KR20220052317A - 미용 치료용 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20220052317A
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KR
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treatment
emr
treatment area
area
temperature
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Application number
KR1020227000695A
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존 데일리
에드워드 아담키비츠
에릭 베그웰
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도미니언 에스테틱 테크놀로지스, 인크.
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Publication date
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Abstract

본원에 제공된 다기능 미용 시스템은 하우징, 하우징 내에 위치되고 하나 이상의 전자기 방사선(EMR) 소스를 갖는 전자기 어레이, EMR 빔을 치료 영역으로 지향시키도록 어레이와 전자 통신하여 하나 이상의 EMR 소스를 작동시키는 제어기, 및 제어기가 피드백에 응답하여 다기능 시스템의 적어도 하나의 작동 조건을 조정할 수 있도록 정의된 파라미터를 기초로 제어기에 피드백을 제공하도록 제어기와 전자 통신하는 하나 이상의 센서를 포함한다.

Description

미용 치료용 시스템 및 방법
관련 출원(들)에 대한 상호 참조
본 출원은 양측 출원에 공통된 모든 주제에 대해 2019년 6월 13일자 출원된 동시 계류 중인 미국 가출원 제62/861,293호의 우선권 및 이익을 주장한다. 상기 가출원의 개시 내용은 그 전체가 참조로 포함된다.
기술 분야
본 개시 내용은 개괄적으로 미용 치료 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 다기능 미용 치료 시스템에 관한 것이다.
레이저는 1970년대에 상업적으로 이용 가능하게 된 이래로 의료 시술에 적용되어 왔다. 일반적으로, 미용 레이저는 예를 들어, 피부 치료 및 바디 스컬프팅(body sculpting)과 같은 침습성, 최소 침습성 및 비침습성 미용 시술을 위해 사용된다. 그러나, 광범위한 파장 및 전력 레벨을 갖고, 50개 초과의 상이한 치료 프로토콜이 통상적이다. 통상적으로, 단일 레이저 시스템이 단일 의료 장치 내에 패키징된다. 따라서, 통상적으로, 미용 개업의는 다양한 시술을 수행하기 위해 다수의 레이저 미용 치료 시스템을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 일부 의사는 예를 들어 피부 절제/박리, 주름 감소, 과다색소침착(hyper pigmentation), 주사(rosacea), 여드름(acne), 기태(mole) 제거, 피부 토닝, 정맥 치료, 바디 스컬프팅, 제모, 문신 제거 등과 같은 상이한 치료 프로토콜을 필요로 하는 시술을 수행하기 위해 4개, 5개, 6개, 7개, 15개, 또는 그보다 많은 레이저 미용 시스템을 필요로 할 수 있다.
종래의 미용 레이저 시스템은 낮은 효율을 갖기 때문에, 대형 전원 및 냉각 시스템을 필요로 한다. 예를 들어, 일부 종래의 레이저 미용 시스템은 대형 플래시램프 펌프 레이저를 구비하여 종종 100 lbs 초과의 중량이다. 다이오드 펌프 고체 레이저는 더 효율적이고 다소 더 소형이지만, 고가이고 유지 보수 문제를 갖는다. 직접 다이오드 레이저가 효율 및 잠재적인 저비용을 제공하지만, 높은 암페어 전력, 냉각, 및 열악한 빔 품질에 대한 요구가 이들의 용례를 제한하고 있다.
일 실시예에서, 다기능 미용 시스템이 제공된다. 시스템은 하우징을 포함한다. 시스템은 하우징 내에 위치되고 하나 이상의 전자기 방사선(EMR) 소스(들)를 갖는 전자기 어레이로서, 각각의 EMR 소스는 EMR 소스 중, 존재하는 경우, 다른 EMR 소스에 의해 발생된 EMR 빔의 파장과는 상이한 파장을 갖는 EMR 빔을 발생하도록 구성되는 것인, 전자기 어레이를 또한 포함한다. 시스템은 EMR 빔을 치료 영역으로 지향시키기 위해 EMR 소스의 하나 이상을 동작시키도록 어레이와 전자 통신하는 제어기를 또한 포함한다. 시스템은 제어기가 피드백에 응답하여 다기능 시스템의 적어도 하나의 동작 조건을 조정하게 하기 위해, 규정된 파라미터에 기초하여 제어기에 피드백을 제공하도록 제어기와 전자 통신하는 하나 이상의 센서를 또한 포함한다.
일부 실시예에서 하우징은 휴대형으로 구성된다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 EMR 소스는 하나 이상의 EMR 소스에 의해 발생된 파장의 조합의 맞춤화를 제공하도록 어레이 내에서 모듈식으로 교체 가능하다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 EMR 소스 각각은 적외선 파장, 가시광 파장, 또는 자외선 파장 중 어느 하나를 갖는 EMR 빔을 발생하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 제어기는 2개 이상의 EMR 소스로부터 EMR 빔을 방출하도록 동시에, 순차적으로, 또는 교번하는 패턴으로 2개 이상의 EMR을 동작시키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 제어기는 적어도 하나의 동작 조건을 조정하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 제어기는 치료 영역 상에 충돌하는 냉각 기류의 유량, 치료 영역 상에 충돌하는 냉각 기류의 온도, 치료 영역과 치료 영역 상으로 냉각 기류를 지향시키는 장치 사이의 간격, EMR 빔의 파워, 치료 영역에 대한 EMR 빔의 스캐닝 속도, 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 조정하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 센서는 온도 센서를 포함하고, 피드백은 치료 영역의 피부(또는 치료 표면)의 온도 또는 치료 영역 근처의 피부(또는 치료 표면)의 온도를 나타내는 온도 데이터를 포함하고, 적어도 하나의 조정된 동작 조건은 방출된 EMR 빔 파워이다. 일부 실시예에서, 센서는 온도 센서를 포함하고, 피드백은 치료 영역의 온도 또는 치료 영역 근처의 온도를 나타내는 온도 데이터를 포함하고, 적어도 하나의 조정된 동작 조건은 치료 영역 상으로 지향된 냉각 기류의 유량이다. 일부 실시예에서, 센서는 온도 센서를 포함하고, 피드백은 치료 영역의 온도를 나타내는 온도 데이터를 포함하고, 적어도 하나의 조정된 동작 조건은 치료 영역과 치료 영역 상으로 냉각 기류를 지향시키는 장치 사이의 간격이다. 일부 실시예에서, 센서는 치료 영역에 접촉하지 않고 피드백을 제공하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 센서는 근접 센서를 포함하고, 피드백은 헤드가 치료 영역으로부터의 거리를 포함하고, 조정된 작동 조건은 치료 영역과 헤드 사이의 간격이다. 일부 실시예에서, 피부의 온도는 피부를 통한 열 플럭스와 같은 정보를 포함하는 모델을 사용함으로써 피하 영역의 온도를 계산하는 데 사용된다.
일부 실시예에서, 시스템은 치료 영역으로 EMR을 지향지키는 EMR 경로를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 경로는 2개 이상의 상이한 파장에 의해 타겟 영역의 동시 또는 순차적 조명을 허용하기 위한 2개 이상의 광학적으로 분리된 출력 파이버를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 시스템은 치료 영역 상으로 EMR 빔을 지향시키도록 경로로부터 수신된 EMR 빔을 수정하기 위해 경로와 광학적으로 결합된 장치를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 장치는 팽창된 치료 영역 상으로 EMR 빔을 지향시키도록 EMR 빔을 팽창시키기 위한 광학 요소를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 장치는 치료 영역 아래의 피하(皮下) 치료 영역 내에서 EMR 빔의 팽창을 방지 또는 최소화하도록 팽창된 빔을 포커싱하기 위한 프레넬 렌즈 또는 유사한 렌즈를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 장치는 경로와 복수의 출력 빔을 발생하기 위한 장치 사이에 광학적으로 결합된 빔 스플리터를 또한 포함하고, 복수의 출력 빔은 치료 영역 상에 개별적으로 충돌하고 치료 영역 아래의 소정의 거리에서 완전 중첩되거나, 부분 중첩되거나 또는 중첩되지 않아서 피하 치료 영역을 치료하도록 장치에 의해 방출된다. 일부 실시예에서, 장치는 복수의 출력 빔을 발생하기 위한 EMR 경로의 복수의 광학적 개별 부분과 광학적으로 결합되고, 복수의 출력 빔은 치료 영역 상에 개별적으로 충돌하거나 치료 영역 아래의 소정의 거리에서 부분 또는 완전 중첩하여 피하 치료 영역을 치료하도록 장치에 의해 방출된다. 일부 실시예에서, 어레이는 경로의 광학적 개별 부분에 의해 장치로 지향되기 위해 동일한 파장을 갖는 EMR 빔을 발생하도록 각각 구성된 EMR 소스 중 적어도 2개를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 장치는 치료 영역과 연계된 피드백을 제공하기 위한 하나 이상의 센서와 결합된다. 일부 실시예에서, 장치는 EMR 빔을 방해하지 않고 치료 영역 상으로 냉각 기류를 지향시키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 장치는 치료 영역 상으로 EMR 빔을 지향시키고, 치료 영역 상으로 냉각 기류를 지향시키고, 치료 영역과 접촉하지 않고 치료 영역과 연계된 센서 피드백을 제공하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 시스템은 EMR 빔을 치료 영역 상으로 지향시키도록 장치를 위치 설정하기 위해, 하우징과 제1 단부에서 결합되고 장치와 제2 단부에서 결합되는 장치를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 장치는 장치를 위치 설정하기 위한 관절형 아암을 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 장치는 치료 영역에 대해 장치를 위치 설정하기 위해 장치의 이동을 명령하기 위한 신호를 제어기로부터 수신하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 장치는 하나 이상의 센서로부터 제어기에서 수신된 피드백에 응답하여 제어기로부터 신호를 수신하도록 구성되고, 센서는 위치 센서를 포함할 수 있고, 피드백은 치료 영역에 대한 장치의 위치를 나타내는 위치 데이터를 포함하고, 적어도 하나의 조정된 동작 조건은 장치의 위치이다. 일부 실시예에서, 시스템은 동작 중에 EMR 소스 또는 냉각 기류 중 적어도 하나를 냉각하기 위한 냉각기를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 시스템은 동작 중에 EMR 소스 또는 냉각 기류 중 적어도 다른 하나를 냉각하기 위한 제2 냉각기를 또한 포함한다.
다른 실시예에서, 다기능 시스템을 사용하는 미용 치료 방법이 제공된다. 방법은 하우징 내에 위치된 전자기 어레이와 전자 통신하는 제어기에 의해, 각각의 EMR 소스에 의해 발생된 EMR 빔을 치료 영역으로 지향시키도록 2개 이상의 전자기 방사선(EMR) 소스를 동작시키는 단계로서, 각각의 EMR 소스는 EMR 소스 중 다른 EMR 소스에 의해 발생된 EMR 빔의 파장과는 상이한 파장을 갖는 EMR 빔을 발생하도록 구성되는 것인, 동작 단계를 포함한다. 방법은 제어기와 전자 통신하는 하나 이상의 센서에 의해, 규정된 파라미터에 기초하여 제어기에 피드백을 제공하는 단계를 또한 포함한다. 방법은 제어기에 의해, 피드백에 응답하여 다기능 시스템의 적어도 하나의 동작 조건을 조정하는 단계를 또한 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 EMR 소스는 적외선 파장, 가시광 파장, 또는 자외선 파장 중 어느 하나를 갖는 EMR 빔을 발생하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 동작 단계는 2개 이상의 EMR 소스로부터 EMR 빔을 방출하도록 동시에, 순차적으로, 또는 교번하는 패턴으로 2개 이상의 EMR을 동작시키는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 조정 단계는 치료 영역을 치료적으로 허용 가능한 온도로 유지하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 치료 영역을 치료적으로 허용 가능한 온도로 유지하는 단계는 치료 영역 상에 충돌하는 냉각 기류의 유량, 치료 영역 상에 충돌하는 냉각 기류의 온도, 치료 영역과 치료 영역 상으로 냉각 기류를 지향시키는 냉각 장치 사이의 간격, EMR 빔의 파워, 치료 영역에 대한 EMR 빔의 스캐닝 속도, 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 조정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법은 EMR 빔을 EMR 경로를 따라 치료 영역 상으로 지향시키는 단계를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 방법은 치료 영역 상으로 EMR 빔을 지향시키기 위해 경로와 광학적으로 결합된 장치 내의 EMR 빔을 수정하는 단계를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 수정 단계는 장치의 광학 요소에 의해, 팽창된 치료 영역 상으로 EMR 빔을 지향시키도록 EMR 빔을 팽창시키는 단계를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 수정 단계는 프레넬 렌즈 또는 유사한 렌즈에 의해, 치료 영역 아래의 피하 치료 영역 내의 EMR 빔의 팽창을 방지 또는 최소화하도록 팽창된 빔을 포커싱하는 단계를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 수정 단계는 경로와 장치 사이에 광학적으로 결합된 빔 스플리터에 의해, 복수의 출력 빔을 발생하도록 EMR 빔을 분할하는 단계를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 수정 단계는 장치에 의해, 치료 영역 상에 개별적으로 충돌하고 치료 영역 아래의 소정의 거리에서 중첩하여 피하 치료 영역을 치료하도록 복수의 출력 빔을 방출하는 단계를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 수정 단계는 복수의 출력 빔을 발생하도록 EMR 경로의 복수의 광학적 개별 부분과 장치를 광학적으로 결합하는 단계를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 수정 단계는 장치에 의해, 치료 영역 상에 개별적으로 충돌하고 치료 영역 아래의 소정의 거리에서 중첩하여 피하 치료 영역을 치료하도록 복수의 출력 빔을 방출하는 단계를 또한 포함한다.
일부 실시예에서, 방법은 경로의 광학적 개별 부분에 의해 장치로, 동일한 파장을 갖는 적어도 2개의 EMR 빔을 지향시키는 단계를 또한 포함하고, 어레이는 동일한 파장을 갖는 적어도 2개의 EMR 빔을 발생하도록 각각 구성된 적어도 2개의 EMR 소스를 포함한다. 일부 실시예에서, 방법은 장치를 통해, EMR 빔을 방해하지 않고 치료 영역 상으로 냉각 기류를 지향시키는 단계를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 장치에 의해, 치료 영역 상으로 EMR 빔을 지향시키는 단계, 장치를 통해, 치료 영역 상으로 냉각 기류를 지향시키는 단계, 및 하나 이상의 센서에 의해, 제어기에 피드백을 제공하는 단계는 장치 또는 센서를 치료 영역에 접촉시키지 않고 수행된다. 일부 실시예에서, 조정 단계는 제어기에 의해, 치료 영역에 대해 EMR 빔을 위치 설정하기 위해 하우징과 결합된 장치의 이동을 제어하는 단계를 또한 포함한다. 일부 실시예에서, 조정 단계는 EMR 빔을 재배치하기 위해 피드백에 응답하여 장치를 이동시키는 단계를 또한 포함한다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 미용 치료를 제공하는 방법이 제공된다. 방법은 치료 영역의 경계를 식별하기 위해 복수의 마킹을 제공하는 단계, 미용 치료 장치에 의해 치료 영역을 매핑하기 위해 복수의 마킹을 등록하는 단계로서, 미용 치료 장치는 전자기 방사선(EMR) 빔을 지향시키는 소스를 가지는, 마킹 제공 단계, 및 매핑된 치료 영역에서 EMR 빔을 생성하기 위해 소스를 활성화하는 단계를 포함한다.
본 발명의 양태에 따르면, 미용 치료 장치는 하우징, 2개의 단부를 가지고 일단에서 하우징에 연결된 치료 아암, 타단에서 치료 아암에 연결된 치료 헤드, 제어기, EMR 빔을 치료 헤드로 지향시키는 시스템, 및 사용자가 데이터를 입력할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스를 추가로 포함한다. 치료 헤드는 EMR을 전달하는 동안 치료 영역의 표면과 접촉하지 않을 수 있다. 치료 헤드는 EMR 빔을 길이 및 폭을 갖는 직사각형 형상으로 변환하는 렌즈를 포함할 수 있다. 미용 치료 장치는 치료 영역으로의 전달을 위해 치료 헤드에 공기를 제공하는 시스템을 더 포함할 수 있다. 치료 영역은 길이 및 폭을 가질 수 있으며, 길이는 EMR 빔의 길이의 대략 정수배이고 폭은 EMR 빔의 폭의 대략 정수배이다.
본 발명의 양태에 따르면, 치료 영역은 직사각형 형상이다. 치료 영역은 치료 헤드를 치료 영역의 제1 코너로 이동시켜 제1 코너를 등록하고, 치료 헤드를 치료 영역의 제2 코너로 이동시켜 제2 코너를 등록하고, 치료 헤드를 치료 영역의 제3 코너로 이동시켜 제3 코너를 등록하고, 및 치료 헤드를 치료 영역의 제4 코너로 이동시켜 제4 코너를 등록하는 것에 의해 설정된다. 방법은 치료 영역의 등록을 개시하기 위해 미용 치료 장치의 정렬 광을 복수의 마킹 중 하나와 정렬하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 조이스틱 및 사용자 인터페이스 중 적어도 하나로의 입력에 응답하여 치료 헤드를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 피하 지방 조직에 열적 세포자멸사(thmalal opoptosis)를 유발하는 다기능 미용 시스템이 제공된다. 시스템은 에너지 빔을 생성하는 전자기 방사선(EMR) 소스와, 치료 구역 내에서 전자기 방사선(EMR) 소스를 피하 조직이 타겟 온도 범위에 도달할 수 있게 하는 속도로 이동시키면서 치료 영역의 제1 치료 구역에 걸쳐 에너지 빔을 지향시키는 에너지 전달 장치를 포함한다. 에너지 전달 장치는 피하 조직을 타겟 온도 범위 내로 유지하면서 제1 치료 구역에 대한 에너지 빔의 인가를 계속하고, 에너지 전달 장치는 타겟 치료 기간 동안 타겟 온도 범위에 있는 제1 치료 구역의 임의의 피하 조직에 대한 에너지 빔의 인가를 중단한다.
본 발명의 양태에 따르면, 피하 조직의 타겟 온도 범위는 42℃ 내지 51℃이다. 에너지 빔의 인가는 제1 치료 구역의 면적보다 작은 면적에 인가될 수 있다. 에너지 전달 장치는 피하 조직이 타겟 온도 범위에 도달하기 전에 인가된 에너지의 인가보다 피하 조직이 타겟 온도 범위에 도달한 후에 더 적은 에너지를 인가할 수 있다. 제1 치료 구역에 대한 에너지의 인가는 치료 구역 표면의 온도가 최대 표면 온도보다 높을 때 중지될 수 있고, 제1 치료 구역에 대한 에너지의 인가는 치료 구역 표면 온도가 최대 표면 온도보다 낮을 때 재개될 수 있다. 에너지 전달 장치는 피하 조직의 온도를 타겟 온도 범위로 상승시키도록 제1 치료 영역 내에서 전자기 방사선(EMR) 소스를 이동시키면서 에너지 빔 및 냉각 공기를 제1 치료 영역에 인가할 수 있고, 에너지 전달 장치는 제1 치료 영역 내에서 전자기 방사선(EMR) 소스를 이동시키는 동안 냉각 공기를 유지하면서 제1 치료 영역에 대한 에너지 빔의 인가를 중지할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 미용 장치가 제공된다. 미용 장치는 EMR 빔을 생성하도록 구성된 전자기 방사선(EMR) 소스, EMR 빔 및 기류를 치료 영역으로 지향시키는 장치, EMR 빔을 시준하는 렌즈, 시준된 EMR 빔을 스퀘어 EMR 빔으로 변환하여 균일한 조직 가열을 위한 균일한 에너지 분포를 생성하는 굴절 확산기를 포함한다.
본 발명의 양태에 따르면, 장치는 공기 소스 및 소정량의 공기를 공기 소스로부터 치료 영역으로 조직 표면에 대해 충돌 냉각을 제공하기에 충분한 타겟 속도로 지향시키는 냉각 시스템을 갖는, 공기 시스템을 더 포함한다. 장치는 피부 온도 센서, 공냉식 온도 센서, 기류 센서, 레이저 전력 센서, 위치 센서, 및 근접 센서 중 적어도 하나를 갖는 센서 어레이를 더 포함할 수 있다. 에너지 전달 장치는 피부 표면에 대한 장치의 근접성에 대한 레이저 검출의 정확도를 증가시키도록 근접 센서에 도달하는 광을 필터링하는 차단 필터를 더 포함할 수 있다.
예시적인 비한정적인 실시예가 첨부 도면과 함께 취한 이하의 상세한 설명으로부터 더 명백하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다기능 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다기능 시스템의 전자기 방사선 방출 구성요소의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다기능 시스템의 빔 합성기의 내부도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 복수의 EMR 드라이버를 포함하는 다기능 시스템의 전력 및 제어 전자 기기의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다기능 시스템의 냉각 시스템의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다기능 시스템의 냉각 장착부의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다기능 시스템의 냉각 시스템의 냉동 유닛의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 2 자유도 위치 설정 장치의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 6 자유도 위치 설정 장치의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 피하 온도 예측 시스템의 개략도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 EMR 파장의 예측된 침투 깊이를 도시하고 있는 인간 조직 프로파일이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 장치를 포함하는 다기능 시스템의 개략도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 장치의 FET 회로의 개략도이다.
도 14a는 본 발명의 실시예에 따른 2개의 개별 출력 경로를 제공하기 위한 파이버 합성기의 사시도이다.
도 14b는 본 발명의 실시예에 따른 도 14a의 파이버 합성기의 상세도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 분할된 각형성된 EMR 빔 전달을 갖는 장치의 단면도이다.
도 16a는 본 발명의 실시예에 따른 빔 성형 광학계를 갖는 장치의 단면도이다.
도 16b는 본 발명의 실시예에 따른 조정 가능한 광학 요소를 갖는 도 16a의 장치의 단면도이다.
도 16c는 본 발명의 실시예에 따른 부가의 광학 요소를 갖는 도 16a의 장치의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 센서를 갖는 장치의 사시도이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 치료 영역의 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 미용 시술 방법의 블록도이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 치료 시스템의 일 실시예이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 치료 장치의 일부 구성요소의 분해도이다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 치료 장치의 일부 구성요소를 나타내는 도면이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 공기 냉각 시스템의 실시예의 개략도이다.
도 24는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 냉각 시스템의 실시예의 개략도이다.
도 25는 본 발명의 실시예에 따른 치료 장치를 나타내는 도면이다.
도 26a, 도 26b 및 도 26c는 본 발명의 실시예에 따라 치료 영역을 표시하기 위해 사용되는 다양한 템플릿을 도시한다.
다양한 예시적인 실시예가 일부 예시적인 실시예가 도시되어 있는 첨부 도면을 참조하여 이하에 더 상세히 설명될 것이다. 그러나, 본 개시 내용은 다수의 상이한 형태로 실시될 수 있고 본 명세서에 설명된 예시적인 실시예에 한정되는 것으로서 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이들 예시적인 실시예는 본 개시 내용이 철저하고 완전할 것이도록, 그리고 당업자들에게 본 개시 내용의 범주를 완전히 전달할 것이도록 제공된다. 도면에서, 층 및 구역의 크기 및 상대 크기는 명료화를 위해 과장되어 있을 수 있다. 유사한 도면 부호는 전체에 걸쳐 유사한 요소를 나타낸다.
달리 정의되지 않으면, 기술 및 과학 용어를 포함하여, 본 명세서에 사용된 모든 용어는 본 개시 내용이 속하는 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 예를 들어, 요소가 다른 요소와 "동작식으로 결합되는" 것으로서 언급될 때, 2개의 요소는 하나로부터 다른 하나로의 전기 및/또는 광학 통신을 허용하는 방식으로 결합된다.
본 개시 내용의 실시예는 일반적으로 다기능 미용 시스템을 제공한다. 특히, 일부 실시예에서, 본 개시 내용의 시스템은 하나 이상의 전자기 방사선(electromagnetic radiation: EMR) 소스 및, 선택적으로, 2개의 소스에 의해 방출된 전자기 방사선 빔을 합성하기 위한 빔 합성기를 포함할 수 있다. 이 방식으로, 일부 실시예에서, 다기능 미용 시스템은 단일의 출력 장치를 통해 전자기 방사선의 다중 파장을 방출할 수 있다. 일부 실시예에서, 다중 파장은 동시에, 교번하는 펄스로, 및/또는 순차적으로 방출될 수 있어 다중 치료가 동일한 다기능 미용 시스템에 의해 수행되는 것을 허용한다. 일부 실시예에서, 다중 치료는 순차적으로, 동시에, 또는 교번 방식으로 수행될 수 있다.
본 명세서에 사용될 때, EMR은 임의의 원하는 파장을 갖는 전자기 방사선을 칭할 수 있다. 특히, 본 개시 내용의 실시예에 의해 발생된 및/또는 방출된 EMR은 예를 들어, 가시광, 자외선 방사선, x-레이 방사선, 적외선 방사선, 마이크로파 방사선, 무선파, 또는 이들의 조합을 포함하는 임의의 적합한 파장일 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 단일의 의료 장치에서 다양한 미용 시술을 수행하기 위한 다기능 미용 시스템(10)이 제공될 수 있다. 시스템(10)은 시스템(10)의 구성요소를 수납하고, 보유하고, 장착하거나, 결합하기 위한 하우징(100)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하우징(10)은 예를 들어, 플라스틱, 폴리머, 금속, 또는 임의의 다른 의료용 유연성 재료를 포함하여, 하우징(100) 내에, 하우징 상에 또는 하우징과 수납된, 보유된, 장착된, 또는 결합된 구성요소에 구조적 지지 및 보호를 제공하기 위한 임의의 적합한 재료로 구성될 수 있다. 시스템(10)을 예를 들어, 하나의 실험실 또는 수술실로부터 다른 실험실 또는 수술실로 이동하도록 요구되면, 하우징(100)은 시스템(10)의 이동성을 제공하기 위한 하나 이상의 휠(105)을 포함할 수 있다. 전력이 시스템(10)에 전달되도록 요구되면, 하우징(100)은 예를 들어, 벽 콘센트와 같은 AC 전력 소스와의 결합을 위한 하나 이상의 전원 코드(103)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 시스템(10)은 사용자 입력을 수신하기 위해 하우징(100)에 전자적으로 접속된 사용자 인터페이스(101)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(101)는 예를 들어, 전자 디스플레이, 터치스크린 모니터, 키보드, 마우스, 사용자로부터 입력을 수신하는 것이 가능한 임의의 다른 장치 또는 장치들, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 사용자 입력은 예를 들어, 신장, 체중, 피부 타입, 연령 등과 같은 환자 데이터, 뿐만 아니라 원하는 빔 출력, 시술 타입, 인가될 파장 또는 파장들, 펄스 기간, 치료 기간, 빔 패턴, 처리 영역 온도 한계 등과 같은 시술 파라미터를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 시스템(10)은 사용자 인터페이스(101)로부터 사용자 입력을 수신하고 저장하기 위한, 사용자 입력에 따라 적절한 시술 프로토콜을 저장하고 실행하기 위한, 시스템(10)의 다양한 구성요소에 제어 명령을 제공하기 위한, 그리고 시스템(10)의 다양한 구성요소로부터 피드백을 수신하기 위한 컴퓨팅 장치(107)를 또한 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(101)는 예를 들어, 메모리(109) 및 프로세서(111)를 갖는 랩탑, 데스크탑, 서버, 스마트폰, 태블릿, 개인 휴대 정보 단말, 또는 임의의 다른 적합한 컴퓨팅 장치와 같은, 임의의 적합한 컴퓨팅 장치일 수 있다. 메모리(109)는 일부 실시예에서, 사용자 입력 데이터 및 시스템(10)의 하나 이상의 구성요소와 연계된 동작 데이터를 포함하여, 전자 데이터를 저장하기 위한 임의의 적합한 메모리(109)일 수 있다. 메모리(109)는 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 플래시 메모리, 솔리드 스테이트 메모리, 하드 디스크, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체, 임의의 다른 형태의 전자 메모리, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 프로세서(111)는 일부 실시예에서, 사용자 인터페이스(101)로부터 사용자 입력을 수신하고, 하나 이상의 시스템(10) 구성요소의 동작을 위한 명령을 발생하고, 메모리(109) 내에 저장된 임의의 소프트웨어를 실행하고, 또는 이들의 조합을 위해 적합한 임의의 프로세서일 수 있다. 프로세서는 일부 실시예에서, 마이크로프로세서, 집적 회로, 응용 주문형 집적 회로, 마이크로제어기, 필드 프로그래머블 게이트 어레이, 임의의 다른 적합한 프로세싱 장치, 또는 이들의 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 시스템(10)은 전자기 어레이(200)를 또한 포함할 수 있다. 이제 도 2를 참조하면, 전자기 어레이(200)는 복수의 전자기 방사선(EMR) 소스를 그 위에 장착하기 위한 장착부(201)를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 장착부(201)는 그 위에 장착된 하나 이상의 레이저 소스(203)를 포함한다. 장착부(201)는 일부 실시예에서, 하나 이상의 레이저 소스(203)를 그에 장착하기 위한 임의의 플레이트, 하우징, 브래킷 또는 다른 구조체를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 장착부(201)는 그에 장착된 레이저 소스(203)에 냉각을 제공하기 위한 냉각 플레이트일 수 있다. 예컨대, 도 2에 의해 예시되어 있는 바와 같이, 장착부(201)는 장착부(201)를 통한 냉각제의 순환을 허용하기 위한 제1 및 제2 냉각제 포트(201a, 201b)를 제공할 수 있다. 냉각제는 이어서 장착부(201)를 냉각할 수 있어, 이에 의해 장착부(201)에 장착된 하나 이상의 레이저 소스(203)를 냉각하기 위한 히트 싱크를 제공한다.
일부 실시예에서, 각각의 레이저 소스(203)는 특정 파장에서 EMR을 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 각각의 레이저 소스(203)는 약 200 ㎚ 내지 약 4500 ㎚의 파장에서 EMR을 방출할 수 있다. 그러나, 각각의 레이저 소스(203)는 다양한 실시예에 따라 임의의 원하는 파장에서 EMR을 방출할 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다. 또한, 레이저 소스(203)에 추가하여, 임의의 파장을 갖는 전자기 방사선의 임의의 다른 소스가 다양한 실시예에 따라 사용될 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 시스템(200)의 EMR 소스는 예를 들어, 가시광, 자외선 방사선, x-레이 방사선, 적외선 방사선, 마이크로파 방사선, 또는 무선파를 포함하는 임의의 적합한 파장을 갖는 전자기 방사선을 방출할 수 있다. 따라서, 각각의 레이저 소스(203)는 상이한 특정 파장을 방출하도록 구성될 수 있기 때문에, 단지 하나의 시스템(10)만이 상이한 치료 프로토콜 요구를 갖는 복수의 시술 중 임의의 하나를 위해 요구된 파장 또는 파장들의 조합에서 EMR 빔을 생성할 수 있다. 이에 따라, 일부 실시예에서, 시스템은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 지방 감소, 신체 피부 타이트닝, 얼굴 피부 타이트닝, 피부 리설페이싱(skin resurfacing), 피부 리모델링, 정맥 감소 또는 제거, 얼굴 색조 제거 또는 감소, 제모, 여드름 치료, 흉터 감소 및 제거, 건선 치료, 튼살 제거, 손발톱 무좀 치료, 백색피부증(leukoderma) 치료, 문신 제거 또는 이들의 조합을 포함하는 하나 이상의 시술을 수행하기 위해 적합한 파장을 방출하는 레이저 소스(203)를 포함할 수 있다.
일부 미용 시술은 단지 단일의 파장만을 요구할 수 있다. 예를 들어, 일부 지방 감소 시술에 있어서, 약 1064 ㎚(예를 들어, 약 400 ㎚ 내지 약 3000 ㎚ 또는 약 900 ㎚ 내지 약 1100 ㎚)의 파장에서 EMR을 방출하는 것이 가능한 레이저 소스(203)가 제공되어 지방 조직의 고열 또는 세포자멸사를 위해 선택될 수 있는 데, 이는 이것이 피부, 표피, 및 진피를 통해 양호한 전달을 나타내고 지방 세포 내에 에너지를 축적하기 때문이다. 다른 한편으로, 피부 타이트닝은 일반적으로 콜라겐이 존재하는 표피 및 진피 내에서 더 높은 흡수를 나타내는 다른 파장을 필요로 한다. 따라서, 예를 들어, 약 1320 ㎚(예컨대, 약 400 ㎚ 내지 약 3000 ㎚ 또는 약 1300 ㎚ 내지 약 1500 ㎚)의 파장이 일부 신체 피부 타이트닝 시술을 위해 사용될 수 있다. 이들 EMR 빔 파장은 더 많은 에너지를 콜라겐에 축적하여, 세포자멸사 또는 괴사 및 결국에는 새로운 콜라겐 성장으로부터 피부 타이트닝을 생성한다.
일부 색조 감소 또는 제거 시술 및 일부 정맥 감소 또는 제거 시술을 위한 것과 같은 다른 예에서, 예를 들어, 약 532 ㎚(예를 들어, 약 500 ㎚ 내지 약 650 ㎚)에서 EMR을 방출하는 것이 가능한 레이저 소스가 제공될 수 있다.
부가적으로, 일부 미용 시술 또는 시술의 조합은 2개 이상의 파장을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 전술된 지방 감소 및 피부 타이트닝 시술을 조합하기 위해, 1064 ㎚에서 EMR을 방출하는 것이 가능한 제1 레이저 소스(203) 및 1320 ㎚에서 EMR을 방출하는 것이 가능한 제2 레이저 소스(203)가 제공될 수 있다. 일부 얼굴 피부 타이트닝 시술을 위한 다른 예에서, 예컨대 약 1320 ㎚(예컨대, 400 ㎚ 내지 약 3000 ㎚ 또는 약 1300 ㎚ 내지 약 1500 ㎚)에서 EMR을 방출하는 것이 가능한 제1 레이저 소스(203) 및 약 1470 ㎚(예컨대, 400 ㎚ 내지 약 3000 ㎚ 또는 약 1300 ㎚ 내지 약 1500 ㎚)에서 EMR을 방출하는 것이 가능한 제2 레이저 소스(203)가 제공될 수 있다.
부가의 기능성을 제공하고 용이한 유지 보수를 용이하게 하기 위해, 일부 실시예에서, 하나 이상의 레이저 소스(203)는 레이저 소스(203)의 모듈형 교체를 허용하기 위해 장착부(201)에 제거 가능하게 장착될 수 있다. 따라서, 이러한 모듈형 구성에서, 개별 레이저 소스(203)는 예를 들어, 특정 시술을 위해 요구되는 바와 같은 부가의 또는 상이한 파장 또는 파장 조합을 제공하도록 교체될 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 레이저 소스(203)는 장착부(201)에 영구적으로 부착될 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다.
하나 이상의 레이저 소스(203)는 일부 실시예에서, 하나 이상의 파이버 결합 레이저를 포함할 수 있다. 예컨대, 다양한 실시예에 따르면, 레이저 소스(203)는 Er:YAG, Er,Cr:YSGG, Nd:YAG, Nd:글래스; Er:글래스 또는 임의의 다른 적합한 파이버 결합 EMR 소스와 같은 하나 이상의 파이버 결합 다이오드 레이저 및/또는 플래시 램프 또는 다이오드 펌프 레이저를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 파이버 결합 레이저 소스(203)는 50 W, 100 W 등에서 동작하는 연속파(CW) 장치로서 정격화될 수 있다. 이러한 CW 장치는 펄스 에너지가 펄스 기간에 전력을 곱한 값에 동일한 게이트 모드에서 동작될 수 있다. 따라서, 5 밀리초 동안 동작하도록 게이트된 100 W 다이오드 레이저가 500 mJ의 펄스 에너지를 가질 것이다. 더 많은 펄스 에너지가 요구되지만, 예컨대 전원 또는 냉각 용량이 평균 전력을 제한하는 경우, 파이버 결합 레이저 소스(203)는 의사-CW 장치로서 구성될 수 있다. 이러한 의사-CW 장치는 더 낮은 펄스 주파수 레이트에서 동작함으로써 동일한 평균 전력 드로우(power draw)에 대해 더 높은 전력 펄스를 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 의사-CW 장치는 평균 전력 드로우의 최대 10배를 갖는 펄스를 생성할 수 있다. 따라서, 예컨대 1000 W/100 W 의사-CW 다이오드는 펄스당 5 주울을 갖고 5 밀리초에서 펄스화된 동작이 가능할 것이지만, CW 레이저의 펄스 주파수의 1/10로 제한될 것이다.
일부 실시예에서, 레이저 소스(203) 중 적어도 하나는 파이버 결합 다이오드 레이저를 포함할 수 있다. 이러한 레이저 시스템은 50%를 초과하는 효율에서 유리하게 동작할 수 있고, 크기가 비교적 작고, 비교적 낮은 전력을 소비하고, 넓은 파장 다양성을 나타낼 수 있다. 파이버 결합 다이오드 레이저는 예컨대, 10 kW 이상의 출력을 생성하도록 2.0 볼트 DC 미만에 의해 구동될 수 있다. 또한, 이러한 레이저 소스(203)는 소형이고 경량일 수 있고, 모듈은 1 kW당 약 500 그램의 중량이다. 일 실시예에서, 레이저 소스(203) 중 적어도 하나는 약 8×4×3 ㎝(100 ㎤ 미만)의 크기를 갖는 75 W 파이버 결합 다이오드일 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 레이저 소스(203)는 100 와트 미만의 전력을 소비하면서 미용 시술을 수행하는 데 사용될 수 있다. 이러한 저전력 드로우는 일부 실시예에서, 요구된 냉각의 양을 감소시켜, 더 소형의, 더 조용한, 더 효율적인 냉각 시스템을 허용한다.
거의 모든 관심 다이오드를 위한 컴플라이언스 전압은 2.0 VDC 약간 미만이다. 패키징 및 상이한 바이어스 전압 구성은 이어서 더 낮은 구동 전류를 허용하는 공통의 더 높은 전압을 야기하도록 적용될 수 있다. 예를 들어, 2.0 VDC에서 구동된 전형적인 50 W 다이오드는 8 apms 내지 12 amps의 최소 임계 전류를 필요로 할 수 있고, 원하는 전력 레벨을 생성하기 위해 60 초과 내지 70 amps를 필요로 할 수 있다. 이러한 고전류는 전압 강하를 회피하고, 시스템 신뢰성을 보존하고, 주울 가열을 최소화하기 위해 #6 또는 #8 게이지 와이어와 같은 헤비 게이지 배선을 필요로 한다. 요구된 전류 공급 및 배선 크기를 감소시키기 위해, 일부 실시예에서, 각각의 파이버 결합 다이오드 레이저 소스(203)의 다이오드는, 선택된 레이저 및 요구된 출력 전력에 정합하도록 제어된 구동 전류를 갖고, 예를 들어 20 VDC 또는 25 VDC와 같은 공통 컴플라이언스 전압으로 동작하도록 구성될 수 있다. 공통 컴플라이언스 전압을 20 또는 25 VDC로 증가시킴으로써, 각각의 레이저 소스(203)를 동작하도록 요구된 최대 구동 전류는 대부분의 미용 시술을 위해 약 10 amps 이상으로 제한될 수 있다. 요구된 전류를 감소시킴으로써, 더 작은 게이지 배선이 신뢰성을 개선하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 접근법은 하나 또는 2개 이상의 EMR 소스와의 접속으로 전원을 매니폴딩함으로써 하나 또는 2개 이상의 레이저 소스(203)를 구동하기 위한 단일의 전원의 사용을 허용한다. 따라서, 예를 들어, 단지 하나의 레이저가 동시에 동작되는 실시예에서, 이어서 시스템(10)은 단지 하나의 전원만을 구비할 수 있다.
전형적인 다이오드 패키징은 거의 2.0 VDC의 컴플라이언스 전압을 갖는 반도체 바아를 이용하는 데, 여기서 임계 전압은 8 내지 12 암페어 범위이다. 상당한 전력 레벨에 도달하기 위해, 이러한 다이오드는 70 amps 정도로 동작할 수 있다. 이들 전압 강하 및 주울 가열(I 2*R)가 연계된 문제점은 신뢰성 문제를 추가한다. 그러나, 부분 다이오드 바아(즉, 표준 2.0 VDC 다이오드 바아보다 짧은 길이를 갖는 다이오드 바아)는 통상적으로 바아 분율에 비례하는 적은 전류를 필요로 한다. 따라서, 직렬로 접속된 부분 다이오드 바아를 사용하여, 각각의 부분 다이오드를 활성화하기 위해 더 낮은 전류 그러나 더 높은 전압을 전달함으로써, 요구 전류는 전력이 유지되는 동안 감소될 수 있다.
일부 실시예에서, 레이저 소스(203) 중 적어도 하나는 플래시램프 또는 다이오드 펌프 레이저를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 미용 피부 치료는 예를 들어, 2500 ㎚ 초과의 파장과 같은 3000 ㎚ 부근의 파장을 갖는 EMR의 인가를 필요로 한다. 이러한 파장은 통상적으로 약 2940 ㎚의 파장을 갖는 EMR을 생성하는 Er:YAG 또는 약 2790 ㎚의 파장을 갖는 EMR을 생성하는 Er:YSGG와 같은 플래시램프 또는 다이오드 펌핑형 고체 레이저 장치에 의해 생성된다. 그러나, 파이버 결합 다이오드 레이저 및 플래시램프 또는 다이오드 펌프 레이저를 참조하여 본 명세서에 도시되고 설명되었지만, 광파이버 출력 케이블에 결합되는 것이 가능한 임의의 적합한 유형의 EMR 소스가 다양한 실시예에 따라 사용될 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다. 일부 실시예에서, 플래시램프 또는 다이오드 펌핑형 고체 레이저 장치를 포함하는 레이저 소스(203)는 또한 파이버 결합 다이오드 레이저를 참조하여 전술된 바와 같이 공통 컴플라이언스 전압에서 동작하도록 구성될 수 있다. 따라서, 시스템(10)은 일부 실시예에서, 파이버 결합 다이오드 레이저를 참조하여 전술된 바아 같은 공통 전력 소스를 사용할 수 있다.
도 2를 계속 참조하면, 전자기 어레이(200)는 각각의 레이저 소스(203)에 의해 방출된 EMR("EMR 에너지" 또는 "빔"이라 또한 칭함)을 전달하거나 또는 릴레이하기 위해 하나 이상의 레이저 소스(203) 각각에 결합된 광파이버 릴레이 케이블(205)을 또한 포함할 수 있다. 본 개시 내용은 설명 전반에 걸쳐 호환 가능한 EMR, 에너지, 빔 또는 레이저를 지칭한다. 일반적으로, 각각의 광파이버 릴레이 케이블(205)은 각각의 레이저 소스(203)에 의해 방출된 파장을 갖는 EMR을 전달하는 것이 가능한 임의의 광파이버 재료로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 광파이버 릴레이 케이블(205)은 예를 들어, 약 200 ㎚ 내지 약 2400 ㎚의 범위의 파장을 전달하는 저-OH 실리카 파이버 코어 케이블, 약 285 ㎚ 내지 약 4500 ㎚의 범위의 파장을 전달하는 지르코늄 플루오라이드(ZrF4) 및/또는 고순도 칼게나이드 글래스 케이블, 또는 약 170 ㎚ 내지 약 5500 ㎚의 범위의 파장을 전달하는 사파이어 케이블로 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 광파이버 릴레이 케이블(205)은 예를 들어, SMA 905 커넥터 또는 임의의 다른 적합한 커넥터와 같은 광파이버 커넥터에 의해 레이저 소스(203)에 정합될 수 있다. 각각의 광파이버 릴레이 케이블에 대해, 파이버 코어 직경은 다이오드 드라이버의 결합 효율 및 요구된 전력에 의해 구동될 수 있다. 예를 들어, CW 동작에 있어서, 일 실시예에서, 근적외선 파장 범위에서, 코어 직경은 신뢰적인 릴레이를 제공하기 위해 약 1.4 MW/㎠의 케이블의 에너지 밀도 한계에 의해 결정될 수 있다. 파이버에 대한 이 신뢰성 제한은 100-미크론 코어 직경이 최대 85 W를 취급할 수 있고 400 미크론 코어 직경이 최대 1300 W에 사용될 수 있다는 것을 예측한다. 더 짧은 파장은 통상적으로 더 낮은 전력 한계로 스케일링한다. 부가적으로, 펄스 기간이 일(1) 밀리초(1×10-6초) 미만인 펄스화된 동작에서, 파이버 손상은 열적이 아니라 유전 파괴에 의해 유발되고 펄스 기간에 비례하는 더 낮은 레벨에서 발생한다. 즉, 평균 전력이 파이버의 과열을 방지하기 위해 충분히 낮지만, 일(1) 밀리초 미만의 펄스 기간 중에 전달된 전력은 파이버의 유전 재료의 파괴를 유발할 수 있다. 더 일반적으로, 최대 예측된 전력 부하를 취급하는 것이 가능한 커넥터 및 적절한 파이버 코어 직경을 선택함으로써, 레이저 소스(203)에 의해 발생된 EMR 전력의 안전하고 신뢰적인 라우팅이 가능하다.
도 2를 계속 참조하면, 시스템은 각각의 레이저 소스(203)에 의해 생성되고 각각의 릴레이 케이블(205)에 의해 단일의 출력 내로 전달된 EMR 빔을 합성하기 위한 빔 합성기(207)를 또한 포함할 수 있다. 일반적으로, 빔 합성기(207)는 상이한 파장의 다수의 EMR 빔을 하나의 출력 내로 합성하는 것이 가능한 임의의 장치 또는 시스템일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 빔 합성기는 예를 들어, 파이버 스위칭 장치, 자유-공간 파이버 합성기, 맞대기-결합된 합성기, 테이퍼진 파이버, 다발형 파이버, 및 융합된 파이버를 포함할 수 있다.
예를 들어, 자유 공간 합성기는 개별 빔을 하나의 파이버로 폴딩하기 위한 미러 및 격자를 갖고 패키징될 수 있다. 맞대기-결합 파이버 합성기는 더 큰 코어 출력 케이블 내로 더 작은 코어 파이버를 정합할 수 있다. 맞대기-결합 파이버 합성기에 대해, 더 작은 파이버는 이들의 클래딩으로 스트립핑되고 예를 들어, 원형 풋프린트에서 서로 가능한 한 근접하게 패키징된다. 연마된 파이버 단부는 다수의 파이버 풋프린트보다 큰 직경을 갖는 더 큰 파이버 코어에 정합될(맞대기-결합될) 수 있다. 테이퍼진 파이버는 합성된 파이버의 코어 직경을 감소시키는 데 사용될 수 있다. 즉, 테이퍼진 파이버는 각각의 테이퍼진 파이버의 직경이 파이버 결합을 위한 더 높은 패키징 밀도를 허용하기 위해 감소되도록 신장될 수 있다. 파이버 융합은 파이버를 스트립핑하여 이들을 조밀한 단면으로 다발화함으로써 다수의 파이버를 함께 정합하는 데 사용될 수 있다. 파이버는 이어서 단일의 출력 파이버로 융합하도록 가열되고 용융될 수 있다. 다발화된 파이버 케이블은 또한 다수의 소스를 하나의 출력 경로로 라우팅하는 데 사용될 수 있다. 다발화된 파이버는 일반적으로, 케이블 내에 조밀하게 패킹된 다수의 소형 개별 파이버로부터 형성된 더 큰 직경의 파이버 케이블일 수 있다. 단 하나의 레이저 소스(203)가 있는 실시예에서, 공통 출력 케이블(209)은 빔 결합기(207)가 필요하지 않은 경우 릴레이 케이블(205)의 연속 또는 연장일 수 있다.
부가적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 빔 합성기(207)는 NASA SBIR program 05-11 S6.02-8619 하에서 nLight Corporation을 위해 제조된 장치와 같은 고휘도/저비용 파이버 결합 패키지를 포함할 수 있다. 장치는 단일 코어 파이버 출력 포트(305)에 모두 결합된 다수의 다이오드(301)를 포함할 수 있다. 빔 합성 광학계(303)는 각각의 개별 다이오드(301)를 공통 광학 경로 내로 수렴하도록 구성될 수 있다. 빔 합성기는 이어서 수렴된 출력을 출력 포트(305)(예를 들어, SMA 905 커넥터)에 라우팅할 수 있다. 빔 합성기(207)는 일부 실시예에서, 수 와트 내지 10 kW 초과의 범위의 빔 파워를 위한 다양한 빔 파장을 합성하도록 구성될 수 있다.
이러한 실시예에서, 단지 원하는 파장을 생성하는 레이저 소스(203)만이 언제라도 활성화되기 때문에, 빔 합성기(207)는 능동 파이버 스위치보다는 수동 장치일 수 있다. 수동 장치를 갖는 것은 또한 파이버를 위한 전력 한계를 규정하는 것을 돕고, 여기서 파이버를 위한 와트의 한계는, 각각의 레이저 소스(203)로부터의 합보다는, 단지 단일의 레이저 소스(203)가 언제라도 활성화하는 이용 가능한 최고 전력 레이저 소스(203)에 정합될 수 있다. 다수의 레이저 소스(203)가 동시에 활성화되면, 합성된 파이버의 전력 한계는 적어도 각각의 능동 레이저 소스(203)를 동작하도록 요구되는 전력의 합에 동등해야 한다. 대안적으로, 일부 실시예에서, 빔 합성기(207)는 특정 파장을 선택적으로 출력하기 위한 하나 이상의 파이버 스위치를 또한 포함할 수 있다.
빔 합성기(207)는 이어서 빔 합성기(207) 내에 합성된 EMR(또한 "치료 에너지" 또는 "빔"이라 칭함)을 전달하거나 릴레이하기 위해 빔 합성기(207)에 결합된 공통 출력 케이블(209)에 합성된 빔을 출력할 수 있다. 유리하게는, 공통 출력 케이블(209)은 레이저 소스(203)에 의해 생성된 상이한 빔이 단일의 광학 장치를 통해 방출되는 것을 허용할 수 있다. 특히, 빔 합성기(207) 내의 빔을 합성하거나 공통 출력 케이블(209)에 지향함으로써, 시스템(10)의 단일 광학 장치는 동시에, 순차적으로, 또는 교번적인 펄스화된 패턴으로 상이한 파장의 빔을 방출할 수 있다. 따라서, 유리하게는, 일부 실시예에서, 2개 이상의 치료 시술은 동시에, 동시 발생적으로, 또는 즉시 순차적으로 수행될 수 있어 환자 결과를 개선하고 다수의 환자 후속 시술을 감소시킬 수 있다.
일부 실시예에서 광파이버 출력 케이블(209)은 광파이버 릴레이 케이블(205)과 실질적으로 유사할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 하나의 레이저 소스만 있고 빔 합성기(207)가 필요하지 않은 일부 실시예에서, 출력 케이블(209)은 중계 케이블(205)과 동일한 케이블일 수 있다. 더 일반적으로, 광파이버 출력 케이블(209)은 빔 합성기(207)에 의해 방출된 합성된 빔을 광파이버 출력에 전달하는 것이 가능한 임의의 광파이버 케이블일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 출력 케이블(209)은 단일의 파이버로서 형성될 수 있고, 복수의 더 작은 다발화된 파이버로서 형성될 수 있고, 또는 상이한 파장을 갖는 2개 이상의 별개의 빔을 개별적으로 전달하기 위한 2개 이상의 조밀한 개별 파이버로서 형성될 수 있다.
더 일반적으로, 릴레이 케이블(205) 및 출력 케이블(209)은 광파이버 케이블인 것으로서 본 명세서에 도시되어 있지만, 하나 이상의 EMR 소스로부터 빔 합성기(207)로 그리고 빔 합성기(207)로부터 치료 영역으로 EMR을 지향하거나 전달하는 것이 가능한 임의의 광학 경로가 다양한 실시예에 따라 사용될 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 경로는 EMR 빔을 지향하기 위한 일련의 미러로 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 14a에 도시된 바와 같이, 2개의 별개의 EMR 소스로부터의 2개의 개별 빔을 단일의 전달 장치(예를 들어, 핸드 피스, 로봇 헤드, 빔 성형 광학계)(1403)에 라우팅하기 위해, 2개의 개별 파이버 코어(1401a, 1401b)는 각각의 능동 레이저 소스(203)로부터 단일의 출력 파이버 커넥터(211)로 빔을 지향하기 위한 공통 출력 케이블(209)을 형성하도록 합성될 수 있다. 이제 도 14b를 참조하면, 공통 출력 케이블(209)의 파이버 코어(1401a, 1401b)는 하나 이상의 빔 성형 구성요소(1403)의 광축의 중심에 인접하고 그 부근에 위치되기 때문에, 빔 성형 구성요소(1403)는 진 광축으로부터 단지 약간의 각도 편차만을 갖고 레이저 소스(203) 중 하나 또는 모두로부터 EMR 빔 출력을 생성할 수 있는 데, 편차는 빔 형상 및 배향에 대해 무시할만한 영향을 미친다.
일부 실시예에서, 광파이버 출력 케이블(209)은 핸드 피스, 로봇 헤드, 또는 다른 이미터와 같은 장치와의 결합을 위해 그 일 단부에 위치된 피팅(211)을 또한 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 시스템(10)은 시스템(10)의 다양한 구성요소에 전력 공급하고 제어하기 위한 전력 및 제어 전자 기기(400)를 포함할 수 있다. 이제 도 4를 참조하면, 일부 실시예에서, 전력 및 제어 전자 기기(400)는 전원 코드(103)로부터 AC 전력을 수신하고 시스템(10)의 동작을 위해 요구되는 바와 같이 다양한 구성요소에 AC 전력을 분배하기 위한 스위치 및 전원 박스(401)를 포함할 수 있다.
전력 및 제어 전자 기기(400)는 미용 시술을 실행하기 위해 하나 이상의 지시된 동작을 수행하도록 시스템(400)의 하나 이상의 부가의 구성요소에 명령하기 위해 컴퓨팅 장치(107)와 전자 통신하는, AC 전력(예, 220 VAC)에 의해 전력 공급되는 제어기(403)를 또한 포함할 수 있다.
전력 및 제어 전자 기기(400)는 전력 및 제어 전자 기기(400)의 하나 이상의 부가의 구성요소를 동작하기 위해 전원 박스(401)로부터의 AC 전력을 고전압 또는 저전압 DC 전력으로 변환하기 위한 저전압 ADC(405)를 또한 포함할 수 있다. 저전압 ADC(405)는 예를 들어, 직접 변환 ADC, 연속 근사 ADC, 램프 비교 ADC, 윌킨슨 ADC, 적분 ADC, 델타 인코딩 ADC, 파이프라인드 ADC, 시그마 델타 ADC, 타임 인터리빙 ADC, 중간 FM 스테이지 ADC, 임의의 다른 적합한 ADC, 또는 이들의 조합을 포함하는 임의의 적합한 ADC를 포함할 수 있다.
시스템은 전력 및 제어 전자 기기(400)의 하나 이상의 부가의 구성요소를 동작하기 위해 전원 박스(401)로부터의 AC 전력을 고전압 DC 전력으로 변환하기 위한 고전압 또는 저전압 ADC(407)를 또한 포함할 수 있다. 고전압 ADC(407)는 예를 들어, 직접 변환 ADC, 연속 근사 ADC, 램프 비교 ADC, 윌킨슨 ADC, 적분 ADC, 델타 인코딩 ADC, 파이프라인드 ADC, 시그마 델타 ADC, 타임 인터리빙 ADC, 중간 FM 스테이지 ADC, 임의의 다른 적합한 ADC, 또는 이들의 조합을 포함하는 임의의 적합한 ADC를 포함할 수 있다.
전력 및 제어 전자 기기(400)는 하나 이상의 레이저 소스(203)에 구동 전류를 전달하기 위한 복수의 다이오드 드라이버(409)를 또한 포함할 수 있다. 다이오드 드라이버(409)는 일부 실시예에서, 예를 들어, n-형 반도체와 p-형 반도체 사이의 접합 구역을 통해 전류를 통과시키도록 구성된 반도체 장치일 수 있다. 이러한 구성에서, DC 전원(407)과 같은 전류 소스의 존재에서 n-형 반도체에 의해 생성된 전자는 p-형 반도체의 정공을 만날 때 광자의 생성을 야기할 수 있다. 광자는 접합 구역 내에서 진동할 수 있어, 접합 구역 내에 광학 이득을 야기한다. 반도체 장치에 전달된 전류가 임계 전류를 초과할 때, 광학 이득은 임계 강도를 초과할 수 있어, 광자가 레이저광의 빔으로서 접합 구역을 나오게 한다. 일반적으로, 임계 전류에 도달한 후에, 레이저 출력은 입력 전류의 증가에 비례하여 전력 밀도(강도)를 선형으로 증가시킨다. 더욱이, 일부 실시예에서, 다이오드 드라이버(409)는 전류 입력을 제어하기 위한 조절기와, 예를 들어, 역전류 차단 및 전기 스파이크 억제 특징부와 같은 하나 이상의 보호 특징부를 또한 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 단일의 DC 전원(407)은 각각의 드라이버(409)/레이저 소스(203) 쌍을 위한 요구 컴플라이언스 전압이 동일하고 선택된 다이오드 드라이버의 한계 내에 있으면 다수의 다이오드 드라이버를 위해 사용될 수 있다. 다수의 동시에 구동된 드라이버(409)/레이저 소스(203) 쌍을 동작하기 위한 DC 전원(407 또는 405)의 충분한 전류 용량이 요구된다. 유리하게는, DC 전원(407 또는 405)과 드라이버(409) 또는 드라이버(409)와 레이저 소스(203) 사이에 어떠한 특수 스위칭도 요구되지 않는다. DC 전원(407 또는 405)은 일부 실시예에서, 각각의 드라이버(409)에 병렬 접속될 수 있다. 이는 다수의 레이저 소스(203)에 주 전원을 멀티플렉싱하기 위한 옵션을 제시한다.
이러한 실시예에서, 각각의 다이오드 드라이버(409)는 활성화될 때, 도 2를 참조하여 전술된 바와 같은 특정 파장을 갖는 빔을 생성하기 위해 단일의 레이저 소스(203)를 직접 구동할 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 하나의 드라이버(409)/레이저 소스(203) 쌍은 치료를 위한 단일 파장 EMR 빔을 필요로 하는 미용 시술을 위해 활성화될 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예에서, 다수의 드라이버(409)/레이저 소스(203) 쌍은 동시에, 순차적으로, 또는 교번적인 펄스화 패턴 중 임의의 하나로 활성화될 수 있어 특정 치료를 위해 요구되는 바와 같은 2개 이상의 파장을 제공하고 및/또는 치료를 조합하거나 촉진시킨다.
도 1을 재차 참조하면, 시스템(10)은 전자기 어레이(200) 및 전력 및 제어 전자 기기(400)에 의해 생성된 열을 제거하기 위한 그리고 시술 중에 환자의 피부의 냉각을 위해 저온 공기를 전달하기 위한 하나 이상의 냉각 시스템(500)을 또한 포함할 수 있다. 일반적으로, 냉각 요구는 전자기 어레이(200)에 의해 발생된 열에 주로 의존한다. 예를 들어, 약 50%의 효율을 갖는 소형 패키지 내에서 100 W EMR 소스를 동작하기 위한 시스템에 대해, 냉각 용량은 200 와트 정도일 수 있다.
이러한 열은 통상적으로 강제 공기(예를 들어, 팬) 냉각, 열전 냉각, 전자기 어레이(200), 또는 냉각 플레이트를 통해 직접 냉각제를 유동하는 것 중 하나 이상에 의해 방산된다. 일부 냉각 시스템은 단점이 있지만, 냉각 플레이트를 냉각하는 베이스플레이트는 효율적이고, 안전하고, 조용하고, 콤팩트하다. 대형 냉각 플레이트는 다수의 EMR 소스 헤드 및 구동 전자 기기를 수용할 수 있다. 일부 실시예에서, 다수의 냉각 플레이트는 마스터 순환 냉각기에 직렬로 접속될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 부가의 마스터 순환 냉각기는 상이한 냉각 온도 요구를 수용하도록 요구되는 바와 같이 제공될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 냉각 시스템(500)은 냉동 열 교환기, 열전 냉각기, 냉수 열교환기, 임의의 다른 적합한 냉각 장치, 또는 이들의 조합과 같은 냉동 유닛(501)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 냉각제 출력(501a)은 냉동 유닛(501)으로부터 냉동된 냉각제를 배출할 수 있다. 냉각제는 이어서 냉각을 제공하고 추가의 냉동을 위해 냉각제 복귀부(501b)에 지향되기 전에 열을 제거하기 위해 하나 또는 다수의 장치를 통해 라우팅될 수 있다. 여기에는 단일의 냉동 유닛(501)을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 일부 실시예에서, 냉각 시스템(500)은 상이한 온도에서 다양한 구성요소를 냉각하기 위한 하나 이상의 부가의 독립적인 냉동 유닛(501)을 포함할 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 제1 냉동 유닛은 시술 중에 환자 상에 충돌을 위해 냉각 공기를 냉각하도록 약 0℃ 내지 약 5℃의 온도에서 냉각제를 제공할 수 있고, 제2 냉동 유닛은 레이저 소스(203)를 손상시킬 수 있는 응축을 발생하지 않고 전자기 어레이(200)를 냉각하기 위해 약 20℃ 내지 약 25℃의 온도에서 냉각제를 제공할 수 있고, 및/또는 제3 냉동 유닛은 전원(405 또는 407)을 냉각하기 위해 약 10℃ 내지 약 30℃의 온도로 냉각제를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 냉동 유닛(501) 및/또는 냉각 시스템(500)은 시술 요구에 일치하는 치료 영역에서 치료적으로 허용 가능한 온도를 유지하고 장비 요구에 일치하는 시스템(10) 내의 동작적으로 허용 가능한 온도를 유지하기 위해 요구되는 바와 같이 동작 조건 및/또는 센서 피드백에 따라 냉각제 온도의 반응적 조정을 허용하기 위한 온도 조정 특징부를 구비할 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 또한 명백할 것이다.
이제 도 7을 참조하면, 냉동 유닛(501)은 압축기(701), 응축기(703) 및 증발기(도시 생략)를 또한 포함할 수 있다. 냉동 유닛(501)은 팬(707)을 사용하여 플레넘(705)을 통해 응축기(703)의 강제 대류 냉각을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 공기 품질을 개선하기 위해, 플레넘(705) 및 팬(707)은 입자, 박테리아 및 바이러스를 캡처하기 위한 헤파 필터(709)를 포함할 수 있어, 시스템(10)을 둘러싸는 공기를 통한 이러한 입자, 박테리아 및 바이러스의 순환을 방지한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 냉각제는 열교환기(503)의 냉각제 입구(503a)에 지향되고, 열교환기(503)를 통해 유동하고, 냉각제 출구(503b)를 통해 열교환기(503)로부터 배출될 수 있다. 열교환기(503)는 가스 입구(505a)를 거쳐 열교환기(503)를 통해 구동되고 가스 출구(505b)를 거쳐 배출된 공기 또는 다른 가스를 냉각하기 위한 임의의 적합한 장치일 수 있다. 열교환기(503) 내에서 유동하는 공기 또는 가스는 일부 실시예에서, 시술 중에 환자의 피부를 냉각하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 공기 또는 가스는 치료적으로 허용 가능한 온도 범위를 유지하기 위해 시술 중에 피부의 가스 충돌 냉각을 거쳐 0 내지 20℃의 범위의 타겟 온도로 환자 피부를 냉각할 수 있다.
일부 실시예에서, 공기 또는 가스는 펌프(507)에 의해 열교환기(503)를 통해 구동될 수 있다. 펌프(507)는 일부 실시예에서, 열교환기(503)를 통해 그리고 제트 충돌 노즐(도시 생략)로 앞으로 가스를 구동하는 것이 가능한 임의의 적합한 장치일 수 있다. 일부 실시예에서, 치료 영역(예를 들어, 환자의 피부)에서 치료적으로 허용 가능한 온도를 유지하기 위해, 펌프(507)는 치료 영역을 모니터링하는 하나 이상의 온도 센서로부터 피드백에 응답하여 냉각 공기 또는 가스의 유량을 조정하기 위해 제어기로부터 명령을 수신하도록 제어기(403)와 전자 통신할 수 있다.
냉각 시스템(500)은 일부 실시예에서, 도 2를 참조하여 전술된 바와 같이, 열교환기(503)의 냉각제 출구(503b)로부터 또는 냉동 유닛의 출구(501a)로부터 직접 장착부(201)의 제1 냉각제 포트(201a)로 냉각제를 라우팅할 수 있다. 냉각제는 장착부(201)를 냉각할 수 있어, 이에 의해 장착부(201)에 장착된 하나 이상의 레이저 소스(203)를 냉각하기 위한 히트 싱크를 제공한다. 도 6에 더 상세히 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 장착부(201)는 그에 장착된 레이저 소스(203)를 냉각하기 위한 냉각 플레이트일 수 있다. 일부 실시예에서, 장착부(201)는 그에 장착된 다이오드 드라이버(409) 중 하나 이상을 또한 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 냉각 플레이트 장착부(201)는 유리하게는 단일의 냉각 메커니즘으로 다이오드 드라이버(409) 및 레이저 소스(203)를 냉각할 수 있다. 장착부(201) 냉각 플레이트는 5개의 레이저 소스(203) 및 2개의 다이오드 드라이버(409)를 위해 크기 설정되는 것으로서 여기에 도시되어 있지만, 장착부(201)는 임의의 수 또는 조합의 레이저 소스(203) 및 다이오드 드라이버(409)를 수용하도록 크기 설정될 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다.
도 5를 재차 참조하면, 냉각제는 제2 냉각제 포트(201b)를 거쳐 장착부(201)로부터 또는 냉동 유닛의 포트(501a)로부터 직접 배출되고 DC 전원(407 또는 405)의 베이스플레이트(509)의 냉각제 입력(509a)으로 라우팅되어 DC 전원(407 또는 405)에 냉각을 제공할 수 있다. 냉각제는 베이스플레이트(509)로부터 베이스플레이트(509)의 냉각제 출력(509b)을 거쳐 배출되고 냉동 유닛(501)의 냉각제 복귀부(501b)로 라우팅될 수 있다.
도 1을 재차 참조하면, 시스템(10)은 공통 출력 케이블(209)에 결합된 장치(950)(본 명세서에서 치료 헤드로도 지칭됨)의 이동, 제어 및 위치 설정을 허용하기 위한 다양한 실시예에 따른 하나 이상의 위치 설정 장치(900)를 또한 포함할 수 있다. 일부 종래 기술의 미용 EMR 장치에서, 이들 장치는 고정 또는 수동 조작식 장치로 EMR 에너지를 인가한다. 따라서, 열에너지의 인가는 통상적으로 고정 장치의 경우에 작은 고정 영역으로 제한되고, 또는 수동 조작식 장치의 경우에, 총 에너지의 비교적 미제어된 불균일한 선량으로 제한된다. 이에 따라, 일부 실시예에서, 위치 설정 장치(900)는 치료를 위해 EMR 빔을 방출하도록 사용된 장치(950)의 제어된 이동, 배향, 및 위치 설정을 위한 다축, 컴퓨터 제어형 메커니즘을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 위치 설정 장치(900)는 사전규정된 치료 구역에 걸친 이동을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 컴퓨터 제어부는 고정 또는 수동 조작식 시스템에 걸쳐 개선된 제어 및 이동을 제공한다. 특히, 컴퓨터 제어부는 타겟 치료 영역의 균일한 가열을 제공하기 위해 치료 중에 큰 영역을 가로질러 장치(950)의 스캐닝을 제공할 수 있다. 본 발명을 설명하기 위해, 스캐닝은 치료 영역에 대한 장치[예컨대, 장치(950) 또는 다른 장치]의 제어된 이동을 포함할 수 있다. 스캐닝 작업 중에, 장치는 예를 들어, 에너지 유도, 영역의 시각적 인식 수행, 시각적 표시 유도, 냉각 적용 등과 같은 다양한 작업을 수행할 수 있다. 또한, 치료 패턴은 치료를 위해 요구되는 임의의 형상으로 수정될 수 있다. 예컨대, 치료 패턴은 기존의 흉터 조직 또는 배꼽 영역을 회피하도록 프로그램될 수 있다.
치료될 영역의 원하는 커버리지를 제공하고 장치(950)의 적절한 위치 설정을 허용하기 위해, 위치 설정 장치(900)는 장치(950)의 이동을 위한 임의의 수의 자유도를 구비할 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 치료 프로세스는 단지 하나의 DOF만을 이용할 수 있고 장치(950)를 치료 영역에 걸쳐 전후로 이동할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 실질적으로 평면형 타겟 치료 영역을 갖는 일부 실시예에서, 위치 설정 장치는 장치(800)의 x-축을 따른 이동을 제공하기 위한 제1 레일(803) 및 장치(800)의 y-축을 따른 이동을 제공하기 위한 제2 레일(805)을 갖는 2 자유도 제어 장치(800)일 수 있다.
이제 도 9를 참조하면, 일부 실시예에서, 위치 설정 장치(900)는 6 자유도 로봇 아암일 수 있다. 위치 설정 장치(900)는 예를 들어, 위치 설정 장치(900)의 제1 회전 자유도를 제공하는 회전 가능 베이스(901)를 포함할 수 있다. 회전 가능 베이스(901)는 제2 자유도를 제공하기 위해 제1 세그먼트(903)와 피벗식으로 결합될 수 있다. 제1 세그먼트(903)는 제3 자유도를 제공하기 위해 제2 세그먼트(905)와 피벗식으로 결합될 수 있다. 제2 세그먼트(905)는 제4 자유도를 제공하기 위해 제3 세그먼트(907)와 피벗식으로 결합될 수 있다. 제3 세그먼트(907)는 제5 자유도를 제공하기 위해 제4 세그먼트(909)와 피벗식으로 결합될 수 있다. 제4 세그먼트(909)는 장치(950)를 회전하기 위한 회전 가능부(911)를 포함한다. 일반적으로, 회전 가능 베이스(901)는 시스템(10)의 하우징(100)과 결합될 수 있고 또는 타겟 치료 영역에 더 가깝게 위치 설정하기 위해 개별 플랫폼에 부착될 수 있다. 위치 설정 장치(900)의 6개의 자유도는 유리하게는 타겟화된 환자의 신체 형상을 따르고 원하는 치료 구역에 정합하는 데 사용될 수 있다.
이러한 위치 설정 장치(900)는 예를 들어, 피하 지방 내로의 열의 축적이 예컨대 소정 시간 기간에 걸쳐 약 40℃ 내지 약 48℃와 같은 치료적으로 허용 가능한 온도 범위에 도달하여 유지하는 것을 요구하는 피하 지방 감소의 경우와 같은 다양한 시술에서 중요할 수 있다. 특히, 일부 실시예에서, 더 저온은 지방 감소 이익을 갖지 않고, 더 고온은 심각한 괴사, 세포 손상, 및 흉터 발생을 유발할 수 있다. 종래의 장치는 이 온도 범위를 유지하기 위해 전원 오프 및 온을 변조하거나 사이클링한다. 그러나, 지방의 낮은 열전도도는 EMR 소스 온/오프 사이클 시간이 더 큰 치료 영역을 커버하고 치료된 조직의 과열을 회피하기 위해 치료 중에 장치를 스캐닝 또는 이동하는 것과 적합하게 한다. 따라서, 위치 설정 장치(900)는 타겟화된 환자의 신체 형상을 따르고 원하는 치료 구역에 정합하도록 장치(950)를 제어하도록 프로그램될 수 있다. 이러한 실시예에서, 전달된 열에너지, 치료 영역, 에너지 온을 위한 체류 시간 및 타겟 온도를 유지하기 위한 열 소스 복귀 시간이 전체 치료 프로토콜을 결정하는 데 사용될 수 있는 인자이다. 환자 정보, 센서, 및 피드백은 또한 모두 전체 부위를 커버하는 이러한 방식으로 에너지 전달을 스캐닝함으로써 전체 치료 부위에 걸쳐 균일한 가열을 유지하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 시스템(10)은 위치 설정 장치(900)를 포함하지 않을 수 있고, 장치(950)는 대신에 수동 조작 및 위치 설정을 위해 파이버 출력(209) 및/또는 냉각 공기 소스에 연결될 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다. 일부 실시예에서, 시스템(10)은 위치 설정 장치(900)와 함께 사용을 위한 장치(950) 및 특정 시술에 의해 요구되는 바와 같이 사용을 위한 수동 조작식 위치 설정된 장치(950)의 모두를 포함할 수 있다는 것이 또한 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다. 예컨대, 수동 조작식 및 위치 설정된 장치(950)가 원하는 경우에 사용될 수 있다.
또한, 센서(1000) 및 대응 센서 피드백은 장치(950)를 재배치하도록 컴퓨팅 장치(107)가 위치 설정 장치(900)에 반응적으로 명령하는 것[예컨대, 제어기(403)를 거쳐]을 허용하도록 컴퓨팅 장치(107)에 의해 실시간으로 모니터링될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 센서(1000)가 피부 온도가 너무 높은 것을 검출하면, 컴퓨팅 시스템(107)은 장치(950)를 새로운 위치로 이동하고 및/또는 하나의 영역에서 체류 시간을 감소시키고 과열을 방지하기 위해 치료 중에 더 고속으로 스캔하도록 위치 설정 장치(900)에 명령할 수 있다. 일부 실시예에서, 센서(1000)가 피부 온도가 너무 낮은 것을 검출하면, 컴퓨팅 시스템(107)은 장치(950)를 통해 유동하는 냉각 공기의 효과를 감소시키기 위해 장치(950)와 타겟 표면 사이의 거리 또는 간격을 증가시키도록 위치 설정 장치(900)에 명령할 수 있다. 또한, 센서(1000)는 치료될 표면에 대한 장치(950)의 위치를 검출하도록 포함될 수 있다. 이러한 실시예에서, 위치 설정 장치(900)는 센서(1000) 피드백에 따라 치료될 표면에 대한 장치(950)의 위치 또는 배향을 응답적으로 조정할 수 있다. 예컨대, 일부 실시예에서, 위치 설정 장치(900)는 장치(950)와 치료될 표면 사이의 지정된 분리 높이를 유지할 수 있다.
피하 지방으로의 전달이 달성되는 근적외선 내의 EMR 소스를 위한 수치 시뮬레이션 모델링은 2×2 인치 면적에 걸쳐 제곱된 센티미터당 1.5 와트에 대해, 12 ㎜ 깊이에서 지방 조직이 50초 이내에 47℃에 도달하는 것을 나타낸다. 이 샘플 모델은 30℃에서 피부의 제어된 냉각을 또한 포함하였다. 시뮬레이션은, 냉각 없이, 피부 표면이 57℃ 초과의 허용 불가능한 온도에 도달할 것이라는 것을 나타낸다. 이 경우에, 모델은 또한 어떻게 지방 조직의 온도가 시간에 따라 쇠퇴할 것인지를 나타낸다. 이 모델은 환자가 50초 동안 하나의 구역에서 치료될 수 있고, 그 후에 로봇 제어부가 다른 50초 동안 에너지 소스를 다음 구역으로 이동한다는 것을 지시한다. 이는 다수의 구역으로 반복될 수 있어, 효율적인 고열 세포자멸사를 위해 그 온도가 40℃ 내지 52℃의 타겟 온도 범위 미만으로 너무 많이 강하하기 전에 초기 구역으로 복귀하는 것만을 요구한다. 부가의 모델링 연구는 제2 치료 기간이 52℃ 온도에 도달하기 위해 더 적은 시간을 필요로 하고, 요구된 재가열 시간의 감소가 점근적이라는 것을 나타낸다. 어떤 경우에는, 치료 헤드가 패턴 루프 주위를 스캔할 때, 조직이 타겟 온도(52℃)에 도달할 때까지 특정 전력 레벨로 스캔한 다음, 치료 헤드는 붕괴(decay)가 전력 레벨과 일치하는 안정기에 도달할 때까지 전력을 감소시킬 수 있고, 일단 안정화되면 전력은 더 이상 감소될 필요가 없을 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 제어 시스템은 치료 영역과 치료 영역 근처의 피부의 온도를 모니터링할 수 있고, 피부 또는 치료 영역의 온도가 너무 높으면, EMR 전달을 정지시킬 수 있다. 예를 들어, 영역의 온도가 소정의 온도 범위를 벗어날 때, 제어기는 해당 영역이 냉각될 수 있게 듀티 사이클의 OFF 부분을 개시할 수 있다. 듀티 사이클의 OFF 부분에 있는 동안 영향을 받는 영역은 자연적으로 냉각되거나 시스템에 의해 해당 영역에 냉각 기류가 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 피부는 피부 온도가 원하는 수준으로 감소될 때까지 냉각 공기를 제공하면서 EMR 전달이 중단된 상태에서 짧은 시간 동안 스캐닝을 수행함으로써 냉각될 수 있다. 일부 실시예에서, 피부 또는 치료 영역 온도가 허용 가능한 범위 또는 수준으로 복귀하기를 기다리는 제1 치료 위치에 남아 있는 대신에, 레이저 헤드는 듀티 사이클의 OFF 부분 도중에 제2 치료 위치로 이동되어 제2 치료 위치의 치료를 시작함으로써 전체 시술 시간을 단축할 수 있다.
이 모델이 규정된 조직 특성에 기초하는 예라는 것을 주목하는 것이 중요하다. 그러나, 체류 시간 및 재가열 사이클은 예를 들어, 환자 피부 타입, 환자 특성, 파장, 냉각 특성 등에 기초하여 케이스마다 조정될 필요가 있을 수 있다. 부가적으로, 치료는 52℃를 타겟화할 필요가 없고 대신에 시술-특정 범위 내에서 더 낮은 온도를 타겟화할 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다. 예를 들어, 치료는 44℃와 같은 더 낮은 타겟 온도에서 성공적일 수 있다. 각각의 경우에, 환자 타입 및 치료 시간은 타겟 온도의 범위로 조정될 수 있다. 부가적으로, 일부 실시예에서, 온도는 고열 세포자멸사 타겟화된 범위로 온도를 다시 상승시키기 위해 재가열이 인가된 상태에서, 짧은 시간 주기 동안 40℃의 최소 유효 온도 미만으로 강하하도록 허용될 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다. 적절한 입력 파라미터를 갖는 컴퓨터 제어의 적용이 효율적인 최적화된 치료 프로토콜을 허용한다.
일부 실시예에서, 에너지 소스가 온도의 예상된 쇠퇴 시간에 동일한 시간에 초기 치료 부위로 복귀하는 패턴이 스캐닝될 수 있다. 타겟 온도로의 재가열은 제2 패스에 더 적은 시간을 필요로 하기 때문에, 에너지 소스는 조직에 걸쳐 제2 패스에 더 고속으로 이동할 수 있다. 에너지 소스 스캐닝 패턴은 최소 시간에 최대 면적의 치료를 위해 최적화될 수 있고, 환자 해부학 구조 및 조직 파라미터에 의존할 것이다. 스캔 속도 및 치료 패턴은 측정된 피부 온도 및 열 플럭스 및 예측된 피하 조직 온도에 기초하여 실시간으로 수정될 수 있다. 에너지 소스 전력은 치료를 더 최적화하기 위해 에너지 소스의 이동 중에 변조될 수 있다.
도 18을 참조하면, 일부 실시예에서, 레이저 헤드는 레이저 빔 자체의 단면적(1802)보다 큰 면적을 갖는 타겟 조직의 영역 또는 치료 구역(1800)에 걸쳐 연속적으로 스캔될 수 있다. 이러한 경우에, 레이저 빔(또는 EMR 빔)의 단면적(1802)이 비중첩 방식으로 적용될 수 있도록 스캔 패턴(1804)이 생성될 수 있다. 예컨대, 빔은 빔을 그 시작점으로 복귀시키는 패턴(1804)에서 타겟 영역에 걸쳐 스윕될 수 있다. 일부 실시예에서, 스캔 패턴(1804)은 조직이 세포자멸사에 적절한 시간 동안 치료 온도 범위에 머무를 때까지 반복될 수 있다. 이러한 실시예에서, 레이저 파워는 레이저 빔이 정지되어 있을 때 세포자멸사에 필요한 파워 밀도보다 더 높은, 조직에 의해 보여지는 평균 파워 밀도(빔으로부터)를 유지하는 레벨로 증가될 수 있다.
예를 들어, 레이저 빔의 단면적은 4.3 ㎝×4.3 ㎝ 또는 약 18.5 ㎠일 수 있으며, 이 스퀘어 단면은 4×2 패턴으로 스캔되거나 148 ㎠의 스캔 영역에서 조직의 총 면적에 대해 4×4.3 ㎝과 2×4.3 ㎝의 곱인 면적일 수 있다. 예를 계속들면, 일부 실시예에서, 빔은 2열의 조직에 걸쳐 스캔될 수 있고, 열 사이의 전환 중에 턴-오프될 수 있다. 빔이 영역에 걸쳐 반복적으로 스캔됨에 따라, 주어진 18.5㎠의 조직이 빔 내에 있는 시간의 비율은 18.5/148=1/8=0.125이다. 150 W의 초기 스캔 도중에 레이저 전력이 주어지면, 순간 전력 밀도는 150/18.5=8.1 Watts/㎠이다. 타겟 조직 영역에 대한 초기 스캔 중에 임의의 조직에 전달된 평균 레이저 전력 밀도는 8.1/8 Watts/㎠=1.01 Watts/㎠이다. 고정 빔에 대해 1.01 Watts/㎠의 치료 수준으로부터 이동 빔에 대해 1.01/.125=8.1 Watts/㎠로 레이저 출력을 증가시키면, 스캔된 영역의 모든 부분에서 평균 출력은 1.01 Watts/㎠로 유지된다. 이 예에서, 치료 영역 내의 주어진 조직은 시간의 12.5% 동안 8.1 Watt/㎠ 레이저 빔 내에 있고, 시간의 87.5% 동안 빔 외부에 있다(즉, 12.5% 듀티 사이클). 조직이 빔을 벗어나는 동안, 그 온도는 떨어지지만 치료 범위에 유지된다. 이 실시예에서 레이저는 항상 ON이고, 원하는 듀티 사이클은 특정 속도 및/또는 패턴으로 빔을 스캐닝함으로써 달성될 수 있다. 평균 전력 밀도는 약 1.5 Watts/㎠의 임계 안전값을 결코 초과하지 않는다. 일부 실시예에서, 임계 안전값은 5 W/㎠ 을 초과한다.
일부 실시예에서, 패턴(1804)은 도 18에 도시된 바와 같이 직사각형 치료 구역(1800) 또는 치료 영역을 형성하도록 생성될 수 있다. 치료 구역(1800)은 길이 및 폭을 가질 수 있으며, 길이는 레이저 빔의 길이의 대략 정수배이고 빔의 단면적(1802)의 폭은 대략 레이저 빔의 폭의 정수배이다. 예를 들어, 도 18에 도시된 바와 같이, 스캔 라인의 둘레는 스퀘어 레이저 빔의 변의 치수의 8배와 동일할 수 있다. 예를 계속하면, 레이저 빔 단면 변의 치수가 4.3 ㎝이면, 스캔 둘레는 34.4 ㎝이다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 치료 구역(1800)은 치료 영역 내에 레이저 빔의 비중첩 인가를 제공하기 위해 크기, 형상 및 패턴의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 치료 영역은 스퀘어 레이저 빔의 변의 치수의 4배인 둘레를 가질 수 있다. 대안적인 실시예에서, 치료 구역(1800)을 위한 크기, 형상 및 패턴은 치료 영역을 통해 일관된 타겟 온도 범위를 유지하면서 중첩되도록 구체적으로 설계될 수 있다. 유사하게, 치료 구역(1800)을 위한 크기, 형상 및 패턴은 비정방형 레이저 빔, 예를 들어 원형 레이저 빔에 의한 작동을 용이하게 하도록 특별히 설계될 수 있다.
계속해서 도 18을 참조하면, 일부 실시예에서, 스캐닝 모드는 조직을 전체 치료 구역(1800)을 타겟 온도 범위로 가열하는 듀티 사이클에 노출시킨다. 상기 예를 계속하면, 레이저 스캔 속도가 8.6 ㎝/sec이고 조직이 타겟 조직의 매 스캔시에 1.8의 듀티 사이클 또는 0.5초 동안 레이저 빔의 경로에 있도록 약 4초 내에 하나의 완전한 스캔이 완료될 수 있다. 지방 조직의 낮은 열전도도는 스캔하는 동안 타겟 온도 범위를 유지하는 데 도움이 된다. 주어진 레이저 전력 밀도에 대해, 일부 실시예에서, 레이저가 주어진 조직에 걸쳐 있는 시간 동안 도달될 최대 온도 및 레이저가 주어진 조직에 걸쳐지지 않은 도달되는 최소 온도를 예측하기 위해 조직 모델이 사용될 수 있다. 예를 들어, 모델은 레이저 빔에서 나오는 와트/전력과 임의의 냉각 공기의 온도/유량을 평가하여 도달해야 하는 피부 온도를 결정하기 위해 피하 온도를 계산할 수 있다. 모델은 또한 시간 경과에 따른 변화를 보상하여 레이저 빔의 와트/전력을 조정하여 피하 조직에 적절한 온도 영역을 유지할 수 있다. 최대 체류 시간 또는 레이저 빔의 치수가 주어지면 조직 과열을 방지하기 위해 최소 스캔 속도가 필요하고, 레이저 빔이 주어진 조직으로 유도되지 않는 시간 동안 과도한 냉각을 방지하기 위해 최소 스캔 속도가 필요하다. 일부 예에서, 최대 체류 시간은 0.25초 내지 1.0초이고, 4.3 ㎝ 스퀘어 레이저 빔이 주어지면, 최소 스캔 속도는 8.1 와트/㎠의 레이저 전력 밀도에 대해 4.3 ㎝/sec 내지 17 ㎝/sec의 범위에 있다. 일부 실시예에서, 모델을 검증하고 임의의 수정을 위한 입력을 제공하기 위해 하나 이상의 센서가 사용될 수 있다. 소정의 온도가 초과되지 않도록 하기 위해 안전 목적으로 하나 이상의 센서가 사용될 수 있다.
타겟 영역의 모든 조직의 세포자멸사를 보장하기 위해, 조직은 세포를 변성시키기에 적절한 시간 동안 타겟 온도 범위에 유지되어야 한다. 15분의 노출 시간은 40℃~52℃의 타겟 범위에 유지되는 조직에서 세포자멸사를 유발하기에 적절한 것으로 판정된 바 있다. 열은 타겟 영역에 유지되기 때문에, 온도를 타겟 범위에 유지하는 데 필요한 평균 전력은 시간이 지남에 따라 감소한다. 일부 실시예에서, 평균 출력의 감소는 치료 기간 동안 레이저 전력 밀도를 감소시킴으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 조직 모델링은 150 W로 설정된 레이저 출력과 한 변이 4.3 ㎝인 스퀘어 레이저 빔 단면에 의한 도 18의 조직 영역의 약 50회 스캔이 200초 또는 3분 20초 내에 조직을 타겟 온도 범위의 상한까지 올릴 수 있는 것을 보여주고 있다. 그 후, 레이저 출력을 15회 스캔 또는 1분 동안 130 W로, 그런 다음 15회 스캔 또는 1분 동안 115 W로, 그런 다음 1분 동안 100 W로, 마지막으로 130 스캔 또는 8분 40초 동안 85 W로 감소시켜 총 15분의 총 치료 시간 동안 감소시키면, 조직이 타겟 온도 범위에 유지될 수 있다.
일부 실시예에서, 타겟 조직(예를 들어, 지방 감소 시술을 위한 지방층)의 온도를 42℃~51℃의 범위보다 높게 올리는 것이 가능할 수 있다. 일부 환자의 경우, 이 범위는 피부 온도를 일부 환자가 고통을 느끼는 온도인 40℃~43℃ 미만으로 유지하기 위해 선택된다. 일부 실시예에서, 타겟 조직의 온도를 환자에게 고통을 유발하지 않고 약 50℃ 또는 약 55℃의 더 높은 온도로 상승시키는 것이 가능하다. 상기 더 높은 온도는 치료 조직에서 피부로의 열전달이 낮은 경우에 및/또는 보다 적극적인 피부 냉각과 함께 사용될 수 있다. 이러한 더 높은 온도가 사용되는 경우, 치료 시간은 15분에서 약 10분 또는 약 5분으로 단축될 수 있다.
일부 실시예에서, 레이저 빔(또는 EMR 빔)을 생성하는 데 150 W 레이저가 사용될 수 있다. 이 실시예에서, 레이저는 환자의 피부가 허용 가능한 범위 내에 있는 온도로 치료 구역(1800)을 가열하는 데 사용될 수 있다. 그런 다음, 레이저는 일정 시간 동안, 예를 들어 약 5초, 약 10초, 약 15초 또는 피하 치료 영역의 온도를 허용 가능한 수준으로 유지하면서 피부의 온도가 허용 가능한 수준 이상으로 올라가는 것을 방지하는 데 필요한 시간 동안 차단될 수 있다. 일부 추가 실시예에서, 레이저는 사용자/의사가 제1 치료 영역이 냉각되기를 기다리는 동안 새로운 치료 영역으로 이동될 수 있다. 이와 같은 실시예에서, 더 높은 레이저 출력은 더 낮은 출력의 레이저보다 더 빠르게 피하 조직을 가열할 것이고 레이저가 꺼지거나 다른 치료 영역으로 이동되는 시간은 치료 영역에 고온을 유지하면서 타겟 조직이 냉각되게 할 것이다.
일부 실시예에서, 부분적으로 템플릿을 사용하는 것에 의해 치료 구역, 치료 영역 또는 타겟 조직 영역이 생성될 수 있다. 예를 들어, 도 26a, 도 26b 또는 도 26c에 도시된 템플릿은 도 18에 도시된 형상의 치료 구역(1800)을 표시하는 데 사용될 수 있다. 템플릿은 예를 들어, 종이, 플라스틱 등의 재료의 임의의 조합일 수 있다. 템플릿은 의사 또는 다른 사용자가 치료 장치에서 사용할 환자의 치료 영역을 등록하거나 매핑하는 데 도움을 주기 위해 사용될 수 있다. 템플릿의 형상 및 치수는 본 명세서에서 더 상세히 논의되는 바와 같이 치료 영역의 경계를 시스템에 나타내기 위해 사용될 수 있다. 의사는 미리 설정된 형상, 크기 등으로 미리 결정된 다른 템플릿을 제공받을 수 있고, 원하는 치료에 적절한 템플릿을 선택할 수 있다. 의사는 환자의 원하는 치료 영역에 충분히 맞고 이를 커버할 템플릿을 선택할 수 있다. 환자는 치료 시스템에 인접한 위치에 배치되고 의사는 치료할 환자의 신체 부위에 선택된 템플릿을 배치할 수 있다. 선택된 템플릿은 다른 배향으로 배치할 수 있으며, 원하는 치료 영역에 맞게 회전될 수 있다. 일부 실시예에서, 의사는 특정 치료 영역에 맞는 맞춤형 템플릿을 생성할 수 있다.
일부 실시예에서, 템플릿은 치료 장치의 치료 헤드, 아암 등의 정렬을 위한 시스템에 의해 입력으로서 판독 가능한 식별 가능한 마킹의 생성을 돕기 위해 제공될 수 있다. 마킹은 치료 영역의 경계가 있어야 하는 위치를 나타내는 데 사용할 수 있고, 치료 장치는 이러한 경계를 기초로 치료 패턴을 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 템플릿이 제자리에 있으면, 의사는 템플릿에 의해 표시된 대로 환자의 신체에 마킹을 배치할 수 있다. 예를 들어, 도 26a, 도 26b 및 도 26c에 도시된 바와 같이 템플릿(2610, 2620, 2630)을 사용하여 마킹은 주어진 템플릿(2610, 2620 또는 2630)의 4개 코너 각각에 형성될 수 있다. 마킹은 기계 판독 가능한 방법의 임의의 조합을 사용하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 마킹은 카메라 인식, 이미징 등의 임의의 조합을 사용하여 기계 감지/판독 가능한 다크 마커, UV 마커 등으로 피부에 형성될 수 있다. 마킹이 제위치에 있으면, 의사는 템플릿을 제거하고 표시된 영역 위로 아암을 이동시킬 수 있다(수동 또는 자동으로). 예를 들어, 의사는 사용자 인터페이스(도 1의 101) 상의 기계적 또는 전자적 사용자 인터페이스 버튼을 사용하여 아암을 수동으로 이동시킬 수 있거나, 조이스틱 또는 다른 장치를 사용하여 치료 아암을 수동으로 이동시킬 수 있다. 아암이 제안된 치료 영역 위에 있으면, 시스템에서 치료하는 동안 사용할 수 있도록 마킹의 위치를 식별, 설정 및/또는 저장할 수 있다. 일부 실시예에서, 치료 영역은 식별시 시스템에 의해 데이터로서 기록될 수 있는 각각의 마킹 위로 미용 치료 장치를 이동시키는 것에 의해 등록될 수 있다. 그런 다음, 기록된 마킹은 시스템에 의해 사용되어 윤곽을 만들거나 치료 영역을 매핑할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 마커가 장치에 등록된 순서(예를 들어, 마킹 위로 장치를 이동시키는 것으로 사용자가 지정한 순서)와 최종 마킹을 제1 마킹을 연결하는 순서로 각 마킹 사이에 경계선을 생성하여 연속 윤곽선을 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 윤곽선은, 예를 들어, 마킹이 템플릿에 의해 지정된 미리 설정된 윤곽의 배향을 제공하도록 템플릿에 대한 코드의 입력 또는 스캐닝을 통해 특정 템플릿과 연관될 수 있다. 윤곽선 생성에 관계없이, 윤곽선은 치료 영역을 매핑하고 치료 영역 위로 레이저 빔(또는 EMR 빔)을 지향하게 하는 패턴을 생성하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 레이저(107)는 치료 영역의 코너 또는 경계를 표시하기 위해 의사 사용자에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 의사는 레이저의 가시광 빔에 의해 반사된 바와 같이 마킹 위로 치료 헤드를 이동시킨 다음, 마킹을 시스템에 등록(예를 들어, 버튼 누르기로)하여 경계를 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 레이저(107)는 또한 사용자가 치료받기를 원하는 영역을 기계가 치료 중이라는 시각적 확인을 제공할 수 있다.
이제 도 19를 참조하면, 환자의 조직 영역의 미용 치료를 위한 예시적인 프로세스(1900)가 도시되어 있다. 프로세스(1900)는 도 1-도 17 및 도 20-도 25와 관련하여 논의된 장치 및 시스템의 임의의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 1902 단계에서, 환자 데이터가 입력될 수 있고 적절한 스캔 패턴 및 치료 프로토콜이 선택될 수 있다. 환자 데이터는 치료 프로세스와 관련될 수 있는 데이터의 조합을 포함할 수 있다. 예컨대, 환자 데이터는 연령, 인종, 성별, 체중, 체질량 지수(BMI), 피부색 등을 포함할 수 있다. 정보의 임의의 조합을 기초로 시스템에 의해 적절한 스캔 패턴 및 치료 프로토콜이 제공될 수 있다. 예컨대, 사용자 입력 데이터를 기초로 사용 가능한 옵션 목록으로부터 적절한 스캔 패턴 및 치료 프로토콜이 선택될 수 있다. 치료 프로토콜 입력의 예는 원하는 빔 출력, 시술 유형, 인가될 파장 또는 파장들, 펄스 지속 시간, 치료 지속 시간, 빔 패턴, 치료 영역 온도, 치료 파라미터, 피부 온도 데이터(일반 또는 환자별), 피부 온도 열 플럭스 데이터(일반 또는 환자별), 타이밍 데이터 등을 포함할 수 있다. 이후에, 이전에 입력된 데이터를 기초로 할 수 있는 안전한 스캔 속도가 입력될 수 있다. 일부 다른 입력은 치료 영역을 커버하거나 치료하지 않을 영역을 표시 또는 수정하기 위한 의사 선택 템플릿을 포함할 수 있다. 예컨대, 치료 영역에 다른 조직보다 열을 더 빨리 흡수할 수 있는 흉터가 있는 경우, 의사는 과열을 방지하기 위해 레이저 빔을 반사하도록 흉터 위에 블록을 배치할 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자는 원하는 시술 또는 결과를 기초로 출력 레벨(예컨대, 최대 출력 또는 가벼운 출력)을 선택할 수 있다. 예컨대, 최대 출력은 더 큰 지방 감소에 사용되고 가벼운 출력은 더 낮은 지방 감소에 사용될 수 있다.
1904 단계에서, 치료 평균 전력 밀도를 미리 결정된 안전 수준 아래로 유지하고 조직을 치료 온도 범위로 유지하는 에너지 소스 전력 밀도가 선택된다. 에너지 소스 전력 밀도는 전체 처리 시간에 걸쳐 평균화된 전력 밀도를 임계값 미만으로 유지하는 수준으로 설정될 수 있다. 에너지 소스 전력 밀도에 대한 옵션은 1902 단계로부터의 입력을 기초로 시스템에 의해 추천될 수 있다. 일부 실시예에서, 레이저 빔은 항상 이동 중이므로 시술 중에 더 높은 레이저 전력 밀도가 사용될 수 있어, 각 조직은 적은 양의 에너지를 받을 수 있다. 예컨대, 4.3 ㎝×4.3 ㎝ 면적에 150 W 레이저를 인가하면 8.1 W/㎠가 되며, 이는 고정되어 있으면 너무 높을 수 있다. 그러나, 8.6 ㎝×17.2 ㎝ 면적을 스캔하면, 평균 출력은 1 W/㎠이며 편안하고 안전한 피부 온도를 유지하지만 고온 타겟 지방 온도에 도달하는 데 적절한 효율적인 피부 냉각이 제공된다. 이들 값은 등가의 평균 전력 밀도에 대해 조정될 수 있다.
1902 및 1904 단계에서의 입력은 사용자에 의해 입력되거나 치료 시스템에 의해 저장 또는 계산될 수 있다. 예컨대, 의사는 레이저 스캔 패턴 및 스캔 속도를 결정하는 데 사용되는 입력을 제공하기 위해 시스템(2000) 또는 이와 유사한 것을 사용할 수 있다. 시스템은 또한 사용자에게 피드백을 제공하는 데 사용될 수 있고, 예컨대 로봇 팔이 레이저 헤드를 스캔할 때 레이저 출력 및 온도 측정값이 디스플레이에 표시될 수 있다.
1906 단계에서, 에너지 소스는 스캔 패턴으로 제1 치료 영역 위로 이동되고, 치료는 에너지 소스 스캔에 따라 시작된다. 예컨대, 에너지 소스는 도 18의 치료 구역(1800) 위로 이동될 수 있다. 스캔 패턴이 완료되고 에너지 소스는 그 시작점으로 복귀한다.
1908 단계에서, 시스템은 총 치료 시간에 도달했는지 여부의 결정을 확인할 수 있다. 총 치료 시간은 15-25분, 평균 20분의 미리 결정된 값을 기초로 하거나, 장치로부터 접수된 피드백을 기초로 할 수 있다. 지방 온도가 높을수록 더 효과적일 수 있으며, 20분 간의 치료는 점근적 수준에 도달한다. 일부 실시예에서, 에너지는 총 치료 시간 전체에 걸쳐 타겟 온도를 유지하기 위해 점진적으로 감소될 수 있다. 작업자는 더 낮은 수준을 선택할 수 있고, 또한 레이저가 꺼져 있지만 짧은 주기 동안 냉각되는 수동 선택 급속 냉각의 옵션을 가진다. 총 치료 시간에 도달했다면, 프로세스(1900)는 1910 단계로 진행할 것이다.
1910 단계에서, 총 치료 시간에 달성되면, 에너지 소스가 턴-오프되고 치료가 완료된다. 일부 실시예에서, 일단 치료가 제1 영역에서 완료되면, 에너지 소스는 다음 치료 영역으로 이동될 수 있다. 총 치료 시간에 도달하지 않은 경우, 프로세스(1900)는 1912 단계로 진행할 것이다. 1912 단계에서, 에너지 소스는 1902 단계로 돌아가서 규정된 패턴으로 조직을 계속 스캔한다. 일부 실시예에서, 제어기는 인가 전력, 소요 시간, 치료 헤드의 이동 속도 등의 조합을 기초로 레이저 빔에 의해 인가되는 에너지를 자동으로 조정할 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자는 또한 수동으로 개입하여 에너지 레벨에 대한 조정을 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 환자가 불편할 경우 냉각을 적용하면서 레이저 빔을 턴-오프할 수 있다.
일부 실시예에서, 에너지 소스는 단면적을 갖는 레이저 빔일 수 있다. 일부 실시예에서, 레이저 전력 밀도는 5 내지 10 Watts/㎠의 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 치료된 영역의 총 면적은 20 ㎠ 내지 200 ㎠의 범위이다. 전체 치료 영역에 걸쳐 평균화된 레이저 전력 밀도는 임계값 미만으로 유지될 수 있다. 일부 실시예에서, 임계 평균 레이저 전력 밀도는 1.5 Watts/㎠일 수 있다.
도 1을 재차 참조하면, 장치(950)는 일부 실시예에서, 빔 합성기(207)에 의해 방출된 합성된 빔을 방출하고 환자의 치료를 위해 파이버 출력(209)을 거쳐 수신되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 장치(950)는 광파이버 출력 케이블(209)의 피팅(211)과 상호 교환 가능하게 결합할 수 있다. 일반적으로, 장치(950)는 미러, 빔 성형 광학계 또는 임의의 다른 적절한 광학 요소를 포함할 수 있다. 예컨대, 파이버 출력은 환자 상에 직접 방출되거나 시준 장치에 정합될 수 있다. 유사한 방식으로, 2개 이상의 EMR 빔이 미러 및 빔 분할 광학계를 사용하여 자유 공간에서 합성될 수 있다. 환자 상의 원하는 빔 형상 또는 패턴은 렌즈, 렌즈 어레이, 회절 또는 굴절 빔 성형기, 또는 임의의 가공된 확산 장치일 수 있는 광학 요소로 수정될 수 있다. 최종 빔 형상은 원하는 치료 패턴에 정합할 수 있다. 일부 실시예에서, 출력 빔은 원하는 빔 직경, 전력 레벨에 정합하도록 조정될 수 있고, 시준되고, 분기되거나, 수렴할 수 있다. 전술된 바와 같이, 레이저 소스(203)의 하나 이상은 동시에, 교번적으로 또는 순차적으로 동작될 수 있다. 파이버 케이블 및 라우팅 광학계가 수동 장치이기 때문에, 이는 각각의 레이저 소스(203)에 입력에 의해 제어될 수 있다. EMR 빔 스위치 또는 인터로크가 안전 및 조절 컴플라이언스를 위해 요구되는 바와 같이 포함될 수 있다. 일부 실시예에서, 장치(950)는 위치 설정 장치(900)에 의한 위치 설정을 조정하기 위해 컴퓨터(107)에 피드백을 제공하기 위한 거리 센서를 또한 포함할 수 있다.
부가적으로, 위치 설정 장치(900)에 장착되고 및/또는 결합되는 것으로서 도 1에 도시되어 있고 본 명세서에 설명되어 있지만, 일부 실시예에서, 장치(950)는 일부 실시예에서, 수동 핸드 피스로서 사용될 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다. 이러한 실시예에서, 장치(950)는 임의의 위치 설정 장치에 결합되지 않을 수 있고, 대신에 장치(950)의 수동 조작 및 위치 설정을 허용하기 위해 파이버 출력(209) 및/또는 냉각 공기 공급부에 의해서만 하우징(100)에 결합될 수 있다.
이제 도 17을 참조하면, 장치(1700)는 치료 영역에 접촉하지 않고 환자의 치료를 위해 파이버 출력(209)을 거쳐 수신된 EMR 빔을 방출하기 위해 구성된다. 특히, 장치(1700)는 치료 영역 상에 EMR 빔을 지향하고, 치료 영역 상에 냉각 기류를 지향하고, 장치(1700) 또는 시스템의 다른 구성요소가 치료 영역의 표면과 접촉하지 않고 치료 영역과 연계된 센서 피드백을 제어기(403)에 제공하도록 구성될 수 있다.
이를 위해, 장치(1700)는 장치는 치료 영역에 지향될 표면(1703)을 갖는 하우징(1701)을 포함할 수 있다. 기류 제어를 위한 적절한 형상을 보유하고 동작과 연계된 응력 및 힘을 견디기 위해, 하우징(1701)은 일부 실시예에서, 금속, 플라스틱, 투명 플라스틱, 글래스, 폴리카보네이트, 폴리머, 사파이어 및 임의의 다른 적합한 재료, 또는 이들의 조합과 같은 임의의 적합한 재료로 구성될 수 있다. EMR이 치료 영역에 지향될 표면(1701)을 통해 전달되는 것을 허용하는 것이 바람직하면, 광학적 투명 재료로부터, 하우징(1701)의 적어도 일부, 특히 표면(1703)의 적어도 일부를 형성하는 것이 유리할 수 있다. 일부 실시예에서, 전체 하우징(1701)은 광학적으로 투명할 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 하우징(1701)은 광학적으로 투명하지 않을 수 있고, 반면에 표면(1703)은 투명하다. 그러나, 일반적으로, EMR 빔에 근접한 또는 일치하는 표면(1703)의 부분은 일반적으로 EMR의 전달과 간섭하지 않기 위해 광학적으로 투명해야 한다.
그를 통한 EMR 빔의 전달을 용이하게 하기 위해, 하우징(1701)은 표면(1703)을 포함하여, 하우징(1701)을 통해, 그리고 치료 영역 상에 EMR 빔을 지향하기 위해 파이버 출력(209)과 결합을 위한 EMR 포트(1707)를 또한 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, EMR 포트(1707)는 예를 들어, 루어 슬립(Luer slip), 루어 로크(Luer lock), 피팅, 파이버 커플러, 또는 임의의 다른 적합한 피팅과 같은 파이버 출력(209)을 결합하는 것이 가능한 임의의 피팅을 포함할 수 있다. 더 일반적으로, EMR 포트(1707)는 파이버 출력(209)에 의해 발생된 EMR 빔을 하우징을 통해 그리고 치료 영역을 향해 지향하기 위해 적합한 임의의 구성을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 장치(1700)는 특정 빔 형상을 생성하기 위한 빔 성형 광학계(도시 생략)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 17에 도시된 바와 같이, 빔 형상은 팽창 스퀘어 빔일 수 있다. 그러나, EMR은 팽창 스퀘어 빔인 것으로서 도 17에 도시되어 있지만, 예를 들어 팽창, 수렴, 직선, 균질화, 시준, 원형, 스퀘어, 직사각형, 오각형, 육각형, 난형, 임의의 다른 적합한 형상 또는 이들의 조합을 포함하여, 임의의 다른 빔 형상이 다양한 실시예에 따라 사용될 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다.
장치(1700)는 도 17에 도시된 바와 같이, 치료 영역을 냉각하기 위한 공기 냉각 장치로서 또한 기능할 수 있다. 이를 위해, 장치(1700)는 하우징(1701) 내로 기류를 수용하기 위한 하나 이상의 저온 공기 포트(1709)를 포함할 수 있다. 각각의 포트(1709)는 예를 들어, 하우징(1701) 내의 개구, 하우징과 유체 연통하는 튜브, 루어 로크 커넥터, 루어 슬립 커넥터, 피팅, 임의의 다른 적합한 디자인 또는 이들의 조합을 포함하여, 기류 소스에 연결을 위한 임의의 적합한 디자인, 크기 또는 형상일 수 있다. 일부 실시예에서, 저온 공기 포트(1709)는 하우징(1701)과 일체로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 저온 공기 포트(1709)는 하우징(1701)에 부착되고, 체결되거나, 다른 방식으로 유체 연통하는 개별 요소일 수 있다.
저온 공기 포트(1709)를 거쳐 하우징(1701) 내로 수용된 기류는 치료 영역의 직접 공기 냉각을 위해 표면(1703)을 통해 치료 영역을 향해 지향될 수 있다. 특히, 표면(1703)은 치료 영역 상에 기류를 지향하기 위해 표면(1703) 내에 형성된 복수의 개구(1705)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 개구(1705)는, 치료 영역에 지향되는 EMR과 간섭을 회피하면서 치료적으로 허용 가능한 온도 범위로 치료 영역을 유지하기 위해 적합한 온도, 유량 및 출구 유속에서 치료 영역 상에 기류를 지향하도록 위치될 수 있다. 이를 위해, EMR이 그를 통해 전달하는 표면(1703)의 부분(EMR 전달 구역)과 일치하는 또는 밀접하는 개구(1705)는 광학적 투명 재료로부터 형성될 수 있다. 다른 개구(1705)가 EMR 전달 구역과 정렬되지 않으면, 이들 개구는 투명할 필요가 없을 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 개구(1705)는 적어도 EMR에 의해 조명된 치료 영역에 걸쳐 실질적으로 균일한 냉각을 제공할 수 있는 패턴으로 배열될 수 있다. 일부 실시예에서, 실질적으로 균일한 냉각은 치료 영역보다 큰 영역에 걸쳐 연장할 수 있다. 이러한 실시예에서, 시술을 위해 타겟 온도 범위를 유지하기 위해 적절한 에너지를 전달하도록 프로그램된 바와 같은 제어기(403)에 의한 자동화 제어에 의해 또는 수동으로에 무관하게, 장치(1700)가 위치 설정 장치(900)에 의해 하나의 치료 영역으로부터 다른 치료 영역으로 이동함에 따라, 치료 영역의 전냉각 및 후냉각이 허용된다.
균일한 유동을 촉진하고 원하는 냉각 속도를 유지하기 위해, 사용 중에, 개구(1705)는 실질적으로 균일한 냉각을 유지하고 효율적인 제트 충돌 냉각을 촉진하도록 타겟 표면으로부터 이격될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예에서, 개구(1705)의 출구 평면과 타겟 표면 사이의 간격은 0 인치 내지 1 인치 초과의 범위로 유지될 수 있다. 일부 실시예에서, 간격은 약 0.5 인치일 수 있다. 더 일반적으로, 실질적으로 균일한 냉각이 치료적으로 허용 가능한 온도 범위를 유지하기 위해 치료 영역에 제공될 수 있는 한, 개구(1705)와 타겟 표면 사이의 임의의 간격이 사용될 수 있다. 일반적으로 제트 충돌 냉각 또는 충돌 냉각에서, 저온 또는 냉각된 고속 공기를 사용하여 치료 표면 또는 피부로부터 열을 효율적으로 추출하는 매우 얇은 경계층을 형성할 수 있다. 다시 말해, 타겟 속도는 얇은 경계층이 강제 대류보다 3-4배 더 클 수 있는 열 추출을 얻을 수 있는 조직 표면의 충돌 냉각을 위해 충분히 고속일 수 있다. 이것은 장치(950)가 더 높은 레이저 출력을 인가할 수 있게 한다. 고속 공기는 장치의 치료 헤드 내의 복수의 개구[예컨대, 개구(1705)]를 통해 다량의 공기를 강제하는 것으로 제공될 수 있다. 예컨대, 속도 범위는 50 m/s보다 클 수 있다. 충돌 냉각이 발생하는 것을 보장하기 위해, 적절한 공기 속도와 치료 표면 위의 장치(950)의 적절한 거리를 선택하여 유지해야 한다.
장치(1700)의 간격 및 위치 설정은 일반적으로 도 9를 참조하여 전술된 바와 같이 위치 설정 장치(900)의 조정에 의해 유지될 수 있다. 위치 설정 장치(900)에 의한 장치(1700)의 위치 설정을 용이하게 하기 위해, 장치(1700)는 일부 실시예에서, 위치 설정 장치(900)(도 17에는 도시되어 있지 않음)와 장치(1700)를 동작식으로 결합하기 위한 장치 장착부(1715)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 17에 도시된 바와 같이, 장치 장착부(1715)는 위치 설정 장치(900)와 제거 가능한 결합을 위한 플랜지를 포함할 수 있다. 그러나, 위치 설정 장치(900)와 제거 가능한 결합을 제공하는 것이 가능한 임의의 장치 장착부(1715)가 다양한 실시예에 따라 사용될 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다.
장치 장착부(1715)를 포함하는 것으로서 그리고 위치 설정 장치(900)에 장착되는 것으로서 도 17에 도시되어 있고 본 명세서에 설명되어 있지만, 일부 실시예에서, 장치(1700)는 일부 실시예에서, 수동 핸드 피스로서 사용될 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다. 이러한 실시예에서, 장치(1700)는 장치 장착부(1715)를 포함하지 않을 수 있고, 대신에 장치(1700)의 수동 조작 및 위치 설정을 허용하기 위해 EMR 포트에서 파이버 출력(209) 및/또는 저온 공기 포트(1709)에서 냉각 공기 공급부에 의해서만 하우징(100)에 결합될 수 있다.
특히, 간격은 하우징(1701)에 장착되고 치료 영역을 향해 지향된 하나 이상의 위치 센서(1711)로부터의 실시간 피드백에 응답하여 위치 설정 장치(900)를 동작하기 위해 컴퓨팅 장치(107) 및 제어기(403)를 위한 프로그램 명령을 제공함으로써 유지될 수 있다. 위치 센서(1711)는 장치(1700)와 타겟 영역 사이의 거리, 타겟 영역에 대한 장치(1700)의 배향, 및 타겟 영역 상의 장치(1700)의 위치 중 하나 이상을 검출하도록 구성될 수 있다. 위치 센서(1711)는 일반적으로 타겟 영역에 대한 장치(1700)의 위치의 비접촉 검출을 제공하기 위한 임의의 적합한 센서일 수 있다. 예컨대, 도 17에 도시된 바와 같이, 위치 센서(1711)는 적외선 위치 센서일 수 있다.
시술 요구에 부합하는 것을 보조하기 위해, 일부 실시예에서, 장치(1700)는 치료 영역의 온도의 실시간 모니터링을 제공하기 위한 하나 이상의 온도 센서(1713)를 포함할 수 있다. 특히, 도 17에 도시된 바와 같이, 온도 센서(1713)는 치료 영역의 비접촉 온도 모니터링을 제공하기 위한 하나 이상의 비접촉 고온계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 온도 센서(1713)는 컴퓨터(107) 및/또는 제어기(403)에 실시간 온도 피드백을 제공하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터(107) 및/또는 제어기(403)는 이어서 치료적으로 허용 가능한 온도로 타겟 영역을 유지하기 위해 시스템(10)의 하나 이상의 동작 파라미터를 응답식으로 조정할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 온도 센서(1713)에 의해 제공된 온도 피드백에 응답하여, 제어기(403)는 치료 영역과 장치(1700) 사이의 간격을 조정하도록 위치 설정 장치(900)에 명령하는 것, 타겟 영역에 대한 방출된 EMR 빔의 스캐닝 속도를 조정하도록 위치 설정 장치(900)에 명령하는 것, 냉각 공기 또는 가스의 유량을 조정하도록 펌프(507)에 명령하는 것, 냉각제 온도를 조정하여, 이에 의해 냉각 공기 또는 가스의 온도를 조정하도록 냉동 유닛(501)에 명령하는 것, 방출된 EMR 빔(들)의 전력을 조정하고 레이저 소스(203) 중 하나 이상을 셧오프하거나 활성화하도록 레이저 소스(203)에 명령하는 것, 방출된 EMR 빔의 빔 형상을 변경하기 위해 빔 성형 광학계를 조정하도록 장치(1700)에 명령하는 것, 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 행할 수 있다.
도 17 및 본 명세서에서 논의된 다른 실시예는 공기가 제공될 수 있는 개구(1705)가 있는 표면(1703)을 포함하지만, 일부 실시예에는 표면(1703)을 포함하지 않는다. 이들 실시예에서, 공기 흐름은 공기 흐름을 유도하기 위해 노즐 또는 다른 메커니즘을 통해 치료 영역으로 유도될 수 있다. 본 발명은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 냉각 소스 및 출력의 임의의 조합을 사용할 수 있다.
이제 도 15를 참조하면, 공통 출력 장치(209)가 공통 출력 케이블(209)에 의해 전달된 총 EMR 전력의 단지 일부만을 각각 전달하는 2개 이상의 빔을 방출하기 위한 2개 이상의 출력 케이블(1501a, 1501b)을 제공하기 위해 빔 스플리터(도시 생략)에 의해 분할되어 있는 장치(1500)가 도시되어 있다. 대안적으로, 일부 실시예에서, 공통 출력 케이블(209)을 분할하기보다는, 2개 이상의 출력 케이블(1501a, 1501b)은 각각 단일의 레이저 소스(203) 및/또는 합성기(207)에 직접 접속된 개별의 비분할된 출력 케이블일 수 있다. 이러한 실시예에서, 어레이(200)는 각각의 이미터 케이블(1501, 1501b)을 거쳐 동일한 파장을 갖는 빔을 전달하기 위해 동일한 파장을 각각 갖는 대응하는 수의 레이저 소스(203)를 포함할 수 있다. 유리하게는, 이러한 실시예는 각각의 이미터 케이블(1501a, 1501b)이 단지 치료 영역의 치료를 위해 사용된 총 EMR 전력의 일부를 전달하도록 요구되기 때문에, 더 소형의, 더 저전력의, 더 저가의 레이저 소스(203)의 사용을 허용할 수 있다.
장치(1500)는 빔이 조명될 표면(S) 상에 개별적으로 충돌하고 치료될 피하 조직(T) 내의 표면(S) 아래에 중첩하도록 각도를 이루어 출력 케이블(1501, 1501b)로부터 방출된 빔을 지향하도록 구성된다. 이러한 실시예는 일반적으로 표면(S) 상의 충돌점에서 더 낮은 전력 밀도 및 조직(T) 내의 중첩 구역에 더 높은 전력 밀도를 제공할 수 있다. 특히, 중첩 구역 내의 전력 밀도는 EMR 출력 케이블(1501a, 1501b)의 수, 각각의 EMR 빔의 파워, 및 중첩 구역 내의 각각의 빔의 빔 크기와 비례하여 스케일링될 것이다. 이에 따라, 임의의 수의 EMR 빔을 생성하는 임의의 수의 출력 케이블은 표면(S)에서 그리고 조직(T)의 중첩 구역 내에 원하는 전력 밀도를 제공하기 위해 원하는 바에 따라 다양한 실시예에 따라 사용될 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 4개의 빔이 제공될 수 있는 데, 여기서 2개의 쌍의 대향하는 빔은 표면(S) 상에 그리고 조직(T) 내에 직사각형 패턴을 투영하도록 경사각에서 빔을 방출하도록 스퀘어 배열로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 대향하는 그러나 직교하는 위치로부터 2개 이상의 EMR 빔을 중첩하기 위해, 각각의 빔 풋프린트는 치료 평면 상에 유사한 투영된 빔 풋프린트를 생성하도록 직사각형일 수 있다. 더 일반적으로, 각각의 EMR 빔의 빔 형상은 일부 실시예에서, 예를 들어 분기, 시준, 수렴 원형, 스퀘어, 직사각형, 임의의 다른 적합한 형상 또는 이들의 조합일 수 있다.
이러한 구성은 예를 들어, 세포자멸사를 생성하기 위한 지방 조직의 고열을 위한 시술 중에, 대상물이 지방(지방질) 조직 내에서 대략 40 내지 52℃의 온도에 도달하기 때문에 유리하다. 이 시술 중에 지방 조직이 대략 2.8 ㎜만큼 피부 및 표피 아래에 위치되는 경우에, 그 내부의 활성 신경 종말을 포함하는 피부는 환자에 따뜻한 또는 심지어 뜨거운 느낌을 주는 온도에 도달할 수 있다. 저온 공기 또는 극저온 냉각이 통상적으로 제공되지만, 더 높은 EMR 전력 밀도가 그럼에도 불구하고 피부 온도를 불편한 온도로 상승시킬 수 있다. 이러한 경우에, EMR 전력을 피부의 표면 상에 개별적으로 충돌하는 2개 이상의 빔으로 분할하는 것은 국부 피부 가열을 감소시킬 수 있다. 다른 한편으로, 모든 중첩하는 빔의 합산 전력은 EMR 빔이 중첩하는 장소에 집중된다. 최대 전력은 중첩 구역에서 달성되기 때문에, 더 높은 온도가 더 효율적인 세포자멸사를 위해 중첩 구역에서 달성될 수 있다. 역으로, 피부, 표피 및 진피 상의 더 낮은 전력 밀도는 이들 구역에 더 낮은 온도를 야기할 것이다. 일부 실시예에서, 이러한 더 낮은 전력 밀도는 치료 중에 환자 편안함 및 안전을 유지하기 위해 피부 냉각 요구를 감소시킬 수 있다.
부가적으로, 출력 케이블(1501a, 1501b)에 의해 방출된 빔의 빔 충돌각을 설정하거나 조정함으로써, 조직 치료의 깊이는 제어될 수 있다. 특히, 수직에 대해 다중 빔의 각도를 감소시킴으로써, 중첩 구역은 조직 내로 더 깊게 형성되고 및/또는 조직 내로 더 깊게 연장할 수 있다. 유리하게는, 조직(T) 내에 더 깊게 빔을 중첩함으로써, 더 많은 조직(T)이 시술 중에 치료될 수 있다. 부가적으로, 더 깊은 치료 영역은 단일 빔 시스템 또는 얕은 중첩 구역을 갖는 시스템보다 상이한 더 깊은 조직(T)을 타겟화할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 약 3도 내지 약 75도를 포함하여, 경사 입사각의 특정 선택 또는 조정은 충돌 표면(S)을 과열하지 않고 원하는 조직(T) 내의 원하는 깊이에 타겟화된 높은 EMR 전력을 제공할 수 있다.
이제 도 16a를 참조하면, 일부 실시예에서, 장치(1600)는 치료를 보조하기 위해 EMR 에너지를 팽창하고, 균질화하고, 리포커싱하기 위한 하나 이상의 광학 요소를 포함할 수 있다. 특히, 조명될 표면(S)에 지향된 작은 직선 빔은 작은 치료 영역에 EMR 전력을 집중할 수 있어, 온도 관리를 어렵게 하고 타겟 조직(T)을 치료하기 위한 부가의 이동 및 시간을 요구한다. 따라서, 일부 실시예에서, 장치(1600)는 공통 출력 케이블(209)에 의해 방출된 빔의 크기를 팽창하기 위한 빔 팽창기(1601)를 포함할 수 있다. 특히, 도 16의 빔 팽창기(1601)는 회절 광학 요소(DOE) 빔 팽창기(1601)로서 도시되어 있다. 그러나, 임의의 빔 균질화기, 빔 팽창기 또는 이들의 조합이 다양한 실시예에 따라 사용될 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다.
타겟 조직(T)이 조명될 표면(S) 아래에 있는(예컨대, 지방 조직의 세포자멸사가 요구되는 장소) 용례에서, 빔 팽창기(1601) 단독은 빔 파워가 타겟 조직(T) 내에서 가장 확산되게 할 것이다. 이러한 구성은 피부 표면(S)이 더 집중된 빔 파워에 노출되고 따라서 타겟 조직(T)보다 더 신속하게 가열하기 때문에 조명된 피부의 열 관리를 더 어렵게 한다. 따라서, 일부 실시예에서, 장치(1600)는 팽창된 빔을 리포커싱하기 위한 프레넬 대물 렌즈(1603)를 또한 포함할 수 있다. 도 16b에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, DOE 빔 팽창기(1601)와 프레넬 대물 렌즈(1603) 사이의 간격을 조정하는 것은 초점을 조정할 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 빔은 타겟 조직(T) 내에서 더 좁도록(더 집중됨) 그리고 표면(S)에서 더 확산하도록 조정될 수 있어 피부 표면(S)이 타겟 조직(T)보다 더 서서히 가열하게 된다. 이제 도 16c를 참조하면, 일부 실시예에서, 네거티브 프레넬 렌즈(1605)가 빔 팽창기(1601)와 프레넬 렌즈(1603) 사이에 위치되어 부가의 빔 성형을 허용할 수 있다.
도 1을 재차 참조하면, 시스템(10)은 일부 실시예에서, 치료 영역의 온도와 같은 동작 조건을 모니터링하기 위한 하나 이상의 센서(1000)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 센서(1000)는 컴퓨팅 장치(107)에 실시간 피드백을 제공하여, 컴퓨팅 장치(107)가 원한다면, 시스템(10)의 하나 이상의 구성요소에 명령을 제공하여 피드백에 응답하여 시스템(10)의 하나 이상의 동작 특성을 변경할 수 있게 되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 위치 설정 장치(900)는 체류 시간을 감소시키거나 증가시키도록 타겟 영역을 더 고속으로 또는 더 저속으로 스캔하고, 타겟 표면에 더 근접하여 또는 그로부터 더 이격하여 장치(950)를 이동시키고, 장치(950)를 재배치하고, 치료를 일시적으로 중지하고, 치료를 종료하고, 환자 냉각 시스템을 통한 냉각 유동을 증가시키거나 감소시키도록 명령될 수 있다.
환자 온도 데이터가 요구되면, 일부 실시예에서, 치료적으로 허용 가능한 온도 범위를 유지하기 위해, 피하 온도 예측 센서(1000)가 제공될 수 있다. 일부 실시예는 마이크로파 구역에 흑체 방사선 신호에 의존한다. 다른 실시예들은 코어 온도를 예측하기 위해, 추정된 피부 및 조직 열전도도와 조합하여, 온도 센서를 이용한다. 일부 장치는 코어 온도를 예측하기 위해 온도 센서를 갖고 피부에 가열된 센서를 부착하였다. 다른 접근법은 피부 표면 온도 및 에너지 입력을 모니터링하였다.
침습성 온도 측정이 가능하지만, 연계된 위험에 기인하여 바람직하지 않고, 완전 비침습성 고온 치료가 요구된다. MRI(자기 공명 영상) 또는 진보형 초음파 장치와 같은 정교한 기구가 이들 측정이 가능하지만, 또한 다수의 치료 중에 즉시 사용되지 않는 고가의 대형 장치를 수반한다.
도 10을 참조하면, 일부 실시예에서, 환자의 코어 신체 지방 온도를 측정하기 위한 비침습성 센서(1000)가 사용될 수 있다. 센서(1000)는 피부 표면 온도를 측정하기 위한 온도 센서(1001) 및 치료 부위 내 또는 외로의 열 유동을 측정하기 위한 열 플럭스 센서(1003)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 온도 센서(1001)는 예를 들어, 열전쌍 또는 비접촉 고온계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 열 플럭스 센서(1003)는 예를 들어, 열전쌍열(thermopile) 또는 제베크 효과 센서(Seebeck effect sensor)를 포함할 수 있다.
센서(1000)는 이어서 치료 중에 환자의 온도 및 열 플럭스를 연속적으로 모니터링하고 그 데이터를 프로세싱을 위해 컴퓨팅 장치(107)에 재차 공급할 수 있다. 온도 및 열 플럭스 데이터는 타겟 피하 지방의 온도를 추정하기 위해 환자 피부 타입, 연령, 크기, 체지방 비율 등과 같은 사용자 입력 데이터로 알고리즘에서 합성될 수 있다. 컴퓨터 시스템(107)은 이어서 센서(1000) 피드백에 응답하여 온도를 관리하기 위해 펄스 길이, EMR 소스 활성화, EMR 소스 전력, 치료 기간, 냉각 기류, 위치 설정 장치의 스캐닝 속도 등과 같은 하나 이상의 동작 파라미터를 조정할 수 있다. 온도 센서(1001) 및 열 플럭스 센서(1003)의 모두를 포함하는 것으로서 도시되었지만, 일부 실시예에서, 센서(1000)는 단지 온도 센서(1001)만 또는 단지 열 플럭스 센서(1003)만을 포함할 수 있다는 것이 본 개시 내용의 관점에서 명백할 것이다.
일부 실시예에서, 연속적인 온도 모니터링이 시간 경과에 따른 온도 및 EMR 소스 변조를 예측하기 위해 EMR 조명 하에서 지방 구역 가열의 수치 유한 요소 시뮬레이션으로 시작할 수 있다. 특히, EMR 소스 가열은 시간 의존성 변조에 적용되고 침투 깊이에 따라 감소한다. 시술이 진행함에 따라, 피부 온도 및 피부 열 플럭스는 온도 센서(1001) 및 열 플럭스 센서(1003)를 사용하여 환자에 대해 측정된다. 다음에, 온도 및 열 플럭스 데이터, 환자의 고유 데이터, 및 유한 요소 모델이 입력되고 전체 알고리즘에서 합성되어 방사선 입력을 능동적으로 제어하고 지방 온도를 유효 범위로 유지한다.
냉각된 구역에서 환자의 피부 온도 및 피부 열 플럭스의 측정된 파라미터는 다양한 방식으로 측정될 수 있다. 피부 표면 온도는 조사된 구역에서의 비접촉 광학 고온계, 또는 서미스터 또는 열전쌍 패키지에 의해 이루어질 수 있다. 온도는 EMR 소스 조사 전, 중, 및 후에 모니터링될 것이다. 피부 온도의 변화율은 알고리즘에서 모니터링된다. 피부 열 플럭스가 능동적으로 모니터링된 냉각 유량과 조합하여 표면 온도 측정치를 사용하여 비접촉 방법으로 유도된다. 2개의 측정치가 열전달 알고리즘에 포함될 때, 피부 열 플럭스의 계산이 가능하다. 대안적으로, 표면 열 플럭스 센서가 열 플럭스 데이터를 제공할 수 있다.
이 알고리즘에 사용된 환자 데이터는 피부 타입 및 색조, 성별, 연령, 크기, 체중, 체질량 지수, 및 가능한 전치료 이력 및 피부 구별을 포함한다. 이용 가능할 때, 더 상세한 조직 데이터가 입력될 수 있다. MRI 또는 초음파 장치로부터 수집된 조직 프로파일링이 또한 조직 모델 내로 합체될 정확한 파라미터를 제공할 수 있다. 마이크로파 구역에서 흑체 방사선을 사용하는 비침습성 바디 코어 온도 측정 기구와 같은 다른 기술이 적용될 수 있다. 피부 색조 특징화와 같은 환자 인자가 예상된 EMR 전달 및 흡수값을 추정하기 위해 중요하다.
알고리즘은 제곱센티미터당 와트의 단위의, 플루언스(fluence)로서 알려진 치료 영역에 전달된 EMR 에너지, 뿐만 아니라 노출 기간을 제어하는 데 사용된다. 일부 실시예에서 고열 지방 감소는 일반적으로 빔 위치의 온-오프 변조 가능한 이동에 의해 수행되는 데, 이는 효과적인 온도 범위를 유지하기 위해 구역을 재가열하도록 복귀한다. 피부 냉각은 편안함 레벨을 위한 피부 표면 온도 피드백(예를 들어, 30℃) 및 최대 안전 온도(예를 들어, 40℃)에 기초하여 제어되도록 예측된다. 전체 치료 주기는 몇 분 내지 30분 초과 지속될 수 있다.
이제 도 12를 참조하면, 단일의 다이오드 드라이버를 갖는 다기능 미용 시스템의 전자 기기 및 제어를 위한 시스템(1200)의 개략도가 제공되어 있다. 특히, ADC(411)(아날로그 디지털 변환기)는 공유된 다이오드 드라이버 모듈로부터 하나 이상의 레이저 소스(203)를 동작할 수 있다. 이 경우에, 하나 이상의 레이저 소스(203)는 동일한 전압/전류 요구조건을 가지며, 단일의 다이오드 드라이버로부터 동작된다. 일부 실시예에서, 시스템(1200)은 도 4의 시스템(400)과 실질적으로 유사하다. 그러나, 도 12의 시스템(1200)은 단일의 다이오드 드라이버(1201) 및 다이오드 드라이버(1201)가 레이저 소스(203)(2개 이상 있는 경우) 중 원하는 것을 선택적으로 구동하는 것을 허용하기 위해 다이오드 드라이버(1201)와 레이저 소스(203) 사이에 개재된 스위칭 장치(1203)를 포함한다.
다이오드 드라이버(1201)는 일부 실시예에서, 도 4와 관련하여 전술된 다이오드 드라이버(409)와 실질적으로 유사할 수 있다. 스위칭 장치(1203)는 일부 실시예에서, 요구된 바와 같은 각각의 레이저 소스(203)의 다이오드 부하 사이에서 드라이버(1201)를 스위칭하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 스위칭 장치(1201)는 하나 이상의 고전류 기계 릴레이, 하나 이상의 솔리드 스테이트 릴레이(SSR) 또는 양자 모두를 포함할 수 있다.
스위칭 장치(1203)는 다이오드 드라이버의 '하이측(high side)'에 배치될 수 있고, 릴레이는 특정 레이저 소스(203)를 구동하기 위해 한번에 하나 선택될 수 있다. 릴레이는 선택된 레이저 소스(203)에 구동된 전류를 핸들링하는 것이 가능해야 한다. 릴레이 또는 SSR은 마찬가지로 레이저 소스(203)를 위한 안전 인터로크(비상 전력 차단)로서 사용될 수 있다. 그러나, 도 12의 구성에서, 다수의 레이저 소스(203)가 한번에 하나 초과의 릴레이를 선택함으로써 구동될 수 없다. 이러한 구성은 서로 그리고 드라이버(1201)와 병렬로 레이저 소스(203)를 배치할 것이다. 드라이버(1201)가 충분한 전류가 가능하더라도, 2개의 레이저 소스(203) 사이에 수동 또는 능동 부하 공유가 존재하지 않는다. 다이오드들 중 하나가 더 낮은 저항을 가질 것이므로, 그 장치는 전류를 '호그(hog)'하고, 과전력 공급하고, 번아웃될 것이어서, 제2 채널이 동일한 것을 수행하도록 한다. 이러한 번아웃이 매우 신속하게(몇 초) 발생할 수 있기 때문에, 스위칭 장치(1203)는 한번에 단지 하나의 다이오드만을 선택하도록 구성되어야 한다. 부가적으로, 다이오드 채널을 스위칭하는 것은 드라이버가 오프일 때 발생해야 한다. 특히, 다이오드 레이저 소스(203)는 니어 쇼트(near short)(다이오드 바아에 대해 약 3 밀리옴)에서 동작한다. 따라서, 능동 드라이버의 출력이 개방 부하로부터 다이오드 부하로 스위칭되면, 큰 과전류 스파이크가 발생하여, 다이오드를 손상하거나 파괴할 가능성이 있다.
SSR과 기계적 릴레이 사이에서 판정할 때, SSR은 더 고속이고, 더 신뢰적인 경향이 있고, 통상적으로 전기적으로 격리된 제어 라인을 필요로 하지 않는다. 그러나, 격리된 입력 SSR은 접지 루프 문제점에 대한 적은 우려를 갖는 다수의 다이오드를 위한 단일의 드라이버의 사용을 허용한다. 게다가, 고장의 경우에, 격리된 SSR 입력은 민감한 제어 회로를 위한 버퍼를 제공할 것이다.
이제 도 13을 참조하면, 일부 실시예에서, 하나 이상의 EMR 소스(1303)에 전력 공급하기 위해 단일의 다이오드 드라이버 인쇄 회로(DPC)(1301)를 이용할 수 있는 스위칭 장치가 도시되어 있다. 고전류 용량 FET는 선택된 EMR 소스를 활성화하고 전력 공급하기 위해 스위칭 장치로서 사용될 수 있다. 예를 들어 FET는 Enfineon EPT004N031 정격 30 V 및 320 A일 수 있고, 저항은 .0004 ohms이다. 70A에서, FET는 약 30 mV 강하되고 약 2 W를 소비할 수 있다. FET는 예시된 바와 같이 12 V 제어 신호로 실행될 수 있다. 도 13의 도면은 단지 2개의 드라이버(LD1 및 LD2)만을 도시하고 있지만, 동일한 개념이 다수의 EMR 소스를 구동하기 위해 적용될 수 있다. 스위칭 FET로의 제어 입력은 프로세서(1305)로부터 라우팅된다. 이 디자인 접근법은 단지 선택된 드라이버를 구동하고 따라서 그 EMR 소스를 활성화하는 명령 신호로 릴레이를 스위칭하기 위한 필요성을 제거한다.
일부 실시예에서 사용되는 바와 같이 종종 치료 헤드라 부르는 장치(950)가 도 21에 분해도로 도시된다. 일부 실시예에서, 냉각된 공기 공급부(2101)가 공기 냉각기로부터 수용될 수 있다. 공기 공급부(2101)은 절연체(2102)로 바람직하게 둘러싸인다. 일부 실시예에서, 출력 케이블(209)이 적어도 하나의 EMR 소스(203)로부터 EMR을 전달할 수 있다. 출력 케이블(209)은 하나 또는 둘 이상의 광파이버를 포함할 수 있으며, 광파이버 커넥터(2103)를 통해 장치(950)에 연결될 수 있다. 위치 설정 장치(900)(또는 아암 하우징)는 도시되지 않았지만 장치(950)에 연결되어 장치(950)를 쉽게 이동하도록 도움을 준다. 일부 실시예에서, 공기 공급부(2101)는 편의상 관 또는 메시에 수용될 수 있으며(도시 생략), 위치 설정 장치(900)와 장치(950) 사이의 연결을 강화하기 위한 하나 이상의 로드(2104)를 포함할 수 있다. 로드(2104)는 유리섬유, 강철, 스테인레스강, 니티놀 등과 같은 금속, 폴리머 또는 강화 폴리머로 제작될 수 있다. 공기 공급부(2101)는 연결부(2109)를 통해 플레넘(2110)에 연결될 수 있다. 아래에 도시되고 논의되는 바와 같이, 출력 케이블(209)로부터의 EMR은 빔을 실린더에 콜리메이트하는 렌즈를 먼저 통과한다. EMR은 이어서 일부 실시예에서 발산하는 스퀘어 빔을 형성하는 디퓨저로 향한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 센서(도시 생략)를 포함하는 회로판(2111)이 플레넘(2110)에 대해 배치되며 플레이트(2112)에 의해 제자리에 유지될 수 있다. 윈도우(2113)가 플레이트(2112)의 개구 내에 배치되며 베이스(2114)에 의해 제자리에 유지될 수 있다. 밀봉체를 채용하여 플레넘 조립체를 기밀시킬 수 있다. 이러한 밀봉체는 윈도우(2113)와 플레이트(2112) 사이와 플레이트(2112)로부터 플레넘(2110) 사이의 O-링 또는 다른 유사한 재료일 수 있다. 공기 냉각 충돌 흐름을 형성하기 위해, 윈도우(2113)는 공기 흐름을 허용하는 하나 이상의 개구(2105)를 가진다. 바람직하게, 플레넘과 시스템은 개구(2105)를 제외하고 기밀일 수 있다. 일부 실시예에서, [플레넘(2110) 본체와 함께] 디퓨저(2202) 및 윈도우(2113)는 냉각된 공기를 위한 기밀 공간을 형성할 수 있다.
도 22를 참조하면, 도 21의 장치(950)의 일부 구성요소의 단면이 도시된다. 도 21에서와 같이, 냉각된 공기 공급부(2101)가 절연체(2102)로 둘러싸이고 연결부(2109)를 통해 플레넘(2110)에 연결된다. 일부 실시예에서, 냉각된 공기(2101)의 기온을 측정하도록 냉각된 공기 통로 내부에 온도 센서(2205)가 배치될 수 있다. 온도 센서(2205)는 센서들, 예를 들어, 열전쌍 또는 유사한 기기의 임의의 조합일 수 있다. 온도 센서(2205)로부터의 출력은 처리를 위해 컴퓨팅 장치(107)(도 1)로 피드백될 수 있다. 출력 케이블(209)은 커넥터(2103)를 통해 연결된다. 일부 실시예에서, 연결부(2103)의 파이버 코어로부터 방출되는 EMR 빔(2200)은 파이버 코어의 단부로부터 더 멀어짐에 따라 확장될 수 있다. 렌즈(2201)를 사용하여 확장되는 원통형 빔을 기둥형 빔으로 수정할 수 있다. 렌즈(2201)는 여러 렌즈 타입의 임의의 조합일 수 있고, 예를 들어 렌즈(2201)는 프레넬 렌즈일 수 있다.
일부 실시예에서, 디퓨저(2202)를 사용하여 기둥형 EMR 빔을 원통형으로부터 스퀘어 빔으로 전환할 수 있다. 결과적인 빔은 스퀘어, 수렴하는 스퀘어, 직사각형, 발산하는 직사각형, 또는 수렴하는 직사각형일 수 있다. 일부 실시예에서, 굴절 디퓨저 광학 요소 또는 에칭된 마이크로 렌즈 및 프리즘을 사용하여 빔 패턴을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 디퓨저(2202)는 렌즈 및 프리즘의 마이크로 어레이로 굴절시켜 원하는 EMR 빔 형태를 만드는 엔지니어드 디퓨저일 수 있다. 디퓨저(2202)는 빔을 빔의 단면측 치수 내에서 균일한 치료를 제공하는 균일한 빔으로 전환할 수 있다. 이러한 엔지니어드 디퓨저는 파장 독립적이고, 높은 효율을 가지며, 균일한 출력 밀도를 가진 '최고급(top hat)' 빔을 만들 수 있다. '최고급' 빔은 전체 빔에 걸쳐 거의 균일한 플루언스(에너지 밀도)를 가진 EMR 빔이다. 일부 실시예에서, 결과적인 빔은 20° 발산 스퀘어 빔이며, 빔의 4면 전체가 10°의 각도로 증가한다는 의미이다. 추가의 실시예에서, 빔은 장치(950)로부터 방출될 때 4.3 ㎝×4.3 ㎝로 측정된다.
일부 실시예에서, 장치(950)는 해석을 위한 것이 아닌 소스로부터 반사된 빛을 필터링하는 차단 필터(도시 생략)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차단 필터는 ToF(time of flight) 측정에 의존하여 장치(950)와 피부 표면 사이의 거리를 설정하는 근접 센서의 정밀도를 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 이 예에서, 차단 필터는 어떤 빛이 근접 센서에 도달하는 지를 필터링할 것이다. 일부 실시예에서, 차단 필터는 또한 하나 이상의 센서를 먼지에 대해 보호할 수 있다. 장치(950)는 또한 복수의 다른 센서 또는 복수의 센서를 가진 센서 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치(950)는 피부 온도 센서, 공기 냉각 온도 센서, 공기 흐름 센서, 레이저 출력 센서, 위치 센서 및 근접 센서 중의 적어도 하나를 가진 센서 어레이를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 회로판(2111)은 두 개의 피부 온도 센서(2203)를 가질 수 있다. EMR 빔은 디퓨저(2202)를 통과한 후, 하나 이상의 개구(2105)를 가진 윈도우(2113)를 통과한다.
도 23을 참조하면, 일부 실시예에서, 공기 냉각기 시스템(2300)을 사용하여 장치(950)의 양태들 및/또는 장치(950)의 표적이 되는 치료 영역을 냉각시킬 수 있다. 공기 냉각기 시스템(2300)은 냉각액이 냉각될 장치로 순환되지 않는 것을 제외하면 도 5 및 도 7에 도시된 실시예에서 논의된 냉각기들과 유사할 수 있다. 대신 냉각 플레이트 열교환기를 사용하여 냉각을 제공한다. 냉동 유닛(2301)은 압축기, 콘덴서, 증발기 및 팬 유닛을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 공기 품질을 개선하기 위해, 팬은 입자, 박테리아 및 바이러스를 포획함으로써 입자, 박테리아 및 바이러스가 시스템을 둘러싼 공기를 통해 순환하는 것을 방지하는 필터를 포함할 수 있다. 냉매는 튜브(2303) 내 증발기(2302)로 순환될 수 있다. 이것은 시스템 - 시스템은 도 23에 도시됨 - 을 위한 냉각을 제공한다. 열 패드(2304)가 증발기(2302)와 접촉한다. 열 패드(2304)는 선택적이며, 열전도를 개선하는 것으로 도시된다. 일부 실시예에서, 열교환기(2305)는 열 패드(2304)에 대해 배치될 수 있다. 공기 플레넘(2306)의 개방측은 열교환기(2305)로 밀봉된다. 플레넘(2306) 내부인 열교환기(2305) 측은 복수의 핀(2310) 또는 열교환을 촉진하는 다른 구조들을 선택적으로 포함한다. 공기 펌프(2307)는 공기를 호스(2311)를 통해 공기 플레넘(2306)으로 펌핑하며, 공기는 공기 플레넘(2306)에서 냉각된다. 냉각된 공기는 공기 플레넘(2306)으로부터 워터 트랩(2309)으로 튜브(2312)를 통해 배출되며, 워터 트랩(2309)에서 액상의 물이 제거된다. 이어서 공기는 센서(2308)로 흐른다. 이 흐름 신호는 (예컨대 도 1에 도시된 것과 같은) 컴퓨팅 장치(107)로 발송된 후 장치(950)로 흐를 수 있다.
도 24를 참조하면, 일부 실시예에서, 레이저 냉각 시스템(2400)을 사용하여 장치(950)의 양태들 및/또는 장치(950)의 표적이 되는 치료 영역을 냉각시킬 수 있다. 본 명세서에서 논의한 것과 같은 냉동 유닛(2401)을 사용하여 레이저 냉각 시스템(2400)에 냉각을 제공할 수 있다. 냉각된 냉매는 튜브(2403)를 통해 증발기(2402)로 순환될 수 있다. 일부 실시예에서, 도 24에 도시된 바와 같이, (2307A 및 2307B로 도시된) 둘 이상의 레이저 유닛(203)을 위해 이중 냉각 시스템을 사용할 수 있다. 두 개의 시스템이 도시되지만, 단일의 시스템도 고려된다. 하나의 레이저 유닛(203)만이 각각의 열 패드(2306A, 2306B) 상에 도시되지만, 둘 이상의 레이저 유닛(203)이 하나 또는 두 개의 열 패드 상에 장착될 수 있다. 일부 실시예에서, 열 패드(2304A, 2304B) 및 그 다음의 냉각 플레이트(2305A, 2305B)가 증발기(2402)에 각각 인접할 수 있다. 레이저(2307A)는 냉각 플레이트(2305A)에 대해 유지되는 열 패드(2306A)를 가진다. 마찬가지로, 레이저(2307B)는 냉각 플레이트(2306B)에 대해 배치되는 열 패드(2306B)에 대해 배치된다. 열 패드(2306A) 및/또는 열 패드(2306B)는 선택적이며, 이들은 열전도를 개선하는 것으로 도시된다.
도 25를 참조하면, 장치(950) 설명의 예가 도시된다. 일부 실시예에서, 절연체(2102) 내부의 공기 공급부 및 케이블(209) 내의 EMR이 장치(950)로 전달될 수 있다. 보호 외피(도시 생략)는 스트레인 릴리프를 제공하는 로드(2104)와 함께 공기 공급부를 둘러쌀 수 있다. 냉각된 공기는 윈도우(2113) 내 개구(2105)를 제외하면 기밀인 플레넘(2110)에 공급된다. 피부 온도 센서(2203) 및 4개의 근접 센서(2501)를 가진 회로판(2111)이 도시된다. 6개의 센서가 도시되지만, 온도 및 근접 센서들의 임의의 수 및 임의의 조합이 사용될 수 있다. 근접 센서는 장치(950)의 치료 헤드와 치료 표면 사이의 거리를 결정할 수 있는 센서들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예컨대, 근접 센서는 ToF 다이오드, 반향 정위, 초음파 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기에 피드백을 제공하여 장치(950)와 치료 표면 사이에 일관된 분리 높이를 유지하도록 근접 센서를 사용할 수 있고, 제어기는 장치(950)의 높이를 조절하여 전술한 일관된 높이를 유지할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 피부 온도 센서가 치료 헤드의 둘레에 위치될 수 있다. 센서 출력이 컴퓨팅 장치(107)에 공급된다. 베이스(2114)의 개구들은 센서(2203, 2501)를 위해 제공된다. 레이저 빔(2200)은 윈도우(2113)를 통해 치료 영역으로 전달된다.
커넥터(2502)를 사용하여 장치(950)를 위치 설정 장치(900)에 연결할 수 있다. 일부 실시예에서, 빔(2200)은 치료 헤드 중심에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 빔(2200)은 빔(2200)을 수신하는 치료 구역의 일부가 냉각되도록 냉각된 공기 흐름과 동축일 수 있다. 본 명세서에 논의된 바와 같이, 냉각된 공기 흐름은 장치(950)와 환자 피부의 임의의 조합을 냉각시키도록 제공될 수 있지만, 냉각된 공기 흐름이 공기의 임의의 온도로 제한된다고 의미하지 않는다. 예컨대, 냉각된 공기 흐름은 냉각되는 공기로 제한되지 않고, 냉각을 제공할 수 있는 공기 흐름, 공기 속도, 공기 체적 및 공기 온도의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치(950)는 장치(950)에서 나오는 공기 흐름에 가까운 하나 이상의 공기 냉각 온도 센서를 포함할 수 있다. 또한 다른 타입의 공기 센서들을 사용하여 장치(950)로부터의 공기 흐름을 모니터링할 수 있다. 예컨대, 장치(950)는 공기 흐름 센서, 공기 유량 센서, 공기 속도 센서 등의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
도 20을 참조하면, 치료 시스템(2000)의 예시적인 실시예가 도시된다. 시스템(2000)은 본 명세서에서 논의되는 치료 시스템의 다양한 구성요소를 포함할 수 있다. 구성요소 중 일부는, 일부 실시예에서, AC 공급 전원을 DC로 전환하여 레이저 드라이버(2006) 및 하나 이상의 레이저(2014)에 전력을 공급하는 DC 전원 공급 장치(2008)를 포함한다. 시스템(2000)은 시스템이 사용 중인 때 치료 영역을 냉각하기 위해 공기를 공급하는 공기 펌프(2016)도 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템(2000)은 하나 이상의 레이저(2014) 및 선택적으로 레이저 드라이버(2006) 및/또는 DC 전력 공급 장치(2008)에 냉각을 제공하는 레이저 냉각기(2012)를 포함한다. 시스템(2000)은 사용자/의사가 데이터를 시스템에 입력하고 시스템(2000)의 특정한 요소들을 제어할 수 있게 해주는 사용자 인터페이스(2004)도 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템은 시스템(2000)이 사용 중인 때 치료 헤드(2018)를 치료 영역에 근접하게 이동시키는 이동 가능한 로봇 아암(2002)를 포함한다. 전체 시스템(2000)은 이동용 바퀴 또는 바퀴(2010)를 사용하여 휴대 또는 이동 가능하게 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 구성요소들은 프레임(2020)에 장착되거나 운반된다. 도시되지는 않았지만, 프레임(2020)은 내부 구성요소들을 보호하도록 금속 또는 플라스틱 스킨 또는 커버링으로 덮일 수 있다.
일부 실시예에서, 동작 중에, 시스템(2000)은 원형이거나 둥글게 된 EMR 빔보다 바람직할 수 있는 스퀘어 또는 직사각형 EMR 빔을 생성하도록 설계될 수 있다. 스퀘어 또는 직사각형 빔이 치료 표면을 가로 질러 이동함에 따라, 빔 내부의 치료 표면 전체는 빔이 일정한 길이와 폭을 가짐에 따라 대체로 동일한 양의 에너지를 받을 것이다. 원형이거나 둥글게 된 빔이 사용되면, (이동 방향에 평행하게) 빔의 축 또는 직경에 놓인 치료 구역의 일부는 최대 에너지를 받지만 (이동 방향에 수직인 직경의 말단에서) EMR 빔의 가장자리에 놓은 치료 구역의 일부는 최소 에너지를 받게 될 것이다.
일부 실시예에서, 윈도우(2113)는 대략 2.5 인치×2.5 인치로 측정될 수 있고, 각각 직경이 대략 0.090 인치이며 대략 0.8 인치만큼 이격된 9개의 구멍을 가질 수 있다. 윈도우(2113)는 대용량 공기 흐름을 냉각을 위해 통과시키는 임의의 치수들의 조합을 갖는 임의의 수의 구멍을 포함할 수 있다. 예컨대, 7 내지 8 CFM(분당 입방 피트)(200 LPM(분당 리터))의 공기 흐름을 장치(950)에 공급함으로써, 냉각된 공기 제트 충돌 출력은 초당 60 미터를 초과하는 속도를 갖게 된다. 이 구성은 치료 표면을 효율적으로 냉각시키도록 거의 3 인치×3 인치의 냉각 영역을 형성한다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 공기는 EMR 전달과 간섭하지 않는 유용한 냉각액이다.
일부 실시예에서, 장치(950)는 하나 이상의 표시기도 포함한다. 표시기는 EMR이 방출될 때마다 사용자에게 알릴 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 표시기는 EMR이 방출되는 동안 점등하는 레이저 또는 LED일 수 있다. 이렇게 하여, EMR 빔 자체는 보이지 않더라도, 환자 및 사용자/의사에게 치료 중임을 알리게 된다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 표시기는 예를 들어 복수의 마킹 중의 하나를 등록하거나 매핑하여 치료 영역의 등록을 시작할 때 사용자의 미용 치료 장치를 정렬하는데 도움을 주는 정렬 광을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 컴퓨터 제어 시스템 또는 컴퓨팅 장치(107)(도 1)는 본 명세서에서 논의한 치료 시스템의 다수의 양태를 제어할 수 있다. 예를 들어, 치료 시스템의 다수의 양태들을 제어하도록 사용자 인터페이스 및 사용자 제어 장치(예를 들어 조이스틱, 버튼, 스위치, 트랙볼 등)의 일부 조합이 제공될 수 있다. 사용자 인터페이스(101)(도 1)는 터치 스크린일 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템이 시작되면, EMR 소스가 활성화될 때 피부와 같은 치료 표면을 냉각시키기 위해 냉각된 공기 시스템이 동작할 필요가 있으므로 냉동 유닛들이 시작될 수 있다. 시작되면, 사용자/의사는 특정한 데이터, 예를 들어, 신장, 체중, 피부 타입, 연령, 신체 단면도(body contour map), 신체 위치 센싱 데이터 등과 같은 환자 데이터뿐만 아니라 원하는 빔 출력, 시술 타입, 인가될 파장 또는 파장들, 펄스 기간, 치료 기간, 빔 패턴, 치료 영역 온도, 치료 파라미터, 피부 온도 데이터(일반 또는 환자별), 피부 온도 열 플럭스 데이터(일반 또는 환자별), 타이밍 데이터 등과 같은 시술 파라미터를 입력하도록 요청될 수 있다. 일부 실시예에서, 남성 또는 여성과 같은 데이터와 지방 감소 또는 주름 감소와 같은 치료 옵션은 시스템에 필요하며, 다른 양태는 제어 시스템에 미리 프로그램된다.
일부 실시예에서, 사용자/의사는 치료 영역을 제어 시스템에 입력할 수 있다. 이것은 치료 헤드를 치료 영역의 하나의 코너로 이동시키고, 사용자 인터페이스 상의 버튼 또는 박스를 눌러 제어 시스템에 표시를 제공하는 것에 의해 달성될 수 있다. 일부 실시예에서, 장치(950)는 제어 시스템과 통신하는 조이스틱을 가진 사용자/의사에 의해 또는 터치 스크린 상의 화살표 버튼 등을 사용하는 것에 의해 수동으로 이동된다. 이어서, 사용자/의사는 동일한 방식으로 치료 영역의 다른 코너를 제어 시스템에 표시한다. 치료 영역은 임의의 형태일 수 있지만, 적어도 3개의 코너가 표시되어야 한다. 이 시점에서, 사용자/의사는 사용자 인터페이스 상의 시작 버튼 또는 시작 박스를 눌러 시스템을 활성화시킬 수 있다. 레이저와 같은 EMR을 사용하여 치료함에 따라, 시스템은 사용자/의사에게 치료실 내의 모든 사람이 적절한 눈 보호 장치를 착용하고 있음을 인정하도록 요구할 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자/의사는 본 명세서에 더 상세히 논의된 바와 같이 치료 영역을 마킹하는데 도움을 주는 템플릿을 사용할 수 있다.
일단 시작되면, 제어 시스템은 치료 영역 내에 하나 이상의 치료 구역을 생성할 수 있다. 제어 시스템은 로봇 아암 및 장치(950)를 제1 치료 구역 상의 위치로 이동시키며, 일부 실시예에서, 냉각 공기 흐름 및 EMR을 시작할 수 있다. 동작 중에, 근접 센서는 장치(950)의 면이 치료 표면으로부터 적절한 거리 내에 유지되는 것을 보장하기 위해 제어 유닛에 정보를 보낼 수 있다. 일부 실시예에서, 장치의 면은 치료 표면으로부터 대략 0.7 +/- 0.25 인치로 유지된다. 이 거리는 공기 냉각 시스템이 적절히 작동하고 EMR 빔이 적절한 크기임을 보장하며 치료 중에 추적할 빔의 크기가 지정된 패턴(예를 들어 도 19에 도시됨)에 따른 것임을 보장하도록 선택된다. 공기 충돌 시스템으로, 장치(950)의 면 내의 구멍으로부터 피부까지의 거리는 냉각률에 영향을 준다. 발산 EMR이 사용되는 일부 실시예에서, 표면에 너무 가까우면, 에너지의 과잉 집중이 초래되며, 치료 표면에서 너무 멀면, 빔이 너무 퍼져 선택된 치료를 제공하기에는 너무 작은 에너지를 갖게 되거나 빔의 일부가 냉각 영역의 외부에 있게 될 수 있다.
EMR 빔이 활성인 동안, 다수의 안전 시스템은 활성일 수 있다. 앞서 논의한 바와 같이, 근접 센서는 장치(950)를 치료 표면으로부터 적절한 거리에 유지시킨다. 온도 센서는 표면이 지정된 온도를 초과하지 않는 것이 보장되도록 치료 영역의 표면 온도를 측정한다. 제어 시스템은 표면 온도를 사용하여 피하 치료 구역 온도를 계산할 수 있다. 일부 실시예에서, 공기 온도 센서가 냉각된 공기의 온도를 측정함으로써 이 온도가 적절한 범위 내임이 보장되도록 할 수 있다. EMR 시스템은 EMR의 전력을 검출함으로써 이 전력이 지정된 범위 내임이 보장되도록 하는 센서를 가질 수 있다. EMR 발생기 및/또는 전원 공급기에는 과열되지 않도록 하기 위해 온도 센서가 제공될 수 있다. 측정 값들 중의 임의의 값이 지정된 구역에서 벗어나면, 제어 시스템은 의사/사용자에게 통지하거나, EMR 전달을 정지하거나, 편차를 수정하도록 시스템의 동작 양태들을 변경하거나, 장치의 동작을 중지할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 치료 영역의 표면 온도가 너무 높아지면, 시스템은 레이저를 끄고, 레이저를 다른 치료 구역으로 이동시키고, 냉각률을 증가시키며, 및/또는 전달 중인 EMR의 전력을 감소시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 치료 구역에 대한 에너지 인가는 치료 구역 표면의 온도가 최대 표면 온도보다 낮을 때 재개될 수 있다.
일부 실시예에서, 치료 구역은 EMR 빔의 길이의 대략 배수인 길이와 EMR 빔의 폭의 대략 배수인 폭을 갖는 직사각형일 수 있다. 배수는 정수이거나 다른 수일 수 있다. 일부 실시예에서, 치료 구역은 EMR 빔의 길이의 4배이며 폭의 2배이다. 시스템이 시작된 후, 장치(950)는 제1 치료 구역으로 이동되고 치료가 시작된다. 제어 시스템은 치료 구역에서 EMR 빔을 소정 패턴과 소정 속도로 이동시킨다. 일부 실시예에서, 한 번의 완전한 스캔(전체 치료 구역을 가로지른 스캔 경로)은 대략 5초 내지 10초이다. 일단 치료 시간이 완료되면, 제어 시스템은 장치(950)를 다음 치료 구역으로 이동시키거나, 전체 치료 영역이 치료되었으면, EMR이 꺼지며 장치(950)는 홈 포지션으로 복귀된다. 치료 시간은 몇 분으로 고정되어 설정되거나, 치료 영역 또는 피하 치료 구역이 지정된 치료 온도 내에 있는 시간인 몇 분으로 고정되어 설정되거나, 치료 구역에 대한 설정된 스캔 횟수로 설정될 수 있다. 일부 실시예에서, 전체 치료 시간을 앞당기기 위해, 제1 치료 구역이 너무 뜨거운 경우, 제어 시스템은 (EMR을 끄는 대신) 장치(950)를 후속 치료 구역으로 이동시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 장치(950)는 가시 레이저, LED 또는 정렬 빔으로 작용하는 광원을 제공하는 다른 표시기를 가질 수 있다. 장치(950)가 작동할 때, 정렬 빔은 치료 구역에 해당하는 패턴을 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 생성된 패턴은, 예를 들어 도 18의 패턴에 의해 도시된 바와 같이, 빔이 전에 치료된 영역과 중첩되지 않으면서 이동함에 따라 빔이 치료 영역의 전체 영역을 덮도록 생성될 수 있다. 정렬 빔은 치료 중인 곳을 사용자에게 보여주는 것도 가능하다. 또한 정렬 빔은 EMR 빔이 켜지지 않은 때 사용자가 치료 영역을 설정하는데 도움을 줄 수 있다. 일부 실시예에서, 정렬 빔은 적색광 또는 녹색광을 방출한다. 일부 실시예에서 다른 정렬 빔은 가시 레이저, LED, 또는 치료 영역이나 패턴을 보여주도록 투영되는 다른 광원의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
도 26a, 도 26b 및 도 26c를 참조하면, 치료 영역을 나타내도록 사용되는 예시적인 템플릿(2610, 2620 또는 2630)이 도시된다. 치료 영역을 나타내기 위해, 적절한 템플릿(2610, 2620 또는 2630)을 환자의 피부에 배치할 수 있다. 템플릿(2610, 2620, 2630) 또는 다른 템플릿 디자인은 단일 또는 복수의 용도로 제작될 수 있으며, 종이, 플라스틱 또는 금속으로 제작될 수 있다. 템플릿(2610, 2620, 2630)은 약간의 코너 구멍, 예컨대 코너 구멍(2611, 2621 또는 2631) 및/또는 중앙 구멍(2612, 2622 또는 2632)을 가질 수 있다. 코너 및 중앙 구멍은 본 명세서에서 상세히 논의한 바와 같이, 사용자로 하여금 환자의 피부에 마킹을 할 수 있게 해줌으로써 치료 영역의 매핑에 도움을 주도록 제공될 수 있다. 예컨대, 템플릿(2610, 2620, 2630) 중의 하나를 치료 부위에 배치하고 구멍들 중의 2개 이상의 구멍을 환자의 피부에 마킹할 수 있다. 환자에 표시한 마킹은 장치가 치료 영역을 매핑하는데 사용할 수 있다. 예컨대, 도 26c를 참조하면, 치료 영역은 치료 헤드를 치료 영역의 제1 코너(2631)로 이동시켜 제1 코너(2631)를 등록하고, 치료 헤드를 치료 영역의 제2 코너(2631)로 이동시켜 제2 코너(2631)를 등록하며, 치료 헤드를 치료 영역의 제3 코너(2631)로 이동시켜 제3 코너(2631)를 등록하고, 치료 헤드를 치료 영역의 제4 코너(2631)로 이동시켜 제4 코너(2631)를 등록함으로써 설정할 수 있다. 이어서 4개의 등록된 코너를 사용하여 치료 영역 또는 치료 구역을 위한 경계 또는 둘레를 생성할 수 있다.
동작시, 치료를 하기 위해, 치료 플랫폼에 위치한 환자를 본 명세서에 기재한 바와 같이 치료 시스템 가까이로 위치시킨다. 시스템, 예컨대 도 20의 시스템(2000)은 환자에 인접한 위치로 롤링될 수 있다. 치료 영역은 전술한 바와 같이 마킹된다. 사용자/의사는 사용자 인터페이스를 통해 시스템을 활성화하며, 치료 헤드는 치료 영역에 인접한 위치로 이동된다. 치료 헤드는 가시광, 예컨대 치료 영역의 윤곽 또는 전체 영역의 형태이거나, 단일의 점의 형태인 정렬광을 포함할 수 있다. 치료 헤드 광이 치료 영역의 윤곽 또는 전체 영역의 형태인 경우, 윤곽 모양의 코너가 피부의 마킹과 일치하도록 치료 헤드를 위치시키고 사용자는 시스템이 치료 영역을 인식하도록 사용자 인터페이스를 통해 위치를 선택하거나 저장한다. 치료 헤드 광이 점 모양인 경우, 사용자는 시스템의 컴퓨터가 치료 영역을 결정할 수 있도록 환자 피부의 코너 및/또는 중앙의 마킹 중의 2개 이상에 광의 점을 배치하고 사용자 인터페이스를 통해 점을 저장하거나 표시한다. 일단 치료 영역이 마킹되면 사용자는 치료를 시작할 수 있다.
템플릿은 다른 시술 및 다른 환자에 대해 다른 방향으로 배치될 수 있다. 예컨대, 복부 지방 치료를 받고 있는 일부 환자의 경우, 템플릿을 환자의 세로축에 수직인 방향으로 배치할 수 있다. 일부 여성과 같은 일부 환자의 경우 배꼽에서 가장 멀리 떨어진 템플릿의 단부가 수직 축 아래 10° 내지 20°일 것이다. 본 명세서의 실시예 중 일부는 복부 지방의 치료를 위해 설명되었지만, 본 명세서에 설명된 장치 및 시스템은 옆구리, 다리, 팔, 등 또는 다른 지방에 사용될 수 있다.
도 26a를 참조하면, 2×4 치료 영역 템플릿(2610)이 도시된다. 이 실시예에서, 치료 빔은 직사각형 또는 스퀘어 형태이다. 치료 영역의 길이는 치료 빔 길이의 4배와 같고, 치료 영역의 폭은 치료 빔이 치료 표면으로부터 적절한 거리일 때 치료 빔 폭의 2배와 같다. 도 26b를 참조하면, 3×2 치료 영역 템플릿(2620)이 도시되고, 도 26c를 참조하면, 2×2 치료 영역 템플릿(2630)이 도시된다. 이 세 가지 예에서 치료 빔은 스퀘어 또는 거의 스퀘어일 수 있다. 일부 실시예에서, 치료 빔은 직사각형일 수 있다. 빔은 길이가 빔 폭의 2, 3, 4 또는 다른 정수 배수 또는 정수가 아닌 배수와 같도록 형상화될 수 있다. 치료 빔의 길이가 치료 빔의 폭의 2배인 일부 실시예에서, 도 26c에 도시된 것과 같은 템플릿을 사용할 수 있다. 치료 영역에서 빔이 이동하는 대신 빔이 일 위치에서 제2 위치로, 그리고 다시 제1 위치로 전후로 이동합니다. 2×2, 3×2 및 4×2 치료 영역이 표시되지만 3×3, 4×3 또는 5×2와 같은 다른 크기의 치료 영역도 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 빔 폭 및/또는 길이의 비정수 배수를 사용하여 치료 영역의 크기를 결정할 수 있다.
일부 실시예는 템플릿의 사용을 보여주지만, 다른 실시예에서 의사는 템플릿을 사용하거나 사용하지 않고 환자의 피부에 치료 영역의 경계를 그릴 수 있다. 예컨대 의사는 마킹 장치(진한 잉크, 자외선 반사 잉크 등) 또는 시스템이 볼 수 있는 다른 표시기를 사용하여 맞춤형 템플릿을 만들 수 있다. 치료 헤드(950)는 마킹을 인식하고 그에 따라 그려진 패턴을 따라 치료 영역을 등록하거나 마킹하는 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 의사는 어떠한 마킹도 사용하지 않고 맞춤형 템플릿을 생성할 수 있다. 예컨대, 가시적인 정렬광으로 의사는 치료 헤드를 일 위치로 이동하고 버튼을 클릭하거나 장치로 위치를 등록할 수 있습니다. 이것은 치료 영역을 생성하기에 충분한 포인트, 예컨대 3 이상의 등록된 포인트가 등록될 때까지 반복될 수 있다.
전술한 일부 실시예에서, 치료 중에 EMR 빔 전력을 낮추는 것은 피부의 온도를 허용 가능한 수준으로 유지하는데 도움이 될 수 있는 반면, 피하 치료 영역의 온도는 치료적으로 허용 가능한 온도로 상승될 수 있다. 다른 실시예에서, 피부의 온도는 치료 중에 간헐적으로 냉각 사이클을 구현함으로써 허용 가능한 수준으로 유지될 수 있다. 예컨대, 지방 감소 치료에서 출원인은 냉각 주기가 여러 번 있는 한 EMR 빔이 전체 치료를 위해 150 W의 전력 수준으로 유지될 수 있음을 발견하였다. 일부 실시예에서, 냉각 사이클은 10초 동안 실행될 수 있고 치료 헤드가 치료 영역을 계속 스캔하거나 이동하는 동안 EMR 빔의 부재 하에 냉각 공기 흐름을 실행하는 것을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 지방 감소 치료는 (i) 6분 동안 150 W의 EMR 전력 수준으로 치료 영역을 스캔하는 단계; (ⅱ) 10초 동안 냉각 사이클을 실행하는 단계; (ⅲ) 150 W의 EMR 전력 수준에서 1분 동안 치료 영역을 스캔하는 단계; 및 (ⅳ) 피하 조직이 타겟 기간 동안 치료 온도 범위에 있을 때까지 단계 (ⅱ) 및 (ⅲ)을 반복하는 단계를 포함한다. 이 과정을 사용하여, 피부와 표피가 모두 충분히 낮은 수준으로 유지되는 동안 깊은 지방 조직은 더 높은 온도로 유지되는 것을 측정하였다. 이것은 치료 시간을 유지하거나 감소시키면서 시술의 효과를 증가시킨다.
예시적인 실시예
일 실시예에서, 피하 지방 감소 및 피부 타이트닝을 동시에 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 도 11의 인간 조직 프로파일에 도시된 바와 같이, 상이한 EMR 파장은 상이한 예측된 침투 깊이를 갖는다. 특히, 도 11은 각각의 파장에 대해, 다양한 깊이로 침투하는 EMR 에너지의 퍼센트를 퍼센트로 도시하고 있다. 더 일반적으로, 지방은 통상적으로 피부의 표면으로부터 5 ㎜ 초과이다. 따라서, 예컨대, 약 1064 ㎚(예컨대, 약 400 ㎚ 내지 약 3000 ㎚ 또는 약 900 ㎚ 내지 약 1100 ㎚)의 파장이 지방 조직의 고열을 위해 선택될 수 있는 데, 이는 이것이 피부, 표피 및 진피를 통해 양호한 전달을 나타내고 지방 세포 내에 에너지를 축적하기 때문이다. 다른 한편으로, 피부 타이트닝은 일반적으로 콜라겐이 존재하는 표피 및 진피 내에서 더 높은 흡수를 나타내는 다른 파장을 필요로 한다. 따라서, 예컨대, 약 400 ㎚ 내지 약 3000 ㎚ 또는 약 1300 ㎚ 내지 약 1400 ㎚의 파장이 사용된다. 이들 EMR 빔 파장은 더 많은 에너지를 콜라겐에 축적하여, 괴사 및 결국에는 새로운 콜라겐 성장으로부터 피부 타이트닝을 생성한다.
이러한 실시예에서, 본 명세서에 설명된 다기능 미용 시스템(10)의 전력 및 제어 전자 기기(400)의 제어기(403)는 피부 타이트닝을 위해 적합한 파장을 갖는 EMR 빔을 생성하기 위해 제2 드라이버(409)/레이저 소스(203) 쌍을 동시에 활성화하면서 피하 지방 감소를 위해 적합한 파장을 갖는 EMR 빔을 생성하도록 제1 드라이버(409)/레이저 소스(203) 쌍을 활성화할 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 시술은 또한 RF(무선 주파수), MW(마이크로파), 초음파 또는 극저온(저온 치료) 지방 감소 방법을 사용하는 시술들과 같은 다른 지방 감소 기술과 함께 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 일부 실시예에서, 전술된 방법은 예를 들어, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 전술된 바와 같이 지방 감소, 신체 피부 타이트닝, 얼굴 피부 타이트닝, 피부 리설페이싱, 피부 리모델링, 정맥 감소 또는 제거, 얼굴 색조 제거 또는 감소, 제모, 여드름 치료, 흉터 감소 및 제거, 건선 치료, 튼살 제거, 손발톱 무좀 치료, 백색피부증 치료, 문신 제거, 또는 이들의 조합을 포함하는 시술의 임의의 다른 시술 또는 조합을 수행하기 위해 적합한 파장을 방출하기 위한 드라이버(409)/레이저 소스(203) 쌍을 활성화하는 데 사용될 수 있다.
예시적인 동작에서, 도 1에 도시된 장치(10)가 사용될 수 있다. 의사 또는 사용자는 환자에 관한 정보를 사용자 인터페이스(101)에 입력한다. 일부 실시예에서, 남성 또는 여성; 지방 감소 또는 주름 감소와 같은 치료 옵션과 같은 데이터가 시스템에 필요하며 다른 측면은 제어 시스템에 사전 프로그래밍된다. 환자는 시스템(10)에 인접한 위치에 배치되고 컴퓨팅 장치가 활성화된다. 사용자/의사는 위치결정 장치(900) 및 장치(950)를 치료 영역 위의 위치로 이동시키고 치료 영역을 설정한다. 장치(950)는 원하는 치료 영역을 스캔하고 데이터를 다시 장치(107)로 보낸다. 예컨대, 장치(950)는 피부 온도, 헤드 위치, 헤드 높이, 치료 레이저의 온 오프 여부, 냉각 공기의 유동 여부 및 냉각 공기 온도 등의 정보를 다시 시스템으로 보낼 수 있다. 피부 온도는 피부 온도 최대 설정에 도달한 경우 치료 레이저를 차단해야 하는지 여부를 결정하는 데 사용될 수 있다. 헤드 위치와 헤드 높이는 헤드 제어 시스템에서 사용되어 치료가 '템플릿' 내에 있고 헤드 높이가 적절한지 확인할 수 있다. 냉각 공기 흐름과 온도는 유동이 너무 느리거나 공기 온도가 너무 높아지면(두 경우 모두 공기 냉각 시스템은 정상 작동처럼 작동하지 않을 것임) 시스템이 정지될 것이므로 안전 측정이 될 수 있다.
의사/사용자가 모든 파라미터가 설정되었음을 확신하면, 치료가 시작된다. 치료 중에 장치(950) 상의 근접 센서(2501)는 위치 결정 장치(900)가 장치(950)를 치료 영역으로부터 적절한 거리를 유지하도록 데이터를 장치(107)에 전송한다. 일부 시술의 경우, 이 값은 0.5 내지 1.0 인치, 바람직하게는 0.75 인치일 것이다.
지방 감소 또는 피부 타이트닝과 같은 치료를 위해, 장치(107)는 도 18에 도시된 바와 같이 치료 영역을 더 작은 치료 영역으로 분활한다. 일부 실시예에서, 빔은 치료 영역이 빔 길이의 4배의 길이(일부 실시예에서는 빔 폭이 빔 길이와 동일하도록 스퀘어 빔이 사용됨) 및 빔 폭의 2배의 폭을 가지도록 하는 크기 및 형상을 가진다. 레이저 빔이 치료 구역의 하나의 코너에 위치되고 레이저가 활성화된다. 일부 실시예에서, 온도 센서는 하나의 센서가 빔의 바로 전방의 피부 온도를 감지하고 하나의 센서가 빔 바로 후방의 온도를 측정하도록 빔 이동 방향으로 위치된다. 빔은 피부가 40-43℃를 초과하지 않는 편안한 온도로 유지되고 치료 영역이 치료 온도 내에 유지되도록 하는 속도로 이동할 수 있다. 지방 감소 요법을 위해, 피하 지방 조직을 40℃ 내지 52℃의 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 지방이 가열되는 동안 피부를 차갑게 유지하기 위해 5℃의 차가운 공기가 압력 하에 장치(950)에 제공되고 개구(2105)를 통과한다. 공기 흐름이 피부를 허용 가능한 온도로 유지하는 한, 차가운 공기는 5℃ 내외의 온도일 수 있다.
공기의 압력/부피 및 피부로부터 장치(950)의 거리는 충돌 냉각이 발생하도록 제어될 수 있다. 공기는 EMR을 간섭하지 않기 때문에, EMR 빔 영역 내부와 외부 모두에 다수의 개구가 제공될 수 있다. 빔이 도 18에 도시된 경로를 통해 이동함에 따라, 지방이 이전 스캔에 따른 열을 유지하기 때문에 후속 스캔보다 첫 번째 스캔에 더 많은 에너지가 소요할 것이다. 일부 실시예에서, 아암은 지방 조직이 40℃ 미만으로 냉각되는 것을 허용하지 않는 속도로 장치(950)를 이동시킨다. 일부 실시예에서, 장치(107)는 첫 번째 스캔 후에 레이저에 공급되는 전력을 낮추고 후속 스캔 후에 더 낮춘다. 일부 실시예에서, 장치(107)는 피부 온도를 제어하기 위해 피부까지의 장치(950)의 거리 또는 기류 속도 또는 공기 온도를 제어한다. 일부 실시예에서, EMR 빔은 피부 온도가 미리 설정된 최대값보다 높아지면 차단될 수 있고 온도가 허용 가능한 수준으로 떨어지면 다시 켜질 것이다. 일부 실시예에서, 제1 영역이 미리 결정된 시간 동안 치료된 경우(소정의 온도 이상으로 유지됨), 장치(107)는 장치(950)를 제2 치료 영역으로 이동시키기 위해 위치 결정 장치(900)를 사용할 것이다. 이 시술은 전체 치료가 처리 완료될 때까지 계속될 수 있다.
일부 실시예에서, 본 개시 내용의 시스템 및 장치는 피하 지방 조직에서 열적 세포자멸사를 유발하기 위해 사용될 수 있다. 프로세스는 피하 에너지 전달 장치를 치료 영역의 제1 치료 구역으로 이동시키는 단계, 에너지를 제1 영역에 인가하는 동시에 피하 조직이 타겟 온도 범위에 도달하도록 하는 속도로 치료 영역 내에서 에너지 전달 장치를 이동시키는 단계, 피하 조직을 타겟 온도 범위 내에 유지하면서 치료 구역 - 치료 구역은 치료 구역 표면을 포함함 - 에 대한 에너지 인가를 계속하는 단계, 타겟 치료 시간 동안 타겟 온도 범위 내에 있는 임의의 조직에 대한 에너지 인가를 중단하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서 이전 스캔과 비교하여 스캔에 더 적은 에너지가 전달될 수 있다. 프로세스는 또한 치료 구역 표면의 온도일 때 제1 치료 구역 내의 임의의 조직에 대한 에너지 인가를 중단하는 단계를 포함할 수 있다. 프로세스 도중의 타겟 온도 범위는 42-51℃일 수 있고, 치료 구역의 면적보다 작은 면적에 에너지가 인가될 수 있다. 일부 실시예에서, 에너지 전달 장치는 치료 구역의 전체 면적에 에너지를 인가하는 것에 의해 스캔을 완료할 수 있다. 피하 조직의 온도를 타겟 온도 범위로 상승시키기 위해 다수의 스캔이 필요할 수 있다. 일부 예에서, 피하 조직이 타겟 온도 범위에 도달하기 이전보다 피하 조직이 타겟 온도 범위에 도달한 후에 에너지 전달 장치에 의해 더 적은 에너지가 전달될 수 있다. 에너지 전달 장치는 또한 치료 구역 표면의 온도를 감지하기 위한 온도 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 치료 구역 표면의 온도가 최대 표면 온도보다 높을 때 치료 구역으로의 에너지 인가가 중단될 수 있다. 치료 구역에 대한 에너지의 인가는 치료 구역 표면의 온도가 최대 표면 온도보다 낮을 때 재개될 수 있다. 최대 표면 온도는 42℃이며, 피하 조직의 온도는 치료 표면 온도의 온도로부터 계산될 수 있다.
일부 실시예에서, 본 개시 내용의 시스템 및 장치는 피하 지방 조직에서 열적 세포자멸사를 유발하기 위해 사용될 수 있다. 프로세스는 (i) 피하 에너지 전달 장치를 치료 영역으로 이동시키는 단계, (ⅱ) 에너지 및 냉각 공기를 치료 영역에 인가하는 동시에 치료 영역 내에서 에너지 전달 장치를 이동시켜 피하 지방 조직의 온도를 치료적으로 허용 가능한 범위로 상승시키는 단계, (ⅲ) 치료 영역 내에서 에너지 전달 장치를 이동시키는 동안 냉각 공기의 적용을 유지하면서 치료 영역에 대한 에너지의 인가를 중단하는 단계, 및 (ⅳ) 치료 영역 내에서 에너지 전달 장치를 이동시키면서 에너지 및 냉각 공기를 치료 영역에 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 지방 조직의 온도는 치료 중에 치료적으로 허용 가능한 범위에 유지될 수 있다. 지방 조직은 42℃가 넘게 유지되며, 에너지의 인가는 5-15초 동안 중단될 수 있다. 또한, 지방 조직이 미리 결정된 시간 동안 치료적으로 허용 가능한 범위 내에 유지될 때까지 단계 (ⅲ) 및 (ⅳ)를 반복하는 것을 포함할 수 있다.
본 개시 내용은 그 특정 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 개시 내용의 진정한 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 다양한 변경이 이루어질 수 있고 등가물이 치환될 수 있다는 것이 당업자들에 의해 이해되어야 한다. 게다가, 본 개시 내용의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고, 다수의 수정이 특정 상황, 지시, 재료 및 물질의 조성, 프로세스 단계 또는 단계들에 적응되도록 이루어질 수 있다. 모든 이러한 수정은 여기에 첨부된 청구범위의 범주 내에 있도록 의도된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "포함하다" 및 "포함하는"이라는 용어는 배타적이지 않고 포괄적인 것으로 해석되도록 의도된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "바람직한", "예로서" 및 "예시적인"이라는 용어는 "예, 실례, 또는 예시가 되는"을 의미하도록 의도되며, 다른 구성과 관련된 바람직한 또는 유리한 구성을 나타내거나 나타내지 않는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 명세서에 사용되는 "약," "일반적으로" 및 "대략"이라는 용어는 특성, 매개변수, 크기, 및 치수 의 변경과 같은 주관적 또는 객관적 값의 범위의 상한 및 하한에 존재할 수 있는 변경을 포함하도록 의도된다. 하나의 비제한적인 예에서, "약," "일반적으로" 및 "대략"이라는 용어는 해당 수치, 10% 이하의 추가 또는 10% 이하의 삭감을 의미한다. 하나의 비제한적인 예에서, "약," "일반적으로" 및 "대략"이라는 용어는 관련 분야의 당업자에 의해 포함되는 것으로 간주될 만큼 충분히 가까운 것을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "실질적으로"라는 용어는 당업자에 의해 인식되는 바와 같이 작용, 특징, 특성, 상태, 구조, 항목 또는 결과의 완전하거나 거의 완전한 범위 또는 정도를 지칭한다. 예를 들어, "실질적으로" 원형인 물체는 물체가 수학적으로 결정 가능한 한계까지 완전히 원이거나 당업자에 의해 거의 원으로 인식되거나 이해되는 물체를 의미한다. 절대적인 완전성에 대한 정확한 허용 가능한 편차의 정도는 일부 경우에 특정 상황에 따라 달라질 수 있다. 하지만, 일반적으로, 완전에 가까우면 절대적이고 전체적인 완전을 달성하거나 얻은 것과 동일한 전체 결과를 얻을 수 있다. "실질적으로"의 사용은 당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 작용, 특징, 특성, 상태, 구조, 항목 또는 결과의 완전하거나 거의 완전한 결여를 나타내기 위해 부정적인 의미로 사용될 때 동등하게 적용할 수 있다.
본 발명의 다수의 수정 및 대안적인 실시예는 전술한 설명을 고려할 때 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 이 설명은 단지 예시적인 것으로 해석되어야 하며, 본 발명을 수행하기 위한 최상의 모드를 당업자에게 교시하기 위한 것이다. 구조의 세부 사항은 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 실질적으로 변경될 수 있으며, 첨부된 청구범위의 범위 내에 있는 모든 수정물의 배타적 사용은 유보된다. 본 명세서 내에서 실시예들은 명세서가 명확하고 간결하게 작성될 수 있는 방식으로 설명되었지만, 실시예들은 본 발명으로부터 벗어나지 않으면서 다양하게 조합되거나 분리될 수 있다고 의도되고 이해될 것이다. 본 발명은 첨부된 청구범위 및 적용 가능한 법규에 의해 요구되는 범위로만 제한되도록 의도된다.
또한 다음의 청구범위는 본 명세서에 기재된 본 발명의 모든 일반적이고 구체적인 특징들과, 표현의 문제로서, 그 사이에 있다고 할 수 있는 본 발명의 범위에 대한 모든 진술을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (20)

  1. 미용 치료를 제공하는 방법으로서:
    치료 영역의 경계를 식별하기 위해 복수의 마킹을 제공하는 단계;
    미용 치료 장치에 의해 상기 치료 영역을 매핑하기 위해 상기 복수의 마킹을 등록하는 단계 - 상기 미용 치료 장치는 전자기 방사선(EMR) 빔을 지향시키는 소스를 구비함 -; 및
    상기 매핑된 치료 영역에서 EMR 빔을 생성하기 위해 상기 소스를 활성화하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미용 치료 장치는:
    하우징;
    2개의 단부를 갖고 일단에서 상기 하우징에 연결된 치료 아암;
    타단에서 상기 치료 아암에 연결된 치료 헤드;
    제어기;
    상기 EMR 빔을 상기 치료 헤드로 지향시키는 시스템; 및
    사용자가 데이터를 입력할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스
    를 더 포함하는 것인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 치료 헤드는 상기 EMR을 전달하는 동안 상기 치료 영역의 표면과 접촉하지 않는 것인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 치료 헤드는 상기 EMR 빔을 길이 및 폭을 갖는 직사각형 형상으로 변환하는 렌즈를 포함하는 것인 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 미용 치료 장치는 상기 치료 영역으로의 전달을 위해 상기 치료 헤드에 공기를 제공하는 시스템을 더 포함하는 것인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 치료 영역은 길이 및 폭을 갖고, 상기 길이는 상기 EMR 빔의 길이의 대략 정수배이며 상기 폭은 상기 EMR 빔의 폭의 대략 정수배인 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 치료 영역은 직사각형 형상인 것인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 치료 영역은 상기 치료 헤드를 상기 치료 영역의 제1 코너로 이동시켜 상기 제1 코너를 등록하고, 상기 치료 헤드를 상기 치료 영역의 제2 코너로 이동시켜 상기 제2 코너를 등록하며, 상기 치료 헤드를 상기 치료 영역의 제3 코너로 이동시켜 상기 제3 코너를 등록하고, 상기 치료 헤드를 상기 치료 영역의 제4 코너로 이동시켜 상기 제4 코너를 등록하는 것에 의해 설정되는 것인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 치료 영역의 등록을 개시하기 위해 상기 미용 치료 장치의 정렬 광을 상기 복수의 마킹 중 하나와 정렬하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제2항에 있어서, 조이스틱 및 사용자 인터페이스 중 적어도 하나로의 입력에 응답하여 상기 치료 헤드를 이동시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 피하 지방 조직에 열적 세포자멸사(thmalal opoptosis)를 유발하는 다기능 미용 시스템으로서:
    에너지 빔을 생성하는 전자기 방사선(EMR) 소스; 및
    피하 조직이 타겟 온도 범위에 도달할 수 있게 하는 속도로 상기 전자기 방사선(EMR) 소스를 치료 구역 내에서 이동시키면서 치료 영역의 제1 치료 구역에 걸쳐 에너지 빔을 지향시키는 에너지 전달 장치
    를 포함하며,
    상기 에너지 전달 장치는 상기 피하 조직을 상기 타겟 온도 범위 내로 유지하면서 상기 제1 치료 구역에 대한 에너지 빔의 인가를 계속하고,
    상기 에너지 전달 장치는 타겟 치료 기간 동안 상기 타겟 온도 범위에 있는 상기 제1 치료 구역의 임의의 피하 조직에 대한 상기 에너지 빔의 인가를 중단하는 것인 다기능 미용 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 피하 조직의 상기 타겟 온도 범위는 42℃ 내지 51℃인 것인 다기능 미용 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 에너지 빔의 인가는 상기 제1 치료 구역의 면적보다 작은 면적에 적용되는 것인 다기능 미용 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 에너지 전달 장치는, 상기 피하 조직이 상기 타겟 온도 범위에 도달하기 전에 인가된 에너지의 인가보다 상기 피하 조직이 상기 타겟 온도 범위에 도달한 후에 더 적은 에너지를 인가하는 것인 다기능 미용 시스템.
  15. 제11항에 있어서, 상기 치료 구역 표면의 온도가 최대 표면 온도보다 높을 때, 상기 제1 치료 구역에 대한 에너지의 인가는 중지되고,
    상기 치료 구역 표면의 온도가 상기 최대 표면 온도보다 낮을 때, 상기 제1 치료 구역에 대한 에너지의 인가는 재개되는 것인 다기능 미용 시스템.
  16. 제11항에 있어서, 상기 에너지 전달 장치는, 상기 피하 조직의 온도를 상기 타겟 온도 범위로 상승시키도록 상기 제1 치료 영역 내에서 상기 전자기 방사선(EMR) 소스를 이동시키면서 상기 에너지 빔 및 냉각 공기를 상기 제1 치료 영역에 인가하며,
    상기 에너지 전달 장치는, 상기 제1 치료 영역 내에서 상기 전자기 방사선(EMR) 소스를 이동시키는 동안 상기 냉각 공기를 유지하면서 상기 제1 치료 영역에 대한 상기 에너지 빔의 인가를 중지하는 것인 다기능 미용 시스템.
  17. 미용 장치로서:
    EMR 빔을 생성하도록 구성된 전자기 방사선(EMR) 소스;
    상기 EMR 빔 및 기류를 치료 영역으로 지향시키는 장치;
    상기 EMR 빔을 시준하는 렌즈; 및
    시준된 EMR 빔을 스퀘어 EMR 빔으로 변환하여 균일한 조직 가열을 위한 균일한 에너지 분포를 생성하는 굴절 확산기
    를 포함하는 미용 장치.
  18. 제17항에 있어서, 공기 소스와, 조직 표면에 대해 충돌 냉각을 제공하기에 충분한 타겟 속도로 소정량의 공기를 상기 공기 소스로부터 치료 영역으로 지향시키는 냉각 시스템을 구비하는 것인 공기 시스템을 더 포함하는 미용 장치.
  19. 제17항에 있어서, 피부 온도 센서, 공냉식 온도 센서, 기류 센서, 레이저 전력 센서, 위치 센서 및 근접 센서 중 적어도 하나를 구비하는 것인 센서 어레이를 더 포함하는 미용 장치.
  20. 제17항에 있어서, 상기 에너지 전달 장치는, 피부 표면에 대한 상기 장치의 근접성에 대한 레이저 검출의 정확도를 증가시키도록 상기 근접 센서에 도달하는 광을 필터링하는 차단 필터를 더 포함하는 것인 미용 장치.
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