CN101351162A - 在组织中以多个可选择的深度输送能量的治疗装置和方法 - Google Patents

Abstract

公开一种根据医生选择以多个可选择的组织深度输送能量的治疗装置和方法。治疗装置(10)包括：彼此电隔离的至少两个电极(56，60)，允许向每一个电极独立地提供能量，以选择不同的治疗深度。可以以单极模式用相同极性的高频能量向电极(56，60)提供能量，从而向患者组织(24)中以相对较深的深度输送能量，或者可以以双极模式用不同极性的高频能量向电极(56，60)提供能量，以提供更浅的穿透深度。或者，可通过提供小于所有电极(56，60)的能量来改变能量输送的深度。可以用不同相位关系的高频能量向电极(56，60)提供能量，从而通过用于确定能量输送深度的相位差以单极和双极模式并发地输送能量。

Description

在组织中以多个可选择的深度输送能量的治疗装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求对2005年10月19日提交的美国临时专利申请No.60/728,339的优先权，在此通过参考并入其全部内容。

技术领域

本发明一般地涉及用高频能量治疗组织的装置和方法，更具体地，涉及向组织中以多个可选择深度输送高频能量的装置和方法。

背景技术

可以非侵入地治疗组织的设备被广泛地用于治疗各种不同皮肤状况。在皮肤治疗应用中，非侵入能量输送设备可用于拉紧松散皮肤以使得患者看起来年轻，可用于去除皮肤斑点或毛状物，或用于杀死细菌。这种能量输送设备发出具有在电磁波谱宽度中分布的波长的电磁能量，包括：不相干和相干的紫外线光、可见光和红外线光；微波和射频(RF)能量；以及声音和机械能量源。

具体地，高频能量输送设备可用于通过皮肤表面传递高频能量来非烧蚀地和非侵入地治疗皮肤组织。高频能量将表皮下组织加热到足够使胶原蛋白变性的温度，这样会使得胶原蛋白收缩或紧缩，从而拉紧组织。主动对皮肤降温，以防止接近于设备的治疗探头的皮肤表皮层损伤。用高频能量的治疗还可能使得组织中有轻微的炎症。组织的这种的炎症反应可随着时间的过去产生新的胶原蛋白，从而促进了组织收缩。

与这种高频能量输送设备结合使用的传统治疗探头有效地发出高频能量，以在探头的表面上均匀输送。均匀能量输送能够局部地最小化在探头上的热点(hot spot)，这种热点会使患者灼伤，即使使用主动降温也是如此。然而，某些类型组织在向组织中深处输送热量时能对治疗作出最好的响应。其它类型组织在向组织中以较浅深度输送热量时能对治疗作出最好的响应。能量的深度和/或剂量可通过改变频率，通过调节向能量输送设备提供能量的高频发生器的功率，或通过调节对组织降温的量来控制。虽然这些调节方式可改变向组织输送的能量的治疗深度，但是每一种方式都具有限制它们应用的某种缺点和缺陷。

能量的深度和/或剂量也可以通过更换治疗探头以改变向组织输送能量的发射电场的特性来控制。然而，更换治疗探头很耗时，并且这种方式不便于改变治疗深度。此外，由于医生必须购买和储备分别能发射不同电场的多个不同治疗探头以改变治疗深度，所以更换治疗探头大大增加了治疗成本。

因此，需要能克服传统设备和方法的这些和其它缺点的设备和方法，用于在非侵入组织治疗期间选择性调节向组织中输送高频能量的深度。

发明内容

本发明一般地涉及在非侵入组织治疗期间提供向组织中以可选择、可调节深度或可变深度进行能量输送的治疗装置和方法。根据本发明一实施例，治疗装置包括能够位于与要治疗的患者组织邻近的位置的电极组件或结构。该电极结构至少包括彼此电隔离的第一电极和第二电极。电连接器与所述第一电极和第二电极耦合。所述电连接器被配置为，能够选择向第一电极提供能量，从而在组织中以第一深度输送能量；以及能够选择向第二电极提供能量，从而在组织中以第二深度输送能量。可选择地，电连接器可被配置为，能够选择向第一电极和第二电极均提供能量，从而在组织中以不同于第一和第二输送深度的第三深度输送能量。

附图说明

这里所结合的并构成说明书一部分的附图与上文给出的本发明的概括说明、和下文给出的实施例的详细描述一起示出本发明的实施例，并且用于说明本发明的原理。

图1是根据本发明实施例的包括电极组件的机头的透视图。

图2是图1的电极组件的放大图。

图3是根据本发明实施例的图1的电极组件的端视图，其中为了说明清楚，省略了提供用于电极阵列的电隔离的介电层。

图3A是沿着图3的线3A-3A所取的示意性横截面图，其中将电极阵列描述为以单极模式运行。

图3B是与图3A类似的示意性横截面图，其中在电极阵列中二次电极未被提供能量，从而能量输送的深度比按照图3A的部署所输送的深度要浅。

图3C是根据本发明可选实施例的电极组件的一部分的示图。

图4是根据本发明可选实施例的在图1的电极组件中使用的电极阵列的端视图，在图示中为了清楚而去除了介电层。

图5是图4的电极阵列的示意性横截面图，其中图4的电极阵列以双极模式运行。

图6是与图5类似的示意性横截面图，其中图4的电极阵列以单极模式运行。

图7是与图6类似的示意性横截面图，其中用主双极部件描述图4的电极阵列以三极模式运行。

图8是与图7类似的示意性横截面图，其中用主单极部件描述图4的电极阵列以三极模式运行。

具体实施方式

参照图1，治疗装置或机头(handpiece)10包括：外壳12以及由外壳12支持的电极结构或组件14。尽管电极组件14由多个部件构成，但是能够理解，组成的部件包括作为单元与外壳12以可拆卸的方式连接的结构。外壳12可包括例如可通过注入成型(injectionmolding)工艺模制为三维形状的聚合物或塑料材料。电极组件14的一部分从在外壳12的一端限定的护罩15突出，从而当电极组件14与外壳12机械连接时，电极阵列18暴露并可见。

外壳12限定了容纳电连接器的内部空腔，如下文所述，所述电连接器将电极组件14与能量输送源(例如，高频能量源或电源16)电连接(图3A)。高频电源16向电极组件14承载的一个或多个有源电极56、60(图3)提供高频能量或电压，从而向有源电极56、60施加能量，以向患者的组织24输送高频能量(图3A)。外壳12提供适合的内部接口，用于连接到具有被绝缘和被屏蔽的导体或导线(未示出)的电连接线缆19，以将电极组件14与高频电源16电连接。

机头10的圆滑轮廓把手部分20具有适合于医生紧握和把持的形状。暴露的启动按钮21可从被紧握的机头10的外部接触，以被压下和释放，从而控制来自电极阵列18的高频能量的输送。把手部分20适用于由医生的至少一只手来把握，以控制机头10将电极组件14放置在临近于患者皮肤22以及目标皮下组织24的位置(图3A)。优选地，电极组件14的电极阵列18与皮肤22的表皮表面22a接触。当压下启动按钮21时，将从电极阵列18放射的高频电磁能量输送到目标组织24。

可操作高频电源16中的电路(未示出)，以典型地在电磁波谱的射频(RF)区中产生至少向电极阵列18的有源电极输送的高频电流。有益地，电源16的运行频率可处于几百kHz至大约20MHz的范围内，以向组织24赋予治疗效果。如本领域普通技术人员可理解的，电源16的电路将线路电压转换成驱动信号，其具有适合于由医生选择的功率量和运行模式的能量含量和工作循环(duty cycle)。

控制器25具有以控制装置26、27的形式的用户输入设备，所述控制装置26、27可用于例如调节向电极阵列18所施加的电压电平，以及在不同运行模式(包括但不限于，单极、双极和三极的运行模式)之间切换电极阵列18。控制器25包括处理器，所述处理器可以是任何适用的传统微处理器、微控制器或数字信号处理器，其控制和监督高频电源16的运行，以调节从电源16输送到电极组件14的功率。控制器25可包括用以存储用于处理器的编程指令或数据的非易失性存储器(未示出)，所述控制器25可选择地集成到电源16中。

参照图1和图2，电极组件14包括外壳28和内接头30，所述内接头30与外壳28的敞口后端耦合，以使内腔闭合。流体输送单元32被配置为，从喷嘴34向电极阵列18的后侧引导冷却剂，用于控制电极阵列18的温度。从中心流体耦合单元36向后延伸的是具有内腔的导管38，所述内腔用于限定向喷嘴34传递冷却剂流的流体路径。从冷却剂源(未示出)通过管道来泵送冷却剂，所述管道与内接头30上形成的配件40机械耦合，以及与导管38的内腔液压性地耦合。

电极阵列18通过在外壳28的前敞口端中限定的窗口42而暴露。电极阵列18例示为：由包围支撑单元46前端的材料形成在柔性板或基片44上。支撑单元46的后端包括凸缘48，其用于将支撑单元46与内接头30耦合。柔性基片44可包括通过小插入间隙而彼此电隔离的薄原料聚合物(例如聚酰亚胺)膜50和薄导电(例如铜)迹线或导线52。柔性基片44可包括弯曲电路，其具有层叠于原料聚合物(或其它非导电性材料)膜50上的图案化导电(即铜)金属板，或通过例如真空沉积技术(例如溅射沉积)直接沉积在原料聚合物膜50上的图案化导电(即铜)金属化层。普遍用于灵活和高密度电互连应用的弯曲电路具有本领域普通技术人员可以理解的结构。

支撑单元51横跨窗口42，用于向柔性基片44提供机械支撑。基片44围绕支撑部件46，从而导线52通过关于内接头30的外围部署的槽54而暴露。导线52用于将电极阵列18与高频电源16电耦合。导线52也可用于将其它结构(例如电阻、压力或热传感器(未示出))与电源16的处理器、或位于外壳12中或外壳12外部的其它控制元件耦合。

参照图3和图3A，并根据本发明一实施例，电极阵列18包括：含有孔洞58的阵列的导电板电极56，以及分别位于多个孔洞58中对应的一个孔洞的多个二次电极60。孔洞58和二次电极60以行列矩阵部署在板电极56的外围边缘，虽然本发明不限于此。板电极56和二次电极60均由电导电材料(例如像铜、金、银、铝的金属，这些材料的合金等)构成。板电极56和二次电极60具有基本平坦平面的交错结构。

介电材料的薄层64插入在板电极56和二次电极60之间，并且可以是与层64相同材料的介电层62覆盖患者面向电极56、60的一侧。当电极阵列18与皮肤22邻近时，薄介电层62限定至少部分接触皮肤22的表面22a的基本平坦组织治疗表面。二次电极60通过用作电绝缘体的介电层64的部分与板电极65电绝缘。本领域普通技术人员可以理解，适合于层62和层64的介电材料包括具有适当介电常数和绝缘强度的任意陶瓷、聚合物或玻璃。介电层62可以与电极56、60接触。

与介电层62相对地部署电极阵列18的板电极56和二次电极60，从而在向电极56、60提供能量以治疗组织24时，限定与电容器类似的结构(例如，由非导电绝缘体分开的两个导体)。电容器的一个导体由板电极56和二次电极60构成，第二导体由正被治疗的皮肤22或组织24代表，并且分开这两个导体的介电层62构成非导电绝缘体。这种部件部署的优点在于：与省略介电层62的情况相比，通过板电极56和二次电极60流向皮肤22和皮下组织24的电流更均匀。介电层62的电容效果可通过选择层62的厚度、表面积和介电常数，以及通过控制从电源16提供的高频功率的频率来控制。

在本发明一实施例中，电极阵列18可包括形成在柔性基片44的表面上的导电特征。或者，电极阵列18可形成在与原料聚合物膜50结合的单独基片(未示出)上，例如陶瓷基片，并且与导线52电耦合，或以另一方式与高频电源16电耦合。

电极阵列18的板电极56通过导体网或电连接器66与具有正电压极性的高频电源16的端子65电耦合。同样，电极阵列18的二次电极60通过导体网或电连接器68与高频电源16的正电压极性端子65电耦合。高频电源16适用于通过控制电连接器68选择性地向板电极56提供能量，从而向组织24以第一深度输送能量，以及向二次电极60提供能量，从而向组织24以第二深度输送能量。电连接器66、68可通过电连接线缆19(图1)形成到高频电源16的路线，并且可包括导线52(图2)。

开关69(例如继电器或其它类型开关设备或电路)可以在打开和关闭状态之间切换，以分别打开和关闭通过二次电极60和高频电源16的正电压极性端子65之间的电连接器68的网络的信号路径和电路。在图3A、3B的实施例中，板电极56通过电连接器66与正电压极性端子65电耦合，而与开关69的设置或状态无关。当开关69关闭时，限定第一电路，即将板电极56并行地与高频电源16和二次电极60电耦合。当开关69打开时，限定第二电路，即将板电极56仅与高频电源16电耦合。开关69可以与控制器25电耦合，从而例如控制器26、27中的一个可用于打开和关闭开关69。开关69可以集成到控制器25中，或集成到电源16中，或者可以构成由控制器25或电源16控制的电连接器68的电路单元。

电连接器66、68可包括多个层或级别的导电迹线或特征，其中每一个单独的导电特征层与相邻级别由在级别之间提供电路径的填充导体的通路电隔离，或者，可选择地，电连接器66、68可包括离散导体或布线。电连接器66、68可包括电接点，其设计为或用于与高频电源16电耦合。

非治疗无源或回流电极70附接在患者的身体表面，例如患者的腿或后背。并非外壳12或电极阵列18的一部分的回流电极70可位于与患者较远的位置，或可以从外壳12和电极阵列18拆卸。高频电源16还包括相反的负电压极性的另一端子63，回流电极70通过信号路径或电连接器67与该端子63电耦合，以完成电路。

在以单极运行模式向电极阵列18提供能量的患者治疗过程中，高频电路流过在板电极56(如果开关69关闭，则可选择地是二次电极60)和回流电极70之间的患者身体。在被回流电极70收集之后，电流从回流电极70回流到高频电源16。不管开关69是打开还是关闭状态，回流电极70和高频电源16的负电压极性端子63均连接。回流电极70是非治疗性的，这是由于在回流电极70的相对大表面积中输送低电流密度，所以在其附接位置没有产生向患者身体的明显加热。

在运行中，参照图3A和3B，采用开关69来改变机头10的运行，从而以两个不同深度来治疗组织24。当开关69关闭，以形成如图3A所述含有二次电极60的第一电路时，高频电流通过电连接器68的网络从高频电源16的正电压极性端子65输送到板电极56，以及输送到二次电极60。以单极模式从提供能量的板电极56和二次电极60向组织24输送高频能量72。板电极56和二次电极60用作发射高频能量72的有源电极，所述高频能量72穿透介电层62和皮肤22，并且与皮肤22下的目标组织24电容耦合，以产生有益效果。板电极56和二次电极60仿真固体板的导电材料，从而将高频能量72输送到皮肤22下的组织24中的相对较深的深度。具体地，在开关69关闭的情况下向电极阵列18提供能量时，将高频能量72输送到皮肤表面22a下的组织24中的相对较深的第一深度。

在开关69打开以形成如图3B所示的省略二次电极60的第二电路时，将高频功率或电流通过电连接器66的网络从高频电源16的正电压极性端子65仅输送到板电极56。高频电流不再通过电连接器68的网从高频电源16的正电压极性端子65输送到二次电极60。在这种情况下，仅板电极56用作有源电极，而二次电极60失效，并且不再提供能量。以仿真由多个孔洞58穿过的导电材料片的方式，通过经由介电层62的电容耦合，将高频能量74从板电极56输送到组织24。结果，与高频能量72的输送深度(图3A)相比，将高频能量74输送到皮肤22下的组织24中相对较浅的第二深度。

高频能量输送的两个不同深度的具体值取决于多个因素，例如向电极阵列18输送的高频功率的频率和功率，以及提供能量的窗口42的面积的比。能量输送深度可被测量为相对于皮肤表面22a，或在皮肤22和组织24之间的界面，或以不同相对方式的平均深度或峰值深度。结果，机头10提供了向患者组织24中以可选择可变深度进行能量治疗的治疗装置。选择性控制从电极阵列18中的二次电极60到组织24的高频能量输送的这种能力使得单独的电极组件14可用于以电源16的任意给定功率设置在治疗组织24中产生不同电磁场，所述电磁场适合于建立不同类型和深度的热分布。

在板电极56与，可选地，二次电极60和回流电极70之间的高频电压差产生与目标组织24的位置邻近的电场，从而有效地用于向组织24传送高频能量。通过经由患者皮肤22的表皮表面向组织24传递或传送高频能量72、74的方式，由高频能量72、74非烧蚀地和非侵入地治疗组织24，同时主动对皮肤22降温，以防止皮肤22的表皮层损伤。回流电极70完成在板电极56与，可选地，二次电极60和高频电源16之间的电流路径。

治疗深度还可以通过为从电源16提供的高频功率编写不同的输出参数来调节。更具体地，可以在开关69关闭时，从高频电源16向电极阵列18提供各种不同的高频电流和电压。结果，由于高频电流和电压可以在大范围的值内改变，所以可以用单独的电极组件14来实现多个额外治疗深度。

在本发明的可选实施例中，与开关69类似的另一开关69a(图3A)可安装在将板电极56与高频电源16耦合的电连接器66的网络中。当开关69a打开且开关69关闭时，二次电极60可在以单极模式运行的同时用于向组织24中的不同深度输送高频能量。在这种情况下，提供能量的二次电极60仅用作有源电极，并且板电极56失效，并且不再提供能量或功率。开关69a可集成到控制器25中或电源16中，或者可构成由控制器25或电源16控制的电连接器66的电路单元。

参照图3C，其中类似的标号表示与图1-3中类似的特征，并且在本发明的可选实施例中，电极组件14的电极阵列18(图1、2)可提供有另一组电隔离的二次电极59，其中仅单独的二次电极59在图3C中可见。二次电极59中的每一个与二次电极60中的一个一起配置在板电极56中的孔洞58的对应的一个孔洞中。每一个二次电极59通过填充电介质的间隙61与它对应的二次电极60分开，以及通过另一环形填充电介质的间隙57与关于孔洞58限定的板电极56的边缘分开。填充电介质的间隙57、61使得板电极56从二次电极60和二次电极59电隔离。

与电连接器66、68类似的电连接器(未示出)的独立网通过与开关69、69a类似地另一开关(未示出)将附加二次电极59与高频电源16的正电压极性端子65耦合。从不同组的电极的可能组合中选择以发出高频能量使得治疗深度能够改变。例如，如果高频RMS电压保持恒定，则仅从板电极56输送到组织24的高频能量会导致相对浅的输送深度。由于在板电极56中孔洞58的有效面积逐渐减小，所以除了板电极56之外，以恒定高频RMS电压向二次电极60提供能量可增加能量输送深度。除了板电极56之外，以恒定高频RMS电压向二次电极59和二次电极60提供能量可进一步增加能量输送深度。或者，向多组二次电极59、60之一提供的高频电压可使用无源组件(例如电容器、感应器或电阻器)来衰减，其中所述无源组件可使用继电器切换到电路中和电路外。本发明考虑到电极阵列18可能包括多于两组的二次电极59、60，以增加可能的能量输送深度的数目。

参照图4-6，其中类似的标号表示与图1-3中类似的特征，并且根据本发明的可选实施例，由机头10使用的电极阵列18a可具有一种允许医生在单极模式能量输送和双极模式能量输送之间切换电极阵列18a的配置。电极阵列18a包括由导电材料(例如铜)和接触皮肤介电层构成的一组有源电极80，或者在其上配置电极80的基片82。相邻有源电极80通过非导电性的间隙84彼此分开。为了保证电隔离和防止相邻有源电极80与外壳12中的导电结构之间的短路(图1)，介电材料的层86(图5)填充在有源电极80之间和周围的容积。有源电极80在介电基片82上具有平行结构，尽管本发明不限于此。

本发明考虑了有源电极80可具有与图4的示例性实施例中描述的不同几何形状和配置。

参照图5，有源电极80可以与高频电源16电耦合，使得电极阵列18a以双极模式运行。具体地，有源电极80的极性交替，使得任意两个邻近电极80具有相反极性。结果，对于患者不再需要回流电极70来完成与高频电源16的电流路径。为了实现双极运行，通过导体或电连接器81的网络将每一个其它有源电极80与高频电源16的正极性电压端子65耦合，以及通过导体或电连接器83的网络将中间有源电极80与高频电源16的负极性电压端子63耦合。当有源电极80以双极模式运行时，回流电极70不加入到电路中，因此其不与高频电源16电连接。为此，将开关85(例如，继电器或其它类型的开关装置或电路)切换到打开状态，以打开在高频电源16的负电压极性端子63和回流电极70之间的信号路径或电连接器87。开关85可集成到控制器25中或电源16中，或者可构成由控制器25或电源16控制的电连接器87的电路单元。

通过经由介电基片82和经由皮肤22向组织24中的相对较浅深度的电容耦合，可从有源电极80输送高频能量88。到高频电源16的回流电流路径不经过患者的身体。相反，有源电极80的一小部分运行以输送高频能量88，并且有源电极80的另一小部分提供回流电流路径，从而电极80的输送和回流子集都用于治疗。

参照图6，同组的有源电极80可以与高频电源16电耦合，从而电极阵列18以单极模式运行。具体地，所有的有源电极80通过电连接器81、83与高频电源16的正极性电压端子63电耦合。将开关85切换到关闭状态，以关闭在高频电源16的负电压极性端子63和回流电极70之间的电连接器87。与以双极模式运行(图5)相比，通过经由介电基片82和经由皮肤22向组织24中的相对较深的深度的电容耦合来输送高频能量90。

可包括开关装置或电路78，用于通过重新配置电连接器81、83在双极模式(图5)和单极模式(图6)之间切换有源电极80的运行，以改变输送到组织24的能量的深度。可包括一个或多个单独开关的开关电路78可被切换，以在控制器25的控制下改变用于高频能量的信号路径。开关电路78通过构成或中断用以限定到端子63、65的信号路径的电连接器来配置用于电连接器81、83、87的网与电源16的端子连接。开关电路78至少具有用于来自电源16的端子63、65的信号路径的第一和第二状态，以在运行的双极和单极模式之间切换有源电极80。开关电路78可集成到控制器25中或电源16中，或者可构成由控制器25或电源16控制的电连接器81、83、87的电路单元。电连接器81、83可通过电连接线缆19(图1)形成到高频电源16的路线，并且可包括导线52(图2)。

机头10的切换操作提供了一种治疗装置，其根据用以创建单极运行模式或双极运行模式的开关电路78的状态，向患者的组织24中以可选择的可变深度输送能量。在机头10以双极模式运行时，与高频能量90(图6)相比，向组织24中以较浅深度输送高频能量88(图5)。

参照图7，高频电源16的电路可配置有以相同频率但以不同相位角运行的不同极性的三个电压端子91、92、93。有源电极80的极性交替，从而任意两个邻近电极80用不同相位角驱动。此外，回流电极70用与有源电极80的相位角不同的相位角驱动。在本发明的这一实施例中，以双极模式和单极模式并发地向组织24输送能量。电源16控制向电极70、80输送功率的相位角，从而根据需要，能量在各个有源电极80之间以及在有源电极80与回流电极70之间流动。

例如，与一个电压端子92耦合的有源电极80的一半可以用与不同的电压端子91耦合的有源电极80的另一半成180°异相来驱动。与第三电压端子93耦合的回流电极70可以用与有源电极80的一半成-90°异相来驱动，以及用与有源电极80的另一半成+90°异相来驱动。尽管不希望被理论所限制，但是认为会产生由部件组合构成的“三极”运行模式，所述部件组合包括：以相对浅深度向组织24中输送高频能量88的主双极部件，和以明显较深深度向组织24输送高频能量90的辅单极部件。通过在三个电压端子91、92、93之间相位角分开的幅度来控制双极部件的强度。平均地，以相对较浅深度向组织24中输送高频能量88、90。

参照图8，各相位角可被改变，从而单极模式相对向组织24更深地输送高频能量88、90的双极模式占主导地位。例如，与一个电压端子93耦合的有源电极80的一半可以用与不同的电压端子91耦合的有源电极80的另一半成40°异相来驱动。与第三电压端子92耦合的回流电极70可以用与有源电极80的一半成-160°异相来驱动，以及用与有源电极80的另一半成-200°异相来驱动。尽管不希望被理论所限制，但是认为会产生由部件组合构成的“三极”运行模式，所述部件组合包括：以相对深的深度向组织24中输送高频能量90的重要单极部件，和以明显较浅深度向组织24输送高频能量88的次要双极部件。平均地，在作为与图7中的相位角的组相反的图8中的相位角的组运行时，高频能量88、90的输送深度增加。

各相位角的选择提供了具有向患者的组织24输送能量的可选择的可变深度的治疗装置。

在本发明的另一可选实施例中，有源电极80和回流电极70可以以工作循环的模式运行，在这种模式中，电极阵列18a以单极模式(图6)运行总治疗时间的一段，并且以双极模式(图5)运行总治疗时间的剩余时段。电源16可以通过使用半导体开关等在单极模式和双极模式之间切换，以提供工作循环模式。在单极模式和双极模式之间的切换可以以大于1Hz的频率发生，可选择地，可以是几百Hz。

在控制器25中的电路或线路可被配置为使得高频电源16根据医生期望的能量输送深度以单极模式、双极模式或三极模式向电极70、80提供能量。控制器25可包括与功率控制装置27分开的医生模式设置控制装置26，用于改变向哪个电极70、80提供能量，以改变输送能量的深度。与功率控制装置27分开的医生设置控制装置26改变电极70、80的单极/双极运行模式，以改变向组织24中输送能量的深度。可使用数字或模拟控制电路来提供用于医生模式设置控制装置26的任意数目的不同设置级别。例如，可使用控制装置26提供少到2个或3个级别，或者可使用控制装置26提供多到10个、50个、100个或几百个级别。

机头10可用于输送高频能量，以使得在含有脂肪组织的表皮、皮肤和皮下组织层中的组织24改性，组织24包括但不限于含胶原蛋白的组织。组织24的改性可包括组织24的物理特征、组织24的结构或组织24的物理属性的改变。组织改性可通过输送足够的能量以使得含胶原蛋白组织改性、产生胶原蛋白收缩、和/或包括新或初生胶原蛋白等的沉积的伤口愈合响应来实现。

机头10可用于执行多种皮肤22和皮下组织24的治疗，包括但不限于，皮肤再造和拉紧、祛皱、去除弹性变性组织、去除伤疤、痤疮治疗、皮脂腺切除/皮脂腺活性的失效和去除、毛囊切除、脂肪组织再造/切除、蜘蛛脉切除、皮肤表面轮廓不规则的改变、伤疤或初生胶原蛋白的生成、皮肤细菌活性的降低、皮肤孔大小的降低、清理毛孔等。在第5,660,836、6,350,276和6,425,912号共同转让的美国专利中公开了适用于高频能量输送装置的各种治疗，以及用于提供这种能量和用于主动对皮肤22降温以最小化对表面皮肤22或组织24的任何损伤的各种最佳结构，在此通过参考并入其中每一个的公开内容。

本发明的电极组件14可用于估测局部阻抗因数，如_______提交的第________号题为“Method and Apparatus for Estimating a LocalImpedance Factor”、Attorney Docket No.THERM-28US的申请所公开的，在此通过参考并入所引用申请的公开内容。

虽然通过各个实施例的描述示出了本发明，并且虽然非常详细地描述了这些实施例，但是申请人的意图并非将所附权利要求的范围限定或以任何方式限制在这些细节上。本领域技术人员可以容易地想到附加的优点和修改。因此，本发明在其更宽泛的方面不限于特定细节、代表性装置和方法、以及所示和所描述的示例性实例。因此，可以在不脱离申请人的一般创造性概念的精神或范围的情况下，可以改变这些细节。

Claims (41)

1.一种在患者组织中具有可选择的可变深度的能量输送的治疗装置，所述治疗装置包括：

能够位于与组织邻近的位置的电极组件，所述电极组件至少包括彼此电隔离的第一电极和第二电极；和

与所述第一电极和第二电极耦合的电连接器，所述电连接器具有第一配置和第二配置，在所述第一配置中，至少向所述第一电极提供能量，从而在组织中以第一深度输送能量；而在第二配置中，至少向所述第二电极提供能量，从而在组织中以不同于所述第一深度的第二深度输送能量。

2.权利要求1的治疗装置，其中所述电连接器包括：适用于与高频能量源电耦合的电接点。

3.权利要求1的治疗装置，还包括：

与所述第一电极和第二电极接触的介电层，所述介电层与所述第一电极和所述第二电极相对地部署，以在向所述第一电极和第二电极中的至少一个提供能量时与组织形成电容器。

4.权利要求3的治疗装置，还包括

通过所述电连接器与所述第一电极和所述第二电极电耦合的高频能量源。

5.权利要求4的治疗装置，其中所述高频能量源是射频源。

6.权利要求3的治疗装置，其中所述介电层、所述第一电极和所述第二电极被构建为使得能够：通过从所述第一电极和第二电极经由所述介电层输送能量，来向组织中进行非侵入能量输送；以及通过经过患者皮肤的表皮表面的能量，来向组织中进行非侵入能量输送。

7.权利要求1的治疗装置，其中所述第一电极和第所述二电极具有基本平坦平面的交错结构，并且所述电极组件还包括将所述第一电极从所述第二电极分开的电绝缘体。

8.权利要求7的治疗装置，其中所述电连接器被配置为：能够以双极模式或以单极模式向所述第一电极和所述第二电极提供能量。

9.权利要求7的治疗装置，其中所述电连接器具有第三配置，在所述第三配置中，并发地向所述第一电极和所述第二电极提供能量，从而在组织中以不同于所述第一深度和所述第二深度的第三深度输送能量。

10.权利要求1的治疗装置，其中所述电极组件还包括与所述第一电极和所述第二电极电隔离的第三电极。

11.权利要求10的治疗装置，其中所述电连接器被配置为：能够以单极模式、双极模式、或单极和双极模式的组合向所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极提供能量。

12.权利要求10的治疗装置，还包括：

与所述电极组件分开的回流电极，所述回流电极能够位于患者上的可从所述电极组件拆卸的位置。

13.权利要求1的治疗装置，还包括：

能量输送源，其具有通过所述电连接器与所述第一电极和所述第二电极电耦合的电路，所述电路在所述电连接器具有所述第一配置时向所述第一电极提供能量，以及在所述电连接器具有所述第二配置时向所述第二电极提供能量。

14.权利要求13的治疗装置，其中所述电路还被配置为：并发地向所述第一电极和所述第二电极提供能量，从而在组织中以不同于所述能量输送的第一深度和第二深度的第三深度输送能量。

15.权利要求13的治疗装置，还包括：

能够位于患者上的可从所述电极组件拆卸的位置的回流电极，所述电路被配置为：通过由所述回流电极向所述能量输送源返回的回流电流，以单极模式向所述第一电极和所述第二电极提供能量。

16.权利要求13的治疗装置，其中所述电路被配置为，允许以单极模式或双极模式向所述第一电极和所述第二电极提供能量。

17.权利要求13的治疗装置，其中所述电极组件还包括与所述第一电极和所述第二电极电隔离的第三电极，所述电路被配置为：根据由医生所期望的能量输送深度以单极模式、双极模式、或单极和双极模式的组合向所述电极提供能量。

18.权利要求17的治疗装置，其中所述能量输送源还包括：高频能量源，该高频能量源具有功率控制装置以及与所述功率控制装置分开的医生设置控制装置，所述医生设置控制装置用于改变能量输送的深度。

19.权利要求18的治疗装置，其中所述医生设置控制装置在单极模式、双极模式或单极和双极模式的组合之间改变所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极的运行模式，以改变能量输送的深度。

20.权利要求1的治疗装置，还包括：

通过所述电连接器与所述第一电极电耦合的高频能量源，用于向所述第一电极提供能量。

21.权利要求20的治疗装置，还包括：

将所述高频能量源与所述第二电极电耦合的开关单元，所述开关具有打开状态和关闭状态，在所述打开状态下，不向所述第二电极提供能量；在所述关闭状态下，所述电连接器将所述高频能量源与所述第二电极电耦合，以向所述第二电极提供能量。

22.权利要求21的治疗装置，其中所述高频电源包括：具有用户输入装置的控制器，用于调节向所述第一电极输送的功率的工作循环，以及在所述开关处于关闭状态下向所述第二电极输送的功率的工作循环。

23.权利要求21的治疗装置，其中所述高频电源具有第一端子，所述第一电极与所述第一端子电耦合，并且在所述开关处于关闭状态时，所述开关将所述第二电极与所述第一端子电耦合。

24.权利要求23的治疗装置，其中所述高频电源具有与所述第一端子相反极性的第二端子，并且还包括：

第三电极，其将组织与所述第二端子电耦合，以完成向组织中输送能量的电流路径。

25.权利要求23的治疗装置，其中所述开关的打开状态提供了单极运行模式，所述开关的关闭状态提供了所述第二深度比所述第一深度要浅的双极运行模式。

26.权利要求25的治疗装置，还包括：

第三电极，其与组织电耦合，以在所述开关处于打开状态时与所述第二端子完成向组织输送能量的电流路径。

27.权利要求1的治疗装置，其中所述第一电极包括具有多个孔洞的导电板，所述第二电极包括电耦合的多个导电部件，所述导电部件的每一个位于所述导电板中对应的一个孔洞中。

28.权利要求1的治疗装置，还包括：

通过所述电连接器与所述第一电极和所述第二电极电耦合的控制装置，所述控制装置在所述第一配置和第二配置之间重新配置所述电连接器。

29.一种在组织中具有可选择的可变深度的能量输送的治疗装置，所述治疗装置通过高频能量源来使用，所述治疗装置包括：

能够位于与组织邻近的位置的电极组件，所述电极组件至少包括第一电极和第二电极，并且所述第一电极和所述第二电极彼此电隔离；和

与所述第一电极和所述第二电极接触的介电层，与所述第一电极和所述第二电极相对地部署所述介电层，从而当在组织治疗期间通过所述高频能量源向所述第一电极和所述第二电极中的至少一个提供能量时，使得所述介电层以及所述第一电极和所述第二电极与组织形成电容器。

30.权利要求29的治疗装置，还包括：

与所述第一电极和所述第二电极耦合的电连接器，所述电连接器具有第一配置、第二配置和第三配置，在所述第一配置中，至少向所述第一电极提供能量，从而在组织中以第一深度输送能量；在所述第二配置中，至少向所述第二电极提供能量，从而在组织中以不同于所述第一深度的第二深度输送能量；在所述第三配置中，并发地向所述第一电极和所述第二电极提供能量，从而在组织中以第三深度输送能量。

31.权利要求29的治疗装置，其中所述电极组件还包括与所述第一电极和所述第二电极电隔离的回流电极，并且所述治疗装置还包括：

具有多个端子的高频电源，所述多个端子以对应的多个相位角提供高频功率，所述第一电极与第一端子电耦合，所述第二电极与第二端子电耦合，并且所述回流电极与第三端子电耦合，所述第一端子和所述第二端子以及所述回流端子的相位角可变，以改变向组织输送高频能量的深度。

32.一种向患者组织中以可选择的可变深度输送能量的治疗方法，所述治疗方法包括以下步骤：

电连接第一电极和第二电极，从而向组织中以第一深度输送能量；和

重新配置所述第一电极和所述第二电极的电连接，从而向组织中以第二深度输送能量。

33.权利要求32的治疗方法，还包括：

将来自所述第一电极和所述第二电极中的至少一个的能量与组织电容性地耦合，从而以所述第一深度输送能量。

34.权利要求32的治疗方法，还包括：

将来自所述第一电极和所述第二电极中的至少一个的能量与组织电容性地耦合，从而以所述第二深度输送能量。

35.权利要求32的治疗方法，其中电连接所述第一电极和所述第二电极的步骤还包括：

电连接回流电极与高频电源的第一端子；和

电连接所述第一电极和所述第二电极中的至少一个与所述高频电源的第二端子，从而与所述回流电极协作以在单极模式下运行。

36.权利要求35的治疗方法，其中重新配置所述第一电极和所述第二电极的电连接的步骤还包括：

将所述回流电极从所述高频电源的第一端子断开；

电连接所述第一电极与所述高频电源的第一端子；和

电连接所述第二电极与所述高频电源的所述第二端子，以建立双极运行模式。

37.权利要求35的治疗方法，其中重新配置所述第一电极和所述第二电极的电连接的步骤还包括：

电连接所述第一电极与所述高频电源的第二端子；和

电连接所述第二电极与所述高频电源的第二端子。

38.权利要求32的治疗方法，其中电连接所述第一电极和所述第二电极的步骤还包括：

电连接所述第一电极与高频电源的第一端子；和

电连接所述第二电极与所述高频电源的第二端子，以建立双极运行模式。

39.权利要求38的治疗方法，其中重新配置所述第一电极和第二电极的电连接的步骤还包括：

电连接回流电极与所述高频电源的第一端子；和

电连接所述第一电极和所述第二电极中的至少一个与所述高频电源的第二端子，从而与所述回流电极协作以在单极模式下运行。

40.权利要求32的治疗方法，其中电连接所述第一电极和所述第二电极的步骤还包括：

电连接所述第一电极与高频电源的第一端子；

电连接所述第二电极与所述高频电源的第二端子；

电连接回流电极与所述高频电源的第三端子；和

以对应的第一、第二和第三相位角的组向所述第一端子、第二端子和第三端子提供电能。

41.权利要求40的治疗方法，其中重新配置所述第一电极和所述第二电极的电连接的步骤还包括：

以对应的第四、第五和第六相位角的组向所述第一端子、第二端子和第三端子提供电能。

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