本申請涉及并要求于2014年2月12日提交的美國臨時(shí)專利申請序列號No.61/939,162的優(yōu)先權(quán)，其全部公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容總體上涉及影響生物組織的色素沉著，并且更具體地涉及用于皮膚組織的受控冷卻以影響其色素沉著的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)：

生物組織(例如皮膚組織)的受控冷卻或冷凍可產(chǎn)生多種效應(yīng)。某些組織冷凍程序和儀器例如常規(guī)的冷凍探針，可導(dǎo)致組織的嚴(yán)重冷凍并產(chǎn)生細(xì)胞損傷。例如，適度的冷卻或冷凍可以產(chǎn)生特定的效應(yīng)，例如影響皮膚色素沉著的表達(dá)。

需要可使皮膚之外觀變淡或以其他方式受控地影響皮膚色素沉著的化妝品(cosmetic product)。例如，可能期望出于化妝的原因使全部膚色或局部皮膚之顏色變淡以改變一般外觀。另外，還可以期望出于化妝的原因使皮膚的某些色素沉著過度區(qū)(例如可以由皮膚中局部色素量過量導(dǎo)致的大雀斑、“咖啡牛奶”斑、黃褐斑或眼睛下的黑眼圈)的外觀變淡。色素沉著過度可由多種因素(例如UV暴露、衰老、應(yīng)激、創(chuàng)傷、炎癥等)引起。這些因素可在皮膚中通過黑色素細(xì)胞導(dǎo)致黑色素的過量產(chǎn)生或黑素原生成，這可導(dǎo)致色素沉著過度區(qū)域的形成。這樣的色素沉著過度區(qū)域通常位于表皮內(nèi)；然而他們也可由在真皮內(nèi)沉積的過量黑色素導(dǎo)致。許多正在銷售的表面制劑聲稱減輕老年斑并降低這種色素沉著過度的影響。然而大多數(shù)這些化妝制劑的效果不可靠，并且可能產(chǎn)生有害的副作用。

已經(jīng)觀察到響應(yīng)組織臨時(shí)冷卻或冷凍的皮膚組織的色素減退(hypopigmentation)，例如可以在冷凍手術(shù)過程中發(fā)生。皮膚冷卻或冷凍后色素沉著的損失可由黑素體產(chǎn)生的減少，黑色素細(xì)胞的破壞或者抑制 黑素體轉(zhuǎn)移進(jìn)入表皮層之下部區(qū)域的角質(zhì)細(xì)胞引起。所導(dǎo)致的色素減退可以是長期的或者永久的。還已經(jīng)觀察到這些冷凍程序的一些可以產(chǎn)生皮膚組織的過度色素沉著區(qū)。

近來已經(jīng)認(rèn)識到，皮膚組織的受控的冷卻或冷凍可以產(chǎn)生色素減退，如第2011/0313411號美國專利公開中所描述的。能夠影響色素沉著結(jié)果的因素可以包括冷卻溫度、冷卻時(shí)間以及可以與皮膚表面接觸以使其冷卻的經(jīng)冷卻物體的幾何學(xué)特征。對于這種冷卻或冷凍已提出的表面幾何結(jié)構(gòu)包括例如簡單的平板、具有小突起(例如，直徑小于約1mm至2mm)的板以及具有不連續(xù)的凸起特征(例如，直徑大于約5mm至10mm)的板。在這些過程中，基于不同幾何結(jié)構(gòu)的經(jīng)冷卻板的使用，色素沉著減少和一致性方面可能有一些可變性，其中，這些結(jié)果還可能對諸如板溫和接觸持續(xù)時(shí)間的其它參數(shù)敏感。

因此，可能需要能夠提供皮膚或其它組織的受控冷凍以及皮膚組織的逐漸淡化的方法和設(shè)備，這些方法和設(shè)備能夠解決和/或克服上文中所描述的缺陷或問題中的至少一些。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文所述的示例性實(shí)施方案涉及化妝方法和設(shè)備，其能夠解決和/或克服上文中所描述的缺陷或問題中的至少一些。從本文所述的特征和實(shí)施方案之不同組合可產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，盡管可能沒有詳細(xì)描述所有這樣的組合。此外，應(yīng)當(dāng)注意，本公開內(nèi)容的關(guān)于方法的所有實(shí)施方案可以以所描述的步驟次序進(jìn)行，然而這可能不是示例性方法之步驟的唯一和必要次序。例如，在此描述了所述方法步驟和過程的所有不同次序和組合。

本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方案涉及用于皮膚組織之受控冷卻和冷凍的非侵入式方法和設(shè)備，其可使用低溫技術(shù)減少皮膚區(qū)域的全部色素沉著。在本公開內(nèi)容的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，可提供用于以特定溫度和持續(xù)時(shí)間可控地冷卻或冷凍皮膚區(qū)以產(chǎn)生變淡之皮膚外觀的設(shè)備。

根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方案，該設(shè)備可以包含經(jīng)冷卻的接觸裝置，該經(jīng)冷卻的接觸裝置優(yōu)選地至少部分地由具有較大熱擴(kuò)散系數(shù)(thermal effusivity)——例如是皮膚組織的熱擴(kuò)散系數(shù)的至少約10倍大的熱擴(kuò)散系數(shù)——的材料形成。例如，板可以至少部分地由諸如黃銅、金、銀、銅、鋁等的金屬或合金、金剛石或類金剛石碳、冷凍材料或者具有高 熱擴(kuò)散系數(shù)的另一材料比如金剛石制成。接觸裝置可以具有配置成接觸皮膚區(qū)域的表面的遠(yuǎn)端表面。任選地，接觸裝置可以由具有不同熱物理性能(例如，不同熱擴(kuò)散系數(shù))的兩種或更多種材料形成。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，可以在接觸裝置的遠(yuǎn)端(接觸)表面上設(shè)置第二材料的層或膜。

接觸裝置的遠(yuǎn)端接觸表面可以基本上是平的，或者該遠(yuǎn)端接觸表面可以凸起或凹陷以有助于與皮膚區(qū)域接觸。接觸表面可以設(shè)置有多個(gè)凹窩、例如小凹部，所述多個(gè)凹窩可以基本上是圓形的并且具有約0.3mm至約3mm、或約0.5mm至2mm、或者任選地約1mm的直徑或?qū)挾?。凹窩的深度可以為約0.3mm至約2mm、或者為約0.5mm至約1.5mm、或者任選地為約1mm。凹窩可以以規(guī)則圖案(例如，矩形陣列或三角形陣列)來設(shè)置，或者凹窩可以隨機(jī)或半隨機(jī)地分布在接觸表面上。

在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，一個(gè)或更多個(gè)凹窩可以具有寬度(例如，較小尺寸)為約0.3mm至約3mm、或者為約0.5mm至2mm、或者任選地為約1mm的長形形狀。長形凹窩的長度(例如，較長尺寸)可以比對應(yīng)寬度大。這些長形凹窩的深度可以為約0.3mm至約2mm、或者為約0.5mm至約1.5mm、或者任選地為約1mm。長形凹窩可以以規(guī)則圖案(例如，長形凹窩的長軸線彼此平行或彼此垂直)來設(shè)置，或者長形凹窩在接觸表面上的取向和/或位置可以隨機(jī)地或半隨機(jī)地分布。在本公開內(nèi)容的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，長形凹窩可以設(shè)置成基本上平行的多個(gè)凹槽，所述多個(gè)凹槽可以延伸穿過接觸表面的寬度或長度的一部分或者基本上全部。

在本公開內(nèi)容的又一些示例性實(shí)施方案中，可以在單個(gè)接觸表面上設(shè)置具有不同尺寸和/或形狀(例如，不同寬度、長度和/或深度)的凹窩。這些凹窩可以以規(guī)則陣列來設(shè)置或者隨機(jī)或半隨機(jī)地定向和定位。

凹窩的邊緣——凹窩與遠(yuǎn)端表面在該邊緣處相接——可以任選地是圓形的或帶斜面的以避免例如尖銳邊緣。凹窩的內(nèi)表面可以在輪廓上是圓形的、圓柱形的或方形的或者具有其它形狀。圓形凹窩的內(nèi)表面可以是圓柱形的或者可以具有球形或橢圓形的一部分的形狀。長形凹窩的內(nèi)表面可以具有成圓形(rounded)的形狀，比如圓形或橢圓形圓柱的一部分，或者長形凹窩的內(nèi)表面可以設(shè)置有內(nèi)部拐角(internal corner)。

接觸表面上的凹窩的面積分?jǐn)?shù)可以為例如約0.05至約0.50、或者任選地為約0.10至約0.30、或者為約0.20。面積覆蓋分?jǐn)?shù)的這些示例性范圍和值可以提供與接觸表面直接接觸的足夠的皮膚區(qū)域，同時(shí)還提供足夠 面密度的凹窩以提高局部冷卻和/或冷凍效力，從而產(chǎn)生色素減退效果。

在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，設(shè)備中可以設(shè)置有冷卻裝置。示例性冷卻裝置可以包含例如設(shè)置成與冷卻板熱接觸的儲器?？梢栽趦ζ髦刑峁┲评鋭┗蛘咧T如鹽溶液、水-乙醇混合物、水-乙二醇混合物等的其它吸熱介質(zhì)以對板進(jìn)行冷卻。任選地，經(jīng)冷卻的制冷劑可以循環(huán)通過儲器和/或形成于儲器中的一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)管以對板提供連續(xù)冷卻?？梢匀芜x地設(shè)置控制裝置，并且冷卻裝置可以配置成在冷卻板與皮膚接觸時(shí)將冷卻板控制和/或保持在特定溫度?？梢栽诮佑|元件上或接觸元件中設(shè)置一個(gè)或更多個(gè)溫度傳感器以有助于接觸元件的各部分的溫度控制。

在本公開內(nèi)容的另一示例性實(shí)施方案中，可以設(shè)置與接觸裝置熱接觸的熱電冷卻裝置比如珀?duì)柼?Peltier)裝置或者其它冷卻源以冷卻接觸裝置。在某些實(shí)施方案中，接觸裝置可以形成為冷卻裝置的經(jīng)冷卻部的一部分并且配置成直接放置在皮膚表面上。

可在將冷卻板或冷卻儀器放置為與皮膚表面接觸時(shí)提供一個(gè)或更多個(gè)溫度和/或光傳感器或其他類型的傳感器以控制冷卻板或冷卻儀器的溫度，以檢測所接觸/經(jīng)冷卻組織之局部溫度，和/或以檢測皮膚組織的局部冷凍。處理時(shí)間可以任選地相對于冷凍的起始確定，例如局部組織冷凍已經(jīng)開始后冷物體與皮膚表面之間接觸的持續(xù)時(shí)間。可使用接觸傳感器、非接觸傳感器或二者測量溫度?？扇芜x地提供加熱設(shè)備以在經(jīng)過特定的處理時(shí)間后溫暖冷凍的組織。可以產(chǎn)生反饋信號并傳送至冷卻儀器或控制裝置(如果存在的話)使得能夠避免不期望的或過度的冷卻或冷凍。例如，可提供反饋控制以有助于處理程序的安全有效，其對于經(jīng)受所述處理的人沒有危險(xiǎn)或風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果。

根據(jù)本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案，可以提供用于在組織冷凍開始時(shí)檢測組織冷凍的方法和設(shè)備。這種示例性冷凍檢測可以基于例如溫度檢測、光學(xué)檢測和/或皮膚組織的電阻抗和/或機(jī)械阻抗(mechanical impedance)的測量。

在本公開內(nèi)容的另一示例性實(shí)施方案中，可以設(shè)置一個(gè)或更多個(gè)壓力傳感器來檢測設(shè)備的接觸表面與皮膚表面之間的接觸壓力。

在本公開內(nèi)容的又一示例性實(shí)施方案中，接觸裝置可以包含撓性的或柔性的接觸表面以有助于改善設(shè)備的接觸表面與皮膚表面之間的接觸。可以在冷卻裝置與接觸表面處的撓性膜之間設(shè)置具有高熱導(dǎo)率或熱擴(kuò)散系 數(shù)的柔性物質(zhì)或韌性物質(zhì)，以在保持從皮膚組織的高熱吸取速率的同時(shí)有助于接觸表面的變形。這種柔性物質(zhì)或韌性物質(zhì)可以包括例如具有處于預(yù)定接觸溫度、接近預(yù)定接觸溫度或與預(yù)定接觸溫度相近的相變溫度或相變范圍的導(dǎo)熱膏或凝膠、兩相灰漿(slush)或漿液(slurry)。

在本公開內(nèi)容的再一示例性實(shí)施方案中，可以在接觸裝置中(例如在凹窩內(nèi))設(shè)置包含一個(gè)或更多個(gè)通道的真空裝置，以有助于改善設(shè)備的接觸表面與皮膚表面之間的接觸。

在本公開內(nèi)容的其它示例性實(shí)施方案中，冷卻裝置可以設(shè)置有多個(gè)冷卻裝置和/或多個(gè)接觸裝置。一個(gè)或更多個(gè)溫度傳感器、壓力傳感器、冷凍檢測器和/或控制裝置任選地可以與每個(gè)冷卻裝置和/或每個(gè)接觸裝置相關(guān)聯(lián)或者設(shè)置成與每個(gè)冷卻裝置和/或每個(gè)接觸裝置通信。

在本公開內(nèi)容的另一示例性實(shí)施方案中，可以提供在皮膚組織中產(chǎn)生色素減退的美容方法。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，可以提供的用于淡化皮膚外觀的方法包括冷卻和/或冷凍皮膚區(qū)域以誘導(dǎo)局部色素減退效果。進(jìn)一步淡化可以通過對皮膚的特定區(qū)域處理多于一次來實(shí)現(xiàn)。

在本公開內(nèi)容的又一示例性實(shí)施方案中，該美容方法可以包括冷凍皮膚組織的區(qū)，例如至至少基底層的深度，例如至至少約真皮-表皮結(jié)合面(junction)的深度，這可提供色素減退效果。這種示例性冷凍優(yōu)選地可以通過使皮膚表面與接觸裝置的遠(yuǎn)端表面(例如冷卻板等)相接觸來實(shí)現(xiàn)，該遠(yuǎn)端表面設(shè)置有多個(gè)凹窩并且設(shè)置處于低于約-5攝氏度、例如約-7攝氏度至-10攝氏度的溫度。在某些示例性實(shí)施方案中，可以利用低至約-15攝氏度至-20攝氏度的溫度。冷卻或處理時(shí)間(其可對應(yīng)于局部組織冷凍開始后冷物體與皮膚表面接觸的持續(xù)時(shí)間)可為少于約2分鐘，或優(yōu)選少于約1分鐘，例如當(dāng)接觸裝置遠(yuǎn)端表面的溫度為約-7攝氏度至-10攝氏度時(shí)約30秒至1分鐘。當(dāng)以更冷溫度提供接觸裝置遠(yuǎn)端表面時(shí)可使用更短的冷卻時(shí)間，例如當(dāng)冷物體的溫度為-15攝氏度至-20攝氏度時(shí)少于約30秒或甚至少于約15秒。這樣的溫度和時(shí)間可在皮膚組織中導(dǎo)致色素減退響應(yīng)，同時(shí)足夠快速以利于多個(gè)皮膚區(qū)的連續(xù)冷卻或冷凍。

可以設(shè)置一個(gè)或更多個(gè)溫度傳感器和/或光學(xué)傳感器或其它類型的傳感器以在將接觸裝置放置成與皮膚表面接觸時(shí)控制接觸裝置和/或設(shè)置成與接觸裝置熱連通的冷卻裝置的溫度、檢測所接觸/經(jīng)冷卻組織的局部溫度和/或檢測皮膚組織的局部冷凍。處理時(shí)間可以任選地相對于冷凍的起始確定，例如局部組織冷凍已經(jīng)開始后冷物體與皮膚表面之間接觸的持續(xù) 時(shí)間?？墒褂媒佑|傳感器、非接觸傳感器或二者測量溫度?？扇芜x地提供加熱設(shè)備以在經(jīng)過特定的處理時(shí)間后溫暖冷凍的組織。可以產(chǎn)生反饋信號并發(fā)送至冷卻儀器(如果存在的話)使得避免不期望的或過度的冷卻或冷凍。換句話說，可提供反饋控制以確保處理程序的安全，其對于經(jīng)受所述處理的人沒有危險(xiǎn)或風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果。

根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方案的示例性方法和設(shè)備可以通過可控地形成色素減退區(qū)域來提供處理中的皮膚區(qū)域的逐漸淡化。可以利用多次處理來進(jìn)一步淡化該區(qū)域。本文中所描述的示例性方法和設(shè)備還可以通過在經(jīng)冷凍組織的較小區(qū)域中激發(fā)響應(yīng)來改善皮膚的整體外觀。

本文描述的示例性美容方法已經(jīng)受測試，并且被確定為可以在美容院或其它機(jī)構(gòu)中實(shí)施的安全的常規(guī)程序。該示例性方法可為非侵入性的方法。此外，該方法可以是安全的，因?yàn)槠涫欠乔秩胄缘?，基本沒有健康風(fēng)險(xiǎn)，并且不需要專業(yè)的醫(yī)療知識來實(shí)施。如將從以下描述變得清楚的，實(shí)施本文所述的方法之實(shí)施方案無需臨床醫(yī)生，并且對于被所述美容方法處理的人不存在風(fēng)險(xiǎn)，更不要說健康風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)結(jié)合所附權(quán)利要求書，閱讀以下詳細(xì)描述的本發(fā)明之實(shí)施方案后，本公開內(nèi)容的這些和其它目的、特征和益處將變得顯而易見。

附圖說明

從以下的詳細(xì)描述結(jié)合示出本公開內(nèi)容之說明性實(shí)施方案、示例性實(shí)施方案的結(jié)果和/或特征的附圖，本公開內(nèi)容的另一些目的、特征和益處將變得顯而易見，其中：

圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方案可用于在皮膚組織中低溫地產(chǎn)生色素減退的示例性設(shè)備的側(cè)視截面圖；

圖2A是圖1中所示的示例性設(shè)備的接觸元件的示例性側(cè)視截面圖；

圖2B是圖2A中所示的接觸元件的第一示例性構(gòu)型的仰視圖；

圖2C是圖2A中所示的接觸元件的第二示例性構(gòu)型的仰視圖；

圖2D是圖2A中所示的接觸元件的第三示例性構(gòu)型的仰視圖；

圖2E是圖2A中所示的接觸元件的第四示例性構(gòu)型的仰視圖；

圖2F是圖2A中所示的接觸元件的第五示例性構(gòu)型的仰視圖；

圖2G是圖2A中所示的接觸元件的第六示例性構(gòu)型的仰視圖；

圖2H是圖2A中所示的接觸元件的第七示例性構(gòu)型的仰視圖；

圖2I是圖2A中所示的接觸元件的第八示例性構(gòu)型的仰視圖；

圖2J是圖2A中所示的接觸元件的第九示例性構(gòu)型的仰視圖；

圖2K是圖2A中所示的接觸元件的第十示例性構(gòu)型的仰視圖；

圖3A是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方案的接觸皮膚表面的示例性接觸元件的側(cè)視截面圖，該示例性接觸元件包含成圓形的凹窩；

圖3B是根據(jù)本公開內(nèi)容的另一示例性實(shí)施方案的示例性接觸元件的側(cè)視截面圖，該示例性接觸元件包含具有圓柱形或矩形輪廓的凹窩；

圖3C是根據(jù)本公開內(nèi)容的另一示例性實(shí)施方案的示例性接觸元件的側(cè)視截面圖，該示例性接觸元件包含淺的成圓形的凹窩；

圖3D是根據(jù)本公開內(nèi)容的又一示例性實(shí)施方案的示例性接觸元件的側(cè)視截面圖，該示例性接觸元件包含深的凹窩；

圖4A是圖2A中所示的接觸元件的示例性構(gòu)型的仰視圖，該接觸元件包含多個(gè)溫度傳感器；

圖4B是示例性接觸元件的側(cè)視截面圖，該示例性接觸元件包含在接觸元件上和接觸元件內(nèi)設(shè)置于不同位置處的3個(gè)熱傳感器；

圖5是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方案用于可控地冷卻皮膚組織的示例性設(shè)備的側(cè)視截面圖，該示例性設(shè)備包含用以檢測局部皮膚冷凍的光學(xué)裝置；

圖6是通過根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方案的設(shè)備產(chǎn)生的示例性數(shù)據(jù)曲線，該示例性數(shù)據(jù)曲線示出了當(dāng)冷卻活豬皮膚區(qū)域并且皮膚的局部冷凍開始時(shí)測得的表面溫度和光學(xué)反射兩者的變化；

圖7是根據(jù)本公開內(nèi)容的另外的示例性實(shí)施方案的示例性接觸元件的側(cè)視截面圖，該示例性接觸元件包含具有不同熱物理性能的兩種不同材料；

圖8是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方案用于可控地冷卻或冷凍皮膚組織的示例性設(shè)備的側(cè)視截面圖，該示例性設(shè)備包含用以檢測接觸元件與皮膚表面的接觸壓力的壓力傳感器；

圖9是根據(jù)本公開內(nèi)容的又一示例性實(shí)施方案的示例性接觸元件的 側(cè)視截面圖，該示例性接觸元件包含配置成有助于接觸表面與皮膚表面之間的接觸的真空裝置；

圖10是示例性接觸元件的側(cè)視截面圖，該示例性接觸元件包含撓性或柔性的接觸表面；

圖11是根據(jù)本公開內(nèi)容另一示例性實(shí)施方案用于可控地冷卻或冷凍皮膚組織的示例性設(shè)備的側(cè)視截面圖，該示例性設(shè)備包含多于一個(gè)的冷卻裝置和多于一個(gè)的接觸元件；

圖12A是豬皮區(qū)域的示例性圖像，該示例性圖像是在利用根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方案的帶凹窩接觸表面將該豬皮區(qū)域冷卻至-9攝氏度持續(xù)15秒的接觸時(shí)間之后4周得到的；

圖12B是圖12A中所示的豬皮區(qū)域的示例性圖像，該示例性圖像是在該豬皮區(qū)域被冷卻之后9.5周得到的；

圖13A是豬皮區(qū)域的示例性圖像，該示例性圖像是在利用平滑接觸表面將該豬皮區(qū)域冷卻至-9攝氏度持續(xù)15秒的接觸時(shí)間之后4周得到的；

圖13B是圖13A中所示的豬皮區(qū)域的示例性圖像，該示例性圖像是在該豬皮區(qū)域被冷卻之后9.5周得到的；

圖14A是豬皮區(qū)域的示例性圖像，該示例性圖像是在利用根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方案的帶凹窩接觸表面將該豬皮區(qū)域冷卻至-9攝氏度持續(xù)30秒的接觸時(shí)間之后4周得到的；

圖14B是圖14A中所示的豬皮區(qū)域的示例性圖像，該示例性圖像是在該豬皮區(qū)域被冷卻之后9.5周得到的；

圖15A是豬皮區(qū)域的示例性圖像，該示例性圖像是在利用平滑接觸表面將該豬皮區(qū)域冷卻至-9攝氏度持續(xù)30秒的接觸時(shí)間之后4周得到的；并且

圖15B是圖15A中所示的豬皮區(qū)域的示例性圖像，該示例性圖像是在該豬皮區(qū)域被冷卻之后9.5周得到的。

所有的附圖中，除非另有說明，相同的參考數(shù)字和符號用于指示舉例說明之實(shí)施方案的同樣的特征、元件、組件或部分。因此，可以通過相同的參考數(shù)字描述相似的特征，所述相同的參考數(shù)字向技術(shù)讀者指出可在不同實(shí)施方案間完成特征的交換，除非另有清楚地說明。此外，雖然本公開內(nèi)容將參考圖詳細(xì)描述，但它是結(jié)合說明性實(shí)施方案進(jìn)行的并且不受在圖 中舉例說明的特定實(shí)施方案所限。預(yù)期可以對所述的實(shí)施方案進(jìn)行改變和修飾而不背離由所附權(quán)利要求書限定的本公開內(nèi)容之真實(shí)范圍和精神。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)示例性實(shí)施方案，基于冷凍療法的方法可用于可控地且非侵入地冷卻和/或冷凍皮膚組織區(qū)。這樣的冷卻或冷凍可使皮膚的整個(gè)外觀變淡，或降低具有過度色素沉著之某些皮膚區(qū)域的整體暗度。例如，使皮膚區(qū)與冷物體接觸可抑制色素在下層皮膚中的形成和/或表達(dá)。這一效應(yīng)可提供被處理區(qū)域的長時(shí)間或可能的話永久性變淡。

圖1提供了根據(jù)本公開內(nèi)容之示例性實(shí)施方案用于可控地冷卻和/或冷凍皮膚以例如在皮膚組織中產(chǎn)生色素減退效果的示例性設(shè)備100的截面圖。示例性設(shè)備100可以包含接觸元件110，該接觸元件110設(shè)置成與冷卻裝置120熱連通。在某些示例性實(shí)施方案中，接觸元件110和冷卻裝置120可以至少部分地由單種材料形成?？刂蒲b置150可以任選地設(shè)置并用于控制冷卻裝置120的某些方面，例如溫度、定時(shí)關(guān)閉等。冷卻裝置120、控制裝置150和/或接觸元件110可以任選地如圖1中所示的那樣設(shè)置在殼體或手持件130內(nèi)或者附接至該殼體或手持件130以有利于設(shè)備100的手持和定位。圖1中所示的示例性設(shè)備100不一定按比例繪制。例如，冷卻裝置120和接觸元件110的相對尺寸不限于圖1中所示的比例。在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，與冷卻裝置120的尺寸相比，接觸元件110可以在寬度或截面面積上更大或更小。

接觸元件110可以包含配置成接觸皮膚表面的遠(yuǎn)端(接觸)表面140。遠(yuǎn)端表面140可以基本上是平的。在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，遠(yuǎn)端表面140可以凸起或凹陷以更好地匹配處理中的皮膚組織的局部形狀以及/或者在將設(shè)備100放置在待處理皮膚區(qū)域上時(shí)提供與皮膚表面的良好熱接觸。在本公開內(nèi)容的又一些示例性實(shí)施方案中，接觸元件110例如能夠從冷卻裝置120拆卸，使得如本文中所描述的具有不同尺寸、形狀和/或表面特征的多個(gè)接觸元件110可以與單個(gè)冷卻元件120一起使用。

遠(yuǎn)端接觸表面140可以具有配置成接觸皮膚區(qū)域表面的較大寬度或直徑(例如大于約3em或大于約5cm的直徑或?qū)挾?以有利于處理較大面積的皮膚。在另一些實(shí)施方案中，遠(yuǎn)端表面140的寬度可以較小、例如為大約1cm至2cm或更小，這會有利于改善皮膚上的溫度控制和/或特 定特征的處理。

接觸元件110可以由金屬或金屬合金或具有高熱擴(kuò)散系數(shù)(例如使得這些熱物理性能的值高于皮膚組織的相應(yīng)值)的另一種材料制成。熱擴(kuò)散系數(shù)ε等于材料的熱導(dǎo)率和材料的體積熱容量的乘積的平方根。熱擴(kuò)散系數(shù)是材料與材料的周圍環(huán)境進(jìn)行熱交換并且在材料與材料的周圍環(huán)境進(jìn)行熱交換時(shí)保持恒定溫度的能力的量度。例如，分別處于溫度T₁和溫度T₂的兩種半無限材料相接觸時(shí)接觸面溫度T_i會取決于所述兩種材料的相對熱擴(kuò)散系數(shù)ε₁和ε₂，原因在于T_i＝T₁+(T₂-T₁)＊[ε₂/(g₂+ε₁)]。因此，例如在ε₂＞＞ε₁的情況下，所述兩種材料相接觸時(shí)，由于熱從一種材料流動至另一種材料，接觸面溫度將保持接近T₂。以此方式，當(dāng)?shù)诙牧吓c第一材料相接觸時(shí)，第一材料的表面將被冷卻至接近熱擴(kuò)散系數(shù)高得多的第二材料的溫度。

例如，接觸元件110可以至少部分地或全部由黃銅、銅、銀、鋁、鋁合金、鋼、石墨、金剛石、金剛石樣碳、用于常規(guī)接觸冷凍探針的其它材料或者其組合制成。例如，接觸元件110可以全部或至少部分地由熱導(dǎo)率比皮膚組織高得多的材料形成，并且可以被用來促進(jìn)從組織的與接觸元件110的遠(yuǎn)端表面140相接觸的部分吸取熱。另外，熱擴(kuò)散系數(shù)比皮膚組織高得多(例如熱擴(kuò)散系數(shù)是皮膚熱擴(kuò)散系數(shù)的至少約10倍)的材料能夠更容易地保持在冷溫度下。因此，這些高熱擴(kuò)散系數(shù)材料與具有較低熱擴(kuò)散系數(shù)的材料相比可以從組織的與接觸元件110相接觸的部分更有效地吸取熱，并且有利于更好地控制接觸面處的組織溫度。

在本公開內(nèi)容的某些示例性實(shí)施方案中，接觸元件110的遠(yuǎn)端接觸表面140可以在面積上小于接觸元件110的接觸冷卻裝置120的近端。這種幾何結(jié)構(gòu)可以提供某些優(yōu)點(diǎn)。例如，接觸元件110的較窄的或漸縮的遠(yuǎn)端可以例如在減少由殼體130造成的視覺阻礙的同時(shí)有利于將遠(yuǎn)端表面140更精確地放置在待冷卻的皮膚表面的特定位置上。另外，接觸元件110的相對較大的近端可以提供可以由冷卻裝置120直接冷卻的較大區(qū)域，以有利于增強(qiáng)從較小的遠(yuǎn)端接觸表面140的熱吸取。在某些實(shí)施方案中，接觸裝置遠(yuǎn)端接觸表面140的近端的面積可以是遠(yuǎn)端接觸表面140面積的至少兩倍大、例如3倍至5倍大。

接觸元件110的遠(yuǎn)端表面140可以設(shè)置有多個(gè)凹窩210、例如凹入部或凹部，所述多個(gè)凹窩210形成在接觸元件110的接觸表面140中，如圖2A的側(cè)視截面圖中所示。這些凹窩210可以基本上是圓形的并且具有約 0.3mm至約3mm、或者約0.5mm至2mm、或者任選地約1mm的直徑或?qū)挾?。凹窩的深度可以為約0.3mm至約2mm、或者為約0.5mm至約1.5mm、或者任選地為約1mm。遠(yuǎn)端表面140的邊緣可以是成圓形的或帶斜面的，如圖2A中所示，這在設(shè)備100對著皮膚表面放置以用于處理時(shí)會有利于遠(yuǎn)端表面140與皮膚表面連續(xù)地接觸，同時(shí)避免與任何尖的或陡的邊緣或拐角相接觸。

圖2B中示出了具有凹窩210的接觸表面140的示例性端視圖。接觸表面140上的凹窩210的面積分?jǐn)?shù)可以為例如約0.05至約0.50、或者任選地為約0.10至約0.30、或者為約0.20。覆蓋面積分?jǐn)?shù)的這些示例性范圍和值可以提供與接觸表面140直接接觸的足夠的皮膚區(qū)域，同時(shí)還提供足夠面密度的凹窩210以提高局部冷卻和/或冷凍效力，從而產(chǎn)生色素減退效果。

盡管圖2A和圖2B中所示的示例性凹窩的尺寸和深度基本上一致，但在本公開內(nèi)容的另一些實(shí)施方案中，與單個(gè)接觸元件110相關(guān)聯(lián)的各個(gè)凹窩的尺寸和/或深度可以在本文所描述的范圍內(nèi)變化。

接觸表面140上的凹窩210的示例性布置基本上可以是隨機(jī)的，如圖2B中所示。在如圖2C中所示的本公開內(nèi)容的另一示例性實(shí)施方案中，凹窩210可以以徑向布置來設(shè)置。該示例性布置/構(gòu)型可以產(chǎn)生較低密度的凹窩210(例如，相鄰凹窩210之間有較寬的平均間距)，這會導(dǎo)致減小凹窩210在接觸表面140周緣附近的作用。在又一實(shí)施方案中，凹窩210可以以規(guī)則陣列、例如以如圖2D中所示的六邊形陣列或方形陣列來設(shè)置。

在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，凹窩210可以具有長形形狀，如圖2E中的示例性構(gòu)型所示。這些長形凹窩210可以具有約0.5mm至約3mm、或者任選地約1mm的較小尺寸(例如，寬度)。這樣的長形凹窩210的較長尺寸(例如，長度)可以大于寬度、例如是寬度的兩倍或更多。例如，圖2E中所示的示例性凹窩210的長度是寬度的約5倍大。在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中可以提供其它示例性的長度寬度比。長形凹窩210的深度可以為約0.3mm至約2mm、或者為約0.5mm至約1.5mm、或者任選地為約1mm。遠(yuǎn)端表面140的邊緣(這些凹窩210與接觸表面140在該邊緣處相接)可以是成圓形的和/或帶斜面的，如圖2A中所示。

圖2E中所示的示例性長形凹窩210的長軸線或長尺寸可以基本上彼 此平行。在本公開內(nèi)容的又一示例性實(shí)施方案中，某些長形凹窩210的長軸線可以基本上垂直于其他長形凹窩的長軸線，例如如圖2F中所示。在本公開內(nèi)容的又一些示例性實(shí)施方案中，長形凹窩210的長軸線可以在接觸表面140上彼此以不同的角度設(shè)置。長形凹窩210可以以規(guī)則陣列或規(guī)則圖案來設(shè)置，如圖2E和圖2F中所示?；蛘呋虼送猓L形凹窩210可以以非均勻布置或隨機(jī)布置來設(shè)置，例如如圖2G中所示。

在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，設(shè)置在單個(gè)遠(yuǎn)端接觸表面140上的凹窩210的各個(gè)凹窩可以具有不同的尺寸、形狀和/或取向。例如，長形凹窩210的不同凹窩可以具有相同的寬度(小尺寸)和不同的縱橫比(例如，長度寬度比)，例如如圖2H中所示。在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，凹窩210的不同凹窩可以具有彼此不同的寬度和/或不同的長度，例如如圖2I中所示。在本公開內(nèi)容的又一些示例性實(shí)施方案中，接觸表面140可以包含圓形凹窩210和長形凹窩210二者，例如如圖2J中所示。一般而言，優(yōu)選的是各個(gè)凹窩210的寬度(或直徑)和深度都在本文中所描述的尺寸范圍內(nèi)。在本公開內(nèi)容的又一示例性實(shí)施方案中，長形凹窩210可以設(shè)置成基本上平行的多個(gè)凹槽，例如如圖2K中所示。這些凹窩210的端部可以位于接觸表面140的周緣內(nèi)，如圖2K的示例性構(gòu)型中所示?；蛘?，長形凹窩210可以延伸通過接觸表面210的周緣，使得凹窩210中的至少一些凹窩形成跨越接觸表面140整個(gè)長度的連續(xù)凹槽。

凹窩210的內(nèi)表面可以在輪廓上是成圓形的、圓柱形的或方形的或者具有其它形狀。例如，圓形凹窩210的內(nèi)表面可以是圓柱形的或者可以具有球體或橢圓體的一部分的形狀。長形凹窩210的內(nèi)表面可以具有成圓形的形狀，比如圓形或橢圓形圓柱的一部分，或者長形凹窩210的內(nèi)表面可以設(shè)置有如同例如圓角形通道等的內(nèi)部拐角。

一般而言，接觸表面處的凹窩210中的相鄰凹窩之間的最近距離可以至少與凹窩210的寬度一樣大。相鄰凹窩210之間的該示例性距離可以大于凹窩的寬度，例如如圖2B至圖2K中所示。這樣的分離距離可以有利于從每個(gè)凹窩210附近吸取足量的熱并且在凹窩210之間提供足夠面積的接觸表面140，使得可以舒適地將接觸表面140對著皮膚表面放置。

圖2B至圖2K中所示的示例性接觸表面140的形狀基本上是圓形。在本公開內(nèi)容的另一示例性實(shí)施方案中，接觸表面140可以設(shè)置有基本上是方形、矩形或六邊形的形狀。這樣的形狀通過使皮膚的相鄰區(qū)域與接觸 表面140連續(xù)地接觸而會有利于處理較大面積的皮膚，同時(shí)減少或避免了處理區(qū)域中的明顯重疊。在另一些實(shí)施方案中，接觸表面140仍可以具有不同形狀。

接觸表面形狀的縱橫比在不同的示例性實(shí)施方案中可以不同。例如，方形、矩形或六邊形的接觸表面140會由于設(shè)備100在相鄰皮膚組織區(qū)域上的連續(xù)放置而有利于均勻地覆蓋較大面積的皮膚組織，使得基本上全部的所需處理的皮膚區(qū)域都已在這些處理區(qū)域幾乎沒有重疊的情況下被設(shè)備100冷卻。還可以提供其它示例性板形狀和/或尺寸以例如符合特定的皮膚區(qū)域和/或符合待處理的特定皮膚特征(比如老年斑等)的形狀。

任意示例性凹窩的形狀、尺寸、凹窩圖案、接觸表面的尺寸和形狀等中的一者或更多者或其組合可以與本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方案和特征中的任一者一起使用。例如，單個(gè)接觸表面140可以包括多種凹窩形狀(例如，圓形、長形等)、空間布置等，并且設(shè)置在單個(gè)接觸表面140上的這些凹窩210中的某些不同的凹窩可以具有如本文中所描述的一種或更多種特征性直徑、寬度和/或深度。

凹窩210的幾何學(xué)參數(shù)的示例性范圍和值可以在接觸表面140對著皮膚放置時(shí)提供皮膚表面與凹窩210內(nèi)表面之間的部分接觸或全部接觸。這可以改善局部冷卻和/或冷凍效力以產(chǎn)生色素減退效果，如本文中進(jìn)一步詳細(xì)描述的。例如，圖3A中示出了包含凹窩210的接觸元件110的截面圖，所述凹窩210對著皮膚組織300放置。當(dāng)接觸表面140對著皮膚表面放置時(shí)，柔性皮膚300的較小部分可以突出到凹窩210中，如圖3A中所示。

不受特定理論的束縛，皮膚300的這種局部變形可以提供與凹窩210的內(nèi)表面接觸的增大的局部表面區(qū)域。皮膚300在凹窩210的邊緣與接觸表面140相接處也會發(fā)生某些局部拉伸。另外，可以通過凹窩210的內(nèi)表面從皮膚300位于凹窩210內(nèi)的部分側(cè)向地吸取熱，這可以增強(qiáng)皮膚冷卻的局部有效性。由于凹窩210的寬度相對較小，如本文中所描述的，這種增強(qiáng)冷卻可以局限于凹窩210內(nèi)皮膚300的上部部分(例如，表皮區(qū)域)。與例如由相同材料制成并設(shè)置于相同溫度、包含接觸皮膚的多個(gè)分散的小突起的冷物體相比，接觸元件110位于凹窩210之間的熱傳導(dǎo)材料還可以從皮膚300更好地吸取熱。

因此，對于接觸表面140處設(shè)置有或存在的特定溫度(該特定溫度通常低于0攝氏度)而言，與處于相同溫度的不具有凹窩210的接觸表面 140相比，如本文中提出的增強(qiáng)的局部冷卻效果可以促進(jìn)凹窩210處的皮膚組織300的局部冷凍。與基本上平的或者包含一個(gè)或更多個(gè)突起的接觸表面140相比，在帶凹窩接觸表面中可存在的這些因素可以提供更一致和/或更好的色素減退效果。由于凹窩210的所提出的增強(qiáng)的局部冷卻效果，與利用不具有任何凹窩210的接觸表面140產(chǎn)生相似效果所需的溫度和時(shí)間相比，本文中所描述的示例性設(shè)備100的示例性實(shí)施方案還可以在略高的表面溫度(例如，可以高1度至2度的表面溫度)和/或略短的接觸時(shí)間下提供色素減退效果。

圖3A中所示的示例性凹窩210的截面圖可以對應(yīng)于基本上半球形的凹窩、或者替代性地可以向頁面的平面內(nèi)延伸的圓柱形凹槽、或者橢圓形凹窩。圖3B至圖3D示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案可以使用的另一些示例性凹窩構(gòu)型。例如，圖3B中所示的示例性凹窩210的截面圖可以對應(yīng)于例如圓柱形凹窩(例如，在正交平面中具有圓形截面形狀的凹窩)或矩形凹槽。圖3C中所示的示例性凹窩210的截面圖可以對應(yīng)于例如淺的圓形凹窩或淺的圓柱形凹槽相對應(yīng)，而圖3D中所示的示例性“深”凹窩210可以對應(yīng)于例如較深的圓形凹窩或者深且窄的圓柱形凹槽。在本公開內(nèi)容的不同示例性實(shí)施方案中可以使用這些示例性凹窩形狀中的任一種或其組合。

在本公開內(nèi)容的另一示例性實(shí)施方案中，冷卻裝置120可以包含熱電冷卻裝置例如珀?duì)柼b置等。這種冷卻裝置120的冷側(cè)部可以設(shè)置成與接觸元件110熱連通。為這種冷卻裝置120供電的電源可以設(shè)置成示例性設(shè)備100的一部分，或者替代性地可以設(shè)置與示例性設(shè)備100分開的外部電源。這種冷卻裝置120的熱側(cè)部可以任選地通過使該熱側(cè)部與經(jīng)冷卻物體接觸、通過允許或引導(dǎo)空氣或另一氣體在該熱側(cè)部的至少一部分上流動、和/或通過其它常規(guī)冷卻技術(shù)或通風(fēng)技術(shù)來冷卻。在某些示例性實(shí)施方案中，可以設(shè)置與冷卻裝置120熱連通的常規(guī)冷水循環(huán)裝置(未示出)以冷卻熱側(cè)部。在另一些示例性實(shí)施方案中，可以設(shè)置常規(guī)的散熱器裝置(heat sink arrangement)以有利于熱從冷卻裝置120消散。

在本公開內(nèi)容的又一些示例性實(shí)施方案中，在接觸元件110內(nèi)或附近可以任選地設(shè)置有一個(gè)或更多個(gè)溫度傳感器410。例如，圖4A中示出了其上設(shè)置有三個(gè)熱傳感器410的示例性構(gòu)型的接觸表面140。

可以在接觸元件110的一個(gè)或更多個(gè)位置處設(shè)置溫度傳感器410。例如，圖4B示出了位于接觸表面140上或鄰近接觸表面140的溫度傳感器 410、設(shè)置在接觸元件110的中央部分中的另一溫度傳感器410、以及設(shè)置在接觸元件110的近端部分處(例如鄰近或靠近冷卻裝置120(未示出))的又一溫度傳感器410的截面圖。例如，如圖4B的下部部分中所示，溫度傳感器410可以設(shè)置在位于遠(yuǎn)端表面140上的較小的凹槽或凹部中，使得溫度傳感器410的表面或接觸部分與接觸表面140基本上共面。在某些示例性實(shí)施方案中，可以在接觸元件110內(nèi)或附近設(shè)置多個(gè)溫度傳感器410，這能夠有助于在示例性設(shè)備100的操作期間更精確地控制溫度。

溫度傳感器410可以包括例如一個(gè)或更多個(gè)熱電偶、熱敏電阻、電阻式溫度檢測器(resistance temperature detector，RTD)等。單個(gè)設(shè)備100可以包含一種或更多種類型的這樣的溫度傳感器410。在某些示例性實(shí)施方案中可能期望具有較小尺寸和/或較小質(zhì)量的溫度傳感器410，例如熱敏電阻，原因在于熱敏電阻對周圍的接觸元件材料的熱傳遞和熱特性的影響較小。溫度傳感器410可以與本文中所描述的任意示例性實(shí)施方案一起使用。

溫度傳感器410可以設(shè)置成與控制裝置150(在圖1中示出)通信，控制裝置150可以與冷卻裝置120相關(guān)聯(lián)。該示例性控制裝置150可以如圖1中所示的那樣設(shè)置在殼體130內(nèi)、任選地與冷卻裝置120整合，或者該示例性控制裝置150可以設(shè)置在殼體130外部。控制裝置150可以配置成改變或控制冷卻裝置120的某些參數(shù)，比如向熱電冷卻器提供的功率電平、冷卻劑流速或冷卻劑溫度等，該冷卻劑可以與冷卻裝置120一起使用或者是冷卻裝置120的一部分(例如，以冷卻熱電冷卻裝置的熱側(cè)部或者提供接觸元件110的直接冷卻)。例如，可以設(shè)置使用常規(guī)反饋控制系統(tǒng)的控制裝置150，其利用來自溫度傳感器410的信號來幫助穩(wěn)定和/或保持接觸表面140處和/或接觸元件110內(nèi)的另一位置處的特定溫度(或溫度范圍)?？刂蒲b置150可以配置成利用常規(guī)的比例、積分和/或微分反饋算法來控制冷卻裝置120的操作，以例如隨著時(shí)間推移保持接觸元件110的接觸表面140處于預(yù)定溫度或接近預(yù)定溫度曲線。這樣的控制算法在本領(lǐng)域中是已知的。

在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，這種溫度和過程控制可以利用多個(gè)溫度傳感器410來實(shí)現(xiàn)。如圖4B中所示，溫度傳感器410可以設(shè)置在接觸表面140上(或者設(shè)置成與接觸表面140共面)，例如設(shè)置在接觸表面140附近、設(shè)置在接觸元件110內(nèi)、和/或設(shè)置在接觸元件110的近端附近或設(shè)置在接觸元件110的近端上(例如，鄰近冷卻裝置120設(shè) 置)。接觸表面140處或附近的溫度控制可以任選地至少部分地基于遠(yuǎn)離該位置通過校準(zhǔn)特定冷卻裝置120的熱響應(yīng)而測得的溫度以及特定接觸元件110的特性(例如，接觸元件110的形狀和材料)。

例如，冷卻皮膚的基底層(例如，鄰近真皮-表皮結(jié)合面)可以通過將皮膚表面冷卻至特定溫度持續(xù)特定的處理時(shí)間(該特定的處理時(shí)間可以被確定為在組織的局部冷凍開始進(jìn)行時(shí)開始的時(shí)間間隔)來實(shí)現(xiàn)。另外，這種冷卻或局部冷凍可以在美容方面產(chǎn)生期望的色素消退效果，例如皮膚的經(jīng)冷卻區(qū)域的總體淡化外觀。這種淡化外觀可以持續(xù)數(shù)月或更長。還已經(jīng)觀察到，與由基本上平的或無特色的或者其上包含多個(gè)突起的接觸表面提供的可比性冷卻過程相比，用本文描述的其上包含多個(gè)凹窩210的冷接觸表面140來冷卻或冷凍皮膚表面可以提供經(jīng)冷卻皮膚區(qū)域的更一致且更均勻的淡化。

因此，本文描述的任何示例性實(shí)施方案都可以配置成將一個(gè)或更多個(gè)表面(例如，接觸元件110和/或接觸元件110的接觸表面140)設(shè)置于約-4攝氏度或更低的溫度、例如約-5攝氏度至-10攝氏度。與這樣的溫度對應(yīng)的處理時(shí)間可以為例如在這樣的溫度下持續(xù)約一分鐘或更短、例如約30秒至一分鐘。在組織中引起冷凍的溫度與時(shí)間的這樣的組合可以在皮膚中產(chǎn)生色素減退效果，而不產(chǎn)生色素消退(即，色素沉著全部失去)。

在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，接觸元件110的至少一部分的溫度可以低于-10攝氏度、例如低至-15攝氏度或-20攝氏度，對應(yīng)地利用更短的接觸時(shí)間或處理時(shí)間來產(chǎn)生組織的充分的局部冷卻和冷凍，而不引起因過度冷卻而造成的不期望的組織損傷。例如，在這些較低溫度下的接觸時(shí)間可以短至30秒或更短，例如在約-15攝氏度至-20攝氏度的溫度下為約15秒至30秒。利用這些更低溫度可以例如有利于更短的處理時(shí)間和/或補(bǔ)償例如通過接觸元件110進(jìn)行的熱傳導(dǎo)的熱效率低下的效果和/或可以由局部血液流加熱的皮膚的變暖效果。然而，這樣的更低溫度和對應(yīng)的更短接觸時(shí)間會更難以精確地控制，并且可能導(dǎo)致組織的某些過度的局部冷卻或冷凍，從而會導(dǎo)致非均勻的色素沉著效果、一些水腫或痂的形成等。

在本文描述的任意實(shí)施方案中，在沒有設(shè)置中間接觸元件110的情況下，溫度傳感器410和/或凹窩210可以直接設(shè)置在冷卻裝置120的冷表面(例如，熱電冷卻裝置等的冷側(cè)部)上，使得冷卻裝置120的冷表面也可以是接觸表面140。

當(dāng)示例性設(shè)備100接觸待處理的皮膚區(qū)域時(shí)，皮膚組織的與接觸元件110接觸表面140相接觸之表皮層的溫度優(yōu)選地可以足夠低以局部冷凍皮膚表面區(qū)域的至少一部分。接觸表面140可以放置成與處理中的皮膚區(qū)域接觸，持續(xù)足以引起隨后冷凍區(qū)域的色素減退的示例性持續(xù)時(shí)間。該示例性持續(xù)時(shí)間可以確定為在設(shè)備100與皮膚初始接觸之后的時(shí)間間隔，或者確定為在皮膚組織的局部冷凍啟動之后的時(shí)間間隔。在這些溫度下引起皮膚組織的上層(例如，向下直到基底層)的局部冷凍還可以改善色素減退響應(yīng)。上部真皮層的至少一些部分也會被冷凍。該示例性持續(xù)時(shí)間可以大于約15秒。

處理時(shí)間優(yōu)選地可以不至于長至引起經(jīng)冷卻組織或經(jīng)冷凍組織中的過度冷凍和組織損傷。例如，如果將接觸元件110的底面保持于約-4攝氏度至-10攝氏度的溫度下，約30秒至60秒的接觸時(shí)間可以足以引起會導(dǎo)致色素減退的皮膚表面區(qū)域的局部冷凍。這種冷凍的一致性和可預(yù)見性可以由于本文所述的設(shè)置在接觸表面140上的凹窩210的存在而得以改善。通常，適當(dāng)?shù)慕佑|時(shí)間可以基于本文所述的設(shè)備的示例性實(shí)施方案的幾何結(jié)構(gòu)、材料和初始冷卻溫度來確定。所用時(shí)間和溫度可以選擇成以特定的持續(xù)時(shí)間產(chǎn)生鄰近接觸元件110的冷凍組織區(qū)。

在本公開內(nèi)容的某些示例性實(shí)施方案中，接觸元件110的材料可以選擇成使得對應(yīng)設(shè)備首先被冷卻，并且接觸元件110可以在與皮膚組織長時(shí)間接觸期間逐漸升溫。例如，可以將示例性設(shè)備100放置在冷凍箱中以將接觸元件110和冷卻裝置120冷卻至特定溫度。或者，接觸元件110和/或冷卻裝置120可以通過被噴灑制冷劑(比如液氮)或者將接觸元件110和/或冷卻裝置120浸入冷浴(比如乙醇和水的冷卻溶液或冷的鹽水溶液)中來冷卻。優(yōu)選地，可以將浴保持于預(yù)定溫度。在冷卻之后，接著可以將接觸元件110的底面壓靠待淡化的皮膚區(qū)域預(yù)定時(shí)間，從而可以局部地冷卻和/或冷凍一部分皮膚組織。例如，接觸元件110和冷卻裝置120優(yōu)選地可以冷卻至至少-4攝氏度或更低、例如為-5攝氏度或-7攝氏度至-10攝氏度或者甚至低至-15攝氏度至-20攝氏度，使得在設(shè)備100與皮膚表面接觸時(shí)接觸元件110可以充分地冷卻皮膚組織并且冷凍至少一部分皮膚組織，這也可以產(chǎn)生色素減退響應(yīng)。因此，接觸元件110可以設(shè)置成與皮膚接觸持續(xù)較長的時(shí)間段，并且接觸元件110的逐漸變暖可以防止鄰近接觸元件110的皮膚區(qū)域的過度冷卻或冷凍。

在本公開內(nèi)容的另一示例性實(shí)施方案中，示例性冷卻裝置120可以包 含導(dǎo)熱材料塊，該導(dǎo)熱材料塊具有設(shè)置成從中穿過的一個(gè)或更多個(gè)通道。經(jīng)冷卻的制冷劑可以循環(huán)通過這些通道以對冷卻裝置120和相鄰的接觸元件110進(jìn)行冷卻，并且任選地將它們保持在特定溫度。例如，可以使用常規(guī)的流體泵(未示出)來使冷卻介質(zhì)循環(huán)通過該冷卻裝置120中的通道。該示例性泵可以靠近或遠(yuǎn)離設(shè)備100定位，或者在某些示例性實(shí)施方案中，該示例性泵可以附接至示例性設(shè)備100。冷卻介質(zhì)還可以設(shè)置在可以利用常規(guī)技術(shù)被隔熱和/或有效冷卻的儲器(未示出)中。接觸表面140的期望溫度可以通過例如下述方式來保持：基于由本文所述的一個(gè)或更多個(gè)溫度傳感器410提供的信號來控制或改變冷卻介質(zhì)的溫度和/或流速。

在本公開內(nèi)容的又一示例性實(shí)施方案中，設(shè)備100的冷卻裝置120可以包含中空的儲器(未示出)，該中空的儲器可以容納制冷劑，所述制冷劑可以選擇成使得所述制冷劑在例如至少低至約-4攝氏度、例如約-5攝氏度至-10攝氏度、或者任選地低至約-15攝氏度至-20攝氏度的特定溫度或溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出固液相變。例如，當(dāng)接觸元件110例如由于接觸較暖的皮膚組織而升溫至相變溫度時(shí)(如果接觸元件110起初較冷)，發(fā)生相變的制冷劑可以將冷卻裝置120和/或接觸元件110的溫度保持在大約相變溫度或者保持在特定的相變溫度范圍內(nèi)持續(xù)延長的時(shí)間段(例如，在接觸元件110與處理中的皮膚組織之間的較長接觸周期期間，或者在示例性設(shè)備100應(yīng)用至處理中的多個(gè)皮膚區(qū)域期間)。從皮膚組織吸取的熱可以通過接觸元件110和冷卻裝置120傳導(dǎo)至設(shè)置在冷卻裝置120中的制冷劑，制冷劑可以隨著其相變的進(jìn)展而在相對恒定的溫度下吸收熱。該示例性裝置可以有利于接觸表面140的溫度以及從接觸接觸元件110的皮膚的對應(yīng)熱傳遞流速可預(yù)測且可重復(fù)，原因在于冷卻裝置120與接觸表面140之間的由設(shè)備100提供的溫度差可以在延長的時(shí)間段內(nèi)基本上保持恒定。該示例性裝置還可以在例如約-4攝氏度或更低、例如-5攝氏度至-10攝氏度的特定溫度處或窄溫度范圍內(nèi)提供皮膚組織的上部部分的冷卻和/或冷凍。這種冷卻溫度可以始終被保持的持續(xù)時(shí)間可以基于諸如以下的因素：冷卻裝置120的尺寸和材料，以及設(shè)置在冷卻裝置120內(nèi)的相變制冷劑的量和組成。

如本文中關(guān)于各種示例性實(shí)施方案所描述的，如果鄰近皮膚表面的至少局部體積的組織被冷凍，則基于該皮膚表面的接觸冷卻的色素減退效果可以更有效。即使在通過使皮膚表面與冷卻至0攝氏度以下、例如冷卻至約-4攝氏度至-10攝氏度的板或其它物體接觸來實(shí)現(xiàn)皮膚組織冷卻的情況下，皮膚組織冷卻也不會總是導(dǎo)致局部組織冷凍。這樣的示例性冷卻過程 替代地可以導(dǎo)致未被冷凍的局部過冷組織。如本文中的各種示例性實(shí)施方案中所描述的，在冷的接觸表面140上設(shè)置凹窩210能夠提高以特定的接觸表面溫度和接觸時(shí)間引發(fā)某些局部冷凍的可能性。同樣可以期望的是，在某些情況下能夠確認(rèn)皮膚組織的局部冷凍的存在。

因此，在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，可以提供用以檢測鄰近接觸表面140的皮膚組織的局部冷凍的裝置。這種冷凍檢測可以基于例如光學(xué)的改變、在經(jīng)冷卻皮膚中檢測到的熱性能和/或機(jī)械性能或者其它指示和技術(shù)。

圖5中示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方案的可以有助于在冷卻過程期間檢測組織冷凍的示例性設(shè)備500。例如類似于圖1中所示的設(shè)備100，示例性設(shè)備500可以包含冷卻裝置120和設(shè)置在冷卻裝置120的下表面上的可選冷卻板110以及把手130。冷卻裝置120可以包含本文中各種實(shí)施方案所描述的任何冷卻儀器或冷卻裝置(或其組合)。例如，冷卻裝置120可以包含珀?duì)柼b置等。設(shè)備500可以設(shè)置有一個(gè)或更多個(gè)光學(xué)導(dǎo)管510，其中，光學(xué)導(dǎo)管510的遠(yuǎn)端520可以鄰近冷卻板110的下接觸表面140(或者如果未設(shè)置單獨(dú)的冷卻板110，任選地鄰近冷卻裝置120的底表面)定位。光學(xué)導(dǎo)管510可以包括例如光纖、波導(dǎo)等。

在本公開內(nèi)容的某些示例性實(shí)施方案中，所述一個(gè)或更多個(gè)光學(xué)導(dǎo)管510的遠(yuǎn)端520可以通過例如將光學(xué)導(dǎo)管510的遠(yuǎn)端部分定位在鉆鑿穿過底板110的一部分的小孔內(nèi)而鄰近冷卻板110的下接觸表面140設(shè)置。在另一些示例性實(shí)施方案中還可以提供光學(xué)導(dǎo)管510的其它示例性構(gòu)型，其中，當(dāng)設(shè)備500的接觸表面140對著皮膚放置時(shí)，光學(xué)導(dǎo)管510的遠(yuǎn)端520可以鄰近皮膚表面設(shè)置和/或設(shè)置成與皮膚表面光通信(例如使得在光學(xué)導(dǎo)管510的遠(yuǎn)端520與皮膚表面之間存在無阻礙光路)。

為了在本文所述的冷卻過程期間檢測皮膚組織的冷凍，可以將至少一個(gè)光學(xué)導(dǎo)管510的近端設(shè)置成與光源或其它光能源(未示出)通信?？梢詫l(fā)出波長為約600nm至約800nm的紅光的LED或其它光源用作光源。根據(jù)本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案，還可以使用其它波長的光。例如，還可以使用發(fā)出近紅外范圍內(nèi)的光(例如，波長為約800nm至約2000nm的光)的光源。這種近紅外光對處理中的皮膚區(qū)域的黑色素水平變化相對不敏感，并且因此可以被用來檢測各種皮膚類型的冷凍。

在冷卻過程期間，光可以從所述至少一個(gè)光學(xué)導(dǎo)管510的遠(yuǎn)端520發(fā)射到位于設(shè)備500下方的皮膚表面區(qū)域上。被皮膚反射和/或散射的光 可以進(jìn)入至少一個(gè)光學(xué)導(dǎo)管510的遠(yuǎn)端520并且通過光學(xué)導(dǎo)管510被引導(dǎo)至諸如常規(guī)的測光計(jì)、電荷耦合器件(charge-coupled device，CCD)、光敏晶體管等的光學(xué)檢測器(未示出)，這些光學(xué)檢測器可以設(shè)置在光學(xué)導(dǎo)管510的近端處。在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，代替將包覆層從光學(xué)導(dǎo)管510的遠(yuǎn)端移除或者除了將包覆層從光學(xué)導(dǎo)管510的遠(yuǎn)端移除以外，還可將包覆層從光學(xué)導(dǎo)管510的其它部分移除以便于檢測指向光學(xué)導(dǎo)管510的外周部分的光，從而便于利用光學(xué)導(dǎo)管510相對于皮膚的其它取向來檢測光。

可見光的強(qiáng)度或其它特性的變化可以指示局部組織冷凍的發(fā)生。例如，在本公開內(nèi)容的某些示例性實(shí)施方案中，用于檢測散射光和/或反射光的光學(xué)導(dǎo)管510可以與用于將光引導(dǎo)到皮膚表面上的光學(xué)導(dǎo)管510相同或類似，或者可以定位得非常靠近(例如約1mm至2mm以內(nèi))用于引導(dǎo)光的光學(xué)導(dǎo)管510。如果出現(xiàn)組織冷凍，入射光的局部反射可以增加檢測光學(xué)導(dǎo)管510接收的光的量。當(dāng)將設(shè)備500放置在皮膚上持續(xù)特定時(shí)間時(shí)，可以利用光學(xué)信號的這種示例性增大來確認(rèn)皮膚組織的冷凍。在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，光學(xué)導(dǎo)管510可以設(shè)置有一個(gè)或更多個(gè)偏振元件以減少或抑制光纖端部和組織表面的鏡面反射，這可以提供局部組織冷凍的更靈敏檢測。

在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，用于提供和/或檢測光的光學(xué)導(dǎo)管510的遠(yuǎn)端520可以分隔得更開，例如分隔距離可以大于約3mm至4mm。如果出現(xiàn)組織冷凍，組織的反射會增大，并且更多朝向皮膚的光可以從表面區(qū)域反射回來，而更少的光將側(cè)向散射穿過組織。因此，從該更遠(yuǎn)的檢測光學(xué)導(dǎo)管510檢測到的光學(xué)信號的下降還可以指示皮膚組織的局部冷凍。在本公開內(nèi)容的又一些示例性實(shí)施方案中，代替如圖5中所示的那樣設(shè)置在接觸表面140的凹窩210之間的區(qū)域處或者除了設(shè)置在接觸表面140的凹窩210之間的區(qū)域處，一個(gè)或更多個(gè)光學(xué)導(dǎo)管510的遠(yuǎn)端520還可以設(shè)置在凹窩210的內(nèi)表面處。

根據(jù)本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案，可以提供如本文中所描述的用以檢測組織冷凍和/或獲得關(guān)于組織冷凍的更多細(xì)節(jié)的光學(xué)導(dǎo)管510的不同示例性構(gòu)型。例如，多個(gè)光學(xué)導(dǎo)管510中每個(gè)光學(xué)導(dǎo)管均可以配置成將光引導(dǎo)到位于設(shè)備下方的皮膚表面上以及檢測皮膚組織散射或反射的光?？梢岳枚鄠€(gè)(例如，三個(gè)或更多個(gè))這樣的光學(xué)導(dǎo)管510來提供與組織的冷凍深度有關(guān)的信息?；蛘呋虼送?，多個(gè)間隔開的光學(xué)導(dǎo)管510 可以配置成如本文中所描述的那樣將光引導(dǎo)到皮膚上和/或檢測光。光學(xué)檢測器可以配置成和/或校準(zhǔn)成檢測指示一個(gè)或更多個(gè)光學(xué)導(dǎo)管510遠(yuǎn)端附近的冷凍的光學(xué)信號水平的閾值改變。在本公開內(nèi)容的某些示例性實(shí)施方案中，可以設(shè)置諸如LED或燈泡、發(fā)聲器、數(shù)字顯示器等的指示器以在設(shè)備500被保持或以其它方式與皮膚表面保持接觸時(shí)確認(rèn)組織冷凍的發(fā)生。

在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，溫度傳感器410(例如如圖4A中所示)可以配置成檢測局部組織冷凍的發(fā)生。例如，在典型的冷卻過程中，溫度傳感器410檢測到的溫度可以對應(yīng)于與其接觸的冷卻板110的溫度。當(dāng)示例性設(shè)備100、500放置在皮膚表面上時(shí)，檢測到的溫度將開始上升，原因在于冷卻板110的接觸表面140被皮膚略微加熱。隨著皮膚被板110冷卻的進(jìn)行，測得的溫度隨后會降低。這種降低的速率和程度可以取決于若干因素，例如冷卻板110的初始溫度、材料和幾何結(jié)構(gòu)(包括接觸表面140的初始溫度、材料和幾何結(jié)構(gòu))、用于將板110冷卻的冷卻裝置120的效率等。

水(比如可以存在于皮膚組織中的水)的冷凍是在從液體到固體的相變期間產(chǎn)生或釋放一定量的潛熱的放熱過程。當(dāng)冷卻板110的底表面140附近發(fā)生組織冷凍時(shí)，由于在冷凍相變期間釋放這種潛熱而出現(xiàn)的局部溫度的輕微暫時(shí)升高可以被檢測到。隨著對已冷凍(部分冷凍)組織進(jìn)行進(jìn)一步冷卻，檢測到的溫度隨后會繼續(xù)降低。因此，溫度傳感器410檢測到的隨時(shí)間冷卻曲線中的“拐點(diǎn)”還可以指示局部組織冷凍的發(fā)生。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，進(jìn)行了示例性研究以說明光學(xué)傳感器的檢測組織中冷凍開始的用途。將20mm×20mm的扁平鋁接觸板冷卻至-7.5攝氏度的溫度。將兩根1mm的光纖插入到板中鉆鑿的孔中，其中，一根光纖配置成照亮經(jīng)冷卻組織，并且第二光纖配置成如本文中所描述的那樣檢測來自組織的光。將經(jīng)冷卻的板放置成與雌性Sinclair豬的側(cè)腹區(qū)域上刮過的皮膚表面接觸60秒。使用熱電偶來監(jiān)測冷卻板與皮膚表面的接觸點(diǎn)處的溫度。在該冷卻過程期間，檢測到的光學(xué)信號也被監(jiān)測并記錄。

圖6中示出了該冷卻過程的一組示例性數(shù)據(jù)。最初觀察到所測得的溫度(在圖6中用虛線表示)在經(jīng)冷卻的板與較暖的皮膚表面最初接觸時(shí)(在約5秒至6秒處)快速升高。隨后，由于板通過熱傳導(dǎo)對相鄰皮膚進(jìn)行冷卻，溫度降低。這種冷卻在圖6中示出的數(shù)據(jù)曲線中在約6秒至15秒之間發(fā)生。光學(xué)輸出(該光學(xué)輸出是利用光敏晶體管以伏特計(jì)測得的并且在 圖6的曲線中由實(shí)線表示)在該冷卻過程中保持得相當(dāng)恒定。在約15秒檢測到溫度略有升高，這指示局部組織冷凍開始以及皮膚的冷凍潛熱釋放。該組織冷凍開始伴隨著檢測到的光學(xué)信號增強(qiáng)。隨著對經(jīng)冷凍皮膚持續(xù)進(jìn)行冷卻，光學(xué)信號保持升高。在冷卻板被移除之后，可以確認(rèn)的是皮膚的表面區(qū)域的一部分被冷凍。該研究展示了在皮膚表面接觸冷物體時(shí)本文所述的光學(xué)傳感器基于檢測到的反射水平的變化來檢測組織冷凍開始的用途、以及在冷凍時(shí)溫度傳感器根據(jù)與潛熱釋放相關(guān)的局部溫度中較短的穩(wěn)定水平或瞬時(shí)升高的存在來檢測組織冷凍開始的用途。

在本公開內(nèi)容的又一些示例性的實(shí)施方案中，可提供傳感器以利于基于電阻抗或機(jī)械阻抗的測量檢測組織冷凍。例如，在包括水和組織的多種材料中已經(jīng)示出電阻抗隨冷凍的開始而改變。參見例如A.A.Gage，Cryobiology16，56-62頁(1979)，B.Rubinsky，Ann.Rev.Biomed.Eng.02，157-87頁(2000)，以及T.H.Yu等，Intl.J.Thermophysics，24(2)(2003年3月)。在本公開內(nèi)容的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，可在沿與皮膚表面接觸的冷卻板110之底面的兩個(gè)或更多個(gè)位置之間測量電阻抗?；蛘撸梢栽诶鋮s區(qū)域附近提供分離的表面電極并用于測量皮膚的局部電阻抗。用于檢測皮膚之電阻抗的這樣的傳感器可用于本文所述的任意實(shí)施方案。在本文所述的發(fā)明之各種實(shí)施方案的任意實(shí)施方案中，可以使用配置成檢測組織冷凍的任何這些類型的傳感器(熱、光、機(jī)械、力等)，無論單獨(dú)還是以任意組合。

在本公開內(nèi)容的又一些示例性實(shí)施方案中，可以設(shè)置與本文所述的可以用來檢測組織冷凍的感測裝置(例如，溫度傳感器410或光學(xué)引導(dǎo)件510)和設(shè)備中的任一者通信的指示器。這樣的指示器可包括，例如，指示燈、蜂鳴器或其它發(fā)聲器、顯示面板等。指示器可以配置成將第一信號提供給用戶或以其它方式將第一信號傳遞至用戶以指示何時(shí)已經(jīng)檢測到組織冷凍。該信號可選地可以用于確定期望的處理時(shí)間的開始。在本公開內(nèi)容的某些示例性實(shí)施方案中，傳感器可以向控制裝置150提供信號以影響冷卻裝置120的運(yùn)行和運(yùn)行參數(shù)。例如，控制裝置150可以基于這樣的信號來傳遞信號或提供機(jī)械結(jié)構(gòu)以啟動或關(guān)閉冷卻裝置120、改變冷卻供給速率等。

還可提供計(jì)時(shí)設(shè)備以指示從已經(jīng)檢測到局部組織冷凍開始之后過去的時(shí)間。任選地，計(jì)時(shí)設(shè)備可配置成在局部冷凍開始之后預(yù)定或預(yù)排程序的時(shí)間間隔已經(jīng)過去時(shí)提供或以其他方式傳遞第二信號。該第二信號可用 于指示局部冷卻處理何時(shí)已經(jīng)結(jié)束，并且提示使用者將所用的設(shè)備從接觸的皮膚表面分開。在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，計(jì)時(shí)設(shè)備可以僅提供指示應(yīng)當(dāng)何時(shí)將設(shè)備從皮膚移除的第二信號，而不提供指示局部冷凍開始的第一信號。

在本公開內(nèi)容的又一些示例性實(shí)施方案中，接觸元件110可以由可以具有不同熱擴(kuò)散系數(shù)的兩種或更多種材料形成。這樣的示例性復(fù)合結(jié)構(gòu)可以用來提供接觸元件110內(nèi)的特定溫度譜、提高接觸元件表面的溫度可控性、改變接觸元件110的表面上的吸熱性能等。這樣的兩種或更多種材料可以設(shè)置成單種材料的離散層或離散區(qū)域，設(shè)置成組成連續(xù)變化，或者設(shè)置成兩種或更多種材料的離散結(jié)合與連續(xù)結(jié)合的組合。

在本公開內(nèi)容的某些示例性實(shí)施方案中，熱擴(kuò)散系數(shù)與接觸元件110的上部部分720不同的材料710可以任選地以層或涂層的形式任選地設(shè)置在接觸元件110的遠(yuǎn)端表面140的至少一部分上，如圖7的示例性截面構(gòu)型中所示。例如，金剛石和金剛石樣碳的熱擴(kuò)散系數(shù)非常高，并且位于接觸元件110的下部部分上的這些材料之一的層可以改善接觸元件110與處理中的皮膚之間的熱傳遞。替代性地，在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，與設(shè)置在接觸元件110的遠(yuǎn)端表面或下部表面上的材料710相比，接觸元件110的上部部分720可以具有更大的熱擴(kuò)散系數(shù)。相對于從鄰近凹窩210之間的接觸表面140的皮膚組織300的熱吸取速率，這樣的示例性構(gòu)型可以進(jìn)一步提高突出到凹窩210中的皮膚組織300(如圖3A中所示)的熱吸取速率。

在本公開內(nèi)容的又一些示例性實(shí)施方案中，可以在接觸元件110內(nèi)和/或在接觸元件110的接觸表面140上設(shè)置具有不同熱擴(kuò)散系數(shù)的不同材料的圖案或區(qū)域?？梢蕴峁釘U(kuò)散系數(shù)的這樣的示例性變型，以例如影響由示例性設(shè)備100、500進(jìn)行的熱吸取(例如，冷卻)的模式，從而影響或改進(jìn)這樣的示例性設(shè)備100、500的溫度控制等。

在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，可以提供用于影響組織色素沉著的設(shè)備800，該設(shè)備800包含一個(gè)或更多個(gè)壓力傳感器810，如圖8的示例性截面構(gòu)造中所示。與在圖1和圖5中分別示出的設(shè)備100、500以及本文中所描述的設(shè)備100、500的任何變型相似，示例性設(shè)備800也可以包含例如把手300、冷卻裝置120以及設(shè)置在冷卻裝置120的下表面上的任選的冷卻板110。壓力傳感器810可以被用來檢測例如在設(shè)備800的操作期間設(shè)備800的接觸表面140與皮膚或組織表面之間的接觸壓力。 這種壓力檢測可用于例如確保施加足夠或適當(dāng)?shù)膲毫σ杂兄诮佑|元件110與處理中的組織之間的良好熱接觸、指示是否有足夠的壓力來促使柔性皮膚組織300至少部分地突出到凹窩210中(如圖3A中所示)等。幾個(gè)PSI或更大的接觸壓力(例如大于血管中的收縮壓的接觸壓力，例如約2.5PSI或更大的接觸壓力)還可以引起某些局部發(fā)白或者限制組織表面附近的血液流動。局部發(fā)白可以減少流動的血液向局部組織的熱傳遞，并且因此改善由設(shè)備100、500、800在組織或皮膚表面附近進(jìn)行的冷卻或熱提取。

壓力傳感器810可以包含可以用于檢測壓力的任何常規(guī)部件，例如壓電材料、壓阻式應(yīng)變計(jì)、電容傳感器或電感傳感器等。設(shè)備800中可以設(shè)置有一個(gè)或更多個(gè)壓力傳感器810。壓力傳感器810的數(shù)目、類型和/或位置可以基于若干因素來選擇，包括例如檢測到的接觸壓力的可靠性。例如，壓力傳感器810可以較小、具有低的熱質(zhì)量和/或具有高的熱導(dǎo)率，以盡可能減少或避免設(shè)備800的熱傳遞特性的任何降低。

一個(gè)或更多個(gè)壓力傳感器810的位置可以選擇成在使用設(shè)備800期間提供接觸表面140與皮膚表面之間的接觸壓力的精確指示。例如，如果冷卻裝置120與把手300處于良好的機(jī)械接觸，可以將一個(gè)或更多個(gè)壓力傳感器810設(shè)置在冷卻裝置120的上部部分與把手300之間，如圖8中所示。該示例性構(gòu)造可以提供壓力感測能力，同時(shí)避免了冷卻裝置120與皮膚表面之間的熱流或熱傳導(dǎo)的任何減少。在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，可以將一個(gè)或更多個(gè)壓力傳感器810設(shè)置在冷卻裝置120與接觸元件110之間、設(shè)置在接觸元件110的接觸表面140上、設(shè)置在接觸元件110內(nèi)、或這些位置的任意組合。

可以在設(shè)備800上或附近設(shè)置壓力指示器(未示出)。該壓力指示器可以包含檢測到的接觸壓力的數(shù)字或模擬讀出器、可以打開/關(guān)閉或改變顏色以指示接觸壓力何時(shí)在特定壓力范圍內(nèi)或在特定壓力范圍外或者高于/低于特定極限的指示燈、聽覺信號等。壓力指示器可以被用來向操作者提供信號或以其它方式傳遞信號，以確保在使用設(shè)備800期間存在適當(dāng)?shù)慕佑|壓力。這種壓力感測特征可以與本文中所描述的設(shè)備和方法的任意示例性實(shí)施方案一起使用，所述設(shè)備和方法包括例如不同尺寸和/或不同形狀的凹窩210和接觸元件110、不同冷卻裝置120、用以檢測組織冷凍和/或溫度的不同傳感器等。

在本公開內(nèi)容的另一些示例性實(shí)施方案中，可以使用真空裝置來改進(jìn) 例如凹窩210內(nèi)的皮膚組織與接觸板110之間的接觸。例如，接觸元件110中可以包含一個(gè)或更多個(gè)通道910，所述一個(gè)或更多個(gè)通道910具有延伸至一個(gè)或更多個(gè)凹窩210之內(nèi)表面和/或下表面140的遠(yuǎn)端，如圖9的示例性構(gòu)造中所示。通道910的近端可以聯(lián)接有真空泵或其它常規(guī)的低壓源(未示出)?？梢允褂瞄y裝置(同樣未示出)來控制通道910中低壓的存在。在設(shè)置有通道910的情況下，通道910可以足夠窄以避免通過接觸元件110進(jìn)行的熱傳導(dǎo)的任何顯著妨礙。通道910的數(shù)目、形狀、尺寸和構(gòu)造可以基于諸如接觸元件110的尺寸和形狀、凹窩210的尺寸、形狀和數(shù)目等因素來選擇。通道910的近端可以設(shè)置在設(shè)備內(nèi)便于連接至低壓源和/或閥裝置的任意位置處。

這些示例性真空裝置可以有利于接觸元件110與皮膚組織之間的更好接觸。例如，通道910中的低壓會導(dǎo)致由凹窩210和皮膚表面形成的封閉體積中的壓力降低，并且可以通過將組織至少部分地向上吸入凹窩凹部而有利于內(nèi)部凹窩表面與皮膚組織之間的更好的物理接觸和熱接觸。示例性真空裝置可以與本文中所描述的方法和設(shè)備的其它各種示例性特征和實(shí)施方案中的任一者相結(jié)合。

在本公開內(nèi)容的另一示例性實(shí)施方案中，接觸元件110的接觸表面140可以是撓性的或柔性的，以例如更好地符合處理中的皮膚局部區(qū)域。例如，圖10中示出了撓性接觸元件110的示例性構(gòu)造。接觸元件110包含撓性的帶凹窩膜1010、柔性的傳導(dǎo)介質(zhì)1020以及上部導(dǎo)熱層1030。在另一示例性實(shí)施方案中，上部導(dǎo)熱層1030可以被省去，使得傳導(dǎo)介質(zhì)1020設(shè)置成與冷卻裝置120直接接觸。

膜1010可以由能夠在適度壓力(例如，幾個(gè)PSI或更大的壓力)下?lián)锨蜃冃蔚囊环N或更多種材料形成。膜1010的各部分可以是足夠剛性的以保持膜1010中形成的凹窩210的形狀。膜1010可以至少部分地由如本文中所描述的具有高熱擴(kuò)散系數(shù)(例如熱擴(kuò)散系數(shù)是皮膚組織熱擴(kuò)散系數(shù)的多于10倍)的材料形成。例如，膜1010可以至少部分地由多種金屬或金屬合金中的任一種形成。這樣的材料會足夠薄以提供撓曲性，同時(shí)還提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和高熱擴(kuò)散系數(shù)。

傳導(dǎo)介質(zhì)1020可以包括例如常規(guī)的導(dǎo)熱膏、油灰(putty)、凝膠等。在另一些示例性實(shí)施方案中，傳導(dǎo)介質(zhì)1020可以包括具有在本文中所描述的優(yōu)選溫度范圍內(nèi)(例如處于約-4攝氏度至-20攝氏度)的相變溫度或范圍的兩相漿液或灰漿(例如，固體/液體混合物)。可以使用的這樣的兩 相混合物的實(shí)例包括但不限于鹽溶液、乙醇/水混合物等。這樣的兩相混合物會有利于在設(shè)備100、500、800從組織吸取熱并冷卻皮膚時(shí)保持相對穩(wěn)定的溫度。

傳導(dǎo)介質(zhì)1020的層或體積可以相對較薄，原因在于這樣的非固體材料與諸如金屬或金剛石樣碳的某些固體材料相比往往具有較低的熱擴(kuò)散系數(shù)。傳導(dǎo)介質(zhì)1020的厚度應(yīng)當(dāng)足夠大以有助于使膜1010充分變形而適于處理中皮膚區(qū)域的局部形狀或輪廓。該傳導(dǎo)介質(zhì)1020針對特定設(shè)備的厚度可以基于例如在設(shè)備100、500、800投入使用時(shí)膜1010的期望撓曲量或變形量來選擇。另外，如圖10中所示的具有可變形的或撓性的接觸表面140的接觸元件110可以結(jié)合本文公開的示例性方法和設(shè)備的各種實(shí)施方案和其它特征中的任一者來使用。

在本公開內(nèi)容的某些示例性實(shí)施方案中，與傳導(dǎo)介質(zhì)1020接觸的上部導(dǎo)熱層1030的下表面(或者在不存在上部導(dǎo)電層1030的情況下為冷卻裝置120的下表面)可以定輪廓成更好地符合可以供該下表面使用的表面輪廓。例如，導(dǎo)熱層1030的下表面(或冷卻裝置120的下表面)可以以圓柱形、橢圓形或球形凹陷或凸起，或者該下表面可以具有另一表面形狀或這些局部形狀的組合并且不需要是基本上平的。

在本公開內(nèi)容的又一示例性實(shí)施方案中，可以提供設(shè)備1100，該設(shè)備1100包含例如多個(gè)冷卻裝置120和/或多個(gè)接觸元件110，如圖11中所示。圖11中所示的示例性構(gòu)造包含兩個(gè)冷卻裝置120和兩個(gè)接觸元件110，其中，一個(gè)接觸裝置110設(shè)置成與每個(gè)冷卻裝置120熱連通。示例性設(shè)備1100還可以包含這些特征的其它組合，例如設(shè)置成與兩個(gè)或更多個(gè)接觸元件110熱連通的一個(gè)冷卻裝置120、設(shè)置成與一個(gè)接觸元件110熱連通的多個(gè)冷卻裝置120、或者這些配對的組合。例如，在某些構(gòu)造中，多個(gè)冷卻裝置120與單個(gè)冷卻裝置120相比可以為一個(gè)或更多個(gè)接觸元件110提供更好的溫度控制。替代性地，在某些構(gòu)造中，多個(gè)接觸元件110與單個(gè)接觸元件110相比可以提供更適于較大組織處理面積的接觸表面140。

本公開內(nèi)容的包含多個(gè)冷卻裝置120和/或多個(gè)接觸元件110的示例性實(shí)施方案可以與本文中所描述的任何其它特征或?qū)嵤┓桨敢黄鹗褂?。例如，一個(gè)或更多個(gè)溫度傳感器410和/或一個(gè)或更多個(gè)壓力傳感器810可以與每個(gè)冷卻裝置120和/或每個(gè)接觸元件110相關(guān)聯(lián)?？梢栽O(shè)置一個(gè)或更多個(gè)控制裝置150(圖11中未示出)，并且溫度傳感器410和/或壓力傳感器810(如果存在的話)中的某些可以設(shè)置成與這些控制裝置150中的 一個(gè)或更多個(gè)通信。本文中所描述的且在圖2B至圖2K中示出的任意凹窩特征或其組合可以與接觸元件110中的任一接觸元件一起使用。設(shè)備1100的包含多于一個(gè)的特定特征的特定構(gòu)造的設(shè)計(jì)可以基于已知的設(shè)計(jì)原理以例如提供期望的溫度控制、有利于較大面積的皮膚組織的受控冷卻、提供設(shè)備1100的整個(gè)接觸表面140上的局部冷卻參數(shù)的改變等。這些接觸元件110中的一個(gè)或更多個(gè)可以包含可變形的接觸膜1010以及傳導(dǎo)介質(zhì)1020，如圖10中所示。接觸元件110中的一個(gè)或更多個(gè)還可以包含如圖7中所示的且在本文中描述的具有不同熱擴(kuò)散系數(shù)的多種材料。

可在皮膚的特定區(qū)域上進(jìn)行根據(jù)本文所述之任意示例性實(shí)施方案的多次冷凍療法處理以產(chǎn)生皮膚的進(jìn)一步變淡。這樣的示例性多次處理可以較長的間隔(例如數(shù)天或數(shù)周)進(jìn)行，以允許來自特定處理的色素減退效應(yīng)在進(jìn)行后續(xù)處理之前變得視覺上明顯?？墒褂眠@樣的示例性多次處理以使受處理區(qū)域的皮膚外觀逐漸變淡。

在本公開內(nèi)容的又一些示例性實(shí)施方案中，可提供一種方法，其用于逐漸地并且受控地通過使用低溫技術(shù)產(chǎn)生色素減退來使皮膚組織的外觀變淡。例如，通過使表皮皮膚組織的區(qū)域與同樣如本文所述的可以包含多個(gè)凹窩210的接觸表面140接觸，可使用本文所述的示例性溫度和時(shí)間冷卻或冷凍表皮皮膚組織的區(qū)域以誘導(dǎo)色素減退。冷凍表皮區(qū)下的上部真皮層的部分也可在這樣的示例性程序期間被冷凍或冷卻。這些示例性時(shí)間和溫度暴露可在冷卻或冷凍之皮膚組織中誘導(dǎo)色素減退應(yīng)答。因此，根據(jù)本文所述的本公開內(nèi)容之低溫色素減退方法和/或程序的示例性實(shí)施方案可提供處理中的皮膚區(qū)域的逐漸變淡。

另外，可在皮膚的特定區(qū)域重復(fù)本文所述的示例性程序以使它進(jìn)一步變淡。優(yōu)選地，連續(xù)程序之間的間隔可以足夠長以允許色素減退效應(yīng)視覺明顯并且更好地控制所得變淡的整體程度。如果需要，可以更短的間隔重復(fù)多次示例性程序，以例如與使用特定的示例性設(shè)備在一個(gè)或更多個(gè)特定的溫度下提供接觸冷卻或冷凍持續(xù)一次或更多次特定處理時(shí)間的第二區(qū)域相比，在皮膚的第一區(qū)域中提供更大整體程度的色素減退。

本文所述的冷卻裝置、溫度和/或冷凍檢測器以及其他設(shè)備特征的各種組合還可用于本公開內(nèi)容的又一些示例性實(shí)施方案，甚至當(dāng)某些示例性組合可能未明確地舉例說明或在本文的單個(gè)實(shí)施方案中描述時(shí)也是如此。當(dāng)可能提供甚至更有益的示例性實(shí)施方案時(shí)，可結(jié)合各個(gè)特征的益處或特性。

實(shí)施例

使用根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方案的與圖1中所示的設(shè)備100類似的示例性設(shè)備測試了本文所述的受控冷卻過程在影響皮膚色素沉著中的效力。該設(shè)備包含熱電冷卻器和接觸元件110，熱電冷卻器具有寬度約為40mm的方形冷表面，接觸元件110由約為20mm深并漸縮成直徑約為10mm的圓形接觸表面140的鋁形成。接觸表面140包含18個(gè)凹窩210，其中每個(gè)凹窩210均為直徑1mm且深1mm的圓形形狀。因此，接觸表面的由凹窩210覆蓋的面積分?jǐn)?shù)約為0.18(18％)。熱敏電阻設(shè)置在靠近接觸表面140的邊緣的小凹槽中，使得熱敏電阻的側(cè)面與接觸表面140基本上平齊。將常規(guī)控制裝置用于冷卻器以將熱敏電阻測得的溫度保持在預(yù)設(shè)值。循環(huán)冷卻劑被用來冷卻冷卻器的熱側(cè)部。出于比較的目的，還使用了第二接觸元件(該第二接觸元件具有類似尺寸并且?guī)в新晕⑼蛊鸬慕佑|表面且沒有凹窩)以在接觸溫度和接觸時(shí)間的各種組合下評定凹窩對色素沉著效果的影響。

使用了示例性設(shè)備以可控地在接觸表面溫度和接觸時(shí)間的各種組合下冷卻Sinclair豬的側(cè)腹上的標(biāo)記位置。該豬模型是與人類具有生理相似性和解剖相似性的用于生物醫(yī)學(xué)研究的在許多領(lǐng)域中公認(rèn)的模型。例如，已經(jīng)普遍認(rèn)識到，豬皮的組織學(xué)性能和生物化學(xué)性能與人類皮膚的組織學(xué)性能和生物化學(xué)性能相似。與人類一樣，豬也是毛比較少的、具有牢固附著至皮下組織的固定皮膚，并且豬皮與人類皮膚具有另一些相似性，比如角質(zhì)層的厚度和毛囊結(jié)構(gòu)。

在處理之后第4周拍攝的圖12A示出了通過使豬皮的位于該圖的中央中的特定位置與帶凹窩接觸表面在-9攝氏度的溫度下持續(xù)接觸15秒而觀察到的色素減退。圖12B示出了在處理之后第9.5周觀察到的圖12A的同一圓形色素減退區(qū)域。在這些圖像中可以清楚地觀察到經(jīng)處理區(qū)域的淡化。

在處理之后第4周觀察到的圖13A的中央部分是通過使豬皮與平滑(沒有凹窩)的接觸表面同樣在-9攝氏度的溫度下持續(xù)接觸15秒進(jìn)行處理的豬皮位置。圖13B示出了在處理之后第9.5周觀察到的圖13A的同一經(jīng)冷卻的圓形皮膚區(qū)域。在這些圖像中，經(jīng)處理區(qū)域幾乎沒有淡化或者沒有看得出的淡化。

圖14A和圖14B示出了利用帶凹窩接觸表面可控地冷卻的豬皮區(qū)域的圖像(分別在處理之后第4周和第9.5周得到的圖像)，其中，參數(shù)與 以上對于圖12A和圖12B所描述的參數(shù)相同，不同之處在于接觸持續(xù)時(shí)間為30秒。類似地，圖15A和圖15B示出了使用平滑接觸表面可控地冷卻的豬皮區(qū)域的圖像(分別在處理之后第4周和第9.5周得到的圖像)，其中，其它參數(shù)與以上對于圖14A和圖14B所描述的參數(shù)相同(例如，接觸持續(xù)時(shí)間為30秒，接觸表面溫度為-9攝氏度)。同樣，在這些圖像的經(jīng)處理的中央部分中可以觀察到經(jīng)處理區(qū)域幾乎沒有色素減退。

當(dāng)使用帶凹窩接觸表面時(shí)，在包括對于圖12A至圖12B和圖15A至圖15B所描述的那些的時(shí)間/溫度條件范圍內(nèi)觀察到皮膚組織的冷凍和隨后的色素減退。與此相反，當(dāng)在相似的條件下使用平滑接觸表面時(shí)，結(jié)果并不一致。例如，當(dāng)使用平滑接觸表面將皮膚冷卻至-9攝氏度保持15秒時(shí)，沒有觀察到皮膚組織的冷凍和隨后的色素減退，當(dāng)由平滑接觸表面冷卻至-9攝氏度保持30秒時(shí)，經(jīng)冷卻的皮膚區(qū)域中僅某些區(qū)域顯示出冷凍和色素減退。

一般而言，觀察到的是，帶凹窩表面能夠在本文所述的包括例如在-7攝氏度下保持15秒以及在-5攝氏度下保持60秒的各種時(shí)間/溫度條件下始終在豬皮中產(chǎn)生一些皮膚冷凍和隨后的色素減退。與此相反，當(dāng)在相似的時(shí)間/溫度條件下使用平滑的接觸表面時(shí)，在皮膚中產(chǎn)生的色素減退并不一致，并且在較短的接觸時(shí)間和略高的溫度(例如-9攝氏度、15秒)的某些組合下沒有產(chǎn)生任何色素減退。

因此，帶凹窩表面可以可靠地且可重復(fù)地啟動冷凍并且在本文所述的接觸時(shí)間和接觸溫度的組合下在皮膚組織中產(chǎn)生色素減退效果，而在相似條件下使用平滑的冷表面冷卻皮膚表面會產(chǎn)生較不可靠的結(jié)果。另外，與使用平滑的接觸表面相比，使用帶凹窩接觸表面能夠有利于在略高的溫度和/或較短的接觸時(shí)間下實(shí)現(xiàn)色素減退的產(chǎn)生。

前述僅僅舉例說明了本公開內(nèi)容之示例性實(shí)施方案的原理。在由研究附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求書而實(shí)施要求保護(hù)的公開內(nèi)容中，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解和實(shí)現(xiàn)所公開示例性實(shí)施方案的其它變化。在權(quán)利要求書中，詞語“包含”不排除其他要素或步驟，并且沒有數(shù)量詞修飾的名詞不排除多個(gè)。單個(gè)的處理器或其他單元可實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求書中敘述的幾個(gè)項(xiàng)或步驟之功能。某些測量記載在相互不同的從屬權(quán)利要求中的僅有事實(shí)并不表示不能有利地使用這些測量的組合。在權(quán)利要求書中的任何參考標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制權(quán)利要求書的范圍。考慮本文的教導(dǎo)，對所述示例性實(shí)施方案的各種修改和改變對本領(lǐng)域技術(shù)人員會是顯而易見的。因此，應(yīng) 當(dāng)理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)出許多技術(shù)，雖然所述技術(shù)本文沒有明確描述，但是體現(xiàn)了本公開內(nèi)容的原理，因而在本公開內(nèi)容的精神和范圍內(nèi)。本文引用的所有專利和出版物都通過引用整體并入本文。