專利名稱：用于美容和身體塑形裝置的rf電極及其使用方法
技術(shù)領域：
本裝置和方法涉及美容處理和身體塑形裝置的領域，并且更具體地涉及被冷卻的 RF(射頻)電極在美容和身體塑形裝置中的應用。
背景技術(shù)：
用熱能實施美容處理或身體塑形是所屬領域中已知的。將皮膚與下面的組織加熱到特定溫度或溫度范圍之上導致組織收縮并產(chǎn)生期望的美容效果。應用RF能量是加熱皮膚與下面的組織的方法之一。美容和/或身體塑形處理是使用與RF電極接合的施用器或與RF源相連的能量傳遞裝置來實施。電極典型地具有RF能量傳遞面。傳遞面被應用于皮膚表面并使其與RF 能量相連，產(chǎn)生被傳遞到皮膚和下面的皮下組織中的熱，以實現(xiàn)期望的效果，可以是組織收縮、皺紋消除、膠原蛋白分散、粉刺去除等。RF能量在皮膚和下面的皮下組織中感應的熱不均衡分布在與皮膚接合的電極表面，尤其是在皮膚不能與整個電極表面形成良好接觸的地方。與電極表面接觸的皮膚段接收RF能量的更高劑量并形成所謂的“熱點”。在許多情況下，熱點的溫度高得足以損傷皮膚。為了避免皮膚過熱，并且在一些情況下為了避免皮膚燒傷，整個電極被冷卻流體或其它類型的冷卻劑冷卻。本方法的作者在理論和實驗上證實除了熱點以外更大量的能量沿著電極能量傳遞面的外圍并且更具體地在電極的拐角和邊緣處集中。為了改善在與電極接合的皮膚表面上的熱分布，制造并試驗了具有圓形的邊緣和拐角的電極。在某種程度上，圓形的邊緣和拐角已經(jīng)減輕了加熱效應，但是與電極相鄰的皮膚段仍被RF過度加熱。因為RF能量橫跨電極分布不均勻，橫跨電極并且尤其在電極能量傳遞面的中心部分獲得了有效處理RF能量水平，這導致在能量傳遞面外圍和拐角處過度加熱。這會引起不希望的疼痛并且可能會損傷與這些邊緣區(qū)域和拐角接合的皮膚和下面的皮下組織。這個現(xiàn)象妨礙了獲得通過RF電極與皮膚接合的足夠高但是安全的能量水平。

發(fā)明內(nèi)容
本能量傳遞裝置或電極和方法提供了 RF電極能量傳遞面邊緣區(qū)域接合的皮膚和下面的皮下組織過度加熱的解決辦法。電極能量傳遞面是分段式的并且外圍段被冷卻，因此制造熱量在與皮膚接合的RF電極能量傳遞面上的更均勻分布。有利地，這使安全并有效的美容過程或處理以及身體塑形成為可能。任選地，電極的中心段可以被加熱來降低處理能量的損失。術(shù)語表
在本公開中使用的術(shù)語“單極結(jié)構(gòu)”是指由有源處理電極(active treatment electrode)和作為接地電極的無源治療電極(passive treatment electrode)組成的結(jié)構(gòu)。典型地，電極的尺寸不同，無源電極比有源電極大，并且在它們之間具有一定距離。RF 感應的電流影響最接近有源電極的組織區(qū)域/體積。在本公開中使用的術(shù)語“雙極結(jié)構(gòu)”是指電流在彼此之間距離更短的兩個相同電極之間通過。它們被應用于要處理的皮膚/組織的面積/區(qū)域并且電流的傳播被限制在兩個電極間的面積/體積。在本文中使用的術(shù)語“冷卻劑”或“溫度控制元件”是指水，特殊制備的流體混合物，以及類似于固態(tài)熱電冷卻元件的這種冷卻元件。在本文中使用的術(shù)語“溫度穩(wěn)定元件”是指能夠加熱或冷卻其被附接于其上的元件。此元件可以是加熱元件，可切換的冷卻/加熱液體導管和能夠執(zhí)行溫度穩(wěn)定任務的其它元件。在本公開中使用的術(shù)語“皮膚”是指外部皮膚層例如角質(zhì)層，真皮層，表皮層等。在本公開中使用的術(shù)語“組織”是指更深的皮膚層比如脂肪組織或肌肉。


本方法和裝置被特別指出并且在說明書的結(jié)束部分中明確地寫入了權(quán)利要求。然而，本方法和裝置，關于機構(gòu)和操作方法，可以在看附圖時參考下面的詳細的描述來很好地理解，其中相同的參考標記表示所有不同視圖中的相同部件。附圖不必按比例，重點在于示意方法的原理。圖IA和IB是常規(guī)RF電極邊緣附近的皮膚過熱效果的示意圖；圖2A是分段式RF電極能量傳遞面的示例性實施例的主視圖的示意圖；圖2B是分段式RF電極能量傳遞面的示例性實施例的橫斷面視圖；圖2C是分段式RF電極能量傳遞面的另一個示例性實施例的橫斷面視圖；圖3是在圖2B中用虛線圓標記的部分I-I的放大圖，說明了分段式電極的溫度控制元件；圖4是RF應用分段式電極的能量傳遞面的另一個實施例的示意圖；圖5A和5B是分段式RF電極的另外的示例性實施例的橫斷面視圖；圖6是適用于皮膚突出部的分段式RF電極的另一示例性實施例的橫斷面視圖。
具體實施例方式在下面詳細的描述中，參考了附圖，附圖形成描述的一部分并且其中相同的附圖標記表示這幾個視圖中相同的元件。圖IA和IB是常規(guī)(一對中的一個)RF電極邊緣附近的皮膚過熱效果的示意圖。 圖IA示意性示出了被非分段式RF電極102引起的皮膚過熱效果。電極102具有單一段能量傳遞面106，其通過皮膚108的表面與下面的皮下組織110相連。為了說明簡單，第二個或返回電極沒有示出。電極102被應用于皮膚108的段或通過任何已知的突出形成方法形成的皮膚突出114(參考圖1B)。例如，序列號為61/081，110并且被轉(zhuǎn)讓給與本申請相同的受讓人的美國臨時專利申請被以引用方式并入，其公開了形成皮膚突出的方法。在本實施
6例中，形成突出的皮膚和皮下組織108的體積大約30-40mm寬并且10_30mm深。如上所描述，本發(fā)明的作者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)盡管電極102有圓形的外圍邊緣和拐角，但與這些邊緣和拐角直接相鄰的皮膚和組織仍然被積聚在電極102的邊緣118中并且主要在拐角120中的更高的RF能量密度影響。這個現(xiàn)象致使皮膚102的區(qū)域IM和下面的皮下組織110過熱，這導致不期望的疼痛以及這些區(qū)域124中的皮膚和下面的皮下組織的不可修復的損傷。為了減少皮膚過熱的不利效果，可以通過冷卻流體或本領域中已知的其它冷卻技術(shù)冷卻電極。但這增大了能量損失，因為加熱皮膚的能量的一部分被傳遞到與被處理的皮膚段相接觸的電極上并且降低了處理效率。數(shù)字136表示連接電極和RF電源的電纜。邊緣和與邊緣相鄰的皮膚過熱現(xiàn)象妨礙了獲得通過RF電極102能量傳遞面106 接合并且對美容處理或身體塑形有效的能量安全水平。只在外圍118和拐角120上應用冷卻劑將冷卻區(qū)域1 并提供熱在能量傳遞面106上的均勻分布，從而允許安全且有效的皮膚和組織的RF處理。這可以通過采用分段式RF電極實現(xiàn)。圖2A-2C示意能量傳遞系統(tǒng)的示例性實施例，圖2A提供了主視圖而圖2B-2C提供了分段式RF電極200的能量傳遞面的示例性實施例的橫斷面視圖。本實例描述了大約15 至35mm寬的中心段202和沿著段202的外圍布置的外圍段204和206。中心段202與外圍段204和206之間的熱電絕緣部208也被示出了。典型地，熱電絕緣部大約0. 5-1. Omm寬。 在分段式RF電極的本實施例中，邊緣部分204和206大約2至IOmm寬并且由導熱材料制成。電極204由導電材料制成而電極206由電絕緣材料制成。尤其，電極的段206是從由金屬氧化物或陶瓷組成的組中選出。氮化鋁、氮化硼和類似的材料是這樣材料的例子。電極200被示出為正方形的電極，但也可以是圓形、長方形、橢圓形和其它適合的形狀。因此， 電極204和206可以有遵循中心電極段的外圍的相同形狀。電極204和206可以有相同的寬度或不同的寬度。圖2B進一步示意被連接的并且提供RF能量到中心電極段202和外圍電極段204 的RF能量源212。在當前實施例中，中心電極段202和外圍電極段或溫度控制元件204被用線210并行連接至RF能量源212，而外圍段206是絕緣元件并且因此沒有連接至RF能量源 212。在圖2C中示意的分段式RF電極的另一個實施例中，中心段202和外圍段204被獨立連接至RF能量源212并且配置成在它們之間產(chǎn)生可控制的變化的電位梯度。圖2B和 2C顯示了在雙極結(jié)構(gòu)中靠近電極202而在單極結(jié)構(gòu)中遠離電極202布置的返回電極M0。 數(shù)字110-1示意性示出了在單極結(jié)構(gòu)中返回電極被應用于其上的皮膚段。外圍段204和206被冷卻，減小了中心段202外圍段206和拐角220的過熱效果， 冷卻皮膚108和下面的深層組織110到至少等于或低于與中心段202連接的皮膚的溫度并且實現(xiàn)更平衡的熱分布和熱滲透。中心段202的溫度可以通過溫度穩(wěn)定元件(參考圖 5A-5B)進行穩(wěn)定并且維持在35-42攝氏度以減少處理能量的損失。電極200的中心段202甚至可以具有將其保持在大約35至42攝氏度的狀態(tài)下的加熱器，這個溫度比外圍段204和206的溫度高，縮短了處理持續(xù)的時間并減少了能量損耗?？商娲?，加熱器可以隨著皮膚或組織處理的開始立即加速中心段202的加熱。陰影區(qū)域2M描述了滲透進皮膚108和下面的皮下組織110的熱水平。外圍段 204和206的冷卻抑制了中心段202的外圍206和拐角220 (參考圖2A)的過熱效果并且有助于熱量在皮膚108和下面的皮下組織110中的更平衡更安全的熱分布和滲透。在另一個實施例中，溫度控制元件是熱電冷卻器228，其直接冷卻電極200的一個或多個外圍段(參考圖2C)圖3是圖2B的放大部分，它示意出外圍的能量傳遞面段204、熱電絕緣部208和中心電極段202內(nèi)的溫度控制元件的示例性實施例。在外圍段204內(nèi)，溫度控制元件包括與冷卻劑源(沒顯示)相連的流過冷卻劑運送管道308的冷卻劑304。外圍段206的結(jié)構(gòu)與段204相似，雖然冷卻劑運送管道的尺寸可能不同。冷卻劑304可以是水、酒精、包括增強熱交換的材料的特殊制備流體以及低溫流體。圖4示意了分段式RF電極用法的另一個實施例。兩個分段式RF電極400被置于皮膚108的表面上。每一個分段式RF電極400由中心段402，環(huán)繞在中心段402的外圍的單一外圍段404以及位于中心段402和外圍段404之間的熱電絕緣部408。每一個電極的中心段402與RF源406相連，而RF能量源到外圍段404的連接410 是浮地連接(floating connection)。外圍段404如上面所述地被冷卻，以便在處理皮膚段的過程中，能量傳遞面的中心段的溫度可以高于外圍段的溫度。區(qū)域412示意性描述了滲透進皮膚108和下面的皮下組織110的熱水平。外圍段 404的冷卻抑制了中心段402的外圍和拐角420的過熱效果并且有助于熱量在皮膚108和下面的皮下組織110內(nèi)的更平衡更安全的分布和滲透。實驗已經(jīng)證實，隨著處理的開始，加熱皮膚的RF能量的大部分被通過熱傳導從皮膚傳到電極。實際上，只有在皮膚和電極之間達到熱平衡時處理才有效。本電極的中心段可以被加熱并且維持在35-42攝氏度，這是典型的處理溫度，可以減少從皮膚傳遞到電極的熱量并且最小化處理能量損耗。通過包括加熱元件，可以在電極的中心段中進行加熱。加熱元件可以是電阻加熱器或者熱加熱流體被泵吸到其內(nèi)的流體導管。在需要的情況下，流體供給可以轉(zhuǎn)換成冷卻流體并且冷卻電極的中心段。可替代地，通過一個極性的電壓驅(qū)動用于加熱以及通過相反極性的電壓驅(qū)動用于冷卻的熱電元件可以用來加熱和/或冷卻電極的中心段。圖5A和5B是分段式RF電極的另外的示例性實施例的橫斷面視圖。圖5A示意了其中電極500包含中心段504和外圍段508的結(jié)構(gòu)。這兩段被相同的或不同的RF能量驅(qū)動。中心段504包含溫度穩(wěn)定元件。在特殊情況下其是加熱元件528，其被配置為可操作用于加熱電極500的中心段504并且在等待時間中將其溫度維持在約35-42攝氏度，此溫度高于外圍段204和206的溫度，縮短了處理持續(xù)的時間并且降低了能量損耗?？商娲?， 隨著皮膚或組織處理的開始，加熱器可以立即加速加熱中心段504。圖5B示意了其中電極 516包含中心段520、外圍段524以及溫度穩(wěn)定元件528的結(jié)構(gòu)。段520被RF能量驅(qū)動，段 524由絕緣材料制成。圖6是應用于皮膚突出上的分段式RF電極的另一示例性實施例的橫斷面視圖。電極602被應用于通過任何已知的突出形成方法形成的皮膚突出604上。電極602包含中心段606和沿著段606的外圍設置的外圍段608。中心段606和外圍段608之間的熱和電絕緣部610以及溫度穩(wěn)定元件614(用虛線表示)也被示意出。在一些實施例中，可以有兩個或更多個外圍段。中心段可以20至30mm寬(large)并且外圍段可以約2至IOmm寬。外圍段由導熱材料制成。根據(jù)外圍段的數(shù)目，除導熱材料之外，它們中的一些可由導電材料制成，并且它們中的一些可以由電絕緣材料制成。使用時，本RF電極或能量傳遞裝置將連接到施用器(applicator)并且被用于不同的美容和其它皮膚處理程序。本裝置和方法提供了一種解決辦法，用于解決與RF電極能量傳遞面外圍接觸的皮膚的不希望的過度加熱并且能夠?qū)崿F(xiàn)更平衡的熱量分布。這還能夠?qū)F電極發(fā)射的RF 能量水平提高到用于處理的安全有效的水平，而不會過度加熱皮膚和下面的皮下組織。已經(jīng)示意的各種實施例，以及它們的組合和變異操作以減輕，或者至少減少在利用電極處理皮膚和組織的過程中引起的不利影響。因為提高的RF能量趨于從電極的外圍和拐角(即使被導圓或制成一定輪廓以克服此現(xiàn)象)散發(fā)出去，所以當施加用于正確處理特殊皮膚段所需的能量時，靠近探頭的外圍和拐角的皮膚區(qū)域被加熱到更高的溫度并可能被損傷。降低電極中的RF能量幫助防止皮膚損傷而且降低了總體處理效果和效率。通過利用多段式探針，被提高的能量在拐角和外圍處的影響可以被減輕或減少。另外，通過選擇可以進一步被控制例如冷卻的外圍段，傳遞到探針主要段的拐角和外圍處的皮膚的溫度可以被控制或降低。另外，通過引入溫度穩(wěn)定元件而包括增加主要段的熱量的能力，被增加的能量可以被傳遞至被處理的皮膚段，而不會過度加熱靠近探針的拐角和/或外圍的皮膚區(qū)域。已經(jīng)描述了一些實施例。然而，應理解，在不偏離本方法和電極結(jié)構(gòu)的精神和范圍的情況下可以做出各種各樣的修改。因此，其它的實施例在下面的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于美容和身體塑形裝置的RF電極，所述RF電極包括 能量傳遞面，其具有一個中心段和一個或多個外圍段； 至少被連接至所述中心段的RF能量源；以及至少與所述外圍段連通的溫度控制元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF電極，其中，所述電極還包括所述中心段和所述外圍段之間的絕緣部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的RF電極，其中，所述絕緣部包括由電絕緣部和熱絕緣部構(gòu)成的組中的至少一個并且被定位于所述中心段和所述外圍段之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF電極，其中，所述外圍段由導熱并且電絕緣的材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF電極，其中，所述外圍段由導熱并且導電的材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF電極，其中，所述RF能量源被并行連接至所述段。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF電極，其中，所述RF能量源被獨立地連接至所述段的每一個上并且被配置成可操作以在所述段之間建立可控制的變化的電位梯度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF電極，其中，所述外圍段是電浮地連接段。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF電極，其中，所述溫度控制元件是被連接至冷卻劑源的在冷卻劑運送導管中流動的冷卻劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF電極，其中，所述溫度控制元件是熱電冷卻器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF電極，其中，所述中心段還包括溫度穩(wěn)定元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF電極，其中，所述溫度穩(wěn)定元件被配置成可操作以影響所述中心段的溫度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RF電極，其中，所述電極還包括與所述RF電極連接的施用ο
14.一種用于美容皮膚處理裝置的RF電極，所述RF電極包括 能量傳遞面，其具有一個中心段和至少一個外圍段；至少被連接至所述中心段的RF能量源；以及至少被連接至所述外圍段的溫度控制元件；并且其中，在處理過程中，所述能量傳遞面的所述中心段的溫度高于所述外圍段的溫度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的RF電極，其中，所述中心段還包括可操作地配置成加熱或冷卻所述中心段的溫度穩(wěn)定元件。
16.一種用于美容皮膚處理的施用器，所述施用器包括一個或多個具有能量傳遞面的RF電極，所述能量傳遞面具有一個中心段和一個或多個外圍段，所述外圍段沿著所述中心段的外圍布置； 至少被連接至所述中心段的RF能量源；以及被連接至所述外圍段的一個或多個上的溫度控制元件；以及被連接至所述中心段上的溫度穩(wěn)定元件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的施用器，其中，所述溫度穩(wěn)定元件被可操作地配置成在等待時間和操作時間期間將所述中心段的溫度保持于35-42攝氏度的范圍內(nèi)。
18.一種使用用于美容和身體塑形裝置的RF電極的方法，所述方法包括提供RF電極，其具有一個中心段和沿著所述中心段的外圍布置的一個或多個外圍段；將RF電極應用于被處理的皮膚體積上并且將RF能量連接至所述皮膚體積；以及在電極的至少所述外圍段上應用冷卻劑；以及其中，所述冷卻劑冷卻所述外圍段并且使其與中心段相關聯(lián)，以使所述外圍電極的溫度至少等于或低于所述中心電極段的溫度。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述方法還包括所述中心段和所述外圍段之間的熱和電絕緣部。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，至少一個外圍段由熱和電傳導的材料制成并且所述段的至少一個由導熱并且電絕緣的材料制成。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，還包括提供RF能量給所述中心和外圍電極段的RF能量源。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述中心和外圍電極段被并行連接至RF能量源。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述中心和外圍電極段被獨立地連接至RF能量源并且被可操作地配置成在它們之間建立可控制的變化的電位梯度。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述外圍段是電浮地連接段。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述冷卻劑是流體或熱電冷卻器。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，還包括穩(wěn)定所述中心電極段的溫度。
27.—種冷卻用于美容和身體塑形裝置的RF電極的方法，所述方法包括提供能量傳遞面，其具有一個中心段和圍繞著所述中心段的外圍布置的至少一個外圍段；提供至少被連接至所述中心段的RF能量源；以及提供至少被連接至所述外圍段的溫度控制元件。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述方法還包括所述中心段和所述外圍段之間的熱和電絕緣部。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述外圍段由導熱并且電絕緣的材料制成。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述RF能量源被并行連接至所述段。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述RF能量源被獨立地連接至所述段的每一個并且被可操作地配置成在所述段之間建立可控制的變化的電位梯度。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述RF能量源至所述外圍段的連接是浮地連接。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述溫度控制元件是冷卻劑或熱電冷卻器。
34.一種用于美容皮膚處理的方法，所述方法包括應用一個或多個RF電極并且將RF 能量連接至皮膚，其中，所述電極的特征在于它們具有將能量傳遞至皮膚的一個中心段和至少一個外圍段，所述外圍段被圍繞著所述中心段的外圍布置，以及至少與所述外圍段連通的溫度控制元件。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述中心電極段包括被可操作地配置成最小化處理能量損失的溫度穩(wěn)定元件。
36.一種冷卻用于美容和身體塑形裝置的RF電極的方法，所述方法包括提供能量傳遞面，其具有一個中心段和圍繞著所述中心段的外圍布置的至少一個外圍段；提供至少被連接至所述中心段的RF能量源；以及提供至少被連接至所述外圍段的溫度控制元件；并且其中，被連接至至少一個外圍段的所述溫度控制元件保持所述中心段的邊緣處的皮膚溫度低于所述中心段的中心處。
37. 一種使用用于美容和身體塑形裝置的RF電極的方法，所述方法包括 提供RF電極，其具有一個中心段和沿著所述中心段的外圍布置的一個或多個外圍段； 將RF電極應用于被處理的皮膚體積上并且將RF能量連接至所述皮膚體積；以及在電極的至少所述外圍段上應用冷卻劑；以及其中，所述冷卻劑冷卻被連接至所述外圍段的被處理的皮膚體積，以使所述皮膚體積的溫度至少等于或低于與所述中心段連接的皮膚的溫度。
全文摘要
一種分段式RF電極，其具有傳遞處理能量的一個中心段和圍繞著所述中心段外圍布置的至少一個外圍段以及與所述外圍段連通的溫度控制元件。電極被引入用于美容和其它皮膚處理的施用器中。
文檔編號A61F2/00GK102368973SQ201080008389
公開日2012年3月7日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日
發(fā)明者A·羅森貝格 申請人:賽諾龍醫(yī)療公司