专利名称：用于美容和身体塑形装置的rf电极及其使用方法
技术领域：
本装置和方法涉及美容处理和身体塑形装置的领域，并且更具体地涉及被冷却的 RF(射频)电极在美容和身体塑形装置中的应用。
背景技术：
用热能实施美容处理或身体塑形是所属领域中已知的。将皮肤与下面的组织加热到特定温度或温度范围之上导致组织收缩并产生期望的美容效果。应用RF能量是加热皮肤与下面的组织的方法之一。美容和/或身体塑形处理是使用与RF电极接合的施用器或与RF源相连的能量传递装置来实施。电极典型地具有RF能量传递面。传递面被应用于皮肤表面并使其与RF 能量相连，产生被传递到皮肤和下面的皮下组织中的热，以实现期望的效果，可以是组织收缩、皱纹消除、胶原蛋白分散、粉刺去除等。RF能量在皮肤和下面的皮下组织中感应的热不均衡分布在与皮肤接合的电极表面，尤其是在皮肤不能与整个电极表面形成良好接触的地方。与电极表面接触的皮肤段接收RF能量的更高剂量并形成所谓的“热点”。在许多情况下，热点的温度高得足以损伤皮肤。为了避免皮肤过热，并且在一些情况下为了避免皮肤烧伤，整个电极被冷却流体或其它类型的冷却剂冷却。本方法的作者在理论和实验上证实除了热点以外更大量的能量沿着电极能量传递面的外围并且更具体地在电极的拐角和边缘处集中。为了改善在与电极接合的皮肤表面上的热分布，制造并试验了具有圆形的边缘和拐角的电极。在某种程度上，圆形的边缘和拐角已经减轻了加热效应，但是与电极相邻的皮肤段仍被RF过度加热。因为RF能量横跨电极分布不均勻，横跨电极并且尤其在电极能量传递面的中心部分获得了有效处理RF能量水平，这导致在能量传递面外围和拐角处过度加热。这会引起不希望的疼痛并且可能会损伤与这些边缘区域和拐角接合的皮肤和下面的皮下组织。这个现象妨碍了获得通过RF电极与皮肤接合的足够高但是安全的能量水平。
发明内容
本能量传递装置或电极和方法提供了 RF电极能量传递面边缘区域接合的皮肤和下面的皮下组织过度加热的解决办法。电极能量传递面是分段式的并且外围段被冷却，因此制造热量在与皮肤接合的RF电极能量传递面上的更均勻分布。有利地，这使安全并有效的美容过程或处理以及身体塑形成为可能。任选地，电极的中心段可以被加热来降低处理能量的损失。术语表
在本公开中使用的术语“单极结构”是指由有源处理电极(active treatment electrode)和作为接地电极的无源治疗电极(passive treatment electrode)组成的结构。典型地，电极的尺寸不同，无源电极比有源电极大，并且在它们之间具有一定距离。RF 感应的电流影响最接近有源电极的组织区域/体积。在本公开中使用的术语“双极结构”是指电流在彼此之间距离更短的两个相同电极之间通过。它们被应用于要处理的皮肤/组织的面积/区域并且电流的传播被限制在两个电极间的面积/体积。在本文中使用的术语“冷却剂”或“温度控制元件”是指水，特殊制备的流体混合物，以及类似于固态热电冷却元件的这种冷却元件。在本文中使用的术语“温度稳定元件”是指能够加热或冷却其被附接于其上的元件。此元件可以是加热元件，可切换的冷却/加热液体导管和能够执行温度稳定任务的其它元件。在本公开中使用的术语“皮肤”是指外部皮肤层例如角质层，真皮层，表皮层等。在本公开中使用的术语“组织”是指更深的皮肤层比如脂肪组织或肌肉。
本方法和装置被特别指出并且在说明书的结束部分中明确地写入了权利要求。然而，本方法和装置，关于机构和操作方法，可以在看附图时参考下面的详细的描述来很好地理解，其中相同的参考标记表示所有不同视图中的相同部件。附图不必按比例，重点在于示意方法的原理。图IA和IB是常规RF电极边缘附近的皮肤过热效果的示意图；图2A是分段式RF电极能量传递面的示例性实施例的主视图的示意图；图2B是分段式RF电极能量传递面的示例性实施例的横断面视图；图2C是分段式RF电极能量传递面的另一个示例性实施例的横断面视图；图3是在图2B中用虚线圆标记的部分I-I的放大图，说明了分段式电极的温度控制元件；图4是RF应用分段式电极的能量传递面的另一个实施例的示意图；图5A和5B是分段式RF电极的另外的示例性实施例的横断面视图；图6是适用于皮肤突出部的分段式RF电极的另一示例性实施例的横断面视图。
具体实施例方式在下面详细的描述中，参考了附图，附图形成描述的一部分并且其中相同的附图标记表示这几个视图中相同的元件。图IA和IB是常规(一对中的一个)RF电极边缘附近的皮肤过热效果的示意图。 图IA示意性示出了被非分段式RF电极102引起的皮肤过热效果。电极102具有单一段能量传递面106，其通过皮肤108的表面与下面的皮下组织110相连。为了说明简单，第二个或返回电极没有示出。电极102被应用于皮肤108的段或通过任何已知的突出形成方法形成的皮肤突出114(参考图1B)。例如，序列号为61/081，110并且被转让给与本申请相同的受让人的美国临时专利申请被以引用方式并入，其公开了形成皮肤突出的方法。在本实施
6例中，形成突出的皮肤和皮下组织108的体积大约30-40mm宽并且10_30mm深。如上所描述，本发明的作者已经发现尽管电极102有圆形的外围边缘和拐角，但与这些边缘和拐角直接相邻的皮肤和组织仍然被积聚在电极102的边缘118中并且主要在拐角120中的更高的RF能量密度影响。这个现象致使皮肤102的区域IM和下面的皮下组织110过热，这导致不期望的疼痛以及这些区域124中的皮肤和下面的皮下组织的不可修复的损伤。为了减少皮肤过热的不利效果，可以通过冷却流体或本领域中已知的其它冷却技术冷却电极。但这增大了能量损失，因为加热皮肤的能量的一部分被传递到与被处理的皮肤段相接触的电极上并且降低了处理效率。数字136表示连接电极和RF电源的电缆。边缘和与边缘相邻的皮肤过热现象妨碍了获得通过RF电极102能量传递面106 接合并且对美容处理或身体塑形有效的能量安全水平。只在外围118和拐角120上应用冷却剂将冷却区域1 并提供热在能量传递面106上的均勻分布，从而允许安全且有效的皮肤和组织的RF处理。这可以通过采用分段式RF电极实现。图2A-2C示意能量传递系统的示例性实施例，图2A提供了主视图而图2B-2C提供了分段式RF电极200的能量传递面的示例性实施例的横断面视图。本实例描述了大约15 至35mm宽的中心段202和沿着段202的外围布置的外围段204和206。中心段202与外围段204和206之间的热电绝缘部208也被示出了。典型地，热电绝缘部大约0. 5-1. Omm宽。 在分段式RF电极的本实施例中，边缘部分204和206大约2至IOmm宽并且由导热材料制成。电极204由导电材料制成而电极206由电绝缘材料制成。尤其，电极的段206是从由金属氧化物或陶瓷组成的组中选出。氮化铝、氮化硼和类似的材料是这样材料的例子。电极200被示出为正方形的电极，但也可以是圆形、长方形、椭圆形和其它适合的形状。因此， 电极204和206可以有遵循中心电极段的外围的相同形状。电极204和206可以有相同的宽度或不同的宽度。图2B进一步示意被连接的并且提供RF能量到中心电极段202和外围电极段204 的RF能量源212。在当前实施例中，中心电极段202和外围电极段或温度控制元件204被用线210并行连接至RF能量源212，而外围段206是绝缘元件并且因此没有连接至RF能量源 212。在图2C中示意的分段式RF电极的另一个实施例中，中心段202和外围段204被独立连接至RF能量源212并且配置成在它们之间产生可控制的变化的电位梯度。图2B和 2C显示了在双极结构中靠近电极202而在单极结构中远离电极202布置的返回电极M0。 数字110-1示意性示出了在单极结构中返回电极被应用于其上的皮肤段。外围段204和206被冷却，减小了中心段202外围段206和拐角220的过热效果， 冷却皮肤108和下面的深层组织110到至少等于或低于与中心段202连接的皮肤的温度并且实现更平衡的热分布和热渗透。中心段202的温度可以通过温度稳定元件(参考图 5A-5B)进行稳定并且维持在35-42摄氏度以减少处理能量的损失。电极200的中心段202甚至可以具有将其保持在大约35至42摄氏度的状态下的加热器，这个温度比外围段204和206的温度高，缩短了处理持续的时间并减少了能量损耗。可替代地，加热器可以随着皮肤或组织处理的开始立即加速中心段202的加热。阴影区域2M描述了渗透进皮肤108和下面的皮下组织110的热水平。外围段 204和206的冷却抑制了中心段202的外围206和拐角220 (参考图2A)的过热效果并且有助于热量在皮肤108和下面的皮下组织110中的更平衡更安全的热分布和渗透。在另一个实施例中，温度控制元件是热电冷却器228，其直接冷却电极200的一个或多个外围段(参考图2C)图3是图2B的放大部分，它示意出外围的能量传递面段204、热电绝缘部208和中心电极段202内的温度控制元件的示例性实施例。在外围段204内，温度控制元件包括与冷却剂源(没显示)相连的流过冷却剂运送管道308的冷却剂304。外围段206的结构与段204相似，虽然冷却剂运送管道的尺寸可能不同。冷却剂304可以是水、酒精、包括增强热交换的材料的特殊制备流体以及低温流体。图4示意了分段式RF电极用法的另一个实施例。两个分段式RF电极400被置于皮肤108的表面上。每一个分段式RF电极400由中心段402，环绕在中心段402的外围的单一外围段404以及位于中心段402和外围段404之间的热电绝缘部408。每一个电极的中心段402与RF源406相连，而RF能量源到外围段404的连接410 是浮地连接(floating connection)。外围段404如上面所述地被冷却，以便在处理皮肤段的过程中，能量传递面的中心段的温度可以高于外围段的温度。区域412示意性描述了渗透进皮肤108和下面的皮下组织110的热水平。外围段 404的冷却抑制了中心段402的外围和拐角420的过热效果并且有助于热量在皮肤108和下面的皮下组织110内的更平衡更安全的分布和渗透。实验已经证实，随着处理的开始，加热皮肤的RF能量的大部分被通过热传导从皮肤传到电极。实际上，只有在皮肤和电极之间达到热平衡时处理才有效。本电极的中心段可以被加热并且维持在35-42摄氏度，这是典型的处理温度，可以减少从皮肤传递到电极的热量并且最小化处理能量损耗。通过包括加热元件，可以在电极的中心段中进行加热。加热元件可以是电阻加热器或者热加热流体被泵吸到其内的流体导管。在需要的情况下，流体供给可以转换成冷却流体并且冷却电极的中心段。可替代地，通过一个极性的电压驱动用于加热以及通过相反极性的电压驱动用于冷却的热电元件可以用来加热和/或冷却电极的中心段。图5A和5B是分段式RF电极的另外的示例性实施例的横断面视图。图5A示意了其中电极500包含中心段504和外围段508的结构。这两段被相同的或不同的RF能量驱动。中心段504包含温度稳定元件。在特殊情况下其是加热元件528，其被配置为可操作用于加热电极500的中心段504并且在等待时间中将其温度维持在约35-42摄氏度，此温度高于外围段204和206的温度，缩短了处理持续的时间并且降低了能量损耗。可替代地， 随着皮肤或组织处理的开始，加热器可以立即加速加热中心段504。图5B示意了其中电极 516包含中心段520、外围段524以及温度稳定元件528的结构。段520被RF能量驱动，段 524由绝缘材料制成。图6是应用于皮肤突出上的分段式RF电极的另一示例性实施例的横断面视图。电极602被应用于通过任何已知的突出形成方法形成的皮肤突出604上。电极602包含中心段606和沿着段606的外围设置的外围段608。中心段606和外围段608之间的热和电绝缘部610以及温度稳定元件614(用虚线表示)也被示意出。在一些实施例中，可以有两个或更多个外围段。中心段可以20至30mm宽(large)并且外围段可以约2至IOmm宽。外围段由导热材料制成。根据外围段的数目，除导热材料之外，它们中的一些可由导电材料制成，并且它们中的一些可以由电绝缘材料制成。使用时，本RF电极或能量传递装置将连接到施用器(applicator)并且被用于不同的美容和其它皮肤处理程序。本装置和方法提供了一种解决办法，用于解决与RF电极能量传递面外围接触的皮肤的不希望的过度加热并且能够实现更平衡的热量分布。这还能够将RF电极发射的RF 能量水平提高到用于处理的安全有效的水平，而不会过度加热皮肤和下面的皮下组织。已经示意的各种实施例，以及它们的组合和变异操作以减轻，或者至少减少在利用电极处理皮肤和组织的过程中引起的不利影响。因为提高的RF能量趋于从电极的外围和拐角(即使被导圆或制成一定轮廓以克服此现象)散发出去，所以当施加用于正确处理特殊皮肤段所需的能量时，靠近探头的外围和拐角的皮肤区域被加热到更高的温度并可能被损伤。降低电极中的RF能量帮助防止皮肤损伤而且降低了总体处理效果和效率。通过利用多段式探针，被提高的能量在拐角和外围处的影响可以被减轻或减少。另外，通过选择可以进一步被控制例如冷却的外围段，传递到探针主要段的拐角和外围处的皮肤的温度可以被控制或降低。另外，通过引入温度稳定元件而包括增加主要段的热量的能力，被增加的能量可以被传递至被处理的皮肤段，而不会过度加热靠近探针的拐角和/或外围的皮肤区域。已经描述了一些实施例。然而，应理解，在不偏离本方法和电极结构的精神和范围的情况下可以做出各种各样的修改。因此，其它的实施例在下面的权利要求的范围内。
权利要求
1.一种用于美容和身体塑形装置的RF电极，所述RF电极包括 能量传递面，其具有一个中心段和一个或多个外围段； 至少被连接至所述中心段的RF能量源；以及至少与所述外围段连通的温度控制元件。
2.根据权利要求1所述的RF电极，其中，所述电极还包括所述中心段和所述外围段之间的绝缘部。
3.根据权利要求2所述的RF电极，其中，所述绝缘部包括由电绝缘部和热绝缘部构成的组中的至少一个并且被定位于所述中心段和所述外围段之间。
4.根据权利要求1所述的RF电极，其中，所述外围段由导热并且电绝缘的材料制成。
5.根据权利要求1所述的RF电极，其中，所述外围段由导热并且导电的材料制成。
6.根据权利要求1所述的RF电极，其中，所述RF能量源被并行连接至所述段。
7.根据权利要求1所述的RF电极，其中，所述RF能量源被独立地连接至所述段的每一个上并且被配置成可操作以在所述段之间建立可控制的变化的电位梯度。
8.根据权利要求1所述的RF电极，其中，所述外围段是电浮地连接段。
9.根据权利要求1所述的RF电极，其中，所述温度控制元件是被连接至冷却剂源的在冷却剂运送导管中流动的冷却剂。
10.根据权利要求1所述的RF电极，其中，所述温度控制元件是热电冷却器。
11.根据权利要求1所述的RF电极，其中，所述中心段还包括温度稳定元件。
12.根据权利要求1所述的RF电极，其中，所述温度稳定元件被配置成可操作以影响所述中心段的温度。
13.根据权利要求1所述的RF电极，其中，所述电极还包括与所述RF电极连接的施用ο
14.一种用于美容皮肤处理装置的RF电极，所述RF电极包括 能量传递面，其具有一个中心段和至少一个外围段；至少被连接至所述中心段的RF能量源；以及至少被连接至所述外围段的温度控制元件；并且其中，在处理过程中，所述能量传递面的所述中心段的温度高于所述外围段的温度。
15.根据权利要求14所述的RF电极，其中，所述中心段还包括可操作地配置成加热或冷却所述中心段的温度稳定元件。
16.一种用于美容皮肤处理的施用器，所述施用器包括一个或多个具有能量传递面的RF电极，所述能量传递面具有一个中心段和一个或多个外围段，所述外围段沿着所述中心段的外围布置； 至少被连接至所述中心段的RF能量源；以及被连接至所述外围段的一个或多个上的温度控制元件；以及被连接至所述中心段上的温度稳定元件。
17.根据权利要求16所述的施用器，其中，所述温度稳定元件被可操作地配置成在等待时间和操作时间期间将所述中心段的温度保持于35-42摄氏度的范围内。
18.一种使用用于美容和身体塑形装置的RF电极的方法，所述方法包括提供RF电极，其具有一个中心段和沿着所述中心段的外围布置的一个或多个外围段；将RF电极应用于被处理的皮肤体积上并且将RF能量连接至所述皮肤体积；以及在电极的至少所述外围段上应用冷却剂；以及其中，所述冷却剂冷却所述外围段并且使其与中心段相关联，以使所述外围电极的温度至少等于或低于所述中心电极段的温度。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述方法还包括所述中心段和所述外围段之间的热和电绝缘部。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，至少一个外围段由热和电传导的材料制成并且所述段的至少一个由导热并且电绝缘的材料制成。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，还包括提供RF能量给所述中心和外围电极段的RF能量源。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述中心和外围电极段被并行连接至RF能量源。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，所述中心和外围电极段被独立地连接至RF能量源并且被可操作地配置成在它们之间建立可控制的变化的电位梯度。
24.根据权利要求18所述的方法，其中，所述外围段是电浮地连接段。
25.根据权利要求18所述的方法，其中，所述冷却剂是流体或热电冷却器。
26.根据权利要求18所述的方法，其中，还包括稳定所述中心电极段的温度。
27.—种冷却用于美容和身体塑形装置的RF电极的方法，所述方法包括提供能量传递面，其具有一个中心段和围绕着所述中心段的外围布置的至少一个外围段；提供至少被连接至所述中心段的RF能量源；以及提供至少被连接至所述外围段的温度控制元件。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述方法还包括所述中心段和所述外围段之间的热和电绝缘部。
29.根据权利要求27所述的方法，其中，所述外围段由导热并且电绝缘的材料制成。
30.根据权利要求27所述的方法，其中，所述RF能量源被并行连接至所述段。
31.根据权利要求27所述的方法，其中，所述RF能量源被独立地连接至所述段的每一个并且被可操作地配置成在所述段之间建立可控制的变化的电位梯度。
32.根据权利要求27所述的方法，其中，所述RF能量源至所述外围段的连接是浮地连接。
33.根据权利要求27所述的方法，其中，所述温度控制元件是冷却剂或热电冷却器。
34.一种用于美容皮肤处理的方法，所述方法包括应用一个或多个RF电极并且将RF 能量连接至皮肤，其中，所述电极的特征在于它们具有将能量传递至皮肤的一个中心段和至少一个外围段，所述外围段被围绕着所述中心段的外围布置，以及至少与所述外围段连通的温度控制元件。
35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，所述中心电极段包括被可操作地配置成最小化处理能量损失的温度稳定元件。
36.一种冷却用于美容和身体塑形装置的RF电极的方法，所述方法包括提供能量传递面，其具有一个中心段和围绕着所述中心段的外围布置的至少一个外围段；提供至少被连接至所述中心段的RF能量源；以及提供至少被连接至所述外围段的温度控制元件；并且其中，被连接至至少一个外围段的所述温度控制元件保持所述中心段的边缘处的皮肤温度低于所述中心段的中心处。
37. 一种使用用于美容和身体塑形装置的RF电极的方法，所述方法包括 提供RF电极，其具有一个中心段和沿着所述中心段的外围布置的一个或多个外围段； 将RF电极应用于被处理的皮肤体积上并且将RF能量连接至所述皮肤体积；以及在电极的至少所述外围段上应用冷却剂；以及其中，所述冷却剂冷却被连接至所述外围段的被处理的皮肤体积，以使所述皮肤体积的温度至少等于或低于与所述中心段连接的皮肤的温度。
全文摘要
一种分段式RF电极，其具有传递处理能量的一个中心段和围绕着所述中心段外围布置的至少一个外围段以及与所述外围段连通的温度控制元件。电极被引入用于美容和其它皮肤处理的施用器中。
文档编号A61F2/00GK102368973SQ201080008389
公开日2012年3月7日 申请日期2010年3月3日 优先权日2009年3月12日
发明者A·罗森贝格 申请人:赛诺龙医疗公司