专利名称：使用光改善皮肤状况的仪器和方法
技术领域：
本发明涉及一种改善皮肤状况或提高皮肤美容效果的仪器和方法。具体地，本发明涉及一种改善痤疮的仪器和方法。
背景技术：
几乎所有人在一生中的某个阶段都会受到痤疮的影响。它是一种脂质滤泡(孔)状况并且能够引起皮肤的损伤，主要发生在脸部、肩膀和背部。痤疮、以及其它类似皮肤问题的症状，从美容角度看，都是很难看的，而且令人不适。
痤疮是由一系列因素引起的，其中被认为最重要的因素有荷尔蒙分泌过量(尤其是雄性激素)，产生过量的皮脂(皮脂是脂质腺产生的油性物质，它能够使得皮肤柔软，光滑并且防水)，过量的死亡细胞脱落，在脂质滤泡中存在细菌(尤其是疮疱丙酸杆菌)以及炎症反应(趋药性)。
这一过程发生在死亡皮肤细胞和油类皮脂物质一起阻断皮肤脂质滤泡的时候。死亡皮肤和皮脂形成一种堵塞物，使得油性物质和细菌被包裹在脂质滤泡中。当皮肤继续正常产生油类物质时，脂质滤泡就开始膨胀。正常的皮肤细菌疮疱丙酸杆菌在阻塞的孔中快速繁殖。细菌繁殖产生的物质引起滤泡及其周围皮肤的炎症。身体产生相应的反应，将白细胞送到发炎的位置。
损伤根据严重程度的不同，可以被定义为黑头粉刺，丘疹，节结，脓疱和囊肿。黑头粉刺是已经阻塞的脂质滤泡。丘疹是略微突出于皮肤表面的较小固体损伤(不到5mm)。更大的丘疹叫节结(大于5mm)。脓疱是圆屋顶形状，易破裂，主要特点是含有白细胞、死细胞和细菌等混合物。囊肿与脓疱类似但要大一些，是比较严重的炎症并且经常导致疤痕。
各种各样的药物改善对于痤疮的预防至少是部分有效的。在GB2 368 020中揭示了一种使用光辐射改善痤疮的方法。在所揭示的实施例中，提供特定的能量密度和波长的辐射，从而可以在皮肤内产生光化学和光热反应。光化学反应可以一定程度地阻碍或根除皮肤状况的病因，而光热反应增加胶原质的产生，降低结疤的危险性。
在GB2 368 020中显示的改善方法要求在较短的时间内(10μs到100ms)提供相对较高的辐射剂量(0.5Jcm-2到5Jcm-2)从而在皮肤内产生光热效应。在较短时间内提供这样高的能量，要求使用高能量激光。这些对于制造商来说价格昂贵并且要求操作者受过专业训练，具备专业知识，才能安全有效地使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以提高肤质的仪器，例如一种改善皮肤状况的仪器，而且相对便宜并且/或操作简便。发明的另外或其他的目的是提供一种提高肤质的方法或用于改善皮肤状况的美容方法，相对便宜并且/或者易于操作。
本发明的一部分是提供一种改善皮肤状况的仪器，包含光学设备；和用来操作光学设备的控制单元；其中调整并设定好光学设备，以便能够用来发射一定能量和波长的光辐射，足以引起皮肤状况区域内的光化学反应，这种反应可以使得引发皮肤状况的物质在一定程度上失活或被消灭；和控制单元和光学设备；所述控制单元和光绪设备也是调整并设定好的，使得控制单元能够在使用中控制光学设备光辐射只发生在距光学设备1000mm的区域内，这样在至少100ms的时间内，在上述区域内接受到的光能量至少有0.01Jcm-2；在任意指定的10μs内，在上述区域内接受到的光能量不到0.5Jcm-2；并且在任意指定的100ms内，传递的光能量不到5Jcm-2；这样仪器就能够用来改善皮肤状况。
本发明的另一部分是提供一种提高皮肤美容效果的仪器，例如提高哺乳动物人的皮肤美观。仪器包括用来发射光辐射的光学设备，以及用来控制光学仪器操作的控制单元，其中可以通过调整设定控制单元，使得控制单元能够引起光学设备控制光辐射只发生在距光学设备1000mm的区域内，这样在至少100ms的时间内，在上述区域内接受到的光能量至少有0.01Jcm-2；在任意指定的10μs内，在上述区域内接受到的光能量不到0.5Jcm-2；并且在任意指定的100ms内，传递的光能量不到5Jcm-2；这样仪器就能够被用来提高皮肤的美容效果。光学设备要调整设定，这样在被用来控制光照射皮肤时，能够发射一定能量和波长范围的光辐射足以引起目标皮肤区域内的光化学反应。这样引起的光化学反应可以一定程度上使得那些引发损害皮肤美观效果的物质失活或被破坏。
本发明还更进一步包括提供一种用来改善痤疮的仪器，包括一个或多个发光二极管和一个微处理器，所述微处理器用来控制上述一个或多个发光二极管的操作；上述微处理器和发光二极管被调整并设定好，这样上述发光二极管可以被用来在至少100ms的时间内传递一定剂量的光辐射至皮肤表面，这样，皮肤表面接受到的上述剂量光能量至少0.01Jcm-2；这种传递的光波长在350nm到700nm之间，由此，仪器就能被用来改善被痤疮影响的皮肤区域，这种改善是通过如下方式实现的通过在上述被痤疮影响的皮肤区域部位产生光化学反应，激发产生自由基，而此自由基能够与引起痤疮的细菌反应，至少在一定程度上能够灭活或者破坏这些引起痤疮症状的细菌。
依照上述本发明提到的部分，下面将进一步介绍本发明其它的可供选择的或较受欢迎的特征。
仪器可以被选择性地或附加地用于提高哺乳动物皮肤表面的美容效果，例如人。
本发明仪器的发光设备可以被调整并设定，使设备在被用来照射皮肤的时候，能够发射一定能量波长范围的光辐射并足以引起目标皮肤区域内的光化学反应。这样产生的光化学反应可以使皮肤上损害美观的物质失活或被破坏。
发光设备优选包括一个或多个光发射半导体。这种一个或多个光发射半导体设备可以是二极管的形式。这种光学设备可能包括例如一个或多个LEDs。LEDs与激光器相比，其优势是价格低廉，便于操作。但激光二极管也可被附加或选择性的使用。非常方便的是，此发光设备是一种设备，例如包括至少一个可以作为光激活发射元件的半导体设备，要求单个半导体设备的输入功率小于500W，最好小于100W。
可以通过调整和设定仪器的控制单元和光学设备，使得控制单元能够让光学设备在200ms到3s的时间内，或者最好能在300ms到3s的时间内，向上述区域传送0.01到100Jcm-2的光能。当然，控制单元和光学设备可以被调整使得在一个耗时较长的改善中发射光辐射，这样在一个改善过程中，在大于3秒的时间内可以传递大于100Jcm-2能量的光。有的改善可能要持续时间可能要达到10小时，例如，某些改善可能要过夜。优选仪器的控制单元和发光设备通过调整和设定，能够在任意3秒的时间内传送小于100Jcm-2的光能量。
可以通过调整和设定控制单元和发光设备，使得光学设备在改善过程中传递脉冲光辐射。也可以选择地，控制单元和发光设备通过调整和设定，光学设备在改善过程中传递连续光辐射。仪器可以根据使用者的需要，设定为传送连续的辐射，或者传送脉冲的辐射。
可以通过调整和设定仪器的控制单元和光学设备，使得控制单元能够让光学设备在100ms到100s的时间内，向上述区域传递0.5到3Jcm-2的光能量。可以通过调整和设定控制单元和光学设备，使得控制单元能够让光学设备向皮肤区域传递单一剂量的光辐射，所述单一剂量光辐射在200ms到10s的时间内传递(或者最好在200ms到3s的时间内)并且在单一剂量光辐射中传递的光辐射大于0.1Jcm-2，且等于T1×P1，其中T1＝单一剂量的时间长度；P1是光功率密度单位(每单位面积的功率)并且要满足0.2Wcm-2＜P1＜20Wcm-2。
仪器也可以是一种满载仪器的形式，使其传递较低水平的光能量。例如，通过调整和设定控制单元和光学设备，使得控制单元能够让光学设备向皮肤的一定区域传递单一剂量光辐射，这种单一剂量光辐射在300ms到10s的时间内传递(或者最好在300ms到3s的时间内)并且在单一剂量光辐射中传递的光辐射等于T2×P2，其中T2＝单一剂量的时间长度；P2是光功率密度单位(每单位面积的功率)并且要满足0.01Wcm-2＜P2＜1Wcm-2。P2也可以满足0.1Wcm-2＜P2＜0.5Wcm-2。
也可以通过调整和设定仪器，使其适用于对相对较小区域进行改善。例如，仪器可以经过调整和设定，在12到200mm2的皮肤范围内进行单一剂量光辐射改善。
也可以通过调整和设定仪器，使其适用于长时间的低功率操作。例如，通过调整和设定控制单元和光学设备，使得控制单元可以在持续300ms到10小时(最好能够控制在10秒到8小时地范围内)的改善过程中，向皮肤区域传递光辐射，在单个改善过程中传递的光辐射能量要大于0.1Jcm-2，且等于T3×P3，其中T3＝单一剂量改善的时间长度；P3是光功率密度单位(每单位面积的功率)并且要满足0.5mWcm-2＜P3＜500mWcm-2。更长时间的改善可能持续至少30秒，优选持续至少10分钟，最好持续至少1小时。
也可以通过调整和设定仪器，使其适用于对相对较大区域进行改善。例如，仪器可以经过调整和设定，在0.003m2到0.5m2的皮肤范围内进行单一剂量光辐射改善。优选仪器经过调整后，在单一改善过程中传递的光辐射等于T3×P3，其中T3＝单一剂量改善的时间长度；P3是光功率密度单位(每单位面积的功率)并且要满足0.5mWcm-2＜P3＜500mWcm-2。
优选将光学设备设定成提供包括波长350nm～1000nm范围在内的光辐射。优选设定光学设备以波长350nm到1000nm之间发射光辐射，最好在350nm到700nm之间。光学设备在辐射过程中提供的光辐射波长可以设定在570nm到600nm之间，也可以选择性地或者额外地调整光学设备使其所提供的光辐射波长在390nm到420nm之间，最好能够包含405nm的光辐射波长。
使用仪器改善皮肤所产生的光化学反应可以发生在卟啉内，卟啉是疮疱丙酸杆菌的天然产物。下面将进一步讨论与本发明另一个方面相关的方法。卟啉的激发光谱在585nm和405nm处均有峰。如果改善的光辐射包含有波长390nm到420nm之间以及570nm到600nm之间的光，将会非常有改善优势，这种组合能够活化皮肤组织不同深度中的卟啉。
并且，一般认为红光(波长在630nm到680nm之间)有助于伤口的愈合。
优选光学设备经过调整后能够提供具有最高能量小于100Wcm-2水平的光辐射，进一步优选光学设备经过调整后能够提供具有最高能量小于10Wcm-2水平光辐射。最好是，光学设备经过调整后能够提供具有最高能量小于5Wcm-2水平光辐射。调整光学设备，使其最高能量水平在1Wcm-2和5Wcm-2之间是有利的。最高能量水平也可以处于1Wcm-2和3Wcm-2之间。
仪器要包括制冷装置，控制光学设备的温度。控制单元通过调整设定来控制这种制冷装置的操作。控制单元方便地包含有适合的预编程微处理器。
依照本发明，同样也提供了一种对于上述仪器的使用方法，包括在离光学设备不超过1000mm的距离内以一定能量的光辐射照射一个表面，这样，在至少100ms的时间内，至少有12mm2的区域可以接受到来自光学设备发出的至少达到0.01Jcm-2的能量；辐射包括波长范围在350nm到700nm之间的辐射(优选包括含有在570m到600nm和/或在390nm到420nm之间的辐射)，在任意指定的10μs的时间内，上述区域接受到的来自光学设备的能量不低于0.5Jcm-2；在任意指定的100ms的时间内，上述区域接受到的来自光学设备的能量不低于5Jcm-2。上述使用方法，用于改善人皮肤的皮肤状况，具有一定的优势，但并不是必须的。例如，可以使用该仪器提供一种提高皮肤美容效果的方法和/或一种美容改善肤质的方法。该仪器可以用作在非活体的人或动物的皮肤表面进行测试或演示。
本发明的仪器可以方便地进行调整，可以使用仪器直接改善使用者皮肤，而不需要在改善前进行预冷。
发明的另一方面也提供了改善皮肤状况的方法，包含的步骤有提供光学设备；和操作光学设备使得光辐射到达皮肤相应的区域，进行改善；其中在一次改善中持续至少100ms，所述区域从光学设备接收到的光能量至少要有0.01Jcm-2；在任意指定的10μs内，传递的光能量低于0.5Jcm-2；在任意指定的100ms内，传递的光能量低于5Jcm-2；并且，传递的能量在所照射的皮肤范围内引起光化学反应，所述光化学反应至少可以使得引起皮肤状况的物质失活或者被破坏。
根据发明的另一方面，同样也提供了一种提高如哺乳动物皮肤一定区域美容效果的方法，包括的步骤有提供光学设备；和操作光学设备使得光辐射到达皮肤相应的区域，其中在至少100ms内，所述区域从光学设备接收到的光能量至少要有0.01Jcm-2。
在任意指定的10μs内，传递的光能量低于0.5Jcm-2；在任意指定的100ms内，传递的光能量低于5Jcm-2。
同样也提供了一种痤疮的美容改善方法，包括的步骤有提供光学设备；和操作光学设备，使得光辐射到达被痤疮影响的皮肤相应区域，其中，一次改善持续至少100ms，所述区域接受来自光学设备的光能量至少有0.01Jcm-2；在任意指定的10μs内，传递的光能量低于0.5Jcm-2；在任意指定的100ms内，传递的光能量低于5Jcm-2；并且，传递的能量在所影响的皮肤范围内引起的光化学反应至少可以使得引起痤疮症状的细菌失活或者被破坏。
本发明进一步提供了一种提高肤质的方法，该方法通过下列步骤实现，提供光学设备和操作光学设备控制光辐射到达皮肤的一定区域，在至少100ms的时间内，上述区域接受来自光学设备的光能量至少有0.01Jcm-2；在任意指定的10μs内传递的光能量低于0.5Jcm-2，在任意指定的100ms内，传递的光能量低于5Jcm-2。
根据发明的另一方面，这里也提供了一种改善皮肤痤疮的方法，所述方法包括以下步骤提供一个或多个发光二极管；操作该一个或多个发光二极管使得光辐射到达被痤疮感染的皮肤区域，其中，在持续至少100ms的一个剂量中，上述区域从一个或多个发光二极管接收到的光能量至少有0.01Jcm-2，并且光能量引起上述区域内的光化学反应，激发产生自由基，而自由基能够与产生痤疮症状的细菌反应，至少在一定程度上使得引起痤疮症状的细菌部分失活或被破坏。
这样传递的光能量可以在皮肤里产生光化学反应。这种方法可以是非治疗性的。具体地说，可以以一种方式操作光学设备使其在皮肤区域产生非治疗性的效应。采用这种方法可以让提高被感染皮肤区域的美容效果。
通过提供比先前方法时间更长的直接光辐射，能够传送相同的光子或能量密度，但是所传送的光子或能量密度具有较低的功率密度或能量通量密度，从而降低了对皮肤产生诸如光-机械效应(组织的暴露性扩增)或光-热效应(组织的快速加热)副作用的可能性。此外，提供较低功率的辐射意味着辐射不太会引起红斑(皮肤发红)。较为有利地是，实施本发明的方法不需要在即将进行处理前对皮肤进行任何活化预冷过程。一些先前使用的方法比本发明使用较高的光强度，导致目标区域迅速加热，这样热量就不能通过血液系统散失，因此这样方法要求在进行处理前对皮肤进行冷却，从而避免对于皮肤过度加热产生的不良效果。
优选在上述至少100ms的时间内，上述区域从发光设备中获得少于10Jcm-2的光能量，进一步优选低于1Jcm-2。优选在上述至少100ms的时间内，在任意给定的1分钟时间内，不超过100Jcm-2的光能量被传送。这一方法也可以在上述至少100ms的时间内，或在任意给定的10分钟时间内，传送不超过100Jcm-2的光能量。在任意给定的1ms时间内，传送的光能量最好低于1Jcm-2。在任意给定的10ms时间内，传送的光能量最好低于1Jcm-2。在任意给定的500μs时间内，传送的光能量最好低于1Jcm-2。上述改善过程最好低于10小时。
在任意给定的10μs时间内，传递的光能量低于50mJcm-2较好，低于10mJcm-2更好，低于5mJcm-2最好。在任意给定的10μs时间内，传递的光能量可以低于1mJcm-2。
与以前的常规方法相比，本发明要求较低的功率，这就意味着LEDs(发光二极管)能够用来代替激光。在较低功率下，本发明与同等的激光系统相比更加便宜，复杂程度也降低了。同样对于激光设备的使用，许多国家都有相当严格的规定。本光学设备因此较有优势地包含有许多LEDs，例如，包含的许多LEDs组合在一起形成阵列。也可使用单独的LED。例如，LEDs可以形成一个一维的线性阵列或者一个二维阵列适宜于较大面积的照射，如脸部或背部。较适宜地是，LEDs聚集在一起可以形成一个面罩，让使用者(例如，患有皮肤问题的人)位于光罩的下面。使用这样的面罩系统，就能在短时间内，如30秒的时间，使得相同剂量的辐射充分应用到整个脸部。相反，操作者使用单点应用系统来改善脸部就要花上30分钟。这两个例子中，皮肤会接受到相同剂量光辐射从而激发相似的光化学反应。
这一方法可以作为非治疗性的方法用于人体。这一方法可以作为非治疗性的，不用来治疗皮肤疾病，而是用来改善皮肤状况。这一方法可以作为美容改善方法的一种形式。
该方法较适宜于痤疮的美容改善。该方法也可以作为酒渣鼻美容改善方法的一种形式。
这里的“皮肤”指的是哺乳动物，尤其是人的皮肤。该方法适宜于非外科手术。例如，光学设备被调整设定为无法在较高功率下操作，这样使得熟练的操作者如外科医生，无法将其用于手术器械。这些特征使之与传统使用的脉冲染料激光设备相比，具有相当重要的优势，因为光学设备可以设定使之更加安全并且易于操作与生产。
使用这一方法可以在皮肤上引起光化学反应，从而可以完全或部分地失活或破坏疮疱丙酸杆菌，如上所述，这种菌是引发痤疮的原因之一。疮疱丙酸杆菌是厌氧菌，氧气的存在对其有害。光化学反应可以暂时地降低痤疮的一些症状而无法永久消灭导致皮肤症状的细菌等物质。
光化学反应也可在某一物质中进行，因为这种物质吸收特定波长范围的辐射(反应将会在这一波长范围外显著地降低或消失)。优选所使用的辐射波长可以在皮肤表面或内部的物质(例如发色团)中产生光化学反应，从而产生消灭细菌的自由基(如单氧自由基)。靶向发色团优选卟啉。卟啉是疮疱丙酸杆菌产生的天然产物。卟啉在被585nm波长(黄光)以及405nm左右波长(紫光/近紫外光)的光激发后会产生单氧自由基。其它波长下的光同样能激发自由基的产生。
因此，通过以上描述的激发卟啉的方式，就能够以一种无痛、非侵入性并且有效的方式使引起痤疮的细菌失活或被破坏。本发明的方法至少可以部分消灭引起皮肤状况的细菌而不需要使用上述提到的具有较多缺点的高功率的激光。
改善的时间，或光学设备提供的光辐射时间长度可以达到，如100ms到30分钟之间，优选在200ms到10秒之间，进一步优选200ms到3秒之间，最佳选择是300ms到2秒之间。持续的长度或时间可以选择性地或额外地超过500ms。在一个改善过程或上述时间内可以连续的传送光辐射。也可以选择在一个改善过程或上述时间内进行脉冲式的光辐射传递。
光辐射的时间长度最好能够高于皮肤状况附近区域微血管系统的热驰豫时间。这样在GB2368020中所述的光热反应，由于将相对较低的光辐射能量作用于成百上千个微秒时间内(与微血管热驰豫时间相同的时间尺度)，在上述的方法中就不会很显著。
传递的光学辐射的能量密度，例如可以在0.01到100Jcm-2之间，优选0.1到10Jcm-2之间，进一步优选0.5到3Jcm-2之间，最佳选择1到3Jcm-2之间。能量密度可以低于2Jcm-2。较低的能量密度更适合长时间的改善。
主要的光辐射波长都是预先设定的。辐射，例如可以包括具有350nm到1500nm之间的波长，优选350nm到1000nm之间。波长优选350m到700nm之问，进一步优选570nm到600nm之间，最佳选择580nm到590nm之间。光辐射主要集中在黄光波长(585nm)的辐射。辐射也包括在350nm到450nm波长的辐射，优选390nm到420nm的辐射。光辐射主要集中在紫光/近紫外光波长(405nm)的辐射。根据本发明，尤其在涉及痤疮改善的范围内，选择的辐射与光敏剂相一致，如皮肤组织内的卟啉。光辐射波长的选择也可以适合作用于各深度皮肤层内的卟啉相一致，这样确保单氧自由基释放作用于痤疮而不明显影响其他组织。
使用与卟啉吸收曲线的一个或多个波峰相一致的一个或多个波长下的辐射会特别有优势。
光辐射可以到达受影响皮肤的12到200mm2内区域范围，例如可以达到直径为4到16mm的点大小。区域面积也可以小于100mm2。然而也可以改善较大的区域，例如可以同时改善0.1m2或0.5m2大小的面积。
优选传递的光辐射最高光学功率低于100Wcm-2，进一步优选低于10Wcm-2。提供的光辐射最适光学输出功率可以在1到5Wcm-2之间。
光学设备这样传递的光能可以引起受影响皮肤区域内的光化学反应，从而刺激产生自由基参与反应，使得引起皮肤状况的物质至少被部分失活或破坏。
低功率的点或线性改善处理可以用来“加满”上述提到的更高剂量的改善处理。例如，加满改善可以提供比高剂量改善更低的功率和更长的改善时间(如过夜)。如此低功率改善特别适合家庭中使用该光学设备。
该方法的改善处理中，适宜使光学设备与要传递辐射的表面之间的距离小于1000mm，优选小于100mm，也可以小于50mm。光学设备和表面可以直接彼此靠近，例如在传递辐射时可以彼此接触。
以上阐述了在皮肤内引起光化学反应的光能量。为了引起皮肤内的光化学反应，一般认为光化学反应的范围/数量主要依赖于单位面积上的接受到的光的量(也就是光子数)，并且使用的光功率具有较小的作用。根据本发明的某些具体实施方式
，优选在相对较长的时间内传递光能量。根据本发明中其它一些具体实施方式
，在不超出引起皮肤过热而造成不良的影响的一定功率水平的情况下，在相对较短的时间内传递光能量比较适宜。所以根据本发明的一些方面，最好能够在不超出最大功率输出的情况下使用较高的输出功率。一旦超过最大输出功率就会有危险，引起不良效果。本发明特别有优势的地方在于提供了一种使用能够在低功率下工作的半导体光发射设备(如LEDs或激光二极管)的仪器。
非常具有价值的是，本发明的方法中包括了本发明中仪器的使用方法以及将本发明仪器调整设定到可以执行本发明。因此，与本发明的方法相关的特点应该被描述在本发明的仪器设备上。同时，对本发明仪器特征的描述也应包含在本发明的方法中。
本发明的具体内容将会参照下面的示意图举例描述图1表示用来改善使用者皮肤的由控制单元和光学设备组成的仪器；图2表示图1中的控制单元和光学设备；图3是对图1中仪器的光学设备更详细的描述。
具体实施例方式
图1显示通过发射光辐射12至使用者皮肤11上、改善诸如痤疮引起的皮肤问题的仪器10。本实施例中所要改善的皮肤是直径为6mm的点面积的脸部皮肤区域。本实施例中的仪器10是一个手动电池供电的部件，包括光学设备1和一个控制单元9，彼此连接控制设备1发射辐射。仪器10的外壳在形状上进行了延伸，通过接近末端的一个位置光学设备1发射出光。这个外壳的整体长度在15cm左右。
仪器10在使用时靠着皮肤放置，这样光学设备1可以控制辐射到达作用区域。在进行操作之前，要设定仪器的辐射时间和功率。本实施方式显示的是仪器提供持续1秒钟的单一脉冲光能量，把1.5Jcm-2的光能传递到直径为6mm的点上。光学设备1最高输出功率低于5W/cm-2。整个传递辐射的时间内的能量参数为能量在1秒钟的脉冲时间内连续传递；在任意10μs时间内，传递的光能量低于0.5Jcm-2；在任意100ms时间内，传递的光能量低于5Jcm-2。本实施方式的方法只是单独依靠皮肤内发生的光化学效应，在下面将会有更详细的叙述。总体上说，优选在正常的状态下使用本发明的方法和/或调整设定本发明的仪器，这样在皮肤内就不会随之引起不良的光热反应。
皮肤11受到的辐射使得皮肤内的卟啉发生光化学反应，释放出单氧自由基(自由基的一种)可以至少消灭一些引起痤疮症状的细菌。然而，接受的辐射剂量要低于可能引起红斑的水平。由光学设备发射的辐射含有光波强度峰值在585nm波长的光以及含有波长范围在570-600nm内的光辐射。这样的波长适合作用于不同皮层深度内的卟啉，足以引起释放活化氧来作用于疮疱丙酸杆菌，而不显著影响其他组织。
光学设备包括多个LEDs 7以二维阵列2排列(图2中示意了LEDs以一种紧密压缩形式排列)，然后与一组透镜(未示意)连接，使得LEDs发射的辐射聚焦，这样就能提供聚集的光源。设备1因此适合皮肤状况的“点改善”(例如逐次改善较小的区域)。图3显示的是光学设备1的其它组成，这些成分是用来冷却LEDs的。
图3中显示了光学设备(一般指定为1)的组成，按顺序依次为一个LED二极管阵列2，高热传导的热散布层3，珀耳帖型热电冷却器4以及一个热管道排列5(包括一个末梢冷凝器6)。
热散布层3，热电冷却器4和热管道排列5用于控制LEDs温度使之降低到一定水平，从而使其能最有效的工作。众所周知，LED的工作效率是随着操作温度降低而增加的，而且工作在550nm和650nm波长之间的LEDs对于温度的依赖性相当高。
来自LED二极管阵列2的热量通过高热传导的散布层3的介导扩散到更大的区域。这一层最显著的特征是仅有几微米厚，并且快速高效的将热量从二极管阵列2处传出。热量随后流入珀耳帖型热电冷却器4的制冷端。珀耳帖型热电冷却器4的发热端位于连接热管道5的热转换器中。高热传导层3含有钻石物质，它是通过一种离子/化学蒸汽沉积的方法铺设的。
珀耳帖型冷却器4含有分散的控制元件，所述控制元件含有相关联的驱动线路，在使用时，能精确控制热量通过高热传导散布层3从LED二极管阵列2被转移走。精确控制驱动珀耳帖型热电冷却器4(与高热传导散布层3和下游热管道冷凝排列5相组合)使得仪器具有相当高效的热量管理，尤其是二极管阵列2，它可以保证光输出的连贯性。
热管道排列5含有灯芯物质，使得液态的冷凝剂(位于热管道排列5中)通过毛细作用、重力或扩散，离开“热区域”。排列包含有流动的循环系统，可以使得冷却的液态从仪器末端“冷区域”循环出去，这是由冷凝器6提供的。冷凝器6本身通过空气制冷降温。
使用这一方法改善痤疮已经/将会在面部痤疮者中进行测试。在测试中使用的光学设备是一种小点光学设备(如上所述)。在测试中，单一剂量发射的辐射在6mm的点位置达到1.5J/cm-2。同样也设计了类似于上面叙述的但是使用的是较大二维阵列的仪器进行测试。这种阵列的仪器适合于照射和改善更大的区域，例如脸部和背部。初步测试的结果证实了对于皮肤状况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仪器，主要内容在这里仅供参考。
在不脱离本发明宗旨的前提下，可以对上述本发明的具体实施方式
进行各种调整。例如，光学设备可以变为任何能够让光学设备以合适的能量水平和波长产生出可控制的辐射剂量、但不超过一定功率水平的其他形式。例如，光学设备也可以变为一系列如上所述的光学设备(“线性改善”)或将设备变为二维阵列的形式，就像测试中所使用的那样(“大区域改善”)。也可以为点改善或线性改善提供更低通量的设备，从而可以像上面提到的那样“加满”更高剂量的点改善。这种低通量设备将会特别适合家庭使用。
在上述的具体描述中，所使用的辐射的波长在570-600nm的范围内。但是，其它的实施方式可以想象为作用于皮肤组织中的其它卟啉吸收峰。因此，例如含有波长在紫/近紫外光、蓝光、绿光和红光波长带的光辐射也能够使用，可以单独使用或组合使用。光线可以来自单个仪器(可能来自一个光学设备)，也可以由多个分开的仪器发射。显然，控制单元必须能够控制相对水平的各种颜色的光传递不同数量的反应光到达皮肤的不同深度——因此改善方案的制定要依赖于疮疱丙酸杆菌感染的深度而定。
权利要求
1.一种用来美容改善皮肤状况的仪器，包括光学设备，和用来控制光学设备的控制单元；其特征在于调整和设定光学设备使其能够用来发射一定能量和波长范围的光辐射，足以引起被皮肤状况感染的皮肤区域内的光化学反应，所述光化学反应将会导致引起皮肤状况的物质至少在一定程度上失活或被破坏，并且光学设备通过调整和设定，在使用过程中，本质上没有有益的光热反应在上述皮肤区域中发生，同时控制单元和光学设备被调整和设定，使得控制单元能够让光学设备在不超过距离光学设备1000mm的距离内发射光辐射，这样在至少100ms的时间内，上述区域内接受到的光能量至少有0.01Jcm-2；在任意指定的10μs内，上述区域内接受到的光能量低于0.5Jcm-2；并且在任意指定的100ms内，传递的光能量低于5Jcm-2；这样仪器就能用来改善皮肤状况。
2.如权利要求1所述的仪器，其特征在于所述皮肤状况为痤疮。
3.如权利要求1或2所述的仪器，其特征在于通过调整和设定控制单元及光学设备，使得控制单元能够用来引起光学设备传递单一剂量的光辐射到皮肤某个区域，这种单一剂量光辐射在200ms到10s的时间内传送，并且在单一剂量光辐射中传送的光辐射能量大于0.1Jcm-2，等于T1×P1，其中T1＝单一剂量的时间长度；P1是光功率密度单位(每单位面积的功率)并且满足0.2Wcm-2＜P1＜20Wcm-2。
4.如权利要求1或2所述的仪器，其特征在于通过调整和设定控制单元和光学设备，使得控制单元能够用来引起光学设备传递单一剂量的光辐射到达皮肤某个区域，这种单一剂量光辐射在200ms到10s的时间内传递，并且在单一剂量光辐射中传递的光辐射能量等于T2×P2，其中T2＝单一剂量的时间长度；P2是光功率密度单位(每单位面积的功率)并且满足0.01Wcm-2＜P2＜1Wcm-2。
5.如权利要求3或4所述的仪器，其特征在于通过调整和设定仪器，使得在单一剂量的光辐射过程中，可以改善面积为12到200mm2的皮肤区域。
6.如权利要求1或2所述的仪器，其特征在于通过调整和设定控制单元及光学设备，控制单元可以在持续300ms到10小时的单次改善中，向皮肤区域传递光辐射，在单次改善过程中传递的光辐射能量大于0.1Jcm-2，等于T3×P3，其中T3＝单次改善的时间长度；P3是光功率密度单位(每单位面积的功率)，并且满足0.5mWcm-2＜P3＜500mWcm-2。
7.如权利要求6所述的仪器，其特征在于通过调整和设定仪器，使得在单次改善中，可以改善面积为0.003到0.5m2的皮肤区域。
8.如上述任何一项权利要求所述的仪器，其特征在于通过设定光学设备，可以提供包括570nm到600nm波长范围内的光辐射。
9.如上述任何一项权利要求所述的仪器，其特征在于通过设定光学设备，可以提供包括390nm到420nm波长范围内的光辐射。
10.如上述任何一项权利要求所述的仪器，其特征在于光学设备包括一个或多个发光半导体设备。
11.如权利要求10所述的仪器，其特征在于每个半导体装置都是二极管形式。
12.如上述任何一项权利要求所述的仪器的使用方法，其特征在于所述方法包括在距离光学设备不超过1000mm内以一定的能量对某表面进行光辐射，这样在至少100ms的时间内，至少可以有12mm2的区域能接受到来自光学设备发出的至少0.01Jcm-2的能量，辐射包括波长范围在570nm到600nm之间的辐射，在任意指定的10μs的时间内，所述区域接受到的来自光学设备的能量低于0.5Jcm-2；在任意指定的100ms的时间内，所述区域接受到的来自光学设备的能量低于5Jcm-2。
13.一种提高皮肤美观的方法，其特征在于所述方法包括执行下列非治疗性步骤提供光学设备，和操作光学设备控制光辐射到达皮肤的一定区域，其中在至少100ms的时间内，上述区域接受来自光学设备的光能量至少有0.01Jcm-2；在任意指定的10μs内，这样传递的光能量低于0.5Jcm-2；在任意指定的100ms内，这样传递的光能量低于5Jcm-2；其中，传递的能量在被皮肤状况影响的皮肤内引起光化学反应，该反应至少可以使得引起皮肤症状的细菌部分失活或者被破坏；其中，所传递的光能量本质上不引起有益的光热反应在上述皮肤区域中发生。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于上述光辐射到达被痤疮影响的皮肤区域，传递的光能量在受影响的皮肤内引起光化学反应，所述光化学反应至少可以使得引起痤疮症状的细菌部分失活或者被破坏。
15.如权利要求13或14所述的方法，其特征在于光化学反应激发自由基的产生，所述自由基与引起皮肤状况的物质反应，至少可以使得这些物质部分失活或被破坏。
16.如权利要求1到12中任何一项所述的仪器，其特征在于通过调整和设定仪器，使其能够适用于权利要求13到15中任何一项所述的方法。
17.任何一幅附图中所描述的仪器。
全文摘要
一种改善受痤疮、酒渣鼻或类似皮肤状况影响的皮肤外观(11)的方法和仪器，所述方法和仪器是通过一种光学设备(1)对皮肤某块区域(11)进行直接的光辐射(12)。仪器(10)包含一个控制单元(9)，用来操作光学设备(1)的一个或多个LEDs(7)(发光二极管)。每一剂量的光辐射(12)持续至少100ms，这期间皮肤(11)接收来自LEDs(7)的光能量，该光能量引起光化学反应，激发产生自由基(单氧自由基)，所述自由基与引起皮肤状况症状的细菌反应，至少可以使得这些细菌部分失活或被破坏。在任意给定的10μs时间内，直接照射皮肤(11)的光能量不超过0.5Jcm
文档编号A61B18/00GK1756577SQ200480005660
公开日2006年4月5日 申请日期2004年1月23日 优先权日2003年1月24日
发明者加雷斯·琼斯, 肯尼斯·博德, 加雷斯·彼得·埃文斯 申请人:恩菲斯有限公司