JP2003503118A - 流体送出装置 - Google Patents

流体送出装置

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Abstract

(57)【要約】 流体冷却媒体を皮膚表面に導入する流体送出システムは、皮膚界面を持つテンプレートを有する。エネルギー送出装置はテンプレートに結合する。流体冷却媒体導入部材はテンプレートに結合する。リソースは、制御可能なかたちで、エネルギー送出装置からエネルギーを皮膚表面に送出する。関連した実施形態では、リソースは制御可能なかたちで、流動性冷却媒体を導入部材に送出する。別の実施形態では、センサはリソース及び皮膚表面に結合している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は皮膚表面及び皮下組織を修復する装置、特にエネルギー及び流体の送
出を介して皮膚表面及び皮下組織を修復する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
柔組織構造の審美性増大又は変形の修正は、容器としての皮膚エンベロープと
該容器の内容物としての組織容積とのバランスによって決定される。これら2つ
のコンポーネント間での適当なバランスは、良好な結果が得るためには必須なも
のである。多くの形成外科的手法は皮膚エンベロープの随伴修復を伴う柔組織フ
ィラーの添加又は切除に基づいている。例えば、反対側の***と3次元的な対称
性を有する***は、組織の容器として必要な***エンベロープの表面積と柔組織
の容積との両方を考慮に入れなければならない。***切断術後の***再建は、一
般に除去された***組織にとって代わる柔組織の挿入が伴う。患者からの組織弁
又は移植片のいずれかを柔組織置換として用いる。***皮膚エンベロープの膨張
も必要であり、ブレストエクスパンダと呼ばれる医療器具によって行われる。多
くの再建手技で、皮膚エンベロープの膨張を伴う柔組織フィラーの添加が一般に
考慮されている一方、多くの審美的手技では皮膚エンベロープの減少を伴う、又
は伴わずに柔組織コンテンツの減少が考慮に入れられている。皮膚エンベロープ
の随伴的減少なしに柔組織コンテンツの容積減少は、相対的に過剰な皮膚エンベ
ロープを生ずると考えられる。相対的に過剰なものは、たるんだ皮膚又は弾力線
維症として視覚化されるだろう。審美的増強の一例として、***整復法という手
技がある。これは、肩、首、及び背中の症状を緩和するために***を小さくする
必要のある女性で行われる。***組織を切除して容積を減らすが、大規模な外科
的切開によって***皮膚エンベロープを少なくする必要がある。***の皮膚エン
ベロープを減少させないと、***のひどい下垂症(垂下)が生ずるであろう。
【0003】 別の例は、皮膚エンベロープの表面積が減少することなく、柔組織含有量が減
少するので、弾力線維症を悪化させるかもしれない脂肪吸引法である。すでにあ
る皮膚エンベロープのたるみによって審美的な輪郭縮小の度合いが制限される。
一般に、脂肪吸引法は、皮膚表面を通して挿入された吸引カニューレによって皮
下脂肪を除去することを含む。脂肪の吸引が過剰に行われると、すでにかかって
いる弾力線維症でも悪化するであろう。ダイエット又は脂肪細胞の除去によって
皮下脂肪を減少させる他の物理療法は、もし皮膚エンベロープの随伴的な減少が
起こらなければ、既往症である弾力線維症を悪化させる可能性がある。 このこ
とは、特に股関節部及び大腿部の領域で真であり、「脂肪沈着(cellulite)」
と呼ばれる状態は既にある皮膚のたるみによる。多くの患者がなんらかの脂肪除
去によって悪化する股関節部及び大腿部の領域で、よりいっそうひどい皮膚のた
るみを有する。大きな外科的切開を伴う皮膚の引き締め法は、股関節部及び大腿
部の領域にひどい傷跡が生じ、審美的輪郭縮小の代償としては粗末である。
【0004】 大きな外科的介入なく皮膚の引き締めを達成する方法及び装置が求められてい
る。さらに、皮膚のコラーゲン及び皮下脂肪の皮下繊維性隔壁を制御された再構
築することで皮膚の引き締めを達成する方法及び装置が求められている。さらに
、最小限の皮膚又は皮下組織細胞壊死によって皮膚エンベロープを引き締めるこ
とも求められている。さらに、皮膚エンベロープの正味の引き締めが審美的輪郭
縮小によって生ずる皮下脂肪切除とともにコラーゲンの制御された再構築を行う
ための方法及び装置に対する要求が存在する。
【0005】
【発明の要約】
したがって、本発明の目的は、皮膚を引き締める方法及び装置を提供すること
である。
【0006】 本発明の別の目的は、大きな外科的介入なく皮膚を引き締める方法及び装置を
提供することである。
【0007】 本発明のさらに別の目的は、コラーゲンを制御された再構築(controlled rem
odeling)することで皮膚を引き締める方法及び装置を提供することである。
【0008】 本発明のさらなる目的は、皮膚の表面を変えるために組織部位に対して機械的
力及び電磁気的エネルギーを送出する方法及び装置を提供することである。
【0009】 本発明のさらなる目的は、柔組織構造の輪郭を変えるために組織部位に対して
機械的力及び電磁気的エネルギーを送出する方法及び装置を提供することである
【0010】 本発明のこれらの目的及び他の目的は、流動性冷却媒体を皮膚表面に導入する
ための流体送出装置によって達成される。装置は、皮膚界面を持つテンプレート
を有する。流動性冷却媒体導入部材は、テンプレートにつながっている。リソー
スが制御自在にエネルギー送出装置から皮膚表面へエネルギーを送出する。関連
した実施形態では、リソースは、流動性冷却媒体を導入部材へ制御自在に送出す
るように設定されている。別の実施形態では、センサがリソース及び皮膚表面に
結合される。
【0011】
【詳細な説明】
図1は、組織構造9又は組織(皮下組織層9''及び/又は皮膚層9')を修正
するための装置9を示す。組織9は、皮膚組織、又はコラーゲンを含む何らかの
組織を有する。また、皮下組織9''は、真皮層及びコラーゲン含有皮下組織を含
む真皮下層を有することができる。種々の実施形態において、装置8は、(i)
エネルギー送出、及び加えた力及びここで議論する他のパラメータをフィードバ
ック制御すること、(ii)冷却エネルギー送出デバイス、(iii)組織部位
及び/又はエネルギー装置への冷却流体の送出、(iv)電極の接触検知、(v
)方向、速度、及び一定の時間に対する全送出量を含むエネルギー、力、圧力等
のデータベースを単独で、又はフィードバック制御と組み合わせて使用すること
によるエネルギー送出及び加えた力の制御、という特徴の1つ以上を持つことが
できる。
【0012】 図1、図2a及び図2bをここで参照すると、装置8は近位端部10'及び遠
位端部10''を持つ導入体を有する。導入体はその遠位端部10''でテンプレー
ト12に結合し、一方該テンプレート12は柔組織に対して機械的力適用面14
と身体構造を受ける受容開口部16を有する。機械的力適用面14は、身体構造
及び該身体構造内の柔組織への力の適用を受けるように構成されており、それに
よって表面及び皮下組織を含むその構造に対して力17が加えられる。
【0013】 導入体は、該導入体の全長に沿って、又はその一部分のみに沿って延びる1つ
以上のルーメン13'を有するものであってもよい。これらのルーメンは、ケー
ブル、カテーテル、誘導ワイヤ、プルワイヤ、絶縁ワイヤ、光ファイバ、及び観
察装置/スコープの提供と同様に、流体及び期待の搬送経路として利用される。
ある実施形態では、導入体は当業者に周知の複数のルーメンを持つカテーテルと
することができる。別の実施形態では、誘導体が内視鏡、観察鏡等の観察装置を
含むか、もしくは結合することができる。
【0014】 種々の実施形態において、装置8は導入体10に結合されたハンドピース11
を有することができる。ハンドピース11は、プルワイヤ又は他の周知の機構等
の偏向機構11'を有することができる。偏向機構11'は、テンプレート12を
含む導入体10の遠位端部10''を該導入体10の横軸10''''に関して角度1
0'''だけ偏向させるために使用される。種々の実施形態において、角度10'''
は60、45又は30°(又は30E)の特定の実施形態によれば鋭角(例えば、
<90°(又は90E))である。
【0015】 エネルギー送出デバイス18はテンプレート12に結合している。エネルギー
送出デバイス18はテンプレート12に対してエネルギーを送出するように構成
されており、テンプレート12の内側にテンプレートエネルギー送出面20が形
成される。エネルギー送出面20は、組織界面21で皮膚又は他の組織と接触す
る。種々の実施形態において、1つ以上のエネルギー送出装置18がエネルギー
をテンプレート12及びエネルギー送出面20へ送出する。
【0016】 ここで図2bを参照すると、流体送出装置13は導入体10及び/又はエネル
ギー送出装置18を含むテンプレート12と結合することができる。流体送出装
置13(冷却装置13とも呼ばれる)は、流体を組織界面21及び周辺組織に送
出する役割を果たし、局所的にエネルギーを加えることで皮膚の熱による損傷を
防ぐか、さもなければ損傷を少なくする。種々の実施形態において、流体送出装
置13は1つ以上のルーメン13'を含むことができる。それらのルーメン13'
は同一のもの、さもなければ導入体10及びテンプレート12にあるルーメン1
3''に対して連続(例えば、流動的に結合)している。ルーメン13'は圧力源
13''及び流体リザーバ13''''に対して流動的に結合することができる。流体
送出装置13は、ここで説明する制御システムに結合することもできる。種々の
実施形態において、圧力源13''はポンプ(例えば、蠕動ポンプ)又はタンク又
は他の加圧不活性ガス(例えば、窒素、ヘリウム等)とすることができる。
【0017】 流体送出装置13は、熱伝導媒体(又は冷却媒体とも呼ばれる)を組織界面2
1に送出する構成となっており、組織界面21又はその近傍にエネルギーを送出
する過程で、この部位又は該部位の近傍で皮膚又は皮下組織から熱を十分に散ら
し、火傷及び火膨れが防止又は緩和されるようにする。同様に、流体送出装置1
3は、流体15をエネルギー送出装置18及び/又はテンプレート12へ送出し
、かつそこから熱を散らすことで同様の結果を得るものであってもよい。種々の
実施形態において、ルーメン13'を含む導入体10は熱伝導媒体15の冷却媒
体導入部材10として働く。
【0018】 流体15は、熱伝導媒体として働き、その組成及び物理的性質は、熱を散らす
能力が最適化されるように構成することができる。流体15の所望の物理的性質
として、限定されるものではないが、高い熱容量(例えば、比熱)及び高い熱伝
導度(例えば、伝導率)であり、これら両方とも種々の実施形態において液体水
に相当し得るもので、もしくは当業者に周知の化学添加剤の添加によって増強す
ることができる。別の実施形態では、流体15は伝導RFエネルギーとして働い
てもよく、それによって良好な電気的伝導性が得られる。流体15は、限定され
るものではないが、水、食塩水(又は他の塩水溶性塩溶液)、アルコール(又は
エチル又はメチル)、エチレングリコール、又はそれらの組み合わせを含む種々
の流体から選択することができる。また、流体は液体又は気体の状態であり、2
つ以上の相に存在してもよく、またその冷却機能として、融解又は蒸発等の相転
移(それによって融解又は蒸発の潜熱として熱が流体に吸収される)を行うもの
であってもよい。特定の実施形態では、流体はその飽和温度又はその近傍で液体
である。別の実施形態では、流体は急激に膨張するガスであって、流体15、組
織界面21、エネルギー送出装置18、及びエネルギー相達面20のうち1つ以
上がジュールトムソン効果によって冷却される。種々の実施形態では、限定され
るものでないが、流体15が32乃至98°F(又は98EF)を含む温度範囲
にわったって冷却される。別の実施形態では、流体15は、限定されるのもでは
ないが32乃至−100°F(又は100EF)を含む温度範囲の極低温で冷却
される。流体又は熱伝導媒体15は、種々の機構によって冷却される。例えば、
限定されるものではないが、伝導冷却、対流冷却(強制又は非強制)、放射冷却
、蒸発冷却、融解冷却、及び沸騰冷却が挙げられる。沸騰冷却は、飽和度又は該
飽和温度近傍で液熱伝導液体を用いることが含まれる。種々の実施形態では、流
体15はRFエネルギーを組織へ、又は組織内に伝導又は送出したり、また/或
いは組織のインピーダンスを低下させるために使われる電解流体であってもよい
【0019】 別の実施形態では、逆転熱勾配装置25を用いることで、皮膚9'及び皮下組
織9''の熱による損傷を少なくすることができ、又は防ぐことができる。逆転熱
勾配装置25は、テンプレート12、機械的力適用面14、又はエネルギー送出
装置18に配置、又は熱的に結合される。適当な逆転熱勾配装置25は、限定さ
れるものではないが、周知のペルティエ効果装置を含む。
【0020】 流体送出装置13による冷却流体15、エネルギー送出装置13によるエネル
ギー(例えば、熱)、機械的力適用面14による力(例えば、圧力)の送出は、
別々に、又は組み合わせて、ここに説明するフィードバック制御システムによっ
て調整される。フィードバック制御システム4の入力パラメータは、限定される
ものではないが、組織界面21、エネルギー送出装置18(面18'を含む)、
及び皮下構造の温度、インピーダンス、及び圧力を、別々に、又は組合わせて含
まれる。組織界面21に送出された一連の冷却及び温熱は制御可能であり、組織
に対して火傷及び他の熱による損傷を防ぐか、もしくは少なくする。
【0021】 異なる冷却及び温熱制御アルゴリズムを、用途の連続及び非連続モードの異な
る組み合わせで用いることができる。ここに説明した制御システムで用いること
ができる特定の制御アルゴリズムとして、当業者に周知の比例(P)、比例積分
(PI)、及び比例積分偏差(PID)等が挙げられる。これらのアルゴリズム
は、ここで説明する1つ以上の入力変数を用いることができ、また入力変数の特
定の組み合わせに変化するそれらの比、積分、及び偏差ゲインを有する。制御ア
ルゴリズムは、ここで説明するハードウェアを用いてアナログ又はデジタルモー
ドで実行される。組織界面21に対する冷却及びエネルギー送出の一時モードと
して、限定されるものではないが、固定比率持続性、変数比率持続性、固定比率
パルス化、変数比率パルス化、及び変数量パルス化が挙げられる。例として挙げ
られる送出モードは、冷却手段の連続的適用が含まれ、ここでは流速が変化し、
電源の適用がパルス化又は連続的となる。すなわち、組織界面21の表面モニタ
リングの機能として、電力の印加は、パルス様式で適用され、組織界面21の表
面モニタリングの関数として冷却溶液の流速及びRFエネルギーパルス化(設定
電力レベルで)の速度が変化する。冷却媒体15の流速をパルス化することは、
一定の速度又は変化する速度のいずれかである。パルス化の周波数が表面モニタ
によって決まる冷却のパルス的又は間欠的適用もまた、連続的又はパルス化した
エネルギー源の適用と組み合わせることができる。例えば、冷却はRFエネルギ
ーを連続的に与えながら、低温溶液の間欠的噴霧として適用される。まさに、冷
却媒体の単一パルスの量が変化(可変量のパルス化)する。任意の液体、例えば
熱とともに素早く蒸発する凍結剤(例えば、液体窒素)は、この方法で適用でき
る。可変パルス化の別の例は、フィードバック制御された可変電力レベルで一定
速度のRFパルス化の適用である。冷却もまた、連続冷却の流速をパルス化する
ことによって変化する。より複雑なアルゴリズムは、冷却及び温熱の両方の可変
シーケンスの利用が含まれる。複雑さが落ちるアルゴリズムは温熱及び冷却の固
定コンポーネントを持つ可変コンポーネントを有する。最も複雑性が低いアルゴ
リズムは、フィードバック制御ができないデータベースの使用が含まれ、温熱及
び冷却のある種の固定又は非可変性の組み合わせが可能であり、処置サイクルが
開始される。
【0022】 テンプレート12は、電磁気的エネルギー及び機械的力の両方を選択された組
織又は解剖学的構造9へ送出することができる。適当な解剖学的構造9として、
限定されるものではないが、股関節部、臀部、大腿部、ふくらはぎ、膝、アング
ル(angle)、足(feet)、会陰(perineum)、腹部、胸部、背面脇腹(back fl
anks)、ウェストライン、足(legs)、腕、足(legs)、腕、手首、二の腕、腋
窩、ひじ、眼瞼、顔、首、耳、鼻、唇、チェック(check)、前頭、手、胸部等
が挙げられる。種々の実施形態で、組織構造9は何らかのコラーゲン含有組織構
造を含む。
【0023】 柔組織構造及び/又は皮膚表面の拡張又は圧縮を生じさせるために、機械的力
適用面14によって、圧力、吸引、粘着力等を加えることができる。1つ以上の
エネルギー送出装置18は、テンプレート12にエネルギー送出面20を形成す
ることができる。種々の実施形態では、エネルギー送出面20は力適用面14と
同様の寸法で、又はより小さな領域とすることができる。
【0024】 種々の機械的力を装置8及び力適用面14を用いて組織に加えることができ、
該機械的力としては、限定されるものではないが、(i)圧力、(ii)拡張(
expansion)、(iii)伸長(stretching)、(iv)伸展(extension)、(
v)延長(prolongation)、又は(vi)延長(lengthening)が挙げられる。圧
力による力は、陽圧又は陰圧である。陽圧は、収束又は発散する力のベクトルに
よってコラーゲン含有組織を圧縮する。一方、陰圧は、収束及び発散するベクト
ルによってコラーゲン含有祖行きを伸展させる。種々の実施形態において、組織
界面21に加えられた力適用面14による力14を観察し、(ここで説明するセ
ンサ23によって)入力パラメータとして、同様に(ここで説明される手段によ
って)制御されたフィードバックとして使用され、以下の機能の1つ以上を実行
又は促進するようにする。すなわち、(i)火傷及び他の熱による組織損傷を最
小限及び/又は防止すること、(ii)意図した治療部位への熱エネルギーの送
出及び機械的力を増加又は減少させる理学療法として機能すること、である。好
ましい実施形態では、記載したように測定及び観察された適用力17は、圧力(
例えば、単位組織面積あたりの力)又はさもなければそのようなものとして発現
するものである。ここに記載する複極式電極では、力適用面14によって加えら
れた力17は皮膚との接触を達成する上で必要な量に制限すべきである。
【0025】 組織に加えられた力又は圧力を測定するのに使用することができる適当なセン
サ23として、限定されるものではないが、当業者に周知の技術を用いて微細加
工されたシリコン製のストレインゲージが挙げられる。また、適当な圧力センサ
として、ルーカスノバセンサ7(Lucas NovaSensor 7)によって製造されたNP
HシリーズTO−8パッケージ化シリコン圧力センサ(NPH series TO-8 Packag
ed Silicon Pressure Sensor)が挙げられる。
【0026】 種々の実施形態では、エネルギー搬送デバイス18は以下のパラメータで動作
するように構成されている。すなわち、(i)1,000ジュール/cm2又は
10ジュール/秒/cm2を超えない電磁エネルギーの制御された送出を皮膚表
面に与えること、(ii)単一処置セッションの間(24時間の間)、600ジ
ュール/cm2を超えない電磁エネルギーの制御された送出を皮膚表面に与える
こと、単一処置セッションの間、200ジュール/cm2又は10ジュール/秒
/cm2を超えない電磁エネルギーの制御された送出を皮膚表面に与えること、
(iii)皮膚表面で70オーム・cm2(周波数88Hzで測定)から40K
オーム・cm2(周波数10kHzで測定)の範囲のインピーダンスで測定する
こと、(iv)0.2乃至1.2kの皮膚熱伝導率(皮膚表面で、又はその近傍
で)範囲(ここでk=1*[W/(m℃)])で動作させるために、電気磁気エ
ネルギーの制御された送出を提供すること、皮膚表面及び/又は皮下組織柔組織
解剖学的構造に加えられた圧縮力が400mmHg未満、300mm未満、20
0mHg未満、又は100mHg未満の範囲で動作すること、である。
【0027】 本発明の1つ以上の実施形態で用いてもよい適当なエネルギー源は、限定され
るものではないが、(i)RF電極に結合した無線周波数(RF)源、(ii)
光ファイバに結合した干渉光源、(iii)光ファイバに結合した非干渉光光源
、(iv)温熱流体を受け取るように構成された閉じたチャンネルを有するカテ
ーテルにつながる温熱流体、(v)温熱流体を受け取るように構成された開いた
チャンネルを有するカテーテルにつながる温熱流体、(vi)冷却流体を受け取
るように構成された閉じたチャンネルを有するカテーテルにつながる冷却流体、
(vii)冷却流体を受け取るように構成された開いたチャンネルを有するカテ
ーテルにつながる冷却流体、(viii)極低温流体、(ix)耐熱源、(x)
915MHz乃至2.45GHzのエネルギーを供給し、かつマイクロ波アンテ
ナと結合したマイクロ波源、(x)超音波エミッタと結合し、300kHz乃至
3GHzの範囲のエネルギーを生ずる超音波力源、(xii)マイクロ波源、又
は(xiii)流体ジェットが挙げられる。
【0028】 この出願の残りの部分の説明を簡単にするために、RF源及びエネルギー送出
源18で利用した電源は、1本以上のRF電極18であり、該電極は表面18’
を有する電極18としても記載される。しかし、ここで指摘した電源及び送出装
置の全てが装置10に等しく適用される。
【0029】 テンプレート12は、以下のことを1つ以上行うために、機械的力及び送出エ
ネルギーの両方に適用することができる。すなわち、(i)皮膚の引き締め、(
ii)皮膚表面をなめらかにすること、(iii)皮膚表面のコンプライアンス
を改善すること、(iv)皮膚表面の柔軟性を改善すること、(v)柔組織解剖
学的構造におけるコラーゲンの細胞レベルでの再構築を行うこと、である。機械
的力適用面14は、(i)皮膚表面に少なくとも部分的に合わさっていること、
(ii)実質的に均一な圧力を柔組織解剖学的構造に加えてもよいこと、(ii
i)皮膚表面と皮下柔組織構造に可変圧力を加えることができること、である。
電磁エネルギーと機械的力とが組合わさったかたちでの搬送は、柔組織構造の3
次元的輪郭の生成に用いられる。機械的力適用面14によって加えられた機械的
力の量は、以下の基準の1つ以上に合致するように選択的である。すなわち、(
i)皮膚表面をなめらかにする効果を達成するのに十分であること、(ii)組
織内のコラーゲンの引っ張り強さよりも少ないこと、さらに(iii)コラーゲ
ン含有組織を再構築するためにコラーゲンの架橋結合を切断する力ベクトルを生
成するのに十分であること、である。
【0030】 センサ23は、エネルギー送出面20及び/電極18に、又はそれらに隣接し
て配置されており、組織界面21、組織11、又は電極18の1つ以上の組織9
の温度、インピーダンス(電気的)、冷却媒体流量等をモニタする。適当なセン
サ23は、インピーダンス、熱及び流れ測定装置を含む。センサ23は、エネル
ギー送出を制御し、かつ細胞壊死のリスクの減少、及び/又は同様に皮下柔組織
に対する損傷の減少を制御するために用いられる。センサ23は従来の設計のも
のであり、限定されるものではないが、サーミスタ、熱電対、抵抗ワイヤ等が含
まれる。適当な熱センサ23として、銅コンスタンテン(constantene)を持つ
T型熱電対、J型、E型、K型、光ファイバ、抵抗ワイヤ、熱電対IR検出器等
が挙げられる。適当な流量センサとして、当業者に知られているように、超音波
、電磁気、及びアネオメトリック(aneometric)(薄くて熱いフィルムの種類を
含む)が挙げられる。種々の実施形態で、2つ以上の温度及びインピーダンスセ
ンサが電極18又はエネルギー送出面20の対向する側面に置かれるか、さもな
ければ対向する幾何学的位置に置かれる。
【0031】 装置8は、コラーゲンマトリックスに含まれる分子結合の各々の種類を破壊及
び/又は切断するための特異的エネルギー要求と合致するために、十分なエネル
ギー及び/又は力を送出するように構成される。コラーゲン架橋結合は、分子内
(水素結合)又は分子間(共有結合及びイオン結合)のいずれかであろう。水素
結合は、熱によって破壊する。共有結合は水素結合の破壊及び外部の機械的力の
適用によって生ずる応力により切断される。イオン結合の切断は、テンペレート
12によって加えられる外部機械的力の適用に加えて交流の電磁力(RF等の電
磁場によって誘導される)によって達成される。水素結合の強さは、相対的に弱
いので、組織を切開することなく熱によって壊される。トロポコラーゲンの三重
架橋結合のインビトロ(in vitro)での温熱切断は、そのもとの長さの三分の一
まで三重ヘリクス分子の収縮が生ずる。しかし、インビボ(in vivo)ではコラ
ーゲンが繊維状になって存在するので、自然状態では共有又はイオン結合である
強力な分子間架橋結合を有する。共有及びイオン架橋結合はさらに強く、また温
熱するだけでは簡単に***しない。それらの分子間結合は、コラーゲンマトリッ
クス強度及び形態学の主要な結合決定因子である。分子内水素結合のインビボ(
in vivo)での熱破壊は、それ自身では真トリック形態の著しい変化として現れ
ないだろう。分子内架橋が熱安定性を呈することから、切断は、分子間分子水素
結合の熱破壊の結果として副次的に起こりうる。コラーゲン繊維の非極性領域で
は、分子間共有結合が優勢である(分子内共有結合もまた存在するが数が少ない
)。
【0032】 分子間共有架橋結合は年齢とともに増加する(図3及び図4参照)。その結果
、この操作プロセスでは柔組織構造のコラーゲンマトリックスの溶解度が減少す
る。引っ張り強さが増加するけれども、コラーゲン含有組織は整合性が低くなる
。分子間結合の切断は、約1eV(電子ボルト)のエネルギーを必要とし、組織
の熱による切除無しに熱によって達成することはできない。また、共有結合は極
性が強くなく、この減少した電力レベルではRF電流によって著しく影響される
ようなことはない。切除無しにマトリックスを再構築する分子間共有結合の切断
は、分子間水素結合の熱破壊から生成される。追加の再構築ストレスは、マトリ
ックスの繊維に対して適当な配向を有する外力適用によって与えられる。適当な
配向として、コラーゲン繊維の横軸に対して略平行であることが含まれる。イオ
ン結合は、本質的に分子間であり、繊維の極性領域に存在する。共有結合よりは
僅かに弱いけれども、イオン結合の熱破壊は組織の切開無しでは起こすことがで
きない。RF場は、これらの結合を切断するのに効果的な手段であり、また細胞
外流体の相交代イオン動作(in phase alternating ionic motion)によって生
成される。RF電流の周波数変調は、繊維の極性領域にあるイオン結合への結合
を可能とする。標的部位の再構築は、コラーゲン損傷を減らすために標的特異的
であるスペクトルのバンドの選択によって最適化される。もし、最適化した内因
性の吸収が不十分である場合、選択的媒体が提供され、種々の柔組織構造を識別
するために吸収を変える。このことは、吸収を変えることによって達成される。
特定の方法で柔組織の細胞外流体含有量を変えることで、標的組織部位へのエネ
ルギーの送出が達成され、皮膚及び隣接柔組織等の副次的な構造が僅かに傷つく
【0033】 同一結合部位での結合の再構築は、再構築プロセスを縮小させる。緩和現象は
、外部からの機械的力が加わることで阻害され、該機械的力によって結合部位が
分かれるが、延長又は収縮した形態の中の共有及びイオン結合の再構築が可能と
なる。このことは、コラーゲンマトリックスの制御された再構築によって生ずる
根本的な生物物理的である。基質もまた、競合阻害によって架橋結合の緩和を減
少させる機能を持つ。コンドロイチン硫酸は、高度に変化した分子であり、「ボ
トルブラシ」の形状で構成され、タンパク質に結合する。このような構成は、繊
維の極性領域での付着を促進し、またこの領域におけるイオン結合の緩和を削減
する。結果として、分子間架橋結合が少ない未成熟の可溶性コラーゲンは高濃度
の基質を含み、より容易に再構築されるだろう。創傷治癒を介した瘢痕コラーゲ
ンの導入もまた、処置領域内での再構築プロセスを促進する。
【0034】 組織におけるコラーゲン切断は、温度に依存した確率的イベントである。コラ
ーゲン結合が高温で切れる確率が高い。コラーゲン結合の切断は低温で起こるが
、頻度は低くなる。低レベルの熱による温熱切断は、分子の長さに正味の変化が
ない緩和現象と関連した頻度である。繊維を機械的に切断する外力は、緩和現象
の確率を減少させる。外力の適用は、低温でコラーゲンマトリックスを延ばし、
かつ収縮させるための手段を提供し、その一方で表面切除の可能性を少なくする
。コラーゲン再構築による架橋の切断は、基本的な代謝温度で生ずるもので、該
温度はエージングのプロセスとして形態学的に発現される。短時間での著しい切
断の可能性は小さいが、数十年たつとかなり著しくなる重力を外力としたコラー
ゲン再構築の低レベル安定状態として、エージングが現れる。相対的に弱い水素
結合(例えば、0.2乃至0.4eV)がトロポコラーゲン分子の3次構造に形
成される。
【0035】 これらの結合の熱破壊は、組織の切断又は細胞壊死がなくとも達成することが
できる。ある温度での水素結合破壊の確率は、統計学的熱力学によって予測する
ことができる。もしボルツマン分散が結合破壊の確率として計算されるならば、
ある温度での結合強度と結合破壊の確率との相互関係を図示したグラフを得るこ
とができる。
【0036】 エージングの異なる形態学的発現は、特定の領域のマトリックスにかかる重力
の効果によるかもしれない。重力がマトリックを延ばす皮膚エンベロープの領域
では、皮膚の弾力線維症が生ずるであろう。皮膚のエージングと比較して、ある
解剖学的構造、例えば関節靱帯がエージングプロセスで引っ張られる。動きが減
少する範囲は、部分的に、垂直方向に向いた靱帯のマトリックスを収縮させる重
力の垂直ベクトルによるものであろう。しかし、殆どの関節が動く範囲の減少又
は「締め付け」は、収縮したマトリックに対して副次的ではなく、エージングに
よって生ずる分子内架橋結合の増加によって引き起こされるマトリックスの柔軟
性の低下によるものである。特に、コラーゲンの制御された再構築は、エージン
グプロセスの逆であり、分子間架橋結合数の減少にかかわる。その結果、再構築
されたマトリックスは、脆化が少なくなる。柔組織のより大きな柔軟性は、複合
関節の動きの範囲を増加させる等のいくつかの機能的利点を有する。
【0037】 分子内架橋結合の温熱切断の率が緩和の率(水素結合の再形成)を上回る場合
、分子の3次構造が達成される。このプロセスを起こす際に何ら外力を必要とし
ない。特に、分子の3次構造の収縮は、収縮の初期分子間ベクトルを生成する。
温熱切断中に外部から機械的力を加えることは、コラーゲン繊維の長さにも影響
を及ぼし、切断イベントの家庭で加えられる内因性及び外因性ベクトルの全体的
な和によって決定される。マトリックスに含まれるコラーゲン繊維は、多様な空
間的配向を表す。マトリックスは、全てのベクトルの合計が繊維を伸延させるよ
うに作用する場合に長くなる。全ての外因性ベクトルが繊維を短くさせるように
作用する場合にマトリックスの収縮が促進される。分子内結合の温熱破壊及び分
子間架橋の機械的切断もまた、既にあった構成を回復する緩和イベントによって
影響を受ける。しかし、コラーゲン繊維の伸張又は収縮の後に架橋結合が再形成
されるならば、分子の長さの永久的変化が起こるだろう。外部機械的力を連続的
に加えることで、架橋形成の確率が増加し、繊維の伸張又は収縮が変わる。
【0038】 必要とされる(分子内)水素結合切断の量は、コラーゲン繊維内の結合したイ
オン及び共有分子間結合によって決定される。この閾値に達するまで、コラーゲ
ン繊維の4次構造(quaternary structure)は殆ど変化しない。分子間応力が適
度である場合、イオン及び共有結合の切断が起こる。一般に、イオン及び共有結
合の分子間切断は、伸張又は収縮した繊維の極性及び非極性領域の再編成による
ラチェット効果によって生ずる。コラーゲン繊維の複屈折率(電子顕微鏡で見ら
れるように)が変わるかもしれないが、この再構築プロセスは失われない。天然
の繊維状のトロポコラーゲン分子の4分の1ねじれ形配座(quarter staggered
configuration)は、臨床用途に依存して伸張又は収縮のいずれかの680Dの
帯域を示す。再構築プロセスの間、テンプレート12によって機械的力を加える
ことで、コラーゲン繊維の伸張又は収縮の形態が生成されるたかどうかを判断す
る。収縮の外力は、マトリックスの3次及び4次構造の収縮を生ずる。外部から
の破壊力を加えることで、その3次構造に本来備わっている内因性ベクトルから
分子内収縮がまだ生ずる。しかし、繊維の4次構造の全体的な伸張は、分子間結
合の機械的切断によって生ずる。コラーゲン繊維の全体的な伸張による3次構造
の収縮は、マトリックスの複屈折率を変えることができる。変更された周期性は
、達成された伸張量に相関するマトリックで現れる。
【0039】 選択された身体構造に対する電磁エネルギー及び機械的エネルギーの両方の送
出は、コラーゲン含有組織の分子的及び細胞的再構築の両方が含まれる。低レベ
ルの温熱処置を数日間にわたって行うことで、最小限の火膨れ及び細胞壊死で皮
膚を収縮させる別の方法が提供される。細胞性収縮は、連続的かつ長期にわたる
低レベルの温熱処置により数週間以上続く炎症/傷を癒すシークエンスの開始が
含まれる。皮膚の収縮は、線維芽細胞増殖及び初期傷跡コラーゲンの静的支持マ
トリックスの沈着による収縮を介して達成される。この細胞性収縮プロセスは、
ヒスタミンを放出する肥胖細胞の脱顆粒によって開始される生物学的閾値イベン
トである。ヒスタミンの放出は、炎症傷治癒シーケンスを開始させる。
【0040】 コラーゲンの分子収縮は、限定されるものではないがRF電極を含む電磁エネ
ルギー送出装置によってよりいっそう効果的に起こるよりいっそう急峻な生物物
理学的プロセスである。臨床的な設定は、医者によって制御され、皮膚が火膨れ
するのを避けるために、よりいっそう正確な温度、インピーダンス、冷却媒体流
量、及びエネルギー送出のモニタリングが必要となる。測定インピーダンスは、
皮膚表面及び/又は皮下柔組織構造に加えられた電磁エネルギーの周波数に応じ
て変化する。
【0041】 最適な審美的結果を達成するために、ここで説明した1つ以上の理学療法によ
って、患者の治療を行ってもよい。診察室で装置8を用いることで、治療エリア
の改善が必要となるかもしれない。しかし、皮膚表面を引き締めることは、既往
の輪郭の凹凸を強調する可能性がある。このことから、審美的テンプレート12
を確認することで、輪郭の凹凸をなめらかにする。特に、機械的力をコラーゲン
マトリックスに加えることは、よりなめらかな輪郭を達成するために、選択され
た柔組織構造の収縮及び伸延の両方が含まれる。機械的力を組み合わせた場合の
熱(又は電磁)によるコラーゲン架橋結合の切断によって、繊維の長手軸を収縮
、伸延、又は裁断する力ベクトルを生ずる。ベクトル空間は、スカラー成分(熱
)と力ベクトル(外から加えられた機械的力)との組み合わせによって生成され
る。この絵句取る空間での力ベクトルは、組織の特定の形状に応じて変化する。
例えば、脂肪沈着のピークと谷は、均一な外部圧縮が加えられた場合に異なる力
ベクトルを持つ。図7及び図8に示すように、テンプレート12は、柔組織構造
のコラーゲンマトリックスを収縮(谷)及び伸延(ピーク)させることでなめら
かな表面の形状に作用する収束及び拡散する力ベクトルを生ずる。ピーク上の拡
散ベクトルはコラーゲンマトリックスを伸張させ、一方収束ベクトルはコラーゲ
ンマトリックスを収縮及び縮小する。全体的な結果は不均一な皮膚表面を滑らか
にすることである。
【0042】 装置8は、皮膚のしわを処置するために使用してもよい。皮膚のしわの治療は
、図9に示す。皮膚のしわでは、ベクトルはこの輪郭変形の溝部及び***部に対
して直角である。皮膚の***部にある拡散ベクトルは、表面形状を滑らかにする
ためにしわの溝部に収束する。コラーゲンマトリックスは、***部で伸延又は延
在し、谷部で収縮する。全体的な結果は、しわが寄った皮膚表面を滑らかにする
ことである。
【0043】 線形状の傷跡が類似の形状を示し、装置8によって再構築することができる。
窪み及び***によるなんらかの表面のムラは、変形の最も低い点に向いたベクト
ルを有する。皮膚の張り出た「毛穴」又は座瘡傷は、脂肪沈着と類似のパターン
を有するが、スケールが小さく、また装置8によって処置される。臨床的には、
機械的力を加えることは、マトリックスを再構築するのに必要なパワーを減らし
、皮下柔組織構造と同様に、皮膚表面の細胞壊死を少なくする。圧縮によって柔
組織構造(コラーゲン)の細胞外流体が変わり、コラーゲン含有組織の導管治療
インタフェースの描写を可能とする電気的インピーダンス及び熱伝導性効果を生
ずる。より深い皮膚インタフェースは、皮膚を収縮し、3次元的輪郭効果を引き
出し、一方でより表面的なインタフェースが表面形状を滑らかにする。
【0044】 皮膚エンベロープの拡大が必要とされる状況で、熱と圧力とを組み合わせて適
用することも必要とされる。***再構築のために、皮膚エンベロープの拡大が一
般に胸筋下ブレストエクスパンダの各膨張によって達成される。図10(a)及
び図10(b)はRFレシーバ電極を有するエクスパンダが示されている。RF
エネルギー源の伸縮セグメントがアクセス弁とともに取り込まれて、胸「ペグ」
手技(Pectoralis "Peg" Procedure)のための乳輪ドナー部位を拡大することに
使用される。セグメントエクスパンダもまた、遅れた自己由来の「ペグ」フラッ
プ("Peg" Flap)のためのレシピエント部位の準備のために使うことができる。
皮膚及びに周囲補填(periprosthetic)傷跡カプセル及ぼされる圧力は内側から
のものである。この用途では、ベクトルは外側に向いている。この拡張プロセス
の付属物として、制御された保温パッドをブラジャーの中に入れ置いてもよく、
図10(c)に示すように、***皮膚の下極に適用してエクスパンダ周囲の皮膚
及び皮下傷跡カプセルの中でコラーゲン繊維の伸張を促進してもよい。ブラジャ
ーはまた、特定の***形状を達成するための外部整合テンプレート12としても
機能する。最終結果は、反対側の***の3次元的特徴を持つよりいっそう審美的
な***再構築の創造である。同様にして、他の衣服も他の解剖学的身体構造のた
めの外部整合テンプレートとして利用することができる。図10(d)では、ブ
レストエクスパンダが部分的に***の中に延びている。図10(e)では、エク
スパンダが完全に***の中に延びている。
【0045】 テンプレート12は、エネルギー送出と組合わさって機械的力を皮膚表面及び
皮下柔組織構造へ加え、細胞壊死を含む最小限の温熱による損傷で審美的及び機
能的の両方でコラーゲンを再構築する。さらに、テンプレート12は機械的力及
びエネルギーを送出し、その一方でエッジ効果を最小にするように構成されてい
る。これらの効果は、個々で説明する電気的及び圧力的エッジ効果の両方を含む
【0046】 種々の実施形態において、テンプレート12はヒトの種々の解剖学的構造(内
部及び外部の両方)を処置するように構成されており、限定されるものではない
が、それによって図11に図示した衣服が含まれる種々の異なる形態を有するこ
とができる。エネルギー源22はぴったりとフィットした衣服の生地の中に直接
取り込んでもよく、また衣服のポケットの中に保温パド又はRF電極パドとして
挿入してもよい。衣服の別の例は、所望の3次元的形状を作り出すために***、
腕、及びウェストラインの収縮を可変量与えるゾーンコントロールによって腕や
ウェストラインに延び、かつぴったりとフィットしたブラジャーである。コラー
ゲン含有構造の機能的再構築は、審美的再構築の種々の異なる用途が含まれる。
【0047】 図12(a)及び図12(b)に示すように、種々の実施形態では、テンプレ
ート12は鼻の上、耳の周り、又は他の顔の構造に位置した衣服である。
【0048】 テンプレート12は機能的目的のために適用することもできる。図13及び図
14をここで参照すると、早期頚管拡張術は、「有能な」圧入子宮頸管であるテ
ンプレート12によって処置することができる。子宮頸管のテンプレート12は
子宮頸の周を縮小するベクトルを作る。取り込まれたエネルギー送出装置18は
天然のマトリクスを収縮し、傷跡コラーゲンを誘発する。広がった子宮頸管OS
が引っ張られ、子宮頸管全体が強化される。エネルギー送出装置18は、子宮頸
管成形挿入物であり、また腟の閉塞子として挿入されるテンプレート12に取り
込むことができる。テンプレート12が他の機能的処置に利用できることは理解
できるだろう。
【0049】 テンプレート12が機能的アプライアンスであり、何ら整合したものではなく
、エネルギー送出装置18と共に分離又は取り込むことができる。エネルギー送
出装置18に関連して設計された歯列矯正器は、歯科コラーゲンの再構築のため
に使用され、エナメルを欠いている歯根上に回転及び傾斜ベクトルを適用する。
図15(a)では、歯列矯正器がRF電極及び関連した電源と結合している。歯
列矯正器は、不整合力適用面として機能し、該面は取り込まれたRF電極と結合
する。図15(b)及び図15(c)は、RF電極と結合した整合テンプレート
12である歯科矯正用アプライアンスを示す。結果として、機械的力のみを用い
ている現行の両方よりもよりいっそう早く歯科矯正が達成される。歯科矯正は、
患者の歯列の修正された痕跡である整合テンプレート12によっても達成するこ
とができる。
【0050】 整形外科用途のために、外固定デバイスが不整合機能的アプライアンスとして
用いられる。このアプライアンスは、エネルギー源と共に使われ、限定されるも
のではないが、RF電極が含まれ、癒合組織のコラーゲンを再構築する。骨折部
位及び骨切除のいっそう正確なアライメントは、エネルギー送出装置18と一緒
に使用又はそれに直接取り込まれた整合又は非整合のブレスのいずれかによって
可能である。この組合わさったアプローチで、収縮した関節可動域の改善及び体
位性(背骨)奇形の補正が達成できる。
【0051】 皮膚以外の解剖学的構造の柔組織再構築の能力は、既存の天然コラーゲンの存
在に依存する。天然コラーゲンが欠けているか、又は不十分である組織では、エ
ネルギー及び/又は力を送出して傷跡コラーゲンの誘導又は形成を引き起こすこ
とができる。皮膚エンベロープの引き締めに加えて股関節部及び大腿部の皮下脂
肪を再構築するためにテンプレート12を使用できる。耳軟骨の回は先天的な隆
起を修正するために変えることができる。鼻の先端は外科手術なしでいっそう審
美的に喜ばれる輪郭に合わせることができる。
【0052】 テンプレート12は、限定されるものではないが、単独又は組み合わせたかた
ちの熱、電磁気エネルギー、力、及び科学的処理を含むコラーゲン再構築のため
の任意の両方で使用することができる。コラーゲンのRF(例えば、分子)再構
築に加えて、創傷治癒シーケンスを引き起こす細胞療法(cellular modalities
)は、整合審美性テンプレートと組み合わせることができる。温熱及び化学的治
療(例えば、グリコール酸)によって低レベルの炎症反応が皮膚に生ずる。傷跡
コラーゲン誘導及び線維芽細胞性(細胞性)収縮は、より滑らかでより引き締ま
った皮膚エンベロープを作る成形挿入物によって収束及び拡散するベクトルに向
けられている。より滑らかで、かつより引き締まった被膜を達成することに加え
て、皮膚のきめもこの再構築プロセスによって改善する。古い、又は基準から少
し外れる皮膚は、若い皮膚よりも皮膚コラーゲン内の分子間架橋結合の数が多い
。架橋結合の切断による傷跡コラーゲン誘導は、より柔らかく、かつより基準に
あった皮膚エンベロープが作られる。
【0053】 装置8の皮膚適用は、(i)発生期傷跡コラーゲンを有する皮膚での太陽光に
よって弾性的損傷を受けたコラーゲンの置換により、非侵襲性の皮膚若返り、(
ii)表皮性火傷を伴わない侵襲性脱毛、(iii)毛嚢の細胞間誘導による発
毛、(iv)発汗及び体臭の非侵襲性減少、(v)過脂性体質の治療として皮脂
腺の非侵襲性減少、及び(v)非侵襲性皮膚毛細管(毛細血管)拡大の非侵襲性
治療が挙げられる。装置8の非皮膚的適用は、(i)不全頸管による早期産の非
侵襲性治療、(ii)骨盤脱出症およびストレス不節制の非侵襲性治療、(ii
i)肛門失禁の非侵襲性治療、(iv)節制回腸瘻孔設置術又は人工肛門形成の
非侵襲性生成、及び(v)ヘルニア又は離開の非侵襲性修復(又は内視鏡による
最小侵襲性)が挙げられる。
【0054】 ここで図16及び図17を参照すると、テンプレート12は固定又は持ち運び
可能にすることができる。持ち運び可能なハンドヘルド整合テンプレート12は
、開業医に対し、コラーゲンマトリックス及び周囲組織の再構築に対する柔軟性
をより高める。
【0055】 圧力(例えば、力)及びインピーダンスの変更は、テンプレート12の手によ
る適用のためのガイドとして役立つことができる。内蔵エネルギー源22及びエ
ネルギー送出装置18を有するハンドヘルド型テンプレート12は、処置領域に
対し、3次元的整合を与える伝導性衣服上に適用してもよい。許容度が低い領域
は、この特定の装置によって再構築できる。図16に示す一実施形態では、テン
プレート12は半流動性材料から作られており、弛んだ皮膚を皮下柔組織構造に
合わせる。半流動性材料は、力適用面14をカスタマイズした形状にすることが
でき、また審美性テンプレートを正確に生産する必要性を少なくする。適当は半
流動性材料として、熱及び電気に対する伝導性を有するコンプライアントプラス
チックが挙げられる。そのようなプラスチックとしては、限定されるものではな
いが、シリコン、ポリウレタン、及びポリテトラフルオチレンが挙げられ、それ
らには電気的、又は熱的伝導性を有する材料、例えば銅、銀、塩化銀、金、白金
、又は当業者に周知の他の伝導性金属が被覆又は埋設されている。
【0056】 コラーゲン含有組織の制御された再構築は、最小限の細胞壊死でマトリックス
を伸張又は収縮させる電磁装置を必要とする。この目的のために適したエネルギ
ー送出装置は、1つ以上のRF電極を有する。したがって、エネルギー送出装置
18は絶縁された、又は絶縁されていない複数のRF電極を有することができる
。RF電極の非絶縁セクションは、他集合的にテンプレートエネルギー送出面を
形成する。他の種々の実施形態と同様に、テンプレートエネルギー送出面20を
形成するために、マイクロ波アンテナ、光導波路、超音波変換器、及びエネルギ
ー送出又はエネルギー除去流体を使うことができる。個々の電極18等は、多重
化でき、また選択可能なエネルギー送出を提供する。
【0057】 図18a及び図18bをここで参照すると、エネルギー送出装置18がRF電
極である場合、エネルギー源22は当業者に周知のRFジェネレータであり、そ
れらは一緒にRFエネルギー送出システム26を構成する。RFエネルギーシス
テム26は、電気外科の技術では周知である双極又は単極のいずれかの構成で動
作する。もし組織面のインピーダンスが均一であるならば、単極PFエネルギー
システム26’は一連の回路として振る舞う。種々の単極実施形態では、組織面
インピーダンスを減少させたり、皮膚表面及び/又は皮下組織の水和によってよ
り均一化される。言い換えると、このことは皮膚面の抵抗加熱を抑えなければな
らない。そのような単極システム構成は、双極システムよりも高電流密度短絡を
生ずることはほどんどないであろう。結果として得られる電場もまた、もし目的
の組織の加熱が必要ならば、よりいっそう深くなるだろう。単極RFシステムに
よる均一の圧力の適用は、皮膚表面で結合したエッジ効果を生ずる因子である代
わりに皮膚をアクティブに再構築するために使用することができる。さらに、単
極システム26’は2つの処置面の選択を提供する。単極システム26’の別の
実施形態は、アクティブ電極でのRF脂肪分解と、パッシブ電極組織界面19’
及び周辺組織での皮膚収縮との組み合わせを含む。
【0058】 図18aに示すように、単極RFエネルギーシステム26’では、電流はRF
エネルギー源22から、アクティブ電極18としても知られているRF電極18
へ流れて患者の中に入り、さらに第2の電極19を経由してRFジェネレータ2
2に戻る。第2の電極19は、パッシブ電極19,戻り電極19、又は接地パド
19として知られており、患者の皮膚に電気的に接触している(例えば、大腿部
又は背中)。種々の実施形態例において、RD電極18は種々の材料から構成す
ることができ、限定されるものではないが、例えばステンレススチール、銀、金
、白金、又は当業者に周知の他の導電体が挙げられる。前記材料の組み合わせ又
は合金もまた使用してもよい。
【0059】 接地パド19は、電極18から電気的アースへのの電流27の復帰経路を提供
し、かつ著しい温度上昇及び/又は界面19’での温熱損傷を防ぐために接地パ
ド組織界面19’で電流密度を十分に低いレベルに散らす役割を果たす。接地パ
ド19は、当業者によく知られているように、パド又はプレートのいずれであっ
てもよい。プレートは、一般に堅く、かつ金属又はフォイルで覆われボール紙で
あり、伝導性ゲルの使用を必要とする。パドは一般に柔軟性に富んでいる。接地
パド19の適当な幾何学的形状は、円形、楕円形、又は矩形(角が丸まった)形
状である。接地パド19が放射状テーパ19’’を有する種々の実施形態で、組
織界面19での加熱を少なくすることができる。接地パド19は、熱伝達流体を
含むもの、又は熱伝導性材料によって被覆されたものであってもよく、それによ
ってパド上に熱が分布しても熱い部分を少なくし、また組織界面19’での温熱
による損傷の可能性を少なくする。また、接地パド19及び該接地パド19と患
者との界面19’は、電流分岐の現象、最小抵抗の代替え経路によってアースへ
流れる電流、及び患者の別の接地部位で患者の皮膚が火傷を負う可能性を抑える
のに十分なほどに低いインピーダンスである。さらに、接地パド19は、ダメー
ジを生ずるレベル、又は界面19’での組織の適当な加熱、又はRF電極近傍の
領域21をのぞく身体の他の部分よりも、界面19’での電流密度が著しく下回
るレベルで分散されるように、患者及びRF電極18の療法に関して十分な表面
積のものである。種々の実施形態において、接地パド19の表面積は、0.25
乃至5平方フィート、特定の実施形態では1,2,3,及び4平方フィートであ
る。
【0060】 別の実施形態では、接地パド19は表面処理電極として使用される。すなわち
、接地パド19と接触している組織界面19’で加熱効果を生ずる働きをする。
それらの実施形態において、接地パド19の表面積は、該接地パド19がアクテ
ィブ電極として作用するように、患者/又はRF電極18の両方に関して十分に
小さなものである。また、RF電極18は、エネルギー送出面20で加熱効果を
生じない十分に大きな表面積/容積(患者に対して)を持つ。また、接地パド1
9は、所望の処置部位に位置しており、一方RF電極18は患者の皮膚)’に電
気的に結合しており、復帰電極19から十分な距離離間していることで、電流密
度を下げ、またパド界面19’の近傍で生ずる加熱効果を防ぐために、患者のか
らだを通って流れるRF電流27の十分な分散が可能となる。この実施形態では
、流体送出装置13を接地パド19に取り込むことができる。基礎をなす皮膚を
水和して抵抗加熱を下げ、低インピーダンスの局所領域を通る平行短絡を避ける
よりいっそう均一なインピーダンスを提供する。離れた組織部位では、アクティ
ブ電極18は、皮膚の火傷を防ぐ被覆電極によって経皮的に挿入又は局所的に冷
却されて適用される。アクティブ電極18は、一般に皮下脂肪層に位置している
。脂肪に食塩水を注射し、電流密度を下げる。これによって皮下組織の火傷が少
なくなる。もし、皮下組織に著しい火傷が生ずるならば、審美的切除のためにこ
の部位を下腹部に配置することができる。
【0061】 図18bをここで参照すると、双極RFエネルギーシステム26’’において
、個々のRF電極18は陽極29及び陰極29’を有する。1つの電極の陽極2
9からその陰極29’に電流が流れる。または、複数の電極の実施形態では、1
つの電極の陽極29から隣接する電極の陰極29’へ電流が流れる。また、双極
実施形態では、軟質又は整合的な(soft and conforming)電極19の表面は、こ
こで説明する半導体材料によって覆われている。また、双極システムでは、力適
用面14によって組織界面21に加えられた力は皮膚との接触の達成及び維持に
のみ必要な量に制限することが重要である。このことは、ここで説明するフィー
ドバック制御システムの使用を介して達成することができる。
【0062】 種々の実施形態例において、RF電極18は、電極の端部に高濃度の電流密度
を生ずる電磁的エッジ効果を最小限にする構成を取ることができる。電流密度を
上げることで、エッジ効果は組織界面21に熱い点を生じ、又は電極の端部上で
、組織界面21又はその近傍にある皮膚及び皮下組織に対して温熱損傷を引き起
こす。
【0063】 図19a及び図19bをここで参照すると、エッジ効果の減少は、RF電極1
8の幾何学的形状、設計、及び構成を最適化することで達成することができる。
RF電極18及び組織界面21のエッジ効果及び熱い点を減少させるのに適した
電極の幾何学的形状として、実質的に、丸みの付いた端部18’’を有する円形
及び楕円形のディスクが挙げられる。円筒状の構成では、エッジ効果は電極のア
スペクト比(例えば直径/厚さ)を最大化することで最小になる。特定の実施形
態において、円形又は楕円形形状となった電極18の放射状テーパ43を用いる
ことでエッジ効果を減少させることができる。関連した実施形態では、電極18
のエッジ18’’は、電気的エッジ効果を最小にするために十分に湾曲したもの
(例えば、十分な曲率半径を有する)又はさもなければ鋭い角を欠いたものであ
る。
【0064】 図20a及び図20bをここで参照すると、エッジ効果を減少させることがで
きるRF電極のいくつかの別の実施形態がある。図20aに示した一実施形態で
は、エネルギー送出面20の一部又は全体を覆う軟質又は整合的な(soft and c
onforming)層37を有する軟質又は整合的な電極18の使用が含まれる。整合層
37は、限定されるものではないが、銀、塩化銀、金、又は白金を含む1種類以
上の伝導性材料(単極の実施形態の場合はここで説明した)が埋設又は被覆され
ているコンプライアントポリマーから作ることができる。
【0065】 双極の実施形態では、整合層37はここで説明する半導体材料によって被覆、
又は該材料によって作られている。使用ポリマーは、皮膚の表面に順応するため
に十分な整合性と柔軟性を備えたものとなるように設計される。伝導性被覆は、
当業者に周知の電着又は浸せき塗装技術を用いて塗布することができる。適当な
ポリマーとして、シリコン及びポリウレタン(膜又は発泡形態)及びポリテトラ
フルオロエチレン等のエラストマーが含まれる。一実施形態では、整合性のある
テンプレート面37は電極18の周囲18’’と重なり、任意の内部支持構造を
覆う。別の実施形態では、電極の表面全体が整合層37によって覆われている。
【0066】 図20bをここで参照すると、種々の実施形態で、特に複数のRF電極18か
らなるアレイを使用するものでは、電極組織界面21でのエッジ効果は、電極1
8間又は電極18を囲む半導体材料テンプレート31又は基板41を用いること
によって減少する。種々の実施形態では、半導体基板31の伝導率(又はインピ
ーダンス)は、10-4乃至10-3(オーム・cm)-1、特定の実施形態では10 -4 及び1(オーム・cm)-1である。基板31の伝導率(又はインピーダンス)
もまた半径31’又は縦方向31’’で変化し、インピーダンスの勾配が生ずる
【0067】 種々の実施形態では、周囲(surrounding)は、基板31が接触状態にあり、
かつ/又は電極18の全て又は部分で電気的インピーダンスを与えることを意味
するもので、限定されるものでないが、たったの1つ又は複数の面18’及び1
つ以上の端部18’’を含む。この実施形態及び関連する実施形態では、基板3
1は伝導率が10-6(オーム・cm)-1以下の絶縁材料である。
【0068】 半導体テンプレート31のインピーダンスは、テンプレート内の電極位置に関
連して変動する。テンプレートインピーダンスは、個々の電極及びそのアレイの
端部等、電流密度が高くなる傾向がある位置で電流密度を減少させることで、組
織面9’上の熱い点を少なくする特定のパターンを有する。一実施形態では、テ
ンプレート31のインピーダンスは、電極の周囲又は端部18’’でよりいっそ
う大きい。また、種々の実施形態において、電極の形状及びトポグラフィックな
構成を電極間の半導体テンプレート31の可変インピーダンスのトポグラフィに
取り込む。その結果、より均一な電流密度によって、組織界面21又はその近傍
の組織の温熱損傷を防ぐか、もしくは減少させることが達成される。テンプレー
ト面31’に対するインピーダンス変動のパターンと同様に、特定の電極形状、
幾何学的構成、及び可変インピーダンステンプレート31上の分布パターンを、
特定の装置の全体的3次元輪郭に合わせたソフトウェアシミュレーション(例え
ば、有限要素分析プログラム)を用いてモデル化及び設計を行うことができる。
【0069】 ここで説明する電磁エッジ効果に加えて、圧力エッジ効果もまた、力適用面1
4及び/又は電極18の端部に力を集中する傾向にある力適用面14での堅い材
料の使用によって生ずる。そのような力の集中は、皮膚及び皮下組織を損傷し、
力集中の領域でのRFエネルギー送出の増加及び/又は熱伝達の増加によって熱
い点も生ずる。
【0070】 図21をこおで参照すると、それらの力集中及びその効果を取り除くために、
テンプレート12の形状及び材料選択を、テンプレート12のフレームワーク及
び力適用面14(すなわち、整合テンプレート面は周囲と重なり、任意の内部支
持部材を包囲する)に取り込まれる緩和又は整合性のとれたテンプレート面又は
層12’を提供するように構成することができる。特定の実施形態では、ここで
説明される高められた圧力及び電気的エッジ効果を避ける半導体(例えば双極に
適用)又は伝導性(単極に適用)材料からなる整合層12’(整合層37に類似
)によってテンプレート12及び/又は力適用面14の表面全体が覆われている
。別の実施形態例では、テンプレート12は積層又は層状となった構造を持つこ
とができる。それによって、整合層12’が内側硬質層12’’に接合し、又は
さもなければ結合する(接着剤による接着、超音波溶接、又は当業者に周知の他
の接合方法を介して)。硬質層12は、組織への力17の伝達/適用を促進する
が、それ自体の接触組織は除く。
【0071】 種々の実施形態において、整合層12’は整合層37と類似の特性を有する整
合材料から構成することができる。適当な整合特性を持つ材料は、当業者に周知
の種々の整合ポリマーを含むもので、限定されるものではないが、ポリウレタン
、シリコン、及びポリテトラフルオロエチレンが含まれる。ポリマー材料は、銀
、塩化銀、及び金等の伝導性材料、又は電着又は浸せき塗装技術を用いたゲルマ
ニウム蒸着等の半導体被覆(参照としてここに取り込まれる米国特許第5373
305号に記載)、又は当業者に周知のポリマー処理技術を用いてメタロフタロ
シアニン等の半導体ポリマーによって構成されたものが挙げられる。種々の実施
形態において、力適用面14及び/又はRF電極19¥8として使用されたポリ
マーの厚さ及びデュロメーターは、さらに(i)電極組織界面21を横切る加え
られた力の均一な分布の作成、又は(ii)エネルギー送出面20を横切る結果
として得られる加えられた力17及び剛性の勾配が得られるように、さらに構成
される。好ましい実施形態では、力適用面14及び/又はエネルギー送出面20
は、各々の中心で加えられた最大の力17を持つように、また半径方向に沿って
外側へ移動する加えられた力が減少するようにして構成される。別の実施形態で
は、テンプレート12の半径方向、力適用面14、又はエネルギー送出面20に
関して、組織界面21における変化する力プロフィール又は勾配を生成するよう
に力適用面14を設計することができる。可能性のある力プロフィールとして、
線形、段差、屈曲、組織界面端部21’、又は力適用端部14’での最小の力に
よる対数、及び内側半径方向に移動する力の増加が挙げられる。関連した実施形
態では、屈曲における勾配及び圧縮剛性は、各々の半径方向に沿って力適用面1
4、電極18、又はエネルギー送出面20の厚さを変えることによって単独で得
ることができる。好ましい実施形態では、力駅用面14及び/又は電極18は、
各々の半径方向に沿って移動するテーパ状に減少している厚さ(及び対応の剛性
)を伴う各々の中心での最大厚さ及び屈曲剛性を有する。
【0072】 種々の実施形態において、絶縁破壊、過剰な容量カップリング又は電流分岐に
よる不要な電流を防いだり、又は最小にするために、アクティブ電極18及びパ
ッシブ電極19の両方をモニタしてもよい。図22に示すアクティブ電極モニタ
リングシステム38は、電極18から流れ出る迷走電流27’のレベルを連続的
にモニタするためにモニタリングユニット38’を用い、さらに危険なレベルの
漏れを生じさせる電力を遮る。迷走電流27’は、電極18の容量カプリング及
び/又は絶縁欠陥による電流を含む。種々の実施形態において、モニタリングユ
ニット38’は制御システム54及び電流モニタリング回路に組み込まれ、さら
に/又は制御システム54に電気的に結合される。モニタリングシステム38は
、アクティブ電極からの迷走電流をRFジェネレータに戻し、さらに患者の組織
から遠ざけるように構成してもよい。モニタリングユニット38’は、当業者に
周知のモニタリングインピーダンス、電圧、電流、及び温度をモニタリングする
ための電子制御及び測定回路から構成することができる。ユニット38’はデジ
タルコンピュータ/又はマイクロプロセッサ、例えばアプリケーション特異的集
積回路(ASIC)又は市販のマイクロプロセッサ(例えば、インテル(Intel
)のペンティアム(Pentium)シリーズ)であり、モニタリング及び制御用のソ
フトウェア、及びセンサ23に対する電気的接続のための入出力ポート、及びア
クティブ電極18、パッシブ電極19、RFジェネレータ22、及び患者及び接
地のための接続を含む他の電気的接続に対する他の測定回路が具備されている。
モニタリングユニット38’はRFジェネレータ22に取り込まれるものであっ
てもよい。別の実施形態では、モニタリングシステム38は、パッシブ電極モニ
タリングシステム39’として構成され、パッシブ電極19をモニタし、RFジ
ェネレータ22からの電流の流れを閉ざすことでパッシブ電極19又は界面19
’のインピーダンスがかなり高くなるか、又は界面19’での温度が設定した閾
値よりも高くなる。これらの実施形態において、パッシブ電極19は、分割伝導
性表面電極(当業者に知られている)であり、この電極は患者組織と患者復帰電
極それ自体との間の界面19’におけるインピーダンスを測定し、かつ組織の火
傷を避けることが可能である。パドが焼けるのを防ぐことも温度モニタリング、
インピーダンス及び/又は接触センサ23(例えば、熱電対又はサーミスタ)を
パド19及びモニタリングユニット39’(モニタリングユニット38’と同様
、さらに制御システム54に結合)に結合することで促進される。接触又はイン
ピーダンスセンサ23はユニット39’が、皮膚に電気的に接触するパド19の
電気的接触領域19’’’’の量をモニタすることを可能とし、またシャットダ
ウン、もしくは接触領域の量が最小の値以下に落ちることを警告する。適当な接
触センサとして、圧力センサ、容量センサ、又は皮膚への電気的接触を検知する
当業者に周知の適当な範囲及び値の抵抗が挙げられる。
【0073】 一実施形態では、装置8の構成要素は開又は閉のループフィードバック制御シ
ステム54(制御システム54、制御リソース54、及び制御リソース54とも
呼ばれる)に結合する。制御システム54は、皮膚表面の火膨れと同様に、皮膚
への温熱損傷、細胞壊死を最小限に、また取り除くために、皮膚表面又は皮下柔
組織への電磁エネルギー又は機械的エネルギーの送出を制御するために使われる
。制御システム54はまた、他のパラメータ、限定されるものではないが、開回
路の存在、短絡又は電圧及び電流が所定の最大時間を上回る時間にわたって供給
される場合が挙げられる。そのような条件は、RFジェネレータ22、及びモニ
タリングユニット38’又は39’を有する装置8の種々の構成要素による問題
を示す。制御システム4は、範囲0.2乃至1.2W/(m2C)(又はm°C
又はmEC)に含まれる皮膚の熱伝導率の範囲に及ぶ表皮、真皮、及び真皮下を
含む選択された組織に対してエネルギーを送出することで制御されるように構成
することができる。種々の実施形態では、制御システム54はデジタルコンピュ
ータ又はマイクロプロセッサを含むことができ、該マイクロプロセッサは、例え
ばアプリケーション特異的集積回路(ASIC)又は市販のマイクロプロセッサ
(例えば、インテル(Intel)(商標)のペンティアム(Pentium)(商標)シリ
ーズ)であり、モニタリング及び制御用のソフトウェア、及びセンサ23に対す
る電気的接続のための入出力ポート、及び他の測定回路が具備されている。関連
した実施形態では、システム54は、エネルギー制御信号を生成するエネルギー
制御信号ジェネレータを含むことができる。
【0074】 図23をここで参照すると、開又は閉のループフィードバック制御システム5
4は、センサ346をエネルギー源392(又は電源392と呼ぶ)に結合して
いる。この実施形態では、電極314は1つ以上のRF電極314である。組織
の温度、又はRF電極314の温度がモニタされ、よってエネルギー源392の
出力電力が調整される。医者は、もし望むならば、閉又は開のループ制御システ
ム54をオーバーライドする。マイクロプロセッサ394は、電力の変調と同様
に、電源をオン及びオフするために、開又は閉のループフィードバックに含まれ
、かつ取り込まれる。閉のループフィードバック制御システム54は、マイクロ
プロセッサ394を用いて、コントローラとしての役割、温度の制御、RFパワ
ーの調整、結果の分析、結果の再搬送、さらに電力の変調を行う。
【0075】 センサ346及びフィードバック制御システム54の使用によって、RF電極
314に隣接した組織は、ここで議論したように、電極314又は隣接した組織
で過剰の電気的インピーダンスの発生による電極314に対する電気回路のシャ
ットダウン無しに、選択された期間にわたって所望の温度に保たれる。各RF電
極314は、個々の出力を生成するリソースに接続されている。出力は、RF電
極314において選択されたエネルギーを選択された期間にわたって保つ。
【0076】 RF電極314を通って送出される電流は、電流センタ396によって測定さ
れる。電圧は、電圧センサ398によって測定される。インピーダンス及び電力
は、電力及びインピーダンス計算装置400によって計算される。次に、これら
の値をユーザインタフェース及びディスプレイで表示することができる。電力及
びインピーダンス値を表す信号をコントローラ404によって表す。コントロー
ル信号404’(エネルギー制御信号404’とも呼ぶ)は、実際に測定された
値と所望の値との間の差に比例する。制御信号は、電源回路406によって使用
され、各々のRF電極314によって送出された所望の電力を維持するために適
当な量を出力するように電力を調整する。
【0077】 同様の方法で、センサ346によって検出された温度は、選択された電力を維
持するためのフィードバックを提供する。温度センサ346は、事前に設定した
最大温度を超えた場合に電力の送出が妨げられる安全手段として用いられる。実
際の温度は温度測定装置408で測定され、温度はユーザのインタフェース及び
ディスプレイ402で表示される。制御信号は、コントローラ404によって生
じ、実際に測定された温度と所望の温度との差に比例する。制御信号は、電源回
路406によって使用され、電力出力をセンサ346で送出された所望の温度を
保つために適当な量に調整される。マルチプレクサは電流、電圧、及び温度をセ
ンサ346で測定するために備えることができ、エネルギーは単極又は双極様式
でRF電極314へ送られる。
【0078】 コントローラ400は、デジタル又はアナログコントローラ、又はソフトウェ
アを有するコンピュータである。コントローラ404がコンピュータである場合
、システムパスに繋がったCPUを有する。このシステムは、当業者に周知のよ
うに、キーボード、ディスクドライブ、又は他の非揮発性メモリシステム、ディ
スプレイ、及び他の周辺機器を有することができる。プログラムメモリ及びデー
タメモリもまたバスに結合されている。ユーザインタフェース及びディスプレイ
402はオペレータコントロール及びディスプレイを含む。コントローラ404
は撮像システムと結合することができ、該撮像システムには、限定されるもので
はないが、CTスキャナ、X腺、MRI、***X線撮影等が含まれる。さらに、
直接可視化及び接触イメージングを利用することができる。
【0079】 電流センサ396の出力及び電圧センサ398の出力は、コントローラ404
で使用され、各RF電極314で選択された電力レベルを維持し、また電極31
4から流れる迷走電流427’をモニタする(絶縁損失又は容量カップリングに
よる)。送出されたRFエネルギーの量が電力の量を制御する。電極314に送
出された電力のプロフィールは、コントローラ404に取り込まれ、送出すべき
エネルギーの現在量もプロファイル化してもよい。また、迷走電流427’が望
ましくないレベルまで上昇すると、コントローラ404が電源392をシャット
ダウンする。
【0080】 回路、ソフトウェア、及びコントローラ404へのフィードバックによってプ
ロセス制御、電流又は電圧の変化とは独立している選択された電力設定のメイン
テナンスがなされ、以下のプロセス変数を変えることに使われる。すなわち、(
i)選択された電力設定、(ii)デューティサイクル(例えば、オン−オフ時
間)、(iii)双極又は単極エネルギー送出、及び(iv)流体送出、流速及
び圧力含む、である。これらのプロセス変数は制御され、かつ変えられるが、所
望の電力送出は電圧又は電流の変化とは独立しており、センサ346でモニタし
た温度に基づく。
【0081】 図24をここで参照すると、電流センサ396及び電圧センサ398は、アナ
ログ増幅器410の入力に接続されている。アナログ増幅器410は、センサ3
46と共に使用される従来の差動増幅器回路である。アナログ増幅期410の出
力はアナログマルチプレクサ346によって連続してAD変換器の入力に接続さ
れている。アナログ増幅器410の出力は電圧であり、各々の検知された温度を
表す。デジタル化増幅器出力電圧はAD変換器414によってマイクロプロセッ
サ394に供給される。マイクロプロセッサ384はモトローラ(Motorola)か
ら入手可能なMPC601(パワーPC(PowerPC))又はインテル(Intel)か
ら入手可能なペンティアム(Pentium)シリーズのマイクロプロセッサである。
特定の実施形態では、マイクロプロセッサ394は100MHzのクロック速度
又はそれ以上に早いクロック速度を持ち、オンボードマスコプロセッサを有する
。しかし、適当なマイクロプロセッサ又は汎用デジタル又はアナログコンピュー
タをインピーダンス又は温度を計算するために使用することができることは理解
できよう。
【0082】 マイクロプロセッサ394は、インピーダンス及び温度のデジタルによる提示
を連続的に受信し、かつ格納する。マイクロプロセッサ394によって受信され
た各デジタル値は異なる温度及びインピーダンスに一致する。計算された電力及
びインピーダンスの値は、ユーザインタフェース及びディスプレイ402上に示
すことができる。あるいは、又は電力又はインピーダンスの数値による指示に加
えて、計算されたインピーダンス及び電力の値をマイクロプロセッサ394によ
って電力及びインピーダンスの制限と比較することができる。値が所定の電力又
はインピーダンスの値を上回るか、もしくは下回る場合、ユーザインタフェース
及びディスプレイ402に警告が与えられ、さらにRFエネルギーの送出の減少
、変更、又は中断される。マイクロプロセッサ394からの制御信号は、エネル
ギー源392によって供給された電力レベルを変更することができる。
【0083】 図25は、温度及びインピーダンスフィードバックシステムのブロック図であ
り、エネルギー源392による組織部位416へのエネルギーの送出を制御する
こと、また流量調節器418による電極314及び/又は組織部位416への冷
却媒体450の送出とのために使われる。エネルギーはRF電極314に対して
送出され、さらに組織部位416に与えられる。モニタ420(インピーダンス
モニタリングデバイス420とも呼ばれる)は、組織に送出されたエネルギーに
基づいて、組織インピーダンス(電極314、組織部位416、又はパッシブ電
極314’)を確認する。もし測定されたインピーダンスが許容される制限内で
あれば、エネルギーは組織に与えられ続ける。しかし、もし測定したインピーダ
ンスが設定値を上回る場合、無効化信号422がエネルギー源393に送られ、
さらなるRF電極314のエネルギーの送出が中断する。制御システム54によ
るインピーダンスのモニタリングは、組織部位416(粘膜層416とも呼ぶ)
及び横たわる子宮頸柔組織の制御されたエネルギー送出を与え、それによって細
胞壊死及び粘膜層416に対する他の温熱損傷が減少、又は除去される。インピ
ーダンスモニタリング装置420もまた、他の条件及びパラメータをモニタする
のに使われる。他の条件及びパラメータとして、限定されるものではないが、開
回路の存在、短絡、又は組織に対する電流/エネルギー送出が所定の閾値時間を
上回ったかどづかが挙げられる。そのような条件は、装置24による問題を示す
ものであってもよい。開回路は、インピーダンスが設定値を下回る場合に検出さ
れ、一方インピーダンスが設定値を上回ると短絡及び電力送出時間超越が検出さ
れる。
【0084】 電極314及び/又は組織部位416に対する冷却媒体450の制御は、以下
のようにして行われる。エネルギーを与えている間、温度測定装置408は組織
部位416及び/RF電極314の温度を測定する。比較器424は測定された
温度を表す信号を受信し、この値を所望の温度を表す事前に設定された信号と比
較する。もし、測定温度が所望の温度を上回らなければ、比較器424は信号4
24’を流量調節器418に送り、冷却溶液の流速をそのままのレベルで維持す
る。しかし、もし組織温度があまりにも高すぎるならば、比較器424は信号4
24’’を流量調節器414(電気的に制御されたマイクロポンプ、不図示)に
送り、冷却媒体450の流速を高める必要があることが示される。
【0085】 本発明の好ましい実施形態の前述の説明は、図示及び説明を目的として示した
。開示された詳細な形態に本発明を完全に網羅したり、あるいは制限したりする
ことを意図していない。明らかに、多くの修飾及び変形が当業者にとって明らか
であろう。本発明の範囲は特許請求の範囲の各請求項及びそれと等価なものによ
って定められることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の装置の斜視図である。
【図2】 図2aは、図1の装置の横方向斜視図であり、導入体、テンプレート、及びエ
ネルギー送出装置が示されている。図2bは、図1の装置の横方向斜視図であり
、流体送出装置の使用が示されている。
【図3】 コラーゲンの分子内架橋を示す図である。
【図4】 コラーゲンの分子間架橋を示す図である。
【図5】 37℃(又は37EC)での分子結合強度の関数としてコラーゲン切断の確率
を示すグラフである。
【図6】 37℃(又は37EC)での分子結合強度の関数としてコラーゲン切断の確率
を示すグラフである。
【図7】 皮膚表面の上面図であり、該表面のピーク及び谷が示され、機械的力の適用に
よって皮膚に対して力成分が加えられている。
【図8】 図7に示す皮膚表面の断面図である。
【図9】 溝部及び***部がある皮膚表面と皮下柔組織の断面図である。
【図10】 図10(a)は、図1の装置によって利用可能なブレストエクスパンダの拡大
部分の横方向斜視図である。図10(b)は図10(a)のブレストエクスパン
ダの正面斜視図である。図10(c)は、図10(a)のテンプレートとして機
能するブラジャーを示す。図10(d)は胸の中にある部分的に膨張したブレス
トエクスパンダの横方向断面図である。図10(e)は胸の中で完全に膨張した
ブレストエクスパンダの横方向断面透視図である。
【図11】 衣服のかたちをしたテンプレートを示す図である。
【図12】 図12(a)は鼻の上に位置したテンプレートを示す図である。図12(b)
は耳にかぶさった位置にあるテンプレートを示す図である。
【図13】 子宮頸部に有用なテンプレートの斜視図である。
【図14】 図13のテンプレートの断面図である。
【図15】 図15(a)はRF電極を有する歯科矯正アプライアンスの正面図である。図
15(b)は図1の装置の歯科矯正アプライアンスのテンプレートの斜視図であ
る。図15(c)は図15(b)の断面図である。
【図16】 機械的力の適用によって皮下柔組織に対してより整合しはじめる半流動性材料
かrなるテンプレートを示す斜視図である。
【図17】 皮膚及び柔組織構造の手による操作を可能とする接着又は吸引による機械的力
送出によるテンプレートを示す図である。
【図18】 図18aは接地パド電極の使用を含む単極RFエネルギーシステムを示す模式
図である。図18bは双極RFエネルギーシステム及び双極RFエネルギー電極
を示す模式図である。
【図19】 図19a及び図19bは、エッジ効果を少なくするために構成されたRRF電
極の幾何学的実施形態を示す側面図である。
【図20】 図20aはエッジ効果を少なくするために構成されたRF電極とともに整合層
の使用を示す側面図である。図20bはエッジ効果を少なくするために構成され
たRF電極とともに半導体材料のテンプレートの使用を示す側面図である。
【図21】 整合性のある面とともにテンプレートの使用を示す側面図である。
【図22】 アクティブ又はパッシブ電極からの迷走電流をモニタするモニタリングシステ
ムの使用を示す模式図である。
【図23】 骨盤処置装置とともに使用可能なフィードバック制御システムのブロック図で
ある。
【図24】 図23のフィードバック制御システムとともに使用されるアナログ増幅器、ア
ナログマルチプレクサ、及びマイクロプロセッサのブロック図である。
【図25】 図23に示すフィードバック制御システムで実行される操作のブロック図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM ,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN, MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM ,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VN, YU,ZA,ZW

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流動性冷却媒体を皮膚表面に導入するための流体送出装置で
    あって、 皮膚界面を含むテンプレートと、 前記テンプレートに結合したエネルギー送出装置と、 前記テンプレートに結合した流動性冷却媒体導入部材と、 前記皮膚表面に前記エネルギー送出装置からエネルギーを制御可能なかたちで
    送出するためのリソースと、 を有することを特徴とする流体送出装置。
  2. 【請求項2】 前記リソースは前記流動性冷却媒体を前記導入部材に制御可
    能なかたちで送出するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の
    装置。
  3. 【請求項3】 前記リソース及び前記皮膚表面に結合したセンサをさらに有
    することを特徴とする請求項2に記載の装置。
  4. 【請求項4】 前記リソース及び前記皮膚表面に結合したセンサをさらに有
    することを特徴とする請求項1に記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記センサは熱センサであることを特徴とする請求項4に記
    載の装置。
  6. 【請求項6】 前記センサは温度センサであることを特徴とする請求項4に
    記載の装置。
  7. 【請求項7】 前記リソースは前記エネルギー送出装置からのエネルギーを
    パルス送出することを特徴とする請求項1に記載の装置。
  8. 【請求項8】 前記リソースはフィードバック制御を含むことを特徴とする
    請求項4に記載の装置。
  9. 【請求項9】 前記リソースは前記皮膚表面に対して制御されたエネルギー
    送出を行うもので、一回のエネルギーの送出が1000ジュール/cm2を越え
    ないことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  10. 【請求項10】 前記リソースは前記皮膚表面に対して10ジュール/秒/
    cm2を越えない制御されたエネルギー線量を与えることを特徴とする請求項1
    に記載の装置。
  11. 【請求項11】 前記リソースは皮膚正面に対して制御された電磁エネルギ
    ーの送出を行い、前記皮膚表面でのインピーダンス範囲が周波数80Hzで測定
    した70オーム・cm2から周波数10KHzで測定した40Kオーム・cm2のま
    でであることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  12. 【請求項12】 前記エネルギー送出装置は電磁エネルギーを生成し、前記
    リソースは前記電磁エネルギーの周波数を前記皮膚表面での選択された温度に対
    応させることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  13. 【請求項13】 前記リソースは、制御された電磁エネルギー送出を提供し
    て、熱伝導率の範囲が皮膚表面で0.2乃至1.2W/(m℃)の範囲で動作さ
    せることを特徴とする請求項12に記載の装置。
  14. 【請求項14】 前記エネルギー送出装置はRF電極であり、前記リソース
    は制御されたエネルギー送出を提供して、250KHz乃至4MHzの周波数変
    調で動作させることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  15. 【請求項15】 前記エネルギー送出装置は誘電体加熱送出装置であり、前
    記リソースは4MHz乃至60MHzの範囲内で制御された送出を提供すること
    を特徴とする請求項1に記載の装置。
  16. 【請求項16】 前記エネルギー送出装置はマイクロ波アンテナであり、前
    記リソースは915MHz乃至2450MHzの範囲で制御されたエネルギーの
    送出を行うことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  17. 【請求項17】 前記リソースは、 エネルギー源から前記エネルギー送出装置に供給されたエネルギーを制御する
    ために、エネルギー制御信号を生成するエネルギー制御信号ジェネレータと、 前記エネルギー送出デバイスに結合し、前記皮膚表面の選択された部位の温度
    を測定するように構成された温度測定回路と、 前記エネルギー送出装置に結合し、かつ前記エネルギー送出デバイス又は前記
    皮膚表面の選択された部位の1つのインピーダンスを測定するように構成された
    インピーダンス測定回路と、 を有することを特徴とする請求項1に記載の装置。
  18. 【請求項18】 前記インピーダンス測定回路は、最小測定値の関数として
    標的測定値を決定するために前記最小インピーダンス値を決定し、前記測定され
    た測定値を前記標的測定値と比較し、さらに前記測定された測定値が前記標的測
    定値を超える場合、前記制御信号か変更されることを特徴とする請求項17に記
    載の装置。
  19. 【請求項19】 前記エネルギー送出層にエネルギーを供給するように構成
    されたエネルギー源をさらに含み、 前記エネルギー源は前記制御信号に応答して前記エネルギー送出装置へ供給す
    ることを特徴とする請求項17に記載の装置。
  20. 【請求項20】 前記温度測定回路は、 最小温度値を決定する第1の装置と、 前記第1の装置に結合し、前記最小温度値の関数として標的温度値を決定する
    ように構成された標的決定装置と、 測定された温度値を標的温度値と比較し、前記測定温度値が前記標的温度値を
    上回るかどうかを示す信号を発する第1の比較装置と、 を有することを特徴とする請求項17に記載の装置。
  21. 【請求項21】 前記温度測定回路はマイクロプロセッサコントローラを有
    することを特徴とする請求項17に記載の装置。
  22. 【請求項22】 前記リソースは、 エネルギー源から前記エネルギー送出装置に供給されたエネルギーを制御する
    ために、エネルギー制御信号を生成するエネルギー制御信号ジェネレータと、 前記エネルギー送出装置に結合し、かつ前記エネルギー送出デバイス又は前記
    皮膚表面の選択された部位の1つのインピーダンスを測定するように構成された
    インピーダンス測定回路と、 を有することを特徴とする請求項1に記載の装置。
  23. 【請求項23】 前記インピーダンス測定回路は、最小測定値の関数として
    標的測定値を決定するために前記最小インピーダンス値を決定し、前記測定され
    た測定値を前記標的測定値と比較し、さらに前記測定された測定値が前記標的測
    定値を超える場合、前記制御信号か変更されることを特徴とする請求項22に記
    載の装置。
  24. 【請求項24】 前記エネルギー送出装置に結合し、前記エネルギー送出デ
    バイスにエネルギーを供給するように構成されたエネルギー源をさらに有し、 前記エネルギー源は、前記制御信号に応答して前記エネルギー送出層へエネル
    ギーを供給することを特徴とする請求項22に記載の装置。
  25. 【請求項25】 前記インピーダンス測定回路は、 最小インピーダンス値を決定する第1の装置と、 前記第1の装置に結合し、前記最小インピーダンス値の関数として標的インピ
    ーダンス値を決定するように構成された標的決定装置と、 測定されたインピーダンス値を標的インピーダンス値と比較し、前記測定イン
    ピーダンス値が前記標的温度値を上回るかどうかを示す信号を発する第1の比較
    装置と、 を有することを特徴とする請求項22に記載の装置。
  26. 【請求項26】 前記インピーダンス測定回路はマイクロプロセッサコント
    ローラを有することを特徴とする請求項22に記載の装置。
  27. 【請求項27】 前記リソースは、 冷却媒体源から前記流動性冷却媒体導入部材に供給される冷却媒体を制御する
    ために、流速制御信号を生成する流速信号ジェネレータと、 前記流動性冷却媒体導入部材と結合し、前記皮膚面で前記冷却媒体の流速を測
    定するように構成された流速測定回路と、 をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の装置。
  28. 【請求項28】 前記流速測定回路は、最小測定値の関数として標的測定値
    を決定するために、前記最小流速を決定し、前記測定した測定値を前記標的測定
    値と比較し、前記測定した測定値が前記標的測定値を超える場合、前記流速制御
    信号を変えることを特徴とする請求項27に記載の装置。
  29. 【請求項29】 前記流動性冷却媒体導入部材に結合した冷却媒体源をさら
    に有し、 前記エネルギー媒体源は前記流速制御信号に応答して冷却媒体を前記冷却媒体
    導入部材へ供給することを特徴とする請求項27に記載の装置。
  30. 【請求項30】 前記流速測定回路は、 最小流速値を決定する第1の装置と、 前記第1の装置に結合し、前記最小流速値の関数として標的流速値を決定する
    ように構成された標的決定装置と、 測定された流速値を標的流速値と比較し、前記測定流速値が前記標的流速値を
    上回るかどうかを示す信号を発する第1の比較装置と、 を有することを特徴とする請求項27に記載の装置。
  31. 【請求項31】 前記流速測定回路は、マイクロプロセッサコントローラを
    有することを特徴とする請求項27に記載の装置。
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