KR20110101204A - 지방 감소 및/또는 셀룰라이트 치료 방법 및 시스템 - Google Patents

지방 감소 및/또는 셀룰라이트 치료 방법 및 시스템 Download PDF

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마이클 에이치. 슬레이턴
피터 지. 바르트
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가이디드 테라피 시스템스, 엘.엘.씨.
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Abstract

본 방법은 지방소엽을 포함하는 피부 표면 아래의 관심부위를 타겟팅 하는 단계와, 상기 관심부위에 초음파 에너지를 전달하는 단계를 포함한다. 상기 초음파 에너지는 지방소엽의 표면에 공형적 병변(conformal lesion)을 발생시킨다. 상기 병변은 지방소엽의 표면에 구멍을 생성하게 되는데, 이는 이 구멍을 통해 지방소엽 밖으로의 액체가 배출될 수 있도록 한다. 또한, 43℃ 내지 49℃ 사이의 온도로 상승시키기 위하여 지방세포에 초음파 에너지를 가함으로써, 세포 사멸이 실현될 수 있으며, 이로 인해 지방이 감소하게 된다.

Description

지방 감소 및/또는 셀룰라이트 치료 방법 및 시스템{METHODS AND SYSTEMS FOR FAT REDUCTION AND/OR CELLULITE TREATMENT}
본 발명은 초음파 치료 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 셀룰라이트를 치료하거나 지방을 감소시키기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 셀룰라이트는 엉덩이, 허벅다리, 둔부 주변에서 발견될 수 있는 사람의 피부에서의 오목한 외관이 특징인 흔한 피부질환(common skin disorder)과 관련 있다. 피부의 진피와 표피층 아래에는 다층의 지방층이 존재한다. 셀룰라이트는 피하지방층에서 발생하기 쉬우며, 연결된 조직의 가닥에 의해 둘러싸인 특정한 챔버 내로 피하지방이 조직화될 수 있기 때문에 이는 다른 지방층에 비해 독특한 점이다. 이 외관은 지방, 근육 및 결합조직이 남성과 여성의 피부에 분포되어 있는 방식의 차이로 인해 남성보다 여성에게서 보다 흔하게 나타난다. 셀룰라이트 덩어리는 피부 아래의 결합조직을 누르고 비트는 지방소엽에 의해 야기되며, 결합조직 고정점의 돌출부위와 오목한 부분은 셀룰라이트의 외관을 만든다. 셀룰라이트의 침습적인 치료는 이온토포레시스(Iontophoresis), 지방흡입술(liposuction), 일렉트로리포포레시스(electrolipophoresis)를 포함하는데, 이는 저주파수 전류의 적용을 수반한다. 셀룰라이트의 비침습적인 치료는 레이저와 흡입 마사지 혼합 치료, 공기 압력 마사지 치료, 림파액 순환 마사지 및 저주파수 초음파 투열요법을 포함한다. 이러한 침습적인, 비침습적인 치료들은 미미한 결과를 낸다. 또한, 지방조직에 작용하는 많은 약들이 셀룰라이트 치료를 위한 약제로 시도되어 오고 있다. 이러한 약들은 경구 투약 되거나, 연고 형태로 이용되거나, 피부를 통한 주사를 통해 이용될 수 있다. 이 점에서, 어떠한 약도 셀룰라이트에 의미 있는 효과를 가지는 것으로 과학 문헌에 소개된 바가 없다. 셀룰라이트 치료에 대한 새로운 개발이 필요하다. 또한, 유사한 기술이 사람의 지방 감소에 관해 고심하는 것을 시도하고 있으며, 이러한 시도들은 똑같이 혼합된 결과를 가져왔다.
본 발명은 셀룰라이트를 치료하거나 지방을 감소시키는 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다양한 측면에 따르면, 비침습적인 지방 감소 및/또는 셀룰라이트 치료 방법 및 시스템이 제공된다. 일 실시예에 따르면, 비침습적인 셀룰라이트 치료방법은 지방소엽을 포함하는 피부 표면 아래의 관심부위를 타겟팅 하는 단계와, 상기 관심부위에 초음파 에너지를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 초음파 에너지는 지방소엽의 표면에 공형적 병변(conformal lesion)을 발생시킨다. 상기 병변은 지방소엽의 표면에 구멍을 생성하게 되는데, 이는 이 구멍을 통해 지방소엽 밖으로의 액체가 배출될 수 있도록 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 비침습적인 셀룰라이트 치료방법은 피하지방층 내의 지방세포를 타겟팅 하는 단계와, 상기 지방세포의 온도를 상승시키기 위해 초음파 에너지를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 이는 상기 지방세포의 사멸을 활성화 시키는데, 이 후 타겟팅된 지방세포는 죽게 되고, 그로 인해 피하지방층 내의 지방세포의 양이 감소된다.
추가적인 적용 영역이 여기에 제공된 설명으로부터 명확해질 것이다. 설명들과 구체적인 예들은 설명의 목적을 위한 것에 불과하고 본 발명의 범위를 한정하려는 것이 아님은 이해되어야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 셀룰라이트를 치료하거나 지방을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰라이트 치료를 위한 초음파 치료 시스템의 블록도를 나타낸다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 변환기 시스템의 단면도를 나타낸다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 제어 시스템의 블록도를 나타낸다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 프로브 시스템의 블록도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 변환기 시스템의 단면도를 나타낸다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 변환기의 단면도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 치료를 위한 예시적인 변환기 구성을 나타낸다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 변환기의 단면도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 초음파 치료를 위한 2차원 어레이로 구성된 예시적인 변환기를 나타낸다.
도 10a 내지 10f는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 변환기의 단면도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향결합 및 냉각 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 12는 2차적인 치료 서브시스템뿐만 아니라 치료 모니터링 및/또는 치료 이미징을 위한 추가적인 서브시스템 및 방법들과 결합된 초음파 치료 서브시스템을 포함하는, 발명의 일 실시예에 따른 치료 시스템의 블록도를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰라이트 치료방법을 나타내는 단면도를 나타낸다.
도 14a 및 14b는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰라이트 치료를 위한 또 다른 방법을 나타내는 단면도를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰라이트 치료방법을 나타내는 블록도를 나타낸다.
도 16a 및 16b는 본 발명의 일 실시예에 따른 지방 감소 및 셀룰라이트 치료 방법을 나타내는 단면도를 나타낸다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 지방 감소 방법을 나타내는 블록도를 나타낸다.
도 18a 및 18b는 본 발명의 일 실시예에 따른 지방 감소 방법을 나타내는 단면도를 나타낸다.
이하의 설명은 사실상 예시에 지나지 않으며 본 발명의 사상, 적용예, 용법을 제한하는 것은 아니다. 도면에서, 대응되는 참조번호는 동일하거나 대응되는 부분 및 특징들을 나타낸다. 본 발명의 다양한 실시예들에서 나타나는 구체적인 예에 대한 설명은 단지 설명을 하기 위한 목적에 불과하고, 여기에 개시된 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. 또한, 언급된 특징을 갖는 여러 실시예들의 설명은 추가적인 특징을 갖는 다른 실시예들이나 언급된 특징들의 다른 조합을 포함하는 다른 실시예들을 배제하려는 것은 아니다.
본 발명은 여기서 다양한 기능적 요소와 공정 단계의 관점에서 설명될 수 있다. 그러한 요소들과 단계들은 특정한 기능을 수행하기 위한 소정 수의 하드웨어 요소에 의해 실현될 수 있음은 이해되어야 한다. 예를 들면, 본 발명은 다양한 의료 치료 장치, 영상처리 및 표시장치, 입력단말 등을 이용할 수 있으며, 이들은 하나 또는 그 이상의 제어 시스템 또는 다른 제어 장치의 제어 하에서 다양한 기능을 수행할 수 있다. 또한, 본 발명은 다양한 의료 또는 미용의 맥락에서 실행될 수 있으며, 여기서 설명되는 바와 같이 지방 감소 및/또는 셀룰라이트 치료를 위한 비침습적인 방법 및 시스템에 관한 예시적 실시예들은 단지 본 발명의 예시적인 적용례를 나타내는 것에 지나지 않는다. 예를 들면, 여기서 언급되는 다양한 원리, 특징 및 방법들은 의료 또는 미용에 적용될 수 있으며, 또는 다른 관련 산업에 적용될 수도 있다.
본 발명의 다양한 측면은 비침습적인 셀룰라이트 치료방법을 제공한다. 상기 방법은 지방소엽을 포함하는 피부 표면 아래의 관심부위를 타겟팅 하는 단계와, 관심부위에 초음파 에너지를 전달하는 단계를 포함한다. 초음파 에너지는 예를 들면 지방소엽 상에 초음파 에너지의 날카로운 초점(sharp focal)을 생성하는 것과 같은 방법에 의하여 지방소엽의 표면에 초음파 에너지 내에서 공형적 병변(conformal lesion)을 발생시킨다. 이 병변은 지방소엽의 표면에 예를 들면, 지방소엽을 뚫는 것과 같은 방법에 의하여 구멍을 생성하게 되는데, 이는 이 구멍을 통해 지방소엽 밖으로의 액체가 배출될 수 있도록 한다.
또한 본 발명의 다양한 측면은, 관심부위를 약 43℃에서 49℃ 사이의 온도로 가열하는 단계를 포함하는 지방 감소 방법을 제공할 수 있는데, 이는 지방소엽 내의 적어도 하나의 지방세포의 사멸을 활성화 시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 방법은 상기 피부 표면에 물리적인 치료를 가하는 단계를 포함할 수 있으며, 그러한 물리적인 치료는 메조테라피(mesotherapy), 이온토포레시스(Iontophoresis), 프레소테라피(pressotherapy), 공기 마사지(pneumatic massage), 림프순환마사지(lymphatic drainage), 일렉트로리포포레시스(electrolipophoresis), 롤러 마사지(roller massage), 저주파수 초음파(low frequency ultrasound), 진공흡입(vacuum suction), 레이저 에너지(laser energy) 및 RF 에너지 응용을 포함할 수 있다. 물리적인 치료는 초음파 에너지의 전달 전, 후 또는 이와 동시에 이루어질 수 있다. 상기 방법은 제2 에너지의 사용을 포함할 수 있으며, 이는 초음파 에너지의 전달 전, 후 또는 이와 동시에 이루어질 수 있다. 상기 방법은 피부 표면 상의 셀룰라이트의 외관을 줄일 수 있다.
본 발명의 다양한 측면은 비침습적으로 피하지방층에 위치한 지방세포의 사멸을 활성화시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 피부 표면 아래의 피하층 내의 적어도 하나의 지방세포를 타겟팅 하는 단계와, 상기 지방세포에 에너지를 전달하는 단계를 포함한다. 전달된 에너지는 지방세포의 온도를 43℃에서 49℃ 사이의 범위 내로 상승시키는데, 이는 지방세포의 사멸을 활성화 시킨다.
상기 방법은 지방세포를 영상처리 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 적어도 하나의 지방세포 내로 공형적 병변을 발생시키는 단계를 포함할 수 있으며, 이는 지방세포 내에 구멍을 생성할 수 있고, 이 구멍을 통해 지방세포 밖으로 물질이 이동할 수 있게 된다. 상기 에너지는 보통 약 750 kHz 내지 약 20 MHz, 또는 약 2 MHz 내지 약 20 MHz 또는 그 밖의 특정 범위 내의 초음파 에너지이다. 뿐만 아니라, 상기 방법은 상기 피부 표면에 물리적인 치료를 가하는 단계를 포함할 수 있으며, 그러한 물리적인 치료는 메조테라피(mesotherapy), 이온토포레시스(Iontophoresis), 프레소테라피(pressotherapy), 공기 마사지(pneumatic massage), 림프순환마사지(lymphatic drainage), 일렉트로리포포레시스(electrolipophoresis), 롤러 마사지(roller massage), 저주파수 초음파(low frequency ultrasound), 진공흡입(vacuum suction), 레이저 에너지(laser energy) 및 RF 에너지 응용을 포함할 수 있다. 물리적인 치료는 초음파 에너지의 전달 전, 후 또는 이와 동시에 이루어질 수 있다. 상기 방법은 제2 에너지의 사용을 포함할 수 있으며, 이는 초음파 에너지의 전달 전, 후 또는 이와 동시에 이루어질 수 있다. 상기 방법은 피하지방층 내의 지방세포의 수를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 측면은 지방 감소와 셀룰라이트 감소를 조합하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 지방소엽을 포함하는 피부 표면 아래의 관심부위를 타겟팅 하는 단계와, 상기 관심부위에 초음파 에너지를 전달하는 단계를 포함한다. 초음파 에너지는 지방소엽의 표면에 공형적 병변(conformal lesion)을 발생시킨다. 상기 병변은 지방소엽의 표면에 구멍을 생성하게 되는데, 이는 구멍을 통해 지방소엽 밖으로 액체가 배출되는 것을 가능케 한다.
추가로, 상기 방법은 피부 표면 아래의 피하층 내의 적어도 하나의 지방세포를 타겟팅 하는 단계와, 상기 지방세포에 제2 에너지를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 전달된 제2 에너지는 지방세포의 온도를 43℃에서 49℃ 사이의 범위 내로 상승시키는데, 이는 지방세포의 사멸을 활성화 시킨다.
상기 방법은 2차적인 에너지원의 사용뿐만 아니라, 여기서 언급된 바와 같이 물리적인 치료를 추가로 포함할 수 있다. 상기 방법은 피하지방층 내의 지방세포의 수를 줄일 수 있음은 물론이고 피부 표면 상의 셀룰라이트의 외관을 줄일 수 있다. 상기 방법은 지방세포 덩어리를 물리적으로 깨뜨리고 셀룰라이트의 섬유 결합을 신장시키는 데에 효율적일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 비침습적인 셀룰라이트 치료방법은 지방소엽을 포함하는 피부 표면 아래의 관심부위를 타겟팅 하는 단계와, 피부 표면 아래의 특정 깊이에 초음파 에너지를 전달하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 피부 표면을 따라 에너지원을 이동시키는 단계와, 피부 표면 아래 특정 깊이의 지방소엽의 일부를 제거하는 단계를 더 포함한다.
예시적인 방법에 따르면, 특정 깊이는 보통 피부 표면 아래 약 1 mm 내지 약 35 mm의 범위 내이다. 상기 방법은 여기서 언급된 바와 같이 물리적인 치료를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 피부 표면을 매끄럽게 할 수 있으며, 피부 표면 상의 셀룰라이트의 외관을 줄일 수 있다. 상기 방법은 여기서 언급된 부가적인 단계 중 어느 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 다양한 측면에 따르면, 지방 감소 및/또는 셀룰라이트 치료를 위한 비침습적인 방법 및 시스템이 제공된다. 예를 들어, 일 실시예에 따르면, 도 1을 참조하면, 관심부위(106)를 치료하기 위한 예시적인 치료 시스템(100)은 제어 시스템(102), 음향결합(acoustic coupling)을 이용한 이미징/치료 프로브(104) 및 디스플레이 시스템(108)을 포함한다.
제어 시스템(102)과 디스플레이 시스템(108)은 프로브(104)와 전반적인 시스템(100)의 기능을 제어하기 위해 다양한 구성을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 제어 시스템(102)은, 이하의 어느 것으로 제한되는 것이 아니라 단지 예를 들어, 소프트웨어와 복수개의 입/출력 장치들을 갖는 마이크로프로세서, 전자적 및/또는 기계적 스캐닝 및/또는 변환기의 멀티플렉싱을 제어하기 위한 시스템 또는 장치들, 전력전달 시스템, 모니터링 시스템, 프로브 및/또는 변환기의 공간적 위치 감지 시스템, 및/또는 사용자 입력과 치료결과 기록을 핸들링 하는 시스템 등을 포함한다. 영상/치료 프로브(104)는 다양한 프로브 및/또는 변환기 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로브(104)는 듀얼-모드 이미징/치료 변환기, 결합된(coupled) 또는 공동으로 수용된(co-housed) 이미징/치료 변환기들, 또는 단순히 개별적인 치료 프로브 및 이미징 프로브로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면 첫번째로서, 치료 영역 및 그 주변 구조들의 위치 확인을 위한 관심부위(210, region of interest; ROI)를 영상처리 하는 단계, 두번째로, 희망하는 치료 효과를 얻기 위하여 소정의 깊이, 분배, 타이밍, 에너지 레벨을 갖는 초음파 에너지를 전달하는 단계, 세번째로, 치료결과에 대한 계획 및 평가 및/또는 피드백을 위해 치료공정의 이전, 실행 도중 및 그 이후에 치료 영역을 모니터링 하는 단계에 의해, 치료 시스템(100)은 진피의 아래 부분과 지방소엽의 진피로의 인접 돌출부위를 포함하는 심부 조직 부위(deep tissue region)를 치료하도록 구성된다. 에너지 전달과 관련하여, 제어 시스템(102)과 변환기 시스템(102)은 열상을 생성하고 지방소엽의 근접 돌출부위를 응고시켜 진피 내로의 지방 돌출부위를 제거하기 위해 공형적 초음파 치료 에너지를 관심부위(210)에 전달하도록 적절히 구성될 수 있다. 여기서 진피(dermis)라는 용어는 진피 및/또는 표피(epidermis)의 어느 부분을 말한다.
지방소엽의 위치 및 두께가 환자마다 다르기 때문에(유전적인 이유, 몸무게, 나이 등에 의해), 변환기를 이용한 영상처리는 한 환자에 대해서 치료를 가능하게 할 수 있으나, 영상처리는 셀룰라이트를 치료하기 위해서는 필요치 않다.
치료 프로토콜을 계획함으로써, 사용자는 관심부위(210)에 공형적 초음파 에너지를 제공하기 위해 하나 또는 그 이상의 공간적 및/또는 시간적 특성들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 예를 들면, 하나 또는 그 이상의 변환기의 사용, 하나 또는 그 이상의 기계적 및/또는 전자적 포커싱 메커니즘, 하나 또는 그 이상의 변환 요소, 관심부위(210)에 대한 변환기의 상대적인 위치 배치, 하나 또는 그 이상의 피드백 시스템, 하나 또는 그 이상의 기계적 암, 하나 또는 그 이상의 변환기의 지향, 하나 또는 그 이상의 치료 온도, 하나 또는 그 이상의 커플링 메커니즘 등을 포함하는, 하나 또는 그 이상의 조절될 공간적 특성을 선택할 수 있다.
게다가, 사용자는 관심부위(210)의 치료를 가능하게 하기 위해 조절을 위한 하나 또는 그 이상의 시간적 특성을 선택할 수도 있다. 예를 들어, 사용자는 시간적 조절을 가능하게 하기 위하여 치료 시간, 주파수, 파워, 에너지, 진폭(amplitude) 등을 선택 및/또는 변경할 수 있다. 초음파의 공간적, 시간적 특성들을 선택하고 조절하는 데에 대한 보다 많은 정보를 위해서는, 2006년 6월 1일에 미국특허공개번호 20060116671호로 공개되고, 여기에 참조로 병합되는 미국특허출원 11/163,148("Method and System for Controlled Thermal Injury", 출원일 2005년 10월 6일)을 참조한다.
치료 프로토콜의 계획이 완료된 후에는, 치료 프로토콜이 시행될 수 있다. 즉, 셀룰라이트 치료가 가능하도록 하기 위하여, 선택된 조직을 제거하도록 치료 부위에 초음파 에너지를 전달하기 위해 변환기 시스템이 이용될 수 있다. 에너지를 전달함으로써, 변환기는 선택된 주파수에서 구동될 수도 있고, 페이즈드 어래이(phased array)는 소정의 시간적 및/또는 공간적 분포로 구동될 수도 있고, 변환기는 집중형, 비집중형 및/또는 평면 에너지를 제공하기 위한 하나 또는 그 이상의 변한 요소로 구성될 수도 있고, 변환기는 이하에서 제시되는 다른 임의의 방법으로 구성 및/또는 구동될 수도 있다.
관심부위(210)의 치료를 위해, 변환기 시스템(102)은 하나 또는 그 이상의 효과(예를 들면, 기존 조직의 제거, 지방세포 덩어리의 분해, 섬유 결합의 신장, 림파액 배출의 증대, 지방 부패물 배출의 활성화, 및/또는 셀룰라이트 치료를 위한 세포 투과성 증대)를 촉진하기 위해 하나 또는 그 이상의 에너지 필드를 전달할 수 있다. 추가로, 관심부위(210)의 치료를 위해, 변환기 시스템(102)은 하나 또는 그 이상의 효과(예를 들면, 세포 사멸, 배출 촉진을 위한 세포 뚫기, 및 지방세포에 헤어컷을 하는 것과 같은 방법으로 피부 표면 아래의 특정 거리로 지방세포층을 제거)를 촉진하기 위해 하나 또는 그 이상의 에너지 필드를 전달할 수 있다. 물론 변환기 시스템은 여기서 기술되는 임의의 치료방법에 의한 필요에 따라 하나의 에너지 필드를 전달할 수도 있다. 여기서 설명된 바와 같이, 영상처리는 치료방법 또는 치료계획에 필수적인 것은 아니며, 선택적인 단계이다. 예를 들어, 셀룰라이트의 옴폭 들어간 패턴은 보통 환자의 피부 표면에서 알아볼 수 있으며, 시스템 사용자는 치료될 관심부위(210)를 쉽게 확인할 수 있다.
치료 시스템(100)의 작동을 통해, 인체 조직에 대한 만성적인 상해를 일으키지 않고 효과적이고 효율적인 치료를 가능하게 할 수 있는 셀룰라이트 치료방법이 실현될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 우선 관심부위(210) 치료를 위한 하나 또는 그 이상의 변환기 프로브 구성을 선택할 수 있다. 사용자는 여기서 제시된 임의의 프로브 구성을 선택할 수도 있다. 치료 부위가 약 0 mm 내지 약 5.5 cm 이상, 또는 약 1 mm 내지 약 3.5 cm 범위 내이기 때문에, 예시적인 변환기 프로브는, 예를 들어, 환형 어레이(annular array), 가변 깊이 변환기(variable depth transducer), 기계적으로 이동 가능한 변환기(mechanically moveable transducer), 실린더 형상의 변환기(cylindrical-shaped transducer), 선형(linear) 또는 평판형(flat) 변환기 등을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 나타난 바와 같이, 사용자라는 용어는 기타 제어 시스템의 임의의 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 활용하는 일반인, 고용인, 의사, 간호사, 및/또는 기술자를 나타낸다.
하나 또는 그 이상의 변환기가 선택되면, 사용자는 치료 프로토콜을 계획하기 위하여 관심부위(210)을 영상처리할 수 있다. 관심부위(210)를 영상처리 함으로써, 사용자는 높은 해상도로 관심부위(210)를 영상처리 하기 위해, 같은 치료 변환기 프로브 및/또는 하나 또는 그 이상의 추가적인 변환기를 사용할 수 있다. 일 실시예에서, 변환기는 넓은 관심부위(210) 전체에 걸쳐 정확한 영상처리가 가능하게 하기 위해, 넓은 관심부위(210) 전체에 걸친 고속의 영상처리를 가능하게 할 수 있다. 다른 실시예에서, 초음파 영상처리에는 도플러 플로우 모니터링 및/또는 칼라 플로우 모니터링법이 각각 또는 조합형태로 사용될 수 있다. 또한, 사진술(photography) 및 그 외 다른 시각적 광학 방법들과 같은 영상처리수단들, MRI, X-ray, PET, 적외선 등이 관심부위(210) 내의 표층 조직과 혈관 조직의 영상처리 및 피드백을 위하여 개별적으로 또는 조합형태로서 활용될 수 있다.
도 1의 예시적인 초음파 치료 시스템이 도 2의 예시적인 실시예에 더 도시되어 있다. 치료 변환기 시스템(200)은 제어 시스템(204)에 연결된 변환기 프로브(202)와 디스플레이(206)를 포함하며, 이들의 조합구성을 통해서, 관심부위(210)에 대한 치료, 영상처리, 및/또는 온도 또는 기타 조직 파라미터의 모니터링을 할 수 있게 된다. 예시적인 변환기 시스템은 첫째, 치료 영역 및 그 주변 구조들의 위치 확인을 위한 ROI(106)의 영상처리 및 디스플레이를 위하여, 둘째, 셀룰라이트 치료를 위한 희망하는 열 제거 치료효과를 달성하기 위하여 소정의 깊이, 분포, 타이밍, 에너지 레벨을 갖는 집중형(focused), 비집중형(unfocused or defocused) 초음파 에너지를 전달하기 위해, 세번째로, 치료결과에 대한 계획 및 평가, 및/또는 제어 시스템(204) 및/또는 수술자에게 피드백을 제공하기 위해 치료 전, 도중 및 후에 치료 영역과 주변 구조를 모니터링 하도록 구성된다. 예시적인 변환기 프로브(202)는 다양한 방식으로 적절히 제어되거나 작동될 수 있다. 예를 들어, 변환기 프로브(202)는 동작 제어 서브시스템들을 포함한, 초음파 치료 시스템, 초음파 영상처리 시스템 및 또는 초음파 영상처리, 치료, 및/또는 치료 모니터링 시스템 내에서 사용되도록 구성될 수도 있다. 제어 시스템(204)은 하나 또는 그 이상의 서브시스템, 프로세서, 입력장치, 디스플레이 및/또는 기타 등등으로 이루어질 수 있다. 디스플레이(206)는 관심부위(210) 및/또는 관심부위(210) 내의 특정 서브-영역을 영상처리 및/또는 모니터링할 수도 있다. 디스플레이(206)는 이차원, 삼차원, 실시간, 아날로그, 디지털 및/또는 다른 임의의 타입의 영상처리를 위해 구성될 수 있다. 제어 시스템(204)과 디스플레이(206) 모두에 관한 예시적인 실시예들이 이후에 보다 더 자세하게 설명된다.
관심부위(210)는 피부 표층(진피/외피), 피하지방, 소엽 및 근육을 포함할 수 있다. 예시적인 변환기 시스템(200)은, 지방소엽 및 진피 하부의 근접 부위에 한정되어 제어된 열적 병변(209)을 갖는 영역(207)의 이차원 단면 영상(영상 205로 표시된)을 제공할 수 있다.
변환기 시스템(200)은 음향 에너지 퇴적의 정밀한 공간적 및 시간적 제어를 통해 관심부위(210) 내에서 사람의 표피 조직 내의 공형적 치료 영역을 제어 가능하게 만들어낼 수 있는 능력을 갖도록 이루어질 수 있다. 본원발명의 일 실시예에 따르면, 제어 시스템(204)과 변환기 프로브(202)는 음향 에너지의 분포 방식을 조절함으로써 음향 에너지의 공간적 제어를 위해 적절히 이루어질 수 있다. 예를 들면, 공간적 제어는 관심부위(210)에 고주파를 발사하는 하나 또는 그 이상의 변환기 타입의 선택, 관심부위(210)과 관련한 음향 에너지의 전달을 위한 변환기 프로브(202)의 배치 및 위치의 선택 - 예를 들어, 병변과 같은 열손상을 발생시키는 공형적 초음파 치료 에너지를 전달하고, 지방소엽의 인접 돌출부분을 응고시키기 위해 관심부위(210)의 일부분 또는 전부를 스캐닝하고, 이로써 진피층 내로의 지방돌출부분을 제거하는 변환기 프로브(202) - 을 통해 실현될 수 있다.
변환기 프로브(202)는 또한 다른 환경 파라미터(예를 들면, 음향 커플링 인터페이스에서의 온도)를 조절할 수 있도록 이루어질 수도 있다. 공간적 제어 이외에, 제어 시스템(204) 및/또는 변환기 프로브(202)는, 조직 치료의 제어를 위하여, 구동 진폭 레벨, 주파수/파형 선택, 및 타이밍 시퀀스 및 기타 에너지 구동 특성 등의 조정 및 최적화 등을 통한 시간적 제어를 위해 구성될 수도 있다. 또한, 공간적 및/또는 시간적 제어는, 다양한 위치 특성 및 시간 특성을 모니터링하는 것과 같은 개-루프 및 폐-루프 피드백 방식을 통해 실시될 수도 있다.
예를 들어, 그러한 공간적 및/또는 시간적 제어를 통해, 일 실시예의 치료 시스템(200)은 열손상 부위가 임의의 형상과 크기를 갖도록 할 수 있고, 조직이 제어된 방식으로 치료되도록 할 수 있다. 변환기 시스템은 지방세포 덩어리를 물리적으로 깨뜨리고, 섬유 결합을 신장시키기 위해 초음파의 기계적인 작동을 제공하는 데에 이용될 수도 있다. 이러한 기계적인 작동은 림파액 배출을 증대시키고, 지방부패물의 배출을 활성화시킬 수 있다. 즉, 초음파는 관심부위(210) 내에서 근육 및 연한 조직의 움직임을 용이하게 할 수 있으며, 이로써 지방 축적물을 파괴시키거나 지방 축적물을 에워싸고 있는 섬유조직의 해체를 용이하게 한다.
게다가, 변환기 시스템(200)은 아레니우스식 (K = A ㆍ e-B/T, 여기서, K는 신진대사량, A는 상수, B는 활성화 에너지, T 는 캘빈온도)에 따라, 지방 대사 속도를 증가 시키기 위하여 다양한 초음파 치료레벨을 전달할 수 있다. 아레니우스식에 따르면, 대사작용은 온도의 함수이다. 예시적인 실시예에서, 변환기 시스템(200)은 지방의 대사 속도를 극대화 하기 위해 지방세포의 온도를 증가시키기 위하여 위하여 다양한 초음파 치료레벨을 제공한다. 게다가, 변환기 시스템(200)은 지방 대사 속도를 증가시키기 위해 다양한 초음파 치료레벨을 전달할 수 있다. 수정된 아레니우스식에 따르면, 대사반응은 온도와 시간에 대한 함수이다. K=At·e-B, (여기서 K는 신진대사량, A는 상수, B는 활성화 에너지, t는 시간, T는 캘빈온도) 예시적인 실시예에서, 지방 대사 속도를 극대화 시키기 위하여 변환기 시스템(200)은 지방세포의 온도를 증가시키는 특정한 기간 동안 또는 펄스 전달 시간 동안 다양한 초음파 치료 레벨을 제공한다. 또한, 변환기 시스템(200)은 지방 대사 속도를 증가시키기는 특정한 기간 동안 또는 펄스 전달 시간 동안 다양한 초음파 치료 레벨을 제공할 수도 있다. 그러므로, 변환기 시스템(200)으로부터의 초음파 치료는, 대략 750 kHz 내지 20 MHz 의 범위에서, 치료영역에서의 온도를 증가시킬 수 있게 되고, 이로써 그 치료영역의 신진대사량을 증가시킬 수가 있게 된다.
그와 같이, 지방세포 감소와 치료영역 상의 셀룰라이트 외관의 감소로 이끄는 치료영역 내의 지방대사는 증가된다. 변환기(200)로부터의 초음파 치료는, 지방세포 파괴를 이끌고 선택적으로 셀룰라이트의 외관을 감소시키는, 지방세포 대사의 확산을 증가시키기 위해, 선택적으로 적절한 시간동안 관심부위(210)에 적절한 온도를 제공하도록 프로그램될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서는, 피하지방층에서의 지방세포의 대사를 증가시키는 방법이 제공된다. 이 방법은 피하지방층 내의 복수의 지방세포를 타겟팅하는 단계; 아레니우스식에 의해 정해진 온도로 복수의 지방세포를 가열하는 단계; 복수의 지방 세포의 적어도 일부의 대사를 증가시키는 단계; 및 복수의 지방세포의 일부를 감소시키는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한 지방세포의 대사를 증가시키는 것 전, 후 및/또는 동시에 여기서 설명된 임의의 물리적인 치료를 포함할 수도 있다. 또한, 이 방법은 여기서 설명된 2차적인 에너지의 사용을 포함할 수도 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 제어 시스템(104, 204)은 다양한 서브시스템 및 서브컴포넌트와 함께 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 예시적인 제어 시스템(300)은 치료 처리 시스템 사용자에 의해 취해진 조정 가능한 세팅에 따라 전반적인 치료 처리 공정의 조정 및 제어를 위해 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(300)은 전원 요소(302), 감지 및 모니터링 요소(304), 냉각 및 결합 제어부(306), 및/또는 프로세싱 및 제어 논리 요소(308)를 적절하게 포함할 수 있다. 제어 시스템(300)은 셀룰라이트 치료를 위한 치료 시스템을 구현하기 위하여 다소의 서브 시스템 및 구성부들로 다양한 방법으로 구성되어 최적화될 수 있으며, 도 3a 및 도 3b에 도시된 실시예는 단순히 설명을 위한 것에 불과하다.
예를 들어, 전원 요소(302)를 위해, 제어 시스템(300)은 변환기 전자 증폭기/구동기(312)에 필요한 전력을 포함한 전체 제어 시스템(300)을 위한 전기 에너지를 공급하는 하나 또는 그 이상의 직류전원부(303)를 포함할 수 있다. DC 전류 감지장치(305)는 증폭기/구동기(312)로 들어가는 전력 레벨이 안정성 및 모니터링 목적용도에 부합하는지를 확인시켜주기 위하여 제공될 수 있다.
증폭기/구동기(312)는 다중-채널 또는 단일 채널 전력 증폭기 및/또는 구동기를 포함할 수 있다. 변환기 배열구성을 위한 하나의 실시예에 따르면, 증폭기/구동기(312)는 어레이 초점화(array focusing)를 가능하게 하는 빔 형성기(beamformer)를 구비할 수 있다. 예시적인 하나의 빔 형성기는 관련 스위칭 로직을 갖춘 오실레이터/디지털 제어 파형 합성기(310)에 의해서 전기적으로 여기될 수 있다.
원부는 또한 각종의 필터 구조(314)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동 효율 및 효과를 증대시키기 위하여, 전환식 고조파필터 및/또는 정합기가 증폭기/구동기(312)의 출력에서 사용될 수 있다. 파워검출요소(316) 또한 적절한 동작 및 보정을 위해 포함될 수 있다. 예를 들어, 전력 및 기타 에너지 검출요소(316)는 프로브 시스템으로 유입되는 전력의 양을 모니터링 하는 데에 사용될 수 있다. 또한, 다양한 감지 및 모니터링 요소(304)가 제어 시스템(300) 내에 적절하게 구축될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따르면, 관심부위(210)로부터 음향 정보 또는 기타 공간적/시간적 정보와 같은 정보를 수신하고 처리하기 위해, 모니터링, 감지 및 인터페이스 제어부(324)가 변환기 프로브(104) 내에 구축된 다양한 동작 검출 시스템과 함께 작동하도록 이루어질 수도 있다. 또한, 감지 및 모니터링 요소는 다양한 제어, 인터페이싱 및 스위치(309) 및/또는 전력 검출기(316)를 포함할 수 있다. 이러한 감지 및 모니터링 요소(304)는 치료 시스템(100) 내에서 개방-루프 및/또는 폐-루프 피드백 시스템을 가능하게 할 수 있다.
예를 들어, 그러한 개방-루프 시스템에서, 시스템 사용자는 영상 및/또는 기타 공간 또는 시간 파라미터들을 적절하게 모니터링 하고, 그런 다음 특정 치료 목적을 달성하기 위하여 이 영상 및/또는 파라미터들을 조정하거나 변경시킬 수가 있게 된다. 개방-루프 피드백 구성을 대신하여, 또는 이와 조합의 형태로서, 하나의 예시적인 치료 시스템은 폐-루프 피드백 시스템을 포함할 수 있는데, 여기서 신호를 생성하기 위해 영상 및/또는 공간/시간 파라미터들이 모니터링 요소(304) 내에서 적절하게 모니터링될 수 있다.
하나의 예시적인 치료 시스템(100)의 작동 중에, 병변은 선택된 크기, 형태, 배향을 갖도록 결정된다. 이러한 병변 구성을 기초로, 적절한 시간 파라미터와 함께 하나 또는 그 이상의 공간 파라미터들이 선택되고, 이러한 조합구성을 통해 희망하는 공형적 병변들이 산출된다. 그런 다음, 공형적 병변 또는 병변들을 제공하기 위해 변환기의 작동이 개시된다. 또한, 개방-루프 및/또는 폐-루프 피드백 시스템은 공간 및/또는 시간특성을 모니터링하거나 또는 기타 조직 파라미터를 모니터링하여 공형적 병변들을 한층 더 제어하도록 실행된다.
냉각/결합 제어 시스템(306)은 프로브(104)로부터의 여열(餘熱)을 제거하기 위해 제공될 수 있고, 피부 조직 접촉면과 조직 깊은 곳에 제어된 온도를 제공할 수 있으며, 변환기 프로브(104)로부터의 음향결합을 관심부위(210)에 제공할 수 있다. 상기 냉각/결합 제어 시스템(306)은 다양한 결합/피드백 요소들과 함께 개방-루프 및/또는 폐-루프 피드백 구성 내에서 작동할 수 있다.
프로세싱 및 제어 논리 요소(308)는, 시스템 프로세서와, 하나 또는 그 이상의 마이크로콘트롤러, 마이크로프로세서, FPGAs(field-programmable gate arrays), 컴퓨터 보드 및 관련 요소들과 같은, 펌웨어 및 제어 소프트웨어(326)를 포함하는 디지털 제어 논리(307)를 포함할 수 있는데, 이는 입/출력 회로 및 통신, 디스플레이, 인터페이싱, 저장, 문서화 및 기타 유용한 기능을 위한 시스템뿐만 아니라, 사용자의 제어 및 인터페이싱 회로와 연결될 수 있다. 시스템 소프트웨어 및 펌웨어(326)는 초기화, 타이밍, 레벨설정, 모니터링, 안전성 모니터링, 및 사용자-정의 처리 대상물을 취득하는 데에 요구되는 기타 모든 시스템 기능들을 제어한다. 또한, 각종의 제어 스위치(308)가 작동 제어를 위해 적절하게 구성될 수 있다. 또한, 일 예의 변환기 프로브(104)는 다양한 방법으로 구성될 수 있으며, 작동의 수월성을 위한 다양한 실시예에서, 복수개의 재사용가능 및/또는 일회용 요소들 및 부품을 포함할 수 있다. 예를 들어, 변환기 프로브(104)는 변환기의 조직 접촉면에 대한 결합을 보다 용이하게 해주는 임의의 형태의 변환기 프로브 하우징 또는 배치 내에 구축될 수 있으며, 여기서 프로브 하우징은 특정 치료 응용에 따라 다양한 형태, 외형 및 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따르면, 변환기 프로브(104)는 조직 접촉면에 대하여 내리 눌려질 수 있으며, 이에 따라 피의 관류가 부분적으로 또는 완전히 차단되고, 관심부위(210) 내의 조직은 평평해지게 된다. 변환기 프로브(104)는, 전기적으로 전환되는 전기 정합기 등과 같은 임의의 정합기; 임의의 종류의 멀티플렉서 회로 및/또는 어퍼쳐/소자 선택회로; 및/또는 프로브 조작, 전기 정합, 변환기 활용기록 및 조정을 확인시켜주는 하나 또는 그 이상의 직렬 EEPROM(메모리) 등의 프로브 인증장치;를 포함할 수 있다.
또한 변환기 프로브(104)는 케이블과 커넥터; 동작 메카니즘, 동작 센서 및 인코더; 열감지센서; 및/또는 사용자 제어 및 상태를 조작하는 스위치, LED 등의 지시기 등을 포함할 수 있다. 구체적으로, 프로브(104)내의 동작 메커니즘은 복수개의 병변들을 제어적으로 생성하는 데에 사용될 수 있으며, 프로브(104)가 갑작스레 움직이거나 중단되는 경우를 대비하여 안정성을 이유로, 프로브 동작 감지는 복수의 병변들을 제어 가능하게 생성하거나, 병변의 생성을 중단시키는 데에 이용될 수 있다.
또한, 외부동작 인코더 암은 사용 도중의 프로브를 붙들어 지지시켜주는 데에 사용되며, 이로써 프로브(104)의 공간위치 및 자세는 제어 시스템으로 보내어지고 병변들이 제어적으로 생성되는데에 도움을 준다. 또한, 다양한 실시예에 따르면, 프로필로미터(profilometer)나 기타 영상처리 장치와 같은 기타 감지 기능이 프로브 내로 통합될 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본원발명의 일 실시예에 따르면, 변환기 프로브(400)는 제어 인터페이스(402), 변환기(404), 결합 요소(406), 모니터링/감지 요소(408) 및 동작 메커니즘(410)을 포함할 수 있다. 그러나, 변환기 프로브(400)는 셀룰라이트 치료 및/또는 지방 감소를 위한 초음파 에너지의 전달을 위한 보다 많거나 보다 적은 부분 및 구성 요소들에 의해 다양한 형태로서 구축되거나 최적화될 수 있는 것으로서, 도 4a 및 도 4b에 도시된 실시예는 단지 설명을 위한 것에 불과하다.
일부 실시예에서, 변환기 프로브(104)는 변환기 프로브(400)와 등가이다. 일부 실시예에서, 상술한 변환기 프로브(104)는 제어 인터페이스(402), 변환기(404), 결합 요소(406), 모니터링/감지 요소(408) 및/또는 동작 메커니즘(410)을 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 변환기 프로브(400)는 관심부위(210)에서 에너지 효과를 제공하고 반응을 개시하기 위하여, 다양한 시간 및/또는 공간 분포로 에너지를 전달한다. 상기 효과들에는, 열적 효과, 진공 효과, 수력학적 효과, 및 공명-유도 조직효과 등이 포함될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 변환기 프로브(400)는, 관심부위(210) 내에서 하나 또는 그 이상의 에너지 효과를 제공하고 하나 또는 그 이상의 반응들을 개시하기 위하여, 하나 또는 그 이상의 주파수 범위 하에서 작동될 수 있다. 또한, 하나 또는 그 이상의 에너지 효과를 제공하고 하나 또는 그 이상의 반응들을 개시하기 위하여, 변환기 프로브(400)는 평면형, 비집중형 및/또는 집중형 에너지를 관심부위(210)에 공급할 수 있다. 이러한 반응들에는, 예를 들어, 투열, 지혈, 혈관이식, 혈관신생, 결합조직의 성장, 조직 재형성, 현존 조직 제거, 단백질 합성 및/또는 강화된 세포 투과성이 포함된다.
이러한 결합된 초음파 치료, 효과, 반응을 위한 시스템들과 요소들의 다양한 실시예들이 "초음파 병합 치료 방법 및 시스템" 이라는 제목으로 2004년 9월 24일에 출원되고(미국특허출원 제10/950,112호), 2006년 4월 6일 공개된(공개번호 20060074355) 미국특허 명세서에서 더욱 자세하게 설명되어 있으며, 이는 본 명세서에 참조로 병합된다.
또한, 그러한 조합 초음파 치료를 위한 다양한 시스템 및 요소들의 실시예들, 효과들 및 반응들이 2000년 4월 18일 등록된 미국 특허 제6,050,943호 "이미지, 처방 및 온도 모니터링 초음파 시스템(Imaging, Therapy and Temperature Monitoring Ultrasonic System)" 및 2002년 12월 31일 등록된 미국특허 제6,500,121호 "이미지, 처방 및 온도 모니터링 초음파 시스템(Imaging, Therapy and Temperature Monitoring Ultrasonic System)"에 보다 풍부하게 언급되어 있으며, 모두 본 명세서에 참조로 병합된다.
제어 인터페이스(402)는 변환기 프로브(400)의 제어를 용이하게 하기 위하여 제어 시스템(300)과의 인터페이싱을 위해 구성된다. 제어 인터페이스(402)는 멀티플렉서/어퍼쳐 선택기(424), 전환식 전기 정합 네트워크(426), 직렬 EEPROM 및/또는 기타 프로세싱 요소 및 정합 및 프로브 활용 정보(430) 및 인터페이스 커넥터(432)를 포함할 수 있다.
결합 요소(406)는 변환기 프로브(400)의 관심부위(210)에 대한 결합을 수월하게 해주는 각종의 장치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합 요소(406)는 초음파 에너지 및 신호의 음향결합을 위해 구성되는 냉각 및 음향 결합 시스템(420)을 포함할 수 있다. 관심부위에 음향을 결합시키고, 또한, 접촉면 및 심부 조직의 온도를 제어하고, 액체-충진 렌즈 초점화를 제공하고, 및/또는 변환기 여열을 제거하기 위하여, 다수의 매니폴드와 같은 가능한 결합을 갖는 결합 시스템(420)이 활용될 수 있다. 결합 시스템(420)은 이와 같은 음향 결합을 각종의 결합 매개체를 통해 보다 용이하게 할 수 있는데, 이 결합 매개체에는 공기 및 기타 가스, 물 및 기타 액체, 젤, 고체, 및/또는 기타 이들의 조합, 또는 변환기 능동소자(412)와 관심부위(210) 사이에 신호를 전송시켜주는 것이면 어떠한 매개체도 포함될 수 있다. 결합 기능을 제공하는 것 이외에도, 본원발명의 일 실시예에 따르면, 결합 시스템(420)은 또한 치료처리 동작 중에서도 온도제어를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 결합 시스템(420)은, 적절한 결합 매개체의 온도조절을 통해서, 접촉면 또는 변환기 프로브(400)와 관심부위(210) 및 그 위 사이의 영역에 대한 제어된 냉각을 위해 구성될 수 있다. 상기의 결합 매개체를 위한 적절한 온도는 다양한 방법으로 취득될 수 있으며, 열전쌍 온도감지기(thermocouples), 써미스터, 또는 결합 매개체의 온도측정을 위해 구성된 임의의 기타 장치와 같은 다양한 피드백 시스템을 이용할 수 있다. 이러한 제어된 냉각은 변환기 프로브(400)의 공간적 및/또는 열적 에너지 제어를 보다 용이하게 하기 위해 구성될 수 있다.
모니터링 및 감지 요소(408)는 다양한 동작 및/또는 위치 센서(416), 온도 모니터링 센서(418), 사용자 제어 및 피드백 스위치(414) 및 제어 시스템(300)에 의한 제어를 용이하게 하는 - 예를 들어, 공간 및 시간 특성들을 모니터링하는 다양한 개-루프 및 폐-루프 피드백 구성을 통한 공간 및/또는 시간적 제어를 용이하게 하는 - 기타 요소들을 포함할 수 있다.
동작 메카니즘(410)은 수동 조작, 기계식 구성, 또는 기타 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 동작 메카니즘(422)은, 가속도계, 인코더 또는 변환기 프로브(400)의 이동 및 위치를 알아내고 가능하게 하는 기타 위치/배향 장치(416) 등을 사용하는 것과 같이, 제어 시스템(300)에 의해 적절하게 제어될 수 있다. 예를 들어, 치료 어플리케이션 및 조직 윤곽면에 따라, 선형, 회전형 동작 또는 다양한 이동이 용이하게 수행될 수 있다.
변환기(404)는, 음향 에너지 퇴적(deposition)의 정확한 공간적 및 시간적 제어를 통해, 관심부위(210) 내의 표층조직 내에 열손상의 공형적 병변들을 생성하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 변환기들을 포함할 수 있다. 또한, 변환기(404)는 하나 또는 그 이상의 변환소자 및/또는 렌즈(412)를 포함할 수 있다. 변환소자는 PZT(lead zirconante titanate)와 같은 압전 능동물질을 포함하거나, 또는 리튬 니오브산염, 납 티탄늄, 바륨 티탄늄 및/또는 납 메타니오브산염 뿐만이 아니라, 압전 세라믹, 수정, 플라스틱 및/또는 합성물질 등의 기타 압전 능동물질을 포함할 수 있다. 압전 능동물질에 더하여, 또는 이를 대신하여, 변환기(404)는 방사 및/또는 음향 에너지를 생성하는 기타 물질들을 포함할 수 있다. 또한 변환기(404)는 압전 능동물질에 결합되는 방법 등에 의해 변환소자를 따라 형성된 하나 또는 그 이상의 정합층을 포함할 수 있다. 음향 정합층 및/또는 감쇠층은 희망하는 전기음향 반응을 얻기 위해 필요에 따라 적용할 수 있다.
본원발명의 일 실시예에 따르면, 변환기(404)의 변환소자의 두께는 균일하게 이루어진다. 즉, 변환소자(412)는 전체에 걸쳐서 실질적으로 동일한 두께를 갖는다. 본원발명의 다른 실시예에서는 변환소자(412)의 두께가 전체에 걸쳐서 가변적이 될 수 있다. 예를 들어, 변환기(404)의 변환소자(들)(412)은 대략 750 kHz 내지 5 MHz 의 낮은 중심작동 주파수를 제공하도록 선택된 제1 두께를 갖도록 구성될 수 있다.
또한, 변환소자(412)는 대략 5 MHz 내지 200 MHz의 높은 범위의 중심작동 주파수를 제공하도록 선택된 제2 두께를 갖도록 구성될 수 있다. 변환기(404)는, 희망응답을 도출하기 위한 적당한 출력을 제공하도록, 적어도 두 개 또는 그 이상의 주파수들로 여기되는 단일의 광대역 변환기로서 구성될 수 있다. 또한, 변환기(404)는 각각 하나 또는 그 이상의 변환소자를 갖는 두 개 또는 그 이상의 개별적인 변환기들로서 구성될 수도 있다. 변환소자들의 두께는 희망처리범위에서의 중심-작동 주파수들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 변환기(404)는 대략 750 kHz 내지 5 MHz의 중심 주파수에 대응되는 두께를 갖는 제1 변환요소를 구비하는 제1 변환기와, 대략 5MHz 내지 20 MHz의 중심 주파수에 대응되는 두께를 갖는 제2 변환요소를 구비하는 제2 변환기를 포함할 수 있다.
변환기(404)는 집중형, 평면형, 또는 비집중형 단일-소자, 다중-소자, 또는 1-D(1차원), 2-D(2차원), 환상 어레이; 선형, 곡선형, 섹터 또는 구형 어레이; 구형, 원통형, 및/또는 전자적 집중형, 비집중형, 및/또는 렌즈원;을 포함한 변환기 어레이 등의 임의의 조합형태의 하나 또는 그 이상의 개별적인 변환기들로 구성될 수 있다.
본원발명의 또 다른 실시예에 따르면, 변환기 프로브(400)는 삼차원적 치료를 제공하도록 적절하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 관심부위(210)의 삼차원적 치료를 제공하기 위하여, 도 4를 다시 참조하여 설명하면, 삼차원 시스템은 제어 시스템(300)과 같은 제어 시스템 내에 포함된 하나의 삼차원 그래픽 활용 소프트웨어 등의 적응형 알고리즘으로 구성된 변환기 프로브(400)를 포함할 수 있다. 적응형 알고리즘은 관심부위(210)에 관련된 이차원 영상, 온도 및/또는 치료 또는 기타의 조직 파라미터 정보를 수신하고, 수신된 정보를 처리하고, 그런 다음 대응하는 삼차원 영상, 온도 및/또는 치료 정보를 제공한다.
본원발명의 다른 측면에 따르면, 변환기 프로브(400)는 하나 또는 그 이상의 관심부위에 집중화된 음향 에너지를 인가하는 일차원, 이차원 및/또는 삼차원적 치료 어플리케이션을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같이, 변환기 프로브(400)는 서브-변환 소자의 단일 어레이를 포함하는 변환기와 같이, 일차원적 어레이를 형성하기 위하여 적절하게 절단될 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바람직한 실시예를 참조하면, 변환기(500)는 위상 집중을 용이하게 하도록 음향 어레이(502)로 구성될 수 있다. 즉, 변환기(500)는 가변하는 전자시간지연을 통한 다양한 위상에 의해 작동될 수 있는 전자 어퍼쳐(electronic apertures)의 어레이로써 구성된다. 용어 "작동된(operated)"에 의해, 변환기(500)의 전자 어퍼쳐는 전자시간지연에 의해 야기되는 위상변화에 대응하는 에너지 빔을 생산하거나 전달하도록 조작되고, 구동되며, 사용되고, 및/또는 구성된다. 예를 들면, 이들 위상변화는 비집중형 빔(508), 평면 빔(504), 및/또는 집중형 빔(506)을 전달하는데 사용되며, 이들 각각은 관심부위(210) 내에 다른 생리효과를 얻도록 결합하여 사용된다. 변환기(500)는 하나 이상의 전자시간지연으로 위상 어퍼쳐 어레이를 발생, 생산 및/또는 구동하기 위한 임의의 소프트웨어 및/또는 다른 하드웨어를 부가적으로 포함할 수 있다.
변환기(500)는 또한 다양한 주파수를 이용하여 하나 또는 그 이상의 관심부위에 집중된 치료를 제공할 수 있다. 집중된 처리를 제공하기 위하여, 변환기(500)는 처리의 용이함을 위한 하나 또는 그 이상의 가변심도 장치(variable depth devices)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 변환기(500)는, 본 출원명세서에 참조로서 병합되어 있으며, 2004년 9월 16일에 출원된 미국특허출원 10/944,500("가변심도 초음파 시스템 및 방법", 미국공개 20060058664호, 2006년 3월 16일 공개)에 개시된 가변심도 장치들로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 변환기 프로브(104, 400)는 변환기(500)를 포함할 수 있다. 또한, 변환기(500)는, 본 출원명세서에 참조로서 병합되어 있는 "다중-방향 변환기를 갖는 초음파 치료 시스템 및 방법" (2004년 9월 16일 미국출원 10/944,499, 2006년 3월 16일 미국공개 20060058707)에 개시된 서브-고조화 또는 펄스-에코 영상처리의 기술을 가동시킴으로써 하나 또는 그 이상의 추가적인 관심부위(210)을 치료할 수도 있다.
게다가, 임의의 다양한 기계식 렌즈 또는 액체-충진렌즈 등의 각종의 초점렌즈가 음장(sound field)을 집중화시키거나 비집중화시키는 데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 6a 및 도 6b에 도시된 일 실시예에 따르면, 변환기(600)는 관심부위(210)를 치료하는 데에 있어서 보다 향상된 유연성을 확보하기 위하여 하나 또는 그 이상의 변환소자들(606)과의 조합형태로서의 전자적 포커싱 어레이(604)로 구성될 수도 있다. 어레이(604)는 변환기(502)와 유사한 방법으로 구성될 수 있다. 즉, 어레이(604)는 다양한 전자적 시간 지연(예를 들어, T1, T2, ... Tj)을 통한 다양한 위상들에 의해 작동되는 전자 어퍼쳐의 어레이로서 구성될 수 있다. 여기서, "작동" 이라는 용어에 의하면, 어레이(604)의 전자적 어퍼쳐는 전자적 시간 지연에 의해 야기되는 위상변이에 대응한 에너지를 생성하거나 전달하도록 조작되고, 구동되고, 사용되고 구성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 위상 변이들은 비집중형 빔, 평면형 빔, 및/또는 집중형 빔을 전달하는 데에 사용될 수 있으며, 또한, 이들 각각은 관심부위(210) 내의 서로 다른 생리적 효과를 얻기 위해 조합의 형태로서 사용될 수도 있다.
변환소자(606)는 볼록, 오목 및/또는 평면형으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 6a에 도시된 일 실시예에 따르면, 변환소자(606)는 관심부위(210)의 치료를 위한 집중된 에너지를 제공하기 위하여 오목형일 수 있다. 변환기(600)에 관한 추가적인 실시예가, 여기서 다시 참조문헌으로서 언급된 미국특허출원과 미국특허에 개시되어 있다.
도 6b에서 개시된 다른 실시예에서, 변환소자(606)는 관심부위(210)에 대해 실질적으로 균일한 에너지를 제공하기 위하여 실질적으로 평평하도록 구성될 수 있다. 비록, 도 6a 및 도 6b에서는, 각각 오목형 및 실질적으로 평평한 변환소자들(604)에 관련된 실시예를 개시하고 있지만, 변환소자(604)는 오목형, 볼록형 및/또는 실질적으로 평평한 구조가 되도록 구성될 수도 있다. 또한, 변환소자(604)는 오목형, 볼록형 및/또는 평면형 구조의 임의의 조합형태로서 구성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 변환소자는 오목형으로 구성되고, 제2 변환소자는 실질적으로 평면형으로 구성될 수도 있다. 일부 실시예에서, 변환기 프로브(104) 또는 변환기 프로브(400)는 변환기(600)를 포함할 수 있다.
다양한 변환기(404) 구조를 보다 자세하게 설명하기 위하여 도 7을 참조하면, 초음파 치료 변환기(700)는 단일 초점, 초점 어레이, 초점 장소, 라인 초점 및/또는 회절 패턴을 위해 구성될 수 있다. 또한, 변환기(700)는 단일 소자, 다중 소자들, 환상형 어레이, 일차원, 이차원 또는 삼차원 어레이, 광대역 변환기, 및/또는 이들의 조합구성을 포함할 수 있으며, 여기에 렌즈, 음향 장치, 및 기계적 및/또는 전자적 초점화 구성을 추가할 수도 있고 배제할 수도 있다. 구형초점 단일소자(702), 환상형 어레이(704), 감쇠영역을 갖는 환상형 어레이(706), 선형초점 단일소자(708), 1-D 선형 어레이(710), 집중화 향상을 갖거나 갖고 있지 않는 볼록 또는 오목형의 1-D 곡선형 어레이, 2-D 어레이, 및 3-D 공간구성으로서 구축된 변환기가 치료 및/또는 영상처리 및 음향 모니터링 기능을 실행하는 데에 사용될 수 있다. 임의의 변환기 구성에 있어서의 집중화 및/또는 비집중화는, 기계식 초점(720), 볼록렌즈(722), 오목렌즈(724), 복합 또는 다중 렌즈(726), 평면형 렌즈(728) 또는 도 10f에서 도시된 바와 같은 계단형 렌즈를 통해서 하나의 평면 또는 두 개의 평면에서 이루어질 수 있다. 임의의 변환기 또는 변환기 조합 구성이 치료를 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 환상형 변환기는 치료전용의 바깥부분과, 광대역 영상처리 전용의 내부 디스크와 함께 사용될 수 있으며, 내부 디스크 내에서는 도 10c 내지 도 10f에 도시된 바와 같이 영상 변환기 및 치료 변환기는 서로 다른 음향 렌즈 및 설계를 갖고 있다.
다음으로 도 8a 및 도 8b를 참조하여 설명하면, 변환기(404)는 단일-소자 어레이로서 구성될 수 있는데, 이 단일-소자(802)는 예를 들어 다양한 구조와 물질을 갖는 변환소자로서, 소자(802)로부터의 에너지를 일부 차단시키거나 에너지 분배를 변경시키는 세라믹, 금속 또는 기타 물질 또는 구조를 가지며 에너지 분포(808) 어레이를 생성하는 복수개의 마스크(804)를 갖도록 구성된다. 마스크(804)는 소자(802)와 직접 결합되거나 또는 임의의 적당한 고체 또는 액체물질인 격리물질(standoff)(806)에 의해 분리될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 변환기(404)는 이차원적 어레이를 형성하도록 이차원적으로 적절하게 절단될 수 있다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 예시적인 이차원 어레이(900)는 복수개의 이차원적 부분들(902)로 적절하게 절단될 수 있다. 이차원적 부분(902)은 특정 깊이의 처리 영역상에 집중화되도록 적절하게 구성될 수 있으며, 이에 따라 각각의 처리 영역 슬라이스들(904, 907)을 제공할 수 있다. 그 결과, 이차원적 어레이(900)는 처리영역의 영상처리 장소의 이차원적 슬라이스들을 제공하게 되어, 이차원적 처리를 수행하게 될 수 있다.
본원발명의 또 다른 실시예에 따르면, 변환기 프로브(400)는 삼차원적 치료를 제공하도록 적절하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 관심부위(210)의 삼차원적 처리를 위하여, 도 3을 다시 참조하면, 삼차원 시스템은 제어 시스템(300)과 같은 제어 시스템 내에 포함된 하나의 삼차원 그래픽 소프트웨어 활용 등의 적응형 알고리즘으로 구성된 변환기 프로브(104, 400)를 포함할 수 있다. 적응형 알고리즘은 관심부위(210)에 관련된 이차원 영상, 온도 및/또는 처리 또는 기타의 조직 파라미터 정보를 수신하고, 수신된 정보를 처리하고, 그런 다음 대응하는 삼차원 영상, 온도 및/또는 처리 정보를 제공하도록 적절히 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다시 도 9를 참조하면, 예시적인 삼차원 시스템은 치료영역의 서로 다른 영상평면으로부터 슬라이스들(904)을 적절하게 수신하고, 수신된 정보를 가공하고, 그런 다음 삼차원 영상 등의 공간적 정보(906), 온도 및/또는 처리정보를 제공하는 적응형 알고리즘으로 구성되는 이차원 어레이(900)을 포함할 수 있다. 또한, 수신된 정보를 적응형 알고리즘으로 처리한 후, 이차원적 어레이(900)는 공간 영역(906)에 필요한 만큼의 치료 가열을 필요에 따라 적절히 제공할 수 있다.
반면, 본원발명의 다른 실시예에 따르면, 삼차원 영상 및/또는 온도 정보를 제공하기 위하여, 삼차원 소프트웨어와 같은 적응형 알고리즘을 활용하는 것 대신에, 예시적인 삼차원 시스템은 목표 영역에 대하여 다양한 회전적 및/또는 전이적 위치들에서 작동하는 프로브 장치 내에 구축된 단일의 변환기(404)를 포함할 수 있다.
예시된 변환기(404)는 평면형, 집중형, 및/또는 비집중형 음향 에너지를 제공하는 환형 어레이로써 구성될 수도 있다. 예를 들어, 도 10a 및 10B를 참조하면, 일 실시예에 따르면, 환형 어레이(1000)는 복수개의 링(1012, 1014, 1016...N)을 포함할 수 있다. 링(1012, 1014, 1016...N)은 개개 소자의 한 세트로 기계적 및 전자적으로 고립되어, 평면형, 집중형, 또는 비집중형 파동을 생성할 수 있다. 예를 들면, 이와 같은 파동은 송수신지연인 τ1, τ2, τ3... τN에 상응하는 조정방법에 의해 축상에 중심을 이룰 수 있다. 전자초점은 다양한 심도위치를 따라 적절하게 움직일 수 있으며, 가변강도 또는 빔밀성(beam tightness)을 가능하게 하며, 반면에 전자식 비집중형은 비집중형 변화량을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 렌즈 및/또는 볼록 또는 오목형 환형 어레이(1000)는 언제나 시간 차동지연이 감소 되도록 집중 또는 비집중을 지원하기 위해 제공될 수 있다. 1차원, 2차원 또는 3차원적, 또는 프로브 및/또는 임의의 종래 로봇 암의 사용을 통하는 것처럼 임의의 경로를 따른, 환형 어레이(1000)의 이동은 관심부위(210) 내의 임의의 부피나 대응되는 공간을 스캔하고 치료하도록 수행될 수 있다.
변환기(404)는 이미징/치료 기능을 위하여 다른 환형 또는 비-어레이 배열 내에 구성될 수도 있다. 예를 들어, 도 10c 내지 10f를 참조하면, 변환기는 치료소자(1014)로 구성된 영상소자(1012)를 포함할 수 있다. 소자(1012, 1014)는 단일 변환소자 - 예를 들면, 결합된 영상/변환기 소자, 또는 개별 소자 - 를 포함할 수 있고, 동일한 변환소자(1022) 내 또는 개별적인 영상 및 치료 소자 사이에 전기적으로 고립될 수 있으며, 격리물질 (1024) 또는 다른 정합층, 또는 이들의 결합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 10f를 특히 참조하면, 변환기는 집중형, 비집중형 또는 평면 에너지 분포를 위하여 구성된 계단식 배열렌즈를 포함하는 치료소자(1014)와 함께, 집중형, 비집중형 또는 평면 에너지분포를 위하여 구성된 표면(1028)을 가지는 영상소자(1012)를 포함할 수 있다.
도 10a 내지 도 10f에 도시된 다양한 음향 렌즈 및 설계를 이용하여 다양한 형태의 병변들이 생성될 수 있다. 예를 들어, 버섯형 병변들은 구형 초점원으로부터 생성될 수 있으며, 또는 평면형 병변들은 평면 소스로부터 생성될 수 있다. 즉, 제거용 초음파 에너지의 적용이 계속되면, 이는 성장하는 병변을 발생시키는 열 팽창을 야기한다. 오목형 평면원 및 어레이는 "V자형" 또는 타원형 병변을 생성시킬 수 있다. 선형 어레이와 같은 전자적 어레이는 비집중형, 평면형 또는 집중형 음향 빔을 생성시킬 수 있으며, 또한 이와 같은 음향 빔은 다양한 깊이의 다양한 추가적인 병변들의 형태를 형성하는 데에 채택될 수 있을 것이다. 하나의 어레이는 단독으로 또는 하나 또는 그 이상의 평면형 또는 집중형 변환기와의 조합으로 채택될 수 있다. 그러한 변환기 및 어레이는 매우 다양한 범위의 음장 및 이들과 관련된 이점들을 발생시킬 것이다. 고정 초점 및/또는 가변 초점 렌즈 또는 렌즈들은 치료 유연성을 한층 향상시키는 데에 사용될 수 있다. 피부 표층 조직의 음향 속도보다 낮은 음향 속도를 갖는 볼록형 렌즈로서는 액체-충진 렌즈, 젤-충진 또는 고체 젤 렌즈, 충분한 정격 허용량을 갖는 고무 또는 합성 렌즈 등이 활용될 수 있고, 또는 오목형의 낮은 프로파일 렌즈는 피부 표층 조직의 속도보다 큰 속도를 갖는 임의의 물질 또는 합성물로 구성되거나 이를 이용할 수 있다. 상술한 바와 같은 변환기 구조 및 구성은 특정 형태의 병변을 촉진시킬 수 있지만, 이와 같은 구조들은 시간적 파라미터 뿐만이 아니라 다른 공간적 파라미터들과 함께 상기의 특정 형태들로만 국한되는 것은 아니고, 임의의 변환기 구조 내에서 추가적인 형태들을 생성할 수도 있다.
도 11을 참조한 본원발명의 일 실시예에 따르면, 음향 결합/냉각부(1140)는 변환기 프로브(1104)로부터의 에너지 및 영상신호를 관심부위(210)로부터 또는 관심부위(210)에 음향결합 시키기 위하여 제공되는데, 이로써 병변화의 제어를 위하여 프로브에서의 관심부위(210)와의 접촉면(1110) 및 조직 내의 깊은 곳에서의 열적 제어를 제공해주며, 영역(1144)에서는 변환기 프로브로부터의 여열을 제거해준다. 결합접촉면에서는, 온도측정(1142) 메커니즘의 제공 및 제어 시스템(1102)과 열 제어 시스템(1142)의 조절을 위해 열센서(1146)를 통한 온도 모니터링이 행해질 수 있다. 열 제어는 히트싱크 또는 자연전도 및 대류 등의 수동냉각, 또는 펠티어 열전 쿨러, 냉매, 또는 펌프, 유액 저장통, 거품 검출기, 플로우 센서, 플로우 채널/관(1144) 및 열 제어(1142)로 구성된 액체 기반 시스템 등의 능동냉각으로 이루어질 수 있다. 임의의 실시예에서, 변환기 프로브(1104)는 변환기 프로브(140, 400)와 등가인 것일 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 도 12를 참조하면, 예시적인 치료 시스템(200)은 추가적인 기능들을 제공하기 위하여 다양한 보조 시스템들로 구성되거나, 또는 이들과 결합될 수 있다. 예를 들어, 관심부위(210)을 치료하는 치료 시스템(1200)은 제어 시스템(1206), 프로브(1204) 및 디스플레이(1208)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 프로브(104)는 변환기 프로브(104, 400, 1104)와 등가인 것일 수 있다. 치료 시스템(1200)은, 사진 및 기타의 시각화 방법, 자기공명영상법(MRI), 컴퓨터단층촬영(CT), 안구광학단층촬영(OCT), 전자기, 마이크로웨이브, 또는 고주파(RF) 방법, 양전자단층촬영(PET), 적외선, 초음파, 음향, 또는 영상처리/모니터링 강화방법을 포함하여 기타 적당한 시각화, 위치측정, 관심부위(210) 내의 셀룰라이트 모니터링 방법 중 적어도 하나에 기초한 보조 영상처리 장치(1274) 및/또는 보조 모니터링 장치(1272)를 포함할 수 있다. 프로브(1204)와 제어 시스템(1206)을 통한 초음파 영상처리를 위한 영상처리/모니터링 강화방법은, M-모드, 시각잔상화, 필터링, 칼라, 도플러, 및 조화작도 영상처리가 포함될 수 있다. 또한, 치료에 있어서의 주요 에너지원으로서의 초음파 치료 시스템(1270)은 고주파(RF), IPL, 레이저, 적외선 레이저, 마이크로웨이브, 또는 기타 적당한 에너지원을 포함한 2차 치료 에너지원(1276)과 결합될 수 있다.
여기서 설명된 초음파 치료 시스템은, 1차 치료 소스로서, 2차 치료 에너지를 전달하는 2차 치료 소스와 결합될 수 있다. 2차 치료 에너지는 RF 에너지, 마이크로파 에너지, 적외선, 가시광, 적외선 및 기타 적합한 전자기 에너지를 포함하며, 이에 제한되지는 않는다. 2차 치료 에너지는 일관된(coherent)(레이저 내에서처럼), 일관되지 않은(incoherent), 산란된, 펄스(pulsed), 굴절, 집중, 비집중 및/또는 생물학적 효과를 달성하기에 적합한 다른 임의의 형태로 전달될 수 있다.
일 실시예에서, 초음파 치료는 청색광 치료와 결합된다. 여기서 사용되는 "청색광"이란 약 40nm 내지 약 440nm의 파장을 갖는 전자기 에너지를 의미한다. 청색광은 피부에 적용된다. 청색광은 치료 초음파 에너지가 사용되기 전에, 사전치료로 적용될 수 있다. 청색광은 또한 치료 초음파 에너지와 동시에 적용될 수도 있다. 또한, 청색광은 치료 초음파 치료 전, 도중, 후 또는 이들의 조합과 함께 적용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 청색광은 5초 내지 20분 기간 동안 관심부의(210)에 적용된다. 청색광은 원하는 생물학적 효과를 달성하기 위해 적절한 시간 동안 관심부위(210)에 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 초음파 치료는 적색광 치료와 결합된다. 여기서 사용되는 '적생광'이란 약 600 nm 내지 약 1350 nm의 파장을 갖는 전자기 에너지를 의미한다. Red light is applied to ROI 210. 적색광은 관심부위(210)에 적용된다. 적색광은 치료 초음파 에너지가 적용되기 전에, 사전치료로 적용될 수 있다. 적색광은 또한 치료 초음파 에너지와 동시에 적용될 수도 있다. 또한, 적색광은 치료 초음파 치료 전, 도중, 후 또는 이들의 조합과 함께 적용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적색광은 5초 내지 20분 기간 동안 피부에 적용된다. 적색광은 원하는 생물학적 효과를 달성하기 위해 적절한 시간 동안 피부에 적용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 2차 치료 에너지는 초음파 에너지원을 구비하는 프로브에 의해 전달될 수 있다. 다른 실시예에서, 2차 치료 에너지는 프로브 외부의 소스에 의해 전달된다. 2차 치료 에너지는 발광다이오드(LED), 레이저, 백열전구, 형광막, 안테나, IPL(intense pulsed light source) 또는 다른 적절한 전자기 에너지 발생 메커니즘에 의해 발생될 수 있다.
일 실시예에서, 반흔 조직 형성을 최소화 및/또는 방지하기 위하여, 에너지는 비교적 작은 제거 영역에 전달된다. 즉, 각 치료 제거 영역은 거의 100 um 내지 55 mm 범위의 지름을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 지방소엽의 실질적으로 평평한 표면을 제공하기 위해 치료 부위를 균일하게 제거하도록 초음파 에너지는 "lawnmower" 타입 방식으로 이용될 수 있다. 이 "lawnmower" 방식 제거는 결국 실질적으로 매끈한 표피 표면을 얻는 것을 돕는다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 셀룰라이트의 비침습적 치료방법이 도시되어 있다. 크기 조정하지 않고, 도해의 목적으로 이용된 단면도는 피부 표면(1304) 아래의 조직층을 도시한다. 진피층(1302)은 피부 표면(1304)과, 피부의 표피 부분과 진피 부분을 포함한다. 진피층(1302) 아래에는 지방소엽(1307)이 있다. 지방소엽(1307)은 피부 표면(1304)에 돌출부위를 야기시키며, 이는 피부 표면(1304)에 옴폭 패인 외관(1311) 또는 셀룰라이트가 발생하게 한다. 지방소엽(1307) 아래에는 근막층(1315), 피하지방층(1317) 및 근육층(1319)이 있다.
다양한 측면에서, 프로브(202)는 피부 표면(1304)에 연결되며, 특정 깊이(1305)에 공형적 병변을 발생시키도록 초음파 에너지를 방출한다. 공형적 병변(209)은 지방소엽(1307)의 일부를 제거한다. 피부 표면(1304)을 따른 프로브의 이동(1303)은 특정 깊이에서의 많은 지방소엽(1307)의 제거를 가능하게 한다. 이것은 지방소엽의 'lawmower'타입 제거 또는 '헤어컷'으로 설명될 수 있다. 프로브 이동(1303)은 매끄러워진 피부를 남긴다. 이 치료는 원하는 정도의 매끄러운 피부를 달성하기 위해 반복될 필요가 있을 수 있다. 이 방법은 물리적 치료의 사용 또는 2차 에너지원의 사용 등과 같이 여기서 설명된 다른 임의의 방법 단계들과 결합될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 셀룰라이트의 비침습적 치료방법은 지방소엽(1307)을 갖는 피부 표면(1304) 아래의 관심부위(210)를 타겟팅 하는 단계와, 피부 표면(1304) 아래 특정 깊이(1305)에 초음파 에너지를 전달하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 피부 표면(1304)을 따라 에너지원을 이동시키는 단계와, 피부 표면 아래(1304)의 특정 깊이에서 지방소엽(1307)의 일부를 제거하는 단계를 더 포함한다.
특정 깊이(1305)는 보통 피부 표면(1304) 아래 약 1 mm 내지 약 35 mm의 범위 내이다. 상기 방법은 여기서 언급된 바와 같이 물리적인 치료를 가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 피부 표면(1304)을 매끄럽게 할 수 있으며, 피부 표면(1304) 상의 셀룰라이트의 외관을 줄일 수 있다. 상기 방법은 여기서 언급된 어느 부가적인 단계들을 더 포함할 수도 있다.
도 14을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예들에 따른 셀룰라이트의 비침습적 치료방법이 도시되어 있다. 크기 조정하지 않고, 도해의 목적으로 이용된 단면도는 피부 표면(1304) 아래의 조직층을 도시한다. 진피층(1302)은 피부 표면(1304)과, 피부의 표피 부분과 진피 부분을 포함한다. 진피층(1302) 아래에는 지방소엽(1307)이 있다. 지방소엽(1307)은 피부 표면(1304)에 돌출부위를 야기시키며, 이는 피부 표면(1304)에 옴폭 패인 외관(1311) 또는 셀룰라이트가 발생하게 한다. 지방소엽(1307) 아래에는 근막층(1315), 피하지방층(1317) 및 근육층(1319)이 있다.
도 14a에 도시된 실시예에서, 프로브(202)는 피부 표면(1304)에 결합되며, 지방소엽(1307)의 표면에 구멍을 생성할 공형적 병변을 발생시키도록 초음파 에너지를 방출한다. 구멍 뚫린 지방소엽(1317) 내에 수용된 물질은 구멍(1321) 밖으로 배출된다. 이 물질은 액체, 지질, 라이포매틱(lyphomatic) 물질, 지방, 조직, 신체 물질(bodily materials) 또는 다른 임의의 물질 및 이들의 혼합물일 수 있다. 이 물질은 보통 지방소엽(1317) 내에 수용된 조직, 액체 등일 수 있다. 도 14b로 이동해서, 감소된 지방소엽(1325)은 이 물질의 손실로 인해 쪼글쪼글해진다. 감소된 지방소엽(1325)의 축소는 상기 물질이 배출된 감소된 지방소엽(1325) 상의 피부를 매끈하게 하게 되고, 그로 인해 피부 표면(1304)의 셀룰라이트의 외관이 감소된다.
다른 실시예에 따르면, 셀룰라이트의 비침습적인 치료방법은 지방소엽을 갖는 피부 표면(1304) 아래의 관심부위(210)를 타겟팅 하는 단계와, 관심부위(210)에 초음파 에너지를 전달하는 단계를 포함한다. 초음파 에너지는 지방소엽(1307)의 표면에 공형적 병변을 발생시킨다. 이 병변은 지방소엽(1307)의 표면에 구멍(1321)을 생성하게 되는데, 이는 구멍(1321)을 통해 지방소엽(1307) 밖으로의 액체의 배출을 가능하게 한다. 상기 방법은 관심부위를 약 43℃에서 49℃ 사이의 온도로 가열하는 단계를 포함할 수 있는데, 이는 지방소엽(1307) 내의 적어도 하나의 지방세포의 사멸을 활성화 시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 방법은 피부 표면(1304)에 물리적인 치료를 가하는 단계를 포함할 수 있으며, 그러한 물리적인 치료는 메조테라피(mesotherapy), 이온토포레시스(Iontophoresis), 프레소테라피(pressotherapy), 공기 마사지(pneumatic massage), 림프순환(lymphatic drainage), 일렉트로리포포레시스(electrolipophoresis), 롤러 마사지(roller massage), 저주파수 초음파(low frequency ultrasound), 진공흡인(vacuum suction), 레이저 에너지(laser energy) 및 RF 에너지 응용을 포함할 수 있다. 물리적인 치료는 초음파 에너지의 전달 전, 후 또는 이와 동시에 이루어질 수 있다. 상기 방법은 제2 에너지의 사용을 포함할 수 있으며, 이는 초음파 에너지의 전달 전, 후 또는 이와 동시에 이루어질 수 있다. 상기 방법은 피부 표면 상의 셀룰라이트의 외관을 줄일 수 있다. 도 15를 추가로 참조하면, 블록 다이어그램은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 셀룰라이트의 비침습적인 치료방법의 일 실시예를 나타낸다. 예를 들면 방법 1500은 셀룰라이트의 비침습적인 치료이다. 단계 1502에서, 지방소엽(1307)이 타겟팅 된다. 단계 1503의 지방소엽(1307) 영상처리는 지방소엽(1307)의 타겟팅에 있어 유용할 수 있으나, 이는 선택적이거나 필요치 않을 수도 있다. 타겟팅 단계(1502) 뒤에는, 타겟(예를 들어 지방소엽 1307) 내에 공형적 병변(209)을 형성하기 위한 초음파 에너지를 전달하는 에너지 전달 단계(1504)가 뒤따른다. 초음파는 약 750 kHz 내지 약 20 MHz 범위 내일 수 있으며, 약 2 MHz 내지 약 10 MHz 범위 내에서 보다 더 유용할 수 있다. 초음파 에너지의 파워는 약 1 W 내지 약 50 W 범위 내일 수 있으며, 약 2 W 내지 약 20 W 범위 내에서 보다 더 유용할 수 있다. 초음파 에너지의 지속시간(duration)은 약 10 ms 내지 약 20분 범위 내일 수 있으며, 필요하면 그 이상일 수도 있다. 에너지 전달 단계(1504)는 2차 에너지 단계(1505)의 사용을 포함할 수도 있으며, 이는 선택사항이다. 2차 에너지 단계(1505)는 타겟팅 된 부위에 초음파 에너지를 전달하기 전 또는 도중에 타겟 주위의 조직을 증가된 온도로 가열하는 데에 유용할 수 있으며, 앞서 설명된 것들을 포함한 다양한 에너지원을 포함할 수 있다.
에너지 전달 단계(1504) 뒤에는 타겟 단계 내에서 구멍을 형성하는 단계가 뒤따르며, 이는 구멍(1321)을 제공한다. 이 단계(1506)에서 공형적 병변(209)은 타겟 내에 구멍(1321)을 생성한다. 타겟 내에 구멍을 생성하면, 단계 1506 뒤에는 내용물 방출 단계(1508)가 뒤따르는데, 여기서 지방소엽(1307) 내용물의 적어도 일부가 구멍(1321)을 배출된다. 2차 에너지 단계(1505)의 적용은 구멍(1321) 생성 이후에 적용될 수 있으며, 다만 선택사항이다. 이러한 2차 에너지 단계(1505)의 적용은 피부 표면(1304)를 매끈하게 하거나, 배출을 용이하게 하기 위해 지방소엽(1307) 내용물의 적어도 일부의 이동을 용이하게 하는 데에 유용할 수 있다. 지방소엽(1307)의 내용물은 액체, 지질, 라이포매틱 물질(lyphomatic substance), 지방, 조직, 신체 물질(bodily materials) 또는 다른 임의의 물질 및 이들의 혼합물일 수 있다. 예를 들어 이동을 용이하게 하기 위해 물리적인 압력 또는 외력을 가하는 것과 같은 물리적 치료 단계(1507)의 적용은 구멍(1321)을 통한 지방소엽(1307)의 내용물의 적어도 일부의 배출을 용이하게 하는 데에 유용할 수 있으며, 다만 이 단계(1507)는 선택사항이다. 선택사항인 영상처리 단계(1509)는 치료가 성공적인지 검토하기 위하여 추가될 수 있다. 만일 치료완료결정(1511)이 '예'이면 결과는 최종 단계(1510)이며 피부는 매끈해진다. 만일 치료완료결정(1511)이 '아니오'이면, 피부 표면(1304) 상의 셀룰라이트의 외관을 감소시키는 피부를 매끄럽게 하는 단계(1510)를 야기하면서, 치료 영역 내에서 치료가 성공될 때까지 타겟의 추가적인 치료를 위해 단계 1504로 이동한다.
또 다른 실시예에 따르면, 셀룰라이트의 비침습적인 치료는 지방소엽(1307)을 확인하는 단계와, 지방소엽(1307) 상에 초음파 에너지의 날카로운 초점(sharp focal)을 생성하는 단계를 포함한다. 상기 에너지 초점은 구멍(1321)을 생성하기 위해 지방소엽(1307)을 뚫게 되고, 이는 구멍(1321)을 통해 지방소엽(1307) 밖으로 물질이 흐를 수 있도록 한다. 상기 방법은 여기서 언급된 추가적인 임의의 방법을 더 포함할 수도 있다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지방감소를 위한 비침습적인 치료방법이 도시된다. 다양한 실시예에서, 본 방법은 셀룰라이트의 비침습적인 치료로서 이용된다. 크기 조정하지 않고, 도해의 목적으로 이용된 단면도는 피부 표면(1304) 아래의 조직층을 도시한다. 진피층(1302)은 피부 표면(1304)과, 피부의 표피 부분과 진피 부분을 포함한다. 진피층(1302) 아래에는 지방소엽(1307)이 있다. 지방소엽(1307)은 피부 표면(1304)에 돌출부위를 야기시키며, 이는 피부 표면(1304)에 옴폭 패인 외관(1311) 또는 셀룰라이트가 발생하게 한다. 지방소엽(1307) 아래에는 근막층(1305), 피하지방층(1317) 및 근육층(1319)이 있다. 일 실시예에서, 도 16a에 도시된 바와 같이, 프로브(202)는 피부 표면(1304)에 결합되며, 지방질 타겟 영역(1331) 내에 초음파 에너지를 방출한다. 지방질 타겟 영역(1331)은 지상소엽(1307)의 일부를 포함할 수 있다. 지방질 타겟 영역(1331)은 관심부위(210)을 포함할 수 있다. 지방소엽(1307)은 복수의 지방질 세포를 포함할 수 있으며, 복수의 지방질 세포의 일부는 지방질 타겟 영역(1331) 내에 위치할 수 있다. 지방질 타겟 영역(1331)은 지방소엽(1397) 사이에 위치할 수 있는 복수의 다른 지방질 세포(1329)를 포함할 수 있다.
프로브(202)는 지방질 타겟 영역(1331) 내에 에너지를 전달하기 위해 타겟된다. 지방질 타겟 영역(1331)은 피부 표면 아래 약 1 mm 내지 약 100 mm 또는 그 이상에 위치할 수 있다. 지방질 타겟 영역(1331)의 높이(1333)는 약 1 mm 내지 약 10 mm 또는 그 이상에 위치할 수 있다. 프로브(202)는 지방질 타겟 영역(1331) 내에 적어도 하나의 공형적 병변(209)을 생성하기 위해 에너지를 전달한다. 전달된 에너지는 지방소엽(1307) 내의 지방질 세포(1329)의 적어도 일부 및/또는 지방질 타겟 영역(1331) 내에 위치한 다른 지방질 세포(1329)의 온도를, 지방세포의 사멸을 활성화시키는 약 43℃ 내지 약 49℃의 범위로 상승시키는데, 여기에는 지방소엽(1307) 내의 다른 지방질 세포(1329)의 적어도 일부 및/또는 다른 지방질 세포들이 포함될 수 있다.
도 16b에 도시된 바와 같이, 시간 기간 후에, 지방질 타겟 영역(1331) 내에 위치했던 지방소엽(1307) 내의 복수의 지방질 세포의 일부가 세포 사멸을 시작한다. 이들 지방질 세포들이 죽게 됨에 따라, 지방소엽(1307)은 축소한다. 지방질 세포의 이러한 세포사멸은 환자의 소정 부위의 지방의 양을 감소시킨다. 지방질 세포 사멸에 의한 지방소엽(1307)의 사이즈 감소로 인해 피부(1309)가 매끈해지는 효과가 나타날 수 있다. 게다가, 지방질 타겟 영역(1331) 내에 위치했던 다른 지방질 세포(1329)도 세포사멸을 시작할 수 있다. 이들 다른 지방질 세포들(1329)이 죽게됨에 따라, 피부 표면은 안정화될 수 있으며, 이는 매끈한 피부(1309)를 만드는 데에 기여할 수 있다. 환자 신체의 지방질 타겟 영역(1331)의 치료를 확대하기 위해 프로브(202)는 피부 표면(1304)을 따라 이동할 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같은 예시적인 방법은 피부 표면(1304)에 물리적인 치료를 가하는 단계를 포함할 수 있으며, 그러한 물리적인 치료는 메조테라피(mesotherapy), 이온토포레시스(Iontophoresis), 프레소테라피(pressotherapy), 공기 마사지(pneumatic massage), 림프순환(lymphatic drainage), 일렉트로리포포레시스(electrolipophoresis), 롤러 마사지(roller massage), 저주파수 초음파(low frequency ultrasound), 진공흡인(vacuum suction), 레이저 에너지(laser energy) 및 RF 에너지 응용을 포함할 수 있다. 물리적인 치료는 에너지의 전달 전, 후 또는 이와 동시에 이루어질 수 있다. 상기 방법은 제2 에너지의 사용을 포함할 수 있으며, 이는 에너지의 전달 전, 후 또는 이와 동시에 이루어질 수 있다.
도 17을 참조하면, 블록도가 일 실시예에 따른 지방 감소 방법을 도시하고 있다. 예를 들면, 상기 방법(1600)은 지방질 타겟 영역(1331) 내의 지방세포의 그룹을 타겟팅 하는 단계(1602)로 시작한다. 이 타겟팅 단계(1602)는 확대된 타겟 영역을 포함하기 위한 프로브(202)의 이동을 포함할 수도 있다. 타겟팅 단계(1602)에서, 지방질 타겟 영역(1331)에 적절한 피부 표면(1304) 아래 깊이가 결정된다. 일반적으로, 1 mm 내지 100 mm의 깊이가 적절하지만, 이는 환자의 신체부위와 신체 지방의 레벨에 따라 환자 별로 다양할 수 있다.
타겟팅 단계(1602) 뒤에는 타겟 지방세포에 초음파 에너지를 전달하는 에너지 전달 단계(1603)가 뒤따른다. 초음파 에너지는 약 750 kHz 내지 약 20 MHz 범위 내일 수 있으며, 약 2 MHz 내지 약 10 MHz 범위 내에서 보다 더 유용할 수 있다. 초음파 에너지의 파워는 약 1 W 내지 약 50 W 범위 내일 수 있으며, 약 2 W 내지 약 20 W 범위 내에서 보다 더 유용할 수 있다. 초음파 에너지의 지속시간은 약 10 ms 내지 약 20분 범위 내일 수 있으며, 필요하면 그 이상일 수도 있다.
에너지 전달 단계(1603) 뒤에는 지방세포의 온도를 약 43.5℃ 내지 약 49℃로 상승시키는 온도 상승 단계(1604)가 뒤따른다. 에너지 전달 단계에서 나타나는 파라미터들의 다른 조합이 단계 1604에서 원하는 범위로 지방세포 온도를 상승시키는 데에 유용할 수 있다. 온도 상승 단계는 지방질 타겟 영역(1331) 내의 지방세포의 세포 사멸을 활성화시키는 사멸 활성화 단계를 생성 또는 가능하게 한다. 만일 지방세포가 충분한 시간 동안 원하는 온도 범위를 유지하게 되면, 세포 사멸이 발생할 것이다. 사멸 활성화 단계(1605) 뒤에는 타겟된 지방세포 및/또는 타겟된 이들의 부분이 죽도록 하는 단계(1606)이 뒤따른다. 단계 1606에서 타겟 부분이 죽게 하면, 지방질 타겟 영역(1331) 내에서 지방세포의 전체 수의 감소가 달성된다. 지방세포의 전체 수의 감소는 환자의 몸의 둘레, 예를 들면 허벅다리, 둔부, 엉덩이, 허리 등의 둘레를 줄이는 결과를 가져올 수 있다. 게다가 이 지방질 타겟 영역(1331)의 감소는 피부 표면(1304) 상의 셀룰라이트의 외관을 감소시킬 수 있다. 그 대신, 또는 이와 동시에, 방법 1600은 비슷한 결과를 제공하기 위해 피하지방층 내의 지방세포를 타겟팅할 수 있다. 도 18a 및 도 18b를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 지방 감소를 위한 비침습적인 치료방법이 도시된다. 다양한 실시예에서, 이 방법은 피하지방층(1317)의 비침습적인 치료로 이용될 수 있다. 크기 조정하지 않고, 도해의 목적으로 이용된 단면도는 피부 표면(1304) 아래의 조직층을 도시한다. 진피층(1302)은 피부 표면(1304)과, 피부의 표피 부분과 진피 부분을 포함한다. 진피층(1302) 아래에는 지방소엽(1307)이 있다. 지방소엽(1307)은 피부 표면(1304)에 돌출부위를 야기시키며, 이는 피부 표면(1304)에 옴폭 패인 외관(1311) 또는 셀룰라이트가 발생하게 한다. 지방소엽(1307) 아래에는 근막층(1315), 피하지방층(1317) 및 근육층(1319)이 있다. 피하지방층(1317)은 선택된 깊이를 가질 수 있다. 도 18a에 도시된 바와 같이 일 실시예에서, 프로브(202)는 피부 표면(1304)에 연결되며, 지방질의 타겟 영역(1331) 내에 초음파 에너지를 방출한다. 지방질의 타겟 영역(1331)은 피하지방층(1317)의 일부를 포함할 수 있다. 피하지방층(1317)은 복수의 지방질 세포를 포함할 수 있으며, 복수의 지방질 세포의 일부는 지방질 타겟 영역(1331) 내에 위치할 수 있다. 프로브(202)는 지방질 타겟 영역(1331) 내에 에너지를 전달하기 위해 타겟된다. 지방질 타겟 영역(1331)은 피부 표면 아래 약 1 mm 내지 약 100 mm 또는 그 이상에 위치할 수 있다. 지방질 타겟 영역(1331)의 높이(1333)는 약 1 mm 내지 약 10 mm 또는 그 이상일 수 있다. 프로브(202)는 지방질 타겟 영역(1331) 내에 적어도 하나의 공형적 병변(209)을 생성하기 위해 에너지를 전달한다. 전달된 에너지는 지방질 타겟 영역(1331) 내에 위치한 다른 지방질 세포(1399)의 온도를, 지방세포의 사멸을 활성화시키는 약 43℃ 내지 약 49℃의 범위로 상승시키는데, 여기에는 지방소엽(1307) 내의 다른 지방질 세포의 적어도 일부 및/또는 다른 지방질 세포들(1399)이 포함될 수 있다.
시간 기간 후에, 지방질 타겟 영역(1331) 내에 위치했던 피하지방층(1317) 내의 복수의 지방질 세포의 일부가 세포 사멸을 시작한다. 이들 지방질 세포들이 죽게 됨에 따라, 피하지방층(1317)은 축소한다. 지방질 세포의 이러한 세포사멸은 환자의 소정 부위의 지방의 양을 감소시킨다. 도 18b에 나타난 바와 같이, 피하지방층(1317) 내의 지방질 세포 사멸로 인해 피부(1309)가 매끈해지는 효과가 나타날 수 있다.
게다가 피하지방층(1317) 내의 세포 사멸은 치료 영역 내의 조직의 전체 부피를 줄이는 효과를 나타낼 수 있다. 본 방법에 따르면, 환자 신체의 지방질 타겟 영역(1331)의 치료를 확대하기 위해 프로브(202)는 피부 표면(1304)을 따라 이동할 수 있다. 예를 들면, 이 감소(1335)는 환자의 허벅다리, 둔부, 엉덩이, 허리 등의 둘레를 줄이는 결과를 가져올 수 있다. 피하지방층(1317) 내의 지방질 세포 사멸이 계속됨에 따라, 피부 표면(1304)은 안정화될 수 있으며, 이는 매끈한 피부를 만드는 데에 기여할 수 있다. 피하지방층(1317)은 세포 사멸 후에 감소된 깊이(1339)를 가질 수 있다. 감소된 셀 깊이(1339)는 일반적으로 깊이(1337)의 두께보다 크고 지방질 타겟 영역(1331) 즉, 세포 사멸로 인해 축소된 부분의 두께보다 작게 된다.
도 18에 도시된 바와 같이 다양한 예시적 방법들이 피하지방층(1317) 내에 위치한 지방세포의 사멸을 비침습적으로 활성화시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 피부 표면(1304) 아래의 피하지방층(1317) 내의 적어도 하나의 지방세포를 타겟팅 하는 단계와, 지방세포에 에너지를 전달하는 단계를 포함한다. 전달된 에너지는 지방세포의 온도를 43℃에서 49℃ 사이의 범위 내로 상승시키는데, 이는 지방세포의 사멸을 활성화 시킨다.
상기 방법은 지방세포 또는 지방소엽(1307)을 영상처리 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 적어도 하나의 지방세포 내로 공형적 병변(209)을 발생시키는 단계를 포함할 수 있으며, 이는 지방세포 내 또는 지방소엽(1307) 내에 구멍(1321)을 생성할 수 있고, 이 구멍(1321)을 통해 지방세포 또는 지방소엽(1307) 밖으로 물질이 이동할 수 있게 된다. 이 물질은 액체, 지질, 라이포매틱(lyphomatic) 물질(lyphomatic substance), 지방, 조직, 신체 물질(bodily materials) 또는 다른 임의의 물질 및 이들의 혼합물일 수 있다. 초음파는 약 750 kHz 내지 약 20 MHz 범위 내일 수 있으며, 약 2 MHz 내지 약 10 MHz 범위 내에서 보다 더 유용할 수 있다. 초음파 에너지의 파워는 약 1 W 내지 약 50 W 범위 내일 수 있으며, 약 2 W 내지 약 20 W 범위 내에서 보다 더 유용할 수 있다. 초음파 에너지의 지속시간(duration)은 약 10 ms 내지 약 20분 범위 내일 수 있다. 또한, 상기 방법은 피부 표면(1304)에 물리적인 치료를 가하는 단계를 포함할 수 있으며, 그러한 물리적인 치료는 메조테라피(mesotherapy), 이온토포레시스(Iontophoresis), 프레소테라피(pressotherapy), 공기 마사지(pneumatic massage), 림프순환(lymphatic drainage), 일렉트로리포포레시스(electrolipophoresis), 롤러 마사지(roller massage), 저주파수 초음파(low frequency ultrasound), 진공흡인(vacuum suction), 레이저 에너지(laser energy) 및 RF 에너지 응용을 포함할 수 있다. 물리적인 치료는 에너지의 전달 전, 후 또는 이와 동시에 이루어질 수 있다. 상기 방법은 제2 에너지의 사용을 포함할 수 있으며, 이는 에너지의 전달 전, 후 또는 이와 동시에 이루어질 수 있다. 상기 방법은 피하지방층(1317) 내의 지방세포의 수를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 다른 실시예는 지방 감소와 셀룰라이트 감소를 조합하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 지방소엽(1307)을 포함하는 피부 표면(1304) 아래의 관심부위(210)를 타겟팅 하는 단계와, 관심부위(210)에 초음파 에너지를 전달하는 단계를 포함한다. 초음파 에너지는 지방소엽(1307)의 표면에 초음파 에너지로 공형적 병변(conformal lesion)을 발생시킨다. 공형적 병변(209)은 지방소엽(1307)의 표면에 구멍(1321)을 생성하게 되는데, 이는 구멍을 통해 지방소엽(1307) 밖으로 액체가 배출되는 것을 가능케 한다. 추가로, 상기 방법은 피부 표면(1304) 아래의 피하지방층(1321) 내의 적어도 하나의 지방세포를 타겟팅 하는 단계와, 상기 지방세포에 제2 에너지를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 전달된 제2 에너지는 지방세포의 온도를 43℃에서 49℃ 사이의 범위 내로 상승시키는데, 이는 지방세포의 사멸을 활성화 시킨다.
상기 방법은 2차적인 에너지원의 사용뿐만 아니라, 여기서 언급된 바와 같이 물리적인 치료를 추가로 포함할 수 있다. 상기 방법은 피하지방층(1317) 내의 지방세포의 수를 줄일 수 있음은 물론 피부 표면(1304) 상의 셀룰라이트의 외관을 줄일 수 있다. 상기 방법은 지방세포 덩어리를 물리적으로 깨뜨리고 셀룰라이트의 섬유 결합을 신장시키는 데에 효율적일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 셀룰라이트의 비침습적인 치료는 지방소엽(1307)을 확인하는 단계와, 지방소엽(1307) 상에 초음파 에너지의 날카로운 초점(sharp focal)을 생성하는 단계를 포함한다. 상기 에너지 초점은 구멍(1321)을 생성하기 위해 지방소엽(1307)을 뚫게 되고, 이는 구멍을 통해 지방소엽(1307) 밖으로 물질이 흐를 수 있도록 한다. 상기 방법은 여기서 언급된 추가적인 임의의 방법을 더 포함할 수도 있다.
다양한 실시예에서, 에너지는 약 0 mm 내지 약 50 mm 또는 약 1 mm 내지 약 35 mm의 치료 깊이에 전달된다. 초음파 에너지는 약 750 kHz 내지 약 20 MHz 범위 내일 수 있으며, 약 2 MHz 내지 약 10 MHz 범위 내에서 보다 더 유용할 수 있다. 초음파 에너지의 파워는 약 1 W 내지 약 50 W 범위 내일 수 있으며, 약 2 W 내지 약 20 W 범위 내에서 보다 더 유용할 수 있다. 초음파 에너지의 지속시간(duration)은 약 10 ms 내지 약 20분 범위 내일 수 있다.
본 명세서에서 제안된 임의의 치료방법 또는 이들의 변형예를 위한 치료 프로토콜이 시행되면, 관심부위(210)는 치료에 대한 하나 또는 그 이상의 반응을 보일 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 조직은 예를 들면, 림파액 배출 증대, 지방 부패물 배출의 활성화, 열상의 생성 및/또는 지방소엽(1307)의 인접 돌출부분의 응고에 의해 반응을 보인다.
일 실시예에서, 초음파와 같은 에너지는 특정한 관심부위(210) 내의 많은 영역을 타겟팅 하기 위해 치료 시스템으로부터 다양한 깊이에 방출된다. 본 발명의 일 실시예에서, 관심부위(210) 내의 다층의 조직층은 표면으로부터 초음파 에너지 관통의 최저점까지 치료되며, 아무런 중간 조직층도 남지 않는다. 초음파 에너지 외에도, 레이저 에너지, 무선 주파수 에너지 및 다른 에너지들과 같은 에너지 형태가 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다. 또한, 약 400 내지 450 nm의 파장을 갖는 청색광이 초음파 에너지 적용 전에 관심부위(210)을 사전치료 하는 데에 이용될 수 있으며, 이 파장의 청색광이 치료의 효율을 높이기 위해 초음파와 함께 사용될 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 600 내지 1350 nm의 범위를 갖는 가시광이 치료 중에 초음파와 함께 사용될 수 있다.
치료에 있어서, 여기서 제시된 단계들이 최상의 치료 결과를 제공하기 위해 한번 또는 그 이상의 추가적인 횟수만큼 반복될 수 있다. 서로 다른 제거 사이즈와 공형적 병변(209)의 형상은 회복 시간과 치료들 사이의 시간에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 보통, 공형적 병변(209) 표면 영역이 클수록 회복도 빠르다. 치료의 연속은 또한 초음파 치료에 대한 환자의 반응에 따라 사용자가 추가적인 치료를 조정할 수 있게 한다.
여기서 설명된 치료방법들은 다양한 형상의 공형적 병변을 수반할 수 있으며, 예기서 설명된 다양한 음향렌즈 및 설계를 이용하여 생산될 수 있다. 예를 들어, 버섯형 병변들은 구형 초점원으로부터 생성될 수 있으며, 또는 평면형 병변들은 평면 소스로부터 생성될 수 있다. 즉, 제거용 초음파 에너지의 응용이 계속됨에 따라, 이는 성장하는 병변을 발생시키는 열 팽창을 야기한다. 오목형 평면원 및 어레이는 "V자형" 또는 타원형 병변을 생성시킬 수 있다. 선형 어레이 등의 전자적 어레이는 비집중형, 평면형 또는 집중형 음향 빔을 생성시킬 수 있으며, 또한 이와 같은 음향 빔은 다양한 깊이의 다양한 추가적인 병변들의 형태를 형성하는 데에 채택될 수 있을 것이다. 여기서 설명된 치료방법에 유용할 수 있는 다른 병변 형상들은 본 명세서에서 참조된 미국특허들과 미국공개특허들에 제시된 병변의 형상들과 패턴들을 포함한다.
여기서의 참조문헌의 인용은 이들 참조문헌들이 선행기술이라거나 본 발명의 특허성과 관련을 갖는다는 것을 시인하는 것을 의미하지는 않는다. 본 명세서의 발명의 상세한 설명 부분에서 인용된 모든 참조문헌들은 모든 목적을 위해 전체로 참조로서 본 명세서에 합병된다. 정의된 용어, 어법, 설명된 기술 등을 포함하여 하나 또는 그 이상의 합병된 참조문헌들이 본 명세서와 다르거나 모순되는 경우에는, 본 명세서에 따른다.
이상에서 본 발명은 다양한 실시예를 참조하여 설명되었다. 그러나, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 수정들이 가해질 수 있음은 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 작용 단계를 수행하기 위한 요소들뿐만 아니라, 다양한 작용 단계들이 특정한 어플리케이션 또는 시스템의 작동과 관련한 비용 기능의 수에 대한 고려 등에 따라 대안적인 방법으로 수행될 수도 있다. 예를 들면 다양한 단계들이 삭제, 수정 또는 다른 단계와 합병될 수도 있다. 이러한 그리고 다른 변경 또는 수정들은 이하의 청구항들에서 나타나는 바와 같이, 본 발명의 범위 내에 포함된다.
302: 전원 요소
304: 감지 및 모니터링 요소
306: 냉각 및 결합 제어부
308: 프로세싱 및 제어 논리 요소
303: 직류전원부
305: DC 전류 감지장치
307: 시스템 프로세서 및 디지털 제어 논리
309: 제어 & 인터페이싱 스위치
301: 디지털 파형 합성기/오실레이터
312: 증폭기/구동기/빔형성기
314: 필터구조
316: 파워검출기
306: 냉각/결합제어
322: 메커니즘 드라이버 & 제어
324: 모니터링&인터페이스 감지&제어
326: 펌웨어&외부 I/O
402: 제어 인터페이스
404: 변환기
406: 결합 요소
408:모니터링/감지 요소
410: 동작 메커니즘
432: 커넥터
424: 멀티플렉서/어퍼쳐 선택기
412: 변환기 능동소자/렌즈
414: 사용자 제어&피드백 스위치/LED
426: 전환식 전기 정합 네트워크
416: 동작 센서
418: 온도 모니터링/센서
430: 케이블
420: 냉각/음향 결합
422: 동작 메커니즘&엔코더
702: 구형초점 단일소자
704: 환상형 어레이
706: 감쇠영역을 갖는 환상형 어레이
708: 선형초점 단일소자
710: 1-D 선형 어레이
714: 2-D 어레이
720: 기계식 초점
722: 볼록렌즈 집중형
724: 오목렌즈 집중형
726: 복합 또는 다중 렌즈
1104: 변환기
1140: 음향 결합/냉각
1110: 피부
1146: 열센서
1106: 제어시스템
1142: 펌프, 유체저장소, 열제어, 버블감지, 흐름센서
1144: 흐름/열 결합
1148: 온도 측정
1208: 디스플레이
1270: 주치료 서브시스템
1206: 제어시스템
1204: 프로브&결합
1274: 보조 모니터링 서브시스템
1272: 보조 이미징 서브시스템
1276 : 결합된/2차적인 치료 서브시스템

Claims (33)

  1. 지방소엽을 포함하는 피부 표면 아래의 관심부위를 타겟팅 하는 단계;
    상기 관심부위에 초음파 에너지를 전달하는 단계;
    상기 초음파 에너지를 이용하여, 상기 지방소엽의 표면 상에 공형적 병변을 발생시키는 단계;
    상기 지방소엽의 표면에 구멍을 형성하는 단계; 및
    상기 구멍을 통해 상기 지방소엽의 밖으로 유체를 배출시켜 상기 피부 표면 상의 셀룰라이트의 외관을 감소시키는 단계를 포함하는 비침습적인 셀룰라이트 치료방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관심부위를 약 43℃ 내지 약 49℃ 범위 내의 온도로 가열하는 단계를 더 포함하는 비침습적인 셀룰라이트 치료방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 관심부위를 약 43℃ 내지 약 49℃ 범위 내의 온도로 가열하는 단계는, 상기 지방소엽 내의 적어도 하나의 지방세포의 사멸을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 비침습적인 셀룰라이트 치료방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 관심부위의 조직의 온도를 모니터링하는 단계를 더 포함하는 비침습적인 셀룰라이트 치료방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피부 표면에 물리적인 치료를 가하는 단계를 더 포함하는 비침습적인 셀룰라이트 치료방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 물리적인 치료는 마사지, 흡인, 공기 압력, 저주파수 초음파 및 RF 에너지 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비침습적인 셀룰라이트 치료방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지방소엽을 영상처리하는 단계를 더 포함하는 비침습적인 셀룰라이트 치료방법.
  8. 제7항에 있어서,
    지방소엽의 타겟팅 중 및 상기 지방소엽 밖으로의 배출 중에 상기 지방소엽을 영상처리 하는 단계를 더 포함하는 비침습적인 셀룰라이트 치료방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 관심부위 내에서 지방층을 감소시키는 단계를 더 포함하는 비침습적인 셀룰라이트 치료방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 에너지는 약 750 kHz 내지 약 20 MHz의 주파수 범위 내인 것을 특징으로 하는 비침습적인 셀룰라이트 치료방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 관심부위에 제2 에너지를 전달하며, 상기 제2 에너지는 RF 소스로부터 발생되는 것을 특징으로 하는 비침습적인 셀룰라이트 치료방법.
  12. 지하지방층 내에 위치한 지방을 감소시키는 비침습적인 방법으로서,
    피부 표면 아래의 피하지방층 내의 복수의 지방세포를 타겟팅 하는 단계;
    상기 지방세포에 초음파 에너지를 전달하는 단계;
    상기 지방세포의 온도를 약 43℃ 내지 약 49℃ 의 범위 내로 상승시키는 단계; 및
    상기 지방세포의 사멸을 활성화 시키는 단계를 포함하되,
    지방 감소는 상기 지방세포의 죽음을 통해 일어나는 것을 특징으로 하는 비침습적인 지방 감소 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 지방세포의 일부를 영상처리하는 단계를 더 포함하는 비침습적인 지방 감소 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 피부 표면을 따라 상기 에너지를 전달하기 위한 프로브를 사용함을 통하여, 상기 피하지방층의 부피를 감소시키는 단계를 더 포함하는 비침습적인 지방 감소 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 지방세포 내에 공형적 병변을 발생시키는 단계를 더 포함하는 비침습적인 지방 감소 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 지방세포에 구멍을 형성하는 단계를 더 포함하는 비침습적인 지방 감소 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 구멍을 통하여 상기 복수의 지방세포의 밖으로 물질을 이동시키는 단계를 더 포함하는 비침습적인 지방 감소 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 에너지는 약 750 kHz 내지 약 20 MHz의 주파수 범위 내인 것을 특징으로 하는 비침습적인 지방 감소 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 물질의 이동을 용이하게 하기 위하여 상기 복수의 지방세포에 제2 에너지를 전달하는 단계를 더 포함하는 비침습적인 지방 감소 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 지방세포에 제2 에너지를 전달하는 단계는 상기 복수의 지방세포에 에너지를 전달하는 단계 전, 후 및 동시 중 적어도 어느 하나에 수행되는 것을 특징으로 하는 비침습적인 지방 감소 방법.
  21. 비침습적인 셀룰라이트 치료 및 피부 아래의 지방 감소 방법으로서,
    관심부위 내의 지방소엽을 타겟팅 하는 단계;
    상기 지방소엽의 일부에 공형적 병변이 발생하도록 상기 관심부위에 초음파 에너지를 전달하는 단계;
    상기 공형적 병변으로 상기 지방소엽의 표면에 구멍을 형성하는 단계;
    상기 구멍을 통해 상기 지방소엽 밖으로 액체를 이동시켜서 피부 상의 셀룰라이트의 외관을 감소시키는 단계;
    피부 표면 아래의 피하지방층 내의 지방세포를 타겟팅 하는 단계;
    상기 관심부위 내의 상기 지방세포에 제2 에너지를 전달하는 단계;
    상기 지방세포의 온도를 약 43℃ 내지 약 49℃ 범위 내로 상승시키는 단계; 및
    상기 지방세포를 파괴하도록 상기 지방세포의 사멸을 활성화 시켜 피부 아래의 지방을 감소시키는 단계를 포함하는 비침습적인 셀룰라이트 치료 및 지방 감소 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 지방소엽과 상기 지방세포 중 적어도 하나를 영상처리하는 단계를 더 포함하는 비침습적인 셀룰라이트 치료 및 지방 감소 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 피부 표면에 물리적인 치료를 가하는 단계를 더 포함하는 비침습적인 셀룰라이트 치료 및 지방 감소 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 물리적인 치료는 마사지, 흡인, 공기 압력, 저주파수 초음파 및 RF 에너지 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비침습적인 셀룰라이트 치료 및 지방 감소 방법.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 피부 상의 셀룰라이트의 외관을 감소시키는 단계를 더 포함하는 비침습적인 셀룰라이트 치료 및 지방 감소 방법.
  26. 제21항에 있어서,
    피하지방층 내의 지방의 양을 감소시키는 단계를 더 포함하는 비침습적인 셀룰라이트 치료 및 지방 감소 방법.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 제1 에너지와 상기 제2 에너지 중 적어도 하나는 약 750 kHz 내지 약 20 MHz의 주파수 범위 내인 것을 특징으로 하는 비침습적인 셀룰라이트 치료 및 지방 감소 방법.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 공형적 병변을 생성하는 단계는, 지방세포 덩어리를 물리적으로 깨뜨리는 단계와 상기 셀룰라이트의 섬유 결합을 신장시키는 단계 중 적어도 하나를 제공하는 것을 특징으로 하는 비침습적인 셀룰라이트 치료 및 지방 감소 방법.
  29. 지방소엽을 확인하는 단계;
    상기 지방소엽 상에 초음파 에너지의 날카로운 초점을 형성하는 단계; 및
    상기 지방소엽 밖으로의 물질의 제거를 용이하게 하기 위해 상기 지방소엽에 구멍이 생성되도록 상기 지방소엽을 뚫는 단계를 포함하는 비침습적인 셀룰라이트 치료방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 지방소엽에 물리적인 치료를 가하는 단계를 더 포함하는 비침습적인 셀룰라이트 치료방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 물리적인 치료는 마사지, 흡인, 공기 압력, 저주파수 초음파 및 RF 에너지 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비침습적인 셀룰라이트 치료방법.
  32. 제29항에 있어서,
    상기 피부 상의 셀룰라이트의 외관을 감소시키는 단계를 더 포함하는 비침습적인 셀룰라이트 치료방법.
  33. 제29항에 있어서,
    상기 지방소엽을 영상처리 하는 단계를 더 포함하는 비침습적인 셀룰라이트 치료방법.
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