Подающее устройство с коаксиальным кабелем, прибор, содержащий указанное устройство, и способ
Группа изобретений относится к медицинской технике. Устройство содержит наружный проводник и внутренний проводник, расположенные приблизительно коаксиально относительно друг друга. Наружный проводник расположен вокруг внутреннего проводника. Наружный проводник и внутренний проводник расположены и выполнены таким образом, чтобы генерировать электромагнитное поле, силовые линии которого проходят от передней поверхности внутреннего проводника к передней поверхности наружного проводника. Предлагаемое устройство содержит также окно подачи энергии, расположенное перед наружным проводником и внутренним проводником. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к медицинским устройствам и приборам. В частности, настоящее изобретение относится к усовершенствованным устройствам и приборам для удаления жировых слоев.
Уровень техники
В настоящее время в области эстетической хирургии способы удаления жировой ткани имеют большое значение. С этой целью, в течение многих лет были разработаны различные методы, некоторые из которых основаны на инвазивной хирургии. В ранние годы широко применялся способ, называемый липосакцией, позволяющий удалять части жира путем отсасывания, заключающийся в том, что через очень маленькие разрезы (шириной несколько мм) в коже в тело пациента вставляют канюли, достигающие жировой ткани, подлежащей полному или частичному удалению, и осуществляется отсасывание жира. Отсасывание может производиться вручную с помощью шприцев или специальных подходящих устройств для отсасывания. В некоторых случаях отсасывание жира может производиться в комбинации с местным применением ультразвука, вибрации или впрыскиванием воды, с целью лучшего разжижения жира.
Как и во всех случаях инвазивной хирургии, при этом используется местный или общий наркоз, в зависимости от количества удаляемой жировой ткани.
В некоторых случаях для разжижения жира проводится липотерапия, заключающаяся в том, что в удаляемые жировые слои производится впрыск жидкостей (например, соевого лецитина), вызывающих разрушение адипоцитов, т.е. разрушение клеточных мембран, и, следовательно, разжижение адипоцитов. Биологический материал, образующийся в результате липолиза, впоследствии постепенно поглощается организмом.
В более поздние годы был разработан способ лазерно-стимулированной липосакции, при котором отсасывание адипоцитов производится с помощью всасывающей канюли после разжижения жировой клетчатки с помощью энергии лазерного излучения, доставляемой в ткань с помощью световода через канюлю. В некоторых случаях осуществляется лазерно-стимулированный липолиз адипоцитов, а образующийся в результате данной операции биоматериал не удаляется путем отсасывания, а поглощается организмом.
Способы и устройства для осуществления лазерно-стимулированного липолиза раскрываются в документе US-B- 6206873.
В альтернативном способе используется охлаждение с помощью пластин, окружающих складки брюшной ткани, состоящей из дермы и подкожной жировой клетчатки. Воздействие охлаждения в течение определенного времени приводит к повреждению адипоцитов, и, таким образом, к гибели клеток подкожной жировой ткани. Затем жир постепенно удаляется организмом.
В более раннее время предлагались способы липолиза адипоцитов с помощью чрескожной доставки энергии. Например, в документе US-A-5.143.063 раскрывается прикладываемое к коже устройство подачи энергии. Энергия проходит через дерму, достигает расположенных под дермой жировых слоев и вызывает разрушение адипоцитов. В данном документе известного уровня техники раскрываются способы использования различных форм энергии: например, ультразвука или микроволновой электромагнитной энергии.
В документе WO-A-96/40369 раскрывается прибор и излучатель для удаления жира с помощью микроволнового излучения. Излучатель содержит матрицу антенн, генерирующих сходящиеся микроволновые пучки лучей для создания желаемой температуры в подкожных жировых слоях.
В документе EP-A-2767308 (соответствует US-A) раскрываются устройства и системы для подачи микроволновой энергии с целью удаления подкожных жировых слоев. В варианте реализации, описываемом в документе EP-A-2767308, используется рупорная антенна с внутренним проводником малого диаметра и рупорообразным внешним проводником с увеличивающимся диаметром, заканчивающимся кромкой, диаметр которой более чем в десять раз больше диаметра внутреннего проводника. Рупорообразный внешний проводник выступает наружу относительно внутреннего проводника на расстояние, равное множеству диаметров внутреннего проводника.
Преимущество этих известных устройств для чрескожной подачи энергии излучения заключается в том, что они обеспечивают возможность практически неинвазивного лечения, но они имеют и недостаток, заключающийся в их не очень высокой эффективности.
Таким образом, существует необходимость создания неинвазивных и высокоэффективных устройств и приборов для липотерапии.
Раскрытие сущности изобретения
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предлагается устройство для подачи высокочастотной энергии, содержащее наружный проводник и внутренний проводник, расположенные приблизительно коаксиально относительно друг друга, при этом наружный проводник расположен вокруг внутреннего проводника, образуя коаксиальную кабельную линию с открытым торцом. Коаксиальная кабельная линия с открытым торцом соединена коаксиальным кабелем, например, с высокочастотным генератором, как правило с генератором высокочастотного электромагнитного поля. При соединении с высокочастотным генератором наружный проводник и внутренний проводник расположены и выполнены таким образом, что они образуют коаксиальную кабельную линию с открытым торцом и генерируют электромагнитное поле, силовые линии которого проходят от передней поверхности внутреннего проводника к передней поверхности наружного проводника. При взаимодействии коаксиальной кабельной линии с открытым торцом с кожей пациента электромагнитное поле распространяется в ткани тела пациента. При введении подающего устройства в контакт с участком кожи пациента, под которым расположен подлежащий удалению жировой слой (за счет механизма разрушения адипоцитов и/или запуска механизма апоптоза), электрическое поле распространяется в ткани, находящейся под участком кожи, с которым контактирует подающее устройство; при этом силовые линии электромагнитного поля проходят приблизительно перпендикулярно слоям ткани, т.е. приблизительно перпендикулярно поверхностям сопряжения между эпидермисом и жировым слоем, а также между жировым слоем и слоем мышечной ткани.
Таким образом, ток последовательно пересекает различные слои, увеличивая отвод тепла и, следовательно, вызывая больший нагрев тканей с более высоким удельным сопротивлением. Такими тканями и являются жировые слои, и в них в основном и происходит преобразование электрической энергии в тепловую энергию, вызывая повышение температуры.
В практическом исполнении подающее устройство может содержать окно подачи энергии, расположенное перед наружным проводником и внутренним проводником. Окно подачи энергии может быть выполнено в виде пластины из диэлектрического материала, сквозь который может проходить электромагнитное излучение с частотой, используемой для данного способа терапии. Предпочтительно, указанный используемый материал обладает также высокой теплопроводностью.
Это окно может охлаждаться, например, с помощью хладагента, представляющего собой диэлектрик с целью снижения потерь электроэнергии, и обладающего высокой теплопроводностью, который протекает по внутренней поверхности закрывающей пластины, для уменьшения риска ожога, а также чувства местного перегрева у пациента. Фактически, прохождение высокочастотной энергии сквозь эпидермис и дрему вызывает в них образование тепла вследствие преобразования электромагнитной энергии в тепловую энергию с последующим нагреванием пересекаемых тканей. Охлаждаемое окно, находящееся в контакте с эпидермисом кожи пациента, удаляет тепло и поддерживает температуру ткани на допустимом уровне.
Согласно еще одному аспекту, настоящим изобретением предлагается прибор для подачи высокочастотной энергии, содержащий высокочастотный генератор, соединитель и вышеописанное подающее устройство.
Согласно еще одному аспекту, предлагается способ удаления жировых слоев, включающий в себя следующие этапы:
- приложение подающего устройства вышеописанного типа к участку эпидермиса, под которым располагаются подлежащие удалению или уменьшению жировые слои;
- генерирование с помощью подающего устройства в объеме ткани, расположенном под участком эпидермиса, высокочастотного электромагнитного поля, силовые линии которого проходят приблизительно перпендикулярно эпидермису, последовательно пересекая эпидермис, дерму и расположенную под ней жировую ткань.
Таким образом, ток, генерируемый указанным электромагнитным полем, вызывает локальное нагревание жировой ткани до температуры, достаточной для немедленного и/или последующего разрушения за счет апоптоза по меньшей мере части адипоцитов, образующих жировую ткань.
Преимущества и варианты реализации подающего устройства, прибора, в котором используется указанное устройство, и способа согласно настоящему изобретению описываются ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, демонстрирующие неограничивающий вариант практического осуществления изобретения; приводится также формула изобретения, являющаяся неотъемлемой частью настоящего описания.
Краткое описание чертежей
Суть настоящего изобретения станет более понятной после ознакомления с приведенным ниже его подробным описанием со ссылками на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие неограничивающие возможные варианты осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1 показано аксонометрическое изображение (вид сверху) варианта реализации подающего устройства согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 - аксонометрическое изображение (вид снизу) устройства, показанного на фиг. 1;
на фиг. 3 - вид в плане устройства, показанного на фиг. 1 и 2;
на фиг. 4 и 5 - виды в разрезе по плоскостям IV-IV и V-V из фиг. 3;
на фиг. 6 - схематичное изображение структуры силовых линий электрического поля, генерируемого подающим устройством, показанным на фиг. 1;
фиг. 7 - моделирование распределения температуры в ткани пациента во время терапии;
на фиг. 8 - блок-схема прибора, в котором используется подающее устройство, показанное на фиг. 1;
на фиг. 9 - вид в продольном разрезе еще одного варианта реализации подающего устройства.
Осуществление изобретения
Ниже приведено подробное описание рассматриваемых в качестве примера возможных вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Одни и те же или аналогичные элементы на разных чертежах обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Кроме того, приведенные чертежи не обязательно выполнены в масштабе. Кроме того, приведенное ниже подробное описание изобретения не ограничивает настоящее изобретение. Объем настоящего изобретения определяется только пунктами прилагаемой формулы изобретения.
Используемые в описании термины "вариант осуществления изобретения", "один из возможных вариантов осуществления изобретения" или "некоторые варианты осуществления изобретения" означают, что конкретный отличительный признак, конструкция или характеристика, описываемые в данном варианте осуществления изобретения, могут использоваться по меньшей мере еще в одном варианте реализации раскрываемого объекта изобретения. Таким образом, использование оборотов "в одном из возможных вариантов осуществления изобретения", "в варианте осуществления изобретения" или "в некоторых вариантах осуществления изобретения" в различных местах настоящего описания не обязательно указывает на один и тот же вариант/варианты осуществления изобретения. Кроме того, конкретные отличительные признаки, конструкции или характеристики могут использоваться в комбинации друг с другом (при условии их совместимости) в одном или нескольких вариантах осуществления изобретения.
Как показано на фиг. 1, в некоторых вариантах осуществления изобретения предлагается подающее устройство, также называемое излучателем, в целом обозначенное ссылочной позицией 1. Подающее устройство 1 соединено с высокочастотным генератором, схематично обозначенным ссылочной позицией 5 на фиг. 8, с помощью кабеля, например коаксиального кабеля 3.
В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 1, подающее устройство 1 содержит наружный проводник 7 и внутренний проводник 9, расположенные практически коаксиально относительно друг друга, причем наружный проводник 7 образует гнездо или полость, в которой расположен внутренний проводник 9. Предпочтительно, проводник 7 соединен с наружным проводником (обычно называемым оболочкой) коаксиального кабеля 3, а внутренний проводник 9 соединен с внутренним проводником коаксиального кабеля 3. Благодаря этому обеспечивается заземление наружного проводника 7 подающего устройства 1, и оператор может держать его без риска поражения электрическим током.
Внутренний проводник 9 содержит обращенную наружу переднюю поверхность 9A.
Проводники 7 и 9 образуют коаксиальную кабельную линию с открытым торцом и закрытым торцом на выходе коаксиального кабеля 3 для соединения с высокочастотным генератором.
Наружный проводник 7 может иметь чашеобразную форму и может содержать первый торец 7A, образованный крышкой и практически закрытый, за исключением центрального отверстия для прохождения центрального проводника 3C коаксиального кабеля 3 и, в частности, диэлектрика, расположенного между оболочкой и центральным проводником и тем же самым центральным проводником. Торец 7A образует дно вышеупомянутого наружного проводника чашеобразной формы. Ссылочной позицией 7B обозначен противоположный открытый торец, имеющий практически кольцевую переднюю поверхность 7C. Наружный проводник 7 образует внутреннюю полость 8, в которой расположен внутренний проводник 9. Внутренний проводник 9 может быть расположен практически коаксиально наружному проводнику 7. Например, конструкция может содержать выполненную из слабопоглощающего диэлектрика вставку 11, расположенную между наружным проводником 7 и внутренним проводником 9.
Внутренний проводник 9 может представлять собой сплошной элемент цилиндрической формы.
Открытый торец 7B наружного проводника 7 образует окно, ограниченное передней поверхностью 7C.
Передняя поверхность 7C наружного проводника 7 и передняя поверхность 9A внутреннего проводника 9 расположены на расстоянии "d" друг от друга в осевом направлении. Иными словами, передняя поверхность 7C наружного проводника 7 выступает на расстояние "d" в осевом направлении относительно передней поверхности 9A внутреннего проводника 9. Это расстояние, в частности, представляет собой расстояние между двумя плоскостями, в которых расположены соответственно передняя поверхность 9A и передняя поверхность 7C.
Предпочтительно, передние поверхности 9A и 7C являются плоскими, за исключением наличия канавок для вставки уплотнительных колец, как показано на чертежах. Для обеспечения лучшего распределения линий электрического поля предпочтительно, чтобы шероховатость поверхностей 9A и 7C была низкой. Это может быть достигнуто, например, путем их притирания или полировки.
Предпочтительно, для достижения лучшего взаимодействия электрического поля, генерируемого подающим устройством, с телом пациента, подвергаемого операции липолиза, расстояние "d" должно быть меньше наружного диаметра D9 (см. фиг. 4 и 5) внутреннего проводника 9, предпочтительно меньше или равно приблизительно половине диаметра D9. Предпочтительно, расстояние "d" должно быть равным 1/4 наружного диаметра D9 внутреннего проводника 9. Более предпочтительно, расстояние "d" должно быть меньше приблизительно 1/5 диаметра D9. Например, расстояние "d" может быть меньше или равно приблизительно 1/8 диаметра D9. Несмотря на то, что в вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг. 1-7, расстояние "d" больше нуля, оно может быть равно нулю, то есть поверхности 9A и 7C могут располагаться практически в одной плоскости. Таким образом, можно обеспечить подающее устройство 1, расстояние "d" в котором составляет от нуля до вышеуказанного максимального значения.
В некоторых вариантах осуществления изобретения передняя поверхность 9A внутреннего проводника 9 может выступать наружу относительно передней поверхности 7C наружного проводника 7.
Для обеспечения эффективной работы устройства расстояние "d" в осевом направлении между поверхностями 7C и 9A делают небольшим. Таким образом, силовые линии электрического поля, проходящие между передней поверхностью 9A внутреннего проводника 9 и передней поверхностью 7C наружного проводника 7, распространяются в основном наружу объема, ограниченного наружным проводником 7, и располагаются перпендикулярно вышеупомянутым передним поверхностям. Это является преимуществом, поскольку, как будет более подробно объяснено ниже, в обрабатываемых тканях генерируется оптимальный электрический ток, который достигает жировых слоев, где требуется повышение температуры для разжижения липоцитов.
На фиг. 4 и 5 ссылочной позицией D7 обозначен внутренний диаметр наружного проводника 7, т.е. диаметр внутренней полости 8, в которой расположен проводник 9. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения с целью оптимизации формы силовых линий электрического поля, отходящих от подающего устройства к обрабатываемым тканям пациента, а также для получения эффективного соединения с этими тканями, отношение диаметра D7 к диаметру D9 не должно быть слишком высоким, т.е. поверхности 9A и 7C не должны располагаться слишком далеко друг от друга в радиальном направлении, т.е. в направлении, перпендикулярном оси A-A подающего устройства 1. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения отношение R, определяемое как R=D7/D9, т.е. отношение внутреннего диаметра D7 наружного проводника 7 к наружному диаметру D9 внутреннего проводника 9, составляет от 1 до 2, предпочтительно от приблизительно 1,1 до приблизительно 1,7, и более предпочтительно от приблизительно 1,2 до приблизительно 1,5.
Внутренняя полость 8 должна быть закрыта в своей передней части стенкой из материала, пропускающего электромагнитное излучение, чтобы обеспечить возможность прохождения электромагнитного поля сквозь пропускающую стенку. Например, такая радиопрозрачная стенка может представлять собой пластину 13, выполненную из сапфира (оксида алюминия Al2O3 со следами других соединений) или другого подходящего диэлектрического материала с хорошей теплопроводностью. Пластина 13 может быть прикреплена к наружному проводнику 7 с помощью фланца 15. Предпочтительно, пластина 13 выполнена таким образом, чтобы она могла контактировать с эпидермисом пациента, к которому подается высокочастотная энергия для липотерапии.
В некоторых вариантах осуществления изобретения подающее устройство 1 содержит систему охлаждения, служащую для отвода тепла от пластины 13 во время эксплуатации подающего устройства 1, ограничивая, таким образом, температуру эпидермиса и дермы, которые нагреваются вследствие рассеивания проходящей сквозь них электромагнитной энергии, и таким образом предотвращая возникновение ожогов и других нежелательных явлений для пациента.
В рассматриваемом варианте осуществления изобретения система охлаждения содержит входной канал 17 для хладагента и выходной канал 19 для хладагента. Каналы 17, 19 прохождения хладагента могут пролегать параллельно оси A-A подающего устройства 1. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения каналы 17, 19 прохождения хладагента расположены в наружном проводнике 7 или вставлены в гнезда в толще стенки наружного проводника 7, как показано на фиг. 5.
Для обеспечения более эффективной циркуляции количество каналов прохождения хладагента может отличаться от показанного на чертежах. В качестве хладагента может использоваться газ или, предпочтительно, жидкость.
В показанном варианте осуществления изобретения два канала 17, 19 прохождения хладагента сообщены по текучей среде друг с другом зазором 21 между пластиной 13 и передней поверхностью 9A внутреннего проводника 9, обращенной к пластине 13.
При такой конфигурации хладагент может циркулировать по зазору 21, отводя тепло от пластины 13 за счет принудительной конвекции, чтобы поддерживать температуру внешней поверхности пластины на достаточно низком уровне, чтобы предотвратить ожог или просто перегрев кожи пациента.
На фиг. 6 схематично показан принцип работы подающего устройства 1, находящегося в контакте с эпидермисом пациента. Буквой S обозначена внешняя поверхность эпидермиса, буква E обозначает слой эпидермиса, буква A обозначает слой жировой ткани, образованной адипоцитами, которые должны быть по меньшей мере частично удалены, и буква M указывает на расположенный ниже слой мышечной ткани. Все чертежи являются схематичными и не обязательно выполнены в масштабе. Поверхности сопряжения различных слоев для простоты изображения показаны в виде плоских поверхностей, хотя в реальности они могут быть другими: например, поверхность раздела между дермой и жировым слоем может иметь различную толщину.
Силовые линии или линии электрического поля, генерируемые током высокой частоты, протекающим по коаксиальному кабелю 3, обозначены буквой F. Они проходят между внутренним проводником 9 и наружным проводником 7. Более конкретно, силовые линии F проходят от передней поверхности 9A внутреннего проводника 9 к передней поверхности 7C наружного проводника 7. Как известно, силовые линии электрического поля выстраиваются перпендикулярно поверхности проводника, которым они были сгенерированы. Таким образом, силовые линии F электрического поля располагаются перпендикулярно передней поверхности 9A внутреннего проводника 9 и передней поверхности 7C наружного проводника 7. Эту перпендикулярность расположения силовых линий можно оптимизировать посредством уменьшения шероховатости указанных поверхностей, например, посредством притирания или полировки. Благодаря этому, силовые линии электрического поля не деформируются в зависимости от структуры шероховатости.
Как легко заметить из схематичного изображения на фиг. 6, при установке подающего устройства на эпидермис E силовые линии F располагаются приблизительно перпендикулярно поверхности S эпидермиса, и, следовательно, пересекают слои E, A и M. Ток, индуцированный электромагнитным полем, протекает в том же направлении.
С точки зрения электрики, слои E, A и M можно рассматривать как последовательно соединенные электрические импедансы, пересекаемые, таким образом, одним и тем же током (индукционным током и током смещения), индуцированным электромагнитным полем, генерированным коаксиальным кабелем с открытым торцом.
Резистивная часть импеданса жировой ткани A больше, чем резистивная часть импеданса эпидермиса и дермы E, так же как и слоев мышечной ткани M, и поэтому энергия, переносимая электрическим полем, выходящим из двух коаксиальных проводников 7, 9, в жировой ткани рассеивается в большей степени, чем в прилегающих слоях. Таким образом, жировая ткань поглощает большее количество энергии, что приводит к местному нагреву жировой ткани до более высокой температуры, чем температура прилегающих тканей (эпидермис, дерма и мышечная ткань). За счет этого обеспечивается более высокая эффективность подающего устройства 1 по сравнению с другими подающими устройствами (например, излучательного типа), в которых электромагнитное поле поляризуется параллельно слоям ткани. В таких подающих устройствах слои ткани ведут себя как параллельно соединенные сопротивления. Таким образом, ток преимущественно проходит по ткани с меньшим сопротивлением (кожа и мышцы), и, соответственно, происходит большее нагревание этих слоев, в результате чего уменьшается эффективность подающего устройства, а также возрастает вероятность возникновения различных нежелательных побочных явлений для пациента.
На фиг. 7 схематично показано распределение температур, полученное посредством теплового моделирования. Изотермы демонстрируют поле распределения температур в слоях ткани под подающим устройством. Самой низкой температурой является температура кожи, в частности, из-за уменьшенного рассеяния энергии вследствие низкого удельного сопротивления эпидермиса, а в основном, вследствие эффекта охлаждения, обеспечиваемого системой охлаждения, встроенной в подающее устройство. Самая высокая температура достигается в жировом слое вследствие большой резистивной части электрического импеданса данной ткани, и, следовательно, большого количества электрической энергии, превращаемой в тепло.
Размеры компонентов подающего устройства 1 могут быть выбраны соответствующим образом, например, на основании размеров обрабатываемой части тела. Подающие устройства меньшего размера могут создаваться для обработки небольших участков тела и/или областей тела, доступ к которым является более сложным, например внутренней части бедра. Более крупные подающие устройства могут использоваться для обработки областей большего размера и/или более доступных областей, таких как живот, спина и ягодицы.
Конфигурация проводников 7 и 9 коаксиальной кабельной линии с открытым торцом такова, что при перемещении подающего устройства в сторону от поверхности тела, подача энергии прекращается, поскольку коаксиальный кабель спроектирован таким образом, чтобы иметь характеристический импеданс, подходящий для биологических тканей, а следовательно, электромагнитное поле не может распространяться в воздухе, представляющем собой несогласованную нагрузку. Это делает устройство 1 искробезопасным.
На фиг. 8 представлена общая схема прибора 10, в котором может применяться вышеописанное подающее устройство 1. Помимо высокочастотного генератора 5, прибор 10 содержит центральный блок 31 управления, соединенный с генератором 5 и с одним или более пультами управления, схематично показанными в виде блока 33. Кроме того, центральный блок 31 управления может быть соединен с блоком 35 охлаждения, служащим для подачи хладагента в зазор 21 подающего устройства 1. Позицией 37 обозначены входной и выходной трубопроводы, соединяющие подающее устройство 1 с блоком 35 охлаждения. Циркуляция хладагента обеспечивается насосом 39. В блоке 35 охлаждения может быть предусмотрена система охлаждения с воздушным теплообменником, или термоэлектрический охладитель на основе эффекта Пельтье, или любая другая система охлаждения достаточной мощности для рассеивания тепла, отводимого хладагентом от подающего устройства 1.
Высокочастотный генератор может быть настроен таким образом, чтобы генерировать ток с частотой от приблизительно 2 ГГц до приблизительно 6 ГГц, предпочтительно от приблизительно 2,3 ГГц до приблизительно 5,2 ГГц, более предпочтительно от приблизительно 2,3 ГГц до приблизительно 3 ГГц, еще более предпочтительно около 2,4-2,5 ГГц.
Прибор 10 с подающим устройством 1 может использоваться для реализации способа уменьшения массы жировой ткани следующим образом. Включают высокочастотный генератор 5 и устанавливают подающее устройство 1 на участок эпидермиса, под которым расположена жировая ткань, подлежащая устранению. Как уже указывалось выше, высокочастотный генератор 5 можно включать даже до установки подающего устройства 1 на кожу, так как коаксиальная кабельная линия с открытым торцом, образованная проводниками 7 и 9, не создает практически никакого излучения, пока устройство 1 не будет соединено с эпидермисом.
После того как подающее устройство 1 будет установлено на эпидермисе с использованием, при необходимости, тонкого слоя геля или биосовместимых масел для обеспечения лучшего контакта, подающее устройство 1 можно оставить в неподвижном состоянии на определенное время. Как вариант, подающее устройство 1 можно перемещать с соответствующей скоростью, вручную или с помощью сканирующей системы (не показана) таким образом, чтобы осуществлять обработку участка поверхности S эпидермиса E, площадь которого больше площади контакта подающего устройства 1, практически определяемой окном, образованным пластиной 13.
Если подающее устройство 1 остается в неподвижном положении, энергия, подаваемая в эпидермис, и время, в течение которого подающее устройство остается без движения, выбираются таким образом, чтобы достичь температуры жировой ткани, при которой произойдет апоптоз и/или будет запущен какой-либо другой механизм разрушения клеток. Предпочтительно, выбирается достаточно низкая температура, чтобы избежать значительных эффектов денатурации ткани. В некоторых вариантах осуществления изобретения температура, создаваемая в жировой ткани, составляет от приблизительно 40°C до приблизительно 50°C, предпочтительно от приблизительно 42°C до приблизительно 47°C. Энергия, доставляемая электромагнитным полем, должна составлять от приблизительно 10 Вт до приблизительно 150 Вт, предпочтительно от приблизительно 20 Вт до приблизительно 130 Вт, более предпочтительно от приблизительно 30 Вт до приблизительно 110 Вт. В других вариантах осуществления изобретения энергия, доставляемая электромагнитным полем, может составлять от приблизительно 70 Вт до приблизительно 150 Вт, предпочтительно от приблизительно 90 Вт до приблизительно 130 Вт, более предпочтительно от приблизительно 95 Вт до приблизительно 110 Вт.
При таком порядке величин, и принимая во внимание отвод тепла от тканей вследствие термодиффузии и терморегуляции кровеносной системы, время, в течение которого подающее устройство 1 может оставаться на одном и том же обрабатываемом участке, может составлять от приблизительно 5 минут до приблизительно 20 минут, предпочтительно от приблизительно 7 минут до приблизительно 15 минут, еще более предпочтительно от приблизительно 8 минут до приблизительно 12 минут.
Во время проведения терапии температуру поверхности эпидермиса можно измерять с помощью температурного датчика (не показан), который может быть встроен в подающее устройство и соединен с центральным блоком 31 управления. Блок управления может также изменять подаваемую энергию и/или регулировать параметры системы охлаждения таким образом, чтобы поддерживать заданное значение температуры поверхности эпидермиса. Это значение может быть ниже температуры тела пациента с целью защиты всей дермы пациента от перегрева. Центральный блок управления может быть запрограммирован, например, на повышение или понижение температуры хладагента, подаваемого во входной канал 17, в соответствии с замеренной температурой и/или при поступлении сигнала об ошибке вследствие отклонения замеренной температуры эпидермиса от заданного значения температуры.
Кроме того, центральный блок 31 управления может быть запрограммирован на прерывание подачи энергии, например, при возникновении отказа, прекращении работы системы охлаждения или в случае, если её работа окажется недостаточно эффективной для того, чтобы поддерживать заданное значение температуры эпидермиса. Если температура эпидермиса остается выше заданной, несмотря на повышение расхода хладагента и/или снижение температуры хладагента, центральный блок 31 управления может быть запрограммирован на переключение на режим подачи уменьшенной высокочастотной энергии, такое же переключение может производиться и в случае превышения заданного значения вследствие отказа или ошибки оператора. Два последних случая (отказы системы охлаждения или системы подачи высокочастотной энергии) могут происходить одновременно, что также приведет к поступлению аварийного сигнала для оператора.
Оператору также может быть подан аварийный сигнал, если вследствие отказа или ошибки изменение температур происходит не так, как оно должно происходить при обработке в заданном диапазоне температур, и соответствующая динамика не соблюдается.
Замеренные параметры, продолжительность обработки, оценочная температура жировой ткани, общее количество доставленной энергии, кратковременно развиваемая мощность и другие параметры могут отображаться на пульте 33 управления, который может представлять собой монитор, дисплей или какое-либо другое устройство индикации. Кроме того, центральный блок 31 управления может быть запрограммирован на прекращение подачи по достижении заданной продолжительности подачи или при достижении заданного предельного значения поданной энергии.
Как уже было указано при рассмотрении фиг. 7 и формы силовых линий F электрического поля, в процессе обработки ток смещения и ток проводимости в тканях таковы, что через каждый одинарный слой E, A, M последовательно проходит одинаковое количество тока. Таким образом, жировой слой A, потери в котором самые высокие, является слоем, в котором происходит диссипация наибольшего количества энергии в виде тепла. Остановка подачи высокочастотной энергии осуществляется прекращением подачи энергии к генератору 5 или просто выводом подающего устройства 1 из контакта с эпидермисом, когда оценочная температура жировой ткани достигнет заданного значения и будет поддержана на этом уровне в течение соответствующего периода времени, что приведет к удалению по меньшей мере части адипоцитов.
Подвод энергии осуществляется с помощью коаксиальной кабельной линии 7, 9 с приблизительно цилиндрическим объемом в область эпидермиса, находящуюся непосредственно под подающим устройством 1, с максимальным распределением тепла на глубине, которая может быть задана при проектировании подающего устройства. Это является отличительным признаком конструкции подающего устройства с коаксиальным кабелем с открытым торцом. Таким образом, если площадь окна 13 подающего устройства 1 меньше площади, необходимой для обработки полного объема, в котором требуется создать повышение температуры, необходимое для уменьшения количества адипоцитов, процесс может быть повторен на последующих областях, при необходимости, с маркировкой уже обработанных областей эпидермиса во избежание повторного подвергания данных областей воздействию высокочастотной энергии.
Разрушение адипоцитов, вызываемое локальным повышением температуры в жировой ткани, практически приводит к превращению адипоцитов в соединения, которые впоследствии поглощаются и метаболизируются организмом.
Однако впоследствии все-таки возможно проведение операции отсасывания жидкости, образующейся в результате липолиза, с помощью всасывающих канюль в соответствии с некоторыми методами, применяемыми в настоящее время.
В варианте реализации подающего устройства 1, подробно показанном на фиг. 4-7, имеется зазор 21 между передней поверхностью 9A внутреннего проводника 9 и внутренней поверхностью пластины 13. Этот зазор позволяет осуществлять эффективную циркуляцию хладагента с целью предотвращения перегрева эпидермиса пациента в процессе терапии. Однако наличие зазора 21 требует наличия расстояния "d" (см. фиг. 4 и 5) между передними поверхностями 9A и 7C, что может снижать электрическую эффективность подающего устройства 1.
В некоторых вариантах осуществления изобретения предпочтительно уменьшить это расстояние, насколько это возможно, или даже уменьшить его до нуля. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения контур охлаждения может быть выполнен без охладительного зазора 21.
На фиг. 9 приведен вид в разрезе (по плоскости, в которой проходит ось A-A) варианта реализации подающего устройства 1 с устраненным или практически устраненным зазором 21. В этом варианте осуществления изобретения расстояние "d" в осевом направлении между плоскостями, в которых расположены поверхности 9A и 7C, может быть значительно меньше, чем в варианте, показанном на фиг. 4 и 5. В некоторых случаях расстояние "d" может быть примерно равным нулю.
В некоторых вариантах осуществления изобретения подающее устройство 1 может быть неохлаждаемым, или охлаждение может осуществляться с помощью внешней системы охлаждения (не показана), расположенной снаружи наружного проводника 7. В дополнительных вариантах осуществления изобретения, как схематично показано на фиг. 9, охлаждение может осуществляться с помощью каналов прохождения хладагента, выполненных внутри наружного проводника 7 и внутреннего проводника 9. Например, входной и выходной каналы 17 и 19, показанные выше на фиг. 4 и 5, могут быть сообщены по текучей среде с кольцеобразным передним каналом 22, расположенным внутри наружного проводника 7 рядом с передней поверхностью 7C. В конструкции могут быть выполнены два или более входных и выходных каналов 16 и 18, расположенных во внутреннем проводнике 9, для прохождения хладагента по кольцевому каналу 20, или по зазору, или по сети охлаждающих каналов, выполненных во внутреннем проводнике 9 рядом с его передней поверхностью 9A.
В целях упрощения создания охладительных каналов рядом с передними поверхностями 7C и 9A передние части проводников 7 и 9 могут быть выполнены в виде механических компонентов, отдельных от цилиндрического элемента, образующего основную часть соответствующего проводника.
В случае отсутствия зазора 21 для прохождения текучей среды (возможно, под давлением) толщина пластины 13, закрывающей внутреннюю полость 8, в которой располагается внутренний проводник 9, может быть меньше. В некоторых случаях пластина 13 может отсутствовать. В некоторых вариантах осуществления изобретения вместо пластины 13 может использоваться тонкий пластинчатый сменный элемент, укладываемый на переднюю часть для защиты подающего устройства 1 и предотвращения возможности попадания в подающее устройство 1, например, грязи или геля, наносимого на подающее устройство 1 для улучшения его контакта с телом пациента. За счет уменьшения толщины пластины 13 или её устранения можно добиться улучшения взаимодействия электрического поля с обрабатываемыми тканями.
Отсутствие текучей среды, циркулирующей между наружным проводником 7 и внутренним проводником 9, позволяет убрать уплотнение, расположенное на передней поверхности 7C наружного проводника 7, и, следовательно, устранить кольцевую канавку для установки данного уплотнения. Это дает возможность создать абсолютно плоскую переднюю поверхность 7C, что оптимизирует структуру силовых линий электрического поля.
1. Устройство для подачи высокочастотной энергии для удаления жировой ткани, содержащее:
- наружный проводник (7) и внутренний проводник (9), расположенные приблизительно коаксиально относительно друг друга, причем наружный проводник окружает внутренний проводник; при этом наружный проводник (7) и внутренний проводник (9) расположены и выполнены таким образом, чтобы генерировать электрическое поле с силовыми линиями, проходящими от передней поверхности (9A) внутреннего проводника (9) к передней поверхности (7C) наружного проводника (7);
- окно (13) подачи энергии, расположенное перед наружным проводником и внутренним проводником;
- систему охлаждения, выполненную с возможностью отвода тепла от эпидермиса и дермы во время терапии.
2. Подающее устройство по п. 1, в котором наружный проводник (7) имеет чашевидную форму и имеет внутреннюю полость (8), в которой расположен внутренний проводник (9), причем в своей передней части внутренняя полость (8) закрыта окном (13) подачи.
3. Подающее устройство по п. 1 или 2, в котором окно (13) подачи закрыто пластиной, выполненной из практически проницаемого материала на частоте энергии, подаваемой устройством.
4. Подающее устройство по любому из пп. 1–3, в котором система охлаждения содержит каналы (17, 19) прохождения хладагента, сообщенные по текучей среде с внутренней полостью подающего устройства.
5. Подающее устройство по п. 4, в котором внутренняя полость содержит зазор (21) между передней поверхностью (9A) внутреннего проводника (9) и пластиной, закрывающей окно (13) подачи.
6. Подающее устройство по любому из пп. 1–5, в котором внутренний проводник (9) имеет переднюю поверхность (9A), а наружный проводник (7) имеет кольцевую переднюю поверхность (7C), предпочтительно приблизительно коаксиальную относительно передней поверхности (9A) внутреннего проводника (9); причем, предпочтительно, передняя поверхность (9A) внутреннего проводника (9) является приблизительно плоской; при этом, предпочтительно, кольцевая передняя поверхность (7C) внутреннего проводника (7) является приблизительно плоской.
7. Подающее устройство по п. 6, в котором передняя поверхность (9A) внутреннего проводника (9) и кольцевая передняя поверхность (7C) наружного проводника (7) расположены относительно друг друга на расстоянии (d) в осевом направлении, не превышающем диаметра (D9) внутреннего проводника (9), предпочтительно на расстоянии (d) в осевом направлении, не превышающем примерно половины диаметра (D9) внутреннего проводника (9), более предпочтительно не превышающем 1/4 диаметра (D9) внутреннего проводника (9), еще более предпочтительно не превышающем приблизительно 1/5 диаметра (D9) внутреннего проводника (9), и еще более предпочтительно не превышающем приблизительно 1/8 диаметра (D9) внутреннего проводника (9).
8. Подающее устройство по любому из пп. 1–7, в котором внутренний проводник (9) имеет диаметр (D9), а наружный проводник (7) образует полость (8) с внутренним диаметром (D7) для вмещения внутреннего проводника (9), причем отношение внутреннего диаметра (D7) к диаметру (D9) внутреннего проводника (9) составляет от приблизительно 1 до приблизительно 2, предпочтительно от приблизительно 1,1 до приблизительно 1,7, более предпочтительно от приблизительно 1,2 до приблизительно 1,5.
9. Прибор для подачи высокочастотной энергии для удаления жировой ткани, содержащий высокочастотный генератор (5), соединитель (3) и подающее устройство по любому из пп. 1–8.
10. Прибор по п. 9, который содержит контур охлаждения, служащий для подачи хладагента в подающее устройство.
11. Прибор по п. 9 или 10, в котором высокочастотный генератор выполнен с возможностью генерирования тока, частота которого составляет от приблизительно 2 ГГц до приблизительно 6 ГГц, предпочтительно от приблизительно 2,3 ГГц до приблизительно 5,2 ГГц, более предпочтительно от приблизительно 2,3 ГГц до приблизительно 3 ГГц, и еще более предпочтительно около 2,4–2,5 ГГц.
12. Прибор по пп. 9, 10 или 11, в котором соединитель (3) является коаксиальным кабелем.
13. Прибор по п. 12, в котором коаксиальный кабель содержит внутренний проводник, электрически соединенный с внутренним проводником (9) подающего устройства (1), и наружную оплетку, электрически соединенную с наружным проводником (7) подающего устройства (1).
14. Прибор по любому из пп. 9–13, который содержит блок управления, выполненный с возможностью регулирования излучения высокочастотного генератора.
15. Прибор по любому из пп. 9, 11–13, который содержит контур охлаждения, служащий для подачи хладагента в подающее устройство, и блок управления, выполненный с возможностью регулирования излучения высокочастотного генератора, при этом блок управления связан с контуром охлаждения и выполнен и расположен с возможностью регулирования температуры по меньшей мере одной части подающего устройства (1).
16. Прибор по п. 15, который содержит систему определения температуры для определения по меньшей мере одного из следующих параметров: температуры части подающего устройства (1), температуры хладагента, температуры поверхности ткани, к которой приложено подающее устройство (1).
17. Способ удаления жировой ткани, включающий в себя следующие этапы:
- приложение к участку эпидермиса подающего устройства, содержащего наружный проводник (7) и внутренний проводник (9), расположенные приблизительно коаксиально относительно друг друга, причем наружный проводник окружает внутренний проводник; при этом наружный проводник (7) и внутренний проводник (9) расположены и выполнены таким образом, чтобы генерировать электрическое поле, силовые линии которого проходят от передней поверхности (9A) внутреннего проводника (9) к передней поверхности (7C) наружного проводника (7); окно (13) подачи энергии, расположенное перед наружным проводником и внутренним проводником;
- генерирование с помощью подающего устройства (1) высокочастотного электромагнитного поля в объеме ткани, находящемся под указанным участком эпидермиса, где силовые линии (F) электрического поля проходят приблизительно перпендикулярно эпидермису и последовательно пересекают эпидермис (E), дерму и жировую ткань (A), находящуюся под дермой; при этом электрический ток, генерируемый электромагнитным полем, вызывает локальный нагрев жировой ткани до температуры, достаточной для разрушения по меньшей мере части адипоцитов, образующих указанную жировую ткань;
- отвод тепла от поверхности эпидермиса и дермы во время терапии.
18. Способ по п. 17, в котором частота электромагнитного поля составляет от приблизительно 2 ГГц до приблизительно 6 ГГц, предпочтительно от приблизительно 2,3 ГГц до приблизительно 5,2 ГГц, более предпочтительно от приблизительно 2,3 ГГц до приблизительно 3 ГГц, и еще более предпочтительно около 2,4–2,5 ГГц.
19. Способ по п. 17 или 18, в котором энергия, доставляемая электромагнитным полем, составляет от приблизительно 10 Вт до приблизительно 150 Вт, предпочтительно от приблизительно 20 Вт до приблизительно 130 Вт, более предпочтительно от приблизительно 30 Вт до приблизительно 110 Вт.
20. Способ по любому из пп. 17–19, в котором электромагнитное поле генерируется в объеме ткани в течение периода времени от приблизительно 5 минут до приблизительно 20 минут, предпочтительно от приблизительно 7 минут до приблизительно 15 минут, более предпочтительно от приблизительно 8 минут до приблизительно 12 минут.
21. Способ по любому из пп. 17–20, в котором подаваемую энергию и время подачи энергии выбирают таким образом, чтобы обеспечить нагревание удаляемой жировой ткани до температуры от приблизительно 40°C до приблизительно 50°C, предпочтительно от приблизительно 42°C до приблизительно 47°C, для обеспечения апоптоза адипоцитов.
