專利名稱：通過控制冷卻而選擇性破壞富含脂質(zhì)細(xì)胞的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)用于通過控制冷卻而選擇性破壞富含脂質(zhì)細(xì)胞的方法。本發(fā)明進(jìn)一步有關(guān)用于進(jìn)行通過控制冷卻而選擇性破壞富含脂質(zhì)細(xì)胞的方法及用于監(jiān)視、偵測(cè)、影響或作用在彼等選擇性破壞的方法之前、期間及之后引起或以其他方式出現(xiàn)的狀況的裝置。本發(fā)明其他的形態(tài)將在后續(xù)揭示內(nèi)容中作說明或使其顯而易見(而且在本發(fā)明的范疇以內(nèi))。

背景技術(shù)：
初生嬰兒的皮下脂肪組織對(duì)冷通常不太敏感。在初生嬰兒體內(nèi)，皮下脂肪細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)含量，或「脂肪母細(xì)胞(adipocyte)」，包含較高比例的高飽和三酸甘油酯。即使中等寒冷的溫度也會(huì)不利地影響具有高飽和脂質(zhì)含量的細(xì)胞，使初生嬰兒皮下脂肪組織在暴露于寒冷之后，容易出現(xiàn)脂肪母細(xì)胞壞死。皮下脂肪組織體溫過低會(huì)導(dǎo)致真皮及/或表皮相關(guān)的發(fā)炎。舉例來說，初生嬰兒的寒冷性脂膜炎癥狀已知將產(chǎn)生疼痛的皮膚病變。
等初生嬰兒成長(zhǎng)之后，脂肪母細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)三酸甘油酯當(dāng)中的飽和對(duì)不飽和脂肪酸的比例將逐漸降低。較高含量的不飽和脂肪酸對(duì)抗寒冷更具防護(hù)性，而且嬰兒體內(nèi)的寒冷性脂膜炎將逐漸緩和。有關(guān)寒冷性脂膜炎問題的回顧，請(qǐng)參見Epstein等人(1970年)新英格蘭醫(yī)學(xué)期刊(New England J.of Med.)第282卷(第17冊(cè))966-67頁；Duncan等人(1966年)皮膚學(xué)檔案(Arch.Derm.)第94卷722-724頁；Kellum等人(1968年)皮膚學(xué)檔案(Arch.Derm.)第97卷372-380頁；Moschella、Samuel L.及Hurley，Harry J.，(1985年)真皮層及皮下組織疾病，皮膚病學(xué)(Dermatology)(W.B.Saunders公司)1169-1181頁；John C Maize(1998年)皮膚病理學(xué)中的脂膜炎(Churchill Livingstone)327-344頁；Bondei，Edward E.及Lazarus，Gerald S.(1993年)皮下脂肪疾病(寒冷性脂膜炎)，一般內(nèi)科的皮膚學(xué)(McGraw-Hill股份有限公司)1333-1334頁。
在成人體內(nèi)，細(xì)菌內(nèi)脂質(zhì)含量隨細(xì)胞類型而有變動(dòng)。例如，比起在下方形成皮下脂肪組織的脂肪母細(xì)胞，真皮及表皮細(xì)胞的不飽和脂肪酸較低。有關(guān)哺乳動(dòng)物的脂肪組織組成的詳細(xì)回顧，請(qǐng)參見Renold，Albert E.及Cahill，Jr.，George F.(1965年)脂肪組織，生理學(xué)參手冊(cè)(Handbook of Physiology)(美國生理學(xué)協(xié)會(huì))170-176頁中。結(jié)果，不同的細(xì)胞類型，例如富含脂質(zhì)及非富含脂質(zhì)的細(xì)胞，對(duì)寒冷具有不同程度的感受性。大體而言，非富含脂質(zhì)細(xì)胞可忍受比富含脂質(zhì)細(xì)胞更冷的溫度。
對(duì)于選擇性地且非侵入地破壞皮下脂肪組織內(nèi)的脂肪母細(xì)胞而不會(huì)造成周圍真皮及表皮組織的損害有著極高的需求。據(jù)知健康及美容的裨益皆源于脂肪組織的減少，然而，目前的方法，例如抽脂，涉及具有潛在生命威脅性風(fēng)險(xiǎn)的侵入性程序(例如，大量出血、疼痛、敗血性休克、感染及腫大)。
目前用于非侵入性移除皮下脂肪組織的方法包括使用輻射能及冷卻溶液。美國專利案號(hào)5,143,063、5,507,790及5,769,879說明使用輻射能來減少皮下脂肪組織的方法，但是，施加能量程度難以控制且經(jīng)常對(duì)真皮及/或表皮造成連帶性損傷。由WO00/44346提出的冷卻溶液并無法使皮膚表面溫度穩(wěn)定化，因此，也無法適度防護(hù)對(duì)真皮及/或表皮的連帶性損傷。
在天竺鼠體內(nèi)進(jìn)行的先前研究說明通過低溫破壞來移除皮下脂肪組織(Burge，S.及Dawber，R.(1990年)低溫生物學(xué)(Cryobiology)第27卷153-163頁)。然而，此結(jié)果是使用較具侵略性的冷卻模態(tài)(例如，液態(tài)氮)而達(dá)成，該冷卻模態(tài)會(huì)導(dǎo)致表皮損傷。理想上，通過冷卻來移除皮下脂肪組織不會(huì)引起表皮的相關(guān)損傷。
用于選擇性破壞富含脂質(zhì)細(xì)胞(例如，包含皮下脂肪組織的脂肪母細(xì)胞)而不會(huì)對(duì)非富含脂質(zhì)細(xì)胞(例如，真皮及/或表皮)造成損害的溫度控制方法及裝置至今仍不為所知。


發(fā)明內(nèi)容
據(jù)顯示包含富含脂質(zhì)細(xì)胞的脂肪母細(xì)胞組織可通過控制施于個(gè)別組織的溫度及/或壓力而選擇性破壞且不會(huì)造成周圍非富含脂質(zhì)的組織(例如，真皮或表皮組織)的損害。
于一個(gè)形態(tài)中，本發(fā)明是有關(guān)于用于選擇性破壞非嬰兒人類處理對(duì)象體內(nèi)富含脂質(zhì)細(xì)胞的冷卻方法，該方法包含將至少一冷卻元件應(yīng)用在該處理對(duì)象的應(yīng)用部位近端；利用該冷卻元件來降低該應(yīng)用部位下方的溫度，其中，該溫度降低足以破壞并從而減少其中的富含脂質(zhì)細(xì)胞；以及當(dāng)溫度降低時(shí)，利用至少一反饋裝置來提供足以確認(rèn)該冷卻元件近端的非富含脂質(zhì)細(xì)胞未被破壞的反饋信息，從而選擇性地破壞該對(duì)象體內(nèi)富含脂質(zhì)細(xì)胞。
于一個(gè)具體例中，此方法可復(fù)包含將壓力施加于該處理對(duì)象的應(yīng)用部位近端，其中，所施加的壓力有效地降低該應(yīng)用部位下方的血流。
在本發(fā)明另一個(gè)形態(tài)中，提供一種用于提供與非嬰兒人類處理對(duì)象的富含脂質(zhì)細(xì)胞的選擇性破壞有關(guān)的反饋信息的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含在該處理對(duì)象的應(yīng)用部位近端的至少一冷卻元件，其中該冷卻元件有效地降低該應(yīng)用部位下方的溫度，且其中該溫度降低足以破壞并從而減少該應(yīng)用部位下方的富含脂質(zhì)細(xì)胞；以及與至少一冷卻元件連通的至少一反饋裝置，其中，該反饋裝置將提供足以確認(rèn)該冷卻元件近端的非富含脂質(zhì)細(xì)胞未被破壞的反饋信息。
在本發(fā)明又一個(gè)形態(tài)中，提供一種用于提供與非嬰兒人類處理對(duì)象的富含脂質(zhì)細(xì)胞的選擇性破壞有關(guān)的反饋信息的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含在該處理對(duì)象的應(yīng)用部位近端的至少一冷卻元件，其中，該冷卻元件有效地降低該應(yīng)用部位下方的溫度；以及與至少一冷卻元件連通的至少一反饋裝置，其中，該反饋裝置將提供足以確認(rèn)該溫度降低足以破壞并從而減少該應(yīng)用部位下方的富含脂質(zhì)細(xì)胞的反饋信息。
在本發(fā)明的任何形態(tài)中，該反饋信息可包含關(guān)于真皮、表皮或皮下脂肪細(xì)胞組織的生理參數(shù)的信息(例如，數(shù)據(jù)、信號(hào))，該信息表示在該冷卻元件近端的非富含脂質(zhì)細(xì)胞未被破壞。
該系統(tǒng)可包括一個(gè)或更多個(gè)反饋裝置以提供與該冷卻方法相關(guān)的反饋信息。該反饋裝置可與至少一冷卻元件連通(例如，連結(jié)、直接接觸或間接接觸)及/或可與該應(yīng)用部位連通(例如，直接接觸或間接接觸)。舉例來說，該反饋裝置可整合在該冷卻元件的小通道內(nèi)。在本發(fā)明這樣的具體例中，該等通道的直徑一般都小于約1厘米(cm)。
根據(jù)本發(fā)明的冷卻方法的例示性形態(tài)，所提供的反饋信息可能屬于一個(gè)或更多個(gè)信息片段，包括但不限于與該真皮、表皮及/或皮下脂肪組織的至少一生理參數(shù)相關(guān)的信息。舉例來說，此信息可表示/確認(rèn)在該冷卻元件近端的非富含脂質(zhì)細(xì)胞未被該冷卻過程破壞，及/或富含脂質(zhì)細(xì)胞已發(fā)生破壞。被冷卻/破壞的富含脂質(zhì)細(xì)胞可為，例如該皮下脂肪組織內(nèi)的脂肪母細(xì)胞。
反饋信息可提供的另一種例示性生理參數(shù)為該對(duì)象的真皮及/或表皮或皮下脂肪組織中是否存在有實(shí)質(zhì)晶體形成。在本發(fā)明此一具體例中，實(shí)質(zhì)晶體形成的存在/不存在可通過該對(duì)象的真皮或表皮中介于約10千歐姆/毫米(kΩ/mm)至約50千歐姆/毫米之間及該對(duì)象的皮下脂肪組織中高于約10千歐姆/毫米的電阻抗，或通過該對(duì)象的真皮或表皮中介于約1450至低于約2700米/秒(M/S)之間之間及該對(duì)象的皮下脂肪組織中高于約2700米/秒的超音波速度來顯示。
反饋信息可提供的另一種生理參數(shù)為該對(duì)象的真皮、表皮及/或皮下脂肪組織的硬度量值。
反饋信息可提供的又一種生理參數(shù)為該對(duì)象的真皮、表皮及/或皮下脂肪組織的壓力量值，其中，該壓力指示的度數(shù)在真皮及表皮中的皮下脂肪組織應(yīng)為至少約240毫米汞柱(MM HG)，而且根據(jù)本發(fā)明的指定具體例應(yīng)介于約120毫米汞柱與約240毫米汞柱之間。
反饋信息可提供的額外生理參數(shù)為該對(duì)象真皮或表皮中是否已經(jīng)有相轉(zhuǎn)移。
反饋信息可提供的進(jìn)一步的生理參數(shù)為該對(duì)象真皮或表皮中的聲速，其中，根據(jù)本發(fā)明的特定具體例，該對(duì)象的真皮或表皮中的聲速應(yīng)該介于約1450米/秒至低于約2700米/秒范圍之間，而且在該對(duì)象的皮下脂肪組織中應(yīng)大于約2700米/秒。
反饋信息可提供的再一生理參數(shù)為該對(duì)象的真皮、表皮及/或皮下脂肪組織內(nèi)的反射率或透射率，其中，根據(jù)本發(fā)明的特定具體例，反射光譜乃受到監(jiān)視。
例示性反饋裝置是侵入性或非侵入性溫度探針。該溫度探針可為測(cè)溫探針(thermoprobe)，例如輻射溫度計(jì)、光纖溫度感應(yīng)器及熱成像測(cè)溫探針。適合的溫度探針包括，但不限于熱電偶、電熱調(diào)節(jié)器(thermistor)、雙金屬溫度計(jì)、顏色變化熱指示紙、半導(dǎo)體溫度計(jì)、光纖溫度計(jì)及玻璃管充液溫度計(jì)。
其他例示性反饋裝置的例子為電反饋探針、超音波探針(例如，回聲圖冷凍探針(echographic cryoprobe))、振蕩反饋裝置(例如，壓電振蕩器)、接觸探針(例如，壓力探針，如彈簧負(fù)載冷卻元件)、光學(xué)同調(diào)斷層掃瞄裝置(optical coherence tomographic device)、光譜裝置及/或磁振造影裝置。
在此揭示內(nèi)容中，「包含」、「包括」、「含有」及「具有」等可具有彼等在美國專利法中被認(rèn)定的意義且可意指「包括」等；「實(shí)質(zhì)上由...組成」(“consisting essentially of”或“consists essentially”)同樣具有在美國專利法中認(rèn)定的意義且該措辭是開放式的，允許存在有多于所列舉者的組成，只要所列舉者的基本或新穎特征未被所列舉者之外的成員的存在改變即可，但是不包括先前技藝具體例。
從下列的詳細(xì)說明，此等與其他目的及具體例將在本發(fā)明的范圍內(nèi)予以說明或使其顯而易見。



下文中將參照?qǐng)D式來說明其具體例，使熟習(xí)此技藝者將明白如何輕易理解所請(qǐng)主題的系統(tǒng)及方法，其中 圖1A例示處理系統(tǒng)， 圖1B描述例示控制單元結(jié)構(gòu)的圖形， 圖1C描述顯示冷卻/加熱元件的圖形， 圖1D例示具有探針控制器的平面式冷卻處理系統(tǒng)， 圖2A例示用于冷卻皮褶內(nèi)的富含脂質(zhì)細(xì)胞的處理系統(tǒng)， 圖2B例示利用探針控制器來冷卻皮褶內(nèi)的富含脂質(zhì)細(xì)胞的處理系統(tǒng)， 圖3A例示包括抽取單元的處理系統(tǒng)， 圖3B也是例示包括抽取單元的處理系統(tǒng)， 圖4例示結(jié)合抽取系統(tǒng)以提供隔離區(qū)的處理的處理系統(tǒng)， 圖5A、B例示可環(huán)繞四周包圍目標(biāo)組織塊的處理系統(tǒng)， 圖6描述某些配合冷暴露部位的區(qū)域經(jīng)過17天之后顯示凹陷的皮膚表面影像， 圖7描述冷暴露之后17天的皮下脂肪組織的組織學(xué)(II號(hào)豬，部位E)。圖7A顯示低放大倍率圖式而圖7B顯示高放大倍率圖式， 圖8A、B描述部位C；8C、D描述部位E，而8E、F描述部位F，其各自顯示冷暴露之后50天的皮下脂肪組織的組織學(xué)(II號(hào)豬，部位C、E及F)， 圖9描述用于對(duì)III號(hào)豬施行冷卻的裝置的影像， 圖10A、B、C、D、E、F、G、H、I及J描述III號(hào)豬在不同組織深度的暴露部位1、2、7、11、12、13、14、15、16及18的溫度圖， 圖11描述暴露之后3.5個(gè)月測(cè)試部位11的超音波影像， 圖12A、B描述暴露之后6天測(cè)試部位8的組織學(xué)。第12C、D圖描述測(cè)試部位9(控制組)的組織學(xué)， 圖13A、B、C、D及E描述暴露之后3.5個(gè)月，通過測(cè)試部位1、3、11、12及18中心的巨觀剖面圖， 圖14描述通過測(cè)試部位11的巨觀剖面圖(顯示于圖13C)。凹陷的區(qū)域是通過組織學(xué)分析來評(píng)估(顯示于圖15及16)， 圖15描述在處理后3.5個(gè)月從測(cè)試部位11所獲得的樣品組織學(xué)分析結(jié)果。圖15A描述低放大倍率圖式。圖15B顯示高放大倍率圖式， 圖16描述在處理后3.5個(gè)月從鄰接測(cè)試部位11的非冷暴露部位所獲得的樣品組織學(xué)分析結(jié)果。圖16A描述低放大倍率圖式。圖16B顯示高放大倍率圖式， 圖17描述用于獲得圖18的溫度圖的熱電偶的概要位置。該表面熱電偶1705是位于控制裝置1704與表皮1701之間的界面處。較深的熱電偶1706是位于該皮下脂肪組織表面部分內(nèi)的真皮1702下方， 圖18描述在活體內(nèi)冷暴露期間產(chǎn)生的溫度圖。該溫度圖顯示在處理期間經(jīng)由不同位置的兩個(gè)熱電偶所測(cè)到的經(jīng)過以秒為單位的時(shí)間(x-軸)而以攝氏度(Celsius)為單位所測(cè)得的溫度(y-軸)。圖形1801顯示通過位于該真皮正下方的表面脂肪層處的熱電偶所測(cè)得的溫度圖。圖形1802顯示通過位于該冷卻裝置與該表皮之間的界面處的熱電偶所測(cè)得的溫度圖， 圖19描述在處理后5天產(chǎn)生圖18的溫度圖的情況下從該測(cè)試部位所獲得的樣品組織學(xué)分析結(jié)果， 圖20描述本發(fā)明的例示性具體例，其中冷卻元件與至少一反饋裝置連通， 圖21為本發(fā)明例示性具體例的概要圖，其描述連接圖20的冷卻元件及/或反饋裝置以允許反饋發(fā)生的設(shè)備。
元件符號(hào)說明 A 試驗(yàn)部位 B 試驗(yàn)部位 C 試驗(yàn)部位 D 試驗(yàn)部位 E 試驗(yàn)部位 F 試驗(yàn)部位 T3-E 表面溫度 T0-B 2至2.5毫米深度的溫度 T1-C 4至5毫米深度的溫度T2-D 8至10毫米深度的溫度 1 試驗(yàn)部位 2 試驗(yàn)部位 3 試驗(yàn)部位 7 試驗(yàn)部位 8 試驗(yàn)部位 9 試驗(yàn)部位 11試驗(yàn)部位 12試驗(yàn)部位 13試驗(yàn)部位 14試驗(yàn)部位 15試驗(yàn)部位16試驗(yàn)部位 18試驗(yàn)部位91冷卻銅板 92熱電偶 100 處理系統(tǒng) 105 控制單元107 處理單元 110 冷卻/加熱元件 115 處理界面 120 偵測(cè)器 125 計(jì)算裝置 130 處理裝置135 記憶裝置 140 儲(chǔ)存裝置145 使用者界面 150 系統(tǒng)匯流排 155 通訊界面 160 表皮165 真皮 170 脂肪細(xì)胞175 輸入口 180 輸出口 175 探針控制器 180 探針200 處理系統(tǒng) 205 壓縮單元300 處理系統(tǒng) 305 抽取單元310 腔室 400 處理系統(tǒng)410 抽取密封 500 處理系統(tǒng)510 扣緊機(jī)構(gòu) 515 目標(biāo)組織塊 701 表皮 702 真皮703 皮下脂肪 704 肌肉層 801 表皮 802 真皮803 皮下脂肪 1102 真皮1103 脂肪層 1103a 表面脂肪層 1103b 深脂肪層 1104 肌肉層 1105 片段 1106 片段1301 表皮 1302 真皮1303 表面脂肪層 1304 深脂肪層1400 尺 1401 表皮1402 真皮 1403 表面脂肪層 1404 深脂肪層 1405 肌膜1406 處理區(qū)域 1407 標(biāo)記矩形1408 處理區(qū)域外面的區(qū)域 1409 標(biāo)記矩形1501 真皮 1502 表皮1503 隔膜 1504 表面脂肪層 1505 深脂肪層 1601 真皮1602 脂肪袋 1603 隔膜1604 表面脂肪層 1701 表皮1702 真皮 1704 控制裝置1705 表面熱電偶 1706 熱電偶 1801 溫度圖 1802 溫度圖 1901 表皮 1902 真皮1903 皮下脂肪組織 2000A 反饋裝置2000B 溫度感應(yīng)器 2010 冷卻元件2020 處理部位 2030 冷卻劑進(jìn)入?yún)^(qū)2040 冷卻劑出口區(qū) 2050 真皮2060 皮下脂肪 實(shí)施方式 本質(zhì)上，本發(fā)明的方法是美容處理方法。
本發(fā)明是有關(guān)局部減少脂肪組織的方法，該方法包含在足以選擇性破壞富含脂質(zhì)細(xì)胞的溫度下將冷卻元件應(yīng)用于受試對(duì)象，其中該溫度不會(huì)在非富含脂質(zhì)細(xì)胞中產(chǎn)生不想要的作用。較佳地，該冷卻元件是偶合至冷卻劑或含有冷卻劑。
本發(fā)明的方法包含通過下列步驟來處理受試對(duì)象身體的一區(qū)域以達(dá)到所欲皮下脂肪組織的減少a)將冷卻元件應(yīng)用在皮下脂肪組織所欲減少的區(qū)域的該對(duì)象皮膚近端以在該區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生足以選擇性破壞其中的富含脂質(zhì)細(xì)胞的溫度梯度，以及，隨即同時(shí)將該對(duì)象皮膚維持在該冷卻元件近端的非富含脂質(zhì)細(xì)胞不會(huì)被破壞的溫度下；b)重復(fù)步驟a)將該冷卻元件應(yīng)用于該對(duì)象皮膚多次直到達(dá)到所欲皮下脂肪組織的減少為止。
本發(fā)明的冷卻元件可含有固體、液體或氣體形態(tài)的冷卻劑。固體冷卻劑可包含，舉例來說，熱傳導(dǎo)性材料，例如金屬(例如，銅、銀、鋁)、金屬板、玻璃、陶瓷、凝膠及冰塊或冰漿。于一個(gè)具體例中，該固體冷卻劑是與該冷卻元件接觸的帕耳帖元件(peltier element)。帕耳帖元件在此技藝中為眾所周知的(例如，碲化鉍制成的帕耳帖元件是由Applied Biosystems公司制造)。液體冷卻劑可包含，舉例來說，鹽水、甘油、醇或水/醇混合物。其中該冷卻元件包括循環(huán)的冷卻劑，較佳地該冷卻劑的溫度是恒定的而且預(yù)設(shè)于預(yù)定溫度。該冷卻劑的適當(dāng)溫度可根據(jù)熱傳導(dǎo)度、熱容量及/或該冷卻劑的流速而變動(dòng)，而且可由熟習(xí)此技藝者輕易地決定。鹽類或其他添加物可結(jié)合液態(tài)混合物以獲得預(yù)期的溫度。氣體可包括，舉例來說，冷空氣或液態(tài)氮。
本發(fā)明的冷卻元件提供冷卻給應(yīng)用部位。施于應(yīng)用部位的冷卻可為直接性、間接性、主動(dòng)性或被動(dòng)性。于一個(gè)具體例中，可應(yīng)用冷卻元件使得與受試對(duì)象的直接接觸經(jīng)由該制劑或元件來進(jìn)行。在另一個(gè)具體例中，單獨(dú)經(jīng)由該制劑來進(jìn)行直接接觸。在另一具體例中，未經(jīng)由該制劑或元件來進(jìn)行直接接觸，而是通過將冷卻元件及/或制劑設(shè)置在近端而進(jìn)行冷卻。
較佳地，該冷卻劑的溫度是低于約37癈，但是不低于-196癈(亦即，液態(tài)氮的溫度)。
較佳地，若該冷卻劑是液體或固體，所施與的冷卻元件的溫度介于約40癈與-15癈之間，更佳為介于4癈與-10癈之間，而且又更佳為介于0癈與-3癈之間。大體上，該冷卻元件較佳地維持在介于約-15癈與約35癈、30癈、25癈、20癈、15癈、10癈或5癈之間的平均溫度；約-10癈與約35癈、30癈、25癈、20癈、15癈、10癈或5癈之間的平均溫度；約-15癈與約20癈、15癈、10癈或5癈之間的平均溫度。
該冷卻元件及/或制劑可應(yīng)用至多2小時(shí)。較佳地，應(yīng)用該冷卻元件介于1至30分鐘。該冷卻元件可應(yīng)用至少100毫秒(例如，預(yù)見較短的期間，例如，用噴霧劑)。舉例來說，可以非常短的時(shí)間間隔(例如，約1秒)重復(fù)地(例如，約10至100次)應(yīng)用液態(tài)氮，而且在各應(yīng)用之間，維持在不會(huì)造成表皮損傷的溫度(例如，約0癈至-10癈，取決于暴露時(shí)間長(zhǎng)度)。在溫和冷卻法中，舉例來說，可從某距離(例如，約10至30厘米)噴灑液態(tài)氮，其中該液態(tài)氮液滴的某些部分將在噴灑或與周遭空氣混合的期間蒸發(fā)。
本發(fā)明的冷卻元件及/或制劑是，舉例來說，透過直接或間接接觸應(yīng)用于皮膚表面。間接接觸可通過傳導(dǎo)性材料，例如膜、乳液、液體(例如，水)或凝膠來媒介，以視需要改變或緩和熱傳導(dǎo)度。
受試對(duì)象的皮膚包含表皮、真皮或其組合。該冷卻元件及/或制劑直接應(yīng)用于該皮膚表面時(shí)是無毒性的冷卻劑。
該冷卻元件及/或制劑可應(yīng)用多于1次，舉例來說，應(yīng)用于重復(fù)循環(huán)周期。該冷卻劑可以脈沖或連續(xù)的方式應(yīng)用。該冷卻元件及/或制劑可通過此技藝中所有習(xí)知的傳統(tǒng)方法，包括若呈液態(tài)、氣體或微粒狀固體材料時(shí)通過噴霧局部性應(yīng)用。較佳地為通過外部裝置來應(yīng)用，但是，本發(fā)明的冷卻元件及/或制劑也可通過注射或其他傳統(tǒng)手段從皮下應(yīng)用。舉例來說，該冷卻劑可直接應(yīng)用于皮下組織，接著在接觸之后移除或留在皮下組織中以達(dá)到熱平衡進(jìn)而冷卻該富含脂質(zhì)的組織(例如，液體冷卻劑或小冷卻粒子，例如丸劑或微珠，的皮下注射)。
較佳地，本發(fā)明的方法是非侵入性的(例如，不需要侵入性外科技術(shù)的表淺的、腹腔鏡的或局部的程序)。
該冷卻元件及/或制劑可應(yīng)用于一個(gè)經(jīng)界定的區(qū)域或多個(gè)區(qū)域。該冷卻元件及/或制劑的空間分布可視需而控制。大體上，表面積的尺寸(例如，在該冷卻劑與皮膚接觸之處)應(yīng)為經(jīng)標(biāo)定要冷卻的皮下脂肪組織深度的至少3倍。較佳地，該表面積的最小直徑為至少1平方厘米(cm2)。又更佳地，就各應(yīng)用部位而言該表面積的直徑為介于3至20平方厘米。多個(gè)冷卻應(yīng)用器可以實(shí)質(zhì)上同時(shí)或連續(xù)或依序的方式使用。
最適表面積的決定需要按慣例變動(dòng)數(shù)個(gè)參數(shù)。舉例來說，若通過額外的手段來預(yù)防體溫過低，則可根據(jù)本發(fā)明的方法來冷卻較大的表面積，例如超過3500平方厘米。體溫過低可通過在其他部位補(bǔ)償從身體傳離的熱(例如，在一個(gè)或更多個(gè)額外部位施用溫水)而預(yù)防。舉例來說，在接觸較大表面積(例如大于3500平方厘米)時(shí)，可使用多個(gè)冷卻元件及/或制劑。
該冷卻元件及/或制劑可順著其應(yīng)用區(qū)域的外廓。舉例來說，可順著應(yīng)用冷卻的表面積外廓來使用柔性裝置。該裝置也可變更接觸表面的形狀，使該表面在接觸時(shí)包圍該冷卻劑或含有該冷卻劑的裝置，或位于該冷卻劑或含有該冷卻劑的裝置的內(nèi)部。該冷卻元件及/或制劑可一次接觸多于一個(gè)表面，舉例來說，當(dāng)該表面被折起來而且經(jīng)由該冷卻元件及/或制劑接觸任一側(cè)時(shí)。較佳地，通過該冷卻元件及/或制劑接觸一個(gè)或更多個(gè)皮褶的兩側(cè)以提高冷卻的效率(例如，在通過連續(xù)層的所欲深度)。
較佳地，使該固體冷卻元件及/或制劑成形以增進(jìn)接觸面(例如，皮膚表面)的熱力學(xué)熱交換(「熱交換」)。為了增進(jìn)傳導(dǎo)，可在固體冷卻劑與接觸面之間的界面處使用液體。
必要的話，可聯(lián)合使用疼痛處理劑(pain management agent)，例如麻醉劑或止痛藥(單獨(dú)冷卻具有止痛性，因此可視需要使用額外疼痛處理劑)而應(yīng)用該冷卻元件及/或制劑。局部麻醉劑，舉例來說，可在該冷卻劑應(yīng)用之前、之后或期間局部施于接觸點(diǎn)。此外，具有血管收縮性(例如，利多卡因(lidocaine)與腎上腺素或EMLA)的局部麻醉劑的共同投予將降低真皮的血流，從而增進(jìn)皮下組織的冷卻。
必要的話，可經(jīng)由傳統(tǒng)方法提供麻醉劑的全身性投予，例如注射或口服投予。在處理期間可改變?cè)摾鋮s劑的溫度，舉例來說，使該冷卻速率降低以提供引起較少不適感的處理方式。此外，本發(fā)明的方法可聯(lián)合其他此技藝中習(xí)知的其他脂肪減少程序，例如抽脂，一起執(zhí)行。
較佳地，本發(fā)明的富含脂質(zhì)細(xì)胞是皮下脂肪組織或橘皮組織(cellulite)內(nèi)部的脂肪母細(xì)胞。因此，包含該皮下脂肪組織的富含脂質(zhì)細(xì)胞是本發(fā)明的方法鎖定的破壞目標(biāo)。此外，將包含經(jīng)外膜環(huán)繞的器官或其他內(nèi)部解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的富含脂質(zhì)細(xì)胞作為破壞目標(biāo)亦在本發(fā)明范圍以內(nèi)。
脂肪母細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)限定在副質(zhì)液胞(paraplasmatic vacuole)內(nèi)。該皮下脂肪組織內(nèi)有單液胞(univacular)脂肪母細(xì)胞及多液胞(plurivacular)脂肪母細(xì)胞。大部分是單液胞脂肪母細(xì)胞，且直徑大于約100微米(μm)。這個(gè)尺寸在肥胖對(duì)象中可能由于細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)含量增加而急遽增加。
較佳地，本發(fā)明富含脂質(zhì)細(xì)胞具有介于20至99％的細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)總含量。較佳地，本發(fā)明富含脂質(zhì)細(xì)胞具有約20至50％飽和三酸甘油酯構(gòu)成的細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)含量，而且又更佳地具有約30至40％飽和三酸甘油酯構(gòu)成的細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)含量。細(xì)胞內(nèi)三酸甘油酯包括，但不限于，飽和脂肪酸，例如肉豆蔻酸、棕櫚酸及硬脂酸；單不飽和脂肪酸，例如，棕櫚油酸及油酸；及多元不飽和脂肪酸，例如亞麻油酸及次亞麻油酸。
較佳地，本發(fā)明富含脂質(zhì)細(xì)胞是位在皮下脂肪組織內(nèi)。皮下脂肪組織的飽和脂肪酸組成隨著在人體解剖學(xué)上的不同位置而改變。舉例來說，在人類腹部的皮下脂肪組織可具有下列飽和脂肪酸組成肉豆蔻酸(2.6％)、棕櫚酸(23.8％)、棕櫚油酸(4.9％)、硬脂酸(6.5％)、油酸(45.6％)、亞麻油酸(15.4％)及次亞麻油酸(0.6％)。腹部區(qū)域的皮下脂肪組織可含有約35％飽和脂肪酸。這比臀部區(qū)域更高，臀部區(qū)域可包含約32％飽和脂肪酸。在室溫下，由于較高脂肪酸含量造成該腹部區(qū)域的飽和脂肪酸呈半固態(tài)。臀部區(qū)域不會(huì)受到類似的影響。請(qǐng)參見Malcom G.等人，(1989年)美國臨床營養(yǎng)學(xué)期刊(Am.J.Clin.Nutr.)第50卷(第2冊(cè))288-91頁。熟習(xí)此技藝者可視需要變更溫度范圍或應(yīng)用次數(shù)，以考量對(duì)本發(fā)明冷卻方法反應(yīng)時(shí)解剖學(xué)上的差異。
較佳地，本發(fā)明非富含脂質(zhì)細(xì)胞具有低于20％的細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)總含量，及/或不會(huì)由于本發(fā)明的冷卻方法而受到破壞。較佳地，本發(fā)明的非富含脂質(zhì)細(xì)胞包括具有包含低于約20％高飽和三酸甘油酯的細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)含量，又更佳地具有包含低于約7至10％高飽和三酸甘油酯的細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)含量。非富含脂質(zhì)細(xì)胞包括，但不限于，圍繞該皮下脂肪組織的細(xì)胞，例如脈管系統(tǒng)、周圍神經(jīng)系統(tǒng)、表皮(例如，黑素細(xì)胞)及真皮(例如，纖維細(xì)胞)的細(xì)胞。
本發(fā)明的方法可避免對(duì)該真皮及/或表皮造成的傷害包括，舉例來說，發(fā)炎、刺激、腫脹、病變形成及黑素細(xì)胞的色素沉著或色素過少。
不欲受理論所限制，咸相信在不會(huì)引起非富含脂質(zhì)細(xì)胞中的高飽和脂肪酸結(jié)晶化的溫度下冷卻時(shí)，高飽和脂肪酸的局部結(jié)晶化將造成富含脂質(zhì)細(xì)胞的選擇性破壞。該等晶體將使富含脂質(zhì)細(xì)胞的雙層膜破裂，造成壞死。因此，在引起富含脂質(zhì)細(xì)胞中形成晶體的溫度下能避免非富含脂質(zhì)細(xì)胞，例如真皮細(xì)胞，的損傷。而且咸相信冷卻將引起富含脂質(zhì)細(xì)胞的脂肪分解作用(例如，新陳代謝作用)，進(jìn)一步增進(jìn)皮下脂肪組織的減少。脂肪分解作用可通過局部暴露于冷環(huán)境而引起交感神經(jīng)系統(tǒng)的刺激來予以增進(jìn)。
已確定通過同時(shí)應(yīng)用機(jī)械力(例如，振蕩)可增進(jìn)冷卻對(duì)破壞脂肪組織的效果。脂肪組織的硬度在低于生理體核溫度(body coretemperature)的溫度時(shí)將會(huì)提高，從而變得更易受物理破壞影響。不欲受理論所限制，咸相信在細(xì)胞膜上形成晶體的破壞性效果將被冷卻之后或伴隨冷卻所提供的物理運(yùn)動(dòng)而增強(qiáng)。因此，本發(fā)明的方法可進(jìn)一步包含機(jī)械力的施加，例如在約5至約200赫茲(Hz)的頻率范圍中振蕩。
于一個(gè)具體例中，該富含脂質(zhì)細(xì)胞的溫度不低于約-10癈。較佳地，該富含脂質(zhì)細(xì)胞的溫度介于-10癈與37癈之間。更佳地，該富含脂質(zhì)細(xì)胞的溫度介于-4癈與20癈之間。又更佳地，該富含脂質(zhì)細(xì)胞的溫度介于-2癈與15癈之間。較佳地，該富含脂質(zhì)細(xì)胞被冷卻至低于37癈長(zhǎng)達(dá)2小時(shí)。大體上，該富含脂質(zhì)細(xì)胞較佳地維持在介于約-10癈與約37癈、35癈、30癈、25癈、20癈、15癈、10癈或4癈之間的平均溫度；約-4癈與約35癈、30癈、25癈、20癈、15癈、10癈或4癈之間的平均溫度；約-2癈與約35癈、30癈、25癈、20癈、15癈、10癈或5癈之間的平均溫度；及介于約5癈與約15癈或20癈之間的平均溫度。
本發(fā)明的冷卻方法有利地消除對(duì)表皮造成的非期望影響。于一個(gè)具體例中，該表皮的溫度不低于約-15癈。較佳地，該表皮的溫度介于-10癈與35癈之間。更佳地，該表皮的溫度介于-5癈與10癈之間。又更佳地，該表皮的溫度介于-5癈與5癈之間。又更佳地，該表皮的溫度介于0癈與5癈之間。
本發(fā)明的冷卻方法有利地消除對(duì)真皮造成的非期望影響。于一個(gè)具體例中，該真皮的溫度不低于約-15癈。較佳地，該真皮的溫度介于約-10癈與20癈之間。更佳地，該真皮的溫度介于-8癈與15癈之間。又更佳地，該真皮的溫度介于-5癈與10癈之間。又更佳地，該真皮的溫度介于-3癈與0癈之間。
在較佳的具體例中，該富含脂質(zhì)細(xì)胞被冷卻至約-5癈至5癈長(zhǎng)達(dá)2小時(shí)，且真皮與表皮細(xì)胞維持在約0癈的平均溫度。在最佳的具體例中，該富含脂質(zhì)細(xì)胞被冷卻至約-5癈至15癈或約5癈至15癈，歷經(jīng)約1分鐘至長(zhǎng)達(dá)約2小時(shí)的時(shí)間。
本發(fā)明的方法可以短時(shí)間間隔(例如，1分鐘、5分鐘、15分鐘、30分鐘及60分鐘間隔)或長(zhǎng)時(shí)間間隔(例如，12小時(shí)及24小時(shí)時(shí)間間隔)來應(yīng)用。較佳地，間隔是介于5與20分鐘之間。在冷卻間隔之間可視需要地施加熱。
不同的反饋機(jī)構(gòu)、裝置或設(shè)備都可根據(jù)本發(fā)明來使用以監(jiān)視并且控制皮膚(亦即，真皮、表皮或其組合)及/或該皮下脂肪組織的生理參數(shù)。反饋機(jī)構(gòu)可包括一個(gè)或更多個(gè)獨(dú)立地、協(xié)同地、及/或與本文所揭示的其他裝置共同運(yùn)作的裝置，以監(jiān)視、測(cè)定或偵測(cè)冷卻過程的各種方面(例如，溫度、時(shí)間等等)為目的，及/或?yàn)榱丝刂啤⒆兏蛴绊懜鶕?jù)該冷卻過程而利用的設(shè)備的操作條件(例如，冷卻程度、壓力等等)。
根據(jù)本發(fā)明目前的較佳具體例，至少一反饋裝置不僅能夠在達(dá)到所欲冷卻溫度(或溫度范圍)時(shí)進(jìn)行測(cè)定，若已超過溫度(或溫度范圍)閾值或接近即將超過的點(diǎn)時(shí)也能測(cè)定。此溫度測(cè)定可在冷卻部位處、在該冷卻裝置內(nèi)、及/或從該冷卻部位的遠(yuǎn)處進(jìn)行。如此，進(jìn)而使該反饋裝置能可靠地提供充分的反饋信息以防止處理過度或不足，就不同的理由(例如，無效結(jié)果、不想要的副作用、對(duì)于裝置及/或處理對(duì)象的潛在危害等等)而言該二者皆非為所欲的。
除了以溫度為基礎(chǔ)的反饋，或者為代替該種反饋，該一種或更多種反饋裝置也可提供其他的反饋選項(xiàng)。此選擇性反饋信息可進(jìn)行測(cè)定，或可助于測(cè)定，尤其是，(a)該處理裝置與該處理表面之間是否存在適當(dāng)接觸，(b)該皮膚中是否有發(fā)生過相轉(zhuǎn)移，(c)是否有發(fā)生皮膚顏色改變及/或改變到什么程度，(d)該光反射或透射光譜是否有改變，及/或(e)該皮膚的電阻是否有改變，而且也可測(cè)量或助于測(cè)量，尤其是，(a)施加在該處理表面上的壓力，及/或(b)該皮膚硬度的變化。
該反饋裝置可以不同方式提供反饋信息，包括，但不限于，以目視方式(例如，以圖形)、以電子方式及以聽覺方式(例如，以言詞)。可提供反饋信息以便自動(dòng)地調(diào)整該冷卻系統(tǒng)中一個(gè)或更多個(gè)裝置的運(yùn)作條件(例如，經(jīng)由控制邏輯或可編程邏輯)，或使施手術(shù)者必須評(píng)估該反饋信息然后再采取適當(dāng)動(dòng)作。
該反饋信息的接受者可為一個(gè)或更多個(gè)施手術(shù)者，包括，但不限于該處理對(duì)象、醫(yī)療人員(例如，醫(yī)生、護(hù)士、住院醫(yī)師、醫(yī)科學(xué)生)、技術(shù)人員及/或該處理過程所涉及的任何其他人員。以收到的反饋信息為基礎(chǔ)，該操作人員可決定停止處理過程或變更(例如，手動(dòng)或經(jīng)由輸入控制)特定處理參數(shù)，例如處理過程的時(shí)間、處理過程進(jìn)行的部位及/或該處理過程現(xiàn)在或未來的冷卻溫度。
有關(guān)是否停止該過程或變更該處理?xiàng)l件的決定可依據(jù)，例如操作人員的判斷，或者，目前較佳為，以由可比擬現(xiàn)行處理的先前處理所收集到的實(shí)際或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。舉例來說，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可加以利用以決定當(dāng)處理人類時(shí)如何設(shè)定及/或變更操作參數(shù)。而且，可仰賴有關(guān)身體特定處理區(qū)域的數(shù)據(jù)以設(shè)定及/或變更相同或類似處理對(duì)象的相同或類似身體部分的未來處理的處理參數(shù)。
或者，該反饋信息可傳遞至普通熟習(xí)此技藝者所習(xí)知的控制邏輯，例如中央控制單元，或可編程邏輯裝置(例如，電腦)。
根據(jù)本發(fā)明的例示性具體例，反饋機(jī)構(gòu)可監(jiān)視受試對(duì)象皮膚的溫度以確保其中的溫度不會(huì)落到低于或高于預(yù)定最小限度的溫度(例如，約-10癈至約30癈)，及/或確保在整個(gè)過程或該過程預(yù)定部分的期間，該溫度都在預(yù)定范圍內(nèi)。因此，反饋機(jī)構(gòu)可監(jiān)視及/或控制冷卻程度是否已達(dá)到，而且，若是這樣，則監(jiān)視及/或控制費(fèi)時(shí)多久(亦即，該過程的那個(gè)部分)及/或在什么情況下(亦即，固定或間歇性冷卻)。
反饋裝置可為侵入性、非侵入性或適合同時(shí)在此兩種條件下使用，侵入性或非侵入性之間的特定選擇取決于各種不同的情況，包括但不限于，該處理部位的位置、處理時(shí)間、處理對(duì)象的年齡、處理對(duì)象的一般健康狀況及/或所使用的冷卻設(shè)備的尺寸及形狀。術(shù)語「非侵入性」及「侵入性」在下列的定義為例示性而且并非試圖排除普通熟習(xí)此技藝者可接受的其他定義。
非侵入性反饋裝置為位于該處理對(duì)象的外部的裝置-也就是說，根據(jù)其預(yù)期的用途，非侵入性反饋裝置不會(huì)刺穿該應(yīng)用部位。使用時(shí)，就該處理對(duì)象而言，非侵入性裝置一般都不需要隨同的鎮(zhèn)靜作用或麻醉。然而，據(jù)了解，由于特定情況(例如，對(duì)該處理過程感到憂慮、處于醫(yī)療狀態(tài)中)，處理對(duì)象可被給與或可決定接受隨同的鎮(zhèn)靜作用或麻醉。
在該反饋過程至少一部分的期間，侵入性反饋裝置刺穿該處理表面(亦即，該等裝置完全或部分在內(nèi)部)。侵入性反饋裝置包括，但不限于，使用時(shí)一般會(huì)要求該處理對(duì)象在該處理過程之前、期間或之后接受鎮(zhèn)靜作用、麻醉(例如，局部或全身性)或其他類型的醫(yī)藥痛苦緩解作用的裝置。也可通過冷卻使痛感消失。
反饋機(jī)構(gòu)可包括此技藝中所知用來監(jiān)視溫度及/或晶體形成者。晶體形成可，舉例來說通過超音波成像及聲學(xué)、光學(xué)及機(jī)械度量法來測(cè)量。機(jī)械度量法可包括，舉例來說，抗張強(qiáng)度的測(cè)量。
于一個(gè)具體例中，可運(yùn)用多層模型來估計(jì)隨時(shí)間經(jīng)過在不同深度內(nèi)的溫度曲線圖。設(shè)計(jì)溫度曲線用以在組織內(nèi)產(chǎn)生溫度梯度，其表面處具有較低的溫度。在較佳的具體例中，設(shè)計(jì)溫度曲線以使冷卻期間的血流降至最低。包含，舉例來說，熱電偶、超音波(例如，用于偵測(cè)該皮下脂肪組織的相變化)或沖擊波傳送(例如，若相轉(zhuǎn)移發(fā)生，則沖擊波的傳送將會(huì)改變)的反饋機(jī)構(gòu)都可用于達(dá)成最適的溫度梯度。
溫度探針(例如，測(cè)溫探針)是現(xiàn)在非侵入性應(yīng)用中較適合的，因?yàn)楸说瓤勺溆诟鞣N不同的位置而且適合各種不同的目的。在其他的具體例中，該等探針可侵入性地使用。測(cè)溫探針可包括能通過直接接觸測(cè)量部位/位置而進(jìn)行測(cè)量的裝置(例如，熱電偶、電熱調(diào)節(jié)器、雙金屬溫度計(jì)、顏色變化熱指示紙、半導(dǎo)體溫度計(jì)、光纖溫度計(jì)及玻璃管充液溫度計(jì))，或，選擇性地，不會(huì)接觸部位的裝置(例如，輻射溫度計(jì)、光纖溫度感應(yīng)器、熱成像測(cè)溫探針)。
有數(shù)種類型的測(cè)溫探針反饋裝置都可使用。大體上，測(cè)溫探針的類型、目的及位置彼此至少某程度相關(guān)。舉例來說，測(cè)溫探針的目的(亦即，使用該測(cè)溫探針的理由)會(huì)影響其放置位置，其進(jìn)而會(huì)影響涉及決定要使用的測(cè)溫探針類型的因素。
在該測(cè)溫探針的目的在于提供已(或?qū)⒁?連通處理表面的冷卻裝置的部位可靠的即時(shí)溫度測(cè)量值的具體例中，目前較佳為在該處理過程期間設(shè)置該測(cè)溫探針使其連通該冷卻元件及/或裝置的表面，而不是與該實(shí)際處理表面熱接觸。舉例來說，該測(cè)溫探針可暫時(shí)接附至冷卻裝置(例如，拋棄式導(dǎo)熱板)，或其可永久固定于冷卻裝置。根據(jù)這兩個(gè)具體例，目前較佳為該測(cè)溫探針的類型為熱電偶、電熱調(diào)節(jié)器或半導(dǎo)體溫度計(jì)。
使用時(shí)，將接附至冷卻裝置表面的反饋裝置設(shè)置成連通處理對(duì)象的皮膚表面(亦即，上表皮)。因此，此反饋裝置有利之處在于彼等將提供上表皮冷暴露的可靠性評(píng)估，其尤其傾向于由冷暴露所引起的不想要的副作用(例如，表皮損傷或色素變化)的迅速發(fā)展(onset)。
根據(jù)本發(fā)明的替代性具體例，上表皮表面的溫度是通過可拆卸地固定于該處理部位/區(qū)域表面的反饋裝置來測(cè)量。在此具體例中，固定的方法應(yīng)該要允許該裝置可靠地附著又暫時(shí)地接合至該處理表面-也就是說，該裝置應(yīng)該被可靠地固定于該處理表面，且也應(yīng)該能在所欲的場(chǎng)合下(例如，在該過程的作用極致時(shí)；或者若問題發(fā)生時(shí)，在更早的時(shí)間點(diǎn))輕易地從該表面移除。適合的固定方法包括，但不限于例如膠帶或膠水等的黏著劑。于一個(gè)具體例中，該測(cè)溫探針系經(jīng)由膠水固定于該處理表面，該測(cè)溫探針可使用適當(dāng)溶劑而從該處理表面移除。
如上述注解，目前較佳者為在處理期間，該處理對(duì)象上表皮的最低限度溫度(亦即，在該冷卻處理的期間該上表皮不應(yīng)滑落至其以下的溫度)為-10癈，目前更佳為-4癈的最低限度溫度，而且目前又更佳為介于-4癈與0癈之間的最低限度溫度。
大體上，接附至該冷卻裝置表面的測(cè)溫探針的特征與接附至該處理表面的測(cè)溫探針的特征相同。該測(cè)溫探針及其容器應(yīng)該要薄而且小(例如，具有小于2毫米(mm)的直徑，或，目前較佳為，具有小于1毫米的直徑)，以允許該測(cè)溫探針固定在相對(duì)于該元件冷卻面的定義明確的深度(例如，在低于該冷卻面約1毫米以內(nèi))。在較佳的具體例中，該測(cè)溫探針顯示良好的熱傳導(dǎo)度(亦即，類似于水的熱傳導(dǎo)度)，以便使該冷卻過程的抑制作用降至最低。于一個(gè)具體例中，將該測(cè)溫探針埋入該冷卻元件的冷卻面以內(nèi)。
該測(cè)溫探針可為拋棄式(亦即，使用一次)或可再利用，而且在任一情況中，都可連通該冷卻裝置的手持件或控制單元。拋棄式測(cè)溫探針的非限定例子為導(dǎo)熱板。
使用時(shí)，取決于該測(cè)溫探針的位置，偵測(cè)溫度增加量時(shí)會(huì)被延遲。因此，可利用測(cè)溫探針冷卻板來測(cè)定熱梯度測(cè)量值。假定精確知道該測(cè)溫探針的熱傳導(dǎo)度，此熱梯度即可根據(jù)不同公式/方程式用來決定進(jìn)入該冷卻裝置的熱通量。
熱傳導(dǎo)度定義為從溫暖區(qū)域至較冷區(qū)域的熱轉(zhuǎn)移，而且通過擴(kuò)散作用有效地進(jìn)行。因此，將熱通量ΦQ定義成
其中ρ為密度，Cp為以耳格·克-1·K-1(erg g-1 K-1)為單位的質(zhì)量熱容，d為擴(kuò)散距離，且κ為以平方厘米/秒(cm2s-1)為單位的熱擴(kuò)散系數(shù)。
定義該熱擴(kuò)散系數(shù)(以耳格·厘米-1·K-1·秒-1(erg cm-1K-1s-1)為單位) k≡ρCpκ (3) 而且注意ΔT/d為溫度梯度，這將變成傅利葉定律(Fourier’s law) ΦQ≡-kT(4) 這些公式/方程式顯示可使用測(cè)溫探針冷卻板不同位置之間的溫度梯度來決定該冷卻裝置所移除的熱。此外，測(cè)溫探針的配置可用于監(jiān)視熱流量?？墒褂么藬?shù)據(jù)進(jìn)而做出其他重要的決定，例如針對(duì)該體核溫度的恒定決定是否/何時(shí)對(duì)另一個(gè)身體區(qū)域提供適當(dāng)量的加熱。該數(shù)據(jù)也可用于決定特定體積的脂肪組織熱損傷的適當(dāng)局部化冷卻量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)例示性具體例，測(cè)溫探針可座落在遠(yuǎn)離該處理部位的位置。此配置可能有用于各種不同的目的，包括監(jiān)視體核溫度或測(cè)定熱流量。此類型「體核測(cè)溫探針」的配置較佳的遠(yuǎn)距定位是鼓膜、舌下、直腸或其他遠(yuǎn)距皮膚表面。于目前較佳類型的體核測(cè)溫探針是類比或數(shù)位熱電偶、電熱調(diào)節(jié)器或半導(dǎo)體溫度計(jì)。
體核測(cè)溫探針配置的另一個(gè)適合遠(yuǎn)距位置是外耳道(meatusauricularis externus)。根據(jù)此具體例，目前較佳為以輻射測(cè)量溫度計(jì)當(dāng)作體核測(cè)溫探針，其也可視需要與立體頭戴式受話器(或類似裝置)結(jié)合令處理對(duì)象戴上，以在處理之前或處理期間提供該對(duì)象信息(例如，此程序的剩余期間、有關(guān)行動(dòng)或其缺乏事物的提醒)及/或聽覺娛樂。
該體核測(cè)溫探針有用于測(cè)量該體核溫度以確保局部化冷卻不會(huì)造成體核溫度顯著降低，該體核溫度的降低可能伴隨與體溫過低癥相關(guān)聯(lián)的全身性副作用(例如，心律不整、新陳代謝衰退、全面寒冷感覺引起的疼痛/不適)。當(dāng)正常體核溫度是37至38癈時(shí)，36癈或更低的任何體核溫度可能表示有至少輕微體溫過低癥存在或開始發(fā)展，因此應(yīng)想辦法避免。由此，若體核溫度測(cè)溫探針測(cè)量到此溫度，則冷卻應(yīng)至少暫時(shí)中斷。
根據(jù)本發(fā)明的替代性具體例，體核測(cè)溫探針也可用于監(jiān)視外部熱供應(yīng)，以維持實(shí)質(zhì)上恒定的體核溫度而且避免該處理過程期間預(yù)定量溫度滑落。
測(cè)溫探針也可用于測(cè)定/監(jiān)視冷卻裝置是否適當(dāng)?shù)刈饔?。在此類情況中，該測(cè)溫探針配置目前較佳的定位是在冷卻劑的管子內(nèi)或在冷卻劑儲(chǔ)槽內(nèi)，而且用于此位置的較佳類型測(cè)溫探針為熱電偶、電熱調(diào)節(jié)器、半導(dǎo)體溫度計(jì)或雙金屬溫度計(jì)。在此具體例中使用的期間，該測(cè)溫探針收集信息以測(cè)定該冷卻裝置不同位置內(nèi)的溫度及/或溫度梯度。該數(shù)據(jù)進(jìn)而表示潛在問題的狀況，例如，冷卻劑缺乏、不足的冷卻溫度、該冷卻裝置失效及該冷卻劑內(nèi)有冰形成等等。
除了測(cè)溫探針，或者為替代該測(cè)溫探針，可連通該冷卻裝置而設(shè)置不同的其他感應(yīng)器以監(jiān)視/證實(shí)該冷卻裝置適當(dāng)?shù)刈饔?。適合的感應(yīng)器包括，但不限于，測(cè)定/監(jiān)視冷卻劑流動(dòng)的感應(yīng)器。透過監(jiān)視冷卻劑流動(dòng)，可測(cè)定例如，該冷卻劑凍結(jié)何時(shí)/是否發(fā)生。
監(jiān)視/測(cè)定該冷卻裝置是否適當(dāng)作用的另一反饋系統(tǒng)是測(cè)量該冷卻劑內(nèi)的防凍劑濃度的感應(yīng)器。當(dāng)中適用于此目的的感應(yīng)器是一種或更多種光學(xué)感應(yīng)器(其測(cè)量該防凍劑的光學(xué)密度)及一種或更多種用于偵測(cè)該冷卻劑及/或用于測(cè)定該冷卻劑內(nèi)的防凍劑濃度的感應(yīng)器。
電反饋探針也可根據(jù)本發(fā)明用于提供反饋信息。此類探針可包括雙極探針、單極探針或多數(shù)雙極及/或單極探針。如許多文章所述(參見，例如，Otten DM，Rubinsky B.，使用生物阻抗度量法的冷凍手術(shù)監(jiān)視-電阻抗斷層掃瞄的可行性研究，IEEE生醫(yī)工程會(huì)報(bào)(IEEE Trans BiomedEng.)，2000年，10月；第47卷(第10冊(cè))1376-81頁；Otten DM，OnikG，Rubinsky B.，最低限度侵入性手術(shù)的分布式網(wǎng)絡(luò)成像及電阻抗斷層掃瞄，科技技術(shù)的癌癥研究及治療(Technol Cancer Res Treat.)，2004年4月；第3卷(第2冊(cè))125-34頁；HartovA，LePivert P，Soni N，PaulsenK.，使用多電極阻抗測(cè)量來監(jiān)視冷凍手術(shù)，藥物物理學(xué)(Med Phys.)，2002年12月；第29期(第12冊(cè))2806-14頁；Gage AA.，冷凍期間組織中的電阻抗與溫度的關(guān)聯(lián)性，低溫生物學(xué)(Cryobiology)，1979年2月；第16卷(第1冊(cè))56-62頁)，電阻抗度量法能可靠地用于監(jiān)視/測(cè)定凍結(jié)發(fā)展、皮膚內(nèi)發(fā)生的凍結(jié)程度及/或已發(fā)生的組織損傷程度。目前較佳為使此電探針座落在該冷卻裝置表面。
在使用多數(shù)電探針的具體例中，可以下列方式或矩陣配置此等探針，使其能夠或促進(jìn)該真皮及該皮下脂肪組織內(nèi)的相轉(zhuǎn)移的三維成像(例如，通過電阻抗斷層掃瞄(EIT))。在凍結(jié)溫度下，電阻抗通常都顯著地提高。此信息，結(jié)合電阻抗成像，可用于測(cè)定是否/何時(shí)適于中斷或減少冷暴露。此測(cè)定大體上是以表皮或真皮相轉(zhuǎn)移的開始發(fā)展為基礎(chǔ)，其代表水性組織內(nèi)的冰形成而且其應(yīng)該加以避免以免由于過度處理而產(chǎn)生不想要的副作用。
振蕩反饋探針(例如，在Lindahl OA，Omata S，Angquist KA.，用于人類皮膚活體的物理性質(zhì)偵測(cè)的觸覺感應(yīng)器，醫(yī)療工程科技期刊(J MedEng Technol.)，1998年7-8月，第22卷(第4冊(cè))147-53頁中所述的)也可通過監(jiān)視皮膚的機(jī)械性質(zhì)而用于提供反饋信息。大體上，此等探針都用于偵測(cè)與年齡、環(huán)境制劑、日常變化及化妝品應(yīng)用有關(guān)的人類皮膚的硬度及彈性變化。然而，此等探針也可輕易與本發(fā)明的冷卻裝置結(jié)合以評(píng)估/監(jiān)視皮膚硬度。這是有用的測(cè)定，因?yàn)樵趦鼋Y(jié)溫度下該真皮硬度將顯著地提高，甚至到可能有不欲的真皮冰形成的程度。若該振蕩反饋探針感應(yīng)到提高的真皮硬度，該冷卻處理應(yīng)該中斷適當(dāng)?shù)臅r(shí)間。
適合的振蕩反饋探針的例子為具位移感應(yīng)能力來對(duì)人類活體皮膚物理性質(zhì)(硬度及彈性)的非侵入性判斷進(jìn)行評(píng)估的彈簧負(fù)載觸覺感應(yīng)器。此類型的觸覺感應(yīng)器一般包括當(dāng)該感應(yīng)器接附至一物體時(shí)用于測(cè)量頻率變化的具有振動(dòng)傳感器(vibration pickup)、電子裝置及可編程邏輯(例如，具有軟體的電腦)的壓電振蕩器(61千赫茲(kHz))。將觸覺感應(yīng)器與該位移感應(yīng)器合并以顯示在測(cè)量期間抵靠住該物體而加載于感應(yīng)器元件的彈簧壓縮率。在特定條件下(例如，固定接觸壓力)，此頻率變化將監(jiān)視該物體的聲波阻抗而且與軟組織的硬度有關(guān)。
也可施行超音波技術(shù)當(dāng)作根據(jù)本發(fā)明的反饋裝置。在實(shí)行本發(fā)明的方法時(shí)，冷卻將達(dá)到適當(dāng)深度，而不會(huì)造成皮膚表面的損傷，例如在該真皮的凍結(jié)溫度下形成所謂的「冰球(iceball)」。超音波反饋裝置可偵測(cè)到(而且提供相關(guān)的反饋)冰球的形成，由此表示該冷卻法應(yīng)予以調(diào)整或完全停止以防止對(duì)該皮膚的初步/進(jìn)一步損傷。超音波技術(shù)也能有效偵測(cè)并且提供有關(guān)該皮下脂肪組織內(nèi)的相轉(zhuǎn)移發(fā)展的反饋信息。此發(fā)生事件一般也都將需要調(diào)整處理?xiàng)l件或完全終止處理。
可用作根據(jù)本發(fā)明的超音波反饋裝置的例示性裝置在Laugier P，Laplace E，Lefaix JL，Berger G，利用超音波監(jiān)視豬皮冷凍手術(shù)的新穎裝置(回聲圖冷凍探針)在活體中的結(jié)果，中有作說明，J Invest Dermatol.，1998年8月；第111卷(第2冊(cè))314-9頁。其中所述的裝置是回聲圖冷凍探針，其結(jié)合高頻(20百萬赫茲(MHz))微型超音波換能器與冷卻裝置。已知經(jīng)冷凍的皮膚的超音波速度平均值比未經(jīng)冷凍的皮膚高。因此，此裝置可用于測(cè)定暗示進(jìn)行相變化或凍結(jié)的回聲形成及/或凍結(jié)之后「冰球」形成的超音波速度變化。特別是，回聲圖冷凍探針能在活體內(nèi)即時(shí)監(jiān)視冰球的貫穿深度并且提供與該冰球生長(zhǎng)速度相關(guān)的反饋信息。此偵測(cè)可為自動(dòng)性(亦即，與操作者無關(guān))，而且特別伴隨來自該凍結(jié)前緣的回聲信號(hào)的偵測(cè)及該冰球的貫穿深度的計(jì)算。
圖20描述本發(fā)明的例示性具體例，其中以超音波為基礎(chǔ)的反饋裝置2000A在處理部位2020處使用冷卻元件2010的期間連通該冷卻元件2010，該處理部位2020在本具體例中為病患的皮膚。例示性以超音波為基礎(chǔ)的反饋裝置為超音波換能器，當(dāng)其使用時(shí)應(yīng)該具有在約1厘米至2厘米范圍的直徑。
如圖20所示，該冷卻元件2010連通以超音波為基礎(chǔ)的反饋裝置2000A以允許反饋發(fā)生并且也與皮膚2020接觸以對(duì)其提供冷卻(例如，通過使冷卻劑循環(huán)進(jìn)入冷卻劑進(jìn)入?yún)^(qū)2030，行經(jīng)該冷卻元件，而且最終經(jīng)由冷卻劑出口區(qū)2040排出該冷卻元件)。結(jié)合該冷卻元件2010的形狀(例如，凸面)及從而施加的壓力將引起皮膚2020壓縮，使得該冷卻元件引發(fā)該真皮2050及，依序地，位在該真皮下方的皮下脂肪2060的冷卻。
視需要地，但是目前較佳為，將一個(gè)或更多個(gè)物體或材料放在該冷卻元件2010與該皮膚2020之間的部分或整個(gè)界面2070處。通過非限定例子，可將凝膠施于該皮膚表面2020、該冷卻元件2010或施于該二者。該凝膠應(yīng)為導(dǎo)熱性以增進(jìn)該冷卻裝置的冷卻效果，其還應(yīng)該經(jīng)選擇以便不干擾反饋信息的收集。舉例來說，在圖20所描述的具體例中，該凝膠應(yīng)為超音波穿透性以便不折損該超音波換能器2000A的能力而獲得準(zhǔn)確測(cè)量值，而且進(jìn)而提供可靠的反饋信息。
該超音波換能器2000A通過收集超音波數(shù)據(jù)而提供反饋信息，其通過該超音波換能器及/或該冷卻元件2010所連結(jié)的其他裝置且通過該等裝置來處理(概要顯示于圖21)。
應(yīng)注意圖20所描述的系統(tǒng)可包括一種或更多種附帶的反饋裝置，例如溫度感應(yīng)器2000B，代替或附加于反饋裝置2000A。此等其他的反饋裝置2000B，若存在的話，將連通該冷卻元件2010及/或該處理部位2020。
用于收集反饋的另一種技術(shù)在于利用超音波成像及振蕩探針的組合，例如聲彈性成像(sonoelastography)及瞬時(shí)彈性成像(transientelastography)。此技術(shù)尤其能有效經(jīng)由分辨皮膚不同層內(nèi)的相轉(zhuǎn)移而測(cè)定水性皮膚組織內(nèi)的冰形成發(fā)展。此發(fā)展可意味終止處理周期的適當(dāng)時(shí)間或其可表示周期結(jié)束之前的過度處理。
此組合裝置使用楊氏模數(shù)(Young’s modulus)，而且特別是透過其回應(yīng)對(duì)剪切機(jī)械刺激的研究來對(duì)不同組織層及深度的軟組織黏彈性定性，而定義局部組織硬度。因?yàn)闂钍夏?shù)定義局部組織硬度，所以可用于分辨該皮膚不同層內(nèi)的相轉(zhuǎn)移。舉例來說，如Gennisson JL，Baldeweck T，Tanter M，Catheline S，F(xiàn)ink M，Sandrin L，Cornillon C，Querleux B.，使用動(dòng)態(tài)彈性成像來評(píng)估人類皮膚的彈性參數(shù)，IEEE超音波鐵電頻率控制會(huì)報(bào)(IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control)，2004年8月；第51卷(第8冊(cè))980-9頁所述，具有足以區(qū)分真皮與脂肪組織層的空間解析度的高解析裝置可以非常薄的層(1至5毫米)測(cè)量局部楊氏模數(shù)，以促進(jìn)人類皮膚彈性的活體評(píng)估。該高解析度裝置使用用于追蹤環(huán)繞該換能器的環(huán)產(chǎn)生的300赫茲剪切波所引起的位移的超音波探針(50百萬赫茲)。該等位移是透過，例如，普通熟習(xí)此技藝者習(xí)知的連續(xù)超音波逆散射回聲之間的交互關(guān)聯(lián)技術(shù)的使用而測(cè)量。利用Gennisson等人所述的測(cè)量技術(shù)來收集人類前臂的活體數(shù)據(jù)，而且該技術(shù)經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明能精確調(diào)查不同仿皮膚模體的彈性。此數(shù)據(jù)顯示楊氏模數(shù)在該真皮中比在皮下組織及其他軟組織中高。
為了測(cè)量該真皮及/或脂肪組織層內(nèi)的硬度變化，可使用具有較低解析度及較高成像深度的超音波裝置。較佳為具有介于約5至約30百萬赫茲范圍，更佳為約20百萬赫茲范圍的頻率的超音波探針。
根據(jù)本發(fā)明，Gennisson等人所述的裝置可與本發(fā)明的冷卻裝置結(jié)合。結(jié)合時(shí)，所得的裝置可用于非侵入性地測(cè)定不同組織層中的相轉(zhuǎn)移，由此代替較不精確/可靠的現(xiàn)行技術(shù)(例如，由有經(jīng)驗(yàn)的觀察員的主觀觸診)。
其他技術(shù)也可用于測(cè)定根據(jù)本發(fā)明的相轉(zhuǎn)移，其中此等技術(shù)包括，但不限于光學(xué)同調(diào)斷層掃瞄及磁振造影(MRI)。
又另一反饋技術(shù)在于使用一種或更多種探針以測(cè)量組織中的聲速。組織內(nèi)的聲速為溫度依賴性，而且在較低溫度將顯著地提高。聲速可通過，例如，Mulet A，Benedito J，Bon J，Rosello C，在切德干酪中受溫度影響的超音波速度，食品科學(xué)期刊(Jour Food Sc.)，1999年，第64卷(第6冊(cè))1038-1041頁中所述的飛行時(shí)間(time-of-flight)度量法來測(cè)量，其中利用1百萬赫茲窄帶超音波換能器以示波器測(cè)量在一定路徑長(zhǎng)度內(nèi)的飛行時(shí)間。這些探針可用于監(jiān)視皮膚不同層內(nèi)的溫度及相轉(zhuǎn)移。表皮或真皮相轉(zhuǎn)移的發(fā)展(其代表水性組織內(nèi)的冰形成)應(yīng)該通過至少暫時(shí)地中斷或減短冷暴露而避免。該脂肪組織內(nèi)的相轉(zhuǎn)移發(fā)展可當(dāng)作監(jiān)視有效冷暴露法的終點(diǎn)。
可用于偵測(cè)該表皮或真皮內(nèi)的晶體形成的另一技術(shù)為IR-反射術(shù)(IR-reflectoscopy)。皮膚在約800至約1400奈米(nm)的范圍較具穿透性，其為所謂皮膚的「光學(xué)窗口(optical window)」的部分。特別是在約1000至約1400奈米的范圍內(nèi)，皮膚具有吸收發(fā)色團(tuán)(chromophore)而且因此限制了散射。由此，任何種類/量的冰晶體形成都將造成反射能力的顯著提高。
根據(jù)本發(fā)明的例示性IR-反射術(shù)具體例，是應(yīng)用具有相當(dāng)于該真皮厚度(例如，如2至4毫米)的皮膚內(nèi)貫穿深度的波長(zhǎng)，使得任何由于該表皮或真皮內(nèi)的冰晶體形成而提高的光反射率皆可被測(cè)量/偵測(cè)。用于測(cè)定該真皮內(nèi)的晶體形成的波長(zhǎng)范圍因此較佳為在約400至約800奈米的范圍。就約700至約800奈米的范圍而言，血液有較小的吸收，因此暴露期間的灌注變化并不會(huì)影響測(cè)量值。
有關(guān)較深的貫穿波長(zhǎng)(例如，約1000至約1300奈米)，反射能力的變化可由表皮、真皮或皮下脂肪組織中的晶體形成所引起。于一個(gè)具體例中，晶體形成的位置可通過所測(cè)得最大反射波長(zhǎng)的的變化來判斷，該最大反射波長(zhǎng)的的變化將隨特定組織層內(nèi)的冰晶體特征形態(tài)而改變。在另一個(gè)具體例中，晶體形成的位置可通過考慮放射器與偵測(cè)器之間的距離來判斷。隨著在不同深度的晶體形成會(huì)有最大的信號(hào)增量。就表皮及真皮處的晶體形成而言，其中最大反射增量伴隨將近1毫米的放射器-偵測(cè)器距離而發(fā)生。就皮下晶體形成而言，最大反射增量伴隨將近3至5毫米的放射器-偵測(cè)器距離而發(fā)生。
于一個(gè)具體例中，擴(kuò)散光學(xué)斷層掃瞄(diffuse optical tomography)可應(yīng)用于監(jiān)視一種或更多種觀察中的組織(例如真皮、表皮或皮下脂肪組織)所放射的反射的空間擴(kuò)散光譜。擴(kuò)散光學(xué)斷層掃瞄的方法在此技藝中眾所周知，而且可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施方式來進(jìn)行。
也可透過一種或更多種光學(xué)探針的使用而根據(jù)本發(fā)明提供反饋信息，該等探針是測(cè)量，例如，真皮內(nèi)的血含量或血流。舉例來說，光學(xué)反射術(shù)(optical reflectroscopy)可進(jìn)一步用于監(jiān)視血流，因此而決定用以減少局部血流所需的接觸壓力。雷射都普勒(Doppler)技術(shù)及設(shè)備也可用于單獨(dú)地對(duì)血流的二種構(gòu)成要素定量，換言之，微血管容積及紅血球速度。有關(guān)血流及微血管容積的數(shù)據(jù)，可進(jìn)而用于計(jì)量該冷卻裝置欲施于該處理表面的接觸壓力程度及/或充分度。使用一種或更多種此類光學(xué)探針能減少或停止血流，其促成或能夠冷卻較深的皮膚層。光學(xué)探針也可用于表示該處理表面的白化，其暗示該真皮或表皮內(nèi)有不想要的冰晶體形成。
根據(jù)本發(fā)明獲得反饋信息的另一形式在于測(cè)定/監(jiān)視該冷卻裝置與該處理表面之間是否有適合的接觸。這可為一種有用的測(cè)定，因?yàn)榧词乖摾鋮s裝置在適當(dāng)溫度下操作，除非有適當(dāng)?shù)慕佑|存在，否則該冷卻面將無法達(dá)到適當(dāng)?shù)睦鋮s水準(zhǔn)。
接觸探針在該冷卻裝置與皮膚適當(dāng)接觸時(shí)監(jiān)視與該皮膚表面的熱接觸而且可提供信號(hào)給中央控制單元。不同方法都可用于監(jiān)視該冷卻裝置與皮膚的接觸，其包括但不限于，該冷卻元件內(nèi)或該冷卻元件邊緣/框架處的一個(gè)或更多個(gè)電開關(guān)、一個(gè)或更多個(gè)壓力感應(yīng)器、在冷卻探針與皮膚之間的界面處的測(cè)溫探針(其中當(dāng)熱接觸提供溫度增高時(shí)，該測(cè)溫探針則作用為接觸感應(yīng)器)、位于該冷卻元件邊緣的二電極之間的電阻、及偵測(cè)與皮膚接觸的冷卻裝置配置的一個(gè)或更多個(gè)光學(xué)感應(yīng)器。
在本發(fā)明的具體例中，其中該接觸探針為一個(gè)或更多個(gè)壓力探針，該壓力探針的目的在于監(jiān)視該冷卻裝置是否在該處理表面上施加足夠的壓力。例示性壓力探針為彈簧負(fù)載冷卻元件，其中通過位置偵測(cè)器偵測(cè)該彈簧的伸長(zhǎng)率并且測(cè)定(伴隨該彈簧系數(shù))欲施于該皮膚表面的作用力/壓力。視需要地，可提供一種或更多種反饋裝置以測(cè)量真空度，其中目前較佳為該真空度為高于0壓力但另外該真空度不會(huì)升到高于將近0.5大氣壓(亦即，不高于500毫巴(millibar))。
又另一提供反饋的技術(shù)為通過該表皮、真皮及/或皮下脂肪內(nèi)的相轉(zhuǎn)移的測(cè)量。目前較佳為利用此技術(shù)結(jié)合將皮膚在欲冷卻時(shí)予以褶疊的具體例。此技術(shù)可通過非限定例子，通過使用偵測(cè)器及機(jī)械脈沖放射器而完成。該偵測(cè)器及放射器應(yīng)該依據(jù)所要測(cè)量的深度彼此隔開，其中該偵測(cè)器及放射器一般都隔得更開以更深度地測(cè)量。舉例來說，該偵測(cè)器及放射器的間隔一般在約0.1毫米至約5.0毫米的范圍(目前較佳為0.1毫米至約1.0毫米的間隔)以測(cè)量該表皮或真皮內(nèi)的相轉(zhuǎn)移，然而該偵測(cè)器及放射器的間隔一般在約1.0毫米至約15.0毫米的范圍(目前較佳為5.0毫米至約10毫米的間隔)以測(cè)量該皮下脂肪內(nèi)的相轉(zhuǎn)移。
在此所述的不同反饋裝置也可侵入性地利用。在某些情況下侵入性測(cè)量可提供更精確的數(shù)據(jù)，因此在此等情況下可能較佳。尤其是在使用侵入性裝置相關(guān)的一般缺點(diǎn)(例如，疼痛、不適)不存在的情況的情形。舉例來說，若為了某些理由處理對(duì)象在處理過程期間正處于全身麻醉，那么利用侵入性反饋裝置可能較佳，因?yàn)樵撎幚韺?duì)象不會(huì)意識(shí)到外加的疼痛且因?yàn)榭色@得更精準(zhǔn)的讀數(shù)。
為代替上述裝置或除了上述裝置，反饋信息可經(jīng)由醫(yī)療人員，經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)涉及該處理過程的其他人員，及/或經(jīng)由該處理對(duì)象本身提供。當(dāng)中此人員可采取的動(dòng)作為關(guān)閉該系統(tǒng)，調(diào)整一種或更多種操作條件或參數(shù)，及/或進(jìn)一步限制溫度降低。此等動(dòng)件可通過調(diào)整中心冷卻單元而產(chǎn)生作用，例如，經(jīng)由遠(yuǎn)距控制。此遠(yuǎn)距控制可經(jīng)由有線或無線連至該中心冷卻單元而連通該中心冷卻單元。
該處理對(duì)象、醫(yī)療人員或一個(gè)或更多個(gè)其他涉及該處理過程者也可交托以監(jiān)視不同的過程而判斷特定觀察的副作用(亦即，無法輕易通過裝置來計(jì)量的副作用)。此等觀察的副作用包括，但不限于疼痛、不適、恐懼、憂慮或惡心。
該皮下脂肪層的實(shí)質(zhì)冷卻(舉例來說，通過在皮膚表面冷卻至介于約-5癈與15癈之間的目標(biāo)溫度)有數(shù)個(gè)必備條件。以皮膚表面所取得的熱量建立該皮膚內(nèi)的溫度梯度，其依序地先冷卻該表皮、真皮而且最終為皮下脂肪層。真皮血流從體核將熱帶至該真皮。真皮血流因此可嚴(yán)格地限制該深層真皮及皮下脂肪的冷卻。因此，較佳為暫時(shí)地限制或消除皮膚的血流，舉例來說通過局部地施加比心臟壓縮的血液壓力大的壓力至該皮膚，同時(shí)進(jìn)行冷卻處理以達(dá)到皮下脂肪的減少。局部壓力可通過彈性物質(zhì)，例如外套或繃帶，來應(yīng)用及控制，該等彈性物質(zhì)或可經(jīng)調(diào)整以環(huán)繞該處理部位或接近該處理部位近端的區(qū)域。該外套可分段收縮，例如，拉緊在一起，或放松，或如所欲在處理的期間調(diào)節(jié)壓力。
于一個(gè)具體例中，該彈性物質(zhì)(例如，外套)由圖案(例如網(wǎng)眼圖案)構(gòu)成，該圖案能調(diào)節(jié)非均勻壓力施于應(yīng)用部位以有效抑制表面血流，其將增進(jìn)冷卻效率及本發(fā)明的不同反饋裝置所獲得的讀取值。局部化壓縮的圖案可取決于，舉例來說，皮膚硬度及真皮血液供應(yīng)的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)。于一個(gè)具體例中，最適的直徑介于該真皮厚度的約2至約5倍之間，或約2至約15毫米之間。
選擇彈性物質(zhì)的個(gè)別單纖維直徑使所施加的壓力不會(huì)引起損傷(例如，切削、表皮壞死)。于一個(gè)具體例中，最適的單纖維直徑為約1至約3毫米。該外套的個(gè)別單纖維可具有凸起，該凸起具有用于角度變形的預(yù)設(shè)彈簧常數(shù)，該彈簧常數(shù)被設(shè)成對(duì)皮膚的局部壓力是為受控制的。在該處理區(qū)域內(nèi)的單纖維可包含于(例如液體、氣體)內(nèi)具有冷卻劑循環(huán)的中空管狀結(jié)構(gòu)。該等單纖維也可含有監(jiān)視接近個(gè)別微處理部位內(nèi)的表面溫度的溫度測(cè)量元件(例如熱電偶、配線)。該彈性物質(zhì)(例如，外套)可進(jìn)一步包含溫度敏感性色標(biāo)，其通過指定顏色來指示該處理方法的效率或其他影響。在另一個(gè)具體例中，應(yīng)用該彈性物質(zhì)(例如，外套)以便在該應(yīng)用部位提供機(jī)械運(yùn)動(dòng)，藉以增進(jìn)脂肪組織的破裂。
一般的必備條件為該皮膚表面冷卻時(shí)間必須夠長(zhǎng)以允許熱從真皮及皮下脂肪層流出來，以達(dá)到相同的預(yù)期處理溫度。當(dāng)該皮下脂肪被冷卻至低于脂質(zhì)結(jié)晶化的溫度時(shí)，必須經(jīng)由擴(kuò)散移除這些脂質(zhì)凍結(jié)的潛熱。皮膚表面冷卻溫度及冷卻時(shí)間可經(jīng)調(diào)整以控制處理的深度，舉例來說皮下脂肪被影響所及的解剖學(xué)上的深度。熱擴(kuò)散是被動(dòng)過程，而且體核溫度總是密切接近37癈。因此，另一個(gè)一般必備條件為冷卻的期間該皮膚表面溫度必須比該區(qū)域的所欲處理目標(biāo)(例如，脂肪母細(xì)胞)的溫度低，且歷經(jīng)至少執(zhí)行冷卻的一部分時(shí)間。
當(dāng)冷卻直徑大于約2厘米的皮膚，而且沒有血流時(shí)，一維熱擴(kuò)散將提供用于評(píng)估冷卻期間隨時(shí)間經(jīng)過的皮膚溫度曲線圖的好方法。熱擴(kuò)散通過下列擴(kuò)散通式來決定，δT/δt＝κδ2T/δz2，其中T(z，t)是呈深度z及時(shí)間t的函數(shù)形式的皮膚溫度，而κ是熱擴(kuò)散系數(shù)，就皮膚組織而言其接近1.3×10-3cm2s-1。針對(duì)半無限厚板的平面幾何形狀已經(jīng)做出熱擴(kuò)散方程式的解及近似解，以逼近皮膚的情況。當(dāng)皮膚表面(z＝0)固定在指定的較低溫度時(shí)，有用的近似值為從深度z流出的熱需要將近t≌z2的時(shí)間來達(dá)到初始差值的一半溫差，其中t以秒為單位而且z以毫米為單位。因此，可將z2當(dāng)作熱時(shí)間系數(shù)的近似值。舉例來說，若初始皮膚溫度為30癈，而且0癈的冰穩(wěn)固地靠著皮膚表面放置，在1毫米深度的溫度需要約1秒來達(dá)到約15癈。皮下脂肪層通常在約z≌3毫米時(shí)開始，而且從數(shù)毫米到多達(dá)數(shù)厘米厚。從該皮下脂肪層頂部熱傳導(dǎo)的熱時(shí)間系數(shù)因此為約10秒。為了達(dá)到皮下脂肪的實(shí)質(zhì)冷卻，需要至少數(shù)個(gè)而且較佳地多于10個(gè)冷卻時(shí)間的熱時(shí)間系數(shù)。因此，就逼近冷卻皮膚表面溫度的皮下脂肪最上面部分的溫度而言，在沒有真皮血流的情形下，皮膚表面必須維持約30至100秒的冷卻。當(dāng)脂肪溫度滑落到低于結(jié)晶化的溫度時(shí)，上述的脂質(zhì)結(jié)晶化潛熱也必須移除。因此一般需要冷卻時(shí)間超過1分鐘，而且可使用大于約1分鐘的冷卻時(shí)間來調(diào)整受影響的脂肪母細(xì)胞深度，歷經(jīng)長(zhǎng)達(dá)大于1小時(shí)的時(shí)間。
因此，在另一具體例中，在足以引發(fā)血管收縮的速率下冷卻該真皮。在該真皮內(nèi)的血液循環(huán)使接近體溫的真皮溫度安定化。為了將皮下脂肪組織冷卻至低于體溫的溫度，可使血流減至最少。該表皮表面的快速冷卻可達(dá)到以適當(dāng)方式限制血液循環(huán)的反射性血管收縮。
在另一具體例中，投予血管收縮藥物以引發(fā)血管收縮。血管收縮藥物，舉例來說，可局部應(yīng)用于該冷卻劑應(yīng)用之前、之后或期間的接觸點(diǎn)。必要的話，可透過傳統(tǒng)方法，例如注射或口服投予提供血管收縮藥物的全身性投予。該血管收縮藥物可為此技藝中任何已知者。較佳地，該血管收縮藥物為EMLA乳霜或腎上腺素。
在另一具體例中，對(duì)表面施加壓力，無論在與該冷卻劑接觸的點(diǎn)或在其近端，以限制側(cè)向血流。舉例來說，可將該皮膚表面壓縮成包含單一或多重褶層的皮褶而對(duì)皮膚表面施加壓力。也可在與該冷卻劑的接觸點(diǎn)或其近端施加真空而施加壓力。
不欲受理論所限制，咸相信富含脂質(zhì)細(xì)胞中的晶體形成速率可在該冷卻過程的期間施加壓力而改變?？焖俳Y(jié)晶化將比緩慢累積晶體對(duì)該富含脂質(zhì)細(xì)胞造成更大的損傷。而且咸相信壓力的施加可迫使該富含脂質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的晶體移動(dòng)，增進(jìn)對(duì)該雙層膜的損傷。再者，該皮下脂肪組織的不同區(qū)間具有不同的黏度。大體上，較冷的溫度將增進(jìn)黏度(例如，特別接近相變化點(diǎn)者)。因?yàn)楦缓|(zhì)細(xì)胞的相變化在比非富含脂質(zhì)細(xì)胞高的溫度發(fā)生，所以壓力的施加將在該皮下脂肪組織內(nèi)形成不均勻的張力線。咸相信這些張力線內(nèi)將產(chǎn)生顯著的損傷。
在另一形態(tài)中，該真皮及/或表皮的溫度在35癈與-15癈之間振蕩。更佳地，該真皮及/或表皮的溫度在-10癈與10癈之間振蕩。又更佳地，該真皮及/或表皮的溫度在-8癈與8癈之間振蕩。皮膚表面的振蕩溫度可提供間歇性暖化而抵消該冷卻過程的潛在副作用(例如該真皮或表皮細(xì)胞中的晶體形成)。
在另一形態(tài)中，該冷卻劑的應(yīng)用結(jié)合定位在真皮及/或表皮中的電場(chǎng)或聲波場(chǎng)應(yīng)用(或恒定，或隨時(shí)間而振蕩)，以減少或消除其中的晶體形成。
圖1A舉例說明根據(jù)本發(fā)明的具體例冷卻目標(biāo)區(qū)域的處理系統(tǒng)100。如圖1A所示，處理系統(tǒng)100可包括控制單元105及處理單元107，其可包括冷卻/加熱元件110及處理界面115。
控制單元105可包括電源供應(yīng)器，舉例來說，控制單元可連至用于將電力供應(yīng)給處理單元107的電源供應(yīng)器?？刂茊卧?05也可包括計(jì)算裝置，其具有控制硬體及/或軟體，來根據(jù)輸入性質(zhì)及/或參數(shù)，而控制冷卻/加熱元件110及處理界面115。處理界面115可包括偵測(cè)器120。
圖1B為舉例說明根據(jù)本發(fā)明的具體例的控制單元105結(jié)構(gòu)的圖形。如圖1B所示，控制單元105可包含計(jì)算裝置125，其可為一般用途的電腦(例如個(gè)人電腦(PC))、工作站及主機(jī)電腦系統(tǒng)等。計(jì)算裝置125可包括處理裝置(或中央處理單元「CPU」)130、記憶裝置135、儲(chǔ)存裝置140、使用者界面145、系統(tǒng)匯流排150及通訊界面155。CPU 130可為用于進(jìn)行指令及處理數(shù)據(jù)等任何類型的處理裝置。記憶裝置135可為包括任何一種或更多種隨機(jī)存取記憶體(「RAM」)、唯讀記憶體(「ROM」)、快閃記憶體及可電力抹除的可編程唯讀記憶體(「EEPROM」)等任何類型的記憶裝置。儲(chǔ)存裝置140可為用于讀取/寫入自/至任何可移除式及/或整合光學(xué)、磁性及/或光磁儲(chǔ)存媒介等的任何數(shù)據(jù)儲(chǔ)存裝置(例如，硬碟、光碟唯讀記憶體「CD-ROM」、可覆寫式CD「CD-RW」、數(shù)位化多功能光碟-ROM「DVD-ROM」及DVD-RW等)。儲(chǔ)存裝置140也可包括用于連至系統(tǒng)匯流排150的控制器/界面(未顯示)。因此，記憶裝置135及儲(chǔ)存裝置140適于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)及用于指示程式運(yùn)行在CPU130執(zhí)行。使用者界面145可包括觸控式螢?zāi)弧⒖刂泼姘?、鍵盤、小型鍵板(keypad)、顯示器或任何其他類型的界面，其可透過對(duì)應(yīng)的輸入/輸出裝置界面/接收器(未顯示)連至系統(tǒng)匯流排150。通訊界面155可經(jīng)改造而連通任何類型的外部裝置，其包括處理單元107。通訊界面155可進(jìn)一步改造而連通任何系統(tǒng)或網(wǎng)路(未顯示)，例如區(qū)域網(wǎng)路(「LAN」)、廣域網(wǎng)路(「WAN」)及網(wǎng)際網(wǎng)路等的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算裝置。界面155可直接連到系統(tǒng)匯流排150，或可透過適當(dāng)界面(未顯示)連結(jié)?？刂茊卧?05可由此，由其本身及/或聯(lián)合一種或更多種額外裝置(其可包括用于控制根據(jù)本發(fā)明的處理單元107的演繹系統(tǒng))，來提供執(zhí)行處理?？刂茊卧?05可寫入程式或接受指令以根據(jù)任何通訊協(xié)定，在任何平臺(tái)上編寫程式的語言，來執(zhí)行這些程序。因此，該等程序可以數(shù)據(jù)及指令的具體形式儲(chǔ)存在記憶裝置135及/或儲(chǔ)存裝置140中或在界面155及/或使用者界面145處接收，以在CPU 130上執(zhí)行。
再回來對(duì)照?qǐng)D1A，處理單元107可為手持式裝置及自動(dòng)化裝置等。冷卻/加熱元件110可包括任何類型的冷卻/加熱零件，例如電熱式冷卻器等。
圖1C為顯示根據(jù)本發(fā)明的具體例的冷卻/加熱元件110的圖形。如圖1C所示，冷卻/加熱元件110可包括冷卻/加熱流體流動(dòng)的通道網(wǎng)絡(luò)。該等通道可通過任何熱導(dǎo)管等形成。該冷卻/加熱流體可通過輸入口175導(dǎo)入元件110并且通過輸出口180排出。該冷卻/加熱流體可為具有經(jīng)控制的溫度的任何流體，例如冷卻的空氣/氣體或液體。舉例來說，使用其為冰或凍結(jié)的二氧化碳冷卻的鹽水或丙酮浴可用作泵送通過元件110的冷卻液體來源。如此可形成循環(huán)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，在輸出口180排出的流體在流體來源處再度冷卻，而且再度導(dǎo)入輸入口175。該流體來源及/或元件110的溫度(其可包括冷卻流體被泵抽通過元件110的速率)，可通過控制單元105來監(jiān)視且控制。因此，冷卻/加熱元件110的溫度可使用控制單元105來控制或程式化。如圖1C進(jìn)一步所示的，元件110的區(qū)域之間可以有溫差ΔT。舉例來說，在處理的期間來自該目標(biāo)組織的熱可轉(zhuǎn)移至該冷卻流體，造成接近輸出口180的流體具有比接近輸入口175的冷卻流體更高的溫度。此ΔT可通過滅小元件110的尺寸而減小。根據(jù)本發(fā)明的具體例，該元件110中的通道結(jié)構(gòu)及元件110對(duì)應(yīng)于目標(biāo)組織的應(yīng)用可考量處理不同組織目標(biāo)所需的任何溫度差異。舉例來說，接近出口180的元件110區(qū)域可應(yīng)用于需要較高處理溫度的處理區(qū)域等等。元件110的通道可，因此，根據(jù)需要不同處理溫度的目標(biāo)組織的尺寸、外形及形成等建構(gòu)。冷卻/加熱流體也可以脈沖的方式泵抽通過元件110。
再回來對(duì)照?qǐng)D1A，處理界面115可為介于冷卻/加熱元件110與表皮160間，用于使該表皮160、真皮165及脂肪細(xì)胞170達(dá)到處理目的的任何類型的界面。舉例來說，處理界面115可包括冷卻(傳導(dǎo)性)板、填滿冷卻流體的容器、自由成形膜(用于具有不平整表皮的補(bǔ)償界面)及凸面冷卻元件(舉例來說，如圖3所示)等。較佳地，處理界面115包含與表皮160互補(bǔ)的導(dǎo)熱性材料，其用于最大化冷卻/加熱元件110與該表皮160、真皮165及/或脂肪細(xì)胞170之間的熱轉(zhuǎn)移。舉例來說，處理界面115可為填滿冷卻流體的容器或膜，使得冷卻流體的脈沖流所引起的冷卻元件110壓力變化可轉(zhuǎn)移至該目標(biāo)組織。再者，處理界面115可簡(jiǎn)單地為冷卻/加熱流體可直接施于該目標(biāo)組織(表皮160、真皮及脂肪細(xì)胞170)的腔室，舉例來說通過使用噴霧裝置等。
偵測(cè)器120可為溫度監(jiān)視器，舉例來說，熱電偶及電熱調(diào)節(jié)器等。偵測(cè)器120可包括用于監(jiān)視組織冷卻的任何熱電偶類型，包括T、E、J、K、G、C、D、R、S、B型。偵測(cè)器120也可包括電熱調(diào)節(jié)器，其可包含熱敏性電阻器，其電阻隨著溫度的變化而改變。電熱調(diào)節(jié)器的使用可能因?yàn)槠潇`敏度而特別有利。根據(jù)本發(fā)明的具體例，可使用具有大的負(fù)阻抗溫度系數(shù)(「NTC」)的電熱調(diào)節(jié)器。較佳地，用于偵測(cè)器120的電熱調(diào)節(jié)器可具有包括約-15癈至40癈范圍的作業(yè)溫度。再者，偵測(cè)器120可包括具有聚合物或陶瓷主動(dòng)元件的電熱調(diào)節(jié)器。陶瓷電熱調(diào)節(jié)器可能最佳，因?yàn)樘沾呻姛嵴{(diào)節(jié)器對(duì)溫度的測(cè)量值有最高重復(fù)再現(xiàn)性。用于偵測(cè)器120的電熱調(diào)節(jié)器可封裝在例如玻璃等的保護(hù)性材料中。當(dāng)然，也可隨所欲的尺寸、幾何形狀及溫度解析度而使用不同的其他溫度監(jiān)視裝置。偵測(cè)器120也可包含可用于測(cè)量皮膚表面區(qū)域的電阻的電極。類似該表皮或真皮的表面皮膚結(jié)構(gòu)內(nèi)的冰形成會(huì)造成提高的電阻。此作用可用于監(jiān)視該真皮內(nèi)的冰形成。偵測(cè)器120可進(jìn)一步由數(shù)個(gè)測(cè)量方法的組合組成。
偵測(cè)器120可因此，特別是從該表皮160、真皮165及/或脂肪細(xì)胞170取得溫度信息，作為控制單元105的反饋信息。所偵測(cè)到的溫度信息可以所輸入的性質(zhì)及/或參數(shù)為基礎(chǔ)通過控制單元105來分析。舉例來說，脂肪細(xì)胞170的溫度可通過以偵測(cè)器120所偵測(cè)到的表皮160溫度為基礎(chǔ)的計(jì)算而判定。因此，處理系統(tǒng)100可非侵入性地測(cè)量脂肪細(xì)胞170的溫度。此信息可接著經(jīng)由控制單元105用于連續(xù)反饋控制處理單元107，舉例來說，通過調(diào)整冷卻/加熱元件110及處理界面115的能量/溫度，從而維持目標(biāo)脂肪細(xì)胞170的最適處理溫度，同時(shí)使周遭的表皮160及真皮165完好無缺。如上所述，該冷卻/加熱元件110可提供在約-10癈至42癈范圍的可調(diào)整溫度。自動(dòng)溫度測(cè)量及控制順序可重復(fù)進(jìn)行以維持此等溫度范圍直到程序完成為止。
應(yīng)注意的是，經(jīng)由冷卻富含脂質(zhì)細(xì)胞來減少脂肪組織在組織冷卻時(shí)伴隨有物理操縱(舉例來說，按摩該目標(biāo)組織)時(shí)可能又更有效。根據(jù)本發(fā)明的具體例，處理單元107可包括組織按摩裝置，例如振蕩裝置等?；蛘呖稍谔幚韱卧?07內(nèi)使用壓電換能器以提供該冷卻/加熱元件107的機(jī)械振蕩或運(yùn)動(dòng)。偵測(cè)器120可包括用于偵測(cè)皮膚黏度變化的反饋裝置，以監(jiān)視處理成效及/或防止對(duì)周遭組織的任何損傷。舉例來說，可使用振蕩偵測(cè)裝置來偵測(cè)受到處理單元107中含有的振蕩裝置所機(jī)械移動(dòng)或振蕩的目標(biāo)組織(或周遭組織)的任何共振頻率變化，其可指示組織黏度的變化。
為了進(jìn)一步確保該表皮160及/或真皮165不會(huì)受到冷卻處理所損傷，可使用光學(xué)偵測(cè)器/反饋裝置來監(jiān)視該表皮的光學(xué)性質(zhì)變化(若冰形成發(fā)生的話有增強(qiáng)的散射)；可使用電反饋裝置來監(jiān)視該表皮中的冰形成所引起的表皮電阻抗變化；及/或可使用超音波反饋裝置來監(jiān)視皮膚中的冰形成(實(shí)質(zhì)上要避免)。任何此類裝置都可包括信號(hào)控制單元105以停止或調(diào)整處理以防止皮膚損傷。
根據(jù)本發(fā)明的具體例，處理系統(tǒng)100可包括許多結(jié)構(gòu)及儀器。控制單元105可包括經(jīng)設(shè)計(jì)用于不同類型程序、結(jié)構(gòu)及/或儀器的演繹系統(tǒng)。
如圖1D所示，處理系統(tǒng)100可包括探針控制器175及用于脂肪細(xì)胞170的最小侵入性溫度測(cè)量的探針180。有利地，探針180能夠測(cè)量更精確的脂肪細(xì)胞170溫度，從而增進(jìn)處理單元107的控制及增進(jìn)處理成效。
應(yīng)注意處理系統(tǒng)100可遠(yuǎn)距地控制。舉例來說，控制單元105與處理單元107之間的連結(jié)可為遠(yuǎn)距連結(jié)(有線或無線)，以提供控制單元105對(duì)冷卻/加熱元件110、處理界面115、探針控制器175及探針180的遠(yuǎn)距控制。
盡管上述的例示性處理系統(tǒng)100是為了例示適合與本發(fā)明一起使用的基本組件，但是所示的結(jié)構(gòu)應(yīng)不得視為限制性，因?yàn)樵撚搀w結(jié)構(gòu)的許多變化都可行而不會(huì)悖離本發(fā)明。
圖2A舉例說明根據(jù)本發(fā)明的具體例，通過折疊目標(biāo)組織而冷卻脂肪細(xì)胞170的處理系統(tǒng)200。如圖2A所示，處理系統(tǒng)200可包括偶合至壓縮單元205且位在兩側(cè)的相應(yīng)控制單元105及處理單元107。壓縮單元205可設(shè)計(jì)成能連同處理單元107一起拉起，從而折起(或「夾起」)處理單元107中間的目標(biāo)組織(表皮160、真皮165及脂肪細(xì)胞170)。如上所述，在該目標(biāo)組織任一側(cè)的個(gè)別處理單元107的處理界面115因此可以較大的成效自多側(cè)冷卻脂肪細(xì)胞170。偵測(cè)器120可包括在內(nèi)以測(cè)量并且監(jiān)視該目標(biāo)組織的溫度。如圖2A所示，可連結(jié)控制單元105以形成整合系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的具體例，系統(tǒng)200的不同組件可使用任何數(shù)目的控制單元來控制。
如之前所述的，目標(biāo)組織的物理按摩可增進(jìn)冷卻處理的成效。根據(jù)本發(fā)明的具體例，壓縮單元205可改變使處理單元107圍著目標(biāo)組織(表皮160、真皮165及脂肪細(xì)胞170)一起拉起的作用力。舉例來說，壓縮單元205可施加交替性地緊縮及放松該目標(biāo)組織的折皺(或「夾緊」)的脈沖力。對(duì)該緊縮的抵抗可進(jìn)一步加以監(jiān)視以偵測(cè)該目標(biāo)組織的特性(舉例來說，黏度)的任何變化，而且由此確保該處理的成效及安全性。
圖2B舉例說明具有類似于圖1C所示用于脂肪細(xì)胞170的最小侵入性溫度測(cè)量的系統(tǒng)100的探針180的系統(tǒng)200。如上所述，探針180能夠測(cè)量脂肪細(xì)胞170更精確的溫度，從而增進(jìn)處理單元107的控制及增進(jìn)處理成效。
圖3A及3B為顯示根據(jù)本發(fā)明的具體例的處理系統(tǒng)300。如圖3A所示，系統(tǒng)300可包括抽取單元305，而且處理單元107可包括處理界面115，該處理界面115具有曲面(例如形成圓頂)，來形成并且包含腔室310于該表皮160上方。如圖3B所示，抽取單元305可經(jīng)致動(dòng)以將來自腔室310的空氣或液體冷卻劑抽至處理單元107，使得目標(biāo)組織(表皮160、真皮165及脂肪細(xì)胞170)被拉起與處理界面115接觸。有利地，為了更有效的冷卻，處理界面115可環(huán)繞著目標(biāo)脂肪細(xì)胞170。處理界面115可由固體硬性或軟性材料(例如，膜)組成，其與皮膚或在該皮膚表面與該處理單元之間的熱偶合劑接觸。該界面115的表面也可具有多個(gè)連至抽取單元305的開口。該皮膚部分地進(jìn)入這些多個(gè)開口中，其可增加表皮160與該處理界面熱接觸的的總表面積(例如，該皮膚的拉伸)。該皮膚的拉伸將減少該表皮及真皮的厚度，促進(jìn)該脂肪170的冷卻。如以上所述并對(duì)照?qǐng)D1A、1C、2A及2B，在處理的期間用于監(jiān)視組織溫度的處理系統(tǒng)300中可包括許多偵測(cè)器120及/或探針180，其詳細(xì)說明在此不再重復(fù)。
圖4舉例說明根據(jù)本發(fā)明的具體例的處理系統(tǒng)400。如圖4所示，抽取單元305可連至處理界面115周圍的環(huán)狀開口，使得抽取單元305被致動(dòng)時(shí)，可與處理界面115周圍的表皮160形成抽取密封410。結(jié)果，可在處理界面115處對(duì)隔離的目標(biāo)組織區(qū)域進(jìn)行處理。有利地，該受試對(duì)象或身體部分可浸在暖浴中而且可不引響在界面115處的處理。結(jié)果，可增加處理面積，同時(shí)環(huán)繞的暖和環(huán)境可防止全身性體溫過低。
圖5A及5B為顯示根據(jù)本發(fā)明的具體例的處理系統(tǒng)500。如圖5A及5B所示，處理系統(tǒng)500可在目標(biāo)組織塊515周圍形成帶狀(或圓柱狀)。處理系統(tǒng)500可包含任何軟性或剛性材料。如圖5B所示，冷卻/加熱流體可經(jīng)由輸入口175及輸出口180通過處理系統(tǒng)500泵抽。冷卻/加熱元件110可通過內(nèi)部容器或通道網(wǎng)絡(luò)形成，例如管道等。目標(biāo)組織塊515的熱轉(zhuǎn)移可經(jīng)由處理界面115來執(zhí)行，該處理界面115可包括任何導(dǎo)熱材料。處理系統(tǒng)500可進(jìn)一步包括用于扣緊并且纏繞在組織塊515周圍的扣緊機(jī)構(gòu)510，例如鉤狀及環(huán)狀扣件等。再者，處理界面115可包括軟性材料，使得透過處理系統(tǒng)500泵抽的冷卻流體的壓力可轉(zhuǎn)移至該目標(biāo)組織515。舉例來說，對(duì)照?qǐng)D5A，處理系統(tǒng)500可對(duì)目標(biāo)組織塊515施加向內(nèi)的壓力。目標(biāo)組織塊515可為受試對(duì)象的任何區(qū)段、身體部分或四肢。舉例來說，目標(biāo)組織塊515可為受試對(duì)象的手臂、大腿或小腿及腰部等。系統(tǒng)500中的冷卻流體壓力及流動(dòng)可通過控制單元105來控制至最適處理溫度及/或壓力。組織塊515周圍的緊密貼合及提高的向內(nèi)壓力也可允許該受試對(duì)象浸在暖浴中。如之前所述的，流體流動(dòng)可為脈沖流。
本發(fā)明進(jìn)一步地通過下列例示性、非限制實(shí)施例的方式作說明，其提供對(duì)本發(fā)明的及其多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)更好的理解。
實(shí)施例 實(shí)施例1 通過受控制的活體內(nèi)冷卻選擇性損害脂肪組織 本發(fā)明的方法在白色6個(gè)月大的雌性Hanford小型豬(「I號(hào)豬」)及黑色6個(gè)月大的雌性Yucatan小型豬(「II號(hào)豬」)中進(jìn)行。使用泰拉瑞(Telazol)/二甲苯胺噻嗪(Xylazine)(4.4毫克/公斤-肌肉內(nèi)注射(im)+2.2毫克/公斤-肌肉內(nèi)注射)將小型豬麻醉。僅在注射性麻醉劑無法提供足夠的驅(qū)干鎮(zhèn)痛作用時(shí)，才使用通過面罩傳送吸入性麻醉劑(Halothane或Isoflurane(1.5至3.0％)與氧(3.0公升/分鐘)并以F-Air濾毒罐過濾。通過將墨汁(India Ink)施于各試驗(yàn)部位的角落而以小刺青標(biāo)記數(shù)個(gè)試驗(yàn)部位。標(biāo)記該等試驗(yàn)部位之后，使用圖1A所述的冷卻裝置來執(zhí)行冷暴露。該處理界面的面積為內(nèi)建溫度感應(yīng)器的2x4平方厘米大小的平坦面積。該界面與熱電冷卻器熱接觸，其通過控制單元作電子調(diào)整，使得該界面的表面溫度保持固定在預(yù)設(shè)的溫度。在該冷暴露的期間，該冷卻裝置以微小壓力至中等壓力應(yīng)用于皮膚，該壓力不會(huì)造成血流的顯著機(jī)械壓縮。將該冷卻元件應(yīng)用于皮膚而未對(duì)表面情況進(jìn)行任何操縱。
試驗(yàn)預(yù)設(shè)冷卻界面溫度與暴露時(shí)間的不同組合。就某些部位而言，在該皮膚與該冷卻界面之間施加導(dǎo)熱性乳液。此導(dǎo)熱性乳液主要由甘油組成。觀察I號(hào)豬61天直到獲得所有試驗(yàn)的切除性切片(excisionbiopsie)，犧牲該豬只。試驗(yàn)部位C在第2天獲得額外的穿刺活體切片。
處理該等切片以供慣用的光學(xué)顯微鏡使用而且以蘇木精(Hematoxylin)與曙紅(Eosin)染色。所指示的溫度為所應(yīng)用的冷卻元件的溫度。表1描述該冷卻應(yīng)用的參數(shù)及I號(hào)豬不同部位所獲得的結(jié)果 表1 觀察II號(hào)豬50天直到獲得所有試驗(yàn)的切除性切片，犧牲豬只。試驗(yàn)部位E在第17天獲得額外的局部切片。如上述處理該等切片以供慣用的光學(xué)顯微鏡用而且以蘇木精與曙紅染色。所指示的溫度為所應(yīng)用的冷卻元件的溫度。表2描述該冷卻應(yīng)用的參數(shù)及II號(hào)豬不同部位所獲得的結(jié)果。
表2 圖6描述經(jīng)17天暴露之后，II號(hào)豬試驗(yàn)部位D、E及F的皮膚表面影像。在1(符合試驗(yàn)部位D)及2(符合試驗(yàn)部位E)處可見到符合冷暴露部位的凹陷。在這些試驗(yàn)部位并未見到不正常的表皮變化。在符合試驗(yàn)部位F的3處，應(yīng)用侵略性冷卻法，對(duì)表皮的損傷明顯(例如，顏色喪失而且中央有痂形成)。
圖7描述在-9癈冷暴露5分鐘之后17天，自冷暴露部位下方區(qū)域取得的樣品中試驗(yàn)部位E的組織學(xué)(II號(hào)豬)。圖7A描述低倍率放大(1.25x)而且圖7B描述相同試片以中等倍率放大(5x)的特寫照片。顯示出該表皮701、真皮702及皮下脂肪703及肌肉層704。該組織學(xué)顯露出皮下脂肪703內(nèi)的小葉性及隔膜性脂膜炎的征候，其為脂肪組織的發(fā)炎現(xiàn)象。脂肪細(xì)胞的平均尺寸比未暴露區(qū)域小。該表皮、真皮或肌肉層中未見到組織變化的證據(jù)。
皮下脂肪組織的減少得通過該精確冷卻部位的皮膚表面內(nèi)的臨床凹陷觀察及通過組織學(xué)(蘇木精與曙紅染色法)來證實(shí)。圖8A、B、C、D、E及F描述試驗(yàn)部位C(圖8A及8B)、試驗(yàn)部位E(圖8C及8D)及試驗(yàn)部位F(圖8E及8F)暴露之后50天的組織學(xué)的2.5x低倍率放大(圖8A、8C、及8E)及5x中等倍率放大(圖8B、8D、及8F)。該表皮801及真皮802在試驗(yàn)部位C及E中未損傷，同時(shí)應(yīng)用于試驗(yàn)部位F的更具侵略性的冷卻法將造成表皮及真皮的損傷(例如，可見到疤形成及發(fā)炎現(xiàn)象)。皮下脂肪803顯示減小的脂肪母細(xì)胞尺寸及結(jié)構(gòu)變化(例如，脂肪細(xì)胞層明顯凝結(jié)，該凝結(jié)脂肪層中包括有纖維隔膜(fibrousseptae))。由于應(yīng)用于試驗(yàn)部位F的侵略性冷卻法的結(jié)果，整個(gè)層幾乎都被移除，只留下一些殘余的脂肪細(xì)胞簇。因此，在應(yīng)用侵略性冷卻法的地方(試驗(yàn)部位F)該表皮及真皮中將見到非選擇性且顯著的損傷。
綜上所述，結(jié)果證明皮下脂肪組織的選擇性破壞可使用本發(fā)明的冷卻法達(dá)到而不會(huì)引起該表皮及真皮的損傷。
執(zhí)行配合足以停止皮膚血流的壓力在-7癈冷卻皮膚表面期間的溫度測(cè)量，以舉例說明在活豬只中冷卻的時(shí)間依賴性及深度依賴性。使用插在0、2、4及8毫米深度的熱電偶來記錄溫度。盡管本實(shí)驗(yàn)的條件并不理想(皮膚冷卻器并未嚴(yán)格地將表面維持在-7癈)，但是很清楚地該真皮(2毫米)及脂肪(4毫米、8毫米)的冷卻大體上如預(yù)期進(jìn)行(參見例如，圖10)。
實(shí)施例2 不同組織深度的溫度曲線測(cè)量 此研究使用6個(gè)月大雌性黑色無毛Yucatan迷你豬(密蘇里州，哥倫比亞，Sinclair研究中心)來執(zhí)行。該豬使用蘇木精/曙紅(4.4毫米/公斤-肌肉內(nèi)注射+2.2毫克/公斤-肌肉內(nèi)注射)來麻醉。僅在注射性麻醉劑無法提供足夠的驅(qū)干鎮(zhèn)痛作用時(shí)，才使用通過面罩傳送吸入性麻醉劑(Halothane或Isoflurane(1.5至3.0％)與氧(3.0公升/分鐘)并以F-Air濾毒罐過濾。通過將墨汁施于各試驗(yàn)部位的角落而以小刺青標(biāo)記數(shù)個(gè)試驗(yàn)部位。以附接至熱交換器的凸圓銅板來執(zhí)行冷暴露，該熱交換器通過調(diào)整至-7癈 的循環(huán)冷卻劑冷卻)。暴露時(shí)間介于600至1200秒。表3描述該冷卻應(yīng)用的參數(shù)及在III號(hào)豬的不同部位獲得的結(jié)果。該冷卻板具有3個(gè)直徑將近1毫米的中心開口，透過其來放置熱電偶以監(jiān)視冷暴露期間該組織不同深度的溫度曲線。在冷暴露的期間，將該冷暴露裝置如圖9所示，牢固地固定于試驗(yàn)部位。分兩個(gè)不同實(shí)驗(yàn)日?qǐng)?zhí)行冷暴露，間隔一周。在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)日冷暴露的期間偶爾移開熱電偶，導(dǎo)致該熱電偶深度測(cè)量有0.5毫米變異性。另一組熱電偶暴露配合最小至沒有熱電偶深度變異性在定義明確的深度處在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)日?qǐng)?zhí)行。試驗(yàn)部位1、2、3、7、11及12的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)日的熱電偶位置為2.5、4.5及10毫米深度(+/-0.5毫米)。試驗(yàn)部位14、15、16及18在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)日在2、4及8毫米熱電偶深度處處理，配合最小至沒有位移。由于冷暴露期間的組織壓縮，該熱電偶深度某程度的變異性可能仍會(huì)出現(xiàn)。使用含有二醇的溶液來確認(rèn)皮膚表面處的良好熱接觸。處理之后觀察該豬只3.5個(gè)月，直到犧牲為止而且采集試驗(yàn)部位的組織以供分析。表3描述該冷卻應(yīng)用的參數(shù)及III號(hào)豬不同部位獲得的結(jié)果 表3 將該等試驗(yàn)部位暴露于設(shè)定在-7癈的冷卻劑溫度的裝置并且暴露600至1200秒。通過觸診法來測(cè)定時(shí)，該真皮在冷暴露之后即硬化，而且暴露之后將近1分鐘，當(dāng)其返回常溫時(shí)將變黏。暴露數(shù)分鐘之后以偏光放大器鏡頭的特寫照片檢查證明沒有表皮損傷或改變。沒有水泡形成而且尼氏征候(Nikolsky-sign)是陰性的。在整個(gè)生存期間都沒有表皮的凈損傷。沒有觀察到壓碎、起泡或顯著顏色變化。有些試驗(yàn)部位顯示小量增加的表皮色素形成。在數(shù)個(gè)月之后此輕微的色素過少可通過輕輕摩擦該表皮而移除。
熱電偶的溫度測(cè)量取決于深度、身體位置及冷卻應(yīng)用的壓力。有關(guān)不同的試驗(yàn)部位在冷暴露期間不同組織深度的溫度圖顯示于圖10A至J而且另外總結(jié)于表3。就某些試驗(yàn)部位而言，有觀察到可能與附近血管有關(guān)的溫度振蕩。由于該熱電偶的移動(dòng)或錯(cuò)置有些溫度圖不考慮(表3中標(biāo)識(shí)的「錯(cuò)誤」)。該真皮或表面脂肪深層內(nèi)的溫度在-2癈至-4癈范圍內(nèi)。4至5毫米深度內(nèi)的溫度在約0癈至7癈范圍內(nèi)，取決于接觸壓力及解剖學(xué)上的區(qū)域。此位置證實(shí)不同溫度圖的高變異性。在8至10毫米深度內(nèi)的溫度，其對(duì)應(yīng)該皮下脂肪層內(nèi)的深度，具有在7癈至24癈范圍內(nèi)的溫度。
控制組(部位9)及冷暴露部位(部位8)(-7癈，600秒)的組織學(xué)在暴露之后6天獲得而且由皮膚病理?？漆t(yī)師來分析。下文將說明控制組及冷暴露部位 兩個(gè)樣品的表皮是正常的而且顯示具有正常厚度的簍狀交織的角質(zhì)層，與控制組相比為正常的網(wǎng)狀脊(rete ridge)。在該冷暴露的部位內(nèi)有輕微周圍淋巴細(xì)胞浸潤出現(xiàn)。但是兩個(gè)樣品中絲毫都沒有血管炎的征候。
該控制組皮下脂肪顯示正常的形態(tài)學(xué)。經(jīng)冷暴露的部位的皮下脂肪顯示清楚的小葉性及隔膜性脂膜炎的征候。大部分脂肪母細(xì)胞都包圍有淋巴細(xì)胞浸潤，偶爾有含巨噬細(xì)胞的脂質(zhì)。該皮下隔膜的厚度將會(huì)增加。出現(xiàn)輕微血管變化，但是沒有血管炎的征候。在冷暴露三個(gè)半月之后犧牲豬只，且對(duì)選定部位進(jìn)行20百萬赫茲超聲波成像后，全厚度切除并收集暴露部位的組織。該活體內(nèi)的超音波影像清楚地證實(shí)在皮膚冷卻處理區(qū)域中的脂肪組織喪失相比照未經(jīng)冷暴露的周圍組織的關(guān)系。經(jīng)冷暴露3.5個(gè)月之后活體內(nèi)的超音波影像顯示在圖11中。
所得的組織經(jīng)巨觀地切開該試驗(yàn)部位而且經(jīng)由巨觀組織剖面拍攝影像。部位1、3、11、12及18的巨觀剖面顯示在圖13A至E中。就所有冷暴露部位相對(duì)于未經(jīng)冷暴露的相鄰脂肪層觀察該皮下脂肪層厚度的減少。巨觀剖面圖完全符合該等超音波影像?？山缍ǔ鲈撈は轮緝?nèi)的兩個(gè)不同區(qū)間，表面脂肪層及深脂肪層。該表面脂肪層的厚度在冷卻處理的部位急遽地減小，而該深脂肪層卻沒有顯著變化。有一些試驗(yàn)部位在試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)部相對(duì)于外界的表面脂肪層的減少百分比列在表3中。就冷暴露部位1、11、12及18觀察該皮下脂肪層的變化。在該評(píng)估試驗(yàn)部位內(nèi)的表面脂肪層厚度平均減少量為47％。就未經(jīng)暴露的控制側(cè)而言，在任一脂肪層中都沒發(fā)現(xiàn)顯著的厚度減少。
這些實(shí)施例確認(rèn)豬模型中可通過指定范圍的外部冷卻溫度及暴露時(shí)間達(dá)到該皮下脂肪組織的選擇性破壞，而對(duì)表皮及真皮沒有顯著的損傷。皮下脂肪的移除也可通過經(jīng)處理的皮膚表面的明顯凹陷來證實(shí)，其正好與該冷暴露相符，而且與犧牲之后通過超音波及巨觀剖面的冷暴露部位相關(guān)的脂肪層測(cè)量相符。在冷暴露之后6天，觀察到明顯的組織變化，其對(duì)于該皮下脂肪組織具有選擇性。觀察到組織學(xué)上顯示脂肪細(xì)胞縮小的脂層炎。有證據(jù)顯示對(duì)冷卻的反應(yīng)可隨不同部位變動(dòng)，而且越近表面的脂肪層受組織喪失影響比該較深脂肪層多。而III號(hào)豬的結(jié)果暗示在表面脂肪層相對(duì)于該較深層有增進(jìn)的脂肪移除。關(guān)于此的解釋為a)由于梯度的關(guān)系該表面脂肪層暴露在較冷的溫度及/或b)豬中的較深脂肪層可能較不容易被選擇性冷卻損傷。
圖9描述用于III號(hào)豬的冷暴露的裝置影像。使該冷卻銅板91與皮膚接觸。通過插入該組織不同深度的熱電偶92來測(cè)量冷暴露的期間該皮膚內(nèi)的溫度曲線。該裝置裝載有彈簧93以提供該冷暴露期間的壓力。
圖10描述III號(hào)豬不同試驗(yàn)部位的冷暴露期間不同深度中的溫度曲線10A(部位1)、10B(部位2)、10C(部位7)、10D(部位11)、10E(部位12)、10F(部位13)、10G(部位14)、10H(部位15)、10I(部位16)及10J(部位18)。不同深度的溫度以T3-E(表面)、T0-B(2至2.5毫米)、T1-C(4至5毫米)及T2-D(8至10毫米)標(biāo)識(shí)。
圖11描述暴露之后3.5個(gè)月拍攝的試驗(yàn)部位11的超音波影像。該片段1105在該冷暴露區(qū)域外面，片段1106在該冷暴露區(qū)域內(nèi)。該真皮1102可與該脂肪層1103及該肌肉層1104作清楚地區(qū)分。在該脂肪層1103內(nèi)可分辨兩個(gè)不同層該表面脂肪層1103a及深脂肪層1103b。該超音波影像與圖13c中同一組織的巨觀剖面完全相符。
圖12描述經(jīng)過冷暴露(-7癈，600秒)6天之后試驗(yàn)部位8(圖12A及12B)及未暴露的控制組試驗(yàn)部位9(圖12C及12D)的組織學(xué)。在圖12A及12C中該顯微照片顯示低放大倍率(1.25x)，而圖12B及12D中顯示中等放大倍率(5x)。該等影像顯示表皮701、真皮702及皮下脂肪703。盡管未暴露的控制組顯示正常的組織形態(tài)學(xué)，但是冷暴露的組織卻顯示該皮下脂肪中有清楚的脂膜炎征候。發(fā)炎細(xì)胞已移至此區(qū)中而且平均脂肪細(xì)胞尺寸降低。
圖13A至E描述在冷暴露之后3.5個(gè)月，該豬犧牲之后通過不同試驗(yàn)部位中心的巨觀剖面13A(部位1)、13B(部位3)、13C(部位11)、13D(部位12)及13E(部位18)。各圖有一個(gè)量尺，量尺有1厘米單位以及1毫米次單位。表皮1301、真皮1302、表面脂肪層1303及深脂肪層1304。就未暴露的控制組圖13B而言，可見到不同層沒有厚度的變化。圖13A、13C、13D及13E顯示冷暴露區(qū)域的剖面，其與組織的中心4至5厘米及周圍未冷暴露的區(qū)域相符。所有的冷暴露樣品中都可見到該冷暴露區(qū)相對(duì)于未冷暴露區(qū)的表面脂肪層內(nèi)的厚度滅少量。表3中列示各樣品的厚度變化量，以％為單位。
實(shí)施例3 皮下脂肪隨時(shí)間的選擇性喪失 處理之后數(shù)個(gè)月，III號(hào)豬中仍維持皮下脂肪的選擇性喪失，其被喂食標(biāo)準(zhǔn)餐。如本文中進(jìn)一步詳細(xì)說明的，未觀察到疤痕或皮膚的損傷。
圖14表示處理后3.5個(gè)月自試驗(yàn)部位11(圖13C所示)取得樣品。將這些樣品用于組織分析，如圖15及16所示。尺標(biāo)1400具有1厘米單位及1毫米次單位。該剖面描述該表皮1401、真皮1402、表面脂肪層1403及深脂肪層1404，彼等由肌膜1405(以虛線標(biāo)記)分開。該處理區(qū)域1406含有在下方脂肪內(nèi)的標(biāo)記矩形1407，其指示圖15所示的組織學(xué)的位置。在該處理區(qū)域外面的區(qū)域1408含有在下方脂肪內(nèi)的標(biāo)記矩形1409，其指示圖16所示的組織學(xué)的位置。
圖15顯示在處理后3.5個(gè)月時(shí)自試驗(yàn)部位11內(nèi)取出的樣品的組織學(xué)。該真皮1501并未顯示任何發(fā)炎或組織損傷。該隔膜1502分開該表面脂肪層1504與該深脂肪層1505。細(xì)微隔膜1503分開個(gè)別脂肪小葉，其含有脂肪母細(xì)胞簇。圖15A及15B中無法見到發(fā)炎的證據(jù)。與該控制組部位所獲得的對(duì)應(yīng)組織學(xué)(圖16A及16B)相比，該脂肪母細(xì)胞的平均尺寸也有減小。此比較也證明該表面脂肪層內(nèi)的細(xì)微隔膜的緊束狀態(tài)。這表示與未暴露的控制組部位相比，表面脂肪的量、脂肪母細(xì)胞的數(shù)目還有個(gè)別脂肪母細(xì)胞的平均尺寸減小。與圖16A及16B所示的控制組脂肪袋(fat pocket)相比，真皮1501內(nèi)也有體積、脂肪母細(xì)胞數(shù)目及個(gè)別脂肪母細(xì)胞尺寸減小的脂肪袋。圖15所示的真皮內(nèi)脂肪袋由一層脂肪母細(xì)胞組成。與圖16所示的未暴露控制組的脂肪袋相比，脂肪母細(xì)胞的數(shù)目及尺寸滅小。
圖16描述自與圖15同一時(shí)間取得的試驗(yàn)部位11的未暴露區(qū)域獲得的組織樣品結(jié)果。該真皮1601含有脂肪袋1602。沒有發(fā)炎或組織損傷出現(xiàn)。微細(xì)表面隔膜1603分開該表面脂肪層1604內(nèi)的脂肪小葉。與圖15所示的處理部位相比，脂肪體積及個(gè)別脂肪母細(xì)胞的數(shù)目和尺寸增加。該真皮內(nèi)脂肪袋1602含有多達(dá)3層脂肪母細(xì)胞，而且與圖15相比，個(gè)別脂肪母細(xì)胞的體積、數(shù)目及尺寸增加。
總而言之，皮下脂肪的選擇性喪失可隨時(shí)間維持而沒有疤痕或皮膚的損傷。
實(shí)施例4 皮下脂肪隨時(shí)間的選擇性喪失 使用小型Yuacatan豬來產(chǎn)生描述處理期間的相轉(zhuǎn)移的溫度圖。將包含充滿調(diào)整在-5癈的冷卻劑的銅板的冷卻裝置設(shè)置成與應(yīng)用部位接觸約600秒。為達(dá)本實(shí)驗(yàn)的目的，該表皮的溫度不得落至低于0癈。
圖形1801描述通過位于該真皮正下方的表面脂肪層的熱電偶所測(cè)得的溫度圖。在最初10秒的期間，記錄到約36癈的溫度，其實(shí)質(zhì)上為豬的體溫。
圖形1802描述通過位于該冷卻裝置與該表皮之間的界面的熱電偶所測(cè)得的溫度圖。在最初10秒的期間，記錄到約-3癈的溫度，其實(shí)質(zhì)上為未與該皮膚接觸時(shí)冷卻裝置的溫度。隨著此時(shí)程，當(dāng)該冷卻裝置與該應(yīng)用部位接觸時(shí)，該溫度最初由于自皮膚至該裝置的熱流而升高。在進(jìn)一步與該冷卻裝置接觸的期間，該溫度滑落至高于該冷卻裝置未與該皮膚接觸時(shí)的溫度。只有在360秒左右的時(shí)間標(biāo)記時(shí)移除該冷卻裝置之后，溫度才滑落至低于0癈。
溫度圖1801，通過真皮下熱電偶測(cè)量時(shí)，將隨時(shí)間緩慢地降低。溫降斜率在自處理開始約180秒時(shí)改變。平均溫度隨時(shí)間降低得更緩慢，其表示有相變化。約180秒至約300秒之間可觀察到波動(dòng)。該等波動(dòng)可能是由該熱電偶的移動(dòng)造成，或者由血流的振蕩造成。在冷卻期間的血流振蕩(稱之為「亂調(diào)現(xiàn)象(hunting phenomen)」)是由血管的管腔內(nèi)平滑肌活動(dòng)的周期性變化引起。在360秒自該皮膚移除該裝置之后，皮膚不會(huì)持續(xù)地回溫，而是轉(zhuǎn)而變成在15癈水平狀態(tài)內(nèi)的水準(zhǔn)，其亦表示相轉(zhuǎn)移。
圖19描述自獲得該溫度圖的試驗(yàn)部位處理后5天所獲得的樣品組織學(xué)。該表皮1901及真皮1902完全都沒改變。在該皮下脂肪組織1903內(nèi)，有代表小葉性及隔膜性脂膜炎的顯著發(fā)炎現(xiàn)象。該脂肪細(xì)胞與未經(jīng)冷暴露的部位相比尺寸減小。
本發(fā)明的許多具體例都已經(jīng)作過說明。盡管如此，應(yīng)明白可進(jìn)行不同修飾而不會(huì)悖離本發(fā)明的精神及范圍。因此，其他具體例都在后續(xù)的權(quán)利要求范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于選擇性破壞非嬰兒人類處理對(duì)象的富含脂質(zhì)細(xì)胞的冷卻方法，包含
將至少一冷卻元件應(yīng)用在該處理對(duì)象的應(yīng)用部位近端；
利用該冷卻元件來降低該應(yīng)用部位下方的溫度，其中，該溫度降低足以破壞其中的富含脂質(zhì)細(xì)胞，從而減少該富含脂質(zhì)細(xì)胞；以及
當(dāng)溫度降低時(shí)，利用至少一反饋裝置來提供足以確認(rèn)該冷卻元件近端的非富含脂質(zhì)細(xì)胞未被破壞的反饋信息，從而選擇性地破壞該對(duì)象的富含脂質(zhì)細(xì)胞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該反饋信息包含關(guān)于真皮、表皮或皮下脂肪組織的至少一生理參數(shù)的信息，其中，該信息表示該冷卻元件近端的非富含脂質(zhì)細(xì)胞并未被破壞。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該溫度降低產(chǎn)生通過該對(duì)象的真皮、表皮及皮下脂肪組織的局部溫度梯度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該富含脂質(zhì)細(xì)胞為皮下脂肪組織內(nèi)的脂肪母細(xì)胞。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該冷卻元件接觸到該應(yīng)用部位。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，該生理參數(shù)是該對(duì)象表皮的溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，該對(duì)象表皮的溫度為約-10℃至約20℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，該生理參數(shù)是該對(duì)象真皮的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，該對(duì)象真皮的溫度為約-10℃至約35℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，該生理參數(shù)是該對(duì)象皮下脂肪組織的溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，該對(duì)象皮下脂肪組織的溫度為約-10℃至約37℃。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，該生理參數(shù)為該對(duì)象的真皮或表皮中之一者沒有實(shí)質(zhì)的晶體形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，沒有實(shí)質(zhì)的晶體形成是通過該對(duì)象的真皮或表皮中之一者介于約10千歐姆/毫米至約50千歐姆/毫米之間的電阻抗來顯示。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，沒有實(shí)質(zhì)的晶體形成是通過該對(duì)象的真皮或表皮中之一者介于約1450至低于約2700米/秒之間的超音波速度來顯示。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，該生理參數(shù)是該對(duì)象的真皮或表皮中之一者的硬度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，該硬度提高。
17.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，該生理參數(shù)是該對(duì)象的真皮或表皮中之一者的壓力。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，該壓力至少為約240毫米汞柱。
19.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，該生理參數(shù)是該對(duì)象的真皮或表皮中之一者的相轉(zhuǎn)移。
20.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，該生理參數(shù)是該對(duì)象的真皮或表皮中之一者的聲速。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，該對(duì)象的真皮或表皮中之一者的聲速介于約1450至低于約2700米/秒之間。
22.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，該反饋裝置是非侵入性溫度探針。
23.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，該反饋裝置是侵入性溫度探針。
24.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，該反饋裝置是侵入性溫度探針。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，該溫度探針是選自由輻射溫度計(jì)、光纖溫度感應(yīng)器及熱成像測(cè)溫探針?biāo)M成群組的測(cè)溫探針。
26.根據(jù)權(quán)利要求22、23或24所述的方法，其中，該溫度探針是測(cè)溫探針。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，該溫度探針選自由熱電偶、電熱調(diào)節(jié)器、雙金屬溫度計(jì)、顏色變化熱指示紙、半導(dǎo)體溫度計(jì)、光纖溫度計(jì)及玻璃管充液溫度計(jì)所組成群組。
28.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，該反饋裝置是電反饋探針。
29.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，該反饋裝置是超音波探針。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，該超音波探針是回聲圖冷凍探針。
31.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，該反饋裝置是振蕩反饋探針。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，該振蕩反饋裝置是壓電振蕩器。
33.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，該反饋裝置是接觸探針。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，該接觸探針是壓力探針。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中，該壓力探針是彈簧負(fù)載冷卻元件。
36.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，該反饋裝置是光學(xué)同調(diào)斷層掃瞄裝置。
37.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，該反饋裝置是磁振造影裝置。
38.一種用于提供與非嬰兒人類處理對(duì)象的富含脂質(zhì)細(xì)胞的選擇性破壞有關(guān)的反饋的系統(tǒng)，包含
在該處理對(duì)象的應(yīng)用部位近端的至少一非侵入性冷卻元件，其中該非侵入性冷卻元件有效地降低該處理部位下方的溫度，且其中該溫度降低足以破壞并從而減少該應(yīng)用部位下方的富含脂質(zhì)細(xì)胞；以及
具有與至少一非侵入性冷卻元件接觸且直徑小于約2厘米的換能器的超音波為基礎(chǔ)的反饋裝置，其中，該反饋裝置有效地提供足以確認(rèn)該冷卻元件近端的非富含脂質(zhì)細(xì)胞未被破壞的反饋信息。
39.一種用于提供與非嬰兒人類處理對(duì)象的富含脂質(zhì)細(xì)胞的選擇性破壞有關(guān)的反饋信息的系統(tǒng)，包含
在該處理對(duì)象的應(yīng)用部位近端的至少一冷卻元件，其中該冷卻元件有效地降低該應(yīng)用部位下方的溫度，且其中該溫度降低足以破壞并從而減少該應(yīng)用部位下方的富含脂質(zhì)細(xì)胞；以及
與至少一冷卻元件連通的至少一反饋裝置，其中，該反饋裝置將提供足以確認(rèn)該冷卻元件近端的非富含脂質(zhì)細(xì)胞未被破壞的反饋信息。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，至少一反饋裝置是連結(jié)至至少一冷卻元件。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，至少一反饋裝置與至少一冷卻元件直接接觸。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中，至少一反饋裝置是整合在該冷卻元件的小通道內(nèi)。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的系統(tǒng)，其中，該通道的直徑小于約1厘米。
44.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，至少一反饋裝置與該應(yīng)用部位連通。
45.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，至少一反饋裝置與該應(yīng)用部位直接接觸。
46.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是非侵入性溫度探針。
47.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是侵入性溫度探針。
48.根據(jù)權(quán)利要求46或47所述的系統(tǒng)，其中，該溫度探針是測(cè)溫探針。
49.根據(jù)權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中，該溫度探針是選自由輻射溫度計(jì)、光纖溫度感應(yīng)器及熱成像測(cè)溫探針?biāo)M成群組的測(cè)溫探針。
50.根據(jù)權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中，該溫度探針是選自由熱電偶、電熱調(diào)節(jié)器、雙金屬溫度計(jì)、顏色變化熱指示紙、半導(dǎo)體溫度計(jì)、光纖溫度計(jì)及玻璃管充液溫度計(jì)所組成群組的測(cè)溫探針。
51.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是電反饋探針。
52.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是超音波探針。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的系統(tǒng)，其中，該超音波探針是回聲圖冷凍探針。
54.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是振蕩反饋裝置。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的系統(tǒng)，其中，該振蕩反饋探針是壓電振蕩器。
56.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是接觸探針。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的系統(tǒng)，其中，該接觸探針是壓力探針。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，其中，該壓力探針是彈簧負(fù)載冷卻元件。
59.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是光學(xué)同調(diào)斷層掃瞄裝置。
60.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是磁振造影裝置。
61.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，該冷卻元件由金屬構(gòu)成。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的系統(tǒng)，其中，該金屬選自由銅、銀及鋁所組成群組。
63.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，該冷卻元件含有固體冷卻劑。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的系統(tǒng)，其中，該冷卻劑由金屬、玻璃、凝膠、陶瓷、帕耳帖元件、冰及冰漿所組成群組中的任何組份構(gòu)成。
65.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，該冷卻元件含有液體冷卻劑。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的系統(tǒng)，其中，該冷卻劑由鹽水、甘油、醇及其混合物所組成群組中的任何組份構(gòu)成。
67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的系統(tǒng)，其中，該冷卻元件含有氣體冷卻劑。
68.根據(jù)權(quán)利要求67所述的系統(tǒng)，其中，該氣體是冷空氣或液態(tài)氮。
69.一種用于提供與非嬰兒人類處理對(duì)象的富含脂質(zhì)細(xì)胞的選擇性破壞有關(guān)的反饋信息的系統(tǒng)，包含
在該處理對(duì)象的應(yīng)用部位近端的至少一冷卻元件，其中，該冷卻元件有效地降低該應(yīng)用部位下方的溫度，以及
與至少一冷卻元件連通的至少一反饋裝置，其中，該反饋裝置將提供足以確認(rèn)該溫度降低足以破壞并從而減少該應(yīng)用部位下方的富含脂質(zhì)細(xì)胞的反饋信息。
70.根據(jù)權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中，該反饋信息包含關(guān)于皮下脂肪組織的至少一生理參數(shù)的信息，其中該信息表示其中的富含脂質(zhì)細(xì)胞已被破壞。
71.根據(jù)權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中，該溫度降低產(chǎn)生通過該對(duì)象的真皮、表皮及皮下脂肪組織的局部溫度梯度。
72.根據(jù)權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中，該富含脂質(zhì)細(xì)胞為該對(duì)象皮下脂肪組織內(nèi)的脂肪母細(xì)胞。
73.根據(jù)權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中，該冷卻元件與該應(yīng)用部位接觸。
74.根據(jù)權(quán)利要求70所述的系統(tǒng)，其中，該生理參數(shù)是該對(duì)象皮下脂肪組織的溫度。
75.根據(jù)權(quán)利要求74所述的系統(tǒng)，其中，該溫度為約-10℃至約37℃。
76.根據(jù)權(quán)利要求70所述的系統(tǒng)，其中，該生理參數(shù)是該對(duì)象的皮下脂肪組織中的晶體形成。
77.根據(jù)權(quán)利要求76所述的系統(tǒng)，其中，該晶體形成是通過該對(duì)象的皮下脂肪組織中大于約0.5千歐姆/毫米的電阻抗來顯示。
78.根據(jù)權(quán)利要求77所述的系統(tǒng)，其中，晶體形成是通過該對(duì)象的皮下脂肪組織中大于約2700米/秒的超音波速度來顯示。
79.根據(jù)權(quán)利要求70所述的系統(tǒng)，其中，該生理參數(shù)是該對(duì)象的皮下脂肪組織中的硬度。
80.根據(jù)權(quán)利要求79所述的系統(tǒng)，其中，該硬度提高。
81.根據(jù)權(quán)利要求70所述的系統(tǒng)，其中，該生理參數(shù)是該對(duì)象的皮下脂肪組織中的壓力。
82.根據(jù)權(quán)利要求81所述的系統(tǒng)，其中，該對(duì)象的皮下脂肪組織中的壓力介于約120毫米汞柱與約240毫米汞柱之間。
83.根據(jù)權(quán)利要求70所述的系統(tǒng)，其中，該生理參數(shù)是該對(duì)象的皮下脂肪組織中的相轉(zhuǎn)移。
84.根據(jù)權(quán)利要求70所述的系統(tǒng)，其中，該生理參數(shù)是該對(duì)象的皮下脂肪組織中的聲速。
85.根據(jù)權(quán)利要求84所述的系統(tǒng)，其中，該對(duì)象的皮下脂肪組織中的聲速大于約2700米/秒。
86.根據(jù)權(quán)利要求74所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是侵入性溫度探針。
87.根據(jù)權(quán)利要求86所述的系統(tǒng)，其中，該溫度探針是測(cè)溫探針。
88.根據(jù)權(quán)利要求87所述的系統(tǒng)，其中，該溫度探針選自由熱電偶、電熱調(diào)節(jié)器、雙金屬溫度計(jì)、顏色變化熱指示紙、半導(dǎo)體溫度計(jì)、光纖溫度計(jì)及玻璃管充液溫度計(jì)所組成群組。
89.根據(jù)權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是電反饋探針。
90.根據(jù)權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是超音波探針。
91.根據(jù)權(quán)利要求90所述的系統(tǒng)，其中，該超音波探針是回聲圖冷凍探針。
92.根據(jù)權(quán)利要求91所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是振蕩反饋探針。
93.根據(jù)權(quán)利要求92所述的系統(tǒng)，其中，該振蕩反饋裝置是壓電振蕩器。
94.根據(jù)權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是接觸探針。
95.根據(jù)權(quán)利要求94所述的系統(tǒng)，其中，該接觸探針是壓力探針。
96.根據(jù)權(quán)利要求95所述的系統(tǒng)，其中，該壓力探針是彈簧負(fù)載冷卻元件。
97.根據(jù)權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是光學(xué)同調(diào)斷層掃瞄裝置。
98.根據(jù)權(quán)利要求69所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是磁振造影裝置。
99.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，該生理參數(shù)是來自該對(duì)象的真皮或表皮中之一者內(nèi)的反射率或透射率。
100.根據(jù)權(quán)利要求99所述的方法，其中，來自該對(duì)象的真皮或表皮內(nèi)的反射光譜被連續(xù)地監(jiān)視。
101.根據(jù)權(quán)利要求100所述的方法，其中，該反饋裝置是光譜裝置。
102.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是光譜裝置。
103.根據(jù)權(quán)利要求70所述的系統(tǒng)，其中，該生理參數(shù)是來自該對(duì)象的皮下脂肪組織內(nèi)的反射率或透射率。
104.根據(jù)權(quán)利要求103所述的系統(tǒng)，其中，來自該對(duì)象的皮下脂肪組織的反射光譜被連續(xù)地監(jiān)視。
105.根據(jù)權(quán)利要求104所述的系統(tǒng)，其中，該反饋裝置是光譜裝置。
106.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，復(fù)包含將壓力施加于該處理對(duì)象的應(yīng)用部位近端，其中，所施加的壓力有效地降低該應(yīng)用部位下方的血流。
107.根據(jù)權(quán)利要求39或69所述的系統(tǒng)，復(fù)包含對(duì)該處理對(duì)象的應(yīng)用部位近端提供壓力的至少一元件，其中，所施加的壓力有效地降低該應(yīng)用部位下方的血流。
108.根據(jù)權(quán)利要求1至107中任一項(xiàng)所述的方法或系統(tǒng)在非嬰兒人類的美容處理中的用途。
109.一種美容處理方法，其根據(jù)權(quán)利要求1至37或99至101或104中所述的任一項(xiàng)。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)用于通過控制冷卻而選擇性破壞富含脂質(zhì)細(xì)胞的方法。本發(fā)明進(jìn)一步有關(guān)用于進(jìn)行通過控制冷卻而選擇性破壞富含脂質(zhì)細(xì)胞的方法的裝置。
文檔編號(hào)A61F7/10GK101119684SQ200580048173
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者R·R·安德森, D·曼施泰因 申請(qǐng)人:總醫(yī)院公司