CN107530127A - 用于射频皮肤处理的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于RF皮肤处理的装置(100)，其包括有源电极(1)，该有源电极(1)布置在该装置的操作侧面(15)上，并且具有用于与用户皮肤接触的第一皮肤接触面，该第一皮肤接触面具有小于或等于2mm的最大横截面尺寸。该装置包括回流电极(2)，该回流电极(2)布置在该装置的操作侧面(15)上，并且具有用于与用户皮肤接触的第二皮肤接触面，其中第二皮肤接触面的面积是第一皮肤接触面的面积的至少五倍大。RF发生器(21)布置成在有源电极(1)和回流电极(2)之间供应RF处理电压，以便加热有源电极下方的皮肤区域，其中RF处理电压具有在100MHz–3GHz范围内的频率。与使用可比RF处理电压、但是频率低得多的RF皮肤处理装置相比，通过使用所述范围内的RF处理电压频率，作为施加该RF处理电压的结果，在有源电极下方形成的热损伤深度显著增加。

Description

用于射频皮肤处理的装置

技术领域

本发明涉及用于皮肤处理的装置，特别是用于人皮肤的射频(RF)处理的装置。该装置主要适用于部分RF皮肤处理，特别是用于嫩肤。

背景技术

射频(RF)通常用于皮肤紧致的专业和家用美学市场两者中。在真皮层面处大体积加热的能力使得射频技术成为皮肤紧致和处理皮肤松弛的标准。与基于激光的皮肤处理装置相比，RF皮肤处理装置具有相对较低的成本价格，并且可以提供更大体积的皮肤的处理和更深皮肤组织的处理。此外，皮肤组织的RF能量耗散不依赖于发色团的光吸收，以使组织色素沉着不会干扰能量递送。

在皮肤表面对组织的RF能量递送的基本原理是：在具有皮肤的闭合电路中施加交变RF电流。皮肤组织阻抗直接影响加热的程度。RF电流更容易通过具有高电导率(即低电阻)的皮肤组织传播，而具有高电阻(即高阻抗和低电导率)的皮肤组织是RF能量的差导体。RF能量采取通过皮肤组织的具有最小电阻的路径，并且主要归因于分子振动而消散为热能。

除了皮肤紧致之外，用于RF皮肤处理的越来越多的应用是嫩肤，其中使用一个或多个小的有源电极，在皮肤中同时产生部分热损伤。近来，针对使用射频装置进行嫩肤的美学市场，已经开始推出不同的专业装置。嫩肤是不同消费者益处的组合，诸如均匀肤色、减少色素沉着斑点、改善光泽和纹理、以及减少细纹。在这种处理中，能量用于主要伤害角质层和表皮(包括真皮–表皮接合部)，以及可能伤害真皮的顶部。传统地，通过水高度吸收的激光波长的烧蚀或非烧蚀设置来进行嫩肤处理，其中烧蚀处理使皮肤蒸发并在皮肤中产生中空柱，并且非烧蚀处理将皮肤加热至65℃–100℃之间的温度，以启动细胞坏死、胶原蛋白变性和收缩、以及最终胶原蛋白重塑。

部分处理的优点主要归因于产生足够小的而不诱导组织瘢痕化并相对快愈合的微观热损伤的能力。根据文献，部分热损伤的尺寸应小于0.5mm，以避免瘢痕化和其他副作用(例如感染)。另一方面，部分处理的功效也取决于微观热损伤的深度，因为该处理还应导致真皮中胶原蛋白的热变性以引起真皮再生和复原。因此，理想的情况是当部分处理产生具有小的横截面面积和大的穿透深度的单一热损伤(即具有大的深度宽度比的热损伤)时。

为了改善RF皮肤处理装置的安全性，最近提出了一种家用装置，该装置包括双极电极配置。利用该装置，非常小的有源内部电极和围绕内部电极的较大的外部回流电极两者都与皮肤接触，并且以1MHz至40MHz之间的频率向皮肤施加小于50V的RF处理电压。利用该RF处理装置，RF能量的热穿透深度大约是有源内部电极直径的0.5倍，以使实际上具有约200微米的穿透深度的热损伤借助于具有约400微米直径的有源内部电极实现。

WO 2012/023129 A1公开了一种部分RF皮肤处理装置，该装置具有直径在100微米和2000微米之间的范围内的有源电极，该有源电极被大得多的回流电极围绕。该装置以350kHz和10MHz之间的范围内的频率施加50伏特和400伏特之间的范围内的RF处理电压。

US 2014/0249609 A1公开了一种系统，该系统用于将电磁能通过皮肤表皮层施加到下面的真皮和/或真皮下组织以及下面的胶原蛋白组织，以引起脂解和胶原蛋白重塑的加速。该系统包括一个或多个电容施用器，以在不接触皮肤的情况下产生穿过皮肤的电磁场。施用器被放置在由电介质或非导电材料制成的间隔物的顶部上，以设置施用器和皮肤之间的间隔距离。施用器可以是双极电极，其中电极备选地具有有源和回流功能。该系统包括高频发生器，该高频发生器可以生成电磁场，优选地在13.56MHz、27.12MHz、40.68MHz或2.45GHz，以避免产生无线电干扰。

US 2009/0018628 A1公开了一种设备，该设备用于通过跨大组织区域递送高频能量来处理皮肤状况。该设备包括手持件、可释放地与手持件联接的处理尖端、以及由处理尖端承载的能量递送构件。能量递送构件与高频电源电耦合，该高频电源具有在电磁频谱的射频区域中的、特别是在几百kHz至约60MHz的范围内的工作频率，以赋予处理患者皮肤表面下方的目标组织的治疗效果。该设备还包括无源回流电极，该无源回流电极与高频电源的负电压极性端子电耦合，物理地附接到患者的远离处理尖端的身体表面。

US 6,228,078 B1公开了一种用于处理患者外部身体表面的方法，其中电极端子被定位为紧密靠近外部身体表面上的目标位点，并且其中将高频电能施加到电极端子，足以去除外部身体表面的层，并且实现在所述层下面的组织内的胶原蛋白纤维的收缩。电极端子包括电极阵列以及回流电极，该电极阵列分布在端子的接触表面上。施加在回流电极和电极阵列之间的电压处于射频水平，通常在约5kHz至20MHz之间，更优选地小于350kHz，最优选地在约100kHz至200kHz之间。

WO 2012/029065 A2公开了一种用于处理患者皮肤的自操作装置，其包括：具有第一侧和第二侧的基底；布置在所述基底中的多个RF电极，所述RF电极被配置成发射从所述第一侧向所述皮肤的表面的RF辐射；被配置成生成到所述RF电极的电流脉冲的至少一个RF发生器；以及连接到所述至少一个RF发生器的控制单元，所述控制单元适于控制所述RF电极的操作，其中所述控制单元适于根据预定的处理方案来控制所述RF电极的操作，以使所述控制单元根据预定的模式以任何预定的时间间隔激活或停用所述RF电极中的至少一个，以便实现特定的治疗结果。该装置在约1Hz至约100MHz之间的预定频率下工作。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于RF皮肤处理的改善装置，与已知的RF皮肤处理装置相比，该改善装置在皮肤组织中生成具有增加的穿透深度和增加的深度宽度比的非烧蚀部分热损伤，同时使用相对低的RF处理电压。

根据第一方面，本发明提供了一种用于RF皮肤处理的装置，其包括有源电极，该有源电极布置在装置的操作侧面上，并且具有用于与用户的皮肤接触的第一皮肤接触面，该第一皮肤接触面具有小于或等于2mm的最大横截面尺寸。该装置还包括回流电极，该回流电极布置在装置的操作侧面上，并且具有用于与用户的皮肤接触的第二皮肤接触面，其中第二皮肤接触面的面积是第一皮肤接触面的面积的至少五倍大。该装置还包括RF发生器，该RF发生器布置成在有源电极和回流电极之间供应RF处理电压，以便加热有源电极下方的皮肤区域，其中RF处理电压具有在100MHz–3GHz范围内的频率。

与根据现有技术的部分RF皮肤处理装置相比，根据本发明，使用高得多的RF处理电压频率。这种相对高的频率的结果是，在双极电极配置的小尺寸有源电极下方的RF能量的较深的热穿透深度，导致在有源电极下方的更深的热损伤，其也具有改善的(即更高的)深度宽度比。

在根据本发明的装置的一个优选实施例中，RF处理电压的频率在500MHz–1.5GHz的范围内。模拟已经示出：通过使用500MHz–1.5GHz范围内的频率，实现有源电极下方的部分热损伤的最佳穿透深度和最佳深度宽度比。对于直径为200微米、施加频率为1GHz以及脉冲持续时间为50ms的RF能量脉冲的有源电极，热损伤深度为使用频率为1MHz的可比RF能量脉冲实现的热损伤深度的约1.5倍。

使用更高频率的RF处理电压的另一个优点是提高了将RF能量转换成皮肤组织中的热量的效率，这导致在皮肤组织中达到特定温度所需的RF处理电压降低。

在根据本发明的装置的一个实施例中，RF处理电压具有小于50V的均方根(RMS)值。在一个优选实施例中，RF处理电压低于20V。

在根据本发明的装置的一个实施例中，有源电极由装置的操作侧面上的回流电极完全围绕。在该实施例中，有源电极称为内部电极，而回流电极称为外部电极。内部电极可以是环形的(即环形状)或盘形的(即实心圆)。如上所述，内部电极也可以是具有小于或等于2mm的最大横截面尺寸的非圆形(例如矩形)。在下文中，代替表达“最大横截面尺寸”，也使用词语“尺寸”。

所提出的小内部电极尺寸和相对高频率的RF处理电压的组合导致内部电极下方的热损伤的形成，该热损伤足够深以用于有效的嫩肤，以及足够窄以使皮肤能够快速恢复。

内部电极和外部电极配置成在处理期间同时接触皮肤。内部电极的第一皮肤接触面不需要是平坦的。它可以是弯曲的。这也适用于外部电极的第二皮肤接触面。

在根据本发明的装置的一个实施例中，回流电极的第二皮肤接触面的面积与有源电极的第一皮肤接触面的面积之间的比率大于10。在该实施例中，进一步降低或甚至防止回流电极下方的皮肤区域的不期望的加热。

在根据本发明的装置的一个实施例中，该装置包括电子控制器，该电子控制器被配置成接收与所需损伤深度或所需损伤深度宽度比相关的输入信号，并且根据所需损伤深度或所需损伤深度宽度比，来控制RF处理电压的频率。以这种方式，用户能够设置或控制所需损伤深度和/或所需损伤深度宽度比。

如上所述，根据本发明的装置可以用于处理皮肤，诸如嫩肤。

在所附权利要求中给出了根据本发明的装置的进一步优选实施例及其用途。

附图说明

参考以下描述中通过示例方式所描述的实施例，并且参照附图，本发明的这些和其他方面将是显然的并进一步得到阐明，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的用于RF皮肤处理的装置的一个实施例，该装置包括有源电极和回流电极；

图2是根据本发明的用于RF皮肤处理的装置的另一实施例的示意性横截面；

图3示出了图2装置的电极配置的俯视图，其中内部电极被环形外部电极完全围绕；

图4示出了热损伤深度作为RF处理电压频率的函数的模拟结果图；

图5示出了热损伤的深度宽度比作为RF处理电压频率的函数的图；

图6示出了跨电极施加的RF处理电压的RMS值作为RF处理电压频率的函数的图；以及

图7示意性地示出了根据本发明的用于RF皮肤处理的装置的另一实施例。

附图纯粹是图示性的，而不是按比例绘制。在附图中，与已经描述的元件对应的元件可以具有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示意性地示出了用于RF皮肤处理的装置100，该装置包括有源电极1和回流电极2。装置100还包括电子控制器20、通过电缆22连接到有源电极1和回流电极2的射频(RF)发生器21。RF发生器21可以包括生成RF信号的发生模块和用于放大RF信号的放大器。电子控制器20可以包括用于测量有源电极1和回流电极2之间的皮肤阻抗的阻抗检测系统、以及基于所测量阻抗的反馈控制器。电子控制器20还可以包括用于所施加的RF处理电压的、或RF处理电压脉冲的所施加脉冲持续时间的反馈调节器。

在图1中，有源电极1和回流电极2被放置在皮肤30的一部分上。有源电极1的第一皮肤接触面相对小。有源电极1的第一皮肤接触面的最大横截面尺寸等于或小于2mm。

一旦有源电极1和回流电极2被放置在皮肤30上并且装置100被激活，则RF电流将流过皮肤30。归因于RF电流，生成了在小区域有源电极1下方的皮肤区域中的热区16。当热区16被加热足够长的时间时，将在皮肤组织中产生小的热损伤。

根据本发明，施加的RF处理电压的频率在100MHz–3GHz的范围内。RF处理电压频率的优选范围是500MHz–1.5GHz。归因于使用的电极配置和RF处理电压的频率，在有源电极1正下方生成的热损伤相对深，并且具有最佳的深度宽度比。

本发明基于新的认识，即在部分RF皮肤处理中，存在热损伤的热穿透深度和深度宽度比是最佳的RF处理电压的频率范围。对复杂皮肤结构进行了模拟，包括皮肤的不同层(包括角质层、活力表皮和真皮)的所有热特性和电特性。使用通过50ms的脉冲持续时间施加的1GHz的RF处理电压频率的模拟已经示出：与1MHz的频率相比，热损伤的穿透深度改善了1.5倍。与现有技术的装置相比，深度宽度比也显著改善。

图2是根据本发明的用于RF皮肤处理的装置100的另一实施例的示意性横截面。在该示例性实施例中，装置100包括有源内部电极1和环形外部回流电极2，两者都布置在装置100的操作侧面15上。装置100还包括电子控制器20、以及通过电缆22连接到内部电极1和外部电极2的射频(RF)发生器21。在图2所示的情况中，内部电极1和外部电极2位于皮肤表面10上，并且皮肤包括角质层11、表皮12和真皮13。当供电时，内部电极1和外部电极2在皮肤内产生RF电场线5，并且归因于施加的RF处理电压结合皮肤阻抗，热量沉积在皮肤内，从而当温度达到65℃至100℃之间的值时，在内部电极1的正下方产生非烧蚀性热损伤6。电子控制器20被布置成控制RF发生器21。RF发生器21可以提供低于50V的RF处理电压。在一个优选实施例中，RF处理电压甚至可以低于20V。

在一个实施例中，电子控制器20被配置成接收与所需损伤深度或所需损伤深度宽度比相关的输入信号，并且根据所需的损伤深度或所需的损伤深度宽度比来控制RF处理电压的频率。所需损伤深度或损伤深度宽度比可以由用户借助于接口来设置，该接口布置在装置100中，并且配置成处理来自用户的输入。该接口可以例如是由处理模块操作的触敏屏幕，其被编程为指示用户输入所需损伤深度或损伤深度宽度比的特定值。使用例如存储在装置100的存储器中的查找表，然后可以将输入的信息转换成RF处理电压的特定频率。

图3示出了图2的装置的电极配置的俯视图，其中有源内部电极1被环形外部回流电极2完全围绕。内部电极1位于环形回流电极2的中心。图3所示的有源内部电极1和外部回流电极2的具体电极配置，称为中心对称电极配置。在一个优选实施例中，内部电极1的第一皮肤接触面的直径d₁小于1mm，更优选地在200-500μm之间。将内部电极1和外部电极2之间的距离称为间隙g₁。间隙g₁被限定为内部电极1的外边缘上的点与外部电极2的内边缘上的点之间的最小距离。在一个实施例中，间隙g₁大于0.1mm，但它也可以大于0.2mm。

为了同时产生多个损伤，装置100可以包括多个有源电极以及一个或多个回流电极。多个有源电极中的每一个可以在不同的时刻单独激活。备选地，可以同时激活所有有源电极。

在一个实施例中，该装置包括多个有源电极，其中多个有源电极中的每一个被回流电极完全围绕。该装置可以具有多于一个的回流电极，其中回流电极可以彼此接界以便形成格子结构，或者其中回流电极可以仅电耦合。回流电极的格子结构将需要从RF发生器到回流电极更少的布线。此外，与具有分离的回流电极的电极配置相比，回流电极的格子结构使更多的电极能够布置在相同的表面区域上。

装置100可用于在皮肤组织中产生部分热损伤，以便嫩肤。由于RF处理电压相对低(小于75V)，该装置非常适合家用，而无需专业帮助。

数值模拟已示出：对于500MHz–1.5GHz范围内的RF处理电压的频率，实现了部分热损伤的最佳穿透深度和最佳深度宽度比。对于直径为200微米、施加在1GHz的脉冲持续时间为50ms的RF处理电压脉冲的有源电极，热损伤深度为具有1MHz频率的可比RF处理电压脉冲的热损伤深度的约1.5倍。进一步优选的是，不使用任何耦合凝胶或使用阻抗与皮肤阻抗匹配的耦合凝胶来施加部分RF皮肤处理。

使用不同的情况执行了模拟：a)在干皮肤上，这实际上意味着经由导电性低的接触凝胶或没有任何接触凝胶，将RF能量应用于皮肤；b)在湿皮肤上，这意味着经由导电性高的接触凝胶将RF能量应用于皮肤；和c)在干皮肤上和单极，这实际上意味着应用RF能量而没有任何接触凝胶，其中回流电极2位于距离有源电极1相对远(例如大于3mm)的位置。

图4示出了热损伤深度作为RF处理电压频率(包括约1MHz的较低频率)的函数的模拟结果图。图5示出了热损伤的深度与宽度纵横比作为RF处理电压频率的函数的图。基于图4和图5所示的结果，可以限定RF处理电压的频率的优选范围，以用于实现热损伤的相对深的穿透深度和热损伤的最佳深度与宽度纵横比。这个优选的频率范围是100MHz–3GHz，更优选地是500MHz–1.5GHz。此外，优选地，不使用任何耦合凝胶或使用电阻抗与皮肤电阻抗匹配的耦合凝胶来施加部分RF皮肤处理。

如图6所示，使用根据本发明的频率范围的另一个优点是提高了RF能量成为热能的能量转换效率，导致实现所需热损伤所需的RF处理电压的降低。从图6可以看出，当使用100MHz–3GHz范围内的RF处理电压频率时，可以使用低于20V(RMS值)的RF处理电压。

图7示意性地示出根据本发明的用于RF皮肤处理的装置70的另一实施例。装置70包括壳体71、电池72和电子模块73。电子模块73可以是包含传感器、RF发生器、反馈控制器、以及函数发生器的PCB。在底部，装置70包括有源内部电极76和外部回流电极77。内部电极76和外部电极77可以如上所述配置。装置70还包括按钮74，该按钮74可由用户激活以便在内部电极76和外部电极77之间生成RF处理脉冲。装置70具有细长形状，当适当地设置尺寸时，其可用作可以与皮肤接触的笔。该实施例作为用于嫩肤的家用手持式皮肤处理装置特别有用。

在根据本发明的装置中，回流电极2的第二皮肤接触面的面积与有源电极1的第一皮肤接触面的面积之间的比率大于5。优选地，所述比率大于10。凭借这样的比率，实现了热损伤形成集中在有源电极1正下方的皮肤区域，而没有引起或没有显著引起回流电极下方的皮肤区域的热加热。使用多个有源电极允许在有源电极下方的位置处生成限定图案的部分热损伤。根据本发明，为了实现部分热损伤，有源电极1具有小于或等于2mm、优选地在200–500微米范围内的最大横截面尺寸(例如直径)。为了实现部分处理，回流电极不需要围绕一个或多个有源电极。在某些实施例中，回流电极可以布置成与有源电极相邻，而不围绕有源电极。当围绕一个或多个有源电极时，回流电极可以完全或部分地围绕一个或多个有源电极。当完全围绕一个或多个有源电极时，回流电极可以具有任何形状，例如环形或多边形(诸如正方形或矩形)形状。

根据本发明的装置可用于皮肤处理。该装置对于嫩肤特别有用。

注意的是，在本文中，词语“包括”并不排除存在所列出的元件或步骤之外的元件或步骤，并且元件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这种元件，以及任何附图标记不限制权利要求的范围。此外，本发明不限于实施例，并且本发明在于上述的或彼此不同的从属权利要求中所记载的每一个新颖特征或特征组合。

Claims (9)

1.一种用于RF皮肤处理的装置(100)，包括：

有源电极(1)，被布置在所述装置的操作侧面(15)上，并且具有用于与用户的皮肤接触的第一皮肤接触面，所述第一皮肤接触面具有小于或等于2mm的最大横截面尺寸；

回流电极(2)，被布置在所述装置的所述操作侧面(15)上，并且具有用于与所述用户的所述皮肤接触的第二皮肤接触面，所述第二皮肤接触面的面积是所述第一皮肤接触面的面积的至少五倍大；

RF发生器(21)，被布置成在所述有源电极(1)与所述回流电极(2)之间供应RF处理电压，以便加热所述有源电极下方的皮肤区域，

其特征在于，所述RF处理电压具有在100MHz–3GHz的范围内的频率。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述RF处理电压的频率在500MHz–1.5GHz的范围内。

3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第二皮肤接触面的面积与所述第一皮肤接触面的面积之间的比率大于10。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述回流电极(2)完全围绕所述操作侧面(15)上的所述有源电极(1)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第二皮肤接触面具有环形或多边形形状。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述RF处理电压具有小于50V、并且优选地小于20V的RMS值。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置(100)包括电子控制器(20)，所述电子控制器(20)被配置成：接收与所需损伤深度或所需损伤深度宽度比相关的输入信号，并且根据所述所需损伤深度或所述所需损伤深度宽度比，来控制所述RF处理电压的频率。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置(100)包括多个有源电极以及一个或多个回流电极。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述多个有源电极中的每个有源电极由所述回流电极之一完全围绕。