KR101246980B1 - Ｒｆ 및 초음파 에너지를 이용하여 피부를 처리하는 방법및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피부를 처리하는 시스템 및 방법을 개시한다. 이러한 시스템은 하나 이상의 초음파 트랜스듀서와 하나 이상의 RF 전극 쌍을 포함한다. 초음파 트랜스듀서는 초음파 에너지를 피부의 하나 이상의 초점체적에 집속하도록 적응된다. RF 전극은 RF 에너지를 하나 이상의 초점체적에 전달하도록 구성된다. 이러한 방법은 초음파 에너지를 하나 이상의 초점체적에 집속함으로써 피부를 하나 이상의 초점체적에서 제 1 온도까지 가열하는 단계를 포함한다. 그런 다음 초점 영역은 초점 영역을 포함하는 피부 영역에서 RF 전류를 생성함으로써 제 1 온도보다 더 높은 제 2 온도까지 가열된다.

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Description

ＲＦ 및 초음파 에너지를 이용하여 피부를 처리하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TREATMENT OF SKIN USING RF AND ULTRASOUND ENERGIES}

본 발명은 인체 조직의 비-침투 처리에 관한 것이며 좀더 상세하게는 피부의 비-침투 처리에 관한 것이다.

피부 재생술(skin rejuvenation)은 처리된 피부의 외관을 개선하기 위해 피부 표면의 선택된 영역 및/또는 피부의 피하층에 에너지를 인가하는 의학적 미용술이다. 가장 인기 있는 형태의 피부 재생술은 목표 조직에서 원하는 효과를 얻기 위해 이 조직을 정상 신체 온도보다 충분히 높은 온도까지 가열시키기 위해 많은 양의 에너지를 피부에 인가하는 것이 있다. 그러한 효과는 조직 손상, 응고, 박리(ablation), 파괴 및 괴사(necrosis)일 수 있다. 얻어진 특정한 효과는 조직, 온도 및 조직이 고온에서 보관된 기간에 좌우된다. 이러한 처리술은 피부를 팽팽하게 하고 주름을 줄이며 피부층 및 피하 조직의 재생을 촉진함으로써 피부 외관을 개선한다.

전자기 에너지나 초음파 에너지를 피부 표면에 유도함으로써 에너지는 내부 조직에 비침투적으로 전달되었다. 30GHz를 초과하는 주파수, 300MHz와 30GHz 사이의 주파수의 광 방사 및 무선 주파수(RF) 에너지를 포함한 넓은 범위 파장의 전자 기파 방사선이 피부를 가열하기 위해 사용되었다. 피부 처리에 사용된 통상의 RF 주파수는 100KHz와 10MHz 사이의 주파수이다. 다음의 기술 즉, 신체 관통 전파, 피부와 상호작용 및 조직에 대한 효과는 스펙트럼의 각 부분마다 다르다. 광 에너지 및 RF 에너지의 동시 인가 기술이 피부 처리에 또한 사용되었다.

미국특허(제 US 5,405,368호)는 피부 처리용으로 플래시 램프를 사용하는 것을 개시하고 있다. 미국특허(제 US 5,964,749호)는 피부 내 콜라겐을 수축시키는 효과를 얻기 위해 피부를 가열하여 이를 통해 콜라겐 및 피부의 탄력을 복원시키기 위해 펄스 광을 피부에 인가하는 단계를 포함하는 피부 처리 방법 및 장치를 개시하고 있다. 피부의 표피층 및 외부층은 피부 표면에 도포된 얼음이나 젤과 같은 투명 물질로 냉각시킴으로써 보호될 수 있다. 피부 내부의 온도 분포는 냉각제가 도포된 시간과 광이 인가된 시간 사이의 지연을 제어함으로써 펄스 지속시간을 제어하고, 다중 펄스를 인가하고 광을 필터링하며 및 방사선 스펙트럼을 제어함으로써 제어된다. 바람직하게도 스펙트럼은 600-1200nm 범위의 파장을 갖는 광을 포함한다. 펄스 광은 플래시 램프에 의해 생성된 광과 같이 비간섭 적일 수 있거나 레이저에 의해 생성된 광과 같이 간섭 적일 수 있으며 탄력적인 광 가이드나 단단한 광 가이드를 사용하여 피부로 유도될 수 있다.

미국특허(제 US 6,662,054호 및 6,889,090호)는 피하 처리용으로 RF 에너지를 인가하는 것을 개시하고 있다. 미국특허(제 US 6,702,808호)는 피부 처리용으로 광 및 RF 에너지를 조합하는 것을 개시하고 있다. 미국특허(제 US 5,871,524호)는 방사 에너지를 피부를 거쳐 하부 피하층이나 더 깊은 연부조직층(soft tissue layers)까지 인가하는 것을 기재하고 있다.

비-침투적 피부 처리술에 대한 주요한 제약으로는 에너지가 목표 조직으로 전달되는 동안 거쳐야 하는 조직을 포함한 주변 조직에 최소한의 부수적 손상을 끼치면서 에너지를 피부의 외부층을 거쳐 전달하며 목표 조직에 필요한 레벨까지 집중시킬 수 있는 능력이 있다. 이러한 해법은 방사선의 선택적 냉각 또는 집속을 기반으로 한다. 파장이 예컨대 광 방사선, 밀리미터파 및 서브-밀리미터파, 고주파수 초음파와 같이 충분히 짧을 경우 집속이 가능하다. 광 방사선은 피부 내부에서 산란되어 효율적으로 집속시키기 어렵다. 레이저 광은 더 우수한 집속을 얻을 수 있기에 바람직하다. 미국특허(제 US 5,786,924호)는 피부처리용의 레이저 시스템을 개시하고 있다. De Benedictis 등에게 허여되고 공개된 미국특허출원(일련번호 제 10/888356호)(공개번호 2005/0049582호)는 미리 결정된 패턴으로 피부에 극히 작은 처리 영역을 생성하기 위해 하나 이상의 광원을 사용하는 것을 개시하고 있다. 이러한 기술의 장점은 손상된 조직이 건강한 조직에 둘러싸인 작은 부피로 국부화되어 피부 재생이 더 빠르다는 점이다.

비-침투적 피부 처리술용의 고밀도 집속 초음파(HIFU: High Intensity Focused Ultrasound)가 예컨대 미국특허(제 US 6,325,769호 및 6,595,934호)에 개시되어 있다. 상기 마지막 특허는 집속된 초음파 트랜스듀서 어레이를 적용하는 것을 개시하고 있고 이러한 트랜스듀서는 피부나 피하층에 일련의 손상을 생성시키며 앞서 언급한 미국 공개특허출원(일련번호 제 2005/0049582호)에 개시된 장점과 유사한 장점이 있지만 방사선의 집속으로 인해 외부 피부층에 최소한의 손상을 입힌 다. 전자기 에너지의 집속 해상도(resolution)는 회절 법칙에 의해 파장의 대략 1/2로 제한된다. 0.5mm 미만의 초점 크기에 대해 1mm보다 짧은 파장이 필요하다. 비록 이러한 서브-밀리미터 파장의 전자기 에너지 인가가 몇 가지 장점을 가질 수 있을지라도 서브-밀리미터 방사선을 생성하는 것은 너무 비싸기 때문에 피부 처리술로 실용적이지 않다.

RF 인가에서 전압 및 전류는 전극을 피부 표면에 인가함으로써 신체 조직에 유도될 수 있으며 파장으로서 전파하기보다는 맥스웰 방정식의 준정적 계 내로 들어간다. 비-침투적 피부 처리술용의 RF 인가가 예컨대 미국특허(제 US 6,662,054호, 6,889,90호 및 5,871,524호)에 개시되어 있다. 사용된 통상의 RF 주파수가 100KHz와 10MHz 사이에 있다. 이들 주파수에서 3000m와 30m 사이에 있는 파장이 처리된 조직의 관련 차원보다 훨씬 더 크다. AC 전류가 인가된 AC 전압에 의해 피부에 유도되며 일반적으로 옴의 법칙을 따른다. RF 기술은 상대적으로 간단하고 저가이며 에너지를 조직에 전달하는데 매우 효율적이다. 그러나 에너지를 특정 조직층으로 국부화하는 것은 어렵다. 선택도를 생성할 하나의 방법은 피부 표면을 냉각시켜 외부층에서 내부층으로의 온도 변화율을 생성하는 것이다. 그러한 방법이 미국특허(제 US 5,871,524호)에 개시되어 있다.

본 발명은 피부 및 피하층의 비-침투적 처리 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명에 따라 초음파 파장의 음향 에너지가 피부 표면에 보내진다. 초음파 에너지는 피부나 피부 표면 아래의 피하층에서 하나 이상의 조직체적(본 명세서에서 "초점체적(focal volumes)"으로 지칭됨) 상에 집속된다. 이것은 초음파 에너지의 초점체적에 조직의 가열을 제공한다. RF 에너지가 또한 피부에 인가된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 바람직하게는 초음파 에너지가 먼저 인가되고 RF 전류가 초음파 에너지에 의해 사전 가열된 초점체적에 인도된다. 특정한 이론에 의해 얽매이고 싶지는 않지만, 이러한 인도 효과는 온도에 따른 RF 전도도의 온도 의존성에 기반한다고 믿어진다. 20 내지 90℃의 온도 범위에서 및 100KHz와 100MHz 사이의 RF 주파수의 경우에 조직의 전기 전도도 대 온도 비가 양의 기울기 관계에 있다(예컨대 Francis A. Duck의 "조직의 물리적 속성" 200쪽을 참조하기 바람)(1990년 Academic 출판사). 이러한 양의 기울기 관계는 양의 피드백 효과를 생성하며 여기서 사전 가열된 조직체적은 더 높은 RF 전도도를 가지며 그에 따라 RF 전류 및 에너지는 사전 가열된 조직체적에서 더 높게 퇴적되고 이러한 퇴적은 초점체적의 더 높은 온도를 추가로 상승시키며 이로 인해 전도도가 훨씬 더 증가하게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 피부 표면에 인가된 RF 전극의 각 쌍에 대해 적어도 하나의 집속된 초음파원이 전극 사이에 인가된다. 또 다른 바람직한 실시예에서 단일 초점체적의 초음파원이 RF 전극 사이에서 연장하도록 생성되어 RF 전류를 위한 인도 채널을 생성한다.

RF 에너지의 바람직한 주파수는 100KHz와 100MHz 사이이며 좀더 바람직하게는 100KHz와 10MHz 사이이다. 바람직한 초음파 주파수는 500KHz와 50MHz 사이이며 좀더 바람직하게는 1MHz와 20MHz 사이이다.

바람직한 실시예에서 본 발명의 장치는 바람직하게는 에너지원의 인가 이전에 처리된 영역의 초기 온도를 낮추고/거나 처리가 진행함에 따라 처리된 영역의 온도를 낮추기 위해 냉각 수단을 포함한다. 이로 인해 가열될 초점체적과 처리된 영역의 나머지 사이에 더 큰 온도 변화율을 얻게 된다. 이로 인해 초점체적을 둘러싼 조직에서 과도하게 높은 온도(이것은 조직에 손상을 줄 수도 있다)를 피하면서도 초점체적을 가열시킬 수 있게 된다. 선택적으로 이 장치는 처리된 영역의 온도를 낮추기 위해 냉각 수단에 추가로 또는 냉각 수단을 대신하여 초음파 트랜듀서용 냉각 장치를 포함할 수 있다.

바람직하게 RF 및 초음파 에너지는 바람직하게는 펄스나 펄스 열(또는 수 개의 펄스)로서 짧은 시간 기간 동안에 인가되며 이는 전도나 대류에 의한 초점체적으로부터의 열 손실을 감소시키기 위해서이다. 초음파 에너지에 대한 인가 시간은 바람직하게는 1밀리초와 10초 사이이며 좀더 바람직하게는 10밀리초와 1초 사이이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라 비록 선택적으로 초음파 및 RF 인가가 역순으로 이뤄질 수 있거나 대안적으로 초음파 및 RF가 선택적으로 일부 중첩되거나 심지어는 거의 동시에 인가될 수 있을지라도 RF 에너지 인가는 바람직하게는 초음파 에너지 인가에 뒤이어 수행된다. RF 에너지는 바람직하게는 10밀리초와 1초 사이의 시간 동안에 인가된다.

에너지원에 의해 초점체적에서 생성된 온도와 가열 시간은 주변 조직을 최소한 가열하면서 초점체적을 충분히 가열하도록 선택된다. 초점체적은 바람직하게는 대략 50℃와 대략 90℃ 사이의 온도까지 가열된다. 이 온도 범위의 하한에서 실질적인 효과를 얻기 위해서 수십 초가 필요할 수 있고 이 범위의 상한에서 초 단위 이하의 가열로도 충분할 수 있다. 가열 시간이 오래될 때(예컨대 수십 분), 44℃에 근접한 온도 및 이를 초과한 온도에서 주변 조직에 손상이 있을 수 있다. 44℃의 온도는 또한 인간이 고통을 인지하기 위한 임계 온도로 알려져 있다. 좀더 바람직한 처리 시간 범위는 처리 동안에 열이 초점체적으로부터 실질적으로 흐르는 것을 막기 위해 대략 수 초 미만이다. 그러한 시간 범위에 대해 선택된 조직을 손상시킬 바람직한 온도 범위는 대략 44℃와 대략 70℃사이이며 좀더 바람직하게는 대략 60℃와 대략 70℃ 사이이다.

그에 따라 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 표면 처리 시스템이 제공되며 이 시스템은:

초음파 에너지를 피부의 하나 이상의 초점체적에 집속시키도록 적응된 하나 이상의 초음파 트랜듀서와;

RF 에너지를 하나 이상의 초점체적에 전달하도록 구성된 하나 이상의 RF 전극 쌍을 포함한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라 피부 처리 방법이 제공되며 이 방법은:

피부의 초점체적에서 피부를 제 1 온도로 가열하는 단계와;

하나 이상의 초점 영역을 제 1 온도보다 더 높은 제 2 온도로 가열하는 단계를 포함하며 여기서 피부를 상기 제 1 및 제 2 온도로 가열하는 상기 단계는 초음파 에너지를 하나 이상의 초점체적에 집속하는 단계와 하나 이상의 초점 영역을 포함하는 피부의 영역에서 RF 전류를 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명을 이해하고 실제로 본 발명이 어떻게 수행될 것인지를 보기 위해 수반된 도면을 참조하여 비-제한적인 예를 통해서만 이제 바람직한 실시예가 기술될 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 피부를 처리하는 시스템을 도시한 도면.

도 2는 도 1의 시스템에 사용하기 위한 장치의 예시적인 실시예를 도시한 도면.

도 3은 도 1의 시스템에 사용하기 위한 어플리케이터(applicator)의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한 도면.

도 4는 도 1의 시스템에 사용하기 위한 어플리케이터의 제 3 예시적인 실시예를 도시한 도면.

도면은 모두 개략적인 것이며 따라서 본 발명에 따른 시스템 및/또는 장치의 실제 물리적인 구현 및/또는 초점 구역과 같은 형상은 도면에 도시된 것과 다르게 보일 수 도 있음을 주의해야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 초음파 및 RF 에너지를 피부 조직에 인가하는 시스템을 도시한다. 더 상세하게 후술되는 어플리케이터(3)는 하나 이상의 RF 전극 쌍과 하나 이상의 초음파 트랜스듀서를 포함한다. 어플리케이터(3)는 처리될 피부 영역에서 개인의 피부(5)에 적용되도록 적응된다. 어플리케이터(3)는 케이블(2)을 통해 제어 유닛(1)에 연결된다. 제어 유닛(1)은 전원(8)을 포함한다. 전원(8)은 RF 생성기(15)에 연결되며 RF 생성기(15)는 케이블(2)의 배선을 통해 어플리케이터(3)의 RF 전극에 연결된다. 전원(8)은 또한 초음파 구동기(6)에 연결된다. 구동기(6)는 케이블(2)의 배선을 통해 트랜스듀서에 연결된다. 제어 유닛은 바람직하게는 냉각 유닛(13)을 포함하며 냉각 유닛(13)은 어플리케이터(3)를 냉각시키기 위해 에탄올이나 물과 같은 유체를 선택적으로 및 바람직하게 냉각시킨다. 냉각된 유체는 바람직하게는 냉각 유닛(13)으로부터 어플리케이터로 케이블(2)의 제 1 튜브를 통해 흐르며 어플리케이터(3)로부터 다시 냉각 유닛으로 케이블(2)의 제 2 튜브를 통해 흐른다. 제어 유닛(1)은 장치의 여러 기능을 모니터링하고 제어하기 위해 프로세서(9)를 포함한다. 제어 유닛(1)은 키패드(10)와 같은 입력 장치를 가지며 이러한 입력 장치는 운영자가 RF 에너지의 주파수 펄스 지속기간 및 세기나 초음파 에너지의 지속기간 및 세기나 피부 표면 아래의 초점체적의 깊이와 같은 처리의 파라미터의 선택된 값을 프로세서(9)에 입력하게 한다. 바람직한 실시예에 따라 프로세서는 초음파 트랜스듀서를 미리 결정된 제 1 시간 량 동안 작동시키고 그런 다음 RF 전압을 RF 전극에 미리 결정된 제 2 시간 량 동안 인가하도록 구성될 수 있지만 선택적으로 이들의 순서는 역전될 수 있거나 RF 에너지가 초음파 트랜스듀서의 동작과 겹칠 수 있다. RF 에너지는 초음파 에너지가 종료되기 이전에 피부 표면에 전달될 수 있거나 초음파 에너지는 RF 에너지가 인가된 시간의 적어도 일부 동안에 지속될 수 있다. 프로세서(9)는 또한 어플리케이터(3)의 전극 사이의 전기 임피던스를 모니터링할 수 있고 목표 부근에서의 온도 분포를 특정할 수 있다. 프로세서는 또한 처리의 파라미터를 임피던스 측정을 기초로 해서 결정할 수 있다.

도 2는 본 발명의 예시적인 일실시예에 따라 어플리케이터(3)를 더 상세하게 도시한다. 어플리케이터(3)는 도 2에 도시되어 있고 피부 표면(11)에 인가된다. 층(10)은 표피이고, 12는 진피이고 14는 피하 조직이다. 어플리케이터(3)는 RF 전극(21 및 22) 쌍을 포함하며 RF 전극 쌍(21 및 22)은 RF 생성기(미도시, 도 1 참조)에 케이블(2)의 배선(17)을 통해 연결된다. 어플리케이터(3)는 또한 초음파 트랜스듀서(24)를 포함하며 초음파 트랜스듀서(24)는 어플리케이터(3)에 위치하고 진피(12)의 하나 이상의 초점체적(30)에 초음파 방사선을 집속시키기 위해 구동기(미도시, 도 1 참조)에 케이블(2)의 배선(19)을 통해 연결된다. 바람직한 실시예에 따라 어플리케이터(3)는 냉각제를 냉각 유닛(미도시, 도 1 참조)으로부터 케이블(3)의 제 1 튜브(20a)를 통해 피부 표면(11)으로 전도하고, 피부 표면(11)으로부터 다시 냉각 유닛(미도시, 도 1 참조)으로 케이블(3)의 제 2 튜브(20b)를 통해 전도하는 냉각 코일을 포함한다.

본 발명의 방법의 예시적이지만 바람직한 실시예에 따라 어플리케이터(3)는 피부 표면(11)에 인가된다. 바람직하게 초음파 액체 겔이 음향 매칭 및 우수한 에너지 전달을 촉진시키기 위해 초음파 트랜스듀서(24)와 피부 표면(11) 사이에 도포되며 전도성 액체 즉 겔(111)이 접촉 저항을 줄이기 위해 RF 전극(21 및 22)과 피부 표면(11) 사이에 도포된다. 트랜스듀서(24)로부터의 초음파 방사선은 진피층(12)에 위치한 하나 이상의 초점체적(30)에 집속된다. 초음파 에너지는 초점체를 둘러싸는 조직체적(31)의 온도보다 초점체적의 온도를 상승시킨다. 정상적인 피부 온도는 통상 대략 34℃이며 초음파가 초점체적(30)을 가열시켜 초점체적의 온도가 상승한다. 전기 전도도 대 온도의 기울기는 대략 2-3℃이다. 그에 따라 만약 선택된 구역이 초음파에 의해 정상 피부 온도를 10℃ 초과하도록 가열된다면 이 구역의 전기 전도도는 20-30% 상승한다. RF 전압은 RF 생성기(미도시, 도 1 참조)로부터 전극(21 및 22)에 인가되어, RF 전류(32)는 전극(21, 22) 사이에서 조직층(10, 12, 14)을 통해 흐르며, 더 많은 전류가 더 높은 전도도로 인해 사전-가열된 초점체적(30)을 통해 흐른다. RF 전극(21 및 22) 사이의 바람직한 간격은 0.2cm 내지 2cm이며 좀더 바람직하게는 0.5cm 내지 1cm이다. 전극 사이에 1cm의 간격을 둘 때, 20 내지 1000Vrms의 통상 전압, 좀더 바람직하게는 50 내지 200Vrms의 통상 전압이 사용될 수 있다. 더 낮은 전압이 더 작은 전극 간격에 필요하다. 100KHz와 100MHz 사이의 RF 주파수에 대해 전자기파장은 전극 간 간격보다 훨씬 더 크다. 또한 이들 주파수에서의 통상 피부 전도도는 대략 0.5S/m(예컨대, S.Gabriel, R.W.Lau 및 C.Gabriel, Phys. Med. Biol. 41권(1996), 2251-2269쪽 참고)이다. 10MHz 및 0.5S/m에 대해 전자기파 피부 깊이는 1cm 미만인 인체 피부층의 두께보다 훨씬 큰 22cm이다. 이들 조건 하에서 전류 분포는 옴의 법칙(J=σE)에 의해 구한 정적 해법과 거의 동일하며 여기서 J는 전류 밀도이고 E는 전계 벡터이다. 전류에 의해 단위 조직체적에 전달된 전력은 J·E=σE²이다. 온도 증가의 증가율은 전력에 비례하고 따라서 전도도에 비례하며 전도도가 온도에 따라 증가하므로 양의 피드백 효과가 생성된다.

초음파 트랜스듀서(24)는 도 2에 도시된 RF 전극 사이에 연장하는 하나의 기다란 초점 구역(30)을 생성할 수 있다.

도 3은 어플리케이터(3)의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 도 3의 실시예는 도 2의 실시예와 공통인 요소를 갖고 유사한 요소는 추가로 설명되지 않고 도 2 및 도 3에서 동일한 참조번호로 표시된다. 도 3의 실시예에서 어플리케이터는 세 개의 이격된 초점체적(33)(각각 초점체적(33a, 33b 및33c)로 도시됨)를 생성하는 세 개의 초음파 트랜스듀서(43)(트랜스듀서(43a, 43b 및 43c)로 도시됨)를 포함한다. 각 초음파 트랜스듀서(43a, 43b 및 43c)는 구동기(들)(미도시됨; 도 1 참조)에 배선(각각19a, 19b 및 19c)으로 도시된 배선(19)를 거쳐 연결된다. 이러한 세 개의 트랜스듀서(43)에 대한 도시는 단지 예시적인 것이며 어떠한 식으로든 제한하고자 하는 것은 아니며 어플리케이터(3)는 동일한 수의 초점체적(33)를 생성하는 임의 개수의 이격된 초음파 트랜스듀서(43)를 포함할 수 있다. 초음파 트랜스듀서(43)는 피부층(12)에서 초점체적(33)를 갖는다. 이들 초점체적을 초음파 에너지로 가열하면 RF 에너지에 대한 인도 채널을 형성하게 되는 처리될 조직을 가열하며 이것은 추가로 이러한 조직을 원하는 온도까지 가열한다. 이 실시예에서 한 쌍의 RF 전극은 바람직하게는 RF 에너지를 모든 초점체적(33)에 제공한다(도 3에 도시된 단면에서 비록 이 예시적이지만 바람직한 실시예에서 어플리케이터(3)는 이 단면에서 볼 수 없는 제 2 RF 전극을 포함할지라도, 단 하나의 RF 전극(21)을 볼 수 있다.). 바람직하게는 전도성 액체나 겔이 도 2에서처럼 접촉 저항을 줄이기 위해 RF 전극과 피부 표면(11) 사이에 다시 적용되지만 도시되지 않는다.

어플리케이터의 또 다른 예시적인 실시예에서 도 4에 도시된 바와 같이 각 초음파 트랜스듀서(44)는 각 쌍의 RF 전극(28, 29) 사이에 위치한다. 도 4는 단지 단순성을 위해 및 어떤 식으로든 제한하지 않고자 어플리케이터의 모든 형상을 포함하지 않는다. 다시 말해 도시되지 않은 어플리케이터의 형상은 선택적으로 및 바람직하게도 1 내지 3에서처럼 구현될 수 있다. 단지 예시적인 예로서 및 어떤 식으로든 제한하지 않고자 어플리케이터는 세 개의 초음파 트랜스듀서(44)(트랜스듀서(44a, 44b 및 44c)로 도시됨)를 포함하는 것으로 도시되며 이들 각각은 각 쌍의 RF 전극(28, 29)(RF 전극(각각 28a, 28b 및 28c 및 29a, 29b 및 29c) 사이에 위치한다. 복수의 초음파 트랜스듀서는 단일 전원에 의해 함께 구동되거나 각각 독립적으로 구동될 수 있다. 이것은 또한 RF 전극에도 적용된다. 단일 쌍의 전극이 단일 RF 전원에 의해서 구동되거나 복수의 RF 전극 쌍의 각 쌍이 독립적으로 구동된다. 각 초음파 트랜스듀서(44)와 각각의 RF 전극(28, 29)은 바람직하게는 두 가지 면에서 매칭된다: a. 공간 매칭 (space matching) - RF 전극에 의해 생성된 전계는 초음파 트랜스듀서의 초점체적를 커버해야 한다. b. 초음파 에너지의 인가와 RF 에너지의 인가 사이의 시간 매칭(time matching), 즉 초음파 에너지를 초점체적에 인가한 것으로 시작한 바로 다음에 RF 에너지를 피부에 인가한다.

초점체적은 피부 표면에 직각 방향에서 바람직하게는 표피의 더 깊은 층, 진피층 및 피하층의 일부 내에서 계속되어 피부 표면, 즉 0.2mm 내지 5mm 사이의 깊이, 좀더 바람직하게는 0.2mm 내지2mm 사이의 깊이가 손상되지 않는다. 초점 구역의 측면 폭은 0.05mm 내지1mm일 수 있고 좀더 바람직하게는 0.1mm 내지 0.3mm일 수 있다. 초점체적 간의 측면 간격은 바람직하게는 0.3mm 내지 3mm 사이이며 좀더 바람직하게는 0.5mm 내지 1mm 사이이다. RF 전극 사이의 인도 채널 방향인 종방향에서 초점체적의 길이는 1mm 내지 20mm일 수 있고 좀더 바람직하게는 3mm 내지 10mm일 수 있다.

도 4는 원통형 초점체적을 갖는 원통형 초음파 트랜스듀서를 도시하지만 다른 형태도 가능하다. 타원형 초점체적이 반구형 트랜스듀서로 또는 편평한 트랜스듀서 및 음향 렌즈로 생성될 수 있다. 이러한 초점의 기하학 형태에 대해, RF 전극과 초음파 트랜스듀서가 조합되어 있는 1-차원 및 2-차원 구조를 갖는 복수의 RF 전극이 적용될 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라 초음파 트랜스듀서는 선택적으로 및 바람직하게 냉각 유닛에 의해 냉각되며 냉각 유닛은 선택적으로 임의의 냉각 메커니즘이나 종래기술에서 알려져 있고 가열 싱크(heat sink), TEC(ThermoElectric Cooler: 열전기 냉각기) 및/또는 (물, 에탄올, 오일 또는 이들의 조합물을 포함하나 이로 제한되지 않는 냉각 액체 특성의 냉각기와 같은) 다른 냉각기를 포함하나 이들로 제한되지 않으며 당업자에 의해 쉽게 구성 및/또는 선택될 수 있는 메커니즘을 포함할 수 있다. 가열 싱크 자체는 선택적으로 공냉될 수 있지만 선택적으로 및 바람직하게 예컨대 물과 같은 액체에 의해 냉각된다.

단지 예를 들어 및 제한하는 것은 아니지만 가열 싱크는 선택적으로 ThermaFlo Inc.(Newbury Park, California, USA)와 같은 여러 상품 제조사로부터 구매할 수 있다. 단지 예를 들어 및 제한하는 것은 아니지만 TEC는 선택적으로 Marlow Industries, Inc.와 같은 여러 상품 제조사로부터 구매할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 인체 조직의 비-침투 처리와 피부의 비-침투 처리에 이용된다.

Claims (42)

1. 피부 체적에 인도 전류 경로(guided current path)를 생성하기 위한 시스템으로서,

   (a) 상기 체적의 전기 전도도를 상승시키기 위하여 초음파 에너지를 상기 피부에서 하나 이상의 초점체적(focal volume)에 집속하도록 구성된 하나 이상의 초음파 트랜스듀서와;

   (b) 동일한 초점체적에 RF 에너지를 전달하도록 구성된 하나 이상의 RF 전극 쌍;

   (c) 상기 가열된 초점체적의 중앙 부분을 통하여 상기 RF 전극 쌍 사이에 RF 에너지에 의해 생성된 RF 전류가 흐르도록 구성된 제어 유닛을 포함하며,

   여기서 상기 RF 에너지의 파라미터가 100 KHz와 100 MHz 사이의 RF 전압의 주파수, RF 전압의 세기, 및 RF 에너지의 지속기간으로 이루어진 그룹으로부터 선택되며 또한 상기 초음파 에너지가 500 KHz와 50 MHz 사이의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제어 유닛이

   (a) 미리 결정된 제 1 시간 량 동안에 상기 하나 이상의 초음파 트랜스듀서를 작동시키며,

   (b) 미리 결정된 제 2 시간 량 동안 RF 전압을 RF 전극에 인가하도록 구성된 시스템.
3. 제 2항에 있어서, 상기 RF 전극이 초음파 전계에 의해 부여된 상기 피부 체적에 의한 공간 매칭과 시간 매칭 중 적어도 하나를 생성하도록 구성된 시스템.
4. 제 3항에 있어서, 상기 RF 전극에 의해 생성된 공간 매칭 전계가 상기 초음파 트랜스듀서의 초점체적을 커버하는 시스템.
5. 제 3항에 있어서, 상기 RF 전극에 의해 생긴 시간 매칭 전계가 상기 초음파 에너지의 집속과 피부에 RF 에너지의 공급 사이의 시간인 시스템.
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13. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 초음파 트랜스듀서가 초음파 에너지를 피부의 진피층에 있는 하나 이상의 초점체적에 집속하도록 구성된 시스템.
14. 제 1항에 있어서, 피부 표면을 냉각시키기 위한 냉각 시스템을 더 포함하는 시스템.
15. 제 1항에 있어서, 피부 표면에 적용되도록 구성된 어플리케이터(applicator)를 더 포함하며 상기 어플리케이터는 초음파 트랜스듀서와 RF 전극을 포함하는 시스템.
16. 제 15항에 있어서, 적어도 한 쌍의 RF 전극과 적어도 하나의 초음파 트랜스듀서가 어플리케이터에 포함되며 여기서 적어도 하나의 초음파 트랜스듀서가 초음파 가열 피부 체적에서 전류를 발생시키기 위해 구성된 한 쌍의 RF 전극 사이에 위치하는 시스템.
17. 제 1항에 있어서, 초점체적 중 하나 이상은 피부 표면 아래로 0.2mm와 5mm 사이에 위치하는 시스템.
18. 제 17항에 있어서, 초점체적 중 하나 이상은 피부 표면 아래로 0.2mm와 2mm 사이에 위치하는 시스템.
19. 제 1항에 있어서, 초점체적 중 하나 이상의 측면 폭은 0.05mm와 1mm 사이인 시스템.
20. 제 19항에 있어서, 초점체적 중 하나 이상의 측면 폭은 0.1mm와 0.3mm 사이인 시스템.
21. 제 1항에 있어서, 초점체적 사이의 측면 공간은 0.3mm와 3mm 사이인 시스템.
22. 제 21항에 있어서, 초점체적 사이의 측면 간격은 0.5mm와 1mm 사이인 시스템.
23. 제 1항에 있어서, RF 전극 사이의 초점체적의 길이는 1mm와 20mm 사이인 시스템.
24. 제 23항에 있어서, RF 전극 사이의 초점체적의 길이방향 길이는 3mm와 10mm 사이인 시스템.
25. 제 1항에 있어서, RF 전극에 의해 생성된 전계가 초음파 트랜스듀서의 초점체적과 일치하는 시스템.
26. 제 1항에 있어서, 피부의 초점체적의 하나 이상에 RF 에너지의 전달 직후에 동일한 초점체적의 초음파 에너지를 집속하는 시스템.
27. 피부 처리를 위한 시스템으로서,

    (a) 피부에서 생성된 인도 채널 중에 RF 전류를 유도하도록 구성된 하나 이상의 RF 전극 쌍; 및

    (b) RF 전극 사이에 인가된 하나 이상의 집속된 초음파 원을 포함하며, 여기서 상기 초음파 원은 상기 피부를 주변 피부보다 높은 온도로 가열함으로써 상기 피부 내에 RF 전류를 위한 단일 인도 채널을 생성하며, 상기 채널은 RF 전극 사이에 연장하며, 상기 RF 전류는 100 KHz와 100 MHz 사이의 RF 에너지 주파수에 의해 생성되며, 상기 초음파 원은 500 KHz와 50 MHz 사이의 초음파 에너지 주파수를 생성하며, 상기 시스템이

    (c) 상기 단일 인도 채널의 중앙부분을 통하여 RF 전극 쌍 사이에 RF전류가 흐르도록 구성된 제어 유닛을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
28. 피부 처리를 위한 시스템으로서,

    (a) 상기 피부의 체적에서 하나의 기다란 초점 구역을 생성하고 초점 구역의 온도를 주변 피부의 온도보다 높은 제1 온도까지 상승시키도록 구성된 하나 이상의 초음파 트랜스듀서; 및

    b) 상기 기다란 초점 구역을 따라 연장하며 하나의 RF 전원에 의해 구동되는 단일 쌍의 RF 전극을 포함하며, 상기 RF 전극이 상기 피부에 인가되어, 상기 기다란 초점 구역에서, 시간 및 공간 매칭의 초음파 발생 기다란 초점 전계를 생성하고, 상기 동일한 기다란 초점 구역을 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도까지 가열하도록 구성되며, 여기서 초음파 에너지의 인가가 상기 기다란 초점 구역을 가열하고 상기 기다란 초점 구역에 인가된 RF 에너지에 의해 더 가열된 인도 채널을 생성하고, 상기 RF 에너지가 100 KHz와 100 MHz 사이의 주파수를 가지며 상기 초음파 에너지가 500 KHz와 50 MHz 사이의 주파수를 가지며, 상기 시스템은

    (c) 상기 기다란 초점 구역의 중앙 부분을 통하여 RF 전극 쌍 사이에 RF 에너지에 의해 생성된 RF전류가 흐르도록 구성된 제어 유닛을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
29. 피부 처리를 위한 시스템으로서,

    (a) 상기 피부에 하나 이상의 원통형 초점체적을 생성하도록 구성된 하나 이상의 원통형 초음파 트랜스듀서, 이때 각각의 트랜스듀서는 각각의 초점체적을 가열함;

    (b) 상기 초음파 트랜스듀서와 조합되고, 초음파 트랜스듀서에 의해 가열된 동일 원통형 초점체적을 가열시키기 위하여 상기 피부에 인가되도록 구성된 1-차원 및 2-차원 구조를 갖는 복수의 RF 전극; 및

    (c) 상기 가열된 원통형 초점체적의 중앙 부분을 통하여 복수의 RF 전극 사이에 RF 에너지에 의해 생성된 RF 전류가 흐르도록 구성된 제어 유닛을 포함하며, 여기서 상기 RF 전극이 100 KHz와 100 MHz 사이의 주파수를 갖는 RF 에너지를 생성하며, 또한 상기 초음파 트랜스듀서가 500 KHz와 50 MHz 사이의 주파수를 갖는 초음파 에너지를 생산하는 것을 특징으로 하는 피부를 처리하기 위한 시스템.
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