DE69633520T2

DE69633520T2 - Enthaaren durch selektive photothermolyse mit hilfe eines alexandrite-lasers

Info

Publication number: DE69633520T2
Application number: DE69633520T
Authority: DE
Inventors: Michael Slatkine; Amir Waldman; Ofer Braude; Zvi Rozenberg; Arie Klein
Original assignee: Laser Industries Ltd
Current assignee: Laser Industries Ltd
Priority date: 1995-12-18
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2016-12-19
Also published as: AU1071097A; JP2001520534A; DE69633520D1; CA2240842A1; EP0874666A4; WO1997022384A1; ES2230570T3; BR9612145A; EP0874666B1; EP0874666A1; US5879346A; AU704892B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Laserchirurgiegerät, um Haar zu entfernen, das gepulste Laserstrahlen von einem Alexandritlaser auf einen Schutzstoff richtet, welcher die äußere Oberfläche der Haut gegen Beschädigung durch Überhitzung schützt und welcher Markierungen bereitstellt, um anzuzeigen, wo das Auftreffen stattfinden soll.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Behandlungen von Haut mit Lasern waren der Gegenstand von Studien seit den frühen 60er Jahren. Eine Vielfalt von Lasern wurde in dermatologischen Praxen verwendet. Verschiedene Laser werden hauptsächlich durch eine Wellenlänge des Lichts, das sie erzeugen, unterschieden, die in Nanometern gemessen wird, so wie der XeF-Excimer- (351 nm), Argon- (488 nm, 514 nm), Rubin- (694 nm), Nd: YAG- (1060 nm), und CO₂-(10,600 nm)-Laser.
Photothermolyse von Haut wurde unter Verwendung von Farbstofflaserimpulsen und Q-geschalteten Rubinlaserimpulsen bewiesen. Es wurde herausgefunden, dass Strahlung von Q-geschalteten Rubinlasern die Epidermis und Dermis tief durchdringt. Es wurde ebenso herausgefunden, dass die Anwendung von rubinroter Laserenergie die Depigmentierung von Haut bewirken kann, wie auch beträchtliche Follikelbeschädigung bis zu dem Ausmaß, dass das Haar herausfallen wird.
Der Q-geschaltete Rubinlaser wurde zur Behandlung von Tätowierungen verwendet, pigmentierten Läsionen, und herkömmliche Rubinlaser wurden verwendet, um epidermische und dermische pigmentierte Läsionen zu behandeln. Studien basieren auf Experimenten mit Q-geschalteten Rubinlasern, sowohl wie anderen Lasern, und haben Hautdepigmentierung und zeitweisen Haarverlust berichtet.
Die Verwendung von Lasern zur nicht-invasiven Haarentfernung wurde in US-Patent Nr. 5,059,192 offenbart, das am 22. Oktober 1991 an Nardo Zaias vergeben wurde, betitelt VERFAHREN ZUR HAARENTFERNUNG. Dieses Patent lehrt die Verwendung von gepulsten Rubinlasern als bevorzugte Ausführungsform. Die Rubinlaserstrahlung (694 nm Wellenlänge) dringt tief in das Gewebe ein und wird relativ gut absorbiert durch Melanin, um thermische Beschädigungen an dunklen, melaninreichen Haarschaften und Follikeln zu bewirken.
US-Patent Nr 5,226,907, herausgegeben am 13. Juli 1993 an Nikoli Tankovich, betitelt HAARENTFERNUNGSVORRICHTUNG UND VERFAHREN und US-Patent Nr. 5,425,728, herausgegeben am 20. Juni 1995 an Nikoli Tankovich, genannt HAARENTFERNUNG UND VERFAHREN lehren die Verwendung von gepulsten CO₂-Lasern und Nd:YAG- Lasern, um Haarentfernung in Verbindung mit lichtabsorbierendem Öl, das verwendet wird, um die Haare zu färben, zu bewirken.
Der Nd:YAG-Laser ist beschränkt auf relativ niedrige Energieniveaus bei erschwinglichen, handelsüblichen Herstellungskosten. Er ist lediglich wirksam bei hochabsorptiven Haaren, welche gewöhnlich für diesen Zweck eingefärbt werden. Energieniveaus, die geeignet sind zur Haarentfernung mit bloßen Haaren, machen die Verwendung von einem Nd:YAG-Laser unpraktikabel.
Große gepulste Rubinlaser sind in der Lage, zur Abgabe sehr hoher Energieniveaus – so hoch wie 40 J. Als Ergebnis können sie die Energiefluenz von 15 bis 70 J/cm² erzielen, die benötigt wird zur Haarentfernung. Rubinlaser können jedoch lediglich mit sehr niedriger Wiederholungsrate abgefeuert werden – ungefähr 1 Puls pro Sekunde (pps). Dies beschränkt den Nutzen der Verwendung eines Scanners, wie einem solchen, der in US-Patent Nr. 5,411,502 von Eliezer Zair beschrieben ist, und dem computerisierten gepulsten Generator-(CPG) Scanner, handelsüblich erwerbbar von Coherent Inc. aus Kalifornien, USA. Diese niedrige Wiederholrate ist zu niedrig, um große behandelte Bereiche wie Beine und Hände in vernünftiger Zeit abzudecken. Ein 10 × 30 cm²-Bereich (ein Bein) würde um die 1200 Pulse herum benötigen, wobei jeder Impuls einen Bereich von 0,25 cm² abdeckt (typischerweise zur Haarentfernung mit einem 5-Joule-Laser). Unter der Annahme einer Wiederholrate von 1 pps führt dies zu 20 Minuten für ein einzelnes Bein, oder über eine Stunde für 2 Beine und 2 Hände. Dies schränkt die Anzahl von Patienten beträchtlich ein, die zur Haarentfernung mit dem kostspieligen Laser behandelbar sind.
Ein weiterer Nachteil von gepulsten Rubinlasern ist ihre beschränkte Impulszeitdauer. Rubinlaser, welche in ihren freien Laufmoden betrieben werden, können gewöhnlich eine maximale Zeitdauer von 300 bis 1000 Mikrosekunden erreichen. Die Überschreitung der Impulsdauer von 1 bis 10 Millisekunden ist fast unmöglich. Andererseits würde es wünschenswert sein, einen Rubinlaser mit Impulsdauern von 1 bis 10 Millisekunden in den meisten Fällen der Haarentfernung zu betreiben, weil die Haarfollikeldurchmesser über 100 Mikron betragen.
Ein dritter Nachteil von Rubinlasern ist ihre Größe aufgrund ihres geringen Wirkungsgrades. Ein 5 Joule, 1 pps Rubinlaser kann typischerweise die Abmessungen von 150 cm × 70 cm × 70 cm aufweisen. Ein 25 Joule Laser kann über 400 Kilogramm wiegen.
US-Patent Nr. 5,290,273, herausgegeben am 1. März 1994 an Oon Tan, betitelt LASERBEHANDLUNGSVERFAHREN ZUR ENTFERNUNG PIGMENT-ENTHALTENDER LÄSIONEN VON DER HAUT EINES LEBENDEN MENSCHEN und US-Patent Nr. 5,217,455, herausgegeben am 9. Juni 1993 an Oon Tan, betitelt LASERBEHANDLUNGSVERFAHREN ZUR ENTFERNUNG VON PIGMENTIERUNGEN, LÄSIONEN UND ABNORMALITÄTEN VON DER HAUT EINER LEBENDEN PERSON lehren die Verwendung eines Alex andritlasers anstatt eines Rubinlasers, um Pigmentierungen, Läsionen und Hautabnormalitäten zu behandeln. Beide lehren das Vor und Nach der Bestrahlung, der Bereich der bestrahlt wird auf das Vorhandensein keiner Adhexac (Hautfortsätze), wie Haare, überprüft werden soll. Falls ein Haarausfallzustand beobachtet wird, dann sollte die Energiedichte der Laserstrahlung für nachfolgende Behandlungen vermindert werden. Die Pulsdauer beträgt 10–300 Nanosekunden.
Die Hautbehandlung unter Einsatz von laserbasierten Systemen, gewöhnlich gepulsten laserbasierenden Systemen, ist wohl bekannt im Stand der Technik. Solche laserbasierenden Systeme werden unter anderem zur Behandlung von die Haut betreffenden Gefäßläsionen verwendet und zur Haarentfernung, wobei letztere Anwendung z. B. in den US-Patenten Nr. 5,059,192 von Zais und 5,226,907 von Tankovich beschrieben wird.
Es ist ebenso wohl bekannt im Stand der Technik, dass der Betrieb von laserbasierenden Systemen zur Hautbehandlung wirksamer ist, wenn das Gewebe gekühlt wird. Beispiele von Vorrichtungen nach dem Stand der Technik zur Kühlung der Haut während der Laserbehandlung sind US-Patent Nr. 5,057,104, US-Patenten Nr. 5,0282,797 und 5,486,172 von Chess, speziell entworfen zur Behandlung die Haut betreffender Gefäßläsionen und US-Patent Nr. 5,344,418 von Ghaffari.
Der Hauptnachteil von Lasersystemen nach dem Stand der Technik zur Hautbehandlung ist, das der Betrieb des Lasers nicht sichtbar ist für den Arzt, der die Behandlung ausführt, demnach kann er nicht sicher sein, dass der Laser den gesamten zu behandelnden Bereich abdeckte. Dies führt zu einer ungleichförmigen Behandlung der Haut wie einer ungleichförmigen Entfernung von Haar von der Haut des Patienten im Fall der Haarentfernungsbehandlung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät zur Haarentfernung bereitzustellen, das von kleiner Größe ist und eine schnelle Wiederholrate von Laserstrahlungsimpulsen abgibt. Diese und andere Aufgaben werden durch das Gerät, wie angegeben in Anspruch 1, erzielt. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung wird ein gepulster Alexandritlaserstrahl bereitgestellt, welcher in einer Bahn zu einem Haarfollikel voranschreitet. Der Strahl ist von ausreichender Energie- und Pulsdauer, um die Haarfollikelpapille zu beschädigen. Eine Schutzsubstanz wird auf der Bahn bereitgestellt, um dazu beizutragen, eine äußere Oberfläche der Haut gegen Überhitzung zu schützen, die andernfalls vom gepulsten Laserstrahl auftritt.
Bei nicht-invasiver Chirurgie kann die Schutzsubstanz z. B. ein Kühlgel sein, das auf die äußere Oberfläche der Haut aufgebracht wird, um die äußere Oberfläche zu kühlen und dadurch die Überhitzung zu verhindern. Für invasive Oberfläche kann diese schützende Substanz energieabsorbierende oder reflektierende Partikel sein, welche die Laserstrahlung blockieren, die äußere Oberfläche der Haut zu durchdringen.
Bevorzugt wird eine Vielzahl von Markierungen bereitgestellt, welche die Orte anzeigen, auf welchen der Laserstrahl auftrifft. Jede der Markierungen kann verdampfen beim Auftreffen des Laserstrahls darauf oder weg beabstandet sein, so dass der Laser nicht auf sie auftreffen wird.
Die schützende Substanz kann die Haut während der Laserbehandlung abkühlen. Diese Substanz kann in einem Behältnis enthalten sein, welches wiederum darauf die Markierung enthalten kann. Das Behältnis ist nachgiebig und bevorzugt im Wesentlichen aus Polyethylen, Polypropylen oder Polykarbonat ausgebildet. Das Behältnis kann eine abziehbare Abdeckung haben, um einen direkten Kontakt zwischen dem Gel und dem Bereich der Haut eines Patienten zu ermöglichen. Bevorzugt weist die Kante des Behältnisses, welche durch das Abziehen der abziehbaren Abdeckung aufgedeckt wird, ein haftendes Material zur Anbringung des Behältnisses an der Haut des Patienten auf.
Die Markierungen können physikalisch in einem Bereich der Haut platziert werden, die behandelt werden soll oder dazu benachbart, oder die Markierungen können über einem Bereich der Haut platziert werden, welcher behandelt werden soll, wie auf einer transparenten Folie, welche zwischen dem Laserstrahl und der Haut angeordnet ist. Alternativ können die Markierungen auf einen Bereich der zu behandelnden Haut projiziert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird Bezug genommen auf die nachfolgende Beschreibung und beigefügten Zeichnungen, während der Bereich der Erfindung in den beigefügten Ansprüchen dargelegt wird.
1 ist eine Querschnittsansicht von drei Haarschäften, welche die Stadien des Haarzyklus zeigen;
2 ist eine Schnittansicht eines Haarfollikels, nachdem die Oberseite abgeschnitten wurde, aber vor der Anwendung eines Laserimpulses;
3 ist eine Schnittansicht des Follikels aus 2 nach Laserbehandlung, welche den beschädigten Haarkeim zeigt;
4 ist eine schematische Darstellung, die das Auftreffen und die Hautdurchdringung mit einem Alexandritlaserstrahl zeigt, bei der Ausführung der Haarentfernung;
5A zeigt eine schematische, bildliche Darstellung eines Haarfollikels;
5B zeigt einen Graphen, der die Ergebnisse einer Computersimulation einer Photothermolyse mit einem Alexandritlaserstrahl darstellt, ausgerichtet mit dem Follikel aus 5A;
6 ist eine graphische Darstellung des Absorptionsspektrums von Melanin und Oxyhämoglobin;
7 ist eine schematische Darstellung des Strahls eines Alexandritlasers, der auf Gewebe, in Übereinstimmung mit der Erfindung, einwirkt;
8 ist eine schematische Darstellung eines Alexandritlasergerätes zur Haarentfernung, nach der vorliegenden Erfindung;
9A und 9B sind schematische Darstellungen von Anordnungen, die eine Vielzahl von Markierungen zeigen, in Übereinstimmung mit zwei alternativen Ausführungsformen der Erfindung;
10A bis 10C sind schematische Darstellungen von voranschreitenden Ansichten, welche die Betriebsweise des Gerätes aus 9A veranschaulichen;
11A ist eine schematische Darstellung eines Kühlgerätes in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung;
11B ist eine schematische Darstellung eines Kühlgerätes in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
12 ist eine schematische Darstellung eines Systems zur Haarentfernung in Übereinstimmung mit noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
13 ist eine schematische Darstellung eines Markierungsprojektionssystems in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
14A ist eine schematische Darstellung eines Kühlgerätes in Übereinstimmung mit noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
14B veranschaulicht das Kühlgerät von 14A in Betrieb.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 zeigt einen Haarschaft 10, welcher nahe der Oberfläche der Haut 12 abgeschnitten wurde. Der Schaft 10 erstreckt sich hinab zum Follikel 14, welches im Anagenstadium des Haarzyklus die Papille 16 verbindet. Die Zerstörung der Papille 16 ist erforderlich, um das Haarnachwachsen zu verhindern.
Nach Wachsen für einen Zeitabschnitt, der verschieden ist für verschiedene Teile des menschlichen Körpers im Anagenstadium, tritt der Haarschaft 10 in das Katagenstadium ein, das dargestellt wird durch den Haarschaft 20, bei dem die Papille 22 sich vom Rundabschnitt des Follikels 24 trennt. Das Katagenstadium dauert lediglich einige wenige Wochen.
Der Haarschaft 30 stellt das Telogenstadium des Haarzyklus dar, bei dem die Papille 32 vollständig vom Follikel 34 getrennt ist und einen neuen sekundären Haarkeim ausbildet, welcher den Zyklus wiederholen wird. Das Telogenstadium dauert ebenso einen Zeitabschnitt an, der vom Teil des menschlichen Körpers abhängt. Für Arme beträgt er ungefähr drei Monate.
Um die ausreichende Verletzung der Papille 32 im Telogenstadium sicherzustellen, wie auch der Papille 16 im Anagenstadium, ist die Verwendung eines Lasers mit ausreichender Energie und Durchdringungstiefe erforderlich, um eine ausreichende melanosomale Zerstörung zu erzielen.
Das Herunterschneiden des Haarschaftes bis auf die Haut 12 hinab vor dem Lasern sorgt für zwei wichtige Funktionen des Behandlungsprozesses. Zunächst er laubt es die Spitze des Haarschaftes 18 dem Laserbediener, den Laser im Wesentlichen vertikal über der Haarfollikelöffnung zu positionieren, so dass ein optimaler Ort zum Ziel des Laserpulses, um die Papille 16 zu treffen, erhalten wird. Als zweites eliminiert die Reduzierung von überschüssigem Haar zusätzliche Streuungen und Absorptionen von anderer Strahlungsenergie, die im Impuls enthalten ist.
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Haarschaftes 10 vor der Behandlung, worin das Follikel 14 und die Papille 16 in ihrem normalen Erscheinungsbild im Anagenstadium vorliegen.
3 zeigt die Behandlung, nachdem der Laserpuls auf das Follikel 14 angewendet wurde und den resultierenden Effekt auf die Papille 16.
Die Anwendung des Laserpulses auf das Follikel und die Papille bewirkt Photothermolyse, welche für melanosomale Unterbrechung sorgt, einschließlich der Verdampfung des Melanins im Follikel 14 und der Papille 16, ebenso wie für die Vakuolisierung, Ödem-, Gasblasen- und Proteindenaturierung. Wenn der angewendete Impuls von ausreichendem Energieniveau ist, verletzen diese Effekte ernsthaft das Haarfollikel und Papille, wodurch der Haarkeim beschädigt wird, welcher das Haarnachwachsen bewirkt. Das Haarfollikel 14 kann sich in die rektikulare Dermis von bis zu 3 mm von der Hautoberfläche hineinerstrecken.
Wenn sich nun 4 zugewandt wird, wird die Verwendung eines Alexandritlaserstrahls 44 (siehe 7) zur nicht-invasiven Haarentfernung durch selektive Photathermolyse gezeigt.
In Übereinstimmung mit dem Vorgang der selektiven Thermolyse sollte die Impulsdauer kürzer sein als die thermische Relaxationszeit des Follikels. Die thermische Relaxationszeit wird vorgegeben als die Zeit, welche es für eine Struktur dauert, auf 50% ihrer Spitzentemperatur unmittelbar nach der Laserbestrahlung abzukühlen. Die berechnete thermische Relaxationszeit für Haarschafte und Follikel hat sich als ungefähr 1 bis 10 Millisekunden herausgestellt.
5A und 5B zeigen eine Computersimulation, die auf einem „MONTE CARLO" statistischen Modell von Lichtstreuung in der Haut beruht, siehe M. J. C. Van Germet et al., „Skin Optics", IEEE translation on Biomedical Engineering, Bd. 36, Seiten 1146 bis 1150 (1989). Die Temperaturverteilung zeigt die Follikelzerstörung.
5A veranschaulicht eine schematische Schnittansicht eines Haarfollikels. 5B veranschaulicht einen Graphen der simulierten Energiedichteverteilungskurve. Die horizontale Achse des Graphen stellt den Wert der simulierten Energiedichte dar. Die vertikale Achse des Graphen stellt die Tiefe innerhalb der Haut dar und ist grob ausgerichtet mit der Schnittansicht des Follikels aus 5A. Die Zahlen entlang der Kurve des Graphen von 5B stellen grob die simulierte Temperatur bei den entsprechenden Tiefenwerten entlang der vertikalen Achse des Graphen dar.
Verschiedene Arten von Haar und Haarfarbe werden Variationen in der Energiedosierung benötigen, um eine dauerhafte Haarentfernung zu erreichen. Im Allgemeinen wird dunkleres Haar höhere Lichtabsorption induzieren, deswegen kann eine niedrigere Dosierung erforderlich sein.
Wie graphisch in 6 gezeigt, emittiert der Alexandritlaser Strahlung bei 755 nm. Die Absorption in Gewebe seines emittierten Strahls ist größer als jene bei einem Rubinlaser (ungefähr 4 Mal größer). Als Ergebnis ist die allgemeine Gewebeerwärmung größer, was Gewebekühlung erforderlich werden lassen kann, im Gegensatz zu dem Fall von oberflächlicher Erwärmung mit einem Rubinlaser. Ebenso ist die Melaninabsorption von Alexandritlaserstrahlung geringer als bei Rubinlaserstrahlung, demnach reduziert sich die Menge der Haarschafterwärmung und demnach die Laserwirksamkeit. Jedoch werden solche Vorteile der Rubinla sergewebeeffekte gegenüber den Alexandritlasergewebeeffekten durch die sehr hohen erzielbaren Energieniveaus bei kleinen Abmessungen, hoher Wiederholrate, erzielbar mit den Alexandritlasern, aufgewogen.
Alexandritlaserenergie wird wenigstens teilweise durch Farbe absorbiert, welche dem Haar selbst zugefügt wird, oder durch eine gefärbte Lotion, die in das Haarfollikel eingeführt wird. Die Färbung oder gefärbte Lotion absorbiert bei 755 nm Wellenlänge. Solch eine Färbung oder gefärbte Lotion kann z. B. schwarz oder blau sein, aber nicht die Farbe von Alexandritfrequenz aufweisen im nahen Infrarot.
Die nachfolgende Tabelle stellt einen qualitativen Vergleich zwischen Alexandrit- und Rubinlasern dar, zur Verwendung bei Haarentfernung.
QUALITATIVER VERGLEICH ZWISCHEN ALEXANDRIT- UND RUBINLASERN ZUR HAARENTFERNUNG
Wird die Aufmerksamkeit nun auf 7 gerichtet, dann gibt das Laserabgabesystem 40 eine schnelle Wiederholrate von Impulsen von Laserstrahlung auf das Gewebe ab, das zuvor rasiert wurde. Bevorzugt trifft der Laserstrahl auf die Oberfläche des Gewebes im Wesentlichen in einem senkrechten Winkel darauf auf.
In Übereinstimmung mit der Erfindung werden Vorkehrungen getroffen, um die Haut vom Überhitzen aufgrund der Strahlung der gepulsten Laserstrahlen zu schützen. Eine Schutzsubstanz, wie z. B. eine Kühlsubstanz, die in einem Kühlgerät 42 enthalten ist, wird auf der Haut angeordnet, zwischengeschoben zwischen die Haut und die Laserstrahlen.
Das Kühlgerät 42 wird auf dem Gewebe platziert, um das Gewebe zu kühlen, welches der Strahlung eines Alexandritlaserstrahls mit hoher durchschnittlicher Leistung 44 ausgesetzt ist. Hohe durchschnittliche Leistung ergibt sich aus hoher Energie pro Impuls und hoher Frequenz der Pulswiederholrate. In einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet das Kühlgerät ein Gel 46 mit passendem optischen Brechungsindex, zu jenem einer gefärbten Operationsfolie 48, welche gefärbte Punkte 49 darauf aufweist und ein Abdeckgel 46. Das Gel 46, wenn dieses auf der Haut ausgebreitet wird, sollte eine minimale Dicke von 2 bis 3 mm aufweisen, um wirksam beim Schutz der äußeren Oberfläche der Haut zu sein, bis zu ungefähr 50 bis 100 Mikron Tiefe gegen Überhitzung durch gepulste Laserstrahlung. Das Gel 46 arbeitet als Wärmesenke, indem es Wärme abzieht, welche sich in der äußeren Oberfläche der Haut durch die Laserenergie ansammelt.
8 veranschaulicht ein Alexandritlasergerät 100, das eine Alexandritlaserquelle 50 beinhaltet, welche einen herkömmlichen Alexandritlaserkopf 51 und eine herkömmliche Kupplungslinse 52 aufweist, eine herkömmliche optische Faser 53, welche die Alexandritlaserquelle 50 mit einem herkömmlichen gepulsten Laserausrichter 54 verbindet, welcher eine bildgebende Linse 55 und eine Blende 56 aufweist, durch welche die Laserstrahlung aufgebracht wird. In einer bevor zugten Ausführungsform beinhaltet das Gerät 100 ebenso einen Scanner 57, welcher bewirkt, dass der Laser ein Muster auf dem zu bestrahlenden Gewebe überstreicht, um Punkte 58 auf dem Gewebe zu bestrahlen. Die Punkte 58 können in der Eintragung mit Markierungen 49 des Kühlgerätes 42 zusammenfallen.
8 veranschaulicht ebenso eine Modifikation der Ausführungsform aus 4. Wie im Fall der Ausführungsform aus 4 wird das Gewebe 60 rasiert, um Haare abzuschneiden, die andernfalls von der Oberfläche des Gewebes vorspringen.

Die folgenden Parameter werden empfohlen für Alexandritlaser mit einem Faserabgabesystem, um Haare von menschlichen Wesen zu entfernen:

Energieniveau:	innerhalb 100 mJ bis 20 J/Puls, optimal 10 J/Puls
Widerholrate:	10 Pulse pro Sekunde
Pulsdauer:	100 Mikrosekunden bis 3 Millisekunden, möglicherweise bis 10 Millisekunden
Fleckgröße auf Gewebe:	4 bis 10 mm
Energiefluenz:	15 bis 70 J/cm²
Gewebeabkühlung:	4°C

Bezogen auf klinische Versuche mit fünfzig Patienten auf Gesichtern, Armen, Beinen wurden die akzeptierbaren Ergebnisse beobachtet bei Haardurchmessern, welche zwischen 40 Mikron bis 80 Mikron lagen. Diese Ergebnisse gelten für eine einzelne Behandlung des Arms:
30% Wachstum von Haaren nach 3 Monaten @ 50 J/cm²
50% Wachstum von Haaren nach 3 Monaten @ 37 J/cm²
70% Wachstum von Haaren nach 3 Monaten @ 25 J/cm²
Im Fall von zwei Behandlungen wurden in einigen Fällen lediglich 15% Wachstum nach 3 Monaten beobachtet. Ein weiterer beobachteter Effekt während klini scher Versuche war jener, dass für den Fall von einigem Haarwachstum der Durchmesser des Haars ungefähr 25% kleiner war als das Original. Dies bedeutet, dass die Behandlung das Schrumpfen des Haardurchmessers bewirkt.
Nun wird Bezug genommen auf 9A und 9B, welche ein Gerät veranschaulichen, das eine Vielzahl von Markierungen darauf aufweist zur Nachführung eines Laserstrahls, während er über das Gewebe streicht, d. h. um Haare von der Haut eines Patienten zu entfernen. Die Markierungen zeigen an, ob der Laserstrahl tatsächlich einen Ort auf der Haut erreichte, welcher jeder Markierung entsprach.
9A zeigt ein Muster 100, das eine Vielzahl von Markierungen 112 aufweist, welche bevorzugt aber nicht notwendigerweise äquidistant voneinander angeordnet sind. Die Markierungen 112 können schwarze Punkte sein, welche beim Auftreffen des Laserstrahls darauf verdampfen. 9B zeigt ein Muster 111, das ein Raster 113 zeigt, bei dem jede Rasterkreuzung 115 analog zu den Markierungen 112 ist. Alternativ können die Markierungen 112 oder die Rasterverbindungen 115 so angeordnet sein, dass der Laserstrahl nicht gerichtet ist, um auf sie aufzutreffen, d. h. sie können beabstandet sein in Nachbarschaft der Bereiche, welche bestrahlt werden sollen.
In der Ausführungsform von 9A und 9B befinden sich jeweils die Muster 110 und 111 auf einem Blatt 114 aus transparentem Material. Das transparente Material kann Polyethylen, Polypropylen oder Polykarbonat sein. Die Markierung 112 und das Raster 113 werden jeweils aus irgendeinem geeigneten Identifikator, so wie Tinte, hergestellt, die auf das Blatt 114 gedruckt wird. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden die Markierungen 110 und 111 einen Teil eines Kühlgerätes, wie dargestellt in 11B und 12. In einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Markierungen 112 auf der Haut markiert. In einer noch weiteren Ausführungsform werden die Markierungen auf die Haut projiziert, wie veranschaulicht in Bezug auf 13.
10A bis 10C veranschaulichen den Fortschritt einer Behandlung über die Zeit mit jedem aufeinanderfolgenden Laserimpuls, der auf eine entsprechende aufeinanderfolgende Markierung 112 gerichtet wird, um die Markierung 112 und die zugeordneten Haare 124 darunter zu verdampfen, durch Scannen des Laserstrahls über das Gewebe 60 hinweg. Nach Pulsen der Laserquelle 50 in einer gewünschten Anzahl von Malen auf die Markierung 112 oder Rasterkreuzung 115 wird im Wesentlichen eine vollständige Abdeckung des zu behandelnden Bereichs erzielt. In einer alternativen Ausführungsform werden die Markierungen 112 oder das Raster 113 dazu verwendet, die Nachbarschaft und nicht den exakten Ort, auf welchem der Laserstrahl auftrifft, anzuzeigen und werden deswegen durch das Auftreffen des Laserstrahls darauf nicht verdampft. Das Blatt 114 wird zwischen der Laserquelle 50 und dem Gewebe des Patienten 60 platziert. Bevorzugt erstreckt sich das Blatt im Wesentlichen parallel zum Hautgewebe 60.
Es wird nunmehr Bezug genommen auf 11A, bei der das Muster 110 als Teil eines Kühlgerätes 130 dargestellt ist, um weiter die Effizienz der Laserbehandlung zu erhöhen. Während das Kühlgerät 130 irgendein Kühlgerät nach dem Stand der Technik sein kann, umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Kühlgerät 130 ein nachgiebiges Behältnis 132, das aus relativ dünnem Plastikmaterial gebildet wird, so wie beispielsweise Polyethylen, Polypropylen oder Polykarbonat, was darin irgendeine geeignete Kühlsubstanz 134 aufweist. Ein Beispiel der Kühlsubstanz 134 ist Wasser, bevorzugt mit Salz, um die Gefriertemperatur herabzusetzen. Ein transparentes Blatt 114 mit den Markierungen 112 wird im Behältnis 132 angeordnet, wie gezeigt in 11B. Die Kühlsubstanz hilft, die Haut vor thermischer Schädigung zu schützen, die andernfalls durch gepulste Laserstrahlen, welche bei der Haarentfernung verwendet werden, auftreten würde.
Ein bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Ultraschallgel 138, wie beispielsweise dem Aquarius 101 Ultraschallgel, das handelsüblich erwerbbar ist von Meditab Ltd. aus Israel. Das Gel 138 wird zwischen dem Gewebe 60 und dem Kühlgerät 130 aufgebracht. Weil das Behältnis 132 nachgiebig ist, ist es einfacher zu handhaben und über dem Gewebe 60 zu platzieren als ein herkömmliches Kühlgerät, das starr ist. Weil jedoch das Behältnis 132 nicht notwendigerweise in direktem Kontakt mit dem Gewebe stehen muss, sorgt das Gel 138 für die benötigte optische Brechungsindexanpassung zwischen der Haut und dem Kühlgerät 130.
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 11B veranschaulicht ist, ist ein Kühlgerät 131 im Wesentlichen ähnlich zum Kühlgerät 130, und deswegen werden ähnliche Elemente in 11A und 11B durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Das Kühlgerät 131 unterscheidet sich vom Kühlgerät 130 dadurch, dass es Gel 138 beihaltet, das innerhalb eines Behältnisses 133 eingeschlossen ist, welches eine abziehbare Abdeckung 135 aufweist. Im Betrieb wird die abziehbare Abdeckung 135 abgezogen, und das Kühlgerät 131 wird auf der Haut mit Anbringungen 137 angebracht. Bevorzugt beinhaltet die Kante des Behältnisses 133, welche dem Abziehen der abziehbaren Abdeckung ausgesetzt ist, ein anhaftendes Material, welches als Anbringung 137 zur Anbringung des Kühlgerätes auf der Haut eines Patienten dient.
Das Kühlgerät 130 und das Kühlgerät 131 werden in Verbindung mit einem laserbasierenden Hautbehandlungssystem verwendet, welches allgemein durch 140 bezeichnet wird und in 12 veranschaulicht ist. Obwohl 12 in Bezug auf das Kühlgerät 130 beschrieben wird, ist sie gleichfalls anwendbar auf das Kühlgerät 131.
Das System 140 beinhaltet eine Laserquelle 50, die arbeitet, um einen gepulsten Laserstrahl 54 auf einem Kühlgerät 130 und Gel 138 bereitzustellen. Im Betrieb wird das Gel 138 über einen Bereich der Haut, die behandelt werden soll, ausgebreitet, und das Kühlgerät 130 wird darauf platziert zwischen dem Gel 138 und der Laserquelle 50. Ein Arzt (nicht gezeigt) arbeitet dann, um die Haut mit dem gepulsten Laserstrahl 44, wie oben beschrieben, in Bezug auf 10A bis 10C zu behandeln.
Während die vorliegende Erfindung in Bezug auf Markierungen 112 beschrieben wurde, ist sie gleichfalls anwendbar auf Rasterkreuzungen 115. Noch ein weiteres Beispiel ist es, ein Projektionsgerät einzusetzen, um die Markierungen auf den zu behandelnden Bereich zu projizieren, wie veranschaulicht in 13. 13 zeigt eine Lichtquelle 150, welche Licht durch ein transparentes Blatt 152 projiziert, das Markierungen 154 darauf aufweist, um wirksam das Gewebe 60 mit Schattenmarkierungen 156 zu markieren. Der Laser 50 arbeitet auf die gleiche Weise wie zuvor beschrieben.
14A zeigt ein Kühlgerät 160, in welchem die Markierungen ein Teil des Behältnisses sind und nicht ein transparent markiertes Blatt, das darin angeordnet ist. Das Kühlgerät 160 von 14A beinhaltet ein Behältnis 161, von welchem der Oberteil 162 während des Betriebs von der Haut wegzeigt. Das Kühlen beinhaltet diskrete Markierungen 163 oder ein Raster darauf, und dessen Bodenteil ist eine gefaltete, entfernbare Abdeckung 164. Diese Abdeckung 164 wird entfernt, nachdem das Kühlgerät 160 auf der Haut mittels Anbringungen 165 angebracht wurde. Angeordnet im Behältnis 161 ist ein Gel 166, das als Kühlagens während des Betriebs des Lasers auf der Haut verwendet wird.
Beim Betrieb wird das Gerät 160 auf der Haut platziert, und eine abziehbare Abdeckung wird herausgezogen, durch Ziehen ihrer Kante 167. Das Gel 166 tritt demnach in Kontakt mit dem zu behandelnden Bereich, wie gezeigt in 14B, und der Laserstrahl wird auf den behandelten Bereich gerichtet, welcher die Indices der Vielzahl von Markierungen 163 trägt.
In einer alternativen Ausführungsform wird die abziehbare Abdeckung 164 entfernt, bevor das Kühlgerät 160 an der Haut befestigt wird.
Während die vorangehende Beschreibung und Zeichnungen die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen, wird es verstanden werden, dass verschiedene Abwandlungen und Veränderungen durchgeführt werden können. Zum Beispiel kann eine gefärbte Markierung an der Kante irgendeines Kühlgerätes hinzugeführt werden, wie beispielsweise dem Kühlgerät 160, so dass das Kühlgerät den Bereich, der zu behandeln ist, markiert.
Zum Zwecke der Interpretation der Ansprüche deckt „Markierungen" jegliche Form von Punktmarkierungen ab, egal ob Tintenflecke, Rasterkreuzungen, Oberflächenkontureindrückungen oder -vorsprünge, usw.
Die vorliegende Erfindung deckt klar nicht-invasive Haarentfernung durch selektive Photothermolyse mit einem Alexandritlaser ab. Jedoch bezieht sie sich ebenso auf invasive Haarentfernung mit einem Alexandritlaser, bei der eine Schutzsubstanz, wie z. B. energieabsorbierende Teilchen in Lotion, das Haarfollikel füllt und effektiv die Laserenergie blockiert, welche von einer invasiven Lasersonde abstrahlt, von der Durchdringung auf eine äußere Schicht der Haut. Diese energieabsorbierenden Partikel können schwarzer Kohlenstoff sein oder weiß reflektieren, welche die Laserenergie, enthalten im Haarfollikel, bewahren. Sowohl bei den invasiven als auch nicht invasiven Techniken ist es das Konzept, den Alexandritlaser zu pulsen und sich auf die schützende Substanz zu verlassen, um die Haut gegen Überhitzung zu schützen. Auf diese Weise wird die Vernarbung von umgebendem Gewebe um den pulsierten Laserstrahl herum minimiert.
Während die vorangehende Beschreibung und Zeichnungen die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen, wird es verstanden werden, dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie vorgegeben durch die beigefügten Ansprüche, abzuweichen.

Claims

Laseroperationsgerät zum Entfernen von Haaren, aufweisend: einen Alexandritlaser, der mindestens einen gepulsten Laserstrahl erzeugt, der auf einer Bahn verläuft und ausreichende Energie und eine Impulsdauer von 100 Mikrosekunden bis 10 Millisekunden hat, um Haarfollikel zu zerstören; und eine schützende Substanz, die in der Bahn angeordnet ist, um eine äußere Oberfläche der Haut gegen Überhitzung, welche sonst von dem gepulsten Laserstrahl erzeugt wird, schützen zu helfen.
Gerät nach Anspruch 1, weiter aufweisend Markierungen, die angeordnet sind, um für eine Anzeige zu sorgen, wo der gepulste Laserstrahl durch die schützende Substanz hindurchtritt, wobei Haarfollikel, die in der Bahn sind, durch den mindestens einen gepulsten Laserstrahl zerstört werden.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem jede der Markierungen aus einem Material gebildet ist, das in Beantwortung des Auftreffens des gepulsten Laserstrahls verdampft.
Gerät nach Anspruch 1, weiter aufweisend einen Projektor, der die Markierungen auf die schützende Substanz durch Strahlen von Licht durch ein durchlässiges Blatt mit den Markierungen projiziert.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem die Markierungen auf das Auftreffen durch den gepulsten Laserstrahl reagieren, um die Anzeige zu schaffen.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem der Alexandritlaser eine Vielzahl von gepulsten Laserstrahlen erzeugt, weiter aufweisend einen Scanner, der die gepulsten Laserstrahlen ausrichtet, um sich über die schützende Substanz in einer Nähe der Markierungen gemäß einem Muster zu bewegen.
Gerät nach Anspruch 1, weiter aufweisend eine Umhüllung, die die schützende Substanz enthält, wobei die Umhüllung in der Bahn angeordnet ist.
Gerät nach Anspruch 7, bei welchem die Umhüllung eine Vielzahl von Blättern aus durchsichtigem Material aufweist.
Gerät nach Anspruch 8, bei welchem die Blätter aus einem plastischen Material bestehen, ausgewählt aus der Gruppe von Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat und einer Kombination davon.
Gerät nach Anspruch 7, weiter aufweisend ein Ultraschallgel innerhalb der Umhüllung.
Gerät nach Anspruch 7, weiter aufweisend ein Ultraschallgel in Berührung mit einer Außenseite der Umhüllung.
Gerät nach Anspruch 7, bei welchem die Umhüllung flexibel ist.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem die Markierungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Tinten, Lichtprojektionen und Konfigurationen in der Umhüllung.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem die schützende Substanz ein Ultraschallgel ist.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem ein Einfärbmittel und/oder eine bemalte Lotion in der Bahn angeordnet ist, derart, dass die schützende Substanz zwischen dem Alexandritlaser und dem Einfärbmittel und/oder der bemalten Lotion angeordnet ist.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem der Alexandritlaser Energie zwischen 0,2 bis 40 Joules pro Impuls aussendet.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem der Alexandritlaser gepulste Laserstrahlen mit einer Impulswiederholungsrate von 1 Impuls pro Sekunde bis 15 Impulse pro Sekunde aussendet.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem der Alexandritlaser für einen Energiefluss von zwischen 15 Joules pro Quadratzentimeter und 70 Joules pro Quadratzentimeter sorgt.
Gerät nach Anspruch 1, bei welchem der Alexandritlaser den gepulsten Laserstrahl liefert, derart, dass die Impulsdauer kleiner als eine thermische Relaxationszeit des Haarfollikels ist.