KR20140010374A

KR20140010374A - 피부 미용 치료를 위한 방법과 장치

Info

Publication number: KR20140010374A
Application number: KR1020137019672A
Authority: KR
Inventors: 애브너 로젠버그
Original assignee: 시네론 메디컬 리미티드
Priority date: 2011-02-14
Filing date: 2012-01-26
Publication date: 2014-01-24
Also published as: JP2014507224A; AR085231A1; JP5992452B2; WO2012110996A3; WO2012110996A2; EP2675382A2; US20140005658A1; EP2675382A4

Abstract

치료되는 피부 세그먼트에 공급된 RF 에너지가 RF 에너지 인가 기간 동안 치료되는 피부 세그먼트의 상태의 함수로서 변화하는 RF 피부 미용 치료용 장치이다.

Description

피부 미용 치료를 위한 방법과 장치{A METHOD AND APPARATUS FOR COSMETIC SKIN TREATMENT}

본 발명은 일반적으로는 피부 치료 절차에 관한 것이고 구체적으로는 미용상의 피부 재건(resurfacing) 및 재생 절차에 관한 것이다.

종래의 피부 재건 또는 재생은 잘 알려진 피부 미용 치료 절차이다. 프랙셔널(fractinal) 피부 재건 또는 재생은 최근에 등장한 피부 박피 기술이다. 피부를 가열하고 박피하기 위해 사용되는 장치로는 레이저 기반 장치와 RF 기반 장치의 두 종류의 장치가 있다. 이들 두 종류의 장치는 극히 작은 지름의 얇은 구멍 또는 볼륨(volume)의 패턴을 가열하거나 박피한다. 상기 구멍들은 치료되지 않는 피부 영역들로 둘러싸인 미시적으로 작은 치료 구역이다. 상기 치료에 의하면 치료된 피부 세그먼트의 치유 또는 회복 및 피부 재건이 아주 신속히 이루어진다. 치료된 구역의 치유 과정에서, 새로운 피부층이 생겨나서, 신선하고 젊은 살성을 복구한다.

상기 작은 구멍들의 패턴은 X-Y 주사 레이저 빔에 의해 또는 RF 에너지를 피부에 인가함으로써 통상 생성된다. 레이저는 피부에 집속되고 보통 펄스 모드에서 동작하며 피부에서 마이크론 크기의 구멍들을 박피한다.

RF 기반 프랙셔널 피부 치료는 마이크론 크기 구멍들의 레이저 패턴과 유사한 것을 피부에 생성한다. 통상적으로, 에너지는 매트릭스(matrix) 또는 어레이(array)로 배열된 복수의 전압-피부 인가/전달 요소들 또는 접촉 요소들을 구비하는 팁(tip)이 설치된 애플리케이터(applicator)에 의해 피부에 전달된다. 상기 전압-피부 인가 요소들은 치료되는 피부의 세그먼트와 접촉하여 배치되고 적합한 RF 파워 및 주파수의 소스에 의해 구동된다. 전극들에 대한 높은 전압 또는 높은 RF 파워 펄스의 인가는 각각의 전극 아래의 피부를 박피하여 작은 구멍을 형성한다.

프랙셔널 피부 치료는 검버섯, 주름, 변색, 곰보, 문신 제거, 및 다른 피부 결점들과 같은 거의 모든 미용상의 피부 결점들의 교정에 적용 가능하다.

RF 기반 제품들의 비용은 레이저 방사선으로 동작하는 제품들보다 더 저렴하기 때문에, 피부 표면 박피와 더 깊은 피부 속으로 열 침투 정도의 제어를 필요로 하는 치료가 가능해진다면, RF 기반 제품들이 널리 사용될 확률이 높아질 것이다.

치료되는 피부 세그먼트에 RF 에너지를 인가하여 RF 피부 미용 치료를 실행하는 장치이다. 상기 장치는 복수의 전압-피부 인가 요소들 또는 전극들이 배치된 팁을 구비하는 애플리케이터를 포함하고, 상기 전압-피부 인가 요소들 또는 전극들은 상기 팁 표면 위에 위치되고 다수의 공통 클러스터(cluster)들로 구성된다. 상기 장치는 원하는 피부 효과를 일으키는데 충분한 크기의 RF 전압을 상기 전극들에 인가한다. 상기 장치는 연속적으로 또는 높은 샘플링 레이트(sampling rate)로 치료되는 피부 세그먼트의 전기 임피던스를 검출하고 RF 파워 펄스의 인가 중에 구동전압을 변경함으로써 피부에 전달되고 커플링(coupling) 되는 RF 파워를 동적으로 변화시킨다.

동적 파워 제어(DPC: dynamic power control)는 피부 저항, 유체 내용물 등과 같은 치료되는 피부 상태에 따라 피부에 도입되는 RF 파워를 적응시킴으로써 최적의 피부 치료 결과를 달성하는 것을 용이하게 한다.

도 1은 프랙셔널 피부 치료용의 종래 RF 장치를 개략 도시하고,
도 2a 내지 도 2c는 몇몇 실시예들에 따른 프랙셔널 피부 치료용 RF 애플리케이터 팁을 개략 도시하고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프랙셔널 피부 치료용 RF 애플리케이터 팁을 구동하기에 적합한 RF 전압 공급 회로를 개략 도시하고,
도 4는 일 실시예에 따른 프랙셔널 피부 치료용 RF 애플리케이터를 개략 도시하고,
도 5는 NaCl 수용액의 저항률(resistivity)을 용액 온도의 함수로서 도시하고,
도 6은 RF 전압 펄스 인가 중의 피부 저항률 변화를 습한 피부와 건조한 피부에 대해 시간의 함수로서 도시하고,
도 7은 일 실시예에 따른 프랙셔널 피부 치료용 RF 장치를 개략 도시하고,
도 8은 프랙셔널 피부 치료용 RF 애플리케이터 팁을 구동하는 RF 전압 공급 회로의 일 실시예에 따른 회로도이고,
도 9는 일 실시예에 따른 프랙셔널 피부 치료용 장치의 전압 및 전류 신호 감지 메커니즘의 회로도이고,
도 10은 일 실시예에 따른 컨트롤러 동작 시퀀스와 프랙셔널 피부 치료 방법을 설명하는 흐름도이다.

본 명세서에서 "피부 어드미턴스(skin admittance)"는 전압 페이저(phasor)에 대한 전류 페이저의 비율을 의미하고, "피부 임피던스(skin impedance)"는 피부 어드미턴스의 역수이다. 이들 복소 어드미턴스 또는 임피던스는 2개의 성분 실수들, 예컨대 저항과 위상각과 같이 다양한 방법으로 표현될 수 있다.

"피부 저항(skin resistance)"은 "피부 임피던스" 또는 간단히 "임피던스"의 실수 부분이다. 임피던스와 어드미턴스 양자는 전달된 RF 파워에 대한 피부 응답을 기술하기 위해 본 명세서에서 사용될 것이다.

"페이저"는 사인(sine) 전기 신호의 크기 및 위상을 함께 표현하는 복소수이다.

용어 "피부 전도율(skin conductivity)" 또는 "전기적 피부 전도율"은 "전기적 피부 저항" 또는 간단히 "피부 저항"의 역수이다.

용어 "RF 에너지"는 RF 파워와, 치료되는 피부 세그먼트에 상기 RF 파워가 인가 또는 전달된 시간의 곱인 통상적인 의미를 갖는다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "원하는 피부 효과"는 피부에 RF 파워를 인가한 결과를 의미한다. 상기 원하는 피부 효과는 주름 제거, 모발 제거, 콜라겐 수축, 피부 재생, 및 다른 미용상 피부 치료가 될 수 있다.

용어 "함염 용액(saline solution)" 또는"함염수(saline water)"는 NaCl 수용액에 대해 흔히 사용되는 용어이며, 염수로서 더 잘 알려져 있다.

용어 "RF 전압" 및 "RF 파워"는 밀접하게 관련된 용어들로서, 이들 2개의 RF 파라미터 사이의 수학적 관계는 잘 알려져 있기 때문에 둘 중 하나와 부하(피부) 임피던스를 알면 특정 시간에 소정의 피부 임피던스에서 다른 것을 쉽게 결정하는 것이 가능하며, RF 발생기의 전압을 제어함으로써 피부에 전달되는 파워를 제어하는 것이 가능하다. 그러므로 실제 시스템에서 파워 제어는 전압 제어에 의해 실행된다.

본 발명 방법 및 장치의 원리와 실시는 도면들에 도시된 실시예들의 아래 상세한 설명과 도면들을 참조하면 더욱 잘 이해될 수 있을 것이며, 상기 실시예들은 단지 설명을 위한 것이고 본 발명을 한정하려는 것은 아니다.

도 1을 참조하면, 예를 들어 본 발명의 출원인으로부터 구입할 수 있는 eMatrix와 같은, 프랙셔널 피부 치료를 위한 기존의 장치가 개략 도시되어 있다. 장치(100)는 RF 전압 공급기/발생기(104), 컨트롤러(108), 및 애플리케이터(112)를 포함한다. RF 전압 발생기(104)와 컨트롤러(108)는 동일한 하우징(102) 내에 위치될 수 있지만, 둘 사이의 전자기적 간섭을 피하기 위해 전기적으로 및 전자기적으로 분리될 수 있다. 애플리케이터(112)와 RF 파워 공급기/발생기(104)의 사이는 엄빌리컬 케이블(umbilical cable)(116)로 연결된다. 애플리케이터(112)의 끝에는 시술 중에 치료되는 피부에 대어지고 그 피부 세그먼트에 RF 전압/파워를 펄스 모드 또는 연속 모드로 전달하는 팁(120)이 장착된다. 애플리케이터 팁(120)은 도 2에 도시된 팁들과 동일하거나 유사하지만, 다른 타입의 팁들이 사용될 수도 있다. 엄빌리컬 케이블(116)은 RF 발생기에 의해 공급된 전압/파워를 애플리케이터에 전도한다. 케이블(116)은 냉매 배관과 치료 프로세스에서 사용될 수 있는 추가의 기능들을 수행하기 위해 필요할 수 있는 다른 와이어 배관들을 포함하도록 구성될 수 있다.

도 2a 내지 도 2c는 몇몇 실시예들에 따른 프랙셔널 피부 치료용 RF 애플리케이터 팁을 개략 도시한다. 팁(200)은 쌍극(bi-polar) 치료용 팁으로서 도시되어 있지만, 단극(uni-polar) 치료를 위해서도 사용될 수 있다. 팁(200)은 기판(208)의 주변 지역에 위치하고 또한 RF 발생기(104)의 하나 또는 제1 RF 출력 포트에 접속된, 하나 이상의 대형 "그라운드(ground)" 전극(204)의 제1 그룹 또는 클러스터를 갖는다. 제2 그룹의 전극들은 소형의 개별 전압-피부 인가 요소(212)들의 클러스터이다. 전압-피부 인가 전극(212)들은 RF 출력 변압기(도 3 참조)의 다른 또는 제2 포트에 접속된다. 상기 변압기의 이 특정 출력 포트는, 예를 들면, 각각의 개별 전압-피부 인가 요소들 또는 전극들(212)에 대한 RF 전압 공급의 적어도 하나의 상이한 파라미터를 활성화하기 위해, 복수의 출력 접속을 갖도록 추가로 설정될 수 있다. 어떤 팁은 64개의 요소들을 가질 수 있지만, 상이한 개수의 요소들, 예를 들면 16, 40, 44, 64 또는 144개의 요소들을 갖는 다른 설계도 가능하다. 제1 그룹의 전압-피부 인가 요소(204)들의 면적은 제2 그룹의 전압-피부 인가 요소들 또는 전극들(212)의 면적보다 실질적으로 더 클 수 있다. 상기 소형 전극들은 100 ~ 600 마이크론 또는 100 ~ 300 마이크론의 지름을 가진 평탄한 형상(팬케이크 모양), 바늘 또는 돔 형상을 가질 수 있다. 전극들의 클러스터들 및 더욱 구체적으로는 소형 전극들은 서브-클러스터들로 분할될 수 있고, 서브-클러스터는 하나의 전극만을 가질 수도 있으며, 개별 전극을 포함하는 각각의 서브-클러스터는 다른 것들과 독립적으로 RF에 의해 구동될 수 있고, 및/또는 순차적으로 번갈아 동작될 수도 있고, 및/또는 동시적으로 동작될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프랙셔널 피부 치료용 RF 애플리케이터 팁을 구동하기에 적합한 RF 전압 공급 회로를 개략 도시한다. RF 전압 공급 회로는 프랙셔널 피부 치료를 위한 본 발명의 RF 애플리케이터 팁을 구동하는 RF 발생기(104)의 일부이다. RF 전압 공급 회로를 포함하는 RF 전압 발생기(300)는 단독 하우징(304) 내에 위치될 수 있다. 대안으로, RF 전압 발생기(파선으로 도시됨)는 애플리케이터 케이스(308) 내에 위치될 수도 있다. RF 전압 발생기는 애플리케이터 팁(도 2)에, 특히 전압-피부 전달 요소(204, 212)에 RF 전압을 공급한다. RF 전압은 차폐된 하네스(harness)(320)와 디커플링(decoupling) 변압기(312)를 통해 공급된다. 특정 환경에서 치료 대상(348)에 불쾌감을 일으킬 수 있는 저주파 성분을 제거하기 위해 팁 전극들 또는 전압-피부 전달 요소(212)들과 변압기(312) 사이에 추가의 직렬 커패시터(328)들이 연결될 수 있다. 하네스(320)의 길이는 시술자가 편리하게 조작할 수 있도록 선택될 수 있고 예를 들면 1 내지 2 미터 길이가 될 수 있다.

RF 발생기의 전형적인 동작 파라미터로는 RF 주파수가 1MHz이지만, 100 kHz ~ 10MHz의 임의의 다른 주파수라도 고려될 수 있다.

컨트롤러(108)(도 1 참조)는 장치의 모든 동작을 통제할 수 있다. 컨트롤러는 동일한 하우징(304) 내에 위치될 수 있지만, 전술한 것과 같이 컨트롤러는 하우징(304) 내에 위치된 다른 장치 요소들과 컨트롤러 사이의 전자기 간섭을 피하기 위해 전기적으로 및 전자기적으로 분리되거나, 또는 별도의 하우징(332)에 위치될 수도 있다. 컨트롤러(108)는 프로세서, 메모리, 및 치료 프로세스를 제어하기 위해 필요한 다른 장치들을 구비할 수 있다. 컨트롤러(108)는 특히 RF 에너지의 일부가 피부 박피(skin ablative) 프로세스에 전달되도록 작동하고 RF 에너지의 일부는 피부 비박피(skin non-ablative) 프로세스에 전달되도록 작동한다. 치료되는 대상은 도면부호 '348'에 의해 개략적으로 도시되어 있다. 피부 치료를 위해, 팁(200)은 치료할 피부 세그먼트(350)의 세그먼트와 접촉하여 배치되고 RF 전압이 그 세그먼트에 인가된다. RF 유도된 전류가 치료 대상(348)을 통과하여 원하는 피부 효과를 일으킬 수 있다.

도 4에 도시된 것과 같이, 어떤 실시예에서는, 재충전 배터리(404), RF 전압 발생기(300), 및 컨트롤러(108)가 애플리케이터 케이스 내에 통합되어 애플리케이터를 손에 쥘 수 있는 유닛으로 만들고 애플리케이터(400)의 사용을 전원공급장치로부터 독립시킬 수 있다.

임상적 및 물리적 연구에 의하면 피부 박피 양과 속 피부 가열을 제어하는 여러 개의 파라미터가 존재한다. 장치가 고정된 RF 파워 또는 고정된 RF 전압으로 동작할 때, 피부 특성 및 구체적으로 피부 습기 또는 습도가 피부 치료 프로세스에서 역할을 한다. 피부 특성은 사람마다 다르고 심지어 동일한 사람의 피부에서도 부위마다 다르다. 피부 특성은 온도 및 습도와 같은 환경적 조건에 의해, 그리고 치료 전 피부에 도포되는 다양한 물질들에 의해 및 치료 전 피부 세척 과정에 의해 영향을 받는다.

본 발명의 발명자는 RF 파워 펄스가 피부에 인가될 때 피부 임피던스는 펄스가 피부에 인가되는 시간 동안에 변화하고 있다는 것을 실험적으로 확인했다. 본 발명자들은 RF 파워 펄스를 인가하는 시간 동안 피부 임피던스의 변화는 피부 내 물리적 프로세스에 기인할 수 있다는 것을 증명했다. 더욱 구체적으로는, 피부 특성과 파워 인가 동안 그것의 발현은 전기 임피던스의 실수 및 허수 부분에서 나타난다.

RF 파워는 피부 임피던스를 통해 RF 전압을 인가함으로써 전달된다. 조직에 전달되어 조직 가열을 초래하는 실제 파워는 피부 임피던스의 실수 부분, 즉 저항에 관련이 있다. 임피던스의 허수 부분은 조직에 에너지를 전달하지 않는 "무효전력(reactive power)"과 관련이 있다. 피부에 RF 전압을 인가하는 초기에는, 피부 상층, 즉 각질층은 불량한 전기 전도체일 수 있다. 이들 조건하에서 측정된 전류는 아주 작은 실수 부분과 큰 허수 부분을 가지며, 전류와 전압 사이의 위상각(φ)은 90도에 근접한다(전류 선행). 이것은 아마도 얇은 절연 상피층(각질층)의 용량성 속성 때문일 것이다. 피부 어드미턴스는 전압 페이저에 대한 전류 페이저의 비율이고, 피부 임피던스는 어드미턴스의 역수이다. 실제 전달된 파워는 (1/2)V^*x I = (1/2)V^* x Y = ｜V｜ x ｜I│x cosφ 이므로, 피부에 에너지가 거의 전달되지 않는다. (상기 식에서, V: 전압 페이저, I: 전류 페이저, Y: 어드미턴스, V*: V의 공액복소수(complex conjugate)). 피부에 대해 전력을 전달하지 않는 치료는 효과가 없다. 충분한 파워를 전달하기 위해 전압은 피부층의 전기적 붕괴(breakdown)를 초래할 만큼 충분히 높아야 한다.

본 발명자들은 1MHz의 주파수에서, 피부 붕괴를 위한 전형적인 문턱 전압은 약 300V(RMS 값)이고, 피부층을 양호한 전도체로 전환하고 이 외측 피부층 아래에 위치한 조직 또는 더 깊은 층들에 파워 전달을 가능하게 하는데 통상 1~5 msec의 시간이 걸린다는 것을 실험적으로 밝혀냈다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 동작 시, 시스템은 피부에 RF 파워를 전달하고 복소 (페이저) 전류를 계속해서 측정 및 기록하고, 어드미턴스 및/또는 저항, RF 전압 및 전류 사이의 위상각, 및 전달된 파워를 계산한다. 만일 위상각이 작다면(예컨대, 30도 미만 또는 45도 미만) 상피층은 전도성이 있고 따라서 실제 파워가 피부에 전달될 수 있다고 결론짓는 것이 가능하다. 그러나 만일 위상각이 이 값보다 더 크다면, 시스템은 특정 기간(1~2 msec) 동안 피부에 전압을 계속해서 전달하며, 만일 위상각이 감소되지 않는다면 컨트롤러는 전압을 증가시켜 다음 시간 동안 인가하는 것이 가능하다. 이 프로세스는 상피층이 조직에 실제 RF 파워를 전달하기에 충분한 전도성을 가질 때까지 반복될 것이다. 이것은, 전류와 전압 사이의 위상각이 작거나 어드미턴스의 허수 부분이 동등하게 작을 때, 보통 발생한다. 일단 이 목표가 달성되면, 전술한 것과 같은 필요한 치료 효과를 제공하기 위해 전압이 증가되거나 감소될 수 있다.

또한, 이 전기적 붕괴 프로세스에 의해 피부에 생성된 전도성 채널은 전압의 전달이 붕괴 직후에 중단되더라도 수백 밀리초 이상 동안 유효하다는 것이 실험적으로 밝혀졌다. 이 발견의 실용적인 시사점은 최초의 피부(각질층) 붕괴가 일어난 후에, 치료 전압을 감소하는 것이 가능하다는 것을 의미한다. 예를 들면, 각질층에서 생성된 전도 경로의 손실 없이, 피부 박피의 레벨을 감소시키고, 및/또는 그것들 사이에 지연을 가진 다수의 펄스들을 사용하는 것이 가능하다.

젖거나 습한 피부 상태하에서 외측 피부층은 RF 전압의 인가 시점부터 전도성을 가지며, 시스템은 즉시 거의 동위상(어드미턴스 또는 임피던스의 허수 부분을 무시할 수 있음)의 전류 및 전압을 검출할 것이며, 치료는 전술한 것과 같이 원하는 피부 효과를 계속해서 얻는 것이 가능하다.

박피 없이 피부를 가열하는 프로세스는 RF 전압이 피부에 파워를 전달하고 있을 때 피부 저항률의 감소에 수반하여 피부 저항(임피던스의 실수 부분)이 감소 또는 저하되는 특징이 있다. 피부 저항의 감소는 인체가 대략 55% ~ 75%의 함염수 또는 함염 용액으로 구성되어 있으므로 함염수의 저항의 기본적인 온도 종속성과 관련 있을 확률이 높다. 도 5는 NaCl 수용액의 저항률을 용액 온도의 함수로서 도시하고 있다. 약 30℃의 정상적인 피부 온도로부터 (박피의 시작점으로 대략 간주될 수 있음) 100℃의 비등점까지 저항률은 최초 값의 약 1/3까지 떨어진다는 것을 알 수 있다.

RF 파워는 펄스 모드로 인가될 수도 있다. 펄스는 상이한 진폭과 지속시간(duration)을 가질 수 있어 원하는 피부 효과의 달성을 촉진한다. 피부가 젖거나 습할 때, 피부 저항은 낮으며, 저항은 조직 내로 RF 파워의 전달과 함께 더욱 떨어진다. 그와 같은 조건하에서 전도와 대류에 의한 주변 조직으로의 열 손실로 인해, 인가된 RF 파워는 피부 박피 단계에 도달하지 않을 수 있다. 조직의 온도는 RF 파워 전달과 열 전도 및 대류에 의한 파워 손실 사이의 안정적 평형으로 인해 비등점(약 100℃)보다 낮은 대략 일정한 값으로 유지된다는 것이 실험적으로 밝혀졌다(또한 이론적으로 모형화되었다). 이들 조건하에서 조직은 박피되지 않을 것이다. 미국 특허출원 제12/505,576호에 의하면 펄스의 시간을 증가시키고, 그에 의해 피부에 전달되는 RF 에너지를 증가시킴으로써, 피부는 박피 상태로 진입될 수 있다는 것을 알 수 있다. 상기 물리적 설명은 시간이 지남에 따라 조직은 더욱 가열되고 열 손실은 감소하며, 따라서 전달된 RF 파워는 상기 열 손실을 극복하고 조직을 박피 단계로 진입시키는 것이 가능하다는 것이다. 이 방법의 단점은 어떤 경우에 있어서 주변 조직이 너무 가열되고 피부 화상을 초래할 수 있다는 것이다. 이 문제를 해결하기 위해서, 본 발명의 방법에 의하면 RF 전압이 임피던스 변화에 의해 박피가 검출될 때까지 펄스 지속시간 동안 동적으로 증가되고, 그에 의해 전달되는 파워를 증가시킨다.

도 6은 일정한 파워-저항 곡선을 가진 RF 전원(발생기)으로 RF 전압 펄스를 인가하는 동안의 피부 저항률 변화를 젖은 피부와 건조한 피부에 대해 시간의 함수로서 도시한다. 도면부호 '600'은 젖은 또는 습한 피부의 저항 변화를 표시한다. 그래프에서와 같이, 젖은 피부에서 저항은 처음 30 msec 동안 전술한 프로세스로 인해 떨어진 다음, 특정 시간 동안 거의 일정한 저항, 즉 RF 파워 전달과 열 손실 사이의 평형의 징후를 유지한다. 그 다음, RF 파워 전달이 계속되면, 주변 조직도 가열된다. 피부 온도가 상승하기 시작하고, 비등점에 도달하고, 박피가 시작되며, 이 프로세스는 저항의 빠른 증가로서 표시된다.

치료되는 피부 세그먼트가 건조할 때, 상부 각질층이 전기적으로 붕괴될 때까지, RF 전압 인가는 젖은 피부에 비해 초기에 피부 저항이 높고 전술한 것과 같이 임피던스의 용량성 부분이 현저한 특징이 있다. 통상, 만일 인가된 전압이 피부의 전기적 붕괴 문턱보다 높다면 각질층을 전류 전도 상태로 전환하는데 수 밀리 초가 걸린다. 그러나 대부분의 경우 건조한 피부에서, 이 초기 피부 붕괴 이후에, 저항은 통상적으로 젖은 피부에서의 저항보다 높다. 때로는 저항이 약간 감소하거나, 일정 시간 동안 그 수준에서 지속한 다음 통상적으로 RF 에너지 인가 동안 서서히 상승한다(도 6의 '604' 참조). 이것은 건조한 외부 피부층이 피부에 포함된 적은 양의 수분이 증발된 후 거의 즉시 박피를 시작하기 때문인 것으로 믿어진다. 통상적으로, 치료는 10~50 msec 지속시간의 펄스들에 의해 수행된다. 그와 같은 펄스를 피부에 인가한 최종 결과는 젖은 피부에 인가된 펄스들과 비교하여 박피는 높지만 내부 조직의 가열은 더 낮은 것이다. 또한 상이한 펄스들과 상이한 피부 상태에 대한 상기 펄스들의 그것의 인가 사이에는 치료와 관련된 환자 통증 수준에는 현저한 차이가 존재한다.

다양한 피부 타입과 피부 상태 그리고 그것들과 관련된 피부 치료 절차의 변동은 원하는 피부 효과 또는 치료 결과뿐만 아니라 거의 모든 피부 치료를 복잡하게 한다. 본 발명은 치료되는 피부에 커플링 및 전달되는 RF 파워의 동적 제어의 도입을 제안한다. 도 7은 일 실시예에 따른 프랙셔널 피부 치료용 RF 장치를 개략 도시한다. 동적 파워 제어(DPC)를 구현하기 위해, 피부 치료장치(700)는 RF 전압 인가 또는 RF 파워 펄스 인가 동안에 치료되는 피부 세그먼트의 전기적 임피던스를 계속해서 측정하거나 감시하는 메커니즘(704)(본 발명은 피부 임피던스를 측정하고 측정치로부터 저항/커패시턴스 및 위상각과 같은 임피던스 성분을 추출하거나 유도한다.), 및 측정된 임피던스를 수신 및 기록하고, 비박피 프로세스에 전달된 에너지의 양 또는 분량과 박피 프로세스에 전달된 에너지의 양을 계산하고, 인가되는 RF 파워를 치료되는 피부 세그먼트 조건에 적응시키는 메커니즘(708)을 포함한다. 이것에 이어서 피부에 전달된 에너지 분량과 전달될 RF 에너지의 각각의 선택된 분량의 비교가 실행될 수 있다. 어떤 실시예들에서는 컨트롤러(108)(도 1 참조)는 제어 메커니즘(708)의 기능들을 포함할 수 있다. 장치(700)는 또한 키패드 또는 터치 디스플레이를 포함할 수 있고 이것들의 도움으로 시술자는 현재의 치료 파라미터들을 입력할 수 있다. 전형적인 RF 파워 치료 펄스의 지속시간은 10~20 msec 이므로; 임피던스의 측정을 위한 메커니즘과 피부 상태에 대한 RF 에너지 적응을 담당하는 메커니즘은 이 시간들에 일치시키기에 충분히 빨라야 한다. 상기 측정 메커니즘은 연속 모드로 동작하거나 1 msec, 3msec, 또는 5 msec 마다, 또는 임의의 다른 적당한 시간 간격으로 치료되는 피부 세그먼트의 임피던스를 샘플링할 수 있다. 피부 상태에 대한 RF 파워의 적응을 담당하는 제어 메커니즘은 유사한 시간 간격으로 또는 연속 모드로 동작될 수 있다.

이제 장치(700)의 동작과 더욱 구체적으로는 프랙셔널 피부 치료용 본 발명의 RF 애플리케이터 팁을 구동하는 RF 전압 발생기(104)를 설명할 것이다. 메커니즘(704)는 피부의 전기적 임피던스와 RF 전압 펄스 인가 동안의 임피던스 변동을 연속적으로 측정한다. 가장 정확한 임피던스 감지를 얻기 위해(및 그것으로부터 피부 저항 및/또는 커패시턴스 및/또는 위상각을 도출하기 위해) 치료되는 피부에 가능한 가까이서 전류 및 전압을 측정하는 것이 최선이다. 이 방법으로 부유 커패시턴스(stray capacitance), 케이블 및 변압기 손실의 기생 효과를 피할 수 있다.

도 8은 프랙셔널 피부 치료용 RF 애플리케이터 팁을 구동하는 RF 전압 공급 회로의 또 다른 실시예를 개략 도시한다. 본 발명의 RF 애플리케이터 팁(200)을 구동하는 RF 전압 발생기(800)는 최종 디커플링(decoupling) 변압기(312) 다음에 위치한 전류 센서(802)와 디커플링 변압기(312)의 2차 코일에 하나 이상의 권선을 추가함으로써 발효되는 전압 센서(808)를 포함한다. 이들 권선 상의 전압은 감지 권선의 수에 대한 2차 코일의 권선 수의 비율로 2차 코일의 출력 전압을 나눈 것과 같다. 연속적으로 감지된 전압 및 전류 신호들은 모니러링 메커니즘(704)에 전송되며 상기 메커니즘(704)은 상기 측정치로부터 RF 전압 펄스 인가 동안에 전기 임피던스를 감시 및 도출하고 및/또는 피부 세그먼트의 위상각과 피부 어드미턴스 및/또는 저항을 도출한다. 어떤 실시예에서는 컨트롤러(108)는 감시 메커니즘(704)의 기능들을 포함할 수 있고 메커니즘(704) 대신에 동작할 수도 있다.

도 9는 일 실시예에 따른 프랙셔널 피부 치료용 장치의 전압 및 전류 감지 신호 감시 메커니즘을 도시한다. 감시 메커니즘(704)의 전자회로는 전압(V) 및 전류(I)의 절대값을 도출하는 실제(true) RMS 프로세서와 부하에 전달된 실제 RF 파워를 제공하는 곱셈장치를 포함할 수 있으며, 상기 부하는 이 경우에는 치료되는 피부 세그먼트(348)(도 3 참조)에 부착된 팁(200)(도 2 참조)이다. 장치(700)(도 7 참조)가 동작하는 동안에, 전류 센서(802) 및 전압 센서(808)에 의해 감지된 신호들은 감시 메커니즘(704)에 전송되며 감시 메커니즘(704)은 감지된 신호들을 처리하고 그것들을 A/D 컨버터에 의해 실제 RMS 전압(V_true)(904), 실제 RMS 전류(I_true)(908), 및 실제 RF 파워 값(P_true)(912)의 디지털 값들로 변환한다. 상기 처리된 신호들의 디지털 값들은 제어 메커니즘(708)에 보내지고, 제어 메커니즘(708)은 전류, 전압 및 실제 파워(｜V｜×｜I｜χcosφ로 표현됨)의 절대값에 기초하여 전류와 전압 사이의 위상, 복소 어드미턴스/임피던스 및 임피던스의 실수값 - 저항을 (널리 알려진 노하우를 기초로) 계산하는 것이 가능하다.

시술자 또는 시스템 운영자, 또는 사용자 자신이라도 RF 전압 펄스 인가 동안에 피부 세그먼트의 전기적 임피던스/저항/어드미턴스를 측정하는 메커니즘(704)의 도움으로 원하는 치료의 종류를 정할 수 있고 제어 메커니즘(708)은 원하는 치료 파라미터들을 동작시키고 구성하도록 설정될 것이다. 파라미터들은 피부 박피, 피부 가열, 및 피부 박피와 피부 가열의 혼합을 실행하도록 설정될 수 있다.

이제 장치의 감지 및 제어의 동작을 상세히 설명할 것이다. 시작점부터 인가, 감지 및 다음 사이클을 위한 전압 설정의 순환 루틴이 존재한다. 제1 사이클은 수백 마이크로 초 ~ 수 밀리 초가 될 수 있는 특정 시간 동안 50V ~ 1,000V 또는 더 일반적으로는 100V ~ 500V와 같은 전압일 수 있는 임의의 전압을 인가하여 시작한다. 이 기간 동안 및/또는 그 기간의 끝에서, 피부 임피던스(저항/커패시턴스/위상)가 측정되고 치료되는 피부 세그먼트 상태가 판정된다. 이 측정에 기초하여 및 이하에서 설명되는 것과 같이 피부 저항 및, RF 전압과 인가된 RF 전압에 의해 유도된 전류 사이의 위상각(φ)을 고려하여 다음 기간을 위한 전압이 컨트롤러에 의해 설정된다. 후속 사이클에서 컨트롤러는 피부 임피던스의 마지막 및 이전의 모든 측정치에 기초하여 전압을 설정한다. 상기 기간들은 수 밀리 초 이하일 수 있으며 - 최소 사이클 지속기간은 통상적으로 센서 및 컨트롤러 응답시간으로 결정되지만, 사실상 준연속적인 (quasi-continuous) 감지 및 제어 프로세스일 수 있다.

제어 파라미터로서 전압의 사용은 대부분의 전원 공급장치가 전압 제어형 전원 공급장치이기 때문에 기술적으로 편리하다. 전압을 제어하는 것은 피부에 전달되는 RF 파워의 제어를 가능하게 한다. 임피던스가 측정되고 알려지므로(그리고 피부 저항/어드미턴스도 계산될 수 있다.), 전달된 파워는 단순히 전압의 제곱을 피부 저항(임피던스의 실수 부분)인 부하로 나눈 것이므로, 특정 레벨의 전력을 설정하기 위해 이 파워를 부하에 전달하는 전압의 레벨을 설정하는 것이 가능하다. 본 발명 방법의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 방법은 전력 제어형 소스를 사용하여 RF 파워를 제어할 수 있다. 또 다른 실시예에서 전류 제어형 RF 소스를 사용하는 것이 가능하다. 상기 방법의 설명을 위해서, 제어형 RF 전압 실시예가 사용될 것이지만, 제어된 RF 파워 및 제어된 전류원 역시 사용 가능하다.

컨트롤러 시퀀스의 동작과 그에 관련된 작업(task) 및 프로세스가 이하에서 설명되며, 도 10에서 개략적으로 도시되어 있다. 시술자는 키패드(712)(도 7 참조)의 도움으로 자신의 치료 선호(preference)를 입력할 수 있으며, 그것은 피부 박피의 정도 및 피부에 전달되는 에너지의 총량(또는 동등하게 팁에서 핀/접촉 당 에너지)를 포함할 수 있다. 피부 박피의 정도는 비박피로부터 매우 높은 정도 또는 레벨의 피부 박피까지 설정될 수 있다. 중간 설정에서 컨트롤러는 피부 비박피 치료 프로세스를 실행시키지 않는 특정 분량 또는 양의 원하는 에너지를 전달하도록 동작될 수 있고; 나머지 에너지는 피부 박피 프로세스를 발생시키기 위해 전달될 수 있다. 피부 박피를 실행시키지 않고 전달된 상기 에너지의 분량 또는 양과 피부 박피 프로세스를 실행시키도록 전달된 상기 에너지의 잔량은 애플리케이터에 대한 에너지의 전달을 제어하는 컨트롤러의 도움으로 시술자에 의해 설정될 수 있다. 따라서 컨트롤러는 다음과 같은 치료 작업의 실행을 가능하게 하는 다음의 제어 기능들 또는 프로세스들을 포함할 수 있다:

(a) 외부 피부층(통상 각질층)의 최초의 전기적 붕괴를 수행;

(b) 피부 비박피 치료 프로세스를 유지;

(c) 피부 박피 프로세스를 특정 레벨에서 유지;

(d) 비박피에서 박피 프로세스로의 전환을 수행;

(e) 박피에서 비박피 프로세스로의 전환을 수행.

상기 외부 피부층의 초기의 전기적 붕괴를 수행하는 기능 또는 프로세스(블록 1008)은 모든 건조한 피부 치료에서 동작한다. 젖은 피부에서는 충분한 전도성이 있기 때문에 이 붕괴가 필요 없다. 그러나, (b) 내지 (e)로 표시된 기능 또는 프로세스들의 동작은 시술자의 설정에 종속한다. 모든 경우에 있어서 작업들과 프로세스들은 펄스의 시작부터 다음 기간에 대한 결정 시간까지 측정된 임피던스/어드미턴스/저항에 기초한다. 예를 들면, 상기 결정 프로세스는 전류와 전압 사이의 위상각 또는 동등하게 어드미턴스 위상각, 피부 저항의 최종 값, 특정 시간에 대해 측정된 저항의 평균값들, 상기 결정시간 이전 특정 시간에서 시간-저항의 기울기의 사용을 포함할 수 있다. 컨트롤러는, 필요하다면, 수정 조작을 수행할 수 있으며, 그것은 위상각과 피부 저항이 미리 설정된 값들보다 높은 경우의 RF 전압 증가와, 위상각과 피부 저항이 미리 설정된 값들보다 낮은 경우의 RF 전압 감소하고 특정 기간 동안 RF 전압의 피부 전달을 완전히 중지하는 것을 포함할 수 있다. 측정된 데이터로부터 컨트롤러는 결정시간까지 전달된 에너지의 양을 도출하고 필요한 에너지가 전달된 경우 피부에 RF의 전달을 중지함으로써, 또는 전달된 에너지가 시술자 설정 내의 비박피에 필요한 총 에너지의 분량과 동등하거나 그 이상인 경우 비박피에서 박피 프로세스로 전환 프로세스(d)를 수행함으로써 응답할 수 있다.

본 발명의 방법에 따른 프로세스들의 더욱 상세한 실시예들이 아래에서 제시된다. 외부 피부층의 최초의 전기적 붕괴를 수행하는 작업 또는 프로세스(a)는(블록 1008) 처음 수 밀리 초 동안, 예를 들면 0.5msec 내지 5msec 동안 동작한다. 상기 프로세스의 목적은 각질층이 전기적으로 붕괴되거나 구멍이 뚫려 피부 및 조직 내로 효과적인 파워 전달이 가능하도록 보장하는 것이다. 그러므로 제1 기간(제1 사이클) 동안 특정 전압(V1)이 인가된다. 저항(R)뿐만 아니라 전류와 전압 사이의 위상각(φ) 또는 동등하게 어드미턴스 위상각이 측정된다. 만일 위상각(φ)이 어떤 미리 설정된 값(φ₁)보다 높다면 컨트롤러는 피부가 건조하고 붕괴되지 않은 것으로 결론을 내린다. 이 경우에 전압은 값 V2 > V1까지 증가될 것이다. 이 프로세스는 피부 붕괴가 달성되고 위상각(φ)이 φ₁보다 더 작게 될 때까지 각 시간 사이클에서 반복될 것이다. φ < φ₁일 때 전압은 더 낮은 값으로 감소된다(V3 < V1). 이러한 V3로의 전압의 감소는, 최초 붕괴 전압이 높고 만일 이 높은 전압이 붕괴 이후에 유지된다면 원하는 파워보다 더 큰 파워를 전달할 수 있기 때문에, 과대한 피부 박피를 방지하기 위해 필요하다. 만일 초기에 상기 측정된 위상각(φ)이 φ1보다 작다면, 젖은 피부를 지시하고 피부 붕괴를 일으킬 필요가 없다. 추가로, 컨트롤러는 피부 저항(R)의 값을 또한 검사할 수 있다. 만일 R의 값이 미리 설정된 값보다 높으면 컨트롤러는 전압을 증가시켜 각질층의 전기적 붕괴를 일으킬 수 있고, 만일 R의 값이 미리 설정된 값보다 낮으면 과다한 박피를 방지하기 위해 전압이 감소될 수 있다. 컨트롤러는, 피부가 전기적으로 붕괴되었는지 추론하고, 그에 따라 RF 전압을 증가 또는 감소시켜 붕괴를 일으키거나 치료를 계속하기 위해, 상기 측정된 위상각과 저항을 결합하는 것이 가능하다. 저항(R) 값이 낮을수록 피부는 더 습하다. 컨트롤러(708)는 피부 저항(R) 값을 가진 테이블을 메모리에 가질 수 있고 각각의 저항 값은 상이한 정도의 피부 습도에 대응하며, 이 테이블과 치료 선택의 유형에 따라서 조작자는 다음 단계를 위해 전압(및 그에 따른 RF 파워 및 에너지)을 설정할 수 있다. 예컨대, 만일 저항이 높고 조작자 설정이 피부 비박피 치료인 경우 전압은 감소될 것이다. φ₁의 전형적인 값은 15도, 30도, 또는 45도일 수 있다. V1의 전형적인 값은 200Vrms, 400Vrms, 또는 1,000Vrms 일 수 있다. 저항(R)의 값은 팁 구조에 종속한다. 64 핀을 갖는 팁의 경우, 각각은 100 ~ 250 마이크론의 지름을 갖는다. 붕괴를 일으키기 전 R의 값은 수 KΩ보다 높을 수 있다. 최초 붕괴 이후 젖은 피부의 저항값은 100Ω ~ 600Ω일 수 있으며, 피부 습한 정도에 종속하지만 100Ω ~ 300Ω 또는 300Ω ~ 600Ω일 수 있다. 건조한 피부의 저항은 보통 600Ω ~ 1,000Ω이고 아주 건조한 피부의 저항은 1,000Ω을 초과할 수 있다. 습한 피부와 건조한 피부 사이의 피부 저항의 평균값은 약 600Ω이다. 복수의 전압-피부 전달 요소들을 갖는 팁의 경우 피부 저항값들은 전압-피부 인가 요소당 5KΩ부터 100KΩ까지 변할 수 있다.

아래에서 사용된 저항(R1)의 값은 보통 특정 팁 구조에 종속한다. 전술한 팁 구조의 경우에는 대략 600Ω이다.

피부 비박피 치료 프로세스를 유지하는 작업(블록 1016)은 보통 피부 비박피 치료 프로세스가 일어나는 것을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 처음 수 밀리 초 동안 제어 메커니즘(708)은 저항(R) 값들에 기초하여 프로세스가 이미 박피인지 여부를 판정한다(블록 1012). 만일 피부 치료 프로세스가 이미 박피인 경우, 박피에서 비박피 프로세스로 전환하는(e) 작업이 동작된다(블록 1020). 만일 예를 들어, 펄스 에너지의 절반, 또는 시술자에 의해 컨트롤러(708)를 통해 설정될 수 있는 20%, 30%, 또는 80%와 같은 에너지의 임의의 다른 분량 또는 백분율이 비박피 치료 중에 전달되었다면(블록 1024), 피부 치료 프로세스는 비박피에서 박피 치료 프로세스로 전환될 수 있다(블록 1028). 비박피 프로세스는 통상 습한 피부의 존재를 특징으로 한다. 프로세스 타입의 선택 또는 결정 동작은 저항값(R)을 습한 피부와 건조한 피부 사이의 경계의 특정 값(R1)과 비교하는 것과 저항(R)-시간의 기울기에 기초할 수 있다. R<R1 이고 R 기울기가 음인 경우(도 6 참조), 프로세스는 비박피이고 피부 비박피 치료 프로세스를 유지하는 프로세스(b)가 동작하게 된다.

도 5에서와 같이, 상당한 양의 염수를 포함하는 피부에 파워를 전달하는 것은 박피 프로세스가 되는 100 ℃의 온도에 피부가 도달할 때까지 저항(R)을 감소시킨다. 30 ℃에서 초기 저항(R)과 100 ℃에서 최종 저항(R) 사이의 비율은 약 3:1 이다. 비박피 프로세스를 유지하기 위해 전압은 펄스의 시작에서 저항값(R)의 특정 분량 이상으로 저항을 유지하는 레벨이 되어야 한다. 이 분량은 펄스의 시작에서 전압의 0.4 ~ 0.8 또는 0.5 ~ 0.7일 수 있다. 만일 저항(R)이 이 값보다 낮아지면 RF 전압은 감소될 수 있고, 만일 이 값보다 높으면 전압은 증가될 것이다.

상기 분량 기준에 대해 대안으로서 또는 함께 적용될 수 있는 또 다른 기준은 저항(R)-시간의 기울기(도 6 참조)에 기초한다. 만일 통상 음의 값을 갖는 기울기의 절대값이 특정 값보다 크면, RF 전압은 감소될 것이고, 만일 기울기 절대값이 또 다른 또는 동일한 특정 값보다 작다면 전압은 증가될 것이다. 최적의 기울기 값은 펄스의 종료 시에 저항값(R)이 그 초기값의 0.4 아래로 떨어지지 않도록 선택될 수 있다.

피부 박피 프로세스를 유지하는 작업(e)(블록 1032)는 시술자가 피부 박피 치료 프로세스를 특정 레벨로 유지하고 싶을 때 동작하게 된다. 만일 피부 치료 프로세스가 전술한 것과 같이 비박피로서 확인되는 경우, 비박피로부터 박피 프로세스로의 전환(d)이 동작하게 된다(블록 1028). 피부 박피 프로세스는 저항(R)이 특정 저항값(R2)보다 큰 특징이 있으며, R2는 R1과 같거나 R1보다 큰 어떤 값일 수 있다. 박피 프로세스의 또 다른 특징은 저항(R)의 기울기가 약간 양이라는 것이다. 높은 박피 프로세스는 높은 저항(R)으로 표시되며, 환자의 불쾌감이 수반된다는 것이 밝혀졌다. 그러므로, 이 불쾌감을 감소시키는 최선의 방법들 중 하나는 박피 레벨을 어떤 범위 내로 유지하는 것이지만, 그 범위는 시술자의 결정에 달려있다. 저항(R)의 범위는 R3 ~ R4로 하자. 이 경우 R4 > R3 >= R2. R < R3이면, RF 전압은 증가될 것이고, R > R4일 때, RF 전압은 감소될 것이다. RF 전압의 증가 또는 감소의 양은 저항 차 R-R3 또는 R-R4의 함수일 수 있다. 만일 피부 박피 치료 프로세스를 유지하는 동안에 원하는 에너지의 제2 절반 또는 다른 선택된 부분 또는 분량이 전달되었다면(블록 1036) 치료는 종료될 수 있다.

피부 저항(R)의 함수로서 RF 전압(V)을 변경하는 다른 방법들이 분명히 존재한다. 예를 들면, R4>R5>R3를 만족하는 목표 값(R5)이 설정될 수 있고, 전압은 차이(R-R5)의 어떤 단조함수로서 설정될 수 있다. 예를 들면, 전압 변화 △V = -a(R-R5)이고 "a"는 상수이다. 저항값 R3, R4, R5은 시술자의 피부 박피 레벨 설정과 팁 구조에 종속한다. 지름이 각각 250 마이크론인 접촉 전극들 또는 64 핀들을 갖는 팁의 경우, R3는 600Ω ~ 1,000Ω이고, R4는 1,000Ω ~ 2,000Ω 또는 치료되는 피부 상태에 따라서 핀당 40KΩ ~ 64KΩ 또는 64KΩ ~ 130KΩ일 수 있다.

비박피에서 박피 프로세스로 전환하는 작업(d)은 시술자가 적어도 특정 양의 피부 박피가 일어나기를 원할 때 동작하게 된다. 이 프로세스는 저항(R)의 기울기가 양이 될 때까지 및/또는 저항(R)의 값이 특정 저항 값(R6)보다 높을 때까지 RF 전압을 증가시키는 것에 기초한다. 통상 R6=R1 또는 R6=R2이다. 일단 이들 조건이 획득되면 서브-프로세스 또는 작업(c)이 동작해야 한다.

피부 박피에서 비박피 프로세스로의 전환 작업(e)이 일단 동작되면 저항(R)이 특정 저항값(R7)보다 낮아질 때까지 전압이 감소된다. 통상 R7 <= R1. 만일 특정 시간, 통상적으로 수 밀리 초 동안, R이 R7보다 낮게 떨어지지 않으면, 컨트롤러(708)(도 7 참조)는 특정 시간 동안(예컨대, 5 msec ~ 250 msec 또는 10msec ~ 100msec) RF 전압 전달을 완전히 중단할 수 있다(V=0). 이 시간 동안 조직은 열 전도 및 대류 때문에 더 차갑게 되고, 또한 체액이 박피된 피부 볼륨 내로 유입하고 있기 때문에 더 습하게 된다. 이 기간 이후 컨트롤러는 RF를 다시 온시키고, RF 전압의 값(V)을 서서히 상승시키며, 피부 치료 프로세스를 비박피로 유지하는 프로세스(b)로의 전환을 수행한다.

예컨대, 시술자가 절반의 박피 프로세스를 선택한 것을 가정하면, 즉, 피부에 전달된, 에너지의 절반 또는 시술자에 의해 컨트롤러(708)를 통해 설정될 수 있는 20%, 30%, 또는 80%와 같은 임의의 다른 비율의 에너지는 박피를 수행하지 않을 것이고, 다른 절반 또는 다른 비율의 에너지가 박피 프로세스로 전달될 것이다. 피부의 상태는 알려져 있지 않다. 먼저 외부 피부층 최초의 전기적 붕괴가 실행된다(a). 이 프로세스를 완료하기 위한 통상의 시간은 젖은 피부에 대해서는 1msec 이고 건조한 피부에 대해서는 1~5msec 이다. 그 다음 만일 비박피 프로세스가 확인되면 예를 들어 원하는 에너지의 절반이 전달될 때까지 피부 비박피 치료 프로세스를 유지하는 작업(b)으로 제어가 전환된다. 전형적인 시간은 10msec ~ 200msec 일 수 있다. 그 다음 피부 비박피에서 피부 박피 프로세스로의 전환을 실행하는 작업(d)이 수행되고 그 다음에 바로, 원하는 에너지의 제2 절반 또는 다른 선택된 분량이 전달될 때까지 동작되는, 특정 레벨에서 피부 박피 프로세스를 유지하는 작업(c)이 이어진다. 다음 표는 작업과 프로세스를 요약한 것이다.

작업 및 프로세스	작업	동작 시간
(a)	피부 최상층의 최초의 전기적 붕괴	항상 펄스의 시작 시
(b)	비박피 프로세스를 유지	시술자가 펄스의 적어도 일부를 비박피로 선택
(c)	박피 프로세스를 특정 레벨로 유지	시술자가 펄스의 적어도 일부를 박피로 선택
(d)	비박피에서 박피 프로세스로 전환	(1)시술자가 펄스의 적어도 일부를 박피로 선택하고 펄스는 비박피를 시작했을 때 (2)필요한 프로세스는 박피이고 실제는 상이하게 될 때
(e)	박피에서 비박피 프로세스로 전환	(1)시술자가 펄스의 적어도 일부를 비박피로 선택하고 펄스는 박피를 시작했을 때 (2)필요한 프로세스는 비박피이고 실제는 상이하게 될 때

전압 설정의 사용은 특정 부하(피부) 저항에 대한 파워를 제어하는 한 가지 편리한 방법이다. 또 다른 방법은 일정 범위의 부하 저항에 대해 출력 파워를 지정된 값으로 설정하는 제어를 갖는 RF 발생기를 제작하는 것이다. 상기 제어 단계는, 각 단계 동안 R의 변화가 작고, 따라서 각 단계에 대한 파워의 훌륭한 정의가 전압을 제어함으로써 및 그 반대에 의해 얻어질 수 있도록, 선택될 수 있다.

개시된 3개의 RF 피부 미용 치료 방법들을 요약하는 것도 가능하다. 하나의 피부 치료 프로세스 중에 최초에 피부 박피 프로세스에 전달될 RF 에너지에 대한 분량의 선택이 일어난 다음, 피부 비박피 프로세스에 전달될 RF 에너지에 대한 분량의 선택이 일어난다. 그 다음에 특정 RF 전압 펄스가 치료되는 피부 세그먼트에 인가되고 치료되는 피부 세그먼트의 저항과 전달된 RF 파워의 연속적인 측정과 기록이 실행된다. 모든 측정과 기록은 RF 펄스 인가 중에 실행된다. 감시 메커니즘(704)은 치료되는 피부 세그먼트의 기록된 RF 저항과 기록된 RF 파워를 계속적으로 감시하여 비박피 프로세스에 전달된 에너지 분량과 피부 박피 프로세스에 전달된 에너지의 분량을 계산하고, 피부에 전달된 에너지의 분량을 RF 에너지의 각각의 선택된 분량에 비교한다. 비교의 결과에 따라서, RF 전압은, 비박피 프로세스에 전달된 에너지의 분량이 상기 프로세스에서 전달될 에너지의 각각의 선택된 분량보다 작다면, 피부 비박피 치료 프로세스를 실행하는 값으로 설정될 수 있다. 또는, RF 전압은 피부 박피 치료를 위해 설정된 에너지의 각각의 선택된 분량이 얻어질 때까지 피부 박피 프로세스를 실행하는 값으로 설정될 수 있다.

치료되는 피부 세그먼트에 RF 에너지를 인가함으로써 미용상 피부를 치료하는 또 다른 방법은, 치료되는 피부 세그먼트에 특정 전압 레벨을 인가하는 단계, 및 a) 피부 저항(R)을 측정하고; b) RF 전압과 상기 인가된 전압에 의해 유도된 전류 사이의 위상각(φ)을 결정함으로써 피부 상태를 판정하는 단계를 포함한다. 만일 위상각과 피부 저항이 미리 설정된 값보다 높으면, 전기적 피부 붕괴를 초래하기 위해 치료되는 피부 세그먼트에 인가되는 RF 전압을 증가시키고, 만일 위상각과 피부 저항이 특정의 미리 설정된 값보다 낮으면 치료되는 피부 세그먼트에 인가되는 RF 전압을 감소시키고 피부 치료를 계속한다.

추가의 프랙셔널 RF 피부 미용 치료의 방법에서 피부 박피 및 피부 비박피 프로세스로 구성된 피부 치료 프로세스의 그룹에서 원하는 피부 치료 프로세스의 선택이 수행된다. 최초에, RF 전압 펄스가 치료되는 피부 세그먼트에 인가되고, RF 전압 펄스 인가 중에 치료되는 피부 세그먼트의 RF 저항이 측정되고 기록된다. RF 펄스 인가 중에 치료되는 피부 세그먼트의 기록된 RF 저항은 피부 치료 프로세스의 타입 - 박피 또는 비박피 -을 결정하기 위해 계속해서 감시된다. 선택된 프로세스를 구동하기 위한 RF 전압의 설정은 치료 프로세스 타입의 결과에 기초한다. RF 전압 설정은, 선택된 프로세스가 박피이고 감시된 피부 프로세스가 비박피라면 증가될 것이고, 선택된 프로세스가 비박피이고 감시된 피부 치료 프로세스가 박피라면 RF 전압은 감소될 것이다.

전술한 프랙셔널 피부 치료 방법은 피부 치료 프로세스에 대해 신뢰할 수 있는 제어를 제공하고, 피부 박피와 피부 가열 사이의 선택을 가능하게 하고, 피부에 대한 RF 파워 인가 시간을 감소시키며, 원하는 피부 효과를 더욱 용이하게 달성할 수 있도록 한다. 전술한 발전방법과 팁 구조는 또한 전기적인 충격감을 제거하고, 치료와 관련된 통증을 감소 또는 제거하며 치료 효과를 증가시킨다.

Claims

RF 피부 미용 치료 방법에 있어서,
피부 박피 치료 프로세스에 전달될 RF 에너지에 대한 분량을 선택하는 단계;
피부 비박피 치료 프로세스에 전달될 RF 에너지에 대한 분량을 선택하는 단계;
치료되는 피부 세그먼트에 특정 RF 전압 펄스를 인가하는 단계;
상기 치료되는 피부 세그먼트의 저항과 상기 전달된 RF 에너지를 측정 및 기록하는 단계;
상기 RF 펄스 인가 동안에 상기 치료되는 피부 세그먼트의 기록된 RF 저항과 상기 기록된 RF 파워를 계속해서 감시하여 상기 피부 비박피 치료 프로세스에 전달된 에너지의 분량과 상기 피부 박피 치료 프로세스에 전달된 에너지의 분량을 계산하는 단계; 및
상기 피부에 전달된 에너지의 분량을 상기 RF 에너지의 각각의 선택된 분량과 비교하는 단계를 포함하는, RF 피부 미용 치료 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 피부 비박피 치료 프로세스에 전달된 에너지의 분량이 상기 피부 비박피 치료 프로세스에서 전달될 에너지의 각각의 선택된 분량보다 작은 경우 피부 비박피 치료 프로세스를 실행시키는 값을 RF 전압으로 설정하는 단계; 및
그렇지 않으면 상기 피부 박피 치료를 위해 설정된 각각의 선택된 분량이 얻어질 때까지 상기 피부 박피 치료 프로세스를 실행시키는 값을 상기 RF 전압으로 설정하는 단계를 포함하는, RF 피부 미용 치료 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 전압과 전류 사이의 위상각을 측정 및 기록하고 상기 피부 치료 프로세스가 박피 또는 비박피 프로세스인지 여부의 평가에 포함시키는 단계를 추가로 포함하는, RF 피부 미용 치료 방법.
제 2 항에 있어서,
피부 비박피 치료로부터 피부 박피 치료로의 전환은 인가된 전압의 증가에 의해 실행되고 피부 박피 치료로부터 피부 비박피 치료로의 전환은 인가된 전압의 감소에 의해 실행되는, RF 피부 미용 치료 방법.
제 4 항에 있어서,
피부 비박피 치료 프로세스를 실행시키는 값과 피부 박피 치료 프로세스를 실행시키는 값을 RF 전압 값으로 설정하는 것은 피부 저항 및 위상각의 함수인, RF 피부 미용 치료 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 피부 박피 치료 프로세스는 상기 RF 에너지의 선택된 분량이 상기 치료되는 피부 세그먼트에 전달될 때 종료되는, RF 피부 미용 치료 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 피부 미용 치료 프로세스는 프랙셔널 피부 미용 치료 프로세스인, RF 피부 미용 치료 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 RF 에너지의 선택된 분량들은 10msec 와 200msec 사이에 상기 치료되는 피부 세그먼트에 전달되는, RF 피부 미용 치료 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 프랙셔널 피부 미용 치료 프로세스는 복수의 전압-피부 전달 요소들을 가진 애플리케이터에 의해 수행되고,
상기 피부 저항값들은 전압-피부 인가 요소마다 5KΩ과 100KΩ 사이에서 변하는, RF 피부 미용 치료 방법.
치료되는 피부 세그먼트에 RF 에너지를 인가하여 피부 미용 치료하는 방법에 있어서,
치료되는 피부 세그먼트에 특정 레벨의 전압을 인가하는 단계;
피부 저항(R)을 측정하는 단계; 및 상기 RF 전압과 상기 전압에 의해 유도된 전류 사이의 위상각(φ)을 결정하는 단계에 의해 피부 상태를 판정하는 단계; 및
상기 위상각 및 피부 저항이 미리 설정된 값들보다 높으면, 전기적 피부 붕괴를 일으키기 위해 상기 치료되는 피부 세그먼트에 인가되는 RF 전압을 증가시키고; 상기 위상각 및 피부 저항이 미리 설정된 값들보다 낮으면, 상기 치료되는 피부 세그먼트에 인가되는 RF 전압을 감소시키고 피부 치료를 계속하는 단계를 포함하는, RF 피부 미용 치료 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 특정 레벨 전압은 50V ~ 1,000V인, RF 피부 미용 치료 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 특정 레벨 전압은 100V ~ 500V인, RF 피부 미용 치료 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 위상각의 미리 설정된 값들은 45도 미만인, RF 피부 미용 치료 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 위상각의 미리 설정된 값들은 30도 미만인, RF 피부 미용 치료 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 피부 붕괴 프로세스는 5msec 미만에 일어나는, RF 피부 미용 치료 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 피부 미용 치료 프로세스는 프랙셔널 피부 미용 치료 프로세스인, RF 피부 미용 치료 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 프랙셔널 피부 미용 치료 프로세스는 복수의 전압-피부 전달 요소들을 가진 애플리케이터에 의해 수행되고,
상기 피부 저항값들은 피부 인가 요소마다 5KΩ과 100KΩ 사이에서 변하는, RF 피부 미용 치료 방법.
프랙셔널 RF 피부 미용 치료 방법에 있어서,
피부 박피 치료 프로세스와 피부 비박피 치료 프로세스로 구성된 피부 치료 프로세스들의 그룹으로부터 원하는 피부 치료 프로세스를 선택하는 단계;
치료되는 피부 세그먼트에 RF 전압 펄스를 인가하고 상기 RF 전압 인가 동안에 상기 치료되는 피부 세그먼트의 RF 저항을 측정 및 기록하는 단계; 및
상기 RF 펄스 인가 동안에 상기 치료되는 피부 세그먼트의 기록된 RF 저항을 계속해서 감시하여 상기 피부 치료 프로세스가 박피 또는 비박피 프로세스인지 여부를 판정하고, 상기 피부 치료 프로세스 판정의 결과에 기초하여 상기 선택된 프로세스를 구동하기 위한 RF 전압을 설정하는 단계를 포함하는, RF 피부 미용 치료 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 선택된 피부 치료 프로세스가 박피이고 상기 감시된 피부 치료 프로세스가 비박피인 경우 RF 전압을 증가시키는 단계를 추가로 포함하는, RF 피부 미용 치료 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 선택된 피부 치료 프로세스가 비박피이고 상기 감시된 피부 치료 프로세스가 박피인 경우 RF 전압을 감소시키는 단계를 추가로 포함하는, RF 피부 미용 치료 방법.
제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 RF 전압을 증가 및 감소시키는데 있어서 위상각 값을 고려하는 단계를 추가로 포함하는, RF 피부 미용 치료 방법.
RF 피부미용 치료장치에 있어서,
피부 박피 치료 프로세스에 전달될 RF 에너지에 대한 분량과 피부 비박피 치료 프로세스에 전달될 RF 에너지에 대한 분량을 설정하는 컨트롤러;
상기 설정된 RF 에너지의 분량에 대응하여 치료되는 피부 세그먼트에 RF 전압 펄스를 인가하는 애플리케이터;
상기 치료되는 피부 세그먼트 임피던스 및 상기 전달된 RF 에너지를 측정 및 기록하고, 상기 값들을, 상기 RF 펄스 인가 동안 상기 치료되는 피부 세그먼트의 기록된 임피던스와 상기 기록된 RF 파워를 계속해서 감시하고 상기 피부 비박피 치료 프로세스에 전달된 에너지 분량과 상기 피부 박피 치료 프로세스에 전달된 에너지 분량을 계산하는 메커니즘에 전송하는 메커니즘; 및
상기 피부에 전달된 에너지의 분량을 상기 RF 에너지의 각각의 선택된 분량과 비교하는, RF 피부 미용 치료장치.
제 22 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 프로세스에서 전달되는 에너지의 각각의 선택된 분량에 따라 피부 비박피 치료 프로세스를 실행시키는 값을 RF 전압으로 설정하고; 및 상기 피부 박피 치료을 위해 설정된 각각의 선택된 에너지 분량이 얻어질 때까지 피부 박피 치료 프로세스를 실행시키는 값을 상기 RF 전압으로 설정함으로써, 피부에 대한 RF 에너지의 전달을 제어하는, RF 피부 미용 치료장치.
제 23 항에 있어서,
상기 피부 임피던스로부터 피부 저항을 도출하고 상기 치료되는 피부 세그먼트의 저항과 상기 전달된 RF 파워를 측정 및 기록하고, 상기 값들을, RF 펄스 인가 동안 상기 피부 치료 프로세스가 박피 또는 비박피 프로세스인지 여부를 계속해서 평가하는 감시 메커니즘에 전송하는 메커니즘을 추가로 포함하는, RF 피부 미용 치료장치.
제 22 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 인가된 RF 전압을 증가시킴으로써 피부 비박피 치료로부터 피부 박피 치료로 전환을 수행하고 피부 박피 치료로부터 피부 비박피 치료로의 전환은 상기 인가된 전압을 감소시킴으로써 실행되는, RF 피부 미용 치료장치.
제 25 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 피부 비박피 치료 프로세스를 실행시키는 값 및 피부 박피 치료 프로세스를 실행시키는 값을 피부 저항 및 위상각의 함수로서 상기 인가된 RF 전압 값으로 설정하는, RF 피부 미용 치료장치.
제 23 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 RF 에너지의 선택된 분량이 상기 치료되는 피부 세그먼트에 전달될 때 상기 피부 박피 치료 프로세스를 종료하는, RF 피부 미용 치료장치.
제 22 항에 있어서,
상기 RF 에너지의 선택된 분량들은 10 msec 와 200 msec 사이에서 상기 치료되는 피부 세그먼트에 전달되는, RF 피부 미용 치료장치.
제 22 항에 있어서,
상기 애플리케이터는 복수의 전압-피부 전달 요소들을 가진 팁을 포함하고,
상기 피부 저항값들은 전압-피부 인가 요소마다 5KΩ과 100KΩ 사이에서 변하는, RF 피부 미용 치료장치.
RF 피부 미용 치료장치에 있어서,
복수의 RF 전압-피부 전달 요소들을 가진 팁을 포함하는 애플리케이터;
상기 애플리케이터를 구동하고 치료되는 피부 세그먼트에 특정 RF 전압 펄스를 인가하는 RF 전압원; 및
상기 전압 및 전류 신호들을 수신 및 기록하고, 상기 신호들로부터 상기 피부 세그먼트의 RF 저항, 상기 피부 세그먼트에 전달된 실제 RF 파워, 및 상기 RF 전압과 상기 전압에 의해 유도된 전류 값들 사이의 위상각으로 구성된 그룹 중 적어도 하나를 도출하고 상기 값들을 컨트롤러에 전송하는 메커니즘을 포함하고,
상기 애플리케이터는 애플리케이터에 의해 인가된 전압과 상기 전압에 의해 치료되는 피부 세그먼트 내에 유도된 전류를 감지하고 상응하는 신호를 발생시키는 전압 센서와 전류 센서를 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 치료되는 피부 세그먼트의 기록된 RF 저항과 상기 기록된 RF 파워에 기초하여 피부 비박피 치료 프로세스에 전달된 에너지 분량과 피부 박피 치료 프로세스에 전달된 에너지 분량을 계산하는, RF 피부 미용 치료장치.
제 30 항에 있어서,
상기 팁은 두 타입의 RF 전압-피부 전달 요소들을 포함하고,
상기 두 타입의 RF 전압-피부 전달 요소들 중 적어도 한 타입은 복수의 소형 전극들인, RF 피부 미용 치료장치.
제 30 항에 있어서,
상기 RF 전압원은 RF 전압을 상기 전압-피부 전달 요소들에 공급하는 두 개의 포트를 갖고,
복수의 전압-피부 전달 요소들이 제1 RF 포트에 연결되고, 상기 복수의 전압-피부 전달 요소들의 경계를 이루는 전압-피부 인가 요소들이 제2 RF 포트에 연결되는, RF 피부 미용 치료장치.
제 30 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 피부 비박피 치료 프로세스에 전달된 에너지 분량이 상기 피부 비박피 치료 프로세스에 전달될 에너지의 선택된 분량보다 작은 경우 상기 피부 비박피 치료를 실행시키는 값을 상기 RF 전압으로 설정하고; 상기 피부 박피 치료를 위해 설정된 에너지의 상기 선택된 분량이 얻어질 때까지 피부 박피 프로세스를 실행시키는 값을 상기 RF 전압으로 설정하는, RF 피부 미용 치료장치.
제 33 항에 있어서,
피부 비박피 치료로부터 피부 박피 치료로의 전환을 위해 상기 컨트롤러는 상기 인가된 전압을 증가시키고, 피부 박피 치료로부터 피부 비박피 치료로의 전환을 위해 상기 컨트롤러는 상기 인가된 전압을 감소시키는, RF 피부 미용 치료장치.
제 33 항에 있어서,
상기 전압 및 전류 사이의 위상각을 측정 및 기록하고, 상기 기록된 위상각 값을 감시하고, 상기 위상각 값을 상기 피부 치료 프로세스가 박피인지 또는 비박피인지 평가하는데 포함시키는 단계를 추가로 포함하는, RF 피부 미용 치료장치.
제 33 항에 있어서,
상기 피부 비박피 치료 프로세스를 실행시키는 값과 피부 박피 치료 프로세스를 실행시키는 값을 RF 전압으로 설정하는 것은 피부 저항 및 위상각의 함수인, RF 피부 미용 치료장치.
제 36 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 RF 에너지의 선택된 분량이 상기 치료되는 피부 세그먼트에 전달될 때 상기 피부 박피 치료 프로세스를 종료시키는, RF 피부 미용 치료장치.
제 33 항에 있어서,
상기 RF 에너지의 선택된 분량들은 10msec 와 200msec 사이에 상기 치료되는 피부 세그먼트에 전달되는, RF 피부 미용 치료장치.
치료되는 피부 세그먼트에 RF 에너지를 인가하여 피부 미용 치료하는 장치에 있어서,
특정 전압 레벨을 치료되는 피부 세그먼트에 인가하는 애플리케이터;
피부 임피던스를 측정하고 피부 저항(R)을 계산하고 상기 RF 전압과 상기 전압에 의해 유도된 전류 사이의 위상각(φ)을 결정하고 결정된 값들을 컨트롤러에 전송하여 피부 상태를 판정하는 감시 메커니즘; 및
상기 컨트롤러는 상기 위상각 및 피부 저항이 미리 설정된 값들보다 높으면 전기적 피부 붕괴를 일으켜 피부 내에 전기적 전도 채널을 형성하기 위해 상기 치료되는 피부 세그먼트에 인가되는 RF 전압을 증가시키고; 및 상기 위상각 및 피부 저항이 어떤 미리 설정된 값들보다 낮으면 상기 치료되는 피부 세그먼트에 인가되는 RF 전압을 감소시키고 피부 치료를 계속하는, RF 피부 미용 치료 장치.
제 39 항에 있어서,
상기 특정 전압 레벨은 50V 와 1,000V 사이인, RF 피부 미용 치료 장치.
제 39 항에 있어서,
상기 특정 전압 레벨은 100V와 500V 사이인, RF 피부 미용 치료 장치.
제 39 항에 있어서,
상기 위상각의 미리 설정된 값들은 45도 미만인, RF 피부 미용 치료 장치.
제 42 항에 있어서,
상기 위상각의 미리 설정된 값들은 30도 미만인, RF 피부 미용 치료 장치.
제 39 항에 있어서,
상기 피부 미용 치료는 프랙셔널 피부 미용 치료인, RF 피부 미용 치료 장치.
제 44 항에 있어서,
상기 프랙셔널 피부 미용 치료는 복수의 전압-피부 전달 요소들을 가진 팁을 포함하는 애플리케이터에 의해 수행되고,
상기 피부 저항값들은 전압-피부 인가 요소들마다 5KΩ과 100KΩ 사이에서 변하는, RF 피부 미용 치료 장치.