DE60307985T2 - Handstück für die hf-behandlung von gewebe - Google Patents

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Description

  • Technisches Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft im allgemeinen ein Handgerät für die Behandlung von Gewebe und insbesondere ein Hochfrequenz-Elektrodenhandstück für die Behandlung von Haut und darunter liegenden Geweben.
  • Beschreibung des relevanten Standes der Technik
  • Die menschliche Haut besteht aus zwei Elementen: der Epidermis und der darunter liegenden Dermis. Die Epidermis mit der Stratum Corneum dient als eine biologische Barriere gegenüber der Umgebung. In der Grundschicht der Epidermis gibt es pigmentbildende Zellen, genannt Melanozyten. Sie sind die Hauptdeterminanten der Hautfarbe.
  • Die darunter liegende Dermis stellt die strukturelle Hauptstütze der Haut dar. Sie besteht im wesentlichen aus einem extrazellulären Protein, genannt Collagen. Collagen wird hergestellt durch Fibroblaste und wird synthetisiert als eine Dreifachhelix mit drei Polypeptidketten, die mit wärmeunbeständigen und wärmestabilen chemischen Bindungen verbunden sind. Wenn Collagen enthaltendes Gewebe erhitzt wird, treten Änderungen der physikalischen Eigenschaften dieser Proteinmatrix bei einer charakteristischen Temperatur auf. Der strukturelle Übergang der Collagenkontraktion tritt bei einer spezifischen "Schrumpf"-Temperatur auf. Das Schrumpfen und Umgestalten der Collagenmatrix mit Wärme ist die Basis der Technologie.
  • Collagenverbindungen sind entweder intramolekular (kovalent oder Wasserstoffbrückenbindung) oder intermolekular (kovalent oder ionische Bindungen). Die thermische Spaltung von intramolekularen Wasserstoffverbindungen ist ein Skalarprozeß, der durch das Gleichgewicht zwischen Aufspaltereignissen und Relaxationsereignissen (Neubildung von Wasserstoffbindungen) erzeugt wird. Es ist keine äußere Kraft erforderlich, um diesen Prozeß stattfinden zu lassen. Im Ergebnis wird intramolekularer Streß erzeugt durch thermische Spaltung von intramolekularen Wasserstoffverbindungen. Im wesentlichen erzeugt die Kontraktion der tertiären Struktur des Moleküls den ursprünglichen intermolekularen Kontraktionsvektor.
  • Collagenfibrillen in einer Matrix ergeben eine Vielzahl von räumlichen Orientierungen. Die Matrix wird verlängert, wenn die Summe aller Vektoren reagiert, um die Fibrille abzulenken. Die Kontraktion der Matrix wird erleichtert, wenn die Summe aller extrinsischen Vektoren dazu führt, die Fibrille zu verkürzen. Die thermische Unterbrechung der intermolekularen Wasserstoffbindungen und die mechanische Spaltung von intermolekularen Vernetzungen wird ebenso bewirkt durch Relaxationsereignisse, die zuvor bestehende Konfigurationen wieder herstellen. Eine permanente Veränderung der molekularen Länge wird jedoch auftreten, wenn die Vernetzungen neu ausgebildet werden nach der Verlängerung oder der Kontraktion der Collagenfibrille. Das kontinuierliche Aufbringen einer externen mechanischen Kraft wird die Wahrscheinlichkeit der Vernetzungsbildung nach der Ausdehnung oder Kontraktion der Fibrille erhöhen.
  • Die Wasserstoffbindungsspaltung ist ein quantenmechanisches Ereignis, das eine Schwellenenergie benötigt. Die Menge der erforderlichen "intramolekularen" Wasserstoffbindungsspaltung korrespondiert zu der kombinierten ionischen und kovalenten intermolekularen Bindungsstärke innerhalb der Collagenfibrille. Bis diese Schwelle erreicht wird, tritt eine geringe oder keine Veränderung in der quaternären Struktur der Collagenfibrille auf. Wenn die intermolekulare Belastung ausreichend ist, wird die Spaltung der Ionenbindungen und der kovalenten Bindungen auftreten. Typischerweise wird die intermolekulare Spaltung der Ionen- und kovalenten Bindungen mit einem Einrasteffekt von der Neuausrichtung von polaren und unpolaren Bereichen in der verlängerten oder kontrahierten Fibrille auftreten.
  • Das Aufspalten von Collagenbindungen tritt ebenso bei niedrigeren Temperaturen, jedoch mit einer geringeren Geschwindigkeit, auf. Thermische Niedrigniveauspaltung wird häufig begleitet von Relaxationsphänomenen, in denen Bindungen neu gebildet werden, ohne eine Nettoveränderung in der Moleküllänge. Eine externe Kraft, die die Fibrille mechanisch spaltet, wird die Wahrscheinlichkeit von Relaxationsphänomenen reduzieren und stellt ein Mittel zur Verfügung, um die Collagenmatrix bei niedrigeren Temperaturen zu verlängern oder zu kontrahieren, während das Potential der Oberflächenablation reduziert wird.
  • Weichgewebeneuformung ist ein biophysikalisches Phänomen, das auf Zell- und Molekülniveau auftritt. Die molekulare Kontraktion oder die teilweise Denaturierung von Collagen beinhaltet das Anlegen einer Energiequelle, die die Längsachse des Moleküls destabilisiert durch Spalten der wärmeanfälligen Verbindungen der Triple-Helix. Im Ergebnis wird eine Belastung erzeugt, um die intermolekularen Bindungen der Matrix aufzubrechen. Dies ist im wesentlichen ein unmittelbarer extrazellulärer Prozeß, während die zelluläre Kontraktion eine Verzögerungsperiode benötigt für die Migration und Multiplikation von Fibroblasten in der Wunde, wie sie durch den Wundheilprozeß bereitgestellt wird. In höher entwickelten Tierspezies beinhaltet die Wundheilungsantwort auf eine Verletzung einen ursprünglichen Entzündungsprozeß, der im folgenden zu der Ablagerung von Narbengewebe führt.
  • Die initiierende Entzündungsantwort besteht aus der Infiltration durch weiße Blutkörperchen oder Leukozyten, die Zellbruchstücke anordnen. Zweiundsiebzig Stunden später tritt die Proliferation von Fibroblasten im verletzten Ort auf. Diese Zellen bilden sich in kontraktilen Myofibroblasten heraus, welche die Quelle der zellularen Weichgewebekontraktion sind. Nach der zellularen Kontraktion wird Collagen abgelegt als eine statische Stützmatrix der verfestigten Weichgewebsstruktur. Die Ablagerung und nachfolgende Neuformung dieser naszierenden Narbenmatrix stellt ein Mittel zur Verfügung zur Veränderung der Konsistenz und der Geometrie von Weichgewebe für ästhetische Zwecke.
  • Im Lichte der vorherigen Erörterung gibt es eine Anzahl von dermatologischen Prozessen, die sich für Behandlungen eignen, die thermische Energie zu der Haut und dem darunter liegenden Gewebe liefern, um eine Kontraktion des Collagens zu bewirken und/oder eine Wundheilungsantwort zu initiieren. Solche Prozesse beinhalten die Hautrekonstruktion/Erneuerung, die Faltenentfernung und die Behandlung von Talgdrüsen, fettigem Haarfollikelgewebe und Besenreisern. Gegen wärtig verfügbare Technologien, die thermische Energie zur Haut und das darunter liegende Gewebe liefern, beinhalten die Hochfrequenz (RF), optische (Laser) und andere Formen von elektromagnetischer Energie. Diese Technologien haben jedoch eine Anzahl von technischen Begrenzungen und klinischen Auflagen, die die Effektivität der Behandlung begrenzen und/oder die Behandlung insgesamt ausschließen. Diese Auflagen beinhalten das folgende: i) Erzielen eines gleichmäßigen thermischen Effektes auf einem großen Gebiet von Gewebe, ii) Steuern der Tiefe des thermischen Effekts auf das ausgewählte Zielgewebe und Verhindern von unerwünschter thermischer Beschädigung zu sowohl Ziel- als auch Nichtzielgewebe, iii) Reduzieren von ungünstigen Gewebeeffekten, wie z. B. Verbrennungen, rotglühende Hitze, iv) Ersetzen der Praxis der Zuführung von Energie/Behandlung in einer Patchwork-Art durch eine gleichmäßigere Zuführung der Behandlung (z. B. durch eine Schiebe- oder Streichbewegung), v) Verbessern des Zugriffs auf schwer zu erreichende Gebiete der Hautoberfläche und vi) Reduzieren der Prozeßzeit und der Anzahl von Patientenbesuchen, die notwendig sind, um die Behandlung abzuschließen. Wie hier erörtert wird, stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung für das Lösen dieser und anderer Beschränkungen bereit.
  • Einer der Hauptnachteile der gegenwärtig verfügbaren Hochfrequenztechnologie für die Behandlung der Haut ist das Kanteneffektphänomen. Im allgemeinen, wenn Hochfrequenzenergie angelegt wird oder über eine Elektrode, die mit diesem Gewebe in Kontakt ist, zugeführt wird, konzentriert sich das Strommuster im Bereich der Kanten der Elektrode, insbesondere bei scharfen Ecken. Dieser Effekt ist im allgemeinen als der Kanteneffekt bekannt. In dem Fall einer kreisförmigen Plattenelektrode manifestiert sich dieser Effekt durch eine größere Stromdichte entlang des Umfangs dieser kreisförmigen Scheibe und einer relativ niedrigen Stromdichte im Zentrum. Für eine quadratische Elektrode gibt es typischerweise eine hohe Stromdichte entlang des gesamten Durchmessers und eine noch höhere Stromdichte an den Ecken, da dort eine scharfe Kante ist.
  • Kanteneffekte verursachen Probleme bei der Behandlung der Haut aus unterschiedlichen Gründen. Als erstes führen sie zu einem nicht gleichförmigen thermischen Effekt auf der Elektrodenfläche. In verschiedenen Behandlungen der Haut ist es wichtig, einen gleichmäßigen thermischen Effekt über einen relativ großen Oberflächenbereich zu haben, insbesondere bei dermatologischen Behandlungen. Groß in diesem Fall ist eine Größenordnung von mehreren Quadratmillimetern oder sogar mehreren Quadratzentimetern. In elektrochirurgischen Anwendungen für das Schneiden von Gewebe gibt es typischerweise einen Applikator vom Punkttyp, der konstruiert ist mit dem Ziel, ein Hotspot an diesem Punkt zu erhalten für das Schneiden oder sogar Koagulieren von Gewebe. Dieses Punktdesign ist jedoch nicht wünschenswert für das Erzeugen eines angemessenen thermischen Effekts auf einem großen Oberflächenbereich. Was benötigt wird, ist ein Elektrodendesign, um gleichmäßig thermische Energie auf die Haut und das darunter liegende Gewebe zuzuführen, ohne Hotspots.
  • Ein gleichförmiger thermischer Effekt ist insbesondere wichtig, wenn Kühlung kombiniert wird mit Aufheizen bei der Haut-/Gewebebehandlungsprozedur. Wie unten erörtert wird, macht ein nicht gleichförmiges thermisches Muster das Kühlen der Haut schwierig und somit auch den resultierenden Behandlungsprozeß. Wenn die Haut mit Hochfrequenzenergie aufgeheizt wird, neigt das Ge webe dazu, an der Elektrodenoberfläche am wärmsten zu sein, mit einem Temperaturabfall bei einer Bewegung tiefer in das Gewebe. Ein Ansatz, diesen thermischen Gradienten zu vermeiden und einen thermischen Effekt an einem eingestellten Abstand von der Elektrode entfernt zu bewirken, ist es, die Schichten der Haut, die in Kontakt mit der Elektrode stehen, zu kühlen. Das Kühlen der Haut wird jedoch schwierig, wenn es ein nicht gleichförmiges Heizmuster gibt. Wenn die Haut ausreichend gekühlt ist, so daß es keine Verbrennungen an den Ecken eines Quadrates oder einer rechteckigen Elektrode oder am Umfang einer kreisförmigen Scheibenelektrode gibt, dann wird es wahrscheinlich eine Überkühlung im Zentrum geben und es würde keinen signifikanten thermischen Effekt (d.h. Gewebeerwärmung) unter dem Zentrum der Elektrode geben. Im Gegenteil, wenn der Kühleffekt an dem Punkt, wo es einen guten thermischen Effekt im Zentrum der Elektrode gibt, verringert wird, dann wird wahrscheinlich keine ausreichende Kühlung vorhanden sein, um das Gewebe, das in Kontakt mit den Kanten der Elektrode ist, zu schützen. Diese Beschränkungen führen dazu, daß in der typischen Anwendung einer Standardelektrode es üblicherweise einen Bereich der nicht gleichförmigen Behandlung und/oder der Verbrennungen auf der Hautoberfläche gibt. Somit ist die Gleichförmigkeit des Erwärmungsmusters sehr wichtig. Es ist insbesondere in Anwendungen, die Haut behandeln, wo Collagen enthaltende Schichten erhitzt werden, wichtig, eine Collagenkontraktionsantwort für die Verfestigung der Haut zu erzeugen. Für diese und verwandte Anwendungen kann, wenn die Collagenkontraktion und daraus resultierende Hautverfestigungseffekte nicht gleichförmig sind, ein medizinisch unerwünschtes Ergebnis auftreten.
  • Ein Hochfrequenz-Handstück nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus dem Dokument DE-U-20 107 271 bekannt.
  • Es besteht Bedarf an einem verbesserten Hochfrequenz-Handstück für kosmetische Anwendungen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist folglich ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Hochfrequenz-Handstück (RF-Handstück) bereitzustellen, das eine im wesentlichen gleichförmige Lieferung von Energie zu einem Zielgewebeort bereitstellt.
  • Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein RF-Handstück bereitzustellen, das zumindest eine RF-Elektrode beinhaltet, die kapazitiv mit einer Hautoberfläche gekoppelt ist, wenn zumindest ein Teil der RF-Elektrode in Kontakt mit der Hautoberfläche ist.
  • Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein RF-Handstück bereitzustellen, das einen gleichmäßigen Wärmeeffekt im Gewebe bei einer ausgewählten Tiefe bereitstellt, während eine thermische Beschädigung einer Hautoberfläche und anderem Nichtzielgewebe verhindert oder minimiert wird.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein RF-Handstück bereitzustellen, das konfiguriert ist, um die Kanteneffekte und Hotspots der Hochfrequenzelektroden (RF-Elektroden), die an Hautoberflächen angelegt werden, zu reduzieren oder zu eliminieren.
  • Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein RF-Handstück bereitzustellen, das konfiguriert ist, um eine zerstäubende Zuführung eines flüssigen Kühlmediums an die RF-Elektrode bereitzustellen.
  • Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein RF-Handstück bereitzustellen, das konfiguriert ist, um die rückwärtige Oberfläche der RF-Elektrode mittels Verdunstungskühlung zu kühlen und eine Hautoberfläche neben einer vorderen Oberfläche der RF-Elektrode mittels Wärmeleitfähigkeit zu kühlen.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein RF-Handstück bereitzustellen, das konfiguriert ist, um steuerbar ein flüssiges Kühlmedium an die Rückseite der RF-Elektrode bei im wesentlichen jeder Orientierung der vorderen Fläche der RF-Elektrode relativ zu der Gravitationsrichtung zu liefern.
  • Hoch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein RF-Handstück bereitzustellen, das eine RF-Elektrode mit sowohl leitfähigen als auch dielektrischen Abschnitten beinhaltet.
  • Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein RF-Handstück bereitzustellen, das einen Kraftsensor beinhaltet, der Gravitätseffekte auslöscht, die durch das Gewicht der Elektrodenanordnung des RF-Handstücks erzeugt werden, und zwar in jeder Orientierung der vorderen Fläche der RF-Elektrode relativ zu der Gravitationsrichtung.
  • Diese und andere Ziele werden erzielt durch die vorliegende Erfindung wie sie in Anspruch 1 festgelegt ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • 1 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform des Handstücks der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine Explosionsansicht des Einsatzaufbaus von 1.
  • 3 ist eine Nahansicht einer RF-Elektrode der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist eine andere Querschnittsansicht eines Teils des Handstückgehäuses von 1. 5 ist eine Querschnittsansicht des Einsatzes von 1.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • In 1 ist die vorliegende Erfindung ein Handstück 10 mit einem Handstückaufbau 12. Der Handstückaufbau 12 beinhaltet ein Handstückgehäuse 14 und ein Ventilglied 16 für flüssiges Kühlmedium. Ein Elektrodenaufbau 18 ist mit Handstückgehäuse 14 verbunden. Der Elektrodenaufbau 18 hat zumindest eine Hochfrequenzelektrode 20, die kapazitiv mit einer Hautoberfläche gekoppelt ist, wenn zumindest ein Teil der RF-Elektrode 20 in Kontakt mit der Hautoberfläche ist. Ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu beschränken, kann die Hochfrequenzelektrode 20 eine Dicke im Bereich von 0,010 bis 1,0 mm haben.
  • Das Handstück 10 stellt einen gleichmäßigeren thermischen Effekt im Gewebe bei einer ausgewählten Tiefe zur Verfügung, während thermische Beschädigungen der Hautoberfläche und anderem Nichtzielgewebe verhindert oder minimiert wird. Das Handstück 10 ist mit einem Hochfre quenzgenerator verbunden. Die Hochfrequenzelektrode 20 kann entweder im monopolaren oder bipolaren Modus betrieben werden. Das Handstück 10 ist konfiguriert, um Kanteneffekte und Hotspots zu reduzieren oder vorzugsweise zu eliminieren. Das Ergebnis ist ein verbessertes ästhetisches Ergebnis/klinisches Resultat mit einer Eliminierung/Reduktion von negativen Effekten und der Heilungszeit.
  • Ein Fluidzuführungsglied 22 ist mit dem Ventilelement 16 für flüssiges Kühlmedium verbunden. Das Fluidzuführungsglied 22 und das Ventilelement 16 für flüssiges Kühlmedium bilden zusammen einen Verteileraufbau für flüssiges Kühlmedium. Das Fluidzuführungsglied 16 ist konfiguriert, um eine zerstäubende Zuführung eines flüssigen Kühlmediums zu der Hochfrequenzelektrode 20 bereitzustellen. Die Zerstäubungszuführung ist ein Nebel oder ein feines Spray. Ein Phasenübergang von flüssig zu gasförmig des flüssigen Kühlmediums tritt auf, wenn es die Oberfläche der Hochfrequenzelektrode 20 trifft. Der Übergang von flüssig zu gasförmig erzeugt den Kühleffekt. Falls der Übergang vor dem Auftreffen des flüssigen Kühlmediums auf die Hochfrequenzelektrode 20 erfolgt, wird das Kühlen der Hochfrequenzelektrode 20 nicht so effektiv sein.
  • In einer Ausführungsform ist das flüssige Kühlmedium ein Tieftemperaturspray, kommerziell erhältlich von Honeywell, Morristown, New Jersey. Ein spezielles Beispiel eines geeigneten Tieftemperatursprays ist R134A2, erhältlich von Refron, Inc., 38-18 33rd St., Long Island City, New York 11101. Die Verwendung eines flüssigen Tieftemperaturkühlmediums stellt die Möglichkeit zur Verfügung, eine Anzahl von unterschiedlichen Typen von Algorithmen für die Hautbehandlung zu verwenden. Beispielsweise kann das flüssige Tieftemperaturkühlmedium Millisekunden vor und nach der Zuführung der Hochfrequenzenergie zu dem gewünschten Gewebe aufgebracht werden. Dies wird erzielt mit der Verwendung des Ventilelements 16 für das fluide Kühlmedium, das mit einer Tieftemperaturzuführung verbunden ist, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf einen Druckgaskanister. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Ventilelement 16 für flüssiges Kühlmedium mit einem Computersteuersystem verbunden sein und/oder manuell von einem Mediziner mittels eines Fußschalters oder einem ähnlichen Gerät bedient werden.
  • Ein Schlüsselvorteil des Bereitstellens eines Sprays oder einer Zerstäubung von flüssigem Tieftemperaturkühlmedium ist die Möglichkeit, eine schnelle An- und Aussteuerung zu implementieren. Flüssiges Tieftemperaturkühlmedium erlaubt eine präzisere zeitweilige Steuerung des Kühlprozesses. Dies liegt daran, daß Kühlung nur auftritt, wenn das Kältemittel gesprayt wird und in einem Verdampfungszustand ist, wobei letzteres ein sehr schnelles, kurzlebiges Ereignis ist. Somit unterbleibt die Kühlung schnell, nachdem das flüssige Tieftemperaturkühlmedium gestoppt wird. Der Gesamteffekt ist es, eine sehr präzise Zeitan-/-aussteuerung des flüssigen Tieftemperaturkühlmediums zu übertragen.
  • In 2 kann das Flüssigkeitszuführungselement 22 in dem Handstückgehäuse 14 oder dem Elektrodenaufbau 128 positioniert sein. Das Flüssigkeitszulieferungselement 22 ist konfiguriert, um steuerbar ein flüssiges Kühlmedium zu einer Rückseite 24 der Hochfrequenzelektrode 20 zu liefern und die Rückseite 24 auf einer gewünschten Temperatur zu halten. Das flüssige Kühlmedium kühlt die Hochfrequenzelektrode 20 mittels Verdunstungskühlung und behält im wesentlichen eine gleichförmige Temperatur der Vorderseite 26 der Hochfrequenzelektrode 20 bei. Die Vorderfläche 26 kann ausreichend flexibel und anpaßbar an die Haut sein, jedoch immer noch ausreichende Stärke und/oder Struktur haben, um eine gute thermische Kopplung bereitzustellen, wenn sie gegen die Hautfläche gedrückt wird.
  • Die Hochfrequenzelektrode 20 kühlt dann mittels Wärmeleitungen eine Hautoberfläche, die neben der vorderen Oberfläche 26 der Hochfrequenzelektrode 20 liegt. Geeignete flüssige Medien beinhalten eine Vielzahl von Kühlmitteln, wie z. B. R134A und Freon. Das Fluidzuführungsglied 22 ist konfiguriert, um steuerbar das flüssige Kühlmedium zu der rückwärtigen Oberfläche 24 zu liefern bei im wesentlichen jeder Orientierung der vorderen Oberfläche 26 relativ zur Gravitationsrichtung. Eine Geometrie und die Positionierung des Fluidzuführungselements 22 werden ausgewählt, um eine im wesentlichen gleichförmige Verteilung des flüssigen Kühlmediums auf der rückwärtigen Oberfläche 24 bereitzustellen. Die Zuführung des flüssigen Kühlmediums kann durch ein Spray aus Tröpfchen oder feinen Nebeln, die sich über die rückwärtige Oberfläche 24 ausbreiten, und dergleichen erfolgen. Die Kühlung tritt an der Schnittstelle des flüssigen Kühlmediums mit der Atmosphäre auf, wo die Verdampfung auftritt. Falls es eine dicke Fluidschicht an der hinteren Oberfläche 24 gibt, muß die Wärme, die von der behandelten Haut entfernt wird, durch die dicke Schicht des flüssigen Kühlmediums abgeführt werden, was den thermischen Widerstand erhöht. Um die Kühlraten zu maximieren, ist es wünschenswert, eine sehr dünne Schicht des flüssigen Kühlmediums aufzubringen. Falls die Hochfrequenzelektrode 20 nicht horizontal ist und falls es eine dicke Schicht aus flüssigem Kühlmedium gibt oder falls es große Tropfen von flüssigem Kühlmedium auf der rückwärtigen Oberfläche 24 gibt, kann das flüssige Kühlmedium die Oberfläche der Hochfrequenzelektrode 20 hinablaufen und sich an einer Kante oder Ecke sammeln, was eine ungleichmäßige Kühlung verursacht. Es ist daher wünschenswert, mit einem feinen Spray eine dünne Schicht aus flüssigem Kühlmedium aufzubringen.
  • In verschiedenen Ausführungsformen hat die Hochfrequenzelektrode 20, die in 3 dargestellt ist, einen leitfähigen Abschnitt 28 und einen dielektrischen Abschnitt 30. Der leitfähige Abschnitt 28 kann ein Metall sein, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf Kupfer, Gold, Silber, Aluminium und dergleichen. Der dielektrische Abschnitt 30 kann aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Materialien hergestellt sein, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Polyimide und dergleichen. Andere dielektrische Materialien beinhalten, sind jedoch nicht beschränkt auf Silizium, Saphir, Diamant, zirkoniumverstärktes Aluminiumoxid (ZTA), Aluminiumoxid und dergleichen. Der dielektrische Abschnitt 30 kann zumindest in einem Abschnitt für den gesamten Umfang des leitfähigen Abschnitts 28 positioniert sein. Geeignete Materialien für einen dielektrischen Abschnitt 30 beinhalten, sind jedoch nicht begrenzt auf Teflon® und dergleichen, Siliziumnitrid, Polysilane, Polysilazane, Polyimide, Kapton und andere Polymere, Antennendielektrika und andere dielektrische Materialien, die im Stand der Technik bekannt sind. In einer anderen Ausführungsform ist die Hochfrequenzelektrode 20 aus einem zusammengesetzten Material hergestellt, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf goldbeschichtetes Kupfer, Kupferpolyimid, Silizium/Siliziumnitrid und dergleichen.
  • Der dielektrische Abschnitt 30 erzeugt eine erhöhte Impedanz für den Fluß des elektrischen Stroms durch die RF-Elektrode 20. Diese erhöhte Impedanz veranlaßt, daß der Strom einen Pfad gerade nach unten durch den leitfähigen Abschnitt 28 zu der Hautoberfläche nimmt. Die Kanteneffekte des elektrischen Feldes, die durch eine Konzentration des Stroms, der aus den Kanten der RF-Elektrode 20 fließt, verursacht wird, werden reduziert.
  • Der dielektrische Abschnitt 30 erzeugt eine gleichmäßigere Impedanz durch die RF-Elektrode 20 und veranlaßt einen gleichförmigeren Strom, der durch den leitfähigen Abschnitt 28 fließt. Der resultierende Effekt minimiert oder eliminiert sogar Kanteneffekte an den Kanten der RF-Elektrode 20.
  • In einer Ausführungsform haftet der leitfähige Abschnitt 28 an dem dielektrischen Abschnitt 30, der ein Substrat mit einer Dicke von beispielsweise etwa 0,024 mm (0,001 Zoll) sein kann. Diese Ausführungsform ist ähnlich zu einem üblichen flexiblen Leiterplattenmaterial, das in der elektronischen Industrie kommerziell verfügbar ist. In dieser Ausführungsform ist der dielektrische Abschnitt 30 mit dem Gewebe, der Haut, in Kontakt und der leitfähige Abschnitt 28 ist von der Haut getrennt. Die Dicke des dielektrischen Abschnitts 30 kann verringert werden durch Anwachsen des leitfähigen Abschnitts 28 auf dem dielektrischen Abschnitt 30 unter Verwendung einer Vielzahl von Techniken, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Sputtern, Elektroabscheidern, chemische Dampfabscheidung, Plasmaabscheidung und andere Abscheidungstechniken, die im Stand der Technik bekannt sind. Zusätzlich können dieselben Prozesse verwendet werden, um den dielektrischen Abschnitt 30 auf dem leitfähigen Abschnitt 28 abzuscheiden. In einer Ausführungsform ist der dielektrische Abschnitt 30 eine Oxidschicht, die auf dem leitfähigen Abschnitt 28 aufgewachsen sein kann. Eine Oxidschicht hat einen niedrigen Wärmewiderstand und verbessert die Kühleffizienz der Haut verglichen mit vielen anderen Dielektrika, wie z. B. Polymeren.
  • Das Fluidzuführungselement 22 hat einen Einlaß 32 und einen Auslaß 34. Der Auslaß 34 kann einen kleineren Querschnittsbereich als der Einlaß 32 haben. In einer Ausführungsform ist das Fluidzuführungselement 22 eine Düse 36.
  • Das Kühlfluidmediumventilelement 16 kann konfiguriert sein, um eine gepulste Zuführung des Kühlfluidmediums bereitzustellen. Das Pulsen der Zuführung des Kühlfluidmediums ist eine einfache Art und Weise, um die Rate der Kühlfluidmediumaufbringung zu steuern. In einer Ausführungsform ist das Kühlfluidmediumventilelement 16 ein Magnetventil. Ein Beispiel eines geeigneten Magnetventils ist ein Magnetquetschventil, das von der N-Research Corporation, West Caldwell, NJ, hergestellt wird. Wenn das Fluid unter Druck gesetzt wird, führt das Öffnen des Ventils zu einem Fluidfluß. Wenn das Fluid bei einem konstanten Druck gehalten wird, dann ist die Flußrate konstant und ein einfaches Offen-/Zu-Magnetventil kann verwendet werden, wobei die effektive Flußgeschwindigkeit durch den Pulszyklus bestimmt wird. Ein hoher Arbeitszyklus bzw. eine hohe Einschaltdauer, nahe an 100%, erhöht das Kühlen, während eine niedrigere Einschaltdauer näher an 0% die Kühlung reduziert. Die Einschaltdauer kann erzielt werden durch Anschalten des Ventils für eine kurze Zeitdauer mit einer eingestellten Frequenz. Die Dauer der Öffnungszeit kann 1 bis 50 Millisekunden oder länger sein. Die Pulsfrequenz kann 1 bis 50 Hz oder schneller sein.
  • Alternativ kann die Kühlfluidmediumflußrate gesteuert werden durch ein Dosierventil oder eine Pumpe mit steuerbarer Geschwindigkeit, wie z. B. eine peristaltische Pumpe. Ein Vorteil der Pulsierung ist es, daß es leicht zu steuern ist unter einfacher Elektronik und Steueralgorithmen.
  • Der Elektronikaufbau 18 ist ausreichend abgedichtet, so daß das Kühlfluidmedium nicht von der Rückseite 24 auf eine Hautfläche leckt, die in Kontakt mit einer vorderen Fläche der Hochfrequenzelektrode 20 steht. Dies hilft, eine gleichmäßige Energiezuführung durch die Hautoberfläche bereitzustellen. In einer Ausführungsform hat der Elektrodenaufbau 18 und insbesondere die RF-Elektrode 20 eine Geometrie, die ein Reservoir an der rückwärtigen Oberfläche 24 erzeugt, um das Kühlfluidmedium zu halten und aufzunehmen, das sich an der rückseitigen Oberfläche 24 gesammelt hat. Die rückseitige Oberfläche 24 kann mit "hospital corners" ausgebildet sein, um dieses Reservoir zu erzeugen. Optional beinhaltet der Elektrodenaufbau 18 ein Entlüftungsloch 38, das es gestattet, daß verdampftes Kühlfluidmedium aus dem Elektrodenaufbau 18 austreten kann. Dies reduziert die Wahrscheinlichkeit, daß sich Kühlfluidmedium an der rückseitigen Fläche 24 ansammelt. Dies kann auftreten, wenn das Kühlfluidmedium auf der Rückseite 24 in Dampfform geliefert wird und dann folgend auf das Kühlen der Rückseite 24 der Dampf in eine Flüssigkeit kondensiert.
  • Das Entlüftungsloch 38 verhindert, daß sich Druck im Elektrodenaufbau 18 aufbaut. Das Entlüftungsloch 38 kann ein Überdruckventil sein, das an die Atmosphäre oder eine Entlüftungsleitung entlüftet. Wenn das Kühlfluidmedium mit der RF-Elektrode 20 in Kontakt tritt und verdampft, wird das resultierende Gas innerhalb des Elektrodenaufbaus 18 unter Druck gesetzt. Dies kann veranlassen, daß die RF-Elektrode 20 teilweise aufgeblasen wird und sich von der vorderen Oberfläche 26 ausbeult. Die aufgeblasene RF-Elektrode 20 kann den thermischen Kontakt mit der Haut erhöhen und kann so zu einem gewissen Grad der Konformität der RF-Elektrode 20 mit der Hautoberfläche führen. Ein elektronischer Kontroller kann bereitgestellt werden. Der elektronische Kontroller sendet ein Signal, um das Luftloch 38 zu öffnen, wenn ein programmierter Druck erreicht wurde.
  • Verschiedene Leitungen 40 sind mit der RF-Elektrode 20 verbunden. Ein oder mehrere Wärmesensoren 42 sind mit der RF-Elektrode verbunden. Geeignete Wärmesensoren 42 beinhalten, sind jedoch nicht hierauf begrenzt, Thermoelemente, Thermistoren, Infrarotphotoemitter und thermisch sensitive Dioden. In einer Ausführungsform wird ein Wärmesensor 42 an jeder Ecke der RF-Elektrode 20 positioniert. Eine ausreichende Anzahl von Wärmesensoren 42 werden bereitgestellt, um ausreichend Wärmedaten der Hautoberfläche zu erfassen. Die Wärmesensoren 42 sind elektrisch von der RF-Elektrode 20 isoliert.
  • Die Wärmesensoren 42 messen die Temperatur und können ein Feedback für das Überwachen der Temperatur der RF-Elektrode 20 und/oder des Gewebes während der Behandlung liefern. Wärmesensoren 42 können Thermistoren, Thermoelemente, thermisch empfindliche Dioden, Kondensatoren, Induktoren oder andere Geräte für das Messen der Temperatur sein. Vorzugsweise stellen Wärmesensoren 42 ein elektronisches Feedback einem Mikroprozessor des Hochfrequenzgenerators, der mit der Hochfrequenzelektrode 20 verbunden ist, zur Verfügung, um die Steuerung der Behandlung zu erleichtern.
  • Die Messungen von den Wärmesensoren 42 können verwendet werden, um die Steuerung der Geschwindigkeit des Aufbringens des Kühlfluidmediums zu unterstützen. Beispielsweise kann der Kühlsteueralgorithmus verwendet werden, um Kühlfluidmedium auf die RF-Elektrode 20 mit einer hohen Flußrate aufzubringen, bis die Temperatur unter eine Zieltemperatur fällt, und dann sich verlangsamt oder stoppt. Ein PID oder Proportional-Integral-Differential-Algorithmus kann verwendet werden, um die Temperatur der RF-Elektrode 20 auf einen vorbestimmten Wert präzise zu steuern.
  • Wärmesensoren 42 können auf der Rückseite 42 der RF-Elektrode 20 von dem Gewebe weg zeigend plaziert sein. Diese Konfiguration ist insbesondere ideal für das Steuern der Temperatur der RF-Elektrode 20. Alternativ dazu können die Wärmesensoren 42 an der vorderen Fläche 26 der RF-Elektrode 10 in direktem Kontakt mit dem Gewebe positioniert sein. Diese Ausführungsform kann geeigneter sein für die Überwachung der Gewebetemperatur. Algorithmen werden verwendet mit Wärmesensoren 42, um ein Temperaturprofil des behandelten Gewebes zu berechnen. Wärmesensoren 42 können verwendet werden, um ein Temperaturprofil der Haut zu entwickeln, das dann verwendet wird für die Prozeßsteuerzwecke, um sicherzustellen, daß die geeigneten Wärmemengen und Kühlmengen bereitgestellt werden, um eine gewünschte erhöhte Tiefgewebetemperatur zu erzielen, während Hautgewebeschichten unterhalb einer Grenzwerttemperatur gehalten werden und eine thermische Verletzung vermieden wird. Der Arzt kann das gemessene Temperaturprofil verwenden, um sicherzustellen, daß er sich innerhalb der Grenzen eines idealen/durchschnittlichen Profils für einen gegebenen Behandlungstyp befindet. Die Wärmesensoren 42 können für zusätzliche Zwecke verwendet werden. Wenn die Temperatur der Wärmesensoren 42 überwacht wird, ist es möglich, zu erfassen, wenn die RF-Elektrode 20 in Kontakt mit der Hautoberfläche ist. Dies kann erzielt werden durch Erfassen einer direkten Temperaturveränderung, wenn Hautkontakt erfolgt, oder durch Untersuchen der Geschwindigkeit der Temperaturveränderung, was durch den Kontakt mit der Haut beeinflußt wird. In ähnlicher Weise, wenn es mehr als einen Wärmesensor 42 gibt, können die Wärmesensoren 42 verwendet werden, um zu erfassen, ob ein Teil der RF-Elektrode 20 angehoben oder mit der Haut außer Kontakt geraten ist. Dies kann wichtig sein, da die Stromdichte (Ampere pro Einheitsfläche), die zu der Haut geliefert wird, variieren kann, wenn sich die Kontaktfläche verändert. Insbesondere, wenn ein Teil der Oberfläche der RF-Elektrode 20 nicht mit der Haut in Kontakt ist, ist die resultierende Stromdichte höher als erwartet.
  • In 4 ist ein Kraftsensor 44 ebenso mit dem Elektrodenaufbau 18 verbunden. Der Kraftsensor 44 erfaßt eine Kraftgröße, die auf den Elektrodenaufbau 18 von dem Arzt auf eine zu behandelnde Hautoberfläche angelegt wird. Der Kraftsensor 44 gleicht Gravitätseffekte des Gewichts des Elektrodenaufbaus 18 in jede Orientierung der vorderen Oberfläche 26 der RF-Elektrode 20 relativ zur Gravitationsrichtung aus. Zusätzlich stellt der Kraftsensor 44 eine Anzeige bereit, wenn die RF-Elektrode 20 in Kontakt mit einer Hautfläche ist. Der Kraftsensor 44 stellt ebenso ein Signal bereit, das anzeigt, daß eine Kraft, die von der RF-Elektrode 20 auf eine kontaktierte Hautfläche angelegt wird, (i) unterhalb einer Minimumgrenze oder (ii) oberhalb einer Maximumgrenze liegt.
  • Ein Aktivierungsknopf 46 wird in Verbindung mit dem Kraftsensor verwendet. Unmittelbar vor der Aktivierung der RF-Elektrode 20 hält der Arzt das Handstück 10 in einer Position gerade von der Hautoberfläche entfernt. Die Orientierung des Handstücks 10 kann jeder Winkel relativ zu dem Gravitationswinkel sein. Um das Handstück in Bereitschaft zu bringen, kann der Arzt den Aktivierungsknopf 46 drücken, was den Kraftsensor 44 austariert durch Einstellen derart, daß er Null ausliest. Dies löscht die Kraft aufgrund der Gravität in dieser bestimmten Behandlungsorientierung. Das Verfahren erlaubt die konsistente Kraftanwendung auf die RF-Elektrode 20 an die Hautoberfläche ungeachtet des Winkels des Handstücks 10 relativ zu der Gravitationsrichtung.
  • Die Hochfrequenzelektrode 20 kann ein flexibler Schaltkreis sein, der Strangkomponenten beinhalten kann. Zusätzlich kann ein Wärmesensor 42 und ein Kraftsensor 44 Teil des flexiblen Schaltkreises sein. Weiterhin kann der flexible Schaltkreis ein Dielektrikum beinhalten, das Teil der RF-Elektrode 20 bildet.
  • Der Elektrodenaufbau 18 kann bewegbar innerhalb des Handstückgehäuses 12 positioniert sein. In einer Ausführungsform ist der Elektrodenaufbau 18 verschiebbar entlang einer Längsachse des Handstückgehäuses 12 bewegbar. Der Elektrodenaufbau 18 kann drehbar im Handstückgehäuse 12 montiert sein. Zusätzlich kann die Hochfrequenzelektrode 20 drehbar im Elektrodenaufbau 18 positioniert sein. Der Elektrodenaufbau 18 kann entfernbar mit dem Handstückgehäuse 12 als Einweg- oder Nichteinweg-Einsatz 52, s. 5, verbunden sein. Für die Zwecke dieser Beschreibung ist der Elektrodenaufbau 18 der gleiche wie der Einsatz 52. Sobald bewegbar im Handstückgehäuse 12 montiert, kann der Einsatz 52 mit dem Handstückgehäuse 12 verbunden werden über den Kraftsensor 44. Der Kraftsensor 44 kann von dem Typ sein, der in der Lage ist, sowohl Druckkräfte als auch Zugkräfte zu messen. In anderen Ausführungsformen mißt der Kraftsensor 44 nur Druckkräfte oder mißt nur Zugkräfte.
  • Der Einsatz 52 kann mit einer Feder 48 vorgespannt sein. In einer Ausführungsform spannt die Feder 48 die RF-Elektrode 20 in einer Richtung hin zum Handstückgehäuse 12 vor. Dieses vorbelastet den Kraftsensor 44 und hält den Einsatz 52 gegen den Kraftsensor 44 gedrückt. Die Vorbelastungskraft wird austariert, wenn der Aktivierungsknopf 46 direkt vor der Aufbringung der RF-Elektrode 20 auf die Hautoberfläche gedrückt wird.
  • Eine Abdeckung 50 ist optional mit dem Handstück 10 verbunden. Die Abdeckung 50 dient dazu, den Benutzer davon abzuhalten, den Einsatz 52 während des Gebrauchs zu berühren, was fehlerhafte Kraftmessungen verursachen kann.
  • Ein nichtflüchtiger Speicher 54 kann in dem Einsatz 52 aufgenommen sein. Zusätzlich kann nichtflüchtiger Speicher in dem Handstückgehäuse 12 enthalten sein. Nichtflüchtiger Speicher 54 kann ein EPROM und dergleichen sein. Zusätzlich kann ein zweiter nichtflüchtiger Speicher 56 in dem Handstückgehäuse 12 aufgenommen sein für die Zwecke des Speicherns von Information des Handstücks 10, wie z. B., jedoch nicht beschränkt hierauf, die Handstückmodellnummer oder -version, die Handstücksoftwareversion, die Anzahl von Hochfrequenzanwendungen, die das Handstück 10 bereitgestellt hat, das Ablaufdatum und das Herstellungsdatum. Das Handstückgehäuse 12 kann ebenso einen Mikroprozessor 58 enthalten für die Zwecke der Erfassung und der Analyse von Daten von verschiedenen Sensoren im Handstückgehäuse 12 oder Einsatz 52 einschließlich, jedoch nicht hierauf beschränkt, Wärmesensoren 42, Kraftsensoren 44, Fluiddruckmeßgeräten, Schaltern, Tasten und dergleichen. Der Mikroprozessor 58 kann ebenso Komponenten auf dem Handstück 10 steuern einschließlich, jedoch nicht hierauf begrenzt, LEDs, Ventile, Pumpen oder andere elektronische Komponenten. Der Mikroprozessor 58 kann ebenso Daten zu einem Mikroprozessor des Hochfrequenzgenerators übertragen.
  • Der nichflüchtige Speicher 54 kann ebenso eine Vielzahl von Daten speichern, die die Steuerung und den Betrieb des Handstücks 10 und des verknüpften Systems erleichtern, einschließlich, aber nicht hierauf begrenzt, (i) Steuerung der Strommenge, die von der RF-Elektrode 20 geliefert wird, (ii) Steuerung des Arbeitszyklus des Fluidzuführungselements 22, (iii) Steuerung der Energiezuführungszeit der RF-Elektrode 20, (iv) Steuerung der Temperatur der RF-Elektrode 20 relativ zu einer Zieltemperatur, (v) Bereitstellen einer Maximalanzahl von Befeuerungen der RF-Elektrode 20, (vi) Bereitstellen einer maximal erlaubten Spannung, die durch die RF-Elektrode 20 zuführbar ist, (vii) Bereitstellen einer Verlaufsanzeige der Verwendung der RF-Elektrode 20, (viii) Bereitstellen eines steuerbaren Arbeitszyklus für das Fluidzuführungselement 22 für die Zuführung des Kühlfluidmediums zu der Rückseite 24 der RF-Elektrode 20, (ix) Bereitstellen einer steuerbaren Zuführungsgeschwindigkeit des Kühlfluidmediums, das von dem Fluidzuführungselement 22 zu der Rückseite 24 geliefert wird, und dergleichen.
  • Das Handstück 10 kann ebenso verwendet werden, um die Wärmeenergie zu liefern, um das Gewebe zu modifizieren einschließlich, jedoch nicht hierauf beschränkt, Collagen enthaltendes Gewebe in den Epidermis-, Dermis- und subkutanen Gewebeschichten, einschließlich Fettgewebe. Die Modifikation des Gewebes beinhaltet das Modifizieren eines physikalischen Merkmals des Gewebes, einer Struktur des Gewebes oder einer physikalischen Eigenschaft des Gewebes. Die Modifikation kann erzielt werden durch Liefern von ausreichend Energie, um eine Collagenschrumpfung und/oder eine Wundheilungsantwort einschließlich der Abscheidung von neuem oder naszierendem Collagen zu bewirken.
  • Das Handstück 10 kann verwendet werden für das Durchführen einer Anzahl von Behandlungen der Haut und des darunter liegenden Gewebes einschließlich, jedoch nicht hierauf beschränkt, (i) Hauterneuerung und Verfestigung, (ii) Faltenreduktion, (iii) Elastosereduktion, (iv) Talgdrüsenentfernung/-deaktivierung, (v) Haarfollikelentfernung, (vi) Fettgewebeerneuerung/Entfernung, (vii) Besenreiserentfernung und dergleichen.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann das Handstück 10 in einer Vielzahl von Behandlungsprozessen verwendet werden, einschließlich, jedoch nicht hierauf beschränkt, (i) Vorkühlung, bevor die Zuführung der Energie zu dem Gewebe begonnen hat, (ii) eine Ein-Phase oder Energiezuführungsphase in Verbindung mit der Kühlung und (iii) Nachkühlung, nachdem die Zuführung der Energie zu dem Gewebe gestoppt wurde.
  • Das Handstück 10 kann verwendet werden, um die Oberflächenschichten des Zielgewebes vorzukühlen, so daß, wenn die RF-Elektrode 20 in Kontakt mit dem Gewebe ist oder vor dem Einschalten der RF-Energiequelle, die oberflächlichen Schichten des Zielgewebes bereits gekühlt sind. Wenn die RF-Energiequelle angeschaltet wird oder die Zuführung von Hochfrequenz zum Gewebe auf andere Weise beginnt, was zu einem Erwärmen der Gewebe führt, ist das Gewebe, das gekühlt wurde, gegenüber thermischen Effekten einschließlich der thermischen Beschädigung geschützt. Das Gewebe, das nicht gekühlt wurde, wird sich auf therapeutische Temperaturen erwärmen und führt zu dem gewünschten therapeutischen Effekt.
  • Die Vorkühlung gibt Zeit für die thermischen Effekte des Kühlens, um sich in das Gewebe hinein auszubreiten. Genauer gesagt erlaubt das Vorkühlen das Erzielen eines gewünschten thermischen Tiefenprofils im Gewebe mit einer minimal gewünschten Temperatur, die bei einer auswählbaren Tiefe erzielt wird. Die Menge oder Dauer der Vorkühlung kann verwendet werden, um die Tiefe der geschützten Zone des unbehandelten Gewebes auszuwählen. Längere Dauer des Vorkühlens erzeugt eine tiefere geschützte Zone und somit einen tieferen Grad im Gewebe für den Start der Behandlungszone. Das Gegenteil trifft für kürzere Perioden des Vorkühlens zu. Die Temperatur der vorderen Fläche 26 der RF-Elektrode 20 beeinflußt ebenso das Temperaturprofil. Je kälter die Temperatur der vorderen Fläche 26 ist, um so schneller und tiefer ist das Kühlen und umgekehrt.
  • Die Nachkühlung kann wichtig sein, da sie verhindert und/oder reduziert, daß Wärme, die zu den tieferen Schichten geliefert wurde, nach oben abgeleitet wird und die weiter an der Oberfläche liegenden Schichten möglicherweise auf einen therapeutischen oder zerstörenden Temperaturbereich aufheizt, obgleich die externe Energiezuführung zu dem Gewebe beendet wurde. Um dies und ebenso in Bezug stehende thermische Phänomene zu verhindern, kann es wünschenswert sein, die Kühlung der Behandlungsoberfläche während einer Zeitperiode, nachdem die Hochfrequenzenergieaufbringung beendet wurde, beizubehalten. In verschiedenen Ausführungsformen können variierende Nachkühlzeiten mit Echtzeitkühlung und/oder Vorkühlung kombiniert werden.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann das Handstück 10 in einer großen Zahl von Kühlpulssequenzen vom An-Aus-Typ verwendet werden und Algorithmen können eingesetzt werden. In einer Ausführungsform stellt der Behandlungsalgorithmus die Vorkühlung des Gewebes durch Starten eines Sprays aus Tieftemperaturkühlfluidmedium, gefolgt durch einen kurzen Puls von RF-Energie in das Gewebe zur Verfügung. In dieser Ausführungsform wird das Spray aus Tieftemperaturkühlfluidmedium fortgesetzt, während die Hochfrequenzenergie zugeführt wird und wird gestoppt kurz danach, z. B. in der Größenordnung von Millisekunden. Diese oder eine andere Behandlungssequenz können erneut wiederholt werden. Somit kann die Behandlungssequenz in verschiedenen Ausführungsformen eine gepulste Sequenz aus Kühlung an, Heizen, Kühlung aus, Kühlung an, Heizen, Kühlung aus und mit Kühl- und Heizdauern in der Größenordnung von Dutzenden von Millisekunden. In diesen Ausführungsformen wird, jedesmal, wenn die Oberfläche des Gewebes der Haut gekühlt wird, Wärme von der Hautoberfläche entfernt. Die Spraydauer des Tieftemperaturkühlfluidmediums und die Intervalle zwischen den Sprays können im Bereich von Dutzenden von Millisekunden liegen, was die Oberflächenkühlung erlaubt, während immer noch der gewünschte thermische Effekt in das tiefere Zielgewebe geliefert wird.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann die Zielgewebezone für die Therapie, ebenso therapeutische Zone oder Zone des thermischen Effekts genannt, bei einer Gewebetiefe von näherungsweise 100 μm unterhalb der Oberfläche der Haut bis hinunter zu einer Tiefe von 10 mm sein, abhängig von dem Behandlungstyp. Für Behandlungen, die die Collagenkontraktion beinhalten, kann es wünschenswert sein, sowohl die Epidermis als auch die oberflächlichen Schichten der Dermis der Haut, die unterhalb der Epidermis liegen, d.h. einen gekühlten tiefen Bereich zwischen 100 μm und 2 mm, zu kühlen. Verschiedene Behandlungsalgorithmen können unterschiedliche Mengen an Vorkühlung, Heizen und Nachkühlungsphasen beinhalten, um einen gewünschten Gewebeeffekt bei einer gewünschten Tiefe zu erzeugen.
  • Verschiedene Arbeitszyklen, An- und Aus-Zeiten des Kühlens und des Heizens werden benutzt abhängig von dem Behandlungstyp. Die Kühl- und Heizarbeitszyklen können gesteuert und dynamisch variiert werden durch ein elektronisches Steuersystem, das im Stand der Technik bekannt ist. Genauer gesagt kann das Steuersystem verwendet werden, um das Kühlfluidmediumventilelement 16 und die RF-Energiequelle zu steuern.
  • Die vorhergehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wurde dargestellt für die Zwecke der Illustration und Beschreibung. Es ist nicht beabsichtigt, allumfassend zu sein oder die Erfindung auf die präzisen beschriebenen Ausführungsformen zu beschränken. Es ist offensichtlich, daß viele Modifikationen und Variationen sich dem Fachmann ergeben. Es ist beabsichtigt, daß der Schutzbereich der Erfindung durch die folgenden Ansprüche festgelegt wird.

Claims (28)

  1. Hochfrequenz-Handstück (10) für die Behandlung von Gewebe, das aufweist: einen Handstückaufbau (12) einschließlich einem Handstückgehäuse (14) und eine Hochfrequenz-Elektrodenvorrichtung (18), die abnehmbar an dem Handstückgehäuse (14) befestigt ist, wobei die Hochfrequenz-Elektrodenvorrichtung (18) eine Hochfrequenz-Elektrode (20) mit einem leitfähigen Abschnitt (28) und einem Dielektrikum (30) beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochfrequenz-Handstück (10) weiterhin aufweist einen Kraftsensor (44), der mit der Hochfrequenz-Elektrode (20) verbunden ist.
  2. Hochfrequenz-Handstück (10) nach Anspruch 1, bei dem der leitfähige Abschnitt (28) an dem Dielektrikum (30) anhängt.
  3. Hochfrequenz-Handstück (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, das weiterhin aufweist: einen Kühlfluidmediumspenderaufbau, der mit der Hochfrequenz-Elektrodeneinrichtung (18) und dem Handstückgehäuse (14) gekoppelt ist.
  4. Hochfrequenz-Handstück (10) nach Anspruch 3, bei dem der Kühlfluidmediumspenderaufbau ein Fluidzuführungselement (22) beinhaltet, das mit einem Kühlfluidmediumventilelement (16) verbunden ist.
  5. Hochfrequenz-Handstück (10) nach Anspruch 4, bei dem das Kühlfluidmediumventilelement (16) in dem Handstückgehäuse (14) positioniert ist.
  6. Hochfrequenz-Handstück (10) nach Anspruch 4, bei dem das Kühlfluidmediumventilelement (16) in der Hochfrequenz-Elektrodeneinrichtung (18) positioniert ist.
  7. Hochfrequenz-Handstück (10) nach Anspruch 4, bei dem das Fluidzuführungselement (22) in dem Handstückgehäuse (14) positioniert ist.
  8. Hochfrequenz-Handstück (10) nach Anspruch 4, bei dem das Fluidzuführungselement (22) in der Hochfrequenz-Elektrodeneinrichtung positioniert ist.
  9. Hochfrequenz-Handstück (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei dem das Fluidzuführungselement (22) eine Düse (36) beinhaltet.
  10. Hochfrequenz-Handstück (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, bei dem das Fluidzuführungselement (22) konfiguriert ist, um eine steuerbare Menge von Kühlfluidmedium zu der Hochfregenz-Elektrode (20) zu liefern.
  11. Hochfrequenz-Handstück (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei das Fluidzuführungselement (22) konfiguriert ist, um ein Kühlfluidmedium kontrolliert zu der Rückseite der Hochfrequenz-Elektrode (20) zu liefern.
  12. Hochfrequenz-Handstück (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 11, bei dem das Fluidzuführungselement (22) konfiguriert ist, um kontrollierbar das Fluid zu einer Rückseite (24) der Hochfrequenz-Elektrode (20) zu liefern, um die Hochfrequenz-Elektrode (20) mittels Verdampfungskühlung zu kühlen und die Hautoberfläche, die in Kontakt mit der Vorderseite (26) der Hochfrequenz-Elektrode (20) ist, mit Wärmeleitung zu kühlen.
  13. Hochfrequenz-Handstück (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 12, wobei das Fluidzuführungselement (22) konfiguriert ist, um ein Kühlfluid kontrollierbar zu der Rückseite (24) der Hochfrequenz-Elektrode (20) bei im wesentlichen jeder Orientierung der Vorderfläche (26) der Hochfrequenz-Elektrode (20) relativ zur Richtung der Erdanziehung zu liefern.
  14. Hochfrequenz-Handstück (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 13, bei dem die Hochfrequenz-Elektrode (20) ausreichend abgedichtet ist, um den Fluß eines Kühlfluidmediums von der Rückseite der Hochfrequenz-Elektrode (20) zu der Hautfläche, die in Kontakt mit der Vorderseite (26) der Hochfrequenz-Elektrode (20) steht, zu minimieren.
  15. Hochfrequenz-Handstück (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die Hochfrequenz-Elektrodenvorrichtung ein Lüftungsloch (38) beinhaltet.
  16. Hochfrequenz-Handstück (10) nach Anspruch 4, bei dem das Kühlfluidmedium (16) konfiguriert ist, um eine gepulste Zuführung eines Kühlfluidmediums bereitzustellen.
  17. Hochfrequenz-Handstück (10) nach Anspruch 4, bei dem das Kühlfluidmediumventilelement (16) ein Magnetventil beinhaltet.
  18. Hochfrequenz-Handstück (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kraftsensor (44) konfiguriert ist, um die Größe der Kraft, die von der Hochfrequenz-Elektrode (20) auf eine Oberfläche ausgeübt wird, zu erfassen.
  19. Hochfrequenz-Handstück (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kraftsensor (44) konfiguriert ist, um Gravitationseffekte des Gewichts der Elektrodenvorrichtung (18) zu eliminieren.
  20. Hochfrequenz-Handstück (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kraftsensor (44) konfiguriert ist, um Gravitationseffekte des Gewichts der Elektrodenvorrichtung (18) in irgendeine Orientierung einer vorderen Fläche (26) der Hochfrequenz-Elektrode (20) zu der Richtung der Erdanziehung zu eliminieren.
  21. Hochfrequenz-Handstück (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kraftsensor (44) konfiguriert ist, um eine Anzeige des Kontakts der Hochfrequenz-Elektrode (20) mit einer Hautoberfläche bereitzustellen.
  22. Hochfrequenz-Handstück (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kraftsensor (44) konfiguriert ist, um ein Signal bereitzustellen, das eine Kraft anzeigt, die von der Hochfrequenz-Elektrode (20) auf eine kontaktierte Hautoberfläche ausgeübt wird, unter einer minimalen Grenze liegt.
  23. Hochfrequenz-Handstück (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kraftsensor (44) konfiguriert ist, um ein Signal bereitzustellen, das anzeigt, daß eine Kraft, die von der Hochfrequenz-Elektrode (20) auf eine kontaktierte Hautoberfläche ausgeübt wird, oberhalb einer maximalen Grenze liegt.
  24. Hochfrequenz-Handstück (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, das weiterhin aufweist einen Tarierknopf, der mit dem Kraftsensor (44) verbunden ist.
  25. Hochfrequenz-Handstück (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Hochfrequenz-Elektrode (20) eine Verlängerungsleitung beinhaltet.
  26. Hochfrequenz-Handstück (10) nach Anspruch 25, wobei die Verlängerungsleitung konfiguriert ist, um den Fluß eines Kühlfluidmediums von einer Rückseite (24) der Hochfrequenz-Elektrode zu einer Vorderseite (26) der Hochfrequenz-Elektrode (20) zu trennen.
  27. Hochfrequenz-Handstück (10) nach Anspruch 25 oder 26, bei dem die Verlängerungsleitung konfiguriert ist, um ein Reservoir für ein Kühlfluidmedium zu erzeugen, das sich an einer Rückseite der Hochfrequenz-Elektrode sammelt.
  28. Hochfrequenz-Handstück (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Hochfrequenz-Elektrode konfiguriert ist, so daß sie kapazitiv mit einer Hautoberfläche gekoppelt ist, wenn zumindest ein Teil der Hochfrequenz-Elektrode mit der Hautoberfläche in Kontakt ist.
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