專利名稱：使用光改善皮膚狀況的儀器和方法
技術領域：
本發明涉及一種改善皮膚狀況或提高皮膚美容效果的儀器和方法。具體地，本發明涉及一種改善痤瘡的儀器和方法。
背景技術：
幾乎所有人在一生中的某個階段都會受到痤瘡的影響。它是一種脂質濾泡(孔)狀況并且能夠引起皮膚的損傷，主要發生在臉部、肩膀和背部。痤瘡、以及其它類似皮膚問題的癥狀，從美容角度看，都是很難看的，而且令人不適。
痤瘡是由一系列因素引起的，其中被認為最重要的因素有荷爾蒙分泌過量(尤其是雄性激素)，產生過量的皮脂(皮脂是脂質腺產生的油性物質，它能夠使得皮膚柔軟，光滑并且防水)，過量的死亡細胞脫落，在脂質濾泡中存在細菌(尤其是瘡皰丙酸桿菌)以及炎癥反應(趨藥性)。
這一過程發生在死亡皮膚細胞和油類皮脂物質一起阻斷皮膚脂質濾泡的時候。死亡皮膚和皮脂形成一種堵塞物，使得油性物質和細菌被包裹在脂質濾泡中。當皮膚繼續正常產生油類物質時，脂質濾泡就開始膨脹。正常的皮膚細菌瘡皰丙酸桿菌在阻塞的孔中快速繁殖。細菌繁殖產生的物質引起濾泡及其周圍皮膚的炎癥。身體產生相應的反應，將白細胞送到發炎的位置。
損傷根據嚴重程度的不同，可以被定義為黑頭粉刺，丘疹，節結，膿皰和囊腫。黑頭粉刺是已經阻塞的脂質濾泡。丘疹是略微突出于皮膚表面的較小固體損傷(不到5mm)。更大的丘疹叫節結(大于5mm)。膿皰是圓屋頂形狀，易破裂，主要特點是含有白細胞、死細胞和細菌等混合物。囊腫與膿皰類似但要大一些，是比較嚴重的炎癥并且經常導致疤痕。
各種各樣的藥物改善對于痤瘡的預防至少是部分有效的。在GB2 368 020中揭示了一種使用光輻射改善痤瘡的方法。在所揭示的實施例中，提供特定的能量密度和波長的輻射，從而可以在皮膚內產生光化學和光熱反應。光化學反應可以一定程度地阻礙或根除皮膚狀況的病因，而光熱反應增加膠原質的產生，降低結疤的危險性。
在GB2 368 020中顯示的改善方法要求在較短的時間內(10μs到100ms)提供相對較高的輻射劑量(0.5Jcm-2到5Jcm-2)從而在皮膚內產生光熱效應。在較短時間內提供這樣高的能量，要求使用高能量激光。這些對于制造商來說價格昂貴并且要求操作者受過專業訓練，具備專業知識，才能安全有效地使用。
發明內容
本發明的目的是提供一種可以提高膚質的儀器，例如一種改善皮膚狀況的儀器，而且相對便宜并且/或操作簡便。發明的另外或其他的目的是提供一種提高膚質的方法或用于改善皮膚狀況的美容方法，相對便宜并且/或者易于操作。
本發明的一部分是提供一種改善皮膚狀況的儀器，包含光學設備；和用來操作光學設備的控制單元；其中調整并設定好光學設備，以便能夠用來發射一定能量和波長的光輻射，足以引起皮膚狀況區域內的光化學反應，這種反應可以使得引發皮膚狀況的物質在一定程度上失活或被消滅；和控制單元和光學設備；所述控制單元和光緒設備也是調整并設定好的，使得控制單元能夠在使用中控制光學設備光輻射只發生在距光學設備1000mm的區域內，這樣在至少100ms的時間內，在上述區域內接受到的光能量至少有0.01Jcm-2；在任意指定的10μs內，在上述區域內接受到的光能量不到0.5Jcm-2；并且在任意指定的100ms內，傳遞的光能量不到5Jcm-2；這樣儀器就能夠用來改善皮膚狀況。
本發明的另一部分是提供一種提高皮膚美容效果的儀器，例如提高哺乳動物人的皮膚美觀。儀器包括用來發射光輻射的光學設備，以及用來控制光學儀器操作的控制單元，其中可以通過調整設定控制單元，使得控制單元能夠引起光學設備控制光輻射只發生在距光學設備1000mm的區域內，這樣在至少100ms的時間內，在上述區域內接受到的光能量至少有0.01Jcm-2；在任意指定的10μs內，在上述區域內接受到的光能量不到0.5Jcm-2；并且在任意指定的100ms內，傳遞的光能量不到5Jcm-2；這樣儀器就能夠被用來提高皮膚的美容效果。光學設備要調整設定，這樣在被用來控制光照射皮膚時，能夠發射一定能量和波長范圍的光輻射足以引起目標皮膚區域內的光化學反應。這樣引起的光化學反應可以一定程度上使得那些引發損害皮膚美觀效果的物質失活或被破壞。
本發明還更進一步包括提供一種用來改善痤瘡的儀器，包括一個或多個發光二極管和一個微處理器，所述微處理器用來控制上述一個或多個發光二極管的操作；上述微處理器和發光二極管被調整并設定好，這樣上述發光二極管可以被用來在至少100ms的時間內傳遞一定劑量的光輻射至皮膚表面，這樣，皮膚表面接受到的上述劑量光能量至少0.01Jcm-2；這種傳遞的光波長在350nm到700nm之間，由此，儀器就能被用來改善被痤瘡影響的皮膚區域，這種改善是通過如下方式實現的通過在上述被痤瘡影響的皮膚區域部位產生光化學反應，激發產生自由基，而此自由基能夠與引起痤瘡的細菌反應，至少在一定程度上能夠滅活或者破壞這些引起痤瘡癥狀的細菌。
依照上述本發明提到的部分，下面將進一步介紹本發明其它的可供選擇的或較受歡迎的特征。
儀器可以被選擇性地或附加地用于提高哺乳動物皮膚表面的美容效果，例如人。
本發明儀器的發光設備可以被調整并設定，使設備在被用來照射皮膚的時候，能夠發射一定能量波長范圍的光輻射并足以引起目標皮膚區域內的光化學反應。這樣產生的光化學反應可以使皮膚上損害美觀的物質失活或被破壞。
發光設備優選包括一個或多個光發射半導體。這種一個或多個光發射半導體設備可以是二極管的形式。這種光學設備可能包括例如一個或多個LEDs。LEDs與激光器相比，其優勢是價格低廉，便于操作。但激光二極管也可被附加或選擇性的使用。非常方便的是，此發光設備是一種設備，例如包括至少一個可以作為光激活發射元件的半導體設備，要求單個半導體設備的輸入功率小于500W，最好小于100W。
可以通過調整和設定儀器的控制單元和光學設備，使得控制單元能夠讓光學設備在200ms到3s的時間內，或者最好能在300ms到3s的時間內，向上述區域傳送0.01到100Jcm-2的光能。當然，控制單元和光學設備可以被調整使得在一個耗時較長的改善中發射光輻射，這樣在一個改善過程中，在大于3秒的時間內可以傳遞大于100Jcm-2能量的光。有的改善可能要持續時間可能要達到10小時，例如，某些改善可能要過夜。優選儀器的控制單元和發光設備通過調整和設定，能夠在任意3秒的時間內傳送小于100Jcm-2的光能量。
可以通過調整和設定控制單元和發光設備，使得光學設備在改善過程中傳遞脈沖光輻射。也可以選擇地，控制單元和發光設備通過調整和設定，光學設備在改善過程中傳遞連續光輻射。儀器可以根據使用者的需要，設定為傳送連續的輻射，或者傳送脈沖的輻射。
可以通過調整和設定儀器的控制單元和光學設備，使得控制單元能夠讓光學設備在100ms到100s的時間內，向上述區域傳遞0.5到3Jcm-2的光能量。可以通過調整和設定控制單元和光學設備，使得控制單元能夠讓光學設備向皮膚區域傳遞單一劑量的光輻射，所述單一劑量光輻射在200ms到10s的時間內傳遞(或者最好在200ms到3s的時間內)并且在單一劑量光輻射中傳遞的光輻射大于0.1Jcm-2，且等于T1×P1，其中T1＝單一劑量的時間長度；P1是光功率密度單位(每單位面積的功率)并且要滿足0.2Wcm-2＜P1＜20Wcm-2。
儀器也可以是一種滿載儀器的形式，使其傳遞較低水平的光能量。例如，通過調整和設定控制單元和光學設備，使得控制單元能夠讓光學設備向皮膚的一定區域傳遞單一劑量光輻射，這種單一劑量光輻射在300ms到10s的時間內傳遞(或者最好在300ms到3s的時間內)并且在單一劑量光輻射中傳遞的光輻射等于T2×P2，其中T2＝單一劑量的時間長度；P2是光功率密度單位(每單位面積的功率)并且要滿足0.01Wcm-2＜P2＜1Wcm-2。P2也可以滿足0.1Wcm-2＜P2＜0.5Wcm-2。
也可以通過調整和設定儀器，使其適用于對相對較小區域進行改善。例如，儀器可以經過調整和設定，在12到200mm2的皮膚范圍內進行單一劑量光輻射改善。
也可以通過調整和設定儀器，使其適用于長時間的低功率操作。例如，通過調整和設定控制單元和光學設備，使得控制單元可以在持續300ms到10小時(最好能夠控制在10秒到8小時地范圍內)的改善過程中，向皮膚區域傳遞光輻射，在單個改善過程中傳遞的光輻射能量要大于0.1Jcm-2，且等于T3×P3，其中T3＝單一劑量改善的時間長度；P3是光功率密度單位(每單位面積的功率)并且要滿足0.5mWcm-2＜P3＜500mWcm-2。更長時間的改善可能持續至少30秒，優選持續至少10分鐘，最好持續至少1小時。
也可以通過調整和設定儀器，使其適用于對相對較大區域進行改善。例如，儀器可以經過調整和設定，在0.003m2到0.5m2的皮膚范圍內進行單一劑量光輻射改善。優選儀器經過調整后，在單一改善過程中傳遞的光輻射等于T3×P3，其中T3＝單一劑量改善的時間長度；P3是光功率密度單位(每單位面積的功率)并且要滿足0.5mWcm-2＜P3＜500mWcm-2。
優選將光學設備設定成提供包括波長350nm～1000nm范圍在內的光輻射。優選設定光學設備以波長350nm到1000nm之間發射光輻射，最好在350nm到700nm之間。光學設備在輻射過程中提供的光輻射波長可以設定在570nm到600nm之間，也可以選擇性地或者額外地調整光學設備使其所提供的光輻射波長在390nm到420nm之間，最好能夠包含405nm的光輻射波長。
使用儀器改善皮膚所產生的光化學反應可以發生在卟啉內，卟啉是瘡皰丙酸桿菌的天然產物。下面將進一步討論與本發明另一個方面相關的方法。卟啉的激發光譜在585nm和405nm處均有峰。如果改善的光輻射包含有波長390nm到420nm之間以及570nm到600nm之間的光，將會非常有改善優勢，這種組合能夠活化皮膚組織不同深度中的卟啉。
并且，一般認為紅光(波長在630nm到680nm之間)有助于傷口的愈合。
優選光學設備經過調整后能夠提供具有最高能量小于100Wcm-2水平的光輻射，進一步優選光學設備經過調整后能夠提供具有最高能量小于10Wcm-2水平光輻射。最好是，光學設備經過調整后能夠提供具有最高能量小于5Wcm-2水平光輻射。調整光學設備，使其最高能量水平在1Wcm-2和5Wcm-2之間是有利的。最高能量水平也可以處于1Wcm-2和3Wcm-2之間。
儀器要包括制冷裝置，控制光學設備的溫度。控制單元通過調整設定來控制這種制冷裝置的操作。控制單元方便地包含有適合的預編程微處理器。
依照本發明，同樣也提供了一種對于上述儀器的使用方法，包括在離光學設備不超過1000mm的距離內以一定能量的光輻射照射一個表面，這樣，在至少100ms的時間內，至少有12mm2的區域可以接受到來自光學設備發出的至少達到0.01Jcm-2的能量；輻射包括波長范圍在350nm到700nm之間的輻射(優選包括含有在570m到600nm和/或在390nm到420nm之間的輻射)，在任意指定的10μs的時間內，上述區域接受到的來自光學設備的能量不低于0.5Jcm-2；在任意指定的100ms的時間內，上述區域接受到的來自光學設備的能量不低于5Jcm-2。上述使用方法，用于改善人皮膚的皮膚狀況，具有一定的優勢，但并不是必須的。例如，可以使用該儀器提供一種提高皮膚美容效果的方法和/或一種美容改善膚質的方法。該儀器可以用作在非活體的人或動物的皮膚表面進行測試或演示。
本發明的儀器可以方便地進行調整，可以使用儀器直接改善使用者皮膚，而不需要在改善前進行預冷。
發明的另一方面也提供了改善皮膚狀況的方法，包含的步驟有提供光學設備；和操作光學設備使得光輻射到達皮膚相應的區域，進行改善；其中在一次改善中持續至少100ms，所述區域從光學設備接收到的光能量至少要有0.01Jcm-2；在任意指定的10μs內，傳遞的光能量低于0.5Jcm-2；在任意指定的100ms內，傳遞的光能量低于5Jcm-2；并且，傳遞的能量在所照射的皮膚范圍內引起光化學反應，所述光化學反應至少可以使得引起皮膚狀況的物質失活或者被破壞。
根據發明的另一方面，同樣也提供了一種提高如哺乳動物皮膚一定區域美容效果的方法，包括的步驟有提供光學設備；和操作光學設備使得光輻射到達皮膚相應的區域，其中在至少100ms內，所述區域從光學設備接收到的光能量至少要有0.01Jcm-2。
在任意指定的10μs內，傳遞的光能量低于0.5Jcm-2；在任意指定的100ms內，傳遞的光能量低于5Jcm-2。
同樣也提供了一種痤瘡的美容改善方法，包括的步驟有提供光學設備；和操作光學設備，使得光輻射到達被痤瘡影響的皮膚相應區域，其中，一次改善持續至少100ms，所述區域接受來自光學設備的光能量至少有0.01Jcm-2；在任意指定的10μs內，傳遞的光能量低于0.5Jcm-2；在任意指定的100ms內，傳遞的光能量低于5Jcm-2；并且，傳遞的能量在所影響的皮膚范圍內引起的光化學反應至少可以使得引起痤瘡癥狀的細菌失活或者被破壞。
本發明進一步提供了一種提高膚質的方法，該方法通過下列步驟實現，提供光學設備和操作光學設備控制光輻射到達皮膚的一定區域，在至少100ms的時間內，上述區域接受來自光學設備的光能量至少有0.01Jcm-2；在任意指定的10μs內傳遞的光能量低于0.5Jcm-2，在任意指定的100ms內，傳遞的光能量低于5Jcm-2。
根據發明的另一方面，這里也提供了一種改善皮膚痤瘡的方法，所述方法包括以下步驟提供一個或多個發光二極管；操作該一個或多個發光二極管使得光輻射到達被痤瘡感染的皮膚區域，其中，在持續至少100ms的一個劑量中，上述區域從一個或多個發光二極管接收到的光能量至少有0.01Jcm-2，并且光能量引起上述區域內的光化學反應，激發產生自由基，而自由基能夠與產生痤瘡癥狀的細菌反應，至少在一定程度上使得引起痤瘡癥狀的細菌部分失活或被破壞。
這樣傳遞的光能量可以在皮膚里產生光化學反應。這種方法可以是非治療性的。具體地說，可以以一種方式操作光學設備使其在皮膚區域產生非治療性的效應。采用這種方法可以讓提高被感染皮膚區域的美容效果。
通過提供比先前方法時間更長的直接光輻射，能夠傳送相同的光子或能量密度，但是所傳送的光子或能量密度具有較低的功率密度或能量通量密度，從而降低了對皮膚產生諸如光-機械效應(組織的暴露性擴增)或光-熱效應(組織的快速加熱)副作用的可能性。此外，提供較低功率的輻射意味著輻射不太會引起紅斑(皮膚發紅)。較為有利地是，實施本發明的方法不需要在即將進行處理前對皮膚進行任何活化預冷過程。一些先前使用的方法比本發明使用較高的光強度，導致目標區域迅速加熱，這樣熱量就不能通過血液系統散失，因此這樣方法要求在進行處理前對皮膚進行冷卻，從而避免對于皮膚過度加熱產生的不良效果。
優選在上述至少100ms的時間內，上述區域從發光設備中獲得少于10Jcm-2的光能量，進一步優選低于1Jcm-2。優選在上述至少100ms的時間內，在任意給定的1分鐘時間內，不超過100Jcm-2的光能量被傳送。這一方法也可以在上述至少100ms的時間內，或在任意給定的10分鐘時間內，傳送不超過100Jcm-2的光能量。在任意給定的1ms時間內，傳送的光能量最好低于1Jcm-2。在任意給定的10ms時間內，傳送的光能量最好低于1Jcm-2。在任意給定的500μs時間內，傳送的光能量最好低于1Jcm-2。上述改善過程最好低于10小時。
在任意給定的10μs時間內，傳遞的光能量低于50mJcm-2較好，低于10mJcm-2更好，低于5mJcm-2最好。在任意給定的10μs時間內，傳遞的光能量可以低于1mJcm-2。
與以前的常規方法相比，本發明要求較低的功率，這就意味著LEDs(發光二極管)能夠用來代替激光。在較低功率下，本發明與同等的激光系統相比更加便宜，復雜程度也降低了。同樣對于激光設備的使用，許多國家都有相當嚴格的規定。本光學設備因此較有優勢地包含有許多LEDs，例如，包含的許多LEDs組合在一起形成陣列。也可使用單獨的LED。例如，LEDs可以形成一個一維的線性陣列或者一個二維陣列適宜于較大面積的照射，如臉部或背部。較適宜地是，LEDs聚集在一起可以形成一個面罩，讓使用者(例如，患有皮膚問題的人)位于光罩的下面。使用這樣的面罩系統，就能在短時間內，如30秒的時間，使得相同劑量的輻射充分應用到整個臉部。相反，操作者使用單點應用系統來改善臉部就要花上30分鐘。這兩個例子中，皮膚會接受到相同劑量光輻射從而激發相似的光化學反應。
這一方法可以作為非治療性的方法用于人體。這一方法可以作為非治療性的，不用來治療皮膚疾病，而是用來改善皮膚狀況。這一方法可以作為美容改善方法的一種形式。
該方法較適宜于痤瘡的美容改善。該方法也可以作為酒渣鼻美容改善方法的一種形式。
這里的“皮膚”指的是哺乳動物，尤其是人的皮膚。該方法適宜于非外科手術。例如，光學設備被調整設定為無法在較高功率下操作，這樣使得熟練的操作者如外科醫生，無法將其用于手術器械。這些特征使之與傳統使用的脈沖染料激光設備相比，具有相當重要的優勢，因為光學設備可以設定使之更加安全并且易于操作與生產。
使用這一方法可以在皮膚上引起光化學反應，從而可以完全或部分地失活或破壞瘡皰丙酸桿菌，如上所述，這種菌是引發痤瘡的原因之一。瘡皰丙酸桿菌是厭氧菌，氧氣的存在對其有害。光化學反應可以暫時地降低痤瘡的一些癥狀而無法永久消滅導致皮膚癥狀的細菌等物質。
光化學反應也可在某一物質中進行，因為這種物質吸收特定波長范圍的輻射(反應將會在這一波長范圍外顯著地降低或消失)。優選所使用的輻射波長可以在皮膚表面或內部的物質(例如發色團)中產生光化學反應，從而產生消滅細菌的自由基(如單氧自由基)。靶向發色團優選卟啉。卟啉是瘡皰丙酸桿菌產生的天然產物。卟啉在被585nm波長(黃光)以及405nm左右波長(紫光/近紫外光)的光激發后會產生單氧自由基。其它波長下的光同樣能激發自由基的產生。
因此，通過以上描述的激發卟啉的方式，就能夠以一種無痛、非侵入性并且有效的方式使引起痤瘡的細菌失活或被破壞。本發明的方法至少可以部分消滅引起皮膚狀況的細菌而不需要使用上述提到的具有較多缺點的高功率的激光。
改善的時間，或光學設備提供的光輻射時間長度可以達到，如100ms到30分鐘之間，優選在200ms到10秒之間，進一步優選200ms到3秒之間，最佳選擇是300ms到2秒之間。持續的長度或時間可以選擇性地或額外地超過500ms。在一個改善過程或上述時間內可以連續的傳送光輻射。也可以選擇在一個改善過程或上述時間內進行脈沖式的光輻射傳遞。
光輻射的時間長度最好能夠高于皮膚狀況附近區域微血管系統的熱馳豫時間。這樣在GB2368020中所述的光熱反應，由于將相對較低的光輻射能量作用于成百上千個微秒時間內(與微血管熱馳豫時間相同的時間尺度)，在上述的方法中就不會很顯著。
傳遞的光學輻射的能量密度，例如可以在0.01到100Jcm-2之間，優選0.1到10Jcm-2之間，進一步優選0.5到3Jcm-2之間，最佳選擇1到3Jcm-2之間。能量密度可以低于2Jcm-2。較低的能量密度更適合長時間的改善。
主要的光輻射波長都是預先設定的。輻射，例如可以包括具有350nm到1500nm之間的波長，優選350nm到1000nm之間。波長優選350m到700nm之問，進一步優選570nm到600nm之間，最佳選擇580nm到590nm之間。光輻射主要集中在黃光波長(585nm)的輻射。輻射也包括在350nm到450nm波長的輻射，優選390nm到420nm的輻射。光輻射主要集中在紫光/近紫外光波長(405nm)的輻射。根據本發明，尤其在涉及痤瘡改善的范圍內，選擇的輻射與光敏劑相一致，如皮膚組織內的卟啉。光輻射波長的選擇也可以適合作用于各深度皮膚層內的卟啉相一致，這樣確保單氧自由基釋放作用于痤瘡而不明顯影響其他組織。
使用與卟啉吸收曲線的一個或多個波峰相一致的一個或多個波長下的輻射會特別有優勢。
光輻射可以到達受影響皮膚的12到200mm2內區域范圍，例如可以達到直徑為4到16mm的點大小。區域面積也可以小于100mm2。然而也可以改善較大的區域，例如可以同時改善0.1m2或0.5m2大小的面積。
優選傳遞的光輻射最高光學功率低于100Wcm-2，進一步優選低于10Wcm-2。提供的光輻射最適光學輸出功率可以在1到5Wcm-2之間。
光學設備這樣傳遞的光能可以引起受影響皮膚區域內的光化學反應，從而刺激產生自由基參與反應，使得引起皮膚狀況的物質至少被部分失活或破壞。
低功率的點或線性改善處理可以用來“加滿”上述提到的更高劑量的改善處理。例如，加滿改善可以提供比高劑量改善更低的功率和更長的改善時間(如過夜)。如此低功率改善特別適合家庭中使用該光學設備。
該方法的改善處理中，適宜使光學設備與要傳遞輻射的表面之間的距離小于1000mm，優選小于100mm，也可以小于50mm。光學設備和表面可以直接彼此靠近，例如在傳遞輻射時可以彼此接觸。
以上闡述了在皮膚內引起光化學反應的光能量。為了引起皮膚內的光化學反應，一般認為光化學反應的范圍/數量主要依賴于單位面積上的接受到的光的量(也就是光子數)，并且使用的光功率具有較小的作用。根據本發明的某些具體實施方式
，優選在相對較長的時間內傳遞光能量。根據本發明中其它一些具體實施方式
，在不超出引起皮膚過熱而造成不良的影響的一定功率水平的情況下，在相對較短的時間內傳遞光能量比較適宜。所以根據本發明的一些方面，最好能夠在不超出最大功率輸出的情況下使用較高的輸出功率。一旦超過最大輸出功率就會有危險，引起不良效果。本發明特別有優勢的地方在于提供了一種使用能夠在低功率下工作的半導體光發射設備(如LEDs或激光二極管)的儀器。
非常具有價值的是，本發明的方法中包括了本發明中儀器的使用方法以及將本發明儀器調整設定到可以執行本發明。因此，與本發明的方法相關的特點應該被描述在本發明的儀器設備上。同時，對本發明儀器特征的描述也應包含在本發明的方法中。
本發明的具體內容將會參照下面的示意圖舉例描述圖1表示用來改善使用者皮膚的由控制單元和光學設備組成的儀器；圖2表示圖1中的控制單元和光學設備；圖3是對圖1中儀器的光學設備更詳細的描述。
具體實施例方式
圖1顯示通過發射光輻射12至使用者皮膚11上、改善諸如痤瘡引起的皮膚問題的儀器10。本實施例中所要改善的皮膚是直徑為6mm的點面積的臉部皮膚區域。本實施例中的儀器10是一個手動電池供電的部件，包括光學設備1和一個控制單元9，彼此連接控制設備1發射輻射。儀器10的外殼在形狀上進行了延伸，通過接近末端的一個位置光學設備1發射出光。這個外殼的整體長度在15cm左右。
儀器10在使用時靠著皮膚放置，這樣光學設備1可以控制輻射到達作用區域。在進行操作之前，要設定儀器的輻射時間和功率。本實施方式顯示的是儀器提供持續1秒鐘的單一脈沖光能量，把1.5Jcm-2的光能傳遞到直徑為6mm的點上。光學設備1最高輸出功率低于5W/cm-2。整個傳遞輻射的時間內的能量參數為能量在1秒鐘的脈沖時間內連續傳遞；在任意10μs時間內，傳遞的光能量低于0.5Jcm-2；在任意100ms時間內，傳遞的光能量低于5Jcm-2。本實施方式的方法只是單獨依靠皮膚內發生的光化學效應，在下面將會有更詳細的敘述。總體上說，優選在正常的狀態下使用本發明的方法和/或調整設定本發明的儀器，這樣在皮膚內就不會隨之引起不良的光熱反應。
皮膚11受到的輻射使得皮膚內的卟啉發生光化學反應，釋放出單氧自由基(自由基的一種)可以至少消滅一些引起痤瘡癥狀的細菌。然而，接受的輻射劑量要低于可能引起紅斑的水平。由光學設備發射的輻射含有光波強度峰值在585nm波長的光以及含有波長范圍在570-600nm內的光輻射。這樣的波長適合作用于不同皮層深度內的卟啉，足以引起釋放活化氧來作用于瘡皰丙酸桿菌，而不顯著影響其他組織。
光學設備包括多個LEDs 7以二維陣列2排列(圖2中示意了LEDs以一種緊密壓縮形式排列)，然后與一組透鏡(未示意)連接，使得LEDs發射的輻射聚焦，這樣就能提供聚集的光源。設備1因此適合皮膚狀況的“點改善”(例如逐次改善較小的區域)。圖3顯示的是光學設備1的其它組成，這些成分是用來冷卻LEDs的。
圖3中顯示了光學設備(一般指定為1)的組成，按順序依次為一個LED二極管陣列2，高熱傳導的熱散布層3，珀耳帖型熱電冷卻器4以及一個熱管道排列5(包括一個末梢冷凝器6)。
熱散布層3，熱電冷卻器4和熱管道排列5用于控制LEDs溫度使之降低到一定水平，從而使其能最有效的工作。眾所周知，LED的工作效率是隨著操作溫度降低而增加的，而且工作在550nm和650nm波長之間的LEDs對于溫度的依賴性相當高。
來自LED二極管陣列2的熱量通過高熱傳導的散布層3的介導擴散到更大的區域。這一層最顯著的特征是僅有幾微米厚，并且快速高效的將熱量從二極管陣列2處傳出。熱量隨后流入珀耳帖型熱電冷卻器4的制冷端。珀耳帖型熱電冷卻器4的發熱端位于連接熱管道5的熱轉換器中。高熱傳導層3含有鉆石物質，它是通過一種離子/化學蒸汽沉積的方法鋪設的。
珀耳帖型冷卻器4含有分散的控制元件，所述控制元件含有相關聯的驅動線路，在使用時，能精確控制熱量通過高熱傳導散布層3從LED二極管陣列2被轉移走。精確控制驅動珀耳帖型熱電冷卻器4(與高熱傳導散布層3和下游熱管道冷凝排列5相組合)使得儀器具有相當高效的熱量管理，尤其是二極管陣列2，它可以保證光輸出的連貫性。
熱管道排列5含有燈芯物質，使得液態的冷凝劑(位于熱管道排列5中)通過毛細作用、重力或擴散，離開“熱區域”。排列包含有流動的循環系統，可以使得冷卻的液態從儀器末端“冷區域”循環出去，這是由冷凝器6提供的。冷凝器6本身通過空氣制冷降溫。
使用這一方法改善痤瘡已經/將會在面部痤瘡者中進行測試。在測試中使用的光學設備是一種小點光學設備(如上所述)。在測試中，單一劑量發射的輻射在6mm的點位置達到1.5J/cm-2。同樣也設計了類似于上面敘述的但是使用的是較大二維陣列的儀器進行測試。這種陣列的儀器適合于照射和改善更大的區域，例如臉部和背部。初步測試的結果證實了對于皮膚狀況的改善具有良好效果。
在WO 03/081127中描述了用于上述方法的另外的儀器，主要內容在這里僅供參考。
在不脫離本發明宗旨的前提下，可以對上述本發明的具體實施方式
進行各種調整。例如，光學設備可以變為任何能夠讓光學設備以合適的能量水平和波長產生出可控制的輻射劑量、但不超過一定功率水平的其他形式。例如，光學設備也可以變為一系列如上所述的光學設備(“線性改善”)或將設備變為二維陣列的形式，就像測試中所使用的那樣(“大區域改善”)。也可以為點改善或線性改善提供更低通量的設備，從而可以像上面提到的那樣“加滿”更高劑量的點改善。這種低通量設備將會特別適合家庭使用。
在上述的具體描述中，所使用的輻射的波長在570-600nm的范圍內。但是，其它的實施方式可以想象為作用于皮膚組織中的其它卟啉吸收峰。因此，例如含有波長在紫/近紫外光、藍光、綠光和紅光波長帶的光輻射也能夠使用，可以單獨使用或組合使用。光線可以來自單個儀器(可能來自一個光學設備)，也可以由多個分開的儀器發射。顯然，控制單元必須能夠控制相對水平的各種顏色的光傳遞不同數量的反應光到達皮膚的不同深度——因此改善方案的制定要依賴于瘡皰丙酸桿菌感染的深度而定。
權利要求
1.一種用來美容改善皮膚狀況的儀器，包括光學設備，和用來控制光學設備的控制單元；其特征在于調整和設定光學設備使其能夠用來發射一定能量和波長范圍的光輻射，足以引起被皮膚狀況感染的皮膚區域內的光化學反應，所述光化學反應將會導致引起皮膚狀況的物質至少在一定程度上失活或被破壞，并且光學設備通過調整和設定，在使用過程中，本質上沒有有益的光熱反應在上述皮膚區域中發生，同時控制單元和光學設備被調整和設定，使得控制單元能夠讓光學設備在不超過距離光學設備1000mm的距離內發射光輻射，這樣在至少100ms的時間內，上述區域內接受到的光能量至少有0.01Jcm-2；在任意指定的10μs內，上述區域內接受到的光能量低于0.5Jcm-2；并且在任意指定的100ms內，傳遞的光能量低于5Jcm-2；這樣儀器就能用來改善皮膚狀況。
2.如權利要求1所述的儀器，其特征在于所述皮膚狀況為痤瘡。
3.如權利要求1或2所述的儀器，其特征在于通過調整和設定控制單元及光學設備，使得控制單元能夠用來引起光學設備傳遞單一劑量的光輻射到皮膚某個區域，這種單一劑量光輻射在200ms到10s的時間內傳送，并且在單一劑量光輻射中傳送的光輻射能量大于0.1Jcm-2，等于T1×P1，其中T1＝單一劑量的時間長度；P1是光功率密度單位(每單位面積的功率)并且滿足0.2Wcm-2＜P1＜20Wcm-2。
4.如權利要求1或2所述的儀器，其特征在于通過調整和設定控制單元和光學設備，使得控制單元能夠用來引起光學設備傳遞單一劑量的光輻射到達皮膚某個區域，這種單一劑量光輻射在200ms到10s的時間內傳遞，并且在單一劑量光輻射中傳遞的光輻射能量等于T2×P2，其中T2＝單一劑量的時間長度；P2是光功率密度單位(每單位面積的功率)并且滿足0.01Wcm-2＜P2＜1Wcm-2。
5.如權利要求3或4所述的儀器，其特征在于通過調整和設定儀器，使得在單一劑量的光輻射過程中，可以改善面積為12到200mm2的皮膚區域。
6.如權利要求1或2所述的儀器，其特征在于通過調整和設定控制單元及光學設備，控制單元可以在持續300ms到10小時的單次改善中，向皮膚區域傳遞光輻射，在單次改善過程中傳遞的光輻射能量大于0.1Jcm-2，等于T3×P3，其中T3＝單次改善的時間長度；P3是光功率密度單位(每單位面積的功率)，并且滿足0.5mWcm-2＜P3＜500mWcm-2。
7.如權利要求6所述的儀器，其特征在于通過調整和設定儀器，使得在單次改善中，可以改善面積為0.003到0.5m2的皮膚區域。
8.如上述任何一項權利要求所述的儀器，其特征在于通過設定光學設備，可以提供包括570nm到600nm波長范圍內的光輻射。
9.如上述任何一項權利要求所述的儀器，其特征在于通過設定光學設備，可以提供包括390nm到420nm波長范圍內的光輻射。
10.如上述任何一項權利要求所述的儀器，其特征在于光學設備包括一個或多個發光半導體設備。
11.如權利要求10所述的儀器，其特征在于每個半導體裝置都是二極管形式。
12.如上述任何一項權利要求所述的儀器的使用方法，其特征在于所述方法包括在距離光學設備不超過1000mm內以一定的能量對某表面進行光輻射，這樣在至少100ms的時間內，至少可以有12mm2的區域能接受到來自光學設備發出的至少0.01Jcm-2的能量，輻射包括波長范圍在570nm到600nm之間的輻射，在任意指定的10μs的時間內，所述區域接受到的來自光學設備的能量低于0.5Jcm-2；在任意指定的100ms的時間內，所述區域接受到的來自光學設備的能量低于5Jcm-2。
13.一種提高皮膚美觀的方法，其特征在于所述方法包括執行下列非治療性步驟提供光學設備，和操作光學設備控制光輻射到達皮膚的一定區域，其中在至少100ms的時間內，上述區域接受來自光學設備的光能量至少有0.01Jcm-2；在任意指定的10μs內，這樣傳遞的光能量低于0.5Jcm-2；在任意指定的100ms內，這樣傳遞的光能量低于5Jcm-2；其中，傳遞的能量在被皮膚狀況影響的皮膚內引起光化學反應，該反應至少可以使得引起皮膚癥狀的細菌部分失活或者被破壞；其中，所傳遞的光能量本質上不引起有益的光熱反應在上述皮膚區域中發生。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于上述光輻射到達被痤瘡影響的皮膚區域，傳遞的光能量在受影響的皮膚內引起光化學反應，所述光化學反應至少可以使得引起痤瘡癥狀的細菌部分失活或者被破壞。
15.如權利要求13或14所述的方法，其特征在于光化學反應激發自由基的產生，所述自由基與引起皮膚狀況的物質反應，至少可以使得這些物質部分失活或被破壞。
16.如權利要求1到12中任何一項所述的儀器，其特征在于通過調整和設定儀器，使其能夠適用于權利要求13到15中任何一項所述的方法。
17.任何一幅附圖中所描述的儀器。
全文摘要
一種改善受痤瘡、酒渣鼻或類似皮膚狀況影響的皮膚外觀(11)的方法和儀器，所述方法和儀器是通過一種光學設備(1)對皮膚某塊區域(11)進行直接的光輻射(12)。儀器(10)包含一個控制單元(9)，用來操作光學設備(1)的一個或多個LEDs(7)(發光二極管)。每一劑量的光輻射(12)持續至少100ms，這期間皮膚(11)接收來自LEDs(7)的光能量，該光能量引起光化學反應，激發產生自由基(單氧自由基)，所述自由基與引起皮膚狀況癥狀的細菌反應，至少可以使得這些細菌部分失活或被破壞。在任意給定的10μs時間內，直接照射皮膚(11)的光能量不超過0.5Jcm
文檔編號A61B18/00GK1756577SQ200480005660
公開日2006年4月5日 申請日期2004年1月23日 優先權日2003年1月24日
發明者加雷斯·瓊斯, 肯尼斯·博德, 加雷斯·彼得·埃文斯 申請人:恩菲斯有限公司