JP2005516665A - Rfによる組織を治療するためのハンドピース - Google Patents
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Abstract
Description
下に位置する真皮は、皮膚の主要な構造的支持体となる。これは、主としてコラーゲンと呼ばれる細胞外タンパク質で構成されている。コラーゲンは、線維芽細胞によって作られ、熱不安定性化学結合及び熱安定性化学結合に連結されたポリペプチド鎖を有する三重螺旋として組織化される。コラーゲン含有組織を加熱すると、このタンパク質マトリックスの物理的性質の改変が特性温度で生じる。コラーゲン収縮の構造的転移は、特定の「縮み」温度で生じる。熱によるコラーゲンマトリックスの収縮及び再構築は、この技術の基礎をなしている。
マトリックス中のコラーゲンフィブリルは、種々の空間的配向を呈する。マトリックスは、もし全てのベクトルの合計がフィブリルを拡張するよう作用すれば長くなる。マトリックスの収縮は、全ての外因性ベクトルの合計がフィブリルを短縮するよう作用すれば容易になる。分子内水素結合の熱による破壊及び分子間架橋の機械的切断も又、あらかじめ存在している形態を回復する弛緩事象により影響を受ける。しかしながら、分子長さの永続的な変化は、コラーゲンフィブリルの伸長又は収縮後に架橋が改質されると起こることになる。機械的外力を連続的に加えることにより、フィブリルの伸長又は収縮後に架橋が生じる可能性が高くなる。
また、コラーゲン結合の切断は、低温で、しかしなから低速で生じる。低レベルの熱による切断は、結合が分子長さの正味の変化無しに改質される弛緩現象と関連している場合が多い。フィブリルを機械的に切断する外力は、弛緩現象の可能性を減少させ、表面アブレーションの可能性を減少させながらコラーゲンマトリックスを低温で伸縮させる手段となる。
軟組織再構築は、細胞及び分子レベルで生じる生理学的現象である。コラーゲンの分子収縮又は部分変性は、エネルギ源の適用を必要とし、これは三重螺旋の熱不安定性結合を切断することにより分子の長手方向軸線を不安定化させる。その結果、マトリックスの分子間結合を破壊する応力が生じる。これは、本質的に瞬時細胞外プロセスであり、これに対し、細胞収縮は、創傷治癒シーケンスによって得られるように創傷中への線維芽細胞の移動及びこの中での増殖のための遅延期間を必要とする。高度に発達した動物種では、外傷に対する創傷治癒応答は、初期炎症プロセスを伴い、これは次に瘢痕組織の堆積をもたらす。
皮膚を治療するために現在利用できるRF技術の大きな欠点の1つは、エッジ効果現象である。一般に、RFエネルギを組織と接触状態にある電極によりその組織に当て又は投与しているとき、電流パターンが電極の縁部、特に尖った縁部の周りに集中する。この効果は一般に、エッジ効果と呼ばれている。円形のディスク形電極の場合、その効果は、その円形ディスクの周囲に沿って高い電流密度として現れると共に中央に比較的低い電流密度として現れる。正方形の電極の場合、典型的には、周囲全体に沿って高い電流密度が存在し、尖った縁部のあるコーナ部のところにはこれよりも高い電流密度が存在する。
エッジ効果により、幾つかの理由で皮膚を治療するうえで問題が生じる。第1に、かかるエッジ効果の結果として、電極表面上に非一様な熱の影響又は効果が生じる。皮膚の種々の治療においては、特に皮膚科学的治療に関し、比較的広い表面領域上に一様な熱効果を及ぼすことが重要である。この場合の広さは、数平方mm又は数平方ミリメート台又は数平方センチメートル台である。組織を切断するための電気外科的用途では、典型的には、ポイント型アプリケータがあり、このポイント型アプリケータは、そのポイントのところに組織を切断し又は凝固させるホットスポットを生じさせることを目的として設計されている。しかしながら、このポイント設計は、広い表面領域にわたり比較的穏やかな熱効果を生じさせるには望ましくない。ホットスポットを生じさせないで、一様な熱エネルギを皮膚及び下に位置する組織に投与する電極設計が要望されている。
美容的用途の改良型RFハンドピースが要望されている。
本発明の別の目的は、少なくとも1つのRF電極を有し、RF電極の少なくとも一部が皮膚表面と接触状態にあるとき、RF電極が皮膚表面に容量結合されるRFハンドピースを提供することにある。
本発明の更に別の目的は、皮膚表面及び他の標的組織への熱損傷を阻止し又は最小限に抑えながら一様な熱効果を組織中の選択された深さのところに生じさせるRFハンドピースを提供することにある。
本発明の別の目的は、RF電極への冷却用流動性媒体の噴霧状態での送出しを可能にするよう構成されたRFハンドピースを提供することにある。
本発明の更に別の目的は、RF電極の後面を蒸発の作用で冷却し、RF電極の前面に隣接して位置する皮膚表面を熱伝導により冷却するよう構成されたRFハンドピースを提供することにある。
本発明の更に別の目的は、導電性部分と誘電体部分の両方を備えたRF電極を有するRFハンドピースを提供することにある。
本発明の別の目的は、重力の方向に対するRF電極の前面の任意の向きでRFハンドピースの電極組立体の重量により生じる重力の影響を零点調整により無くす力センサを有するRFハンドピースを提供することにある。
本発明の別の実施形態では、ハンドピースは、ハンドピースハウジングを備えたハンドピース組立体を有する。インサートが、ハンドピースハウジングに着脱自在に結合されている。インサートは、フレックス回路と、導電性部分及び誘電体を備えたRF電極とを有している。
ハンドピース10は、皮膚表面及び他の非標的組織に対する熱による損傷を阻止し又は最小限に抑えながら組織中の選択された深さのところに一様な熱影響又は効果をもたらす。ハンドピース10は、RF発生器に結合されている。RF電極20は、単極モードでも双極モードでも何れでも動作できる。ハンドピース10は、エッジ効果及びホットスポットを減少させ、又は好ましくは無くすよう構成されている。その結果、副作用が無くなり又は減少し、しかも治癒時間が短くなり、美的結果及び臨床上の結果が改善される。
極低温冷却用流動性媒体のスプレー又は噴霧を行った場合の主要な利点は、迅速なオンオフ制御を実現できるということにある。極低温冷却用流動性媒体により、冷却プロセスの正確な時間制御が可能になる。これは、冷媒を噴霧し、冷媒が蒸発した状態にあるときにのみ冷却が起こるからであり、後者は、非常に短時間の出来事である。かくして、冷却は、極低温冷却用流動性媒体を停止した後迅速に終わる。全体的な効果は、極低温冷却用流動性媒体の非常に正確な時間のオンオフ制御をもたらすことにある。
流体送出し部材22は、入口32及び出口34を有している。出口34の断面積は、入口32の断面積よりも小さいものであるのがよい。一実施形態では、流体送出し部材22は、ノズル36である。
電極組立体18は、冷却用流動性媒体が後面24からRF電極20の前面と接触状態にある皮膚表面上に漏れることがないほど十分密封されている。これは、皮膚表面を通る均等な投与を助ける。一実施形態では、電極組立体18、特にRF電極20は、後面24のところに溜まった冷却用流動性媒体を保持して集めるリザーバを後面24のところに形成する幾何学的形状を有している。後面24は、このリザーバを形成する「内丸隅(hospital corners)」を備えるのがよい。任意的に、電極組立体18は、蒸発した冷却用流動性媒体が電極組立体18から逃げることができるようにするベント38を有している。これにより、冷却用流動性媒体が後面24のところに集まる恐れが低くなる。これは、冷却用流動性媒体を蒸気形態で後面24に送り出し、次に後面24の冷却に続いて蒸気が凝縮して液体になるときに生じる場合がある。
温度センサ42は、温度を測定し、治療中におけるRF電極20及び(又は)組織の温度をモニタするためのフィードバックをもたらすことができる。温度センサ42は、サーミスタ、熱電対、熱に敏感なダイオード、キャパシタ、インダクタ又は温度を測定する他の装置であるのがよい。好ましくは、温度センサ42は、治療の制御を容易にするために電子フィードバックをRF電極20に結合されたRF電極発生器のマイクロプロセッサに送る。
作動ボタン46が力センサと関連して用いられる。RF電極20を作動する直前において、外科医は、ハンドピース10を皮膚の表面から僅かに離れた定位置に保持する。ハンドピース10の配向状態は、重力の角度に対して任意の角度をなすものであってよい。ハンドピース10を使用可能な状態にするため、外科医は、作動ボタン46を押すのがよく、それにより力センサ44の読取り値がゼロになるよう設計することにより力センサ44の風袋を差し引く。これにより、その特定の治療の向きにおける重力に起因する力を無効にする。この方法により、重力の方向に対するハンドピース10の角度とは無関係に、RF電極20により皮膚表面に一定の力を加えることができる。
電極組立体18をハンドピースハウジング12内に可動的に位置決めするのがよい。一実施形態では、電極組立体18は、ハンドピースハウジング12の長手方向軸線に沿って摺動的に動くことができる。電極組立体18をハンドピースハウジング12内に回転自在に設けてもよい。加うるに、RF電極20を電極組立体18内に回転自在に配置できる。電極組立体18を図5に示すように使い捨て又は非使い捨てインサート52としてハンドピースハウジング12に着脱自在に結合することができる。開示の目的上、電極組立体18は、インサート52と同一のものである。インサート52をいったんハンドピースハウジング12に可動的に取り付けると、インサート52を力センサ44を介してハンドピースハウジング12に結合するのがよい。力センサ44は、圧縮力と引張力の両方を測定できる型式のものであるのがよい。他の実施形態では、力センサ44は、圧縮力のみを測定し、又は引張力のみを測定する。
シュラウド50がハンドピース10に結合されているが、このようにするかどうかは任意である。シュラウド50は、使用中、ユーザがインサート52に接触しないようにするのに役立ち、もしそうでなければ誤った力の読みが生じる場合がある。
ハンドピース10を皮膚及びその下に位置する組織の多くの治療を実施するために利用でき、かかる治療としては、(i)真皮の再構築及び引き締め、(ii)しわの減少、(iii)弾力線維症軽減、(iv)皮脂腺の除去/非活性化、(v)毛包除去、(vi)脂肪組織の再構築/除去、(vii)くも状静脈除去等が挙げられるが、これらには限定されない。
ハンドピース10を利用すると標的組織の表面層を予備冷却してRF電極20が組織と接触状態にあるとき又はRFエネルギ源をオンにする前に、標的組織の表面層が既に冷却されるようになる。RFエネルギ源をオンにし又は組織へのRFの投与が開始し、その結果組織の加熱が起こると、冷却された組織は、熱による損傷を含む熱効果から保護される。冷却されていなかった組織は治療温度まで昇温し、その結果所望の治療効果が得られる。
予備冷却が重要な場合があるが、その理由は、予備冷却は、深いところに位置する層に送り出された熱が上方に伝わり、組織への外部エネルギの投与が終わった後でもより表面に近いところに位置する層を場合によっては損傷温度範囲まで加熱するのを阻止すると共に(或いは)軽減するからである。この現象及び関連の熱的現象の発生を阻止するため、治療表面の冷却状態をRFエネルギの印加が終わった後も或る期間にわたって維持することが望ましい場合がある。種々の実施形態では、漸変量の後冷却をリアルタイム冷却及び(又は)予備冷却と組み合わせるのがよい。
治療のタイプに応じて、冷却及び加熱の種々のデューティサイクル、オン時間及びオフ時間を利用する。冷却及び加熱デューティサイクルを当該技術分野において知られている電子制御システムにより制御し、動的に変化させるのがよい。具体的に説明すると、制御システムは、冷却用流動性媒体弁部材16及びRF電源を制御するために利用できる。
Claims (84)
- 装置ハウジングを有する装置組立体と、装置ハウジングに着脱自在に結合されたRF電極装置とを有し、RF電極装置は、導電性部分及び誘電体を備えたRF電極を有することを特徴とするRF装置。
- RF電極装置及びRF装置ハウジングに結合された冷却用流動性媒体小出し組立体を更に有していることを特徴とする請求項1記載のRF装置。
- 冷却用流動性媒体小出し組立体は、冷却用流動性媒体弁部材に結合された流体送出し部材を有することを特徴とする請求項1記載のRF装置。
- 冷却用流動性媒体弁部材は、RF装置ハウジング内に配置されていることを特徴とする請求項3記載のRF装置。
- 冷却用流動性媒体弁部材は、電極組立体内に配置されていることを特徴とする請求項3記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、RF装置ハウジング内に配置されていることを特徴とする請求項3記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、RF電極装置内に配置されていることを特徴とする請求項3記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、ノズルを有していることを特徴とする請求項3記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、制御された量の冷却用流動性媒体をRF電極に送り出すよう構成されていることを特徴とする請求項3記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、冷却用流動性媒体をRF電極の後面に制御自在に送り出すよう構成されていることを特徴とする請求項3記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、流体をRF電極の後側に制御自在に送り出してRF電極を蒸発の作用で冷却すると共にRF電極の前側と接触状態にある皮膚表面を熱伝導により冷却するよう構成されていることを特徴とする請求項3記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、冷却用流動性媒体を重力の方向に対するRF電極の前面の実質的に任意の向きでRF電極の後面に制御自在に送り出すよう構成されていることを特徴とする請求項3記載のRF装置。
- RF電極は、RF電極の後面からRF電極の前面と接触状態にある皮膚表面への冷却用流動性媒体の流れを最小限に抑えるよう十分に密封されていることを特徴とする請求項3記載のRF装置。
- RF電極装置は、ベントを有していることを特徴とする請求項1記載のRF装置。
- 冷却用流動性媒体弁部材は、冷却用流動性媒体のパルス化送出しを可能にするよう構成されていることを特徴とする請求項3記載のRF装置。
- 冷却用流動性媒体弁部材は、ソレノイド弁を含むことを特徴とする請求項3記載のRF装置。
- RF電極に結合された力センサを更に有していることを特徴とする請求項1記載のRF装置。
- 力センサは、RF電極により表面に加えられた力の量を検出するよう構成されていることを特徴とする請求項17記載のRF装置。
- 力センサは、電極組立体の重量の重力による影響を零点調整により無くすよう構成されていることを特徴とする請求項17記載のRF装置。
- 力センサは、重力の方向に対するRF電極の前面の任意の向きにおける電極組立体の重量の重力による影響を零点調整により無くすよう構成されていることを特徴とする請求項17記載のRF装置。
- 力センサは、RF電極が皮膚表面と接触しているかどうかの指標をもたらすよう構成されていることを特徴とする請求項17記載のRF装置。
- 力センサは、RF電極によりこれと接触状態の皮膚表面に加えられた力が最小閾値よりも低いことを指示する信号を出すよう構成されていることを特徴とする請求項17記載のRF装置。
- 力センサは、RF電極によりこれと接触状態にある皮膚表面に加えられた力が最大閾値よりも大きいことを指示する信号を出すよう構成されていることを特徴とする請求項17記載のRF装置。
- 力センサに結合された風袋ボタンを更に有していることを特徴とする請求項17記載のRF装置。
- RF電極は、フレックス回路を有していることを特徴とする請求項1記載のRF装置。
- フレックス回路は、RF電極の後面からRF電極の前面への冷却用流動性媒体の流れを隔離するよう構成されていることを特徴とする請求項25記載のRF装置。
- フレックス回路は、RF電極の後面のところに集まる冷却用流動性媒体のリザーバを形成するよう構成されていることを特徴とする請求項25記載のRF装置。
- RF電極は、導電性部分及び誘電体部分を有していることを特徴とする請求項17記載のRF装置。
- RF電極は、RF電極の少なくとも一部が皮膚表面と接触状態にあるとき、皮膚表面に容量結合されるよう構成されていることを特徴とする請求項17記載のRF装置。
- RF装置であって、装置ハウジングを含む装置組立体と、装置ハウジングに着脱自在に結合されたRF電極装置と、RF電極装置内に配置されたRF電極とを有し、RF電極は、フレックス回路を有していることを特徴とするRF装置。
- RF電極装置及びRF装置ハウジングに結合された冷却用流動性媒体小出し組立体を更に有していることを特徴とする請求項30記載のRF装置。
- 冷却用流動性媒体小出し組立体は、冷却用流動性媒体弁部材に結合された流体送出し部材を有することを特徴とする請求項30記載のRF装置。
- 冷却用流動性媒体弁部材は、RF装置ハウジング内に配置されていることを特徴とする請求項32記載のRF装置。
- 冷却用流動性媒体弁部材は、電極組立体内に配置されていることを特徴とする請求項32記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、RF装置ハウジング内に配置されていることを特徴とする請求項32記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、RF電極装置内に配置されていることを特徴とする請求項32記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、ノズルを有していることを特徴とする請求項32記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、制御された量の冷却用流動性媒体をRF電極に送り出すよう構成されていることを特徴とする請求項32記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、冷却用流動性媒体をRF電極の後面に制御自在に送り出すよう構成されていることを特徴とする請求項32記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、流体をRF電極の後側に制御自在に送り出してRF電極を蒸発の作用で冷却すると共にRF電極の前側と接触状態にある皮膚表面を熱伝導により冷却するよう構成されていることを特徴とする請求項32記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、冷却用流動性媒体を重力の方向に対するRF電極の前面の実質的に任意の向きでRF電極の後面に制御自在に送り出すよう構成されていることを特徴とする請求項32記載のRF装置。
- RF電極は、RF電極の後面からRF電極の前面と接触状態にある皮膚表面への冷却用流動性媒体の流れを最小限に抑えるよう十分に密封されていることを特徴とする請求項32記載のRF装置。
- RF電極装置は、ベントを有していることを特徴とする請求項30記載のRF装置。
- 冷却用流動性媒体弁部材は、冷却用流動性媒体のパルス化送出しを可能にするよう構成されていることを特徴とする請求項32記載のRF装置。
- 冷却用流動性媒体弁部材は、ソレノイド弁から成ることを特徴とする請求項32記載のRF装置。
- RF電極に結合された力センサを更に有していることを特徴とする請求項30記載のRF装置。
- 力センサは、RF電極により表面に加えられた力の量を検出するよう構成されていることを特徴とする請求項46記載のRF装置。
- 力センサは、電極組立体の重量の重力による影響を零点調整により無くすよう構成されていることを特徴とする請求項46記載のRF装置。
- 力センサは、重力の方向に対するRF電極の前面の任意の向きにおける電極組立体の重量の重力による影響を零点調整により無くすよう構成されていることを特徴とする請求項46記載のRF装置。
- 力センサは、RF電極が皮膚表面と接触しているかどうかの指標をもたらすよう構成されていることを特徴とする請求項46記載のRF装置。
- 力センサは、RF電極によりこれと接触状態の皮膚表面に加えられた力が最小閾値よりも低いことを指示する信号を出すよう構成されていることを特徴とする請求項46記載のRF装置。
- 力センサは、RF電極によりこれと接触状態にある皮膚表面に加えられた力が最大閾値よりも大きいことを指示する信号を出すよう構成されていることを特徴とする請求項46記載のRF装置。
- 力センサに結合された風袋ボタンを更に有していることを特徴とする請求項46記載のRF装置。
- フレックス回路は、RF電極の後面からRF電極の前面への冷却用流動性媒体の流れを隔離するよう構成されていることを特徴とする請求項30記載のRF装置。
- フレックス回路は、RF電極の後面のところに集まる冷却用流動性媒体のリザーバを形成するよう構成されていることを特徴とする請求項30記載のRF装置。
- RF電極は、導電性部分及び誘電体部分を有していることを特徴とする請求項30記載のRF装置。
- RF電極は、RF電極の少なくとも一部が皮膚表面と接触状態にあるとき、皮膚表面に容量結合されるよう構成されていることを特徴とする請求項30記載のRF装置。
- 組立体ハウジングを備えた組立体と、組立体ハウジングに着脱自在に結合されたRF電極装置とを有し、RF電極装置は、フレックス回路を有すると共に導電性部分及び誘電体を備えたRF電極を有していることを特徴とするRF装置。
- RF電極装置及びRF装置ハウジングに結合された冷却用流動性媒体小出し組立体を更に有していることを特徴とする請求項58記載のRF装置。
- 冷却用流動性媒体小出し組立体は、冷却用流動性媒体弁部材に結合された流体送出し部材を有することを特徴とする請求項58記載のRF装置。
- 冷却用流動性媒体弁部材は、RF装置ハウジング内に配置されていることを特徴とする請求項60記載のRF装置。
- 冷却用流動性媒体弁部材は、電極組立体内に配置されていることを特徴とする請求項60記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、RF装置ハウジング内に配置されていることを特徴とする請求項60記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、RF電極装置内に配置されていることを特徴とする請求項60記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、ノズルを有していることを特徴とする請求項60記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、制御された量の冷却用流動性媒体をRF電極に送り出すよう構成されていることを特徴とする請求項60記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、冷却用流動性媒体をRF電極の後面に制御自在に送り出すよう構成されていることを特徴とする請求項60記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、流体をRF電極の後側に制御自在に送り出してRF電極を蒸発の作用で冷却すると共にRF電極の前側と接触状態にある皮膚表面を熱伝導により冷却するよう構成されていることを特徴とする請求項60記載のRF装置。
- 流体送出し部材は、冷却用流動性媒体を重力の方向に対するRF電極の前面の実質的に任意の向きでRF電極の後面に制御自在に送り出すよう構成されていることを特徴とする請求項60記載のRF装置。
- RF電極は、RF電極の後面からRF電極の前面と接触状態にある皮膚表面への冷却用流動性媒体の流れを最小限に抑えるよう十分に密封されていることを特徴とする請求項60記載のRF装置。
- RF電極装置は、ベントを有していることを特徴とする請求項58記載のRF装置。
- 冷却用流動性媒体弁部材は、冷却用流動性媒体のパルス化送出しを可能にするよう構成されていることを特徴とする請求項60記載のRF装置。
- 冷却用流動性媒体弁部材は、ソレノイド弁から成ることを特徴とする請求項60記載のRF装置。
- RF電極に結合された力センサを更に有していることを特徴とする請求項58記載のRF装置。
- 力センサは、RF電極により表面に加えられた力の量を検出するよう構成されていることを特徴とする請求項74記載のRF装置。
- 力センサは、電極組立体の重量の重力による影響を零点調整により無くすよう構成されていることを特徴とする請求項74記載のRF装置。
- 力センサは、重力の方向に対するRF電極の前面の任意の向きにおける電極組立体の重量の重力による影響を零点調整により無くすよう構成されていることを特徴とする請求項74記載のRF装置。
- 力センサは、RF電極が皮膚表面と接触しているかどうかの指標をもたらすよう構成されていることを特徴とする請求項74記載のRF装置。
- 力センサは、RF電極によりこれと接触状態の皮膚表面に加えられた力が最小閾値よりも低いことを指示する信号を出すよう構成されていることを特徴とする請求項74記載のRF装置。
- 力センサは、RF電極によりこれと接触状態にある皮膚表面に加えられた力が最大閾値よりも大きいことを指示する信号を出すよう構成されていることを特徴とする請求項74記載のRF装置。
- 力センサに結合された風袋ボタンを更に有していることを特徴とする請求項74記載のRF装置。
- フレックス回路は、RF電極の後面からRF電極の前面への冷却用流動性媒体の流れを隔離するよう構成されていることを特徴とする請求項58記載のRF装置。
- フレックス回路は、RF電極の後面のところに集まる冷却用流動性媒体のリザーバを形成するよう構成されていることを特徴とする請求項58記載のRF装置。
- RF電極は、RF電極の少なくとも一部が皮膚表面と接触状態にあるとき、皮膚表面に容量結合されるよう構成されていることを特徴とする請求項58記載のRF装置。
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