KR20160014770A - 피하 치료를 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

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얀 자리스키
토마스 슈바르쯔
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비티엘 홀딩스 리미티드
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Abstract

신체 상의 표적 면에 대한 통제된 가열을 사용한 피하 지질-풍부 세포의 집중식 리모델링 및 부피 축소, 신체 윤곽형성, 및 피부 조직 탄력화를 위한 방법이 개시된다. 전자기 에너지가 피하 조직을 가열하여 원하는 효과를 제공한다. 전자기 에너지는 피부 접촉 없이 어플리케이터를 통해 인가된다. 절연체 또는 유전체의 스페이서, 또는 에어 갭이 어플리케이터와 피부 사이에 제공될 수 있다. 어플리케이터는 고정된 위치에 10 초 이상 남아있을 수 있으며, 어플리케이터의 연속적인 이동이 불필요하다.

Description

피하 치료를 위한 방법 및 시스템{METHODS AND SYSTEMS FOR SUBCUTANEOUS TREATMENTS}
발명의 분야는 피하 지질-풍부 세포의 비-침투적, 비-외상적 집중식 리모델링 및 축소, 신체 윤곽형성 및 피부 탄력화이다.
인간 피부는 표피, 진피 및 피부밑조직 또는 이른바 피하조직의 세 가지 기본적 요소로 구성되어 있다. 진피는 콜라겐, 탄력 조직 및 망상 섬유로 구성된다. 피부밑조직은 피부의 최하층이며 모낭근, 림프관, 콜라겐 조직, 신경 및 지방 조직을 형성하는 피하 지방을 또한 포함한다. 지방 조직은 저장 지질(지방)을 함유하는 지방 세포의 응집에 의해 형성된다. 대부분의 지방 조직 축적은, 식품으로부터의 에너지 섭취가 일상의 에너지 수요를 초과할 때, 일차적으로 식품의 지질(지방)에서 기인한 것이다. 이는 지방 세포 크기나 지방 세포 수 또는 양쪽 모두를 증가시킬 수 있다. 성숙 지방 세포는 매우 커서, 지름이 120 마이크로미터에 달하며 부피 기준으로 95 % 만큼의 지질(지방)을 포함한다. 가볍거나 보통 체형의 사람에게서 피하 지방 조직층은 얇을 수 있다(약 1 cm 이하).
과도한 지방 조직은 심미적으로 바람직하지 않게 인식될 수 있다. 다이어트와 운동은 지방 조직의 감소 및 감량을 일으킬 수 있다. 그러나, 대부분의 사람에게, 지방 조직 부피의 감소는 모든 신체 부위에서 다소 예상치못하게 일어날 수 있다. 이는 상당한 체중 감소 이후에도 정작 감소를 원하는 부위, 예컨대 복부는 대체로 영향을 받지 않은 상태로 남겨질 수 있다. 신체의 특정 부위에서 원치 않는 피하 지방을 제거하기 위해 다양한 침투 및 비-침투적 방법이 개발되어왔다.
침투적 방법, 예컨대 지방흡입술 및 지방용해술은 고통스럽고 외상적이며, 많은 바람직하지 않은 부작용 및 위험을 수반할 수 있다. 비-침투적 방법은 지방 감소의 자연적 과정인 지질분해의 가속화에 집중한다. 이는 여러 방법으로 달성될 수 있다. 그중 하나는 지질분해를 가속화하는 약물의 적용이다. 그러나, 국소적으로 적용될 때 이들은 피부의 최상층에만 영향을 주는 경향이 있고, 피부밑 맥관얼기에는 거의 침투하지 못한다. 다른 방법은 지방조직에 라디오파 또는 초음파 에너지를 사용하여 세포 파괴 및 사멸을 일으킨다. 이들 방법은 표피의 멜라닌세포를 파괴하는 경향이 있다. 고열의 온도는 표적 조직을 파괴하여 사멸 세포 및 기타 잔해를 제거하도록 신체를 방치한다. 비-침투적 가열 기법이 또한 사용되었다. 이들은 가열 요소와 직접 접촉을 통해 지방 조직을 약 40 ℃ 또는 그 이상으로 가열하는 단계를 수반한다. 이들 비-침투적 방법도 특정 약점이 있으며, 다양한 정도의 성과를 가지며 사용되어왔다.
따라서, 피하의 치료를 위한 개선된 방법 및 시스템이 필요하다.
피하 조직을 치료하는 방법은 환자의 피부에 인접하지만 피부에 접촉하지는 않는 하나 이상의 어플리케이터를 위치시키는 단계를 포함한다. 전자기 에너지는 어플리케이터로부터 피하 조직으로 전파된다. 피하 조직은 전자기 에너지를 통해 가열된다. 피하 조직은 리모델링될 수 있다. 피하 조직의 지질-풍부 세포의 부피는 가열을 통해 감소될 수 있다. 전자기파는 펄스 모드로 또는 지속 모드로 인가될 수 있다. 피부는 피부 접촉 없이 선택적으로 활발하게 냉각될 수 있다. 방법은 또한 피부 탄력화에 그리고 피하 조직의 콜라겐 조직 리모델링에 사용될 수 있다. 피부에 접촉하지 않는 어플리케이터로, 피부를 냉각할 필요와 생체 적합성 요소는 문제가 되지 않는다.
피하 조직을 치료하는 다른 방법은 어플리케이터의 연속적인 이동 없이 하나 이상의 어플리케이터를 사용하는 단계를 포함한다. 하나 이상의 어플리케이터는 손으로 받치기보다는 고정구나 홀더에 의해 지지될 수 있다. 시스템의 숙련된 사용자에 의한 전속적이고 연속적인 치료에 대한 주의는 불필요할 수 있다.
선행 기술 방법은 일반적으로 피부에 어플리케이터의 직접 접촉을 필요로 한다. 이는 결과로 능동적인 피부 냉각 요소의 사용을 또한 통상적으로 필요로 한다. 어플리케이터가 상이한 환자의 치료에 사용되기 때문에, 직접 피부 접촉은 또한 어플리케이터 재료의 생체-적합성 이슈를 불러올 수 있고 높은 위생 표준을 추가로 필요로 한다. 환자에게 화상의 위험이 있기 때문에 의사는 어플리케이터를 사용하는데 또한 숙련되어야만 한다. 선행 기술 방법에서, 의사는 환자 화상의 위험을 감소시키기 위해, 어플리케이터를 또한 연속적으로 움직여야만 한다.
이들 약점은 환자와의 물리적 접촉 없이 전자기 에너지를 피하 조직 아래로 전파함으로써 극복된다. 어플리케이터와 피부 사이의 접촉을 피하는 치료 방법은 인체의 큰 부위의 동시 치료를 가능하게 한다. 이는 또한 피부의 인공적 냉각의 필요를 없앤다. 본 비-접촉 방법에서, 피부는 외기에 의해 수동적으로 충분하게 냉각될 수 있다. 선택적으로, 피부는 차가운 또는 상온의 공기의 스트림을 통해 냉각될 수 있다. 본 방법은 또한 냉각 유체 및 겔의 사용을 필요로 하지 않는다. 이는 비용을 감소시키고 환자 편의를 증진시킨다.
도 1은 피하 조직의 심부 가열 통제를 위한 시스템의 도식이다.
도 2는 전자기장의 전지역적 흐름의 도식이다.
도 3 및 4는 도 1에 나타난 전극의 위치선정에 대한 도시적 예시이다.
일 측면에서, 본 방법은 낮은 부피의 물을 함유하는 인간 조직, 예컨대 지방 조직의 선택적 심부 가열의 원리로 작동한다. 복사 에너지는 전자기장을 발생시키는 하나 이상의 용량성 전극에 의해 피하 조직으로 제공될 수 있다. 피부에서의 선택적 가열은 유전 손실 때문에 발생한다. 유도 전극이 대안으로 사용될 수 있다.
연속적인 인가 모드에서, 전자기장은 연속적으로 인가되어 가열의 최대량을 제공한다. 펄스 모드를 사용하여, 열은 국부적이고 통상적으로 약 400 W로 제한된다. 펄스 모드로, 고주파 장이 짧은 간격으로(통상적으로 50-2000 ㎲) 및 다양한 펄스 주파수로(통상적으로 50 내지 1500 Hz) 인가된다. 연속적 방법의 최대 출력은 통상적으로 200 W로 제한된다.
피부 및 피하 조직에서 온도의 상승은 또한 이러한 조직 내 함유된 콜라겐 섬유의 삼중 나선 구조에 또한 영향을 미친다. 이는 신규콜라겐생성(neocollagenesis)에 기반한 콜라겐의 리모델링 및 회복, 피부 밀도 및 피부 두께의 증가를 가져올 수 있다. 피부 탄력화가 또한 달성될 수 있다.
표적 부위의 피하 지질-풍부 세포의 리모델링 및 부피 감소, 및 피부 탄력화는, 신체 윤곽형성 및 신체 모양개선의 용도로 신체의 전체 외관을 변화시킬 수 있다.
전자기 에너지는 피부 접촉 없이 피부를 거쳐 그 아래 피하 조직에 제공된다. 복사 에너지는 피하 조직에서 열로 전환된다. 복사 에너지는 피하 지방 조직 및 피하 콜라겐 조직의 집중식 가열을 가능케 하여 지질분해의 가속화로 이어진다. 동시에 콜라겐 섬유의 삼중나선 구조는 신규콜라겐생성에 기반하여 콜라겐의 리모델링 및/또는 회복, 피부 밀도 및 피부 두께 증가로 이어질 수 있다. 피하 지질-풍부 세포는 리모델링되고/되거나 부피가 감소되어, 피부 조직의 윤곽형성 및 탄력화가 일어난다.
다른 방법은 어플리케이터의 연속적 이동의 필요 없이 치료하게 한다. 환자의 피부 상에 격자형 패턴으로의 어플리케이터의 단계적 및 반복적 이동이 배제된다. 큰 부위에 걸쳐 가열을 인가하는 어플리케이터에서는, 어플리케이터의 일정한 이동이 필요하지 않다. 어플리케이터는 수 초 이상 동안, 예컨대, 적어도 5, 10, 30, 60, 120 또는 240 초, 또는 그 이상 동안 환자에 대해 고정된 위치에 남아있을 수 있다. 비-접촉 방법은 또한 인체의 큰 부위의 동시 치료를 가능하게 한다. 이는 또한 피부의 인공 냉각의 필요를 없앤다. 어플리케이터가 피부에 접촉하지 않는 본 방법에서, 피부는 순환 공기에 의해 수동적으로 충분히 냉각될 수 있다. 선택적으로, 피부는 차가운 또는 상온의 공기의 스트림을 통해 냉각될 수 있다. 본 방법은 또한 냉각 유체 및 겔의 사용을 필요로 하지 않는다. 이는 비용을 감소시키고 환자 편의를 증진시킨다.
이제 도 1을 보면, 시스템(16)은 전자기 에너지를 피부층, 예컨대 표피를 통해, 그리고 그 아래 피하 조직 및 그 아래 콜라겐 조직으로 인가하여, 지질분해의 가속화와 콜라겐 리모델링을 일으킨다. 시스템은 6 개의 블록을 포함할 수 있다. 전원 공급장치(10)는 전원 공급원에 연결된다. HF 제너레이터(고주파 제너레이터)(11) 및 트란스매치 및 제너레이터 통제 유닛(14), 및 사용자 인터페이스의 마이크로프로세서 통제 유닛(15)이 전원 공급장치(10)에 연결된다. HF 제너레이터(11)는 13.56 또는 40.68 또는 27.12 MHz, 또는 2.45 GHz 또는 선택적으로 다른 주파수에서 또한 전자기장을 생성할 수 있다. 13.56, 27.12 및 40.68 MHz 및 2.45 GHz 주파수는 이들 주파수가 자유 또는 공개 주파수로 배타적으로 부여되기 때문에 라디오 간섭의 발생이 없다.
사용자 인터페이스의 마이크로프로세서 통제 유닛(15)은 트란스매치 및 제너레이터 통제 유닛(14)과 장치 디스플레이 상의 터치 스크린일 수 있는 사용자 인터페이스 사이의 통신을 제공한다.
트란스매치 및 제너레이터 통제 유닛(14)은 통제 유닛을 통해 작동자로부터 정보를 수신하고 HF 제너레이터(11)와 트란스매치(12)의 작동을 조절한다. 트란스매치는 HF를 발룬(balun) 변압기(13)로 전파하여, 불균형한 임피던스를 균형잡힌 임피던스로 전환한다. 이러한 처리된 신호는 두 용량성 어플리케이터(6)로 전달되고, 이는 피부의 표면 약 2-3 cm 위에 위치되거나 피부 표면에 접촉한 유전체 상에 인가될 수 있다.
도 2는 피부 아래 열 분배의 도식적 표현이다. 하나 이상의 어플리케이터(6)는 전자기장을 생성한다. 이러한 전자기장은 어플리케이터와 환자의 피부 사이의 공기 갭(25)을 통과하고, 피부(2), 피하 지방(3) 및 근육(4) 또는 뼈(5)를 통해 침투한다. 용량성 어플리케이터(6)은 심부 가열을 제공하고, 이는 낮은 부피의 수분을 갖는 구조만 선택적으로 가열한다. 스페이서(7) 예컨대 수건, 거즈 패드, 폼 패드, 직물 패드 등이 피부에 놓일 수 있고 그 다음 어플리케이터가 스페이서(7)의 상단에 놓인다. 이는 어플리케이터와 피부 사이의 이격 거리를 자동적으로 설정하고, 어플리케이터가 피부에 접촉하지 못하게 한다.
만약 사용된다면, 스페이서(7)는 다양한 유전체의 또는 전기적으로 비-전도성의 재료로 만들어질 수 있다. 스페이서(7)는 통상적으로 사용중에 건조하다. 대안으로, 재활용 또는 일회용의 스페이서가 어플리케이터에 부착될 수 있다. 예컨대, 스페이서는 포스트, 프레임, 또는 피부에 접촉하는 반면 어플리케이터의 활성 표면이 피부에서 따로 떨어지게 유지하는, 어플리케이터 위의 다른 구조를 포함할 수 있다. 여기서 기술되고 특허청구되는 바와 같이, 이러한 간격 요소는 부가적 요소로서 어플리케이터의 부품이 아니다. 방법은 피부와 접촉하는 어플리케이터 상의 임의의 부착물을 포함하는, 작동기의 표면이나 부품 없이 수행될 수 있다.
선택적 가열 과정은 유전 손실 때문에 피부(3)에서 관측된다. 유전 손실은 AC 전자기장 전력의 일부가 유전체에서 열로 전환됨으로써 생성된다. 이 과정 동안, 극성 분자가 회전하고, 이들의 이동이 열 에너지를 생산한다. 피부 및 근육은 수분을 함유하기 때문에 전자기장(1)에 의해 대체로 영향받지 않고, 혈액 순환이 냉각을 제공한다. 뼈(5)는 어플리케이터(6)가 상층 구조에만 장을 생성하도록 위치되기 때문에 가열이 있더라도 거의 영향이 없다. 지방 조직의 지질 세포는 주위 조직보다 적은 수분을 함유하고 따라서 주위 조직보다 더 높은 수준으로 가열된다.
도 3 및 4는 피부(2)를 통해 피하 지방(3)으로 복사 에너지를 제공하는 어플리케이터 또는 전극(6)의 위치선정의 도시적 예시이다. 도 3 및 4에 나타난 것처럼, 전극은 피부의 표면 약 2-3 cm 위에 위치되거나 피부 표면에 접촉한 스페이서(7) 위에 놓일 수 있다. 스페이서(7)는, 만약 사용된다면, 상응하여 통상적으로 약 0.5 내지 1 cm 두께일 수 있다. 어플리케이터(6)는 일시적으로 환자에 대한 상대적 위치에, 만약 원한다면, 예컨대 기계적 고정구나 홀더에 고정될 수 있다.
각 사례에서 어플리케이터가 과정 중에 연속적으로 이동할 필요는 없다. 사용자가 환자의 피부에 걸쳐 어플리케이터를 상시적으로 이동시켜야 할 필요가 없기 때문에, 이는 과정을 수행하기 더 쉽게 만든다. 결과적으로, 사용자는 따라서 환자의 다른 요구에 동시에 주의를 기울일 수 있다. 어플리케이터(6)는 상대적으로 큰 표면적을 가질 수 있어서, 장(1)이 피하 조직에 걸쳐 더 광범위하게 분산된다. 예컨대, 어플리케이터는 약 10, 15, 30, 50, 100, or 150 cm2 이상의 표면적을 가질 수 있다.
만약 하나 초과의 어플리케이터가 사용된다면, 어플리케이터들은 환자의 반대편에 위치될 수 있다. 스페이서는 하나 이상의 어플리케이터와 환자의 피부 사이에 위치될 수 있다.
방법은 어플리케이터와 환자의 피부 사이에 스페이서 또는 공기 갭을 위치시키는 단계; 어플리케이터로부터 피하 조직으로 13.553 - 13.567 또는 26.957 - 27.83 또는 40.66 - 40.70 MHz 또는 2.4 - 2.5 GHz 범위의 전자기 에너지를 전파하는 단계; 및 조직에 대하여 고정된 위치에 어플리케이터를 10 초 이상 동안 놓거나 붙잡는 단계(선택적으로 어플리케티어가 환자의 피부에 접촉하지 않은 채로) 중 하나 이상의 단계를 포함할 수 있다. 만약 둘 이상의 어플리케이터가 사용된다면, 어플리케이터는 환자의 반대편에 위치될 수 있다. 어플리케이터는 하나의 유도 전극이거나 둘 이상의 용량성 전극일 수 있다.
전자기파는 연속적 모드 또는 예컨대 펄스당 30 - 400 W의 전력 범위의 펄스 모드로 인가될 수 있다.

Claims (13)

  1. 전원 공급장치, HF 제너레이터, 트란스매치 및 어플리케이터를 포함하고, 불균형한 임피던스와 균형잡힌 임피던스 간의 전환을 가능하게 하고, 처리된 신호는 어플리케이터로 전달되고;
    상기 어플리케이터는, 환자의 피부에 인접하여 위치하고, 공기 갭에 의해 피부로부터 분리되고, 치료 과정의 적어도 일부 동안 고정된 위치로 유지되며;
    상기 어플리케이터는 어플리케이터로부터 피하 조직으로 라디오파를 전파하고, 라디오파를 통해 피하 조직을 가열하며; 환자의 신체의 외관 개선을 위해, (i) 가열을 통해 피하 조직 내 지질-풍부 세포를 리모델링하거나, (ii) 가열을 통해 피하 조직 내 지질-풍부 세포의 부피를 축소하거나, (iii) 피부를 탄력화하거나, 또는 상기 (i), (ii), 및 (iii) 중 둘 이상을 수행하기 위해 사용되는 것인,
    다량의 지질-풍부 세포를 갖는 환자의 피하 조직의 치료를 위한 미용 치료 장치.
  2. 제1항에 있어서, 라디오파가 펄스 모드로 인가시 장치의 전력 밀도(power density)가 40 W/cm2 이하이고, 라디오파가 연속적 모드로 인가시 장치의 전력 밀도가 20 W/cm2 이하인 미용 치료 장치.
  3. 제1항에 있어서, 공기 갭이 공기 투과성 스페이서에 의해 채워지는 미용 치료 장치.
  4. 제3항에 있어서, 스페이서가 유전체의 성질을 갖거나 또는 전기적으로 비-전도성인 재료를 포함하는 미용 치료 장치.
  5. 제4항에 있어서, 유전체의 성질을 갖거나 또는 전기적으로 비-전도성인 재료가 직물 또는 폼 재료 또는 거즈 또는 수건인 미용 치료 장치.
  6. 제1항에 있어서, HF 제너레이터 및 트란스매치의 작동을 조절하는 트란스매치 및 제너레이터 통제 유닛을 추가로 포함하는 미용 치료 장치.
  7. 제6항에 있어서, 불균형한 임피던스와 균형잡힌 임피던스 간의 전환이 발룬(balun) 변압기에 의해 수행되는 미용 치료 장치.
  8. 제7항에 있어서, 트란스매치 및 제너레이터 통제 유닛과 사용자 인터페이스 사이의 통신을 제공하는 사용자 인터페이스의 마이크로프로세서 통제 유닛을 추가로 포함하는 미용 치료 장치.
  9. 제5항에 있어서, 어플리케이터가 환자의 피부에 인접한 10 cm2 이상의 표면적을 갖는 미용 치료 장치.
  10. 제9항에 있어서, 어플리케이터가 조직에 대해 고정된 위치로 30 초 이상 유지되는 미용 치료 장치.
  11. 제10항에 있어서, 어플리케이터가 적어도 하나의 유도 전극 또는 용량성 전극을 포함하는 미용 치료 장치.
  12. 제11항에 있어서, 어플리케이터가 치료 과정의 적어도 일부 동안 고정된 위치로 어플리케이터를 유지시키는 기계적 홀더를 포함하는 미용 치료 장치.
  13. 제12항에 있어서, 어플리케이터가 환자의 피부를 냉각하지 않고 사용되는 미용 치료 장치.
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