KR20180010825A

KR20180010825A - Rf에너지 전달장치 및 rf에너지 전달방법

Info

Publication number: KR20180010825A
Application number: KR1020160093580A
Authority: KR
Inventors: 고광천
Original assignee: 주식회사 루트로닉
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2018-01-31
Also published as: WO2018016819A1

Abstract

본 발명은, RF에너지를 발생시키도록 구성된 RF제너레이터, 체내에 위치하는 대상체적에 RF에너지를 전달할 수 있도록 구성된 어플리케이터, 및 대상체적에 RF에너지 전달 시 복수의 온도상승구간으로 구분되어 치료온도에 도달할 수 있도록 각 온도상승구간별로 전달되는 RF에너지의 크기를 상이하게 제어하는 제어부를 포함하는 RF에너지 전달장치 및 RF에너지 전달방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 RF전달장치 및 RF에너지 전달방법은 지방세포의 치료효과는 유지하면서 전체소요시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

RF에너지 전달장치 및 RF에너지 전달방법{THE APPARATUS FOR DELIVERING RADIO-FREQUENCY ENERGY AND AN METHOD FOR THAT}

본 발명은 RF에너지 전달장치 및 RF에너지 전달방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 RF에너지를 전달하여 가열하고 세포를 치료시키는 RF에너지 전달장치 및 RF에너지 전달방법에 관한 것이다.

최근 당뇨병, 고혈압 및 혈관 장애와 같은 성인병이 현대사회의 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 이러한 성인병의 원인 중 하나는 비만으로 알려져 있으며, 비만개선을 위하여 운동 및 칼로리 섭취의 억제를 통하여 체내 대사를 통해 지방을 소비하는 방법 등이 일반적으로 알려진 방법이다.

피하지방은 피부하층에 분포하는 지방세포가 축적되어 형성되며, 피하지방은 성숙시 일반세포에 비하여 매우 큰 부피를 갖게 되며, 이중 95% 정도의 지방을 포함하게 된다. 이러한 지방세포는 다른 세포에 비하여 적은 수분을 포함하고 있어 RF에너지를 전달한 경우 다른 세포에 비하여 더 높은 온도로 가열되어 선택적으로 치료하는 온도까지 가열할 수 있게 된다.

한편, 전술한 RF에너지를 전달하여 지방세포를 치료시키는 방법은 대한민국 등록특허 제1,482,788호에 나타나 있다. 그러나 이러한 기존의 방법은 지방세포를 가열하는데 많은 시간이 소요되어 효율적으로 치료시키지 못하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제1,482,788호(2014. 04. 07. 공개)

본 발명은 종래의 RF에너지를 전달하여 세포를 가열할 때 많은 시간이 소요되는 문제점을 해결하며, 과도한 RF전달시 피부손상을 초래하는 문제점을 해결하기 위한 RF에너지 전달장치 및 RF에너지 전달방법을 제공하는 것에 있다.

RF에너지를 발생시키도록 구성된 RF제너레이터, 체내에 위치하는 대상체적에 RF에너지를 전달할 수 있도록 구성된 어플리케이터, 및 대상체적에 RF에너지 전달 시 복수의 온도상승구간으로 구분되어 치료온도에 도달할 수 있도록 각 온도상승구간별로 전달되는 RF에너지의 크기를 상이하게 제어하는 제어부를 포함하는 RF에너지 전달장치가 제공된다.

이때, 복수의 온도상승구간은 대상체적의 온도를 치료온도에 인접한 기준온도까지 신속하게 상승시키는 제1 온도상승구간 및 대상체적의 온도를 기준온도로부터 치료온도까지 상승시키는 제2 온도상승구간을 포함하여 구성될 수 있다.

또한 제1 온도상승구간 동안 전달되는 제1 RF에너지는 대상체적의 온도를 신속하게 상승시킬 수 있도록 제2 온도상승구간동안 전달되는 제2 RF에너지보다 클 수 있다.

그리고 복수의 온도상승구간은, 제2 온도상승구간 이후 대상체적이 치료온도로 소정시간 유지되는 온도유지구간을 더 포함하며, 온도유지구간에는 제1 및 제2 온도상승구간에 전달되는 제1 및 제2 RF에너지보다 작은 제3 RF에너지를 전달될 수 있다.

나아가 대상체적이 신속하게 치료온도에 도달할 수 있도록 제1 온도상승구간이 제2 온도상승구간보다 오래 지속될 수 있다.

그리고, 제2 온도상승구간의 지속시간은 제1 온도상승구간의 50% 내지 100%이며, 온도유지구간의 지속시간은 제1 온도상승구간의 50% 내지 200%일 수 있다.

한편, 어플리케이터는, 피부의 표면온도를 측정할 수 있도록 구성되는 온도센서 및 피부의 표면을 냉각할 수 있도록 구성되는 냉각부를 더 포함하며, 제어부는 표면온도가 냉각필요온도 이상이 되는 경우 냉각부를 구동시키도록 제어할 수 있다.

이때, 냉각필요온도는 온도상승구간에서 피부의 손상을 방지할 수 있도록 48℃ 내지 50℃ 일 수 있다.

그리고 냉각부는, 표면온도가 급격하게 냉각되는 것을 방지할 수 있도록 공랭식으로 구성될 수 있다.

또한, 제어부는 냉각부의 구동시 대상체적의 온도가 하강하지 않도록 1회 구동시 5분 이내의 시간동안 구동킬 수 있다.

한편, 제어부는 제1 RF에너지의 크기는 제1 온도상승구간에서 대상체적이 기준온도에 신속하게 도달할 수 있도록 제3 RF에너지 크기의 3배 내지 5배가 되도록 제어할 수 있다.

이때, 제1 RF에너지는 300W 내지 500W, 제2 RF에너지는 100W 내지 300W, 제3 RF에너지는 50W 내지 150W일 수 있다.

그리고, 제1 온도상승구간은 5분 내지 15분, 제2 온도상승구간은 5분 내지 10분, 온도유지구간은 5분 내지 15분 지속될 수 있다.

여기서 대상체적은 지방세포를 포함하며, 치료온도는 지방세포가 변성되는 온도이며, 지방세포가 변성되는 온도는 44℃ 내지 46℃일 수 있다.

그리고 기준온도는 40℃ 내지 44℃일 수 있다.

한편, 제어부는 제1 온도상승구간동안 대상체적이 가장 큰 온도상승률로 가열될 수 있도록 제1 RF에너지 및 제2 RF에너지를 제어할 수 있다.

추가로 대상체적을 제1 온도상승구간 동안 제1 RF출력을 전달하여 가열하는 제1 RF에너지 전달단계, 제1 온도상승구간보다 낮은 온도상승률로 온도상승이 이루어질 수 있도록 제2 온도상승구간 동안 제1 RF출력보다 작은 제2 RF출력을 전달하는 제2 RF에너지 전달단계, 대상체적이 치료되는 온도인 치료온도로 유지될 수 있도록 제2 RF출력보다 작은 제3 RF출력을 전달하는 제3 RF에너지 전달단계를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서 대상체적이 치료온도에 인접한 기준온도에 도달하는 경우, 제1 RF에너지 전달단계는 종료되고 제2 RF에너지 전달단계가 수행되며, 대상체적이 치료온도에 도달하는 경우 제2 RF에너지 전달단계는 종료되고 제3 RF에너지 전달단계가 수행되며, 기준온도는 치료온도보다 낮을 수 있다.

이때, 제1 RF에너지 전달단계 및 제2 RF전달단계 수행 중, 대상체적에 인접하는 피부의 표면온도가 냉각필요온도에 해당하는 경우 피부를 냉각하는 냉각단계가 수행될 수 있다.

그리고 제2 온도상승구간의 지속시간은 제1 온도상승구간의 50% 내지 100%이며, 온도유지구간의 지속시간은 제1 온도상승구간의 80% 내지 200%일 수 있다.

본 발명에 따른 RF에너지 전달장치 및 RF에너지 전달방법은 신속하게 치료온도로 가열할 수 있으므로 전체소요시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지방세포 치료장치의 사시도이다.
도 2는 지방세포 치료장치의 개념도이다.
도 3는 지방세포 치료장치의 사용상태도이다.
도 4는 RF출력 전달 시 대상체적의 온도그래프이다.
도 5는 RF출력의 그래프이다.
도 6은 냉각시의 사용상태도이다.
도 7은 지방세포 치료를 위한 RF에너지 전달방법의 순서도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 RF에너지 전달장치 및 RF에너지 전달방법에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.

또한, 본 실시예는 RF 에너지를 전달하여 체내 지방을 줄이는 장치를 중심으로 설명하나, 이는 일 예이며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이 이외에도, RF 에너지를 치료 부위에 전달하여 치료를 진행하는 다양한 장치에 적용될 수 있음을 밝혀둔다. 또한 여기서 치료라 함은 조직의 재생을 위해 세포의 COAGULATION, ABULATION 등 조직의 변성 및 제거를 포함한 병변부위를 변화시켜 치료함을 말한다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예인 지방세포 치료장치에 대하여 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 지방세포 치료장치의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지방세포 치료장치는 어플리케이터(300), 링크(200), 몸체부(100)를 포함하여 구성된다.

몸체부(100)는 RF에너지를 발생시키기 위한 구성 및 제어를 위한 사용자 인터페이스가 구비되며, 외부의 전원과 연결되어 RF에너지를 발생시키며, RF에너지의 크기 및 시간 등의 제어를 포함하여 장치의 전체적인 제어가 수행될 수 있도록 구성요소를 포함한다.

어플리케이터(300)는 신체에 인접하여 배치되고 체내로 RF에너지를 전달하도록 구성된다. 어플리케이터(300)는 어플리케이터 바디(310), 안테나(320), 냉각부(340), 온도센서(330), 가이드부(350)를 포함하여 구성될 수 있다.

링크(200)는 몸체부(100)와 어플리케이터(300)를 기구적으로 연결하여 고정할 수 있도록 구성된다. 링크(200)는 어플리케이터(300)가 다양한 각도 및 위치에 배치될 수 있도록 복수의 관절을 포함하여 구성될 수 있다.

도 2는 지방세포 치료장치의 개념도이다.

도시된 바와 같이, 몸체부(100)는 전원 공급부(110), RF회로, 사용자 인터페이스부, 데이터 저장부(170) 및 제어부(140)를 포함하여 구성되며, 어플리케이터(300)는 안테나(320), 온도센서(330), 냉각팬, 가이드부(350)를 포함하여 구성된다.

전원 공급부(110)는 외부전원과 연결되며, RF회로, 인터페이스부(160) 및 제어부(140)를 포함한 다른 전기적 구성요소와 연결된다.

RF회로는 전원 공급부(110)로부터 전달된 에너지를 RF로 변조하여 어플리케이터(300)에 전달하도록 구성된다. RF회로는 RF 제너레이터(120), 발룬 회로, 1차 및 2차 트랜스포머를 포함하여 구성될 수 있다. 한편, 도시되지는 않았으나, RF회로는 변조, 밸런스, 매칭 등을 수행하기 위한 부수적인 구성요소를 포함하여 구성될 수 있다.

RF 제너레이터(120)는 전달된 에너지를 RF(Radio Frequancy)로 변조하도록 구성된다. 본 실시예에 따른 RF 제너레이터(430)는 27.12MHz의 주파수를 갖는 RF 에너지를 발생시키도록 구성되며, 이 이외에도 13.553~13.567MHz, 26.975~27.283MHz, 40.66~40.70MHz 등과 같이 ISM 대역의 주파수에 해당하는 RF 에너지를 발생시키도록 구성할 수 있다. 발룬회로(130)는 RF에너지 전달시 언발란스드(unbalanced) 임피던스를 발란스드(balanced) 임피던스로 변조할 수 있게 된다. 1차 및 2차 트랜스포머는 임피던스 매칭을 수행한다. 한편 이와같은 전기적 구성요소의 구성은 일반적으로 널리 쓰이는 구성이므로 세부적인 구성에 대하여는 상세한 설명을 생략하도록 한다.

인터페이스부(160)는 사용자로부터 조작입력 및 현 상태 등을 알릴 수 있도록 구성된다. 인터페이스부(160)는 영상 출력부(미도시) 및 오디오 출력부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 영상 출력부 및 오디오 출력부는 몸체부(100)의 외측에 구비될 수 있다.

데이터 저장부(170)는 장치의 운용시 필요한 다양한 정보가 저장될 수 있으며, 프로토콜에 대한 정보 및 현재 환자의 체내 임피던스 등의 상태에 대응하여 RF에너지를 제어하는 알고리즘 등이 저장될 수 있다.

제어부(140)는 입력, 출력, RF회로의 제어 등을 수행할 수 있도록 구성된다. 제어부(140)는 각각의 전기적 구성요소와 연결되어 신호처리를 수행할 수 있고, 데이터 저장부(170)에 저장된 알고리즘에 따라 제어가 수행될 수 있다. 또한 어플리케이터(300)에 구비된 온도센서(330) 및 냉각팬과 연결되어 센싱값에 따라 냉각팬의 출력을 조절할 수 있도록 구성된다. 한편 이와같은 제어부(140)의 RF에너지 제어에 관하여는 차후 상세히 설명하도록 한다.

어플리케이터(300)는 전술한 바와 같이 환자에 인접하여 배치되어 RF에너지를 최종적으로 인체에 적용시킬 수 있도록 구성된다. 어플리케이터(300)는 어플리케이터 바디(310), 안테나(320), 온도센서(330), 냉각팬(미도시), 가이드부(350)를 포함하여 구성된다.

어플리케이터 바디(310)는 환자의 신체중 대면적에 RF에너지를 적용시킬 수 있도록 복부의 평균 폭에 대응한 크기로 결정될 수 있다. 어플리케이터 바디(310)는 내측에 안테나(320) 및 온도센서(330), 냉각부(340)이 구비될 수 있다. 어플리케이터 바디(310)는 운용시 RF에너지가 피하지방층에 효율적으로 전달될 수 있도록 피부(S)와 적절한 이격거리를 두어 배치될 수 있다. 이때, 냉각부(340)는 몸체부(100)로부터 공기를 전달받을 수 있도록 튜브를 포함하여 구성될 수 있으며, 냉각풍은 어플리케이터 바디(310)에 형성된 다수의 홀을 통하여 피부에 적용될 수 있다. 다만, 이는 일 예일뿐, 어플리케이터 바디(310)에 구비된 팬으로 구성될 수 있다.

가이드부(350)는 장치의 운용시 어플리케이터 바디(310)가 배치된 부분에서 이탈하지 않도록 구성되며, 환자의 신체 굴곡에 따라 어플리케이터(300)를 가이드할 수 있도록 어플리케이터 바디(310)와 연결되어 회동가능하도록 구성될 수 있다.

도 3는 지방세포 치료장치의 사용상태도이다.

도시된 바와 같이, 두 개의 안테나(320)가 치료 위치에 이격 배치된 상태에서 RF 에너지를 환자의 대상체적(Vt)에 전달하는 방식으로 치료가 진행된다. 치료는 대상체적(Vt)의 피하 지방을 줄이기 위한 목적으로 이루어진다. 피하 지방(빗금친 영역)은 섭씨 45도 이상의 온도로 소정 시간 동안 유지됨에 따라 지방 세포의 사멸 등의 원인으로 인해 피하 지방의 체적이 줄어든다. 따라서, 제어부(140)는 안테나(230)를 통해 RF 에너지를 치료 위치에 전달하여 피하 지방의 온도를 소정 시간 동안 섭씨 45도 내지 50도의 치료 온도 범위로 상승시킴으로써 치료를 진행한다.

도 4는 RF에너지 전달시 대상체적(Vt)의 온도(Tfat)그래프이며, 도 5는 RF에너지의 그래프이고, 도 6은 냉각시의 사용상태도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 RF에너지 전달시 각 부분의 온도가 상승되며, 시간에 따른 대상체적(Vt)의 온도(Tfat)와 그에 인접한 피부(S)의 표면온도(Tskin) 그래프가 나타나 있다.

제어부(140)가 전달하는 에너지의 크기에 따라 에너지 전달단계를 제1 온도상승구간(P1), 제2 온도상승구간(P2), 온도유지구간(P3)으로 구분될 수 있으며, 냉각단계(Pc)가 수행될 수 있다.

제1 온도상승구간(P1)은 지방세포가 분포되어 있는 대상체적(Vt)을 신속하게 기준온도(T1)에 도달할 수 있도록 가장 큰 제1 RF에너지를 전달하는 단계이다. 일반적으로 지방층은 피부나 근육에 비하여 혈액이나 표면에 의한 열전달이 잘 이루어지지 않으므로 흡수한 에너지가 쉽게 발산되지 않는다. 따라서 전달되는 RF에너지가 클 수 록 대상체적(Vt)의 온도(Tfat)는 빠르게 상승하게 된다. 제1 온도상승구간(P1)은 가장 큰 RF에너지를 전달하여 대상체적(Vt)이 전체 구간 중 가장 온도가 빠르게 상승하는 제1 온도상승률이 나타나게 된다.

일정한 크기 내의 RF에너지를 전달하는 경우 지방층, 피부(S) 및 근육의 온도상승률은 서로 다르게 나타난다. 지방층의 온도는 손실되는 열량이 다른조직에 비해 적으나, 근육의 경우 혈액에 의한 냉각효과가 있으며, 피부(S)는 표면에서 공기에 의해 냉각되는 열손실이 있어 공기와의 접촉으로 인해 자연적인 열손실로 지방체적보다 온도가 더 낮을 수 있다.(Tskin')

그러나 일정 출력 이상의 RF에너지가 전달되면 피부(S)층에서 흡수되는 열은 표면에서의 열손실보다 크게 되고 이 경우 표면온도(Tskin)가 지방층보다 온도가 높아지는 온도역전이 일어난다. 제1 온도상승구간(P1)에서는 이와같은 온도역전이 일어날 수 있을 정도의 큰 제1 RF에너지(RF1)를 전달하여 대상체적(Vt)을 가열하게 된다. 이때 피부(S)의 표면온도(Tskin)의 급격한 상승이 이루어 질 수 있으며, 표면에서 공기에 의한 자연적인 냉각이 이루어지더라도 지속적으로 온도가 상승하게 되며, 피부세포가 변성될 만큼 고온까지 상승할 수 있게 된다. 이때 냉각단계(Pc)가 수행될 수 있으며, 이에 대하여는 차후 설명하기로 한다. 제1 온도상승구간(P1)에서 전달되는 제1 RF에너지(RF1)는 300W 내지 500W가 될 수 있으며, 이 경우 대상체적(Vt)의 온도(Tfat)가 과도하게 상승하는 것을 방지하기 위하여 5분 내지 15분 이내로 수행될 수 있다. 제1 온도상승구간(P1)은 대상체적(Vt)의 온도(Tfat)가 기준온도(T1)에 해당하는 경우 종료되고 다음 단계인 제2 온도상승구간(P2)에 진입할 수 있도록 다른 크기의 RF에너지가 전달될 수 있다.

제2 온도상승구간(P2)은 대상체적(Vt)의 열분포를 안정화시키기 위한 단계에 해당한다. 제2 온도상승구간(P2)는 대상체적(Vt) 내의 조직이 급격하게 온도가 증가된 경우 부분적으로 온도편차가 발생되는 영역이 나타나게 되며, 이 영역이 주변과의 열교환으로 전체적으로 균일한 온도분포를 가질 수 있도록 제1 RF에너지(RF1)보다 작은 제2 RF에너지(RF2)를 전달하게 된다. 이때 제2 RF에너지(RF2)의 크기는 대상체적(Vt)의 온도(Tfat)가 제1 온도상승률보다 작은 제2 온도상승률로 온도가 상승할 수 있는 크기로 결정된다.

제2 RF에너지(RF2)의 크기가 200W인 경우 5분 이내로 균일한 온도분포를 갖게 되며 지방세포치료온도(T2)까지 상승됨을 실험을 통하여 얻을 수 있었다. 따라서 제2 온도상승구간(P2)은 제2 RF에너지(RF2)의 크기가 100W 내지 300W로 전달되며, 지속시간은 5분 내지 10분 정도로 이루어질 수 있다. 한편, 제2 RF에너지(RF2) 전달 중에도 피부(S)에 에너지가 전달되므로 피부의 온도가 상승할 수 있으며, 이 경우에도 냉각필요온도(T3)에 해당하는 경우 냉각단계(Pc)가 수행될 수 있도록 제어부가 기능한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 냉각단계(Pc)는 제1 온도상승구간(P1) 또는 제2 온도상승구간(P2)의 수행 중 피부(S)의 온도가 과도하게 상승하여 세포가 파괴되는 것을 방지하도록 피부(S) 표면을 냉각한다. 한편 피부(S)세포는 50도 근처에서 변성이 일어나 세포가 파괴되므로 온도가 상승하더라도 50도 이하의 온도로 유지되어야 한다. 따라서 마진을 두어 피부(S)의 표면온도(Tskin)가 48도에 해당하는 경우 냉각단계(Pc)를 수행한다. 냉각단계(Pc)는 피부(S) 온도에 따라 신속하게 대응할 수 있도록 어플리케이터(300)에 구비된 냉각부(미도시)를 이용하게 되며, 제어부는 측정되는 표면온도(Tskin)가 48도를 유지할 수 있도록 온도에 대응하여 팬의 출력을 제어할 수 있다.

냉각단계(Pc)의 종료는 표면온도(Tskin)가 48도 이하로 내려가는 경우 또는 냉각시간이 5분 경과시 종료되도록 구성될 수 있다. 피부(S)표면으로부터 지나친 열손실로 대상체적(Vt)의 온도(Tfat)가 낮아지는 것을 방지하기 위함이다.

온도유지구간(P3)은 열평형상태를 유지하며 대상체적(Vt)의 지방세포를 치료시킬 수 있도록 유지하는 단계에 해당한다. 이 경우 피부(S)의 표면온도(Tskin)는 50℃를 넘지 않고 대상체적(Vt)의 온도(Tfat)는 지방세포치료온도(T2)로 유지될 수 있는 크기의 제3 RF에너지(RF3)가 전달될 수 있다. 온도유지구간(P3)는 대상체적(Vt)에 분포하는 지방세포가 고르게 치료될 수 있도록 지방세포치료온도(T2)로 유지하면서 10분간 지속될 수 있다

한편, 지방세포치료온도(T2)는 일반적으로 45도에서 10분 이상 유지하면 치료할 수 있는 것으로 알려져 있다. 한편 RF에너지의 전달 중 지방층의 온도를 직접 측정하기는 부적절하므로 실험데이터를 통하여 RF에너지의 크기 및 전달시간이 결정될 수 있다.

일 예로, 제1 온도상승구간(P1)에서 제1 RF에너지가 300W로 전달된 경우 냉각단계(Pc)가 수행되어 피부표면온도(Tskin)를 48℃이하로 유지되면 대상체적(Vt)의 온도(Tfat)는 43도에 인접하는 것을 실험결과로부터 얻을 수 있었다. 이때 43℃는 제1 온도상승구간(Pc)을 종료하고 제2 온도상승구간(Pc)에 진입하기 위한 기준온도(T1)로 설정될 수 있다.

제2 온도상승구간에서 제2 RF에너지가 200W로 전달되는 경우에도 냉각단계(Pc)가 수행될 수 있으며, 5분간 유지한 경우 대상체적(Vt)의 온도(Tfat)는 지방세포치료온도(T3)에 도달하는 것을 실험결과로부터 알 수 있었다.

온도유지구간(P3)에서 제3 RF에너지(RF3)가 너무 크면 대상체적(Vt)이 지방세포치료온도(T2) 이상으로 상승한다. 한편 과도한 과열은 조직의 필요이상의 손상을 초래할 수 있으므로 지방세포치료온도(T2)를 넘지 않도록 유지하는 것이 바람직하다. 이와 반대로 제3 RF에너지(RF3)가 너무 작으면 지방세포치료온도(T1)이하로 낮아져 적절한 치료가 이루어지지 않는다. 이때, 제3 RF에너지(RF3)를 100W로 10분간 지속적으로 전달한 경우 대상체적(Vt)의 온도(Tfat)는 45℃를 유지하였으며, 피부(S)의 표면온도(Tskin)는 표면에서 자연냉각에 의해 45℃도 이하로 떨어짐을 실험결과 얻을 수 있었다.

앞서 전술한 각 RF에너지(RF1, RF2, RF3)의 크기 및 전달시간은 일예일 뿐 개인별 편차 등을 고려하여 적절한 마진을 두고 설정될 수 있다.

다만, 이상에서 설명한 각 RF에너지의 크기 및 각 단계의 수행시간은 일 예이며, 환자에 따라, 치료부위에 따라 각각 다르게 설정될 수 있다. 그리고 제1 RF에너지(RF1)는 신속한 가열을 위하여 제3 RF에너지(RF3)보다 3배 이상의 크기로 전달되도록 구성될 수 있다.

또한 제1 온도상승구간(P1), 제2 온도상승구간(P2) 및 온도유지구간(P3)의 지속시간은 상호간 소정비율로 결정되어 지속될 수 있다. 제1 온도상승구간(P1)과 비교하여 볼 때, 제2 온도상승구간(P2)의 지속시간은 제1 온도상승구간(P1)의 50% 내지 100%가 되며, 온도유지구간(P3)의 지속시간은 제1 온도상승구간(P1)의 50% 내지 200% 가 될 수 있다. 따라서 제1 온도상승구간(P1)은 제2 온도상승구간(P2)보다 더 오래 지속되어 대상체적(Vt)의 온도를 신속하게 상승시킬 수 있게 된다. 한편 전체 치료 시간이 25분 이하로 설정된 경우 전술한 지속시간 비율에 따라 지속시간이 결정될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 다른 실시예인 지방세포 치료를 위한 RF에너지 전달방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 7은 지방세포 치료를 위한 RF에너지 전달방법의 순서도이다.

도시된 바와 같이, 지방세포 치료를 위한 RF에너지 전달방법은 제1 RF에너지 전달단계(S100), 제2 RF에너지 전달단계(S200) 및 제3 RF에너지 전달단계(S300), 표면온도(Tskin)측정단계 및 냉각단계(S400)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1 RF에너지 전달단계(S100)는 지방세포가 분포하는 대상체적(Vt)의 온도(Tfat)를 신속하게 상승시킬 수 있도록 각 단계 중 가장 큰 제1 RF에너지를 전달하는 단계이다. 제1 RF에너지 전달단계(S100)는 소정온도 또는 소정시간동안 지속하여 대상체적(Vt)을 기준온도(T1)까지 상승시킬 수 있다. 기준온도(T1)는 지방세포치료온도(T2)인 45℃보다 다소 낮은 온도로 설정될 수 있으며, 40℃ 내지 44℃로 설정될 수 있다. 피부표면의 온도가 과도하게 상승하거나 고온으로 유지되는 경우 다른 조직들이 파괴되는 것을 방지하기 위함이다.

기준온도(T1)는 RF출력을 전달하는 중에는 지방층의 온도를 측정하는 것이 바람직하지 않으므로, 기존에 시험으로 획득된 표면온도(Tskin), 진행시간, RF출력의 크기 등에 따른 대상체적(Vt)의 온도(Tfat) 데이터를 포함한 룩업테이블에서 추정할 수 있게 된다.

표면온도(Tskin)측정단계는 대상체적(Vt)의 온도(Tfat)의 추정과 별개로 RF에너지가 전달되는 동안 지속적으로 피부(S)표면의 온도를 측정할 수 있다. 한편 온도상승률이 높은 제1 RF에너지 전달단계(S100)에서는 다른 단계(S200, S300)에서보다 더 빈번하게 측정이 이루어질 수 있다.

제2 RF에너지 전달단계(S200)는 대상체적(Vt)을 제1 RF에너지 전달단계(S100)의 수행시보다 낮은 온도상승률로 가열할 수 있도록 제1 RF에너지 전달단계(S100)보다 작은 제2 RF출력을 전달한다. 제2 RF에너지 전달단계(S200)는 200W의 RF출력을 전달하여 소정시간 진행되며, 제1 RF에너지 전달단계(S200)에서 대상체적(Vt) 내에 부분적으로 불균일한 온도분포가 균일하게 분포될 수 있도록 대상체적(Vt)을 서서히 가열하게 된다. 이때 피부(S)층에서 흡수되는 RF에너지는 피부(S)에서의 열손실량보다 작아 표면온도(Tskin)가 낮아지면서 서서히 안정화 단계에 이르게 된다. 제2 RF에너지 전달단계(S200)에서도 표면온도(Tskin)측정단계가 수행되며, 이때 피부(S)의 표면온도(Tskin)가 42도에 이르는 경우 다음 단계를 수행한다.

냉각단계(S400)는 피부(S)의 표면온도(Tskin)가 냉각필요온도(T3) 이상이 되는 경우 피부(S) 표면을 냉각하여 피부(S)손상을 방지할 수 있도록 수행된다. 피부(S)는 약 50도부터 세포의 파괴가 일어나므로, 이보다 낮은 48도를 유지할 수 있도록 수행된다. 실험결과 지방층과 피부(S)의 온도 차이는 최소 3도 이상이므로, 피부(S)를 냉각하더라도 지방층을 지방세포치료온도(T2)인 45도 이하로 낮아지는 것을 방지하기 위함이다. 또한 이를 위하여 냉각단계(S400)는 최대 5분까지만 수행되도록 구성될 수 있다. 그리고 냉각단계(S400)는 냉각필요온도(T3) 이하가 되는 경우 냉각을 중단한다.

한편 냉각단계(S400)는 표면온도(Tskin)를 미세하게 조절할 수 있도록 공랭식으로 구성될 수 있다.

제3 RF에너지 전달단계(S300)는 대상체적(Vt)의 온도(Tfat)가 일정하게 유지될 수 있도록 대상체적(Vt)의 열흡수 및 열손실과 동일한 양의 RF출력을 전달하게 된다. 이때 100W의 RF출력을 전달하며, 피부(S) 표면온도(Tskin)는 대략 42도, 대상체적(Vt)은 45℃를 유지할 수 있으며, 약 10분 지속하여 대상체적(Vt) 내의 광범위하게 분포하는 다수의 지방세포를 치료할 수 있게 된다. 한편 지방세포치표온도(T2)를 45℃를 예를 들어 설명하였으나, 이는 일 예일 뿐 44℃ 내지 46℃의 범위 내인 경우에도 근사한 효과를 발휘할 수 있다.

이상에서 설명한 지방세포 치료용 RF에너지 전달장치 및 지방세포 치료를 위한 RF에너지 전달방법은 대상체적(Vt)이 다른 온도상승률로 온도가 증가할 수 있도록 2단계 이상의 온도상승구간으로 구성되어 신속하게 온도를 상승시킬 수 있고, 이때 피부(S)의 손상을 방지하기 위한 냉각이 수행된다. 따라서 지방세포의 치료효과는 유지하면서 전체소요시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

100: 몸체부 110: 전원 공급부 120:RF 제너레이터
130: 발룬회로
140: 제어부 150: 인터페이스부
160: 오디오출력부 170: 데이터 저장부
300:어플리케이터
310: 어플리케이터 바디
320: 안테나 330: 온도센서 340: 냉각부
350: 가이드부
Vt: 대상체적 S: 피부층
RF1: 제1 RF에너지 RF2: 제2 RF에너지 RF3: 제3 RF에너지
T1: 기준온도 T2: 지방세포치료온도 T3: 냉각필요온도
S100: 제1 RF에너지 전달단계
S200: 제2 RF에너지 전달단계
S300: 제3 RF에너지 전달단계
S400: 냉각단계

Claims

RF에너지를 발생시키도록 구성된 RF제너레이터;
체내에 위치하는 대상체적에 상기 RF에너지를 전달할 수 있도록 구성된 어플리케이터; 및
상기 대상체적에 RF에너지 전달 시 복수의 온도상승구간으로 구분되어 치료온도에 도달할 수 있도록 각 온도상승구간별로 전달되는 RF에너지의 크기를 상이하게 제어하는 제어부를 포함하는 RF에너지 전달장치.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 온도상승구간은 상기 대상체적의 온도를 상기 치료온도에 인접한 기준온도까지 신속하게 상승시키는 제1 온도상승구간; 및
상기 대상체적의 온도를 상기 기준온도로부터 상기 치료온도까지 상승시키는 제2 온도상승구간을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달장치.
제2 항에 있어서,
상기 제1 온도상승구간 동안 전달되는 제1 RF에너지는 상기 대상체적의 온도를 신속하게 상승시킬 수 있도록 제2 온도상승구간 동안 전달되는 제2 RF에너지보다 큰 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달장치.
제3 항에 있어서,
상기 복수의 온도상승구간은,
상기 제2 온도상승구간 이후 상기 대상체적이 상기 치료온도로 소정시간 유지되는 온도유지구간을 더 포함하며,
상기 온도유지구간에는 상기 제1 및 제2 온도상승구간에 전달되는 상기 제1 및 제2 RF에너지보다 작은 제3 RF에너지를 전달되는 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달장치.
제4 항에 있어서,
상기 대상체적이 신속하게 상기 치료온도에 도달할 수 있도록 상기 제1 온도상승구간이 상기 제2 온도상승구간보다 오래 지속되는 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달장치.
제5 항에 있어서,
상기 제2 온도상승구간의 지속시간은 상기 제1 온도상승구간의 50% 내지 100%이며,
상기 온도유지구간의 지속시간은 상기 제1 온도상승구간의 50% 내지 200%인 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달장치.
제4 항에 있어서,
상기 어플리케이터는,
피부의 표면온도를 측정할 수 있도록 구성되는 온도센서; 및
상기 피부의 표면을 냉각할 수 있도록 구성되는 냉각부를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 표면온도가 냉각필요온도 이상이 되는 경우 상기 냉각부를 구동시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달장치.
제7 항에 있어서,
상기 냉각필요온도는 상기 온도상승구간에서 상기 피부의 손상을 방지할 수 있도록 48℃ 내지 50℃ 인 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달장치.
제7 항에 있어서,
상기 냉각부는,
상기 표면온도가 급격하게 냉각되는 것을 방지할 수 있도록 공랭식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달장치.
제9 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 냉각부의 구동시 상기 대상체적의 온도가 하강하지 않도록 1회 구동시 5분 이내의 시간동안 구동시키는 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달장치.
제4 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 RF에너지의 크기는 상기 제1 온도상승구간에서 상기 대상체적이 상기 기준온도에 신속하게 도달할 수 있도록 상기 제3 RF에너지 크기의 3배 내지 5배가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달장치.
제4 항에 있어서,
상기 제1 RF에너지는 300W 내지 500W,
상기 제2 RF에너지는 100W 내지 300W,
상기 제3 RF에너지는 50W 내지 150W인 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달장치.
제4 항에 있어서,
상기 제1 온도상승구간은 5분 내지 15분,
상기 제2 온도상승구간은 5분 내지 10분,
상기 온도유지구간은 5분 내지 15분 지속되는 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달장치.
제4 항에 있어서,
상기 대상체적은 지방세포를 포함하며,
상기 치료온도는 상기 지방세포가 변성되는 온도이며,
상기 지방세포가 변성되는 온도는 44℃ 내지 46℃인 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달장치.
제14 항에 있어서,
상기 기준온도는 40℃ 내지 44℃인 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달장치.
제4 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 온도상승구간동안 상기 대상체적이 가장 큰 온도상승률로 가열될 수 있도록 상기 제1 RF에너지 및 상기 제2 RF에너지를 제어하는 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달장치.
대상체적을 제1 온도상승구간 동안 제1 RF출력을 전달하여 가열하는 제1 RF에너지 전달단계;
상기 제1 온도상승구간보다 낮은 온도상승률로 온도상승이 이루어질 수 있도록 제2 온도상승구간 동안 상기 제1 RF출력보다 작은 제2 RF출력을 전달하는 제2 RF에너지 전달단계;
상기 대상체적이 치료되는 온도인 치료온도로 유지될 수 있도록 상기 제2 RF출력보다 작은 제3 RF출력을 전달하는 제3 RF에너지 전달단계를 포함하는 RF에너지 전달방법.
제17 항에 있어서,
상기 대상체적이 치료온도에 인접한 기준온도에 도달하는 경우, 상기 제1 RF에너지 전달단계는 종료되고 상기 제2 RF에너지 전달단계가 수행되며,
상기 대상체적이 치료온도에 도달하는 경우 상기 제2 RF에너지 전달단계는 종료되고 제3 RF에너지 전달단계가 수행되며,
상기 기준온도는 상기 치료온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달방법.
제18 항에 있어서,
상기 제1 RF에너지 전달단계 및 상기 제2 RF전달단계 수행 중,
상기 대상체적에 인접하는 피부의 표면온도가 냉각필요온도에 해당하는 경우 상기 피부를 냉각하는 냉각단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달방법.
제17 항에 있어서,
상기 제2 온도상승구간의 지속시간은 상기 제1 온도상승구간의 50% 내지 100%이며,
상기 온도유지구간의 지속시간은 상기 제1 온도상승구간의 80% 내지 200%인 것을 특징으로 하는 RF에너지 전달방법.