KR20120090007A - 경피적으로 에너지를 전달하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나 또는 그 이상의 프로브를 사용하여 효과적인 방식으로, 경피적으로 에너지를 전달하는 시스템 및 방법을 제공한다. 상기 시스템의 추가적인 변경은 원하는 효과를 달성하기 위해 요구되는 에너지를 최소화하도록 구성된 프로브 어레이를 포함한다.

Description

경피적으로 에너지를 전달하는 장치 및 방법{DEVICES AND METHODS FOR PERCUTANEOUS ENERGY DELIVERY}

본 발명은 경피적으로 에너지를 전달하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

본원에서 논의되는 시스템 및 방법은 신체에 조직을 치료한다. 특히 실시예에 있어서, 이하에서 개시된 시스템 및 방법은 얼굴, 목, 및 일반적으로 피부의 주름살, 주름 선, 처짐 및 다른 변형이 있을 수 있는 다른 부위들을 포함한, 다양한 신체 부분들의 피부에 영향을 주는 미용 질환(cosmetic conditions)을 치료한다.

환경에 피부를 노출시키면, 시간이 지날수록, 피부가 처지고, 주름이 생기고, 주름살이 형성되거나, 또는 원치 않은 변형이 생긴다. 얼굴 및 목 근육의 정상적인 위축, 예를 들면, 얼굴을 찡그리거나(frowning), 또는 실눈으로 뜰 때(squinting)의 정상적인 위축에 있어서도, 시간이 지날수록, 얼굴 및 목 부위에 주름살이 지거나 줄무늬 모양이 형성될 수도 있다. 정상적인 노화 과정의 이러한 효과 및 다른 효과들은 미적으로 만족을 주지 않는 외관(cosmetic appearance)을 나타낼 수 있다.

이에 따라서, 상기와 같은 피부 변형의 가시적인 효과들을 감소시키기 위해 미용 절차에 대한 요구들이 매우 잘 알려져 있다. 얼굴 및 목 부위에서 처짐을 특별하게 제거하고 주름살도 제거할 정도로 "탱탱한(tightening)" 피부에 대한 요구가 크다.

한 방법은, 레이저 또는 화학 제품을 사용하여 피부의 외부 층(outer layer)(200 ㎛ 내지 600 ㎛)을 제거함으로써, 수술을 통하여 얼굴 피부를 새롭게 바꾸는 것(resurface)이다. 시간이 지나면, 새로운 피부 표면이 재생된다. 피부를 새롭게 바꾸기 위해 사용된 레이저 및 화학 제품은 또한 진피(dermis)에 있는 콜라겐 조직을 자극하거나 가열한다. 소정의 방식을 통해 자극하거나 가열할 시에, 콜라겐 조직은 부분적으로 분리되고, 이렇게 함으로써, 수축된다. 콜라겐의 수축으로, 원하는 "탱탱한" 모습을 가질 수도 있다. 레이저 또는 화학 제품을 통하여 피부를 새롭게 바꾸는 것은, 여전하게, 피부를 오랫동안 붉게 하고, 감염 위험이 있고, 색소를 증가시키거나 감소시키고, 그리고 흉터를 생기게 한다.

랙스 등(Lax et al.)의 미국 특허 제5,458,596호는 콜라겐 조직을 수축시키는 무선 주파수 에너지의 사용을 개시한다. 미용적으로 이점이 있는 효과는, 외부 층들을 수술로 제거하는 것 및 상기의 설명에 있는 부수적인 문제점들을 제거하는 것을 필요로 하지 않고, 방해가 최소화되는 방식을 통하여 신체의 얼굴 및 목 부위에서, 달성될 수 있다.

우테리 등(Utely et al.)의 미국 특허 제6,277,116호는 또한 전극 어레이 구성물을 사용하여 유익한 미용의 목적을 위해 콜라겐을 수축하는 시스템을 개시한다.

그러나, 이전에 공지된 시스템은 개선될 영역이 남아 있다. 한 예에서, 전극 어레이의 제조는 인접한 전극들 사이에서 형성되는, 원치 않은 교차-전류 통로들(cross-current paths)이 일어나고, 그 결과 조직에 인가된 에너지량은 증가될 수 있다.

캘리포니아 헤이워드(Hayward California)의 써마지 회사(Thermage, Inc.)는 또한, 무선주파수 에너지의 제어량을 전달하기 위해 전극들의 용량을 결합(capacitive coupling)시키는 시스템에 대하여 특허권을 보유하고, 그에 대한 장치를 판매한다. RF 에너지의 이 같은 제어된 전달은 미용 효과를 내기 위해 피부에 "저항 열"을 발생시키는, 표피를 통한 전계를 일으키면서, 이와 동시에 표피가 타는 것(external burning)을 방지하기 위해 제 2 에너지원으로 표피를 냉각시킨다.

침투되지 않은 방식(non-invasive manner)으로 처리하는 상기와 같은 시스템에 있어서, 진피에서 결과물을 생성하기 위한 에너지가 발생되기 때문에, 원치 않은 에너지가 표피 및 피하 층을 통과한다. 이에 따라서, 과잉의 에너지 생성은, 피부에 대해, 원치 않은 상처의 위험을 부수적으로 발생시킨다.

게다가, RF 에너지를 피부 조직에 적용하는 것을 포함한, 다수의 존재하는 미용 절차들은 치료 적용 동안에 환자에게 일시적인 불편함을 줄 수 있다. 이에 대해, 의사는 고통 관리에 도움을 주기 위해 국부적인 마취 또는 경구 마취를 적용한다. 그러나, 국부적인 마취 또는 경구 마취의 관리는 마취의 효과에 나타내는데 시간을 요하고, 많은 경우에 있어 이러한 효과는 환자의 불편을 완화시키는데 충분하지 못하다. 많은 RF 기반 절차들에 있어서, 국부 마취 또는 주입 마취, 예를 들면, 리도카인(lidocane) 또는 이와 유사한 재질의 사용은 주입된 마취가 대상 조직(target tissue)의 전기 임피던시를 변화시킴에 따라 옵션적이지 않다. 전기 임피던스의 이러한 변화는, RF 에너지가 가해질 시에 조직은 가열되는 방식으로 직접 영향을 미친다. 종래의 시스템들은 상기와 같은 변화들에 적응될 수 없고, 예기치 못한 가열 프로파일(heating profile)을 야기시킬 수 있다. 이러한 예기치 못한 것으로 인해, 상처의 위험은 증가되고, 치료는 효과적이지 않게 되고/되거나 미용에 원치않은 효과를 발생시킨다.

상기의 관점에서, 에너지 전달 시스템은 개선될 필요가 있다. 상기와 같은 시스템은 조직의 미용 치료에 대하여 전극 어레이 전달 시스템을 개선하여 구현하기 위해 적용될 수 있다. 특히, 상기와 같은 전극 어레이는 표피 아래에 있는 조직에 에너지를 인가함으로써 균일한 열을 깊숙하게 제공하여, 피부에 구조물들이 깊이 들어가서 즉각적으로 탱탱하게 한다. 또한, 에너지가 소정의 대상 영역에 전달되면서, 조직의 원치않는 영역에 에너지의 전달을 최소화시킬 수 있는 시스템을 제공할 필요의 여지가 있다.

시간이 경과되면, 새롭고 재생된(remodeled) 콜라겐은 피부의 탱탱함을 더 생성하고, 그 결과 피부의 표면에서 원하는 외형(visual appearance)을 얻을 수 있다. 상기와 같은 시스템은 또한 에너지 치료법이 원하는 대상 영역에 적용되는 가능성을 증가시키는 특징들을 제공할 수도 있다. 게다가, 처분가능하거나 대체가능한 에너지 전달 소자들을 가진 장치 및 시스템은 의도된 대상 조직에 기초하여 전달 맞춤형 치료법(delivering customized treatment)의 유연성을 제공하는 시스템을 구비한다.

본 발명의 시스템은 에너지를 선택적으로 조직에 인가시키도록 구성될 수도 있어서, 선택 조직 구조물에 해를 끼치지 않고, 일련의 불연속적인 병변(lesion)으부터 연속적인 병변까지의 병변의 생성을 제어하고, 그리고 치료의 효과성을 최적화시키기 위해 부분적인 병변을 선택적으로 생성한다.

게다가, 이러한 에너지 전달 시스템을 개선하기 위해 사용된 특징 및 원리는 다른 영역에 적용될 수 있고, 피부 외부에서 변형이 적게 미용적으로 적용되거나 다른 의료에 적용될 수 있다.

본 발명은 경피적으로 에너지를 전달하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 조직에 에너지를 경피적으로 전달하는 시스템 및 방법에 대한 것으로, 상기 시스템 및 방법은 에너지를 수용하는 조직의 부분 또는 영역을 의사(또는 다른 개업의사)가 정밀하게 조절할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서, 상기 방법 및 시스템은 에너지가 피부의 외피 층(outer layer)에 영향을 미치는 것을 방지하는 효과적인 방식으로 진피(dermis)에서 콜라겐 조직을 수축시키기 위한 에너지를 사용하여 미용적으로 이로운 효과를 낳는다. 반면에, 본 명세서에서 설명되는 상기 장치 및 방법은 지방 분해 또는 지방 세포의 분해를 위한 지방조직 또는 지방의 하부 층(underlying layer)을 대상으로 할 수 있다. 피하 지방층에 도달하기 위해 충분한 길이를 갖는 선택된 프로브(probe)는 피하 지방층에 에너지를 가하기 위한 프로브로서 생각할 수 있다. 에너지의 인가는 피하 지방층에서 지방 세포를 분해할 수 있어, 신체가 유래 지방산을 혈류 안으로 흡수할 수 있도록 한다. 이러한 과정은 신체 표면 외형의 개선된 모습을 보여줄 수 있다. 물론, 이러한 접근법은 셀룰라이트(cellulite)의 감소에 사용될 수 있다. 게다가, 시스템 및 방법은 또한 다른 피부 표면 결함 및 흠을 경피적인 치료의 적용으로 치료하는데 사용될 수도 있다.

본 명세서에서 설명되는 장치는 에너지를 에너지 공급 유닛에서 조직 표면 밑에 타켓 영역에 전달하기 위한 에너지 전달 장치를 일반적으로 포함한다. 일 변형예로, 상기 장치는 핸들 부분을 갖는 장치 몸체, 및 조직 체결면을 포함하며, 상기 조직 체결면은 장치 몸체가 조직 표면상으로 향하도록 하며; 상기 조직 체결면에 대해 빗각(oblique angle)으로 장치 몸체로부터 전진가능한 제 1 복수의 에너지 전달 소자; 상기 조직 체결면에 인접하고, 상기 복수의 에너지 전달 소자로부터 이격된 안정화 플레이트(stabilization plate); 및 상기 에너지 공급 유닛과 상기 복수의 에너지 전달 소자를 연결시키도록 구성된 커넥터를 포함하고, 상기 조직 체결면 및 안정화 플레이트는, 상기 조직 체결면이 조직의 표면 상에 위치되고 상기 제 1 복수의 에너지 전달 소자가 진입점(entry point)에서 조직의 표면 내로 전진할 시에, 상기 제 1 복수의 에너지 전달 소자는 조직면에 대해 빗각으로 조직에 들어가는 반면, 상기 조직 체결면 및 상기 안정화 플레이트가 상기 진입점에 인접한 조직의 표면이 이동되는 것을 감소시키도록, 위치된다.

상기 장치는 상기 안정화 플레이트와 상기 조직 체결면 사이에 위치되는 윈도우(window)도 포함할 수 있고, 상기 윈도우는 상기 진입점 내로 에너지 전달 소자가 전진할 수 있는 것을 직접적으로 보여주도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 상기 윈도우는 상기 에너지 전달 소자에 의해 생성된 에너지 전달 영역의 주변 윤곽에 맞는 크기를 가진다. 추가적인 실시예에서, 상기 윈도우는 연장될 시에 상기 에너지 전달 소자의 원위부 길이를 따른 윤곽에 맞는 크기를 가진다. 대안으로, 전체 안정화 플레이트는 상기 에너지 전달 소자에 의해 생성된 에너지 전달 영역의 주변의 윤곽에 맞는 크기를 가지거나, 또는 연장될 시에 상기 에너지 전달 소자의 원위부 길이를 따른 윤곽에 맞는 크기를 가질 수 있다.

일 실시예에서, 본 명세서에서 설명되는 상기 장치는 복수의 전기적으로 절연된 에너지원 및 에너지 공급 유닛을 결합시키도록 구성된 커넥터를 포함하는 에너지 전달 시스템, 조직 체결면을 갖는 장치 몸체(상기 조직 체결면은 장치 몸체가 조직 표면상으로 향하도록 하며), 상기 조직 체결면에 대해 빗각으로 장치 몸체로부터 전진가능한 복수의 에너지 전달 유닛을 포함하며, 각각의 에너지 전달 유닛은, 에너지가 공급되는 경우에 에너지가 인접한 에너지 전달 유닛 사이를 통과하는 것이 방지되도록 커넥터를 통해 하나의 전기적으로 절연된 에너지원에 결합될 수 있다.

복수의 전기적으로 절연된 에너지원은 전원 공급 장치에 결합될 수 있다. 다른 변형예에서, 각각의 에너지 전달 유닛은 에너지 전달 소자 쌍을 포함할 수 있으며, 상기 에너지 전달 소자 각각은 반대 극성을 갖는다. 예를 들어, 시스템이 RF 에너지원을 포함하는 경우에, 상기 에너지 전달 소자는 양극성 RF 전극을 포함할 수 있다. 또 다른 변형예에서, 상기 에너지 전달 유닛은 환자의 외부 표면과 결합되는 관련된 접지 전극 다수를 갖는 단극성 유닛일 수 있다.

부가적인 변형예에서, 전기적으로 절연된 에너지원은 에너지원과 관련된 플로팅 전위(floating potential)를 생성하도록 적어도 하나의 분리 변압기를 포함할 수 있으며, 상기 플로팅 전위는 에너지 전달 유닛에 연결된다.

시스템의 변형은 하나 이상의 온도 센서를 갖는 에너지 전달 유닛을 포함할 수 있다. 상기 온도 센서는 에너지 전달 소자 안에 또는 에너지 전달 소자 상에 위치될 수 있다.

이러한 경우에, 에너지 공급 유닛은 RF 에너지 공급 유닛을 포함하고, 전기적으로 절연된 에너지원 각각은 전기적으로 절연된 RF 에너지원을 포함한다. 이러한 시스템은 컨트롤러에 결합되는 하나 이상의 온도 센서를 채용할 수 있으며, 상기 컨트롤러는 관련된 분리된 RF 에너지원의 출력 수준을 제어하도록 구성된다.

또한, 본원은 복수의 조직 층 안에 타켓 조직 층에 에너지를 인가하는 시스템을 포함하며, 상기 시스템은 장치 몸체에 결합된 복수의 에너지 전달 유닛 및 복수의 전기적으로 절연된 에너지원을 포함하는 전원 공급 장치를 포함하며, 상기 에너지 전달 유닛은 활성 부분을 갖는 적어도 하나의 프로브(probe)를 가지며, 이때 적어도 하나의 프로브는 활성 부분 안에 또는 활성 부분에 인접하여 조직 파라미터(parameter)를 측정하도록 구성되고, 상기 전기적으로 절연된 에너지원 각각은 하나의 에너지 전달 유닛에 결합되어 복수의 치료 회로를 형성하여, 전원 공급원으로부터의 에너지는 조직 층에서 복수의 부분적인 병변(lesion)을 생성하도록 상이한 치료 회로 사이를 통과하는 것이 제한되며, 이때 각각의 부분적인 병변은 생존 가능한 조직의 영역에 의해 인접한 부분적인 병변으로부터 분리된다.

본 명세서에서 설명된 시스템은 조직 파라미터로서 조직 온도 또는 임피던스를 측정할 수 있다. 게다가, 상기 시스템에서 사용된 전원 공급 장치는 상기 조직 파라미터에 응답하여 프로브에 에너지를 전달하는 것을 조절하도록 하나 이상의 컨트롤러를 포함할 수 있다.

방법은 조직 영역에서 조절된 병소를 생성하도록 조직을 치료하는 것에 대하여 설명한다. 일 변형예에서, 상기 방법은 피부에 인접한 진피 조직 영역에서 조절된 병변을 생성함으로써 피부의 외형을 미용적으로 개선시키는 단계를 포함하며, 상기 진피 조직 영역은 제 1 세트의 파라미터 값을 포함하는 전기적 파라미터 세트를 갖는다. 상기 방법은 피부 및 조직 영역에 물질을 적용하는 단계(상기 물질을 적용함으로써 적어도 제 2 세트의 파라미터 값을 야기하는 적어도 하나의 전기적 파라미터 세트의 변형을 유발함), 피부의 상피층을 통해 적어도 하나의 에너지 전달 유닛을 삽입하는 단계(상기 에너지 전달 유닛은 에너지원 및 컨트롤러에 전기적으로 결합 될 수 있음), 및 진피 조직에서 병변의 부피를 제한하기 위한 치료 시간 동안 진피 영역을 치료 온도로 유지하기 위한 방식으로 에너지 전달 유닛으로부터 상기 영역으로 에너지의 인가를 조절하는 단계(상기 컨트롤러는 독립적으로 또는 제 1 및 제 2 세트의 파라미터 값들 사이에 변화에 상관없이 치료 온도를 유지함)를 포함한다.

또 다른 변형예에서, 상기 방법은 조직 중의 복수의 조절된 부분적인 병변을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 병변은 완전히 분리되거나 인접한 병변의 교차(intersecting) 부피는 조절된다. 상기 방법은 피부에 인접한 진피 조직 영역에서 복수의 조절된 병변을 생성함으로써 피부의 외형을 미용적으로 개선시키는 단계를 포함하며, 상기 진피 조직 영역은 제 1 세트의 파라미터 값을 포함하는 전기적 파라미터 세트를 갖는다. 상기 방법은 피부 및 조직 영역에 물질을 적용하는 단계(상기 물질을 적용함으로써 적어도 제 2 세트의 파라미터 값을 낳는 적어도 하나의 전기적 파라미터 세트의 변형을 유발함), 피부의 상피층을 통해 적어도 두 개의 분리된 에너지 전달 유닛을 삽입하는 단계(상기 에너지 전달 유닛은 단리된 에너지원 및 분리된 컨트롤러에 각각 전기적으로 결합 될 수 있음), 및 진피 조직에서 복수의 병변 각각의 부피를 제한하고 병변의 겹치는 영역을 제한하기 위해 치료 시간 동안 진피 영역을 치료 온도로 유지하기 위한 방식으로 에너지 전달 유닛으로부터 상기 영역 각각으로 에너지의 인가를 조절하는 단계(상기 컨트롤러는 독립적으로 또는 제 1 및 제 2 세트의 파라미터 값들 사이에 변화에 상관없이 치료 온도를 유지함)를 포함한다.

이러한 조절은 하기 설명되는 컨트롤러를 사용하여 달성된다. 본 명세서에서 논의되듯이, 예를 들어, 투메선트 기술(Tumescent technique)에서 사용된 마취제 또는 다른 물질(또는 환자를 치료하는 과정 중에 요구되는 다른 물질)의 사용은 조직이 전기적 RF 에너지 또는 다른 에너지 흐름에 반응하는 방식으로 영향을 미치는 조직 특징에 변화를 초래할 것이다. 본 명세서에서 설명된 방법은 이러한 조직 파라미터에서 초래되는 변동성을 감소시키거나 제거하기 위해 에너지의 인가를 조절한다.

방법은 진피 조직 영역의 적어도 일부분 중의 에너지 전달 유닛의 배치를 확인하기 위해 에너지 전달 유닛으로 전기적 파라미터의 세트를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

방법은 리도카인(에피네프린과 혼합되거나 혼합 안 됨), 도전성 유체, 또는 환자의 편암함을 개선하거나 수술 후 개선된 조직의 미용적 외관(cosmetic appearance)을 야기하는 다른 물질과 같은 마취제의 사용을 더 포함한다. 리도카인을 0.1 % 내지 2 %(바람직하게는 0.25 %)로 함유하는 용액, 바람직하게는 1:100,000 내지 1:500,000(바람직하게는 1:400,000)으로 희석된 에피네프린과 혼합된 용액은 개선된 환자의 편안함을 야기했다는 것을 알았다. 또한, 에피네프린을 함유하지 않은 희석된 리도카인은 고통을 억제하고 환자의 편암함을 개선하는데에 사용될 수 있지만, 더 많은 출혈과 멍을 수반할 수 있다.

일 변형예에서, 방법은 피부 영역에 물질을 적용하는 단계 이전에 상피층을 통해 하나 이상의 에너지 전달 유닛을 삽입하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 에너지 전달 유닛은 배치를 확인하고 컨트롤러를 세팅하기 위해 전기적 파라미터 세트를 측정할 수 있다.

조직 영역은 얼굴의 하부, 입 주위 부분, 눈 주위 부분, 목 영역, 턱 밑의 부위를 포함할 수 있다.

미용적 목적에 있어서, 1 mm³ 내지 10 mm³ 부피를 갖는 부분적인 병변은 피부의 외형을 개선했다.

복수의 부분적인 병변을 생성하는 이러한 방법에서, 상기 방법은 병변의 겹쳐지는 영역이 부분적인 병변이 교차에 인접하는 것을 방지하는 단계를 포함하는 것을 제한하는 단계를 포함할 수 있다. 겹쳐지는 영역이 요구되는 경우에, 상기 방법은 겹쳐지는 영역의 부피를 제한하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 교차된 부피는 제 1 또는 제 2 부분적인 병변 부피의 50 %보다 더 작다.

또한, 본원은 조직의 미용적 외형을 개선하기 위해 복수의 분리된 병변을 생성하는 방법을 포함하며, 상기 방법은 조직 안에 복수의 전극 쌍을 배치하는 단계( 복수의 전극쌍 각각은 복수의 에너지원(각각의 에너지원은 전기적으로 분리됨)에 각각 결합되며, 전극쌍 각각은 제 1 전극 및 반대 극성의 제 2 전극을 포함하고, 분리된 에너지원은 전극 쌍에 각각 결합된 전극들 사이에 에너지가 흐르는 것을 제한함), 적어도 제 1 전극 쌍의 전극들 간에 위치되는 조직의 적어도 제 1 파라미터를 식별하는 단계, 제 1 전극 쌍의 전극들 간에 제 1 부분적인 병변을 생성하기 위해 제 1 파라미터에 응답하여 제 1 분리된 에너지원으로부터 제 1 전극 쌍에 에너지를 공급하는 단계(상기 제 1 분리된 에너지원은 제 1 전극 쌍의 전극들 간에 에너지가 흐르는 것을 제한함), 및 제 2 전극 쌍의 전극들 간에 그리고 제 1 부분적인 병변에서 이격된 제 2 부분적인 병변을 생성하기 위해, 제 2 파라미터에 응답하여 제 2 분리된 에너지원으로부터 제 2 전극 쌍에 에너지를 공급하는 단계(상기 제 2 분리된 에너지원은 제 2 전극 쌍의 전극 간에 에너지가 흐르는 것을 제한함)를 포함한다.

상기 방법에서, 부분적인 병변은 생존 가능한 조직 영역에 의해 분리될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 부분적인 병변은 인접한 부분적인 병변과 교차될 수 있다. 이러한 교차는 교차 부피에 관하여 측정될 수 있다. 예를 들어, 일부 변형예에서, 교차된 부피는 부분적인 병변 부피의 50 %보다 더 작다.

방법은 조직을 손상하고 적어도 하나의 초점 병변(focal lesion)을 생성하기 위해, 전극 사이에 전류가 통하도록 전극 쌍 사이에 위치된 조직의 임피던스 값에 기반하여 하나 이상의 전극 쌍에 선택적으로 에너지를 전달하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 초점 병변은 부상을 입지 않은 조직에 의해 둘러싸인다. 게다가, 변형은 기결정된 온도에서 손상된 조직의 온도를 유지하도록 치료 과정 중에 전류의 공급을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

또 다른 변형에서, 방법은 손상되지 않은 조직에 의해 분리된 복수의 초점 병변을 생성하는 단계를 포함할 수 있으며, 이때 적어도 하나의 전극 쌍은 복수의 전극 쌍을 포함하고, 복수의 초점 병변을 생성하기 위해 전극 쌍의 전극들 사이에 위치된 조직 각각의 임피던스 값에 기반하여 전극 쌍에 선택적으로 에너지를 전달하는 단계를 포함한다.

개선된 조절을 제공하기 위해, 방법의 변형은 복수의 초점 병변을 생성하기 위해 전극 쌍의 전극들 사이에 위치된 조직 각각의 임피던스 값에 기반하여 전극 쌍에 선택적으로 에너지를 전달함으로써 에너지원으로부터 전류를 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 특정 변형에서, 하나 이상의 전극 쌍에 선택적으로 에너지를 전달하는 단계는 전극 쌍에 의해 순차적으로 수행될 수 있다.

또 다른 변형에서, 본원은 복수의 에너지 전달 유닛을 타켓 조직 층 중의 적어도 일부분에 삽입하는 단계(상기 복수의 에너지 전달 유닛 각각은 복수의 분리된 에너지원에 결합됨), 분리된 에너지원이 각각의 에너지 전달 유닛에 공급하고 인접한 에너지 전달 유닛 사이에 에너지가 통과하는 것을 방지하도록, 에너지 전달 유닛을 통해 조직에 에너지를 인가하는 단계, 에너지 전달 유닛 각각에 인접하여 적어도 부분적인 병변을 생성하도록 에너지를 조절하는 단계(부분적인 병변 각각은 생존 가능한 조직 층에 의해 둘러싸임)에 의해 피부의 미용적 외형을 개선하는 방법을 포함한다.

언제나 가능하다면, 본 발명은 본 명세서에서 설명된 다양한 실시예의 양태의 조합을 포함하고, 이들 실시예 자체의 조합도 포함한다.

게다가, 본원에서 개시된 개념은, 상기와 같은 조합이 가능한, 일반적으로 양도된 다음의 출원들: "DEVICES AND METHODS FOR PERCUTANEOUS ENERGY DELIVERY" 라는 명칭으로, 2009년 2월 6일에 출원된 미국 특허 출원 제12/367,448호; "METHODS AND DEVICES FOR TREATING TISSUE" 라는 명칭으로, 2007년 2월 16일에 출원된 미국 특허 출원 제11/676,230호; "METHODS AND DEVICES FOR TREATING TISSUE" 라는 명칭으로, 2007년 10월 16일에 출원된 PCT 국제출원 PCT/US2007/081556; "METHODS AND DEVICES FOR TREATING TISSUE" 라는 명칭으로, 2007년 6월 15일에 출원된 미국 특허 출원 제11/764,032호; 및 "METHODS AND DEVICES FOR TREATING TISSUE"라는 명칭으로, 2007년 8월 1일에 출원된 미국 출원 제11/832,554호로 조합될 수 있다. 각 출원은 본원에서 참조로서 병합된다.

도 1a는 피부 및 그 밑의 피하 조직의 표피 및 진피를 덮는 외부 각질층(outer stratum corneum)으로 구성된 피부의 대표 단면도;
도 1b는 얼굴 및 이에 인접한 영역들 각각의 미용적인 외관을 개선시키는 치료에 대해 대상이 될 수 있는 조직 영역의 다양한 예들을 나타낸 도면;
도 2a는 경피적으로 에너지를 제공하도록 구성된 프로브들을 가진 본 발명의 원리에 따른 시스템의 간단한 실시예의 도면;
도 2b는 치료 유닛의 작동 말단부의 부분도로서, 이때 치료 유닛이 안정화 표면 및 조직 체결면(tissue engaging surface) 모두를 사용하여 조직에 맞닿는 도면;
도 2c는 의사가 프로브 어레이의 삽입을 직접 관측하도록 하는 특징을 가진 안정화 플레이트를 도시한 도 2b의 치료 유닛의 평면도;
도 2d는 카트리지 어셈블리 및 장치 몸체가 분리가능한 도 2a의 치료 시스템을 도시한 도면;
도 3a는 본원에 기술된 시스템과 함께 사용되는 치료 유닛의 부분적인 사시도;
도 3b는 도 3a의 치료 유닛의 부분적인 측면도;
도 3c는 안정화 플레이트에 연결된 냉각 장치만 도시한 등각투상도;
도 3d는 본원에서 기술된 냉각 시스템과 함께 사용된 가열 파이프의 단면도;
도 4a 및 4b는 본 시스템의 실시예와 함께 사용된 카트리지 몸체들의 실시예를 도시한 도면;
도 4c는, 전극 어셈블리가 후퇴 위치에 있을 시에 카트리지 몸체의 실시예를 도시한 도면;
도 4d는, 인접한 전극/프로브 쌍들이 조직을 치료할 시에 가시적인 선형 패턴(visible linear pattern)을 형성하지 않도록, 엇갈리거나 오프셋된 구성으로 전극들 또는 프로브들을 가진 전극 어셈블리의 또 다른 실시예의 사시도;
도 4e는 도 4d의 실시예의 측면도;
도 4f는 도 4d의 카트리지 실시예의 평면도;
도 5는 카트리지 수용면에 인접한 이동가능한 액추에이터를 도시한 치료 유닛의 실시예의 원위단(distal end)의 단면도;
도 6은 시간에 대한 에너지 전달 및 온도의 그래프의 도면;
도 7a는 조직 체결면에 비스듬하게 안정화 플레이트 아래로 직접 조직에 들어가는 프로브들의 부분적인 측면도;
도 7b는 조직 체결면에 대해 빗각으로 조직에 들어가는 프로브들의 확대도;
도 7c는 안정화 플레이트에서 온도 센서들 및/또는 추가적인 에너지 전달 소자들을 사용하여, 본원에서 기술된 장치 및 방법의 추가적인 실시예의 도면;
도 7d는 하나 이상의 마킹용 루멘들(marking lumens)을 사용하는 것을 나타낸 도면;
도 7e는 피부 변형(skin anomaly) 아래로 빗각으로 하여 조직에 들어가는 프로브의 또 다른 예의 도면;
도 8a 내지 도 8c는 치료 결과 또는 안전성을 개선시키는 치료 파라미터를 조정하기 위해, 조직 파라미터를 측정하는 전극들/프로브들 상의 다수의 센서들을 도시한 도면;
도 9a-9d는 전극의 길이를 따라 가변 저항 또는 임피던스를 가지는 전극들의 실시예들의 도면;
도 10a는 시스템의 몸체 유닛 상에 위치된 정보 디스플레이를 가지는 장치의 실시예의 사시도;
도 10b는 도 10a에 도시된 장치의 평면도;
도 11a는 망상의 진피에서 생성된 일련의 불연속적인 병소(discrete focal lesions)의 예를 도시한 도면;
도 11b는 인접한 조직에 손상이 없이, 망상의 진피 층의 폭에서 증가하는 불연속적인 병소의 예를 도시한 도면;
도 11c는, 전극 쌍들을 통하여 치료의 적용이 망상의 진피에서 부속기 구조(adnexal structures)에 손상입히는 것을 피하는 병변의 예시를 도시한 도면;
도 12는 서로 다른 전극 쌍들 사이에서 교차 전류 흐름을 방지하기 위해 절연용 변압기들(isolation transformers)을 가진 RF 에너지 기반 시스템의 부분적인 개략도;
도 13a는 치료 시스템의 변화의 한정된 소자 분석 모델에서 사용된 전기적, 열적, 및 혈액 관류 속성들의 테이블을 도시한 도면;
도 13b는, 5 초 동안은 온(on), 그리고 5 초 동안은 오프로 되는 펄스를 나타낸 시간에 대한 온도의 그래프의 도면;
도 13c는 모델에 대해 63℃의 등온선 체적 대 목표 온도의 그래프를 나타낸 도면;
도 13d는 공칭(nominal) 및 변화 전기적인 전도율에서 63℃의 등온선 체적을 나타내는 것으로, 목표 온도가 모델에 대해 70℃로 설정되는 도면;
도 13e 및 13f는 모델형 진피 층 내에 측면 및 앞면의 열 프로파일들을 나타낸 도면; 및
도 14는 전극들의 노출된 길이의 절반 길이가 피하 조직에 고의로 삽입될 시에, 가해진 에너지 대부분이 진피 층에서 흡수된 상태를 나타낸 예의 도면이다.

본원에서 논의되는 시스템 및 방법은 신체의 조직을 치료한다. 한 실시예에 있어서, 상기 시스템 및 방법은 얼굴, 목, 및 일반적으로 피부의 주름살, 주름 선, 처짐 및 다른 변형을 포함한, 다양한 신체 부분들의 피부에 영향을 주는 미용 질환을 치료한다. 본원에서 기술되는 방법 및 시스템은 미용 적용과는 다른 수술 분야에서도 적용될 수 있다.

독창적인 장치 및 방법은 또한 사마귀(편형 사마귀(Verruca plana), 심상성 사마귀(Verruca vulgaris)), 피지선 과형성(sebaceous hyperplasia) 또는 여드름(심상성 좌창(Acne vulgaris)) 등의 피부 변형의 치료도 포함한다. 여드름의 치료는 피지선들(sebaceous glands)의 직접적인 절제에 의해 이루어질 수 있거나, 박테리아, 여드름의 한 원인인 여드름 균들(Propionibacterium acnes)을 제거하기 위해 신체 면역계를 자극할 수 있는 열적 에너지의 전달에 의해 이루어질 수 있다. 상기 방법 및 장치는 모낭들을 영구적으로 손상시키기 위해 에너지 또는 열을 인가함으로써, 원치 않은 털을 제거하기 위해(즉, 제모) 사용될 수 있고, 이로 인해, 털이 자라나는 피부 능력은 제거된다. 상기와 같은 치료는 얼굴 피부 부위 및 신체의 다른 부위에서도 적용될 수 있다.

다른 가능한 용도로서, 통증 관리(pain management)(근육 조직의 통증을 감소시키기 위해 열을 사용하고, 동통 신경섬유(nocieceptive pain fiber)를 직접 제거함), 열을 통한 세포 치유 과정(cellular healing cascade)을 위한 자극, SMAS(superficial muscular aponeurotic system)의 치료, 상승된 열에 의한 고환의 생식 제어, 피어싱(piercing), 난절법(scarification) 또는 문신 제거 등의 신체 변형에 사용된다.

피부의 치료 표면 치료에 더하여, 본 발명은 지방 분해 또는 지방 세포의 파괴를 위해 지방 조직 또는 지방의 밑에 있는 층을 대상으로 할 수 있다. 피하 지방층에 이르도록 충분한 길이를 가지는 프로브들을 선택함으로써, 상기와 같은 프로브들은 피하 지방층에서 에너지를 인가할 수 있다. 에너지의 인가는 지방 세포들을 파괴시킬 수 있고, 그 결과, 신체는 유리 지방산을 혈류 내로 흡수시키도록 한다. 상기와 같은 과정은 신체 표면의 윤곽을 나타내도록 하여, 외모가 개선되게 한다. 물론, 상기와 같은 접근법은 셀룰라이트를 감소시키는데에도 사용될 수 있다.

다른 가능한 용도로서, 통증 관리(근육 조직의 통증을 감소시키기 위해 열을 사용하고, 동통 신경섬유를 직접 제거함), 열을 통한 세포 치유 과정을 위한 자극, 상승된 열에 의한 고환의 생식 제어, 난절법 등의 신체 변형에 사용된다.

도 1a는 표피(16)를 덮는 외부 각질 층(15)으로 구성된 피부(10)의 단면도이다. 사기 피부는 또한 진피(18), 피하 조직/지방(12)을 포함한다. 이러한 층들은 신체 내에 근육 조직(14)을 덮는다. 얼굴 및 목 부위에서, 피부(10)를 측정하면, 횡단면 깊이(cross sectional depth)로 약 2 mm이다. 얼굴 및 목 부위에서, 표피를 측정하면, 횡단면 깊이로 약 100 ㎛이다. 피부(10)는 또한, 혈관 조직층을 포함하는 진피(18)층을 포함한다. 얼굴 및 목 부위에서, 진피(18)를 측정하면, 횡단면 깊이로 약 1900 ㎛이다.

진피(18)는 유두성 형상(papillary)(상부) 층 및 망상(하부) 층을 포함한다. 대부분의 진피(18)는 콜라겐 섬유들을 포함한다. 그러나, 진피는 다양한 모구(hair bulbs), 땀관(sweat ducts), 피지선 및 다른 분비 기관도 포함한다. 상기 진피(18) 아래에 있는 피하 조직 부위(12)는 지방 이외에 혈관 및 다른 조직도 포함한다.

대부분 경우에서, 탱탱하거나 주름을 제거하기 위해 피부에 미용 치료를 받을 시에, 표피, 피하 조직 부위(12) 또는 근육 조직(14)보다는 오히려 진피 층에 에너지를 전달하는 것이 바람직하다. 사실, 피하 조직 부위(12) 또는 근육(14)에 에너지가 전달되면, 환자의 피부에 가시적인 결함을 더 일으키는 포켓(pockets) 또는 다른 보이드(voids)가 일어날 수 있다. 또한, 표피에 과잉의 에너지가 전달되면, 가시적인 결함을 더 일으키는 탄 자국(burns) 및/또는 흉터가 일어날 수 있다.

진피(18)에서 섬유 콜라겐 구조에 열이 가해지면, 콜라겐은 그의 길이를 따라 분해되고 수축된다. 콜라겐이 약 65 ℃로 열을 받을 시에 상기와 같은 분해 및 수축은 보통 일어난다. 콜라겐 조직이 수축되면, 진피(18) 크기는 감소되고, 탱탱한 효과가 주목할만하게 나타난다. 콜라겐이 수축되면, 주름, 주름선, 및 다른 변형은 잘 보이지 않는다. 그 결과, 피부(10)의 외관은 개선된다. 또한, 결과적으로 나타나는 상처 치유의 반응은 추가적인 콜라겐을 생성시킨다. 이 후자 효과는 피부(10)를 탱탱하게 하고 팽창되게(bulk up) 하는 추가적인 역할을 할 수 있다.

열 에너지는 피부 이완 및 주름을 초래하는 진피 층의 콜라겐을 치료하는 방법만은 아니다. 조직의 기계적인 파괴 또는 냉각은 또한 원하는 치료 효과를 가질 수도 있다. 상기와 같이, 본원에서 기술된 장치 및 방법은 열 에너지의 경피적인 전달에 제한되지 않고, 기계장치의 에너지의 경피적인 전달을 포함하거나, 심지어 표피 아래의 조직의 온도를 감소시킨다(예를 들면, 조직에 대한 체온 저하 효과).

치료 방법 및 장치는 또한 부가물, 의약 물질, 생리활성물질, 또는 본원에서 논의된 에너지 형태에 의해 발생된 치료 효과를 증가시키거나 이들에 대한 치료 효과를 일으키기 위한 다른 물질의 사용도 포함할 수 있다.

예를 들면, 오토그래프(autograph) 또는 알로그래프(allograph) 콜라겐은 진피 층을 팽창시키기 위해 경피적으로 전달될 수 있다. 비-콜라겐 필러들(fillers), 예를 들면, 흡수가능하거나 흡수가능하지 않는 폴리머들은 전달될 수 있고, 진피의 부피를 증가시키고 피부의 표면 외형을 개선시킨다. 식염수는 무선 주파수 전류 전달을 위해 확산 경로를 제공하거나, 대상 조직으로부터 열 에너지를 추가하거나 제거하기 위해 전달될 수 있다. 게다가, 마취제 또는 감각 마비 작용제는 치료로부터 고통을 느끼는 환자의 감각을 감소시키기 위해 전달될 수 있다. 상기 작용제는 표피 층에 적용될 수 있거나, 또는 피부의 진피 층에 주입될 수 있다. 보투리움 토신 타입 A(Botulinum Toxin type A)(Botox®)는 또한 진피로 전달될 수 있거나, 또는 액세스 프로브(32)를 더 삽입함으로써 진피 아래의 근육 층으로 전달될 수 있다. Botox®의 전달은 대상 영역의 치료를 가능케 하는 하부 근육 조직을 일시적으로 마비시킬 수 있고, 이때 근육은 이동할 수 없거나 치료 영역을 방해할 수 없다.

상술된 물질의 전달은 에너지 기반 치료를 적용하는 동일하나 전달 장치들을 사용하여 발생될 수 있다. 대안으로, 또는 조합으로 의사는 치료 장치와는 개별적인 전달 수단을 사용하여 상기와 같은 물질들을 관리할 수 있다.

도 1b는 얼굴 및 이에 인접한 영역들 각각의 미용적인 외관을 개선시키는 치료에 대해 대상이 될 수 있는 조직 영역의 다양한 예들을 나타낸 도면이다. 상기와 같은 영역들은 조직 영역들을 포함할 수 있고, 상기 조직 영역들은 얼굴 하부(51), 눈 주위 영역과 얼굴 하부(52) 사이의 영역, 눈 주위 영역(53), 목 영역(54), 코의 하부와 상부 입술 사이의 입 주위 영역(55), 볼과 하부 입술 사이의 입 주위 영역(56), 볼 및 턱 밑 영역(57)을 포함한다. 다른 신체의 부위가 본원에서 기술된 방법 및 장치로 치료될 수 있는 것은 명백하다.

도 2a는 본원에서 기술된 원리에 따른 치료 시스템의 일 실시예를 제시한다. 치료 시스템(200)은 일반적으로 핸드-피스(hand-piece) 또는 장치 몸체(210)(또는 조직(10)을 치료하는 시스템의 조작을 가능케 하는 다른 부재/특징)를 가지는 치료 유닛(202)을 포함하고, 상기 핸드-피스 또는 장치 몸체(210)는 몸체(210)으로부터 연장된 하나 이상의 프로브들(104)을 가진다. 일부 실시예들에서, 프로브들(104)은 착탈가능한 카트리지(100)를 통해 몸체(210)에 연결된다. 도시된 시스템(200)에서, 착탈가능한 카트리지(100)는 어레이(108)에 배치된 복수의 후퇴가능한 프로브들(104)을 포함한다. 용어 프로브들(104)(본원의 목적)은 전극, 에너지 전달 소자(예를 들면, 열, 전기, 전자기, 마이크로웨이브, 기계작동, 초음파, 광, 복사, 단극성(monopolar) RF, 양극성(bipolar) RF, 화학 작용, 방사성 등), 또는 치료의 소스를 포함할 수 있다. 편의상, 용어 프로브는 특별하게 언급되지 않는 이상, 치료의 전극, 에너지 전달 소자 또는 소스로 칭하기 위해 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 프로브들(104)은 카트리지(100)의 앞면부(112)로부터 선택적으로 연장될 수 있다. 대안으로, 프로브들(104)은 장치 몸체의 앞면으로부터 연장될 수 있거나, 장치 몸체/카트리지의 표면으로부터 연장될 수 있다.

장치 몸체(210) 또는 카트리지(100)는 도시된 구성으로 제한되지 않는다. 대신, 옆 모습이 더 얇은 장치 몸체 형상으로 변형될 수 있고 연필 또는 포인터와 같이 대상 조직에 보다 수직적인 각도로 쥐어질 수 있다. 실시예들은 또한, 손으로 쥐어질 수 있는 일 특정 방식을 가능하게 하는 루프형 또는 곡선형 그립을 구비하는 장치 몸체를 포함한다. 특히, 의사의 손이 카트리지의 원위단 또는 대상 조직을 접촉하지 않도록 확보하는 임의의 개수의 실시예가 가능하다.

본원에서 기술된 원리에 따른 장치는 의도하는 치료 부위에 따라 임의의 개수의 어레이들을 포함할 수 있다. 현재, 어레이의 개수뿐만 아니라, 크기는 요구되는 본 발명의 실시예에 따라 변화될 수 있다. 대부분의 경우에서, 조직의 대상 영역은 어레이 구성을 구동한다. 본 발명은 의사가 서로 다른 카트리지(100)를 부착함으로써 선택적으로 어레이 구성을 변경할 수 있도록 한다. 대안으로, 본 발명의 실시예는 장치 몸체(200)로부터 착탈가능하지 않은 프로브 어셈블리를 고려한다.

예를 들면, 상대적으로 작은 치료 영역을 위해 설계된 치료 유닛(202)은 오직 한 쌍의 프로브들만을 구비할 수 있다. 반면, 볼 또는 목에 사용하기 위해 설계된 치료 유닛(202)은 10 개의 프로브 쌍들까지 구비할 수 있다. 그러나, 프로브 어레이의 크기에 대한 추정은 오직 설명적인 목적을 위한 것이다. 또한, 임의의 주어진 어레이의 프로브는 동일한 형상 및 측면(profile)을 가질 수 있다. 대안적으로, 단일 어레이는 의도된 응용에 따라 서로 다른 형상, 측면, 및/또는 크기의 프로브들을 가질 수 있다.

나아가, 개개의 프로브들(104)에 의해 정의된 어레이(108)는 특정 응용에 따라 임의의 개수의 형상 또는 측면을 가질 수 있다. 여기에 추가적으로 상세하게 기술된 바와 같이, 피부 재생을 위해 의도된 시스템(200)의 실시예에서, 일반적으로 프로브(104)의 길이는 선택되어 에너지 전달이 피부(10)의 진피 층에서 발생하는 반면 프로브들(104)의 간격은, 인접한 프로브 쌍들 간의 에너지 전달을 최소화하거나 조직의 특정 영역에 대한 에너지를 최소화하도록 선택될 수 있다.

프로브들(104)이 저항성, 무선주파수성, 마이크로파성, 유도성, 음향성, 또는 유사한 타입의 에너지 전달 소자인 실시예에서, 프로브들은 임의의 개수의 재료, 예를 들면, 스테인리스 강, 백금, 및 다른 신규한 금속 또는 이들의 조합들로부터 제조될 수 있다. 추가적으로, 상기와 같은 프로부는 비전도성 부재에 배치될 수 있다(예를 들면, 폴리머 부재(polymeric member)).

추가로, 치료 유닛(202)은 이하 기술되는 바와 같이 프로브 어레이(108)를 카트리지(100)로부터 대상 영역으로 구동하기 위한 액추에이터를 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다. 이러한 액추에이터의 예는 공기압 실린더, 스프링, 선형 액추에이터, 또는 다른 모터를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 시스템(200)의 대안적인 실시예는 제어 시스템/에너지 공급 유닛(90)에 의해 구동되는 액추에이터를 포함한다.

도 2a는 장치 몸체(210)에 연결된 안정화 플레이트(234)도 도시한다. 도시된 바와 같이, 안정화 플레이트(214)는 조직 체결면(106)과 일직선으로, 조직을 안전하게 평평하게 하는 것부터 에너지의 인가가 직접 조직에 수직하여 냉각을 제공하는 범위까지 여러 기능을 행할 수 있다. 게다가, 일부 실시예들에서, 안정화 플레이트(214)는 또한 치료 전에 또는 치료 동안 의사에게 참고로 가시적인 프레임(visual frame)을 제공할 수 있다.

도시된 바와 같이, 안정화 플레이트(214)는 프로브 어레이(108)에 앞에 있는 조직을 평평하게 그 자리로 유지시킨다. 이는 조직이 장치 앞에서 "번칭(bunching)"되는 것을 방지하고, 어레이(108)가 조직 내의 깊이로 일관적으로 삽입되는 가능성을 증가시킨다.

시스템(200)은 또한, 케이블(96) 또는 다른 수단을 통해 치료 유닛(202)과 연결되는 에너지 공급 유닛(90)을 포함한다. 에너지 공급 유닛(90)은 에너지 전달을 제어하기에 필요한 소프트웨어 및 하드웨어를 포함할 수 있다. 대안적으로, CPU, 소프트웨어 및 다른 하드웨어 제어 시스템은 핸드 피스(210) 및/또는 케이블(96)에 구비될 수 있다. 또한, 케이블(96)은 영구적으로 공급 유닛(90) 및/또는 치료 유닛(202)에 부착될 수도 있음을 주목한다. 실시예에 추가하여, 핸드 피스(210)는 제어부만을 포함하거나 제어부 및 치료를 수행하기 위해 필요한 전원 공급부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 에너지 공급 유닛(90)은 RF 에너지 유닛일 수 있다. 에너지 공급 유닛의 추가적인 실시예는 열 에너지, 초음파 에너지, 마이크로웨이브 에너지, 레이저 에너지, 펄스화된 빛 에너지 및 적외선 에너지를 제공하기 위한 전원 공급부를 포함할 수 있다. 나아가, 시스템은 이러한 에너지 형태의 조합을 포함할 수 있다.

예를 들어, RF 에너지의 사용에 더하여, 다른 치료 방법 및 장치가 추가적이거나 보다 효율적인 치료를 제공하기 위해 RF 에너지와 결합하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 2a에 도시된 바와 같이, 추가적인 에너지원(90)은 치료 유닛(202)의 작동 말단부에 위치된 동일하거나 추가적인 에너지 전달 소자를 통해 전달될 수 있다. 대안적으로, 복사 에너지는 치료 유닛(202)의 원위단에서 다이오드, 섬유, 또는 다른 에미터와 연결되는 에너지원/공급부(90)에 의해 공급될 수 있다. 일 실시예에서, 에너지원/공급부(94) 및 이에 연관된 에너지 전달 소자는 레이저, 빛 또는 다른 유사한 타입의 복사 에너지(예를 들면, 가시광선, 자외선 또는 적외선)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 300 내지 12000 nm의 파장을 가지는 강한 파장의 빛(intense pulsed light)은 또한 대상 조직을 가열하기 위해 RF 전류와 함께, 사용될 수도 있다. 상기와 같이 연관된 전달 소자들은 치료 유닛(202)의 원위단에 광원을 포함할 수 있다. 이러한 전달 소자들은 카트리지(100)에, 장치 몸체(210)에 또는 심지어 냉각 유닛(234)에조차 제공될 수 있다. 보다 구체적으로, 간섭성 광원 또는 레이저 에너지는 대상 조직을 가열하기 위해 RF와 함께 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 레이저의 예는 에르븀 섬유, CO₂, 다이오드, 플래시램프 펌프, Nd:YAG, 염료(dye), 아르곤, 이테르븀, 및 Er:YAG 등을 포함할 수 있다. 하나 이상의 레이저 또는 광원이 RF와 결합되어 사용되어 효과를 더 증대시킬 수 있다. 예를 들면, 펄스화된 적외선 광원이 피부 표면을 가열하기 위해 사용될 수 있고, Nd:YAG 레이저가 특정 색소포 또는 피부 표면 아래에 있는 검은 물질을 가열하도록 사용될 수 있고, RF 전류가 피부 내 또는 그 아래의 특정 층에 작용될 수 있으며; 이들의 조합은 피부 탄력, 여드름 치료, 지방 분해, 사마귀 제거 또는 이들 치료의 임의의 조합으로 최적의 결과를 제공한다.

상술된 광 에너지 외에 또는 그에 추가하여 다른 에너지 모드가 또한 이들 치료를 위해 RF 전류와 함께 사용될 수 있다. 초음파 에너지는 RF 프로브들 통해, 피부 표면 상의 면판, 또는 분리된 장치 중 어느 하나를 통해 전달될 수 있다. 초음파 에너지는 대상 조직을 열적으로 치료하기 위해 사용될 수 있고/있거나, 가열되고 있는 조직의 온도를 감지하도록 사용될 수 있다. 보다 큰 펄스의 압력은 또한 지방질 조직을 방해하기 위해 RF 전류에 추가하여 피부 표면에 가해질 수도 있다. 지방 세포들은 크고 이들의 멤브레인들(membranes)은 다른 조직 타입의 세포막처럼 튼튼하지 않아, 펄스는 선택적으로 지방 세포를 파괴하도록 발생될 수 있다. 일부의 경우, 다수의 초점을 가지는(multiple focused) 압력 펄스 또는 충격파는 세포막을 방해하기 위해 대상 조직에 전달될 수 있다. 각각의 개별적인 펄스는 0.1 내지 2.5 줄의 에너지를 가질 수 있다. 초음파 에너지는 영상화 기법 목적(imaging purposes)에 사용될 수도 있다. 예를 들면, 전극의 침투 깊이를 액세스하기 위해 사용될 수 있거나, 전극들이 어느 조직 층에 위치되는지를 식별하기 위해 사용될 수 있다.

에너지 공급 유닛(90)은 또한 의사가 제어 및 처리 변수를 입력하고, 제어기가 적절한 명령 신호를 발생시킬 수 있도록 하는 입/출력(I/O) 장치를 포함할 수 있다. I/O 장치는 또한 제어기에 의한 처리를 위해, 예를 들면, 에너지의 적용 및 처리용 유체의 전달을 지배하기 위해, 장치와 결합된 하나 이상의 센서로부터 실시간 처리 피드백 정보를 수신할 수도 있다. I/O 장치는 또한 디스플레이를 포함하여, 시각적 확인 또는 분석을 위해 의사에게 시각적으로 처리 정보를 제공할 수 있다.

일부 실시예들에서, 시스템(200)은 또한 보조 유닛(92)을 포함할 수도 있다(보조 유닛은 진공원, 유체원, 초음파 발생기, 약물 소스, 가압된 공기 또는 다른 가스의 소스 등일 수 있다). 비록 보조 유닛이 에너지 공급부에 연결되도록 도시되더라도, 시스템(200)의 실시예는 각각의 유닛이 전원 공급부(90) 및/또는 치료 유닛(202)에 연결될 수 있는 하나 이상의 보조 유닛(92)을 포함할 수 있다.

도 2b는 치료 유닛(202)의 작동 말단부의 부분도를 도시하고, 이때 치료 유닛(202)은 조직 체결면(106)을 이용하여, 그리고 장치(200) 아래의 조직(106)을 매끄럽게 하는 안정 표면(214)을 이용하여 조직(10)에 맞닿아서, 어레이(108)의 삽입 깊이의 균일성을 증가시킬 수 있다. 도시된 바와 같이, 그 후, 어레이(108)가 카트리지(100)로부터 전진할 시에 조직(10)으로 삽입될 수 있다.

도시된 도면은 또한 시스템의 또 다른 특징을 증명하고, 시스템(200)은 조직 체결면(106)을 포함한다(이 실시예에서, 카트리지(100)가 프로브들의 어레이(108)의 평면과 각도 A를 형성하는 평면을 가진다). 이하에서 기술된 바와 같이, 이와 같은 구성은 조직면의 직접적인 냉각뿐만 아니라 보다 넓은 치료 면적을 가능하게 한다. 본 발명의 장치는 20 도의 각도 A를 가질 수 있다. 그러나, 상기 각도는 조직면에 대해 수직(90 도)부터 대략적인 수평까지(거의 0 도이지만, 조직을 여전하게 관통할 수는 있음)의 임의의 범위에 분포할 수 있다. 각도 A는 조직의 원하는 위치 내에 프로브의 활성 부분가 삽입될 가능성을 증가시키기 위해 통상적으로 선택된다. 이에 따라서, 대상 영역의 깊이, 핸드 피스의 설계, 그 외에 다수의 추가적인 팩터들(factors)은 대략 0과 90 도 사이에서 각도가 변화될 수 있는 것을 필요로 할 수 있다.

조직 체결면(106)은 적당한 조직과의 접촉을 확보하기 위해 임의의 개수의 특징부도 포함할 수 있다(예를 들면, 적당한 접촉을 확보하기 위한 증가된 마찰 특성, 센서들 등). 관측될 수 있는 바와 같이, 수직 침투 각도와 비교할 시에, 피부 조직 층에 바늘의 삽입을 용이하게 하는 침투 각도는 약 20 도이다. 삽입 지점에서 피부를 팽팽하게 하는 것(tensioning)은 조직으로의 침투를 더 용이하게 한다. 조직 체결면(106)과 함께 안정 표면은 또한 삽입 지점에서 피부를 유지시키고 팽팽하게 하기 위해 사용될 수 있어서, 피부의 바늘 삽입을 용이하게 한다.

비록 도시되지 않았지만, 조직 체결면은 진공이 적용되어 조직에 대한 결합을 개선시킬 수 있는 구멍 또는 다른 특징부들을 포함할 수 있다. 조직 체결면에 대하여 조직을 끌어당김으로써, 의료진은 치료의 깊이를 보다 쉽게 측정할 수 있다. 예를 들면, 상대적으로 작은 단면 영역의 표피, 진피 및 피하 조직이 주어지면, 장치가 고르지 못한 윤곽의 조직 위에 위치되는 경우, 하나 이상의 프로브들은 충분한 깊이에 위치되지 못할 수 있다. 이에 따라서, 이러한 경우 에너지의 작용은 표피에 화상을 유발할 수 있다. 그러므로, 조직을 장치의 조직 체결면으로 끌어당기는 것은 프로브들을 조직 내 균일한 깊이로 구동시키는 가능성을 증가시킨다.

상기와 같은 예시에서, 조직 체결면(106)은 소형의 돌출부, 미늘, 또는 탄성 레진을 포함하여 조직면에 마찰을 증가시킬 수 있다. 이러한 돌출부 또는 특징부는 대상 조직의 인근 조직을 잡거나 이에 대한 마찰을 제공할 수 있다. 이러한 그립(grip) 또는 마찰은 프로브들이 돌출부의 그립에 대한 각도로 삽입되게 하면서, 조직을 제 위치에 고정시킨다. 또 다른 실시예에서, 조직 체결면은 조직 체결면을 따른 임의의 개수의 지점이 프로브의 전개 및/또는 에너지 전달 전에 대상 부위의 표면에 접촉하는 것을 확보하도록 접촉 또는 접근 센서를 포함할 수 있다.

도 2c는 도 2b의 치료 유닛(202)의 평면도이다. 이 실시예에서, 안정화 플레이트(214)는, 의사가 안정화 플레이트(214)를 통하여 프로브 어레이(108)의 삽입을 직접 관측하도록 하는 특징부(216)(예를 들면, 윈도우 또는 개방부)를 포함한다. 시스템(200)의 추가적인 실시예에서, 안정화 플레이트(214)는 투명하도록 제조될 수 있고, 특징부(216)는, 프로브들이 삽입될 조직 영역의 윤곽을 표시하는 마킹을 포함할 수 있다. 안정화 플레이트(214)의 상기와 같은 특징부들은, 조직에 장치 몸체(210)를 위치시킨 후에 프로브들이 조직에 배치될 시에 중요하다. 의사는 의도된 치료 영역을 확인할 시에, 치료가 필요없는 몸체 구조를 피할 시에, 안정화 플레이트(214) 또는 특징부(216)에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 의사가 특별한 조직 구조로 프로브 어레이(108)를 삽입하는 것을 피하는 경우, 안정화 플레이트(214) 또는 특징부(216)는 의사가 치료 유닛(202)의 위치를 정하도록 하면서, 문제가 있는 영역을 피하도록 한다. 특정 실시예들에서, 특징부(216) 또는 안정화 플레이트(214) 그 자체의 윤곽은 프로브 어레이(108)의 원위단과 (수직 평면에서) 정렬된다.

프로브 어레이의 전극들은, 의사가 적당한 위치를 관측할 수 있도록 하는, 육안으로 구별되는 특징부들(예를 들면, 깊이 마킹(depth markings), 컬러, 음영(shades) 등)의 임의의 개수도 포함할 수 있다. 예를 들면, 프로브는 의사가 치료 동안 볼 수 있도록 하는 특정 컬러로 마킹될 수 있다. 이는, 프로브가 조직으로 너무 멀리 구동되지 않는 것을 확보한다. 대안으로, 프로브는, 의사가 프로브의 삽입의 깊이를 판별하도록 하는 하나 이상의 특징부들로 마킹될 수 있다.

안정화 플레이트(214)는 또한, 의사가 치료될 조직 면적의 윤곽을 나타낼 수 있도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 전체 안정화 플레이트(214)는, 조직에 공급되는 에너지에 의해 영향을 받는 조직 영역에 대응하는 측면을 가지도록 하는 크기를 포함할 수 있다. 조직 체결면과 거의 유사하게, 안정화 플레이트(214)는 조직으로 추가로 안정화시키기 위해, 임의의 개수의 돌출부, 포인트, 미늘, 후크, 진공 또는 유체 구멍을 가질 수 있다.

도 3a는 장치 몸체(210) 내에 액추에이터(250) 및 냉각 장치(234)의 위치를 도시한 장치 몸체(210)의 단면도이다. 명료성의 목적으로, 장치 몸체(210)의 일부 구성요소들은 생략된다.

도시된 바와 같이, 시스템(200)은, 조직 내로 프로브들을 구동시키기 위해 일치 수용 표면(mating receiving surface)(이하에서 논의됨)에서 프로브들의 어레이에 연결될 수 있는 장치 몸체(210) 내의 액추에이터(250)를 포함할 수 있다. 액추에이터(250)는 일반적으로 공지된 방식으로 샤프트(252)의 원위단에서 어레이에 연결될 수 있다. 여기에서, 액추에이터(250)는 조직 내로 프로브들을 구동시키기 위해, 프로브들에 충분한 힘, 속도 또는 충격(impact)을 제공하는 모터 또는 구동 유닛을 포함하고, 특정 실시예들에서, 액추에이터(250)는 프로브 어레이의 침투를 조직 내로 가능케 하기 위해 충분한 힘, 속도 또는 충격을 전달하는, 하중을 받는 스프링일 수 있다. 그러나, 액추에이터는, 공기압 실린더, 스프링, 선형 액추에이터, 또는 다른 모터를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는 임의의 개수의 작동 수단을 포함할 수 있다.

도 2d는 도 2a의 치료 시스템(202)을 도시한 것이고, 여기서, 카트리지 어셈블리(100) 및 장치 몸체(210)는 분리된다. 대안적인 실시예에서, 카트리지 몸체(100) 및 장치 몸체(210)는 착탈불가능한 단일 구조일 수 있다. 이하에서 주목되는 바와 같이, 단일 장치 몸체(210)는 다양한 카트리지 어셈블리들로 사용될 수 있고, 각각의 카트리지 어셈블리는 원하는 적용에 따라 특별하게 구성된다. 대부분의 경우에서, 카트리지 어셈블리(100)는 어레이(108)에서, 그리고 조직 체결면(106)에 대한 특정 배향으로 프로브들(104)을 위치시킨다. 카트리지(100)는 또한, 카트리지 몸체(100) 및 장치 몸체(210)에 대해 슬라이딩이 가능한 프로브 어셈블리(102) 상의 프로브들(104)을 제공하기 위해 구성될 수 있고, 그 결과, 프로브들(104)은 추가로 이하에서 논의되는 바와 같이, 조직 내로 구동될 수 있다.

도 3a는 또한 본원에서 기술된 시스템과 함께 사용되는 냉각 장치(234)를 도시한다. 이 실시예에서, 냉각 장치(234)는 핸들(202) 내에서 맞춰지고, 안정화 플레이트(214)에 연결된다. 이하에 기술되는 바와 같이, 냉각 장치(234)는 원하는 온도로 치료되는 조직의 표면을 유지시킨다. 이 방식으로, 안정화 플레이트(214)는 다수의 기능을 역할한다(조직 체결면(106)과 평행하게 조직을 유지시키고, 치료의 가시적인 경계 범위를 제공하고, 그리고 치료 영역에 직접적으로 수직하는 조직을 냉각시키기 위한 역할).

도 3b는 도 3a로부터 장치 몸체(210)의 측면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 냉각 장치(234)의 이 특별한 실시예는, 열 가열 파이프들(240)을 통하여, 제 1 전도 플레이트(236)로부터 제 2 전도 플레이트(238)까지 열의 전달을 가능케 한다. 상기와 같은 구성은 제 1 전도 플레이트(236)가 안정화 플레이트(214)로부터 열을 가져오도록 한다. 가열 파이프들(240)은 제 1 전도 플레이트(236)로부터, 히트 싱크(heat sink)(240)를 통해 냉각되는 제 2 전도 플레이트(238)로 열을 가져온다. 제시되지는 않았지만, 장치 몸체(210)는 히트 싱크(240)의 온도를 감소시키기 위해 임의의 개수의 냉각 수단(예를 들면, 팬, 유체원 등)을 포함할 수 있다.

도 3c는 안정화 플레이트(214)에 연결된 냉각 장치(234)만 도시된 등각투상도이다, 상기에서 주목한 바와 같이, 가열 파이프들(240)의 사용은 열이, 안정화 플레이트(214)로부터 히트 싱크(242)로 전달되도록 할 수 있다. 상기와 같은 특징부는 안정화 플레이트(214) 상의 냉각 장치(234) 또는 그의 부분들을 위치시킬 필요성을 제거시킨다. 이 구성은 의사가 안정 표면(214)의 방해받지 않는 시야를 가질 수 있도록 하는데, 이는 냉각 장치(234)가 핸들의 길이에 걸쳐 분포될 수 있기 때문이다.

냉각 장치(234)는 원하는 온도로 안정화 플레이트를 유지하는데 도움을 주기 위해, 냉각 엔진(예를 들면, 냉각 유체의 소스, 팬 및/또는 펠티에 장치(Peltier device)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 냉각 엔진(244)은 제 1 전도 플레이트(236)와 안정화 플레이트(214) 사이에 위치될 수 있어서, 원하는 온도로 안정화 플레이트(214)를 유지시킬 수 있으면서, 제 1 전도 플레이트(236)는 열을 가져온다. 도시된 바와 같이, 냉각 엔진(244)은 냉각 공급부(246)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 냉각 공급부는 열전 냉각 엔진에 전원을 공급할 수 있다. 추가적인 실시예에서, 냉각 공급부(246)는 냉각 엔진 내의 유체를 순환시킬 수 있다.

냉각 장치는 공냉식 또는 수냉식 냉각 장치일 수 있다. 대안적으로, 상기에서 주목한 바와 같이, 냉각 장치는 펠티에(Peltier) 냉각 장치를 포함할 수 있다. 펠티에 냉각 장치는 유체원을 필요로 하지 않을 수 있다. 일부의 경우, 냉각 장치는 프로브에 에너지를 공급하는 동일한 전원 공급부를 사용하여 전원을 공급받을 수 있다. 이러한 구성은 의료진이 보다 용이하게 조작할 수 있는 보다 컴팩트한 디자인을 제공한다.

도 3d는 본원에서 사용된 냉각 시스템에 이용되는 가열 파이프(240)의 단면도를 도시한다. 가열 파이프(240)는 외부 케이싱(280)으로 구성되고, 상기 외부 케이싱(280)은 열 전도성 물질, 예를 들면, 알루미늄, 스테인리스 강, 구리, 은, 금 등으로 구성된다. 상기 케이싱은 챔버(284)를 정의하는 윅 물질(wick material)(282)을 둘러싼다. 열 전도성 유체(예를 들면, 물, 알코올, 암모니아 등)는 가열 파이프(240) 내에서 순환된다. 단계 A에서, 가열 파이프(240)의 핫 엔드(hot end)(286)는 열 에너지를 케이싱(280)을 통하여 윅(282)의 유체로 전도한다. 유체는 윅으로부터 챔버(284) 내로 증발한다(화살표 a로 나타남). 단계 B에서, 증기는 챔버(284)를 통하여 가열 파이프(240)의 콜드 엔드(cold end)(288)로 이동하게 된다(화살표 b로 나타남). 단계 C에서, 증기는 응축되고(화살표 c로 나타남) 윅으로 흡수되어 열 에너지 전달을 완료하게 된다. 단계 D에서, 유체는 윅(282)을 통하여 가열 파이프(240)의 핫 엔드(286)로 다시 이동하게 되면서(화살표 d로 나타남), 열 에너지는 케이싱(280)의 외부로 전도된다.

대안적인 실시예에서, 냉각 엔진(244)은 제 2 전도 플레이트(238)에 연결될 수 있어서, 안정화 플레이트(214)를 향하여 보다 작은 측면을 제공한다. 추가적인 실시예에서, 냉각 엔진(244)은 제 1 및 제 2 전도 플레이트(236, 238)뿐만 아니라, 냉각 파이프들(240)에 위치될 수 있다.

도 4a는 본 시스템의 실시예와 함께 사용되는 카트리지 몸체(100)의 일 실시예를 제시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 카트리지 몸체(100)는 장치 몸체 연결뿐만 아니라 장치 몸체로부터의 제거를 가능케 하는 보유용 잠금장치(retention fasteners)(114)를 포함한다. 또 다시, 임의의 개수의 구조가 장치에 도입되어 치료 유닛에 대한 카트리지 몸체(100)의 착탈식 연결을 가능케 한다.

카트리지 몸체(100)는 카트리지 몸체(100) 내에서 이동가능하거나 슬라이드 가능한 전극 어셈블리(102)를 더 포함한다. 액추에이터의 이동의 모드는 이러한 유사한 응용에 사용되는 모드들을 포함할 수 있다. 이러한 모드들의 예는 슬라이딩, 회전, 점진적인 인덱싱(incremental indexing)(래칫 타입(ratchet-type)의 시스템을 통해 구현됨), 스테핑(stepping)(스텝-모터를 통해 구현됨). 그 결과, 전극 어셈블리(102)는 연결부, 또는 장치 몸체의 작동 부재와 체결하는 구조물(118)을 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 전극 어셈블리(102)는 치료 지점에 위치한다(예를 들면, 어레이(108)는 치료를 위해 카트리지(100)로부터 연장된다). 전극 어셈블리(102)는 어레이(108)를 형성하고 카트리지(100)의 부분(104)으로부터 연장가능하고 후퇴가능한 임의의 개수의 전극(104)을 포함한다(상기에서 주목한 바와 같이, 전극들은 대안적으로 장치 몸체 또는 시스템의 다른 부분으로부터 연장가능하다). 상기에서 주목한 바와 같이, 비록 도시된 예가 1 x 6의 전극(104) 어레이(108)를 도시하지만, 어레이는 치료 부위의 성질뿐만 아니라 요구되는 에너지 전달의 타입에 의해 제한조건이 형성되는 임의의 치수의 M x N 전극을 포함할 수 있다.

도 4a는 또한 전원 공급부로부터 전극(104)에 전기적 경로를 제공하기 위해 치료 유닛 상의 연결 보드와 연결되는 연결 또는 접촉부(116)를 구비하도록 구성된 전극 어셈블리(102) 내의 전극(104)을 도시한다. 도시된 실시예에서, 전극 어셈블리(102) 뿐만 아니라 연결부(116)는 이동한다. 이러한 특징은 전원 공급부에 대한 전극의 선택적인 연결을 가능하게 한다. 예를 들면, 시스템의 특정 실시예에서, 전극은 치료 위치에 있을 경우 오직 전원 공급부에만 연결되고, 후퇴 위치에 있을 경우 에너지 전달을 불가능하게 한다. 또 다른 실시예에서, 전극 어셈블리 및 연결 보드(connection board)는 항상 온도 검출을 허용하도록 구성되어 치료 위치에만 에너지 전달을 허용한다. 이러한 맞춤제작은 원치 않은 장소에 에너지를 전달하는 것을 방지할 수 있으며, 예를 들면, 전극이 오직 원위 팁(distal tip)에서만 에너지 전달을 허용하는 절연부를 구비하고 에너지를 전달하는 의도된 위치가 연장된 전극의 길이에 대응하는 대상 조직 내 특정 깊이에 위치한 경우, 전극이 완전히 연장되지 않으면 이는 의도되지 않은 얕은 지점에 에너지를 전달할 수 없다. 그러나, 임의의 개수의 실시예가 가능하다. 예를 들면, 일 실시예에서, 전극의 약 6 mm가 20 도의 각도로 피부에 삽입된다. 그러나, 전극의 원위부의 3 mm만 노출된다(활성 영역). 절연부는 테프론(Teflon), 폴리이미드(polyimide), PE 등과 같은 폴리머를 포함한다. RF 전류가 전극의 절연부를 통해 주입되지 않기 때문에, 병변은 조직(진피)에 좀 더 깊게 형성된다. 상기와 같은 경우, 전극의 설계는 표피를 보호한다. 그러나, 다양한 변화가 가능하다. 예를 들면, 시스템은 전극들이 치료 또는 후퇴 위치에 있어도 에너지가 공급될 수 있도록 구성될 수 있다.

연결부(116)는 임의의 개수의 구성으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이, 연결부(116)는 도시된 타입의 스프링 접촉부 또는 스프링 핀을 포함한다. 이에 따라서, 연결부(116)는 전극 어셈블리(102)의 이동 중 연결 보드 상의 대응하는 접촉 지점 자취와의 접촉을 유지할 수 있다.

도 4a는 또한 다수의 안내용 채널(120)을 구비하도록 구성되는 카트리지(100)의 전면부(112)를 도시한다. 이러한 채널(120)은 이들이 카트리지(100)에 대하여 전진하고 후퇴함에 따라 전극(104)을 지지하고 안내할 수 있다. 채널(120)은 또한 조직 표면에 번갈아 제공되는 에너지 치료를 제공할 뿐만 아니라 치료 과정에 요구될 수 있는 흡입 또는 다른 유체를 제공하도록 구성될 수도 있다. 단일의 카트리지 디자인이 다양한 전극 어레이 구성을 지원하도록 구성될 수 있는 장점이 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같은 6 개의 전극 어레이가 아닌, 채널(120)이 임의의 개수의 전극을 지지할 수 있다(도시된 예는 최대 16 개를 도시하지만 이러한 개수는 오직 설명적인 목적을 위한 것이다). 더 나아가, 채널(120)은 도시된 바와 같이 오직 선형적인 배열로만 구성될 필요는 없으며, 1, 2, 3 또는 그 이상의 행 또는 무작위 구성으로 구성될 수도 있다.

장치의 특정 실시예에서, 전극은 의도적으로 "과잉-삽입(over-insert)"되도록 설계되고, 그 후 치료를 시작하기 전에 다소 후퇴된다. 이 특징은 완전히 일관되게 삽입이 완료되는 것을 개선시킬 수 있다. 피부에 전극이 부분적으로 삽입되지 않는 경우, 피부는 삽입 시 움직일 수 있다. 과하게 삽입한 후 전극이 부분적으로 후퇴하는 것은 피부의 이동 및 이완을 보상해주고 그로 인해, 보다 신뢰성이 높은 삽입이 이루어진다.

도 4b는 카트리지(100)의 또 다른 실시예를 제시한다. 이 실시예에서, 카트리지(100)의 보유용 잠금장치(114)는 도 4a에 도시된 것과는 다르다. 그러나, 임의의 개수의 연결 잠금장치 구성은 본 발명의 다양한 카트리지 어셈블리로 사용될 수 있다. 도 4b는 또한 연결부(116, 117)를 포함한 커넥터 어셈블리(101)가 전극 어셈블리(102)로부터 분리되는 실시예를 제시한다. 도시된 바와 같이, 임의의 타입의 전기 연결부(132, 134)는 연결 어셈블리(101)와 전극 어셈블리(102)를 연결시키기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 와이어, 리본 등이 사용될 수 있다. 이 구성은 연결부(116, 117)가 정지한 상태로 유지시키도록 하면서, 전극 어셈블리(102) 및 프로브들(104)이 카트리지(100) 내에서 슬라이딩이 가능하도록 한다. 슬라이딩이 가능한 프로브들을 가지는 카트리지 몸체(100)의 다른 실시예들과 마찬가지로, 카트리지(100)는 이하에서 논의되는 바와 같이, 프로브 어셈블리과 액추에이터를 연결시키는 연결부(118)를 포함한다.

도 4c는 전극 어셈블리(102)가 후퇴 위치에 있는 경우 카트리지(100)의 실시예를 제시한다. 도시된 바와 같이, 전극(104)의 연결부(116, 117)는 전극 어셈블리(102)의 상부로부터 연장될 수 있다. 전극 어셈블리(102)는 또한 선택적으로 치료 장치의 액추에이터와 결합하도록 연결용 몸체(118)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 전극 어셈블리(102)는 각 전극당 다수의 연결부들(116, 117)을 구비할 수 있다. 이러한 경우, 다수의 연결부들(116 및 117)은 전극 어셈블리를 구비하는 가능한 구성의 수를 늘리기 위해 서로에 대해 전기적으로 절연될 수 있다. 예를 들면, 이하 도시된 바와 같이, 일 가능한 실시에에서, 근위 연결부(proximal connection portion)(116)는 핸드 유닛의 온도 검출 회로와 전기적으로 연결될 수 있다. 원위 연결부(117)는 오직 바늘 어셈블리(102)의 원위적 전진 시에만 전원 전달 회로와 연결될 수 있다. 이러한 예에서, 전극의 온도는 연속적으로 모니터링될 수 있는 반면 전극으로의 전원 전달은 어셈블리의 원위적 전진으로 제한될 수 있다.

장치의 또 다른 양태에서, 도 4c는 또한 상술한 바와 같이 전기적 메모리 유닛(115)의 예를 도시한다. 메모리 유닛은 치료 파라미터, 모니터 사용, 모니터 불사용을 조절하거나 다른 시스템 또는 환자의 특성을 기록하고 전달하기 위한 카트리지와 핸드 유닛 및/또는 제어기 간의 지시 또는 통신 기록을 포함하기 위해, 시스템에 메모리 성능을 제공할 수 있다. 또한 상술한 바와 같이, 유닛(115)은 또한 RFID 안테나 또는 리시버일 수 있다.

도 4d는 전극 어셈블리의 또 다른 실시예의 사시도를 도시한다. 이 실시예에서, 전극(104)은 인접 전극 쌍(105)이 선형 패턴을 형성하지 않도록 엇갈려 배치되거나 오프셋되어 있다. 이러한 구성은 조직에 "선형 현상(line effect)"의 생성을 극복하는 장점이 있다. 예를 들면, 단일 라인으로 배열된 전극 어레이는 전극에 인접하고 평행한 진입점에 의해 정의되는 조직 내 확인가능한 라인을 야기할 수 있다. 도 4d의 예에서, 전극의 엇갈린 배치 또는 오프셋 배치는 "선형 현상"이 나타나는 것을 방지한다.

도 4e는 도 4d의 실시예의 측면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 전극(104)은 선형적으로 배열된 전극들의 세트의 침투에 의해 조직에 단일의 연속적인 라인을 형성할 가능성을 최소화하도록 오프셋되고, 이에 따라서, 본원에서 나중에 도 11a 및 11c에 더 설명된 바와 같이, 생성된 병변에 집중되고 부분적인 양태를 유지시킨다. 명백하게, 다른 구성은 또한 "선형 현상"을 해결할 수 있다. 예를 들면, 인접한 전극들 간의 간격은 "선형 현상"을 최소화하지만 여전히 치료의 효험을 가능하게 하도록 증가될 수 있다. 또한, 비록 도시된 예가 두 개의 라인의 전극들을 도시하지만, 장치의 실시예는 둘 이상의 행으로 구성된 전극들을 형성하는 전극들(104)을 포함한다.

도 4f는 도 4d의 카트리지 실시예의 평면도를 도시한다. 도시된 실시예는 복수의 전극들이 복수의 전극 쌍들(105)을 포함하는 것을 도시한다. 상술한 바와 같이, 전극 쌍들(105)은 인접 전극 쌍(도 4e에 도시됨)으로부터 수직적으로 오프셋되어, 조직으로의 전극 쌍들의 삽입은 연속적인 라인의 삽입 지점을 생성하지 않을 수 있다. 또한, 도 4f에 도시된 바와 같이, 전극(104)은 축 방향으로 오프셋되어 (전극의 단부는) 인접 전극 또는 전극 쌍의 단부보다 더 먼 거리로 연장될 수 있다. 본원에 기술된 바와 같이, 축 방향으로 전극을 오프셋 배치하는 것은 카트리지의 조직 체결면에 대하여 계측된 경우 균일한 삽입 깊이를 가능하게 한다.

일 실시예에서, 각각의 전극 쌍(105)은 전극 쌍(105)의 전극들 간의 전류 흐름을 포함하도록 액티브 및 리턴 전극(104)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 추가적인 구성은 장치의 범위 내에 포함된다. 예를 들면, 인접 전극 쌍은 회로의 양 극단으로 기능할 수 있거나 전극은 치료 효과가 전극의 선택적인 구동에 의해 제어되는 단극성으로 구성될 수 있다. 추가적인 실시예에서, 시스템은 전극의 간격 또는 오프셋이 변경되고 의사가 카트리지를 교환함으로써 치료 또는 전극의 배치를 제어할 수 있도록 하는 다수의 전극 카트리지들이 제공될 수 있다.

상술된 바와 같이, RF 에너지 형태를 사용하여 제공될 시에, 전원 공급부로부터 개별적인 채널 상의 각각의 전극 쌍을 제어하는 성능은 임피던스 또는 치료되는 조직의 다른 특성에 기반하여 추가적인 이점을 제공한다. 예를 들면, 각각의 전극 쌍은 각각의 치료 부위를 개별적으로 모니터링하기 위해 써모커플(thermocouple)을 포함할 수 있으며; 에너지 치료의 지속기간은 주변의 조직의 특성에 따라 제어될 수 있으며; 모든 전극 쌍들이 한꺼번에 가열되는 것보다 선택적인 전극 쌍들이 가열될 수 있다(예를 들면, 전극 플레이트의 반대쪽 단부에 위치한 전극 쌍을 가열함으로써, 분리된 전극 쌍들 간에 많은 양의 전류가 흐를 가능성을 더 최소화할 수 있다.). 당연히, 많은 추가적인 구성들은 또한 응용에 따라 사용가능할 수 있다. 장치의 추가적인 실시예는 전원 공급기의 단일 채널과 연결된 전극 쌍을 포함할 수 있다. 이하에서 기술되는 바와 같이, RF 에너지 전달 시스템의 전극 쌍 각각은 하나 이상의 절연용 변압기들을 통합시킴으로써, 전극 쌍 사이의 전류 흐름을 제한하고 일 전극 쌍으로부터 인접한 전극 쌍들로 전류가 흐르지 못하도록 한다.

도 5는, 장치 몸체(210)의 카트리지 수용 표면(254)에 부착된 카트리지 없이, 치료 유닛(202)의 실시예의 원위단의 단면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 장치 몸체(210)는 카트리지 수용 표면(254)에 인접한 이동가능한 액추에이터(250)를 포함한다. 이 실시예에서, 액추에이터(250)의 샤프트(256)는 카트리지 또는 카트리지 상의 프로브 어셈블리에 연결된다. 액추에이터(250)는 샤프트(256)를 이동시키고, 샤프트 상의 맞물림 부(252)는 프로브 어셈블리(예를 들면, 상기에서 도시된 연결부(118)를 통함)에 연결되어 프로브들(미도시)을 전진 및 후퇴시킨다. 일부 실시예들에서, 액추에이터는 스프링 메커니즘(미도시)을 포함할 수 있고, 그 결과, 이는 충분한 힘을 전달하는 하중을 받는 스프링일 수 있어서, 프로브 어레이가 조직 내로 침투되도록 한다. 그러나, 상술된 바와 같이, 액추에이터는 공기압 실린더, 스프링, 선형 액추에이터, 또는 다른 모터를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는 임의의 개수의 작동 수단을 포함할 수 있다.

일반적으로 양도된, CARTRIDGE ELECTRODE DEVICE 명칭을 가진 2008년 2월 1일에 출원된 미국 특허 출원 제12/025,924호, DEVICES AND METHODS FOR PERCUTANEOUS ENERGY DELIVERY 명칭을 가진 2008년 3월 25일에 출원된 미국 특허 출원 제12/055,528호 각각의 전체 내용은 본원에서 참조로서 병합되고, 본원에서 기술된 시스템과 함께 사용되는 카트리지 어셈블리 및 장치 구성의 추가적인 상세한 설명을 포함한다.

본 시스템은 능동적 처리 피드백 제어의 형태로서, 감지된 조직 온도 조건에 기반한 치료를 적용할 수 있다. 대안적으로, 조직을 통하여 에너지의 전도에 의존하는 이러한 시스템은 치료되는 조직의 임피던스의 변화를 모니터링할 수 있고, 최종적으로, 원하는 값이 얻어질 시에 치료를 중단시키거나, 최대 허용가능한 임피던스 값에 이르를 시에 치료를 중단시킬 수 있다. 또 다른 실시예에서, 에너지의 전달은, 임피던스가 특정 범위 내에 있는 여부에 따라 달라질 수 있다. 상기와 같은 임피던스 모니터링은 에너지 전달 전, 전달 중 또는 전달 사이에서 일어날 수 있고, 동적으로 계측된 임피던스가 주어진 값을 초과하기 시작하는 경우, 또는 증가의 비율이 원치않게 높은 경우에 전력을 감쇠시킬 수 있다. 전달 에너지의 또 다른 모드는 지속 기간 동안 전체의 최대 에너지를 제공하기 위해 구성된다. 여전하게 또 다른 모드는 안전하고 효과적인 에너지 전달 모드 내에 있을 수 있도록 최대 출력 전력을 제공하여, 적용 동안에 전력 전달을 제한시킨다.

추가적인 실시예에서, 제어기는 최대 파라미터(최대 전압, 최대 전류, 최대 전력, 최대 임피던스, 최대 적용 에너지), 및/또는 대상 파라미터, 예를 들면, 목표 온도 또는 에너지 적용이 실행되는 위치에 기반한 목표 온도에서의 시간을 조정할 수 있다. 예를 들면, 에너지 적용 및/또는 파라미터는, 환자의 목의 맞은편에 있는 얼굴에 치료가 적용될 시에 변화될 수 있다. 분명하게, 상기와 같은 파라미터 및/또는 에너지는 대상 조직(예를 들면, 보다 두껍거나 보다 얇은 조직, 혈관의 존재 등)의 해부학적인 구조(anatomy) 뿐만 아니라 원하는 치료 효과에 따라 변화될 수 있다.

본원에서 기술된 바와 같이, 온도, 임피던스, 또는 다른 감지는 진피 영역의 표피 아래에서 계측될 수 있다. 상기에서 제시된 바와 같이, 각각의 프로브는 센서를 포함할 수 있거나, 센서는 조직 내로 전진할 수 있는 프로브와 같은 구조 상에 위치될 수 있지만, 그러나, 에너지 전달 프로브로서의 기능을 하지 못한다. 또 다른 실시예에서, 센서는 조직의 깊이 또는 길이를 따라 데이터를 제공하도록 수직적으로 (즉, 프로브의 길이를 따라) 적층된 센서의 어레이일 수 있다.

진피 층에서 치료를 적용하는 것은 대상 영역의 진피 층의 콜라겐을 열적으로 변성시킴으로써 야기되는 치료 응답을 생성한다. 본원에서 기술되는 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템은 표피를 통해 치료되는 시스템과 비교하면 상대적으로 적응 양의 에너지를 사용하여 대상 영역에 원하는 효과를 제공할 수 있다. 이에 따라서, 본 발명의 시스템은 대상 영역에서 원하는 효과를 개선하기 위해 다양한 모드로 에너지를 적용할 수 있다.

일 모드에서, 시스템은 단순하게 대상 부위에 작용되고 있는 에너지의 양을 모니터링할 수 있다. 이러한 처리는 에너지 작용 및 에너지를 특정한 기결정된 레벨로 유지하는 단계를 포함한다. 이러한 치료는 일 세트의 기간동안 작용되는 에너지의 전체 양 및/또는 특정 양의 에너지의 작용을 기반으로 할 수 있다. 게다가, 시스템은 치료 사이클 도중 대상 부위의 온도를 계측할 수 있고 기결정된 양의 시간동안 온도를 유지시킬 수 있다. 그러나, 이러한 상황들 각각에서, 시스템은 대상 부위를 원하는 상태로 위치시키도록 요구되는 에너지의 시간 또는 양을, 대상 부위가 원하는 상태로 유지되도록 요구되는 에너지의 시간 또는 양과 분리시키지 않는다. 그 결과, 대상을 원하는 상태(예를 들면, 기결정된 온도)로 위치시키도록 사용되는 에너지의 시간 또는 양은 전체 치료 사이클에 포함된다. 일부 응용에서, 대상을 기결정된 상태까지 상승시키도록 요구되는 치료 사이클의 일부를, 대상 부위를 기결정된 상태로 유지하는 치료 사이클의 일부와 분리하는 것이 바람직할 수 있다.

예를 들면, 일 실시예에서, 시스템은 기결정된 사이클 또는 유지 시간 동안 대상 부위의 온도를 기결정된 치료 온도로 유지할 수 있다. 그리고 나서, 시스템은 대상 부위를 치료 온도로 유지하도록 에너지를 전달한다. 대상 부위가 치료 온도에 도달하면, 시스템은 이 상태를 사이클 또는 유지 시간 동안 유지한다. 이러한 실시예는 대상 부위를 기결정된 온도로 유지시키기 위한 정확한 제어를 가능하게 한다. 또 다른 실시예에서, 시스템은 특정 유지 시간 동안 대상 부위에 작용되는 전력의 양을 모니터링할 수 있다. 연속적으로 전류 및 출력 전압을 계측함으로써, 시스템은 임피던스 변화 및 전달된 전력 레벨 둘 모두를 계산할 수 있다. 이러한 방법으로, 특정 양의 전력은 특정 시간 동안 대상 조직에 전달될 수 있다. 게다가, 상기의 실시예는 다양한 방법들과 결합되어 조직을 원하는 상태에 위치시키도록 시간, 온도 또는 에너지 파라미터를 제어할 수 있다. 예를 들면, 시스템은 특정 경사 시간(ramp time) 또는 최대 에너지를 도입하여 기결정된 치료 온도를 달성할 수 있다. 이러한 실시예는 치료 온도에 대해 보다 빠르거나 느린 경사를 생성할 수 있다.

비록 조직의 치료가 일반적으로 조직에 영향을 미치기 위한 에너지에 의존하지만, 프로브 어레이를 조직에 삽입하는 동작만으로도 치료 효과를 얻을 수 있다. 예를 들면, 프로브의 배치에 의해 유발되는 기계적인 손상은 또한 부수적인 치유 응답을 생성한다. 피부 조직 내 상처의 치유 응답은 피부의 색조 또는 외관을 더 개선할 수 있는 새로운 콜라겐(콜라게네시스)의 생성에 기여할 수 있다. 이에 따라서, 일 실시예에서, 의료진은 대상 영역에 치유 응답을 유도하도록 열적 치료 없이 대상 영역에 프로브를 배치함으로써 조직에 기계적인 상처를 생성하기 위해 상기 방법 및 시스템을 사용하도록 택할 수 있다. 이에 따라서, 본 발명은 프로브를 통한 에너지의 작용에 제한되지 않는다.

시스템의 낮은 에너지 요건은 추가적인 장점을 제공하고, 이는 시스템의 구성요소가 많은 양의 에너지를 요구하는 시스템보다 더 적은 스트레스를 경험하기 때문이다. 보다 많은 에너지를 요구하는 시스템에서, RF 에너지는 주로 펄스 방식으로 전달되거나 그 시스템의 컴포넌트에 스트레스를 가하는 것을 방지하기 위해 특정 듀티 사이클 동안 전달된다. 반면, 본 시스템의 감소된 에너지 요건은 치료 사이클 동안 RF 에너지의 지속적인 전달을 가능하게 한다. 또 다른 실시예에서, 본 시스템의 실시예의 듀티 사이클은 펄스화되어 온도 측정은 에너지의 펄스화된 전달 사이에 수행될 수 있다. 에너지 전달을 펄스화하는 것은 에너지 전달 사이의 기간동안 개선된 온도 계측을 가능하게 하고, 에너지 전달의 목표가 기결정된 시간동안 기결정된 온도에 도달하는 것인 경우 에너지 전달의 정확한 제어를 제공한다.

도 6은 시간에 대한 에너지 전달 및 온도의 그래프를 도시한다. 도시된 바와 같이, 에너지의 펄스 또는 사이클은 바(302, 304, 306, 308, 310, 312)에 의해 표시된다. 각각의 펄스는 파라미터를 가지며, 이는 에너지의 양, 듀레이션, 전달된 최대 에너지, 에너지 파형 또는 프로파일(구형파, 사인파, 삼각파 등), 전류, 전압, 진폭, 주파수 등을 포함한다. 그래프에 도시된 바와 같이, 계측은 에너지의 펄스들 사이에 수행된다. 이에 따라서, 에너지 전달의 각 펄스 사이에 프로브 근처의 하나 또는 그 이상의 온도 센서(들)은 온도 측정(402, 404, 406, 408, 410, 412)을 획득한다. 제어기는 계측된 온도를 원하는 온도((400)으로 도시됨)와 비교한다. 그 차이를 기반으로, 에너지 파라미터는 이어지는 에너지 펄스를 위해 조절된다. 에너지의 펄스들 사이에 온도를 계측하는 것은 일반적으로 에너지 전달 펄스 도중 측정하는 것보다 보다 정확한 온도 측정을 가능하게 한다. 또한, 펄스들 사이에 측정하는 것은 작용되는 에너지의 양을 최소화할 수 있어 대상 영역에서 원하는 온도를 획득한다.

그러나, 상술된 것과는 다른 에너지 전달 제어 시스템은 사용될 수 있다. 예를 들면, 하술된 바와 같이, 시스템의 특정 실시예에서, 프로브는 조직의 파라미터를 계측한다. 그 후, 시스템은 파라미터를 수용하기 위해 에너지를 인가한다. 예를 들면, 프로브들은 둘러싼 조직의 임피던스를 계측할 수 있다. 제어 시스템은 계측된 값에 따라 에너지의 비율 또는 양을 조정할 수 있다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 그리고 상기에서 논의된 바와 같이, 시스템(200)은 조직 체결면(106)에 대해 빗각으로 프로브를 연장시킬 수 있다. 빗각으로 조직 내로 프로브를 삽입시키는 성능은 치료 영역을 증가시키고, (직접 프로브 상에서 또는 프로브에 대한 수직 방향으로) 조직면에서 개선된 냉각을 가능케 한다. 실시예가 단지 프로브들에 대하여 단일 어레이의 도입을 도시하였지만, 본 발명의 실시예는 프로브들의 다수의 어레이를 포함할 수 있다. 본 발명의 장치는 20 도의 각도 A를 가질 수 있다. 그러나, 각도는 5 내지 85 도의 범위(또는 본원에서 기술된 바와 같음)로부터 임의의 범위에 속할 수 있다.

도 7a는 프로브들(104)과 조직 체결면(106)의 부분적인 측면도이다. 명료성의 목적으로, 단지 몸체부(210) 및 안정화 플레이트(214)의 주변부만이 도시된다. 도시된 바와 같이, 프로브들(104)은 프로브 어셈블리(102)를 가지는 카트리지(100) 상의 장치 몸체(210)로부터 전진가능하다. 프로브들은, 조직 체결면(106) 또는 안정화 플레이트(214)에 대해 계측된 바와 같이, 빗각 A로 조직에 들어갈 수 있다. 조직 체결면(106)은 사용자가 조직의 표면 상에 장치를 위치시키도록 하고, 프로브들(104)이 조직의 원하는 깊이로 전진하도록 한다. 조직 체결면(106)이 일관성있는 시작 지점을 프로브들에 제공하기 때문에, 프로브들(104)이 장치(202)로부터 전진할 시에, 상기 프로브들은 조직 내에 균일한 깊이로 구동될 수 있다.

예를 들면, 조직 체결면 없이, 프로브(104)는 너무 멀리 전진할 수 있거나, 충분히 멀게 전진할 수 없어서, 이는 피부의 외부에서 부분적으로 연장된다. 상기에서 논의되는 바와 같이, 어느 경우든, 미용 효과를 위해 진피 층을 치료하려고 할 시에, 원치 않는 결과를 나타낸다. 장치가 종양 제거에 사용되는 경우에서, 부정확한 배치는 대상 영역의 불충분한 치료를 초래할 수 있다.

도 7b는 조직(20)의 표면 상에 위치한 조직 체결면(106)과 빗각 A를 이룬 조직(20)에 들어가는 프로브들(104)의 확대 도면을 도시한다. 도시된 바와 같이, 프로브(104)는 활성 영역(122)을 포함할 수 있다. 일반적으로 용어 "활성 영역"은 에너지가 조직을 향해 또는 조직으로부터 전달되는 프로브의 부분을 의미한다. 예를 들면, 활성 영역은 프로브의 전도성 부위일 수 있거나, 프로브 중 저항적으로 가열되는 부위이거나, 또는 에너지가 조직으로 전송되는 윈도우를 포함할 수도 있다. 비록 이 실시예가 활성 영역(122)을 프로브의 일부에 걸쳐 연장되는 것으로 도시하지만, 장치의 실시예는 보다 크거나 보다 작은 활성 영역(122)을 구비하는 전극(104)을 포함할 수도 있다.

임의의 경우, 프로브들(104)이 조직에 각도 A로 진입하므로, 프로브의 활성 영역(122)에 대응하는 결과적인 치료 측면 영역(152)은, 바늘이 조직면에 수직으로 구동되는 경우보다 더 크다. 이러한 구성은 보다 적은 프로브들(104)로 보다 넓은 치료 영역을 가능하게 한다. 게다가, 원하는 조직 영역에 활성 영역(122)을 위치시키는 것의 에러에 대한 마진은 커지게 되고, 이는 각도 A에서, 원하는 조직 영역의 길이가, 프로브가 조직에 수직으로 전개되는 것보다 더 크기 때문이다.

본원에서 기술된 바와 같이, 프로브들(104)은 조직의 침투와 조직으로의 전진이 동일한 움직임 또는 작동의 일부를 구성하는 단일 모션으로 조직에 삽입될 수 있다. 그러나, 실시예는 프로브들(104)을 조직으로 밀어넣기 위해 스프링 메커니즘 또는 충격 메커니즘의 사용을 포함한다. 프로브들(104)을 이러한 스프링의 힘으로 밀어넣는 것은 프로브들이 조직에 접근함에 따라 전극의 모멘텀을 증가시키고 조직에 대한 개선된 침투를 구현한다. 이하 제시된 바와 같이, 여기에 기술된 장치의 실시예는 프로브를 삽입하기 위해 이중 동작으로 제공되도록 제조될 수도 있다. 예를 들면, 제 1 작동은 조직을 단순하게 침투하기 위해 프로브를 초기에 밀어넣도록 스프링 또는 충격 메커니즘의 사용을 포함할 수 있다. 프로브를 밀어넣기 위한 스프링의 힘 또는 충격 메커니즘의 사용은 조직을 찌를 때의 초기 저항을 극복할 수 있다. 그리고 나서, 다음 작동은 프로브의 전진이 될 것이며, 그 결과 프로브는 요구되는 대상 부위에 도달한다. 충격 메커니즘은 스프링 구동, 유체 구동, 또는 해당 기술분야에 잘 알려진 다른 수단을 통해 구현될 수 있다. 일 가능한 구성은 프로브들을 그 의도된 깊이로 완전히 밀어넣기 위해 충격 또는 스프링 메커니즘을 사용하는 것이다.

각도 A로 프로브를 삽입하는 것은 또한 표면 조직의 직접적인 냉각을 가능케 한다. 도 7a 및 7b에 도시된 바와 같이, 치료 영역(152)(즉, 프로브(104)의 활성 영역(122)에 의해 치료되는 영역)에 직접 인접하거나 그 치료 영역 상에 위치한 표면(156) 상의 조직 영역은 간격 또는 갭(154)에 의해 진입점으로부터 이격된다. 이러한 갭(154)은, 프로브 또는 프로브 장착 표면에 의한 간섭 없이, 치료 영역(152)에 인접하여 전체 표면(156)의 직접적인 냉각을 가능케 한다. 이와 달리, 프로브가 조직면에 수직으로 하여 들어간다면, 냉각은 수직 진입점에서 또는 그 수직 진입점 주위에서 발생되어야 한다.

도시된 바와 같이, 프로브(104)는 빗각 A로 진입하고, 그 결과, 프로브(104)의 활성 영역(122)은 냉각 표면(이 경우, 안정화 플레이트(214))에 인접하거나 냉각 표면 아래에 직접 위치한다. 특정 실시예들에서, 냉각 표면(216)은 프로브(104)의 진입점(또는 진입점를 넘어서)으로 연장될 수 있다. 그러나, 프로브의 활성 영역(122) 상에서 냉각 표면(214)을 가질 수 있는 것이 바람직하고, 이는 활성 영역(122)에 의해 발생된 열이 표면 위치(156)에서의 표면에 가장 큰 영향을 미치기 때문이다. 일부 실시예들에서, 본원에 기술된 장치 및 방법은 조직 체결면에 냉각원을 통합시킬 수도 있다.

상술된 바와 같이, 냉각 표면 안정화 플레이트(214) 및 이에 연결된 냉각 장치는 해당 기술분야에서 잘 알려진 임의의 냉각 메커니즘일 수 있다. 예를 들면, 이는 대류 냉각(convective cooling)을 위해 유체 또는 기체의 흐름을 구비하는 매니폴드 타입 블록일 수 있다. 대안적으로, 냉각 표면(214)은 열전 냉각 장치에 의해 냉각될 수 있다(예를 들면 팬 또는 펠티에-타입의 냉각 장치). 이러한 경우, 냉각은 프로브 장치로부터의 에너지에 의해 구동될 수 있어 그 결과 추가적인 유체 공급을 요구하지 않게 된다. 장치의 일 실시예는 냉각 표면에 배치된 온도 검출기(218)(써모커플, RTD, 광 계측, 또는 이러한 다른 온도 계측 장치)를 구비하는 냉각 표면(214)을 포함한다. 장치는 냉각 표면(216)에 걸친 임의의 위치 또는 심지어 조직에 접촉하는 표면에 배치되는 하나 이상의 온도 검출기들(218)을 가질 수 있다.

하나의 적용에 있어서, 냉각 표면(214)은 체온에 또는 그 근처에 유치된다. 이에 따라서, 에너지 전달이 표면(156)의 온도 상승을 유발함에 따라, 냉각 표면(214)과 조직(20) 간의 접촉은 계면이 온도 평형 상태에 도달함에 따라 냉각 표면의 온도 상승을 유발할 것이다. 이에 따라서, 장치의 제어 시스템이 냉각 표면(214)의 온도 상승을 감지함에 따라, 추가적인 냉각이 증가된 유체 흐름 또는 증가된 에너지를 펠티에-타입 장치에 공급하여 냉각 표면에 작용될 수 있다. 냉각 표면은 또한 치료를 하기 전에 피부 및 하부 표피를 미리-냉각할 수도 있다. 대안적으로, 또는 그와 조합하여, 냉각 표면은 이러한 냉각이 표피를 치료 온도 이하의 특정 온도로 유지하도록 의도되는 에너지 전달 도중 및/또는 그에 수반하여 표면 및 하부 표피를 냉각할 수 있다. 예를 들면, 대상 조직이 65℃로 상승되면 표피는 30℃로 유지될 수 있다.

피부를 치료할 때, 표피의 온도가 42℃ 이상으로 상승하지 않으면서 진피는 기결정된 온도 상태, 약 65℃까지 가열되어야 하는 것으로 여겨진다. 프로브의 활성 영역이 표피의 아래에서 유지되도록 설계되므로, 본 시스템은 대상이 되고, 선택적인 방식으로 진피에 에너지를 작용하여 콜라겐 조직을 분열시키고 수축시킨다. 진피로의 에너지 전달을 제한하도록 시도함으로써, 본 시스템의 구성은 또한 표피의 손상을 최소화한다.

냉각 표면은 흔히 알려진 열전도성 재질, 금속, 또는 합성물(예를 들면, 구리, 강, 알루미늄 등)을 포함할 수 있다. 본원에 기술된 장치의 실시예는 반투명하거나 심지어 투명한 냉각 표면을 통합시킬 수 있다. 이 경우, 냉각 장치는 치료 영역 상에서 표면 조직의 시야를 방해하지 않도록 위치될 것이다.

일 실시예에서, 냉각 표면은 단일의 산화 크리스탈 알루미늄(Al₂O₃)을 포함할 수 있다. 단일의 산화 크리스탈 알루미늄의 효과는 높은 열전도성, 광투명성, 고온 범위에서 견디는 성질, 및 다양한 형상으로 단일의 산화 크리스탈 알루미늄을 제조하는 성질이다. 다른 많은 광학적으로 투명하거나 반투명한 재질이 또한 사용될 수 있다(예를 들면, 다이아몬드, 다른 크리스탈 또는 유리).

도 7c는 본원에서 기술된 장치 및 방법의 실시예로 사용되는 또 다른 양태를 도시한다. 이 실시예에서, 카트리지(100)는 두 개의 어레이들로 구성된 프로브들(104, 126)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 제 1 복수의 프로브들(104)은 제 2 복수의 프로브들(126)로부터 균일하게 이격되고 평행하게 구비된다. 또한, 도시된 바와 같이, 제 1 세트의 프로브(104)는 제 1 길이를 구비하는 반면, 제 2 세트의 프로브(126)는 제 2 길이를 구비하며, 각각의 프로브의 길이는 전극들(104, 126)의 세트가 동일한 수직 거리 또는 길이(158)만큼 조직(20)으로 연장하도록 선택된다. 비록 오직 두 개의 어레이들의 프로브가 도시되지만, 본 발명의 실시예는 특정 응용에 의해 요구되는 임의의 개수의 어레이들을 포함한다. 일부 실시예에서, 프로브들(104, 126)의 길이는 동일하다. 그러나, 프로브는 서로 다른 정도만큼 삽입되거나 전진되어 그 활성 영역이 균일한 정도로 조직을 침투할 것이다. 도시된 바와 같이, 냉각 표면은 하나 이상의 온도 검출 소자(218)를 포함할 수 있다.

도 7c는 프로브들의 활성 영역들(122) 상에 위치된 냉각 표면/안정화 플레이트(214)도 도시한다. 도 7c는 또한 냉각 표면(216)에 배치된 추가적인 에너지 전달 소자(105)를 구비하는 장치의 실시예를 제시한다. 상술한 바와 같이, 이들 에너지 전달 소자는 냉각 표면이 피부에 접촉하기 전에 에너지 치료 또는 냉각 도중, 또는 에너지 치료 후, 작용될 수 있는 복사 에너지의 소스를 포함할 수 있다.

도 7d는 치료 부위의 마킹을 가능케 하는 본 발명의 방법 및 장치로 사용되는 양태를 도시한다. 도시된 바와 같이, 카트리지(100)는 마킹용 잉크(98)와 연결된 하나 이상의 마킹용 루멘(226, 230)을 포함할 수 있다. 사용 도중, 의료진은 치료 시 영역을 볼 수 없을 수도 있다. 마킹의 사용은 의료진이 마크를 치료 위치에 배치하여 과도한 치료를 방지하도록 한다. 도시된 바와 같이, 마킹용 루멘(226)은 프로브(104)의 근처에 배치될 수 있다. 대안적으로, 또는 그와 조합하여, 마킹은 냉각 표면(216)에서 또는 그 근처에서 수행될 수 있으며, 이는 냉각 표면이 직접적으로 조직의 치료 영역 상에 위치하기 때문이다. 마킹용 루멘은 마킹용 패드와 결합되거나 상기 마킹용 패드로 대체될 수 있다. 나아가, 임의의 타입의 의학적으로 증명된 염료가 마킹을 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 염료는 특정 파장의 광에서 확인가능한 재질을 포함할 수 있다. 결국, 이러한 특징은 의료진에 의한 마킹 및 시각화가 적절한 광원에 의해 주어진 광을 가능하게 하지만, 환자가 치료 후에 염료를 확인하는 것을 방지한다.

도 7e는 장치가 진피(18)를 치료하기 위해 사용되는 경우 비스듬한 진입의 이점의 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 활성 영역(122)을 따르는 진피(18)의 길이는 진피(18)의 깊이보다 더 길다. 이에 따라서, 프로브가 수직 방식으로 삽입하려고 할 시, 짧은 깊이가 진피 영역(18)을 선택적으로 치료하도록 시도하는 경우 에러에 대한 보다 적은 마진을 제공한다. 본원에 기술된 바와 같이, 비록 도면이 피부를 팽팽하게 하거나 주름을 감소시키도록 진피의 치료를 도시하지만, 장치 및 방법은 피부의 변형(153), 예를 들면 여드름, 사마귀, 피지샘, 문신, 또는 다른 구조 또는 흠을 치료하도록 사용될 수 있다. 게다가, 프로브는 에너지를, 종양, 모근, 지방층, 지방 조직, SMAS, 신경 또는 통증 섬유 또는 혈관에 인가하도록, 삽입될 수도 있다. 상기와 같은 변형(153)을 치료할 시에, 안정화 플레이트(미도시)는 변형(153)을 수용하기 위해 개방부를 포함할 수 있거나, 변형(153)에 맞는 유연성 물질로 구성될 수 있다.

도 8a는 본원에서 기술된 시스템 및 방법으로 사용되는 또 다른 양태를 도시한다. 이 실시예에서, 시스템은 최적의 치료 결과를 위해 대상 조직에 에너지를 정확하게 전달할 수 있다. 특히, 이 특징은 자동화된 대상 조직 파라미터 계측을 가능케 하고, 그 계측을 사용하여, 대상 조직에 전달되는 에너지를 자동으로 가능케 하고, 제어함으로써, 조직 상의 에너지의 원하는 효과를 최적화시킨다.

도시된 바와 같이, 조직(20)으로의 프로브(108) 삽입은 조직(20)의 표면(22) 아래에 위치된 대상 조직과 직접적인 접촉을 만들어 낸다. 이 직접적인 접촉으로 인해, 프로브(108)는 여러 개의 조직 속성 또는 파라미터를 계측한다. 예를 들면, 상기와 같은 속성은: 전기적인 임피던스, 전기적인 임피던스의 위상 각도, 음향 임피던스, 수화(hydration), 수분 함량, 전자기 반사율/흡수율, 온도, 이동 및 탄성을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 이러한 파라미터의 계측은 특정 정보, 예를 들면, 조직의 타입, 조직 건강, 조직면에 대한 또는 대상 조직 및 비-대상 조직에 대한 감지/치료 캐뉼러(cannula)의 조직 깊이 또는 위치, 그 후의 치료에 대한 조직의 잠재적인 응답, 또는 현재 또는 이전 치료에 대한 조직의 실제 응답을 제공한다.

도 8a를 참조하면, 프로브(108)의 부분은 조직(20)에 위치되고, 특히, 단일 프로브가 도시되었지만, 본원에서 기술된 특징부들은 상기에서 논의된 바와 같이, 프로브의 어레이 및 장치에 적용가능한다. 이 예에서, 대상 조직은 제 3 층(8)으로 도시된다. 그러나, 대상이 되는 조직(제 3 층(8))에 이르게 되기 위해, 프로브(108)는 조직(4, 6)의 2 개의 서로 다른 층 또는 타입에 걸쳐있어야 한다. 프로브(8)는 원위단 근처에서, 또는 프로브(108)의 활성 영역(122) 상에서 센서(110)를 포함한다. 대안으로, 프로브의 전체 활성 영역(122)은 센서로서 기능할 수 있다.

센서(110)에 의한 조직 파라미터의 계측은, 프로브(108)가 원하는 대상 영역에 위치한 여부를 확인할 수 있는 정보를 제공한다. 예를 들면, 조직의 임피던스가 계측될 시에, 계측된 임피던스가 조직에 정상적으로 연관된 범위 내에 속해 않는 경우, 시스템은 치료를 막고, 프로브(108)를 재위치시킬 필요성을 사용자에게 경보를 발한다. 이에 따라서, 프로브(108)는 최종적으로 도 8b에 도시된 바와 같이, 재위치될 수 있다(또는 프로브(108)의 활성 영역(122)은 재위치될 수 있다).

일 실시예에서, 프로브(108)는 RF 에너지 모드를 사용하여, 진피 층의 콜라겐을 변성시키거나 응고시킬 수 있다. 상기와 같은 경우에서, 프로브(108)는 활성 영역(122)으로부터 개별적으로 사용될 수 있거나, 또는 활성 영역(122)은 센서로서 기능을 할 수 있다. 어느 경우든, 프로브는 조직에 매우 낮은 레벨의 전류를 인가하여, 조직의 임피던스를 계측할 수 있다. 표피 조직 층은 매우 높은 임피던스를 포함한다. 유두성의(papillary) 표피층 상대적으로 낮은 임피던스를 가진다(150-250 옴). 망상의 진피 층은 250 내지 2000 옴의 범위의 임피던스를 가진다. 진피 아래에 있는 피하 지방 층은 높은 임피던스를 가진다(2500 내지 5000 옴). 센서 또는 활성 영역(122)에 인접한 임피던스의 계측에 의해, 프로브(108)의 위치 깊이는 확인될 수 있거나 판별될 수 있고, 치료는 대상이 되는 조직(8)에 적용될 수 있다. 주목해야 하는 바와 같이, 이러한 계측된 임피던스 범위는 전극 크기, 형상 및 전극들 사이의 거리를 포함한 요인들에 따라 변화될 수 있다. 일부 경우들에서, 계측된 임피던스는 조직 및 제어기와 무관하게 여러 요인들에 따라 달라진다. 따라서, 다양한 임피던스 범위는 이 문헌의 권리 범위 내에 속한다. 그러나, 본원에 기술된 시스템, 장치 및 방법의 변화는 기결정된 임피던스 값에 대해 치료 영역의 조직의 계측 임피던스 또는 전극 쌍들 사이의 조직의 계측 임피던스의 비교에 기반하여 치료 파라미터들 또는 에너지 전달 파라미터들을 조정해야 한다.

프로브 어레이를 사용할 시에, 각 프로브에 인접한 조직은 계측될 수 있고, 에너지는 적당하게 위치된 이러한 프로브들에게만 작용될 수 있다. 추가로, 진피 층 내에 관 및 피지선을 포함한 특정 조직 구조는 본원에서 논의되는 속성에 의해 식별될 수 있다. 충분히 가깝게 이격된 어레이의 프로브들은 둘러싼 진피 조직보다는 오히려 직접 접해 있는 구조(immediate structure)의 임피던스를 계측할 수 있다. 이 정보는 사용자에게 배치 조정이 제공될 수 있거나, 그 캐뉼러 전극 쌍에 대한 치료를 직접적으로 방지하거나 조정하기 위해 사용될 수 있다.

대안적인 실시예에서, 프로브는 광원으로부터 인접한 조직으로 2 개의 파장 길이인 650 nm 및 805 nm의 광을 사용한다. 광은 인접한 조직에서 적혈구의 헤모글로빈의 양에 기반하여 부분적으로 흡수되고 부분적으로 반사된다. 반사된 광은 프로브에 또는 프로브 근처에 위치된 광 섬유(fiber optics)에 의해 포획되고, 에너지 제어기에 판독을 제공하는 검출기를 향하게 된다. 이러한 판독은, 인접한 조직의 적혈구가 응고될 시(원하는 치료 말단 지점), 에너지 전달을 중단시키기 위해 사용될 수 있고, 그 결과 광 반사 판독은 변화된다.

도 8c는 프로브 구성의 또 다른 실시예를 도시한다. 이 예에서, 프로브(108)는 여러 개의 센서들(110)을 포함한다. 프로브(108)는 도시된 바와 같이, 조직(4, 6 및 8)의 변화 층 또는 타입에 걸친다. 이격된 센서들(110)은, 프로브(108)의 활성 영역(122)이 대상 조직(이 예에서, 영역(8))에 실질적으로 위치되고, 프로브(108)의 다른 영역이 비-대상 조직 층들(4 및 6)에 실질적으로 위치되는지를 사용자가 확인하도록 한다.

계측된 조직 파라미터들은, 사용자가 조직 치료에 조정하는 것에 대해, 사용자에게 제공될 필요는 없다. 파라미터는, 파라미터를 판독하고 치료를 조정하는 제어기의 본 발명의 일부로서의 사용과 함께 임의의 방식으로 자동으로 치료를 조정하기 위해 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 10 개의 프로브-전극들을 가진 RF 전달 장치는 5 개의 독립적이고 전기적으로 절연된 프로브-전극 쌍들을 통하여, 에너지를 전달시키기 위해 구성된다. 장치는 제어기에 연결되고, 제어기는 5 개의 독립적인 채널들을 가진 양극성 RF 발생기를 포함한다. 전극의 구성은 상술된 바와 같다(예를 들면, 조직면 등에서 비스듬한 삽입, 냉각). 전극이 조직에 위치되면, 전류의 작은 레벨은 5 개의 양극성 쌍들 각각으로 독립적으로 전달되어, 상기 쌍들의 전극들 각각 사이에서 임피던스를 계측할 수 있다. 쌍의 임피던스가 기결정된 레벨 내에 있을 시에, 제어기는 RF 치료 전류를 그 쌍으로 직접 전달한다. 단지 하나만의 전극 쌍에 연관된, 독립적이고 전기적으로 절연된 채널들을 사용하는 것에 대한 이점은 독립적인 병변들을 생성할 수 있고 조직의 국부 질환으로 에너지를 전달하는 것을 양호하게 적합시킬 수 있다는 것이다. 동시에 또는 순차적으로 전극 쌍의 임피던스가 특정 범위 내에 속하지 않는다면, 제어기는 그 쌍에 RF 전류를 전달하는 것을 방지한다. 이 구성의 추가적인 실시예는 임의의 개수의 쌍들로 이루어진 프로브들을 사용할 수 있다.

시스템은 임의의 개수의 기준에 기반하여 치료된 조직에 가해진 전력을 제어하기 위해 다양한 제어 알고리즘을 더 병합시킬 수 있다. 일 실시예에서, 기결정된 값에 온도를 유지시키는 것, 그리고 조직의 임피던스를 모니터링하는 것이 치료 효과를 현저하게 증가시킬 수 있으면서, 조직에 간접적인 손상을 최소화시키는 것이 발견되었다.

일 실시예에서, 시스템은 조직의 초기 임피던스를 모니터링하고, PID(비례성(Proportional), 완전성(Integral), 유도성(Derivative)) 제어를 포함한 알고리즘을 사용하고, 상기 PID 제어는 전극 쌍 사이의 입력 전압을 제어한다. 제어 전압(V)은 다음과 같은 식이 주어진다:

여기서 k_p, k_i, 및 k_d는 상수이고, T_set는 설정 지점 온도이고, T_measured는 계측된 온도이다. 이 제어 시스템은 우선 실제 전극 온도 T_measured(또는 손상된 조직의 온도)와 설정 지점 온도 T_set를 비교한다. 2 개의 온도가 차이가 매우 많이 난다면, 시스템은 비교적으로 보다 높은 전압을 전달한다. 온도가 상대적으로 차이가 나지 않는다면, 시스템은 점차적으로 전압을 증가시킨다. 전압의 비례적인 증가는 PID 식(상기의 식에 사용된 제 1 항)의 비례적인 양태에 적용되는 k_p 계수에 기반한다. PID는 또한, 계측된 온도 T_measured와 설정 지점 온도 T_set 사이의 "변화율(rate of change)"(유도성)을 모니터링한다. k_d 계수에 대한 변화는 시스템이 전압을 증가시키는 비율에 영향을 준다. 다른 말로 하면, 전압이 인가되고, 온도가 계측되고, 시스템이 설정 지점까지 온도를 얻으려고 전압을 증가시킨다. 이는 상기의 식의 제 3 항에 관련된다. 보통, 상대적으로 작은 k_d 계수는 이 경우에 제어 가변 V가 노이즈에 너무 민감하지 않도록 하기 위해, 사용된다. 동일한 논리는 적분("곡선으로의(under the curve)" 영역 변화) 계수에 적용된다.

시스템은 설정 온도 및 계측된 온도 간의 차이를 끊임없이 모니터링하고, 입력 전압을 조정하되, 안정된 상태가 될 때까지 조정한다. 안정 상태 조건에서, 설정 온도 및 계측된 온도 간의 차이는 없다. 결과적으로, 상기 식의 비-제로 항만이 적분 부분이다(제 3 항). 상기와 같은 조건에서, 입력 전압(V)은 일정하게 유지되고, 계측된 온도 T_measured가 설정 온도 T_set와 동일하도록 유지시킨다. 전체 시스템에서 변화가 있을 경우, 제어기는 온도 차이의 변화를 검출하고, 계측된 온도를 다시 설정 온도로 맞추기 위해 입력 전압을 재조정한다.

인식해야 하는 바와 같이, 일 실시예에서, 적어도 하나의 독립적인 온도 세서와 함께, 독립적인 PID 제어기는 일 측 쌍의 전극들에만 연관될 수 있고, 이때, 일 측 쌍의 전극들은 타 측 쌍(들)의 전극과 전기적으로 절연된다. 그러므로, 전기적으로 절연된 쌍의 전극들을 전류를 인가시킴으로써, 전극의 노출된 부분 내에 한정된 부분적인 병변을 만들어 낸다(도 11a에 도시된 바와 같음). 다른 말로 하면, 모든 채널들이 전기적으로 절연되었기 때문에, 전기적으로 절연된 쌍의 각 전극 사이를 통하는 전류는 전기적으로 절연된 또 다른 쌍의 또 다른 전극에 연결되지 않을 것이다. 이 방식으로의 전류 흐름을 제어하는 것은 전극의 활성 영역의 전체 길이를 따르고 전극 쌍 간에서 한정되는 병변의 생성을 가능케 한다. 이 치료는 조직의 전체 층 또는 예를 들면, 진피 층과 같은 조직 층의 실질적인 부분에 병변을 제한시킬 수 있다. 단지 프로브의 원위단이 전류 흐름의 소스일 시에, 층에 한정된 병변의 생성은 통상적으로 불가능하다.

상기의 실시예에서, 어레이의 각 쌍의 전극 쌍에 인가된 초기 에너지는 전압이 매우 낮고 전류가 낮은 에너지이다. 이는 초기 임피던스의 계측을 가능케 한다. 초기 임피던스가 낮은 경우(예를 들면, 250-700 옴), 시스템은 PID 계수의 제 1 세트를 적용한다. 시스템이 적당한 임피던스를 계측하는 경우, 시스템은 PID 계수의 제 2 세트를 적용한다. 시스템이 높은 임피던스를 계측하는 경우, 시스템은 오버슈팅(overshooting) 없이, 그리고 주목할만한 진동 없이, 온도를 설정 지점까지 빠르게 이르게 하기 위해, 계수의 제 3 세트를 적용한다. 조직의 임피던스에 기반한 PID 계수의 변화 세트를 사용함으로써, 에너지 전달의 제어를 보다 크게 할 수 있고, 과도한 간접적인 손상 없이, 원하는 조직의 치료를 가능케 한다. 이에 따라서, 원하는 조직에서 일련의 불연속적인 병소, 일련의 병변 또는 평면 병변은 이하에서 더 제시되는 바와 같다. PID 계수의 값은 대상이 되는 조직의 타입에 따라 변화될 수 있다. 일 예에서, 계수는 다음과 같다: Band 1: 250-700 옴, k_p=2.9, k_I=0.41, k_d=0, (최대 100 V에 제한된 전압을 이용); Band 2: 701-1500 옴, k_p=4.3, k_I=0.70, k_d=0, (최대 120 V에 제한된 전압을 이용); Band 3: 1501-3000 옴, k_p=5.5, k_I=0.70, k_d= 0.18, (최대 120 V에 제한된 전압을 이용). 최대 전압은 대상이되는 조직에서 초과 전력 제공(excessive power deposition)을 피하기 위해 설정된다. 게다가, 적응성 PID 시스템은 조직 응답에 기반하여 PID 계수(k_p, k_I, 및 k_d)를 끊임없이 최적화시키기 위해 사용될 수 있다. 처리 제어에서 일반적으로 사용되는 다른 적응성 시스템은 또한 이 적용에 사용될 수 있다.

상기와 더불어, 조직의 계측 속성은 치료 전달 그 자체의 최적화를 가능케 할 수 있다. 예를 들면, RF 전달 동안, 높은 임피던스 조직은 안정화될 수 있는 전압보다 높은 전압을 사용하여 보다 최적으로 가열될 수 있지만, 작은 임피던스 조직인 경우에 이는 적당하지 않은데, 그 이유는 조직에 가해진 전력이 높기 때문이다. 게다가, 조직에 가해진 전력 P는 전압 V의 제곱을 임피던스 R로 나눈 값과 같고, 이를 다음 식과 같이 나타난다:

멀티-채널 RF 장치에서, 각각의 캐뉼러-전극 쌍에 대해 측정된 조직 파라미터들은 각각의 채널에 대해 치료 파라미터 및 알고리즘을 독립적으로 최적화시키기 위해 사용될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 모든 채널들은 전기적으로 절연되고, PID 제어기들로 독립적으로 제어되고, 시스템은 병행적으로(in parallel) 독립적인 병변을 전체적으로 생성할 수 있고, PID 제어기들은 목표 온도에 이르기 위해 에너지 전달을 독립적으로 조정하기 위해 사용될 수 있다. 일 측 전극 쌍부터 타 측 전극 쌍까지 피부의 국부 질환은 서로 다를 수 있기 때문에, 이는 각각의 쌍에 대한 목표 온도에 이르기에 필요한 에너지 전달을 최적화시키기 위해, 모든 쌍들을 독립적으로 구동시키는 이점을 가질 수 있다. 실제로, 병변 생성에 연관된 물리적인 파라미터, 예를 들면, 전기 전도성, 열 전도성, 열 커패시턴스(heat capacitance), 관류율(perfusion rate) 또는 조직 밀도는 스킨의 일 측 위치에서부터 타 측 위치까지 서로 다를 수 있다. 결과적으로, 모든 쌍들이 동일한 방식으로 제어되면, 피부에 생성된 열 프로파일(thermal profile), 이에 연관된 생성 병변은 일 측 쌍으로부터 타 측 쌍까지 매우 상이할 수 있다. 독립적인 PID 제어기로 제어된 전기적으로 절연된 쌍을 가짐으로써, 보다 균일하고 예측가능한 병변을 생성할 수 있다. PID 제어기들이 피부 질환에 상관없이 에너지 전달을 최적화시킬 수 있기 때문에, 생성된 병변은 피부 질환에 상대적으로 독립적이고, 이에 따라서 보다 예측가능하고, 신뢰성이 높다. 본 발명의 이러한 양태는 효력을 증가시키고, 연관된 치료의 위험을 감소시키는 상당한 이점을 가진다.

조직 파라미터 감지는 캐뉼러의 특정 쌍들 사이에서 계측되는 것에 제한되지 않는다. 2 개 이상의 액세스 캐뉼러가 조직에 위치될 시에, 감지는 2 개의 캐뉼러 사이에서 행해질 수 있어서 이들 사이의 조직 속성을 판별할 수 있다.

나아가, 조직 파라미터의 감지는 치료 전달 전에 단지 감지하는 것에 제한되지 않는다. 조직 파라미터는 치료 중에 모니터링되어, 변화를 검출하고 이러한 변화에 따라 치료를 조정할 수 있다.

치료를 최적으로 하는 것과 더불어, 파라미터 계측 및 자동 치료 조정은 또한, 환자의 인내력을 개선시키거나 치료를 편하게 하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 파라미터의 계측은 파라미터의 변화율을 추적하고 에너지 전달을 제어하여, 변화율을 허용가능한 레벨로 유지시키기 위해 사용될 수 있다. 파라미터가 온도이고, 공지된 바와 같이, 초당 섭씨 1도의 증가가 환자의 불안정한 시스템으로 허용되고, 섭씨 3 도의 증가는 잘 허용되지 않는 경우, 계측된 온도는 초당 약 1 도로 온도가 상승하는 것을 제한하는 방식으로 에너지를 전달하기 위해 사용될 수 있다.

교호적인 2개의 파라미터는 2 개의 서로 다른 전달 에너지에 대한 제어를 제공하기 위해 계측될 수 있다. 이 방식으로, 액세스 캐뉼러의 몸체의 제 1 온도 센서는 냉각제(또는 열전 냉각기에 대한 전류)를 캐뉼러의 내부로 전달하는 것을 제어하는데 사용되어, 대상 조직이 냉각된 캐뉼러 온도보다 원하는 높은 온도에 이르게 되도록 캐뉼러의 측 또는 팁으로부터 연장된 제 2 온도 센서가 대상 조직에 에너지를 전달하는 것을 제어하는데 사용될 시에 환자의 인내력을 개선시킨다.

또 다른 대안으로, 계측된 파라미터는 에너지보다 다소 물질의 전달을 제어하는데 사용된다. 예를 들면, 이온 용액, 예를 들면 식염수의 전달은 전달된 전자기 에너지를 실시하는 식염수의 위치 및 퍼짐을 최적화하는데 제어될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 식염수의 전달은 대상이 되지 않는 조직의 계측된 파라미터에 기반하여, 대상이 되지 않는 인접한 조직을 냉각시키는 수단으로서 제어된다.

도 9a-9d는 본원에 기술된 시스템 및 방법의 사용을 위한 전극의 실시예를 도시한다. 응용에 따라, 전극(260)의 활성 영역에 따라 가변적인 저항을 가지는 전극(260)을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 도 9a-9d는 이러한 전극의 부분적인 예를 도시한다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 전극은 전극(260)을 따라 변화하는 범위의 임피던스(272, 274, 276, 278 및 280)를 생성하는 동심원 또는 나선형 밴드를 구비할 수 있다. 게다가, 도 9c에 도시된 바와 같이, 전극(260)은 변화하는 저항의 전극을 따르는 영역(272, 274 및 276 및 278)을 구비할 수 있다. 도 9d는 저항의 영역들(272, 274 및 276)이 전극(260)을 따라 길이 방향의 줄무늬 형태로 구성되는 유사한 개념을 도시한다. 이러한 구성은 스프레잉(spraying), 디핑(dipping), 플레이팅(plating), 양극 산화, 플라즈마 처리, 전자 방출, 화학적 처리, 에칭 등을 통해 제조될 수 있다.

상기의 실시예에서, 에너지원들은, 상술된 바와 같이, 치료 부위에 에너지를 가하기 위해 적당한 절연체의 사용을 통하여 방향 에너지원(directional energy sources)으로서 구성될 수 있다.

도 10a 및 10b는 장치(600)의 대안적인 실시예를 도시하고, 상기 장치(600)는 핸들(608), 원위단(602) 상의 착탈가능한 카트리지(604) 및 근위단 상의 전기 리드(electrical lead)(610)를 포함한다. 또한 디스플레이 스크린(606) 및 액추에이터들(612 및 614)이 도시되어 있다. 디스플레이 스크린(606)은 의사에게 다양한 정보를 디스플레이할 수 있고, 그 결과, 의사는 정보에 대한 에너지 공급 수단(미도시)을 볼 필요성이 없다. 정보, 예를 들면, 치료 전달 세팅, 전극 임피던스, 전극 온도, 조직 온도, 치료 기간, 전달된 전력, 전달된 에너지 등은 디스플레이 스크린(606) 상에 디스플레이될 수 있어서, 효과적이고 효율적인 치료를 가능하게 한다. 의사는 결정할 수 있는 정보를 사용할 수 있고, 그 후에, 에너지 공급 수단을 조절할 필요 없이 액추에이터들(612 및 614)을 사용함으로써 조정할 수 있어서, 상기 정보를 얻을 수 있거나 상기 조정을 구현할 수 있다.

본원에 기술된 시스템들이 그들 자체에 의해 사용될 수도 있지만, 본 발명은 물질들, 예를 들면, 표피의 저항성을 증가시키는 모이스처 크림(moisturizers), 연고 등을 조합하여 상술된 방법 및 장치를 포함한다. 이에 따라서, 치료 전에, 의료진은 표피의 저항성을 증가시킴으로써 환자가 시술할 준비를 할 수 있다. 치료 동안, 표피의 증가된 저항적으로 인해, 에너지는 진피로 쉽게 흐른다.

게다가, 상기와 같은 물질들 다양한 다른 에너지 전달 형태로 조합될 수 있어서, 본원에 기술된 바와 같이, 대상이 되는 조직 또는 다른 영향에서 증가된 콜라겐 생성을 제공할 수 있다.

일 예에서, 5-아미노레불린 산(ALA, aminolevulinic acid) 또는 햇빛 또는 다른 적용된 스펙트럼의 활성화 광에 노출 시 피부에 제공된 경우 생물학적 활성제를 생성하는 다른 광분해성 화합물이 발라질 수 있다. 코팅 또는 연고는 또한 부드러운 조직을 안정시키기 위해 피부 표면에 발라질 수도 있다. 피부 표면의 일시적인 고화(firming) 또는 안정화는 피부 순응도(skin compliance)를 감소시킬 것이고 본 장치의 프로브들의 삽입을 용이하게 할 것이다. 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate), 고무풀, 라텍스, 얼굴 마스크 또는 경화층 또는 반경화층을 치유하는 다른 물질과 같은 물질(agent)은 피부를 일시적으로 안정시키도록 사용될 수 있다. 국부적인 연고 또는 코팅은 콜라겐 보호를 개선하거나 프로브의 삽입을 용이하게 하도록 피부를 안정화시키거나 또는 둘 모두를 위해 발라질 수 있다. 나아가, 국부적인 물질은 피부의 전기적 특성을 변경하도록 발라질 수 있다. 표피 층의 임피던스를 증가시키는 물질을 바르는 것은 해당 층을 통한 RF 전류의 전도성을 감소시킬 것이고 바람직하게 진피층의 전도성을 향상시킬 것이다. 표피 층에 스며들어 진피 층에 흡수되는 국부적인 물질은 진피 층의 임피던스를 낮추도록 발라질 수 있고, 또한 진피 층의 RF 전류의 전도성을 개선시킬 수 있다. 이들 특성 둘 모두를 결합하여 진피와 표피 층 전도력 모두에 영향을 미치는 국부적인 물질은 또한 RF 에너지 전달과 결합하여 사용될 수도 있다.

이 치료는 최소한의 침투 절차이지만, 국부 마취는 환자의 불편함을 방지하기에 충분하다. 치료 도중 또는 치료 후에 불편함을 느끼는 환자는 거의 보고를 받지 못했다. 이전의 연구들은 색소포(chromophore)로서 물을 사용하는 레이저 절차들을 위해 국부 마취의 사용을 둘러싼 진행중인 논쟁을 부각시킨다. 나아가, 비-침투적인 단극성 및 양극성 RF 장치들의 제조는 국부 마취를 이용한 침투에 대해 권장할 만한데, 이는 그것이 에너지 증착 및 열 패턴들을 변화시키기 때문이다. 일부 경우에서, 비-침투 부위에 비해, 국부 마취를 이용한 조직의 침투는 조직 임피던스가 낮다. 그러나, 이러한 임피던스 차이는 상술된 온도 피드백을 통해 본 시스템에 의해 검출된다. 이는 PID 제어기에 의해 실시간으로 정정을 가능케 하고, 치료 부위 전체에 걸친 균등한 병변을 일으키게 한다(도 13d 참조). 국부 마취의 사용은 상술된 다른 비-침투 장치들에 대한 제한으로 인해 고통 관리에 상당한 이점을 제공한다.

국부적인 물질에 더하여, 침투용 장치를 사용하는 본 발명은 그 자체를 물질 및 재료를 조직의 특정 영역에 직접 전달하도록 사용된다. 예를 들면, 리도카인(lidocaine)과 같은 마취제는 프로브를 통해 진피 및 표피로 전달되어 치료용 에너지를 전달하기 전에 신경 말단을 마취시킬 수 있다. 콜라겐 또는 다른 충진제는 에너지 전달 전, 도중 또는 그 후에 전달될 수 있다. 보톡스(Botulinum Toxin Type A) 또는 유사한 신경독소는 에너지 전달 후 안면 근육의 일시적인 마비를 유발하기 위해 피부층 아래로 전달될 수 있다. 이는 열로 치료된 콜라겐 구조가 개조되고 콜라게네시스가 발생되는 도중 피부에 구김살 또는 주름이 생성되지 않으므로 치료 결과에 두드러진 개선을 제공할 수 있다.

조직의 치유 응답을 개선하는 또 다른 수단은 마사지를 통한 기계적인 에너지를 사용하는 것이다. 이러한 기계적인 에너지의 작용은 본원에 기술된 방법 및 시스템과 조합될 수 있다. 그 전에, 장치는 지방 조직을 치료하기 위해 마사지 기술을 사용하였다. 예를 들면, 특허등록번호 제5,961,475호는 음압을 작용할 뿐만 아니라 피부를 마사지하는 마사지 장치를 개시한다. 마사지는 조직에 혈액 순환을 증가시키고 지방과 주변 조직 간의 기구성된 연결을 파괴한다. 예를 들면, 이는 지방 세포의 제거를 개선하기 위해 조직의 에너지 치료와 결합되어 작용한다.

예시 - 망상의 진피 층에 제한된 치료

환자는, 30 개의 게이지 전극들(gauge electrodes)의 5 쌍으로 구성된, PID 제어 양극성 RF 전극 장치(460 kHz의 주파수)로 치료를 받는다. 한 쌍의 2 개의 전극 간의 간격은 약 1.25 mm이며, 인접한 쌍의 2 개의 인접한 전극 간의 간격은 약 2.5 mm이다. 삽입 위치에서 RF 열로부터 표피를 보호하기 위해서, 근접한 3 mm의 각각의 전극은 낮은 전도성 생체 적합성 물질, 예를 들면, 테프론으로 절연되는 한편, 원위의 3 mm는 활성 부분으로서 기능을 하기 위해 노출된다. 상술된 바와 같이, 치료 장치 몸체는 스마트 전극 전개 시스템의 특징을 가진다. 상기와 같은 시스템에서, 전극들은 6 mm의 간격으로 피부 표면에 20°의 각도로 하여 표피에 들어가도록 구성된다. 삽입되면, 각각의 전극 쌍에는 전극의 활성 부분에 인접한 조직의 임피던스를 감지하기 위해 이들 사이에서 테스트 전류가 전달된다. 테스트 전류는 병변을 만들어내기에 충분하지 못한다. 임피던스 값은 전극 깊이의 신뢰성이 있는 표시자에서 발견되며, 전개 기법을 안내하기 위해 사용된다. 각각의 5 전극 쌍들은 발생기에 의해 독립적으로 제어된다.

정확하게 전개될 시에, 전극의 활성 부분은 표피 표면으로부터 2 mm의 수직 간격을 두고 위치된다. 각각의 전극 쌍은 활성 부분(이 예에서, 원위 팁)에서 온도 센서를 포함하고, 형성 병변 내로부터 조직 온도의 실시간 피드백을 제공할 수 있다. 이 온도 피드백 시스템은 전력보다는 오히려 병변 온도를 가능케 하여, 제어 파라미터로서 기능할 수 있으며, 정확한 온도의 사전 선택도 가능케 한다. 각각의 치료 사이클의 시작에서 최대 전력 이용을 더 가능케 하여, 경사 시간이 목표 온도에 이르는 것을 감소시킬 수 있고, 필요에 따라 사전 설정된 치료 기간 동안 이 온도를 유지시키는 전력을 감소시킬 수 있다.

망상의 진피에 대한 임피던스 값은 통상적으로 500 내지 2000 옴이다. 치료 동안, 계측된 임피던스는 병변 온도 및 온도에 대한 시간(time-at-temperature) 모두에 따라 종종 변화된다. 표층 유두성 진피(superficial papillary dermis)의 임피던스는 통상적으로 300 옴보다 작은 반면, 피하 지방 조직의 임피던스는 통상적으로 3500 옴보다 크다. 각질층, 즉, 표피의 최외곽 층의 임피던스는 유두성 또는 망상의 진피보다 매우 크다. 그러므로, 바늘은 진피 층에 위치하게 되고, 이때 상기 진피 층은 높은 임피던스의 2 개의 층들(각질층 및 피하 층) 사이에 위치한다. 프로브를 통하여 지나가는 전류는 적어도 저항의 경로를 가지는 것이 바람직하다. 본원에서 기술된 바와 같이, 제어기는 진피 층을 토하여 전류 흐름을 제한하는 방식으로 전류를 가한다. 결과적으로, 가열 프로파일은 진피 층에 위치되는 것은 바람직하고, 진피 층에는 전류가 흐른다. 진피 층에서 바람직한 에너지 작용을 획득함으로써, 새로운 콜라겐 및 엘라스틴을 촉진시키는 이점을 가질 수 있고, 예를 들면, 주름살 및 피부의 처짐을 치료하는데 이점을 가질 수 있다.

임피던스 계측 시스템은 바늘이 배치되는 피부의 층을 검출하는데 사용된다. 이러한 특징은 적당한 바늘 배치 및 피부 내의 바늘 깊이 정보를 확인하기 위해 사용되는 실시간 정보를 의사에게 제공한다. 인접한 바늘 쌍은 종종 서로 다른 임피던스를 가져오지만, 값들은 망상에 대한 일반적인 범위 내에 여전하게 속해 있다. 치료 도중, 목표 온도에 이를 시에, 시스템은 유지 단계 동안 전력을 감소시키고, 이에 따라서 온도 오버슈트를 최소화시킨다.

상기의 예에서 온도는 60 내지 80℃로 조정되고, 온도에 대한 시간은 1.5 초 내지 25 초로 조정된다. 연구의 나중 단계 동안, 치료 온도는 상술된 시스템을 사용하여 70℃로 유지되고, 온도에 대한 시간은 1, 4, 또는 7 초로 설정된다. 4 초 동안 78℃의 보다 높은 온도 설정은 연구의 마지막에서 사용됨으로써, 우수한 임상 결과 및 안전한 프로파일이 제공된다.

도 11a는, 인접한 표피 층(16) 및 손상되지 않은 피하 층(12)에서 일련의 불연속적인 부분적 병변(2)이 있는 조직을 생성하기 위해, 망상의 진피 층(19) 내로 삽입된 5 개의 전극 쌍들(105)을 포함한 프로브의 어레이(108)의 예를 도시한다. 기본적으로, 열 응고(thermal coagulation)의 영역은 망상의 진피(19)에 위치되고, 통상적으로 정상적인 진피의 여분 영역에 의해 전체적으로 둘러싸이게 된다. 이는 전극 쌍의 반대 극성의 인접한 전극들(104) 사이에서 전류(107)를 흐르게 함으로써 달성된다.

도 11b에 도시된 바와 같이, 원할 시에, 부분적인 병변(2)의 폭은 온도에 대한 시간이 증가될 시에, 증가될 수 있다. 도시된 바와 같이, 복수의 병소(2)는 인접한 층으로 확장됨 없이 단일 병변(3)을 형성하기 위해 결합될 수 있다. 이 효과는 연속적인 평면 병변(3)에 부분적인 병변(2)을 통합하는 동안 펄스를 조정함으로써 가능하다.

일부 적용에 있어서, 도 11b에 기술된 보다 크고 보다 균일한 병변과는 대조적으로, 도 11a에 기술된 바와 같이, 불연속적인 작은 병소를 생성하는 것이 이점이될 수 있다. 미용 적용의 분야에 있어서, 이는 부분적인 기법으로 보통 공지된 것으로, 조직 손상이 치료되는 조직의 보다 큰 체적 내에서 보다 작은 서브-체적 또는 이스렛(islets) 내에 일어나기 때문에 미용 목적에 있어 피부 치료의 보다 안전한 방법이 기술된 미국 공개 공보 US2OO8OO58783(본원에 참조로서 병합됨)에 개시된 바와 같다. 제시된 바와 같이, 이스렛을 둘러싼 조직이 손상된 부위로부터 제공되고 생존가능한(viable) 상태로 남아있기 때문에, 치료 처리는 보다 큰 연속적인 병변과 비교해 보면 보다 완전하고, 보다 속도가 빠르다. 나아가, 여겨지는 바와 같이, 둘러싼 생존가능한 조직은 치료하는데, 손상된 조직의 치료 효과에 도움을 준다. 이러한 생존가능한 조직(치료 후에 바로, 또는 치료 후 어느 시점)은 혈액 및/또는 세포를 제공하여, 부분적인 병변의 치료 처리에 도움을 줄 수 있다. 부분적인 병변의 생성은 상술된 방식으로, 엘라스틴, 콜라겐, 히알루론산(hyaluronic acid) 등을 포함한 새로운 조직의 생성을 촉진시킨다. 기법은, 새로운 정상적인 조직을 생성하기 위해 상처를 치료하고 회복시키면서, 원치않는 상처 조직이 생성되는 것을 방지하도록 충분히 작게 신체에 작은 상처를 만들어 가하도록 구성된다. 바람직한 치료 조직이 이 적용에서 피부이지만, 다른 조직 및/또는 기관들은 작은 상처에 응답하여 새롭고 정상적인 건강한 조직을 생성하도록 치료될 수 있다. 이러한 새로운 조직 및/또는 기관들의 예들은 심장, 비장, 간, 췌장, 위, 창자, 횡문근, 담낭, 방광, 자궁 등을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 일부 경우에서, 부분적인 병변들을 순차적으로 생성하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 도 11a를 참조하면, 한 쌍의 프로브들은 부분적인 병변을 생성할 수 있으면서, 하나 이상의 인접한(또는 심지어 모든) 프로브 쌍들은 전원을 공급받지 상태(unenergized)로 남아있게 된다. 제 1 병변이 생성되면, 다음의 병변들은 생성될 수 있다.

작은 서브-체적 이스렛의 생성은 보다 큰 치료 체적에 종종 연관되는 밀집한 흉터 조직의 영역을 생성할 가능성이 매우 적다. 큰 체적의 조직이 치료될 시에, 신체는 치료되는 조직을 격리시키거나 캡슐화되는 경향이 있다. 상기와 같은 처리는 종종 재생 상(remodeling phase) 생성 육아 조직을 포함한다. 그 후, 상기 육아 조직은 몇 주에 걸쳐 밀집한 흉터 조직의 큰 영역으로 대체된다. 주름 또는 피부 처짐의 치료에 있어서, 상기와 같은 밀집한 흉터 조직의 큰 영역의 존재는 미용 이용에 대해 바람직하지 않을 수 있다. 그러므로, 주름 및 피부 처짐의 치료에 있어서, 부분적인 적용의 이점을 유지하기 위해, 에너지 작용 설정을 사용하여 불연속적인 부분적 병변의 생성을 일으키고, 보다 큰 연속적인 병변의 생성을 방지하는 것이 바람직할 수 있다. 특히, 상기와 같은 병변은 표피에 형성되지 않고 진피 층 또는 망싱의 진피에서 생성된다. 예를 들면, 본원에서 언급된 특정 장치 구성에 있어서, 불연속적인 부분적 병변은, 목표 온도가 60℃ 내지 80℃ 사이에서, 온도에 대한 시간이 0 내지 6초일 경우에 획득된다. 불연속적인 부분적 병변을 일으키는 세팅은 이러한 개시된 세팅에 한정되는 것이 아니며, 이 범위 외의 세팅도 불연속적인 병소를 생성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태는 불연속적인 부분적 병변을 생성하는 것을 포함하고, 상기 불연속적인 부분적 병변은 조직 내에 전체적으로 포함된다. 통상적으로, 주름 및 피부 처짐 치료의 경우에 있어서, 대상 조직 층은 진피 층이고, 일부 경우에서 망상의 진피 층이다. 부분적인 기법은 여러 특허 출원에 개시되고, 예를 들면, 참조로서 병합된 미국 공개 공보 US20080058783에 개시되며, 임상 문헌, 예를 들면, Lasers in Surgery and Medicine, Volume 39 Issue 2, Pages 87 - 95의 "Ex vivo histological characterization of a novel ablative fractional resurfacing device"에도 개시된다. 그러나, 여기에서, 이러한 부분적인 적용은 조직면, 대부분의 경우 피부의 표피 층으로부터 레이저(적어도 조직면을 통하여 흐르기 위해 박피 에너지를 포함함)로 실행된다. 결과적으로, 불연속적인 병소는 조직면을 포함하고, 조직에 전체적으로 포함되지 않는다. 조직면으로부터 조직 층에서 병변을 생성하는 다른 박피 에너지, 예를 들면, HIFU(high intensity focused ultrasound) 또는 RF 에너지의 사용은 또한 개시된다(참조로서 병합된 미국 특허 제6,277,116호). 종래의 에너지 형태는, 조직면을 적어도 통하여 흐르는 박피 에너지를 필요로 하는 조직에서 불연속적인 병변을 생성한다. 이 상황은 바람직하지 않은데, 그 이유는 조직면 손상을 일으키고, 예기치 않은 병변 형태를 유발시킬 수 있기 때문이다. 그러나, 본원에서 기술된 바와 같이, 부분적인 병변이 만들어질 시에, 전극 배치를 제공하는 것이 바람직하며, 이때의 전극 배치는, 치료되는 모든 영역이 독립적으로 생성되어, 에너지 전달의 정확한 위치에서 조직의 국부적인 특성에 최적화되는 방식으로 에너지를 전달할 수 있도록 한다(즉, 부분적인 병변을 생성하는 전극 쌍). 게다가, 전극 쌍의 길이 또는 부분을 따른 병변을 생성하는 것은 바람직할 수 있으며, 이는 치료되는 영역이 조직의 특정 층(예를 들면, 피부의 진피 층 등)에 한정되기 때문이다. 이와 달리 많은 장치는 전극의 말단부에서 병변을 생성하고, 특정 층에 대한 손상을 제어하지 못한다.

본원에 기술된 방법 및 장치는 독립적으로 생성된 불연속적인 병소 또는 부분적인 병변(조직에 전체적으로 속함)의 어레이의 생성을 가능케 하고, 박피 에너지는 조직면을 통하여 작용하지 않는다. 본 발명의 이러한 양태에 연관된 이점의 일부는, 대상 조직에 박피 에너지를 직접적으로 전달함으로써, 진피 층 내에서 안전하고, 일관적으로 부분적인 병변을 생성할 수 있으면서, 인접한 구조물, 예를 들면 표피 또는 피하 층을 보호하는 것을 포함한다.

게다가, 부분적인 패턴은 도 11a에 도시된 바와 같이, 후퇴가능한 프로브의 어레이의 단일 삽입에서 실행될 수 있다. 후퇴가능한 프로브의 어레이의 삽입은 최종 부분적인 패턴의 크기를 증가시키기 위해 또 다른 인접한 위치에서 반복될 수 있다. 또 다른 기법은 모든 불연속적인 병소를 순차적으로 그리고 독립적으로 생성함으로써, 단지 하나의 프로브만을 사용하여 동일한 최종적 부분적인 패턴을 얻을 수 있다.

이전의 테스트에서, 피하 조직 깊이에서의 치료는 지방의 초미세 구조 변화 또는 지방 괴사를 초래하지 못하는데, 장치가 세포간 콜라겐을 응고시키더라도 그러하지 못하다. 예측되는 바와 같이, 진피(19) 깊이에서의 치료는 콜라겐을 응고시킨다. 그러나, 특성상, 피부 부속기 주위의 콜라겐(periadnexal collagen)이 응고되더라도, 부속기 구조체(예를 들면, 혈관 모구, 땀관, 피지선, 혈관, 및 다른 분비기관)의 응고 흔적은 없다. 부속기 구조체 및 지방 조직의 여분은 본원에서 기술된 시스템 및 방법에 의해 제공된 또 다른 뜻밖의 이점이 있다. 전극이 대상 조직 내에 배치되기 때문에, 전류는 전극 쌍 사이의 적어도 저항의 경로를 통하여 흐른다. 부속기 구조물을 둘러싼 지방질 장벽 및 지방 조직의 높은 임피던스는 연결 조직 및 세포 간의 유체를 통하여 전류 및 에너지가 가해지도록 한다. 도 11c에 도시된 바와 같이, 최종적인 평면 병변(3)은 모낭(26), 혈관(28), 및 망상의 진피(19)의 다른 부속기 구조체를 피할 수 있다.

본 시스템의 실시예를 제시한 이러한 연구의 결과는 망상의 진피 내에서 무선 주파수 열의 영역을 생성할 수 있다. 병변 크기가 치료 펄스 기간 및 병변 온도를 변화시킴으로써 제어될 수 있다는 것이 증명되었다. 손상되지 않는 조직에 의해 둘러싼 병소는 참된 부분적인 응답을 제공하기 위해 생성된다. 활성 전극 부분(122)의 위치의 깊이를 정확하게 판별하기 위해 임피던스 계측을 사용하는 추가적인 특징을 이용하여, 깊이에 대한 정확성의 제어가 가능해진다. 위치에 대한 이러한 제어는 조정할 수 있는 선량 측정(dosimetry)을 가능케 하여, 진피의 특별한 깊이에서 특정 열 응고 프로파일의 제어 전달은 가능해 진다. 이러한 특징을 사용하여, 병소를 둘러싼 모든 영역에 있는 정상적인 조직의 여분이 충분해지도록 한다.

생체 상처 치료 응답에 관해 1550 nm의 섬유 레이저로 부분적인 사진열 융해 치료(fractional photothermolysis treatment)의 효과를 연구하는 이전의 레이저-조직 상호 작용 연구에 기반하여, 본 시스템이 유사한 빠른 치료를 달성할 수 있는 것으로 여겨진다. 게다가, 본원에서 기술된 바와 같이 치료는 자가콜라겐형성(neocollagenesis) 및 엘라스틴 대체 후-치료(post-treatment) 및 빠르고 진동하는 열 충격 단백질 응답(heat shock protein response)의 조직학적인 증거를 증명한다. 기본적으로, 본원에서 기술된 방법은 진피 층에서 하나 이상의 병소의 생성에 의한 자가콜라겐형성 및 엘라스틴 생성을 제공한다.

본원에서 기술된 실시예가 RF 에너지의 사용에 대해 주로 논의되었지만, 마이크로웨이브, HIFU, 레이저, 직접적인 가열과 같은 다른 에너지-기반 제거 형태, 또는 화학 작용제의 주입 등과 같은 비-에너지 기반 제거 형태도 불연속적인 부분적 병변을 생성하기 위해 사용될 수 있다.

예를 들면, 논의된 부분적인 병변은, 조직의 제 1 층에 적어도 부분적으로 프로브의 쌍을 적어도 삽입하고, 에너지가 조직에 손상을 입혀 각각의 프로브에 인접한 적어도 하나의 부분적인 병변을 생성하도록 하는 제어 방식으로 프로브의 쌍에 에너지를 적용함으로써, 생성될 수 있고, 각각의 부분적인 병변은 생존가능한 조직의 층에 의해 둘러싸인다. 사용된 에너지의 모드는 전기, 전자기, 마이크로웨이브, 기계작동, 초음파, 빛, 복사, 화학 약품(병변(2)의 중심점(focal point)에서(예를 들면, 프로브(104)의 팁에서) 위치된 주입기), 및 방사능 에너지의 범위에 걸쳐 있을 수 있다. 게다가, 부분적인 병변은 제시된 양극성 전극 또는 단일 단극성 전극을 사용하여 (병변이 전극의 영역 내에 남아있고 인접한 전극에 성장하지 못하는 한) 생성될 수 있다.

부분적인 병변을 생성하는 방법은 조직의 단일 층 내의 부분적인 병변을 생성하는 단계, 및/또는 병변이 병변(3)내로 성장하는 것을 가능케 하는 단계를 포함할 수 있고, 이때 상기 병변(3)은 조직의 단일 층 내에 남아있는 다수의 연결된 부분적인 병변들을 포함한다(예를 들면. 도 11b 참조), 본원에서 논의되는 바와 같이, 조직에서 부속기 및 필수적인 피부 구조체에 적용되는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 세팅 선택, 예를 들면, 목표 온도 및 온도에 대한 시간은 예를 들면, 땀 분비기관, 피지 분비기관 또는 모낭 등의 부속기 구조체, 또는 예를 들면, 엘라스틴과 같은 필수 구조체의 피부 구성성분에 제공되도록 선택될 수 있다. 온도 세팅을 약 70 ℃로, 온도에 대한 시간을 약 7 초 내로 하여, 부속기 구조체로 적용되는 것이 관측된다. 온도에 대한 시간이 약 15 초까지 증가될 시에, 완전한 조직 제거는 최소의 부속기 구조체에서 관측되거나, 부속기 구조체가 없는 곳에서 관측된다. 후-치료 자가콜라겐형성 및 엘라스틴 대체, 및 빠르고 진동하는 열 충격 단백질 응답의 조직학적인 증거는 또한 세팅으로 관측된다. 이러한 이점이 되는 생체 응답은 주로, 목표 온도가 약 70℃이고, 온도에 대한 시간이 약 7 초 내에 있을 경우에 관측된다. 장치를 이용한 전체적인 경험으로부터, 목표 온도가 약 65℃ 내지 75℃이고, 온도에 대한 시간이 약 1 초 내지 약 10 초로 유지되어 부속기 구조체에 작용된다. 또한, 일반적으로 인정되는 바와 같이, 엘라스틴 변성에 대한 온도 임계치는 100℃ 이상이다. 이에 따라서, 이 임계치 이하의 목표 온도는 엘라스틴이 존재하도록 하는 이점을 가진다. 이해해야 하는 바와 같이, 이와 유사한 관측은 서로 다른 제어 시스템을 사용하여 시스템으로 얻어질 수 있다. 예를 들면, 동일한 관측은 변함없는 전압, 변함없는 전류를 사용한 제어기로, 또는 온도 이외에 계측 파라미터를 사용한 피드백 시스템으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 다른 파라미터는 임피던스일 수 있다.

에너지 전달 동안 조직 내로부터 실시간 온도 피드백의 사용을 통하여, 온도는 사전에 선택되고, 그 후에, 에너지 전달을 제어하는데 사용된다. 이는, 피크 온도의 적당한 임상 종료점 및 온도에 대한 시간에 이르지만, 그러나 치료 적용 동안 초과되지 않도록 한다.

본원에 기술된 시스템 및 방법의 실시예가 임의의 개수의 에너지 형태를 사용할 수 있다. 양극성 RF 에너지 형태로 사용될 시에, 최소의 침투성 마이크로-바늘 전극 쌍의 사용은 여러 가지의 분명한 이점을 가지는 것으로 나타난다. 우선, 시스템 및 방법은 에너지가 전달되는 피부 내의 위치를 제어하는 직접적인 방법을 가능케 한다. 시스템 및 방법은 색소포 위치(chromophore location) 주위에서 불확실한 상황을 제거하고, 에너지가 조직 내에 불확실하게 흡수되는 곳을 제거한다. 시스템 및 방법은 또한, 조직 특성이 치료 에너지의 전달 전에 계측하도록 하여, 치료 위치를 확인하고, 실시간으로 치료 알고리즘을 최적화시킬 수 있다.

서로 다른 조직 층의 임피던스의 현저한 차이가 관측된다. 마이크로-전극이 지방 조직 내의 피하 조직에 의도적으로 또는 부주의로 배치되는 경우, 계측된 임피던스는 망상의 진피의 임피던스보다 현저하게 높다. 이와 유사하게, 전극이 유두성 내에 표면에 의도적으로 또는 부주위로 배치되는 경우, 망상의 진피의 통상적인 임피던스보다 낮은 임피던스가 관측된다. 특히, 또한 의사가 치료할 시에, 망상의 진피 내에서 보다 높은 임피던스는 보다 깊은 배치에 서로 관련되는 경향이 있다. 망상의 진피 내에서, 피부의 전기 및 열적 특성에서 환자들 간의 차이, 그리고 치료 위치 차이가 관측된다. 이러한 차이는 전달된 전압, 전류, 전력 또는 에너지보다는 오히려 제어 파라미터로서, 병변 온도 및 온도에 대한 시간을 사용한 경우에 이점이 두드러진다.

최소 침습 접근법의 직접적인 이점은 마이크로-전극의 원위단에 전략적으로 위치된 온도 센서의 사용을 통하여 치료 효과의 실시간 피드백을 획득하는 능력이다. 실시간 온도 데이터는 조직 응답의 균일성을 가능케 한다. 고정된 에너지 또는 고정된 전력 제어는 종종 조직 응답의 현저한 변화를 초래한다. 이 조직 응답의 변동성 및 실시간 피드백의 결핍은, 종래의 비-침투성 장치를 볼 때 복잡성 및 결과에 대한 실망에 대한 요인의 원인이 될 수 있다.

도 12는 도 11a에 도시된 바와 같이 조직 내에 분리된(또는 부분적으로 겹치는) 부분적인 병변(2)을 형성하도록 설계된 RF 에너지 기반 시스템의 부분적인 개략도의 일 예를 도시한다. 이 실시예에서, RF 에너지 공급 유닛(90)은 다수의 절연 변압기(192, 194, 196, 198)를 포함한다. 절연 변압기는 두 회로를 분리시키도록 사용하기 위해, 주로 대칭적인 권선을 갖는 변압기이다. 절연 변압기는 AC 신호 또는 전력이 하나의 장치로부터 취해지고, 두 회로를 전기적으로 연결시키지 않으면서 상기 AC 신호 또는 전력을 다른 장치로 공급한다. 제 1 변압기(192)는 환자를 출구측 회로로부터 절연시키기 위해 사용될 수 있다. 나머지 변압기(194, 196, 198)는 장치 상의 모든 RF 채널들을 전기적으로 절연시키기 위해 사용된다. 예를 들어, 장치가 5 쌍의 전극을 갖는 경우, RF 전원 공급 장치는 6 개의 절연 변압기(하나는 환자를 회로로부터 전기적으로 절연시키기 위해 사용되고, 나머지 5 개는 각각의 전극 쌍을 위해 사용됨)를 포함할 것이다. 그 외, 상기 시스템은 여기에 기술된 바와 같이 기능을 수행할 것이며, 절연 변압기의 전류 흐름은 보다 제대로 제어될 것이다. 이러한 특징은 채널 간(그 결과 전극 쌍들 간) 혼선 또는 전류 흐름을 제거한다. 절연 변압기(192, 194, 196, 198)는 각각의 RF 채널 내의 전류 흐름이 우연히 나머지 채널 중 어느 하나로 이동되는 것을 방지한다. 한 쌍의 전극들 사이의 전류 흐름에 대한 절연은 국부적이고 경계가 잘 정해진 부분적인 병변을 생성한다.

분명히, 절연 변압기가 적어도 한 쌍을 다른 쌍으로부터 절연시키는 한, 임의의 개수의 절연 변압기가 사용될 수 있다. 또한, 각각의 RF 채널(또는 전극 쌍)은 독립적인 제어기에 의해 제어될 수 있다. 대안적인 구성으로, RF 채널(또는 전극 쌍)은 하나 또는 그 이상의 제어기에 의해 제어될 수 있다.

이하 기술되는 바와 같이, 한 쌍의 인접한 전극들 간의 제어된 전류 전도를 사용하면서 인접한 전극 쌍들로부터의 혼선 전류를 방지하는 것은, 온도에 대한 시간 또는 에너지 인가의 총 지속시간뿐만 아니라 목표 온도를 기반으로 하여 부분적인 병변의 사이즈 또는 용적을 제어할 수 있도록 한다.

예 - 양극성 RF 시스템의 모델

전술한 양극성 시스템의 일 실시예는 에너지 배치 및 열 프로파일 패턴의 동적인 변화를 특성화하기 위해 유한 요소 해석을 사용하여 모델링되었다. 실제 시스템은 RF 인가 도중 표피를 보호하기 위해 열전 냉각과 함께 5 쌍의 30 게이지 마이크로니들 어레이를 포함한다. 각각의 마이크로니들의 근위단은 생체적합성 물질로 절연되며, 원위부의 3 mm가 노출되어 조직 내에 전극을 형성하도록 한다. 각각의 전극 쌍의 끝부분에 내장된 써모커플은 치료 도중 조직의 온도를 측정하여 PID 제어 알고리즘을 통해 발전기로 실시간 피드백을 제공한다. 치료하는 의사는 임상의 종점으로서 원하는 목표 온도 및 펄스 지속기간을 선택할 수 있다.

상기 모델은 Comsol Multiphysics software(메사추세츠 불링턴에 있는 Comsol 제작)로 모델링된 다섯 쌍의 시스템 중 하나의 전극 쌍으로 구성된다. 모델링된 쌍은 피부 내에서 20°로 경사지게 배치된 두 개의 6 mm 길이의 니들을 갖는다(예컨대, 도 7a 및 도 7b 참조). 모델링된 피부는 표피, 진피 및 피하층을 나타내는 세 개의 섹션으로 구성된다. 도 13a에 도시된 표에 기술된 바와 같이, 전기적, 열적, 그리고 혈액 관류 성질이 각각의 층에 할당되었다. 상기 모델은 표피층이 구현되는 것을 보호하기 위해 냉각판 효과를 포함하며, 선택 가능한 목표 온도를 갖는 PID 제어기가 실시간 온도 피드백을 기반으로 전력 전달을 제어하며, 반복적인 수치 방법이 결과를 얻기 위해 사용되었다.

모델 내의 모든 치수가 460 kHz(본 실험에서 인가된 RF 신호 주파수)에서 조직 내의 파장보다 더 작기 때문에, 준정적인(quasi-static) 접근 방법이 사용되었다. 각각의 시간 증가분에 대해, 전자기적인 문제가 해결되었으며, 조직 내의 에너지 축적을 나타내는 에너지 SAR(specific absorption rate)가 다음과 같이 계산되었다:

여기서, σ는 전기적 전도성(S/m)이고, ω는 각주파수(Hz)이고, ε₀는 진공유전율(8.85×10^-12 F/m)이고, ε₀는 매질의 상대적인 유전율이고(단위가 없음), V는 전압(V)이다. 로렌츠의 힘에 따라, 전기장 E는 전압 V로부터 다음과 같이 계산된다:

그리고 나서, SAR 패턴은 생체열(bioheat) 방정식에서 다음과 같이 외부 공간 열원으로 정의될 수 있다:

그리고 나서, 상기 시스템은 생체열 방정식의 해를 구하고, 다음과 같은 방정식을 사용하여 최종적인 조직 온도를 계산한다:

여기서, ρ는 조직의 밀도(kg/m³)이고, C는 조직의 비열(J/kg·℃)이고, k는 열 전도성(W/m·℃)이고, ρ_b는 혈액의 밀도(kg/m³)이고, C_b는 혈액의 비열(J/kg·℃)이고, ω_b는 혈액의 관류율(l/sec)이고, T는 온도(℃)이고, T_b는 동맥혈의 온도(℃)이고, Q_met은 물질대사로부터의 열원(W/m³)이고, Q_ext는 공간적인 열원(W/m³)이다(전자기 모델로부터의 SAR임). 노출된 니들의 중앙에서 측정된 온도는 PID 제어기에 대한 입력으로 사용되었다. 양극성 니들에 대한 입력 전압은 전술한 제어 전압(V)에 대한 방정식에 따라 PID 제어기에 의해 계산되었다.

이 알고리즘에서, V는 치료에 걸쳐 목표 온도와 측정된 온도 간의 차이를 최소화하기 위해 지속적으로 조절되었다. 초기 온도는 모든 피부층에 대해 37℃로 설정되었고, 냉각판은 10℃로 설정되었다. 완전한 전기적 열적 절연이 전자기 열적 모델에서 경계조건으로 선택되었다. 5초의 펄스 지속기간의 시뮬레이션이 완료될 때까지, 반복 프로세스가 다음 시간 증가분에 대한 전자기적 열적 해를 계산하기 위해 반복되었다. 이 모델에서 사용된 목표 온도는 63, 70 및 78℃였다. 전력 전달이 종료된 후 피부층의 냉각을 모니터링하기 위해 추가적으로 5초동안 모델링이 계속되었다. 도 13b는 5초 동안 펄스가 온 상태에 있고 5초 동안 오프 상태에 있는 시간에 대한 온도의 그래프를 도시한다.

모델의 결과를 입증하기 위해, 출력이 실시간 온도 및 이전 체내 치료로부터의 임피던스 데이터와 비교되었다.

모델로부터의 결과는 시스템의 실제 임상 실험 도중 수집된 데이터와 양호한 상관 관계를 나타내었다. 조직 온도의 시간적인 응답은 모델에 높은 신뢰성을 부여하는 체내 치료 도중 관찰된 프로파일을 잘 반영하였다. 도 13e 및 도 13f는 모델링된 진피층 내의 전극(104) 또는 전극(104) 쌍의 측면 및 앞면 열 프로파일을 나타낸다. 63℃의 등온선은 진피층에 삽입된 노출된 부분을 따라 니들 사이에서 측 방향으로 한정되었다. 목표 온도가 2초 내에 도달되었고, 전극을 포함한 평면 내에서 유지되었음을 보여주는 결과가 획득되었다. 열 프로파일은 펄스 인가 도중 전극을 포함하는 평면으로부터 연장된다. 열 프로파일의 제한된 측 방향 확산은 부분적인 병변이 다수의 전극 쌍들로 생성되도록 한다. 피하층에서 최소의 온도 상승이 관찰되었다. 냉각판(214)은 효과적으로 표피의 온도를 항상 37℃ 미만으로 유지시킨다. 나아가, 도 13e 및 도 13f에 도시된 바와 같이, 63℃의 등온선은 RF 전력이 꺼진 후 5초 내에 사라졌다.

도 13c 및 도 13d에 도시된 바와 같이, 목표 온도 및 온도에 대한 시간 또는 총 에너지 인가 지속시간은 병변의 사이즈 또는 용적에 대한 주요 예측 변수로 생각된다. 도 13c는 63℃의 목표 온도에서, 2 내지 5초의 RF 인가 시, 병변의 용적이 약 1 mm³에서 약 2 mm³으로 팽창되었음을 보여준다. 78℃의 목표 온도에서, 용적은 약 4 mm³에서 약 6 mm³으로 팽창되었다. 이러한 부분적인 병변의 용적은 안전하고 효과적으로, 피부 트러블 및 주름의 치료에 대해 우수한 효과를 제공하는 것으로 나타났다. 공칭 조직 특성으로 획득된 병변의 치수는 전술한 조직학적인 결과를 반영한다. 모든 시뮬레이팅된 조건에서, PID 제어기에 의해 제공된 실시간 피드백은, 니들의 위치 또는 피부의 전도성에 관계없이 조직이 기정의된 목표 온도에 도달하고 유지됨을 보장하였다.

RF 전력이 상이한 조건에서 흡수되는 것을 식별하는 연구는, 인가된 전력의 96%가 정상 조건 하에서 진피층에 흡수되었음을 발견하였으며, 전극의 노출된 길이는 망상진피 내, 즉 표피면 아래로 1 내지 2 mm에 위치한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 전극(104)의 노출된 길이의 절반이 의도적으로 피하 조직(12)에 삽입되는 경우, 인가된 전력의 87%가 진피층(12)에 흡수된 채로 유지된다. 조직 내에서 전달된 양극성 RF 전류는 우선적으로 가장 높은 전도성을 갖는 경로를 따르며, 이 경우에서는 진피층(18)을 따라 흐른다. 전극이 피하 조직 내에 부분적으로 부정확하게 배치되는 경우를 포함하여, 지방 조직을 다치지 않게 하는 것은 최소 침습 양극성 RF 치료의 큰 효과이다.

치료가 불편하다는 것은 많은 열적 심미성 EMR 수술 도중 발생하는 염려 사항이다. 콜라겐 응고는 심각한 통증 반응을 유도하는 온도에서 일어난다. 국소 마취제가 부분적으로 불편함을 줄일 수 있으나, 많은 환자에게 충분치 않다. 치료의 불편함을 제거하기 위해, 심미성 EMR 수술 도중 국소 마취제가 주입된다. 그러나, 레이저 및 단극성 RF 장치의 제조자는 국소 마취제를 사용하지 않을 것을 제안하며, 이는 상기 국소 마취제가 에너지 축적 및 가열 패턴을 변경할 수 있기 때문이다. 반면, 최소 침습 양극성 RF 치료는, 일반적인 마취제를 사용하여 치료된 환자와 비교하여 국소 마취제를 주입하여 피부 영역을 치료하는 경우, RF 치료구역에 있어서 차이가 없음이 관찰되었다. 국소 마취제의 주입은 전기적인 임피던스를 낮추는 경향이 있으며, 350 Ω만큼 낮은 값이 임상적으로 관찰되었다. 전기적 전도성에 대한 병변 용적의 민감도를 특성화하기 위한 분석이 수행되었다. 병변 용적은 주입된 마취제의 존재로 인해 생성된 피부 임피던스에 민감하지 않다는 결과가 얻어졌다. 전기적 전도성이 4 겹(fold)만큼 증가되거나 감소될 때(그 범위는 임상적으로 관찰된 임피던스 값에 걸쳐 있음), 병변 사이즈는 5초 동안 RF 인가 후 공칭 값의 +/-1% 내에 있었다. 이러한 발견은 이전의 관찰 결과를 확실하게 해주고, 실시간으로 출력을 조절하는 피드백 시스템이 국소 마취제의 존재나 전기적 전도성에 영향을 주는 다른 팩터를 변경하는 것에 관계없이, 예측 가능한 병변 용적을 생성하도록 하는 것을 제안해준다.

따라서, 여기에 기술된 시스템은 조직 내에 병변을 형성하는 것을 제어할 수 있도록 한다. 병변이 피부의 미용적인 외형을 개선하기 위해 생성되는 경우, 상기 방법은 피부에 인접한 진피 조직의 영역에 제어된 병변을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 진피 조직의 영역은 제 1 세트의 파라미터 값을 포함하는 전기적인 파라미터의 세트를 가지며, 피부 및 조직의 영역에 약물을 적용하는 것은 상기 전기적인 파라미터의 세트 중 적어도 하나를 변화시키도록 유발하여, 제 2 세트의 파라미터 값을 야기한다. 에너지 전달 유닛(들)이 피부의 진피층을 통해 삽입됨에 따라(에너지 전달 유닛은 에너지원 및 제어기에 전기적으로 결합 가능함), 상기 시스템은, 에너지 전달 유닛으로부터 진피 조직의 영역으로 에너지를 인가하는 것을 제어하여, 진피 조직 내의 병변의 용적을 제한하도록 치료 시간 동안 치료 온도로 상기 영역을 유지시키며, 상기 제어기는 제 1 세트의 파라미터 값과 제 2 세트ㅌ의 파라미터 값 간의 변화에 관계없이 치료 온도를 유지시킨다.

복수의 부분적인 병변이 생성되는 경우, 각각의 에너지 전달 유닛으로부터 진피 조직의 영역으로 에너지를 인가하는 것을 제어하는 것은, 진피 조직 내의 복수의 병변 각각의 용적을 제한하고, 병변의 영역이 겹치는 것을 제한하거나 제어하도록, 각각의 영역을 치료 온도로 치료 시간 동안 유지시키는 방식으로 수행된다.

최소 침습 양극성 RF 치료는 망상진피 내에 부분적인 열적 구역을 전달하는 매우 직접적인 방법이다. FEA 모델은 열적 병변이 전극 구조 및 치료 지속시간에 의해 정의된 구역 내에 생성될 수 있음을 보여주었다. 또한, 상기 모델은 PID 제어 알고리즘과 함께 결합된 실시간 피드백이 각각의 열적 병변 내의 목표 진피 온도가 기선택되고 모든 검사된 조건을 초과하지 않으면서 상기 목표 진피 온도가 도달되도록 함을 확인하였다. 치료 파라미터로 조직의 온도를 기선택할 수 있는 것과 조직 임피던스 및 전극 위치에 대한 양극성 최소 침습 접근 방식의 강건함은, 피드백 시스템이 사용되지 않거나 고정되고 기결정된 투여량에 대한 반응이 피부 상태 및 특정한 색소포의 농도에 의존하는 종래의 기술에서 나타나는 많은 불확실성을 제거한다.

전술한 실시예는 본 발명의 방법 및 장치의 실시예의 다양한 예를 설명하도록 의도된다. 전술한 실시예는 결합될 수 있거나, 실시예의 양태가 청구항에서 결합될 수 있음이 이해된다.

Claims (109)

1. 조직면 아래에 있는 대상 영역으로 에너지를 전달하는 에너지 전달 시스템에 있어서,
   복수의 전기적으로 절연된 에너지원, 및 에너지 공급 유닛에 결합된 커넥터;
   상기 조직면 상에 장치 몸체를 배향시키는 조직 체결면을 갖는 장치 몸체; 및
   상기 장치 몸체로부터 상기 조직 체결면에 대해 경사각을 형성하며 인출 가능한 복수의 에너지 전달 유닛을 포함하며,
   각각의 에너지 전달 유닛은 상기 커넥터를 통해 하나의 전기적으로 절연된 에너지원으로 결합 가능하여, 에너지가 공급되는 경우, 에너지가 인접한 에너지 전달 유닛들 사이에서 이동하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 전기적으로 절연된 에너지원은 전원 공급 장치에 결합되는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
3. 제 1항에 있어서,
   각각의 에너지 전달 유닛은 각각 상반된 극성을 갖는 한 쌍의 에너지 전달 소자들을 포함하는 에너지 전달 시스템.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 전기적으로 절연된 에너지원은 상기 에너지원과 연관된 플로팅 전위(floating potential)를 생성하기 위해 적어도 하나의 절연 변압기를 포함하며,
   상기 플로팅 전위는 상기 에너지 전달 유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 에너지 전달 유닛 중 적어도 하나는 배치 깊이를 확인하기 위한 시각적인 표시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 조직 체결면에 인접하고, 상기 복수의 에너지 전달 유닛으로부터 이격된 안정화 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 조직 체결면이 상기 조직면 상에 배치되고 상기 복수의 에너지 전달 유닛이 진입 지점에서 상기 조직면으로 진입되는 경우, 상기 복수의 에너지 전달 유닛이 상기 조직면에 대하여 경사각을 형성하며 진입하면서, 상기 조직 체결면 및 상기 안정화 플레이트가 상기 진입 지점에 인접한 상기 조직면의 이동을 감소시키도록, 상기 조직 체결면 및 안정화 플레이트가 배치되는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 안정화 플레이트와 상기 조직 체결면 사이에 배치되는 윈도우를 더 포함하고,
   상기 윈도우는 상기 에너지 전달 유닛이 상기 진입 지점으로 진입하는 것을 직접 확인할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
9. 제 6항에 있어서,
   상기 안정화 플레이트에 결합된 냉각원을 더 포함하여, 상기 안정화 플레이트가 체온과 같은 온도, 체온보다 낮은 온도 또는 체온보다 약간 높은 온도를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 냉각원은 적어도 하나의 가열 파이프를 포함하고,
    상기 히트 파이프는 상기 냉각원의 일부가 상기 장치 몸체의 근위단에 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
11. 제 9항에 있어서,
    상기 냉각원은, 열전(thermoelectric) 냉각 장치, 유체 냉각 장치, 및 상 변화 도중 열을 흡수하는 상 변화 타입 물질로 구성된 그룹으로부터 선택된 냉각원을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
12. 제 6항에 있어서,
    상기 안정화 플레이트는 흡입 루멘(suction lumen)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
13. 제 6항에 있어서,
    상기 장치 몸체의 일부 상에 배치된 디스플레이 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛은, 상기 에너지원 중 적어도 하나의 하나 이상의 파라미터를 표시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
15. 제 13항에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛은, 상기 에너지원 중 적어도 하나의 하나 이상의 파라미터를 표시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
16. 제 1항에 있어서,
    상기 에너지 전달 유닛 각각은 각각의 활성 영역을 따라 각각의 임피던스를 가지며,
    상기 에너지 전달 유닛 중 적어도 하나의 임피던스는 각각의 활성 영역을 따라 변하는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
17. 제 16항에 있어서,
    상기 에너지 전달 유닛 각각의 임피던스는 상기 각각의 활성 영역을 따라 변하는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
18. 제 1항에 있어서,
    상기 에너지 전달 유닛 중 적어도 하나는 적어도 하나의 조직 파라미터를 측정하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
19. 제 18항에 있어서,
    상기 센서는 에너지 전달 소자 중 적어도 하나 내에 배치된 온도 센서인 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
20. 제 18항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 조직 파라미터는 전기 임피던스, 상기 전기 임피던스의 위상각, 음향 임피던스, 수화 작용(hydration), 수분 함유율, 전자기 반사율/흡수율, 온도, 이동 및 탄성을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
21. 제 1항에 있어서,
    상기 에너지 공급 유닛은 RF 에너지 공급 유닛을 포함하고,
    상기 전기적으로 절연된 에너지원은 전기적으로 절연된 RF 에너지원을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
22. 제 21항에 있어서,
    적어도 하나의 에너지 전달 유닛에 결합된 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
23. 제 22항에 있어서,
    상기 온도 센서에 결합된 적어도 하나의 제어기를 더 포함하고,
    상기 제어기는 관련된 절연 RF 에너지원의 출력 레벨을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
24. 제 23항에 있어서,
    각각의 절연된 RF 에너지원은 관련된 제어기에 의해 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 에너지 전달 시스템.
25. 복수의 조직층 내의 대상 조직층에 에너지를 인가하여, 조직의 미용적 외관(cosmetic appearance)를 개선시키는 시스템에 있어서,
    장치 몸체에 결합된 복수의 에너지 전달 유닛으로서, 각각의 에너지 전달 유닛은 활성 영역을 갖는 적어도 하나의 프로브를 가지며, 상기 프로브 중 적어도 하나는 상기 활성 영역 내의 조직 파라미터를 측정하도록 구성되는 복수의 에너지 전달 유닛; 및
    복수의 전기적으로 절연된 에너지원을 포함하는 전원 공급 장치로서, 각각의 전기적으로 절연된 에너지원은 하나의 에너지 전달 유닛에 결합되어 복수의 치료 회로를 형성하는 전원 공급 장치를 포함하며,
    상기 전원 공급 장치로부터의 에너지가 서로 다른 치료 회로들 사이에서 전달되는 것을 제한하여 상기 조직층 내에 복수의 부분적인 병변(lesions)을 생성하도록 하며, 각각의 부분적인 병변은 살아있는 조직 영역에 의해 인접한 부분적인 병변으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 에너지 인가 시스템.
26. 제 25항에 있어서,
    상기 조직 파라미터는 조직의 온도인 것을 특징으로 하는 에너지 인가 시스템.
27. 제 25항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는, 상기 조직 파라미터에 응답하여 상기 프로브로의 에너지 전달을 조절하는 적어도 하나의 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 인가 시스템.
28. 제 27항에 있어서,
    상기 제어기는, 조직 임피던스에 응답하여 상기 프로브로의 에너지 전달을 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 인가 시스템.
29. 제 25항에 있어서,
    각각의 프로브는 활성 영역을 포함하고,
    각각의 프로브는 각각의 활성 영역에 인접한 조직 파라미터를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 인가 시스템.
30. 제 25항에 있어서,
    상기 프로브 중 적어도 하나는 상기 활성 영역 상에 배치된 제 1 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 인가 시스템.
31. 제 25항에 있어서,
    상기 프로브 중 적어도 하나는 상기 프로브의 비-활성 영역 상에 배치된 제 2 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 인가 시스템.
32. 제 25항에 있어서,
    상기 파라미터는 조직의 임피던스 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 인가 시스템.
33. 제 32항에 있어서,
    제어기는 상기 조직의 임피던스 값을 기반으로 에너지 전달을 조절하는 것을 특징으로 하는 에너지 인가 시스템.
34. 제 33항에 있어서,
    상기 조직 파라미터가 250 Ω보다 작고 3000 Ω보다 큰 경우, 상기 제어기는 상기 프로브 중 적어도 하나로의 에너지 전달을 방지하는 것을 특징으로 하는 에너지 인가 시스템.
35. 제 33항에 있어서,
    상기 조직 파라미터가 700 내지 1500 Ω인 경우, 상기 제어기는 제 1 세트의 파라미터를 사용하여 상기 프로브 중 적어도 하나로 에너지 전달을 제공하는 것을 특징으로 하는 에너지 인가 시스템.
36. 제 33항에 있어서,
    상기 조직 파라미터가 1500 내지 3000 Ω인 경우, 상기 제어기는 제 2 세트의 파라미터를 사용하여 상기 프로브 중 적어도 하나로 에너지 전달을 제공하는 것을 특징으로 하는 에너지 인가 시스템.
37. 제 33항에 있어서,
    상기 조직 파라미터가 250 내지 700 Ω인 경우, 상기 제어기는 제 2 세트의 파라미터를 사용하여 상기 프로브 중 적어도 하나로 에너지 전달을 제공하는 것을 특징으로 하는 에너지 인가 시스템.
38. 제 32항에 있어서,
    상기 복수의 프로브는 복수의 한 쌍의 프로브를 포함하고,
    각각의 부분적인 병변은 인접한 프로브 쌍 사이에 생성되는 것을 특징으로 하는 에너지 인가 시스템.
39. 조직의 미용상 외관을 개선하도록 복수의 절연된 병변을 생성하는 방법에 있어서,
    조직 내에 복수의 전극 쌍을 배치하는 단계로서, 복수의 전극 쌍 각각은 복수의 에너지원에 각각 결합되고, 각각의 에너지원은 전기적으로 절연되고, 각각의 전극 쌍은 상반된 극성의 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함하고, 절연된 에너지원은 각각 결합된 전극 쌍의 전극들 사이에서 에너지가 흐르도록 제한하는 단계;
    적어도 제 1 전극 쌍의 전극들 사이에 위치하는 조직의 적어도 제 1 파라미터를 식별하는 단계;
    적어도 제 2 전극 쌍의 전극들 사이에 위치하는 조직의 적어도 제 2 파라미터를 식별하는 단계;
    제 1 전극 쌍의 전극들 사이에서 제 1 부분적인 병변을 형성하도록, 상기 제 1 파라미터에 응답하여 제 1 절연된 에너지원으로부터 상기 제 1 전극 쌍까지 에너지를 공급하는 단계로서, 상기 제 1 절연된 에너지원은 상기 제 1 전극 쌍의 전극들 사이에서 에너지가 흐르도록 제한하는 단계; 및
    상기 제 2 전극 쌍의 전극들 사이에서 상기 제 1 부분적인 병변으로부터 이격된 제 2 부분적인 병변을 형성하도록, 상기 제 2 파라미터에 응답하여 제 2 절연된 에너지원으로부터 상기 제 2 전극 쌍까지 에너지가 공급되는 단계로서, 상기 제 2 절연된 에너지원은 상기 제 2 전극 쌍의 전극들 사이에서 에너지가 흐르도록 제한하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
40. 제 39항에 있어서,
    상기 제 1 부분적인 병변 및 제 2 부분적인 병변은 생존 가능한 조직 영역에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
41. 제 39항에 있어서,
    상기 제 1 부분적인 병변 및 제 2 부분적인 병변은 교차되지 않는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
42. 제 39항에 있어서,
    상기 제 1 부분 및 제 2 부분적인 병변의 적어도 일부는 교차되어, 교차된 부피를 형성하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
43. 제 42항에 있어서,
    상기 교차된 부피는 상기 제 1 부분적인 병변 또는 제 2 부분적인 병변의 부피의 50 %보다 작은 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
44. 제 39항에 있어서,
    상기 제 1 절연된 에너지원 및 제 2 절연된 에너지원으로부터 에너지를 공급하는 단계는, 상기 제 1 부분적인 병변 및 제 2 부분적인 병변 사이에서 조직의 나머지 영역을 생성하도록, 에너지의 공급을 제한하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
45. 제 39항에 있어서,
    상기 전극 쌍의 배치를 확인하는 단계는 상기 전극 쌍의 전극들 사이에 위치하는 조직의 임피던스를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
46. 제 45항에 있어서,
    상기 조직의 측정된 임피던스를 기반으로 제어 파라미터의 세트를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
47. 제 45항에 있어서,
    상기 조직을 손상시키고, 적어도 하나의 중심 병변을 생성하기 위해, 전극들 사이에 전류가 통과하도록 상기 전극 쌍의 전극들 사이에 위치하는 조직의 각각의 임피던스 값을 기반으로 하나 이상의 전극 쌍에 선택적으로 에너지를 공급하는 단계를 더 포함하고,
    상기 중심 병변은 손상되지 않은 조직에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
48. 제 39항에 있어서,
    전류는 적용 중 손상된 조직의 온도를 기결정된 온도로 유지시키도록 조절되는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
49. 제 48항에 있어서,
    상기 전류는 상기 에너지원으로부터의 최대 전력에 의해 기결정된 최대 레벨로 제한되는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
50. 제 48항에 있어서,
    상기 전류를 공급하는 단계는, 망상의 진피층 내에 중심 병변을 생성하기 위해, 에너지를 공급하는 동시에 상기 부분적인 병변의 부피를 증가시키도록 증가된 시간의 주기 동안 상기 기결정된 온도를 유지시키는 단계를 포함하고,
    상기 중심 병변은 다수의 부분적인 병변을 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의절연된 병변 생성 방법.
51. 제 48항에 있어서,
    상기 전류를 공급하는 단계는, 측정된 온도가 상기 기결정된 온도를 초과하는 것을 방지하기 위해 에너지의 적용을 제어하도록, 상기 손상된 조직에서 측정된 온도를 상기 기결정된 온도와 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
52. 제 48항에 있어서,
    상기 전류를 공급하는 단계는, 전류를 공급하는 동시에, 진피층 내의 부속기 구조체의 생존 능력을 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
53. 제 48항에 있어서,
    상기 기결정된 온도는 섭씨 60 내지 80 도인 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
54. 제 53항에 있어서,
    적용 시간은 0 내지 10 초인 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
55. 제 52항에 있어서,
    상기 부속기 구조체는 혈관, 땀 분비기관, 피지 분비기관 및 모낭으로 구성된 그룹으로부터 선택된 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
56. 제 39항에 있어서,
    조직의 표면 아래에 적어도 하나의 전극 쌍을 배치하는 단계는, 표피의 표면 아래에 전극 쌍의 어레이를 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
57. 제 56항에 있어서,
    상기 전극 쌍의 어레이를 삽입하는 단계는, 경사각으로 상기 전극 쌍의 어레이를 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
58. 제 57항에 있어서,
    상기 중심 병변에 직접적으로 수직한 조직의 표면을 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
59. 제 39항에 있어서,
    상기 방법은 손상되지 않은 조직에 의해 분리되는 복수의 중심 병변을 생성하는 단계를 포함하고,
    적어도 하나의 전극 쌍은 복수의 전극 쌍을 포함하고,
    전극 쌍에 선택적으로 에너지가 공급되는 단계는, 상기 복수의 중심 병변을 생성하도록 상기 전극 쌍의 전극들 사이에 위치하는 조직의 각각의 임피던스 값을 기반으로하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
60. 제 39항에 있어서,
    상기 에너지원으로부터 전류를 공급하는 단계는, 중심 병변을 생성하도록 상기 전극 쌍의 전극들 사이에 위치하는 조직의 각각의 임피던스 값을 기반으로 하나 이상의 전극 쌍에 선택적으로 에너지가 공급되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
61. 제 60항에 있어서,
    상기 하나 이상의 전극 쌍에 선택적으로 에너지가 공급되는 단계는, 전극 쌍에 의해 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
62. 제 39항에 있어서,
    허용 가능한 임피던스 값의 범위를 제공하는 단계, 및 측정된 임피던스가 상기 허용 가능한 임피던스 값의 범위를 벗어난 경우, 에너지가 전극으로 전달되는 것을 방지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
63. 제 39항에 있어서,
    허용 가능한 총 에너지의 양을 제공하는 단계, 및 에너지의 양이 상기 허용 가능한 총 에너지의 양을 초과하는 경우, 에너지가 전극에 전달되는 것을 방지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
64. 제 39항에 있어서,
    허용 가능한 최대 온도 값을 제공하는 단계, 및 측정된 온도가 상기 최대 온도 값을 초과하는 경우, 에너지가 전류에 전달되는 것을 방지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
65. 제 39항에 있어서,
    조직 내의 피부의 표면 아래에 적어도 하나의 전극 쌍을 배치하는 단계는, 조직 내의 전극 쌍을 순차적으로 집어넣는 동시에, 상기 전극 쌍의 적절한 배치를 보장하도록 조직 내에 전극 쌍을 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 절연된 병변 생성 방법.
66. 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법에 있어서,
    타켓 조직층에 적어도 부분적으로 복수의 에너지 전달 유닛을 삽입하는 단계로서, 상기 복수의 에너지 전달 유닛 각각은 복수의 절연된 에너지원에 결합되는 단계;
    각각의 절연된 에너지원이 각각의 에너지 전달 유닛에 에너지를 공급하고, 인접한 에너지 전달 유닛 사이에 에너지가 통과하는 것을 방지하도록, 상기 에너지 전달 유닛을 통해 조직에 에너지를 적용하는 단계; 및
    각각의 에너지 전달 유닛에 인접한 적어도 하나의 부분적인 병변을 생성하도록 에너지를 제어하는 단계를 포함하고,
    각각의 부분적인 병변은 생존 가능한 조직층에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
67. 제 66항에 있어서,
    각각의 에너지 전달 유닛은 한 쌍의 에너지 전달 소자를 포함하고,
    상기 한 쌍의 에너지 전달 소자는 각각 상반된 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
68. 제 66항에 있어서,
    각각의 에너지 전달 유닛은 하나의 에너지 전달 소자를 포함하고,
    상기 방법은 타켓 조직으로부터 이격된 조직에 복수의 그라운드 소자를 결합시키는 단계를 더 포함하고,
    각각의 그라운드 소자는 하나의 에너지 전달 소자 및 하나의 절연된 에너지원과 함께 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
69. 제 66항에 있어서,
    상기 에너지를 제어하는 단계는, 하나의 조직층 내에 각각의 부분적인 병변을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
70. 제 69항에 있어서,
    상기 층은 망상의 진피층을 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
71. 제 66항에 있어서
    상기 에너지를 적용하는 단계는, 제 1 조직층에 부속기 구조체의 생존 능력을 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
72. 제 71항에 있어서,
    상기 부속기 구조체는 혈관, 땀 분비기관, 피지 분비기관 및 모낭을 구성된 그룹으로부터 선택된 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
73. 제 66항에 있어서,
    상기 에너지는 열에너지, 전기에너지, 전자기에너지, 마이크로파 에너지, 기계에너지, 초음파 에너지, 광 에너지, 복사에너지, 화학에너지 및 방사성 에너지로 구성된 그룹으로부터 선택된 에너지 형태로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
74. 제 66항에 있어서,
    상기 에너지의 적용은 엘라스틴의 구조적인 형태를 유지시키도록 선택되는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
75. 제 66항에 있어서,
    각각의 부분적인 병변에 의해 채워진 부피는 생존 가능한 조직 내에 완전히 포함되는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
76. 제 75항에 있어서,
    상기 각각의 부분적인 병변에 의해 채워진 부피는 모두 피부의 표면 아래에 있는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
77. 제 75항에 있어서
    상기 부분적인 병변의 부피는 1 내지 10 mm³인 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
78. 제 75항에 있어서,
    상기 부분적인 병변에 의해 채워진 부피는 상기 에너지 전달 유닛의 표면을 적어도 부분적으로 덮는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
79. 제 78항에 있어서,
    상기 에너지 전달 유닛은 전극 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
80. 제 78항에 있어서,
    상기 에너지 전달 유닛은 하나의 전극을 포함하고,
    상기 하나의 전극은 외부 리턴 전극과 함께 폐루프를 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
81. 제 78항에 있어서,
    상기 각각의 부분적인 병변에 의해 채워진 부피는 상기 에너지 전달 유닛의 표면을 완전히 덮는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
82. 제 78항에 있어서,
    상기 각각의 부분적인 병변에 의해 채워진 부피는 상기 에너지 유닛의 표면의 적어도 50 %를 완전히 덮는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
83. 제 66항에 있어서,
    각각의 부분적인 병변을 생성하도록 에너지를 제어하는 단계는, 각각의 부분적인 병변의 부피를 생성하기 위한 조직 임피던스와 관계없이 에너지를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 미용상 외관을 개선시키는 방법.
84. 피부에 인접한 진피 조직의 영역에 제어된 병변을 생성함으로써 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법에 있어서,
    상기 진피 조직의 영역은 제 1 세트의 파라미터 값을 포함하는 전기적 파라미터의 세트를 갖고,
    상기 방법은:
    피부의 영역 및 조직에 물질을 적용하는 단계로서, 상기 물질의 적용은 상기 전기적 파라미터의 세트의 적어도 하나의 변동이 적어도 제 2 세트의 파라미터 값을 유도하는 단계;
    피부의 표피층을 통해 적어도 하나의 에너지 전달 유닛을 삽입하는 단계로서, 상기 에너지 전달 유닛은 에너지원 및 제어기에 전기적으로 결합 가능한 단계; 및
    상기 진피 조직 내에 병변의 부피를 제한하도록, 치료 시간 동안 상기 영역을 치료 온도로 유지시키는 방식으로 상기 에너지 전달 유닛으로부터 상기 진피 조직의 영역까지 에너지의 적용을 제어하는 단계로서, 상기 제어기는 상기 제 1 세트의 파라미터 값과 제 2 세트의 파라미터 값 사이의 변동과 관계없이 치료 온도를 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
85. 제 84항에 있어서,
    상기 진피 조직의 영역의 적어도 일부에서 상기 에너지 전달 유닛의 배치를 확인하도록, 상기 에너지 전달 유닛을 사용하여 전기적 파라미터의 세트를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
86. 제 84항에 있어서,
    상기 물질은 마취제를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
87. 제 86항에 있어서,
    상기 마취제는 리도카인을 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
88. 제 86항에 있어서,
    상기 마취제 내의 리도카인 농도는 0.1 내지 2 %인 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
89. 제 86항에 있어서,
    상기 마취제는 에피네프린을 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
90. 제 84항에 있어서
    상기 물질은 전도성 유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
91. 제 84항에 있어서,
    상기 표피층을 통해 적어도 하나의 에너지 전달 유닛을 삽입하는 단계는, 피부의 영역에 물질을 적용하기 전에 수행되는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
92. 제 91항에 있어서,
    상기 에너지 전달 유닛의 배치를 확인하도록 상기 에너지 전달 유닛을 사용하여 전기적 파라미터의 세트를 측정하는 단계는, 측정된 전기적 파리미터를 획득하는 단계 및 상기 제어기를 설정하도록 상기 측정된 전기적 에너지를 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
93. 제 84항에 있어서,
    상기 피부는 얼굴의 하부, 입 주위 영역, 눈 주위 영역, 목 영역, 턱 끝 영역으로 구성된 그룹으로부터 선택된 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
94. 제 84항에 있어서,
    상기 병변의 부피는 2 내지 10 mm³의 부피를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
95. 제 84항에 있어서,
    상기 제어기는 PID 제어기인 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
96. 피부에 인접한 진피 조직의 영역에 복수의 제어된 병변을 생성함으로써 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법에 있어서,
    상기 진피 조직의 영역은 제 1 세트의 파라미터 값을 포함하는 전기적 파라미터의 세트를 갖고,
    상기 방법은:
    피부의 영역 및 조직에 물질을 적용하는 단계로서, 상기 물질의 적용은 상기 전기적 파라미터의 세트의 적어도 하나의 변동이 적어도 제 2 세트의 파라미터 값을 유도하는 단계;
    피부의 표피층을 통해 적어도 두 개의 절연된 에너지 전달 유닛을 삽입하는 단계로서, 상기 에너지 전달 유닛은 절연된 에너지원 및 절연된 제어기에 각각 전기적으로 결합 가능한 단계; 및
    상기 진피 조직 내에 복수의 병변의 각각의 부피를 제한하고, 상기 병변의 중첩된 영역을 제한하도록, 치료 시간 동안 각각의 영역을 치료 온도로 유지시키는 방식으로 각각의 에너지 전달 유닛으로부터 상기 진피 조직의 영역까지 에너지의 적용을 제어하는 단계로서, 상기 제어기는 상기 제 1 세트의 파라미터 값과 제 2 세트의 파라미터 값 사이의 변동과 관계없이 치료 온도를 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
97. 제 96항에 있어서,
    상기 진피 조직의 영역의 적어도 일부에서 상기 에너지 전달 유닛의 배치를 확인하도록, 제 1 에너지 전달 유닛 및 제 2 에너지 전달 유닛 각각을 사용하여 제 1 세트의 전기적 파라미터 및 제 세트의 2 전기적 파라미터를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
98. 제 96항에 있어서
    상기 복수의 병변은 제 1 부분적인 병변 및 제 2 부분적인 병변을 포함하고,
    상기 병변의 중첩된 영역을 제한하는 단계는, 상기 제 1 부분적인 병변 및 제 2 부분적인 병변이 교차되는 것을 방지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
99. 제 96항에 있어서,
    상기 복수의 병변은 제 1 부분적인 병변 및 제 2 부분적인 병변을 포함하고,
    상기 병변의 중첩된 영역을 제한하는 단계는, 상기 제 1 부분적인 병변 및 제 2 부분적인 병변이 교차된 부피를 형성하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
100. 제 99항에 있어서,
     상기 교차된 부피는 상기 제 1 부분적인 병변 또는 제 2 부분적인 병변의 부피의 50 %보다 작은 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
101. 제 96항에 있어서,
     부분적인 병변 각각의 부피는 2 내지 10 mm³인 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
102. 제 96항에 있어서,
     상기 물질은 마취제를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
103. 제 96항에 있어서,
     상기 마취제는 리도카인을 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
104. 제 96항에 있어서,
     상기 마취제 내의 리도카인 농도는 0.1 내지 2 %인 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
105. 제 96항에 있어서,
     상기 마취제는 에피네프린을 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
106. 제 96항에 있어서,
     상기 물질은 전도성 유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
107. 제 96항에 있어서,
     상기 표피층을 통해 적어도 두 개의 에너지 전달 유닛을 삽입하는 단계는, 상기 피부의 영역에 물질을 적용하기 전에 수행되는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
108. 제 107항에 있어서,
     상기 에너지 전달 유닛의 배치를 확인하도록 상기 에너지 전달 유닛을 사용하여 전기적 파라미터의 세트를 측정하는 단계는, 측정된 전기적 파라미터를 획득하는 단계 및 상기 제어기를 설정하도록 상기 측정된 전기적 파라미터를 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.
109. 제 96항에 있어서,
     상기 피부는 얼굴의 하부, 입 주위 영역, 눈 주위 영역, 목 영역, 턱 끝 영역으로 구성된 그룹으로부터 선택된 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 외관을 미용적으로 개선시키는 방법.

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