KR102881118B1 - 비침습적 음향 서브시전으로 조직 및 셀룰라이트를 치료하는 시스템, 장치 및 방법 - Google Patents

비침습적 음향 서브시전으로 조직 및 셀룰라이트를 치료하는 시스템, 장치 및 방법

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KR102881118B1
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Abstract

본 발명의 실시예들은 비집속 또는 평평한 비-공동화 음향 충격파를 사용하여 진피, 지방, 근골격, 혈관, 간 조직과 같은 조직에서 물리적 효과를 유도하는 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 물리적 효과에는 표적 조직의 섬유성 세포외 기질의 파괴가 포함된다. 본 발명의 실시예들은 치료 영역에서 셀룰라이트 또는 흉터의 외관을 감소시키기 위해 섬유성 세포외 기질의 파괴를 유발시키기 위해 급속 음향 펄스들(예를 들면, 충격파)을 가하는 공정을 포함한다. 이와 같은 비집속 또는 평평한 비-공동화 음향 충격파는 섬유증 감소, 혈관 신생 유도 또는 림프관 신생과 같은 조직 반응을 유발할 수 있다.

Description

비침습적 음향 서브시전으로 조직 및 셀룰라이트를 치료하는 시스템, 장치 및 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 4월 3일자로 출원된 미국 가특허출원 제62/829,026호와 2019년 8월 28일자로 출원된 미국 가특허출원 제62/892,973호의 이익을 주장하며, 이 출원들은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
본 발명은 일반적으로 충격파를 사용하여 조직 및 셀룰라이트를 치료하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 충격파를 사용하여 표적 조직의 섬유성 세포외 기질의 파괴를 유발시키기 위한 치료 방법에 관한 것이나, 이에 제한되지 않는다.
여성형 지방이영양증(Gynoid lipodystrophy)은 피부 형상의 변경, 예를 들면 매끄러운 와관보다는 움푹 들어간 외관을 초래하는 피하 조직의 국부적 장애이다. 일반적으로 "셀룰라이트(cellulite)"로 알려진 이와 같은 상태는 일반적으로 엉덩이, 둔부 및 허벅지상에 나타난다.
셀룰라이트는 피하 조직, 보다 구체적으로는 표피 및 진피층 아래의 피하 지방층에 형성된다. 이 영역에서, 지방 세포는 중격막(septa; 섬유주(trabeculae)라고도 하며 콜라겐 번들 포함)이라고 하는 섬유성 결합 조직 밴드들로 둘러싸인 챔버들에 배열된다. 셀룰라이트는 이와 같은 섬유 구조(예를 들면, 버팀대)의 일반적으로 평행한 배향에 기인할 수 있으며, 이와 같은 구조는 다소 피부에 수직이다. 이와 같은 섬유 구조물에 의해 한정된 경계 내에 있는 지방 세포는 체중 증가 및 노화에 따라 확장되며, 이는 예를 들면 중격막 및 주변 결합 조직을 확대시킨다. 결국 이와 같은 결합 조직은 피부를 유연하지 않은 길이로 유지하면서 수축 및 경화(공막)되는 반면, 중격막 사이의 챔버들은 예를 들면 체중 증가 또는 수분 증가와 함께 지속적으로 확장된다. 그 결과 인접한 섹션들이 바깥쪽으로 부풀어 오르면서 피부 영역이 아래로 당겨져, 바람직하지 않은 울퉁불퉁한 '오렌지 껍질' 또는 '코티지 치즈' 외형이 초래된다.
서브시전은 함몰된 피부 흉터, 주름, 셀룰라이트 딤플(dimple) 및 융기를 치료하기 위해 사용되는 외과적 절차이다. 이는 피하 절개 수술이라고도 한다. 서브시전(subcision)은 피부 표면의 천자를 통해 삽입된 특수 피하 주사 바늘(예를 들면, 삼중 경사 피하 주사 바늘)을 사용하여 수행된다. 피하 주사 바늘의 날카로운 에지는 피부 결손(예를 들면, 흉터, 주름 또는 셀룰라이트 딤플)을 하부 조직에 연결하는 섬유성 스트랜드를 절단하기 위해 결손 아래에서 조작되어 피하 절단 또는 "절개"를 형성한다. 이와 같은 절차의 원리는 흉터를 하부의 피하 조직에 연결하는 섬유성 스트랜드를 절단하는 것이다. 결함이나 함몰은 정상적인 상처 치료 과정에서 형성되는 새로운 결합 조직뿐만 아니라 절차의 해제 작용에 의해 제거된다. 피하 주사 바늘로 서브시전을 수행하는 대신, 레이저(예를 들면, 레이저 보조 서브시전)가 서브시전을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 레이저는 피부 결손을 연결하는 섬유성 스트랜드에 가시 라인을 갖도록 피부 표면의 천자 내에 삽입될 수 있어서, 레이저가 방사선으로 섬유성 스트랜드를 '절단'하기 위해 에너지를 가할 수 있다.
예를 들면, 삼중 경사 피하 주사 바늘을 사용한 서브시전은 국소 또는 침윤과 같은 국부적 마취하에서 수행된다. 18 또는 20개의 게이지 바늘 또는 노커(Nokor) 바늘(1.5인치, 18-게이지)이 경사 상향으로, 피부 표면과 평행하게 진피 함몰부에 인접하게 삽입되고 깊은 진피 내로 삽입된다. 바늘은 흉터 또는 결함부 아래에서 부채꼴 운동으로 전후로 이동되어 진피 또는 깊은 진피 피하 평면에서 섬유성 밴드들을 해제한다. 바늘이 제거되고 상처는 출구 지점 주위로 원주로 압착되어, 과도한 혈액을 배출하고 대혈종 형성을 방지한다. 해제된 흉터를 지지하는 소혈종이 형성될 수 있다. 지혈은 압력과 얼음 도포로 유지된다.
현재의 절개법에 의한 피하 영역의 섬유질 중격막의 절단 또는 완화는 노동 집약적이며 시간 소모적이며 기술이 매우 다양하다. 멍과 가벼운 통증은 일반적으로 시술 후 며칠 동안 지속되며 개입 없이 시간이 지나면 해결된다.
서브시전에 더하여, 셀룰라이트의 치료 및 원치 않는 지방 조직의 제거를 위한 다양한 다른 접근법이 제안되어 왔다. 예를 들면, 피부의 모양을 매끄럽게 하기 위해 울퉁불퉁한 조직을 파괴시키거나 림프관 배수(lymphatic drainage)를 증가시키는 것을 목표로 환부에 대한 기계적 마사지 기술이 시도 및 제안되었다. 다른 예로서, 울퉁불퉁한 조직을 파괴시키고 그리고/또는 콜라겐을 증가시키기 위한 목적으로 다양한 국소 제제의 적용이 제안되었다. 피하 조직을 파괴하기 위해 초음파를 사용하는 방법 및 장치도 또한 설명되었다. 이와 같은 방법 및 장치들은 콜라겐 성장을 촉진하기 위한 치료 반응을 유도할 목적으로 생물학적 효과 및 반응을 유발시킴으로써 다른 피하 조직(예를 들면, 섬유성 중격막 이외의 조직 및 구조)을 파괴한다.
그러나, 그와 같은 다른 접근법들은 셀룰라이트를 치료하기 위해 서브시전과 비교하여 상이한 메커니즘에 의존한다. 특히, 상기 다른 접근법들은 피부 결함(예를 들면, 주름 또는 셀룰라이트 딤플)을 하부 조직에 연결하고 섬유성 스트랜드를 절단할 수 있는 것으로 보여지지 않으며 시도되지도 않았으며, 상기 공정은 서브시전에서 사용된다. 서브시전은 더 오래 지속되는 결과와 더 진행된 셀룰라이트(예를 들면, 2등급 셀룰라이트 이상)를 치료할 수 있는 능력을 제공하지만, 서브시전은 통증, 마취, 치료 시간, 합병증, 감염 위험 등과 같은 수술 절차와 함께 제공되는 모든 단점들을 갖는다. 예를 들면, 합병증에는 출혈로 인한 대혈종(소혈종은 정상), 치료 부위의 통증/압통, 비후성 흉터(5-10%) 또는 켈로이드(keloid) 흉터, 감염, 일시적인 염증 후 과다색소침착(태양 보호/대치를 요함), 차선 반응 또는 개선 부족, 신경 또는 혈관 손상 등을 포함한다. 치료 과정은 몇 주가 걸릴 수 있으며 일반적으로 치료 부위 근처에서 고통스러운 타박상 및/또는 혈종 형성이 발생한다.
또한, 서브시전은 비대 또는 켈로이드 흉터, 현재 또는 최근(예를 들면, 12개월 이내) 전신 경구 레티노이드(예를 들면, 아시트레틴, 이소트레티노인, 등) 약물, 출혈 또는 혈액 응고 장애(예를 들면, 응고증), 활동성 세균 또는 바이러스 감염 등의 이력을 가진 환자와 같은 특정 환자 집단에는 적합하지 않다. 따라서, 현재의 비침습적 기술은 서브시전을 수행할 수 없고, 진행된 셀룰라이트, 흉터 및 섬유성 장애의 출현을 감소시키는 데 효과적이지 않으며, 현재의 침습적 기술은 특정 환자 집단에 사용할 수 없으며 심각한 합병증, 통증 및 회복 시간을 갖는다.
추가로, 체외 충격파 요법(ESWT)이 광범위한 적응증에 대해 지난 40년 동안 임상 의학에서 활용되어 왔다. 조직에 대한 ESWT의 영향은 공동화 기포(cavitation bubbles)의 결과로서 주로 기계적인 것으로 간주된다. 파괴되는 공동화 기포의 영역에 가해지는 강한 힘은 조직에 기계적 파괴 또는 미세 병변을 유발한다. 이와 같은 조직 파괴는 새로운 혈관 형성과 같은 조직 반응(예를 들면, 치료)을 유발한다.
공동화 기포는 충격파의 후행 음압 펄스 동안 형성 및 성장한다. 공동화 기포가 파괴되면 유동장을 생성하여 주변에 부착된 세포상에 전단 응력을 유발한다. 상기 전단 응력은 세포와 기질 사이의 접착력을 파괴하거나, 세포를 파괴하거나, 또는 분자 흡수를 촉진하는 세포막을 일시적으로 투과시킬만큼 충분히 강한다.
그러나, 공동화 기포는 고통스러운 치료를 초래할 수 있다. ESWT 및 기타 집속 충격파 치료는 일반적으로 찌르는 듯한 날카로운 것으로 설명되는 충격파 유도 통증을 유발한다. 충격파의 형성, 이동 및 내파는 체액 또는 조직에 공동화 기포를 생성하여, 피부의 표피 통각 수용체(nociceptor)뿐만 아니라 신장 캡슐, 흉막, 복막 및 근육의 더 깊은 내장 통각 수용체를 자극하여 통증을 유발한다. 따라서, 현재의 충격파 치료법은 공동화에 의존하여 통증을 유발하지 않고는 조직 반응을 촉진하는 치료법을 제공할 수 없다.
본 발명의 실시예들은 고주파 충격파를 사용하여 표적 조직의 섬유성 세포외 기질을 파괴하기 위한 시스템, 장치 및 방법을 지향한다.
일부 실시예들에 있어서, 피하 지방의 심한 경화성(예를 들면, 경직되고 무반응인) 섬유성 중격막을 절단하도록 고주파 충격파가 피부에 가해진다. 피하 지방의 섬유성 중격막의 파괴 및/또는 절단은 피부상의 셀룰라이트 외형을 개선할 수 있다(예를 들면, 더 매끄러운 피부). 피하 지방의 섬유성 중격막의 파괴 및/또는 절단은 종래의 음향 요법으로는 발생하지 않는 물리적 효과이다. 본원에 기술된 고주파 충격파도 또한 콜라겐 신생, 혈관 신생, 림프관 신생 및 염증 억제와 같은 종래의 음향 요법과 유사한 생물학적 효과를 생성하거나 야기한다. 일부 실시예들에 있어서, 가해진 충격파는 충격파가 진피 융기부, 딤플 또는 결함에 가해지도록 하는 속도 및 크기로 가해진다. 일부 실시예들에 있어서, 치료의 의학적 및 미용적 방법은 공지된 시스템에 비해 바람직하지 않은 부작용 및 치료당 총 시간(TTPT)을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 본 충격파 치료법은 합병증을 크게 감소시키고 치료들 사이의 시간을 감소시키며 환자의 편안함을 증가시키기 위해 비침습적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들은 비집속화, 비공동화, 급속 음향 펄스(RAP)(예를 들면, 음향 충격파 펄스)를 사용하여 조직 구조물의 섬유성 세포외 기질의 기계적 파괴를 통해 조직 반응을 유도하는 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 그와 같은 실시예들은 통증 없는 조직 반응을 초래하는 조직 구조물의 파괴를 야기하기 위해 급속 음향 펄스를 가하는 공정을 포함한다. 특정 실시예에 있어서, 상기 조직 반응은 섬유증(fibrosis)의 감소이다. 또 다른 특정 실시예에 있어서, 상기 조직 반응은 혈관 신생, 교원질, 및/또는 림프관 신생의 유도이다. 그와 같은 조직 반응은 상처, 흉터(예를 들면, 켈로이드, 비대 등), 임플란트 피막 수축, 섬유성 플라크(예를 들면, 페이로니병), 섬유성 기관(예를 들면, 간 섬유증) 등의 치료에 유용하다.
음향 충격파에는 두 가지 기본 효과가 있는데, 첫 번째는 기계적 힘의 직접적인 생성(예를 들면, 양의 압축 고압 상승으로 인한 주요 효과)을 특징으로 하며, 두 번째는 공동화에 의해 생성된 기계적 힘(예를 들면, 고속 압력 마이크로 제트)의 간접적인 발생이다. 공동화는 충격파의 음의 인장 압력 영역으로부터의 2차 효과이다. 또한, 충격파의 양 및 음의 부분/영역은 함께 작동하고 음압 충격파 효과를 향상시키는 시너지 효과를 갖는다.
집속 음향 충격파에 있어서, 공동화는 각각의 조직 조건들에 존재하는 병원체의 외막을 파괴하거나 조직 재생을 자극하는 데 주요 역할을 한다. 집속 음압 충격파에 있어서, "집속 음압 충격파, 방사형 음압파, 평면형 음압파 또는 원통형 음압파의 공동화 위상에 대한 최대 잠재력을 갖기 위해, 반복 속도 또는 주파수는 바람직하게는 1 내지 8Hz의 범위가 적합하다." 미국 특허 제20180221688A1. 또한, 공동화 기포는 최대 치수로 성장한 다음 100m/s 이상의 속도를 갖는 고속 제트로 파괴되기 위해 충분한 시간이 필요한다. 8Hz보다 높은 주파수는 일반적으로 조직 상태의 치료에 바람직하지 않다. 미국 특허 제20180221688A1 참조.
미국 특허 제6,390,995호에 개시된 바와 같이, 집속 충격파 치료로 인한 미세 파괴는 증가된 신생혈관형성(neoangiogenesis)을 자극할 목적으로 조절된 방식으로 세포 변화, 세포외 기질 및 거대분자 변화를 유도하는 것으로 여겨지며, 적절한 조직 혈관 신생을 유발한다. 다음에, 증가된 순환 및 혈관화가 신체의 자연적인 세포 (조직 특이적) 치료 공정을 유도한다. 중요한 조직 효과는 파동 전파의 음의 위상으로 인해 발생하는 공동화에서 비롯된다.
그러나, 집속 충격파 치료가 갖는 한 가지 문제점은 공동화 기포가 고통스러운 치료를 초래할 수 있다는 것이다. 충격파로 인한 통증은 일반적으로 찌르는 듯한 날카로움으로 설명된다. 충격파의 형성, 이동 및 내파는 체액 또는 조직에 공동화 기포를 생성하여, 피부의 표재성 통각 수용체뿐만 아니라 신장 캡슐, 흉막, 복막 및 근육의 더 깊은 내장 통각 수용체의 자극을 유발하여, 치료를 받고 있는 환자의 고통과 불편함을 초래한다.
공동화 유발 통증에 의해 야기되는 문제를 감안할 때, 종래의(예를 들면, 집속된) 충격파로부터의 많은 유익한 효과들은 기계적 효과가 아니라 '미생물학 효과'를 통해 조직 반응을 제공하기 위한 비집속 및/또는 평면 충격파의 사용을 통해 획득될 수 있다. 특히, 세포 또는 조직 손상 및 치료 통증을 유발하는 공동화 기포를 생성하지 않고 세포 반응을 자극하기 위해, 비집속 및/또는 평면 충격파가 사용될 수 있다. 다음에, 자극된 세포와 조직은 치료를 가속화하는 하나 이상의 성장 인자를 방출하거나 생성한다. 공동화 기포로 인한 기계적 효과를 회피하면, 환자는 집중된 충격파 형상에서 흔히 볼 수 있는 통증 감각을 경험할 필요가 없게 된다.
본 장치(예를 들면, 급속 음향 펄스를 사용하여 섬유성 구조물(진피 및/또는 피하)의 파괴를 유발하도록 구성된 음향 서브시전 장치)의 일부 실시예들은: 하우징; 상기 하우징에 결합된 펄스 생성 시스템; 및 상기 펄스 생성 시스템에 결합되고 상기 펄스 생성 시스템이 충격파 펄스를 발생시키도록 구성된 제어기로서, 상기 충격파 펄스는 섬유성 지방질 중격막의 파괴를 유발시키도록 구성되는, 상기 제어기를 포함한다.
본 장치의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 하우징은 챔버 및 충격파 출구를 한정하고, 상기 챔버는 액체를 수용하도록 구성되고, 상기 장치는 추가적으로: 하나 이상의 스파크 갭을 한정하기 위해 상기 챔버에 배치되도록 구성되는 복수의 전극들; 상기 챔버에 배치되는 음향 반사기; 및 상기 복수의 전극들에 기계적으로 결합되는 단일 서보모터를 포함하며, 상기 스파크 갭들의 각각은 스파크 갭 크기 및 스파크 갭 위치를 가지며, 상기 단일 서보모터는 일정한 스파크 갭 크기 및 스파크 갭 위치를 유지시키기 위해 상기 복수의 전극들의 각각의 전극을 조정하도록 구성된다.
본 장치의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 음향 반사기는 자유형 음향 반사기를 포함한다. 일부 구현들에서, 상기 복수의 전극들은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고; 상기 단일 서보모터는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 기계적으로 결합된다.
본 장치의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 장치는 상기 제2 전극에 기계적으로 결합되는 복수의 피봇 암들을 추가로 포함한다. 일부 구현들에서, 상기 복수의 피봇 암들은 작동되는 단일 서보모터에 응답하여 상기 제2 전극을 상기 제1 전극을 향해 전진시키도록 구성된다.
본 장치의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 장치는 상기 복수의 전극들을 이동시키고 상기 스파크 갭을 일정한 길이로 유지시키도록 작동시키기 위해, 폐쇄 루프 제어를 통해 상기 단일 서보모터에 신호를 보내도록 구성되는 제어기를 추가로 포함한다. 일부 구현들에서, 상기 제어기는 상기 폐쇄 루프 제어를 통해 상기 단일 서보모터에 신호를 보내도록 추가로 구성되고, 상기 단일 서보모터에 신호를 보내기 위해, 상기 제어기는: 식별된 충전 전압에서 상기 복수의 전극들의 방전 펄스 시간을 측정하고; 상기 측정된 펄스 시간에 기초하여 상기 단일 서보모터를 이동시키도록 신호를 보내 상기 스파크 갭을 일정한 길이로 유지하도록 구성된다.
본 장치의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 펄스 생성 시스템은, 상기 하우징이 상기 펄스 생성 시스템에 대해 이동 가능하고 상기 펄스 생성 시스템이 상기 복수의 전극들과 전기적으로 통신하도록, 상기 복수의 전극들에 결합되도록 구성된다. 일부 구현들에서, 상기 음향 반사기는 상기 하우징과 일체형이다. 본 장치의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 펄스 생성 시스템은 전자유압(EH) 스파크 헤드들을 포함한다.
본 장치의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 충격파 펄스들의 각각의 고주파 파면은 500ns 미만의 상승 시간을 갖는다. 일부 구현들에서, 상기 충격파 펄스들의 각각의 고주파 파면은 100ns 미만의 상승 시간을 갖는다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 충격파 펄스들은 1 내지 20MPa, 6 내지 20MPa, 1 내지 30MPa 또는 6 내지 30MPa의 피크 출력 압력을 갖는다.
본 장치의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 음향 서브시전 장치는 10Hz보다 큰 펄스 반복 속도로 상기 충격파 펄스들을 출력하도록 구성된다. 일부 구현들에서, 상기 음향 서브시전 장치는 20Hz보다 큰 펄스 반복 속도로 상기 충격파 펄스들을 출력하도록 구성된다.
본 시스템의 일부 실시예들(예를 들면, 급속 음향 펄스들을 사용하여 섬유 구조물의 파괴를 유발하도록 구성되는 음향 서브시전 시스템)은: 충격파 생성 프로브로서, 하우징; 상기 하우징에 결합되는 펄스 생성 시스템; 상기 하우징에 결합되는 자유형 반사기 헤드; 및 상기 펄스 생성 시스템에 결합되고 상기 펄스 생성 시스템이 충격파 펄스들을 발생시키도록 구성되는 제어기로서, 상기 충격파 펄스들은 섬유성 지방질 중격막의 파괴를 유발하도록 구성되는, 상기 제어기를 포함하는, 상기 충격파 생성 프로브; 및 치료 부위에 음압을 발생시키도록 구성되는 진공 헤드를 포함한다.
본 시스템의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 시스템은 진공 시스템을 추가로 포함하며, 상기 진공 시스템은: 제어 유닛으로서, 밸브; 상기 밸브에 결합되고 상기 밸브를 조정하도록 구성되는 모터; 상기 밸브의 위치에 대응하는 표시를 출력하도록 구성되는 표시기; 및 상기 모터 및 상기 표시기에 제어 신호를 전송하도록 구성되는 제어기를 포함하는, 상기 제어 유닛; 상기 제어 유닛 및 상기 진공 헤드에 결합되는 도관; 및 진공 헤드로서, 윈도우 및 하나 이상의 포트를 한정하는 진공 헤드 하우징; 상기 진공 헤드 하우징에 결합되는 순응성 부재; 상기 하우징에 결합되는 하나 이상의 센서; 및 상기 진공 헤드 하우징에 결합되는 하나 이상의 조명을 포함하는, 상기 진공 헤드를 포함한다. 본 시스템의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 제어기는 상기 진공 헤드와 통합되고, 상기 섬유 구조물은 진피 섬유 구조물, 피하 섬유 구조물, 또는 둘 다를 포함한다.
음향 서브시전 장치를 사용하여 셀룰라이트(cellulite)의 외관을 개선하기 위해 환자를 치료하기 위한 본 방법의 일부 실시예들에서, 상기 방법은: 상기 음향 서브시전 장치를 치료 부위에 근접하게 위치시키는 단계; 및 충격파를 상기 치료 부위에 가하는 단계를 포함하며, 상기 충격파는 섬유성 지방질 중격막의 파괴를 유발시키도록 구성된다. 본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 방법은 상기 치료 부위에 복수의 충격파들을 가하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 복수의 충격파들은 10Hz 내지 200Hz의 펄스 반복 속도로 가해진다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 복수의 충격파들은 치료 세션에 걸쳐 다중 치료 기간 동안 가해진다. 일부 구현들에서, 상기 치료 부위는 다중 치료 위치들을 포함하고, 상기 복수의 충격파들은 진피 섬유 구조물, 피하 섬유 구조물 또는 둘 모두의 파괴를 유발시킨다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 방법은: 상기 음향 서브시전 장치를 상기 치료 부위의 제2 치료 위치로 재배치하는 단계; 상기 제2 치료 위치에 제2 충격파들을 가하는 단계; 및 상기 치료 부위에 대한 치료 세션을 중단하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현들에서, 상기 치료 부위는 100cm2의 면적을 갖는다. 다른 구현들에서, 상기 치료 부위는 400cm2의 면적을 갖는다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 치료 세션이 상기 치료 부위의 하나 이상의 치료 위치에 하나 이상의 치료를 가하는 단계를 포함하고, 치료 세션은 매일, 매주 또는 매월 반복된다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 방법은 상기 치료 부위 내에 진피 능선(dermal ridge) 또는 딤플을 위치시키는 단계를 추가로 포함하고, 다중 충격파들이 상기 진피 능선에 가해진다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 방법은: 상기 치료 부위상에 진공 헤드를 위치시키는 단계; 상기 치료 부위에 상기 진공 헤드를 가하는 단계; 및 상기 치료 부위에 음압을 생성하는 단계를 추가로 포함한다. 일구 구현들에서, 상기 방법은 냉각 공기를 상기 치료 부위에 가하는 단계를 추가로 포함한다. 추가적으로 또는 선택적으로, 상기 방법은 상기 치료 부위로부터 상기 진공 헤드를 제거하는 단계를 추가로 포함한다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 충격파는 자유형 음향 반사기로부터 방출된다. 일부 구현들에서, 상기 자유형 음향 반사기는 포물선 형상이 아니거나 또는 포물면 형상이 아니다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 충격파의 고주파 파면은 500ns 미만의 상승 시간을 갖는다. 일부 구현들에서, 상기 충격파의 고주파 파면은 250ns 미만의 상승 시간을 갖는다. 일부 구현들에서, 상기 충격파의 고주파 파면은 100ns 미만의 상승 시간을 갖는다. 본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 충격파는 6 내지 30MPa의 피크 출력 압력을 갖는다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 충격파는 5MPa의 피크 출력 압력을 가지며, 상기 음향 서브시전 장치는 50Hz의 펄스 반복 속도를 갖는다. 일부 구현들에서, 상기 치료 부위의 치료 위치에 대한 치료 기간은 1분이고, 상기 치료 부위에 대한 치료 세션은 20분이다. 일부 구현들에서, 상기 치료 부위의 치료 위치에 대한 치료 기간은 2분이고, 상기 치료 부위에 대한 치료 세션은 25분 내지 45분이다. 특정 구현에서, 상기 치료 부위에 대한 치료 세션은 30분이다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 충격파는 10MPa의 피크 출력 압력을 가지며, 상기 음향 서브시전 장치는 50Hz의 펄스 반복 속도를 갖는다. 일부 그와 같은 구현들에서, 상기 치료 부위의 치료 위치에 대한 치료 기간은 2분이고, 상기 치료 부위에 대한 치료 세션은 20분이다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 충격파는 6MPa의 피크 출력 압력을 가지며, 상기 음향 서브시전 장치는 100Hz의 펄스 반복 속도를 갖는다. 일부 그와 같은 구현들에서, 상기 치료 부위의 치료 위치에 대한 치료 기간은 3분이고, 상기 치료 부위에 대한 치료 세션은 20분이다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 방법은 상기 치료 부위의 치료 위치당 500 내지 60,000 음향 펄스들을 가하는 단계를 추가로 포함한다.
급속 음향 펄스들을 사용하여 섬유 구조물의 파괴를 유발시킴으로써 셀룰라이트의 외관을 개선하기 위해 환자를 치료하기 위한 본 방법의 일부 실시예들은: 셀룰라이트를 포함하는 치료 부위를 확인하는 단계; 및 일련의 충격파 펄스들을 상기 치료 부위에 가하는 단계를 포함한다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 치료 부위에 대응하는 치료 영역은 상기 치료 부위의 외부로부터 0.5 내지 6cm의 깊이 내에 있다. 일부 구현들에서, 상기 치료 부위는 생식기, 엉덩이, 허벅지, 복부, 허리, 상완 부위(upper arm area), 또는 이들의 일부이다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 충격파 펄스들은 충격파들에 대응한다. 일부 구현들에서, 상기 충격파 펄스들은 100ns 미만의 충격 파면을 갖는다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 충격파 펄스들은 mm2당 적어도 0.015 mJ 또는 mm2당 적어도 0.3mJ을 갖는다, 일부 그와 같은 구현들에서, 상기 충격파 펄스들은 mm2당 0.1mJ 내지 mm2당 5mJ 또는 mm2당 0.4mJ 내지 mm2당 1.5mJ을 갖는다. 일부 구현에서, 조직의 섬유성 세포외 기질 구조의 파괴를 유발시킬 때와 같이, 상기 충격파 펄스들은 mm2당 0.020mJ 내지 mm2당 0.035mJ을 갖는다, 일부 구현에서, 상기 충격파 펄스들은 mm2당 0.027mJ을 갖는다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 충격파 펄스들은 적어도 10Hz의 펄스 반복 속도를 갖는다. 일부 구현들에서, 상기 충격파 펄스들은 20Hz 내지 1000Hz의 펄스 반복 속도를 갖는다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 충격파 펄스들은 0.5cm2 내지 20cm2의 면적을 갖는 충격파 출구 윈도우를 통해 전파된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 충격파 펄스들은 실질적으로 평면 충격파들이다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 충격파 펄스들은 전기유압파 발생기를 포함하는 프로브에 의해 방출된다. 일부 구현들에서, 상기 프로브는 유체 충전된 챔버 및 하나 이상의 스파크 갭을 한정하기 위해 상기 챔버에 배치되도록 구성되는 복수의 전극들을 포함하고, 상기 복수의 전극들은 펄스 생성 시스템으로부터 전압 펄스들을 수신하도록 구성되어 상기 유체 충전된 챔버의 액체의 일부가 기화되어 충격파들을 상기 액체를 통해 치료 부위 또는 진공 헤드와 접촉하는 충격파 출구 윈도우로 전파한다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 프로브는 상기 복수의 전극들을 수용하고 상기 유체 충된 챔버를 한정하도록 구성되는 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 상기 챔버를 한정하는 자유형 음향 반사기 표면을 포함한다. 일부 구현들에서, 상기 충격파 펄스들은 상기 치료 부위에 대해 1 내지 40분의 치료 시간 동안 방출된다. 추가적으로 또는 선택적으로, 상기 치료 부위에 대한 치료는 적어도 2주당 한번 내지 12주당 한번 발생한다.
본 시스템(예를 들면, 진공 시스템)의 일부 실시예들은: 펌프에 연결되도록 구성되는 제어 유닛; 상기 제어 유닛 및 진공 헤드에 결합되도록 구성되는 도관; 및 치료 부위에 결합하도록 구성되는 상기 진공 헤드를 포함하며, 상기 진공 헤드는: 윈도우 및 하나 이상의 포트를 한정하는 진공 헤드 하우징; 상기 진공 헤드 하우징에 결합되는 순응성 부재; 상기 진공 헤드 하우징에 결합되는 하나 이상의 센서; 및 상기 진공 헤드 하우징에 결합되는 하나 이상의 조명을 포함한다.
본 시스템의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 시스템은 펌프를 추가로 포함한다. 일부 구현들에서, 상기 제어 유닛은 상기 펌프와 통합되고, 상기 진공 헤드는 상기 치료 부위의 피부를 상기 진공 헤드 내로 들어올림으로써 음향 서브시전을 돕도록 구성된다.
본 시스템의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 순응성 부재는 치료 부위에 부착되고 상기 치료 부위와 상기 진공 헤드 사이에 밀봉을 생성하도록 구성되는 광중합체 플랜지를 포함한다. 다른 구현들에서, 상기 순응성 부재는 치료 부위에 부착되고 상기 치료 부위와 상기 진공 헤드 사이에 밀봉을 생성하도록 구성되는 오버몰딩된 플랜지를 포함한다. 일부 그와 같은 구현들에서, 상기 광중합체 플랜지 또는 상기 오버몰딩된 플랜지는 30쇼어A(ShoreA) 내지 50쇼어A의 경도를 갖는다.
본 시스템의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 하나 이상의 센서는 상기 진공 헤드의 진공 상태를 나타내는 데이터를 생성하도록 구성된다.
일부 구현들에서, 상기 하나 이상의 조명은 치료 부위를 조명하거나, 상기 진공 헤드의 진공 상태를 나타내거나, 또는 둘 모두를 나타내도록 구성된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 하나 이상의 센서는 압력 센서, 적외선 센서, 또는 둘 모두를 포함한다.
본 시스템의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 제어 유닛은: 밸브; 상기 밸브에 결합되고 상기 밸브를 조정하도록 구성되는 모터; 상기 밸브의 위치에 대응하는 표시를 출력하도록 구성되는 표시기; 및 상기 모터 및 상기 표시기에 제어 신호들을 전송하도록 구성되는 제어기를 추가로 포함한다.
본 시스템(예를 들면, 진공 시스템)의 일부 실시예들은: 펌프에 결합되도록 구성되는 통합 진공 장치를 포함하며, 상기 통합 진공 장치는: 하나 이상의 포트 및 하나 이상의 관통 채널을 한정하는 본체; 및 상기 본체에 결합되고 상기 하나 이상의 포트 반대편에 있는 진공 헤드를 포함하며, 상기 진공 헤드는: 윈도우 및 하나 이상의 포트를 한정하는 진공 헤드 하우징; 상기 진공 헤드 하우징에 결합되는 순응성 부재; 상기 진공 헤드 하우징에 결합되는 하나 이상의 센서; 및 상기 진공 헤드 하우징에 결합되는 하나 이상의 조명을 포함한다. 본 시스템의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 시스템은 상기 펌프를 추가로 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 진공 헤드는 상기 치료 부위의 피부를 상기 진공 헤드 내로 들어올림으로써 음향 서브시전을 돕도록 구성된다.
본 시스템의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 순응성 부재는 치료 부위에 부착되고 상기 치료 부위와 상기 진공 헤드 사이에 밀봉을 생성하도록 구성되는 광중합체 플랜지를 포함한다. 다른 구현들에서, 상기 순응성 부재는 치료 부위에 부착되고 상기 치료 부위와 상기 진공 헤드 사이에 밀봉을 생성하도록 구성되는 오버몰딩된 플랜지를 포함한다. 일부 그와 같은 구현들에서, 상기 광중합체 플랜지 또는 상기 오버몰딩된 플랜지는 30쇼어A 내지 50쇼어A의 경도를 갖는다.
본 시스템의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 하나 이상의 센서는 상기 진공 헤드의 진공 상태를 나타내는 데이터를 생성하도록 구성된다.
일부 구현들에서, 상기 하나 이상의 조명은 치료 부위를 조명하거나, 상기 진공 헤드의 진공 상태를 나타내거나, 또는 둘 모두를 나타내도록 구성된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 하나 이상의 센서는 압력 센서, 적외선 센서, 또는 둘 모두를 포함한다.
본 시스템의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 본체는 제어 유닛을 추가로 포함하며, 상기 제어 유닛은: 밸브; 상기 밸브에 결합되고 상기 밸브를 조정하도록 구성되는 모터; 상기 밸브의 위치에 대응하는 표시를 출력하도록 구성되는 표시기; 및 상기 모터 및 상기 표시기에 제어 신호를 전송하도록 구성되는 제어기를 포함한다.
본 장치(예를 들면, 음향 서브시전 장치)의 일부 실시예들은: 하우징; 상기 진공 헤드 하우징에 결합되는 펄스 생성 시스템; 및 상기 펄스 생성 시스템에 결합되고 상기 펄스 생성 시스템이 충격파 펄스들을 생성하게 하도록 구성되는 제어기로서, 상기 충격파 펄스들은 상기 조직의 섬유성 세포외 기질 구조들의 파괴를 유발시키도록 구성되는, 상기 제어기를 포함한다.
본 장치의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 충격파 펄스들은 비집속 및 비-공동화된다. 본 장치의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 충격파 펄스들은 2마이크로초 미만의 음의 펄스 성분을 갖는다. 일부 그와 같은 구현들에서, 상기 충격파 펄스들은 1마이크로초 미만의 음의 펄스 성분을 갖는다. 다른 그와 같은 구현들에서, 상기 충격파 펄스들은 0.5마이크로초 미만의 음의 펄스 성분을 갖는다.
본 방법(예를 들면, 비-공동화 급속 음향 펄스들을 사용하여 조직 구조물의 파괴를 유도함으로써 사람 또는 동물의 조직 상태를 치료하는 방법)의 일부 실시예들은: 치료 부위를 식별하는 단계; 및 상기 치료 부위에 일련의 충격파 펄스들을 가하는 단계를 포함한다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 치료 부위는 켈로이드(keloid), 비후성 흉터(hypertrophic scar), 또는 임플란트 캡슐 수축(implant capsular contraction)을 포함한다. 본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 치료 부위는 섬유성 플라크(fibrous plaque)를 포함한다. 본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 치료 부위는 섬유성 기관을 포함한다.
본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 급속 음향 펄스들은 비집속된다. 본 방법의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 급속 음향 펄스들은 실질적으로 평평하다.
본 장치의 상술된 실시예들 중 일부에서, 상기 급속 음향 펄스들은 2마이크로초 미만의 음의 펄스 성분을 갖는다. 일부 그와 같은 구현들에서, 상기 급속 음향 펄스들은 1마이크로초 미만의 음의 펄스 성분을 갖는다. 다른 그와 같은 구현들에서, 상기 급속 음향 펄스들은 0.5마이크로초 미만의 음의 펄스 성분을 갖는다.
"결합되는"이라는 용어는 연결되는 것으로 정의되지만, 반드시 직접적일 필요는 없고 반드시 기계적일 필요는 없으며; "연결된" 두 항목은 서로 일체형일 수 있다. 본 개시내용이 달리 명시적으로 요구하지 않는 한, 부정관사("a" 및 "an")는 하나 이상으로 한정된다. 용어 "실질적으로"는, 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 이해되는 바와 같이, 대체로 명시된(그리고 명시된 것을 포함함; 예를 들면, 실질적으로 90도는 90도를 포함하고 실질적으로 평행은 평행을 포함함) 것으로 정의되지만, 반드시 전체적일 필요는 없다. 임의의 개시된 실시예에서, 용어 "실질적으로", "대략" 및 "약"은 명시된 것의 "[백분율(%)] 이내"로 대체될 수 있으며, 여기서 백분율은 0.1, 1, 5 및 10%를 포함한다.
용어 "포함한다"(및 "포함하다" 및 "포함하는"과 같은 임의의 형상), "갖는다"(및 "가지다" 및 "갖는"과 같은 임의의 형상), "구비한다"(및 "구비하다" 및 "구비하는"과 같은 임의의 형상) 및 "함유한다"(및 "함유하다" 및 "함유하는"과 같은 임의의 형상)은 개방형 연결 동사이다. 결과적으로, 하나 이상의 요소를 "포함하는", "갖는", "구비하는" 또는 "함유하는" 시스템 또는 장치는 하나 이상의 요소를 소유하지만 그와 같은 요소만 소유하는 것으로 제한되지 않는다. 마찬가지로, 하나 이상의 단계를 "포함하는", "갖는", "구비하는" 또는 "함유하는" 방법은 하나 이상의 단계를 소유하지만, 그와 같은 하나 이상의 단계만 소유하는 것으로 제한되지 않는다.
본 시스템, 장치 및 방법 중 임의의 것에 대한 임의의 실시예는 설명된 단계들, 요소들 및/또는 특징부들 중 임의의 것을 포함/구비/함유/갖기보다는, 그들로 구성되거나 또는 본질적으로 구성될 수 있다. 따라서, 임의의 청구항에서, 주어진 청구항의 범위를 다른 경우 개방형 연결 동사를 사용하는 것에서 변경하기 위해, "~로 구성되는" 또는 "본질적으로 ~로 구성되는"이라는 용어는 위에 언급된 임의의 개방형 연결 동사로 대체될 수 있다.
또한, 특정 방식으로 구성된 구조물(예를 들면, 장치의 구성 요소)은 적어도 그와 같은 방식으로 구성되지만, 구체적으로 설명된 것과는 다른 방식으로 구성될 수도 있다.
상술된 실시예들 및 기타 실시예들과 관련된 세부 사항이 아래에 제시되어 있다.
다음의 도면들은 제한이 아닌 예로서 설명한다. 간결함과 명확성을 위해, 주어진 구물물의 모든 기능부가 해당 구조물이 나타나는 모든 도면에 항상 표시되는 것은 아니다. 동일한 참조 번호가 반드시 동일한 구조를 나타내는 것은 아니다. 오히려, 동일한 참조 번호가, 동일하지 않은 참조 번호와 같이, 유사한 특징부 또는 유사한 기능을 갖는 특징부를 나타내기 위해 사용될 수 있다. 도면들은 (달리 언급되지 않는 한) 축척에 맞춰 도시되어 있으며, 이는 도시된 요소들의 크기가 적어도 도면들에 도시된 실시예에 대해 서로에 대해 정확함을 의미한다.
도 1은 표적 조직에 음향 서브시전 치료를 제공하기 위한 음향 서브시전 시스템의 예의 블록도를 도시한다.
도 2a는 도 1a의 시스템에 의해 표적 조직 내로 방출될 수 있는 파형을 도시한다.
도 2b는 기계적 파동에 대한 기준 파형을 도시한다.
도 2c는 집속된 충격파와 압력파의 파형들 사이의 비교를 도시한다.
2d는 도 1의 시스템에 의해 방출될 수 있는 다른 파형을 도시한다. 1 표적 조직으로.
도 7은 도 2e는 도 1의 시스템에 의해 표적 조직 내로 방출될 수 있는 다른 파형을 도시한다.
도 3은 전자유압(EH) 충격파 생성 음향 서브시전 장치의 예의 블록도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 EH 충격파 생성 음향 서브시전 장치의 일부 실시예들에 대한 휴대용 프로브의 측단면도를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 음향 서브시전 장치의 시스템에서 에너지 사이클 또는 전압 펄스의 시한 적용의 일례의 타이밍도를 도시한다.
도 6은 자유형 반사기 및 음파의 그래픽 예시를 도시한다.
도 7 및 도 8은 각각 음향 서브시전 장치의 스파크 헤드 부분의 등각도 및 단면도를 도시한다.
도 9는 개선된 음파면을 갖는 음파의 전기유압 발생을 위한 음향 서브시전 장치의 일 실시예의 단면도를 도시한다.
도 10은 도 9의 음향 서브시전 장치의 특정 구성 요소들의 사시도를 도시한다.
도 11a 내지 도 11c는 도 10의 구성 요소들의 기능을 설명하는 3개의 도면을 도시한다.
도 12는 진공 시스템의 예의 개략도를 도시한다.
도 13은 진공 시스템의 제어기의 예의 사시도를 도시한다.
도 14는 도 13의 제어기의 예의 반투명 사시도를 도시한다.
도 15는 진공 시스템의 진공 헤드의 예의 사시도를 도시한다.
도 16a 내지 도 16e는 진공 시스템의 진공 헤드의 예를 설명하는 추가 도면을 도시한다.
도 17a 및 도 17b는 음향 서브시전 시스템의 통합 진공 시스템의 예를 설명하는 2개의 도면을 도시한다.
도 18은 음향 서브시전 장치를 사용하여 셀룰라이트의 외관을 개선하기 위해 환자를 치료하는 방법의 예를 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 19는 급속 음향 펄스를 사용하여 섬유 구조물을 파괴함으로써 셀룰라이트의 외관을 개선하기 위해 환자를 치료하는 방법의 예를 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 20a 및 도 20b는 섬유성 중격막의 비교를 설명하는 슬라이드의 2개의 사진을 도시한다.
도 21a 및 도 21b는 섬유성 중격막의 비교를 설명하는 슬라이드의 2개의 사진을 도시한다.
도 22A 및 도 22B는 섬유성 중격막의 비교를 설명하는 슬라이드의 2개의 사진을 도시한다.
도 23a 및 도 23b는 음향 서브시전 장치를 사용한 치료 전(도 23a) 및 치료 후(도 23b)의 셀룰라이트의 비교를 설명하는 2개의 사진을 도시한다.
도 24a 및 도 24b는 섬유성 중격막을 설명하는 슬라이드의 2개의 사진을 도시한다.
도 25A 및 도 25B는 섬유성 중격막과 새로운 혈관계의 비교를 설명하는 슬라이드의 2개의 사진을 도시한다.
도 26은 섬유성 중격막의 새로운 혈관계를 설명하는 슬라이드의 3개의 사진을 도시한다.
도 27a 및 도 27b는 섬유성 중격막의 비교를 설명하고 새로운 혈관계를 설명하는 2개의 사진을 도시한다.
도 28a 및 도 28b는 섬유성 중격막의 비교를 설명하고 근육의 새로운 혈관계를 설명하는 2개의 사진을 도시한다.
도 29a 및 도 29b는 진피 콜라겐의 비교를 설명하는 2개의 사진을 도시한다.
도 30a 및 도 30b는 진피 콜라겐의 비교를 설명하는 2개의 사진을 도시한다.
본 발명의 실시예들은 고주파 충격파를 사용하여 표적 조직의 섬유성 세포외 기질 구조를 파괴하기 위한 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 고주파 충격파가 피부에 가해져, 피하 지방의 경화성(예를 들면, 경직되고 무반응인) 섬유성 중격막에 심각성을 유발한다. 피하 지방의 섬유성 중격막의 파괴 및/또는 절단은 피부의 셀룰라이트 외관을 개선할 수 있다(예를 들면, 더 매끄러운 피부). 피하 지방의 섬유성 중격막의 파괴 및/또는 절단은 종래의 음향 요법 또는 기타 비침습적 요법으로 생성되지 않는 물리적 효과이다.
본원에 설명된 고주파 충격파는 또한 콜라겐 신생, 혈관 신생, 림프관 신생 및 염증 억제 등과 같은 통상적인 음향 요법과 유사한 생물학적 효과를 생성하거나 야기한다. 일부 실시예들에서, 가해진 충격파는 충격파가 진피 융기, 딤플 또는 결함에 대응하는 경화성 중격막의 파괴를 야기하는 속도 및 크기의 진피 융기, 딤플 또는 결함에 적용된다. 일부 실시예들에서, 치료의 의학적 및 미용적 방법은 공지된 시스템에 대해 바람직하지 않은 부작용 및 치료당 총 시간(TTPT)을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 본 충격파 치료법은 합병증을 크게 감소시키고 치료들 사이의 시간을 감소시키며 환자의 편안함을 증가시키기 위해 비침습적으로 사용될 수 있다.
섬유성 세포외 기질의 물리적 효과(파괴)를 유발하는 능력은 (1) 가해진 강도(Pa), (2) 파동 펄스의 속도(Hz), (3) 파형 형상(예를 들면, 파면 상승 시간 및 지속 시간(ns)) 및 (4) 노출 지속 시간의 4가지 요인들에 따라 달라진다. 이와 같은 요인들 중 하나 이상을 조작하여 피하 지방의 섬유성 세포외 기질을 파괴할 수 있다. 또한, 조직 반응을 유도하기 위한 능력은 기계적 파형에 의해 야기되는 공동화를 제한하거나 제거하는 데 달려 있다.
본 장치의 일부 실시예들에서, 피부를 통해 전송된 고주파 충격파(즉, 급속 음향 펄스 또는 (RAP))를 사용하여 셀룰라이트 및 다른 섬유성 결함을 야기하는 섬유성 구조물을 파괴하기 위한 음향 서브시전 장치가 제공된다. 상기 음향 서브시전 장치는 비침습적이다. 결과적으로, 마취, 찔린 상처로 인한 감염 위험 및 긴 회복 시간이 제거된다.
특정 실시예에서, 급속 음향 펄스는 치료 위치당 500 내지 60,000개 초과의 음향 펄스를 전달하는 기간 동안 10Hz 내지 200Hz의 펄스 반복 속도에서의 고주파 충격파를 포함한다. 각각의 고주파 펄스(즉, 그의 파면)는 500ns 미만의 상승 시간과 1MPa 내지 50MPa 사이의 평균 피크 출력 압력을 갖는다. 바람직한 실시예에서, 급속 음향 펄스는 치료 위치당 500 초과 내지 30,000개의 음향 펄스를 제공하는 지속 시간 동안 50Hz 내지 100Hz 사이의 펄스 반복 속도로 제공되는 고주파 충격파를 포함하며, 각각의 음향파는 100ns 미만의 상승 시간 및 2MPa 내지 15MPa 사이의 평균 피크 출력 압력을 갖는다.
상기 생물학적 효과는 세포가 기계적 신호를 세포외 기질 성분(예를 들면, 콜라겐)의 유전자 발현과 같은 세포 생물학적 사건으로 변환하는 기계적 변환의 결과이다(Wang, Thampatty, Lin, & Im, 2007 ). 세포가 다양한 정밀기계적 자극에 노출될 때, 막전이 인테그린(transmembrane integrin)은 세포외 기질(ECM)로부터 세포골격(cytoskeleton)으로 기계적 힘을 전달한다. 이는 신호 전달 캐스케이드를 활성화하여, 차례로 세포골격 기능을 변경하고 ECM 리모델링을 유도한다(Bae, 2017).
본 발명의 급속 음향 펄스파는 세포외 기질 또는 피하 조직의 경우 섬유성 중격막을 구성하는 섬유 구조물의 파괴(즉, 절개) 형상으로 물리적 효과를 유도할 수 있다. 이와 같은 물리적 효과는 섬유 구조물의 전단에 의해 발생한다.
고주파 파면 급속 상승 시간(<500ns) 및 높은 평균 피크 출력 압력(1MPa 내지 50MPa)은 전단 유발 조직 손상에 사용된다. 압력 구배가 클수록 조직 손상이 더 많이 발생한다. (Lokhandwalla, McAteer, Williams, & Sturtevant, 2001). 중요한 것은 충격으로 유도되는 전단이 부상을 유발할 수 있지만, 개별 고주파 음파는 그렇게 하기에 충분한 전단력을 생성하지 않는다는 사실이다. (Freund, Colonius, & Evan, 2007).
전단으로부터 충분한 조직 손상을 생성하기 위해, 다중 음향 충격파가 치료 부위에 투여될 필요가 있다. 예를 들면, 조직 모방 구조에 대한 집중된 충격파의 기계적 효과에 대한 하워드(Howard)의 논문에서, 막 손상은 충격파의 수가 증가함에 따라 점진적으로 증가하는 것으로 관찰되었다. 예를 들면, 쇄석술(lithotripsy) 동안 충격파로 인한 신장 손상은 1000회 또는 2000회의 충격파 후에 신장 실질(kidney parenchyma)의 집속 영역에 퍼진다. (Howard & Sturtevant, 1997)
그러나, 조직에 영향을 미치기 위해 중요한 것은 충격파의 수가 아니다. 예를 들면, 몇 시간 또는 며칠에 걸쳐 신장에 1000회의 충격파가 가해지면, 조직 손상은 거의 없을 것이다. 따라서, 음향 펄스의 수와 더불어, 음향 펄스가 조직에 가해지는 음향 펄스 속도가 결정 요인이다.
이에 대한 한 가지 예시적인 이유는 사람의 피부가 이방성, 비선형 점탄성, 하중 이력 의존 재료이기 때문이다(Jookaki & Panzer, 2018). 주어진 음향 펄스 반복 속도에서, 조직의 이완 시간이 느릴수록 누적 충격 유도 전단("누적 전단 메커니즘")으로 인한 조직 저하가 더 많이 발생한다(Freund, Colonius, & Evan, 2007). 따라서, 조직 이완 시간보다 느린 펄스 반복 속도로 조직에 펄스를 가ㅎ하면할 때, 일반적으로 누적 손상이 존재하지 않는다. 그러나, 조직 이완 시간보다 빠른 펄스 반복 속도로 조직에 펄스를 가할 경우, 충격파의 수가 증가함에 따라 막 손상이 점진적으로 증가하는 것으로 관찰된다(Howard & Sturtevant, 1997).
놀랍게도, 본원에 설명된 음향 서브시전 장치는 치료 위치당 500 초과 내지 30,000의 음향 펄스를 전달하는 기간 동안 10Hz 내지 200Hz의 펄스 속도로 고주파 충격파를 가함으로써 피부를 통해 섬유 구조물을 파괴하며, 여기서 각각의 고주파 충격파(예를 들면, 그의 파면)는 500ns 미만의 상승 시간 및 1MPa 내지 50MPa 사이의 평균 피크 출력 압력을 갖는다. 그 결과, 일 실시예에 있어서, 의미 있는 셀룰라이트 개선이 단일 치료 방문에서 발생할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 치료 영역의 피하 지방에서 섬유성 중격막을 파괴하기 위해 환자를 치료하는 방법은: 환자의 외부 영역을 일련의 충격파에 노출시키도록 충격파 생성 프로브(예를 들면, 후술되는 프로브(38 또는 38a))를 지시하는 단계를 포함하며, 여기서, 상기 충격파 생성 프로브는 충격파 출구 윈도우를 포함하고, 상기 충격파 생성 프로브는 상기 충격파 출구 윈도우에서 mm2당 최소 0.01mJ 또는 mm2당 최소 0.3mJ을 생성하도록 구성된다. 예를 들면, 상기 충격파는 mm2당 0.01, 0.015. 0.02 ... 0.5, 0.6, 0.8, 0.9, 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3, 3.4, 3.8, 4, 4.4, 4.8, 5, 5.5, 6, 6.5, 7 mJ, 또는 그 사이의 값이나 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 충격파 생성 프로브는 mm2당 0.4mJ 내지 mm2당 1.5mJ를 생성하거나 생성하도록 구성된다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 충격파 출구 윈도우는 0.5cm2 내지 20cm2의 면적을 갖는다. 예를 들면, 상기 출구 윈도우는 적어도 0.5, 0.8, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20cm2, 또는 그 사이의 값이나 범위의 면적을 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 충격파는 환자의 치료 영역에 진입하기 전에 집속되지 않으며 실질적으로 평면이다. 일부 실시예들에 있어서, 하나 이상의 충격파는 지방 조직이 있는 깊이로 지향된다. 일부 실시예들에 있어서, 하나 이상의 충격파는 표적 조직의 깊이로 지향된다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 치료 영역은 생식기, 엉덩이, 허벅지, 위, 허리 및/또는 상완 영역의 일부이다. 일부 실시예들에 있어서, 피하 지방의 치료 영역은 외부 영역으로부터 0-6cm 깊이 이내, 예를 들면 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6cm, 또는 그 사이의 임의의 값이나 범위이다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 치료 영역은 0.1-4cm의 깊이에 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 치료 영역은 말초 혈관계(peripheral vasculature)의 일부이다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 말초 혈관계의 치료 영역은 외부 영역으로부터 0-6cm 깊이 이내, 예를 들면 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6 cm, 또는 그 사이의 임의의 값이나 범위이다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 치료 영역은 0.1-4cm의 깊이에 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 치료 영역은 근골격계(musculoskeletal system)의 일부이다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 근골격계의 치료 영역은 외부 영역으로부터 0-6cm 깊이 이내, 예를 들면 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6cm, 또는 그 사이의 임의의 값이나 범위이다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 치료 영역은 0.1-4cm의 깊이에 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 치료 영역은 간문맥계(hepatic portal system)의 일부이다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 간문맥계의 치료 영역은 외부 영역으로부터 0-6cm 깊이 이내, 예를 들면 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12, 20cm, 또는 그 사이의 임의의 값이나 범위이다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 치료 영역은 0.1-4cm의 깊이에 있다.
도 1을 참조하면. 음향 서브시전 시스템(100)의 예의 블록도가 설명되어 있다. 도 1에서, 상기 음향 서브시전 시스템(100)은 음향 서브시전 장치(110), 및 선택적으로 진공 시스템(112)을 포함한다. 상기 음향 서브시전 시스템(100)은 환자의 조직 부위(150)에 요법 치료 또는 의학적 치료를 적용하도록 구성된다. 상기 음향 서브시전 장치(110)는 충격파 펄스(132)를 생성하고 조직 부위(150)에 가하도록 구성된다.
상기 음향 서브시전 장치(110)는 프로브(120), 반사기 헤드(122), 및 제어기(124)를 포함한다. 도 1에서, 상기 반사기 헤드(122) 및 제어기(124)는 프로브(120)로부터 분리된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 구현들에서, 상기 반사기 헤드(122), 제어기(124), 또는 둘 모두는 프로브(120)와 통합될 수 있다. 상기 프로브(120)는 충격파를 생성하고 충격파를 반사기 헤드(122)에 가하도록 구성된다. 상기 반사기 헤드(122)는 충격파 펄스(132)를 형성하고 충격파 펄스(132)를 조직 부위(150)로 향하게 하기 위해 수신된 충격파를 집중시키거나 분배하도록 구성된다. 상기 제어기(124)는 프로브(120)를 제어, 예를 들면 활성화하고 선택적으로 반사기 헤드(122)를 조정하도록 구성된다. 상기 음향 서브시전 장치(110) 및 그의 구성 요소들에 대한 추가적인 상세한 설명은 도 3, 도4, 도6 및 도 9 내지 도 11c를 참조하여 설명된다. 충격파 펄스(132)는 도 2a 및 도 2b을 참조하여 추가적으로 설명된다.
진공 시스템(112)은 통칭적으로 "진공"으로 지칭되는 음압을 생성하도록 구성된 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있다. 상기 진공 시스템(112)은 조직 부위(150)에 적용되고 조직(192)을 음향 서브시전 장치(110)를 향해 상향으로 그리고 환자의 신체로부터 멀리 "당기"(예를 들면, 들어올리는 음압 또는 흡인을 생성)도록 구성된다. 진공 시스템(112)의 예는 도 12 내지 도 16b를 참조하여 추가로 설명된다. 비록 진공 시스템이라는 용어가 사용되었지만, 일부 구현들에서는 상기 진공 시스템이 단일 장치일 수 있다.
상기 진공 시스템(112)은 충격파 펄스(132)의 적용 효율을 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 진공 시스템(112)은 뼈, 장기, 기타 조직 등과 같은 환자의 신체의 다른 부분들로부터 멀어지게 조직 부위(150)의 층들을 당길 수 있다. 따라서, 충격파 펄스(132)는 도 1의 도면부호 192 내지 198에 설명된 조직 부위(150)의 층들로 지향될 수 있으며, 상기 충격파 펄스(132)는 충격파 펄스(132)가 환자의 신체의 다른 부위 또는 부분들(예를 들면, 뼈, 내장, 근육 조직 등과 같은 의도하지 않은 치료 영역들)로 전파(예를 들면, 도달)할 때까지 소멸(예를 들면, 확산) 또는 약화(피크 출력 압력 감소)될 수 있다.
조직 부위(150)는 조직(192)(예를 들면, 진피 또는 피부), 피하 지방(194, 198), 및 섬유성 중격막(196)을 포함한다. 도 1에 설명된 바와 같이, 조직(192) 아래에는 피하 지방(194, 198)의 하나 이상의 층이 있다. 피하 지방(194, 198)은 챔버에 배열될 수 있고 섬유성 중격막(196)에 의해 분리될 수 있다.
상기 음향 서브시전 장치(110)는 충격파 펄스(132)를 가함으로써 섬유성 중격막(196)의 파괴를 야기하도록 구성된다. 펄스들(132)(예를 들면, 복수의 펄스들)이 이하에서 더 설명될 도 5a 및 도 5b의 도형에 따라 제공될 수 있다. 따라서, 상기 음향 서브시전 시스템(100)은 비침습적으로 조직 부위(150)에 물리적 효과를 일으키거나 유도하도록 구성되고, 조직 부위(150)의 외관(예를 들면, 매끄러움)이 개선된다.
도 2a 내지 도 2e에서, 도 2a 내지 도 2e는 초음파/압력파 및 충격파와 같은 다양한 유형의 기계적 파동의 파형을 설명한다. 도 2a 내지 도 2e는 각각 충격파를 설명하고 도 2a 내지 도 2c는 또한 압력파를 설명한다.
도 2a 내지 도 2e의 RAP는 물리적 효과를 유발시키고 압축력(즉, 양압)에 의한 치료를 촉진할 수 있다. 도 2a, 도 2d 및 도 2e의 RAP는 음압 및/또는 압력 진동에 의해 유발되는 공동화의 영향과 무관하거나 관계없이 혈관 생성과 같은 조직 반응을 유도함으로써 치료를 더욱 촉진할 수 있다.
도 2a를 참조하면, 오실로스코프 판독 이미지가 시간적으로 중첩되는 RAP, 펄스(200) 및 비-RAP, 파형(250)의 비교를 보여준다. 세로축은 압력을 나타내고 가로축은 시간을 나타낸다. 세로축의 단위는 MPa이고 가로축의 단위는 마이크로초이다.
도 2a에는, 프로브(예를 들면, 도면부호 110)로부터 일정 부피의 조직 내로 방출될 수 있는 충격파, 즉 펄스(200)의 파형이 도시되어 있다. 묘사된 파형, 급속 음향 펄스(RAP; Rapid Acoustic Pulse)는 조직에서 물리적 효과, 즉 전단력을 유발할 수 있다. 예를 들면, 반복되는 펄스(예를 들면, 충격파)에 의해 조직에 유도되는 장력은 조직의 이완 속도보다 큰 속도로 적용될 때 누적된다. 일단, 임계 장력에 도달하면, 조직은 펄스에 의해 유도된 압력에 의해 분해, 즉 전단 분리된다.
펄스(200)는 아래에서 설명되는 전기유압(EH) 스파크 헤드에 의해 생성된 임펄스에 대한 펄스 형상의 일례를 설명한다. 예를 들면, 펄스(200)는 9.6MPa로 예시된 높은 피크 출력 압력, 100나노초(0.1마이크로초) 미만으로 예시된 급속 상승 시간(또는 파면 상승 시간), 500나노초(0.5마이크로초) 미만으로 예시된 짧은 지속 시간, 및 최소 음의 진폭을 갖는 진동으로 설명되는 매우 짧은 링 다운 기간(ring down period)을 갖는다.
추가적으로, 도 2a는 비교를 위한 비-RAP 음향 장치의 예시적인 파형인 파형(250)을 도시한다. 상기 파형(250)은 압력파이고 약 1MPa의 피크 출력 압력 및 약 5000나노초(5마이크로초)의 상승 시간을 갖는다. 상기 파형(250)은 35+마이크로초와 같이 비교적 긴 기간 동안 1MPa 이하의 0이 아닌 피크 출력을 갖는다.
도 2b를 참조하면, 충격파 및 압력파에 대한 기준 파형이 도시되어 있다. 압력파와 충격파는 상이한 유형의 기계적 파동이다. 상이한 파동 유형 각각은 예를 들면 충격파의 경우 집중 또는 평면, 압력파의 경우 집중 또는 방사형과 같은 상이한 하위 유형을 가질 수 있다. 펄스(200)는 비집중 또는 평면 충격파의 예이고, 파형(250)은 방사형 압력파의 예이다. 평면 충격파(예를 들면, 비집중, 평면 충격파)는 종종 0.1-5.5cm 깊이에서 신체의 치료 효과를 갖는다. 집중된 충격파는 최대 12cm 깊이까지 영향을 미칠 수 있다. 압력파는 종종 최대 3cm 깊이에서 신체의 치료 효과를 갖는다.
일부 구현들에서, 펄스(200)와 같은 평면 충격파의 에너지 플럭스 밀도는 피부 표면에서 0.01 내지 0.4mJ/mm2이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 평면 충격파 펄스(200)의 양(+)의 피크 출력 압력은 종종 30MPa 이하이다. 참고로, 집중된 충격파는 1.5mJ/mm2 이상의 에너지 플럭스 밀도와 100MPa 이상의 양의 피크 압력을 가질 수 있으며, 반면 방사형 압력파는 최대 0.3mJ/mm2의 에너지 플럭스 밀도 및 최대 10MPa의 양의 피크 압력을 가질 수 있다.
도 2b에서, 예시적인 대표적인 RAP 펄스(260)(예를 들면, 펄스(200)와 같은 충격파 펄스) 및 예시적인 대표적인 압력 파형(265)(예를 들면, 압력파 펄스)이 대안적인 예시 및 비교를 위해 나란히 도시되어 있다. 펄스(260)는 아래에 설명되는 전기유압(EH) 스파크 헤드에 의해 생성된 임펄스에 대한 다른 예시적인 펄스 형상을 도시한다. 도 2b에서, RAP 펄스(260)는 0.5마이크로초 펄스 지속 시간을 가지며, 압력 파형(265)은 500마이크로초 펄스 지속 시간을 갖는다.
도 2c를 참조하면, 집속된 충격파 펄스(270)와 초음파 압력 파형(275) 사이의 비교가 도시되어 있다. 도 2c에서, 비교적 큰 음압 진폭을 갖는 예시적인 집속 충격파 펄스(270)가 도시되어 있다. 도 2c는 세포 및 조직 작용을 촉진하는 압축 영역을 설명한다. 상기 압축 영역은 집중된 충격파 펄스(270)가 음압 섹션 및 링 다운 이전에 양압을 갖거나 유도하는 영역에 대응한다. 세포 및 조직 작용은 마이크로초의 지속 시간을 갖는 압축 영역에 의해 유도될 수 있다.
도 2c는 또한 세포 작용을 촉진하는 공동화 영역을 설명한다. 공동화 영역은 집속된 충격파 펄스(270)가, 양압 섹션을 따르고 링 다운되기 전에 음압을 갖거나 또는 유도하는 영역에 대응한다. 세포 활동은 2마이크로초 이상의 지속 시간을 갖는 공동화 영역에 의해 유도될 수 있다. 압력파들(250, 265)과 유사하게, 초음파(275)는 공동화를 생성하지만, 집중된 충격파 펄스(270)에 비해 최소화된다.
설명을 위해, 공동화 기포가 충격파의 후행 음압 펄스 동안 형성되기 시작한다. 종래의 충격파(집속 충격파 펄스(270) 포함)는 2마이크로초 이상 지속되는 음압 영역을 가지며, 이는 공동화 기포가 최대 치수로 성장할 수 있는 충분한 시간을 가능하게 한다. 결과적으로, 공동화 기포는 조직 파괴를 일으키는 큰 힘으로 파괴되기 전에 큰 크기로 성장할 수 있다.
도 2d에는 압축되거나 감소된 음의 펄스 성분을 갖는 예시적인 압축된 RAP 펄스(280)가 도시되어 있다. 펄스(280)는 아래에서 설명되는 전기유압(EH) 스파크 헤드에 의해 생성된 임펄스에 대한 다른 예시적인 펄스 형상을 설명한다. 도면부호 270과 같은 집중된 충격파 및 도면부호 200 및 260과 같은 RAP(예를 들면, 비집속 충격파)를 비교하여, 압축된 RAP 펄스(280)는 압축된 음압 성분을 가지며, 즉 상기 펄스가 음압 및/또는 감소된 양의 피크 음압(MPa)을 갖는 경우 감소된 시간을 갖는다.
도 2d에 설명된 바와 같이, 음의 펄스 지속 시간(예를 들면, 음의 펄스 성분의 지속 시간)은 560나노초(0.560마이크로초)이다. 도 2c의 음의 펄스 지속 시간 5마이크로초(5000나노초)와 비교하여. 도 2d의 음의 펄스 지속 시간은 감소한다. 감소된 음의 펄스 지속 시간은 공동화를 크게 감소시키거나 또는 공동화를 제거한다. 즉, 제한된 음압 시간이 공동화 기포가 파괴될 경우 조직 파괴를 야기할 수 있는 큰 크기로 성장하는 데 충분한 시간을 제공하지 않기 때문에, 피부에 대한 공동화의 영향을 감소시키거나 제거한다.
도 2e에는, 종래의 RAP 펄스(290)와 압축된 RAP 펄스(295) 사이의 비교가 예시되어, 종래의 RAP와 비교하여 본원에 설명된 RAP의 압축을 추가로 설명한다. 펄스(295)는 아래에 설명된 설명된 전기유압(EH) 스파크 헤드에 의해 생성된 임펄스에 대한 다른 예시적인 펄스 형상을 도시한다. 도 2e에 도시된 바와 같이, 압축된 RAP 펄스(295)는 종래의 RAP 펄스(290)와 비교하여 유사한 피크 양압으로 더 짧은 전체 지속 시간 및 더 빠른 상승 시간을 갖는다. 또한, 상기 압축된 RAP 펄스(295)는 종래의 RAP 펄스(290)와 비교하여 감소된 양의 피크 음압을 갖는다. 또한, 상기 압축된 RAP 펄스(295)는 종래의 RAP 펄스(290)와 비교하여 음압으로 감소되거나 압축된 양의 시간을 갖는다. 구체적으로, 압축된 RAP 펄스(295)의 긴 지속 시간 음향 테일(tail)은 종래의 RAP 펄스(290)의 음향 테일의 지속 시간과 비교하여 상당히 감소된다. 그와 같이 압축된 RAP 펄스(295)는 PCT/US2017/704212를 참조하여 설명된 바와 같이 2단계 접근법에 의해 생성될 수 있다.
압축된 RAP 펄스(295)는 충격파의 음의 인장 압력 영역이 1마이크로초 미만인 상태로 압축된다. 도 2e에 도시된 바와 같이, 압축된 RAP 펄스(295)의 후미 음압 펄스 지속 기간은 0.560마이크로초인 반면, 종래의 RAP 펄스(290)의 후미 음압 펄스 지속 기간은 2마이크로초보다 크다. 충격파의 음의 인장 압력 영역은 1마이크로초 미만이기 때문에, 압축된 RAP 펄스(295)가 가해질 때, 공동화 기포는 전혀 형성되지 않거나 또는 파괴로 인해 조직 손상 및 통증이 유발될 정도의 충분한 크기로 성장하지 않을 수 있다.
도면부호 200, 280 및 295와 같은, 종래의 충격파 펄스와 비교하여 압축 및/또는 감소된 음압 성분을 갖는 압축 RAP 또는 RAP는 혈관 신생과 같은 조직 반응을 유도하거나 촉진하는 조직 파괴를 유발할 수 있다. 그와 같은 RAP(예를 들면, 도면부호 200, 280 및 295)는 공동화 효과에 의한 세포 작용 또는 반응을 일으키거나 유도하는 것과 같은 세포 반응을 일으키거나 유도하지 않을 수 있다. 구체적으로, 본원에 기재된 RAP가 음압을 갖는 감소된 음압 및 시간은 공동화 및 그로 인해 야기되는 효과를 감소시킨다. 예를 들면, 공동화 수준이 높을수록 원치 않는 열 효과, 통증 등이 유발될 수 있다. 따라서, 본원에 설명된 음향 서브시전 장치에 의해 생성된 RAP는 공동화 없이 조직의 기계적 파괴로부터 강한 조직 반응을 유도할 수 있으므로, 통증이 없는 음파(예를 들면, 비집속 충격파)의 치료적 사용을 촉진할 수 있다.
조직 반응의 한 예가 섬유증 감소(Fibrosis Reduction)이다. 정상적인 상처 치료에서, 근섬유아세포(myofibroblast)가 조직 복구에 필요하다. 그러나, 병리학적 상태에서, 활성화된 근섬유아세포는 섬유성 장애의 주요 또는 중요한 이펙터가 된다. 손상 후 복구, 재생 및 항상성을 회복하기 위해, 조직 상주 섬유아세포(fibroblast)가 활성화되어 근섬유아세포로 변형된다(Bae, 2017). 섬유성 질환 진행에서, 주변 미세환경의 기계적 스트레스는 근섬유아세포 분화의 핵심 매개체이다(Bae, 2017).
섬유아세포 및 근섬유아세포의 경우, 기계적 스트레스는 측분비(paracrine) 성장 인자의 방출을 자극함으로써 간접적으로 또는 EMC 단백질 및 성장 인자를 생성하는 유전자를 활성화시키는 세포내 신호 전달 경로를 직접적으로 촉발함으로써 ECM 단백질의 생산을 조절할 수 있다 (Chiquet, Renedo, Huber, & Fluck, 2003). 세포 표면의 국소 유착은 시스템에서 생성된 기계적 장력이 세포골격 네트워크로 변환되도록 한다. 이와 같은 변화는 ECM으로부터 세포기질 내로 신호를 전달하는 인테그린(integrin)에 부착하는 리간드(ligand) 역할을 하는 당단백질, 주로 피브로넥틴에 대한 신호 전달을 통해 (예를 들면, Ca1 채널 개방에 의한) 세포로 전달하는 기계적 장력에 대한 감도를 생성한다. 세포기질로부터 Smad3, Sma4 신호가 이와 같은 장력에 의해 자극되어, TGF-b1 자극을 개시하는 핵, 프로콜라겐 형성, 콜라겐 형성, 섬유아세포로부터 근섬유아세포로의 분화, 과도한 콜라겐 III으로의 상처 수축을 시작하는 복합체를 형성한다(Widgerow, 2011).
ECM 생체역학적 특성, 특히 강성의 변경은 근섬유아세포 형성 및 섬유증을 조절할 수 있는 중요한 치료 표적이 될 수 있다(Bae, 2017). 연구에 따르면 낮은 모듈러스 기질에서 배양된 섬유아세포는 정상적인 표현형을 유지할 수 있다. 그러나, 모듈러스가 높은 기질에서 배양되면, 근섬유아세포로 활성화된다(Bae, 2017). 중요하게도, 낮은 모듈러스 기질에서 배양될 때, 근섬유아세포 활성화는 가역적이었다. 마린코빅(Marinkovic) 등(Marinkovic, Liu, & Tshumperlin, 2013)은 섬유성 폐에서 파생된 일차 섬유아세포의 수축 및 증식 기능이 연질 매트릭스(예를 들면, 약 1kPa의 탄성 계수)에서 배양될 때 크게 억제되었음을 증명하였다. 이와 같은 결과에 기초하여, 근섬유아세포 표현형은 영구적인 상태가 아닐 수 있지만, 매트릭스 특성의 변경에 의해 역전될 수 있다(Bae, 2017)(Marinkovic, Liu, & Tshumperlin, 2013).
왕 등(Wang, Haeger, Kloxin, Leinwan, & Anseth, 2012)은 감소된 기질 모듈러스에 대한 반응으로 돼지 대동맥 판막 근섬유아세포의 운명이 α-평활근 액틴(α-SMA), 스트레스 섬유 및 증식의 감소 뿐만 아니라 근섬유아세포 사멸의 증가를 입증하였다. 또한, 판막 근섬유아세포가 딱딱한 기질(예를 들면, 미리 석회화된 병든 조직을 모방한, 32kPa의 탄성 계수)에서 배양되었을 때 α-SMA 및 결합 조직 성장 인자(CTGF)를 포함하는 유전자 발현 수준이 상당히 상향 조절되었다(Wang, Haeger, Kloxin, Leinwan, & Anseth, 2012). 이와 같은 결과에 기초하여, 왕 등(Wang, Haeger, Kloxin, Leinwan, & Anseth, 2012)은 기질의 기계적 강성이 활성화된 근섬유아세포의 운명을 조절할 수 있어서, 주로 정지된 섬유아세포 집단이 생성된다고 제안했다(Bae, 2017)( Wang, Haeger, Kloxin, Leinwan, & Anseth, 2012). 기계 기반 항섬유화 요법은 종래의 약학적 접근 방식에 비해 몇 가지 실질적인 이점을 제공할 수 있다. 이와 같은 이점에는 전신 활동과 대조되는 국부적/지역적, 안전성 향상 및 전신 부작용 감소를 제공할 수 있는 용량 조정의 용이성 및 중단이 포함된다.
조직에 적용될 때 본원에 기술된 비집속화, 비공동화, 급속 펄스 음향 충격파는 조직 구조의 파괴를 유발한다. 조직 구조의 이와 같은 파괴는 그와 같은 조직 구조의 기계적 강성의 손실을 초래한다. 결과적으로, 섬유화 조직에서 발견되는 활성화된 근섬유아세포는 정지 상태 또는 세포 사멸 상태로 밀어 넣어 섬유증을 감소시킬 수 있다. RAP 치료 후 흉터 외모의 개선은 흉터 매트릭스의 기계적 강성을 감소시키는 흉터 콜라겐 매트릭스의 현미경적 파괴를 통해 달성되는 것으로 믿어진다. 흉터 매트릭스의 기계적 강성의 감소는 근섬유아세포가 정지 상태 또는 세포 사멸 상태로 밀려 흉터의 외모를 개선하는 결과를 초래할 수 있다. RAP의 높은 맥박은 주변 조직의 공동화 손상이나 열적 열화 또는 집속 음향 장치에서 볼 수 있는 통증 없는 비침습적 흉터 조직 파괴를 허용한다.
섬유증 조직에 적용될 때, 본원에 기술된 비집속화, 비공동화, 급속 음향 펄스는 섬유성 조직 구조의 파괴를 유발할 수 있다. 섬유성 조직이 흉터 조직인 경우, RAP는 흉터 조직 구조의 파괴를 유발할 수 있다. 일 실시예에서 흉터 조직은 켈로이드 흉터의 형상이지만, 이에 제한되지는 않는다. 다른 실시예에서, 상기 흉터 조직은 비후성 흉터 형상이다. 또 다른 실시예에서, 상기 흉터 조직은 조직 유착 형상이다. 또 다른 실시예에서, 상기 흉터 조직은 임플란트 캡슐 수축 형상이다.
조직 반응의 또 다른 예는 혈관 신생 유도이다. 혈관 신생은 조직 파괴(즉, 손상)에 대한 비특이적 반응이다. 혈관 신생과 신생 혈관화(neovascularization)는 상처 치료의 초기 단계에서 중심적인 역할을 한다. 이와 같은 혈관 신생 반응은 조직 파괴 및 염증 세포 침윤의 결과로서 방출되는 다양한 성장 인자들에 의해 자극된다.
혈관 내피 성장 인자 A(VEGF-A)는 혈관 형성을 자극하는 세포에 의해 생성되는 신호 전달 단백질이다. VEGF-A는 예를 들면 상처 치료, 종양 혈관 신생, 당뇨망막병증 및 연령 관련 황반 변성과 같은 혈관과 관련된 질병 및 기관 리모델링 동안 성인에게 필수적이다.
정상 피부에서는 VEGF-A 발현이 없다. 그러나, 피부의 기계적 파괴는 VEGF-A 발현의 강력한 상향 조절을 유발하며, 이는 새로운 혈관 증식과 시간적, 공간적으로 상관관계를 갖는다. 최종 결과는 영향을 받는 부위의 혈관 밀도 증가로 나타난다. 혈관 신생 성장 인자의 방출은 다양한 방법으로 생성될 수 있는 조직 손상에 대한 비특이적 반응이라는 '혈관 신생 가설'이 이론화되었다.
조직에 적용될 때 본 발명의 급속 음향 펄스는 조직 구조의 파괴를 야기한다. 이와 같은 조직 파괴는 새로운 혈관의 증식을 유도하는 혈관 신생 성장 인자의 방출을 초래할 수 있다.
결과적으로, 조직에 적용될 때 본 발명의 비집속, 비-공동, 급속 음향 펄스는 조직 구조의 파괴를 야기하여, 새로운 혈관 형성의 형태로 조직 반응을 유도할 수 있다. 일 실시예에서, RAP는 사용하여 치료되지 않는 상처에서 새로운 혈관 형성을 유도하기 위해 사용될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 다른 실시예에서, RAP는 피부에서 새로운 혈관 형성을 유도하기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, RAP는 지방 조직에서 새로운 혈관 형성을 유도하기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, RAP는 심장 근육 조직과 같은 근육 조직에서 새로운 혈관 형성을 유도하기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, RAP는 발기 부전의 치료, 질 회춘 등에 사용되는 것과 같이 생식 건강과 관련된 조직에서 새로운 혈관 형성을 유도하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 충격파 생성 프로브는 전달 매체에서 다음의 파형 특성을 포함하는 충격파를 방출할 수 있다. 전달 매체는 조직(예를 들면, 지방 조직) 또는 수용액(예를 들면, 0.1-10% 농도의 식염수 용액)일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 프로브의 출구 윈도우에서 방출되고 그리고/또는 치료 영역으로 전달되는 충격파는 전달 매체에서 측정된 500ns 미만, 400ns 미만, 300ns 미만, 250ns 미만, 200ns 미만, 100ns 미만, 80ns 미만, 50ns 미만 또는 20ns 미만의 충격 파면 상승 시간을 가질 수 있다. 예를 들면, 프로브의 출구 윈도우에서 방출되고 그리고/또는 치료 영역으로 전달되는 충격파는 100ns, 200ns, 300ns, 400ns, 500ns 등의 충격 파면 상승 시간을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 방출되는 실제 음향 펄스 진폭은 0.5 내지 50MPa일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 프로브는 적어도 10Hz의 펄스 반복 속도(또한 펄스 속도라고도 함)에서 충격파를 방출한다. 예를 들면, 프로브는 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 90, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000Hz, 또는 그 사이의 임의의 값 또는 범위와 같은, 10Hz 내지 100Hz 사이의 펄스 반복 속도로 충격파를 방출한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 프로브는 10Hz 내지 100Hz 사이의 펄스 속도로 충격파를 방출한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 프로브는 20Hz 내지 75Hz 사이의 펄스 속도로 충격파를 방출한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 프로브는 100Hz 내지 500Hz 사이의 펄스 속도로 충격파를 방출한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 프로브는 500Hz와 1000Hz 사이의 펄스 속도로 충격파를 방출한다. 일부 실시예들에 있어서, 방출된 파들은 전달 매체에서 검출 가능한 과도 공동 현상을 최소화하거나 전혀 유도하지 않도록 상기 특성에 따라 구성된다.
결과적으로, 이와 같이 긴 치료 시간과 관련된 문제들(예를 들면, 사무실 공간, 비용, 불편함 등)과 함께 종래 기술에서 볼 수 있는 긴 치료 시간은 본 발명을 사용하여 회피할 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예들에 있어서, 치료 세션은 24시간 기간 내에서 1 내지 60분일 수 있다. 치료 세션은 1, 2, 4, 5, 8, 10, 12, 15, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 40, 45, 60분 또는 그 사이의 임의의 값 또는 그 사이의 임의의 범위일 수 있다. 치료 세션은 치료 영역 내의 별개의 치료 위치/부위에 대한 다중 치료 적용 또는 다중 치료 영역에 대한 다중 치료 적용과 같은 다중 치료 적용을 포함할 수 있다. 치료 위치는 흉터, 진피 융기, 딤플 또는 셀룰라이트(예를 들면, 2등급 셀룰라이트 이상)를 포함하거나 이에 상응할 수 있다. 치료 세션은 매일, 격일, 3일마다, 매주, 격주, 매월, 격월 및 분기별로 수행될 수 있다. 치료 계획은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 세션 또는 그들 사이의 임의의 값과 같은, 1년 기간 내에서 1 내지 20세션을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 치료 계획은 적어도 6주 동안 2주당 적어도 1회의 세션을 포함한다.
도 1을 참조하여 설명된 바와 같이. 음향 서브시전 시스템(100)은 충격파 발생기를 포함한다. 충격파 발생기는 상술된 특성들을 갖는 비집속된 평면파를 전달하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, EH 파가 생성된다. 예를 들면, 미국 특허 공개 제2014/0257144에 설명된 시스템 및 장치는 설명된 속도, 에너지 수준 및 지속 시간에서 EH 충격파를 적용하도록 구성될 수 있다. 특히, 충격파 생성 장치는 평면의 비집속 충격 파면을 생성하도록 구성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 그와 같은 시스템은 휴대용 프로브(예를 들면, 도 4에서와 같은 제1 하우징을 가짐) 및 별도의 제어기 또는 펄스 생성 시스템(예를 들면, 가요성 케이블 등을 통해 휴대용 프로브에 결합되는 제2 하우징에 위치하거나 또는 상기 제2 하우징을 가짐)을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 장치(10)는: 챔버(18) 및 충격파 출구(20)를 형성하는 하우징(14); 챔버(18)에 배치되는 액체(54); 하나 이상의 스파크 갭을 한정하기 위해 챔버에 배치되도록 구성되는 복수의 전극들(예를 들면, 스파크 헤드 또는 모듈(22) 내); 및 10Hz와 1000Hz 사이, 예를 들면 10Hz와 100Hz 사이, 100Hz와 500Hz 사이, 또는 500Hz와 1000Hz 사이의 속도로 상기 전극들에 전압 펄스를 가하도록 구성된 펄스 생성 시스템(26)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 펄스 생성 시스템(26)은 전압 펄스를 상기 전극들에 인가하여, 액체의 일부가 기화되어 액체 및 충격파 출구 윈도우를 통해 충격파를 전파하도록 구성된다.
도시된 실시예에서, 펄스 생성 시스템(26)은 교류 전원(예를 들면, 벽 플러그)과 함께 사용하도록 구성된다. 예를 들면, 본 실시예에서, 펄스 생성 시스템(26)은 110V 벽 플러그에 삽입되도록 구성된 플러그(30)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 펄스 생성 시스템(26)은 용량성/유도성 코일 시스템을 포함하며, 그 예가 도 7을 참조하여 아래에서 설명된다. 도시된 실시예에서, 펄스 생성 시스템(26)은 고전압 케이블(34)을 통해 스파크 헤드 또는 모듈(22)의 전극에 (예를 들면, 제거 가능하게) 결합되며, 이는 예를 들면 2개 이상의 전기 전도체를 포함할 수 있고 그리고/또는 충격을 방지하기 위해 고무 또는 기타 유형의 전기 절연 재료로 심하게 차폐되어야 한다. 일부 실시예들에 있어서, 고전압 케이블(34)은 챔버(18)가 액체로 채워질 수 있고 그리고/또는 이를 통해 액체가 챔버(18)를 통해(예를 들면, 결합된 연결부(36)를 통해) 순환될 수 있는 하나 이상의(예를 들면, 2개) 액체 루멘을 추가로 포함하는 결합 테터(tether) 또는 케이블이다. 도시된 실시예에서, 장치(10)는 휴대용 프로브 또는 핸드피스(38)를 포함하고, 케이블(34)은 2개 이상의 전기 전도체(44)를 통해 스파크 헤드 또는 모듈(22)에 결합되는 고전압 커넥터(42)를 통해 프로브(38)에 제거 가능하게 결합된다. 도시된 실시예에서, 프로브(38)는 헤드(46) 및 핸들(50)을 포함하고, 프로브(38)는 작업자가 작동 중에 프로브(38)를 위치시키기 위해 핸들(50)을 파지하게 하는 폴리머 또는 다른 전기 절연 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, 핸들(50)은 플라스틱으로 성형될 수 있고 그리고/또는 고무와 같은 전기 절연 재료로 코팅될 수 있다.
도시된 실시예에서, 액체(54)(예를 들면, 증류수와 같은 유전성 액체 또는 식염수와 같은 전도성 액체)는 챔버(18)에 배치된다(예를 들면, 실질적으로 충전된다). 본 실시예에서, 스파크 헤드(22)는 챔버(18)에 위치되고 전극들이 펄스 생성 시스템(26)으로부터 전압 펄스를 (예를 들면, 10Hz와 1000Hz, 10Hz와 100Hz, 100Hz와 500Hz, 또는 500Hz 및 1000Hz 사이의 속도로) 수신할 수 있도록 액체로 둘러싸여서, 액체의 일부는 기화되고 증기 기포의 파괴는 액체 및 충격파 출구(20)를 통해 전파될 충격파를 생성한다. 도시된 실시예에서, 프로브(38)는 챔버(18)와 출구(20) 사이에 음향 지연 챔버(58)를 포함한다. 본 실시예에서, 음향 지연 챔버는 실질적으로 액체(62)(예를 들면, 액체(54)와 동일한 유형)로 채워지고, 충격파가 형성되고 그리고/또는 출구(20)를 향해 지향되기에 충분한 길이(66)를 갖는다. 일부 실시예들에 있어서, 길이(66)는 2밀리미터(mm) 내지 25밀리미터(mm) 사이일 수 있다. 도시된 실시예에서, 챔버(18) 및 음향 지연 챔버(58)는 충격파가 챔버(18)로부터 음향 지연 챔버(58)로 이동할 수 있게 하는 (음향적으로 투과 가능한 또는 전달 가능한) 음향 투과성 재료층에 의해 분리된다. 다른 실시예들에서, 액체(62)는 액체(54)와 상이할 수 있다(예를 들면, 액체(62)는 기포, 물, 오일, 광유 등을 포함할 수 있다). 기포와 같은 특정 특징부들은 충격파의 형성을 증가시키기 위해 액체(54)의 음향 거동에서 비선형성을 도입 및/또는 개선할 수 있다.
추가 실시예들에 있어서, 챔버(18) 및 음향 지연 챔버(58)는 단일일 수 있다(즉, 단일 챔버를 포함할 수 있다). 추가 실시예들에 있어서, 음향 지연 챔버(58)는 중실 부재(예를 들면, 폴리우레탄과 같은 탄성중합체 재료의 중실 실린더)로 대체될 수 있다. 도시된 실시예에서, 프로브(38)는 도시된 바와 같이 음향 지연 챔버의 원위 단부에서 하우징에 제거 가능하게 결합된 출구 부재(70)를 추가로 포함한다. 부재(70)는 조직(74) 위에 위치한 외부 영역과 접촉하도록 구성되며, 환자들 사이에서 제거 및 멸균 또는 교체될 수 있다. 부재(70)는 충격파가 출구(20)를 통해 음향 지연 챔버(58)를 빠져나갈 수 있도록 음향 투과성인 폴리머 또는 다른 재료(예를 들면, 저밀도 폴리에틸렌 또는 실리콘 고무)를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 음향 커플링 젤(도시되지 않음)이 부재(70)와 조직(74) 사이에 배치되어, 조직(74)에 윤활 및 추가적인 음향 전달을 제공할 수 있다.
도시된 실시예에서, 프로브(38)는 재료(예를 들면, 유리)를 포함하고 음향 미러에 입사하는 대부분의 음파 및/또는 충격파를 반사시키도록 구성된 음향 미러(78)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 음향 미러(78)는 음파 및/또는 충격파(예를 들면, 스파크 헤드(22)에서 발생)를 비집속 방식으로 (음향 지연 챔버를 통해) 출구(20)를 향해 반사하도록 각을 이룰 수 있다. 도시된 실시예에서, 하우징(14)은 사용자가, (예를 들면, 충격파를 가하는 동안 또는 표적 조직에 출구(20)를 위치시키기 위해 충격파를 가하기 전에) 표적 세포를 포함하는, 환자의 영역(예를 들면, 조직(74))을 (윈도우(82), 챔버(18), 챔버(58), 및 부재(70)를 통해) 관측할 수 있게 하도록 구성되는 반투명 또는 투명 윈도우(82)를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 윈도우(82)는 윈도우에 입사하는 대부분의 음파 및/또는 충격파를 반사시키도록 구성된 음향 반사 재료(예를 들면, 유리)를 포함한다. 예를 들면, 윈도우(82)는 스파크 헤드(22)에서 생성된 고에너지 음향 펄스를 견디기에 충분한 두께 및 강도를 갖는 투명 유리(예를 들면, 약 2mm의 두께 및 50% 초과의 광 전달 효율을 갖는 강화 판 유리)를 포함할 수 있다.
도 3에서, 사람의 눈(86)은 윈도우(82)를 통해 표적 조직을 관측하는 사용자를 나타내지만, 표적 조직은 카메라(예를 들면, 디지털 스틸 및/또는 비디오 카메라)를 통해 윈도우(82)를 거쳐 "관측할 수 있다"는 사실을 이해해야 한다. 직접 또는 간접 관찰을 통해, 음향 에너지는 셀룰라이트 영역과 같은 표적 조직 및 조직의 색상 변화와 같은 음향 에너지 표시에 따라 위치 지정, 적용 및 재배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 EH 충격파 생성 시스템 및 장치의 일부 실시예와 함께 사용하기 위한 본 발명의 휴대용 프로브 또는 핸드피스의 제2 실시예(38a)의 측단면도를 도시한다. 하우징(14a)은 도 3의 하우징(14)과 일부 측면에서 실질적으로 유사하며. 예를 들면 하우징(14a)은 프로브(38a)의 일부 구성 요소들을 수용하거나 둘러싼다. 프로브(38a)는 일부 측면에서 프로브(38)와 실질적으로 유사하고, 따라서 여기서는 주로 그의 차이점이 설명된다. 예를 들면, 프로브(38a)는 또한 스파크 헤드(22a)의 복수의 전극들이 윈도우(82a) 및 출구(20a)를 통해 (예를 들면, 표적 조직의) 영역을 관측하는 사용자에게 보이지 않도록 구성된다. 그러나, 광학 차폐물을 포함하기 보다는, 프로브(38a)는 스파크 헤드(22a)(및 스파크 헤드의 전극들)가 윈도우(82a) 및 출구(20a)를 통해 연장되는 광학 경로로부터 오프셋되도록 구성된다. 본 실시예에서, 음향 미러(78a)는 도시된 바와 같이 스파크 헤드(22a)와 출구(20a) 사이에 위치되어, 챔버(18a)의 경계를 한정하고 음향파 및/또는 충격파를 스파크 헤드(22a)로부터 출구(20a)로 지향시킨다. 도시된 실시예에서, 윈도우(82a)는, 음향 미러(78a)가 윈도우(82a)와 챔버(18a) 사이에 배치되고 음파 및/또는 충격파가 윈도우(82a)상에 직접 입사하지 않기 때문에(즉, 음파 및/또는 충격파가 주로 음향 미러(78a)에 의해 반사되기 때문에), 중합체 또는 기타 음향 투과성 또는 전달성 재료를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 실시예에 있어서, 스파크 헤드(22a)는 복수의 스파크 갭들을 한정하는 복수의 전극들(400)을 포함한다. 다중 스파크 갭을 사용하면 주어진 시간 기간에 전달될 수 있는 펄스 수를 두 배로 늘릴 수 있기 때문에 유리할 수 있다. 예를 들면, 펄스가 스파크 갭에서 일정량의 액체를 기화시킨 후 증기는 액체 상태로 돌아가거나 또는 여전히 액체 상태에 있는 액체의 다른 부분으로 옮겨져야 한다. 후속 펄스가 추가 액체를 기화시키기 전에 스파크 갭이 물로 다시 채워지는 데 필요한 시간 외에도, 스파크는 또한 전극을 가열한다. 이와 같이, 주어진 스파크 속도에 대해, 스파크 갭의 수를 증가시키면 각각의 스파크 갭이 점화되어야 하는 속도가 줄어들어 전극의 수명이 연장된다. 따라서, 10개의 스파크 갭은 잠재적으로 가능한 펄스 속도 및/또는 전극 수명을 10배까지 증가시킨다.
상술된 바와 같이, 높은 펄스 속도는 전극의 피로를 증가시키고 그리고/또는 증기가 증발된 후 액체 상태로 복귀하는 데 필요한 시간을 증가시킬 수 있는 많은 양의 열을 생성할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 이와 같은 열은 스파크 헤드 주위로 액체를 순환시킴으로써 관리될 수 있다. 예를 들면, 도 4의 실시예에서. 프로브(38a)는 도시된 바와 같이 챔버(18a)로부터 각각의 커넥터(412 및 416)로 연장하는 도관(404 및 408)을 포함한다. 본 실시예에서, 커넥터(412, 416)는 챔버(18a)를 통해 (그리고, 예를 들면, 열교환기를 통해) 액체를 순환시키기 위해 펌프에 결합될 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예들에 있어서, 펄스 생성 시스템(26)(도 3)은 펌프 및 열 교환기를 직렬로 포함할 수 있고 도관 등을 통해 커넥터(412, 416)에 결합되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 필터는 챔버를 통해 순환되는 액체를 필터링하기 위해 프로브(38a), 스파크 발생 시스템(예를 들면, 26)에, 및/또는 프로브와 스파크 발생 시스템 사이에 포함될 수 있다.
도 4에 설명된 바와 같이, 표적 조직에 대한 각각의 충격파의 적용은 출구(20a)로부터 전파되고 조직(74)을 통해 외향으로 진행하는 파면(418)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 파면(418)은 조직(74)과 접촉하는 출구 부재(70a)의 외부 표면의 형상에 따라 부분적으로 그리고 외향으로 이동할 때 그의 팽창에 따라 만곡된다. 다른 실시예들에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 접촉 부재의 외형은 평면일 수 있다.
본 실시예에서, 수 Hz 내지 수 KHz(예를 들면, 최대 5MHz)의 펄스 속도가 사용될 수 있다. 복수의 펄스 또는 충격파에 의해 생성된 피로 이벤트(fatiguing event)는 일반적으로 더 높은 펄스 속도에서 누적되기 때문에, 치료 시간은 긴 휴식 시간만큼 간격을 둔 몇 개의 더 높은 출력의 충격파보다는 빠른 연속적인 많은 중간 출력의 충격파를 사용함으로써 상당히 단축될 수 있다. 상술된 바와 같이, 본 실시예들의 적어도 일부(예를 들면, 다중 스파크 갭들을 갖는 실시예)는 더 높은 속도로 충격파의 전기유압식 생성을 가능하게 한다. 예를 들면, 도 5a는 지연 기간(512)을 사이에 두고 본 실시예의 전극들에 가해진 전압 펄스(504, 508)의 두 시퀀스를 나타내도록 확대된 타이밍도(500)를 도시하고, 도 5b는 본 실시예들의 전극에 가해진 더 많은 수의 전압 펄스를 나타내는 타이밍도(516)를 도시한다.
스파크 헤드(22a, 22b, 22c) 중 임의의 것과 유사한 추가 실시예들에 있어서, 각각의 측벽(120, 120a, 120b)의 일부는, 각각의 스파크 챔버(124, 124a, 124b)가 생략되거나 개방 상태로 유지되어 대응하는 핸드피스의 더 큰 챔버(예를 들면, 18 또는 18a)의 액체가 전극들 사이를 자유롭게 순환할 수 있도록, 생략될 수 있다. 이와 같은 실시예들에서, 상기 스파크 챔버(예를 들면, 측벽(120, 120a, 120b)는 액체 커넥터를 포함할 수 있거나 액체는 스파크 챔버와 독립적인 액체 포트를 통해 순환할 수 있다(예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같음).
본 시스템 및 장치와 함께 전달되는 복수의 버스트 또는 그룹(504 및 508)에 의해 시작되는 일련의 이벤트들(스파크들)은 몇 분에 걸쳐 적용해야 할 필요가 있을 수 있는 더 낮은 펄스 속도(PR)에 비해 치료 시간을 감소시킬 수 있는 더 높은 PR을 포함할 수 있다. 본 실시예들은 원하는 펄스 속도로 충격파를 전달하기 위해 사용될 수 있다.
도 6은 자유형 반사기를 도시한다. 자유형 반사기는 스플라인 보간 과정을 사용하여 설계될 수 있다. 도시된 실시예에서, 결과적인 반사기 형상은 예를 들면 음향 유한 요소 방법(FEM) 시뮬레이션을 사용하여 모델링될 수 있다. FEM은 경계값 문제에 대한 근사해를 찾기 위한 수치적 기법을 말한다. FEM 시뮬레이션에서 자유형 음향 반사기가 실행 가능한 것으로 결정되면, 물리적 프로토타입을 만들고 원하는 경우 물리적으로 테스트할 수 있다.
도시된 실시예에서, 반사기 형상이 한정된 후, 반사기에 의해 반사될 에너지 밀도를 근사화하기 위해 광선 추적(ray tracing)이 사용된다. 전통적으로 광선 추적은 광의 경로를 추적하고 가상 객체와의 조우 효과를 시뮬레이션하여 이미지를 생성하는 기술을 말한다. 여기에서, 그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 광선 추적은 스플라인 보간에 의해 정의된 반사체 형상으로부터 에너지 밀도를 근사화하기 위해 수행될 수 있다. 도 6에서, 음파(604)(벡터로 도시됨)는 전극 갭(608)에서 생성되고 자유형 반사기(606)에서 반사된다. 이와 같은 음파는 목표 조직 깊이(600)에 도달하면 이상적으로 균일한 압력 밀도를 가지며 확산 깊이(602)(예를 들면, 치료 중단 깊이 또는 의도된 치료 중단 깊이)에 도달하는 시간까지 적어도 2배만큼 소산된다. 도 6에서, 음향파들(604)은 반사기의 프로파일에 걸쳐 대략적으로 균일한 에너지 분포를 나타내는 표적 조직 깊이(600)에서 대략적으로 균일하게 이격된다. 그러나, 확산 깊이(602)에서, 광선은 더 멀리 이격되어 더 낮은 에너지 밀도를 나타낸다. 목표 조직 깊이에서 균일한 압력 밀도가 이상적이지만, 자유형 반사기로부터의 다른 피크 압력 판독값에 비해 10, 20 또는 30%의 피크 압력 변화도 또한 원하지 않는 결과 없이 원하는 치료 기능을 수행할 수 있다.
도 6은 또한 교차 또는 중첩 광선을 나타내는 점선을 포함한다. 중첩 광선(또는 교차 광선)은 포물선 반사체 설계에서 일반적이다. 파동이 결합하고 보강 간섭, 즉 크기의 증가를 나타낼 수 있으므로, 이와 같은 광선은 피크 압력의 증가를 나타낸다. 그러나 자유형, 즉 비포물선 또는 포물선형 음향 반사기 설계에서는 광선이 교차하지 않는다. 즉, 광선은 확산 깊이(602) 전 또는 후에 교차하지 않는다. 따라서, 자유형 음향 반사기는 확산(602) 이후의 다양한 위치들에서 피크 압력의 증가를 일으키지 않는다.
7 및 도 8은 치료파 발생기의 실시예를 도시한다. 도 7은 자유형 반사기(706)를 포함하는, 개시된 치료파 발생기의 스파크 헤드 부분의 등각도를 도시한다. 추가로, 도 8은 자유형 반사기(706)를 포함하는 치료파 발생기의 일 실시예의 스파크 헤드 부분의 단면을 도시한다.
도 9, 도 10 및 도 11a 내지 도 11c는 탄성파의 전기유압 발생 장치의 예를 도시한다. 도 9는 개선된 음향 파면을 갖는 음향파의 전기유압식 생성을 위한 장치의 일 실시예의 단면도를 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 음파의 전기유압식 생성을 위한 장치(1000)는: 챔버(1008) 및 충격파 출구(1012)를 한정하는 하우징(1004); 챔버(1008)에 배치된 액체; 챔버(1008) 내의 음향 반사기(1020); 하나 이상의 스파크 갭(708)을 한정하기 위해 챔버(1008)에 배치되도록 구성되는 (예를 들면, 스파크 헤드 또는 모듈에서) 복수의 전극들(1016a, 1016b); 및 10Hz와 5MHz 사이의 속도로 상기 전극들(1016a, 1016b)에 전압 펄스를 가하도록 구성되는 펄스 생성 시스템을 포함한다. 도시된 실시예에서, 음향 반사기(1020)는 자유형 반사기이거나 이를 포함하는 반면, 다른 실시예들에서 상기 음향 반사기는 포물선일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 안정화된 음향 파면은 음향 반사기로부터 일정한 집속 위치에서 유지되는, 복수의 전극들로부터 형성된 스파크 갭을 갖는 자유형 음향 반사기를 사용하여 달성된다.
본 실시예들의 일부에서, 복수의(예를 들면, 2개의) 전극들 사이의 스파크 갭은 반사기로부터 실질적으로 일정한 집속 위치에서 스파크 갭을 유지하기 위해 단일 서보모터(1024)를 사용하여 자동으로 조정된다. 예를 들면, 도 9, 도 10 및 도 11a 내지 도 11c에 도시된 바와 같이, 단일 서보모터는 전극 갭의 크기 및 위치가 실질적으로 일정하게 유지되는 방식으로 한 쌍의 전극들을 이동시키기 위해 사용된다. 도 9는 전기유압식으로 충격파를 생성하기 위해 전원에 연결될 수 있는 장치 또는 프로브(1000)의 일부의 사시 단면도를 나타내고; 도 10은 스파크 갭의 크기 및 위치를 유지하기 위해 전극들의 조정을 허용하는 프로브(1000)의 구성 요소들의 사시도를 나타내고; 도 11a 내지 도 11c는 스파크 갭의 유지를 설명하는 3개의 상이한 위치들에서의 도 10의 구성 요소들을 나타낸다.
도시된 실시예에서, 장치(1000)는 챔버(1008) 및 충격파 출구(1012)를 한정하는 하우징(1004), 및 물 또는 식염수와 같은 액체를 수용(예를 들면, 충전)하도록 구성되는 챔버를 포함한다. 도시된 바와 같이, 장치(1000)는 또한 복수의 전극들(1016a, 1016b) 및 상기 챔버(1008)에 배치되는 (예를 들면, 경계의 일부를 한정하는) 음향 반사기(1020)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 전극들(1016)은 크기(즉, 전극들(1016a 및 1016b)의 단부 표면들 사이의 거리) 및 위치를 갖는 하나 이상의 스파크 갭(708)을 한정하기 위해 챔버(1008)에 배열되도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 반사기(1020)는 자유형 반사기이다.
도시된 실시예에서, 장치(1000)는 복수의 전극들(1016a, 1016b)에 기계적으로 결합된 단일 서보모터(1024)를 포함하고, 스파크 갭(708)의 크기 및 위치를 실질적으로 일정하게 유지하기 위해 각각의 전극들을 조정하도록 구성된다. 본 실시예에서, 서보모터(1024)는 나사를 통해 셔틀 또는 푸셔(1040)에 결합되는 리드 스크류(1036)에 샤프트(1028)를 결합하는 척 또는 커플러(1032)를 갖는 출력 샤프트(1028)를 구비하여, 리드 스크류(1036)의 회전이 푸셔(1040)의 길이 방향 이동을 야기하도록 한다. 1차 전극(1016a)이 푸셔(1040)에 결합되고(예를 들면, 푸셔에 의해 푸쉬되도록 구성됨); 예를 들면, 도시된 실시예에서, 1차 전극 캐리어(1044)가 도시된 바와 같이 1차 전극(1016a)을 연장/운반하고 푸셔(1040)까지 연장한다. 다른 실시예들에 있어서, 전극 캐리어(1044) 및 1차 전극(1016a)은 단일형일 수 있다(예를 들면, 단일 피스의 재료로 형성됨). 도시된 바와 같이, 스프레더 바(1048)가 1차 전극 캐리어(1044)에 고정된 관계로 결합되고, 상기 스프레더 바(1048)는 스프레더 바(1048)로부터 연장되고 2개의 각각의 피봇 암(1056a, 1056b)과 상호작용하도록 구성되는 2개의 푸셔 로드(1052a, 1052b)를 운반한다. 도시된 바와 같이, 피봇 암(1056a, 1056b)은 푸셔 로드(1052a, 1052b)가 방향(1064)으로 전진하도록 각각의 피봇 지점(1060a, 1060b)에서 (예를 들면, 핀을 통해) 하우징(1004)에 각각 피봇 가능하게 결합된다.
본 실시예에서, 2차 전극(1016b)은 2차 전극 캐리어(1064)에 결합(및 지지)된다. 도시된 바와 같이, 2차 전극 캐리어(1064)는 역 U자 형상을 가지며 하우징(1004)에 슬라이딩 가능하게 결합된다(예를 들면. 슬롯 또는 트랙(1068)에 슬라이딩 가능하게 배치됨). 추가적으로, 스프링 또는 다른 편향 부재(도시되지 않음)가 2차 캐리어(1064) 및 2차 전극(1016b)을 1차 전극(1016a)으로부터 멀어지는 방향(1072)으로 편향시킨다.
이와 같은 구성에서, 그리고 도 11a 내지 도 11c의 진행에 도시된 바와 같이, 모터(1024)가 작동될 때, 샤프트(1028)는, 순차적으로 셔틀(1040), 1차 전극 캐리어(1044), 1차 전극(1016a), 스프레더 바(1048) 및 푸셔 로드(1052a, 10507b)를 방향(1072)으로 길이 방향으로 전진시키는, 리드 스크류(1036)를 회전시킨다. 이들 구성 요소들이 전진함에 따라, 푸셔 로드들(1052a, 1052b)이 접촉하고, 피봇 암들(1056a, 1056b)의 각각의 제1 단부(1076a, 1076b)상에 방향(1072)으로 힘을 가한다. 제1 단부들(1076a, 1076b)상의 (도 11a 내지 도 11c에 도시된 방향에서) 상향력은 피봇 암들(1056a, 1056b)이 각각의 피봇 지점들(1060a, 1060b) 주위를 피벗하게 하고 피봇 암들의 각각의 제2 단부들(1080a, 1080b)을 하향 이동시켜, 2차 전극(1016b)을 1차 전극(1016a)을 향해 이동시키기 위해 2차 전극 캐리어(1064)상에 방향(1084)으로 힘을 가한다. 이와 같은 방식에서, 전극들이 사용 중에 부식됨에 따라, 단일 서보모터는 동시에 1차 전극(1016a)을 상향으로, 2차 전극(1016b)을 하향으로 이동시켜, 전극들(1016a, 1016b)의 단부들 사이의 전극 갭의 크기와 위치를 모두 유지할 수 있다.
상기 1차 전극(1060a)이 애노드이기 때문에, 1차 전극(1060a)은 특정 비율로 캐소드인 2차 전극(1060b)보다 빠른 속도로 각각의 스파크 방전과 함께 마모되거나 열화될 수 있다. 피봇 지점들(1060a, 1060b)로부터 피봇 암들(1056a, 1056b)의 제1 단부들(1076a, 1076b)의 길이; 및 피봇 지점들(1060a, 1060b)로부터 피봇 암들(1056a, 1056b)의 제2 단부들(1076a, 1076b)의 길이는; 모터(1024)가 1차 전극(1060a)을 1072 방향으로 고정된 거리 위로 이동시키기 위해 한 단계 이동할 때, 상기 피봇 지점들(1060a, 1060b)로부터 피봇 암들(1056a, 1056b)의 차등 길이는 제2 단부들(1076a, 1076b)이 2차 전극 캐리어(1064)를 밀어서 2차 전극(1016b)을 애노드(전극 1016a) 및 캐소드(전극 1016b)의 차등 마모와 동일한 비율로 1084 방향으로 하향 이동시키게 되며, 그에 따라 갭(708)을 적절한 길이로 유지하면서 상기 갭을 반사기(1020)의 집속 지점에서 유지하도록 설계될 수 있다.
도시된 실시예에서, 장치(1000)는 또한 미국 가특허출원 제62/365,009호(위에 통합됨)에 기술된 바와 같이 외부 펄스 생성 시스템(도시되지 않음)으로부터 전압을 수신하고 또한 전압 펄스를 1차 전극(1016a)으로 그리고/또는 이를 통해 전달하여 전극들 사이의 스파크 및 그로 인한 충격파를 발생시키도록 구성된 회로 기판 조립체(1100)를 수용한다. 도시된 실시예에서, 제어기(1104)는 연결부(1108)를 통해 (예를 들면, 도시된 바와 같은 회로 기판 조립체(1100)를 통해, 또는 다른 실시예들에서는 직접) 전극들 중 하나 또는 둘 모두와 전기적으로 연결되고, 또한 연결부(1112)를 통해 모터(1024)와 연결되어, 상기 제어기는 전극들 사이의 스파크 측정에 기초하여 모터(1024)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 일정한 전극 갭 크기 및 위치를 유지하기 위해, 폐쇄 루프 제어가 모터(1124)에 신호를 보내 전극을 전방으로 공급하고 스파크 갭(708)을 원하는 크기로 유지하기 위해 사용된다. 이와 같은 폐쇄 루프 제어는 특정 충전 전압에서 방전의 펄스 시간을 측정함으로써 수행될 수 있다. 방전의 특성은 스파크 갭(708)(예를 들면, 전극 갭) 거리와 매우 밀접하게 상관된다. 이와 같은 특성을 측정함으로써, 폐쇄 루프 제어는 모터(1024)가 움직이도록 신호를 보내 전극들 사이의 갭을 유지하고 원하는 전기 방전 특성을 유지함으로써 수행될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제어기(1104)는 스파크 발생 시스템의 구성 요소이다(예를 들면, 제어기(1104)에 대해 설명된 기능은 스파크 발생 시스템의 1차 방전 제어기에 의해 실행되는 명령어 또는 코드에 통합된다). 예를 들면, 모터(1024)는 연장된 리드에 의해 모터 권선부에 직접 전기 펄스를 가함으로써 스파크 발생 시스템의 주 방전 제어기로부터 직접 구동될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 제어기(1104)는 별도의 조정 기능을 갖는 제2 및/또는 독립 제어기이다. 예를 들면, 제어기(1104)는 하우징에 장착될 수 있고 스파크 발생 시스템의 1차 제어기로부터 아날로그 또는 디지털 신호(예를 들면, 전기, 광학 등)를 수신할 수 있다.
본원에 개시된 전기유압식 충격파 발생기는 개선된 음향 파면 균일성을 갖는 음향 파면을 생성한다. 일 실시예에 따르면, 이와 같은 개선된 음향 파면 균일성은 자유형 음향 반사기 및 단일 서보모터 전극 조정 시스템을 사용하는 전기유압 발생기의 사용을 통해 달성된다. 결과적으로, 본원 개시된 전기유압 장치는 환자를 치료하는데 사용될 때 더욱 일관되고 더 편안한 음향 충격파 치료를 제공한다.
도 12는 도 1의 진공 시스템(112)과 같은 진공 시스템의 예의 개략도를 도시한다. 도 12는 제어기(1210)(예를 들면, 제어 유닛) 및 하나 이상의 유형의 요법의 적용을 보조하기 위해 사용될 수 있는 진공 헤드(1212)(예를 들면, 원격 헤드)를 포함하는 분산 진공 시스템(1200)을 도시한다. 도 12에서, 상기 진공 헤드(1212)는 제어기(1210)로부터 분리되고 엄빌리컬(umbilical; 1214)로 지칭되는 가요성 튜브 또는 도관을 통해 제어기에 결합된다.
제어기(1210)(예를 들면, 제어 유닛)는 제어기(1220)(예를 들면, 제어 로직, 회로 보드, 프로세서 및 메모리, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이 등), 모터(1222)(예를 들면, 서보 또는 서보모터), 밸브(1224)(예를 들면, 버터플라이 밸브) 및 표시기(1226)를 포함한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 제어기(1210)는 (예를 들면, 전원 케이블(1216)을 통해) 전원(1218)에 결합된다. 다른 구현들에서, 제어기(1220)는 배터리 전원이 공급되고, 배터리 또는 다른 전원을 포함한다. 상기 제어기(1220)는 밸브(1224)의 위치를 제어하거나 조정하는 것과 같이 밸브(1224)를 작동시키기 위해 모터(1222)를 제어하도록 구성된다. 또한, 제어기(1220)는 밸브(1224)의 위치를 나타내기 위해 표시기(1226)를 제어하도록 구성된다. 따라서, 제어기(1220)는 진공 헤드(1212)로의 음압 및/또는 냉각 공기(1240)의 전달을 제어하도록 구성된다.
냉각 공기(1240)는 일부 절차에서만 사용될 수 있다. 예를 들면, 냉각 공기는 레이저 또는 전자기파/방사선이 치료 영역으로 방출될 때 레이저 유도 광학 파괴(LIOB) 치료에 적합할 수 있다. 냉각 공기(1240)는 음향 서브시전 요법 또는 치료에 거의 또는 전혀 도움이 되지 않을 수 있는 것과 같이 사용되지 않을 수 있다. 그러나, 진공 시스템(1200)에 냉각 공기 구성 요소 및 기능을 포함하면 단일 진공 시스템(예를 들면, 도면부호 1210 및/또는 그의 1212와 같은 1200)이 음향 서브시전 치료 및 기타 치료(예를 들면, 문신 제거와 같은 LIOB 치료)에 사용될 수 있게 할 수 있다.
상기 진공 헤드(1212)는 하나 이상의 조명(1230) 및 하나 이상의 센서(1232)를 포함한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 진공 헤드(1212)는 하나 이상의 LED 및 하나 이상의 적외선 센서를 포함한다. 일부 구현들에서, 상기 하나 이상의 LED는 치료 위치를 밝히기 위해 진공 헤드의 베이스 및/또는 윈도우에 광을 제공하도록 구성된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 진공 헤드(1212)는 하나 이상의 LED를 통해 표시를 제공하도록 구성된다. 예를 들면, 상기 진공 헤드(1212)는 진공 상태의 표시를 제공하도록 구성될 수 있다. 설명하기 위해, 진공 헤드(1212)는 하나 이상의 LED를 통해 작동 상태(예를 들면, 음압 또는 진공 달성 및/또는 유지), 진공 해제(예를 들면, 진공 또는 음압의 손실), 또는 둘 모두를 나타낼 수 있다. 엄빌리컬(1214)은 음압, 냉각 공기, 복귀 공기 등을 제공하기 위한 하나 이상의 전용 루멘과 같은 하나 이상의 루멘을 포함할 수 있다.
다른 구현들에 있어서, 제어기(1210)는 음압을 활성화 및/또는 적용하도록 구성된 전원 스위치(예를 들면, 1302)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제어기(1210)는 제어기(1220), 모터(1222), 밸브(1224), 또는 표시기(1226) 중 하나 이상을 포함하지 않을 수 있다. 설명을 위해, 상기 제어기(1210)는 펌프의 제어 시스템을 포함하거나 그에 대응할 수 있다(예를 들면, 펌프의 활성화 또는 온/오프). 대안적으로, 제어기(1210)는 제어기(1220), 모터(1222), 밸브(1224), 또는 표시기(1226) 중 하나 이상을 포함하지만, 이와 같은 구현들에서, 제어기(1220), 모터(1222), 밸브(1224), 표시기(1226) 또는 이들의 조합 중 하나 이상은 진공 또는 음압에 대응한다. 설명을 위해, 상기 밸브(1224)는 제어기(1220)에 의해 제어되는 모터(1222)에 응답하여 음압의 적용을 제어하도록 구성될 수 있고, 상기 표시기(1226)는 진공 압력 또는 밸브(1224) 위치를 나타낸다. 냉각 공기 구성 요소 및/또는 기능이 생략된 이와 같은 구현들에서, 진공 헤드(1212)는 진공 포트와 같은 하나의 포트를 포함할 수 있고 제2 또는 냉각 공기 포트를 포함하지 않을 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 엄빌리컬(1214)은 단일 루멘(예를 들면, 음압 루멘)을 포함할 수 있다.
도 13은 제어기(1210)(예를 들면, 제어 유닛)의 일 예를 나타내는 사시도(1300)를 도시한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제어기(1210)는 전원 스위치(1302), 플러그를 수용하도록 구성된 전원 입력 포트 또는 잭(1304), 배선 포트(1306), 공기 포트(예를 들면, 냉각 공기 배출 포트, 진공 포트, 또는 둘 다)(1308), 출력 튜브 또는 도관(1310), 및 표시등(1312)을 포함한다.
도 14는 제어기(1210)의 내부 구성 요소의 배치의 예를 예시하는 제어기(1210)(예를 들면, 제어 유닛)의 예를 반투명 투시도로서 도시한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 제어기(1210)는 가요성 샤프트(1406)를 통해 서보모터(1404)에 결합된 버터플라이 밸브(1402)를 포함한다. 제어기(1210)는 고무 피트(1408)를 더 포함한다. 제어기(1210)의 다른 구성 요소의 예시적인 배치가 또한 도 14에 도시되어 있다.
도 15는 진공 헤드(1212)(예를 들면, 원격 헤드)의 예의 사시도(1500)를 설명한다. 진공 헤드(1212)는 하나 이상의 포트를 포함한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 진공 헤드(1212)는 냉각 공기 흡입 포트(1502), 진공 압력 흡입 포트(1504), 및 진공 해제 스위치(1506)를 포함한다. 다른 구현들에서, 예를 들면 진공 헤드(1212)가 LIOB 요법을 제공하는 데 사용되지 않을 때, 진공 헤드(1212)는 냉각 공기 흡입 포트(1502)를 포함하지 않는다. 일부 구현들에서, 상기 진공 헤드(1212)는 하나 이상의 조명(1232, 예를 들면 LED)을 추가로 포함한다.
상기 진공 헤드(1212)는 생물학적 매질의 표적 영역에 선택적으로 음향 서브시전을 제공하는 것을 돕도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 진공 헤드(1212)는 본원에 기술된 음향 서브시전 장치들과 같은 음향 서브시전 장치와 함께 사용되도록 구성되며, 그 장치들 일부는 진공 헤드 내에 위치될 수 있다. 진공 헤드(1212)의 원위(또는 도 14의 배향에서 더 낮은) 단부는 생물학적 매질(예를 들면, 조직(192) 또는 피부)에 대해 가압되도록 구성된다. 예를 들면, 진공 헤드(1212)의 하우징은 폴리머 또는 다른 재료를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 진공 헤드(1212)의 하우징은 하나 이상의 내부 채널과 하나 이상의 개구부(예를 들면, 환형 개구부)를 한정하며, 이를 통해 진공이 전달되어(예를 들면, 연속적으로 또는 치료 영역 주변의 여러 지점들에서) 피부 또는 기타 생물학적 매체에 흡입을 제공한다. 본 발명에 사용된 바와 같이, 용어 "진공"은 물질의 완전한 부재라기보다는 주변 대기압(예를 들면, 음압)보다 낮은 압력을 지칭한다.
일부 구현들에 있어서, 진공 헤드(1212)는 상기 진공 헤드(1212)를 통한 충격파의 전달을 허용하고, (예를 들면, 피부에서 열 에너지를 끌어내는 방열판을 제공하거나 또는 냉각 공기를 제공함으로써) 피부 또는 다른 생물학적 매질의 냉각을 보조하고 그리고/또는 피부 또는 기타 생물학적 매질의 안정화를 돕는 윈도우(예를 들면, 투명 윈도우)를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 윈도우는은 예를 들면 생물학적 매질(예를 들면, 피부)과 접촉하기 전에 냉각될 수 있는 사파이어 재료를 포함할 수 있다.
일부 그와 같은 구현들에 있어서, 상기 진공 헤드(1212)는 생물학적 매질의 일부를 당겨 상기 윈도우와 접촉하게 함으로써 생물학적 매질의 섹션을 격리시키는 것을 돕는다. 이것은 치료를 위한 생물학적 매질의 부분을 안정화시킨다. 도 15에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 진공 헤드(1212)의 하우징은 외부 연결부(예를 들면, 포트들(1502, 1504))를 포함하며, 이를 통해 진공 소스가 치료 영역과 연통될 내부 채널에 연결될 수 있다.
다른 실시예들에 있어서, 진공 헤드(1212)는 또한 하우징에 결합되고 피부 또는 다른 생물학적 매질의 온도를 모니터링하도록 배향된 온도계(예를 들면, 적외선 또는 기타 비접촉 온도계)를 포함한다. 다른 실시예들은 커버되지 않은 공극 또는 개구부를 위해 윈도우를 생략할 수 있고, 온도계를 생략할 수 있고, 그리고/또는 광원(예를 들면, LED)을 생략할 수 있다.
도 16a 내지 도 16e는 진공 시스템(112 또는 1200)과 같은 진공 시스템의 진공 헤드(예를 들면, 원격 헤드)의 예에 대한 추가 도면을 도시한다. 도 16a는 진공 헤드(1612)의 예의 사시도를 도시한다. 도 16b는 도 16a의 진공 헤드(1612)의 측단면도를 도시한다. 도 16a를 참조하면, 조명(1632) 및 센서(1634)의 예시적인 레이아웃이 도시되어 있다. 도 16a에서, 진공 헤드는, 온도 센서, 압력 센서, 또는 둘 모두와 같은, 다중 표시등(1632A)(예를 들면, 백색 LED), 조명등(1632B)(예를 들면, RGB LED), 및 센서(1634)(예를 들면, 녹색 회로 기판 아래)를 포함한다. 도 16은 또한 조명(1632) 및 센서(1634)의 레이아웃을 도시하고, 진공 헤드(1612)의 본체 또는 하우징의 바닥 또는 베이스에 결합된 플랜지(1622)를 추가로 도시한다. 도 16a 및 도 16b에 도시된 바와 같이, 플랜지(1622)(예를 들면, 순응성 부재)는 처리 부위와 밀봉을 형성하도록 구성되어, 진공 헤드(1612)에 의한 진공 또는 음압의 생성 및 유지를 가능하게 한다.
도 16c 및 16d는 도 16a 및 도 16b의 진공 헤드(1612)의 플랜지(1622)의 추가 도면을 예시한다. 도 16c를 참조하면, 상기 플랜지(1622)의 사시도가 도시되어 있다. 도 16d는 도 16c의 플랜지(1622)의 측단면도를 설명한다. 일부 구현들에서, 플랜지(1622)는 광중합체로 제조되거나 이를 포함한다.
도 16e는 진공 헤드(1652)의 측단면도를 예시한다. 진공 헤드(1652)는 진공 헤드(1612)에 대해 오버몰딩된 플랜지(1624) 및 컴팩트하거나 낮은 프로파일 베이스(예를 들면, 하우징 또는 본체)를 포함한다. 플랜지(1624)는 플랜지(1622)와 유사하게 작동한다. 도 16a 내지 도 16e에 도시된 플랜지들(1622, 1624)은 일부 구현들에서 30 쇼어A 내지 50 쇼어A의 경도를 가질 수 있다. 상기 플랜지들(1622, 1624)은 대기압하에서 약 5인치 수은(Hg), 대략 24인치 HG의 압력으로 작동하도록 구성될 수 있다. 비록 조명이나 센서가 도 16e에는 도시되어 있지 않지만. 다른 구현들에서, 진공 헤드(1652)는 조명(예를 들면, 1632A, 1632B, 또는 둘 다), 센서(예를 들면, 1634), 또는 이들의 조합을 포함한다.
도 17a 및 도 17b는 통합 진공 시스템의 예의 도면을 도시한다. 도 17a는 통합 진공 시스템(1712)(예를 들면, 통합 헤드)의 예의 사시도(1700)를 설명한다. 통합 시스템은 또한 진공 헤드를 포함하거나 한정하는 하우징(진공 헤드 하우징이라고도 함)에 포함되는 제어기 또는 제어 유닛(예를 들면, 그의 하나 이상의 구성 요소)을 나타낸다. 상기 통합 진공 시스템(1712)은 하나 이상의 포트를 한정하는 하우징 또는 베이스를 포함한다. 다른 진공 시스템들과 유사하게, 통합 진공 시스템(1712)도 또한 전원, 냉각 공기 소스 및/또는 진공 소스에 연결된다. 도 17a에 도시된 바와 같이, 상기 통합 진공 시스템(1712)은 LED 및 센서를 포함한다. 다른 구현들에서, 상기 통합 진공 시스템(1712)은 조명(예를 들면, LED), 센서, 또는 둘 모두를 생략할 수 있다.
도 17b는 도 17a에 설명된 진공 헤드(1212)(예를 들면, 원격 헤드)의 예의 절단된 측면도(1750)를 설명한다. 도 17b는 도 17a에 설명된 하나 이상의 포트에 대응하는 통합 진공 시스템(1712)에 의해 정의된 관통 채널들을 설명한다. 추가적으로, 도 15에 참조된 내부 채널, 환형 링 및 윈도우/개구부는 도 17b의 통합 진공 시스템(1712)의 진공 헤드(1212)에 설명되어 있다.
도 18은 음향 서브시전 장치를 사용하여 셀룰라이트의 외관을 개선하기 위해 환자를 치료하는 방법(1800)을 설명한다. 상기 방법(1800)은 시스템(100)(예를 들면, 그의 장치(110)), 시스템(600) 등에서 또는 그들에 의해 수행될 수 있다. 방법(1800)은 도면부호 1810에서 음향 서브시전 장치를 치료 부위에 근접하게 위치시키는 단계를 포함한다. 예를 들면, 상기 음향 서브시전 장치는 음향 서브시전 장치(110), 프로브(38), 프로브(38a), 시스템(600), 장치(1000)를 포함하거나 또는 그들에 대응할 수 있으며, 상기 치료 부위는 치료 영역, 조직 부위(150), 치료 영역 내의 치료 위치, 조직(74) 또는 조직(192)을 포함하거나 그들에 대응할 수 있다.
방법(1800)은 도면부호 1812에서 치료 부위에 충격파를 적용하는 단계를 추가로 포함한다. 예를 들면, 상기 충격파는 급속 음향 펄스(RAP)와 같은 충격파 펄스를 포함하거나 그에 대응할 수 있다. 설명을 위해, 상술된 음향 서브시전 장치들 중 하나는 도 1의 충격파 펄스(132) 또는 도 2a의 펄스(200)를 생성한다.
일부 구현들에 있어서, 방법(1800)은 치료 부위에 복수의 충격파를 가하는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 상기 복수의 충격파는 10Hz 내지 200Hz, 50Hz 내지 100Hz, 20Hz 내지 500Hz 또는 10Hz 내지 1000Hz 사이의 펄스 반복 속도로 가해진다.
일부 구현들에 있어서, 방법(1800)은 복수의 충격파를 별개의 간격으로 치료 부위에 가하는 단계를 추가로 포함하며, 여기서 상기 간격은 1 내지 3분의 지속시간을 가지며 치료 부위 내의 특정 치료 위치에 대응한다.
일부 구현들에 있어서, 방법(1800)은 치료 부위상에 진공 헤드를 위치시키는 단계; 치료 부위에 진공 헤드를 가하는 단계; 및 음압을 생성하는 단계를 추가로 포함한다. 예를 들면, 상기 진공 헤드는 진공 시스템(112), 진공 시스템(1202), 진공 헤드(1212), 또는 통합된 진공 시스템(1612)을 포함하거나 그들에 대응할 수 있다. 설명을 위해, 진공 헤드(1212)는 조직 부위(150)의 조직(192)에 부착된다. 특정 구현에서, 방법(1800)은 도 15를 참조하여 설명된 바와 같이 냉각 공기를 치료 부위에 적용하는 단계를 추가로 포함한다.
따라서, 방법(1800)은 음향 서브시전 장치를 사용하여 셀룰라이트의 외관을 개선하기 위해 환자를 치료하는 방법을 설명한다. 상기 음향 서브시전 장치는 피하 지방의 섬유성 중격막의 파괴를 발생시키는 조직의 물리적 효과를 유발하는 요법적 치료 및 의학적 치료를 가능하게 한다. 현재의 서브시전 장치 및 기술과 비교하여, 방법(1800)은 비침습적이어서, 적용 가능성을 증가시키고 합병증 및 환자의 불편을 감소시킨다. 따라서, 본원에 기술된 음향 서브시전 장치 및 방법은 지방 조직 결함의 개선된 치료를 가능하게 할 수 있으며, 이에 의해 치료에 대한 환자의 편안함 및 확신을 향상시킬 수 있다.
도 19는 급속 음향 펄스를 사용하여 섬유성 구조물(진피 및/또는 피하)의 파괴를 유발함으로써 셀룰라이트의 외관을 개선하기 위해 환자를 치료하는 방법(1900)을 설명한다. 상기 방법(1900)은 시스템(100) 또는 시스템(600)의 하나 이상의 구성 요소를 사용하여 환자 또는 간병인에 의해 수행될 수 있다. 상기 방법(1900)은 도면부호 1910에서 셀룰라이트를 포함하는 치료 부위를 식별하는 단계를 포함한다. 예를 들면, 상기 치료 부위는 치료 영역, 조직 부위(150), 치료 영역 내의 치료 위치, 조직(74) 또는 조직(192)을 포함하거나 그들에 대응할 수 있다. 설명을 위해, 환자 또는 간병인(예를 들면, 기술자, 간호사, 의사 등)은 셀룰라이트를 포함하거나 또는 셀룰라이트에 대응하는 치료 부위 또는 영역을 식별한다. 일부 구현들에서, 방법(1900)은 치료 부위 또는 영역 내의 치료 위치를 식별하는 단계를 추가로 포함한다.
방법(1900)은 또한 도면부호 1912에서 일련의 충격파 펄스를 치료 부위에 가하는 단계를 포함한다. 예를 들면, 상기 충격파는 급속 음향 펄스(RAP)와 같은 충격파 펄스를 포함하거나 또는 그에 대응할 수 있다. 설명하기 위해, 음향 서브시전 장치(예를 들면, 음향 서브시전 장치(110), 프로브(38), 프로브(38a), 시스템(600), 장치(1000))는 도 5a 및 도 5b을 참조하여 설명된 바와 같이 본원에 설명된 바와 같이 펄스(132) 또는 펄스(200)를 제공한다.
일부 구현들에 있어서, 방법(1900)은 치료 부위에 복수의 충격파를 가하는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 상기 복수의 충격파는 10Hz 내지 200Hz, 50Hz 내지 100Hz, 20Hz 내지 500Hz 또는 10Hz 내지 1000Hz 사이의 펄스 반복 속도로 제공된다.
일부 구현들에 있어서, 방법(1900)은 별개의 간격으로 치료 부위에 복수의 충격파를 가하는 단계를 추가로 포함하며, 여기서 상기 간격은 1 내지 3분의 지속시간을 가지며 상기 치료 부위 내의 특정 치료 위치에 대응한다.
일부 구현들에 있어서, 방법(1900)은 치료 부위상에 진공 헤드를 위치시키는 단계; 치료 부위에 진공 헤드를 적용하는 단계; 및 음압을 생성하는 단계를 추가로 포함한다. 예를 들면, 상기 진공 헤드는 진공 시스템(112), 진공 시스템(1202), 진공 헤드(1212), 또는 통합된 진공 시스템(1612)을 포함하거나 그들에 대응할 수 있다. 설명을 위해, 진공 헤드(1212)는 조직 부위(150)의 조직(192)에 부착된다. 특정 구현에서, 방법(1900)은 도 15를 참조하여 설명된 바와 같이 상기 치료 부위에 냉각 공기를 제공하는 단계를 추가로 포함한다.
따라서, 방법(1900)은 급속 음향 펄스를 사용하여 진피 및/또는 피하 섬유성 구조물의 파괴를 야기함으로써 셀룰라이트의 외관을 개선하기 위해 환자를 치료한다. 상기 급속 음향 펄스(예를 들면, 피크 압력, 압력 상승 및 하강 시간, 및 이들의 반복 속도)는 요법적 치료 및 의학적 치료가 조직의 물리적 효과를 유발시키게 하여 피하 지방의 섬유성 중격막을 파괴할 수 있게 한다. 현재의 서브시전 장치 및 기술과 비교하여, 방법(1900)은 비침습적이어서 적용 가능성을 증가시키고 합병증 및 환자 불편을 감소시킨다. 현재의 압력파 기술 또는 침습적 기술과 비교하여, 방법(1900)은 이전에 치료할 수 없었던 셀룰라이트(예를 들면, 진행성 또는 2등급 이상 셀룰라이트) 및 기타 섬유증 상태를 표적으로 하고, 또한 증가된 피크 압력, 압력 상승 및 하강 시간, 및 그와 같은 표적에 대한 반복 속도의 표적 치료 세션들을 사용하여, 물리적 효과(예를 들면, 경화성 중격막의 파괴)를 유발하는 누적 충격/스트레스를 유도한다. 따라서, 본원에 기술된 음향 서브시전 장치 및 방법은 지방 조직 결함의 개선된 치료를 가능하게 할 수 있으며, 이에 의해 치료에 대한 환자의 편안함 및 확신을 향상시킬 수 있다.
방법(1800)이 섬유성 중격막을 치료하는 것에 대해 설명하였지만, 피부, 지방 조직, 근육 조직, 기관 조직(예를 들면, 생식 기관 조직 및/또는 이에 상응하는 피부 조직) 등과 같은 다른 유형의 조직이 치료될 수 있다. 다른 구현들에서. 추가적으로, 방법(1900)이 치료 부위를 셀룰라이트를 포함하는 것으로 기술하였지만, 다른 구현들에서, 상기 치료 부위는 셀룰라이트에 추가로 또는 셀룰라이트의 대안으로 켈로이드, 비후성 흉터, 또는 임플란트 캡슐 수축과 같은 다른 것들을 포함할 수 있다. 이와 같은 일부 구현들에 있어서, 2마이크로초 미만의 음의 펄스 성분 지속 시간을 갖는 비집속 또는 평면 충격파와 같은, 압축된 비-공동화 RAP(예를 들면, 200, 280, 295)가 사용될 수 있다.
도 20a 내지 도 22b에서는, 피하 지방의 섬유성 중격막 및 파괴된 치료 후 치료된 섬유성 중격막을 나타내는 대표적인 조직학적 슬라이드가 설명되어 있다. 도 20a, 도 21a 및 도 22a는 괴팅겐 미니피그(Gottingen Minipig)의 섬유성 중격막을 설명하는 대표적인 조직학적 슬라이드를 예시하며, 그와 같은 섬유성 중격막은 셀룰라이트, 흉터, 진피 융기 등에 해당하는 사람 섬유성 중격막을 대표한다. 도 20b, 도 21b 및 도 22b는 음향 서브시전으로 치료한 후의 섬유성 중격막을 설명하는 대표적인 조직학적 슬라이드를 예시한다.
도 23a 및 도 23b는 대표적인 사람 환자에 대한 치료 전후의 사진을 예시한다. 도 23a는 치료 전 환자의 대퇴부상의 셀룰라이트 진피 융기를 나타내는 이미지이다. 도 23b는 치료 12주 후의 도 23a의 셀룰라이트 진피 융기를 나타내는 이미지이다.
도 24a 내지 도 30b는 파괴된 치료 후, 치료된 섬유성 중격막, 및 혈관 형성 및 콜라겐 생성과 같은 조직 반응을 나타내는 대표적인 슬라이드를 예시한다. 도 20a 내지 도 30b는 실험 결과 섹션을 참조하여 추가로 설명된다.
실험 결과
본 발명의 음향 서브시전 장치를 입증하기 위해 실험을 수행하였다.
I. 예 1: 피하 섬유성 중격막의 음향 서브시전
약 30kg 무게의 괴팅겐 미니피그를 사용하여 (아래에 설명된 예 2 및 약 10 MPa의 두 번째 연구와 비교하여) 높은 평균 피크 출력 압력(즉, 각 펄스의 피크 출력 압력들의 평균)을 갖는 음향 펄스를 생성하는 음향 서브시전 장치를 사용하여 피하 지방의 섬유성 세포외 매트릭스 파괴를 평가하기 위한 연구가 수행되었다. 상기 음향 서브시전 장치는 집속되지 않고 공동화가 없는 급속 음향 펄스(RAP)를 생성했다. 그와 같은 비집중, 비 공동화, 급속 음향 펄스(RAP)는 펄스들(200, 280, 295)을 포함하거나 그들에 대응할 수 있다.
일반적인 절차는 동물을 마취시키고 헤어 클리퍼를 사용한 다음 면도기를 사용하여 피부 털을 제거함으로써 중간 복부 부위를 준비하는 것이었다. 그 다음, 음향 서브시전 장치를 사용하여 2분 동안 50Hz의 펄스 반복 속도로 약 10MPa의 피크 출력 압력을 갖는 각각의 충격파와 함께 치료 부위에 고주파 충격파를 가하였다.
고주파 충격파로 치료한 후, 3mm 원형 펀치 생검 기구를 사용하여 치료 부위에서 생검을 실시했다. 처리된 조직 샘플은 버퍼링된 포르말린 용액에 위치시켰다. 그런 다음 처리된 조직 샘플로부터 조직 슬라이드를 형성하고 현미경 검사를 위해 헤마톡실린 및 에오신(H&E) 염색으로 염색했다. 처리되지 않은 조직 샘플로 제조된 조직 슬라이드는 대조군 샘플로 사용되었다.
도 20a 및 20b는 피하 조직에서 섬유성 중격막을 보여주는 2x 배율의 조직학적 이미지를 제공한다. 도 20a는 치료되지 않은 부위의 섬유성 중격막을 도시하고, 도 20b는 치료 부위의 섬유성 중격막을 설명한다. 도 20a 및 도 20b의 조직학적 이미지들로부터 알 수 있는 바와 같이. 도 20a의 미처리 부위의 섬유성 중격막과 비교하여, 도 20b에서 치료된 부위의 섬유성 중격막은 큰 혼란을 겪은 것으로 보여진다. 도 20b는 또한 치료 부위로부터 조직에 공동화 또는 열 손상의 증거가 없음을 설명한다. 또한, 혈관은 육안적 혈종의 어떠한 증거 없이 온전하고 손상되지 않았다.
도 21a 및 도 21b는 피하 조직에서 섬유성 중격막을 보여주는 20x 배율에서 상이한 조직 샘플들로부터의 조직학적 이미지를 제공한다. 도 21a는 치료되지 않은 부위의 섬유성 중격막을 설명하고, 도 21b는 치료 부위의 섬유성 중격막을 설명한다. 다시, 도 20a 및 도 20b의 조직학적 이미지들로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 21a의 미처리 부위의 섬유성 중격막과 비교하여, 도 21b의 치료 부위의 섬유성 중격막은 큰 혼란을 겪고 있는 것으로 보여진다. 도 21b는 또한 치료 부위로부터 조직에 공동화 또는 열 손상의 증거가 없음을 설명한다. 이와 같은 연구 결과는 본 발명의 급속 음향 펄스가 피하 섬유성 중격막의 음향 서브시전을 유발시키는 능력을 뒷받침한다.
Ⅱ. 예 2: 피하 섬유성 중격막의 음향 서브시전
중간(약 6 MPa) 평균 피크 출력 압력을 갖는 음향 펄스를 생성하는 음향 서브시전 장치를 사용하여 피하 지방의 섬유성 중격막 파괴를 평가하기 위해 괴팅겐 미니피그를 사용하여 또 다른 연구를 수행하였다. 실시예 1에 요약된 것과 동일한 일반 절차를 따랐다. 그러나, 음향 서브시전 장치를 사용하여, 3분 동안 100Hz의 펄스 반복 속도에서 평균 피크 출력 압력이 약 6MPa인 각각의 충격파와 함께 치료 부위에 고주파 충격파를 가하였다.
도 22a 및 22b는 피하 조직에서 섬유성 중격막을 보여주는 20x 배율의 조직학적 이미지를 제공한다. 도 22a는 치료되지 않은 부위의 섬유성 중격막을 설명하고, 도 22b는 치료 부위의 섬유성 중격막을 설명한다. 도 22a 및 도 22b의 조직학 이미지들로부터 알 수 있는 바와 같이. 도 22a의 미처리 부위의 섬유성 세포외 매트릭스와과 비교하여, 도 22b의 치료된 부위의 섬유성 세포외 매트릭스는 큰 혼란을 겪고 있는 것으로 보여진다. 도 22b는 또한 치료 부위로부터 조직에 공동화 또는 열 손상의 증거가 없음을 설명한다. 이와 같은 연구 결과는 급속 음향 펄스 기술이 피하 섬유 구조물의 음향 서브시전을 유발시키는 능력을 추가로 뒷받침한다. 이와 같은 연구 결과는 또한 RAP에 의한 음향 서브시전이 조직 구조물을 안전하게 파괴하게 하는 능력을 뒷받침한다.
대응하는 피하 지방에서 경화성 중격막을 포함하는 섬유성 피하 중격막과 같은, 셀룰라이트에 대한 충격파에 의한 음향 서브시전의 효과를 관찰하기 위해 사람에 대한 실험이 수행되었다.
III. 예 3: 파일럿 연구(Pilot Study)
IRB(Institutional Review Board) 승인 사람 임상 시험이 경화성 섬유 중격막으로 인한 셀룰라이트 딤플 또는 융기부의 외관을 개선하기 위한 본 발명의 음향 서브시전 장치의 효과를 테스트하기 위해 착수되었다. 파일럿 연구의 목표는 비침습적 음향 서브시전 장치(ASD)의 적용이 환자에 의해 잘 용인되고 있으며, 그 적용은 평균 간소화된 셀룰라이트 심각도 점수(CSS; Cellulite Severity Score)의 감소로 측정되는 셀룰라이트의 외관 개선을 초래한다는 사실을 검증하는 것이었다.
II 등급 셀룰라이트 및 30 미만의 BMI를 가진 여성에게 등록 자격이 주어졌다. 각각의 참가자의 무작위로 선택된 다리의 상부 허벅지상의 약 25cm x 25cm 영역이 1회 방문 시 환자 1인당 총 20분 동안 해당 영역 내의 20개 치료 부위에서 ASD를 1분 동안 20번 적용하는 단일 세션으로 치료되었다. 20개 치료 부위는 각각 1분씩 적용했다. 각각의 고주파 충격파 적용은 50Hz의 펄스 반복 속도에서 약 6MPa의 평균 피크 출력 압력을 가졌다. 동물 연구에서 얻은 조직학적 증거에 따르면 이와 같은 급속 음향 펄스는 지방 중격막 전체에 걸쳐 콜라겐 섬유를 파괴하여 효과적으로 상기 중격막을 파괴하고 잠재적으로 서브시전할 수 있음을 보여준다. 표준화된 사진들은 치료 전과 치료 후 12주에 촬영되었다. 이와 같은 사전/사후 사진 쌍들은 치료 후 찍은 사진을 식별하고 양쪽 사진들에 대해 0~5점 CSS 점수를 제공하도록 요청받은 3명의 맹검 검토자(blinded reviewer)에 의해 평가되었다. 부작용 및 통증은 치료 후 0 내지 10점 척도로 기록되었으며, 0은 통증이 없음, 10은 가능한 가장 심한 통증을 나타낸다.
30세에서 54세 사이의 5명의 여성이 상기 연구에 등록되었다. 단지 몇 시간 내에 해결되는 경미한 모낭염만이 상기 치료 부위들에서 관찰되었으며, 어떠한 홍반, 부종 또는 타박상은 보고되지 않았다. 통증은 치료 부위들의 97%에서 0-10점 척도에서 "0"(통증 없음) 수준으로 평가되었다. 가장 높은 점수는 ASD가 대퇴골의 큰 전자(trochanter)에 직접 적용되었을 때 한 참가자에 의해 한 치료 부위에서 4였으며, 이는 ASD 측면을 전자에 재배치하여 해결되었다. 3명의 검토자에 의한 맹검 평가는 CSS가 4.27에서 3.03(p < 0.001)으로 평균 감소하였음을 보여주었고, 치료 전/후 쌍으로부터 치료 후 사진을 100% 정확하게 식별하였다.
이와 같은 파일럿 연구의 결과는 비침습적이고 거의 통증이 없는 음향 서브시전 장치를 사용한 단일 치료 세션의 경우 환자에게 중단 시간 없이 셀룰라이트의 외관에 상당한 개선을 가져온다는 사실을 나타내었다.
IV. 예 4: 셀룰라이트 치료 - 사례 보고
본 사례 보고서는 위의 예 3에 설명된 연구에서 취했다.
본 연구에서 한 특정 환자는 깊은 진피 융기로 표시되는 심각한 셀룰라이트를 가지고 있었다. 이와 같은 유형의 깊은 진피 융기는 일반적으로 절개술(즉, 피하 지방의 중격막을 절단하기 위해 피부의 구멍을 통해 특수 피하 주사 바늘을 삽입하는 경우)과 같은 외과적 절차를 사용하여 치료될 것이다. 본 연구에서는 깊은 진피 융기를 포함하는 특정 환자의 셀룰라이트가 위에서 설명한 프로토콜에 따라 치료되었다. 도 23a 및 도 23b는 RAP 처리 직전(도 23a) 및 RAP 처리 12주 후(도 23b)의 사진을 예시한다. 도 23a 및 도 23b에서 볼 수 있는 바와 같이, 12주 시점에서, RAP 치료된 환자의 대퇴부의 깊은 진피 융기가 명백히 개선되었음을 증명하였다. 셀룰라이트 전후의 환자의 사진 시리즈가 3명의 독립 의사 검토 구성원들에 의해 평가되었고 셀룰라이트 심각도 척도를 사용하여 점수가 매겨졌다(Kaminer, et al., 2015). 12주차에, 진피 융기를 포함한 환자의 셀룰라이트는 1.5포인트(전 4.83에서 후 3.33으로)로 유의미한 감소를 보였다. RAP 치료를 사용하는 음향 서브시전 장치를 사용한 단일 치료는 통증, 멍, 부기 또는 휴지 시간 없이 환자의 셀룰라이트 융기를 상당 부분 해결했다.
위의 상세한 설명 및 예들은 예시적인 실시예의 프로세스 및 사용에 대한 설명을 제공한다. 비록, 특정 실시예들이 특정 정도의 특수성을 가지고 또는 하나 이상의 개별 실시예를 참조하여 위에서 설명되었지만, 당업자라면 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 개시된 실시예들에 대해 수많은 변경을 할 수 있다. 이와 같이, 본 방법의 다양한 예시적인 실시예들는 개시된 특정 단계들로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 오히려, 그것들은 청구항들의 범위 내에 속하는 모든 수정 및 대안을 포함하고, 도시된 것 이외의 실시예들이 도시된 실시예의 특징들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 또한, 적절한 경우, 위에서 설명된 임의의 예들의 양태는 설명된 임의의 다른 예들의 양태와 조합되어, 비교 가능하거나 상이한 특성들을 갖고 동일하거나 또한 상이한 문제점들을 해결하는 추가의 예들을 형성할 수 있다. 유사하게, 위에서 설명된 장점들 및 이점들은 하나의 실시예와 관련될 수 있거나 또는 여러 실시예들과 관련될 수 있음이 이해될 것이다.
V. 예 5: RAP에 의한 조직 반응 유도
도면부호 200, 280 및 295와 같은 (비-공동화) 압축 RAP를 사용하여 조직 구조물의 물리적 파괴에 의한 조직 반응(예를 들면, 혈관 형성)을 유도하는 것을 평가하기 위해, 약 30kg 무게의 괴팅겐 미니피그를 사용하여 연구가 수행되었다. 예 1에 요약된 것과 동일한 일반 절차를 따랐다. 그러나, RAP는 2분 동안 50Hz의 속도에서 8-9MPa의 평균 피크 출력 압력을 가졌다. 또한, RAP는 2마이크로초 미만의 음의 펄스 성분 지속 시간을 가졌다.
도 24a 내지 도 26은 치료 후 상이한 시간에 피하 조직에서 조직(예를 들면, 섬유성 중격막)의 파괴를 보여주는 조직학적 이미지를 제공한다. 도 24a를 참조하면. 도 24a는 치료 직후 피하 조직에서 조직(예를 들면, 섬유성 중격막)의 파괴를 보여주는 5x 배율의 조직학적 이미지이다. 도 24b는 치료 직후의 피하 조직에서 조직(예를 들면, 섬유성 중격막)의 파괴를 보다 상세하게 보여주는 도 24a의 조직학적 이미지의 일부를 확대한 조직학적 이미지이다.
도 25a 및 도 25b는 처리 직후 조직(도 25a, 도 24a와 유사)을 처리 6일 후 조직(도 25b)과 비교하는 5x 배율의 조직학적 이미지를 제공한다. 도 25b에 도시된 바와 같이, 치료 후 6일째 조직은 도 25a에 도시된 조직과 비교하여 상당한 조직 반응(예를 들면, 혈관 형성)이 입증되었다.
도 26은 도 25b에 예시된 처리 6일 후 조직 샘플의 상세한 조직학적 이미지를 제공한다. 도 26은 도 25b와 유사한 처리 6일 후 조직 샘플의 10배 확대에서의 조직학적 이미지(2600)를 포함한다. 도 26은 진피 및 피하 조직을 예시하는 2개의 추가 확대 섹션(2610, 2620)을 추가로 포함한다. 확대 섹션(2610)에 예시된 진피와 확대 섹션(2620)에 예시된 피하 조직 모두는 새로운 콜라겐 침착 및 새로운 혈관 구조에 이차적으로 더 두꺼운 섬유성 중격막의 형상으로 상당한 조직 반응을 보여준다. 확대된 조직학 이미지들(확대 섹션 2610 및 2620)에서 볼 수 있듯이, 지방 세포와 섬유성 중격막 모두는 파괴를 경험한 것으로 보인다. 조직에서 공동화 또는 열 손상의 증거는 없었다.
이와 같은 연구 결과는, 진피 및 피하 지방 조직에서 새로운 콜라겐 및 새로운 혈관의 유도에 의해 입증된 바와 같이, 조직 반응을 유도하는 조직 파괴를 안전하게 발생시키는 음향 서브시전 장치 RAP의 능력을 뒷받침한다.
VI. 예 6: RAP에 의한 조직 반응 유도
도면부호 200, 280 및 295와 같은, 비-공동화 압축 RAP를 사용하여 조직 구조물의 물리적 파괴에 의해 조직 반응(예를 들면, 혈관 형성)을 유도하는 것을 평가하기 위해 괴팅겐 미니피그를 사용하여 또 다른 연구가 수행되었다. 예 1에 개괄된 것과 동일한 일반 절차를 따랐다. 그러나, RAP는 약 8-9MPa의 평균 피크 출력 압력을 가졌고, 2 마이크로초 미만의 음의 펄스 성분 지속 시간을 갖고, 예 5와 유사하게 2분 동안 50Hz의 속도로 제공되었다.
도 27a 및 도 27b는 치료 후 6일째에 동일한 치료 부위로부터 조직으로의 치료 직후 피하 조직(도 27a)의 조직(예를 들면, 섬유성 세포외 매트릭스)의 파괴를 보여주는 5x 배율의 조직학적 이미지를 제공한다(도 27b). 치료 후 6일째 조직은 콜라겐 침착 및 새로운 혈관 구조로 인해 더 두꺼운 섬유성 중격막 형상으로 상당한 조직 반응을 증명하였다. 상기 조직에서 공동화나 또는 열 손상의 증거는 없었다.
도 28a 및 도 28b는 치료 당일(도 28a) 및 치료 후 6일(도 28b)의 근육 조직의 확대된 조직학적 이미지를 제공한다. 치료 6일 후의 근육 조직은 증가된 혈관 신생의 형상으로 상당한 조직 반응을 보여준다.
이와 같은 연구 결과는 진피, 피하 지방 조직 및 근육 조직에서 새로운 콜라겐 및 새로운 혈관의 유도에 의해 입증된 바와 같이 조직 반응을 유도하는 조직 파괴를 안전하게 발생시키는 음향 서브시전 장치 RAP의 능력을 뒷받침한다.
VII. 예 7: 사람에서 RAP에 의한 조직 반응 유도
또 다른 연구에 있어서, 복부 성형술을 받을 예정이었던 중년 여성 대상체를 음향 서브시전으로 치료하여, RAP를 사용하여 진피 세포외 매트릭스 조직 구조물의 물리적 파괴를 유도하는 것을 평가했다. 치료 부위와 대조 부위를 한정하고 펜으로 표시하였다. 마취 없이, 음향 서브시전 장치가 치료 부위에 RAP를 제공했다. 음향 서브시전 장치에 의해 제공되는 RAP는 약 4-6MPa의 평균 피크 출력 압력을 가졌고 각각의 10cm2 면적당 약 2분 동안 50 Hz의 속도로 제공되었다. 또한, RAP는 2마이크로초 미만의 음의 펄스 성분 지속 시간을 가졌다. 참가자는 RAP 적용 동안 불편함을 보고하지 않았다.
치료 4일 후, 참가자는 대조군 부위에서 복부 성형술을 받았다. 수술 절차 후, 절제된 피부상의 치료 부위와 대조군 부위를 3mm 원형 펀치 생검 기구를 사용하여 생검하였다. 조직 샘플들을 완충된 포르말린에 넣었다. 조직 샘플들의 조직학적 슬라이드는 현미경 검사를 위해 H&E로 염색되었다.
도 29a 및 도 29b는 대조군 부위(도 29a) 및 치료 부위(도 29b)에 대한 치료 4일 후 조직의 10x 확대에서 조직학적 이미지를 제공한다. 볼 수 있는 바와 같이, 도 29a의 대조군 부위 조직과 비교하여, 도 29b의 치료 부위 조직 현저한 조직 파괴를 나타낸다. 치료 부위의 조직에서 공동화 또는 열 손상의 증거는 없었다(도 29b).
유사한 동물 연구에 있어서, 파괴된 진피 조직은 도 30a(0일) 및 도 30b(62일)에 도시된 바와 같이 치료 후 62일째에 새로운 콜라겐(콜라겐 생성)의 증가에 의해 입증된 바와 같이 조직 반응을 유도한다. 도 30a 및 30b에 도시된 슬라이드들은 8x 배율로, 처리 후 62일에 걸쳐 새로운 콜라겐(염색 시 파란색)이 발달했음을 증명한다.
이와 같은 연구 결과는 공동화 또는 열 손상의 증거 없이 조직(즉, 진피) 구조물의 파괴를 안전하게 발생시키는 비집속, 비 공동화, 급속 펄스 음향 충격파의 능력을 다시 한번 뒷받침한다. 또한, 파괴된 조직은 진피에서 새로운 콜라겐의 증가로 입증된 바와 같이 조직 반응을 유도한다.
예 5 내지 예 7의 연구 결과들은 혈관 형성 및/또는 진피 콜라겐 생성과 같은 조직 반응을 유도하는 조직 파괴를 안전하게 발생시키는 음향 서브시전 장치 RAP의 능력을 뒷받침한다.
예 8: RAP를 사용한 사람 흉터 조직 치료
음향 서브시전을 사용하여 섬유성 흉터의 감소를 유도하는 것을 평가하기 위해 또 다른 연구가 수행되었으며, 치료된 제왕 절개의 오래된 절개 부위에 섬유성 흉터가 있는 중년 여성 대상체가 RAP로 치료되었다. 치료 부위를 펜으로 표시하고 Antera 3D 카메라(Miravex)를 사용하여 베이스라인 3D 사진을 촬영했다. 마취 없이, 음향 서브시전 장치는 하이드로겔로 덮인 치료 부위에 RAP를 제공했다. 음향 서브시전 장치에 의해 제공된 RAP는 약 4-6MPa의 평균 피크 출력 압력을 가졌고 섬유성 흉터 부위에 약 6분 동안 50Hz의 속도로 제공되었다. 또한, 상기 RAP는 2마이크로초 미만의 음의 펄스 성분 지속 시간을 가졌다. 참가자는 RAP 적용 동안 불편함을 보고하지 않았다.
대상의 치료 6주 후, 치료된 섬유성 흉터 부위의 3D 사진을 다시 한 번 촬영하였다. 그 결과 섬유성 흉터의 부피는 약 7%만큼, 섬유성 흉터의 높이는 약 29%만큼 감소한 것으로 나타났다.
이와 같은 연구 결과는 섬유성 흉터 조직의 감소와 같은 조직 반응을 유도하는 조직 파괴를 안전하게 발생시키는 음향 서브시전 장치의 능력을 뒷받침한다.
예 9: RAP를 사용한 섬유성 흉터의 감소
섬유성 흉터의 외관에 대한 일시적인 개선을 위한 RAP 장치의 안전성, 내약성 및 효능을 평가하기 위해, 단일 부위 개념 증명 IRB 승인 사람 임상 연구를 수행하였다. RAP 장치는 초당 50펄스의 빠른 속도로 고강도 음향 충격파를 생성하고, 진피 섬유 구조물과 피하 섬유성 구조물을 파괴할 수 있다. 흉터 조직 매트릭스의 미세 파괴와 흉터 리모델링으로 이어지는 섬유성 섬유아세포의 하향 조절 모두를 통해 흉터의 외관을 개선할 가능성이 있다. RAP 장치는 레이저 기반 문신 제거를 가속화하기 위해 IRB가 승인한 2번의 사람 임상 시험과 셀룰라이트의 외관을 개선하기 위한 개념 증명 시험에서 성공적으로 사용되었다.
단일 6분 RAP 세션을 사용하여 10명의 참가자에서 11개의 섬유성 흉터(즉, 켈로이드 또는 비후성 흉터)를 치료하였다. 치료 직후, 예상치 못한 부작용(UAE) 및 치료 내약성이 기록되었다. 3차원 멀티스펙트럼 카메라(Antera 3D Pro, Miravex, Dublin, Ireland)로 촬영한 전후 사진을 사용하여 흉터의 크기와 외관을 평가하였다. Antera 3D Pro로 획득한 이미지는 전처리부터 12주 추적 관찰까지 흉터의 부피와 높이의 변화에 대해 독점 소프트웨어를 사용하여 분석되었다. 12주의 후속 조치에서, 참가자들은 "환자 만족도" 설문조사를 작성하도록 요청받았다.
11개의 치료된 흉터의 치료 전 및 후 사진의 3D 흉터 평가는 29.6%(p < 0.01)(범위 2% 내지 -48%)의 평균 체적 감소 및 14.6% (p < 0.005) (범위 0% 내지 -34%)의 평균 높이 감소를 증명하였다. 경미한 홍반과 정확한 출혈을 제외하고는 RAP 치료에서 UAE가 발생하지 않았다. 치료 세션들은 모든 대상자들이 견딜 수 있는 것으로 간주되었다. 평균 통증 점수는 2.2였다(0 내지 10의 통증 점수에서 10은 가능한 더 심한 통증). 참가자 10명 중 7명은 흉터가 개선되었다는 데 동의하거나 강력하게 동의했으며 2명은 중립적이었고 1명은 동의하지 않았다. 10명 중 8명은 치료를 다시 하겠다고 동의하거나 강하게 동의했고, 1명은 중립적이었고 1명은 동의하지 않았다. 마지막으로, 10명 중 6명은 친구에게 치료를 추천할 것이라는 데 동의하거나 강력하게 동의했으며, 3명은 중립적이었고 1명은 동의하지 않았다.
RAP 장치를 사용한 섬유성 흉터의 치료는 안전하고 견딜 수 있다. 12주 추적 관찰은 RAP가 단일 짧은 기간의 비침습적 치료로 최소한의 통증으로 섬유성 흉터의 외관을 크게 개선하였으며, 대부분의 환자들이 진행 정도에 만족함을 나타내었음을 증명하였다.
청구항들은, 각각 "~을 위한 수단" 또는 "~을 위한 단계"라는 문구를 사용하여 주어진 청구항에서 명시적으로 언급되지 않는 한, 수단 플러스 또는 단계 플러스 기능들의 제한을 포함하도록 의도되지 않았으며 그와 같은 제한들을 포함하는 것으로 해석되어서도 안 된다.
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Claims (91)

  1. 급속 음향 펄스들을 사용하여 섬유 구조물의 파괴를 유발하도록 구성되는 음향 서브시전 장치로서, 상기 음향 서브시전 장치는,
    하우징;
    상기 하우징에 결합되는 펄스 생성 시스템; 및
    상기 펄스 생성 시스템에 결합되고 상기 펄스 생성 시스템이 하나 이상의 압축된 충격파 펄스를 발생시키도록 구성되는 제어기로서, 상기 압축된 충격파 펄스는,
    양의 펄스 성분; 및
    음의 펄스 성분을 가지는, 상기 제어기;를 포함하고,
    상기 음의 펄스 성분은 2마이크로초 미만의 지속 시간을 갖고,
    상기 충격파 펄스의 각각의 파면은 500ns 미만의 상승 시간을 갖고,
    상기 음의 펄스 성분은 0.5마이크로초 미만의 지속 시간을 갖고,
    상기 양의 펄스 성분은 100나노초 미만의 상승 시간을 갖는, 음향 서브시전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충격파 펄스의 각각의 파면은 비-외과적 미용 치료에서 섬유성 중격막(fibrous septa)의 파괴를 유발하도록 구성되는, 음향 서브시전 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 충격파 펄스의 각각의 음향 파면은 실질적으로 평면인, 음향 서브시전 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 음향 서브시전 장치는 20Hz보다 큰 펄스 반복 속도로 상기 충격파 펄스를 출력하도록 구성되는, 음향 서브시전 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축된 충격파 펄스는 비집속 및 비-공동화 충격파들(unfocused and non-cavitating shockwaves)을 포함하고,
    상기 압축된 충격파 펄스는 6 MPa와 20 MPa 사이의 평균 피크 출력 압력을 갖는, 음향 서브시전 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 음의 펄스 성분은 3 MPa 미만의 최대 음의 피크 출력 압력을 갖는, 음향 서브시전 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    치료 부위에 음압을 발생시키도록 구성되는 진공 헤드를 더 포함하는, 음향 서브시전 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    밸브;
    상기 밸브에 결합되고 상기 밸브를 조정하도록 구성되는 모터;
    상기 밸브의 위치에 대응하는 표시를 출력하도록 구성되는 표시기; 및
    상기 제어기 및 상기 진공 헤드에 결합되는 도관;을 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 모터 및 상기 표시기에 제어 신호들을 전송하도록 구성되는, 음향 서브시전 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 진공 헤드는,
    윈도우 및 하나 이상의 포트를 한정하는 진공 헤드 하우징;
    상기 진공 헤드 하우징에 결합되는 순응성 부재;
    상기 진공 헤드 하우징에 결합되는 하나 이상의 센서; 및
    상기 진공 헤드 하우징에 결합되는 하나 이상의 조명을 포함하는, 음향 서브시전 장치.
  12. 복수의 압축된 충격파 펄스를 생성하도록 구성된 음향 서브시전 장치를 제어하는 방법으로서,
    복수의 압축된 충격파 펄스를 방출하기 위해 상기 음향 서브시전 장치를 제어하는 단계;를 포함하고,
    상기 압축된 충격파 펄스는,
    양의 펄스 성분; 및
    2마이크로초 미만의 지속 시간을 갖는 음의 펄스 성분을 포함하고,
    상기 압축된 충격파 펄스의 각각의 파면은 500ns 미만의 상승 시간을 갖고,
    상기 음의 펄스 성분은 0.5마이크로초 미만의 지속 시간을 갖고,
    상기 양의 펄스 성분은 100나노초 미만의 상승 시간을 갖는, 음향 서브시전 장치를 제어하는 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 압축된 충격파는 비집속 및 비-공동화 충격파들을 포함하고,
    상기 압축된 충격파는 6 MPa와 20 MPa 사이의 평균 피크 출력 압력을 갖고,
    상기 음의 펄스 성분은 3 MPa 미만의 최대 음의 피크 출력 압력을 갖는, 음향 서브시전 장치를 제어하는 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 압축된 충격파 펄스의 각각의 파면은 비-외과적 미용 치료에서 섬유성 지방질 중격막(fibrous adipose septa)의 파괴를 유발하도록 구성되는, 음향 서브시전 장치를 제어하는 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 압축된 충격파 펄스의 각각의 음향 파면은 실질적으로 평면인, 음향 서브시전 장치를 제어하는 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    20Hz보다 큰 펄스 반복 속도로 상기 압축된 충격파 펄스를 방출하는 단계를 더 포함하는, 음향 서브시전 장치를 제어하는 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 음향 서브시전 장치를 치료 부위의 제1 치료 위치로 근접하게 위치시키는 단계를 더 포함하는, 음향 서브시전 장치를 제어하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 치료 부위상에 진공 헤드를 위치시키는 단계;
    상기 치료 부위에 상기 진공 헤드를 적용시키는 단계; 및
    상기 치료 부위에 음압을 생성하는 단계를 더 포함하는, 음향 서브시전 장치를 제어하는 방법.
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