KR100895939B1

KR100895939B1 - 무선주파수 에너지를 통한 생물학적 조직 가열 방법 및개선된 시스템

Info

Publication number: KR100895939B1
Application number: KR1020057024176A
Authority: KR
Inventors: 지브 카르니; 알레스안더 브리트바
Original assignee: 알마 레이저스 엘티디
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2009-05-07
Also published as: CN101160103A; US20120239120A1; KR20080004452A; KR101319453B1; CA2526671C; WO2006077567A1; US7630774B2; JP4979019B2; US20070106349A1; CA2526671A1; ES2383376T3; ATE556745T1; EP1715810A4; WO2006077582A3; KR20060103814A; WO2006077582A2; US8150532B2; CA2594284A1; EP1715810B1; EP1715810A1

Abstract

본 발명은 피험자내에 선택된 목표물의 열 처리를 위한 시스템(30) 및 방법(들)(100)에 관한 것이다. 상기 시스템(30)은 RF 에너지원(10)과, 상 이송기(14)와, 임피던스 매칭 네트웍(11)과, 공진기(13)를 포함한다. 상 이송기(14)와 IMN(11)과 공진기(13)에 의해 출력(17)이 처리된 후, 어플리케이터(3)는 출력 신호(17)를 에너지원(10)으로부터 생물학적 조직(4)의 표면(6)을 통해 설정의 에너지 확산 영역(5)으로 이송한다. 뚱뚱한 세포 등과 같은 정지형 물 분자(1)는 양호하게 가열된다. 시스템(30)의 작동은 냉각장치가 없어도 생물학적 조직(4)의 표면(6)이 설정의 에너지 확산 영역(5) 보다 낮은 온도로 유지되도록, 역전형 열구배를 생성한다. 본 발명은 셀룰라이트를 처리하는 수단으로서 셀룰라이트 몸체의 선택적 가열에 유용하다.

셀룰라이트, 지방 조직, 에너지, 공진기, 상 이송기, 열구배, 주파수, 유전 장벽, 어플리케이터, 코팅, 파장, 임피던스, 케이블, 레이저 비임,

Description

무선주파수 에너지를 통한 생물학적 조직 가열 방법 및 개선된 시스템{IMPROVED SYSTEM AND METHOD FOR HEATING BIOLOGICAL TISSUE VIA RF ENERGY}

본 발명은 무선주파수 에너지를 통한 생물학적 조직 가열 방법 및 개선된 시스템에 관한 것으로서, 특히 단일 전극에 의존하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 적용된 RF 파의 상 및 펄스폭 변조의 제어는 진피 및 피하층 등과 같은 조직의 하부층에 대해 효과적인 가열을 촉진시킬 동안, 피부 표면의 냉각에 대한 필요성을 제거한다. 특히, 셀룰라이트를 감소시키는 수단으로서 지방조직의 수축 및 가열이 달성된다.

지방조직, 특히 셀룰라이트는 전형적으로 다이어트 및 운동의 엄격한 섭생에 의해서만 처리될 수 있다. 이러한 이미 유용한 섭생에 대한 환자의 순응성은 매우 미약하다. 셀룰라이트는 뚱뚱한 세포가 팽창하여 혈액 및 림프의 유동을 압축할 때 발생된다. 이것은 체액 및 독소의 축적을 유발한다. 연결 조직은 뚱뚱한 세포 주위에 단단한 섬유성 캡슐을 형성한다. 이것은 "덩어리" 형상으로 나타난다. 관련되어 있는 상기 뚱뚱한 세포는 주로 제3층, 즉 가장 깊은 (피부)층에 위치되어, 피험자의 뚱뚱한 정도에 의존하는 두께에 의해 다양성을 갖는다. 이러한 층의 두께는 전형적으로 복부, 대퇴부, 엉덩이 등의 부분에서 증가된다.

셀룰라이트 처리를 위한 상술한 바와 같은 방법은 국소처리, 차 및 캡슐, 셀룰라이트 랩, 엔더몰로지(Endermologie), 메소테라피(Mesotherapy), 악티덤(Acthyderm), 초음파 및 특히 집중된 초음파 처리 등을 포함한다. 이러한 기법은 셀룰라이트 침적과 연관된 "덩어리" 형상을 감소시키는데 있어서 임상적 효험을 나타낼 수 없다.

또한, 전자파 방사선이나 무선주파수(RF) 파형을 이용하는 온열 요법이 제안되어 왔다. RF 처리는 기타 다른 섭생 보다 훨씬 효과적인데, 그 이유는 인체에 처리를 허용하기 때문이다. 그러나, 이미 사용되고 있는 온열 요법책은 그 자체의 결함으로서 가장 깊숙한 피부층의 뚱둥한 세포를 목표물로 하여 충분한 RF 에너지가 적용되었을 때, 피부를 태울 정도의 온도까지 가열시키려는 경향을 갖고 있다는 점이다.

생물학적 조직을 가열하기 위해 현재 채택하고 있는 RF 기법은 RF 전압에 조직을 노출시키는 단계를 포함하는데, 이러한 RF 전압은 조직의 저항을 극복할 수 있을 정도의 레벨로 조직을 통해 RF 도전성 전류를 생성한다. 상기 전류는 조직을 가열시킨다. 이러한 방법은 피부 외층을 연소시키므로써 수반되는 불균일한 열을 유발시킨다. 그 결과, 이러한 방법을 실행하기 위한 시스템은 그 고유의 단점으로서, 처리중 피부의 과도한 열을 제거하기 위한 냉각 기구를 강력히 요구한다는 점이다.

이미 사용되고 있는 또 다른 대안은 본 발명에 의해 제거되는 단점을 특징으로 한다.

시네론 메디칼 리미티드에 양도된 미국특허 제6.662.054호에는 종래 시스템의 한가지 실시예가 개시되어 있다. 이러한 특허는 피부의 영역이 주위 피부로부터 돌출되기 위하여 피부를 변형시키는 단계와, RF 에너지를 상기 돌출된 피부에 적용하는 단계를 포함한다. 이러한 시스템은 도전성 RF 전류를 피부에 적용하는 하나이상의 RF 전극을 포함하므로, 피부 영역은 주위 피부로부터 돌출되어 상기 도전성 RF 전류에 노출되어 변형 동작을 수행하게 된다. 이러한 특허에 따르면 그 고유의 단점으로서 연소를 방지하기 위해 피부 냉각을 강력히 필요로 한다는 점이다.

연소를 방지하기 위해 피부 냉각을 필요로 하는 종래 시스템의 또 다른 실시예로는 서마지 인코포레이티드에 양도된 미국 특허출원 제20040002705호에 개시되어 있으며, 이러한 특허에는 전자파 에너지원에 연결된 전자파 에너지 분배장치로부터 피부 표면을 통해 전자파 에너지를 분배하므로써 조직 효과를 생성시키는 방법이 개시되어 있다. 적어도 하나의 전자파 에너지 분배장치 또는 전자파 에너지원은 메모리를 포함한다. 피부 표면에는 역전형 열구배가 형성되어 하부의 조직 부분을 충분히 가열하므로써, 피부 표면의 온도는 하부 조직의 온도 보다 낮다. 이러한 역전형 열구배는 냉각 시스템을 사용하므로써 달성될 수 있는데, 이러한 점이 그 고유의 단점이 된다.

연소를 방지하기 위해 피부의 냉각을 필요로 하는 종래 시스템의 또 다른 실시예로는 서마지 인코포레이티드에 허여된 미국특허 제5.919.219호와 미국 특허출원 제2004030332호가 있으며, 이러한 특허에는 정보를 수집하기 위한 메모리를 사 용하여 피부를 통해 RF 에너지를 적용하므로써 피부 표면에 처리를 제공하는 방법 및 시스템이 개시되어 있다. 이러한 시스템은 그 고유의 단점으로서, 다수의 RF 전극과 냉각 유체를 수용하기 위한 냉각 루멘(lumen)을 강력히 필요로 한다는 점이다. 상기 RF 전극은 RF 전류를 피부에 송신하기 위해 제공되며, 피부 표면에 용량결합되도록 형성되므로써, RF 도전성 전류를 통해 가열효과를 생성한다.

요약해서 설명하면, 서술한 바와 같은 모든 방법들은 RF 처리를 통해 외측 피부층을 냉각시키는 냉각 시스템의 사용을 필요로 한다는 점이다. 또한, 서술한 바와 같은 해결책 대부분은 처리를 통해 처리 영역에 포함되어 있는 국부 정보를 저장하기 위해 메모리 유니트를 필요로 한다는 점이다. 또한, 서술한 바와 같은 해결책 대부분은 각각의 처리를 실행하기 전에 국부적 임피던스 매칭 등과 같은 과도한 예비조정을 필요로 하고 있다. 또한, 종래기술에서는 "하나이상의 전극"을 사용함에도 불구하고, 서술한 바와 같은 모든 대안들은 그 고유의 단점으로서 처리될 조직을 통과한 후 RF 전류를 수용하기 위해 복귀 전극을 강력히 필요로 한다. 지방조직(예를 들어, 셀룰라이트)의 휘발성 처리를 위한 이러한 복귀 전극은 대부분의 에너지를 혈액 및 림프관을 통해 보내고 있다. 뚱뚱한 세포들은 그 고유 저항으로 인해 목표물이 아닌 조직으로부터 확산될 열에 의해서만 가열된다.

따라서, 상술한 바와 같은 단점들을 해소하면서 RF 에너지를 통해 생물학적 조직을 가열하는 개선된 시스템 및 방법이 매우 바람직하며, 이러한 시스템 및 방법이 강력히 요망되고 있다.

발명의 요약

본 발명의 한가지 특징에 따르면, 지방조직 수축 및/또는 셀룰라이트 감소를 달성하기 위해 인체 조직(예를 들어, 진피 및/또는 피하조직)의 깊은 층을 RF(HF) 에너지 처리하는 시스템이 제공된다.

이러한 시스템은 RF 에너지 결합 안테나로서 작용하는 RF 에너지 어플리케이터(예를 들어, 구형 형상을 취하는)를 포함하며, 이러한 RF 에너지 결합 안테나는 조직의 지방과 접촉하였을 때 인접한 조직과 조합하여 손실 전달라인으로 작용한다.

또한, 상기 시스템은 RF 에너지 어플리케이터와 직접 접촉하도록 배치된 인체 조직의 처리 영역(부분)을 부가로 포함하며, 하부의 피하 조직은 상기 어플리케이터 및 전송라인의 소산 부하로서 작용한다.

또한, 상기 시스템은 평행 공진회로(RF-공진기)를 부가로 포함하며; 이러한 평행 공진회로는 인덕터와 커패시터를 포함하며, 일정 지점에서 상기 어플리케이터와 최대한 밀착접촉되며; 부착된 인체 조직의 상기 영역의 임피던스 계수 보다 적어도 20배 큰 등가 저항에 의해 결정되는 활성 손실을 제공하는 이러한 공진회로의 장점적 요소는 충분히 커야만 한다.

또한, 상기 시스템은 인체 조직으로부터의 반사력을 최소화하고 인체 조직을 통해 진행파를 제공하기 위해, 인체 조직의 처리된 영역의 임피던스를 50오옴으로 변환하는 임피던스 매칭 네트웍(impedance matching network: IMN)을 부가로 포함한다.

또한, 상기 시스템은 표면이나 표면의 하부에서 예정된 깊이로 최대한의 RF 진행파의 달성을 제공하는, IMN의 입력부에서 상 이송장치를 부가로 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 시스템의 작동을 포함하는 방법이 제공된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 어플리케이터는 Al, Ag, Au, 구리, 또는 구리와 알루미늄의 합금으로 제조되며; 유전성 물질로 코팅된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, 상기 어플리케이터는 알루미나로 코팅된 Al로 제조된다.

서술될 양호한 실시예에서의 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 어플리케이터는 처리된 피부의 표면으로 이동한다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공급 케이블은 RF 어플리케이터 및 RF 공진기를 임피던스 매칭 시스템에 연결한다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, 상기 공급 케이블은 공진 길이(n*λ/2)를 가지며, 상기 λ는 케이블 물질에서 RF 에너지의 파장이며, n은 전체 갯수이다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 임피던스 매칭 시스템은 인체 조직의 부착된 부재의 리액턴스의 보상을 제공한다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 임피던스 매칭 시스템은 고정된 L형, T형, 또는 П형 구조를 취한다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, 상기 임피던스 매칭 시스템은 광대역 임피더스 변압기(transformer) 이다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 임피던스 매칭 시스템은 가변적이다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 상 이송기는 트럼본 형태를 취한다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, 상기 상 이송기는 원추형 케이블로 구성된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 상 이송기에 의해 제공된 상 이송은 실시간으로 가변적이다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 매칭 시스템과 RF 어플리케이터 사이에는 임피던스 미터(센서)가 제공된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, 상기 임피던스 매칭 시스템은 최적의 임피던스 매칭 및 인체 조직내로의 최대 에너지 침적에 도달하기 위해 상기 임피던스 미터(센서)로부터 신호를 얻는 피드백 시스템에 의해 제어될 수 있다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 다른 특징에 따르면, 결합된 에너지는 RF 발생기(증폭기)로부터 분배된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 분배된 RF 힘은 연속적인 모드로 또는 펄싱(pulsing) 모드로 결합된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, 인체 조직에 결합된 에너지의 제어는 펄싱 모드에서 RF 힘의 듀티 사이클이나 진폭의 변화에 의해 달성된다(PWM 제어).

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, 인체의 일정 부분은 상기 RF 공진기의 두번째 지점(예를 들어, 지면)과 접촉한다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 다른 특징에 따르면, 작동은 인체의 공진 주파수로 제공된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, RF 어플리케이터에 의한 처리는 레이저 처리와 조합된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, RF 어플리케이터에 의한 처리는 초음파 처리와 조합된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, RF 어플리케이터에 의한 처리는 자외선 처리와 조합된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, RF 어플리케이터에 의한 처리는 플라즈마 처리와 조합된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, RF 어플리케이터에 의한 처리는 플래시 램프 처리와 조합된다.

본 발명의 한가지 특징에 따르면, 피험자 내부의 선택된 목표물에 열 처리를 실행하기 위한 개선된 시스템이 제공되며, 이러한 시스템은 (a)피험자에 소속된 생물학적 조직의 표면과 접촉할 수 있는 어플리케이터로 지향되는 출력 RF 힘 신호를 생성할 수 있는 RF 에너지원과, (b)그 방출된 에너지가 생물학적 조직의 표면 아래로 원하는 깊이에 위치하는 예정된 에너지 확산 영역에 주로 집중되도록, 출력 신호의 지향된 진행파의 상을 이송할 수 있는 상 이송기와, (c)피험자에 소속된 생물학적 조직의 임피던스를 정상값으로부터 보정값으로 변환시킬 수 있는 임피던스 매칭 네트웍(IMN)과, (d)상기 어플리케이터에 배치되며, 원하는 양의 에너지를 주기적으로 축적 및 방출할 수 있는 RF 공진기를 포함하며, (e)상기 어플리케이터는 상 이송기와 IMN 및 공진기에 의해 출력이 처리된 후, 출력 RF 힘 신호를 RF 에너지원으로부터 상기 생물학적 조직의 표면을 통해 예정된 에너지 확산 영역으로 이송할 수 있으며; 상기 어플리케이터는 원하는 양의 에너지를 상기 생물학적 조직의 표면 하부에서 예정된 에너지 확산 영역에 분배할 수 있으며; 상기 보정값은 RF 에너지원과 상 이송기의 임피던스 특징을 매칭시킴으로써 출력 진행파가 정상파로 변환되지 않고 상기 생물학적 조직의 표면을 통과할 수 있도록 하며; 상기 RF 공진기는 에너지의 상당 부분이 예정된 에너지 확산 영역에 집중되도록, 원하는 양의 에너지를 집중시킬 수 있다. 이러한 시스템의 동작은 냉각장치가 없어도 상기 생물학적 조직의 표면이 예정된 에너지 확산 영역 보다 낮은 온도로 유지되도록, 역전형 열구배를 생성한다. 접지 전극이 없음으로써 상기 에너지 확산 영역에서 출력 RF 힘 신호의 파형들이 자유롭게 전달되도록 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면 피험자 내부의 선택된 목표물에 열 처리를 실행하기 위한 개선된 방법이 제공된다. 이러한 방법은 (a)피험자에 소속된 생물학적 조직의 표면과 접촉할 수 있는 어플리케이터로 지향된 출력 RF 힘 신호를 제공하는 단계와, (b)그 방출된 에너지가 생물학적 조직의 표면 하부에 원하는 깊이에 위치하는 예정된 에너지 확산 영역에 주로 집중되도록, 출력 RF 힘 신호에서 진행파의 상을 이송시키는 상 이송기를 사용하는 단계와, (c)피험자에 소속된 생물학적 조직의 임피던스를 정상값으로부터 보정값으로 변환시키는 단계와, (d)상기 어플리케이터에 배치된 RF 공진기를 주기적으로 축적하고, 이로부터 원하는 양의 에너지를 주기적으로 방출하는 단계와, (e)에너지의 상당 부분이 상기 예정된 에너지 확산 영역에 집중되고 이로부터 방출되도록, 상기 RF 공진기에 원하는 양의 에너지를 집중시키는 단계와, (f)상기 어플리케이터에 의해 출력이 상 이송기와 IMN 및 공진기에 의해 처리된 후, RF 에너지의 출력 신호를 생물학적 조직의 표면을 통해 예정된 에너지 확산 영역으로 이송하는 단계를 포함하며; 상기 선택된 목표물은 예정된 에너지 확산 영역내에 배치되며; 상기 보정값은 RF 에너지원과 상 이송기의 임피던스 특징을 매칭시킴으로써 출력 신호가 임피던스 매칭 네트웍(IMN)에 의해 정상파로 변환되지 않고 상기 생물학적 조직의 표면을 통과할 수 있도록 한다. 상기 단계(a 내지 f)의 실행은 상기 생물학적 조직의 표면이 예정된 에너지 확산 영역 보다 낮은 온도로 유지되어 냉각장치에 대한 필요성이 제거되도록, 역전형 열구배를 생성한다. 접지 전극이 없음으로써 상기 에너지 확산 영역에서 출력 RF 힘 신호의 파형들이 자유롭게 전달되도록 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 셀룰라이트 처리를 위한 개선된 방법이 제공된다. 이러한 방법은 (a)피험자에 소속된 생물학적 조직의 표면과 접촉할 수 있는 어플리케이터로 지향될 수 있는 RF 에너지의 출력 신호를 제공하는 단계와, (b)그 방출되는 에너지가 주로 상기 생물학적 조직의 표면 아래에서 원하는 깊이에 놓여 있는 예정된 에너지 확산 영역에 집중되도록, 상기 출력 진행파에서 파의 상을 이송시키기 위해 상 이송기를 사용하는 단계와, (c)피험자에 소속된 생물학적 조직의 임피던스를 정상값으로부터 보정값으로 변환하는 단계와, (d)상기 어플리케이터에 배치된 RF 공진기를 주기적으로 축적하고 이로부터 원하는 양의 에너지를 방출하는 단계와, (e)에너지의 상당 부분이 이로부터의 방출에 따라 상기 예정된 에너지 확산 영역에 집중되도록, 상기 원하는 양의 에너지를 RF 공진기에 집중시키는 단계와, (f)상기 출력이 상 이송기와 IMN 및 공진기에 의해 처리된 후, 상기 출력을 어플리케이터에 의해 RF 에너지원으로부터 생물학적 조직의 표면을 통해 예정된 에너지 확산 영역으로 이송하는 단계를 포함하며; 상기 선택된 목표물은 예정된 에너지 확산 영역 내에 배치되며; 상기 예정된 에너지 확산 영역은 적어도 하나의 셀룰라이트 몸체를 포함하며; 상기 보정값은 RF 전력원과 상 이송기의 임피던스 특징과 매칭시킴으로써 상기 출력 신호가 임피던스 매칭 네트웍(IMN)에 의해 정상파로 변환되지 않고 생물학적 조직의 표면을 통과하도록 한다. 상기 단계(a 내지 f)는 생물학적 조직의 표면이 예정된 에너지 확산 영역 보다 낮은 온도로 유지되어 냉각 장치의 필요성을 제거하도록 역전형 열구배를 생성한다. 접지 전극이 없음으로써 상기 에너지 확산 영역에서 출력 RF 힘 신호의 파형들이 자유롭게 전달되도록 한다. 상기 적어도 하나의 셀룰라이트 몸체는 이에 인접한 조직 보다 높은 온도로 가열된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, 상기 시스템은 펄스폭 변조(PWM) 제어기를 부가로 포함하며, 이러한 PWM 제어기에 의해 RF 에너지원은 평균적인 출력 힘 제어를 위해, 출력 신호를 원하는 진폭과 원하는 반복 주파수를 갖는 설정 주기의 펄스로 분배할 수 있다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 시스템은 생물학적 조직의 표면과 어플리케이터 사이에 배치될 수 있는 유전 장벽을 부가로 포함하며, 이러한 유전 장벽은 도전성 전류의 전달을 방지한다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 어플리케이터는 알루미늄, 은, 금, 구리, 및 이들의 합금으로 구성된 집단으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속으로 제조된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, 상기 유전 장벽은 어플리케이터상에 유전 코팅으로서 공급된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 어플리케이터는 주로 알루미늄으로 구성되며, 상기 유전 장벽은 알루미나 코팅으로서 공급된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 어플리케이터는 에너지 확산 영역의 위치를 변화시키는 수단으로서, 생물학적 조직의 표면상에서 이동가능하다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, 상기 시스템은 공급 케이블을 부가로 포함하며, 상기 공급 케이블은 IMN이 구비된 RF 공진기와 RF 어플리케터를 연결한다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 공급 케이블은 n*λ/2 로 한정된 공진 길이를 가지며, 상기 λ는 케이블 물질에서 RF 에너지의 파장이며, n은 전체 갯수를 의미한다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, 상기 IMN은 L형, T형, 또는 П형 구조로 구성된 집단에서 선택된 형상을 특징으로 하는 고정된 구조를 갖는다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 IMN은 광대역 임피던스 변압기를 포함한다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, 상기 IMN은 가변적이다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 상 이송기는 트럼본 형태의 상 이송기구를 포함한다. 이러한 트럼본 상 이송기는 본 기술분야의 숙련자에게 널리 공지되어 있으며, 본 발명에 참조인용된 www.microwaves101.com/encyclopedia/phaseshifter.cfm 에 상세히 설명되어 있다(부록 A 참조).

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 상 이송기는 적어도 부분적으로 동축 케이블로 구성된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, 상기 상 이송기에 의해 제공된 상 이송은 가변적이다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 다른 특징에 따르면, 예정된 에너지 확산 영역에 분배된 에너지는 연속적 모드 또는 펄싱 모드로 결합된다. RF 에너지는 PWM 제어기에 의해 저주파를 갖는 사각형 펄스에 의해 변조될 수 있는 사인파형 신호로 생성된다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, RF 에너지는 선택된 목표물의 공지된 자연 공진 주파수와 매칭되는 공진 주파수를 특징으로 한다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, 상기 시스템은 레이저 비임, 초음파 변환기, 자외선 광원, 플라즈마 처리장치 및 플래시 램프로 구성된 집단에서 선택되는 적어도 하나의 부가적 성분을 부가로 포함한다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제공단계는 원하는 주파수를 갖는 설정된 주기의 펄스로 출력 신호를 제공하는 것을 나타낸다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 방법은 생물학적 조직의 표면과 어플리케이터 사이에 유전 장벽을 배치하는 단계를 부가로 포함한다. 상기 유전 장벽은 도전성 전류의 전달을 방해한다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, 상기 방법은 어플리케이터를 주로 알루미늄으로 구성하는 방법을 부가로 포함한다. 상기 유전 장벽은 알루미미늄 어플리케이터상의 알루미나 코팅으로 공급되는 것이 더욱 바람직하다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 방법은 에너지 확산 영역의 위치를 변경시키는 수단으로서, 상기 어플리케이터를 생물학적 조직의 표면에 대해 이동시키는 단계를 부가로 포함한다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 방법은 IMN이 구비된 RF 공진기에 RF 어플리케이터를 연결하기 위해 공급 케이블을 사용하는 단계를 부가로 포함한다.

서술된 양호한 실시예에서의 본 발명의 특징에 따르면, 상기 방법은 상 이송기에 의해 제공된 상 이송을 변화시키는 단계를 부가로 포함한다.

본 발명은 단일 전극에 의존하며 피부의 연소를 방지하는 냉각 시스템을 필요로 하지 않는, RF 에너지를 통해 생물학적 조직을 가열하는 개선된 시스템 및 방법을 제공하므로써, 이미 공지된 바와 같은 단점에 성공적으로 접근할 수 있다.

본 발명의 방법 및 시스템의 실행은 선택된 과업이나 단계를 수동으로, 자동으로 또는 이들의 조합에 의해 실행하거나 완료하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명의 방법 및 시스템의 양호한 실시예의 실질적인 기구 및 설비에 따르면, 선택된 단계는 펌웨어 운영체제에서의 하드웨어나 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 실행될 수 있다. 예를 들어, 하드웨어로서, 본 발명의 선택된 단계는 칩 또는 회로로서 실행된다. 소프트웨어로서, 본 발명의 선택된 단계는 적절한 운영체제를 사용하는 컴퓨터에 의해 실행되는 다수의 소프트웨어 명령으로서 실행될 수 있다. 그 어떤 경우라도, 본 발명의 시스템 및 방법의 선택된 단계는 다수의 명령을 실행하는 연산 플랫포옴 등과 같은 데이터 프로세서에 의해 실행되는 것으로 서술된다.

본 발명은 첨부의 도면을 참조하여 단지 예시적인 실시예로 서술되었다. 도면에 부여된 특정한 도면부호에 의해, 도시된 각각의 사항은 본 발명의 양호한 실시예의 예시적인 설명을 위한 것이며, 가장 유용한 것으로 여겨지면서도 본 발명의 원리 및 개념적 특징을 용이하게 이해할 수 있는 것을 제공하기 위한 것이다. 이에 대해, 본 발명의 구조를 상세히 설명하기 보다는 본 발명의 기본적 이해에 필요한 것을 제공하기 위해 노력하였으며, 이러한 설명은 본 기술분야의 숙련자라면 명확히 알 수 있는 것을 도면을 참조하여 본 발명의 여러가지 형태가 실제로 어떻게 사용되는지에 대해 서술되었다.

도1은 본 발명에 따라 처리된 조직으로의 RF 힘 커플링을 도시하는 개략적인 도면.

도2는 본 발명에 따른 RF 시스템을 개략적으로 도시한 도면으로서, PWM이 구비된 출력 힘 제어의 원리와 본 발명의 양호한 실시예에 따른 입사 RF 파의 상 이송을 갖는 처리 공간제어의 원리를 도시한 도면.

도3은 본 발명에 따른 임피던스 매칭 시스템을 도시한 도면.

도4는 목표물로서 사과 조각을 이용한 본 발명에 따른 시스템의 동작에 의한, 열 분포를 도시하는 열분석도.

도5는 목표물로서 사과 조각을 이용한 종래기술의 동작에 의한, 열 분포를 도시하는 열분석도.

도6은 본 발명의 따른 방법의 실행과 연관된 일련의 이벤트를 도시하는 개략적인 플로우 다이아그램.

바람직한 구체예에 대한 간단한 설명

본 발명은 단일 전극만을 필요로 하며, RF 에너지를 통해 생물학적 조직을 가열하는 개선된 방법 및 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 단일 전극을 통 해 적용된 RF 파의 상 제어 및 변조에 의한 상(PWM) 제어는 진피 및 피하층 등과 같은 조직의 하부층의 효과적인 가열을 촉진시키면서, 피부 표면의 냉각에 대한 필요성을 제고한다. 그 결과, 지방 조직의 원하는 가열 및 수축을 달성할 수 있다. 이에 의해 먼저 비휘발성 셀룰라이트가 감소된다.

본 발명에 따라 RF 에너지를 통해 생물학적 조직을 가열하는 개선된 시스템 및 방법은 첨부의 도면과 이에 따른 하기의 상세한 설명에 의해 보다 용이하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 적어도 하나의 실시예를 상세히 설명하기 전에, 본 발명은 하기의 설명이나 도면에 도시된 부품의 구성 및 배열의 적용에 한정되지 않음을 인식해야 한다. 본 발명은 다른 실시예에 다양한 방식으로 실행될 수 있다. 또한, 사용된 표현이나 용어는 단지 설명을 위한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않음을 인식해야 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 대안에 대해 여러가지 장점을 제공한다.

지면 전극이 없이 사용된 단일 전극 또는 어플리케이터는 RF 에너지의 동일한 적용을 허용하며; 이것은 적용된 전자파에서 주로 회전부와, 쌍극자 분자(특히, 물 분자)의 진동을 향해 지향된다.

상 이송기법은 RF 파 최대값의 위치 변화에 의해 피부 표면에 대한 예정된 깊이에서 RF 에너지의 집중 가능성을 제공한다.

피하조직 내부의 에너지 확산 조직화는 피부 표면(표피)에서 매우 낮은 온도의 유지보수를 보장한다. 이것은 외부 냉각 시스템을 사용하지 않고서도 역전형 열구배를 제공한다.

알루미나-세라믹 코팅된 어플리케이터는 에너지 손실을 최소화하며, 인체 조직을 통한 불필요한 도전성 전류를 방지한다.

어플리케이터에 인접하여 부착된 지지용 평행 공진기는 RF 에너지를 축적하며, 적용 표면상에서 어플리케이터 및 RF 전압의 효과적인 자극을 제공한다.

단펄스에서 높은 RF 힘을 적용하면 상대적으로 낮은 평균 RF 힘 레벨도 셀룰라이트 캡슐의 빠르고 효과적인 가열을 제공한다.

출력 RF 힘의 PWM의 제어 및 간단한 IMN 기법은 모든 형태의 인간 조직에 대해 양호한 매칭 및 낮은 RF 힘 반사를 제공한다. 적용된 고정형 IMN 및 PWM 제어의 또 다른 장점은 복잡한 임피던스 매칭 보정이 없어도 다양한 형태의 인간 조직에 대해 양호한 임피던스 매칭을 보장한다. RF 어플리케이터는 처리된 표면상에서 이동될 수 있다.

체적이 뚱뚱한 조직의 처리는 전극-어플리케이터로부터 원하는 거리에서 최대한으로 동일한 RF 파(파 전달에 횡단하는 단면을 통해)의 전개를 요구한다. 이러한 동일하면서도 고강도의 RF 파는 셀룰라이트 캡슐 및 뚱뚱한 세포의 효과적인 가열을 보장하는데, 그 이유는 이들이 물 분자를 포함하고 있기 때문이다. 이와는 달리, 혈액 및 림프관은 불필요하게 가열되지 않는데, 그 이유는 이러한 림프관에서 자연적인 물 분자의 순환이 대류성 냉각을 제공하기 때문이다. 또한, 혈액 및 림프관은 근육, 신경조직 및 결합조직 등과 같이 목표물이 아닌 기타 다른 조직에 대해 도전성 냉각을 제공한다.

도면을 참조하여 본 발명에 따른 시스템의 주요한 부품 및 그 동작이 하기에 상세히 서술될 것이다.

본 발명은 피험자내에 선택된 목표물의 열 처리를 위하여 주로 시스템(30)(도1 내지 도3)을 사용한다. 이러한 시스템(30)은 어플리케이터(3)로 지향되는 출력 RF 힘 신호(17)를 생산할 수 있는 RF 에너지원(10)을 포함하며, 상기 어플리케이터는 피험자에 소속된 생물학적 조직(4)의 표면(6)과 접촉할 수 있다. 상기 어플리케이터(3)는 원하는 양의 에너지를 생물학적 조직(4)의 아래에서 예정된 에너지 확산 영역(5)으로 분배할 수 있다. 선택된 목표물은 예정된 에너지 확산 영역(5)내에 배치되며, 도면에는 물 분자(1)로서 제공되었다.

상기 시스템(30)은 상 이송기[예를 들어, 트럼폰 형태의 상 이송기(14)]를 부가로 포함한다. 상 이송기(14)는 출력 힘(17)의 지향된 진행파의 상을 이송할 수 있으므로, 이로부터의 에너지는 주로 생물학적 조직(4)의 표면(6) 아래에서 원하는 깊이로 높여 있는 예정된 에너지 확산 영역(5)에 집중된다.

상기 시스템(30)은 피험자에 소속된 생물학적 조직(4)의 임피던스를 정상값(예를 들어 250 내지 350 오옴)으로부터 보정값(예를 들어, 50 오옴)으로 변환할 수 있는 임피던스 매칭 네트웍(impedance matching network: IMN)(11)을 부가로 포함한다. 상기 보정값은 상 이송기(14)와 케이블(11)을 포함하는 RF 전송라인과 RF 에너지원의 임피던스 특징과 매칭되므로, 출력 RF 힘 신호(17)의 진행파는 정상파로 변환되지 않고 생물학적 조직(4)의 표면(6)을 통과한다.

상기 시스템(30)은 어플리케이터(3)에 배치된 RF 공진기(13)를 부가로 포함하며; 상기 RF 공진기(13)는 원하는 양의 에너지를 주기적으로 축적 및 방출할 수 있으며, 또한 원하는 양의 에너지를 집중시킬 수 있으므로, 에너지의 상당 부분이 설정의 에너지 확산 영역(5)으로 전송될 수 있다.

시스템(30)은 어플리케이터(3)를 부가로 포함하며, 이러한 어플리케이터는 상 이송기(14)와 IMN(11)과 공진기(13)에 의해 출력(17)이 처리된 후, RF 힘 신호(17)를 RF 에너지원(10)으로부터 생물학적 조직(4)의 표면(6)을 통해 예정된 에너지 확산 영역(5)으로 이송할 수 있다.

전형적으로, 시스템(30)의 작동은 출력 신호(17)로부터 에너지의 부가적인 2% 내지 4% 반사로 인해, 출력 신호(17)로부터 에너지의 약 1% 내지 4% 손실을 초래한다. 이것은 시스템(30)이 출력 신호(17)로부터 영역(5)으로 에너지의 90% 내지 95%를 신뢰성있게 분배할 수 있음을 의미한다. 출력 신호(17)로부터 작은 영역(5)으로의 에너지 집중과 그 효과는 상술한 바와 같은 대안들에 의해서는 달성될 수 없다. IMN(11)은 표면(6)으로부터 적용된 출력 신호(17)의 반사를 감소시키며, 이에 따라 에너지 확산 영역(5)으로의 에너지 분배 효율을 증가시킨다.

생물학적 조직(4)의 표면(6)이 냉각장치가 없어도 예정된 에너지 확산 영역(5) 보다 낮은 온도로 유지되도록, 시스템의 작동이 역전형 열구배를 생성한다는 점이 상기 시스템(30)의 고유의 장점이다.

또한, 시스템(30)으로부터 접지 전극이 없다는 점으로 인해, 에너지 확산 영역(5)에서 출력 RF 힘 신호(17)의 파형이 자유롭게 전달되는 것을 허용한다.

이러한 요소는 종래기술의 대안들에 의해 달성되었던 물 분자(1)의 가열도에 비해 물 분자(1)의 가열도를 상당히 증가시킨다.

상기 시스템(30)의 고유의 장점은 종래기술의 쌍극(즉, 2극) 시스템(도5)과 시스템(30)(도4)을 이용한 에너지 확산 영역(5)의 열분석도로부터 명확해진다. 각각의 열분석도(thermo-gram)는 좌측에서의 키이(key)에 의해 수반되며; 이러한 키이에서 백색, 황색, 오렌지색, 녹색, 청색, 자주색은 열에너지의 농도가 감소되는 순서를 나타내고 있다. 각각의 도면에서는 생물학적 조직(4)으로서 사과 조각이 사용된다. 특히, 시스템(30)이 영역(4)을 조직(4)의 표면으로부터 이동시키는 것이 명확하게 나타나 있다.

도4는 시스템(30)의 어플리케이터(3)가 조직(4)의 표면과 접촉하였을 때, 출력 RF 힘 신호(17)의 출력 에너지의 분배가 주로 영역(5)으로의 에너지 분배로 귀결된다는 것을 도시하고 있다. 조직(4)의 표면(6)에서의 온도는 영역(5)에서 라인(26)을 따라 확연히 낮다. 환언하면, 시스템(30)의 동작은 역전형 열구배를 생성하며, 표면(6)의 불필요한 과열을 방지하는 냉각 시스템에 대한 필요성을 제거한다.

세밀하게 비교하면, 도5는 종래기술의 쌍극 시스템의 어플리케이터(3)가 조직(4)의 표면(6)과 접촉하였을 때, 출력 RF 힘 신호(17)의 출력 에너지의 분배가 주로 조직(4)의 표면(6)에 인접한 영역(5)으로 에너지를 분배하는 결과를 초래한다. 이것은 영역(5)의 중앙을 통과하는 라인(26)과 표면(6) 사이의 거리를 감소시킨다. 환언하면, 종래기술의 쌍극 시스템은 열에너지를 주로 표면(6)에 인접하여 분배한다. 도5의 열분석도는 냉각 시스템이 구비된 종래기술의 쌍극 시스템이 작동되었을 때 관찰되는 열에너지의 분배를 도시하고 있다. 이러한 냉각 시스템에도 불구하고, 역전형 열구배는 달성되지 않는다.

선택적으로, 시스템(30)은 PWM 제어기를 부가로 포함하며, 이러한 PWM 제어기(12)에 의해 RF 에너지원은 출력 힘 신호를 원하는 주파수를 갖는 예정된 주기 및 진폭의 펄스로 분배할 수 있다. 예를 들어, 작동되는 RF 주파수는 40.68MHz 이며, PWM 주파수는 1 kHz 이며, 듀티 사이클은 10% 내지 90% 이다.

본 발명의 양호한 실시에에 따르면, 어플리케이터(3)는 예를 들어 알루미늄, 은, 구리, 또는 이들의 합금 등과 같은 금속으로 제조된다. 선택적으로, 생물학적 조직(4)의 표면(6)과 어플리케이터(3) 사이에는 유전 장벽(2)이 배치될 수도 있다. 상기 유전 장벽(2)은 조직으로 불필요한 도전성 전류가 흐르는 것을 방지한다. 본 발명의 양호한 실시에에 따르면, 상기 유전 장벽(2)은 어플리케이터(3)상의 유전 코팅으로서 공급된다. 가장 양호한 실시예에 따르면, 어플리케이터(3)는 주로 알루미늄으로 구성되며, 유전 장벽(2)은 알루미나 코팅으로서 공급된다.

선택적으로, 어플리케이터(3)는 에너지 확산 영역(5)의 위치를 변경시키는 수단으로서 생물학적 조직(4)의 표면(6)상에서 이동가능하다.

선택적으로, 시스템(30)은 공급 케이블(7)을 부가로 포함하며, 이러한 공급 케이블(7)은 IMN(11)으로 RF 어플리케이터(3)와 RF 공진기(13)를 연결한다. 선택적으로, 상기 공급 케이블(7)은 n*λ/2 로 한정된 공진 길이를 가지며, 상기 λ는 케이블 물질에서 RF 에너지의 파장이며, n은 전체 갯수이다.

선택적으로, IMN(11)은 예를 들어 L형, T형, 또는 П형 구조 등의 형상을 특징으로 하는 고정된 구조를 포함한다. 선택적으로, 상기 IMN(11)은 광대역 임피던 스 변압기를 포함한다. 선택적으로, 상기 IMN(11)은 가변적이다.

선택적으로, 상 이송기(14)는 트럼본 형태의 상 이송기구를 포함한다.

선택적으로 또는 부가적으로, 상 이송기(14)는 적어도 부분적으로 동축 케이블로 구성된다.

선택적으로, 상기 상 이송기(14)는 가변적 상 이송을 제공한다.

선택적으로, RF 발생기(10)는 결합 에너지를 분배한다.

선택적으로, 설정의 에너지 확산 영역(5)에 분배된 에너지는 연속적인 모드로 또는 펄싱 모드로 결합된다. 상기 RF 발생기(10)는 저주파를 갖는 사각형 펄스에 의해 변조되는 사인파형 신호 형태로 출력(17)을 생산한다. 이것은 예를 들어 PWM 제어기(12)에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 가장 양호한 실시예에 따르면, 시스템(30)은 RF 에너지(17)를 사용하는데, 이러한 RF 에너지는 선택된 목표물의 공지된 자연적인 공진 주파수와 매칭되는 공진 주파수를 특징으로 한다.

선택적으로, 시스템(30)은 예를 들어 레이저 비임, 초음파 변환기, 자외선 광원, 플라즈마 처리장치 및 플래시 램프 등과 같은 부가적인 부품을 부가로 포함한다.

본 발명은 피험자내의 선택된 목표물을 열 처리하기 위한 개선된 방법(100)에 의해 부가로 사용된다. 이러한 방법(100)은 피험자에 소속된 생물학적 조직(4)의 표면(6)과 접촉할 수 있는 어플리케이터(3)로 지향된 출력 RF 힘 신호(17)를 제공하는 단계(102)를 포함한다.

상기 방법(100)은 그 방출 에너지가 주로 생물학적 조직(4)의 표면 아래에서 원하는 깊이로 놓여 있는 예정된 에너지 확산 영역(5)에 집중되도록, 출력 RF 힘(17)의 RF 진행파의 상을 이송시키는 상 이송기(14)를 사용하는 단계(104)를 포함한다.

상기 방법(100)은 피험자에 소속된 생물학적 조직(4)의 임피던스를 정상값으로부터 보정값으로 변환하는 단계(106)를 부가로 포함한다. 상기 보정값은 출력 RF 힘 신호(17)의 진행파가 IMN(11)에 의해 정상파로 변환되지 않고 생물학적 조직(4)의 표면(6)을 통과할 수 있도록, IMN(11) 공급 케이블 및 상 이송기(14)를 포함하는 RF 전송 라인과 RF 에너지원의 특징적인 임피던스 특징과 매칭된다.

상기 방법(100)은 원하는 에너지의 양을 어플리케이터(3)에 배치된 RF 공진기(13)에 주기적으로 축적/방출하는 단계(108)를 부가로 포함한다.

상기 방법(100)은 공진기(13)로부터의 방출에 의해 에너지의 상당 부분이 예정된 에너지 확산 영역(5)에 집중되도록, 원하는 에너지의 양을 RF 공진기(13)에 집중시키는 단계(110)를 부가로 포함한다.

상기 방법(100)은 상기 어플리케이터(3)에 의해 출력이 상 이송기(14)와 IMN(11) 및 공진기(13)에 의해 처리된 후, 출력(17)을 RF 에너지원(10)으로부터 생물학적 조직(4)의 표면(6)을 통해 예정된 에너지 확산 영역(5)으로 이송하는 단계(112)를 부가로 포함한다.

상기 단계(102, 104, 105, 108, 110, 112)의 실행은 생물학적 조직(4)의 표면(6)이 예정된 에너지 확산 영역(5) 보다 낮은 온도로 유지될 수 있도록 역전형 열구배를 생산하므로써 냉각 시스템에 대한 필요성을 제거한다.

접지 전극이 없음으로써 상기 에너지 확산 영역(5)에 출력 신호(17)의 파형들이 자유롭게 전달되도록 한다.

설명되는 실시예의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제공 단계는 상술한 바와 같이 원하는 주파수를 갖는 설정의 주기 및 진폭의 펄스로 출력 신호(17)를 제공하는 단계(118)를 포함한다.

상기 방법(100)은 생물학적 조직(4)의 표면(6)과 어플리케이터(3) 사이에 유전 장벽(2)을 배치하는 단계(120)를 부가로 포함한다. 상기 유전 장벽(2)은 도전성 전류의 전달을 방지한다. 상기 방법(100)은 어플리케이터(3)를 주로 알루미늄으로 구성하는 단계를 부가로 포함한다. 상기 유전 장벽(2)은 알루미늄 어플리케이터(3)상에 알루미나 코팅으로서 공급된다.

상기 방법(100)은 에너지 확산 영역(5)의 위치를 변화시키는 수단으로서 어플리케이터(3)를 생물학적 조직(4)의 표면(6)에 대해 이동시키는 단계(122)를 부가로 포함한다.

선택적으로, 상기 방법(100)은 IMN(11)으로 어플리케이터(3)와 공진기(13)를 연결하는 공급 케이블(ⅩⅩ)을 사용하는 단계(124)를 부가로 포함한다.

선택적으로, 상기 방법(100)은 상 이송기(14)에 의해 제공된 상 이송을 변화시키는 단계(126)를 부가로 포함한다.

상기 방법(100)은 적어도 하나의 셀룰라이트 몸체를 포함하는 예정된 에너지 확산 영역을 설정하므로써 셀룰라이트 처리에 선택적으로 사용되며, 상기 셀룰라이트 몸체는 그 인접한 조직 보다 높은 온도로 가열되는 목표물로서 작용한다. 그 결과, 셀룰라이트는 감소된다.

본 발명은 교류 전자기장에서 쌍극 구조인 물 분자(도1)의 분자 회전을 통해 생물학적 조직의 RF 가열에 의존한다. 도전성 HF 전류를 피하기 위해, 유전 장벽(2)은 생물학적 조직의 표면(6)과 어플리케이터(3) 사이에 절연을 제공한다.

상기 어플리케이터(3)는 40 내지 50㎛의 두께를 갖는 알루미나 코팅으로 덮인 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 구성된다. 어플리케이터(3)는 조직 표면(6)을 냉각하도로 작용하므로써, 별도의 냉각 시스템에 대한 필요성을 제거한다.

어플리케이터(3)는 깊은 조직(4)에 RF 파를 방출하는 안테나 커플러로서 서술될 수 있다. 에너지 부하의 최종적인 확산은 RF 에너지의 방출 결합으로 서술될 수 있다.

RF 에너지가 주로 적용되는 영역은 조직 표면(6)과 어플리케이터(3) 사이의 접촉 영역에 의해 또한 입사 전자기파 펄스(17)에 의해 결정된다. 에너지는 표면(6)으로부터 분기되며, 조직(4)을 통해 효과적으로 확산된다. RF 에너지의 관통 깊이는 RF 힘과 어플리케이터의 영역과 전자기파의 상 이송에 의존한다. 상 이송장치(14)의 적용에 의해, 에너지 확산 영역(5)의 위치를 조정할 수 있으며, 또한 선택된 목표물(예를 들어, 셀룰라이트 상처)와 일치될 수 있다.

적용된 요동형의 RF 필드는 일련의 에너지 확산 영역(5)의 가열에 의해 회전 및 진동되도록, 모든 쌍극 분자[대부분 물 분자(1)]를 자극한다. 상기 영역(5)은 RF 발생기(10)와 어플리케이터(3) 사이에서 상 이송장치(14)에 의해 제어된다. 가열은 주로 지방조직에서 이루어지는데, 그 이유는 이러한 지방조직은 물이 풍부하지만 혈관처럼 대류성 냉각을 받지 않기 때문이다. 따라서, 콜라겐 캡슐은 그 높은 열 해리때문에 가열에 의해 파괴될 것이다.

정점이 높은 RF 힘을 평균의 낮은 힘 레벨로 유지할 수 있는 능력을 제공하는, 출력 RF 힘의 펄스폭 변조(PWM) 제어는 가장 효과적인 콜라겐 캡슐의 파괴를 유도할 것이다.

본 발명의 장점은 표피층(6)이 피하 조직(4) 보다 적게 가열된다는 점이다. 서메이지(Thermage) 특허 명세서에 개시되어 있는 표피의 급속한 냉각에 의해 제공되는 역전형 열구배는 조직의 깊숙한 가열에 의해 자동으로 달성될 수 있다.

도시된 형상에서 제2전극 또는 접지 전극이 없음으로, 조직(4) 내에서 RF 파의 자유로운 전달이 허용된다.

RF 에너지원(10)(도2)으로부터 공진 케이블(7)을 통해 어플리케이터(3)로의 RF 에너지 전달을 최대화하기 위해서는, 예를 들어 20 이상의 매우 높은 Q 팩터를 특징으로 하며 평행하게 연결된 인덕터와 커패시터(8)를 포함하는 평행 공진기(13)의 중앙 지점에 연결된다.

분배된 요동형 RF 힘(예를 들어, 25와트 내지 300와트)은 공진기(13)에 저장되므로, 공진기(13)의 활성(분산) 부하는 오직 인접한 조직뿐이다.

공진기(13)의 활성 손실은 매우 낮다[조직(4)내에 확산된 에너지 보다 25배 내지 50배 적다]. 커패시터(18)와 인덕터(19)의 간헐적 방전은 어플리케이터(3)를 통해 조직(4)에 결합된다.

40.68MHz의 작동 주파수에서 200와트 내지 400와트의 전체 전력을 생산할 수 있는 RF 발생기(10)는 50오옴 저항성 부하에서 최적의 성능을 나타낸다. 상기 최적의 성능이란 부하에 의해 확산되는 최대한의 RF 전방 힘을 갖는 최소한으로 반사된 RF 힘을 의미한다. 따라서, 조직(4)의 처리된 체적(5)을 포함하는 실제 부하는 50오옴 부하로 매칭된다.

사용된 임피던스 매칭 네트웍[IMN(11): 도2 참조]은 고정되며(소자들은 작동가능하게 변화되지 않으며), 따라서, RF 힘 진폭의 변화가 없어도 동작이 실행될 수 있다. 출력 힘의 제어는 PWM 제어(펄스폭 변조 제어)에 의해 달성된다. PWM은 RF 파 보다 낮은 주파수로 적용된 사각형 힘 펄스에 의해 출력 힘의 변조를 달성한다. RF 힘 결합을 감소시키기 위하여, PWM의 듀티 사이클을 감소시킬 필요가 있다. PWM 제어기(12)는 2kHz의 변조 주파수로 사각형 펄스를 생산한다. 상기 듀티 사이클은 5% 내지 100%로 변화된다. 도2에는 RF 힘 펄스(17)의 형상이 도시되어 있다. 출력 RF 힘의 PWM 제어는 가열 영역(5)에서 정점이 높은 RF 힘 레벨을 낮은 평균힘으로 허용한다. 이것은 혈관 및 기타 다른 조직에 충격을 최소한으로 하면서 효과적인 지방 캡슐의 가열을 제공한다.

반사된 RF 힘은 출력 힘의 1% 내지 2% 이므로, 출력 힘의 98%는 처리된 체적으로 확산된다. 전형적으로, 본 발명자는 에너지를 지방조직에 집중시켰기 때문에; 결합된 RF 에너지는 뚱뚱한 세포와 셀룰라이트 캡슐과 혈관 및 림프액에 의해 확산된다. 뚱뚱한 세포 및 셀룰라이트 조직에 유용한 일을 생산하는 에너지는 체적에 결합된 전체 에너지의 70% 내지 80%에 이를 것이다. 나머지 에너지는 인체 체액의 대류에 의해 열 확산을 통해 표면으로 확산된다.

어플리케이터(3)는 평행 공진기(13)에 연결된다. 어플리케이터(3)와 공진기(13)는 처리 과정에 사용되는 작동 핸드부재(22)의 내측에 물리적으로 배치된다. IMN 시스템은 주 시스템(23)의 내부에 배치된다. 어플리케이터(3)와 IMN(11) 사이에서 상 이송의 오정렬을 피하기 위하여, 케이블(7)의 길이는 케이블 물질의 RF 에너지의 파장(λ)의 전체 갯수와 동일하다.

조직(4)의 표면(6) 아래에서 필요한 진폭에 도달하기 위해, 상 이송 시스템[예를 들어, 트럼본 형태의 시스템(14)]은 RF 발생기(10)의 출력부와 IMN(11)의 입력부 사이에 삽입된다. 최대 에너지 확산의 위치는 이러한 상 이송 시스템에 의해 제어될 수 있으며, 조직(4)의 표면(6) 아래에 배치될 수 있다. RF 에너지 관통 깊이를 제어하기 위하여, 조직이나 최대 RF 전압의 영역에서 확산된 전자기파의 위치를 변화시키는 상기 트럼본의 길이는 짧아질 수 있다. 따라서, RF 에너지는 최대 RF 전압 주위의 체적에서 가장 효과적으로 확산될 것이다.

상 이송기(14)는 예를 들어 모터(15)에 의해 자동으로 제어될 수 있다. 이러한 상 변화는 선형적이거나 주기적이어서, 조직내의 최대 가열 영역의 변위 또는 최대 가열 영역 위치의 스캐닝을 제공한다.

도3에는 임피던스 매칭 시스템(11)의 실질적인 실행이 도시되어 있다. RF 발생기(10)로부터 동축 케이블(16)을 통해 분배된 RF 힘은 사각형 펄스(17)에 의해 변조된다. RF 발생기(10)가 50 오옴으로 매칭되고 인체 조직의 임피던스가 300 오옴에 가깝기 때문에, 조직(4)의 전자기 리액턴스의 보상에 의해 50 오옴을 300 오 옴으로 변환시킬 필요가 있다. 이것은 임피던스 매칭 네트웍(11)에 의해 달성된다. 이를 위해, RF 커패시터(18)와 RF 인덕터(19)(도3)로 구성된 L형의 단순고정된 IMN이 적용된다. 상 이송 시스템에 의해 제거가능한 상 이송을 실행하지 않고서도, RF 에너지를 IMN(11)으로부터 RF 어플리케이터(3)로 전달하기 위해 반파 케이블(7)이 작용된다. 지점(20)에서 측정된 임피던스는 50 오옴이고, 지점(21)에서 측정된 임피던스는 300 오옴 이다. 본 발명의 성능을 변경시키지 않고 다양한 형태의 임피던스 매칭 네트웍이 사용될 수 있다. 정확한 IMN 형태가 사용되었음에도 불구하고, 상기 IMN(11)은 임피던스 변화를 추적하도록 가변적으로 및/또는 자동적으로 제어될 수 있다.

명확성을 위하여 별도의 실시예의 내용으로 서술된 본 발명의 이러한 특징은 단일의 실시예와 함께 제공될 수 있음을 인식해야 한다. 이와는 달리, 단일의 실시예에서 간단히 서술된 본 발명의 여러 특징은 별도로 제공되거나 또는 적절한 조합을 통해 제공될 수도 있다.

본 발명은 특정한 실시예를 참조로 서술되었지만, 본 기술분야의 숙련자라면 다양한 변경 및 변형이 가능함을 인식해야 한다. 따라서, 이러한 모든 대안과 변경 및 변형은 본 발명의 범주내에 속한다. 본 발명에 언급된 모든 출판물, 특허, 특허출원서는 본 발명에 참조인용되었다. 또한, 본 발명에서의 인용문헌이나 참조문헌은 이러한 참조문헌이 본 발명에 대해 종래기술로서 유용한 것임을 인정하는 것은 아니다.

Claims

(a) 피험자에 소속된 생물학적 조직의 표면과 접촉할 수 있는 어플리케이터로 지향되는 출력 RF 힘 신호를 생성할 수 있는 RF 에너지원,

(b) 그 방출된 에너지가 생물학적 조직의 표면 아래로 원하는 깊이에 위치하는 예정된 에너지 확산 영역에 집중되도록, 출력 신호의 지향된 진행파의 상을 이송할 수 있는 상 이송기,

(c) 피험자에 소속된 생물학적 조직의 임피던스를 정상값으로부터, RF 에너지원과 상 이송기의 임피던스 특징을 매칭시킴으로써 출력 진행파가 정상파로 변환되지 않고 상기 생물학적 조직의 표면을 통과할 수 있도록 하는, 보정값으로 변환시킬 수 있는 임피던스 매칭 네트웍(IMN) 및

(d) 상기 어플리케이터 내에 위치하며, 원하는 양의 에너지를 주기적으로 축적 및 방출할 수 있는 RF 공진기를 포함하는 피험자 내부의 선택된 목표물에 열 처리를 실행하기 위한 장치로서,

상기 어플리케이터는 상 이송기와 IMN 및 공진기에 의해 출력이 처리된 후, 출력 RF 힘 신호를 RF 에너지원으로부터 상기 생물학적 조직의 표면을 통해 예정된 에너지 확산 영역으로 이송할 수 있으며;

상기 어플리케이터는 원하는 양의 에너지를 상기 생물학적 조직의 표면 하부에서 예정된 에너지 확산 영역에 분배할 수 있으며; 상기 RF 공진기는 에너지의 상당 부분이 예정된 에너지 확산 영역에 집중되도록, 원하는 양의 에너지를 집중시킬 수 있으며;

이러한 장치는 상기 표면 아래에서 생물학적 조직을 가열할 수 있으며;

접지 전극이 없음으로서 상기 에너지 확산 영역에서 출력 RF 힘 신호의 파형들이 자유롭게 전달되도록 하는 열 처리용 장치.
제1항에 있어서, 펄스폭 변조 제어기를 부가로 포함하며 상기 펄스폭 변조 제어기에 의해 RF 에너지원은 출력 신호를 원하는 주파수를 갖는 예정된 주기 및 진폭의 펄스로 분배할 수 있는 열 처리용 장치.
제1항에 있어서, 생물학적 조직의 표면과 어플리케이터 사이에 배치될 수 있는 유전 장벽을 부가로 포함하며, 상기 유전 장벽은 도전성 전류의 전달을 방지하는 열 처리용 장치.
제1항에 있어서, 상기 어플리케이터는 알루미늄, 은, 금, 구리, 및 이들의 합금으로 구성된 집단에서 선택되는 금속으로 제조되는 열 처리용 장치.
제3항에 있어서, 상기 유전 장벽은 어플리케이터상의 유전 코팅으로서 공급되는 열 처리용 장치.
제5항에 있어서, 상기 어플리케이터는 알루미늄을 주성분으로 구성되며, 상기 유전 장벽은 알루미나 코팅으로서 공급되는 열 처리용 장치.
제1항에 있어서, 상기 어플리케이터는 에너지 확산 영역의 위치를 변화시키는 수단으로서 상기 생물학적 조직의 표면상에서 이동가능한 열 처리용 장치.
제1항에 있어서, 공급 케이블을 부가로 포함하며 상기 공급 케이블은 IMN으로 RF 어플리케이터와 RF 공진기를 연결하는 열 처리용 장치.
제8항에 있어서, 상기 공급 케이블은 n*λ/2 길이로 한정된 공진 길이를 가지며, 상기 λ는 케이블 물질에서 RF 에너지의 파장이며, n은 전체 갯수인 열 처리용 장치.
제1항에 있어서, 상기 IMN은 L형, T형, 또는 П형 구조로 구성된 집단에서 선택된 형상을 특징으로 하는 고정된 구조를 포함하는 열 처리용 장치.
제1항에 있어서, 상기 IMN은 광대역 임피던스 변압기를 포함하는 열 처리용 장치.
제1항에 있어서, 상기 IMN가 가변적인 열 처리용 장치.
제1항에 있어서, 상기 상 이송기는 트럼본 형태를 포함하는 열 처리용 장치.
제1항에 있어서, 상기 상 이송기는 부분적으로 동축 케이블로 구성되는 열 처리용 장치.
제1항에 있어서, 상기 상 이송기에 의해 제공된 상 이송이 가변적인 열 처리용 장치.
제1항에 있어서, 상기 생물학적 조직에 결합된 에너지는 상기 RF 에너지원으로부터 분배되는 열 처리용 장치.
제1항에 있어서, 예정된 에너지 확산 영역에 분배된 에너지는 연속적인 모드 또는 펄싱 모드로 결합되는 열 처리용 장치.
제1항에 있어서, 상기 RF 에너지는 선택된 목표물의 공지된 자연적인 공진 주파수와 매칭되는 공진 주파수인 열 처리용 장치.
제1항에 있어서, 레이저 비임, 초음파 변환기, 자외선 광원, 플라즈마 처리장치 및 플래시 램프로 구성된 집단에서 선택되는 부가적 성분을 부가로 포함하는 열 처리용 장치.
사람을 제외한 동물 내부의 선택된 목표물에 열 처리를 실행하기 위한 개선된 방법에 있어서,

(a) 피험자에 소속된 생물학적 조직의 표면과 접촉할 수 있는 어플리케이터로 지향된 출력 RF 힘 신호를 제공하는 단계,

(b) 그 방출된 에너지가 생물학적 조직의 표면 하부에 원하는 깊이에 위치하는 예정된 에너지 확산 영역에 집중되도록, 출력 RF 힘 신호에서 진행파의 상을 이송시키는 상 이송기를 사용하는 단계,

(c) 피험자에 소속된 생물학적 조직의 임피던스를 정상값으로부터, RF 에너지원과 상 이송기의 임피던스 특징을 매칭시킴으로써 출력 신호가 임피던스 매칭 네트웍(IMN)에 의해 정상파로 변환되지 않고 상기 생물학적 조직의 표면을 통과할 수 있도록 하는, 보정값으로 변환시키는 단계,

(d) 상기 어플리케이터에 배치된 RF 공진기에 주기적으로 축적하고, 이로부터 원하는 양의 에너지를 주기적으로 방출하는 단계,

(e) 에너지의 상당 부분이 상기 예정된 에너지 확산 영역에 집중되고 이로부터 방출되도록, 상기 RF 공진기에 원하는 양의 에너지를 집중시키는 단계 및

(f) 상기 어플리케이터에 의해 출력이 상 이송기와 IMN 및 공진기에 의해 처리된 후, RF 에너지의 출력 신호를 생물학적 조직의 표면을 통해 상기 예정된 에너지 확산 영역으로 이송하는 단계를 포함하며,

상기 선택된 목표물은 예정된 에너지 확산 영역 내에 배치되며;

상기 단계(a 내지 f)의 수행으로 상기 표면 아래에서 생물학적 조직을 가열할 수 있고;

접지 전극이 없음으로써 상기 에너지 확산 영역에 출력 신호의 파형들이 자유롭게 전달되도록 하는 열 처리 방법.
제20항에 있어서, 상기 제공단계는 출력 신호를 원하는 주파수를 갖는 예정된 주기 및 진폭의 펄스로 제공하는 열 처리 방법.
제20항에 있어서, 상기 (e) 단계 후에, 상기 생물학적 조직의 표면과 상기 어플리케이터 사이에 유전 장벽을 배치하는 단계를 부가로 포함하며, 상기 유전 장벽은 도전성 전류의 전달을 방지하는 열 처리 방법.
제20항에 있어서, 상기 어플리케이터는 알루미늄, 은, 금, 구리 및 이들의 합금으로 이루어진 집단에서 선택된 하나 이상의 금속으로 구성되는 열 처리 방법.
제22항에 있어서, 상기 유전 장벽은 어플리케이터상에 유전 코팅으로서 공급되는 열 처리 방법.
제24항에 있어서, 상기 어플리케이터를 알루미늄을 주성분으로 구성하는 단계를 부가로 포함하며, 상기 유전 장벽은 알루미나 코팅으로서 공급되는 열 처리 방법.
제20항에 있어서, 상기 (f) 단계 이후에, 에너지 확산 영역의 위치를 변화시키기 위해 상기 어플리케이터를 상기 생물학적 조직의 상기 표면상에서 이동시키는 단계를 부가로 포함하는 열 처리 방법.
제20항에 있어서, 상기 (c) 단계 이후에, 상기 IMN으로 RF 어플리케이터와 상기 RF 공진기를 연결하는 공급 케이블을 사용하는 단계를 부가로 포함하는 열 처리 방법.
제27항에 있어서, 상기 공급 케이블은 n*λ/2 길이로 한정된 공진 길이를 가지며, 상기 λ는 케이블 물질에서 RF 에너지의 파장이며, n은 전체 갯수인 열 처리 방법.
제20항에 있어서, 상기 IMN은 L형, T형, 또는 П형 구조로 구성된 집단에서 선택된 형상을 특징으로 하는 고정된 구조를 포함하는 열 처리 방법.
제20항에 있어서, 상기 IMN은 광대역 임피던스 변압기를 포함하는 열 처리 방법.
제20항에 있어서, 상기 IMN은 가변적인 열 처리 방법.
제20항에 있어서, 상기 상 이송기는 트럼본 형태를 포함하는 열 처리 방법.
제20항에 있어서, 상기 상 이송기는 부분적으로 동축 케이블로 구성되는 열 처리 방법.
제20항에 있어서, 상기 상 이송기에 의해 제공된 상 이송은 일정하지 않은 열 처리 방법.
제20항에 있어서, 상기 RF 에너지의 출력 신호 이송은 상기 생물학적 조직에 에너지를 결합하는 것을 나타내는 열 처리 방법.
제20항에 있어서, 상기 예정된 에너지 확산 영역으로 분배된 에너지는 연속적인 모드 또는 펄싱 모드로 결합되는 열 처리 방법.
제20항에 있어서, 상기 RF 공진기에 의해 방출된 원하는 에너지의 양은 선택된 목표물의 공지된 공진 주파수와 매칭되는 공진 주파수인 열 처리 방법.
삭제
제20항에 있어서, 상기 단계(a 내지 f)는 기재된 순서대로 실행되는 열 처리 방법.
사람을 제외한 동물 내부의 선택된 표적을 셀룰라이트 처리하기 위한 방법에 있어서,

(a) 피험자에 소속된 생물학적 조직의 표면과 접촉할 수 있는 어플리케이터로 지향될 수 있는 RF 에너지의 출력 신호를 제공하는 단계,

(b) 그 방출되는 에너지가 상기 생물학적 조직의 표면 아래에서 원하는 깊이에 위치하는 예정된 에너지 확산 영역에 집중되도록, 상기 출력 진행파에서 파의 상을 이송시키기 위해 상 이송기를 사용하는 단계,

(c) 피험자에 소속된 생물학적 조직의 임피던스를 정상값으로부터 보정값으로 변환하는 단계,

(d) 상기 어플리케이터에 배치된 RF 공진기를 주기적으로 축적하고 이로부터 원하는 양의 에너지를 해제하는 단계,

(e) 에너지의 상당 부분이 이로부터의 방출에 따라 상기 예정된 에너지 확산 영역에 집중되도록, 상기 원하는 양의 에너지를 RF 공진기에 집중시키는 단계 및

(f) 상기 출력이 상 이송기와 IMN 및 공진기에 의해 처리된 후, 상기 출력을 어플리케이터에 의해 RF 에너지원으로부터 생물학적 조직의 표면을 통해 예정된 에너지 확산 영역으로 이송하는 단계를 포함하며,

상기 선택된 목표물은 예정된 에너지 확산 영역내에 배치되며; 상기 예정된 에너지 확산 영역은 적어도 하나의 셀룰라이트 몸체를 포함하며; 상기 보정값은 RF 전력원과 상 이송기의 임피던스 특징을 매칭시킴으로써 상기 출력 신호가 임피던스 매칭 네트웍(IMN)에 의해 정상파로 변환되지 않고 생물학적 조직의 표면을 통과하도록 하며;

상기 단계(a 내지 f)의 수행으로 상기 표면 아래에서 상기 생물학적 조직을 가열할 수 있고;

접지 전극이 없음으로써 상기 에너지 확산 영역에 출력 신호의 파형들이 자유롭게 전달되도록 하며,

상기 적어도 하나의 셀룰라이트 몸체는 이에 인접한 조직 보다 높은 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 셀룰라이트 처리 방법.