CN101128159B - 用于处理皮肤的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于处理皮肤的装置。涉及一种用于将个体皮肤表面下的组织体从初始温度加热到位于42°—60℃的范围内的预定处理温度的系统和方法。所述方法包括向皮肤表面施加电极，以及从所述电极提供连续波RF能量或准连续波RF能量，其中，所述RF能量的功率选择为在超过0.5秒的时间量内将所述组织体加热到最终温度。本发明的系统包括电极和RF发生器，所述RF发生器构造成在所述电极之间提供连续波RF电压能量或准连续波RF电压，其中，所述RF能量的功率选择为在超过0.5秒的时间量内将所述组织体加热到所述最终温度。

Description

用于处理皮肤的装置
技术领域
本发明涉及用于处理皮肤的方法和装置。
背景技术
存在许多利用对待处理的皮肤区域进行加热的皮肤医疗和美容处理。这些处理中有除毛、血管损伤的处理以及嫩肤。在这些处理中，将待处理的皮肤下面的一定体积的皮肤组织加热到足够高的温度，从而获得所需效果，该温度通常在45-60℃的范围内。一种已用于对皮肤的表皮层和真皮层进行加热的方法为脉冲射频(RF)能量。在该方法中，将电极施加到皮肤上，并且在电极之间施加RF电压脉冲。电压脉冲的性质选择为在待处理的组织中产生将所述组织加热到所需温度的RF电流脉冲。例如，美国专利No.6,749,626公开了使用脉冲RF能量从而在真皮中诱导胶原质形成。
在采用RF电流脉冲对一定体积的皮肤组织进行加热时，该组织体的温度在一定的脉冲持续时间内从体温上升到所需温度，该时段通常小于100msec。因此，组织体的温度上升得非常快。因为最终温度将实际取决于组织体的电特性(所述电特性随着个体的不同而变化)，从而组织体温度的快速上升限制了对组织加热的控制。而且，温度的快速上升妨碍了使用者在组织体变得过热时停止处理。这样，采用RF脉冲来加热皮肤带来使皮肤过热的风险，这可能导致对皮肤表面的永久创伤或其它损伤。对皮肤的这种损伤例如包括一级或更高级的灼伤、水泡或血凝结。
发明内容
本发明提供一种用于对皮肤表面下的组织体(tissue volume)进行加热的方法和系统。根据本发明，在待处理的组织体中产生RF电流，该RF电流在超过0.5秒的时间段内将所述组织体加热到期望温度。温度的缓慢上升使得使用者能控制皮肤温度，并且避免对皮肤过度加热。本发明尤其可用于需要将组织体加热到42℃至60℃范围内的温度的皮肤处理。这些处理例如包括嫩肤、胶原质重构和收缩、皮肤紧缩、皱纹处理、皮下组织处理、脂肪团处理、毛孔尺寸减小、皮肤纹理和色质的改进、和除毛。
在本发明的一个实施方式中，一对RF电极被施加到所述皮肤表面上，而且向所述皮肤表面施加RF能量脉冲，所述RF能量脉冲具有的持续时间和功率被选择为使得在超过0.5秒的时间量内将所述皮肤表面加热到预定处理温度。例如，可使用功率在2-10瓦范围内的RF能量脉冲。在此情况下，0.5至1秒的脉冲持续时间会在0.5-2秒内将所述组织体加热到45°-60℃范围内的温度。所述电极可定位在待处理的皮肤区域中的第一部位处，并且向该第一部位施加所述RF能量脉冲。所述电极对然后可在所述皮肤表面上重新定位在所述待处理区域中的另一部位，并重复所述过程。
在本发明的另一实施方式中，通过在所述皮肤表面上移动的一对电极来向所述皮肤表面施加连续波(CW)RF能量。CW RF能量的功率以及移动速度选择为，使得当所述电极在所述皮肤表面上在所述组织体上通过时，使多个相连续的组织体中的每个组织体都在超过0.5秒的时间内被加热到预定处理温度。例如，可采用功率在2-10瓦范围内的CW RF能量。在此情况下，约0.5-1.0cm/sec的移动速度将在超过0.5秒的时间内将电极下面的组织体加热到42°-60℃范围内的温度。也可采用其中一系列RF脉冲被施加到所述皮肤表面上的准CW RF能量，所述系列的频率和所述脉冲的持续时间和能量使得待处理的组织体在超过0.5秒的时间段内被加热到预定温度。
本发明的系统包括：两个或更多个RF电极以及构造成在至少一对电极之间施加RF电压的RF发生器，其中，所述RF电压的功率选择为在电极对被施加到皮肤表面上位于组织体上方时，在超过0.5秒的时间内将该组织体加热到预定的处理温度。所述RF发生器可构造成传送具有超过0.5秒的持续时间的RF能量脉冲。可选的是，所述RF发生器可构造成将CW或准CW RF能量传送到所述电极，在该情况下，所述电极在RF能量的传送期间在所述皮肤表面上移动。在所述系统的优选实施方式中，手持施热器(applicator)中包括一对RF电极。使用者用本发明的系统来处理其自己的皮肤只需以使用者感觉到皮肤被加热但是又不给使用者带来疼痛的速度在待处理区域内的皮肤表面上移动施热器即可。
通过本发明的方法和系统对皮肤体的缓慢加热使得可对组织加热进行更大的控制，从而降低了对组织过度加热，并因而降低了损伤组织的风险。
这样，本发明在其第一方面中提供一种用于将个体皮肤表面下的组织体从初始温度加热到位于42℃-60℃的范围内的预定处理温度的系统，该系统包括：
(a)施热器；
(b)第一电极以及第二电极，至少所述第一电极与所述施热器相关联，并且其中至少所述第一电极被构造成在RF能量传送期间以一移动速度在皮肤表面上移动，该移动速度使得在超过0.5秒的时间内将一个或多个组织体中的每个组织体加热到所述处理温度；以及
(c)RF发生器，该RF发生器构造成在所述第一和第二电极之间提供连续波RF电压能量或准连续波RF电压，所述RF电压选择为在所述电极被施加至皮肤表面时，在超过0.5秒的时间段内将所述组织体加热到所述处理温度；
(d)处理器，该处理器被构造成成：如果所述皮肤表面的温度低于第一预定温度则产生第一可感知的信号，而如果所述皮肤表面的温度高于第二预定温度则产生第二可感知的信号。
本发明在其第二方面中提供一种用于将个体皮肤表面下的组织体从初始温度加热到预定处理温度的方法，该处理温度位于42℃-60℃的范围内，对所述皮肤表面的所述区域内的一个或多个部位中的每个部位而言，该方法包括：
(a)将第一电极和第二电极施加到所述皮肤表面，至少所述第一电极被施加到所述皮肤区域中的所述部位；
(b)从所述电极向所述部位处的所述组织体提供连续波RF能量或准连续波RF能量，所述RF能量具有选择为在超过0.5秒的时间内将所述部位处的所述组织体加热到最终温度的功率；
(c)以一移动速度在皮肤表面至少移动所述第一电极，该移动速度被选择成在超过0.5秒的时间内将一个组织体或多个组织体中的每个组织体加热到所述处理温度。
附图说明
为了理解本发明并了解本发明在实践中是如何实施的，现在将以非限定性实施例的方式结合附图描述优选实施方式，在附图中：
图1示出了根据本发明一个实施方式的用于处理皮肤的系统；
图2示出了图1系统的施热器；以及
图3示出了图2的施热器的电极。
具体实施方式
图1示出了根据本发明一个实施例的用于处理皮肤的系统1。该系统1包括用于向个体4的皮肤施加RF能量的手持施热器2。该施热器2通过线束8连接到控制单元6。控制单元6包括RF发生器10，该RF发生器10在施热器2中的一对电极12和14之间产生连续波或准连续RF电压。控制单元10包括诸如键盘11的输入装置，该输入装置用于按照在任何特定皮肤处理中所需来选择由RF发生器10产生的RF电压的波长和幅值。RF发生器通过线束8中的一对线而连接到电极12和14上。系统1可插入墙壁电插座9(如图1所示)，或者可采用优选可充电的电池(未示出)。
图2和图3更加详细地示出了施热器2。该施热器2包括按键通断开关16。开关16被弹簧偏压在断开位置，从而在放开开关16时没有电压被施加到电极12和14上。在使用者如图1所示持握施热器2时，开关16被按下，从而在电极12和14之间施加有连续或准连续波RF电压。电极12和14优选具有圆形边缘，以避免在电极边缘附近的皮肤表面上形成热点。圆形电极还使得手持件可在皮肤表面上平滑移动。也可采用单极型电极系统(未示出)。
施热器2优选(但不必须)包括位于电极12和14之间的光源21，该光源21产生通过反射器24而被导向至皮肤25表面的光能。从光源21导向至皮肤表面的光能被用于专门对皮肤表面处的带色目标进行加热。。该光能可具有单一波长或若干波长。波长选择为对于目标对比成分的颜色是最佳的，通常在400至1800nm的范围内。可采用白炽灯或充气灯作为光源21。也可采用来自激光器或LED的光来用于皮肤照射。
在使用时，施热器2由使用者持握，而电极12和14被施加到皮肤上。然后按下开关16，以将连续波RF电流传送到在电极12和14之间的皮肤部分17上。施热器2在待处理的皮肤区域15内在皮肤上移动，从而将该皮肤区域加热到产生所需皮肤处理的温度。
施热器2在皮肤上的移动速度确定为使得电极之间的皮肤部分被加热到产生所需皮肤处理但不损伤皮肤的温度。对皮肤的损伤例如包括一级或更高级的灼伤、水泡或血凝结。施热器在皮肤上的移动速度因而是连续RF功率的函数。随着RF功率增加，施热器在皮肤表面上的移动应该更快以避免由于皮肤过热而引起皮肤损伤。
例如可利用方程
Figure GSB00000031884000051
来确定理想的移动速度，其中P为连续RF电流的功率，L为电极的间距，d为RF能量的穿透深度，c为被处理组织的比热，ρ为组织的质量密度，而ΔT为从等于正常体温(约37-39℃)的初始温度开始所需的温度升高。这样，例如如果RF功率为P＝5W，电极的间距为L＝1cm，RF穿透深度为d＝0.25cm，cρ＝4J/cm3/°K且ΔT＝10℃，则施热器的移动速度应约为0.5cm/sec，以在稍长于0.5秒的时间量内实现期望的加热。如果采用单极型电极系统，则功率应该更低以避免对皮下组织的损伤。
使用者用本发明的系统来处理其自己的皮肤只需以使用者感觉到皮肤被加热但是又不给使用者带来疼痛的速度在待处理区域内的皮肤表面上移动施热器即可。可选的是，控制单元6可包括对电极12和14之间的皮肤的阻抗进行监测的处理器7。因为皮肤温度升高导致阻抗变化，所以如现有技术中公知的那样，对皮肤阻抗的监测将使得可跟踪电极之间的皮肤的温度。如果处理器7确定皮肤温度低于产生期望皮肤处理的范围(例如，45℃至60℃，这可在处理之前输入到处理器中)，则处理器可产生可感知的信号，例如使得警报器13以第一音调发出声音以提示使用者应降低移动速度。类似的是，如果处理器确定皮肤温度太高，从而有可能损伤皮肤，则处理器能产生第二可感知的信号，诸如使得警报器13以第二音调发出声音以提示使用者应提高移动速度。
系统1可使用以下示例性参数值：
在2-10瓦的范围内的RF功率。
CW或准CW的能量传送模式。
在0.2-10MHz范围内的RF频率。
在400-1800nm范围内的光能谱。
在1至20Watts/cm2范围内的光能功率。

Claims (29)

1.一种用于皮肤处理的系统，该皮肤处理需要将个体皮肤表面下的组织体从初始温度加热到位于42℃～60℃的范围内的预定处理温度，该系统包括：
(a)施热器；
(b)第一电极和第二电极，至少所述第一电极与所述施热器相关联，并且其中至少所述第一电极被构造成在RF能量传送期间以一移动速度在皮肤表面上移动，该移动速度使得在超过0.5秒的时间内将一个或多个组织体中的每个组织体加热到所述处理温度；以及
(c)RF发生器，该RF发生器构造成在所述第一和第二电极之间提供连续波RF电压能量或准连续波RF电压，所述RF电压选择为在所述电极被施加至皮肤表面时，在超过0.5秒的时间段内将所述组织体加热到所述处理温度；以及
(d)处理器，该处理器被构造成：如果所述皮肤表面的温度低于第一预定温度则产生第一可感知的信号，而如果所述皮肤表面的温度高于第二预定温度则产生第二可感知的信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一和第二电极与所述施热器相关联。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述RF电压的功率在2-10瓦的范围内。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述RF电压的频率在0.2-10MHz的范围内。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述施热器还包括被构造成将光能导向至所述皮肤表面的光源。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述光能的光谱在400-1800nm的范围内。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述光能的能量功率在1至10瓦的范围内。
8.根据权利要求5所述的系统，其中，所述光源选自白炽灯、充气灯、LED以及激光器。
9.根据权利要求1所述的系统，所述处理器还被构造成基于一个或多个阻抗测量值来确定皮肤内的热分布。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一可感知的信号是警报器以第一音调发出声音。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二可感知的信号是警报器以第二音调发出声音。
12.一种用于将个体皮肤表面区域下的组织体从初始温度加热到预定处理温度的非治疗目的的方法，该处理温度位于42℃～60℃的范围内，对所述皮肤表面的所述区域内的一个或多个部位中的每个部位而言，该方法包括：
(a)将第一电极和第二电极施加到所述皮肤表面，至少所述第一电极被施加到所述皮肤表面的所述部位；以及
(b)从所述电极向所述部位处的所述组织体提供连续波RF能量或准连续波RF能量，所述RF能量具有选择为在超过0.5秒的时间内将所述部位处的所述组织体加热到处理温度的功率；
(c)以一移动速度在皮肤表面至少移动所述第一电极，该移动速度被选择成在超过0.5秒的时间内将一个组织体或多个组织体中的每个组织体加热到所述处理温度。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一和第二电极在所述皮肤表面上移动。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一和第二电极间隔开固定的距离L，而且所述第一和第二电极在所述皮肤表面上以下列代数表达式给出的移动速度移动，
Figure FSB00000114240800021
其中P为RF电流的功率，d为RF能量的穿透深度，c为被处理组织的比热，ρ为组织的质量密度，而ΔT为所需的温度升高。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述RF能量的功率在2-10瓦的范围内。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述RF能量的频率在0.2-10MHz的范围内。
17.根据权利要求14所述的方法，该方法还包括用光源的光能照射所述皮肤表面。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述光能的光谱在400-1800nm的范围内。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述光能的能量功率在1至10瓦的范围内。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述光源选自白炽灯、充气灯、LED以及激光器。
21.根据权利要求14所述的方法，该方法还包括确定所述皮肤表面内的一个或多个部位处的温度。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述温度是基于所述电极之间的一个或多个阻抗测量值而确定的。
23.根据权利要求14所述的方法，该方法还包括当一部位处的皮肤温度低于预定温度范围时降低所述移动速度。
24.根据权利要求14所述的方法，该方法还包括如果皮肤温度低于预定温度则产生第一可感知的信号。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述第一可感知的信号是警报器以第一音调发出声音。
26.根据权利要求14所述的方法，该方法还包括当一部位处的皮肤温度高于预定温度范围时提高所述移动速度。
27.根据权利要求26所述的方法，该方法还包括如果皮肤温度高于预定温度则产生第二可感知的信号。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述第二可感知的信号是警报器以第二音调发出声音。
29.根据权利要求12所述的方法，其中，所述方法用于进行嫩肤、胶原质重构和收缩、皮肤紧缩、皱纹处理、皮下组织处理、脂肪团处理、毛孔尺寸减小、皮肤纹理和色质的改进和除毛。
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