パルスLED光と連続LED光：デューティ比で何が変わるか
光療法 · 技術仕様
パルス設定は、光をどのように照射するかを示します。意味のある比較には、周波数の表示だけでは不十分です。
要点： パルスLED光は光を出すタイミングを変え、連続光は意図的な消灯時間を設けずに照射します。単純なオン・オフのパルスでは、平均放射照度は点灯時の放射照度にデューティ比を掛けた値です。そのため、同じ設定時間でも放射露光量が異なる場合があります。パルス周波数だけでは、照射量、安全性、美容効果の優位性は判断できません。出力仕様全体と条件の合うヒトのエビデンスを比較し、消灯時間を補うために時間を変えるのではなく、当該機器の取扱説明に従ってください。 [1] [5]
LEDがパルス発光すると何が変わるか
単純な繰り返しパルスは、3つの時間パラメータで説明できます。 繰り返し周波数はヘルツ（Hz）で表され、1秒あたりのパルス数を示します。 パルス幅は各パルスの持続時間です。 デューティ比は各周期のうち点灯している時間の割合です。連続波（CW）モードには意図的な消灯区間がありません。FDAの米国PBM申請資料に関する草案も、パルス形状と平均出力を重要な仕様として挙げています。ただし、これは拘束力のない草案であり、家庭用の使用手順ではありません。 [2]
同一形状で重なりがなく、パルス間に出力がゼロになる矩形パルスでは：
デューティ比 = 繰り返し周波数 × パルス幅（秒）
平均放射照度 = ピーク放射照度 × デューティ比（小数で表した割合）
放射照度とは、単位面積あたりに到達する光の出力で、一般にmW/cm²で表します。ここで「ピーク」は点灯中の一定レベル、「平均」は同じ測定位置で点灯・消灯の両区間を含めた値を意味します。 [1] [2]
仮に100 Hz、パルス幅5ミリ秒のモードなら、周期は10ミリ秒で、5ミリ秒点灯し、その後5ミリ秒消灯します。デューティ比は100 × 0.005 = 0.5、つまり50%です。1,000 Hzでも、パルス幅が0.5ミリ秒なら50%になります。繰り返し周波数を上げても、点灯している時間の割合が必ず増えるわけではありません。
これらは仕様の例であり、推奨設定ではありません。矩形以外のパルス、ゼロにならない低出力区間、または大きな周期内のバーストでは、測定された波形とその時間平均を用いてください。単純な「ピーク × デューティ比」の計算が自動的に成り立つわけではありません。
同じ設定時間でも光曝露が異なる理由
表面上の固定された位置で、セッション中の平均放射照度が安定している場合、放射露光量は平均放射照度（W/cm²）に経過時間（秒）を掛けた値です。これは単位面積あたりの入射エネルギー（J/cm²）を示し、深部組織が吸収したエネルギーの測定値ではありません。 [1]
ピーク出力が同じ場合：デューティ比を下げると平均的な光曝露が減る
以下の計算は、1つの測定位置で60秒間を比較する架空の例です。治療時間、安全性の閾値、実在する機器の仕様ではありません。すべてのパルスが矩形で安定し、パルス間には完全に消灯すると仮定しています。
| モード | ピーク放射照度 | デューティ比 | 平均放射照度 | 60 sでの放射露光量 |
|---|---|---|---|---|
| 連続 | 20 mW/cm² | 100% | 20 mW/cm² | 1.2 J/cm² |
| パルス、ピークが同じ | 20 mW/cm² | 50% | 10 mW/cm² | 0.6 J/cm² |
| パルス、平均が同じ | 40 mW/cm² | 50% | 20 mW/cm² | 1.2 J/cm² |
例えば、10 mW/cm² = 0.010 W/cm²で、60秒を掛けると0.6 J/cm²です。2行目の入射露光量は1行目の半分です。これはピークを一定に保ち、デューティ比を変えたためです。
平均出力が同じ場合：ピークが高くなることがある
3行目は、1行目と同じ平均値を維持するために点灯時の出力を2倍にしています。計算上の入射露光量は同じでも、時間的な照射パターンは異なります。この計算から、生物学的な結果や安全性が等しいとは言えません。皮膚科分野のシステマティックレビューは、フルエンスが等しくても放射照度や時間条件の違いが見えなくなる場合があると明確に注意しています。 [5]
報告された平均値に、デューティ比を再び掛けないでください。 まず、記載された放射照度がすでにパルス全体で平均化されているかを確認してください。資料に測定の定義なしで単に「20 mW/cm²」とある場合、どちらの比較も確実ではありません。
消灯時間を「埋め合わせる」ためにセッションを延長しないでください。計算上のJ/cm²を合わせることは、機器で認められたモード、時間、配置に代わる、妥当性が確認された方法ではありません。 [7]
パルス発光は美容効果を高めるか
確認した資料は、パルスLED光が連続LED光より美容面で普遍的に優れていることを示していません。 これは検討した資料の範囲に限定した結論であり、関連する試験がどこにも存在しないという主張ではありません。
細胞実験は別の問いに答えるもの
2010年の実験は、培養したヒト線維芽細胞で赤色LEDの照射パターンを比較しました。抄録では、特定のマイクロ秒パルスパターンで、比較モードよりコラーゲン産生が多かったと報告されています。対象は単層培養の細胞であり、顔用機器を使う人ではありません。抄録は確認済みですが、詳細な方法は未確認です。この実験から、しわの改善効果の優位性、安全な家庭用設定、他の条件に適用できるパルス処方は確立できません。 [4]
美容研究には条件をそろえた比較が必要
2018年の皮膚科LEDランダム化試験のシステマティックレビューは、デューティ比、波長、組み合わせ、手順が異なる肌の若返り研究を記述しています。考察では、パルスと連続の比較データは推奨を行うには不十分だったと結論づけています。別々の研究での改善を比較しても、パルス発光そのものの効果は切り分けられません。 [5]
優位性を示す有用なエビデンスには、該当する美容上の悩みを持つ人でモードを直接比較し、一定に保った条件を記録することが必要です。波長、幾何学的配置、平均的な光曝露、セッションの予定、結果の評価、追跡期間をすべて検討する必要があります。パルス群で別の波長や異なる露光量も使っている場合、差をパルスのタイミングだけに帰することはできません。これはエビデンス評価の要件であり、普遍的な臨床手順ではありません。
「頻度・周波数」は必ずしも1秒あたりのパルス数ではない
2025年の顔の若返りに関するランダム化研究が調べたのは、 施術頻度、つまり週ごとのセッション間隔です。アクセスできたのは出版社の抄録であり、詳細な方法ではありません。セッション予定の比較であって、パルスと連続の比較ではありません。その結果から、望ましいHz設定は特定できません。 [6]
2010年のより広範なPBMレビューは、動物実験、レーザー、医学的適応も扱っています。これらの結果は、同じ周波数の美容用LEDモードが同じ結果をもたらすことを示すものではありません。 [1]
モードを比較する前に確認すること
当該機器とモードの技術報告書および取扱説明を使用してください。「pulse」「advanced」「10 Hz」といった設定名だけでは説明が不十分です。
| 確認すべき情報 | 明らかになること |
|---|---|
| 繰り返し周波数、幅、デューティ比、波形 | 光出力が単純なオン・オフのパルスか、部分的な変調か、バーストパターンか。 |
| そのモードのピーク放射照度と時間平均放射照度 | 数値が各パルス中の出力を示すのか、周期全体の出力を示すのか。 |
| 各チャンネルの波長とタイミング | 赤色と近赤外線のチャンネルが同時に動くのか、交互に動くのか。1つのチャンネルのデューティ比がアレイ全体を表すとは限りません。 |
| 測定距離、位置、空間的な測定範囲 | 測定値が別の試験配置ではなく、想定される皮膚位置と対象範囲を示しているか。 |
| 測定方法、校正、不確かさ | 報告書が出力値をどのように裏づけ、ピークまで捉えているのか、平均だけを捉えているのか。 |
| 当該モードのヒトのエビデンスと取扱説明 | 研究された悩みと認められた使用方法が、予定する比較に合っているか。 |
これらの問いは、FDA草案の技術報告の枠組みと、ピーク出力と平均出力の区別に基づいています。NISTの分光放射照度に関する刊行物は、トレーサビリティと測定の不確かさについての背景を提供します。パルスの有効性研究でも、LEDを自分で測定するためのガイドでもありません。 [2] [1] [3]
サロンの記録では、正確なモードと根拠資料の版を特定してください。報告書が放射照度や波形を定義していない場合、推測を顧客の露光量計算に変えるのではなく、比較は未解決と記録してください。
よくある誤解
- 「Hzが多いほど光が多い」 上記の2つの50%の例は、パルス幅も知る必要がある理由を示しています。
- 「デューティ比が半分なら、結果も半分」 平均出力が半分になるのは、記載した同一ピークの仮定のもとだけです。美容効果は、この計算を直線的に延長して求められるものではありません。
- 「パルスLEDはIPLである」 IPL（インテンス・パルス・ライト）は別の光を用いる方式です。FDAの草案は、PBMをIPLなどの高出力で組織を蒸散・凝固させる光機器と区別しています。 [2]
- 「消灯区間があれば、より安全であることが証明される」 時間に関する表示は、モード固有の安全情報や目の保護に関する指示の代わりにはなりません。 [2] [7]
安全性：パルス表示は使用方法を変えてよいという意味ではない
当該機器で認められたモード、配置、時間、指定の目の保護に従ってください。推奨された保護ゴーグルをサングラスで代用しないでください。米国皮膚科学会は、皮膚疾患や薬によって光への感受性が高まる場合、使用の適合性を確認するよう勧めています。別のモードを使うために服薬を中止したり、独自の待機期間を設定したりしないでください。 [7]
目に見える点滅は、光過敏性てんかんのある人で発作を誘発することがあります。Epilepsy Foundationは、周波数、明るさ、コントラスト、波長、見る条件のすべてが関係すると説明しています。光過敏性があると分かっている場合や、光による発作の既往がある場合は、点滅モードに曝露する前に医療者へ相談してください。周波数表示だけで個人の安全性を保証することはできません。 [8]
光曝露により頭痛、吐き気、めまい、皮膚の痛みや刺激が生じた場合は、セッションを中止し、適切な医学的助言を求めてください。同Foundationは光に関連する症状を、AADは皮膚の痛みや刺激を説明しています。曝露を増やしたりパルス設定を変えたりして解決しようとしないでください。 [8] [7]
この記事には、特定の機器の取扱説明や安全性評価は含まれていません。例示は、妊娠中、授乳中、疾患がある場合、または個々の利用者への適合性を示すものではありません。
よくある質問
デューティ比50%は、明るさ設定50%と同じか
必ずしも同じではありません。デューティ比は時間的な制御を示し、明るさ設定は別の出力調整を示す場合があります。メーカーが両方の制御を定義し、関連する光学測定値を提示するまでは、両者の百分率を同じものとして扱わないでください。
平均値を1つ測ればピークが分かるか
十分な仮定が成り立つ場合に限ります。ここで使用した、パルス間に完全に消灯する理想的な矩形波形では、平均値を小数で表したデューティ比で割ります。波形が不明、または矩形以外の場合、この簡便法では実際のピークを確実に求められません。 [1]
機器が光を出し続けながら、赤色チャンネルだけパルス発光できるか
はい。その消灯区間に別のチャンネルが発光する構成では可能です。「デューティ比」が1つの波長チャンネルを指すのか機器全体を指すのか、放射照度がチャンネル別か合計かを確認してください。これは可能な構成の説明であり、特定されていないモデルについての主張ではありません。
取扱説明でパルスモードが認められているのに、デューティ比がない場合は
数値がないと光曝露を確実に比較できませんが、代替手順を作る根拠にはなりません。記載された使用方法に従い、不足している技術情報をメーカーに求めてください。
比較から分かるべきこと
パルス設定を照射方法の説明として読み、出力を同じピークで比較しているのか、同じ平均で比較しているのかを確認してください。完全な仕様は光曝露の説明に役立ちます。美容効果が優れているという主張には、依然として関連するヒトでの比較が必要です。
出典
- Hashmiら：低出力光療法におけるパルスの効果（2010年）。全文のパルスパラメータと比較の限界に関する部分を確認済み。広範なPBMレビュー。
- FDA：光生体調節（PBM）機器の市販前届出［510(k)］申請（2023年1月草案）。技術、安全性、表示に関する部分を確認済み。米国の医療機器申請の文脈であり、拘束力がなく、実施用ではありません。
- NIST：SP250 分光放射照度の校正。公式刊行物の抄録を確認済み。校正に関する背景のみ。
- Baroletら：低出力光療法におけるパルス照射パラメータの重要性（2010年）。抄録確認済み、詳細な方法は未確認。細胞培養実験。
- Jagdeoら：皮膚科における発光ダイオード：ランダム化比較試験のシステマティックレビュー（2018年）。出版社の全文で若返りに関する表と考察を確認済み。
- Bragatoら：顔の若返りにおける光生体調節の施術頻度の役割（2025年）。出版社の抄録確認済み、詳細な方法は未確認。セッション予定の比較。
- 米国皮膚科学会：赤色光療法はあなたの肌に適しているか 専門機関による患者向け情報。機器の指示、目の保護、適合性。
- Epilepsy Foundation：光過敏性と発作。視覚刺激による症状と発作についての専門機関による患者向け情報。LED機器の認証ではありません。
出典は2026年10月10日に確認済み。製品固有の安全性、出力、規制上の位置づけについては主張していません。
この記事は一般的な情報提供を目的とし、医学的助言を行うものではありません。当該機器の取扱説明に従い、適合性と安全性について資格のある医療専門家に相談してください。