CN109310460A - 冷却系统和皮肤处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明一般地涉及改进的医疗设备、系统和方法，其中一些示例性实施方案提供了改进的冷却处理探头以及冷却处理方法和系统。在一些实施方案中，可期望冷冻皮肤以实现患者皮肤的色素沉着减退。一般来说，一些实施方案可限制冷却处理期间患者皮肤的过冷。另外，一些实施方案可限制不良副作用，例如色素沉着过度。已发现可通过调节冷却施加器的热参数来改变冷冻行为(冷冻的频率和时间)。因此，在本发明的一些方面，可提供处理皮肤的方法，其中在处理期间调节冷却施加器的热参数。

Description

冷却系统和皮肤处理方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年6月3日提交的美国临时专利申请No.62/345,303和于2016年12月6日提交的美国临时专利申请No.62/430,782的权益，其全部公开内容出于所有目的通过引用整体并入本文。

背景技术

本发明的一些实施方案一般地涉及用于减低患者皮肤的色素沉着的方法、设备和系统。更具体地，一些实施方案一般地涉及通过在处理期间可靠地冻结(水相变)皮肤并限制来自皮肤冻结的不良副作用来提高皮肤处理的一致性的方法、设备和系统。

生物组织(例如皮肤组织)的受控冷冻可产生多种效果。某些组织冷冻操作和设备(例如常规冷冻探头(cryoprobe))可引起组织的严重冷冻并且产生细胞损伤。已经观察到，适度的冷冻可产生特定的效果，例如影响皮肤色素沉着的表达(例如，色素沉着减退(hypopigmentation))。

需要可使皮肤外观变淡或者以其他方式可控地影响皮肤色素沉着的化妆品产品。例如，可出于化妆原因而期望使皮肤的整体肤色或皮肤区域颜色变淡以改变一般外观。另外，出于化妆原因可还期望使可由皮肤中局部色素量过多引起的特定色素沉着过度(hyperpigmented)皮肤区域(例如大雀斑、“咖啡牛奶”斑(‘café au lait’spot)、黄褐斑或眼睛下方黑眼圈)变淡。色素沉着过度可由多种因素引起，例如UV暴露、衰老、应激、创伤、炎症等。这样的因素可导致黑色素细胞在皮肤中的过度黑色素产生或黑素生成，这可导致色素沉着过度区域的形成。这样的色素沉着过度区域通常与表皮内过量的黑色素相关；然而，其也可由真皮内沉积的过量黑色素引起。

已观察到皮肤组织的色素沉着减退为响应于短暂组织冷却或冷冻的副作用，例如可在冷冻手术操作期间发生。皮肤冷却或冷冻后色素沉着的减低可由黑色素产生减低、黑色素体(melanosome)产生减低、黑色素细胞破坏或抑制黑色素体转移到表皮层下部区域中的角质形成细胞中引起。所产生的色素沉着减退可以是持久的或永久的。然而，也已观察到这些冷冻操作中的一些可产生皮肤组织的色素沉着过度(或皮肤变暗)区域。色素沉着提高或降低的水平可取决于冷却或冷冻条件的某些方面，包括冷却处理的温度和组织维持冻结状态的时间长度。

尽管先前已经开发了一些色素沉着减退处理、设备和系统，但是可期望进一步的改善。为此，可期望改善皮肤冻结的一致性。可期望这样的改善来改善整体色素沉着减退一致性。例如，对于一些冷却处理，皮肤可有时趋于冷却处理开始时冻结，或者可有时冷却至低于冻结点(例如，0℃至-5℃)的温度持续一段时间并随后在其后一定的可变时间冻结。对于一些冷却处理，皮肤可变得过冷(冷却至低于冻结点的温度)并且可在冷却处理期间根本不冻结。皮肤冻结(即，皮肤中水冰形成)中的这样的变异性可导致达不到最佳的处理。另外，延长处理和/或施加较冷的温度不一定是解决方案，因为其可导致不良副作用，例如色素沉着过度。

鉴于上述情况，可期望改善色素沉着减退处理(特别是通过皮肤冻结提供的色素沉着减退处理)的一致性或可重复性。本发明的至少一些实施方案可提供对冻结发生的另外控制，并且可限制冷却处理期间皮肤的过冷。另外，至少一些实施方案可在限制不良副作用(例如色素沉着过度)的同时提供皮肤处理。

发明概述

本发明一般地涉及改进的医疗设备、系统和方法，其中一些示例性实施方案提供了改进的冷却处理探头以及冷却处理方法和系统。在一些实施方案中，可期望冷冻皮肤以实现患者皮肤的色素沉着减退。一般来说，一些实施方案可限制冷却处理期间患者皮肤的过冷。另外，一些实施方案可限制不良副作用，例如色素沉着过度。

在本发明的一些方面，可提供改变患者皮肤中色素沉着的方法。该方法可包括在处理设备的冷却施加器与患者的皮肤表面接触之前将冷却施加器预冷却至预处理温度。预处理温度可低于处理温度。在将冷却施加器定位在皮肤表面上之后并且在施加器维持抵靠皮肤时，可朝向预处理温度驱动冷却施加器持续第一持续时间以对皮肤进行预处理以使其冻结。在第一持续时间之后并且在冷却施加器抵靠皮肤表面定位且维持抵靠皮肤表面时，可朝向处理温度调节冷却施加器持续第二持续时间。处理温度可配置成使与冷却施加器接触的皮肤组织的至少一部分冻结。

在一些实施方案中，第二持续时间可比第一持续时间更长。处理温度可低于0℃。预处理温度可以是-10℃至-20℃。处理温度可以是-2℃至-10℃。

任选地，第二持续时间的持续时长可以是第一持续时间的三至十倍。在某些实施方案中，第二持续时间可以短于5秒。

该方法还可包括在第二持续时间之后并且在冷却施加器抵靠皮肤定位且维持抵靠皮肤时，朝向高于处理温度的后处理温度调节冷却施加器。可施加后处理温度以使冻结的皮肤组织解冻。在一些实施方案中，热电冷却器与冷却施加器热耦合。将冷却施加器调节至后处理温度可包括使通过热电冷却器的电流反转的步骤。任选地，可使电流反转直至冷却施加器达到后处理温度。在一些实施方案中，后处理温度高于0℃。后处理温度可低于10℃，或40℃以下。冷却施加器可在后处理温度下维持与皮肤接触，直至冻结的皮肤部分解冻。

在另一些方面，可提供处理患者皮肤的方法，其包括在使皮肤与处理设备的冷却施加器接触之前将处理设备的冷却施加器冷却至预处理温度。预处理温度可低于处理温度。预处理温度可配置成对皮肤的至少一部分进行预处理以使其冻结。然后，可将冷却施加器放置在皮肤上，并且处理设备可在第一持续时间期间朝向预处理温度对冷却施加器进行冷却。在第一持续时间之后，可使冷却施加器维持抵靠皮肤持续第二持续时间，同时处理设备朝向处理温度调节冷却施加器。在使用处理设备的冷却施加器将皮肤处理至处理温度之后，可将冷却施加器从患者皮肤移除。在一些实施方案中，第二持续时间可比第一持续时间更长。

在另一些方面，皮肤处理系统可包含用于接触患者皮肤的冷却施加器、与冷却施加器热耦合的冷却装置(cooling arrangement)和与冷却装置可操作地耦合的控制器。控制器可配置成控制冷却装置以提供冷却处理循环。冷却处理循环可包含：在与患者的皮肤接触之前将冷却施加器预冷却至预处理温度，以及在将冷却施加器抵靠患者的皮肤放置之后朝向预处理温度对冷却施加器进行冷却持续第一持续时间。冷却处理循环还可包含：在第一持续时间之后，在冷却施加器保持抵靠皮肤时朝向高于预处理温度的处理温度调节冷却施加器的温度，以及在冷却施加器保持抵靠皮肤时朝向处理温度对冷却施加器进行冷却持续第二持续时间。

在一些实施方案中，第二持续时间可比第一持续时间更长。处理温度可低于零。预处理温度可以是-10℃至-20℃。任选地，处理温度可以是-2℃至-10℃。

第二持续时间的持续时长可以是第一持续时间的三至十倍。在一些实施方案中，第二持续时间可短于5秒。

冷却处理循环还可包含：在第二持续时间之后并且在冷却施加器抵靠皮肤放置时，朝向高于处理温度的后处理温度调节冷却施加器的温度。

在一些实施方案中，冷却施加器可以是热电冷却器。控制器可通过使通过热电冷却器的电流反转来朝向后处理温度调节冷却施加器。

后处理温度可高于0℃。在某些实施方案中，后处理温度可低于10℃，或低于40℃。

在一些实施方案中，该设备还可包含与控制器耦合的力传感器。力传感器可配置成测量冷却施加器与患者皮肤之间的力。第一持续时间或第二持续时间可基于通过力传感器测量的力而变化。

在一些实施方案中，该设备还可包含与控制器耦合的力传感器。力传感器可配置成测量冷却施加器与患者皮肤之间的力。预处理温度或处理温度可基于通过力传感器测量的力而变化。

任选地，该设备可包含与控制器耦合的接触传感器。接触传感器可配置成确定冷却施加器与患者皮肤之间的接触。控制器可基于通过接触传感器确定的皮肤接触来引发冷却处理循环。

在一些实施方案中，接触传感器可与控制器耦合。接触传感器可配置成确定冷却施加器与患者皮肤之间的接触。当接触传感器未感测到皮肤接触时，控制器可使冷却装置返回至预处理温度。

在另一些方面，可提供使用处理设备的冷却施加器来减低患者皮肤中黑色素的方法。该方法可包括：在将冷却施加器定位成与皮肤接触之前，将冷却施加器预冷却至-10℃至-20℃的预处理温度；在已将冷却施加器定位在皮肤上之后朝向预处理温度对冷却施加器进行冷却持续第一持续时间；在第一持续时间之后并且在冷却施加器抵靠皮肤放置时，朝向-2℃至-12℃的处理温度调节冷却施加器持续第二持续时间，所述第二持续时间比第一持续时间更长；以及在第二持续时间之后并且在冷却施加器抵靠皮肤放置时，朝向0℃至40℃的后处理温度调节冷却施加器。在一些实施方案中，可朝向-2℃至-10℃的处理温度调节冷却施加器。在一些实施方案中，可朝向0℃至10℃或0℃至40℃的后处理温度调节冷却施加器。

在另一些方面，提供了皮肤色素沉着处理系统，其可以包含用于接触患者皮肤的冷却施加器；与冷却施加器热耦合的热电冷却器；以及与热电冷却器可操作地耦合的控制器。控制器可配置成控制通往热电冷却器的电流以提供冷却处理循环。冷却处理循环可以包含：在冷却施加器保持抵靠皮肤时向热电冷却器施加电流以朝向处理温度对冷却施加器进行冷却持续一定的持续时间；以及在该持续时间之后，在冷却施加器保持抵靠皮肤时使通往热电冷却器的电流反转以朝向后处理温度调节冷却施加器的温度。后处理温度可低于10℃或低于40℃。

在另一些实施方案中，可提供改变患者皮肤中色素沉着的方法，其包括通过将处理设备的冷却施加器抵靠皮肤表面放置来使患者皮肤过冷。在使皮肤过冷之后，该方法可包括向患者的皮肤施加振动以促进过冷的皮肤中的冰晶形成。

在一些实施方案中，可在施加振动之前使患者的皮肤过冷持续预定量的时间。

任选地，在向患者的皮肤施加振动之后，该方法可包括使冷却施加器维持抵靠皮肤表面持续第一持续时间。在该第一持续时间之后，并且在冷却施加器抵靠皮肤定位且维持抵靠皮肤时，该方法可包括朝向后处理温度调节温度以使冻结的皮肤组织解冻。后处理温度可以是0℃至10℃或0℃至40℃。第一持续时间可以是10至30秒。任选地，可在第一持续时间期间朝向处理温度驱动冷却施加器。处理温度可以是-2℃至-10℃或-2℃至-12℃。

在一些实施方案中，处理温度或第一持续时间可基于冷却施加器与患者皮肤之间的力而变化。

在一些实施方案中，该方法可包括基于来自接触传感器的信号使处理设备的冷却施加器朝向空闲状态(idle state)返回，所述信号指示冷却施加器从患者的皮肤移除。

在另一些实施方案中，可提供皮肤处理系统，其包含用于接触患者皮肤的冷却施加器、与冷却施加器热耦合的冷却装置、以及与冷却装置和振动器可操作地耦合的控制器。控制器可配置成控制冷却装置和振动器以提供冷却处理。冷却处理可包括对冷却施加器进行冷却以使患者皮肤过冷，以及施加振动器以将振动递送到过冷的皮肤中从而促进皮肤中的冰形成。

控制器可配置成在从振动器施加振动之前使患者的皮肤过冷持续预定量的时间。

控制器可配置成在向患者的皮肤施加振动之后将冷却施加器调节至处理温度持续第一持续时间。

控制器可配置成在第一持续时间之后并且在冷却施加器抵靠皮肤定位且维持抵靠皮肤时朝向后处理温度调节冷却施加器的温度以使冻结的皮肤组织解冻。

在一些实施方案中，后处理温度可以是0℃至10℃，或0℃至40℃。

在一些实施方案中，第一持续时间可以是10至30秒。

任选地，处理温度可以是-2℃至-10℃。

该设备还可包含与控制器耦合的力传感器。力传感器可配置成测量冷却施加器与患者皮肤之间的力。处理温度或第一持续时间可基于冷却施加器与患者皮肤之间的力而变化。

在一些实施方案中，该系统还可包含与控制器耦合的接触传感器。控制器可配置成基于来自接触传感器的信号使处理设备的冷却施加器朝向空闲状态返回，所述信号指示冷却施加器从患者的皮肤移除。

本专利涵盖的本发明实施方案由所附权利要求书而非该概述来限定。该概述是对本发明多个方面的高度概述，并且引入一些在下面发明详述部分中进一步描述的概念。该概述既不意在确定所要求保护主题的关键或基本特征，也不意在孤立地用于确定所要求保护主题的范围。主题应通过参考本专利整个说明书的合适部分、任何或所有附图和每项权利要求来理解。

通过阅读以下描述并检查其所附带的附图可更好地理解本发明。这些附图仅作为举例说明提供，并且不以任何方式限制本发明。

附图简述

将仅通过示例的方式并参照附图来描述本发明的另外的一些细节、方面和实施方案。在附图中，相同的附图标记用于标识相同或功能相似的元件。附图中的元件是出于简单和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。

图1示出了根据本发明的一些实施方案的示例性处理方法。

图2-2E示出了根据本发明一些实施方案的可用于在皮肤组织中产生色素沉着减退的示例性设备的截面侧视图。

图3示出了根据一些实施方案的用于递送处理循环的示例性方法。

图4示出了根据一些实施方案的具有一个或更多个力传感器的一种示例性处理设备的截面视图。

图5示出了根据本发明一些实施方案的另一种示例性处理方法。

图6示出了根据本发明一些实施方案的可用于在皮肤组织中产生色素沉着减退的另一种示例性冷却设备。

发明详述

如上所述，本发明的一些实施方案可涉及影响患者的黑色素细胞和/或角质形成细胞的技术。例如，一些实施方案可涉及用于通过冷却患者的皮肤来减低皮肤色素沉着的方法和系统。在一些实施方案中，冷冻皮肤可以是有益的。此外，以更加可控且一致的方式冷冻皮肤可以是有利的。尽管可不需要冷冻事件，但是已经显示其对色素沉着减低的期望结果以及表皮坏死的短期副作用且在一些情况下长期红斑和色素沉着过度均具有效果。在先前的研究中，已发现皮肤冻结的时间不一致。已经在进行相同处理参数的重复时看到不同的结果(达到冻结的时间或缺乏冻结)。因此，本发明的一些实施方案提供了对患者皮肤中冻结发生的提高控制，并且可限制皮肤中的过冷。本文中所描述的方法和系统可因此提高患者皮肤中冻结的机会、可预测性和/或一致性(例如，在某些温度和/或冷却速率下的可重复冻结)，并且可因此在处理期间提供对皮肤冻结持续时间的另外的控制。一些实施方案可涉及限制冷却处理期间患者皮肤的过冷。皮肤的过冷可以是低于水冻结点但皮肤中的水不凝固或结晶的皮肤冷却。

已经开发了许多用于减轻皮肤色素沉着的冷却系统(参见例如，于2009年8月7日提交的美国专利公布2011/0313411；于2012年11月16日提交的美国专利公布2014/0303696；于2012年11月16日提交的美国专利公布2014/0303697；于2015年2月12日提交的美国专利公布2015/0223975和于2016年9月6日提交的美国专利申请15/257,827，其内容通过引用整体并入本文)。通常来说，系统提供配置成接触并冷冻皮肤组织(通常下至真皮/表皮接合处的浅表皮肤层)的冷却接触表面。皮肤组织的冷冻可减低黑色素产生、减低黑色素体产生、破坏黑色素细胞和/或抑制黑色素体转移到表皮层下部区域中的角质形成细胞中，从而导致皮肤变淡(即，色素沉着减退)一段时间或永久变淡。

一些处理可使用相对适中的皮肤冷却在相当短的时间框(例如，短至15秒或更短且多至2分钟或更久)内达到0℃至-20℃的温度。在一些实施方案中，可如下进行皮肤冷却：控制铝板(例如，冷却器或冷却施加器)的温度并将冷却器直接施加于皮肤，从而通过从皮肤至冷却器的热传导来冷却皮肤。

已经发现，控制冷却施加器与皮肤之间的界面的某些方面可改进皮肤的冷冻行为。例如，通过指定并维持流体在所应用施加器与皮肤之间的界面处可更可靠地触发冻结。水是耦合流体，其可用于减小施加器与皮肤之间的接触热阻，并因此改善冷却。水可以是纯的或包含增稠剂以提高黏度。水的冻结点通常为0℃，这非常接近组织的冻结点。然而，已知水(特别是少量的水)在其典型的冻结点下过冷(特别是以较慢的冷却速率)。因此，物质可与水混合以使过冷的可能性最小化但不显著降低冻结点，这是不期望的。一些这样的物质是无机材料，例如烟灰(soot)、灰尘(dust)、细颗粒或碘化银晶体。可添加的另一些材料是有机物质，例如蛋白质、脂蛋白、细菌或真菌。还可将长链脂族醇和氨基酸(例如1-天冬氨酸)添加至水或冻结点接近0℃的其他流体中以降低组织中过冷的机会。

通过在界面处施加载体(例如饱和纱布块或者其他织造或非织造材料)可另外地促进冻结。载体应占据一定的体积，但允许水自由地转移通过它。该载体将确保在界面处存在足够大且均匀量的水或其他流体，这有利于皮肤的冻结。

通过在水的冻结点或刚好低于水的冻结点下提供用作水成核源的晶种，可使过冷最小化。最好的晶种之一是冻结水或冰。为了确保施加器具有即使在湿度相对较低时也可从空气中获得的冰晶，可提高施加器表面的表面粗糙度。通过在施加器表面上设置角落(nook)和缝隙(cranny)，施加器的表面积增大，并且凹陷区域即使在用醇或其他清洁剂清洁之后也将保留冰晶。此外，这些凹陷区域防止冰在首次施加于温暖皮肤时融化。在处理之前使施加器表面在低于冻结的温度下停留一段时间以确保来自空气的水在其表面上冻结是有帮助的。或者，可将其用在处理之前将在其表面上冻结的水雾或其他液体雾喷洒。

在过冷介质中触发冰成核的另一些机制包括振动或其他机械扰动，以及超声或声辐射。冷却器的设计可包括振动元件以在冷却循环中的某点处诱发冻结。也可在系统设计中并入超声或声换能器以控制成核事件。

一旦冰开始在界面处形成，其随后需要扩展到皮肤中。表皮通常不透水，但是有特化区域例如汗腺被特别地设计成控制水分流过该屏障。然而，随着皮肤被冷却，冰扩展可被限制通过表皮，这可导致组织中的过冷。为了防止这种情况，可在表皮中形成小孔以允许冰自由地扩展穿过该屏障。孔可通过使用粗糙的布或刷子、使用微磨皮辊或系统(microdermabrasion roller or system)、使用激光或使用许多另外的技术进行摩擦来引发。在美国专利申请15/257,827中描述了用于控制冷却施加器与皮肤之间界面的一些方面的方法和设备的更多细节，其全部内容先前通过引用并入并且可与本文中所述公开内容的一些方面一起使用。

除控制冷却施加器与皮肤之间界面的一些方面之外，还已经发现可通过调节冷却施加器的热参数来改进冷冻行为(冷冻的频率和时间)。因此，在本发明的一些方面，可提供处理皮肤的方法，其中在处理期间调节冷却施加器的热参数。例如，图1示出了根据一些实施方案的示例性处理方法100。方法100可包括以美国专利申请15/257,827中描述的方式对患者的皮肤进行修饰，该专利申请先前通过引用并入。例如，在一些实施方案中，方法100可通过在皮肤中设置小孔开始。例如，可使用0.3mm、0.25mm或0.5mm的dermaroller在表皮中设置小孔。这可允许随后产生的冰自由地扩展穿过角质层。在先前的研究中，角质层显示形成冰扩展的屏障，并且尽管冻结发生在界面处，皮肤仍以可变且不可预测的时间冻结，即使在一致的处理条件下也如此。

方法100还可包括在冷却施加器与患者的皮肤表面接触之前将冷却施加器预冷却至预处理温度102。在将冷却施加器预冷却至预处理温度之后，可将施加器放置在患者的皮肤上103。在将冷却施加器定位在皮肤表面上之后，可朝向预处理温度驱动冷却施加器持续第一持续时间以对皮肤进行预处理(pre-condition)以使其冻结104。在第一持续时间之后并且在冷却施加器抵靠皮肤表面定位且维持抵靠皮肤表面时，可朝向处理温度调节冷却施加器的温度持续第二持续时间106。在第二持续时间之后并且在冷却施加器抵靠皮肤定位且维持抵靠皮肤时，可朝向后处理温度调节冷却施加器的温度以使冻结的皮肤组织解冻108。在此之后，可在冷却施加器与皮肤之间的界面解冻之后将冷却施加器从患者的皮肤移除110。

已经发现，通过最初施加较冷的温度，从而在冷却器与皮肤之间建立较大的温度梯度，可使皮肤更加一致地冻结。在其他条件相同的情况下，与施加-2℃的温度相比，对皮肤施加-5℃的较冷温度将使得在更短的时间中更一致地冻结。-10℃的温度将比-5℃的温度更一致且更快地冻结，并且-20℃的温度将比-10℃的温度更一致且更快地冻结。虽然较冷的温度会使皮肤更一致且更快地冻结，但是不期望在处理期间向皮肤施加这样的低温，因为较低的温度和/或较长的持续时间可导致提高的不良副作用，例如色素沉着过度。因此，在处理期间可在第一较冷温度(或预处理或预处置温度)下施加冷却器以触发冻结，然后可将冷却器调节至仍低于皮肤组织的冻结点的较高/较暖温度。

另外，通过在皮肤接触之前对冷却施加器进行预冷却，可提供通过空气中水分或通过水直接施加至冷却施加器(例如，雾化等)在冷却施加器上的冰晶形成。此外，在较冷的预冷却温度下，当将施加器与患者皮肤接触放置时，已在施加器表面上形成的冰晶不太可能熔化。因此，冷却施加器上的冰形成可在与患者皮肤初始接触之后保留以将冰形成接种在界面处并接种到皮肤中。

如果预冷却温度太暖，则在冷却施加器上形成的冰可在施加器与皮肤之间初始接触之后熔化并且可不能用于将冰形成接种在界面处并接种到皮肤中。作为替代，水可返回至液态并保持液态，并且可过冷持续一定可变量时间，从而降低冻结的一致性。

在一些实施方案中，将冷却施加器预冷却102至-10℃至-20℃的温度。任选地，将冷却施加器预冷却102至-12℃至-18℃，例如-15℃。在一些实施方案中，将冷却施加器预冷却102至-15℃或更冷的温度。

如上所述，在与患者皮肤接触之后，由于来自患者皮肤的热传递，冷却施加器的温度可升高。因此，在一些实施方案中，在初始接触之后朝向预处理温度驱动冷却施加器持续一段持续时间104。在一些实施方案中，朝向预处理温度驱动冷却施加器的持续时间可短于五秒(例如，0至3秒等)。在一些实施方案中，持续时间可以是预编程处理循环的预设参数。较冷的预处理温度可在冷却施加器与皮肤之间提供较大的温度梯度，并因此可以以更一致的方式处理皮肤以使其冻结和/或使先前接种的冰晶保持在冷却施加器与皮肤之间的界面处。

界面材料和施加器材料的热扩散系数(thermal effusivity)可在此发挥作用。如果施加器相对于界面具有高热扩散系数，则其温度可保持相对稳定(例如，其不会很温热)，并因此其能够引发冻结，因为已在其表面上形成的任何小冰晶可保持冻结。施加器材料的厚度也发挥作用。具有高热扩散系数的厚材料保持相对恒定的温度，而由具有较低热扩散系数的其他材料支撑的薄材料会显著温热。在一些实施方案中，施加器可包含具有约0.5英寸厚度的铝表面。或者，施加器可具有与能够对高瞬时热载荷作出响应的更强大TEC组合的厚度为0.25英寸或更小的冷却表面。冷板也可由铜或具有适当高热扩散系数的其他材料制成。

在施加器被施加之后，朝向预处理温度对其进行驱动持续短时间以确保从界面吸取足够的能量来引发冻结，然后可将施加器调节或温热至暖于第一温度的第二温度(或处理温度)106。处理温度虽然暖于预处理温度但优选地低于皮肤冻结温度，至少在某些实施方案中如此。在一些实施方案中，处理温度为-2℃至-12℃、或-2℃至-10℃、例如-8℃至-10℃。第二较暖处理温度允许调节处理效果(温度越暖，效果越小)和减低副作用(在较冷的温度下更常见)。然后，可朝向足以实现期望处理效果但避免不期望副作用的第二温度驱动施加器持续一段时间。在一些实施方案中，可在施加器抵靠皮肤定位时朝向处理温度调节冷却施加器的温度持续10至30秒的持续时间。在一些实施方案中，施加第二处理温度的持续时间可以是预编程处理循环的预设参数。

如上所述，朝向处理温度驱动冷却施加器的持续时间可以是编程到预设处理循环中的预定参数。在一些实施方案中，朝向处理温度驱动冷却施加器的持续时间可以是可变的，并且在某些实施方案中，可取决于皮肤冻结的开始。例如，在一些实施方案中，可并入传感器以检测靠近施加器的组织的冻结。在检测到冻结之后，可在冻结检测之后施加更温和(更暖)的第二冷冻温度持续预设的持续时间。这样的实施方案可通过使组织维持冻结状态持续预定的持续时间来调节处理效果。

在某些实施方案中，冻结检测传感器可以是温度传感器，其配置成检测局部组织冻结的发生。通过温度传感器检测到的温度可对应于与其接触的冷却施加器的温度。当将施加器放置在皮肤表面上时，随着施加器的底面由于皮肤而稍微温热，检测到的温度将升高。随着进行施加器对皮肤的传导冷却，测量的温度将随后降低。这种降低的速率和程度可取决于若干因素，例如初始温度、施加器的材料和几何结构、用于对施加器进行冷却的冷却装置的效率，等。当在靠近施加器底面发生组织冻结时，可检测到局部温度的略微暂时升高，这由在冻结相转变期间释放的潜热(1atent heat)引起。随着冻结组织的进一步冷却继续进行，检测到的温度可随后持续降低。因此，通过温度传感器在时间冷却曲线中检测到的“隆起(bump)”也可指示局部组织冻结的发生。先前并入的美国专利公布2014/0303696和美国专利公布2014/0303697描述了另一些冻结检测传感器，其可与本公开内容的实施方案结合以用于确定皮肤冻结的引发。

类似地，在初始接触之后朝向预处理温度驱动冷却施加器的持续时间可以是可变的，并且在某些实施方案中，可取决于皮肤冻结的引发。例如，可并入冻结检测传感器以检测靠近施加器的组织的冻结。在检测到冻结之后，冷却施加器可停止朝向预处理温度驱动，并且在此之后可施加更温和(更暖)的第二冷冻温度。

在冷却处理的持续时间之后，可朝向后处理温度调节冷却施加器的温度108。在一些实施方案中，后处理温度使处理停止并且可高于0℃以使界面解冻或以其他方式使冷却施加器与皮肤分开。在一些实施方案中，后处理温度为0℃至10℃(例如，5℃等)，或0℃至40℃。在一些实施方案中，可在处理之后使施加器维持抵靠患者的皮肤超过30秒。在界面解冻之后，可将施加器从皮肤移除110。应理解，时间和温度并不重要。在一些实施方案中，目标是在相对短的时间中使组织解冻并将施加器从组织释放。

图2示出了根据本发明一些实施方案的示例性设备10的示例性截面侧视图，该设备可用于在皮肤组织中产生色素沉着减退。示例性设备10可包含冷却施加器11，其设置成与热电冷却器12热连通。热交换器16可在与冷却施加器11相对的一侧上与热电冷却器12热耦合。在某些示例性实施方案中，冷却施加器11和冷却装置12可至少部分地由单一材料形成。可设置控制器15并且其用于控制热电冷却器12的某些方面，例如温度、定时关闭等，以执行方法100的一些方面。热电冷却器12、控制器15和/或冷却施加器11可任选地设置在壳体或手持件13内或者固定至壳体或手持件13，如图2所示，例如以便于设备10的操作和定位。图2中所示的示例性设备10不一定按比例绘制。例如，热电冷却器12和冷却施加器11的相对尺寸不限于图2中示出的比例。在本公开内容的另一些示例性实施方案中，与热电冷却器12的尺寸相比，冷却施加器11的宽度或截面面积可更大或更小。

冷却施加器11可包含配置成接触皮肤表面的远端(接触)表面14。远端表面14可基本上是平坦的。在本公开内容的另一些示例性实施方案中，远端表面14可凸起或凹陷以更好地匹配被处理皮肤组织的局部形状和/或在将设备10放置在待处理皮肤区域上时提供与皮肤表面的良好热接触。在本公开内容的另一些示例性实施方案中，冷却施加器11可以能够从热电冷却器12拆卸，例如使得如本文中所描述的具有不同尺寸、形状和/或表面特征的多个冷却施加器11可与单个热电冷却器12一起使用。

远端接触表面14可具有配置成接触皮肤区域表面的较大宽度或直径(例如大于约3至10cm或大于约5cm的直径或宽度)以有利于处理较大面积的皮肤。在另一些实施方案中，远端表面14的宽度可较小、例如为约1至2cm或更小，这可有利于改善皮肤上的温度控制和/或特定特征的处理。

冷却施加器11可由金属或金属合金或具有高热扩散系数(例如，使得这些热物理性能的值高于皮肤组织的相应值)的其他材料形成。热扩散系数ε等于材料的热导率和材料的体积热容量的乘积的平方根。热扩散系数是材料与材料的周围环境进行热交换并且在材料与材料的周围环境进行热交换时保持恒定温度之能力的量度。例如，分别处于温度T1和温度T2的两种半无限材料相接触时的界面温度Ti将取决于所述两种材料的相对热扩散系数ε1和ε2，原因在于Ti＝T1+(T2-T1)×[ε2/(ε2+ε1)]。因此，例如在ε2＞＞ε1的情况下，由于热从一种材料流动至另一种材料，所述两种材料相接触时的界面温度将保持接近T2。以此方式，当第二材料与第一材料相接触时，第一材料的表面将被冷却至接近热扩散系数高得多的第二材料的温度。

例如，冷却施加器11可至少部分地或全部地由黄铜、铜、银、铝、铝合金、钢、石墨、金刚石、金刚石样碳、用于常规接触冷冻探头的其他材料或者其组合制成。例如，冷却施加器11可全部地或至少部分地由热导率比皮肤组织高得多的材料形成，并且可用于促进从与冷却施加器11的远端表面14相接触的组织部分吸取热。另外，热扩散系数比皮肤组织高得多(例如是皮肤的热扩散系数的至少约10倍)的材料可更容易地维持在冷的温度。因此，与具有较低热扩散系数的材料相比，这样的高扩散系数材料可从与冷却施加器11相接触的组织部分更有效地吸取热，并且有利于更好地控制接触界面处的组织温度。

在本公开内容的某些示例性实施方案中，冷却施加器11的远端接触表面14可在面积上小于冷却施加器11的接触热电冷却器12的近端。这样的几何结构可提供某些优点。例如，冷却施加器11的较窄或渐缩远端可有利于例如在减低由壳体(housing)13造成的视觉阻碍的同时将远端表面14更精确地放置在待冷却皮肤表面的特定位置上。另外，冷却施加器11的相对较大近端可提供可被热电冷却器12直接冷却的较大区域，以有利于提高从较小远端接触表面14的热吸取。在某些实施方案中，冷却施加器11的近端的面积可以是远端接触表面14的面积的至少两倍大、例如3倍至5倍大。

在一些实施方案中，冷却施加器11的远端表面14可设置有多个突起，这类似于美国专利公布2011/0313411或美国专利公布2014/0303697中所述的那些，其先前通过引用并入。图2A和2B示出了可提供根据本公开内容的冷却处理的具有突起17的示例性处理设备，其用于皮肤区域的不连续处理。或者，如上所述，远端表面可以是平坦的或圆形的以提供连续接触表面，这类似于美国专利公布2014/0303696中描述的施加器。图2C示出了可提供根据本公开内容的冷却处理的具有平坦表面的示例性处理设备，其用于皮肤区域的连续接触和处理。在另一些实施方案中，远端表面14可包含凹坑(dimple)，这类似于美国专利公布2015/0223975中描述的施加器。图2D示出了可提供根据本公开内容的冷却处理的用于处理皮肤区域的具有凹陷表面21的示例性处理设备。任选地，远端表面14可以是粗糙的或滚花的(knurled)，这类似于美国临时专利申请62/214，446中描述的施加器。图2E示出了可提供根据本公开内容的冷却处理的用于处理皮肤区域的具有粗糙表面的示例性处理设备。

如上所述，可设置控制器15以控制热电冷却器12。图3示出了根据一些实施方案的用于递送处理循环的示例性方法300。在一些实施方案中，控制器15可配置成控制热电冷却器12或其他冷却装置以提供执行方法100的某些方面的冷却处理循环。例如，控制器15可在与患者皮肤接触之前向热电冷却器12递送第一电流以将冷却施加器11预冷却至预处理温度302。可在将冷却施加器抵靠患者皮肤放置之后向热电冷却器12递送第一电流以朝向预处理温度对冷却施加器进行冷却持续第一持续时间302。在第一持续时间之后并且在冷却施加器保持抵靠患者的皮肤时，可向热电冷却器12递送第二电流以朝向高于(暖于)预处理温度的处理温度(但通常低于皮肤冻结温度)调节冷却施加器11的温度持续第二持续时间304。在第二持续时间之后并且在冷却施加器保持抵靠患者的皮肤时，可向热电冷却器12递送第三电流以朝向高于处理温度的后处理温度调节冷却施加器11的温度持续第三持续时间306。

在一些实施方案中，可设置温度传感器以向控制器15提供与冷却施加器11的温度相关的信号。来自温度传感器的信号可指示冷却施加器11何时达到预处理温度并准备施加于患者的皮肤。在一些实施方案中，控制器15可提供使用者可感知的信号以指示设备10准备好施加于患者的皮肤。使用者可感知的信号可以是声音信号、视觉信号或触觉信号等。

控制器15还可响应于温度信号自动地调节递送至热电冷却器12的电流和/或功率以朝向期望的温度驱动冷却施加器。根据控制系统的响应性，在一些实施方案中，可在从第一电流的递送向第二电流的递送转变期间暂时使递送至热电冷却器的电流反转。类似地，在一些实施方案中，可在从第二电流的递送向第三电流的递送转变期间暂时使递送至热电冷却器的电流反转。

任选地，在一些实施方案中，可在从第一电流的递送向第二电流的递送转变期间减小或关闭递送至热电冷却器的功率。类似地，在一些实施方案中，可在从第二电流的递送向第三电流的递送转变期间减小或关闭递送至热电冷却器的功率。

在一些实施方案中，第一持续时间和第二持续时间之后对热电冷却器12的调节也可以是自动的。例如，当将冷却施加器抵靠患者的皮肤施加时，使用者可致动开关。开关的致动可向控制器15发出信号开始处理循环。在此之后，控制器15可以以预编程方式调节递送至热电冷却器12的电流和/或功率以以预设时间调节温度。

在另一些实例中，可设置接触传感器，其向控制器15提供信号指示冷却施加器11抵靠患者皮肤放置。在此之后，控制器15可自动地引发冷却处理循环(例如，其中控制器15自动地调节在第一和第二持续时间之后冷却装置12被驱动朝向的温度)。接触传感器可以是力传感器、光学传感器、IR传感器、温度传感器、或者测量板和界面的电特性变化，例如电阻、电容等之变化的传感器。

例如，在一些实施方案中，可设置温度传感器。当温度传感器检测到温度从预处理温度升高时，可引发处理循环。温度的升高可以是由于与患者的皮肤接触并且热从皮肤传递到冷却板中。在此之后，可通过温度升高来触发(例如，自动地)处理循环。在一些实施方案中，来自传感器的温度信号可在一定持续时间(例如，1至2秒)或移动时间窗中取平均，并随后与阈值进行比较。这可有助于减低由于所感测温度的瞬时下降或尖峰而导致的意外触发。

在一些实施方案中，可设置力传感器，其基于在冷却施加器处经受的力来检测冷却施加器何时与皮肤接触。所感测力的增大可指示施加器被压靠患者的皮肤。在此之后，可通过所感测力的增大来触发(例如，自动地)处理循环。类似地，感测到的负力可指示在无意设备移除期间施加器仍然冻结/附着至患者皮肤。然后，可触发对最终使用者的警告以防止对患者皮肤的潜在损害。在一些实施方案中，来自传感器的力信号可在一定持续时间(例如，1至2秒)或移动时间窗中取平均，并随后与阈值进行比较。这可有助于减低由于所感测力的瞬时下降或尖峰而导致的意外触发。

还可基于递送至热电冷却器的功率量的变化来检测冷却设备与皮肤的初始接触。例如，当设备与患者的皮肤初始接触时，由于从患者皮肤的热传递，热电冷却器的温度可升高。因此，控制器15使用温度反馈可向热电冷却器递送另外的功率以使热电冷却器维持在期望的温度。递送至热电冷却器的功率的增大可触发处理循环的启动。或者，可通过观察测量的冷板温度的变化来检测接触。

或者，处理可由机械开关触发，该机械开关当施加器与皮肤接触放置时由使用者致动。因此，来自接触传感器的一个或更多个信号、功耗测量结果、热通量测量结果或其他测量信号也可在处理期间改变处理参数/算法。

在一些实施方案中，处理设备可设置有一个或更多个力传感器，如图4的示例性截面构造中所示。示例性设备400可包含手柄402、冷却装置420和任选的冷却板422，其设置在冷却装置420的下表面上。力传感器410可用于在设备400的操作期间检测力，该力可基于冷板的应用表面尺寸转换成压力，从而传达例如设备400的接触表面440与皮肤或组织表面之间的接触压力。这样的压力检测可以是可用的，例如以确保施加足够或合适的压力以促进接触元件422与所处理组织之间的良好热接触。几个PSI或更高(例如，大于血管中的收缩压，例如约2.5PSI或更高)的接触压力也可在组织表面附近产生一定的局部热烫(localblanching)或血流限制。局部热烫可通过流动血液减低向局部组织的热传递，并因此改善设备400在组织或皮肤表面附近的冷却或热吸取。

力传感器410可包含可用于检测力的任何常规组件，例如压电材料、压阻式应变仪、电容或感应传感器、压敏油墨等。可在设备400中设置一个或更多个力传感器410。力传感器410的数目、类型和/或位置可基于若干因素来选择，包括例如检测到的接触力的可靠性。例如，力传感器410可以是小的、具有低热质量和/或具有高热导率，以最小化或避免设备400的传热特性的任何降低。

可选择一个或更多个力传感器410的位置以在设备400的使用期间提供接触表面440与皮肤表面之间接触压力的准确指示。例如，一个或更多个力传感器410可如图4中所示设置在冷却装置420的上部与手柄402之间，如果冷却装置420和手柄402处于良好机械接触的话。这种示例性构造可提供力感测能力，同时避免冷却装置420与皮肤表面之间的热流或传递的任何降低。在本公开内容的另一些示例性实施方案中，一个或更多个力传感器410可设置在冷却装置420与接触元件422之间、设置在接触元件422的接触表面440上、设置在接触元件422内、或者这样的位置的任意组合。

可在设备400上或附近设置力指示器460。这样的力指示器可包含检测到的接触力的数字或模拟读出、指示灯、可听信号等，所述指示灯可在接触力在特定力范围之内或之外或高于/低于特定界限时开启/关闭或改变颜色以指示。

力指示器可用于在使用设备400期间向操作者提供信号或以其他方式向操作者传输信号以确保存在合适的接触力。该力感测特征可用于本文中所述设备和方法的任何示例性实施方案。

任选地，在一些实施方案中，力传感器410可与控制器450耦合，并且可基于通过力传感器410感测到的力自动地调节朝向预处理温度和/或处理温度驱动冷却施加器的持续时间。例如，如果力传感器410感测到低于特定阈值的力，则可调节(延长或调节)朝向预处理温度和/或处理温度驱动冷却施加器的持续时间。类似地，如果力传感器410感测到高于特定阈值的力，则可调节(例如，延长或缩短)朝向预处理温度和/或处理温度驱动冷却施加器的持续时间。在一些情况下，将通过接触表面的表面积使力归一化，从而获得压力。在一些实施方案中，当感测到的压力低于阈值时，可暂停用于预处理时间或处理时间的定时器，并且当感测到的压力上升高于阈值时重新启动。任选地，如果感测到的压力下降到低于阈值，则可重置用于预处理时间或处理时间的定时器。在另一些实例中，如果压力下降到低于阈值，例如1psi，则可延长处理时间。另外，如果压力超过阈值，则可延长处理时间。可基于TEC功率和/或测量的热通量的阈值类似地改变这些处理时间。

在一些实施方案中，如果力传感器410感测到在期望范围之外的力，则可调节冷却施加器的温度。例如，在一些实施方案中，如果力传感器410感测到低于阈值的力，则控制器450可调节冷却装置以递送较冷的温度(在预处理和/或处理期间)。另外，在一些实施方案中，如果力传感器410感测到高于阈值的力，则控制器450可调节冷却装置以递送较暖的温度(在预处理和/或处理期间)。在一些实施方案中，来自传感器的信号可在一定持续时间(例如，1至2秒)或移动时间窗中取平均，并随后与阈值进行比较。这可有助于减低由于所感测力的瞬时下降或尖峰引起的触发。

此外，在一些实施方案中，来自力传感器410的反馈可发出处理循环结束的信号。例如，可通过力传感器410检测压降，例如感测到从2至5lb转变至约0lb，这发出使用者(临床医生等)已经将该设备从患者皮肤移除的信号。在此之后，控制器450可将设备重置到期望状态或空闲状态。例如，在一些实施方案中，控制器450可控制冷却装置420以朝向预处理温度驱动接触表面422，以准备下一次冷却处理施加。或者，在一些实施方案中，当力传感器410指示接触表面422已从患者皮肤脱离时，控制器450可停止向冷却装置420的功率递送。虽然已经使用力传感器410一般地描述了上述数个方面，但是应理解，如上所述，可使用其他接触传感器或所测量的信号(例如，热通量测量结果)。例如，可使用基于弹簧的接触传感器、红外接触传感器等来感测接触表面422从患者皮肤的脱离，以自动地触发设备返回到期望状态或空闲状态。

对于利用力传感器(例如，传感器410)来感测何时将设备从患者皮肤移除的一些实施方案，利用来自方向传感器(orientation sensor)470(例如，加速度计等)的信号校准压力读出(例如，针对通过该传感器检测到的重力效应进行调整)可以是有利的。例如，当设备400定向成接触元件422面向上方(即，与图4中所示的相反)时，力传感器410可感测冷却装置420和接触元件422的重量。在该替代方案中，当设备400定向成接触元件422面向下方(如图4所示)时，力传感器410可不感测冷却装置420和接触元件422的重量。因此，在一些实施方案中，可设置加速度计或其他方向传感器470来感测设备400的方向以针对重力或取向效应进行调整从而确保控制器450准确地确定何时将设备从患者的皮肤移除。

另外，在利用方向传感器的一些实施方案中，与多个力传感器耦合的控制器可配置成确定在处理循环期间何时以不合适的倾斜或角度将设备施加于皮肤。当设备相对于皮肤的倾斜落在期望范围之外时，可调节预冷却持续时间/温度和/或处理持续时间/温度以考虑设备相对于皮肤的不合适倾斜。在一些实施方案中，来自方向传感器的信号可在一定持续时间(例如，1至2秒)中取平均并随后与倾斜阈值进行比较。

虽然上面描述的许多实施方案通常被讨论为限制皮肤组织的无意过冷，但是本发明的另一些实施方案可在引发冻结之前有意地使组织过冷。例如，图5示出了根据本发明一些实施方案的另一种示例性处理方法500。方法500可开始于将冷却施加器放置在患者皮肤上502。然后，可用冷却施加器有意地使患者的皮肤过冷504。在使皮肤过冷之后并且在冷却施加器抵靠皮肤表面定位且维持抵靠皮肤表面时，可用振动器引发皮肤的冻结506。在此之后，冷却施加器可在冻结引发之后维持抵靠皮肤表面持续第一持续时间508。在第一持续时间之后并且在冷却施加器抵靠皮肤定位且维持抵靠皮肤时，可朝向后处理温度调节冷却施加器的温度以使冻结的皮肤组织解冻510。在冷却施加器与皮肤之间的界面解冻之后，可将冷却施加器从患者的皮肤移除512。例如，可在组织中诱导结晶之前使皮肤过冷持续20秒。然后，可使组织再在冻结状态保持15秒，之后复温以使组织解冻。不受理论束缚，冰晶的结构根据过冷水平而变化。此外，结晶在过冷的组织中发生得更迅速。当在过冷的组织中诱导时，皮肤中冰晶的结构和形成速度都可产生有益的临床结果。最后，通过用外部刺激引发冰结晶，处理变得更加可控且一致。

图6示出了根据方法500可用于在皮肤组织中产生色素沉着减退的示例性冷却设备600。示例性设备600可包含设置成与热电冷却器612热连通的冷却施加器611。热交换器616可在与冷却施加器611相对的一侧上与热电冷却器612热耦合。在某些示例性实施方案中，冷却施加器611和冷却装置612可至少部分地由单一材料形成。可设置振动器618(例如，声换能器、超声换能器等)。在一些实施方案中，振动器618可与热交换器616的远端侧耦合，使得振动器618相对于热电冷却器位于热交换器616的相对侧。可设置控制器615并且将其用于控制热电冷却器612的某些方面，例如温度等。另外，控制器615可与振动器618耦合以控制从振动器618的超声递送(例如，时机、功率、频率等)。热电冷却器612、控制器615、振动器618和/或冷却施加器611可任选地设置在壳体或手持件613内或者固定至壳体或手持件613，如图6中所示，例如，以便于设备600的处理和定位。图6中所示的示例性设备600不一定按比例绘制。

例如，热电冷却器612和冷却施加器611的相对尺寸不限于图6中所示的比例。在本公开内容的另一些示例性实施方案中，与热电冷却器612的尺寸相比，冷却施加器611的宽度或截面面积可更大或更小。

冷却施加器611可包含配置成接触皮肤表面的远端(接触)表面614。远端表面614可基本上是平坦的。在本公开内容的另一些示例性实施方案中，远端表面614可凸起或凹陷以更好地匹配被处理皮肤组织的局部形状和/或在将设备600放置在待处理皮肤区域上时提供与皮肤表面的良好热接触。在本公开内容的另一些示例性实施方案中，冷却施加器611可以能够从热电冷却器612拆卸，例如使得如本文中所描述的具有不同尺寸、形状和/或表面特征的多个冷却施加器611可与单个热电冷却器612一起使用。

远端接触表面614可具有配置成接触皮肤区域表面的较大宽度或直径(例如，大于约3cm至10cm或大于约5cm的直径或宽度)以有利于处理较大面积的皮肤。在另一些实施方案中，远端表面614的宽度可较小(例如为约1至2cm或更小)，这可有利于改善皮肤上的温度控制和/或特定特征的处理。

冷却设备600可配置成在与患者的皮肤初始接触之后有意地使患者的皮肤过冷一段时间504。冷却设备600可通过将目标表面逐渐冷却至第一温度来使皮肤过冷，所述第一温度可以是0℃至5℃或5℃至10℃。可能地，在引发冻结之后，可使组织温热至更暖但仍低于组织的冻结点的温度。

在使皮肤过冷之后并且在冷却施加器600抵靠皮肤表面定位且维持抵靠皮肤表面时，可用振动器506引发皮肤的冻结。振动或其他类型的机械扰动可有助于触发或以其他方式有利于或促进流体介质和/或患者皮肤中的冰成核。因此，在一些实施方案中，振动器618可包含一个或更多个声换能器或超声换能器(压电元件等)。超声换能器可递送20至100kHz的声能。任选地，振动器618可以是在其驱动轴上具有不平衡质量的电动机。虽然方法500可利用具有集成振动器618的设备600来执行，但是应理解，在本发明的另一些实施方案中可利用冷却设备和单独的振动设备来执行方法500。

在此之后，可使冷却施加器600在冻结引发之后维持抵靠皮肤表面持续第一持续时间508。在一些实施方案中，可在第一持续时间期间朝向处理温度驱动冷却施加器600。至少在某些实施方案中，处理温度可低于皮肤冻结温度。在一些实施方案中，处理温度为-2℃至-12℃、或-2℃至-10℃、例如-8℃至-10℃。在一些实施方案中，可在施加器600抵靠皮肤定位时朝向处理温度驱动冷却施加器600持续10至30秒。在一些实施方案中，施加处理温度的持续时间可以是预编程处理循环的预设参数。在一些实施方案中，该持续时间可以是可变的，并且可基于来自传感器(例如，接触传感器、方向传感器)的信号或其他所测量信号来重置或暂停，这类似于上述一些实施方案。

在第一持续时间之后并且在冷却施加器抵靠皮肤定位且维持抵靠皮肤时，可朝向后处理温度调节冷却施加器的温度以使冻结的皮肤组织解冻510。在一些实施方案中，后处理温度使处理停止并且可高于0℃以使界面解冻或以其他方式使冷却施加器与皮肤分开。在一些实施方案中，后处理温度为0℃至10℃(例如，5℃等)，或0℃至40℃。在一些实施方案中，可在处理之后使施加器维持抵靠患者的皮肤持续超过30秒。在冷却施加器与皮肤之间的界面解冻之后，可将冷却施加器从患者皮肤移除512。应理解，时间和温度并不重要。在一些实施方案中，目标是在相对短的时间中使组织解冻并将施加器从组织释放。

一个或更多个计算设备可适于通过访问以计算机可读形式呈现的软件指令来提供期望的功能。当使用软件时，可使用任何合适的编程、脚本或其他类型的语言或者语言组合来实现本文中包含的教导。然而，软件不需要专门使用，或者根本不需要使用。例如，本文中阐述的方法和系统的一些实施方案也可通过硬连线逻辑电路或其他电路来实现，包括但不限于专用电路。计算机执行软件与硬连线逻辑电路或其他电路的组合也可以是合适的。

本文中所公开方法的一些实施方案可通过一个或更多个合适的计算设备来执行。这样的系统可包含适于执行本文中所公开方法的一个或更多个实施方案的一个或更多个计算设备。如上所述，这样的设备可访问体现计算机可读指令的一个或更多个计算机可读介质，所述计算机可读指令在由至少一个计算机执行时使所述至少一个计算机实现本发明主题方法的一个或更多个实施方案。作为补充或替代，计算设备可包含使设备可操作以实现本发明主题的一种或更多种方法的电路。

可使用任何合适的计算机可读介质来实施或实践本发明公开的主题，包括但不限于磁盘、驱动器和其他基于磁性的存储介质、光学存储介质，包括磁盘(例如，CD-ROM、DVD-ROM、其变体等)、闪存、RAM、ROM和其他存储设备等。

本文具体描述了本发明的主题，但是所要求保护的主题可以以其他方式来具体化，可包括不同的元件或步骤，并且可与其他现有技术或未来技术结合使用。

除明确描述各个步骤的顺序或元件的布置之外，该描述不应被解释为暗指在各个步骤或元件之间的任何特定顺序或布置。附图中描绘的或以上描述的组件的不同布置以及未示出或描述的组件和步骤是可能的。类似地，一些特征和子组合是可用的并且可在不参考其他特征和子组合的情况下采用。出于举例说明性而非限制性目的已经描述了本发明的一些实施方案，并且替选实施方案对于本专利的读者将变得明显。因此，本发明不限于以上描述的或在附图中描绘的实施方案，并且在不脱离所附权利要求书的范围的情况下可以作出多种实施方案和修改。

Claims (57)

1.改变患者的皮肤组织中色素沉着的方法，所述方法包括：

在处理设备的冷却施加器与所述患者的皮肤表面接触之前，将所述冷却施加器预冷却至预处理温度；

在将所述冷却施加器定位在所述皮肤表面上且维持抵靠所述皮肤表面之后，朝向所述预处理温度驱动所述冷却施加器持续第一持续时间以对所述皮肤进行预处理以使其冻结；以及

在所述第一持续时间之后并且在所述冷却施加器抵靠所述皮肤表面定位且维持抵靠所述皮肤表面时，朝向处理温度调节所述冷却施加器的温度持续第二持续时间，所述处理温度配置成使与所述冷却施加器接触的所述皮肤组织的至少一部分冻结。

2.权利要求1所述的方法，其中所述第二持续时间比所述第一持续时间更长。

3.权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述处理温度低于0℃。

4.权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述预处理温度为-10℃至-20℃。

5.权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述处理温度为-2℃至-10℃。

6.权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述第二持续时间的持续时长是所述第一持续时间的三至十倍。

7.权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述第二持续时间短于5秒。

8.权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述第二持续时间是引发皮肤冻结之后的预定量的时间。

9.权利要求1至9中任一项所述的方法，其还包括在所述第二持续时间之后并且在所述冷却施加器抵靠所述皮肤定位且维持抵靠所述皮肤时，朝向高于所述处理温度的后处理温度调节所述冷却施加器以使冻结的皮肤组织解冻。

10.权利要求9所述的方法，其中热电冷却器与所述冷却施加器热耦合，并且其中朝向所述后处理温度调节所述冷却施加器包括使通过所述热电冷却器的电流反转。

11.权利要求9或10中任一项所述的方法，其中所述后处理温度高于0℃。

12.权利要求9至11中任一项所述的方法，其中所述后处理温度低于10℃。

13.权利要求9至12中任一项所述的方法，其中所述冷却施加器在所述后处理温度下维持与所述皮肤接触，直至所述冻结的皮肤组织解冻。

14.权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述预处理温度比所述处理温度更冷。

15.处理患者的皮肤的方法，所述方法包括：

在使所述皮肤与处理设备的冷却施加器接触之前，将所述处理设备的所述冷却施加器冷却至预处理温度，所述预处理温度配置成对所述皮肤的至少一部分进行预处理以使其冻结；

将所述冷却施加器放置在所述皮肤上持续第一持续时间，同时所述处理设备朝向所述预处理温度对所述冷却施加器进行冷却；

在所述第一持续时间之后，使所述冷却施加器维持抵靠所述皮肤持续第二持续时间，同时所述处理设备朝向处理温度调节所述冷却施加器的温度；

在所述第二持续时间之后，在使用所述处理设备的所述冷却施加器朝向所述处理温度处理所述皮肤之后，将所述冷却施加器从所述患者的所述皮肤移除。

16.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二持续时间比所述第一持续时间更长。

17.权利要求15所述的方法，其中所述预处理温度比所述处理温度更冷。

18.皮肤处理系统，其包含：

冷却施加器，其用于接触患者的皮肤；

冷却装置，其与所述冷却施加器热耦合；

控制器，其与所述冷却装置可操作地耦合，所述控制器配置成控制所述冷却装置以提供冷却处理循环，所述冷却处理循环包含：

在与所述患者的所述皮肤接触之前将所述冷却施加器预冷却至预处理温度并在将所述冷却施加器抵靠所述患者的所述皮肤放置之后朝向所述预处理温度对所述冷却施加器进行冷却持续第一持续时间；以及

在所述第一持续时间之后并且在所述冷却施加器保持抵靠所述皮肤时，朝向高于所述预处理温度的处理温度调节所述冷却施加器的温度持续第二持续时间。

19.权利要求18所述的皮肤处理系统，其中所述第二持续时间比所述第一持续时间更长。

20.权利要求18或19中任一项所述的皮肤处理系统，其中所述处理温度低于0℃。

21.权利要求18至20中任一项所述的皮肤处理系统，其中所述预处理温度为-10℃至-20℃。

22.权利要求18至21中任一项所述的皮肤处理系统，其中所述处理温度为-2℃至-10℃。

23.权利要求18至22中任一项所述的皮肤处理系统，其中所述第二持续时间的持续时长是所述第一持续时间的三至十倍。

24.权利要求18至23中任一项所述的皮肤处理系统，其中所述第二持续时间短于5秒。

25.权利要求18至24中任一项所述的皮肤处理系统，其中所述冷却处理循环还包含：在所述第二持续时间之后并且在所述冷却施加器抵靠所述皮肤放置时，朝向高于所述处理温度的后处理温度调节所述冷却施加器。

26.权利要求25所述的皮肤处理系统，其中所述冷却施加器包含热电冷却器，并且其中所述控制器通过使通过所述热电冷却器的电流反转来朝向所述后处理温度调节所述冷却施加器。

27.权利要求25或26中任一项所述的皮肤处理系统，其中所述后处理温度高于0℃。

28.权利要求25至27中任一项所述的皮肤处理系统，其中所述后处理温度低于10℃。

29.权利要求18至28中任一项所述的皮肤处理系统，其还包含与所述控制器耦合的接触传感器，所述接触传感器配置成测量所述冷却施加器与所述患者的肤之间的力；并且其中所述第一持续时间或所述第二持续时间基于通过所述接触传感器测量的力自动地调节。

30.权利要求18至28中任一项所述的皮肤处理系统，其还包含与所述控制器耦合的接触传感器，所述接触传感器配置成测量所述冷却施加器与患者的皮肤之间的力；并且其中所述预处理温度或所述处理温度基于通过所述接触传感器测量的力自动地调节。

31.权利要求18至28中任一项所述的皮肤处理系统，其还包含与所述控制器耦合的接触传感器，所述接触传感器配置成确定所述冷却施加器与所述患者的皮肤之间的接触，并且其中所述控制器基于通过所述接触传感器确定的皮肤接触自动地引发所述冷却处理循环。

32.权利要求18至28中任一项所述的皮肤处理系统，其还包含与所述控制器耦合的接触传感器，所述接触传感器配置成确定所述冷却施加器与所述患者的皮肤之间的接触，并且其中所述控制器在所述接触传感器未感测到皮肤接触时自动地使所述冷却装置返回至所述预处理温度。

33.权利要求31所述的皮肤处理系统，其中所述接触传感器包含力传感器、光学传感器、IR传感器或温度传感器。

34.权利要求32或33中任一项所述的皮肤处理系统，其中所述接触传感器包含力传感器，并且其中所述皮肤处理系统还包含方向传感器，所述方向传感器配置成提供感测所述皮肤处理系统的方向，并且其中所述控制器配置成基于通过所述方向传感器感测到的所述皮肤处理系统的方向调整来自所述力传感器的压力测量值。

35.使用处理设备的冷却施加器来减低患者的皮肤中黑色素的方法，所述方法包括：

在将冷却施加器定位成与所述皮肤接触之前，将所述冷却施加器预冷却至-10℃至-20℃的预处理温度；

在已将所述冷却施加器定位在所述皮肤上之后，朝向所述预处理温度对所述冷却施加器进行冷却持续第一持续时间；

在所述第一持续时间之后并且在所述冷却施加器抵靠所述皮肤放置时，朝向-2℃至-12℃的处理温度调节所述冷却施加器持续第二持续时间，所述第二持续时间比所述第一持续时间更长；以及

在所述第二持续时间之后并且在所述冷却施加器抵靠所述皮肤放置时，朝向0℃至40℃的后处理温度调节所述冷却施加器。

36.皮肤色素沉着处理系统，其包含：

冷却施加器，其用于接触患者的皮肤；

热电冷却器，其与所述冷却施加器热耦合；

控制器，其与所述热电冷却器可操作地耦合，所述控制器配置成控制通往所述热电冷却器的电流以提供冷却处理循环，所述冷却处理循环包含：

在所述冷却施加器保持抵靠所述皮肤时向所述热电冷却器施加电流以朝向处理温度对所述冷却施加器进行冷却持续一定的持续时间；以及

在所述持续时间之后，在所述冷却施加器保持抵靠所述皮肤时使通往所述热电冷却器的电流反转以朝向后处理温度调节所述冷却施加器的温度，其中所述后处理温度低于40℃。

37.权利要求36所述的皮肤色素沉着处理系统，其中所述后处理温度低于10℃。

38.改变患者的皮肤中色素沉着的方法，所述方法包括：

在冻结之前通过将处理设备的冷却施加器抵靠皮肤表面放置来使所述患者的皮肤过冷；以及

向所述患者的皮肤施加振动以促进过冷的皮肤中的冰晶形成。

39.权利要求38所述的方法，其中在所述施加振动之前使所述患者的所述皮肤过冷持续预定量的时间。

40.权利要求38或39中任一项所述的方法，其还包括：在向所述患者的所述皮肤施加振动之后，使所述冷却施加器维持抵靠所述皮肤表面持续第一持续时间。

41.权利要求40中任一项所述的方法，在所述第一持续时间之后，并且在所述冷却施加器抵靠所述皮肤定位且维持抵靠所述皮肤时，朝向后处理温度调节温度以使冻结的皮肤组织解冻。

42.权利要求41所述的方法，其中所述后处理温度为0℃至40℃。

43.权利要求40至42中任一项所述的方法，其中所述第一持续时间为10至30秒。

44.权利要求40至42中任一项所述的方法，其中在所述第一持续时间期间朝向处理温度驱动所述冷却施加器。

45.权利要求44所述的方法，其中所述处理温度为-2℃至-12℃。

46.权利要求44所述的方法，其中所述处理温度或所述第一持续时间基于所述冷却施加器与所述患者的所述皮肤之间的力自动地调节。

47.权利要求38至36中任一项所述的方法，其还包括基于来自接触传感器的信号使所述处理设备的所述冷却施加器朝向空闲状态返回，所述信号指示所述冷却施加器从所述患者的所述皮肤移除。

48.皮肤处理系统，其包含：

冷却施加器，其用于接触患者的皮肤；

冷却装置，其与所述冷却施加器热耦合；

控制器，其与所述冷却装置和振动器可操作地耦合，所述控制器配置成控制所述冷却装置和所述振动器以提供冷却处理，所述冷却处理包括：

对所述冷却施加器进行冷却以使所述患者的所述皮肤过冷；以及

施加所述振动器以将振动递送到过冷的皮肤中从而促进所述皮肤中的冰形成。

49.权利要求48所述的皮肤处理系统，其中所述控制器配置成在从所述振动器施加振动之前使所述患者的皮肤过冷持续预定量的时间。

50.权利要求48或49中任一项所述的皮肤处理系统，其中所述控制器配置成在向所述患者的所述皮肤施加振动之后将所述冷却施加器调节至处理温度持续第一持续时间。

51.权利要求50所述的皮肤处理系统，其中所述控制器配置成在所述第一持续时间之后并且在所述冷却施加器抵靠所述皮肤定位且维持抵靠所述皮肤时朝向后处理温度调节所述冷却施加器的温度以使冻结的皮肤组织解冻。

52.权利要求51所述的皮肤处理系统，其中所述后处理温度为0℃至10℃。

53.权利要求50至52中任一项所述的皮肤处理系统，其中所述第一持续时间为10至30秒。

54.权利要求50至52中任一项所述的皮肤处理系统，其中所述处理温度为-2℃至-10℃。

55.权利要求50至52中任一项所述的皮肤处理系统，其还包含与所述控制器耦合的接触传感器，所述接触传感器配置成测量所述冷却施加器与所述患者的皮肤之间的力，并且其中所述处理温度或所述第一持续时间基于所述冷却施加器与所述患者的皮肤之间的力自动地调节。

56.权利要求48至55中任一项所述的皮肤处理系统，其还包含与所述控制器耦合的接触传感器，并且其中所述控制器配置成基于来自所述接触传感器的信号使所述冷却施加器朝向空闲状态返回，所述信号指示所述冷却施加器从所述患者的皮肤移除。

57.权利要求56所述的皮肤处理系统，其中所述接触传感器包含力传感器、光学传感器、IR传感器或温度传感器。