幅の範囲がフェムト秒から連続波まである。
【００４９】
コヒーレント光源の別の例は、非コヒーレントポンピングまたはコヒーレントポンピングによる色素レーザであり、このレーザは、波長調整可能な光を放出する。色素レーザは、液体または固体マトリックスのいずれかに溶かした色素を利用することができる。典型的な調整可能波長帯域は、４００から１，２００ｎｍ、および、約０．１から１０ｎｍのレーザ帯域に及ぶ。種類の異なる色素を混ぜると、複数の波長を放出させることができる。色素レーザの変換効率は、非コヒーレントポンピングの場合に約０．１から１％であり、コヒーレントポンピングでは約８０％までになる。
【００５０】
コヒーレントな光源の他の例は、ファイバーレーザである。ファイバーレーザは、コアがドープされているまたはドープされていない（ラマンレーザ）、コヒーレントまたは非コヒーレントなポンピングによる能動導波路である。希土類金属イオンをドーピングの材料として用いることができる。コアおよびクラッド材料は、石英、ガラスまたはセラミックであってもよい。コア直径は、数ミクロンから数百ミクロンであってもよい。ポンピング用の光は、コアファセット(core facet)を介して、または、クラッドを介してコアに入力できる。このようなファイバーレーザの光変換効率は、約８０％までになることがあり、波長の範囲は、約１，１００から３，０００ｎｍでありうる。異なる希土類イオンを組み合わせると、さらに別のラマン変換を行って、または、行わずに、異なる波長を同時に生成することができ、このことは治療の結果の利益となりうる。この範囲は、二次高調波生成（ＳＨＧ）またはファイバーレーザ出力部に光学的に接続された光パラメトリック発振器（ＯＰＯ）の支援で広げることができる。ファイバーレーザは、束に組み合わせることができるし、または、単一ファイバーレーザとして使用することもできる。
【００５１】
ダイオードレーザは、４００から１００，０００ｎｍの範囲で使用することができる。多くの光皮膚科学的応用例では、高出力光源が必要であり、以下に説明するダイオードレーザバーを用いた構成は、約１０から１００Ｗで、長さ１ｃｍのｃｗダイオードレーザバーを基礎とすることができる。なお、ダイオードレーザバーとともに用いる場合について説明した構成において、他の光源（たとえば、ＬＥＤやマイクロレーザ）も、光学的サブシステムおよび機械的サブシステムに適当な変更を加えて、代わりに用いることができる。
【００５２】
他の種類のレーザ（たとえば、ガスレーザ、エキシマレーザ等）を使用することもできる。
【００５３】
ＥＭＲのさまざまな非コヒーレント光源（たとえば、アークランプ、白熱電球、ハロゲンランプ、電球）を本発明でエネルギー源１として使用することができる。たとえば、中空陰極ランプ（ＨＣＬ）および無電極放電ランプ（ＥＤＬ）など、いくつかの単色ランプを利用できる。ＨＣＬおよびＥＤＬは、化学要素からの輝線を生成することができる。たとえば、ナトリウムは、５５０ｎｍにおける明るい黄色い光を放出する。
【００５４】
リニアアークランプ（Linear arc lamps）は、パルス状の放電によって過熱された希ガスのプラズマを光源として使用する。一般に使用されるガスは、キセノン、クリプトン、および、いろいろな比率でのこれらの混合物である。充填圧力は、数トールから数千トール（１トール＝１．３３×１０2パスカル）であってもよい。このリニアフラッシュランプのためのランプ封体部(lamp envelope)は、溶融石英、ドープ石英もしくはガラス、または、サファイアであってもよい。発光帯域幅は、透明な封体部の場合、約１８０〜２，５００ｎｍであり、ランプ封体部内のドーパントイオン、ランプ封体部の誘電体コーティング、吸収フィルター、蛍光変換機能材（fluorescent converter）を適切に選ぶことにより、または、これらのアプローチを適当に組み合わせることにより、変えることができる。
【００５５】
実施形態によっては、キセノンを充填したリニアフラッシュランプであって、ＢＫ７ガラスから作られた台形の集光装置を備えたものが使用されてもよい。以下のいくつかの実施形態に記載するように、光学系の遠位端は、たとえば、集光装置の出力面に取り付けられたマイクロプリズムのアレイであってもよい。このようなランプによって生成されたＥＭＲのスペクトル範囲は、約３００〜２００ｎｍでありうる。
【００５６】
白熱電球は、最も一般的な光源の一つであり、フィラメントの温度が約２，５００℃のときに、３００〜４，０００ｎｍの発光帯域を有する。出力された発光は、対象に、反射板および／または集光装置を用いて集中させることができる。
【００５７】
ハロゲン・タングステンランプは、ハロゲンサイクルを利用して、ランプの寿命を延ばし、（約３，５００℃まで）フィラメント温度を上げてランプを使用できるようにしており、これによって光出力を大いに改善している。このようなランプの発光帯域は、約３００から３，０００ｎｍの範囲である。
【００５８】
２９０〜２，０００ｎｍの範囲の光を放出する発光ダイオード（ＬＥＤ）は、ダイオードレーザで直接得られない波長をカバーするのに用いることができる。
【００５９】
光学デバイス２がフォーカシングデバイスである場合、このフォーカシングデバイスは、エネルギー源１からきたエネルギー３０の少なくとも一部を組織３１へ、特に、組織３１の選択深さに集束させることができる任意の適当な装置であってもよい。たとえば、装置２としては、ミラー、プリズム、反射板、フレネルレンズ、コリメーティングレンズまたはフォーカシングレンズのようなレンズ、回折格子、または他の光学デバイスがありうる。装置２はまた、上述した装置を複数含む、つまり、上述した装置の配列を含むこともある。
【００６０】
フィルター３は、エネルギー源１から一定の波長、または、一定の波長帯域を選択することができる、または、少なくとも部分的に選択することができる任意の適当なフィルターであってもよい。一定の実施形態では、波長の特定の組をフィルター３によって遮断してもよい。好ましい波長帯域における利用可能なエネルギーを増やすために、エネルギー源１からのエネルギーにおいて好ましくない波長を公知の方法で波長シフトさせることも可能である。したがって、フィルター３は、電磁放射の一定の波長を吸収、反射または変えるように設計された素子を含んでいてもよい。たとえば、フィルター３は、周囲の組織によって吸収される一定の種類の波長を除去するように使用されてもよい。たとえば、真皮、皮下組織および表皮の組織は、人体の他の部分のほとんどがそうであるように、主に水から構成されている。水分子を励起する波長を選択的に除去するフィルターを使用することにより、これらの波長の体による吸収が著しく軽減され、これらの分子が光を吸収することにより生成される熱量を下げることになるであろう。よって、水を主材料とするフィルターに放射を通すことで、水分子を励起しうる放射の周波数がその水フィルターに吸収され、組織３１へ伝達され伝えらなくなる。このように、水を主材料とするフィルターは、治療領域より上で組織に吸収され、熱に変換される放射の量を減らすことに使用することができる。他の治療の場合、水による放射の吸収は、治療を行うのに望ましかったり、必要であったりすることがある。
【００６１】
図１は、組織３１の表面近傍にある冷却機構４を示している。冷却機構４は、組織３１の温度を下げられる任意の適当な冷却機構であってもよい。熱エネルギー３２は、組織３１から接触プレート８を介して冷却機構４へ吸い込まれてもよい。冷却機構４は、たとえば、接触プレート８の上に吹き付けられる空気もしくは他の適当なガスであってもよいし、冷却水もしくは冷却油または他の流体であってもよい。これらの物質を混合したもの、たとえば油と水の混合物なども考えられる。冷却機構４は、任意の適当な構成であってもよく、たとえば、空気もしくは他のガスまたは液体にプレート８を横切らせるための平板、一連の導管、シーシングブランケット（sheathing blanket）、または、一連の流路であってもよい。たとえば、一実施形態では、冷却機構４が水冷式接触プレートであってもよい。別の実施形態では、冷却機構４が冷却液または冷凍液（refrigerant fluid）（たとえば、冷凍剤（cryogen））を搬送する一連の流路であり、この流路が組織３１またはプレート８と接触していてもよい。さらに別の実施形態では、冷却機構４が、組織３１の表面を横切る水または冷凍液（たとえば、Ｒ１３４Ａ）の噴霧、冷却した空気の噴霧、または、空気流であってもよい。他の実施形態では、冷却を化学反応（たとえば吸熱反応）、または、ペルチェ冷却のような電子冷却によって行うことができる。さらに別の実施形態では、冷却機構４が２種類以上の冷却剤または冷却機構４を有してもよく、および／または、たとえば組織が、たとえば極低温の噴霧または他の適当な噴霧によって受動的にまたは直接的に冷却される実施形態では接触プレート８がなくてもよい。たとえば温度をモニターするために、または、組織３１に必要な冷却の程度を確認ために、センサーまたは他のモニター用デバイスを冷却機構４に埋め込み、手動または電子的に制御してもよい。
【００６２】
一定の場合、組織３１の表面温度をその通常の温度に保つために冷却機構４を使用してもよく、この通常の温度は、加熱している組織の種類にもよるが、たとえば３７℃または３２℃であってもよい。他の実施形態では、冷却機構４が、組織３１の表面温度をその種の組織の通常の温度より低い温度に下げるのに使用されることがある。たとえば、冷却機構４は、組織３１の表面温度を、たとえば２５℃から−５℃の範囲に下げることが可能であってもよい。
【００６３】
本発明の実施形態によっては、図１に示されているように、エネルギー源１からのエネルギー３０が冷却機構４を通過してもよい。この種の構成では、冷却機構４がエネルギー３０の少なくとも一部を通すことができる材料、たとえば、空気、水または他のガスもしくは流体、ガラスまたは透明なプラスチックから作られていてもよい。他の実施形態では、冷却機構４が一連の個別の流路から形成されていて、エネルギー３０がこれらの流路の間を通ってもよい。本発明の他の実施形態では、エネルギー３０が冷却機構４に通されなくてもよい。
【００６４】
接触プレート８は、適当な熱伝導材から作られていてもよく、また、プレートが組織３１に接触するところでは、組織と光学的によく整合している材料から作られていてもよい。サファイアは、プレート８に適する材料の例である。実施形態によっては、たとえば、接触プレート８が高い熱伝導率を有し、冷却機構４によって組織の表面を冷却可能にしていてもよい。他の実施形態では、接触プレート８が冷却機構４と一体の部分であってもよいし、接触プレート８がなくてもよい。接触プレート８は、本発明の実施形態によっては、変形可能または粘弾性の材料から作られてもよく、たとえば、ビドロゲルのようなゲルから作られてもよい。他の実施形態では、接触プレート８がガラス、サファイアのような結晶、または、プラスチックなどの固形材料から作られていてもよい。本発明の実施形態によっては、図１に示されているように、エネルギー源１からのエネルギー３０、または、その一部が接触プレート８を通過してもよい。これらの構成では、接触プレート８がエネルギー３０の少なくとも一部分を通すことができる材料、たとえば、ガラス、サファイアまたは透明なプラスチックから作られていてもよく、あるいは、接触プレート８は、エネルギー３０の少なくとも一部が通過できるように、たとえば、接触プレート８内の一連の穴部、通路、レンズ等を介して、接触プレート８を通過できるように作られていてもよい。
【００６５】
本発明の実施形態によっては、エネルギー源１、光学デバイス２、および／または、フィルター３にも冷却機構が必要なことがある。この冷却機構は、図１において矢印３２によって示されているように、接触プレート８を介して組織３１を冷却する冷却機構４と同じものであってもよいし、同じものでなくてもよい。たとえば、図１に示されている実施形態において、冷却機構４から別個独立に示されている冷却機構７は、フィルター３および／または光学デバイス２を冷却するために使用されている。冷却機構７の構造は、装置を組み立てるのに使用した構成要素の相関的要素であってもよい。図１では、冷却機構７および冷却機構４が別々のシステムとして図示されている。しかしながら、他の実施形態では、冷却機構７および冷却機構４が同じシステムの一部であってもよいし、一方または両方がなくてもよい。冷却機構７は、空気、水、または油のような、当該技術において公知である任意の適する冷却機構であってもよい。油と水を混ぜたもののように、これらの物質の混合物も考えられる。構成要素の冷却は、対流または伝導による冷却で行われてもよい。
【００６６】
エネルギー源１、光学デバイス２、フィルター３、冷却機構４、および冷却機構７の１つ以上が電子制御されてもよい。たとえば、冷却機構４または接触プレート８に埋め込まれたセンサーが、組織３１に届くエネルギー量を決定してもよいし、応用例によっては、エネルギー源１にエネルギーをより多くもしくはより少なく生成することを命令してもよいし、または、冷却機構４に冷却を強めたり、弱めたりすることを命令してもよい。他のセンサーおよび同様のものが、ここに例示した構成要素のいずれに組み込まれてもよい。制御は、たとえば、電子的に予めプログラムされてもよいし、手動で操作されてもよい。
【００６７】
図２は、本発明のこの実施形態による手持ち式皮膚科学的装置２００の側面断面図である。図２は、手持ち式皮膚科学的装置２００の一実施形態における部品のほとんどを図示している。一方で、図１５は、本発明の一実施形態による、全てが揃っている手持ち式皮膚科学的装置２００であって、ハウジング３００に入っているものの側面図である。図３から図１４までは、図２の手持ち式皮膚科学的装置２００のいろいろな角度からの図であり、これらの図は、異なる組み立て段階における手持ち式皮膚科学的装置２００の実施形態を図示している。つまり、図３から図１４は、全ての部品がそのハウジング３００の中に入っている手持ち式皮膚科学的装置２００の全体を描いているのではない。
【００６８】
図２から図１５の実施形態では、手持ち式皮膚科学的装置２００が、図１について前述した特徴の多くを有する。図２を参照すると、装置２００はエネルギー源２０２を備えており、このエネルギー源２０２は、求める治療領域の深さにおいて組織内を加熱する波長の光学的エネルギーを生成することができるあらゆる適切な光学エネルギー源であってもよい。図２の実施形態では、エネルギー源２０２が、たとえばタングステン・ハロゲンランプである。エネルギー源２０２の上に囲むように配置されているのは、反射器２０６である。反射器２０６は、エネルギー源２０２からのエネルギーを皮膚接触プレート２１０の方へ（たとえば、下方へ）反射する役割を果たす。本発明の他の実施形態では、このような反射器２０６は使用されない。図２、図８および図９の実施形態では、反射器２０６がほぼ半円形断面であり（図８、図９）、また、長手方向に円筒形となっている（図２）。反射器２０６は、たとえば金属のように、放射を反射することが知られているあらゆる材料から作ることができる。好ましくは、反射器２０６の表面は金であるが、銀または銅を含むあらゆる高反射性金属を用いることができる。
【００６９】
図２の実施形態におけるエネルギー源２０２および皮膚接触プレート２１０の間に配置されているのは、光学デバイス２０４および／またはフィルター（不図示）である。光学デバイス２０４は、装置２００の下に配置された組織、特に、組織の選択深さに、エネルギー源２０２からのエネルギーの少なくとも一部を集中させるためのフォーカシングデバイスであってもよい。光学デバイス２０４はまた導波路であり、好ましくは石英ガラスから作られていてもよい。フィルターは、使用されている場合には、エネルギー源２０２から一定の波長または波長帯域を選択することができる、または、少なくとも部分的に選択することができる、あらゆる適当なフィルターであってもよい。光学デバイス２０４およびフィルターは、使用されている場合には、図１の実施形態について前述したのと同じ光学デバイスおよびフィルターであってもよい。
【００７０】
図２から図１５の実施形態において、手持ち式装置２００は、患者の皮膚または組織にあてるために遠位先端部に配置された冷却機構２０８を含む。このような冷却機構２０８は、患者の皮膚に接触する接触プレート２１０と、接触プレート２１０を保持するジャケット部２１２とを含んでいてもよい。接触プレート２１０は、前述したもののような、適当な熱伝導材から作ることができる。接触プレート２１０は、患者の皮膚を照射するために、エネルギー源２０２からの放射を通過させることができる。他の実施形態では、装置２００内の接触プレート２１０の内部に組み込まれた、または、接触プレート２１０の上もしくは下に配置されたマスク、スクリーンまたは遮蔽部（不図示）により、患者の皮膚に達する放射の一部を遮蔽し、これにより、患者の皮膚に選択された治療領域を形成できる。さらに別の実施形態では、集束装置（たとえば、レンズ、プリズム）のアレイを装置２００内の接触プレート２１０の内部に組み込み、または、接触プレート２１０の上もしくは下に配置し、皮膚の一定の場所に放射を集束または分散させ、これにより、患者の皮膚に選択された治療領域を形成することができる。（このような方法および装置のこれ以上の説明は、２００６年２月１４日に発行され、Palomar Medical Technologies, Inc.に譲渡された米国特許第６，９９７，９２３号に開示されている。米国特許第６，９９７，９２３号は、参照することにより、ここに組み込まれる。）
【００７１】
ある実施形態では、接触プレート２１０がサファイアから作られている。冷却機構２０８は、接触プレート２１０を保持するために、装置２００の先端部に配置されたジャケット部２１２をさらに備えることができる。ある実施形態では、このジャケット部２１２が、接触プレート２１０の周りに配置された金属製構造体であることもある。ジャケット部２１２は、放射がそのジャケット部２１２を通過できるように、その中央部に開口部を有してもよい。図２から図１５の実施形態では、ジャケット部２１２は、水、空気または油などの冷却剤が入るように構成されており、この冷却剤は、ジャケット部２１２内部を循環して、ジャケット部２１２および接触プレート２１０から熱を取り除くことができる。図２から図１５の装置２００は、ジャケット部２１２に冷却剤を供給するための冷却用マニホールド２１４をも有する。あるいは、光学デバイス２０４は導波路であり、導波路の一端が接触面２１０となるように、この導波路がジャケット部２１２を通っていてもよい。使用時には、接触プレート２１０が、患者の組織における対象治療領域を画定する。
【００７２】
手持ち式装置２００は、接触プレート２１０がいつ患者の皮膚に接触したかを示す検出機構２２０を備えることできる。検出機構２２０は、接触フレーム２２２、プッシュロッド２２４およびセンサー２２６を備えている。センサー２２６は、たとえば、マイクロスイッチであってもよい。図２から図１５は、患者の皮膚に対する冷却機構の接触を検出する検出機構２２０を組み込んだ本発明の実施形態を図示している。検出機構２２０は、冷却機構の近傍、かつ、患者の皮膚の近くに取り付けられている。このような検出機構２２０は、いつ冷却機構が患者の皮膚に接触するか、および／または、いつ冷却機構が患者の皮膚に接触しなくなるかを示すことができる。このような検出機構２２０はまた、ある実施形態では、図１の装置１００の中に組み込むことができる。
【００７３】
接触フレーム２２２は、図１０および図１１の実施形態に示されているように、長方形断面をしていてもよい。他の実施形態において、接触フレーム２２２は、正方形もしくは円形の断面、または、任意の他の好ましい形状をしていてもよい。図１０および図１１に示されているように、接触フレーム２２２は、そのフレーム２２２の内側部分が開口するようにフレームとして成形することができる。したがって、エネルギー源２０２からの放射は、接触フレーム２２２の内側部分を通して患者の皮膚にあてることができる。この接触フレーム２２２は、金属、プラスチック、または、任意の適当な他の材料から作ることができる。
【００７４】
センサー２２６は、接触面２１０がいつ患者の皮膚に触れたかを検出する装置である。より具体的には、センサー２２６は、いつ接触フレーム２２２が冷却機構２０８の接触面２１０に触れたかを検出するものであり、これは、接触面２１０が患者の皮膚と接触していることを示す。センサー２２６は、あらゆる機械的、光学的、電気‐光学的、または、接触面２１０が患者の皮膚に接触したことを示す他のセンサーであってもよい。一実施形態において、センサー２２６は、マイクロスイッチであってもよい。センサー２２６は、接触面２１０が接触フレーム２２２に接触したときに起動されるように較正されてもよい。
【００７５】
図２から図１５の実施形態において、プッシュロッド２２４は、接触フレーム２２２をセンサー２２６に動作可能に連結する。この例示的な実施形態では、２つのプッシュロッド２２４が接触フレーム２２２に連結されている。この実施形態では、両方のプッシュロッド２２４が接触フレーム２２２の一方の側に連結している。他の実施形態では、プッシュロッド２２４が接触フレーム２２２の異なる側面に配置されてもよい。他の実施形態では、１本のプッシュロッド２２４のみを使用することもできる。さらに別の実施形態では、３つ以上のプッシュロッド２２４を使用することもできる。図２から図１５の実施形態では、接触フレーム２２２が冷却機構２０８の接触面２１０に接触したときに、プッシュロッド２２４がセンサー２２６に接触し、センサーを起動させる。
【００７６】
接触機構２２０の接触フレーム２２２、プッシュロッド２２４、および、センサー２２６は、装置２００に動作可能に接続されてもよい。図２から図１５の例示的な実施形態では、たとえば、接触フレーム２２２がプッシュロッド２２４に連結されており、次にブッシュロッド２２４は、さらにハウジング３００およびリンク機構（不図示）を介して装置２００の下側部分に連結されている。このような１つのリンク機構または複数のリンク機構は、プッシュロッド２２４を、そしてそれゆえに接触フレーム２２２をも、装置２００に固定し、その一方で、プッシュロッド２２４および接触フレーム２２２が装置２００に対して上下に移動できるようにする。図３、図４および図１５に矢先が二重になっている矢印によって示されているように、接触フレーム２２２は、接触プレート２１０に対して上下に移動することができる。センサー２２６は、ある実施形態では、装置２００のハウジング３００に動かないように取り付けることができる。別の実施形態において、センサー２２６は、接触フレーム２２２または接触プレート２１０に動かないように取り付けることにより、接触フレーム２２２および接触プレート２１０の間に配置することができる。この実施形態では、接触プレート２１０が接触フレーム２２２と接触したときにセンサー２２６が起動する。接触機構２２０は、実施形態によっては、バネ、または、接触フレーム２２２に冷却機構２０８の接触プレート２１０から遠ざかる方に力をかける他のデバイスをさらに備えていてもよい。
【００７７】
本発明の別の実施形態では、センサー２２６がフィードバックを使用者に与えて、冷却プレート２１０が患者の皮膚と接触していること、または、このような接触がないことを示すことができる。ある実施形態では、センサー２２６が、手持ち式装置２００に出力部を有することができる。たとえば、手持ち式装置２００は、接触プレート２１０が患者の皮膚といつ接触しているかを示す、発光体のような視覚的な表示部を備えることができる。たとえば、発光体が付いていれば、このことは、接触プレート２１０が患者の皮膚と接触していることを示すことであってもよく、発光体が付いていなければ、このことは、接触プレート２１０が患者の皮膚と接触していないこと示すことであってもよい。手持ち式装置２００は、他の実施形態では、スピーカーまたは他のオーディオデバイスを備え、接触プレート２１０が患者の皮膚と接触していることを使用者に伝えてもよい。オーディオデバイスは、ある実施形態では、音を出して、皮膚との接触を示すことができる。さらに、オーディオデバイスは、音を出して、冷却プレート２１０の皮膚との接触が終わったことを示すこともできる。他の実施形態では、オーディオデバイスが、接触プレート２１０が患者の皮膚と接触している間中、連続音を出してもよい。たとえば、皮膚との接触が中断したら、音が終わることがあってもよい。他の実施形態では、感触によるフィードバックを使用者に与えてもよく、たとえば、手持ち式装置２００が、接触プレート２１０が患者の皮膚と接触しているときに振動することがあってもよい。
【００７８】
別の実施形態では、検出機構２２０のセンサー２２６を（コネクタ２１６の）ケーブルによって（不図示の）コントロールユニットに電気的または光学的に接続することができる。たとえば図２は、一端においてセンサー２２６に接続されているワイヤー２３０、つまり、コードを描いている。このワイヤー２３０の他端は、コネクタ２１６によってコントロールユニットに接続することができる。これにより、視覚的および／または音響的および／または感触による表示部であって、前述したものと同様のものをコントロールユニットに作り、冷却機構２０８が患者の皮膚に接触していること（または接触していないこと）を示すことができる。
【００７９】
ある実施形態では、図２から図１５の手持ち式装置２００が接続部２１６（図３、図４）を備えている。この接続部２１６は、制御信号によって手持ち式装置２００と通信をすることができるコントロールユニットまたはベースユニット（不図示）に、装置２００を導管コード(umbilical cord)またはケーブルによって接続するためのものである。コントロールユニットは、たとえば、冷却機構２０８のための冷却剤の供給部を備えていてもよい。たとえば、図２は、ジャケット部２１２を導管コードのための接続部２１６に接続している冷却用マニホールド２１４を描いている。別の実施形態では、コントロールユニットが、手持ち式装置２００内のエネルギー源２０２のための電力調整部(power settings)等を備えることができる。さらに、コントロールユニットは、マイクロコンピューターおよび／またはコントローラを備え、以下により詳細に説明するように、本発明の特定の機能部を制御することができる。コントロールユニットを手持ち式装置２００の接続部２１６に接続しているケーブルは、冷却剤用の供給管と、手持ち式装置２００の制御および電力用のワイヤーを備えていてもよい。他の実施形態では、このような接続部２１６は使われないかもしれない。
【００８０】
本発明の別の実施形態は、手持ち式装置２００のための空冷機構および方法である。図２から図１５、より具体的には図１０および図１１を参照すると、空冷機構の一例は、送風機２４０およびマニホールド２４２を備えている。ある実施形態では、送風機２４０が電動送風機であり、コントロールユニットからのケーブルによって動力を供給されていることがある。さらに、実施形態によっては、送風機のパワー（つまり、スピード）は、コントロールユニットで制御することができる。あらゆる種類の送風機２４０を本発明の範囲内で用いることができる。図２から図１５の実施形態では、送風機２４０が、手持ち式装置２００のハウジング３００の内部に取り付けることができるよう、十分に小型である。
【００８１】
図２から図１５の実施形態では、マニホールド２４２が、手持ち装置２００内の冷却を必要とするものを取り囲んでいる。たとえば、エネルギー源２０２および反射器２０６は、冷却を必要とすることがある。さらに、装置２００内の非常に多くの他の部品、たとえば、光学デバイス２０４、電極および／または装置２００内の他の反射面などが冷却を必要とするであろう。マニホールド２４２は、これらの領域を冷却するように構成することができる。
【００８２】
図２から図１５の実施形態では、マニホールド２４２が複数のフィン２４４を備えている。これらのフィン２４４により、マニホールド２４２の冷却表面積が増大し、これにより、装置２００の冷却能力が増大する。マニホールド２４２は、金属またはあらゆる他の適する材料から作ることができる。フィン２４４に加えて、または、フィン２４４に替えて、マニホールド２４２は、装置２００からの熱の除去を促進する、異なる種類の一つ以上のラジエーターを備えていてもよい。マニホールド２４２はまた、冷却する必要があるいずれかの構造体の近くから延びているフィン２４４またはラジエーターを備えていてもよい。フィン２４４は、図１０および図１１に示すように上方を含め、いかなる方向にも延びることができる。
【００８３】
送風機２４０は、マニホールド２４２に空気を吹き通し、マニホールド２４２から熱を除去し、装置２００を冷たい状態に維持する。サイズが十分小さく、パワーが十分に大きい送風機２４０を組み込むことにより、このような冷却機構は、サイズを犠牲にすることなく、経済的な方法で、手持ち式装置２００から熱を効率的に取り除くことができる。
【００８４】
図２から図１５に描かれている発明の実施形態は、エネルギー源２０２および反射器２０６について空冷を使用しており、患者の皮膚に接触させる冷却機構２０８については、水冷を使用している。他の実施形態では、空冷を冷却機構２０８についても使用することができる。さらに、このような実施形態では、冷却機構２０８がマニホールド２４２の一部であってもよい。
【００８５】
ハロゲンランプをエネルギー源２０２として用いた場合、１つ以上の小さくて安い送風機による空冷が、装置のハロゲンランプおよび反射器にとって十分である程、温度の変化が大きい。一般に、皮膚の表面は、はるかに低い温度に冷やすことが必要であるので、接触プレート２１０（または冷却機構２０８）を冷却剤で冷やすこと、たとえば冷やした流体またはガスなどで冷やすことがやはり好ましい。小さい送風機を用いてランプを冷やすと、コントロールユニットから手持ち式装置２００に来る冷却剤の量が減る。これにより、冷却剤を運ぶのに必要な導管コードの大きさが小さくなり、冷却剤を冷やすのに必要な冷却装置の大きさおよびコストも下がる。
【００８６】
手術中、使用者は、装置２００を患者の皮膚にあてる。使用者は、治療しようとする患者の皮膚の丁度その領域のあたりに接触フレーム２２２の位置を合わせる。次に、術者は、手持ち式装置２００を下へ（つまり、皮膚表面の方へ）押し、プッシュロッド２２４が手持ち式装置２００内で上へ延びるようにし、皮膚接触プレート２１０を皮膚表面と接触させる。使用者が手持ち式装置２００を押し下げる、または、皮膚の方へ押すと、装置２００の接触プレート２１０が接触フレーム２２２および皮膚に近づく。換言すれば、使用者が手持ち式装置２００を押し下げるにつれ、接触フレーム２２２は患者の皮膚に押し付けられ、プッシュロッド２２４は、接触プレート２１０が接触フレーム２２２および皮膚に向けて押されるにつれ、ハウジング３００の中へと移動する。皮膚接触プレート２１０が皮膚表面と接触していると、プッシュロッド２２４がセンサー２２６を起動し、これにより、このように接触していることがコントロールユニットに対して、および／または、手持ち式装置の使用者に対して示される。
【００８７】
最終的に、接触フレーム２２２が接触プレート２１０と接触するようになると、プッシュロッド２２４がセンサー２２６と接触して、センサー２２６を起動し、接触プレート２１０が患者の皮膚と接触していることを知らせる。接触プレート２１０は冷却されているので、センサー２２６の起動は、皮膚を冷やし始めたことを表す。前述の説明および図２から図１５は、検出機構２２０の一実施形態を表している。他の検出機構もまたは、本発明の範囲内で使用することができる。
【００８８】
検出機構２２０の使用は、手持ち式装置２００の使用者の助けとなる。たとえば、使用者が、放射をあてる前に患者の皮膚を冷やしたい場合、検出機構２２０は、手持ち式装置の使用者が、いつ装置２００の冷却機構２０８が患者の皮膚と接触したかを確認するのを助ける。これは、実際には接触していないときに、冷却プレート２１０が患者の皮膚と接触していると使用者が誤って信じることを防ぐ。よって、この実施形態では、検出機構２２０が装置２００にとっての安全機能となりうる。
【００８９】
使用者が、接触プレート２１０が皮膚と接触していることを示すフィードバックを受け取ると、使用者は、装置２００を出力（fire）させ、皮膚を照射することができる。予冷却が求められている場合、皮膚と接触していること示すセンサー２２６からのフィードバックは、予冷却時間では異なっていてもよく、また、変化して、放射をあて始めてもよいことを術者に知らせることがあってもよい。たとえば、フィードバックは、装置２００が皮膚を予冷却している間は不連続音（beeping sound）を出し、使用者が装置２００を出力させて、皮膚に照射しても安全であるときは、連続音（continuous tone）を出すことがあってもよい。ある実施形態では、装置２００が、予冷却時間に達するまで使用者が出力させるのを防止してもよく、また、皮膚との接触が中断した場合に、装置２００は、そのサイクルを初めから終わりまでやり直してもよい。他の実施形態では、装置２００の出力時間が予め設定されており、使用者が出力を開始したら、装置２００が、その予め設定された時間の間、皮膚に照射するようになっている。他の実施形態では、皮膚表面との接触が中断したら、装置２００が放射を中止する。他の実施形態では、装置が、放射後の冷却時間を示すために、放射後に使用者にフィードバックを与える。
【００９０】
図１６は本発明の一実施形態によるフローチャートであり、装置２００およびコントロールユニットが術中にどのように動作して、患者の皮膚に照射する点で使用者を支援できるかを図示している。図１６に示されている最初の３つのステップは、使用者によって実行されるステップであってもよい。残りのステップは、図１６の実施形態では、装置２００およびコントロールユニットによって自動的に実行されてもよい。他の実施形態では、ステップの一部を自動化してもよく、その他を使用者が実行することがあってもよい。最初に、ブロック１６０１および１６０２では、前述したように、使用者が手技を開始し、接触フレーム２２２の位置を患者の皮膚における対象領域の周りに合わせる。次に使用者は、接触プレート２１０が皮膚を冷却するために皮膚に接触したことをセンサー２２６が示すまで、（ブロック１６０３において）装置２００を患者の皮膚に押し付ける。ブロック１６０４において、装置は、接触プレート２１０が皮膚に接触しているかどうかを決定する。センサー２２６が、接触プレート２１０が患者の皮膚に触れていることを示す場合、（ブロック１６０５において）そのような接触が存在することを示す表示が使用者に送られる。装置２００またはコントロールユニットがそのような表示を行わなかった場合、ある実施形態では、使用者がその処理を再び始めなければならない。
【００９１】
ある実施形態では、図１６のブロック１６０６で図示されているように、コントロールユニットおよび／または手持ち式装置２００をプリセット冷却時間付きで構成することができる。このプリセット冷却時間は、放射を出力する前に、冷却機構が患者の皮膚に接触している間、装置２００が待機する（または待機しなければならない）時間の長さである。このようなプリセット冷却時間は、安全機構として、および／または、治療を自動化する方法として用いることができる。
【００９２】
実施形態によっては、図１６のブロック１６０７において図示されているように、コントロールユニットおよび／または手持ち式装置２００をエネルギー源２０２のプリセット出力時間(preset firing time)付きで構成することができる。このプリセット出力時間は、患者の皮膚を照射するためにエネルギー源２０２が出力を行う時間の長さである。あるいは、このプリセット出力時間は、エネルギー源２０２の出力周期もしくはパルスの数、または、放射の出力周期の数およびパルス長の何らかの組み合わせであってもよい。このようなプリセット出力時間は、安全機構として、および／または、治療を自動化する方法として利用することができる。さらに、プリセット冷却時間およびプリセット出力時間の使用の組み合わせは、自動工程を作るのに使用することができる。異なる治療について、異なるプリセット冷却時間およびプリセット出力時間を用いることができる。
【００９３】
本発明の別の実施形態では、図１６にブロック１６０８において図示されているように、治療中に、いつ冷却プレート２２２が皮膚と接触しなくなったかをセンサー２２６が特定することができる。図１６のブロック１６０９において示されているように、冷却機構２０８の接触プレート２２２が患者の皮膚と接触しなくなったことをセンサー２２６が示す場合に、コントロールユニットおよび／または手持ち式装置２００に自動的に割り込みがなされることがあってもよい。このような自動割り込みは、安全機構を与え、この結果、患者の皮膚は、たとえば、過度の熱および／または放射によって損傷を受けることはない。このような実施形態では、センサー２２６が接触しなくなったことを示すと、割り込み信号でエネルギー源２０２を切ることができる。このような割り込み信号は、コントロールユニットで生成することができる。別の実施形態では、冷却機構２０８が患者の皮膚と接触しなくなった場合に、エネルギー源２０２の出力が自動的に遮断されるように、割り込み信号を手持ち式装置２００によって生成することができる。さらに、図１６のブロック１６１０において示されているように、コントロールユニットおよび／または手持ち式装置２００は、接触しなくなったこと、および、出力が遮断されたことを使用者に示すことができる。使用者は、その後、その処理をやり直す（ブロック１６１１）またはやめることができる。代替実施形態では、このような自動的な割り込みは利用されない。その代わりに、このような実施形態では、コントロールユニットまたは手持ち式装置２００が、接触プレート２２２が患者の皮膚に接触しなくなったことを使用者に知らせることができる。このような実施形態では、装置２００の使用者は、必要ならば、冷却機構２０８が患者の皮膚と接触しなくなった後も、エネルギー源２０２を出力させ続けることができる。
【００９４】
冷却および放射を出力するサイクルが完了したら、組織の照射を終了でき（ブロック１６１２）、そして、サイクルを終了できる（ブロック１６１３）。コントロールユニットおよび／または手持ち式装置２００は、患者の皮膚における異なる対象領域において、別のサイクルを始めるために、装置２００の位置を変えても安全であることを（視覚的、音響的、または感触による信号で）使用者に知らせることができる。
【００９５】
前述したように、多くの用途において、放射をあてる前に、患者の皮膚の対象領域を冷却することが必要である。これにより、治療領域より上の組織を効果的に保護でき、より大きなフルエンス（fluences）およびより短いパルス持続時間を可能とすることができ、また、組織における最大温度上昇が、求める深さまたはその近くで生じることを保証できる。予め冷却することは、より深いところの加熱を達成するために、光または他のＥＭＲをより長い周期であてる、セリュライトの治療のような一定の応用例にとって好ましいことである。さらに、患者の皮膚に放射をあてている間に冷却を行うことは、一定の応用例では必要または望ましいことである。さらに、あとで冷却することは、一定の応用例において好ましく、たとえば、静脈治療中に引き続いてあてられる光を消散させるのに好ましいことである。
【００９６】
放射照射時間は、約１ｍｍから５０ｍｍまでの深さに対して、それぞれ、約２秒から約２時間まで変わりうる。深さ、行われる治療、および他の要因により、出力密度は、約０．２から５０Ｗ／ｃｍ2、より好ましくは約０．５から２０Ｗ／ｃｍ2、最も好ましくは０．５から１０Ｗ／ｃｍ2、または０．５から５Ｗ／ｃｍ2まで変わりうる。手持ち式装置２００および／またはコントロールユニットには、図１６に関連して前述したように、異なる応用例に対して、このような放射照射時間および出力密度を予め設定することができる。さらに、異なるプリセット冷却時間を異なる放射照射時間および／または出力密度と一緒に用いることもできる。
【００９７】
図１７におけるグラフは、赤外波長で作動する光源についての治療時間および加熱深度の関係を図示している。加熱深度は、使用する電磁波長、治療する組織の種類、および、電磁波長の出力密度を含むさまざまな要因に依存するが、図１７は、赤外波長、および、ほぼ０．５から５．０Ｗ／ｃｍ2の範囲にある出力密度を用いて、深部にある組織を加熱するためのパラメータの一般的な指針を与えるものである。比較のために、予冷却が用いられ、治療中に皮膚が連続的に冷却された場合の表面皮膚温度（中央値および標準偏差）および治療時間の関係が図１８に示されている。
【００９８】
図１９から図２３を参照すると、ハンドピース４００は、真皮、および、その真皮のすぐ下にある脂肪または他の組織の両方を治療することができる。あるいは、このハンドピースの実施形態は、比較的深いまたは浅い深さにおける組織を加熱するように設計することも可能であろう。
【００９９】
より深く組織を加熱するには、小部分法を用いる場合でも、従来の方法を用いる場合でも、ハンドピース４００は、組織に光を、従来の装置よりも長い時間、比較的低い出力レベルで送る。換言すれば、組織の放射照度のレベルはより低いが、出力は、より長いパルス幅で射出される。たとえば、コラーゲン刺激およびある種の鎮痛のような一部の応用例の場合、ハンドピースおよび他の実施形態は、１から１０秒間、１０Ｗ／ｃｍ2を射出するように設定することができる。もっとも、セリュライトを治療するには、より長いパルス幅にわたってのより低い出力密度が好ましい。このために、ハンドピース４００の一実施形態は、１〜２Ｗ／ｃｍ2を同じ期間またはより長い時間にわたって、つまり、好ましくは０．５秒から６００秒にわたって射出するように設計されている。もっとも、治療の深さおよび大きさによるが、より長い時間も可能である。
【０１００】
以下の表は、いくつかの応用例について設計された実施形態の好ましい仕様である。ただし、多くの他の応用例も可能である。
【０１０１】
【表２】
【０１０２】
本発明の代替実施形態では、ＥＭＲを通す窓のサイズを大きくすることにより、前述した装置１００および２００のような装置をより低い出力密度を与えるのに利用することができる。換言すれば、装置によって生成される出力の相対的な量を下げることにより出力密度を下げるよりも、治療された組織へとエネルギーを通す窓の面積を大きくすることにより出力密度を下げることができる。求める出力密度が生成されることに加え、面積を大きくすることには、他のハンドピースと同じベースユニット、たとえば、図１から図１５に関連して説明した実施形態と同じベースユニットと一緒にハンドピース４００を使用できるという付随的な利点もある。
【０１０３】
さらに、ハンドピース４００には、治療された組織の面積を常に大きくし、これにより、治療をより迅速、かつ、より効率的にするという利点もある。したがって、患者は、通院毎に必要とする時間が比較的短く、また、治療を施す人は、同じ時間内に相対的により多くの治療を行うことができる。
【０１０４】
互い違いの窓構成、および、以下に説明する一定の他の付加的機能を含むことを除いて、ハンドピース４００は、図１から図１６に関連して説明した装置１００および２００と機能、構造および作用が本質的に同じである。もっとも、比較すると、上述した装置は、ＥＭＲが通る比較的小さい窓部を備えている。たとえば、図１４を参照すると、装置２００は、１２ｍｍ×２８ｍｍであり、光を（図８および図９に示された）ランプ２０２から治療されている組織まで通すことができる窓部２２３を備えている。このような長方形形状の窓は、前述した循環システムを用いて、窓の２８ｍｍの長辺の一方または両方に沿って、たとえば（一般に水である）冷却した冷却剤を勢い良く流すことにより、均一かつ徹底的に冷却することができる。このように冷却した冷却剤を加えることにより、熱が、長方形の窓部の細長い全長にわたって一様に消散される。
【０１０５】
一方、図１９から図２３をも参照すると、ハンドピース４００は、この具体的な実施形態では、４０ｍｍ×４０ｍｍである比較的大きな窓部４０２を有する。このより大きな窓部は、より小さな窓部に対して窓の面積を大きくしつつ、そのまま同じ電源を使用し、光源からほぼ同じ量の照射照度を生成することにより、出力密度を特にセリュライトを治療するのに適したレベルまで下げるのに役立つ。
【０１０６】
しかしながら、ハンドピース４００における窓部４０２のサイズが大きいので、窓部の一つ以上の側面に沿って流体を流すのでは、窓部の中央から熱を消散させるのに不十分であり、窓部の中央に熱が蓄積するために、比較的熱い領域がハンドピース４０２の動作中にできる。このため、窓部を適切に冷やし、動作中における窓部のあらゆる高温部分をなくすために、さらに別の機能が設けられている。装置２００および窓部２２３のように窓部の端部に沿って冷却することに加えて、窓部４０２は、窓部４０２の上面にエッチングで形成された、２つの交差する溝部４０４および４０６を備えている。さらに、窓部２２３が２つの長い方の側面に沿ってだけ冷却されたのに対して、窓部４０２は、４つの側面全てが冷却される。
【０１０７】
溝部４０４および４０６は、窓部の全厚みの約３分の２の長さだけ窓部４０２の中へと下に広がっている。窓部のこの実施形態では、窓部４０２の全厚みが約６ｍｍであるのに対して、溝部４０４および４０６の深さは約４ｍｍであり、また溝部の幅は、約０．５ｍｍである。
【０１０８】
窓部の溝部４０４および４０６の構成は、ハンドピース４００の作動中に窓部を通過する光を最小限の量だけ遮りつつ、窓部４０２の中央部分を十分に冷却する。第１に、溝部４０４および４０６の幅が薄いことから、溝部４０４および４０６は、ＥＭＲが通過する方向において、窓部のわずかな部分しか塞がない。第２に、図２２に示されているように、溝部４０４および４０６の壁部に対する窓部内の光の全反射（ＴＩＲ）のために、溝部４０４および４０６の壁部に入射する光４０８または４０９のほとんどどれも、その光がハンドピースから進行するものであるか、または、組織によって反射されたものであるかによらず、溝部に進入しない。このことは、使用中に、皮膚から反射された光、または、皮膚で後方へ散乱された光についても同様である。溝部４０４および４０６におけるこの有益な光学的特性は、窓部４０２を形成する材料の屈折率と、水の屈折率との相対的な差異にある程度起因するものである。
【０１０９】
好ましくは、溝部４０４および４０６は、作動中は水で満たされる。水の屈折率（約１．３３である）は、サファイア製窓部４０２の屈折率（約１．７４である）よりも低い。したがって、当業者にはわかるであろうが、光は、ＴＩＲのために、窓部４０２および水の間の境界によって反射される傾向を有することになる。境界に対して非常に急な角度で入射する光のみが水へと通過する。しかしながら、窓部４０２に対する光源の向きを考えると、光のほとんど全てが、光が境界において反射され、窓部４０２内を組織へと通過し続ける角度で境界にあたることになる。したがって、ほんのわずかな光のみが溝部４０４および４０６に入る。
【０１１０】
ハンドピース４００を完全に組み立てたとき、窓部４０２の上面は、導波路４０３の下面にあたり、溝部４０６および４０８を冷却液が通ることができるトンネルまたは毛細管に本質的に変える。導波路およびサファイア製窓部４０２の間の接合部は、好ましくは、誘電体膜を備えており、この誘電体膜は、導波路４０３から窓部４０２への光の伝達をよくし、かつ、接合部を密閉する役割をも果たす。
【０１１１】
作動中は、好ましくは冷却した水である冷却剤が、循環システム入力チューブ４１０から溝部循環入力部４１４および４１６へ流入する。水は、好ましくは約５℃に冷却されており、溝部４０４および４０６を通って窓部４０２の４つの側面の全てに沿って流れ、窓部４０２を冷却する。水は、溝部４０４および４０６の交差部を通過し、溝部循環出力部４１８および４２０から流出し続ける。この時点で、窓部４０２から水への熱の伝達によって今や相対的により熱くなっている水は、出口チューブを通って、（不図示の）ベースユニットに配置されている冷却機に戻る。ここで水は、再び冷却され、循環システムを介して送り返される。
【０１１２】
もっとも、当業者には明らかであろうが、ハンドピース４００のパラメータは、ハンドピース４００を他の応用例に対して最適化するために変えることができる。たとえば、組織を治療しやすくする、窓の冷却を促進する、および／または他の理由のために、多くの寸法をおよび形状が可能である。さらに、４０ｍｍ×４０ｍｍの窓部または他の大きなサイズの窓部は、比較的高い出力密度を必要とする治療でハンドピースを使用できるように、比較的高い出力レベルで光を生成するハンドピースで使用することもできる。セリュライトほど深い組織の加熱を必要とせず、かつ、高い出力密度の恩恵を受ける脱毛のような治療は、ハンドピース４００の窓部４０２と同様の比較的大きな窓部を使用して行うことができる。このようなハンドピースを使用すれば、脱毛治療を、背中や足のような、組織のより大きな面積についてより迅速に行うことが可能になる。さらに、窓部の冷却を促進するために、または、さらに大きな窓部を収容するために、溝部の構成を変えることもできるし、また、さらに別の溝を加えることもできる。また、中空の切り込み、トンネルまたは毛細管を窓部に作り、窓部を導波路の底面のような他の物体に押しあてて、冷却剤を入れるために、溝部の上を横切る境界を設ける必要なく、水が毛細管を通って流れることができるようにすることも可能である。さらに、溝、切り込み、トンネルまたは毛細管の形状は様々な形状に切ることができ、たとえば、「Ｖ字」形状に切ることができ、この場合、照射されたＥＭＲの一般的な方向にほぼ垂直である、溝部４０４および４０６の平坦部分を通過する光を減らす、または、なくすために、「Ｖ字」の底部は上向きに延びている。ここでも、このような構造における屈折率の違いにより、「Ｖ字」部分の壁部に入射する光の大部分を反射させることが可能であろう。切り込みは、円形、長方形、三角形または他の断面を有することができる。切り込みは、導波路上に一様に分散され、これにより、温度勾配をなくす、または、少なくとも、側面のみが冷却される場合の温度勾配より小さくすることがあってもよい。切り込みは、平行であってもよいし交差していてもよい。冷却は、切り込みの表面からフレオンのような液体を蒸発させることにより行ってもよい。
【０１１３】
同様に、開示したように、窓部４０２は一体構造のプレートであるが、くっつけ合わせてある複数の部品からなっていてもよく、たとえば、接着して合わせてある複数の部品からなっていてもよい。しかしながら、このような実施形態では、接着材または結合剤は熱を吸収し、このため、窓の熱的な性能を低下させる。比較のため、図２５を参照すると、従来技術とは別の、窓の冷却方法が示されている。窓部５０２は、２つのプレートの間、たとえば、サファイアの窓部５０２と石英の導波路５０６との間に横向きの空間５０４を設け、これにより、窓部を冷却するために空間５０４に水を通したときに、光その他のＥＭＲを通す連続した光学的構造体を形成する。しかしながら、このような実施形態では、水路および導波路の間の界面、ならびに、水路および窓部の間の界面において、光の一部が光源の方へ反射され、窓部を通過するエネルギーの一部を水が吸収する。
【０１１４】
図１９および図２０を参照すると、ハンドピース４００は、２つの冷却回路であって、各々、特にその目的に合わせてあるものを備えている。第１冷却回路は、治療されている組織を冷却するために、ハンドピースの接触面を冷却し、第２冷却回路は、光源を冷却する。ハンドピース４００は、近赤外ＥＭＲを使用して組織を照射するように構成されており、治療する組織の表面から熱を除去し、これにより皮膚を冷却する循環システムと、赤外ランプを冷却する送風機システムとを備えている。循環システムは、通常は約５℃に冷却した水である冷却流体が、ベースユニット（不図示）から入口管４１０を介してハンドピース４００に流入し、冷却窓部４０２の周りを流れ、そして、出口管４１２を介してハンドピース４００から流出することを可能にする。冷却窓部４０２は、適するさまざまな材料から作ることができるが、本発明の実施形態ではサファイアであることが好ましい。
【０１１５】
提案した装置では、皮膚の冷却が、サファイア製窓部４０２の冷却された先端部を接触させることにより実行される。窓部４０２を冷却するには、いくつかの機構が可能である。たとえば、窓部は、サファイアのような、熱伝導特性がよい材料からなるべきであり、冷却流体は、窓部の１つ以上の端部に沿って流れることができ、および／または、窓部は、窓部を貫通する複数の中空の切り込み、または、毛細管を有し、好ましくは冷却した水である冷却液または冷却ガスが、前述したように、その切り込みを循環することができる。
【０１１６】
ハンドピース４００は、光源４２２が生成した熱を除去するための第２の冷却回路をも備えている。光源４２２は、高温で作動するように設計されたハロゲンランプである。ハロゲンランプの電球は、作動中は約５００℃になり、光源４２２を作動限界内に維持し、過熱を防止するために除去しなければならない熱エネルギーは比較的少ない。さらに、ハロゲンランプは、温度が上がるにつれて、より効率的に作動するので、ハロゲンランプ４００の周囲からあまりに多くの熱を除去すると、ランプの効率およびハンドピース４００の性能が下がることがある。したがって、光源４２２は、冷却装置のような冷却機構を別途必要としない第２の循環システムで冷却することができる。代わりに、より単純で、安価な空冷システムを使用することができる。
【０１１７】
従来技術による同様のハンドピースでは、冷却回路を１つだけ使用して、組織接触面および光源の両方を冷却している。冷却回路を１つだけ使用するということは、前述したように非常に高い温度で作動する光源を冷却することと、損傷を防ぐためにはるかに低い温度に維持する皮膚の冷却との間で、妥協を行わなければならないことを意味する。たとえば、ある従来技術による装置は、冷却回路を１つだけ使用して、光源および皮膚接触面の両方を２０℃に冷却することで妥協している。ランプを２０℃に冷却すると、冷却装置に大きな負担がかかり、また、ランプは、より効率のよい高い温度で動作することができない。皮膚接触面、そして、それ故に皮膚を２０℃までしか冷却しないと、損傷を与えることなく皮膚にあてることができる光の量が制限される。
【０１１８】
前述したように第１および第２の冷却回路を使用すると、このような妥協をする必要がなくなる。ランプは、たとえば５００℃という、はるかに高く、より効率的な温度で動作でき、１つ以上の送風機のように、簡単、小型で安価な冷却回路だけで冷却することができ、その一方で、皮膚接触面は、たとえば５℃以下というはるかに低い温度に冷却することができ、より多くの光を皮膚に、損傷を与えることなく当てることが可能になる。この結果、ベースユニットに配置されている冷却装置からの水の冷却能力が、ランプを冷却するのに不必要に利用されることがない。これには、冷却装置への負担を軽減し、また、冷却装置をより小型で安価にできる、または、同じ大きさの冷却装置で皮膚接触面をより低い温度に冷却できるという付随的な利点がある。
【０１１９】
好ましくは、ハロゲンランプを利用する装置の場合、ランプは、非常によく反射する材料でコーティングされている、または、取り囲まれており、ランプの効率を上げている。このような構造は、発明の名称が「組織治療装置において使用するためのランプ（"LAMP FOR USE IN A TISSUE TREATMENT DEVICE"）」であり、２００６年２月１７日に出願され、パロマ・メディカルテクノロジーズ社（Palomar Medical Technologies, Inc.）に譲渡された米国特許出願に開示されている。
【０１２０】
本実施形態では、送風機ユニット４２４が光源を冷却し、この光源は、ランプ４２２、反射器４２３およびヒートシンク４２６を備えている。送風機ユニット４２４は、空気をハンドピース４００の中へ、ヒートシンク４２６を横切るように送り込む。ヒートシンク４２６は、ランプの反射器４２８の上部に取り付けられていて、熱が反射器からヒートシンクに伝わることを可能にしている。反射器４２８は、金、または、他の高反射率材料、たとえば銀もしくは銅などでコーティングされていることが好ましい。ヒートシンク４２６は、フィン４３０を備えている。フィン４３０は、空気がフィン４３０の周囲を流れる時に熱を空気に放散させ、空気は、その後、ハンドピース４００から出ていく。空気は、それぞれ通気口４３２および４３４を介してハンドピース４００に入り、出ていく。通気口４３２および４３４は、ハンドピース４００の両端に配置されており、ハンドピース４００のハウジング４３６の一体部分として形成されている。
【０１２１】
実施形態によっては、マスクを使用して、ＥＭＲ光源によって生成されたＥＭＲの一部を組織に到達しないように遮蔽することができる。マスクには、ＥＭＲを空間的に変調して、治療の島を作るように機能するいくつかの穴、ラインまたはスリットがあってもよい。図２３は、治療の島が、小さな穴であるミラー入り開口部４５２を使用することで概して形成されている実施形態を図示している。
【０１２２】
図２０および図２３を参照すると、ハンドピース４００は、ハンドピース４００の前面部４４０に配置されているサファイア製窓部４０２を介して、治療されている組織まで光を伝達する。窓部４０２は、小部分治療用に構成されており、このために、マスク４５０を備えており、このマスク４５０は、比較的小さい円形開口部４５２の配列を有し、その一方で、窓部４０２を覆っているマスクの残りの部分は不透明で、作動中に、他の波長のＥＭＲを通さない。マスクは、多少のＥＭＲは通すこともあるが、それより相当多くのＥＭＲが開口部４５２を通過する。（後述するように、他の実施形態は、小部分的でない応用例用に構成できる。）ある実施形態では、マスク４５０がフィルム状の炭素粒子からなり、皮膚の表面と接触するように配置される。マスク４５０は、サファイア製窓部４０２に取り付けられ、そして、マスク４５０は、装置の使用時には、ここではランプ４２２である光学的エネルギー源と、対象組織との間に配置される。マスク４５０は、代わりに、１つ以上の誘電体層を備え、この誘電体層には、ランプ４２２からのＥＭＲを対象領域へ通すための複数の開口部４５２があるということでもよい。よって、ハンドピース４００は、患者の皮膚に治療の島を形成できる。同様のマスクを有する皮膚科学的装置の他の実施形態は、発明の名称が「組織にＥＭＲ処理島からなる格子を生成する方法および生成物、ならびにその使用（Methods and Products for Producing Lattices of EMR-Treated Islets in Tissues, and Uses Therefore）」であり、２００５年４月１日に出願された米国特許出願第６０／５６１，０５２号に開示されている。米国特許出願第６０／５６１，０５２号は、参照することによりここに組み込まれる。
【０１２３】
光は、ミラー部にある開口部４５２を通過して患者の皮膚にあたり、治療の島を作る。ミラー部によって反射された光は、反射器からなるシステムによって光学系内に留まり、また、穴部によって向きを変えられ、効率を向上させることがあってもよい。効果的なマスクの１つは、よく反射し、光をマスキングするための吸収が最小限に抑えられている接触冷却用マスク（つまり、治療中に皮膚に接触する）である。
【０１２４】
この態様では、誘電体層が、ランプ４２２が放出するスペクトル帯域の全体にわたって高い反射率を有することができる。マスク４５０における開口部は、いろいろな形状をしていてもよいし、同一の形状をしていてもよい。たとえば、開口部は、直線、円形、スリット、長方形、楕円形、または、不規則な形状であってもよい。態様によっては、使用中にマスクを冷却または加熱する冷却要素または加熱要素を装置が備えていてもよい。光学的エネルギーは、幅広い波長帯域に及ぶことがあり、この場合、赤外光が使用される。光学的エネルギーは、さまざまなパルス幅で加えることができ、好ましくは１００ミリ秒から１秒のパルス幅で加えることができる。
【０１２５】
同様に、図２６を参照すると、ハンドピースの前面部は、他の構成にすることも可能である。たとえば、導波路４７２に取り付けられた窓部４７０は、空間的に一様でなくてもよい。この場合、皮膚の損傷も一様でなくなる。非一様領域の大きさは、５０μｍ未満であってもよい。非一様な損傷は、肌の若返りにとって、または、血管病変もしくは色素病変、入れ墨などにとって有効なことがあり、これは、非一様な損傷が、皮膚の極端に大きな損傷、つまり、水疱形成、紫斑等のピークを軽減するからである。同時に、損傷を受けた島の間の組織が損傷を受けておらず、そのために細胞増殖をすることができるので、損傷を受けた島は迅速に治癒する。
【０１２６】
皮膚表面に一様でない損傷を設けるために、導波路の窓部４７０は、図２６に示されているように、変調された外形４７４を有することがあってもよい。空間マスク(spatial mask)４７６を窓部４７０の前面にコーティングしてもよく（反射マスク）、たとえば、図２７に示されているように、正方形開口部４７８を有する平坦マスクをコーティングしてもよい。導波路内のパターン化された屈折率変化（位相マスク）を採用してもよい。他の光学手法をこの目的を達成するために利用することがあってもよい。示した手法の少なくともいくつかは、光を再分配して、選択治療部分を提供する。
【０１２７】
再び図２０および図２３を参照すると、ハンドピース４００の面４４０は、窓部４０２の外周部付近に配置された近接センサー４４２をさらに備えている。このセンサーは、図２３に示されているように並べることもできるし、あるいは、数多くの他の実施形態も可能であり、他の実施形態としては、センサーを窓部の各側面に配置する、窓部の隣り合う側面に配置する、窓部の角部に配置する、または、これらの構成または他の構成のさまざまな組み合わせがある。作動中、センサー４４２は、ハンドピース４００を「始動」させることができる前に、つまり、ランプ４２２により、そして、ハンドピース４００から光を放射できる前に、ハンドピース４００の前面部が皮膚または他の組織に確実に近接している、または、接触しているようにする。近接センサー４４２は、数多くの適するセンサーのいずれであってもよく、このようなセンサーとしては、装置２００に関連して説明したセンサーであって、ハンドピース４００に出力させることができる前に、ハンドピース４００が本当に組織と接触していて、組織に押し付けられていることを保証するセンサーと機能が同様である圧力センサーがある。
【０１２８】
しかしながら、本発明の実施形態では、電界センサー（ｅフィールドセンサー(e-field sensor)としても公知である）が好ましい。ｅフィールドセンサー４４２は、たとえば組織の一部が電界に入ったときの、弱い電界における変化を検出する。よって、このセンサーは、いつ組織がセンサーに近接しているかを検出するのに使用できる。センサーは、ハンドピース４００の前面部に配置され、かつ、サファイア製窓部４０２の周りに配置されるので、センサーは、いつ組織がサファイア製窓部４０２に近接しているか、または、接触しているかを検出でき、いつ組織が、ハンドピース４００を始動させるのに適した位置にあるかを確認するのに用いることができる。
【０１２９】
図２４Ａおよび図２４Ｂを参照すると、ｅフィールドセンサーは、窓部４０２に近接している組織の種類を特定するためのセンサーとして使用することもできる。組織の基礎をなす組成は、体の場所によって変わる。たとえば、普通の皮膚組織４８０は、眼の近くの組織４８４よりも比較的厚い皮層４８２を有し、眼の近くの組織４８４は比較的薄い皮層４８６を有する。同様に、通常の皮膚組織４８０は、真皮４８２の下に比較的厚い脂肪の層４８８を有し、一方、眼の周りにおける同様の深さの組織４９０は、主に水である。組織の異なる組成は、ｅフィールドセンサーの電界４９２に異なる影響を及ぼす。ｅフィールドセンサー４４２は、これらの影響の違いを検出して、たとえば、普通の皮膚組織と、眼の上または近くにある組織との間を識別することができ、あるいは、他の種類の組織を識別することができる。したがって、近接センサー４４２は、安全機能のような、さらに別の機能を与えるのに使用することができる。たとえば、近接センサー４４２が、ハンドピース４００の前面部が眼の上または近くの皮膚に近接していることを検出したら、コントローラが、ハンドピース４００の動作を停止させ、または、より弱い照射で動作させ、眼を保護することができる。同様に、コントローラは、ハンドピース４００に、さまざまな組織の種類にさまざまな強度および波長の光を出力させて、行っている治療を最適化することができる。
【０１３０】
あるいは、他のセンサーを使用して、接触の検出ならびに他の特徴を提供することもできる。たとえば、２つの電気的な接触子をハンドピース４００の皮膚と接触する部分に配置することができる。この２つの電気的な接触子の間で測定される抵抗（または容量）が皮膚に典型的な範囲内にあれば、レーザが照射可能にされる。皮膚／サファイアの接触を検出するのに磁気センサーを使用することも可能なことがある。同様に、装置が生物の皮膚の上で動作しているのか、何らかの他の表面の上で動作しているのかを確認できるように、容量センサーを画像処理と合わせて使用することもできる。適当なサンプリング条件の元で、装置が配置されている皮膚の種類を推論することが可能である。これは、リアルタイムで処理された画像を蓄積されたパターンまたは計算されたパラメータ一式と比較することで行うことができる。さらに、容量センサーと、画像のパターン認識、ナビゲーションアルゴリズム(navigation algorithm)、および、特殊なローションとの組み合わせを用いて、体毛の存在を確認し、その体毛の密度および大きさに付いての統計的な情報を出すことができる。
【０１３１】
ハンドピースは、ハンドピースを眼と皮膚に対して安全なものとするセンサーを備えることが好ましい。前述した応用例の多くは、高い光学的エネルギー（８０〜５００Ｗまで）を必要とし、光学系（たとえば、サファイア素子）が皮膚と良好に接触しているときにのみレーザを出力可能にするために、通常、信頼性の高い接触センサーが用いられている。たとえば、接触を確認するための装置の実施形態としては、ＥＭＲが通過する窓部（たとえば、サファイア素子）から数ミリメートル離れたところに取り付けられた小さな照明光源（たとえば、ダイオードレーザまたはＬＥＤ）がある。レーザまたはダイオードは、窓部４０２の近くで装置の内部に配置されることが好ましい。照明光源は、皮膚表面に向けられ、この照明光源は、高出力光源とは異なる波長を放射してもよい。治療波長の光を除去するフィルターを有する検出器が、ハンドピース内に配置され、皮膚において反射された、または、散乱された、照明光源からの光を検出する。よって、サファイアが皮膚表面と良好に接触していれば、皮膚での散乱および吸収で、照明用レーザからの光は減衰する。皮膚に上手く接触していない場合、または、全く接触していない場合、照明用レーザからの光は、光学系を通って検出器まで伝搬する。よって、適当な閾値を設定することにより、検出器が予め設定したレベル未満である場合にのみ出力するようにレーザを構成することができる。なお、このような検出器は、ベースユニットに配置し、光ファイバーを使って、ハンドピースからの光をその検出器につなげることもできる。
【０１３２】
光学的接触を確認する装置の第２の例示的な実施形態は、照明光源を使用しない。この場合、検出器の前にバンドパスフィルターを配置することにより、治療用光源からの光のみを検出するように検出器が構成される。この方法では、皮膚としっかり接触するまでは、治療用光源を出力の低いアイセーフモードで作動させることが好ましい。よって、皮膚とハンドピースの間が全く接触していない、または、上手く接触していない場合には、検出器の出力が比較的低い。しかし、光学系（たとえばサファイア素子）が皮膚と良好に接触していると、検出器の出力は比較的高い。よって、治療用光源は、検出器出力が予め設定した閾値を上回ったときにのみ出力する。
【０１３３】
簡単なメカニカルセンサーを皮膚／サファイアの接触を検出するのに使用することもできる。接触により押し込まれるバネ仕掛けのピンをレーザを有効にするのに用いることができる。サファイアの外周部付近に配置された複数のピンを用いて、サファイア前面部全体が皮膚と良好に接触していたことを保証できる。市販されているロードセルも接触センサーとして使用できる。
【０１３４】
典型的な皮膚表面温度は、３０〜３２℃の範囲であり、温度センサーを皮膚との接触を検出するのに使用することができる。装置が使用されている場所が標準的な２３〜２７℃の範囲であれば、センサーで測定された温度が適切な範囲内である場合に光源を有効にすることができる。あるいは、温度対時間の適切な傾きが測定されたときだけレーザを有効にし、測定された温度が望ましい範囲の外にあるときに無効にすることもできる。
【０１３５】
接触センサーの構造は、ヘンリー・ゼンジー（Henry Zenzie）により、２００１年４月３０日に出願され、発明の名称が「接触検出方法、および光学放射ハンドピース用装置（"Contact Detecting Method and Apparatus for an Optical Radiation Handpiece"）」である米国特許出願第０９／８４７，０４３号に、より詳細に記載されており、その内容は、参照によりここに組み込まれる。
【０１３６】
図１９から図２３を参照すると、ハンドピース４００は、組織の治療に役立つ、さらに別の機能を有する。たとえば、ハンドピース４００は、窓部４０２の付近にフレーム４３８を有する。フレームの外側端部は５０ｍｍ×５０ｍｍあり、幅が５ｍｍであり、厚さが８ｍｍである。フレームは、プラスチックから作られている。フレームと、ハンドピース４００の前面部との間の接合は、気密となっている。本発明の実施形態では、フレーム４３８は、前面部にねじおよびシーラントを用いて取り付けられた別個の部品である。他の実施形態では、たとえば、射出成形プラスチックまたは他の材料として、フレームをハンドピースと一体の部分として形成することができる。
【０１３７】
ハンドピース４００は、ポンプ４４４、接続管４４６および圧力スイッチ４４８をさらに備えている。
【０１３８】
ハンドピース４００の動作中、フレーム４３８は、治療すべき組織領域がフレーム４３８で仕切られた領域内にくるように、組織に押し付けるように配置される。ポンプ４４４は、窓部４０２、フレームおよび組織によって仕切られた空間４６０から空気を接続管を介して吸い出す。よって、ポンプ４４４は、真空を作り、これにより、次に、組織が吸引された空間に引きこまれる。好ましくは、組織が引っ張られてハンドピース４００の窓部４０２に押し付けられる。動作中、組織、フレーム４３８および窓部４０２によって仕切られている空間４０６の圧力は１５Ｈｇであり、真空を形成する。
【０１３９】
圧力スイッチ４４８は、ワイヤーを介してポンプ４４４に接続されている。圧力スイッチ４４８およびポンプ４４４の両方は、ベースユニットにあるコントローラ（不図示）に接続されており、このコントローラは、ハンドピース４００のコネクタ４３７に取り付けられている導管コードを介して、圧力スイッチ４４８からの入力を受け、また、ポンプ４４４を制御する。動作中、圧力スイッチ４４８により、治療中に皮膚がハンドピース４００と接触し続けることが保証される。好ましくは、組織の治療領域は、窓部４０２と接触し続けるが、窓部４０２と直接接触していないときでも治療されうる。組織とフレーム４３８との間が接触しなくなったり、接触が危うくなったりすると、空気が先ほど吸引された空間に入り、圧力を変化させる。圧力スイッチ４４８は、圧力の変化を検出し、ベースユニットにあるコントローラに信号を送って、コントローラにハンドピース４００の動作を止めさせる。このようなことが生じると、ハンドピース４００は、オペレータに警告を与え、皮膚とハンドピース４００との間の接触が危うくなった、および／または、完全ではなくなったことをオペレータに知らせることができる。圧力スイッチ４４８は、接触が不完全であることを示す信号を送るように構成されている。警告は、限定はしないが、フラッシュ光、音、または、エラーコードもしくは他の情報の表示を含む、数多くの通知の１つ以上によってオペレータに伝えることができる。
【０１４０】
治療されている組織領域をハンドピース４００の窓部４０２に引きつける（、または、近接させる）のに吸引を使用すると、治療中に組織とハンドピース４００の間の良好な接触が維持されるなど、いくつかの利点があると考えられる。たとえば、ハンドピースが、オペレータが押して、治療中に組織とハンドピースとを接触させることに依存する場合、このシステムは、非一様に押される場合、および／または、ハンドピース４００の窓部４０２全体が治療中に組織と完全に接触してないなど、最適に接触していない場合でも、オペレータが組織を取り扱うことができうる。
【０１４１】
接触させるために吸引を使用することには、組織と、組織内にある血管とを膨張させることにより皮膚への血流を増大させるという利点もありうる。治療している組織内での血流の増大は、皮膚を表面において冷却するのに役立つ。これは、治療中に組織を流れる余分な血液が、熱容量を追加し、血液が、治療を受けている人の循環システムを循環する際に、熱を組織から運び去るからである。
【０１４２】
ハンドピースは、組織の治療を向上させるためのさらに別の種類の刺激に提供するように、さらに組み合わせることができる。たとえば、顔面筋のような組織内の筋肉は、刺激して、治療中に筋肉の収縮を誘発することができる。図２８を参照すると、ハンドピース４００とともに使用することに適する窓アセンブリの代替実施形態５００では、窓アセンブリ５００が窓部５０４の付近にあるフレーム５０２を備えている。窓部５０４は、窓部４０２と構造が同様であり、交差した溝部５０６および５０８を有する。この実施形態において、窓部５０４は、取り付けられた、または、塗布されたマスクを有していないが、他の実施形態では、そのようなマスクを備えていてもよい。一組の接触センサー５１０が、フレーム５０２の対向する２つの側部に配置されている一方、一組の電気ピン(electrical pin)５１２がフレーム５０２の他の２つの側部に沿って設けられている。電気ピン５１２により、筋肉組織を電気的に刺激することができる。電流が電気ピン５１２を介して組織に加えられ、これにより、下にある筋肉が収縮する。
【０１４３】
同様に、治療中に組織を振動させることに備えて、圧電モータまたはＤＣモータを備えることもできる。このような付加的な機能は、組織の治療を向上させると思われる。
【０１４４】
本発明のいくつかの実施形態をここで説明し、図示したが、当業者は、ここに説明した機能を実行する、および／または、結果および／または利益を得るために、さまざまな他の手段および構造を容易に想像するであろうし、このような変形例および変更例は、本発明の範囲内であると思われる。
【０１４５】
たとえば、当業者には分かるであろうが、ベースユニットと互換性をもって使用可能なハンドピースについて実施形態を説明したが、多くの他の実施形態が可能である。たとえば、ベースユニットおよび１つ以上のハンドピースを単一の装置に単独のシステムとして組み込むことができる。さらに、ハンドピース以外の装置も可能である。たとえば、組織の深部を加熱するために、より長い治療パルスまたはより長い治療時間が必要な応用例の場合、動作中に保持する必要のない装置が都合よいであろう。したがって、組織のある領域を長時間治療使用とする装置は、圧力カフ、または、治療される人に配置、テープ留め、クリップ留め、ストラップ留め等をすることができる静止加熱パッドという形態に構成することができる。
【０１４６】
より一般的には、当業者には容易に分かるであろうが、本明細書に記載のパラメータ、寸法、材料および構成の全ては、例示を意味しており、具体的なパラメータ、寸法、材料および構成は、本発明が教示するところが用いられる具体的な応用例に依存する。当業者は、通常の実験以上を用いることなく、本明細書に記載の本発明の具体的な実施形態の多くの均等物を理解する、または、確認できるであろう。本発明は、ここに記載された個々の特徴、システム、材料および／または方法に向けられたものである。さらに、このような特徴、システム、材料および／または方法の２つ以上を任意に組み合わせたものも、これらの特徴、システム、材料および／または方法が相互に矛盾しなければ、本発明の範囲内に含まれる。
【０１４７】
〔実施の態様〕
（１）皮膚科学的装置において、
ＥＭＲを生成する光源および治療すべき組織に接触するプレートを有する光源アセンブリであって、動作中に前記光源からのＥＭＲを伝達し、前記プレートに通すように構成された、光源アセンブリと、
前記光源を冷却する第１冷却機構と、
前記プレートを冷却する第２冷却機構と、
を備える、皮膚科学的装置。
（２）実施態様１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第１冷却機構は、前記光源を冷却するために空気を送るように構成された送風機を有する、皮膚科学的装置。
（３）実施態様２に記載の皮膚科学的装置において、
前記第１冷却システムは、前記光源と熱的につながっているヒートシンクをさらに有し、
前記送風機は、動作中に、空気を前記ヒートシンク上に送り、前記ヒートシンク装置から熱を除去するように構成されている、皮膚科学的装置。
（４）実施態様３に記載の皮膚科学的装置において、
前記ヒートシンクは、複数の冷却用フィンを有する、皮膚科学的装置。
【０１４８】
（５）実施態様３に記載の皮膚科学的装置において、
前記ヒートシンクは、反射器によって前記光源に熱的に接続されており、
前記送風機は、前記光源、前記反射器、および前記ヒートシンクを冷却するように構成されている、皮膚科学的装置。
（６）実施態様１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第１冷却機構を制御するコントロールユニット、
をさらに備えている、皮膚科学的装置。
（７）実施態様６に記載の皮膚科学的装置において、
前記コントロールユニットは、温度センサーと電気的につながっており、かつ、前記第１冷却機構と電気的につながっているコントローラをさらに備えており、
前記コントローラは、前記温度センサーから入力された情報に基づいて前記第１冷却機構を自動的に制御する、皮膚科学的装置。
（８）実施態様１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、冷却剤を循環させるための循環システムを有する、皮膚科学的装置。
（９）実施態様８に記載の皮膚科学的装置において、
前記循環システムは、冷却装置を有する、皮膚科学的装置。
【０１４９】
（１０）実施態様８に記載の皮膚科学的装置において、
前記循環システムは、冷却面を少なくとも約５℃に冷却するように構成されている、皮膚科学的装置。
（１１）実施態様１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、ポンプ、冷却用投入部、および、冷却用排出部を有し、前記冷却用投入部が投入用接続部において前記冷却面に接続されており、前記冷却用排出部が排出用接続部において前記冷却面に接続されており、
前記冷却機構は、動作中に、前記冷却用投入部を介して、冷却用流体を前記冷却面に供給し、加熱された冷却剤を前記冷却面から前記冷却用排出部を介して取り出して、前記冷却面を冷却するように構成されている、皮膚科学的装置。
（１２）実施態様１１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、冷却装置をさらに有する、皮膚科学的装置。
（１３）実施態様１１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、循環システムである、皮膚科学的装置。
（１４）実施態様１１に記載の皮膚科学的装置において、
前記冷却剤は、空気である、皮膚科学的装置。
（１５）実施態様１１に記載の皮膚科学的装置において、
前記冷却剤は、流体である、皮膚科学的装置。
【０１５０】
（１６）実施態様１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、前記組織の温度を監視する温度センサーをさらに備えている、皮膚科学的装置。
（１７）実施態様１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構を制御するコントロールユニット、
をさらに備えている、皮膚科学的装置。
（１８）実施態様１７に記載の皮膚科学的装置において、
前記コントロールユニットは、温度センサーと電気的につながっており、かつ、前記ポンプと電気的につながっているコントローラをさらに備え、
前記コントローラは、前記温度センサーから入力された情報に基づいて前記ポンプを自動的に制御するように構成されている、皮膚科学的装置。
（１９）実施態様１に記載の皮膚科学的装置において、
ＥＭＲを生成するための前記光源は、ハロゲンランプを備えている、皮膚科学的装置。
（２０）実施態様１に記載の皮膚科学的装置において、
前記皮膚科学的装置は、少なくとも一つの付随的システム構成要素を有し、
前記第１冷却機構は、前記少なくとも一つの付随的システム構成要素を冷却するように構成されている、皮膚科学的装置。
【０１５１】
（２１）実施態様２０に記載の皮膚科学的装置において、
前記少なくとも一つの付随的電気部品は、電極、反射器、光学素子、ヒートパイプ、および、熱交換器のうちの少なくとも１つを含む、皮膚科学的装置。
（２２）ＥＭＲを生成する光源からのＥＭＲを治療されている組織へ送るように構成された皮膚科学的治療装置の窓部において、
前記皮膚科学的治療装置から前記治療されている組織へＥＭＲを通すように構成されたガラス部と、
前記ガラス部の一部を横切るように延びている少なくとも一つの冷却用導管部であって、前記導管部の面積が前記ガラス部の面積よりも実質的に小さい導管部と、
を備える、窓部。
（２３）実施態様２２に記載の窓部において、
前記ガラス部の周りに広がっていて、前記皮膚科学的治療装置に前記ガラス部を固定するフレームと、
前記第１導管部の第１端部と流体連通している第１冷却投入部と、
前記第１導管部の第２端部と流体連通している第１冷却排出部と、
をさらに備え、
前記窓部は、動作中に、前記冷却投入部を通り、前記第１導管部を通り、そして、前記第１導管部の前記第２端部から出ていく流体により冷却されるように構成されている、窓部。
【０１５２】
（２４）実施態様２２に記載の窓部において、
前記少なくとも一つの導管部は、前記ガラス部の表面に沿って延びている開口部分を有する溝部であり、
前記窓部は、光学面をさらに有し、前記光学面は、前記ガラス面の表面に接触しており、前記溝部が動作中は封じられて、流体が前記導管部を流れることができるように、かつ、前記流体が前記開口部分から流出するのを防止するようになっている、窓部。
（２５）実施態様２２に記載の窓部において、
前記窓部は、前記ガラス部および前記光学面の間に光学材料をさらに有し、
前記光学材料は、ＥＭＲの一部を前記皮膚科学的治療装置から治療されている組織へ通過させる、窓部。
（２６）実施態様２５に記載の窓部において、
前記光学材料は、誘電体膜である、窓部。
（２７）少なくとも約０．５ｍｍの深さにある組織を治療する皮膚科学的治療装置において、
ＥＭＲ光源、および、前記光源から治療されている前記組織へとＥＭＲを通すように構成された窓部、を収容しているハウジング、
を備え、
前記出力源は、少なくとも５００Ｗを生成するように構成されており、
前記窓部は、５Ｗ／ｃｍ2未満の出力密度を生成するのに足りる大きさの面積を有する、皮膚科学的治療装置。
【０１５３】
（２８）実施態様２７に記載の皮膚科学的治療装置において、
前記出力源のパルス幅は、０．５秒以上である、皮膚科学的治療装置。
（２９）実施態様２７に記載の皮膚科学的治療装置において、
前記出力源のパルス幅は、０．５秒以上６００秒以下である、皮膚科学的治療装置。
（３０）実施態様２７に記載の皮膚科学的治療装置において、
前記ＥＭＲ光源は、少なくとも１０００Ｗを生成するように構成されている、皮膚科学的治療装置。
（３１）治療されている組織にＥＭＲを送るように構成された皮膚科学的治療装置において、
ＥＭＲを放射するように構成された光源、および、前記光源によって放射されたＥＭＲを前記組織へと通すように構成された治療用窓部、を収容しているハウジング、
を備え、
前記窓部は、６００ｃｍ2より大きな組織接触表面積を有する、皮膚科学的治療装置。
（３２）実施態様３１に記載の皮膚科学的治療装置において、
前記窓部が、ＥＭＲを前記皮膚科学的治療装置から治療されている前記組織へと通すことができるように構成されたガラス部を有し、
少なくとも一つの冷却用導管部が、前記ガラス部の一部を横切って延びており、
前記導管部の面積は、前記ガラス部の面積より実質的に小さい、皮膚科学的治療装置。
【０１５４】
（３３）ＥＭＲを生成するための光源から治療されている組織へとＥＭＲを通すように構成された皮膚科学的治療装置の窓部において、
ＥＭＲを前記皮膚科学的治療装置から前記治療されている組織へと通過させるように構成されたガラス部と、
前記ガラス部の一部を横切るように延びている少なくとも一つの冷却用導管部と、
を備え、
前記導管部の面積は、前記ガラス部の面積よりも実質的に小さい、窓部。
（３４）組織に治療を施すための装置において、
前記組織の近傍に配置されたときに、前記組織の対象治療領域を画定する冷却用プレートを有するハウジングと、
ＥＭＲを生成するための放射源であって、前記ＥＭＲが、照射されたときに前記冷却用プレートを通過する、放射源と、
前記冷却用プレートがいつ前記組織の近傍にあるかを示すｅフィールドセンサーと、
を備える、装置。
（３５）実施態様３４に記載の装置において、
前記センサーの起動は、前記冷却プレートが前記組織に接触していることを示す、装置。
【０１５５】
（３６）実施態様３４に記載の装置において、
前記センサーは、ｅフィールドセンサー、容量センサー、抵抗センサー、圧力センサー、およびＨフィールドセンサー(H-field sensor)のうちの１つである、装置。
（３７）実施態様３４に記載の装置において、
前記センサーは、電界における変化を検出するように構成されている、装置。
（３８）実施態様３７に記載の装置において、
前記センサーは、コントローラと電気的につながっており、
前記コントローラは、前記センサーから得られた情報に応じて信号を供給するように構成されており、
前記コントローラは、組織が近接していないことを前記センサーが検出したことに対応する第１の信号、および、第１の組織が近接していることを前記センサーが検出したことに対応する第２の信号、を出力するように構成されている、装置。
（３９）実施態様３８に記載の装置において、
前記コントローラは、第２の組織が前記センサーに近接していること前記センサーが検出したことに対応する第３の信号を出力するように構成されている、装置。
【０１５６】
（４０）実施態様３９に記載の装置において、
前記コントローラは、前記センサーからの入力に基づいて組織の種類を識別するように構成されており、
前記コントローラは、前記第１の種類の組織を検出したことに応じて第１の動作を命じるように構成されており、かつ、前記第２の種類の組織を検出したことに応じて第２の動作を命じるように構成されている、装置。
（４１）実施態様４０に記載の装置において、
前記第１の動作は、前記組織を治療することであり、
前記第２の動作は、前記組織を治療しないことである、装置。
（４２）実施態様３４に記載の装置において、
前記センサーは、前記ハウジングに取り付けられている、装置。
（４３）実施態様３４に記載の装置において、
前記センサーに動作可能に接続された出力装置、
をさらに備える、装置。
（４４）実施態様３４に記載の装置において、
前記センサーに動作可能に接続されたフィードバック機構、
をさらに備える、装置。
（４５）実施態様４４に記載の装置において、
前記フィードバック機構は、予め定められた冷却時間が経過するまで、前記放射源に出力をさせない、装置。
【０１５７】
（４６）実施態様３４に記載の装置において、
前記放射源を出力可能にする前に、予め設定された冷却時間を実行するためのコントロールユニット、
をさらに備える、装置。
（４７）組織に治療を施すための装置において、
前記組織を冷却するための手段を有するハウジングであって、前記冷却するための手段が、前記組織の近傍に配置された場合に、前記組織の対象治療領域を画定する面を有する、ハウジングと、
ＥＭＲを生成するための手段であって、前記ＥＭＲが、照射中に前記面を通過する、手段と、
電界において組織を検出する手段と、
を備える、装置。
（４８）実施態様４７に記載の装置において、
前記検出するための手段は、前記冷却するための手段が前記接触フレームに接触したときに起動する、装置。
（４９）実施態様４７に記載の装置において、
前記検出するための手段の起動は、前記冷却のための手段が前記組織に接触したことを示す、装置。
【０１５８】
（５０）組織の治療を施すための装置において、
前記組織の近傍に配置されたときに、前記組織の対象治療領域を画定する冷却プレートを有するハウジングと、
ＥＭＲを生成するための放射源であって、前記ＥＭＲは、照射されたときに前記冷却プレートを通過する、放射源と、
前記冷却プレートがいつ前記組織の近傍にあるかを示す接触センサーと、
前記ハウジングに動作可能に連結された接触フレームであって、延ばされた位置から、前記冷却プレートと接触する位置まで可動である、接触フレームと、
を備える、装置。
（５１）実施態様５０に記載の装置において、
前記冷却プレートが前記接触フレームの近傍にあるときに、前記センサーが起動する、装置。
（５２）実施態様５０に記載の装置において、
前記接触フレームは、ＥＭＲが通過できるように開口している内側部分を有する、装置。
（５３）実施態様５０に記載の装置において、
前記接触フレームに連結されたプッシュロッド、
をさらに備えている、装置。
（５４）実施態様５０に記載の装置において、
前記プッシュロッドは、前記センサーに動作可能に連結されており、
前記冷却プレートが前記接触フレームに接触したときに、前記プッシュロッドは、前記センサーを起動させる、装置。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明の一実施形態の概略図であり、組織サンプルの近傍にあるところが示されている図である。
【図２】本発明の一実施形態による手持ち式皮膚科学的装置の一部の概略側面図である。
【図３】図２の手持ち式皮膚科学的装置の第２側面図である。
【図４】図２の手持ち式皮膚科学的装置の第３側面図である。
【図５】図２の手持ち式皮膚科学的装置の第４側面図である。
【図６】図２の手持ち式皮膚科学的装置の第５側面図である。
【図７】図２の手持ち式皮膚科学的装置の第６側面図である。
【図８】図２の手持ち式皮膚科学的装置の正面図である。
【図９】図２の手持ち式皮膚科学的装置のランプ、反射器および光学系の正面からの部分図である。
【図１０】図２の手持ち式皮膚科学的装置の斜視図である。
【図１１】図２の手持ち式皮膚科学的装置の第２斜視図である。
【図１２】図２の手持ち式皮膚科学的装置の背面図である。
【図１３】図２の手持ち式皮膚科学的装置の第２背面図である。
【図１４】図２の手持ち式皮膚科学的装置の底面図である。
【図１５】図２の手持ち式皮膚科学的装置のハウジング構造体および完全なユニットの側面図である。
【図１６】本発明の一実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図１７】治療する組織を予め冷却しない赤外線放射についての治療時間と加熱深さとの関係を示すグラフである。
【図１８】治療時間と表面皮膚温度との関係を示すグラフである。
【図１９】手持ち式皮膚科学的装置の代替実施形態の側面図である。
【図２０】図１９の手持ち式皮膚科学的装置の断面側面図である。
【図２１】図１９の手持ち式皮膚科学的装置で使用するための窓の概略上面図である。
【図２２】図２１の窓部の概略側面図である。
【図２３】図１９の手持ち式皮膚科学的装置の一部の実施形態の概略底面図である。
【図２４Ａ】図２３の手持ち式皮膚科学的装置の一部の、動作中の概略側面図である。
【図２４Ｂ】図２３の手持ち式皮膚科学的装置の一部の、動作中の概略側面図である。
【図２５】皮膚科学的装置の窓部についての代替実施形態の概略側面図である。
【図２６】導波路の代替実施形態の概略側面図である。
【図２７】図２６の導波路の底面図である。
【図２８】皮膚科学的装置の前面部の代替実施形態の底面図である。
【開示の内容】
【０００１】
〔関連出願〕
本願は、２００５年２月１８日に出願され、発明の名称が「皮膚科学的治療装置」である米国特許仮出願第６０／６５４，１３０号について優先権を主張するものである。米国特許仮出願第６０／６５４，１３０号の内容は、参照することによりその全体がここに組み込まれる。
【０００２】
〔技術分野〕
本発明は、概して、さまざまな皮膚科学的および美容上の症状を治療するためにエネルギー、例えば光学的放射を利用する方法および装置に関するものである。
【０００３】
〔発明の背景〕
小部分治療(fractional treatment)は、一般に、皮膚組織の表面にある表皮の治療に向けられてきた。しかしながら、特定の応用例については、さらに組織の中へと広がる治療をする必要がある。
【０００４】
深部にある組織の加熱は、ＥＭＲのさまざまな波長で行うことができ、目に見える波長および目に見えない波長の両方で行うことができる。放射熱としても知られている赤外線は、コンバージョン(conversion)と呼ばれるプロセスによって対象を直接加熱するエネルギー形態である。赤外線放射は、熱がある（つまり、熱を放射する）全ての物体によって放出される。赤外線は見えないが、熱という形態で感じることができる。電磁スペクトルの赤外線部分は、赤色光のすぐ下、つまり、「下位（infra）」において、次に最も低い光のエネルギー帯として生じる。
【０００５】
〔発明の概要〕
本発明の一態様は、光源アセンブリを備えた手持ち式皮膚科学的装置であり、その光源アセンブリは、ＥＭＲを生成する光源と、組織の近傍に配置されたときに、その組織上の対象治療領域を画定する冷却面とを有する。光源アセンブリは、動作中、光源からのＥＭＲを伝達し、冷却面に通すように構成されている。この装置はまた、放射源を冷却するための第１冷却機構と、冷却面を冷却するための第２冷却機構とを有する。
【０００６】
本発明のこの態様の好ましい実施形態は、以下の付随的な機能のいくつかを備えていてもよい。皮膚科学的治療装置は、空気を送って光源を冷却するように構成された送風機と、光源と熱的につながっているヒートシンクとを備えることができる。送風機は空気をヒートシンク上に送り、作動中に、そのヒートシンク装置から熱を除去する。ヒートシンクは、複数の冷却フィンを備えている。ヒートシンクは、反射器によって光源に熱的に結合されており、送風機は、光源、反射器およびヒートシンクを冷却するように構成されている。手持ち式皮膚科学的装置はまた、第１冷却機構を制御するためのコントロールユニットを有する。このコントロールユニットは、温度センサーと電気的につながっており、かつ、送風機と電気的につながっているコントローラをさらに備えており、コントローラが、温度センサーから入力された情報に基づいて、第１冷却機構を自動的に制御できるようになっている。
【０００７】
第２冷却機構は、冷却剤を循環させる循環システムであり、この循環システムは、治療されている組織を少なくとも約５℃に冷却する冷却装置（chiller）を備えている。第２冷却機構もまた、ポンプ、冷却投入部および冷却排出部を備えている。冷却投入部は、投入接続部において冷却窓部に接続されており、冷却排出部は、排出接続部において冷却窓部に接続されている。第２冷却機構は、手術中に、冷却流体を冷却窓部に冷却投入部を介して供給し、加熱された冷却剤を冷却窓部から冷却排出部を介して取り出して、冷却窓部を冷却するように構成されている。冷却機構は、冷却装置をさらに備えている。
【０００８】
第２冷却機構はまた、組織の温度を監視するための温度センサーと、第２冷却機構を制御するためのコントロールユニットとを備えている。コントロールユニットは、温度センサーと電気的につながっており、かつ、ポンプと電気的につながっているコントローラをさらに備えている。コントローラは、温度センサーから入力された情報に基づいてポンプを自動的に制御するように構成されている。
【０００９】
本発明の別の態様は、皮膚科学的治療装置の窓部であって、その装置の光源からのＥＭＲを治療されている組織へと通すように構成された窓部である。窓部は、皮膚科学的治療装置から治療されている組織へとＥＭＲを通すように構成されたガラス部（pane）を有する。窓部はまた、実質的にガラス部の全長を横切るように延びている第１の導管部と、ガラス部の周りに広がっていて、ガラス部を皮膚科学的治療装置に固定するフレーム部とを有する。窓部は、第１導管部の第１端部と流体連通している第１冷却投入部と、第１導管部の第２端部と流体連通している第１冷却排出部とを備えている。窓部は、冷却投入部を流れ、第１導管部を流れ、そして、第１導管部の第２端部から流出する流体によって、作動中に冷却されるように構成されている。
【００１０】
本発明のこの態様の好ましい実施形態は、以下の付随的な機能のいくつかを備えてもよい。窓部の導管部は、溝部であり、この溝部は、ガラス部の表面に沿って延びている開口部分を有する。窓部は、光学面をさらに有し、この光学面は、溝部が手術中に囲まれ、流体が導管部を通って流れることを可能にし、かつ、流体が開口部分から流れ出すことを防ぐように、ガラス部の表面に接している。窓部はまた、ガラス部と光学面との間に光学材料を有している。この材料は、ＥＭＲの一部が、皮膚科学的治療装置から治療されている組織へと通過できるようにするものであり、また、誘電体膜であってもよい。
【００１１】
本発明の別の態様は、少なくとも約０．５ｍｍの深さに位置する組織を治療するための皮膚科学的治療装置である。この装置は、ＥＭＲ光源および窓部が入っているハウジングを備えている。窓部は、光源から治療されている組織へとＥＭＲを通すように構成されている。光源は、少なくとも５００ＷのＥＭＲを生成するように構成されており、また、窓部は、５Ｗ／ｃｍ2より少ない出力密度を生成するのに足りる大きさの面積を有する。
【００１２】
本発明のこの態様の好ましい実施形態は、以下の付随的な機能のいくつかを備えてもよい。出力源のパルス幅は、０．５秒以上６００秒以下である。ＥＭＲ光源は、少なくとも１０００Ｗを生成するように構成されている。
【００１３】
本発明の別の態様は、組織に治療を施す装置であり、組織の近傍に配置されたときに、組織の対象治療領域を画定する冷却面を有するハウジングと、冷却面を通過するＥＭＲを生成する放射源と、冷却面がいつ組織の近傍にあるかを示すセンサーとを備えている。
【００１４】
本発明のこの態様の好ましい実施形態は、以下の付随的な機能のいくつかを備えることがあってもよい。センサーの起動は、冷却面が組織に接触したことを示す。センサーは、ｅフィールドセンサー、容量センサー、抵抗センサー、圧力センサー、または、Ｈフィールドセンサーであってもよい。センサーは、電界における変化を検出するように構成できる。
【００１５】
センサーは、このセンサーから得られた情報に応じて信号を出力するように構成されたコントローラと電気的につながっている。コントローラは、組織が近接していないことをセンサーが検出したことに対応する第１の信号、および、第１の組織が近接していることをセンサーが検出したことに対応する第２の信号を出力する。コントローラは、第２の組織がセンサーに近接していることをセンサーが検出したことに対応する第３の信号を出力する。コントローラは、センサーからの入力に基づいて、組織の種類を識別する。コントローラは、第１の種類の組織を検出したことに応じて第１の動作を命じ、第２の種類の組織を検出したことに応じて第２の動作を命じる。第１の動作は、組織を治療することである。第２の動作は、組織を治療しないことである。
【００１６】
センサーは、冷却面の付近に配置された第１ノード(first node)および第２ノード(second node)を備えていてもよい。ノードは、冷却面が組織と接触しているとき、組織と接触し、冷却面が組織と完全には接触していないときには、組織と接触しない。センサーは、皮膚と接触しているときのノード間の電流を測定する。センサーは、ノード間で電流が検出されたときに、皮膚がセンサーと接触していることを知らせる。
【００１７】
センサーは、ハウジングに取り付けられてもよいし、また、センサーはマイクロスイッチであってもよい。装置はまた、センサーに動作可能に接続された出力装置を有することがあってもよい。この出力装置は、視覚的な装置、音響装置、または振動装置のうちの１つである。フィードバック機構をさらにセンサーに接続することがあってもよい。このフィードバック機構は、装置の操作者に、安全な手術を行うために、冷却面を組織に接触させ続けることが必要な時間を知らせる。フィードバック機構は、冷却面が組織と接触しなくなった場合、放射源から出力できなくする。フィードバック機構は、予め定められた冷却時間が経過するまで、放射源から出力できなくする。
【００１８】
装置はまた、放射源から出力（firing）できるようにする前に、プリセット冷却時間を実行するためのコントロールユニットを有する。このコントロールユニットは、放射源のためのプリセット出力時間を実行する。装置は、手持ち式の装置であってもよく、また、コントロールユニットは、動作可能にその手持ち式装置に連結されることがあってもよい。
【００１９】
放射源は、レーザのような単色光源（monochromatic source）であってもよい。あるいは、放射源は、ハロゲンランプ、放射ランプ(radiant lamp)、白熱灯、アークランプ、および、蛍光灯であってもよい。
【００２０】
冷却面は、ジェルのように、変形可能または粘弾性の材料から作ることができる。冷却面は、ガラス、サファイアまたはプラスチックなどの固形材料から作ることもできる。
【００２１】
装置は、ハウジングに動作可能に連結された接触フレームを有することがあってもよい。接触フレームは、延ばした位置から、この接触フレームが冷却面の近傍にくる後退した位置まで可動である。センサーは、フレームが後退位置にあると起動する。センサーは、冷却面が接触面の近傍にあると起動する。接触フレームは、ＥＭＲが通過できるように開口した内側部分を有する。プッシュロッドが接触フレームに連結されており、かつ、センサーに動作可能に連結されており、冷却面が接触フレームに接触したときに、プッシュロッドがセンサーを起動するようになっている。センサーは、冷却面および接触フレームの一方に取り付けられている。
【００２２】
本発明の別の態様は、組織に治療を施すための装置であって、組織を冷却する手段を有するハウジングを備えた装置である。組織を冷却するための手段は、組織の近傍に配置されたときに、組織の対象治療領域を画定する面を備えている。ハウジングもまた、ＥＭＲ生成手段を備えている。ＥＭＲは、照射中、その面を通過する。ハウジングはまた、冷却手段が組織と接触したことを検出する手段を備えている。
【００２３】
本発明のこの態様の好ましい実施形態は、以下の付随的な機能のいくつかを備えることがあってもよい。検出するための手段は、冷却するための手段が接触フレームに接触したときに起動する。検出するための手段の起動は、冷却するための手段が組織に接触したことを表す。接触フレームは、動作可能にハウジングに連結されている。接触フレームは、延びた位置から、接触フレームが冷却するための手段と接触する位置まで可動である。
【００２４】
本発明の別の態様は、手持ち式皮膚科学的装置を操作する方法であり、この方法は、この手持ち式装置の冷却面が組織に接触したことを検出する段階と、手持ち式装置の使用者にいつ冷却面が組織に接触したかを知らせる段階と、冷却面が組織と接触しなくなった場合に、手持ち式装置の放射源が出力するのを自動的に中断させる段階とを含む。
【００２５】
本発明のこの態様の好ましい実施形態は、以下の付随的な機能のいくつかを含むことがあってもよい。この方法は、冷却面が組織と接触したことを検出する段階と、冷却面が組織と接触しなくなった場合に、使用者に知らせる段階とを含むことができる。接触を検出する動作は、手持ち式装置の接触フレームがいつ冷却面と接触したかを特定することを含む。接触フレームの冷却面との接触は、冷却面の組織との接触を示すものである。
【００２６】
この方法は、センサーと接触している第１の種類の組織を第２の種類の組織から識別する段階と、組織の種類に基づいて措置をとる段階とをさらに含んでいてもよい。措置を取るという動作は、組織が治療できない組織の種類に対応する場合に組織に照射をしないこと、および、組織が治療できる組織の種類に対応する場合に組織に照射をすることを含む。使用者に知らせる動作には、視覚的表示器と、音響的表示器とのうち一方を起動することが含まれる。
【００２７】
本発明の別の態様は、手持ち式皮膚科学的装置を自動的に操作する方法であり、この手持ち式装置の冷却面の組織との接触を検出する段階と、手持ち式装置の放射源を用いて組織に照射する前に、組織を冷却するためのプリセット冷却時間を実行する段階と、プリセット冷却時間の後に、放射源のプリセット照射時間を実行する段階と、冷却面が組織と接触しなくなった場合に、放射源が出力するのを中断させる段階とを含む。
【００２８】
本発明のこの態様の好ましい実施形態は、以下の付随的な機能のいくつかを含むことがあってもよい。この方法は、冷却面の組織との接触を検出した後に、冷却面が組織と接触しなくなった場合に、使用者に知らせる段階をさらに含む。使用者に知らせる動作には、視覚的な表示部と、音響的な表示部とのうち一方を起動することが含まれる。接触を検出する動作には、手持ち式装置の接触フレームがいつ冷却面に接触したかを特定することが含まれ、接触フレームの冷却面との接触は、冷却面の組織との接触を表す。
【００２９】
本発明の非限定的な実施形態を、添付図面を参照しながら例として説明する。
【００３０】
〔詳細な説明〕
さまざまな治療上および美容上の目的で組織の選択領域の温度を上げるおよび／または下げることができることの利点は、かなり長いこと知られてきた。たとえば、加熱したパッドやプレート、または、マイクロ波放射、電流、赤外線放射、および、超音波を含むさまざまな形態の電磁放射（ＥＭＲ： electromagnetic radiation）が、皮下筋肉、靭帯、骨などを加熱し、たとえば、血流を増やす、あるいは、さまざまな外傷その他の損傷の治癒を促進するために、また、さまざまな治療を行う目的で、たとえば、凍傷もしくは高熱の治療、血液循環不良の治療、物理療法、コラーゲンの刺激、セリュライト治療、アドレナリン刺激、創傷治癒、乾癬治療、体形改善、非侵襲式のしわの除去などのために、以前から用いられている。組織の加熱はまた、がんまたは他の好ましくない腫瘍、感染等を取り除くための潜在的な治療法として利用されてきた。加熱は、小さい局所的な領域に加えてもよいし、より大きな領域、たとえば、手や足に加えてもよいし、あるいは、体全体を含む、組織のより大きな領域に加えてもよい。
【００３１】
前述した技術のほとんどは、深部にある組織に、患者の皮膚表面を介してエネルギーを加えることを伴うため、最大温度は、普通、患者の皮膚表面において、または、その近くにおいて生じ、深くなるにしたがって減少し、ときには、著しく減少する。放射は、表層組織において強く散乱し、かつ、多量に吸収され、このような放射の相当部分が、組織の深部領域に達し、その領域を加熱することを妨げる。散乱および吸収によるエネルギー損失を考慮すると、組織の深部領域に十分なエネルギーが達し、求める効果を得るためには、相当量の（近赤外線を含む）光学的エネルギーを加えなければならない。しかし、このような多量の光学的エネルギーは、組織の表層に損傷を与えるので、深部の組織領域において求める光熱治療を達成することが困難である。このような理由から、光学的放射は、これまで、深部にある組織に対する治療上および美容上の処置に対して、せいぜい限られた価値しかなかった。
【００３２】
深部を加熱する方法は、小部分治療(fractional treatment)にも望ましく、このことは、ある程度、組織を治療するためにＥＭＲを用いる場合に、ＥＭＲで治療した組織の大きな連続領域を生成するよりも、ＥＭＲ処理島(ＥＭＲ-treated islet)からなる格子を生成する方が大きな利点があるという発見によるものである。格子は、島(islets)の１次元、２次元または３次元の周期的なパターンであり、島は、局所的に最もＥＭＲで治療された組織に対応している。島は、治療されていない組織によって互いに隔てられている。ＥＭＲ治療により、ＥＭＲの特定波長またはスペクトルにさらされたＥＭＲ処理島の格子が生じ、この格子は、本明細書では「光学的島(optical islets)」の格子という。ＥＭＲのエネルギーの吸収により、ＥＭＲ処理島における温度が著しく上昇した場合には、この格子のことを本明細書では、「温度島(thermal islets)」の格子という。細胞構造または細胞間構造を著しく崩壊させるのに十分な量のエネルギーが吸収された場合、この格子のことを本明細書では、「損傷島(damage islets)」の格子という。ＥＭＲ処理した連続的な領域を生成するよりも、ＥＭＲ処理島を生成することにより、多量の組織に損傷を与える危険を軽減しながら、より多くのＥＭＲエネルギーを送ることができる。
【００３３】
近赤外線放射を用いて組織をより効果的に治療するために、組織の表面の皮膚は、通常、約５℃の温度に冷却される。もっとも、他の温度も用いられる。このように、本発明の手法は、切除をしない手法と、小部分手法(fractional technique)の有益な特徴を組み合わせるものである。
【００３４】
本発明が有用でありうる応用例としては、さまざまな疾患の治療および美容の向上があり、特に、セリュライト(cellulite)および皮下脂肪の治療、物理療法、筋肉および関節のための痛みおよび硬直の軽減ならびに脊髄の問題の治療を含む筋肉および骨格の治療、ならびに、手根管症候群（carpel tunnel syndrome）（ＣＴＳ）のような蓄積外傷疾患（ＣＴＤ）、腱炎および滑液包炎、線維筋痛症、リンパ水腫および癌療法、ならびに、皮膚若返り療法がある。皮膚若返り療法としては、たとえば、スキンスムージング(skin smoothing)、しわ(wrinkle)およびしわ(rhytide)の減少、ポアサイズの減少、スキンリフティング(skin lifting)、色合いおよびきめの改善、コラーゲン生成の刺激(stimulation of collagen production)、コラーゲンの収縮、皮膚色素異常（つまり、色素の不均一）の減少、毛細管拡張（つまり、脈管奇形）の減少、皮膚の張り特性の改善（たとえば、弾性、持ち上がり(lifting)、締まり(tightening)の向上）、アクネの治療、肥厚性瘢痕、体臭の軽減、疣およびカルスの除去、乾癬の治療、体毛の減退がある。
【００３５】
本発明は、小部分手技(fractional procedure)および非小部分手技の両方を用いて組織の深部加熱を効果的に行う手段を提供する。小部分手技の場合、以下に説明する実施形態は、一様でない（調整された）温度分布（ＭＴＰ）を生成することができ、この一様でない温度分布には、真皮および皮下組織の深部（通常、５００μｍを超える深さ）、または、表皮および／または真皮の表面近くが含まれる。実施形態によっては、このような分布により、損傷島のパターン（格子）（ＬＩＤ）が形成される。表皮の損傷を防止するために、能動的または受動的な冷却を表皮表面に加えることもできる。
【００３６】
ＭＴＰの生成は、以下のメカニズムによる皮膚の構造およびきめの改善につながる（リストは、他を排除するものではない）。
【００３７】
１．温度上昇にさらされた膠原線維が収縮する結果、皮膚が持ち上がり、引き締まる。
２．真皮および皮下組織における局所領域の凝結の結果、皮膚が持ち上がり、引き締まる。
３．真皮および皮下組織における局所領域の凝結の結果、皮膚のきめが改善される。
４．熱応力および／または熱衝撃に対する治癒反応により、コラーゲンの生成が促進される。
【００３８】
いくつかの他の局所的症状および全身症状もこの技術で治療することができる。
１.セリュライト：真皮／皮下組織の境界における機械的応力の分布を変えることにより、セリュライトの外観を改善できる。
２.アクネ：光学的放射の波長を皮脂による光学的エネルギーの選択的吸収が促進されるように選択することにより、および／または、皮脂腺を選択的に狙うようにパターンを構成することにより、腺を選択的に破壊することができる。
３.肥厚性瘢痕：瘢痕組織に引き締めおよび収縮を誘発することにより、異常な結合組織の普通の結合組織への変換を起こすことができる。
４.臭気の減少：エクリン汗腺を選択的に狙うことにより、エクリン汗を減らすことができ、また、その成分を変えることができる。
５.皮膚表面ではないきめにする：本手法は、器官増大(organ augmentation)（たとえば、唇）に使用することができる。
【００３９】
本発明の一実施形態は、手持ち式の皮膚科学的装置であって、患者の皮膚表面に光学的放射を当てると同時に、その皮膚表面を冷却する機構を取り入れた装置である。放射が、迅速に治療すべき深部の組織に届き、その加熱を開始する一方で、冷却は、冷たい波として伝播し、治療領域の上にある組織を保護し、最大加熱の深さを皮膚のより中へ移動させる。ある実施形態では、冷却波が治療領域のすぐ上の深さまで伝搬できるが、少なくとも、求める治療を行うのに十分なエネルギーが治療領域に送られるまでは、治療領域まで広がらない。装置の冷却機構は、患者の皮膚に放射をあてる前、あてている間、および／または、あてた後に、その患者の皮膚を冷却し、治療領域より上の組織をより効果的に保護し、かつ、照射を受けた組織における最大温度上昇を求める深さまたはその近くにおいて確実に生じさせることができる。これにより、求める深さより上の組織にいかなる損傷も与えずに、または、最小の損傷で、エネルギーがより高く、照射持続時間がより短いパルスを皮膚に加えることも可能になる。放射を加えるのに用いたヘッドは、冷却を行うのに用いることもできる。手持ち式の皮膚科学的装置は、患者の皮膚近くの冷却機構の近傍に取り付けられたセンサーを有することもできる。このようなセンサーは、冷却機構が患者の皮膚にいつ接触したか（または、患者の皮膚にいつ接触しなくなったか）を示すことができ、したがって、使用者に、いつ安全に放射を加え始めることができるかを示すことができる。
【００４０】
図１は、本発明の一実施形態による装置１００を示している。この装置の場合、適当なエネルギー源１からの光学的エネルギー３０が、組織３１（つまり、患者の皮膚）に達する前に、光学デバイス（たとえば、フォーカシング（focusing）デバイス）２、フィルター３、冷却機構４、および接触プレート８を通る。本発明の実施形態によっては、これら構成要素のうちのいくつか、たとえば、光学デバイス２や、単色エネルギー源が用いられているところではフィルター３などは、必ずしもなくてもよい。他の実施形態では、装置が皮膚に接触しないこともある。さらに別の実施形態では、冷却機構４がなく、接触プレートと皮膚との間は受動的にしか冷却されない。
【００４１】
適当な光学的インピーダンス整合用ローション、または、他の適当な物質が、通常、プレート８および組織３１の間に、光学的および熱的接触をよくするために塗布される。組織３１は、図１に示されているように、放射が皮膚表面に加えられる応用例の場合に表皮および真皮となる上部領域５と、前述の例では皮下領域となる下部領域６とに分けられる。領域６は、たとえば、皮下組織であってもよい。
【００４２】
エネルギー３０は、恐らくは、光学デバイス２によるフォーカシング、フィルター３による波長選択、冷却機構４による冷却のうち１つまたは組み合わせとともに、組織３１の選択深さにおいて最大の加熱を行う。この選択深さは、前述したように、領域５および領域６が合わさる部分もしくはその近く、または、下部領域６内であってもよいし、領域５、すなわち、皮下組織内であってもよい。
【００４３】
エネルギー源１は、適当な電磁放射（ＥＭＲ）源であってもよいが、好ましくは、可視光、または、近赤外線領域および赤外線領域のエネルギーを放出する光源である。本発明で用いる光源は、求める波長もしくは求める波長域、または、複数の波長域の光学的エネルギーを生成することができる、コヒーレントな光源であってもよいし、コヒーレントではない光源であってもよい。選ぶ厳密なエネルギー源１、および、厳密なエネルギーは、行う治療の種類、加熱する組織、治療が求められている組織の深さ、および、治療が求められている領域におけるそのエネルギーの吸収の関数でありうる。エネルギー源１は、近赤外放射または可視光放射のようなＥＭＲを、幅広いスペクトルにわたって生成してもよいし、限られたスペクトルで生成してもよいし、または、発光ダイオードまたはレーザが生成するように、単一波長で生成してもよい。一定の場合には、スペクトルの幅が狭い光源が好ましいことがある。これは、エネルギー源によって生成された波長が、特定の種類の組織に向けられることがあるからであり、また、選択深さに達するように適合させることがあるからである。他の実施形態では、幅広いスペクトルの光源が好ましいことがあり、たとえば、組織にあてる波長が、応用例により、たとえば異なるフィルターを用いて変えることがあるシステムにおいて好ましいことがある。音響、ＲＦまたは他のＥＭＦ源もまた適する応用例で利用されうる。
【００４４】
たとえば、ＵＶ、紫、青、緑、黄色の光または赤外放射（たとえば、約２９０〜６００ｎｍ、１４００〜３０００ｎｍ）を表面近くにある対象、たとえば、脈管および色素の病変、細かい皺、皮膚のきめおよび毛穴などの治療に用いることができる。青色、緑色、黄色、赤色、および、約４５０から約１３００ｎｍの範囲の近赤外線は、皮膚より約１ｍｍ下までの深さにある対象の治療に用いることができる。約８００から約１４００ｎｍ、約１５００から約１８００ｎｍの範囲、または、約２０５０ｎｍから約２３５０ｎｍの範囲の近赤外線は、より深い対象（たとえば、皮膚表面の下約３ｍｍまで）の治療に用いることができる。以下の表は、様々な美容上および医療上の症状を治療するのに適すると思われる電磁エネルギーの波長の例を示している。
【００４５】
【表１】
【００４６】
エネルギー源１は、多種多様なコヒーレント光源であってもよく、固体レーザ、色素レーザ、ダイオードレーザ、ファイバーレーザ、または、他のコヒーレント光源であってもよい。たとえば、エネルギー源１は、放射ランプ(radiant lamp)、ハロゲンランプ、白熱電球、アークランプ、蛍光灯、発光ダイオード、レーザ（ダイオードレーザおよびファイバーレーザを含む）、太陽、その他の適当な光学的エネルギー源であってもよい。別の例としては、エネルギー源１は、ネオジウム（Ｎｄ）レーザ、たとえば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザなどであってもよい。さらに、複数の異なるまたは同一のエネルギー源を用いることがあってもよい。たとえば、複数のレーザ光源を使用してもよく、これらのレーザ光源は、同一の波長を有する光学的エネルギーを生成してもよいし、異なる波長を有する光学的エネルギーを生成してもよい。別の例としては、複数のランプ光源を用いてもよく、そして、これらのランプ光源は、同一の波長帯域または異なる波長帯域を与えるようにフィルターがかけられることがあってもよい。さらに、異なる種類の光源が同じ装置の中に含められることがあってもよく、たとえば、レーザとランプの両方を組み合わせてもよい。
【００４７】
この例示的な実施形態では、エネルギー源１が、波長が約１０６４ｎｍの放射を生成するネオジウム（Ｎｄ）レーザを備えている。このようなレーザは、たとえばこの実施形態では、ネオジウムＹＡＧレーザロッド（Ｎｄ+3イオンでドープされたＹＡＧ母体結晶）であるレーザ媒体と、そのレーザロッドに連結され、レーザ放射を生成するための光キャビティーを形成する関連光学系（たとえば、ミラー）とを有する。他の実施形態では、クロム（Ｃｒ）、イッテルビウム（Ｙｔ）もしくはダイオードレーザなどの他のレーザ光源、または、広帯域光源、たとえばランプを治療用放射生成に利用することができる。
【００４８】
レーザおよび他のコヒーレント光源を用いて、１００から１００，０００ｎｍの範囲内の波長をカバーすることができる。コヒーレントエネルギー光源の例は、固体レーザ、色素レーザ、ファイバーレーザ、およびその他の種類のレーザである。たとえば、ランプまたはダイオードでポンピングを行う固体レーザを用いることができる。このようなレーザで生成される波長は、４００から３，５００ｎｍの範囲であることがある。この範囲は、非線形周波数変換を利用して、１００から２０，０００ｎｍに広げることができる。固体レーザは、最も融通がきくものであり、パルス幅の範囲がフェムト秒から連続波まである。
【００４９】
コヒーレント光源の別の例は、非コヒーレントポンピングまたはコヒーレントポンピングによる色素レーザであり、このレーザは、波長調整可能な光を放出する。色素レーザは、液体または固体マトリックスのいずれかに溶かした色素を利用することができる。典型的な調整可能波長帯域は、４００から１，２００ｎｍ、および、約０．１から１０ｎｍのレーザ帯域に及ぶ。種類の異なる色素を混ぜると、複数の波長を放出させることができる。色素レーザの変換効率は、非コヒーレントポンピングの場合に約０．１から１％であり、コヒーレントポンピングでは約８０％までになる。
【００５０】
コヒーレントな光源の他の例は、ファイバーレーザである。ファイバーレーザは、コアがドープされているまたはドープされていない（ラマンレーザ）、コヒーレントまたは非コヒーレントなポンピングによる能動導波路である。希土類金属イオンをドーピングの材料として用いることができる。コアおよびクラッド材料は、石英、ガラスまたはセラミックであってもよい。コア直径は、数ミクロンから数百ミクロンであってもよい。ポンピング用の光は、コアファセット(core facet)を介して、または、クラッドを介してコアに入力できる。このようなファイバーレーザの光変換効率は、約８０％までになることがあり、波長の範囲は、約１，１００から３，０００ｎｍでありうる。異なる希土類イオンを組み合わせると、さらに別のラマン変換を行って、または、行わずに、異なる波長を同時に生成することができ、このことは治療の結果の利益となりうる。この範囲は、二次高調波生成（ＳＨＧ）またはファイバーレーザ出力部に光学的に接続された光パラメトリック発振器（ＯＰＯ）の支援で広げることができる。ファイバーレーザは、束に組み合わせることができるし、または、単一ファイバーレーザとして使用することもできる。
【００５１】
ダイオードレーザは、４００から１００，０００ｎｍの範囲で使用することができる。多くの光皮膚科学的応用例では、高出力光源が必要であり、以下に説明するダイオードレーザバーを用いた構成は、約１０から１００Ｗで、長さ１ｃｍのｃｗダイオードレーザバーを基礎とすることができる。なお、ダイオードレーザバーとともに用いる場合について説明した構成において、他の光源（たとえば、ＬＥＤやマイクロレーザ）も、光学的サブシステムおよび機械的サブシステムに適当な変更を加えて、代わりに用いることができる。
【００５２】
他の種類のレーザ（たとえば、ガスレーザ、エキシマレーザ等）を使用することもできる。
【００５３】
ＥＭＲのさまざまな非コヒーレント光源（たとえば、アークランプ、白熱電球、ハロゲンランプ、電球）を本発明でエネルギー源１として使用することができる。たとえば、中空陰極ランプ（ＨＣＬ）および無電極放電ランプ（ＥＤＬ）など、いくつかの単色ランプを利用できる。ＨＣＬおよびＥＤＬは、化学要素からの輝線を生成することができる。たとえば、ナトリウムは、５５０ｎｍにおける明るい黄色い光を放出する。
【００５４】
リニアアークランプ（Linear arc lamps）は、パルス状の放電によって過熱された希ガスのプラズマを光源として使用する。一般に使用されるガスは、キセノン、クリプトン、および、いろいろな比率でのこれらの混合物である。充填圧力は、数トールから数千トール（１トール＝１．３３×１０2パスカル）であってもよい。このリニアフラッシュランプのためのランプ封体部(lamp envelope)は、溶融石英、ドープ石英もしくはガラス、または、サファイアであってもよい。発光帯域幅は、透明な封体部の場合、約１８０〜２，５００ｎｍであり、ランプ封体部内のドーパントイオン、ランプ封体部の誘電体コーティング、吸収フィルター、蛍光変換機能材（fluorescent converter）を適切に選ぶことにより、または、これらのアプローチを適当に組み合わせることにより、変えることができる。
【００５５】
実施形態によっては、キセノンを充填したリニアフラッシュランプであって、ＢＫ７ガラスから作られた台形の集光装置を備えたものが使用されてもよい。以下のいくつかの実施形態に記載するように、光学系の遠位端は、たとえば、集光装置の出力面に取り付けられたマイクロプリズムのアレイであってもよい。このようなランプによって生成されたＥＭＲのスペクトル範囲は、約３００〜２００ｎｍでありうる。
【００５６】
白熱電球は、最も一般的な光源の一つであり、フィラメントの温度が約２，５００℃のときに、３００〜４，０００ｎｍの発光帯域を有する。出力された発光は、対象に、反射板および／または集光装置を用いて集中させることができる。
【００５７】
ハロゲン・タングステンランプは、ハロゲンサイクルを利用して、ランプの寿命を延ばし、（約３，５００℃まで）フィラメント温度を上げてランプを使用できるようにしており、これによって光出力を大いに改善している。このようなランプの発光帯域は、約３００から３，０００ｎｍの範囲である。
【００５８】
２９０〜２，０００ｎｍの範囲の光を放出する発光ダイオード（ＬＥＤ）は、ダイオードレーザで直接得られない波長をカバーするのに用いることができる。
【００５９】
光学デバイス２がフォーカシングデバイスである場合、このフォーカシングデバイスは、エネルギー源１からきたエネルギー３０の少なくとも一部を組織３１へ、特に、組織３１の選択深さに集束させることができる任意の適当な装置であってもよい。たとえば、装置２としては、ミラー、プリズム、反射板、フレネルレンズ、コリメーティングレンズまたはフォーカシングレンズのようなレンズ、回折格子、または他の光学デバイスがありうる。装置２はまた、上述した装置を複数含む、つまり、上述した装置の配列を含むこともある。
【００６０】
フィルター３は、エネルギー源１から一定の波長、または、一定の波長帯域を選択することができる、または、少なくとも部分的に選択することができる任意の適当なフィルターであってもよい。一定の実施形態では、波長の特定の組をフィルター３によって遮断してもよい。好ましい波長帯域における利用可能なエネルギーを増やすために、エネルギー源１からのエネルギーにおいて好ましくない波長を公知の方法で波長シフトさせることも可能である。したがって、フィルター３は、電磁放射の一定の波長を吸収、反射または変えるように設計された素子を含んでいてもよい。たとえば、フィルター３は、周囲の組織によって吸収される一定の種類の波長を除去するように使用されてもよい。たとえば、真皮、皮下組織および表皮の組織は、人体の他の部分のほとんどがそうであるように、主に水から構成されている。水分子を励起する波長を選択的に除去するフィルターを使用することにより、これらの波長の体による吸収が著しく軽減され、これらの分子が光を吸収することにより生成される熱量を下げることになるであろう。よって、水を主材料とするフィルターに放射を通すことで、水分子を励起しうる放射の周波数がその水フィルターに吸収され、組織３１へ伝達され伝えらなくなる。このように、水を主材料とするフィルターは、治療領域より上で組織に吸収され、熱に変換される放射の量を減らすことに使用することができる。他の治療の場合、水による放射の吸収は、治療を行うのに望ましかったり、必要であったりすることがある。
【００６１】
図１は、組織３１の表面近傍にある冷却機構４を示している。冷却機構４は、組織３１の温度を下げられる任意の適当な冷却機構であってもよい。熱エネルギー３２は、組織３１から接触プレート８を介して冷却機構４へ吸い込まれてもよい。冷却機構４は、たとえば、接触プレート８の上に吹き付けられる空気もしくは他の適当なガスであってもよいし、冷却水もしくは冷却油または他の流体であってもよい。これらの物質を混合したもの、たとえば油と水の混合物なども考えられる。冷却機構４は、任意の適当な構成であってもよく、たとえば、空気もしくは他のガスまたは液体にプレート８を横切らせるための平板、一連の導管、シーシングブランケット（sheathing blanket）、または、一連の流路であってもよい。たとえば、一実施形態では、冷却機構４が水冷式接触プレートであってもよい。別の実施形態では、冷却機構４が冷却液または冷凍液（refrigerant fluid）（たとえば、冷凍剤（cryogen））を搬送する一連の流路であり、この流路が組織３１またはプレート８と接触していてもよい。さらに別の実施形態では、冷却機構４が、組織３１の表面を横切る水または冷凍液（たとえば、Ｒ１３４Ａ）の噴霧、冷却した空気の噴霧、または、空気流であってもよい。他の実施形態では、冷却を化学反応（たとえば吸熱反応）、または、ペルチェ冷却のような電子冷却によって行うことができる。さらに別の実施形態では、冷却機構４が２種類以上の冷却剤または冷却機構４を有してもよく、および／または、たとえば組織が、たとえば極低温の噴霧または他の適当な噴霧によって受動的にまたは直接的に冷却される実施形態では接触プレート８がなくてもよい。たとえば温度をモニターするために、または、組織３１に必要な冷却の程度を確認ために、センサーまたは他のモニター用デバイスを冷却機構４に埋め込み、手動または電子的に制御してもよい。
【００６２】
一定の場合、組織３１の表面温度をその通常の温度に保つために冷却機構４を使用してもよく、この通常の温度は、加熱している組織の種類にもよるが、たとえば３７℃または３２℃であってもよい。他の実施形態では、冷却機構４が、組織３１の表面温度をその種の組織の通常の温度より低い温度に下げるのに使用されることがある。たとえば、冷却機構４は、組織３１の表面温度を、たとえば２５℃から−５℃の範囲に下げることが可能であってもよい。
【００６３】
本発明の実施形態によっては、図１に示されているように、エネルギー源１からのエネルギー３０が冷却機構４を通過してもよい。この種の構成では、冷却機構４がエネルギー３０の少なくとも一部を通すことができる材料、たとえば、空気、水または他のガスもしくは流体、ガラスまたは透明なプラスチックから作られていてもよい。他の実施形態では、冷却機構４が一連の個別の流路から形成されていて、エネルギー３０がこれらの流路の間を通ってもよい。本発明の他の実施形態では、エネルギー３０が冷却機構４に通されなくてもよい。
【００６４】
接触プレート８は、適当な熱伝導材から作られていてもよく、また、プレートが組織３１に接触するところでは、組織と光学的によく整合している材料から作られていてもよい。サファイアは、プレート８に適する材料の例である。実施形態によっては、たとえば、接触プレート８が高い熱伝導率を有し、冷却機構４によって組織の表面を冷却可能にしていてもよい。他の実施形態では、接触プレート８が冷却機構４と一体の部分であってもよいし、接触プレート８がなくてもよい。接触プレート８は、本発明の実施形態によっては、変形可能または粘弾性の材料から作られてもよく、たとえば、ビドロゲルのようなゲルから作られてもよい。他の実施形態では、接触プレート８がガラス、サファイアのような結晶、または、プラスチックなどの固形材料から作られていてもよい。本発明の実施形態によっては、図１に示されているように、エネルギー源１からのエネルギー３０、または、その一部が接触プレート８を通過してもよい。これらの構成では、接触プレート８がエネルギー３０の少なくとも一部分を通すことができる材料、たとえば、ガラス、サファイアまたは透明なプラスチックから作られていてもよく、あるいは、接触プレート８は、エネルギー３０の少なくとも一部が通過できるように、たとえば、接触プレート８内の一連の穴部、通路、レンズ等を介して、接触プレート８を通過できるように作られていてもよい。
【００６５】
本発明の実施形態によっては、エネルギー源１、光学デバイス２、および／または、フィルター３にも冷却機構が必要なことがある。この冷却機構は、図１において矢印３２によって示されているように、接触プレート８を介して組織３１を冷却する冷却機構４と同じものであってもよいし、同じものでなくてもよい。たとえば、図１に示されている実施形態において、冷却機構４から別個独立に示されている冷却機構７は、フィルター３および／または光学デバイス２を冷却するために使用されている。冷却機構７の構造は、装置を組み立てるのに使用した構成要素の相関的要素であってもよい。図１では、冷却機構７および冷却機構４が別々のシステムとして図示されている。しかしながら、他の実施形態では、冷却機構７および冷却機構４が同じシステムの一部であってもよいし、一方または両方がなくてもよい。冷却機構７は、空気、水、または油のような、当該技術において公知である任意の適する冷却機構であってもよい。油と水を混ぜたもののように、これらの物質の混合物も考えられる。構成要素の冷却は、対流または伝導による冷却で行われてもよい。
【００６６】
エネルギー源１、光学デバイス２、フィルター３、冷却機構４、および冷却機構７の１つ以上が電子制御されてもよい。たとえば、冷却機構４または接触プレート８に埋め込まれたセンサーが、組織３１に届くエネルギー量を決定してもよいし、応用例によっては、エネルギー源１にエネルギーをより多くもしくはより少なく生成することを命令してもよいし、または、冷却機構４に冷却を強めたり、弱めたりすることを命令してもよい。他のセンサーおよび同様のものが、ここに例示した構成要素のいずれに組み込まれてもよい。制御は、たとえば、電子的に予めプログラムされてもよいし、手動で操作されてもよい。
【００６７】
図２は、本発明のこの実施形態による手持ち式皮膚科学的装置２００の側面断面図である。図２は、手持ち式皮膚科学的装置２００の一実施形態における部品のほとんどを図示している。一方で、図１５は、本発明の一実施形態による、全てが揃っている手持ち式皮膚科学的装置２００であって、ハウジング３００に入っているものの側面図である。図３から図１４までは、図２の手持ち式皮膚科学的装置２００のいろいろな角度からの図であり、これらの図は、異なる組み立て段階における手持ち式皮膚科学的装置２００の実施形態を図示している。つまり、図３から図１４は、全ての部品がそのハウジング３００の中に入っている手持ち式皮膚科学的装置２００の全体を描いているのではない。
【００６８】
図２から図１５の実施形態では、手持ち式皮膚科学的装置２００が、図１について前述した特徴の多くを有する。図２を参照すると、装置２００はエネルギー源２０２を備えており、このエネルギー源２０２は、求める治療領域の深さにおいて組織内を加熱する波長の光学的エネルギーを生成することができるあらゆる適切な光学エネルギー源であってもよい。図２の実施形態では、エネルギー源２０２が、たとえばタングステン・ハロゲンランプである。エネルギー源２０２の上に囲むように配置されているのは、反射器２０６である。反射器２０６は、エネルギー源２０２からのエネルギーを皮膚接触プレート２１０の方へ（たとえば、下方へ）反射する役割を果たす。本発明の他の実施形態では、このような反射器２０６は使用されない。図２、図８および図９の実施形態では、反射器２０６がほぼ半円形断面であり（図８、図９）、また、長手方向に円筒形となっている（図２）。反射器２０６は、たとえば金属のように、放射を反射することが知られているあらゆる材料から作ることができる。好ましくは、反射器２０６の表面は金であるが、銀または銅を含むあらゆる高反射性金属を用いることができる。
【００６９】
図２の実施形態におけるエネルギー源２０２および皮膚接触プレート２１０の間に配置されているのは、光学デバイス２０４および／またはフィルター（不図示）である。光学デバイス２０４は、装置２００の下に配置された組織、特に、組織の選択深さに、エネルギー源２０２からのエネルギーの少なくとも一部を集中させるためのフォーカシングデバイスであってもよい。光学デバイス２０４はまた導波路であり、好ましくは石英ガラスから作られていてもよい。フィルターは、使用されている場合には、エネルギー源２０２から一定の波長または波長帯域を選択することができる、または、少なくとも部分的に選択することができる、あらゆる適当なフィルターであってもよい。光学デバイス２０４およびフィルターは、使用されている場合には、図１の実施形態について前述したのと同じ光学デバイスおよびフィルターであってもよい。
【００７０】
図２から図１５の実施形態において、手持ち式装置２００は、患者の皮膚または組織にあてるために遠位先端部に配置された冷却機構２０８を含む。このような冷却機構２０８は、患者の皮膚に接触する接触プレート２１０と、接触プレート２１０を保持するジャケット部２１２とを含んでいてもよい。接触プレート２１０は、前述したもののような、適当な熱伝導材から作ることができる。接触プレート２１０は、患者の皮膚を照射するために、エネルギー源２０２からの放射を通過させることができる。他の実施形態では、装置２００内の接触プレート２１０の内部に組み込まれた、または、接触プレート２１０の上もしくは下に配置されたマスク、スクリーンまたは遮蔽部（不図示）により、患者の皮膚に達する放射の一部を遮蔽し、これにより、患者の皮膚に選択された治療領域を形成できる。さらに別の実施形態では、集束装置（たとえば、レンズ、プリズム）のアレイを装置２００内の接触プレート２１０の内部に組み込み、または、接触プレート２１０の上もしくは下に配置し、皮膚の一定の場所に放射を集束または分散させ、これにより、患者の皮膚に選択された治療領域を形成することができる。（このような方法および装置のこれ以上の説明は、２００６年２月１４日に発行され、Palomar Medical Technologies, Inc.に譲渡された米国特許第６，９９７，９２３号に開示されている。米国特許第６，９９７，９２３号は、参照することにより、ここに組み込まれる。）
【００７１】
ある実施形態では、接触プレート２１０がサファイアから作られている。冷却機構２０８は、接触プレート２１０を保持するために、装置２００の先端部に配置されたジャケット部２１２をさらに備えることができる。ある実施形態では、このジャケット部２１２が、接触プレート２１０の周りに配置された金属製構造体であることもある。ジャケット部２１２は、放射がそのジャケット部２１２を通過できるように、その中央部に開口部を有してもよい。図２から図１５の実施形態では、ジャケット部２１２は、水、空気または油などの冷却剤が入るように構成されており、この冷却剤は、ジャケット部２１２内部を循環して、ジャケット部２１２および接触プレート２１０から熱を取り除くことができる。図２から図１５の装置２００は、ジャケット部２１２に冷却剤を供給するための冷却用マニホールド２１４をも有する。あるいは、光学デバイス２０４は導波路であり、導波路の一端が接触面２１０となるように、この導波路がジャケット部２１２を通っていてもよい。使用時には、接触プレート２１０が、患者の組織における対象治療領域を画定する。
【００７２】
手持ち式装置２００は、接触プレート２１０がいつ患者の皮膚に接触したかを示す検出機構２２０を備えることできる。検出機構２２０は、接触フレーム２２２、プッシュロッド２２４およびセンサー２２６を備えている。センサー２２６は、たとえば、マイクロスイッチであってもよい。図２から図１５は、患者の皮膚に対する冷却機構の接触を検出する検出機構２２０を組み込んだ本発明の実施形態を図示している。検出機構２２０は、冷却機構の近傍、かつ、患者の皮膚の近くに取り付けられている。このような検出機構２２０は、いつ冷却機構が患者の皮膚に接触するか、および／または、いつ冷却機構が患者の皮膚に接触しなくなるかを示すことができる。このような検出機構２２０はまた、ある実施形態では、図１の装置１００の中に組み込むことができる。
【００７３】
接触フレーム２２２は、図１０および図１１の実施形態に示されているように、長方形断面をしていてもよい。他の実施形態において、接触フレーム２２２は、正方形もしくは円形の断面、または、任意の他の好ましい形状をしていてもよい。図１０および図１１に示されているように、接触フレーム２２２は、そのフレーム２２２の内側部分が開口するようにフレームとして成形することができる。したがって、エネルギー源２０２からの放射は、接触フレーム２２２の内側部分を通して患者の皮膚にあてることができる。この接触フレーム２２２は、金属、プラスチック、または、任意の適当な他の材料から作ることができる。
【００７４】
センサー２２６は、接触面２１０がいつ患者の皮膚に触れたかを検出する装置である。より具体的には、センサー２２６は、いつ接触フレーム２２２が冷却機構２０８の接触面２１０に触れたかを検出するものであり、これは、接触面２１０が患者の皮膚と接触していることを示す。センサー２２６は、あらゆる機械的、光学的、電気‐光学的、または、接触面２１０が患者の皮膚に接触したことを示す他のセンサーであってもよい。一実施形態において、センサー２２６は、マイクロスイッチであってもよい。センサー２２６は、接触面２１０が接触フレーム２２２に接触したときに起動されるように較正されてもよい。
【００７５】
図２から図１５の実施形態において、プッシュロッド２２４は、接触フレーム２２２をセンサー２２６に動作可能に連結する。この例示的な実施形態では、２つのプッシュロッド２２４が接触フレーム２２２に連結されている。この実施形態では、両方のプッシュロッド２２４が接触フレーム２２２の一方の側に連結している。他の実施形態では、プッシュロッド２２４が接触フレーム２２２の異なる側面に配置されてもよい。他の実施形態では、１本のプッシュロッド２２４のみを使用することもできる。さらに別の実施形態では、３つ以上のプッシュロッド２２４を使用することもできる。図２から図１５の実施形態では、接触フレーム２２２が冷却機構２０８の接触面２１０に接触したときに、プッシュロッド２２４がセンサー２２６に接触し、センサーを起動させる。
【００７６】
接触機構２２０の接触フレーム２２２、プッシュロッド２２４、および、センサー２２６は、装置２００に動作可能に接続されてもよい。図２から図１５の例示的な実施形態では、たとえば、接触フレーム２２２がプッシュロッド２２４に連結されており、次にブッシュロッド２２４は、さらにハウジング３００およびリンク機構（不図示）を介して装置２００の下側部分に連結されている。このような１つのリンク機構または複数のリンク機構は、プッシュロッド２２４を、そしてそれゆえに接触フレーム２２２をも、装置２００に固定し、その一方で、プッシュロッド２２４および接触フレーム２２２が装置２００に対して上下に移動できるようにする。図３、図４および図１５に矢先が二重になっている矢印によって示されているように、接触フレーム２２２は、接触プレート２１０に対して上下に移動することができる。センサー２２６は、ある実施形態では、装置２００のハウジング３００に動かないように取り付けることができる。別の実施形態において、センサー２２６は、接触フレーム２２２または接触プレート２１０に動かないように取り付けることにより、接触フレーム２２２および接触プレート２１０の間に配置することができる。この実施形態では、接触プレート２１０が接触フレーム２２２と接触したときにセンサー２２６が起動する。接触機構２２０は、実施形態によっては、バネ、または、接触フレーム２２２に冷却機構２０８の接触プレート２１０から遠ざかる方に力をかける他のデバイスをさらに備えていてもよい。
【００７７】
本発明の別の実施形態では、センサー２２６がフィードバックを使用者に与えて、冷却プレート２１０が患者の皮膚と接触していること、または、このような接触がないことを示すことができる。ある実施形態では、センサー２２６が、手持ち式装置２００に出力部を有することができる。たとえば、手持ち式装置２００は、接触プレート２１０が患者の皮膚といつ接触しているかを示す、発光体のような視覚的な表示部を備えることができる。たとえば、発光体が付いていれば、このことは、接触プレート２１０が患者の皮膚と接触していることを示すことであってもよく、発光体が付いていなければ、このことは、接触プレート２１０が患者の皮膚と接触していないこと示すことであってもよい。手持ち式装置２００は、他の実施形態では、スピーカーまたは他のオーディオデバイスを備え、接触プレート２１０が患者の皮膚と接触していることを使用者に伝えてもよい。オーディオデバイスは、ある実施形態では、音を出して、皮膚との接触を示すことができる。さらに、オーディオデバイスは、音を出して、冷却プレート２１０の皮膚との接触が終わったことを示すこともできる。他の実施形態では、オーディオデバイスが、接触プレート２１０が患者の皮膚と接触している間中、連続音を出してもよい。たとえば、皮膚との接触が中断したら、音が終わることがあってもよい。他の実施形態では、感触によるフィードバックを使用者に与えてもよく、たとえば、手持ち式装置２００が、接触プレート２１０が患者の皮膚と接触しているときに振動することがあってもよい。
【００７８】
別の実施形態では、検出機構２２０のセンサー２２６を（コネクタ２１６の）ケーブルによって（不図示の）コントロールユニットに電気的または光学的に接続することができる。たとえば図２は、一端においてセンサー２２６に接続されているワイヤー２３０、つまり、コードを描いている。このワイヤー２３０の他端は、コネクタ２１６によってコントロールユニットに接続することができる。これにより、視覚的および／または音響的および／または感触による表示部であって、前述したものと同様のものをコントロールユニットに作り、冷却機構２０８が患者の皮膚に接触していること（または接触していないこと）を示すことができる。
【００７９】
ある実施形態では、図２から図１５の手持ち式装置２００が接続部２１６（図３、図４）を備えている。この接続部２１６は、制御信号によって手持ち式装置２００と通信をすることができるコントロールユニットまたはベースユニット（不図示）に、装置２００を導管コード(umbilical cord)またはケーブルによって接続するためのものである。コントロールユニットは、たとえば、冷却機構２０８のための冷却剤の供給部を備えていてもよい。たとえば、図２は、ジャケット部２１２を導管コードのための接続部２１６に接続している冷却用マニホールド２１４を描いている。別の実施形態では、コントロールユニットが、手持ち式装置２００内のエネルギー源２０２のための電力調整部(power settings)等を備えることができる。さらに、コントロールユニットは、マイクロコンピューターおよび／またはコントローラを備え、以下により詳細に説明するように、本発明の特定の機能部を制御することができる。コントロールユニットを手持ち式装置２００の接続部２１６に接続しているケーブルは、冷却剤用の供給管と、手持ち式装置２００の制御および電力用のワイヤーを備えていてもよい。他の実施形態では、このような接続部２１６は使われないかもしれない。
【００８０】
本発明の別の実施形態は、手持ち式装置２００のための空冷機構および方法である。図２から図１５、より具体的には図１０および図１１を参照すると、空冷機構の一例は、送風機２４０およびマニホールド２４２を備えている。ある実施形態では、送風機２４０が電動送風機であり、コントロールユニットからのケーブルによって動力を供給されていることがある。さらに、実施形態によっては、送風機のパワー（つまり、スピード）は、コントロールユニットで制御することができる。あらゆる種類の送風機２４０を本発明の範囲内で用いることができる。図２から図１５の実施形態では、送風機２４０が、手持ち式装置２００のハウジング３００の内部に取り付けることができるよう、十分に小型である。
【００８１】
図２から図１５の実施形態では、マニホールド２４２が、手持ち装置２００内の冷却を必要とするものを取り囲んでいる。たとえば、エネルギー源２０２および反射器２０６は、冷却を必要とすることがある。さらに、装置２００内の非常に多くの他の部品、たとえば、光学デバイス２０４、電極および／または装置２００内の他の反射面などが冷却を必要とするであろう。マニホールド２４２は、これらの領域を冷却するように構成することができる。
【００８２】
図２から図１５の実施形態では、マニホールド２４２が複数のフィン２４４を備えている。これらのフィン２４４により、マニホールド２４２の冷却表面積が増大し、これにより、装置２００の冷却能力が増大する。マニホールド２４２は、金属またはあらゆる他の適する材料から作ることができる。フィン２４４に加えて、または、フィン２４４に替えて、マニホールド２４２は、装置２００からの熱の除去を促進する、異なる種類の一つ以上のラジエーターを備えていてもよい。マニホールド２４２はまた、冷却する必要があるいずれかの構造体の近くから延びているフィン２４４またはラジエーターを備えていてもよい。フィン２４４は、図１０および図１１に示すように上方を含め、いかなる方向にも延びることができる。
【００８３】
送風機２４０は、マニホールド２４２に空気を吹き通し、マニホールド２４２から熱を除去し、装置２００を冷たい状態に維持する。サイズが十分小さく、パワーが十分に大きい送風機２４０を組み込むことにより、このような冷却機構は、サイズを犠牲にすることなく、経済的な方法で、手持ち式装置２００から熱を効率的に取り除くことができる。
【００８４】
図２から図１５に描かれている発明の実施形態は、エネルギー源２０２および反射器２０６について空冷を使用しており、患者の皮膚に接触させる冷却機構２０８については、水冷を使用している。他の実施形態では、空冷を冷却機構２０８についても使用することができる。さらに、このような実施形態では、冷却機構２０８がマニホールド２４２の一部であってもよい。
【００８５】
ハロゲンランプをエネルギー源２０２として用いた場合、１つ以上の小さくて安い送風機による空冷が、装置のハロゲンランプおよび反射器にとって十分である程、温度の変化が大きい。一般に、皮膚の表面は、はるかに低い温度に冷やすことが必要であるので、接触プレート２１０（または冷却機構２０８）を冷却剤で冷やすこと、たとえば冷やした流体またはガスなどで冷やすことがやはり好ましい。小さい送風機を用いてランプを冷やすと、コントロールユニットから手持ち式装置２００に来る冷却剤の量が減る。これにより、冷却剤を運ぶのに必要な導管コードの大きさが小さくなり、冷却剤を冷やすのに必要な冷却装置の大きさおよびコストも下がる。
【００８６】
手術中、使用者は、装置２００を患者の皮膚にあてる。使用者は、治療しようとする患者の皮膚の丁度その領域のあたりに接触フレーム２２２の位置を合わせる。次に、術者は、手持ち式装置２００を下へ（つまり、皮膚表面の方へ）押し、プッシュロッド２２４が手持ち式装置２００内で上へ延びるようにし、皮膚接触プレート２１０を皮膚表面と接触させる。使用者が手持ち式装置２００を押し下げる、または、皮膚の方へ押すと、装置２００の接触プレート２１０が接触フレーム２２２および皮膚に近づく。換言すれば、使用者が手持ち式装置２００を押し下げるにつれ、接触フレーム２２２は患者の皮膚に押し付けられ、プッシュロッド２２４は、接触プレート２１０が接触フレーム２２２および皮膚に向けて押されるにつれ、ハウジング３００の中へと移動する。皮膚接触プレート２１０が皮膚表面と接触していると、プッシュロッド２２４がセンサー２２６を起動し、これにより、このように接触していることがコントロールユニットに対して、および／または、手持ち式装置の使用者に対して示される。
【００８７】
最終的に、接触フレーム２２２が接触プレート２１０と接触するようになると、プッシュロッド２２４がセンサー２２６と接触して、センサー２２６を起動し、接触プレート２１０が患者の皮膚と接触していることを知らせる。接触プレート２１０は冷却されているので、センサー２２６の起動は、皮膚を冷やし始めたことを表す。前述の説明および図２から図１５は、検出機構２２０の一実施形態を表している。他の検出機構もまたは、本発明の範囲内で使用することができる。
【００８８】
検出機構２２０の使用は、手持ち式装置２００の使用者の助けとなる。たとえば、使用者が、放射をあてる前に患者の皮膚を冷やしたい場合、検出機構２２０は、手持ち式装置の使用者が、いつ装置２００の冷却機構２０８が患者の皮膚と接触したかを確認するのを助ける。これは、実際には接触していないときに、冷却プレート２１０が患者の皮膚と接触していると使用者が誤って信じることを防ぐ。よって、この実施形態では、検出機構２２０が装置２００にとっての安全機能となりうる。
【００８９】
使用者が、接触プレート２１０が皮膚と接触していることを示すフィードバックを受け取ると、使用者は、装置２００を出力（fire）させ、皮膚を照射することができる。予冷却が求められている場合、皮膚と接触していること示すセンサー２２６からのフィードバックは、予冷却時間では異なっていてもよく、また、変化して、放射をあて始めてもよいことを術者に知らせることがあってもよい。たとえば、フィードバックは、装置２００が皮膚を予冷却している間は不連続音（beeping sound）を出し、使用者が装置２００を出力させて、皮膚に照射しても安全であるときは、連続音（continuous tone）を出すことがあってもよい。ある実施形態では、装置２００が、予冷却時間に達するまで使用者が出力させるのを防止してもよく、また、皮膚との接触が中断した場合に、装置２００は、そのサイクルを初めから終わりまでやり直してもよい。他の実施形態では、装置２００の出力時間が予め設定されており、使用者が出力を開始したら、装置２００が、その予め設定された時間の間、皮膚に照射するようになっている。他の実施形態では、皮膚表面との接触が中断したら、装置２００が放射を中止する。他の実施形態では、装置が、放射後の冷却時間を示すために、放射後に使用者にフィードバックを与える。
【００９０】
図１６は本発明の一実施形態によるフローチャートであり、装置２００およびコントロールユニットが術中にどのように動作して、患者の皮膚に照射する点で使用者を支援できるかを図示している。図１６に示されている最初の３つのステップは、使用者によって実行されるステップであってもよい。残りのステップは、図１６の実施形態では、装置２００およびコントロールユニットによって自動的に実行されてもよい。他の実施形態では、ステップの一部を自動化してもよく、その他を使用者が実行することがあってもよい。最初に、ブロック１６０１および１６０２では、前述したように、使用者が手技を開始し、接触フレーム２２２の位置を患者の皮膚における対象領域の周りに合わせる。次に使用者は、接触プレート２１０が皮膚を冷却するために皮膚に接触したことをセンサー２２６が示すまで、（ブロック１６０３において）装置２００を患者の皮膚に押し付ける。ブロック１６０４において、装置は、接触プレート２１０が皮膚に接触しているかどうかを決定する。センサー２２６が、接触プレート２１０が患者の皮膚に触れていることを示す場合、（ブロック１６０５において）そのような接触が存在することを示す表示が使用者に送られる。装置２００またはコントロールユニットがそのような表示を行わなかった場合、ある実施形態では、使用者がその処理を再び始めなければならない。
【００９１】
ある実施形態では、図１６のブロック１６０６で図示されているように、コントロールユニットおよび／または手持ち式装置２００をプリセット冷却時間付きで構成することができる。このプリセット冷却時間は、放射を出力する前に、冷却機構が患者の皮膚に接触している間、装置２００が待機する（または待機しなければならない）時間の長さである。このようなプリセット冷却時間は、安全機構として、および／または、治療を自動化する方法として用いることができる。
【００９２】
実施形態によっては、図１６のブロック１６０７において図示されているように、コントロールユニットおよび／または手持ち式装置２００をエネルギー源２０２のプリセット出力時間(preset firing time)付きで構成することができる。このプリセット出力時間は、患者の皮膚を照射するためにエネルギー源２０２が出力を行う時間の長さである。あるいは、このプリセット出力時間は、エネルギー源２０２の出力周期もしくはパルスの数、または、放射の出力周期の数およびパルス長の何らかの組み合わせであってもよい。このようなプリセット出力時間は、安全機構として、および／または、治療を自動化する方法として利用することができる。さらに、プリセット冷却時間およびプリセット出力時間の使用の組み合わせは、自動工程を作るのに使用することができる。異なる治療について、異なるプリセット冷却時間およびプリセット出力時間を用いることができる。
【００９３】
本発明の別の実施形態では、図１６にブロック１６０８において図示されているように、治療中に、いつ冷却プレート２２２が皮膚と接触しなくなったかをセンサー２２６が特定することができる。図１６のブロック１６０９において示されているように、冷却機構２０８の接触プレート２２２が患者の皮膚と接触しなくなったことをセンサー２２６が示す場合に、コントロールユニットおよび／または手持ち式装置２００に自動的に割り込みがなされることがあってもよい。このような自動割り込みは、安全機構を与え、この結果、患者の皮膚は、たとえば、過度の熱および／または放射によって損傷を受けることはない。このような実施形態では、センサー２２６が接触しなくなったことを示すと、割り込み信号でエネルギー源２０２を切ることができる。このような割り込み信号は、コントロールユニットで生成することができる。別の実施形態では、冷却機構２０８が患者の皮膚と接触しなくなった場合に、エネルギー源２０２の出力が自動的に遮断されるように、割り込み信号を手持ち式装置２００によって生成することができる。さらに、図１６のブロック１６１０において示されているように、コントロールユニットおよび／または手持ち式装置２００は、接触しなくなったこと、および、出力が遮断されたことを使用者に示すことができる。使用者は、その後、その処理をやり直す（ブロック１６１１）またはやめることができる。代替実施形態では、このような自動的な割り込みは利用されない。その代わりに、このような実施形態では、コントロールユニットまたは手持ち式装置２００が、接触プレート２２２が患者の皮膚に接触しなくなったことを使用者に知らせることができる。このような実施形態では、装置２００の使用者は、必要ならば、冷却機構２０８が患者の皮膚と接触しなくなった後も、エネルギー源２０２を出力させ続けることができる。
【００９４】
冷却および放射を出力するサイクルが完了したら、組織の照射を終了でき（ブロック１６１２）、そして、サイクルを終了できる（ブロック１６１３）。コントロールユニットおよび／または手持ち式装置２００は、患者の皮膚における異なる対象領域において、別のサイクルを始めるために、装置２００の位置を変えても安全であることを（視覚的、音響的、または感触による信号で）使用者に知らせることができる。
【００９５】
前述したように、多くの用途において、放射をあてる前に、患者の皮膚の対象領域を冷却することが必要である。これにより、治療領域より上の組織を効果的に保護でき、より大きなフルエンス（fluences）およびより短いパルス持続時間を可能とすることができ、また、組織における最大温度上昇が、求める深さまたはその近くで生じることを保証できる。予め冷却することは、より深いところの加熱を達成するために、光または他のＥＭＲをより長い周期であてる、セリュライトの治療のような一定の応用例にとって好ましいことである。さらに、患者の皮膚に放射をあてている間に冷却を行うことは、一定の応用例では必要または望ましいことである。さらに、あとで冷却することは、一定の応用例において好ましく、たとえば、静脈治療中に引き続いてあてられる光を消散させるのに好ましいことである。
【００９６】
放射照射時間は、約１ｍｍから５０ｍｍまでの深さに対して、それぞれ、約２秒から約２時間まで変わりうる。深さ、行われる治療、および他の要因により、出力密度は、約０．２から５０Ｗ／ｃｍ2、より好ましくは約０．５から２０Ｗ／ｃｍ2、最も好ましくは０．５から１０Ｗ／ｃｍ2、または０．５から５Ｗ／ｃｍ2まで変わりうる。手持ち式装置２００および／またはコントロールユニットには、図１６に関連して前述したように、異なる応用例に対して、このような放射照射時間および出力密度を予め設定することができる。さらに、異なるプリセット冷却時間を異なる放射照射時間および／または出力密度と一緒に用いることもできる。
【００９７】
図１７におけるグラフは、赤外波長で作動する光源についての治療時間および加熱深度の関係を図示している。加熱深度は、使用する電磁波長、治療する組織の種類、および、電磁波長の出力密度を含むさまざまな要因に依存するが、図１７は、赤外波長、および、ほぼ０．５から５．０Ｗ／ｃｍ2の範囲にある出力密度を用いて、深部にある組織を加熱するためのパラメータの一般的な指針を与えるものである。比較のために、予冷却が用いられ、治療中に皮膚が連続的に冷却された場合の表面皮膚温度（中央値および標準偏差）および治療時間の関係が図１８に示されている。
【００９８】
図１９から図２３を参照すると、ハンドピース４００は、真皮、および、その真皮のすぐ下にある脂肪または他の組織の両方を治療することができる。あるいは、このハンドピースの実施形態は、比較的深いまたは浅い深さにおける組織を加熱するように設計することも可能であろう。
【００９９】
より深く組織を加熱するには、小部分法を用いる場合でも、従来の方法を用いる場合でも、ハンドピース４００は、組織に光を、従来の装置よりも長い時間、比較的低い出力レベルで送る。換言すれば、組織の放射照度のレベルはより低いが、出力は、より長いパルス幅で射出される。たとえば、コラーゲン刺激およびある種の鎮痛のような一部の応用例の場合、ハンドピースおよび他の実施形態は、１から１０秒間、１０Ｗ／ｃｍ2を射出するように設定することができる。もっとも、セリュライトを治療するには、より長いパルス幅にわたってのより低い出力密度が好ましい。このために、ハンドピース４００の一実施形態は、１〜２Ｗ／ｃｍ2を同じ期間またはより長い時間にわたって、つまり、好ましくは０．５秒から６００秒にわたって射出するように設計されている。もっとも、治療の深さおよび大きさによるが、より長い時間も可能である。
【０１００】
以下の表は、いくつかの応用例について設計された実施形態の好ましい仕様である。ただし、多くの他の応用例も可能である。
【０１０１】
【表２】
【０１０２】
本発明の代替実施形態では、ＥＭＲを通す窓のサイズを大きくすることにより、前述した装置１００および２００のような装置をより低い出力密度を与えるのに利用することができる。換言すれば、装置によって生成される出力の相対的な量を下げることにより出力密度を下げるよりも、治療された組織へとエネルギーを通す窓の面積を大きくすることにより出力密度を下げることができる。求める出力密度が生成されることに加え、面積を大きくすることには、他のハンドピースと同じベースユニット、たとえば、図１から図１５に関連して説明した実施形態と同じベースユニットと一緒にハンドピース４００を使用できるという付随的な利点もある。
【０１０３】
さらに、ハンドピース４００には、治療された組織の面積を常に大きくし、これにより、治療をより迅速、かつ、より効率的にするという利点もある。したがって、患者は、通院毎に必要とする時間が比較的短く、また、治療を施す人は、同じ時間内に相対的により多くの治療を行うことができる。
【０１０４】
互い違いの窓構成、および、以下に説明する一定の他の付加的機能を含むことを除いて、ハンドピース４００は、図１から図１６に関連して説明した装置１００および２００と機能、構造および作用が本質的に同じである。もっとも、比較すると、上述した装置は、ＥＭＲが通る比較的小さい窓部を備えている。たとえば、図１４を参照すると、装置２００は、１２ｍｍ×２８ｍｍであり、光を（図８および図９に示された）ランプ２０２から治療されている組織まで通すことができる窓部２２３を備えている。このような長方形形状の窓は、前述した循環システムを用いて、窓の２８ｍｍの長辺の一方または両方に沿って、たとえば（一般に水である）冷却した冷却剤を勢い良く流すことにより、均一かつ徹底的に冷却することができる。このように冷却した冷却剤を加えることにより、熱が、長方形の窓部の細長い全長にわたって一様に消散される。
【０１０５】
一方、図１９から図２３をも参照すると、ハンドピース４００は、この具体的な実施形態では、４０ｍｍ×４０ｍｍである比較的大きな窓部４０２を有する。このより大きな窓部は、より小さな窓部に対して窓の面積を大きくしつつ、そのまま同じ電源を使用し、光源からほぼ同じ量の照射照度を生成することにより、出力密度を特にセリュライトを治療するのに適したレベルまで下げるのに役立つ。
【０１０６】
しかしながら、ハンドピース４００における窓部４０２のサイズが大きいので、窓部の一つ以上の側面に沿って流体を流すのでは、窓部の中央から熱を消散させるのに不十分であり、窓部の中央に熱が蓄積するために、比較的熱い領域がハンドピース４０２の動作中にできる。このため、窓部を適切に冷やし、動作中における窓部のあらゆる高温部分をなくすために、さらに別の機能が設けられている。装置２００および窓部２２３のように窓部の端部に沿って冷却することに加えて、窓部４０２は、窓部４０２の上面にエッチングで形成された、２つの交差する溝部４０４および４０６を備えている。さらに、窓部２２３が２つの長い方の側面に沿ってだけ冷却されたのに対して、窓部４０２は、４つの側面全てが冷却される。
【０１０７】
溝部４０４および４０６は、窓部の全厚みの約３分の２の長さだけ窓部４０２の中へと下に広がっている。窓部のこの実施形態では、窓部４０２の全厚みが約６ｍｍであるのに対して、溝部４０４および４０６の深さは約４ｍｍであり、また溝部の幅は、約０．５ｍｍである。
【０１０８】
窓部の溝部４０４および４０６の構成は、ハンドピース４００の作動中に窓部を通過する光を最小限の量だけ遮りつつ、窓部４０２の中央部分を十分に冷却する。第１に、溝部４０４および４０６の幅が薄いことから、溝部４０４および４０６は、ＥＭＲが通過する方向において、窓部のわずかな部分しか塞がない。第２に、図２２に示されているように、溝部４０４および４０６の壁部に対する窓部内の光の全反射（ＴＩＲ）のために、溝部４０４および４０６の壁部に入射する光４０８または４０９のほとんどどれも、その光がハンドピースから進行するものであるか、または、組織によって反射されたものであるかによらず、溝部に進入しない。このことは、使用中に、皮膚から反射された光、または、皮膚で後方へ散乱された光についても同様である。溝部４０４および４０６におけるこの有益な光学的特性は、窓部４０２を形成する材料の屈折率と、水の屈折率との相対的な差異にある程度起因するものである。
【０１０９】
好ましくは、溝部４０４および４０６は、作動中は水で満たされる。水の屈折率（約１．３３である）は、サファイア製窓部４０２の屈折率（約１．７４である）よりも低い。したがって、当業者にはわかるであろうが、光は、ＴＩＲのために、窓部４０２および水の間の境界によって反射される傾向を有することになる。境界に対して非常に急な角度で入射する光のみが水へと通過する。しかしながら、窓部４０２に対する光源の向きを考えると、光のほとんど全てが、光が境界において反射され、窓部４０２内を組織へと通過し続ける角度で境界にあたることになる。したがって、ほんのわずかな光のみが溝部４０４および４０６に入る。
【０１１０】
ハンドピース４００を完全に組み立てたとき、窓部４０２の上面は、導波路４０３の下面にあたり、溝部４０６および４０８を冷却液が通ることができるトンネルまたは毛細管に本質的に変える。導波路およびサファイア製窓部４０２の間の接合部は、好ましくは、誘電体膜を備えており、この誘電体膜は、導波路４０３から窓部４０２への光の伝達をよくし、かつ、接合部を密閉する役割をも果たす。
【０１１１】
作動中は、好ましくは冷却した水である冷却剤が、循環システム入力チューブ４１０から溝部循環入力部４１４および４１６へ流入する。水は、好ましくは約５℃に冷却されており、溝部４０４および４０６を通って窓部４０２の４つの側面の全てに沿って流れ、窓部４０２を冷却する。水は、溝部４０４および４０６の交差部を通過し、溝部循環出力部４１８および４２０から流出し続ける。この時点で、窓部４０２から水への熱の伝達によって今や相対的により熱くなっている水は、出口チューブを通って、（不図示の）ベースユニットに配置されている冷却機に戻る。ここで水は、再び冷却され、循環システムを介して送り返される。
【０１１２】
もっとも、当業者には明らかであろうが、ハンドピース４００のパラメータは、ハンドピース４００を他の応用例に対して最適化するために変えることができる。たとえば、組織を治療しやすくする、窓の冷却を促進する、および／または他の理由のために、多くの寸法をおよび形状が可能である。さらに、４０ｍｍ×４０ｍｍの窓部または他の大きなサイズの窓部は、比較的高い出力密度を必要とする治療でハンドピースを使用できるように、比較的高い出力レベルで光を生成するハンドピースで使用することもできる。セリュライトほど深い組織の加熱を必要とせず、かつ、高い出力密度の恩恵を受ける脱毛のような治療は、ハンドピース４００の窓部４０２と同様の比較的大きな窓部を使用して行うことができる。このようなハンドピースを使用すれば、脱毛治療を、背中や足のような、組織のより大きな面積についてより迅速に行うことが可能になる。さらに、窓部の冷却を促進するために、または、さらに大きな窓部を収容するために、溝部の構成を変えることもできるし、また、さらに別の溝を加えることもできる。また、中空の切り込み、トンネルまたは毛細管を窓部に作り、窓部を導波路の底面のような他の物体に押しあてて、冷却剤を入れるために、溝部の上を横切る境界を設ける必要なく、水が毛細管を通って流れることができるようにすることも可能である。さらに、溝、切り込み、トンネルまたは毛細管の形状は様々な形状に切ることができ、たとえば、「Ｖ字」形状に切ることができ、この場合、照射されたＥＭＲの一般的な方向にほぼ垂直である、溝部４０４および４０６の平坦部分を通過する光を減らす、または、なくすために、「Ｖ字」の底部は上向きに延びている。ここでも、このような構造における屈折率の違いにより、「Ｖ字」部分の壁部に入射する光の大部分を反射させることが可能であろう。切り込みは、円形、長方形、三角形または他の断面を有することができる。切り込みは、導波路上に一様に分散され、これにより、温度勾配をなくす、または、少なくとも、側面のみが冷却される場合の温度勾配より小さくすることがあってもよい。切り込みは、平行であってもよいし交差していてもよい。冷却は、切り込みの表面からフレオンのような液体を蒸発させることにより行ってもよい。
【０１１３】
同様に、開示したように、窓部４０２は一体構造のプレートであるが、くっつけ合わせてある複数の部品からなっていてもよく、たとえば、接着して合わせてある複数の部品からなっていてもよい。しかしながら、このような実施形態では、接着材または結合剤は熱を吸収し、このため、窓の熱的な性能を低下させる。比較のため、図２５を参照すると、従来技術とは別の、窓の冷却方法が示されている。窓部５０２は、２つのプレートの間、たとえば、サファイアの窓部５０２と石英の導波路５０６との間に横向きの空間５０４を設け、これにより、窓部を冷却するために空間５０４に水を通したときに、光その他のＥＭＲを通す連続した光学的構造体を形成する。しかしながら、このような実施形態では、水路および導波路の間の界面、ならびに、水路および窓部の間の界面において、光の一部が光源の方へ反射され、窓部を通過するエネルギーの一部を水が吸収する。
【０１１４】
図１９および図２０を参照すると、ハンドピース４００は、２つの冷却回路であって、各々、特にその目的に合わせてあるものを備えている。第１冷却回路は、治療されている組織を冷却するために、ハンドピースの接触面を冷却し、第２冷却回路は、光源を冷却する。ハンドピース４００は、近赤外ＥＭＲを使用して組織を照射するように構成されており、治療する組織の表面から熱を除去し、これにより皮膚を冷却する循環システムと、赤外ランプを冷却する送風機システムとを備えている。循環システムは、通常は約５℃に冷却した水である冷却流体が、ベースユニット（不図示）から入口管４１０を介してハンドピース４００に流入し、冷却窓部４０２の周りを流れ、そして、出口管４１２を介してハンドピース４００から流出することを可能にする。冷却窓部４０２は、適するさまざまな材料から作ることができるが、本発明の実施形態ではサファイアであることが好ましい。
【０１１５】
提案した装置では、皮膚の冷却が、サファイア製窓部４０２の冷却された先端部を接触させることにより実行される。窓部４０２を冷却するには、いくつかの機構が可能である。たとえば、窓部は、サファイアのような、熱伝導特性がよい材料からなるべきであり、冷却流体は、窓部の１つ以上の端部に沿って流れることができ、および／または、窓部は、窓部を貫通する複数の中空の切り込み、または、毛細管を有し、好ましくは冷却した水である冷却液または冷却ガスが、前述したように、その切り込みを循環することができる。
【０１１６】
ハンドピース４００は、光源４２２が生成した熱を除去するための第２の冷却回路をも備えている。光源４２２は、高温で作動するように設計されたハロゲンランプである。ハロゲンランプの電球は、作動中は約５００℃になり、光源４２２を作動限界内に維持し、過熱を防止するために除去しなければならない熱エネルギーは比較的少ない。さらに、ハロゲンランプは、温度が上がるにつれて、より効率的に作動するので、ハロゲンランプ４００の周囲からあまりに多くの熱を除去すると、ランプの効率およびハンドピース４００の性能が下がることがある。したがって、光源４２２は、冷却装置のような冷却機構を別途必要としない第２の循環システムで冷却することができる。代わりに、より単純で、安価な空冷システムを使用することができる。
【０１１７】
従来技術による同様のハンドピースでは、冷却回路を１つだけ使用して、組織接触面および光源の両方を冷却している。冷却回路を１つだけ使用するということは、前述したように非常に高い温度で作動する光源を冷却することと、損傷を防ぐためにはるかに低い温度に維持する皮膚の冷却との間で、妥協を行わなければならないことを意味する。たとえば、ある従来技術による装置は、冷却回路を１つだけ使用して、光源および皮膚接触面の両方を２０℃に冷却することで妥協している。ランプを２０℃に冷却すると、冷却装置に大きな負担がかかり、また、ランプは、より効率のよい高い温度で動作することができない。皮膚接触面、そして、それ故に皮膚を２０℃までしか冷却しないと、損傷を与えることなく皮膚にあてることができる光の量が制限される。
【０１１８】
前述したように第１および第２の冷却回路を使用すると、このような妥協をする必要がなくなる。ランプは、たとえば５００℃という、はるかに高く、より効率的な温度で動作でき、１つ以上の送風機のように、簡単、小型で安価な冷却回路だけで冷却することができ、その一方で、皮膚接触面は、たとえば５℃以下というはるかに低い温度に冷却することができ、より多くの光を皮膚に、損傷を与えることなく当てることが可能になる。この結果、ベースユニットに配置されている冷却装置からの水の冷却能力が、ランプを冷却するのに不必要に利用されることがない。これには、冷却装置への負担を軽減し、また、冷却装置をより小型で安価にできる、または、同じ大きさの冷却装置で皮膚接触面をより低い温度に冷却できるという付随的な利点がある。
【０１１９】
好ましくは、ハロゲンランプを利用する装置の場合、ランプは、非常によく反射する材料でコーティングされている、または、取り囲まれており、ランプの効率を上げている。このような構造は、発明の名称が「組織治療装置において使用するためのランプ（"LAMP FOR USE IN A TISSUE TREATMENT DEVICE"）」であり、２００６年２月１７日に出願され、パロマ・メディカルテクノロジーズ社（Palomar Medical Technologies, Inc.）に譲渡された米国特許出願に開示されている。
【０１２０】
本実施形態では、送風機ユニット４２４が光源を冷却し、この光源は、ランプ４２２、反射器４２３およびヒートシンク４２６を備えている。送風機ユニット４２４は、空気をハンドピース４００の中へ、ヒートシンク４２６を横切るように送り込む。ヒートシンク４２６は、ランプの反射器４２８の上部に取り付けられていて、熱が反射器からヒートシンクに伝わることを可能にしている。反射器４２８は、金、または、他の高反射率材料、たとえば銀もしくは銅などでコーティングされていることが好ましい。ヒートシンク４２６は、フィン４３０を備えている。フィン４３０は、空気がフィン４３０の周囲を流れる時に熱を空気に放散させ、空気は、その後、ハンドピース４００から出ていく。空気は、それぞれ通気口４３２および４３４を介してハンドピース４００に入り、出ていく。通気口４３２および４３４は、ハンドピース４００の両端に配置されており、ハンドピース４００のハウジング４３６の一体部分として形成されている。
【０１２１】
実施形態によっては、マスクを使用して、ＥＭＲ光源によって生成されたＥＭＲの一部を組織に到達しないように遮蔽することができる。マスクには、ＥＭＲを空間的に変調して、治療の島を作るように機能するいくつかの穴、ラインまたはスリットがあってもよい。図２３は、治療の島が、小さな穴であるミラー入り開口部４５２を使用することで概して形成されている実施形態を図示している。
【０１２２】
図２０および図２３を参照すると、ハンドピース４００は、ハンドピース４００の前面部４４０に配置されているサファイア製窓部４０２を介して、治療されている組織まで光を伝達する。窓部４０２は、小部分治療用に構成されており、このために、マスク４５０を備えており、このマスク４５０は、比較的小さい円形開口部４５２の配列を有し、その一方で、窓部４０２を覆っているマスクの残りの部分は不透明で、作動中に、他の波長のＥＭＲを通さない。マスクは、多少のＥＭＲは通すこともあるが、それより相当多くのＥＭＲが開口部４５２を通過する。（後述するように、他の実施形態は、小部分的でない応用例用に構成できる。）ある実施形態では、マスク４５０がフィルム状の炭素粒子からなり、皮膚の表面と接触するように配置される。マスク４５０は、サファイア製窓部４０２に取り付けられ、そして、マスク４５０は、装置の使用時には、ここではランプ４２２である光学的エネルギー源と、対象組織との間に配置される。マスク４５０は、代わりに、１つ以上の誘電体層を備え、この誘電体層には、ランプ４２２からのＥＭＲを対象領域へ通すための複数の開口部４５２があるということでもよい。よって、ハンドピース４００は、患者の皮膚に治療の島を形成できる。同様のマスクを有する皮膚科学的装置の他の実施形態は、発明の名称が「組織にＥＭＲ処理島からなる格子を生成する方法および生成物、ならびにその使用（Methods and Products for Producing Lattices of EMR-Treated Islets in Tissues, and Uses Therefore）」であり、２００５年４月１日に出願された米国特許出願第６０／５６１，０５２号に開示されている。米国特許出願第６０／５６１，０５２号は、参照することによりここに組み込まれる。
【０１２３】
光は、ミラー部にある開口部４５２を通過して患者の皮膚にあたり、治療の島を作る。ミラー部によって反射された光は、反射器からなるシステムによって光学系内に留まり、また、穴部によって向きを変えられ、効率を向上させることがあってもよい。効果的なマスクの１つは、よく反射し、光をマスキングするための吸収が最小限に抑えられている接触冷却用マスク（つまり、治療中に皮膚に接触する）である。
【０１２４】
この態様では、誘電体層が、ランプ４２２が放出するスペクトル帯域の全体にわたって高い反射率を有することができる。マスク４５０における開口部は、いろいろな形状をしていてもよいし、同一の形状をしていてもよい。たとえば、開口部は、直線、円形、スリット、長方形、楕円形、または、不規則な形状であってもよい。態様によっては、使用中にマスクを冷却または加熱する冷却要素または加熱要素を装置が備えていてもよい。光学的エネルギーは、幅広い波長帯域に及ぶことがあり、この場合、赤外光が使用される。光学的エネルギーは、さまざまなパルス幅で加えることができ、好ましくは１００ミリ秒から１秒のパルス幅で加えることができる。
【０１２５】
同様に、図２６を参照すると、ハンドピースの前面部は、他の構成にすることも可能である。たとえば、導波路４７２に取り付けられた窓部４７０は、空間的に一様でなくてもよい。この場合、皮膚の損傷も一様でなくなる。非一様領域の大きさは、５０μｍ未満であってもよい。非一様な損傷は、肌の若返りにとって、または、血管病変もしくは色素病変、入れ墨などにとって有効なことがあり、これは、非一様な損傷が、皮膚の極端に大きな損傷、つまり、水疱形成、紫斑等のピークを軽減するからである。同時に、損傷を受けた島の間の組織が損傷を受けておらず、そのために細胞増殖をすることができるので、損傷を受けた島は迅速に治癒する。
【０１２６】
皮膚表面に一様でない損傷を設けるために、導波路の窓部４７０は、図２６に示されているように、変調された外形４７４を有することがあってもよい。空間マスク(spatial mask)４７６を窓部４７０の前面にコーティングしてもよく（反射マスク）、たとえば、図２７に示されているように、正方形開口部４７８を有する平坦マスクをコーティングしてもよい。導波路内のパターン化された屈折率変化（位相マスク）を採用してもよい。他の光学手法をこの目的を達成するために利用することがあってもよい。示した手法の少なくともいくつかは、光を再分配して、選択治療部分を提供する。
【０１２７】
再び図２０および図２３を参照すると、ハンドピース４００の面４４０は、窓部４０２の外周部付近に配置された近接センサー４４２をさらに備えている。このセンサーは、図２３に示されているように並べることもできるし、あるいは、数多くの他の実施形態も可能であり、他の実施形態としては、センサーを窓部の各側面に配置する、窓部の隣り合う側面に配置する、窓部の角部に配置する、または、これらの構成または他の構成のさまざまな組み合わせがある。作動中、センサー４４２は、ハンドピース４００を「始動」させることができる前に、つまり、ランプ４２２により、そして、ハンドピース４００から光を放射できる前に、ハンドピース４００の前面部が皮膚または他の組織に確実に近接している、または、接触しているようにする。近接センサー４４２は、数多くの適するセンサーのいずれであってもよく、このようなセンサーとしては、装置２００に関連して説明したセンサーであって、ハンドピース４００に出力させることができる前に、ハンドピース４００が本当に組織と接触していて、組織に押し付けられていることを保証するセンサーと機能が同様である圧力センサーがある。
【０１２８】
しかしながら、本発明の実施形態では、電界センサー（ｅフィールドセンサー(e-field sensor)としても公知である）が好ましい。ｅフィールドセンサー４４２は、たとえば組織の一部が電界に入ったときの、弱い電界における変化を検出する。よって、このセンサーは、いつ組織がセンサーに近接しているかを検出するのに使用できる。センサーは、ハンドピース４００の前面部に配置され、かつ、サファイア製窓部４０２の周りに配置されるので、センサーは、いつ組織がサファイア製窓部４０２に近接しているか、または、接触しているかを検出でき、いつ組織が、ハンドピース４００を始動させるのに適した位置にあるかを確認するのに用いることができる。
【０１２９】
図２４Ａおよび図２４Ｂを参照すると、ｅフィールドセンサーは、窓部４０２に近接している組織の種類を特定するためのセンサーとして使用することもできる。組織の基礎をなす組成は、体の場所によって変わる。たとえば、普通の皮膚組織４８０は、眼の近くの組織４８４よりも比較的厚い皮層４８２を有し、眼の近くの組織４８４は比較的薄い皮層４８６を有する。同様に、通常の皮膚組織４８０は、真皮４８２の下に比較的厚い脂肪の層４８８を有し、一方、眼の周りにおける同様の深さの組織４９０は、主に水である。組織の異なる組成は、ｅフィールドセンサーの電界４９２に異なる影響を及ぼす。ｅフィールドセンサー４４２は、これらの影響の違いを検出して、たとえば、普通の皮膚組織と、眼の上または近くにある組織との間を識別することができ、あるいは、他の種類の組織を識別することができる。したがって、近接センサー４４２は、安全機能のような、さらに別の機能を与えるのに使用することができる。たとえば、近接センサー４４２が、ハンドピース４００の前面部が眼の上または近くの皮膚に近接していることを検出したら、コントローラが、ハンドピース４００の動作を停止させ、または、より弱い照射で動作させ、眼を保護することができる。同様に、コントローラは、ハンドピース４００に、さまざまな組織の種類にさまざまな強度および波長の光を出力させて、行っている治療を最適化することができる。
【０１３０】
あるいは、他のセンサーを使用して、接触の検出ならびに他の特徴を提供することもできる。たとえば、２つの電気的な接触子をハンドピース４００の皮膚と接触する部分に配置することができる。この２つの電気的な接触子の間で測定される抵抗（または容量）が皮膚に典型的な範囲内にあれば、レーザが照射可能にされる。皮膚／サファイアの接触を検出するのに磁気センサーを使用することも可能なことがある。同様に、装置が生物の皮膚の上で動作しているのか、何らかの他の表面の上で動作しているのかを確認できるように、容量センサーを画像処理と合わせて使用することもできる。適当なサンプリング条件の元で、装置が配置されている皮膚の種類を推論することが可能である。これは、リアルタイムで処理された画像を蓄積されたパターンまたは計算されたパラメータ一式と比較することで行うことができる。さらに、容量センサーと、画像のパターン認識、ナビゲーションアルゴリズム(navigation algorithm)、および、特殊なローションとの組み合わせを用いて、体毛の存在を確認し、その体毛の密度および大きさに付いての統計的な情報を出すことができる。
【０１３１】
ハンドピースは、ハンドピースを眼と皮膚に対して安全なものとするセンサーを備えることが好ましい。前述した応用例の多くは、高い光学的エネルギー（８０〜５００Ｗまで）を必要とし、光学系（たとえば、サファイア素子）が皮膚と良好に接触しているときにのみレーザを出力可能にするために、通常、信頼性の高い接触センサーが用いられている。たとえば、接触を確認するための装置の実施形態としては、ＥＭＲが通過する窓部（たとえば、サファイア素子）から数ミリメートル離れたところに取り付けられた小さな照明光源（たとえば、ダイオードレーザまたはＬＥＤ）がある。レーザまたはダイオードは、窓部４０２の近くで装置の内部に配置されることが好ましい。照明光源は、皮膚表面に向けられ、この照明光源は、高出力光源とは異なる波長を放射してもよい。治療波長の光を除去するフィルターを有する検出器が、ハンドピース内に配置され、皮膚において反射された、または、散乱された、照明光源からの光を検出する。よって、サファイアが皮膚表面と良好に接触していれば、皮膚での散乱および吸収で、照明用レーザからの光は減衰する。皮膚に上手く接触していない場合、または、全く接触していない場合、照明用レーザからの光は、光学系を通って検出器まで伝搬する。よって、適当な閾値を設定することにより、検出器が予め設定したレベル未満である場合にのみ出力するようにレーザを構成することができる。なお、このような検出器は、ベースユニットに配置し、光ファイバーを使って、ハンドピースからの光をその検出器につなげることもできる。
【０１３２】
光学的接触を確認する装置の第２の例示的な実施形態は、照明光源を使用しない。この場合、検出器の前にバンドパスフィルターを配置することにより、治療用光源からの光のみを検出するように検出器が構成される。この方法では、皮膚としっかり接触するまでは、治療用光源を出力の低いアイセーフモードで作動させることが好ましい。よって、皮膚とハンドピースの間が全く接触していない、または、上手く接触していない場合には、検出器の出力が比較的低い。しかし、光学系（たとえばサファイア素子）が皮膚と良好に接触していると、検出器の出力は比較的高い。よって、治療用光源は、検出器出力が予め設定した閾値を上回ったときにのみ出力する。
【０１３３】
簡単なメカニカルセンサーを皮膚／サファイアの接触を検出するのに使用することもできる。接触により押し込まれるバネ仕掛けのピンをレーザを有効にするのに用いることができる。サファイアの外周部付近に配置された複数のピンを用いて、サファイア前面部全体が皮膚と良好に接触していたことを保証できる。市販されているロードセルも接触センサーとして使用できる。
【０１３４】
典型的な皮膚表面温度は、３０〜３２℃の範囲であり、温度センサーを皮膚との接触を検出するのに使用することができる。装置が使用されている場所が標準的な２３〜２７℃の範囲であれば、センサーで測定された温度が適切な範囲内である場合に光源を有効にすることができる。あるいは、温度対時間の適切な傾きが測定されたときだけレーザを有効にし、測定された温度が望ましい範囲の外にあるときに無効にすることもできる。
【０１３５】
接触センサーの構造は、ヘンリー・ゼンジー（Henry Zenzie）により、２００１年４月３０日に出願され、発明の名称が「接触検出方法、および光学放射ハンドピース用装置（"Contact Detecting Method and Apparatus for an Optical Radiation Handpiece"）」である米国特許出願第０９／８４７，０４３号に、より詳細に記載されており、その内容は、参照によりここに組み込まれる。
【０１３６】
図１９から図２３を参照すると、ハンドピース４００は、組織の治療に役立つ、さらに別の機能を有する。たとえば、ハンドピース４００は、窓部４０２の付近にフレーム４３８を有する。フレームの外側端部は５０ｍｍ×５０ｍｍあり、幅が５ｍｍであり、厚さが８ｍｍである。フレームは、プラスチックから作られている。フレームと、ハンドピース４００の前面部との間の接合は、気密となっている。本発明の実施形態では、フレーム４３８は、前面部にねじおよびシーラントを用いて取り付けられた別個の部品である。他の実施形態では、たとえば、射出成形プラスチックまたは他の材料として、フレームをハンドピースと一体の部分として形成することができる。
【０１３７】
ハンドピース４００は、ポンプ４４４、接続管４４６および圧力スイッチ４４８をさらに備えている。
【０１３８】
ハンドピース４００の動作中、フレーム４３８は、治療すべき組織領域がフレーム４３８で仕切られた領域内にくるように、組織に押し付けるように配置される。ポンプ４４４は、窓部４０２、フレームおよび組織によって仕切られた空間４６０から空気を接続管を介して吸い出す。よって、ポンプ４４４は、真空を作り、これにより、次に、組織が吸引された空間に引きこまれる。好ましくは、組織が引っ張られてハンドピース４００の窓部４０２に押し付けられる。動作中、組織、フレーム４３８および窓部４０２によって仕切られている空間４０６の圧力は１５Ｈｇであり、真空を形成する。
【０１３９】
圧力スイッチ４４８は、ワイヤーを介してポンプ４４４に接続されている。圧力スイッチ４４８およびポンプ４４４の両方は、ベースユニットにあるコントローラ（不図示）に接続されており、このコントローラは、ハンドピース４００のコネクタ４３７に取り付けられている導管コードを介して、圧力スイッチ４４８からの入力を受け、また、ポンプ４４４を制御する。動作中、圧力スイッチ４４８により、治療中に皮膚がハンドピース４００と接触し続けることが保証される。好ましくは、組織の治療領域は、窓部４０２と接触し続けるが、窓部４０２と直接接触していないときでも治療されうる。組織とフレーム４３８との間が接触しなくなったり、接触が危うくなったりすると、空気が先ほど吸引された空間に入り、圧力を変化させる。圧力スイッチ４４８は、圧力の変化を検出し、ベースユニットにあるコントローラに信号を送って、コントローラにハンドピース４００の動作を止めさせる。このようなことが生じると、ハンドピース４００は、オペレータに警告を与え、皮膚とハンドピース４００との間の接触が危うくなった、および／または、完全ではなくなったことをオペレータに知らせることができる。圧力スイッチ４４８は、接触が不完全であることを示す信号を送るように構成されている。警告は、限定はしないが、フラッシュ光、音、または、エラーコードもしくは他の情報の表示を含む、数多くの通知の１つ以上によってオペレータに伝えることができる。
【０１４０】
治療されている組織領域をハンドピース４００の窓部４０２に引きつける（、または、近接させる）のに吸引を使用すると、治療中に組織とハンドピース４００の間の良好な接触が維持されるなど、いくつかの利点があると考えられる。たとえば、ハンドピースが、オペレータが押して、治療中に組織とハンドピースとを接触させることに依存する場合、このシステムは、非一様に押される場合、および／または、ハンドピース４００の窓部４０２全体が治療中に組織と完全に接触してないなど、最適に接触していない場合でも、オペレータが組織を取り扱うことができうる。
【０１４１】
接触させるために吸引を使用することには、組織と、組織内にある血管とを膨張させることにより皮膚への血流を増大させるという利点もありうる。治療している組織内での血流の増大は、皮膚を表面において冷却するのに役立つ。これは、治療中に組織を流れる余分な血液が、熱容量を追加し、血液が、治療を受けている人の循環システムを循環する際に、熱を組織から運び去るからである。
【０１４２】
ハンドピースは、組織の治療を向上させるためのさらに別の種類の刺激に提供するように、さらに組み合わせることができる。たとえば、顔面筋のような組織内の筋肉は、刺激して、治療中に筋肉の収縮を誘発することができる。図２８を参照すると、ハンドピース４００とともに使用することに適する窓アセンブリの代替実施形態５００では、窓アセンブリ５００が窓部５０４の付近にあるフレーム５０２を備えている。窓部５０４は、窓部４０２と構造が同様であり、交差した溝部５０６および５０８を有する。この実施形態において、窓部５０４は、取り付けられた、または、塗布されたマスクを有していないが、他の実施形態では、そのようなマスクを備えていてもよい。一組の接触センサー５１０が、フレーム５０２の対向する２つの側部に配置されている一方、一組の電気ピン(electrical pin)５１２がフレーム５０２の他の２つの側部に沿って設けられている。電気ピン５１２により、筋肉組織を電気的に刺激することができる。電流が電気ピン５１２を介して組織に加えられ、これにより、下にある筋肉が収縮する。
【０１４３】
同様に、治療中に組織を振動させることに備えて、圧電モータまたはＤＣモータを備えることもできる。このような付加的な機能は、組織の治療を向上させると思われる。
【０１４４】
本発明のいくつかの実施形態をここで説明し、図示したが、当業者は、ここに説明した機能を実行する、および／または、結果および／または利益を得るために、さまざまな他の手段および構造を容易に想像するであろうし、このような変形例および変更例は、本発明の範囲内であると思われる。
【０１４５】
たとえば、当業者には分かるであろうが、ベースユニットと互換性をもって使用可能なハンドピースについて実施形態を説明したが、多くの他の実施形態が可能である。たとえば、ベースユニットおよび１つ以上のハンドピースを単一の装置に単独のシステムとして組み込むことができる。さらに、ハンドピース以外の装置も可能である。たとえば、組織の深部を加熱するために、より長い治療パルスまたはより長い治療時間が必要な応用例の場合、動作中に保持する必要のない装置が都合よいであろう。したがって、組織のある領域を長時間治療使用とする装置は、圧力カフ、または、治療される人に配置、テープ留め、クリップ留め、ストラップ留め等をすることができる静止加熱パッドという形態に構成することができる。
【０１４６】
より一般的には、当業者には容易に分かるであろうが、本明細書に記載のパラメータ、寸法、材料および構成の全ては、例示を意味しており、具体的なパラメータ、寸法、材料および構成は、本発明が教示するところが用いられる具体的な応用例に依存する。当業者は、通常の実験以上を用いることなく、本明細書に記載の本発明の具体的な実施形態の多くの均等物を理解する、または、確認できるであろう。本発明は、ここに記載された個々の特徴、システム、材料および／または方法に向けられたものである。さらに、このような特徴、システム、材料および／または方法の２つ以上を任意に組み合わせたものも、これらの特徴、システム、材料および／または方法が相互に矛盾しなければ、本発明の範囲内に含まれる。
【０１４７】
〔実施の態様〕
（１）皮膚科学的装置において、
ＥＭＲを生成する光源および治療すべき組織に接触するプレートを有する光源アセンブリであって、動作中に前記光源からのＥＭＲを伝達し、前記プレートに通すように構成された、光源アセンブリと、
前記光源を冷却する第１冷却機構と、
前記プレートを冷却する第２冷却機構と、
を備える、皮膚科学的装置。
（２）実施態様１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第１冷却機構は、前記光源を冷却するために空気を送るように構成された送風機を有する、皮膚科学的装置。
（３）実施態様２に記載の皮膚科学的装置において、
前記第１冷却システムは、前記光源と熱的につながっているヒートシンクをさらに有し、
前記送風機は、動作中に、空気を前記ヒートシンク上に送り、前記ヒートシンク装置から熱を除去するように構成されている、皮膚科学的装置。
（４）実施態様３に記載の皮膚科学的装置において、
前記ヒートシンクは、複数の冷却用フィンを有する、皮膚科学的装置。
【０１４８】
（５）実施態様３に記載の皮膚科学的装置において、
前記ヒートシンクは、反射器によって前記光源に熱的に接続されており、
前記送風機は、前記光源、前記反射器、および前記ヒートシンクを冷却するように構成されている、皮膚科学的装置。
（６）実施態様１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第１冷却機構を制御するコントロールユニット、
をさらに備えている、皮膚科学的装置。
（７）実施態様６に記載の皮膚科学的装置において、
前記コントロールユニットは、温度センサーと電気的につながっており、かつ、前記第１冷却機構と電気的につながっているコントローラをさらに備えており、
前記コントローラは、前記温度センサーから入力された情報に基づいて前記第１冷却機構を自動的に制御する、皮膚科学的装置。
（８）実施態様１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、冷却剤を循環させるための循環システムを有する、皮膚科学的装置。
（９）実施態様８に記載の皮膚科学的装置において、
前記循環システムは、冷却装置を有する、皮膚科学的装置。
【０１４９】
（１０）実施態様８に記載の皮膚科学的装置において、
前記循環システムは、冷却面を少なくとも約５℃に冷却するように構成されている、皮膚科学的装置。
（１１）実施態様１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、ポンプ、冷却用投入部、および、冷却用排出部を有し、前記冷却用投入部が投入用接続部において前記冷却面に接続されており、前記冷却用排出部が排出用接続部において前記冷却面に接続されており、
前記冷却機構は、動作中に、前記冷却用投入部を介して、冷却用流体を前記冷却面に供給し、加熱された冷却剤を前記冷却面から前記冷却用排出部を介して取り出して、前記冷却面を冷却するように構成されている、皮膚科学的装置。
（１２）実施態様１１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、冷却装置をさらに有する、皮膚科学的装置。
（１３）実施態様１１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、循環システムである、皮膚科学的装置。
（１４）実施態様１１に記載の皮膚科学的装置において、
前記冷却剤は、空気である、皮膚科学的装置。
（１５）実施態様１１に記載の皮膚科学的装置において、
前記冷却剤は、流体である、皮膚科学的装置。
【０１５０】
（１６）実施態様１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、前記組織の温度を監視する温度センサーをさらに備えている、皮膚科学的装置。
（１７）実施態様１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構を制御するコントロールユニット、
をさらに備えている、皮膚科学的装置。
（１８）実施態様１７に記載の皮膚科学的装置において、
前記コントロールユニットは、温度センサーと電気的につながっており、かつ、前記ポンプと電気的につながっているコントローラをさらに備え、
前記コントローラは、前記温度センサーから入力された情報に基づいて前記ポンプを自動的に制御するように構成されている、皮膚科学的装置。
（１９）実施態様１に記載の皮膚科学的装置において、
ＥＭＲを生成するための前記光源は、ハロゲンランプを備えている、皮膚科学的装置。
（２０）実施態様１に記載の皮膚科学的装置において、
前記皮膚科学的装置は、少なくとも一つの付随的システム構成要素を有し、
前記第１冷却機構は、前記少なくとも一つの付随的システム構成要素を冷却するように構成されている、皮膚科学的装置。
【０１５１】
（２１）実施態様２０に記載の皮膚科学的装置において、
前記少なくとも一つの付随的電気部品は、電極、反射器、光学素子、ヒートパイプ、および、熱交換器のうちの少なくとも１つを含む、皮膚科学的装置。
（２２）ＥＭＲを生成する光源からのＥＭＲを治療されている組織へ送るように構成された皮膚科学的治療装置の窓部において、
前記皮膚科学的治療装置から前記治療されている組織へＥＭＲを通すように構成されたガラス部と、
前記ガラス部の一部を横切るように延びている少なくとも一つの冷却用導管部であって、前記導管部の面積が前記ガラス部の面積よりも実質的に小さい導管部と、
を備える、窓部。
（２３）実施態様２２に記載の窓部において、
前記ガラス部の周りに広がっていて、前記皮膚科学的治療装置に前記ガラス部を固定するフレームと、
前記第１導管部の第１端部と流体連通している第１冷却投入部と、
前記第１導管部の第２端部と流体連通している第１冷却排出部と、
をさらに備え、
前記窓部は、動作中に、前記冷却投入部を通り、前記第１導管部を通り、そして、前記第１導管部の前記第２端部から出ていく流体により冷却されるように構成されている、窓部。
【０１５２】
（２４）実施態様２２に記載の窓部において、
前記少なくとも一つの導管部は、前記ガラス部の表面に沿って延びている開口部分を有する溝部であり、
前記窓部は、光学面をさらに有し、前記光学面は、前記ガラス面の表面に接触しており、前記溝部が動作中は封じられて、流体が前記導管部を流れることができるように、かつ、前記流体が前記開口部分から流出するのを防止するようになっている、窓部。
（２５）実施態様２２に記載の窓部において、
前記窓部は、前記ガラス部および前記光学面の間に光学材料をさらに有し、
前記光学材料は、ＥＭＲの一部を前記皮膚科学的治療装置から治療されている組織へ通過させる、窓部。
（２６）実施態様２５に記載の窓部において、
前記光学材料は、誘電体膜である、窓部。
（２７）少なくとも約０．５ｍｍの深さにある組織を治療する皮膚科学的治療装置において、
ＥＭＲ光源、および、前記光源から治療されている前記組織へとＥＭＲを通すように構成された窓部、を収容しているハウジング、
を備え、
前記出力源は、少なくとも５００Ｗを生成するように構成されており、
前記窓部は、５Ｗ／ｃｍ2未満の出力密度を生成するのに足りる大きさの面積を有する、皮膚科学的治療装置。
【０１５３】
（２８）実施態様２７に記載の皮膚科学的治療装置において、
前記出力源のパルス幅は、０．５秒以上である、皮膚科学的治療装置。
（２９）実施態様２７に記載の皮膚科学的治療装置において、
前記出力源のパルス幅は、０．５秒以上６００秒以下である、皮膚科学的治療装置。
（３０）実施態様２７に記載の皮膚科学的治療装置において、
前記ＥＭＲ光源は、少なくとも１０００Ｗを生成するように構成されている、皮膚科学的治療装置。
（３１）治療されている組織にＥＭＲを送るように構成された皮膚科学的治療装置において、
ＥＭＲを放射するように構成された光源、および、前記光源によって放射されたＥＭＲを前記組織へと通すように構成された治療用窓部、を収容しているハウジング、
を備え、
前記窓部は、６００ｃｍ2より大きな組織接触表面積を有する、皮膚科学的治療装置。
（３２）実施態様３１に記載の皮膚科学的治療装置において、
前記窓部が、ＥＭＲを前記皮膚科学的治療装置から治療されている前記組織へと通すことができるように構成されたガラス部を有し、
少なくとも一つの冷却用導管部が、前記ガラス部の一部を横切って延びており、
前記導管部の面積は、前記ガラス部の面積より実質的に小さい、皮膚科学的治療装置。
【０１５４】
（３３）ＥＭＲを生成するための光源から治療されている組織へとＥＭＲを通すように構成された皮膚科学的治療装置の窓部において、
ＥＭＲを前記皮膚科学的治療装置から前記治療されている組織へと通過させるように構成されたガラス部と、
前記ガラス部の一部を横切るように延びている少なくとも一つの冷却用導管部と、
を備え、
前記導管部の面積は、前記ガラス部の面積よりも実質的に小さい、窓部。
（３４）組織に治療を施すための装置において、
前記組織の近傍に配置されたときに、前記組織の対象治療領域を画定する冷却用プレートを有するハウジングと、
ＥＭＲを生成するための放射源であって、前記ＥＭＲが、照射されたときに前記冷却用プレートを通過する、放射源と、
前記冷却用プレートがいつ前記組織の近傍にあるかを示すｅフィールドセンサーと、
を備える、装置。
（３５）実施態様３４に記載の装置において、
前記センサーの起動は、前記冷却プレートが前記組織に接触していることを示す、装置。
【０１５５】
（３６）実施態様３４に記載の装置において、
前記センサーは、ｅフィールドセンサー、容量センサー、抵抗センサー、圧力センサー、およびＨフィールドセンサー(H-field sensor)のうちの１つである、装置。
（３７）実施態様３４に記載の装置において、
前記センサーは、電界における変化を検出するように構成されている、装置。
（３８）実施態様３７に記載の装置において、
前記センサーは、コントローラと電気的につながっており、
前記コントローラは、前記センサーから得られた情報に応じて信号を供給するように構成されており、
前記コントローラは、組織が近接していないことを前記センサーが検出したことに対応する第１の信号、および、第１の組織が近接していることを前記センサーが検出したことに対応する第２の信号、を出力するように構成されている、装置。
（３９）実施態様３８に記載の装置において、
前記コントローラは、第２の組織が前記センサーに近接していること前記センサーが検出したことに対応する第３の信号を出力するように構成されている、装置。
【０１５６】
（４０）実施態様３９に記載の装置において、
前記コントローラは、前記センサーからの入力に基づいて組織の種類を識別するように構成されており、
前記コントローラは、前記第１の種類の組織を検出したことに応じて第１の動作を命じるように構成されており、かつ、前記第２の種類の組織を検出したことに応じて第２の動作を命じるように構成されている、装置。
（４１）実施態様４０に記載の装置において、
前記第１の動作は、前記組織を治療することであり、
前記第２の動作は、前記組織を治療しないことである、装置。
（４２）実施態様３４に記載の装置において、
前記センサーは、前記ハウジングに取り付けられている、装置。
（４３）実施態様３４に記載の装置において、
前記センサーに動作可能に接続された出力装置、
をさらに備える、装置。
（４４）実施態様３４に記載の装置において、
前記センサーに動作可能に接続されたフィードバック機構、
をさらに備える、装置。
（４５）実施態様４４に記載の装置において、
前記フィードバック機構は、予め定められた冷却時間が経過するまで、前記放射源に出力をさせない、装置。
【０１５７】
（４６）実施態様３４に記載の装置において、
前記放射源を出力可能にする前に、予め設定された冷却時間を実行するためのコントロールユニット、
をさらに備える、装置。
（４７）組織に治療を施すための装置において、
前記組織を冷却するための手段を有するハウジングであって、前記冷却するための手段が、前記組織の近傍に配置された場合に、前記組織の対象治療領域を画定する面を有する、ハウジングと、
ＥＭＲを生成するための手段であって、前記ＥＭＲが、照射中に前記面を通過する、手段と、
電界において組織を検出する手段と、
を備える、装置。
（４８）実施態様４７に記載の装置において、
前記検出するための手段は、前記冷却するための手段が前記接触フレームに接触したときに起動する、装置。
（４９）実施態様４７に記載の装置において、
前記検出するための手段の起動は、前記冷却のための手段が前記組織に接触したことを示す、装置。
【０１５８】
（５０）組織の治療を施すための装置において、
前記組織の近傍に配置されたときに、前記組織の対象治療領域を画定する冷却プレートを有するハウジングと、
ＥＭＲを生成するための放射源であって、前記ＥＭＲは、照射されたときに前記冷却プレートを通過する、放射源と、
前記冷却プレートがいつ前記組織の近傍にあるかを示す接触センサーと、
前記ハウジングに動作可能に連結された接触フレームであって、延ばされた位置から、前記冷却プレートと接触する位置まで可動である、接触フレームと、
を備える、装置。
（５１）実施態様５０に記載の装置において、
前記冷却プレートが前記接触フレームの近傍にあるときに、前記センサーが起動する、装置。
（５２）実施態様５０に記載の装置において、
前記接触フレームは、ＥＭＲが通過できるように開口している内側部分を有する、装置。
（５３）実施態様５０に記載の装置において、
前記接触フレームに連結されたプッシュロッド、
をさらに備えている、装置。
（５４）実施態様５０に記載の装置において、
前記プッシュロッドは、前記センサーに動作可能に連結されており、
前記冷却プレートが前記接触フレームに接触したときに、前記プッシュロッドは、前記センサーを起動させる、装置。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明の一実施形態の概略図であり、組織サンプルの近傍にあるところが示されている図である。
【図２】本発明の一実施形態による手持ち式皮膚科学的装置の一部の概略側面図である。
【図３】図２の手持ち式皮膚科学的装置の第２側面図である。
【図４】図２の手持ち式皮膚科学的装置の第３側面図である。
【図５】図２の手持ち式皮膚科学的装置の第４側面図である。
【図６】図２の手持ち式皮膚科学的装置の第５側面図である。
【図７】図２の手持ち式皮膚科学的装置の第６側面図である。
【図８】図２の手持ち式皮膚科学的装置の正面図である。
【図９】図２の手持ち式皮膚科学的装置のランプ、反射器および光学系の正面からの部分図である。
【図１０】図２の手持ち式皮膚科学的装置の斜視図である。
【図１１】図２の手持ち式皮膚科学的装置の第２斜視図である。
【図１２】図２の手持ち式皮膚科学的装置の背面図である。
【図１３】図２の手持ち式皮膚科学的装置の第２背面図である。
【図１４】図２の手持ち式皮膚科学的装置の底面図である。
【図１５】図２の手持ち式皮膚科学的装置のハウジング構造体および完全なユニットの側面図である。
【図１６】本発明の一実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図１７】治療する組織を予め冷却しない赤外線放射についての治療時間と加熱深さとの関係を示すグラフである。
【図１８】治療時間と表面皮膚温度との関係を示すグラフである。
【図１９】手持ち式皮膚科学的装置の代替実施形態の側面図である。
【図２０】図１９の手持ち式皮膚科学的装置の断面側面図である。
【図２１】図１９の手持ち式皮膚科学的装置で使用するための窓の概略上面図である。
【図２２】図２１の窓部の概略側面図である。
【図２３】図１９の手持ち式皮膚科学的装置の一部の実施形態の概略底面図である。
【図２４Ａ】図２３の手持ち式皮膚科学的装置の一部の、動作中の概略側面図である。
【図２４Ｂ】図２３の手持ち式皮膚科学的装置の一部の、動作中の概略側面図である。
【図２５】皮膚科学的装置の窓部についての代替実施形態の概略側面図である。
【図２６】導波路の代替実施形態の概略側面図である。
【図２７】図２６の導波路の底面図である。
【図２８】皮膚科学的装置の前面部の代替実施形態の底面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
皮膚科学的装置において、
ＥＭＲを生成する光源、および、治療すべき組織に接触するプレート、を有する光源アセンブリであって、動作中に前記光源からのＥＭＲを伝達し、前記プレートに通すように構成された、光源アセンブリと、
前記光源を冷却する第１冷却機構と、
前記プレートを冷却する第２冷却機構と、
を備える、皮膚科学的装置。
【請求項２】
請求項１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第１冷却機構は、前記光源を冷却するために空気を送るように構成された送風機を有する、皮膚科学的装置。
【請求項３】
請求項２に記載の皮膚科学的装置において、
前記第１冷却システムは、前記光源と熱的につながっているヒートシンクをさらに有し、
前記送風機は、動作中に、空気を前記ヒートシンク上に送り、前記ヒートシンク装置から熱を除去するように構成されている、皮膚科学的装置。
【請求項４】
請求項３に記載の皮膚科学的装置において、
前記ヒートシンクは、複数の冷却用フィンを有する、皮膚科学的装置。
【請求項５】
請求項３に記載の皮膚科学的装置において、
前記ヒートシンクは、反射器によって前記光源に熱的に接続されており、
前記送風機は、前記光源、前記反射器、および前記ヒートシンクを冷却するように構成されている、皮膚科学的装置。
【請求項６】
請求項１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第１冷却機構を制御するコントロールユニット、
をさらに備えている、皮膚科学的装置。
【請求項７】
請求項６に記載の皮膚科学的装置において、
前記コントロールユニットは、温度センサーと電気的につながっており、かつ、前記第１冷却機構と電気的につながっているコントローラをさらに備えており、
前記コントローラは、前記温度センサーから入力された情報に基づいて前記第１冷却機構を自動的に制御する、皮膚科学的装置。
【請求項８】
請求項１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、冷却剤を循環させるための循環システムを有する、皮膚科学的装置。
【請求項９】
請求項８に記載の皮膚科学的装置において、
前記循環システムは、冷却装置を有する、皮膚科学的装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の皮膚科学的装置において、
前記循環システムは、冷却面を少なくとも約５℃に冷却するように構成されている、皮膚科学的装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、ポンプ、冷却用投入部、および、冷却用排出部を有し、前記冷却用投入部が投入用接続部において前記冷却面に接続されており、前記冷却用排出部が排出用接続部において前記冷却面に接続されており、
前記冷却機構は、動作中に、前記冷却用投入部を介して、冷却用流体を前記冷却面に供給し、加熱された冷却剤を前記冷却面から前記冷却用排出部を介して取り出して、前記冷却面を冷却するように構成されている、皮膚科学的装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、冷却装置をさらに有する、皮膚科学的装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、循環システムである、皮膚科学的装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の皮膚科学的装置において、
前記冷却剤は、空気である、皮膚科学的装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の皮膚科学的装置において、
前記冷却剤は、流体である、皮膚科学的装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、前記組織の温度を監視する温度センサーをさらに備えている、皮膚科学的装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構を制御するコントロールユニット、
をさらに備えている、皮膚科学的装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の皮膚科学的装置において、
前記コントロールユニットは、温度センサーと電気的につながっており、かつ、前記ポンプと電気的につながっているコントローラをさらに備え、
前記コントローラは、前記温度センサーから入力された情報に基づいて前記ポンプを自動的に制御するように構成されている、皮膚科学的装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の皮膚科学的装置において、
ＥＭＲを生成するための前記光源は、ハロゲンランプを備えている、皮膚科学的装置。
【請求項２０】
請求項１に記載の皮膚科学的装置において、
前記皮膚科学的装置は、少なくとも一つの付随的システム構成要素を有し、
前記第１冷却機構は、前記少なくとも一つの付随的システム構成要素を冷却するように構成されている、皮膚科学的装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の皮膚科学的装置において、
前記少なくとも一つの付随的電気部品は、電極、反射器、光学素子、ヒートパイプ、および、熱交換器のうちの少なくとも１つを含む、皮膚科学的装置。
【請求項２２】
ＥＭＲを生成する光源からのＥＭＲを治療されている組織へ送るように構成された皮膚科学的治療装置の窓部において、
前記皮膚科学的治療装置から前記治療されている組織へＥＭＲを通すように構成されたガラス部と、
前記ガラス部の一部を横切るように延びている少なくとも一つの冷却用導管部であって、前記導管部の面積が前記ガラス部の面積よりも実質的に小さい導管部と、
を備える、窓部。
【請求項２３】
請求項２２に記載の窓部において、
前記ガラス部の周りに広がっていて、前記皮膚科学的治療装置に前記ガラス部を固定するフレームと、
前記第１導管部の第１端部と流体連通している第１冷却投入部と、
前記第１導管部の第２端部と流体連通している第１冷却排出部と、
をさらに備え、
前記窓部は、動作中に、前記冷却投入部を通り、前記第１導管部を通り、そして、前記第１導管部の前記第２端部から出ていく流体により冷却されるように構成されている、窓部。
【請求項２４】
請求項２２に記載の窓部において、
前記少なくとも一つの導管部は、前記ガラス部の表面に沿って延びている開口部分を有する溝部であり、
前記窓部は、光学面をさらに有し、前記光学面は、前記ガラス面の表面に接触しており、前記溝部が動作中は封じられて、流体が前記導管部を流れることができるように、かつ、前記流体が前記開口部分から流出するのを防止するようになっている、窓部。
【請求項２５】
請求項２２に記載の窓部において、
前記窓部は、前記ガラス部および前記光学面の間に光学材料をさらに有し、
前記光学材料は、ＥＭＲの一部を前記皮膚科学的治療装置から治療されている組織へ通過させる、窓部。
【請求項２６】
請求項２５に記載の窓部において、
前記光学材料は、誘電体膜である、窓部。
【請求項２７】
少なくとも約０．５ｍｍの深さにある組織を治療する皮膚科学的治療装置において、
ＥＭＲ光源、および、前記光源から治療されている前記組織へとＥＭＲを通すように構成された窓部、を収容しているハウジング、
を備え、
前記出力源は、少なくとも５００Ｗを生成するように構成されており、
前記窓部は、５Ｗ／ｃｍ2未満の出力密度を生成するのに足りる大きさの面積を有する、皮膚科学的治療装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の皮膚科学的治療装置において、
前記出力源のパルス幅は、０．５秒以上である、皮膚科学的治療装置。
【請求項２９】
請求項２７に記載の皮膚科学的治療装置において、
前記出力源のパルス幅は、０．５秒以上６００秒以下である、皮膚科学的治療装置。
【請求項３０】
請求項２７に記載の皮膚科学的治療装置において、
前記ＥＭＲ光源は、少なくとも１０００Ｗを生成するように構成されている、皮膚科学的治療装置。
【請求項３１】
治療されている組織にＥＭＲを送るように構成された皮膚科学的治療装置において、
ＥＭＲを放射するように構成された光源、および、前記光源によって放射されたＥＭＲを前記組織へと通すように構成された治療用窓部、を収容しているハウジング、
を備え、
前記窓部は、６００ｃｍ2より大きな組織接触表面積を有する、皮膚科学的治療装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の皮膚科学的治療装置において、
前記窓部が、ＥＭＲを前記皮膚科学的治療装置から治療されている前記組織へと通すことができるように構成されたガラス部を有し、
少なくとも一つの冷却用導管部が、前記ガラス部の一部を横切って延びており、
前記導管部の面積は、前記ガラス部の面積より実質的に小さい、皮膚科学的治療装置。
【請求項３３】
ＥＭＲを生成するための光源から治療されている組織へとＥＭＲを通すように構成された皮膚科学的治療装置の窓部において、
ＥＭＲを前記皮膚科学的治療装置から前記治療されている組織へと通過させるように構成されたガラス部と、
前記ガラス部の一部を横切るように延びている少なくとも一つの冷却用導管部と、
を備え、
前記導管部の面積は、前記ガラス部の面積よりも実質的に小さい、窓部。
【請求項３４】
組織に治療を施すための装置において、
前記組織の近傍に配置されたときに、前記組織の対象治療領域を画定する冷却用プレートを有するハウジングと、
ＥＭＲを生成するための放射源であって、前記ＥＭＲが、照射されたときに前記冷却用プレートを通過する、放射源と、
前記冷却用プレートがいつ前記組織の近傍にあるかを示すｅフィールドセンサーと、
を備える、装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載の装置において、
前記センサーの起動は、前記冷却プレートが前記組織に接触していることを示す、装置。
【請求項３６】
請求項３４に記載の装置において、
前記センサーは、ｅフィールドセンサー、容量センサー、抵抗センサー、圧力センサー、およびＨフィールドセンサーのうちの１つである、装置。
【請求項３７】
請求項３４に記載の装置において、
前記センサーは、電界における変化を検出するように構成されている、装置。
【請求項３８】
請求項３７に記載の装置において、
前記センサーは、コントローラと電気的につながっており、
前記コントローラは、前記センサーから得られた情報に応じて信号を供給するように構成されており、
前記コントローラは、組織が近接していないことを前記センサーが検出したことに対応する第１の信号、および、第１の組織が近接していることを前記センサーが検出したことに対応する第２の信号、を出力するように構成されている、装置。
【請求項３９】
請求項３８に記載の装置において、
前記コントローラは、第２の組織が前記センサーに近接していること前記センサーが検出したことに対応する第３の信号を出力するように構成されている、装置。
【請求項４０】
請求項３９に記載の装置において、
前記コントローラは、前記センサーからの入力に基づいて組織の種類を識別するように構成されており、
前記コントローラは、前記第１の種類の組織を検出したことに応じて第１の動作を命じるように構成されており、かつ、前記第２の種類の組織を検出したことに応じて第２の動作を命じるように構成されている、装置。
【請求項４１】
請求項４０に記載の装置において、
前記第１の動作は、前記組織を治療することであり、
前記第２の動作は、前記組織を治療しないことである、装置。
【請求項４２】
請求項３４に記載の装置において、
前記センサーは、前記ハウジングに取り付けられている、装置。
【請求項４３】
請求項３４に記載の装置において、
前記センサーに動作可能に接続された出力装置、
をさらに備える、装置。
【請求項４４】
請求項３４に記載の装置において、
前記センサーに動作可能に接続されたフィードバック機構、
をさらに備える、装置。
【請求項４５】
請求項４４に記載の装置において、
前記フィードバック機構は、予め定められた冷却時間が経過するまで、前記放射源に出力をさせない、装置。
【請求項４６】
請求項３４に記載の装置において、
前記放射源を出力可能にする前に、予め設定された冷却時間を実行するためのコントロールユニット、
をさらに備える、装置。
【請求項４７】
組織に治療を施すための装置において、
前記組織を冷却するための手段を有するハウジングであって、前記冷却するための手段が、前記組織の近傍に配置された場合に、前記組織の対象治療領域を画定する面を有する、ハウジングと、
ＥＭＲを生成するための手段であって、前記ＥＭＲが、照射中に前記面を通過する、手段と、
電界において組織を検出する手段と、
を備える、装置。
【請求項４８】
請求項４７に記載の装置において、
前記検出するための手段は、前記冷却するための手段が前記接触フレームに接触したときに起動する、装置。
【請求項４９】
請求項４７に記載の装置において、
前記検出するための手段の起動は、前記冷却のための手段が前記組織に接触したことを示す、装置。
【請求項５０】
組織の治療を施すための装置において、
前記組織の近傍に配置されたときに、前記組織の対象治療領域を画定する冷却プレートを有するハウジングと、
ＥＭＲを生成するための放射源であって、前記ＥＭＲは、照射されたときに前記冷却プレートを通過する、放射源と、
前記冷却プレートがいつ前記組織の近傍にあるかを示す接触センサーと、
前記ハウジングに動作可能に連結された接触フレームであって、延ばされた位置から、前記冷却プレートと接触する位置まで可動である、接触フレームと、
を備える、装置。
【請求項５１】
請求項５０に記載の装置において、
前記冷却プレートが前記接触フレームの近傍にあるときに、前記センサーが起動する、装置。
【請求項５２】
請求項５０に記載の装置において、
前記接触フレームは、ＥＭＲが通過できるように開口している内側部分を有する、装置。
【請求項５３】
請求項５０に記載の装置において、
前記接触フレームに連結されたプッシュロッド、
をさらに備えている、装置。
【請求項５４】
請求項５０に記載の装置において、
前記プッシュロッドは、前記センサーに動作可能に連結されており、
前記冷却プレートが前記接触フレームに接触したときに、前記プッシュロッドは、前記センサーを起動させる、装置。
【請求項１】
皮膚科学的装置において、
ＥＭＲを生成する光源、および、治療すべき組織に接触するプレート、を有する光源アセンブリであって、動作中に前記光源からのＥＭＲを伝達し、前記プレートに通すように構成された、光源アセンブリと、
前記光源を冷却する第１冷却機構と、
前記プレートを冷却する第２冷却機構と、
を備える、皮膚科学的装置。
【請求項２】
請求項１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第１冷却機構は、前記光源を冷却するために空気を送るように構成された送風機を有する、皮膚科学的装置。
【請求項３】
請求項２に記載の皮膚科学的装置において、
前記第１冷却システムは、前記光源と熱的につながっているヒートシンクをさらに有し、
前記送風機は、動作中に、空気を前記ヒートシンク上に送り、前記ヒートシンク装置から熱を除去するように構成されている、皮膚科学的装置。
【請求項４】
請求項３に記載の皮膚科学的装置において、
前記ヒートシンクは、複数の冷却用フィンを有する、皮膚科学的装置。
【請求項５】
請求項３に記載の皮膚科学的装置において、
前記ヒートシンクは、反射器によって前記光源に熱的に接続されており、
前記送風機は、前記光源、前記反射器、および前記ヒートシンクを冷却するように構成されている、皮膚科学的装置。
【請求項６】
請求項１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第１冷却機構を制御するコントロールユニット、
をさらに備えている、皮膚科学的装置。
【請求項７】
請求項６に記載の皮膚科学的装置において、
前記コントロールユニットは、温度センサーと電気的につながっており、かつ、前記第１冷却機構と電気的につながっているコントローラをさらに備えており、
前記コントローラは、前記温度センサーから入力された情報に基づいて前記第１冷却機構を自動的に制御する、皮膚科学的装置。
【請求項８】
請求項１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、冷却剤を循環させるための循環システムを有する、皮膚科学的装置。
【請求項９】
請求項８に記載の皮膚科学的装置において、
前記循環システムは、冷却装置を有する、皮膚科学的装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の皮膚科学的装置において、
前記循環システムは、冷却面を少なくとも約５℃に冷却するように構成されている、皮膚科学的装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、ポンプ、冷却用投入部、および、冷却用排出部を有し、前記冷却用投入部が投入用接続部において前記冷却面に接続されており、前記冷却用排出部が排出用接続部において前記冷却面に接続されており、
前記冷却機構は、動作中に、前記冷却用投入部を介して、冷却用流体を前記冷却面に供給し、加熱された冷却剤を前記冷却面から前記冷却用排出部を介して取り出して、前記冷却面を冷却するように構成されている、皮膚科学的装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、冷却装置をさらに有する、皮膚科学的装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、循環システムである、皮膚科学的装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の皮膚科学的装置において、
前記冷却剤は、空気である、皮膚科学的装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の皮膚科学的装置において、
前記冷却剤は、流体である、皮膚科学的装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構は、前記組織の温度を監視する温度センサーをさらに備えている、皮膚科学的装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の皮膚科学的装置において、
前記第２冷却機構を制御するコントロールユニット、
をさらに備えている、皮膚科学的装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の皮膚科学的装置において、
前記コントロールユニットは、温度センサーと電気的につながっており、かつ、前記ポンプと電気的につながっているコントローラをさらに備え、
前記コントローラは、前記温度センサーから入力された情報に基づいて前記ポンプを自動的に制御するように構成されている、皮膚科学的装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の皮膚科学的装置において、
ＥＭＲを生成するための前記光源は、ハロゲンランプを備えている、皮膚科学的装置。
【請求項２０】
請求項１に記載の皮膚科学的装置において、
前記皮膚科学的装置は、少なくとも一つの付随的システム構成要素を有し、
前記第１冷却機構は、前記少なくとも一つの付随的システム構成要素を冷却するように構成されている、皮膚科学的装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の皮膚科学的装置において、
前記少なくとも一つの付随的電気部品は、電極、反射器、光学素子、ヒートパイプ、および、熱交換器のうちの少なくとも１つを含む、皮膚科学的装置。
【請求項２２】
ＥＭＲを生成する光源からのＥＭＲを治療されている組織へ送るように構成された皮膚科学的治療装置の窓部において、
前記皮膚科学的治療装置から前記治療されている組織へＥＭＲを通すように構成されたガラス部と、
前記ガラス部の一部を横切るように延びている少なくとも一つの冷却用導管部であって、前記導管部の面積が前記ガラス部の面積よりも実質的に小さい導管部と、
を備える、窓部。
【請求項２３】
請求項２２に記載の窓部において、
前記ガラス部の周りに広がっていて、前記皮膚科学的治療装置に前記ガラス部を固定するフレームと、
前記第１導管部の第１端部と流体連通している第１冷却投入部と、
前記第１導管部の第２端部と流体連通している第１冷却排出部と、
をさらに備え、
前記窓部は、動作中に、前記冷却投入部を通り、前記第１導管部を通り、そして、前記第１導管部の前記第２端部から出ていく流体により冷却されるように構成されている、窓部。
【請求項２４】
請求項２２に記載の窓部において、
前記少なくとも一つの導管部は、前記ガラス部の表面に沿って延びている開口部分を有する溝部であり、
前記窓部は、光学面をさらに有し、前記光学面は、前記ガラス面の表面に接触しており、前記溝部が動作中は封じられて、流体が前記導管部を流れることができるように、かつ、前記流体が前記開口部分から流出するのを防止するようになっている、窓部。
【請求項２５】
請求項２２に記載の窓部において、
前記窓部は、前記ガラス部および前記光学面の間に光学材料をさらに有し、
前記光学材料は、ＥＭＲの一部を前記皮膚科学的治療装置から治療されている組織へ通過させる、窓部。
【請求項２６】
請求項２５に記載の窓部において、
前記光学材料は、誘電体膜である、窓部。
【請求項２７】
少なくとも約０．５ｍｍの深さにある組織を治療する皮膚科学的治療装置において、
ＥＭＲ光源、および、前記光源から治療されている前記組織へとＥＭＲを通すように構成された窓部、を収容しているハウジング、
を備え、
前記出力源は、少なくとも５００Ｗを生成するように構成されており、
前記窓部は、５Ｗ／ｃｍ2未満の出力密度を生成するのに足りる大きさの面積を有する、皮膚科学的治療装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の皮膚科学的治療装置において、
前記出力源のパルス幅は、０．５秒以上である、皮膚科学的治療装置。
【請求項２９】
請求項２７に記載の皮膚科学的治療装置において、
前記出力源のパルス幅は、０．５秒以上６００秒以下である、皮膚科学的治療装置。
【請求項３０】
請求項２７に記載の皮膚科学的治療装置において、
前記ＥＭＲ光源は、少なくとも１０００Ｗを生成するように構成されている、皮膚科学的治療装置。
【請求項３１】
治療されている組織にＥＭＲを送るように構成された皮膚科学的治療装置において、
ＥＭＲを放射するように構成された光源、および、前記光源によって放射されたＥＭＲを前記組織へと通すように構成された治療用窓部、を収容しているハウジング、
を備え、
前記窓部は、６００ｃｍ2より大きな組織接触表面積を有する、皮膚科学的治療装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の皮膚科学的治療装置において、
前記窓部が、ＥＭＲを前記皮膚科学的治療装置から治療されている前記組織へと通すことができるように構成されたガラス部を有し、
少なくとも一つの冷却用導管部が、前記ガラス部の一部を横切って延びており、
前記導管部の面積は、前記ガラス部の面積より実質的に小さい、皮膚科学的治療装置。
【請求項３３】
ＥＭＲを生成するための光源から治療されている組織へとＥＭＲを通すように構成された皮膚科学的治療装置の窓部において、
ＥＭＲを前記皮膚科学的治療装置から前記治療されている組織へと通過させるように構成されたガラス部と、
前記ガラス部の一部を横切るように延びている少なくとも一つの冷却用導管部と、
を備え、
前記導管部の面積は、前記ガラス部の面積よりも実質的に小さい、窓部。
【請求項３４】
組織に治療を施すための装置において、
前記組織の近傍に配置されたときに、前記組織の対象治療領域を画定する冷却用プレートを有するハウジングと、
ＥＭＲを生成するための放射源であって、前記ＥＭＲが、照射されたときに前記冷却用プレートを通過する、放射源と、
前記冷却用プレートがいつ前記組織の近傍にあるかを示すｅフィールドセンサーと、
を備える、装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載の装置において、
前記センサーの起動は、前記冷却プレートが前記組織に接触していることを示す、装置。
【請求項３６】
請求項３４に記載の装置において、
前記センサーは、ｅフィールドセンサー、容量センサー、抵抗センサー、圧力センサー、およびＨフィールドセンサーのうちの１つである、装置。
【請求項３７】
請求項３４に記載の装置において、
前記センサーは、電界における変化を検出するように構成されている、装置。
【請求項３８】
請求項３７に記載の装置において、
前記センサーは、コントローラと電気的につながっており、
前記コントローラは、前記センサーから得られた情報に応じて信号を供給するように構成されており、
前記コントローラは、組織が近接していないことを前記センサーが検出したことに対応する第１の信号、および、第１の組織が近接していることを前記センサーが検出したことに対応する第２の信号、を出力するように構成されている、装置。
【請求項３９】
請求項３８に記載の装置において、
前記コントローラは、第２の組織が前記センサーに近接していること前記センサーが検出したことに対応する第３の信号を出力するように構成されている、装置。
【請求項４０】
請求項３９に記載の装置において、
前記コントローラは、前記センサーからの入力に基づいて組織の種類を識別するように構成されており、
前記コントローラは、前記第１の種類の組織を検出したことに応じて第１の動作を命じるように構成されており、かつ、前記第２の種類の組織を検出したことに応じて第２の動作を命じるように構成されている、装置。
【請求項４１】
請求項４０に記載の装置において、
前記第１の動作は、前記組織を治療することであり、
前記第２の動作は、前記組織を治療しないことである、装置。
【請求項４２】
請求項３４に記載の装置において、
前記センサーは、前記ハウジングに取り付けられている、装置。
【請求項４３】
請求項３４に記載の装置において、
前記センサーに動作可能に接続された出力装置、
をさらに備える、装置。
【請求項４４】
請求項３４に記載の装置において、
前記センサーに動作可能に接続されたフィードバック機構、
をさらに備える、装置。
【請求項４５】
請求項４４に記載の装置において、
前記フィードバック機構は、予め定められた冷却時間が経過するまで、前記放射源に出力をさせない、装置。
【請求項４６】
請求項３４に記載の装置において、
前記放射源を出力可能にする前に、予め設定された冷却時間を実行するためのコントロールユニット、
をさらに備える、装置。
【請求項４７】
組織に治療を施すための装置において、
前記組織を冷却するための手段を有するハウジングであって、前記冷却するための手段が、前記組織の近傍に配置された場合に、前記組織の対象治療領域を画定する面を有する、ハウジングと、
ＥＭＲを生成するための手段であって、前記ＥＭＲが、照射中に前記面を通過する、手段と、
電界において組織を検出する手段と、
を備える、装置。
【請求項４８】
請求項４７に記載の装置において、
前記検出するための手段は、前記冷却するための手段が前記接触フレームに接触したときに起動する、装置。
【請求項４９】
請求項４７に記載の装置において、
前記検出するための手段の起動は、前記冷却のための手段が前記組織に接触したことを示す、装置。
【請求項５０】
組織の治療を施すための装置において、
前記組織の近傍に配置されたときに、前記組織の対象治療領域を画定する冷却プレートを有するハウジングと、
ＥＭＲを生成するための放射源であって、前記ＥＭＲは、照射されたときに前記冷却プレートを通過する、放射源と、
前記冷却プレートがいつ前記組織の近傍にあるかを示す接触センサーと、
前記ハウジングに動作可能に連結された接触フレームであって、延ばされた位置から、前記冷却プレートと接触する位置まで可動である、接触フレームと、
を備える、装置。
【請求項５１】
請求項５０に記載の装置において、
前記冷却プレートが前記接触フレームの近傍にあるときに、前記センサーが起動する、装置。
【請求項５２】
請求項５０に記載の装置において、
前記接触フレームは、ＥＭＲが通過できるように開口している内側部分を有する、装置。
【請求項５３】
請求項５０に記載の装置において、
前記接触フレームに連結されたプッシュロッド、
をさらに備えている、装置。
【請求項５４】
請求項５０に記載の装置において、
前記プッシュロッドは、前記センサーに動作可能に連結されており、
前記冷却プレートが前記接触フレームに接触したときに、前記プッシュロッドは、前記センサーを起動させる、装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公表番号】特表２００８−５２９７４６（Ｐ２００８−５２９７４６Ａ）
【公表日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５５６３６７（Ｐ２００７−５５６３６７）
【出願日】平成１８年２月１７日（２００６．２．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／００５８４８
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０８９２２７
【国際公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【出願人】（５０４４６４７４８）パロマー・メディカル・テクノロジーズ・インコーポレイテッド (10)
【氏名又は名称原語表記】ＰＡＬＯＭＡＲ ＭＥＤＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ，ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】８２ Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｓｔｒｅｅｔ，Ｂｕｒｌｉｎｇｔｏｎ，ＭＡ ０１８０３，Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１７日（２００６．２．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／００５８４８
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０８９２２７
【国際公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【出願人】（５０４４６４７４８）パロマー・メディカル・テクノロジーズ・インコーポレイテッド (10)
【氏名又は名称原語表記】ＰＡＬＯＭＡＲ ＭＥＤＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ，ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】８２ Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｓｔｒｅｅｔ，Ｂｕｒｌｉｎｇｔｏｎ，ＭＡ ０１８０３，Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
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