專利名稱：使用多放電施予器的皮膚治療的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及用于醫(yī)學治療的裝置和方法，并且特別地涉及使用射頻(RF) 電能用于組織治療的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在通過應(yīng)用電磁能量特別是射頻(RF)能量進行皮膚層的醫(yī)學治療的領(lǐng)域里，已 知各種技術(shù)和設(shè)備。在本專利申請和權(quán)利要求書中廣泛地使用“RF”來指代處于幾千赫茲 至幾十萬兆赫范圍內(nèi)的任何頻率下的電磁波。例如，PCT國際公開WO 2006/077567描述了使用RF能量加熱生物組織的系統(tǒng)和 方法，其公開內(nèi)容在本文中引用作為參考。所述系統(tǒng)包括RF源、移相器、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和連 接到施予器的諧振器，其可以用于選擇性加熱身體上的脂肪團。一些治療技術(shù)使用RF等離子放電來向皮膚傳送能量。例如，美國專利申請公 開2006/0189976描述了一種系統(tǒng)，其中形成從電極到待治療的生物組織的表面的電流路 徑，由此點燃氣流并形成等離子體氣體放電，該公開的內(nèi)容在本文中引用作為參考。治療 的生物組織與橫穿電磁相互作用間隙的等離子體氣體放電之間的電磁相互作用確定等 離子體氣體放電的外形。使用RF等離子體產(chǎn)生的其他治療系統(tǒng)在美國專利6，105，581、 6，518，538,6, 629，974和6，723，091中公開，這些專利的公開內(nèi)容同樣在本文中引用作為 參考。用于治療皮膚層的一些技術(shù)和設(shè)備使用多電極配置以同時在多個點向皮膚施加 電能量。例如，美國專利6，277，166描述了使用帶有電極陣列的載體收縮真皮中的膠原質(zhì) 的系統(tǒng)和方法，其公開內(nèi)容在本文中引用作為參考。覆蓋電極的載體上的多微孔襯墊接觸 患者的皮膚并以離子形式傳輸所施加的電磁能量以便歐姆加熱(ohmically heat)表皮之 下的真皮組織。美國專利申請公開2002/0120260同樣描述了一種組織表面治療裝置，其中 組織接觸表面具有多個開孔，該申請公開內(nèi)容在本文中引用作為參考。電極向前穿過開孔 并穿透皮膚，以便使用RF能量消融組織。作為另一個示例，美國專利6，148，232描述了用于消融對象的角質(zhì)層表皮素 (stratum corneum epidermidis)的設(shè)備，其公開內(nèi)容在本文中引用作為參考。該設(shè)備包括 多個電極，將這些電極施加到對象的皮膚的相應(yīng)點。功率源在兩個或更多個電極之間施加 電能，以便引起角質(zhì)層的消融，實現(xiàn)經(jīng)皮給藥或分析物提取的目的。類似地，PCT國際公開 WO 2005/096980使用具有多個電極的設(shè)備來生成一個或多個組織層中的穿孔圖案，其公開 內(nèi)容在本文中引用作為參考。

發(fā)明內(nèi)容
下面描述的本發(fā)明的實施例提供了用于治療生物組織的設(shè)備和方法。在這些方法 中，在施予器與諸如皮膚表面的組織表面之間生成多個RF等離子體放電。這些放電通常是 溝道類型放電，具有光柱、電弧或火花的形式?？梢钥刂品烹妳?shù)，從而將每次放電中的RF 能量傳送到組織表面下相應(yīng)的治療區(qū)域，由此生成治療區(qū)域的圖案。這類圖案在例如為了 美容治療的目的而進行的次表面皮膚組織的消融中是特別有用的。在一些實施例中，利用帶有施予器的設(shè)備來生成RF放電，該施予器包括施予器主 體，且?guī)в杏糜诮邮誖F電功率的終端。將突出物的陣列置于施予器主體的前側(cè)。將該前側(cè) 攜帶到皮膚附近，同時保持至少大部分突出物與皮膚表面之間的空間。結(jié)果，經(jīng)由突出物與 皮膚之間的空間內(nèi)的流體介質(zhì)(氣體或液體)在大部分突出物與皮膚上相應(yīng)點之間產(chǎn)生RF 放電。當使用氣態(tài)介質(zhì)時，它可以包括環(huán)境空氣或引入到該空間內(nèi)的另一種氣體。施予器 能夠在單極模式下操作的同時生成放電，而不需要專用的接地電極。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種醫(yī)學設(shè)備，其包括施予器主體，其包括用于接收射頻(RF)電功率的終端；和突出物的陣列，將其置于所述施予器主體的前側(cè)，并將其配置為當將所述施予器 主體攜帶到皮膚表面附近時保持所述突出物的至少大部分與患者的所述皮膚表面之間的 空間，從而引起經(jīng)由所述空間中的流體介質(zhì)在所述突出物的所述大部分與所述皮膚表面上 的對應(yīng)點之間產(chǎn)生響應(yīng)于所述RF電功率的放電。在一個實施例中，所述施予器主體的所述前側(cè)是凸起的。所述突出物通常是尖角 的?？蛇x地或者另外地，所述施予器主體包括用于接合所述皮膚表面的隔離物，從而 保持突出物與皮膚表面之間的空間。將所述隔離物配置為相對環(huán)境空氣密封所述空間，并 且所述設(shè)備可以包括與所述空間連通的流體端口，用于執(zhí)行排空所述空間和將流體引入所 述空間二者至少之一。進一步可選地或者另外地，將突出物陣列配置為經(jīng)由環(huán)境空氣產(chǎn)生放電。根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供一種用于醫(yī)學治療的裝置，其包括射頻(RF)功率源，將其配置為產(chǎn)生RF電功率；和皮膚治療設(shè)備，將其耦合以接收RF電功率并包括施予器，所述施予器包括施予器 主體和置于所述施予器主體的前側(cè)的突出物的陣列，其中，將所述皮膚治療設(shè)備配置為當將所述施予器攜帶到皮膚表面附近時保持所 述突出物的至少大部分與患者的皮膚表面之間的空間，從而引起經(jīng)由所述空間中的流體介 質(zhì)在突出物的大部分與皮膚表面上的相應(yīng)點之間產(chǎn)生響應(yīng)于所述RF電功率的放電。在一些實施例中，將皮膚治療設(shè)備配置為由操作者手持并由所述操作者在皮膚表 面之上移動，并且其中所述裝置包括將RF功率源連接到皮膚治療設(shè)備上的纜線。通常，將 所述RF功率源配置為以預(yù)先確定的頻率產(chǎn)生RF電功率，所述纜線具有與所述預(yù)先確定的 頻率下的半波的整數(shù)倍相等的長度。所述皮膚治療設(shè)備可以包括諧振電路，將所述諧振電 路調(diào)諧到所述預(yù)先確定的頻率。在公開的實施例中，RF功率源具有預(yù)先確定的阻抗，所述預(yù)先確定的阻抗不同于 突出物與皮膚上的相應(yīng)點之間的放電的放電阻抗，并且所述裝置包括阻抗匹配電路，用于匹配所述預(yù)先確定的阻抗與所述放電阻抗。可選地或者另外地，所述RF功率源包括RF發(fā) 生器，將所述RF發(fā)生器配置為以恒定幅度產(chǎn)生所述RF電功率；脈寬調(diào)制(PWM)控制器，將 所述脈寬調(diào)制控制器耦合以便以可變占空比切換所述RF發(fā)生器，從而調(diào)整供應(yīng)給所述皮 膚治療設(shè)備的RF電功率的功率水平。進一步可選地或者另外地，所述RF功率源包括相位 控制器，該相位控制器可操作以調(diào)整在施予器的前側(cè)處的RF電功率的相位。在一個實施例中，將所述RF功率源和所述皮膚治療設(shè)備配置為在單極模式下操 作時產(chǎn)生所述放電。根據(jù)本發(fā)明的實施例，另外還提供一種用于醫(yī)學治療的方法，其包括將其上置有突出物的陣列的施予器攜帶到患者的皮膚表面附近，從而保持多個突 出物與皮膚表面之間的空間；以及對所述施予器施加射頻(RF)電功率，從而引起經(jīng)由空間中的流體介質(zhì)在多個突 出物與皮膚表面上的相應(yīng)點之間產(chǎn)生響應(yīng)于所述RF電功率的放電。在一個實施例中，所述方法包括相對環(huán)境空氣密封所述空間，并執(zhí)行排空所述空 間和將流體引入所述空間二者至少之一，其中引入所述流體可以包括利用從包括了惰性氣 體和反應(yīng)氣體的氣體群組中選擇的氣體填充所述空間?；蛘撸┘铀鯮F電功率包括經(jīng)由 環(huán)境空氣產(chǎn)生所述放電。通常，施加所述RF電功率包括在所述患者的皮膚組織上的相應(yīng)點處生成多個穿 孔。生成所述多個穿孔可以引起所述皮膚組織在所述穿孔痊愈后拉緊。根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供一種醫(yī)學設(shè)備，其包括施予器主體，其包括用于接收射頻(RF)電功率的終端；滾筒，其具有與所述施予器主體耦合的軸線并具有用于接觸患者的皮膚表面的徑 向表面，并且將所述滾筒配置為當滾筒在皮膚表面之上前進時其圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)；和突出物的陣列，將其置于所述滾筒的徑向表面上，并且將其配置為當滾筒在皮膚 表面之上前進時引起在所述突出物與所述皮膚上的相應(yīng)點之間的空間中產(chǎn)生響應(yīng)于所述 RF電功率的多個放電。在公開的實施例中，所述滾筒具有從包括了圓柱形、球形、橢球形和桶形的形狀群 組中選擇的形狀。此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供一種用于醫(yī)學治療的裝置，其包括射頻(RF)功率源，將其配置為產(chǎn)生RF電功率；和皮膚治療設(shè)備，將其耦合以接收所述RF電功率，并且其包括滾筒，其具有軸線并具有用于接觸患者的皮膚表面的徑向表面，并且將所述滾筒 配置為當其在所述皮膚表面之上前進時圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)；和突出物的陣列，將其置于在所述滾筒的徑向表面上，并且將其配置為當滾筒在皮 膚表面之上前進時引起在所述突出物與所述皮膚上的相應(yīng)點之間的空間中產(chǎn)生響應(yīng)于所 述RF電功率的多個放電。


通過以下實施例的詳細描述并結(jié)合附圖可以更完整地理解本發(fā)明，其中在附圖 中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于皮膚治療的系統(tǒng)的示意性圖示；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于皮膚治療的設(shè)備的示意性剖面視圖圖3A和圖:3B分別是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于圖2的設(shè)備中的施予器的示意性 圖示和截面視圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于治療皮膚區(qū)域的施予器的示意性截面圖；圖4B是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于治療皮膚區(qū)域的施予器的示意性圖 示；圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例示意性示出用于皮膚治療的系統(tǒng)的電部件的框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例示出針對皮膚治療的系統(tǒng)的隨時間變化的RF能量應(yīng) 用類型的示意性圖表；圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例的阻抗匹配電路的電學示意圖。
具體實施例方式圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于皮膚治療的系統(tǒng)20的示意性圖示。操作者 30 (如醫(yī)師)將皮膚治療設(shè)備22的施予器M攜帶到患者32的皮膚附近?？刂婆_沈經(jīng) 由纜線觀向設(shè)備22供應(yīng)RF電能量。該RF能量引起在施予器的前側(cè)與患者的皮膚之間 的空間中生成溝道類型的電等離子氣體放電。這些放電將能量傳遞到皮膚表面(stratum comeum)，特別是皮膚的次表面層，特別是表皮和真皮。通過參考下面的附圖在下面展示設(shè) 備22和施予器M的設(shè)計和操作的細節(jié)。在系統(tǒng)20中施加RF能量到身體組織對于各種醫(yī)學應(yīng)用來說是有用的。例如，對 于美容應(yīng)用(諸如皮膚拉緊和重修表面，包括細紋、皺紋和痤瘡疤痕的治療)，設(shè)備22可以 用于消融皮下組織(真皮)的局部區(qū)域?？蛇x地或者另外地，由設(shè)備22實現(xiàn)的外部皮膚層 消融可以結(jié)合施加藥物制劑到皮膚上來執(zhí)行以增強藥物傳送。進一步可選地，盡管將系統(tǒng) 20和本文所述的實施例配置為用于皮膚治療，但設(shè)備22和施予器M可以適于其他生物組 織的表面層的基于等離子體的治療。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的設(shè)備22的示意性剖面視圖。當操作者按下觸發(fā)器 42時，將由纜線觀承載的RF能量饋送給設(shè)備22中的RF傳送電路40。電路40通常包括 調(diào)諧到RF能量的頻率的諧振電路。這些電路的細節(jié)在圖5中示出，并且通過參考該圖在下 面描述。針對放電的頻率和阻抗特性仔細設(shè)計電路40能夠增強RF能量到患者皮膚的傳送 效率并降低熱耗散。然而，為了將電路40和設(shè)備22保持在穩(wěn)定的溫度，該設(shè)備可以包括冷 卻器44，該冷卻器通過冷卻劑流經(jīng)適當?shù)墓芫€系統(tǒng)來帶走熱量?？梢詫⒃摾鋮s器可以連接 到外部泵和熱交換器，二者由設(shè)備22中的適當?shù)臏囟葌鞲衅?圖中未示出)控制。發(fā)明人 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有大約10-15°C的水溫的水冷卻系統(tǒng)表現(xiàn)出良好的結(jié)果?；蛘撸瑸榱诉@一目的可 以使用熱電冷卻器(TEC)。可以通過附連到設(shè)備22的接地板的熱敏電阻來向該冷卻系統(tǒng)提 供溫度反饋。圖3A和圖;3B分別是根據(jù)本發(fā)明的實施例的施予器M的示意性圖示和截面視圖。 通常，設(shè)備22可以與各種不同的可交換的施予器一起使用，這些施予器具有不同的幾何特 性、電學特性和功能特性。下面描述很多可替代的施予器設(shè)計。
施予器M包括主體50，該主體具有連接到電路40(圖幻的終端，以便接收RF能 量。突出物56的陣列在施予器的前側(cè)討上形成，即當使用設(shè)備22時接近患者皮膚的一側(cè)。 通常，這些突出物是如圖3A和圖:3B所示的帶有尖端的圓錐形或錐體形。前側(cè)M的尺寸和 突出物56的密度可以根據(jù)患者的皮膚類型和治療需求發(fā)生變化。例如，在典型的皮膚病學 應(yīng)用中，前側(cè)討可以具有在4mm至20mm之間的直徑，而突出物56以在0. 5mm至2. Omm之 間的距離間隔開。然而，這些尺寸僅以示例的方式給出，并且可以可選地使用更大或更小的 尺寸。突出物56尖端處的點聚集電場并因此有助于在突出物與患者的皮膚之間點燃放 電。為了這一目的，突出物可以可選地具有針(Pin)或線(wire)的形式，諸如上述PCT國 際公開WO 2005/096980或以上背景技術(shù)部分中所引用的其他公開物中所描述的那些。進 一步可選地，突出物可以具有其他形狀，諸如圓形的或矩形的形狀。盡管施予器M在圖3A 和圖:3B中顯示為單一的部件，但施予器可以可選地包括諸如電容器和/或電阻器(圖中未 顯示)的內(nèi)部電路，將內(nèi)部電路布置為引起突出物起到獨立電極的作用，從而幫助維持多 個獨立放電，所用的方式類似于在一些氣體放電快流激光器中使用的多段電極類型。從圖3A和圖;3B可以看出，前側(cè)M是凸起的，其曲率半徑通常在20-30mm范圍內(nèi)。 因此，當操作者30使施予器M輕輕地接觸患者的皮膚(而不對皮膚施加壓力)時，突出物 56將僅在前側(cè)M的一小部分區(qū)域上接觸皮膚。因此，突出物的大部分將與皮膚以小距離間 隔開，并且將不與皮膚電接觸?；蛘撸僮髡呖梢员３质┯杵髟谄つw之上，以便沒有任何突 出物接觸皮膚。當施加RF能量到施予器時，不與皮膚電接觸的突出物將通過突出物與皮膚 之間的流體(氣體或液體)介質(zhì)點燃進入皮膚的電弧放電或火花放電。通常，主體50和突出物56是由諸如不銹鋼的適當?shù)纳锛嫒莶牧现瞥傻?。為?增強放電質(zhì)量，突出物可以覆蓋有額外的導電層和/或不導電層，諸如陶瓷材料或聚合物 或玻璃。任選地，可以預(yù)加熱施予器M以有助于點燃放電。圖4A是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的施予器60的示意性截面圖，該施予器可在 設(shè)備22中用于替換施予器M。該圖示出施予器60與患者32的皮膚70的表面64接觸。 與在施予器M中一樣，該施予器包括在施予器主體50前側(cè)上的突出物56。然而，在這一 實施例中，施予器60包括隔離物62以便維持突出物56與皮膚表面64之間的預(yù)期的間隔。 這一實施例中的隔離物包圍整個突出物56的陣列，并且包括諸如0形環(huán)的密封體66，其禁 止了由隔離物包圍的空間76與外部環(huán)境之間的空氣流動?；蛘?，可以將隔離物配置為僅用 于維持突出物與皮膚表面之間的預(yù)期的距離，同時允許空氣流動經(jīng)過突出物與皮膚表面之 間的空間。在任何一種情況下，均將隔離物62配置為保持皮膚表面與突出物56的尖端之 間的一定距離。通常，這一距離在大約0. Imm至5mm之間。任選地，突出物56與皮膚表面64之間的空間76可以經(jīng)由流體端口 74填充選定 的流體(氣體或液體)至預(yù)期的壓力。例如，該空間可以填充具有適當維持放電特性的惰 性氣體，諸如稀有氣體(如He、Ar、Ne、kr或Xe)或氮氣。該氣體可以填充到等于或高于大 氣壓力的壓力，或者該空間可以可選地排空或保持在低于大氣壓力的壓力。可選地或者另 外地，可以將反應(yīng)氣體(如氧氣、水蒸氣、氮或碳的氧化物或揮發(fā)性有機或無機氣體)注射 到空間76內(nèi)用于治療皮膚70。不管氣體成分如何，在放電期間該氣體可以是靜止的或可以 流動經(jīng)過空間76。進一步可選地，空間76可以填充有液體，特別是電解液，如生理鹽水。
當將RF能量施加到施予器60上(或者類似地，施加到本文所述的其他類型的施 予器)時，在每個突出物56處產(chǎn)生火花，擊穿空間76中的氣體并產(chǎn)生延伸進入皮膚70內(nèi) 的等離子放電68。該放電消融皮膚，生成延伸進入皮膚的次表面層(通常為表皮和真皮) 內(nèi)的穿孔72。為了實現(xiàn)有效的有規(guī)則的消融，期望由施予器轉(zhuǎn)移到皮膚的大部分能量是由 放電傳送的，而不是通過熱的或?qū)щ姷哪芰哭D(zhuǎn)移實現(xiàn)的(就像當突出物56與皮膚表面接觸 時將會發(fā)生的)?？梢酝?過適當選擇RF放電參數(shù)(諸如幅度、功率、頻率、相位和持續(xù)時間以及突出 物56與皮膚之間的距離)來控制穿孔的深度和形狀(例如，圓形或平底)。如下面參考圖 6所述，可以使用脈寬調(diào)制(PWM)方案來控制傳送RF功率到皮膚。在典型的美容治療應(yīng)用 中，將穿孔制成深度為大約100-150 μ m且直徑為大約80-120 μ m,但是發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可 以以上述方式生成深度至少為300 μ m的清潔的、良好控制的穿孔?？蛇x地，穿孔可以制作 得更寬、更淺。 在系統(tǒng)20的操作中，操作者30通常移動設(shè)備22，從而施予器在將待治療的皮膚區(qū) 域之上掃描。在區(qū)域的每個位置，操作者短時間啟動設(shè)備，通常在30至80W之間的RF功率 水平下大約100-200ms?？蛇x地，更低的功率下的更長的暴露時間也是可以利用的，反之亦 然。根據(jù)皮膚類型和正在治療的情況，操作者可以在該區(qū)域之上僅進行一輪或進行多輪。圖4B是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的施予器73的示意性圖示。施予器73包括 滾筒78，該滾筒在其徑向表面具有多個突出物56。該滾筒可以是如圖4B所示的圓柱形，或 者可以具有任何其他適當?shù)男螤睿T如球形、橢球形或桶形。將滾筒78安裝成繞軸線79旋 轉(zhuǎn)，從而在接受治療的區(qū)域上滾動。通常，滾筒以lmm/sec至lOmm/sec之間的速度在皮膚 上向前滾動。隨著滾筒前進，突出物56交替地接觸皮膚和移動遠離皮膚。當給定的突出物 靠近皮膚但是不直接接觸時，在突出物與皮膚之間點燃放電。圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例示意性示出系統(tǒng)20的電部件的框圖。控制臺26包括 RF發(fā)生器82，該RF發(fā)生器以預(yù)期的頻率產(chǎn)生RF能量。對于皮膚治療，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)處 于大約40MHz (通常為40. 68MHz)下的RF能量表現(xiàn)出好的結(jié)果?；蛘撸到y(tǒng)20的部件可以 適于在更高或更低的頻率下操作，從幾千赫茲到幾千兆赫茲。RF發(fā)生器82通常包括振蕩器 和放大器，其可以是任何適當類型的，諸如帶有Pierce類型振蕩器的級聯(lián)放大器，其在例 如美國專利4，626，767中有所描述，該專利的公開內(nèi)容在本文中引用作為參考。為了表現(xiàn) 出完美的正弦輸出，RF發(fā)生器的最后一級可以包括推/拉構(gòu)造的一對匹配的晶體管。在一個實施例中，RF發(fā)生器82利用最小的反射RF功率將大約300-400W的功率 輸出到50Ω的電阻負載中。為了維持良好的阻抗匹配，由RF發(fā)生器輸出的RF波的幅度應(yīng) 該保持為大致恒定。然而，如上所述，經(jīng)常需要將傳送給患者的皮膚的RF功率的量調(diào)整到 相當?shù)偷乃?。為了這一目的，通過脈寬調(diào)制(PWM)控制器80來切換RF發(fā)生器，并且因此 在RF脈沖期間保持恒定的RF幅度的同時，通過調(diào)制占空比來控制RF發(fā)生器的平均功率輸 出ο圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例示出RF發(fā)生器82的RF能量輸出隨時間變化的類型 90的示意性圖表。PWM控制器80以處于某一頻率下的矩形脈沖調(diào)制RF發(fā)生器打開和關(guān) 閉，該頻率遠小于RF頻率，由此產(chǎn)生RF脈沖92的序列。PWM控制器可以用于產(chǎn)生基本上任 何預(yù)期的占空比(以及因此來自RF發(fā)生器的任何預(yù)期的平均功率輸出，在100%占空比下高達全部輸出功率)。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當調(diào)制頻率在IOHz至IOOHz之間且占空比在5%至 30%之間時操作PWM控制器80可以在典型的皮膚治療應(yīng)用中表現(xiàn)出好的結(jié)果。例如，可以 在20-25HZ的頻率下操作PWM控制器，并且控制PWM占空比，從而將大約30W至70W之間的 平均RF功率施加到皮膚上。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)45W至55W之間的功率設(shè)置，且在每個治療位置處施 加大約0. 1秒的RF能量，可以在美容皮膚治療中表現(xiàn)出好的結(jié)果。 現(xiàn)在返回到圖5，控制臺26任選地包括相位控制器84，用于向輸出的RF能量施加 可變相移。例如，該相位控制器可以包括長號線(tromboneline)，該長號線是可以機械延長 和縮短以改變輸出相位的傳輸線。該相位控制器可以用于確定施予器24的輸出處的RF波 的相位，并因此改變患者皮膚下面RF電場被最大化的深度。結(jié)果，有可能在最小化對外部 皮膚層的傷害的同時，在皮膚表面以下的多個點處選擇性地使膠原蛋白中的組織消融、變 性或凝結(jié)。膠原蛋白中隨后的痊愈拉緊皮膚并使皮膚變平滑?？蛇x地或者另外地，可以校準纜線28的長度以給出在RF發(fā)生器82的輸出處的RF 波的相位與在設(shè)備22處的纜線上接收到的波的相位之間的已知、固定的關(guān)系。例如，可以 將纜線切割成長度等于RF頻率下的半波的整數(shù)倍，即L = η λ /2，其中L是纜線的長度，λ 是RF波長，且η是整數(shù)?？刂婆_26經(jīng)由阻抗匹配電路86輸出RF能量到纜線28。如較早指出，施予器24(連 同諧振電路88和接近施予器的身體組織)的特征阻抗通常在260-320 Ω的范圍內(nèi)。因此 將電路86設(shè)計為使RF發(fā)生器的50 Ω的輸出阻抗與300Ω的負載阻抗匹配，從而以最小的 反射將RF能量有效地傳送到患者的皮膚。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的阻抗匹配電路86的電學示意圖。在這個示例 中，電路86包括布置在同軸的輸入終端100和輸出終端102之間的電容器(C)和可變電感 器(L)的網(wǎng)絡(luò)104。為了使50 Ω的輸入阻抗與300 Ω的負載阻抗在系統(tǒng)20的40. 68MHz的 操作頻率下匹配，對于所有四個電容器均有C = 33pF，且L = 400nH。或者，根據(jù)應(yīng)用的需 要可以使用其他網(wǎng)絡(luò)類型和部件數(shù)值。當將纜線28切割成長度等于半波的整數(shù)倍(如上所述，L = ηλ/2)時，纜線是“阻 抗透明的”且阻抗匹配電路86的輸出有效地直接耦合到設(shè)備22上，就好像不存在介入纜線 一樣。纜線在40. 68MHz下的實際阻抗(有效電阻)通常為大約2kQ，其顯著高于皮膚組 織的阻抗(260-320Ω)。纜線因此起到鎮(zhèn)流電阻器的作用，損耗從RF發(fā)生器傳送的能量的 5-8%。返回圖5，將來自纜線28的RF能量經(jīng)由并行諧振電路88傳遞給施予器24，將該 并行諧振電路88調(diào)諧到RF發(fā)生器82的頻率。諧振電路包括可變電感器，該可變電感器具 有典型的2200nH的電感，并與設(shè)備22的結(jié)構(gòu)的寄生電容耦合，該寄生電容大約為7pF。諧 振電路88的實際阻抗通常在5-15kQ的范圍內(nèi)。該電容(且因此電路88的諧振頻率)隨 溫度的變化而變化。如上所述，因此，設(shè)備22中的電路冷卻在防止使用該設(shè)備期間的諧振 頻率變化方面很有用。如較早指出的，系統(tǒng)20的治療效果取決于由施予器24生成的放電特性，而這些特 性又取決于諸如RF功率、相位、照射持續(xù)時間和施予器與皮膚之間的距離的參數(shù)。這些參 數(shù)可以由操作者30直接控制。可選地或者另外地，控制臺26可以包括計算機化的控制器 (未示出)，該控制器基于操作者提供的治療信息自動地設(shè)置參數(shù)。任選地，該計算機化的控制器可以接收來自治療部位的反饋，諸如在患者皮膚中生成的穿孔深度的激光器測量結(jié) 果，并且可以相應(yīng)地調(diào)整治療參數(shù)。任選地，由設(shè)備22產(chǎn)生的多點放電可以和其他治療形式結(jié)合起來使用。例如，上 述基于放電的方法可以和光學治療和/或超聲治療結(jié)合起來使用以便增強治療效果。因此應(yīng)認 識到上述實施例是通過示例的方式被引用的，本發(fā)明并不局限于上面特 別示出和描述的那些內(nèi)容。而是，本發(fā)明的范圍包括上述各種特征的組合和子組合，以及本 領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀前面的說明書后想到的且現(xiàn)有技術(shù)未公開的變型和修改。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)學設(shè)備，包括施予器主體，其包括用于接收射頻(RF)電功率的終端；和突出物的陣列，將其置于所述施予器主體的前側(cè)，并且將其配置為當將所述施予器主 體攜帶到皮膚表面附近時保持所述突出物的至少大部分與患者的所述皮膚表面之間的空 間，從而引起經(jīng)由所述空間中的流體介質(zhì)在所述突出物的所述大部分與所述皮膚表面上的 相應(yīng)點之間產(chǎn)生響應(yīng)于所述RF電功率的放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述施予器主體的所述前側(cè)是凸起的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述施予器主體包括用于接合所述皮膚表面的 隔離物，從而保持所述突出物與所述皮膚表面之間的所述空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，將所述隔離物配置為相對環(huán)境空氣密封所述空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其包括與所述空間連通的流體端口，以便執(zhí)行排空所 述空間和將流體引入所述空間二者至少之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，將所述突出物的陣列配置為經(jīng)由環(huán)境空氣產(chǎn)生 所述放電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的設(shè)備，其中，所述突出物是尖角的。
8.一種用于醫(yī)學治療的裝置，包括射頻(RF)功率源，將其配置為產(chǎn)生RF電功率；和皮膚治療設(shè)備，將其耦合以接收所述RF電功率并包括施予器，所述施予器包括施予器 主體和置于所述施予器主體的前側(cè)的突出物的陣列，其中，將所述皮膚治療設(shè)備配置為當將所述施予器攜帶到皮膚表面附近時保持所述突 出物的至少大部分與患者的所述皮膚表面之間的空間，從而引起經(jīng)由所述空間中的流體介 質(zhì)在所述突出物的所述大部分與所述皮膚表面上的相應(yīng)點之間產(chǎn)生響應(yīng)于所述RF電功率 的放電。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，將所述皮膚治療設(shè)備配置為由操作者手持并由 所述操作者在所述皮膚表面之上移動，并且其中，所述裝置包括將所述RF功率源連接到所 述皮膚治療設(shè)備上的纜線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，將所述RF功率源配置為以預(yù)先確定的頻率產(chǎn)生 所述RF電功率，并且其中，所述纜線具有與所述預(yù)先確定的頻率下的半波的整數(shù)倍相等的 長度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述皮膚治療設(shè)備包括諧振電路，將所述諧振 電路調(diào)諧到所述預(yù)先確定的頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求8-11中任一項所述的裝置，其中，所述RF功率源具有預(yù)先確定的阻 抗，所述預(yù)先確定的阻抗不同于所述突出物與所述皮膚上的所述相應(yīng)點之間的所述放電的 放電阻抗，并且其中，所述裝置包括阻抗匹配電路，用于匹配所述預(yù)先確定的阻抗與所述放 電阻抗。
13.根據(jù)權(quán)利要求8-11中任一項所述的裝置，其中，所述RF功率源包括RF發(fā)生器，將 所述RF發(fā)生器配置為以恒定幅度產(chǎn)生所述RF電功率；以及脈寬調(diào)制(PWM)控制器，將所述 脈寬調(diào)制控制器耦合以便以可變占空比切換所述RF發(fā)生器，從而調(diào)整供應(yīng)給所述皮膚治療設(shè)備的所述RF電功率的功率水平。
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，引入所述流體包括利用從包括了惰性氣體和 反應(yīng)氣體的氣體群組中選擇的氣體填充所述空間。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，施加所述RF電功率包括經(jīng)由環(huán)境空氣產(chǎn)生所 述放電。
24.根據(jù)權(quán)利要求16-23中任一項所述的方法，其中，施加所述RF電功率包括在所述患 者的皮膚組織上的所述相應(yīng)點處生成多個穿孔。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，生成所述多個穿孔引起所述皮膚組織在所述 穿孔痊愈后拉緊。
26.根據(jù)權(quán)利要求16-23中任一項所述的方法，其中，所述RF電功率具有預(yù)先確定的頻 率，并且其中，施加所述RF電功率包括經(jīng)由纜線從RF功率源提供所述RF電功率到所述施 予器，所述纜線具有與所述預(yù)先確定的頻率下的半波的整數(shù)倍相等的長度。
27.根據(jù)權(quán)利要求16-23中任一項所述的方法，其中，所述RF功率源具有預(yù)先確定的阻 抗，所述預(yù)先確定的阻抗不同于所述突出物與所述皮膚上的所述相應(yīng)點之間的所述放電的 放電阻抗，并且其中，提供所述RF電功率包括利用所述RF功率源與所述施予器之間的阻抗 匹配電路來匹配所述預(yù)先確定的阻抗與所述放電阻抗。
28.根據(jù)權(quán)利要求16-23中任一項所述的方法，其中，施加所述RF電功率包括以可變占 空比切換RF發(fā)生器，從而調(diào)整供應(yīng)給所述施予器的所述RF電功率的功率水平。
29.根據(jù)權(quán)利要求16-23中任一項所述的方法，其中，施加所述RF電功率包括調(diào)整所述 施予器的所述前側(cè)處的所述RF電功率的相位。
30.一種醫(yī)學設(shè)備，包括施予器主體，其包括用于接收射頻(RF)電功率的終端；滾筒，其具有與所述施予器主體耦合的軸線并具有用于接觸患者的皮膚表面的徑向表 面，并且將其配置為當所述滾筒在所述皮膚表面之上前進時圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)；和突出物的陣列，將其置于所述滾筒的所述徑向表面上并將其配置為當所述滾筒在所述 皮膚表面之上前進時引起在所述突出物與所述皮膚上的相應(yīng)點之間的空間中產(chǎn)生響應(yīng)于 所述RF電功率的多個放電。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中，所述滾筒具有從包括了圓柱形、球形、橢球形 和桶形的形狀群組中選擇的形狀。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的設(shè)備，其中，將所述突出物的陣列配置為經(jīng)由環(huán)境空 氣產(chǎn)生所述放電。
33.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的設(shè)備，其中，所述突出物是尖角的。
34.一種用于醫(yī)學治療的裝置，包括射頻(RF)功率源，將其配置為產(chǎn)生RF電功率；和皮膚治療設(shè)備，將其耦合以接收所述RF電功率，并且包括滾筒，其具有軸線并具有用于接觸患者的皮膚表面的徑向表面，并且將其配置為當所 述滾筒在所述皮膚表面之上前進時圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)；和突出物的陣列，將其置于所述滾筒的所述徑向表面上并將其配置為當所述滾筒在所述 皮膚表面之上前進時引起在所述突出物與所述皮膚上的相應(yīng)點之間的空間中產(chǎn)生響應(yīng)于所述RF電功率的多個放電。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，其中，將所述皮膚治療設(shè)備配置為由操作者手持并 由所述操作者在所述皮膚表面之上移動，并且其中，所述裝置包括將所述RF功率源連接到 所述皮膚治療設(shè)備上的纜線。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的裝置，其中，將所述RF功率源配置為以預(yù)先確定的頻率產(chǎn) 生所述RF電功率，并且其中，所述纜線具有與所述預(yù)先確定的頻率下的半波的整數(shù)倍相等 的長度。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其中，所述皮膚治療設(shè)備包括諧振電路，將所述諧振 電路調(diào)諧到所述預(yù)先確定的頻率。
38.根據(jù)權(quán)利要求34-37中任一項所述的裝置，其中，所述RF功率源具有預(yù)先確定的阻 抗，所述預(yù)先確定的阻抗不同于所述突出物與所述皮膚上的所述相應(yīng)點之間的所述放電的 放電阻抗，并且其中，所述裝置包括阻抗匹配電路，用于匹配所述預(yù)先確定的阻抗與所述放 電阻抗。
39.根據(jù)權(quán)利要求34-37中任一項所述的裝置，其中，所述RF功率源包括RF發(fā)生器， 將所述RF發(fā)生器配置為以恒定幅度產(chǎn)生所述RF電功率；以及脈寬調(diào)制(PWM)控制器，將所 述脈寬調(diào)制控制器耦合以便以可變占空比切換所述RF發(fā)生器，從而調(diào)整供應(yīng)給所述皮膚 治療設(shè)備的所述RF電功率的功率水平。
40.根據(jù)權(quán)利要求34-37中任一項所述的裝置，其中，所述RF功率源包括相位控制器， 所述相位控制器用于調(diào)整所述施予器的所述前側(cè)處的所述RF電功率的相位。
41.根據(jù)權(quán)利要求34-37中任一項所述的裝置，其中，將所述RF功率源和所述皮膚治療 設(shè)備配置為在單極模式下操作的同時產(chǎn)生所述放電。
全文摘要
一種用于醫(yī)學治療的方法，包括將其上置有突出物(56)的陣列的施予器(24、60、73)攜帶到患者(32)的皮膚表面(64)附近，從而維持多個突出物與皮膚表面之間的空間(76)。對施予器施加射頻(RF)電功率，從而引起經(jīng)由空間中的流體介質(zhì)在多個突出物與皮膚表面上的相應(yīng)點之間產(chǎn)生響應(yīng)于RF電功率的放電(72)。
文檔編號A61B18/18GK102137629SQ200780050702
公開日2011年7月27日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月31日
發(fā)明者A·布里特瓦, A·德維林, Z·卡爾尼 申請人:阿爾瑪雷射公司