通過控制冷卻而選擇性破壞富含脂質細胞的方法及裝置的制作方法

專利名稱：通過控制冷卻而選擇性破壞富含脂質細胞的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明是有關用于通過控制冷卻而選擇性破壞富含脂質細胞的方法。本發明進一步有關用于進行通過控制冷卻而選擇性破壞富含脂質細胞的方法及用于監視、偵測、影響或作用在彼等選擇性破壞的方法之前、期間及之后引起或以其他方式出現的狀況的裝置。本發明其他的形態將在后續揭示內容中作說明或使其顯而易見(而且在本發明的范疇以內)。

背景技術：
初生嬰兒的皮下脂肪組織對冷通常不太敏感。在初生嬰兒體內，皮下脂肪細胞的細胞內脂質含量，或「脂肪母細胞(adipocyte)」，包含較高比例的高飽和三酸甘油酯。即使中等寒冷的溫度也會不利地影響具有高飽和脂質含量的細胞，使初生嬰兒皮下脂肪組織在暴露于寒冷之后，容易出現脂肪母細胞壞死。皮下脂肪組織體溫過低會導致真皮及/或表皮相關的發炎。舉例來說，初生嬰兒的寒冷性脂膜炎癥狀已知將產生疼痛的皮膚病變。
等初生嬰兒成長之后，脂肪母細胞的細胞內三酸甘油酯當中的飽和對不飽和脂肪酸的比例將逐漸降低。較高含量的不飽和脂肪酸對抗寒冷更具防護性，而且嬰兒體內的寒冷性脂膜炎將逐漸緩和。有關寒冷性脂膜炎問題的回顧，請參見Epstein等人(1970年)新英格蘭醫學期刊(New England J.of Med.)第282卷(第17冊)966-67頁；Duncan等人(1966年)皮膚學檔案(Arch.Derm.)第94卷722-724頁；Kellum等人(1968年)皮膚學檔案(Arch.Derm.)第97卷372-380頁；Moschella、Samuel L.及Hurley，Harry J.，(1985年)真皮層及皮下組織疾病，皮膚病學(Dermatology)(W.B.Saunders公司)1169-1181頁；John C Maize(1998年)皮膚病理學中的脂膜炎(Churchill Livingstone)327-344頁；Bondei，Edward E.及Lazarus，Gerald S.(1993年)皮下脂肪疾病(寒冷性脂膜炎)，一般內科的皮膚學(McGraw-Hill股份有限公司)1333-1334頁。
在成人體內，細菌內脂質含量隨細胞類型而有變動。例如，比起在下方形成皮下脂肪組織的脂肪母細胞，真皮及表皮細胞的不飽和脂肪酸較低。有關哺乳動物的脂肪組織組成的詳細回顧，請參見Renold，Albert E.及Cahill，Jr.，George F.(1965年)脂肪組織，生理學參手冊(Handbook of Physiology)(美國生理學協會)170-176頁中。結果，不同的細胞類型，例如富含脂質及非富含脂質的細胞，對寒冷具有不同程度的感受性。大體而言，非富含脂質細胞可忍受比富含脂質細胞更冷的溫度。
對于選擇性地且非侵入地破壞皮下脂肪組織內的脂肪母細胞而不會造成周圍真皮及表皮組織的損害有著極高的需求。據知健康及美容的裨益皆源于脂肪組織的減少，然而，目前的方法，例如抽脂，涉及具有潛在生命威脅性風險的侵入性程序(例如，大量出血、疼痛、敗血性休克、感染及腫大)。
目前用于非侵入性移除皮下脂肪組織的方法包括使用輻射能及冷卻溶液。美國專利案號5,143,063、5,507,790及5,769,879說明使用輻射能來減少皮下脂肪組織的方法，但是，施加能量程度難以控制且經常對真皮及/或表皮造成連帶性損傷。由WO00/44346提出的冷卻溶液并無法使皮膚表面溫度穩定化，因此，也無法適度防護對真皮及/或表皮的連帶性損傷。
在天竺鼠體內進行的先前研究說明通過低溫破壞來移除皮下脂肪組織(Burge，S.及Dawber，R.(1990年)低溫生物學(Cryobiology)第27卷153-163頁)。然而，此結果是使用較具侵略性的冷卻模態(例如，液態氮)而達成，該冷卻模態會導致表皮損傷。理想上，通過冷卻來移除皮下脂肪組織不會引起表皮的相關損傷。
用于選擇性破壞富含脂質細胞(例如，包含皮下脂肪組織的脂肪母細胞)而不會對非富含脂質細胞(例如，真皮及/或表皮)造成損害的溫度控制方法及裝置至今仍不為所知。


發明內容
據顯示包含富含脂質細胞的脂肪母細胞組織可通過控制施于個別組織的溫度及/或壓力而選擇性破壞且不會造成周圍非富含脂質的組織(例如，真皮或表皮組織)的損害。
于一個形態中，本發明是有關于用于選擇性破壞非嬰兒人類處理對象體內富含脂質細胞的冷卻方法，該方法包含將至少一冷卻元件應用在該處理對象的應用部位近端；利用該冷卻元件來降低該應用部位下方的溫度，其中，該溫度降低足以破壞并從而減少其中的富含脂質細胞；以及當溫度降低時，利用至少一反饋裝置來提供足以確認該冷卻元件近端的非富含脂質細胞未被破壞的反饋信息，從而選擇性地破壞該對象體內富含脂質細胞。
于一個具體例中，此方法可復包含將壓力施加于該處理對象的應用部位近端，其中，所施加的壓力有效地降低該應用部位下方的血流。
在本發明另一個形態中，提供一種用于提供與非嬰兒人類處理對象的富含脂質細胞的選擇性破壞有關的反饋信息的系統，該系統包含在該處理對象的應用部位近端的至少一冷卻元件，其中該冷卻元件有效地降低該應用部位下方的溫度，且其中該溫度降低足以破壞并從而減少該應用部位下方的富含脂質細胞；以及與至少一冷卻元件連通的至少一反饋裝置，其中，該反饋裝置將提供足以確認該冷卻元件近端的非富含脂質細胞未被破壞的反饋信息。
在本發明又一個形態中，提供一種用于提供與非嬰兒人類處理對象的富含脂質細胞的選擇性破壞有關的反饋信息的系統，該系統包含在該處理對象的應用部位近端的至少一冷卻元件，其中，該冷卻元件有效地降低該應用部位下方的溫度；以及與至少一冷卻元件連通的至少一反饋裝置，其中，該反饋裝置將提供足以確認該溫度降低足以破壞并從而減少該應用部位下方的富含脂質細胞的反饋信息。
在本發明的任何形態中，該反饋信息可包含關于真皮、表皮或皮下脂肪細胞組織的生理參數的信息(例如，數據、信號)，該信息表示在該冷卻元件近端的非富含脂質細胞未被破壞。
該系統可包括一個或更多個反饋裝置以提供與該冷卻方法相關的反饋信息。該反饋裝置可與至少一冷卻元件連通(例如，連結、直接接觸或間接接觸)及/或可與該應用部位連通(例如，直接接觸或間接接觸)。舉例來說，該反饋裝置可整合在該冷卻元件的小通道內。在本發明這樣的具體例中，該等通道的直徑一般都小于約1厘米(cm)。
根據本發明的冷卻方法的例示性形態，所提供的反饋信息可能屬于一個或更多個信息片段，包括但不限于與該真皮、表皮及/或皮下脂肪組織的至少一生理參數相關的信息。舉例來說，此信息可表示/確認在該冷卻元件近端的非富含脂質細胞未被該冷卻過程破壞，及/或富含脂質細胞已發生破壞。被冷卻/破壞的富含脂質細胞可為，例如該皮下脂肪組織內的脂肪母細胞。
反饋信息可提供的另一種例示性生理參數為該對象的真皮及/或表皮或皮下脂肪組織中是否存在有實質晶體形成。在本發明此一具體例中，實質晶體形成的存在/不存在可通過該對象的真皮或表皮中介于約10千歐姆/毫米(kΩ/mm)至約50千歐姆/毫米之間及該對象的皮下脂肪組織中高于約10千歐姆/毫米的電阻抗，或通過該對象的真皮或表皮中介于約1450至低于約2700米/秒(M/S)之間之間及該對象的皮下脂肪組織中高于約2700米/秒的超音波速度來顯示。
反饋信息可提供的另一種生理參數為該對象的真皮、表皮及/或皮下脂肪組織的硬度量值。
反饋信息可提供的又一種生理參數為該對象的真皮、表皮及/或皮下脂肪組織的壓力量值，其中，該壓力指示的度數在真皮及表皮中的皮下脂肪組織應為至少約240毫米汞柱(MM HG)，而且根據本發明的指定具體例應介于約120毫米汞柱與約240毫米汞柱之間。
反饋信息可提供的額外生理參數為該對象真皮或表皮中是否已經有相轉移。
反饋信息可提供的進一步的生理參數為該對象真皮或表皮中的聲速，其中，根據本發明的特定具體例，該對象的真皮或表皮中的聲速應該介于約1450米/秒至低于約2700米/秒范圍之間，而且在該對象的皮下脂肪組織中應大于約2700米/秒。
反饋信息可提供的再一生理參數為該對象的真皮、表皮及/或皮下脂肪組織內的反射率或透射率，其中，根據本發明的特定具體例，反射光譜乃受到監視。
例示性反饋裝置是侵入性或非侵入性溫度探針。該溫度探針可為測溫探針(thermoprobe)，例如輻射溫度計、光纖溫度感應器及熱成像測溫探針。適合的溫度探針包括，但不限于熱電偶、電熱調節器(thermistor)、雙金屬溫度計、顏色變化熱指示紙、半導體溫度計、光纖溫度計及玻璃管充液溫度計。
其他例示性反饋裝置的例子為電反饋探針、超音波探針(例如，回聲圖冷凍探針(echographic cryoprobe))、振蕩反饋裝置(例如，壓電振蕩器)、接觸探針(例如，壓力探針，如彈簧負載冷卻元件)、光學同調斷層掃瞄裝置(optical coherence tomographic device)、光譜裝置及/或磁振造影裝置。
在此揭示內容中，「包含」、「包括」、「含有」及「具有」等可具有彼等在美國專利法中被認定的意義且可意指「包括」等；「實質上由...組成」(“consisting essentially of”或“consists essentially”)同樣具有在美國專利法中認定的意義且該措辭是開放式的，允許存在有多于所列舉者的組成，只要所列舉者的基本或新穎特征未被所列舉者之外的成員的存在改變即可，但是不包括先前技藝具體例。
從下列的詳細說明，此等與其他目的及具體例將在本發明的范圍內予以說明或使其顯而易見。



下文中將參照圖式來說明其具體例，使熟習此技藝者將明白如何輕易理解所請主題的系統及方法，其中 圖1A例示處理系統， 圖1B描述例示控制單元結構的圖形， 圖1C描述顯示冷卻/加熱元件的圖形， 圖1D例示具有探針控制器的平面式冷卻處理系統， 圖2A例示用于冷卻皮褶內的富含脂質細胞的處理系統， 圖2B例示利用探針控制器來冷卻皮褶內的富含脂質細胞的處理系統， 圖3A例示包括抽取單元的處理系統， 圖3B也是例示包括抽取單元的處理系統， 圖4例示結合抽取系統以提供隔離區的處理的處理系統， 圖5A、B例示可環繞四周包圍目標組織塊的處理系統， 圖6描述某些配合冷暴露部位的區域經過17天之后顯示凹陷的皮膚表面影像， 圖7描述冷暴露之后17天的皮下脂肪組織的組織學(II號豬，部位E)。圖7A顯示低放大倍率圖式而圖7B顯示高放大倍率圖式， 圖8A、B描述部位C；8C、D描述部位E，而8E、F描述部位F，其各自顯示冷暴露之后50天的皮下脂肪組織的組織學(II號豬，部位C、E及F)， 圖9描述用于對III號豬施行冷卻的裝置的影像， 圖10A、B、C、D、E、F、G、H、I及J描述III號豬在不同組織深度的暴露部位1、2、7、11、12、13、14、15、16及18的溫度圖， 圖11描述暴露之后3.5個月測試部位11的超音波影像， 圖12A、B描述暴露之后6天測試部位8的組織學。第12C、D圖描述測試部位9(控制組)的組織學， 圖13A、B、C、D及E描述暴露之后3.5個月，通過測試部位1、3、11、12及18中心的巨觀剖面圖， 圖14描述通過測試部位11的巨觀剖面圖(顯示于圖13C)。凹陷的區域是通過組織學分析來評估(顯示于圖15及16)， 圖15描述在處理后3.5個月從測試部位11所獲得的樣品組織學分析結果。圖15A描述低放大倍率圖式。圖15B顯示高放大倍率圖式， 圖16描述在處理后3.5個月從鄰接測試部位11的非冷暴露部位所獲得的樣品組織學分析結果。圖16A描述低放大倍率圖式。圖16B顯示高放大倍率圖式， 圖17描述用于獲得圖18的溫度圖的熱電偶的概要位置。該表面熱電偶1705是位于控制裝置1704與表皮1701之間的界面處。較深的熱電偶1706是位于該皮下脂肪組織表面部分內的真皮1702下方， 圖18描述在活體內冷暴露期間產生的溫度圖。該溫度圖顯示在處理期間經由不同位置的兩個熱電偶所測到的經過以秒為單位的時間(x-軸)而以攝氏度(Celsius)為單位所測得的溫度(y-軸)。圖形1801顯示通過位于該真皮正下方的表面脂肪層處的熱電偶所測得的溫度圖。圖形1802顯示通過位于該冷卻裝置與該表皮之間的界面處的熱電偶所測得的溫度圖， 圖19描述在處理后5天產生圖18的溫度圖的情況下從該測試部位所獲得的樣品組織學分析結果， 圖20描述本發明的例示性具體例，其中冷卻元件與至少一反饋裝置連通， 圖21為本發明例示性具體例的概要圖，其描述連接圖20的冷卻元件及/或反饋裝置以允許反饋發生的設備。
元件符號說明 A 試驗部位 B 試驗部位 C 試驗部位 D 試驗部位 E 試驗部位 F 試驗部位 T3-E 表面溫度 T0-B 2至2.5毫米深度的溫度 T1-C 4至5毫米深度的溫度T2-D 8至10毫米深度的溫度 1 試驗部位 2 試驗部位 3 試驗部位 7 試驗部位 8 試驗部位 9 試驗部位 11試驗部位 12試驗部位 13試驗部位 14試驗部位 15試驗部位16試驗部位 18試驗部位91冷卻銅板 92熱電偶 100 處理系統 105 控制單元107 處理單元 110 冷卻/加熱元件 115 處理界面 120 偵測器 125 計算裝置 130 處理裝置135 記憶裝置 140 儲存裝置145 使用者界面 150 系統匯流排 155 通訊界面 160 表皮165 真皮 170 脂肪細胞175 輸入口 180 輸出口 175 探針控制器 180 探針200 處理系統 205 壓縮單元300 處理系統 305 抽取單元310 腔室 400 處理系統410 抽取密封 500 處理系統510 扣緊機構 515 目標組織塊 701 表皮 702 真皮703 皮下脂肪 704 肌肉層 801 表皮 802 真皮803 皮下脂肪 1102 真皮1103 脂肪層 1103a 表面脂肪層 1103b 深脂肪層 1104 肌肉層 1105 片段 1106 片段1301 表皮 1302 真皮1303 表面脂肪層 1304 深脂肪層1400 尺 1401 表皮1402 真皮 1403 表面脂肪層 1404 深脂肪層 1405 肌膜1406 處理區域 1407 標記矩形1408 處理區域外面的區域 1409 標記矩形1501 真皮 1502 表皮1503 隔膜 1504 表面脂肪層 1505 深脂肪層 1601 真皮1602 脂肪袋 1603 隔膜1604 表面脂肪層 1701 表皮1702 真皮 1704 控制裝置1705 表面熱電偶 1706 熱電偶 1801 溫度圖 1802 溫度圖 1901 表皮 1902 真皮1903 皮下脂肪組織 2000A 反饋裝置2000B 溫度感應器 2010 冷卻元件2020 處理部位 2030 冷卻劑進入區2040 冷卻劑出口區 2050 真皮2060 皮下脂肪 實施方式 本質上，本發明的方法是美容處理方法。
本發明是有關局部減少脂肪組織的方法，該方法包含在足以選擇性破壞富含脂質細胞的溫度下將冷卻元件應用于受試對象，其中該溫度不會在非富含脂質細胞中產生不想要的作用。較佳地，該冷卻元件是偶合至冷卻劑或含有冷卻劑。
本發明的方法包含通過下列步驟來處理受試對象身體的一區域以達到所欲皮下脂肪組織的減少a)將冷卻元件應用在皮下脂肪組織所欲減少的區域的該對象皮膚近端以在該區域內產生足以選擇性破壞其中的富含脂質細胞的溫度梯度，以及，隨即同時將該對象皮膚維持在該冷卻元件近端的非富含脂質細胞不會被破壞的溫度下；b)重復步驟a)將該冷卻元件應用于該對象皮膚多次直到達到所欲皮下脂肪組織的減少為止。
本發明的冷卻元件可含有固體、液體或氣體形態的冷卻劑。固體冷卻劑可包含，舉例來說，熱傳導性材料，例如金屬(例如，銅、銀、鋁)、金屬板、玻璃、陶瓷、凝膠及冰塊或冰漿。于一個具體例中，該固體冷卻劑是與該冷卻元件接觸的帕耳帖元件(peltier element)。帕耳帖元件在此技藝中為眾所周知的(例如，碲化鉍制成的帕耳帖元件是由Applied Biosystems公司制造)。液體冷卻劑可包含，舉例來說，鹽水、甘油、醇或水/醇混合物。其中該冷卻元件包括循環的冷卻劑，較佳地該冷卻劑的溫度是恒定的而且預設于預定溫度。該冷卻劑的適當溫度可根據熱傳導度、熱容量及/或該冷卻劑的流速而變動，而且可由熟習此技藝者輕易地決定。鹽類或其他添加物可結合液態混合物以獲得預期的溫度。氣體可包括，舉例來說，冷空氣或液態氮。
本發明的冷卻元件提供冷卻給應用部位。施于應用部位的冷卻可為直接性、間接性、主動性或被動性。于一個具體例中，可應用冷卻元件使得與受試對象的直接接觸經由該制劑或元件來進行。在另一個具體例中，單獨經由該制劑來進行直接接觸。在另一具體例中，未經由該制劑或元件來進行直接接觸，而是通過將冷卻元件及/或制劑設置在近端而進行冷卻。
較佳地，該冷卻劑的溫度是低于約37癈，但是不低于-196癈(亦即，液態氮的溫度)。
較佳地，若該冷卻劑是液體或固體，所施與的冷卻元件的溫度介于約40癈與-15癈之間，更佳為介于4癈與-10癈之間，而且又更佳為介于0癈與-3癈之間。大體上，該冷卻元件較佳地維持在介于約-15癈與約35癈、30癈、25癈、20癈、15癈、10癈或5癈之間的平均溫度；約-10癈與約35癈、30癈、25癈、20癈、15癈、10癈或5癈之間的平均溫度；約-15癈與約20癈、15癈、10癈或5癈之間的平均溫度。
該冷卻元件及/或制劑可應用至多2小時。較佳地，應用該冷卻元件介于1至30分鐘。該冷卻元件可應用至少100毫秒(例如，預見較短的期間，例如，用噴霧劑)。舉例來說，可以非常短的時間間隔(例如，約1秒)重復地(例如，約10至100次)應用液態氮，而且在各應用之間，維持在不會造成表皮損傷的溫度(例如，約0癈至-10癈，取決于暴露時間長度)。在溫和冷卻法中，舉例來說，可從某距離(例如，約10至30厘米)噴灑液態氮，其中該液態氮液滴的某些部分將在噴灑或與周遭空氣混合的期間蒸發。
本發明的冷卻元件及/或制劑是，舉例來說，透過直接或間接接觸應用于皮膚表面。間接接觸可通過傳導性材料，例如膜、乳液、液體(例如，水)或凝膠來媒介，以視需要改變或緩和熱傳導度。
受試對象的皮膚包含表皮、真皮或其組合。該冷卻元件及/或制劑直接應用于該皮膚表面時是無毒性的冷卻劑。
該冷卻元件及/或制劑可應用多于1次，舉例來說，應用于重復循環周期。該冷卻劑可以脈沖或連續的方式應用。該冷卻元件及/或制劑可通過此技藝中所有習知的傳統方法，包括若呈液態、氣體或微粒狀固體材料時通過噴霧局部性應用。較佳地為通過外部裝置來應用，但是，本發明的冷卻元件及/或制劑也可通過注射或其他傳統手段從皮下應用。舉例來說，該冷卻劑可直接應用于皮下組織，接著在接觸之后移除或留在皮下組織中以達到熱平衡進而冷卻該富含脂質的組織(例如，液體冷卻劑或小冷卻粒子，例如丸劑或微珠，的皮下注射)。
較佳地，本發明的方法是非侵入性的(例如，不需要侵入性外科技術的表淺的、腹腔鏡的或局部的程序)。
該冷卻元件及/或制劑可應用于一個經界定的區域或多個區域。該冷卻元件及/或制劑的空間分布可視需而控制。大體上，表面積的尺寸(例如，在該冷卻劑與皮膚接觸之處)應為經標定要冷卻的皮下脂肪組織深度的至少3倍。較佳地，該表面積的最小直徑為至少1平方厘米(cm2)。又更佳地，就各應用部位而言該表面積的直徑為介于3至20平方厘米。多個冷卻應用器可以實質上同時或連續或依序的方式使用。
最適表面積的決定需要按慣例變動數個參數。舉例來說，若通過額外的手段來預防體溫過低，則可根據本發明的方法來冷卻較大的表面積，例如超過3500平方厘米。體溫過低可通過在其他部位補償從身體傳離的熱(例如，在一個或更多個額外部位施用溫水)而預防。舉例來說，在接觸較大表面積(例如大于3500平方厘米)時，可使用多個冷卻元件及/或制劑。
該冷卻元件及/或制劑可順著其應用區域的外廓。舉例來說，可順著應用冷卻的表面積外廓來使用柔性裝置。該裝置也可變更接觸表面的形狀，使該表面在接觸時包圍該冷卻劑或含有該冷卻劑的裝置，或位于該冷卻劑或含有該冷卻劑的裝置的內部。該冷卻元件及/或制劑可一次接觸多于一個表面，舉例來說，當該表面被折起來而且經由該冷卻元件及/或制劑接觸任一側時。較佳地，通過該冷卻元件及/或制劑接觸一個或更多個皮褶的兩側以提高冷卻的效率(例如，在通過連續層的所欲深度)。
較佳地，使該固體冷卻元件及/或制劑成形以增進接觸面(例如，皮膚表面)的熱力學熱交換(「熱交換」)。為了增進傳導，可在固體冷卻劑與接觸面之間的界面處使用液體。
必要的話，可聯合使用疼痛處理劑(pain management agent)，例如麻醉劑或止痛藥(單獨冷卻具有止痛性，因此可視需要使用額外疼痛處理劑)而應用該冷卻元件及/或制劑。局部麻醉劑，舉例來說，可在該冷卻劑應用之前、之后或期間局部施于接觸點。此外，具有血管收縮性(例如，利多卡因(lidocaine)與腎上腺素或EMLA)的局部麻醉劑的共同投予將降低真皮的血流，從而增進皮下組織的冷卻。
必要的話，可經由傳統方法提供麻醉劑的全身性投予，例如注射或口服投予。在處理期間可改變該冷卻劑的溫度，舉例來說，使該冷卻速率降低以提供引起較少不適感的處理方式。此外，本發明的方法可聯合其他此技藝中習知的其他脂肪減少程序，例如抽脂，一起執行。
較佳地，本發明的富含脂質細胞是皮下脂肪組織或橘皮組織(cellulite)內部的脂肪母細胞。因此，包含該皮下脂肪組織的富含脂質細胞是本發明的方法鎖定的破壞目標。此外，將包含經外膜環繞的器官或其他內部解剖學結構的富含脂質細胞作為破壞目標亦在本發明范圍以內。
脂肪母細胞的細胞內脂質限定在副質液胞(paraplasmatic vacuole)內。該皮下脂肪組織內有單液胞(univacular)脂肪母細胞及多液胞(plurivacular)脂肪母細胞。大部分是單液胞脂肪母細胞，且直徑大于約100微米(μm)。這個尺寸在肥胖對象中可能由于細胞內脂質含量增加而急遽增加。
較佳地，本發明富含脂質細胞具有介于20至99％的細胞內脂質總含量。較佳地，本發明富含脂質細胞具有約20至50％飽和三酸甘油酯構成的細胞內脂質含量，而且又更佳地具有約30至40％飽和三酸甘油酯構成的細胞內脂質含量。細胞內三酸甘油酯包括，但不限于，飽和脂肪酸，例如肉豆蔻酸、棕櫚酸及硬脂酸；單不飽和脂肪酸，例如，棕櫚油酸及油酸；及多元不飽和脂肪酸，例如亞麻油酸及次亞麻油酸。
較佳地，本發明富含脂質細胞是位在皮下脂肪組織內。皮下脂肪組織的飽和脂肪酸組成隨著在人體解剖學上的不同位置而改變。舉例來說，在人類腹部的皮下脂肪組織可具有下列飽和脂肪酸組成肉豆蔻酸(2.6％)、棕櫚酸(23.8％)、棕櫚油酸(4.9％)、硬脂酸(6.5％)、油酸(45.6％)、亞麻油酸(15.4％)及次亞麻油酸(0.6％)。腹部區域的皮下脂肪組織可含有約35％飽和脂肪酸。這比臀部區域更高，臀部區域可包含約32％飽和脂肪酸。在室溫下，由于較高脂肪酸含量造成該腹部區域的飽和脂肪酸呈半固態。臀部區域不會受到類似的影響。請參見Malcom G.等人，(1989年)美國臨床營養學期刊(Am.J.Clin.Nutr.)第50卷(第2冊)288-91頁。熟習此技藝者可視需要變更溫度范圍或應用次數，以考量對本發明冷卻方法反應時解剖學上的差異。
較佳地，本發明非富含脂質細胞具有低于20％的細胞內脂質總含量，及/或不會由于本發明的冷卻方法而受到破壞。較佳地，本發明的非富含脂質細胞包括具有包含低于約20％高飽和三酸甘油酯的細胞內脂質含量，又更佳地具有包含低于約7至10％高飽和三酸甘油酯的細胞內脂質含量。非富含脂質細胞包括，但不限于，圍繞該皮下脂肪組織的細胞，例如脈管系統、周圍神經系統、表皮(例如，黑素細胞)及真皮(例如，纖維細胞)的細胞。
本發明的方法可避免對該真皮及/或表皮造成的傷害包括，舉例來說，發炎、刺激、腫脹、病變形成及黑素細胞的色素沉著或色素過少。
不欲受理論所限制，咸相信在不會引起非富含脂質細胞中的高飽和脂肪酸結晶化的溫度下冷卻時，高飽和脂肪酸的局部結晶化將造成富含脂質細胞的選擇性破壞。該等晶體將使富含脂質細胞的雙層膜破裂，造成壞死。因此，在引起富含脂質細胞中形成晶體的溫度下能避免非富含脂質細胞，例如真皮細胞，的損傷。而且咸相信冷卻將引起富含脂質細胞的脂肪分解作用(例如，新陳代謝作用)，進一步增進皮下脂肪組織的減少。脂肪分解作用可通過局部暴露于冷環境而引起交感神經系統的刺激來予以增進。
已確定通過同時應用機械力(例如，振蕩)可增進冷卻對破壞脂肪組織的效果。脂肪組織的硬度在低于生理體核溫度(body coretemperature)的溫度時將會提高，從而變得更易受物理破壞影響。不欲受理論所限制，咸相信在細胞膜上形成晶體的破壞性效果將被冷卻之后或伴隨冷卻所提供的物理運動而增強。因此，本發明的方法可進一步包含機械力的施加，例如在約5至約200赫茲(Hz)的頻率范圍中振蕩。
于一個具體例中，該富含脂質細胞的溫度不低于約-10癈。較佳地，該富含脂質細胞的溫度介于-10癈與37癈之間。更佳地，該富含脂質細胞的溫度介于-4癈與20癈之間。又更佳地，該富含脂質細胞的溫度介于-2癈與15癈之間。較佳地，該富含脂質細胞被冷卻至低于37癈長達2小時。大體上，該富含脂質細胞較佳地維持在介于約-10癈與約37癈、35癈、30癈、25癈、20癈、15癈、10癈或4癈之間的平均溫度；約-4癈與約35癈、30癈、25癈、20癈、15癈、10癈或4癈之間的平均溫度；約-2癈與約35癈、30癈、25癈、20癈、15癈、10癈或5癈之間的平均溫度；及介于約5癈與約15癈或20癈之間的平均溫度。
本發明的冷卻方法有利地消除對表皮造成的非期望影響。于一個具體例中，該表皮的溫度不低于約-15癈。較佳地，該表皮的溫度介于-10癈與35癈之間。更佳地，該表皮的溫度介于-5癈與10癈之間。又更佳地，該表皮的溫度介于-5癈與5癈之間。又更佳地，該表皮的溫度介于0癈與5癈之間。
本發明的冷卻方法有利地消除對真皮造成的非期望影響。于一個具體例中，該真皮的溫度不低于約-15癈。較佳地，該真皮的溫度介于約-10癈與20癈之間。更佳地，該真皮的溫度介于-8癈與15癈之間。又更佳地，該真皮的溫度介于-5癈與10癈之間。又更佳地，該真皮的溫度介于-3癈與0癈之間。
在較佳的具體例中，該富含脂質細胞被冷卻至約-5癈至5癈長達2小時，且真皮與表皮細胞維持在約0癈的平均溫度。在最佳的具體例中，該富含脂質細胞被冷卻至約-5癈至15癈或約5癈至15癈，歷經約1分鐘至長達約2小時的時間。
本發明的方法可以短時間間隔(例如，1分鐘、5分鐘、15分鐘、30分鐘及60分鐘間隔)或長時間間隔(例如，12小時及24小時時間間隔)來應用。較佳地，間隔是介于5與20分鐘之間。在冷卻間隔之間可視需要地施加熱。
不同的反饋機構、裝置或設備都可根據本發明來使用以監視并且控制皮膚(亦即，真皮、表皮或其組合)及/或該皮下脂肪組織的生理參數。反饋機構可包括一個或更多個獨立地、協同地、及/或與本文所揭示的其他裝置共同運作的裝置，以監視、測定或偵測冷卻過程的各種方面(例如，溫度、時間等等)為目的，及/或為了控制、變更或影響根據該冷卻過程而利用的設備的操作條件(例如，冷卻程度、壓力等等)。
根據本發明目前的較佳具體例，至少一反饋裝置不僅能夠在達到所欲冷卻溫度(或溫度范圍)時進行測定，若已超過溫度(或溫度范圍)閾值或接近即將超過的點時也能測定。此溫度測定可在冷卻部位處、在該冷卻裝置內、及/或從該冷卻部位的遠處進行。如此，進而使該反饋裝置能可靠地提供充分的反饋信息以防止處理過度或不足，就不同的理由(例如，無效結果、不想要的副作用、對于裝置及/或處理對象的潛在危害等等)而言該二者皆非為所欲的。
除了以溫度為基礎的反饋，或者為代替該種反饋，該一種或更多種反饋裝置也可提供其他的反饋選項。此選擇性反饋信息可進行測定，或可助于測定，尤其是，(a)該處理裝置與該處理表面之間是否存在適當接觸，(b)該皮膚中是否有發生過相轉移，(c)是否有發生皮膚顏色改變及/或改變到什么程度，(d)該光反射或透射光譜是否有改變，及/或(e)該皮膚的電阻是否有改變，而且也可測量或助于測量，尤其是，(a)施加在該處理表面上的壓力，及/或(b)該皮膚硬度的變化。
該反饋裝置可以不同方式提供反饋信息，包括，但不限于，以目視方式(例如，以圖形)、以電子方式及以聽覺方式(例如，以言詞)。可提供反饋信息以便自動地調整該冷卻系統中一個或更多個裝置的運作條件(例如，經由控制邏輯或可編程邏輯)，或使施手術者必須評估該反饋信息然后再采取適當動作。
該反饋信息的接受者可為一個或更多個施手術者，包括，但不限于該處理對象、醫療人員(例如，醫生、護士、住院醫師、醫科學生)、技術人員及/或該處理過程所涉及的任何其他人員。以收到的反饋信息為基礎，該操作人員可決定停止處理過程或變更(例如，手動或經由輸入控制)特定處理參數，例如處理過程的時間、處理過程進行的部位及/或該處理過程現在或未來的冷卻溫度。
有關是否停止該過程或變更該處理條件的決定可依據，例如操作人員的判斷，或者，目前較佳為，以由可比擬現行處理的先前處理所收集到的實際或實驗數據為基礎。舉例來說，動物實驗的數據可加以利用以決定當處理人類時如何設定及/或變更操作參數。而且，可仰賴有關身體特定處理區域的數據以設定及/或變更相同或類似處理對象的相同或類似身體部分的未來處理的處理參數。
或者，該反饋信息可傳遞至普通熟習此技藝者所習知的控制邏輯，例如中央控制單元，或可編程邏輯裝置(例如，電腦)。
根據本發明的例示性具體例，反饋機構可監視受試對象皮膚的溫度以確保其中的溫度不會落到低于或高于預定最小限度的溫度(例如，約-10癈至約30癈)，及/或確保在整個過程或該過程預定部分的期間，該溫度都在預定范圍內。因此，反饋機構可監視及/或控制冷卻程度是否已達到，而且，若是這樣，則監視及/或控制費時多久(亦即，該過程的那個部分)及/或在什么情況下(亦即，固定或間歇性冷卻)。
反饋裝置可為侵入性、非侵入性或適合同時在此兩種條件下使用，侵入性或非侵入性之間的特定選擇取決于各種不同的情況，包括但不限于，該處理部位的位置、處理時間、處理對象的年齡、處理對象的一般健康狀況及/或所使用的冷卻設備的尺寸及形狀。術語「非侵入性」及「侵入性」在下列的定義為例示性而且并非試圖排除普通熟習此技藝者可接受的其他定義。
非侵入性反饋裝置為位于該處理對象的外部的裝置-也就是說，根據其預期的用途，非侵入性反饋裝置不會刺穿該應用部位。使用時，就該處理對象而言，非侵入性裝置一般都不需要隨同的鎮靜作用或麻醉。然而，據了解，由于特定情況(例如，對該處理過程感到憂慮、處于醫療狀態中)，處理對象可被給與或可決定接受隨同的鎮靜作用或麻醉。
在該反饋過程至少一部分的期間，侵入性反饋裝置刺穿該處理表面(亦即，該等裝置完全或部分在內部)。侵入性反饋裝置包括，但不限于，使用時一般會要求該處理對象在該處理過程之前、期間或之后接受鎮靜作用、麻醉(例如，局部或全身性)或其他類型的醫藥痛苦緩解作用的裝置。也可通過冷卻使痛感消失。
反饋機構可包括此技藝中所知用來監視溫度及/或晶體形成者。晶體形成可，舉例來說通過超音波成像及聲學、光學及機械度量法來測量。機械度量法可包括，舉例來說，抗張強度的測量。
于一個具體例中，可運用多層模型來估計隨時間經過在不同深度內的溫度曲線圖。設計溫度曲線用以在組織內產生溫度梯度，其表面處具有較低的溫度。在較佳的具體例中，設計溫度曲線以使冷卻期間的血流降至最低。包含，舉例來說，熱電偶、超音波(例如，用于偵測該皮下脂肪組織的相變化)或沖擊波傳送(例如，若相轉移發生，則沖擊波的傳送將會改變)的反饋機構都可用于達成最適的溫度梯度。
溫度探針(例如，測溫探針)是現在非侵入性應用中較適合的，因為彼等可座落于各種不同的位置而且適合各種不同的目的。在其他的具體例中，該等探針可侵入性地使用。測溫探針可包括能通過直接接觸測量部位/位置而進行測量的裝置(例如，熱電偶、電熱調節器、雙金屬溫度計、顏色變化熱指示紙、半導體溫度計、光纖溫度計及玻璃管充液溫度計)，或，選擇性地，不會接觸部位的裝置(例如，輻射溫度計、光纖溫度感應器、熱成像測溫探針)。
有數種類型的測溫探針反饋裝置都可使用。大體上，測溫探針的類型、目的及位置彼此至少某程度相關。舉例來說，測溫探針的目的(亦即，使用該測溫探針的理由)會影響其放置位置，其進而會影響涉及決定要使用的測溫探針類型的因素。
在該測溫探針的目的在于提供已(或將要)連通處理表面的冷卻裝置的部位可靠的即時溫度測量值的具體例中，目前較佳為在該處理過程期間設置該測溫探針使其連通該冷卻元件及/或裝置的表面，而不是與該實際處理表面熱接觸。舉例來說，該測溫探針可暫時接附至冷卻裝置(例如，拋棄式導熱板)，或其可永久固定于冷卻裝置。根據這兩個具體例，目前較佳為該測溫探針的類型為熱電偶、電熱調節器或半導體溫度計。
使用時，將接附至冷卻裝置表面的反饋裝置設置成連通處理對象的皮膚表面(亦即，上表皮)。因此，此反饋裝置有利之處在于彼等將提供上表皮冷暴露的可靠性評估，其尤其傾向于由冷暴露所引起的不想要的副作用(例如，表皮損傷或色素變化)的迅速發展(onset)。
根據本發明的替代性具體例，上表皮表面的溫度是通過可拆卸地固定于該處理部位/區域表面的反饋裝置來測量。在此具體例中，固定的方法應該要允許該裝置可靠地附著又暫時地接合至該處理表面-也就是說，該裝置應該被可靠地固定于該處理表面，且也應該能在所欲的場合下(例如，在該過程的作用極致時；或者若問題發生時，在更早的時間點)輕易地從該表面移除。適合的固定方法包括，但不限于例如膠帶或膠水等的黏著劑。于一個具體例中，該測溫探針系經由膠水固定于該處理表面，該測溫探針可使用適當溶劑而從該處理表面移除。
如上述注解，目前較佳者為在處理期間，該處理對象上表皮的最低限度溫度(亦即，在該冷卻處理的期間該上表皮不應滑落至其以下的溫度)為-10癈，目前更佳為-4癈的最低限度溫度，而且目前又更佳為介于-4癈與0癈之間的最低限度溫度。
大體上，接附至該冷卻裝置表面的測溫探針的特征與接附至該處理表面的測溫探針的特征相同。該測溫探針及其容器應該要薄而且小(例如，具有小于2毫米(mm)的直徑，或，目前較佳為，具有小于1毫米的直徑)，以允許該測溫探針固定在相對于該元件冷卻面的定義明確的深度(例如，在低于該冷卻面約1毫米以內)。在較佳的具體例中，該測溫探針顯示良好的熱傳導度(亦即，類似于水的熱傳導度)，以便使該冷卻過程的抑制作用降至最低。于一個具體例中，將該測溫探針埋入該冷卻元件的冷卻面以內。
該測溫探針可為拋棄式(亦即，使用一次)或可再利用，而且在任一情況中，都可連通該冷卻裝置的手持件或控制單元。拋棄式測溫探針的非限定例子為導熱板。
使用時，取決于該測溫探針的位置，偵測溫度增加量時會被延遲。因此，可利用測溫探針冷卻板來測定熱梯度測量值。假定精確知道該測溫探針的熱傳導度，此熱梯度即可根據不同公式/方程式用來決定進入該冷卻裝置的熱通量。
熱傳導度定義為從溫暖區域至較冷區域的熱轉移，而且通過擴散作用有效地進行。因此，將熱通量ΦQ定義成
其中ρ為密度，Cp為以耳格·克-1·K-1(erg g-1 K-1)為單位的質量熱容，d為擴散距離，且κ為以平方厘米/秒(cm2s-1)為單位的熱擴散系數。
定義該熱擴散系數(以耳格·厘米-1·K-1·秒-1(erg cm-1K-1s-1)為單位) k≡ρCpκ (3) 而且注意ΔT/d為溫度梯度，這將變成傅利葉定律(Fourier’s law) ΦQ≡-kT(4) 這些公式/方程式顯示可使用測溫探針冷卻板不同位置之間的溫度梯度來決定該冷卻裝置所移除的熱。此外，測溫探針的配置可用于監視熱流量。可使用此數據進而做出其他重要的決定，例如針對該體核溫度的恒定決定是否/何時對另一個身體區域提供適當量的加熱。該數據也可用于決定特定體積的脂肪組織熱損傷的適當局部化冷卻量。
根據本發明的另一個例示性具體例，測溫探針可座落在遠離該處理部位的位置。此配置可能有用于各種不同的目的，包括監視體核溫度或測定熱流量。此類型「體核測溫探針」的配置較佳的遠距定位是鼓膜、舌下、直腸或其他遠距皮膚表面。于目前較佳類型的體核測溫探針是類比或數位熱電偶、電熱調節器或半導體溫度計。
體核測溫探針配置的另一個適合遠距位置是外耳道(meatusauricularis externus)。根據此具體例，目前較佳為以輻射測量溫度計當作體核測溫探針，其也可視需要與立體頭戴式受話器(或類似裝置)結合令處理對象戴上，以在處理之前或處理期間提供該對象信息(例如，此程序的剩余期間、有關行動或其缺乏事物的提醒)及/或聽覺娛樂。
該體核測溫探針有用于測量該體核溫度以確保局部化冷卻不會造成體核溫度顯著降低，該體核溫度的降低可能伴隨與體溫過低癥相關聯的全身性副作用(例如，心律不整、新陳代謝衰退、全面寒冷感覺引起的疼痛/不適)。當正常體核溫度是37至38癈時，36癈或更低的任何體核溫度可能表示有至少輕微體溫過低癥存在或開始發展，因此應想辦法避免。由此，若體核溫度測溫探針測量到此溫度，則冷卻應至少暫時中斷。
根據本發明的替代性具體例，體核測溫探針也可用于監視外部熱供應，以維持實質上恒定的體核溫度而且避免該處理過程期間預定量溫度滑落。
測溫探針也可用于測定/監視冷卻裝置是否適當地作用。在此類情況中，該測溫探針配置目前較佳的定位是在冷卻劑的管子內或在冷卻劑儲槽內，而且用于此位置的較佳類型測溫探針為熱電偶、電熱調節器、半導體溫度計或雙金屬溫度計。在此具體例中使用的期間，該測溫探針收集信息以測定該冷卻裝置不同位置內的溫度及/或溫度梯度。該數據進而表示潛在問題的狀況，例如，冷卻劑缺乏、不足的冷卻溫度、該冷卻裝置失效及該冷卻劑內有冰形成等等。
除了測溫探針，或者為替代該測溫探針，可連通該冷卻裝置而設置不同的其他感應器以監視/證實該冷卻裝置適當地作用。適合的感應器包括，但不限于，測定/監視冷卻劑流動的感應器。透過監視冷卻劑流動，可測定例如，該冷卻劑凍結何時/是否發生。
監視/測定該冷卻裝置是否適當作用的另一反饋系統是測量該冷卻劑內的防凍劑濃度的感應器。當中適用于此目的的感應器是一種或更多種光學感應器(其測量該防凍劑的光學密度)及一種或更多種用于偵測該冷卻劑及/或用于測定該冷卻劑內的防凍劑濃度的感應器。
電反饋探針也可根據本發明用于提供反饋信息。此類探針可包括雙極探針、單極探針或多數雙極及/或單極探針。如許多文章所述(參見，例如，Otten DM，Rubinsky B.，使用生物阻抗度量法的冷凍手術監視-電阻抗斷層掃瞄的可行性研究，IEEE生醫工程會報(IEEE Trans BiomedEng.)，2000年，10月；第47卷(第10冊)1376-81頁；Otten DM，OnikG，Rubinsky B.，最低限度侵入性手術的分布式網絡成像及電阻抗斷層掃瞄，科技技術的癌癥研究及治療(Technol Cancer Res Treat.)，2004年4月；第3卷(第2冊)125-34頁；HartovA，LePivert P，Soni N，PaulsenK.，使用多電極阻抗測量來監視冷凍手術，藥物物理學(Med Phys.)，2002年12月；第29期(第12冊)2806-14頁；Gage AA.，冷凍期間組織中的電阻抗與溫度的關聯性，低溫生物學(Cryobiology)，1979年2月；第16卷(第1冊)56-62頁)，電阻抗度量法能可靠地用于監視/測定凍結發展、皮膚內發生的凍結程度及/或已發生的組織損傷程度。目前較佳為使此電探針座落在該冷卻裝置表面。
在使用多數電探針的具體例中，可以下列方式或矩陣配置此等探針，使其能夠或促進該真皮及該皮下脂肪組織內的相轉移的三維成像(例如，通過電阻抗斷層掃瞄(EIT))。在凍結溫度下，電阻抗通常都顯著地提高。此信息，結合電阻抗成像，可用于測定是否/何時適于中斷或減少冷暴露。此測定大體上是以表皮或真皮相轉移的開始發展為基礎，其代表水性組織內的冰形成而且其應該加以避免以免由于過度處理而產生不想要的副作用。
振蕩反饋探針(例如，在Lindahl OA，Omata S，Angquist KA.，用于人類皮膚活體的物理性質偵測的觸覺感應器，醫療工程科技期刊(J MedEng Technol.)，1998年7-8月，第22卷(第4冊)147-53頁中所述的)也可通過監視皮膚的機械性質而用于提供反饋信息。大體上，此等探針都用于偵測與年齡、環境制劑、日常變化及化妝品應用有關的人類皮膚的硬度及彈性變化。然而，此等探針也可輕易與本發明的冷卻裝置結合以評估/監視皮膚硬度。這是有用的測定，因為在凍結溫度下該真皮硬度將顯著地提高，甚至到可能有不欲的真皮冰形成的程度。若該振蕩反饋探針感應到提高的真皮硬度，該冷卻處理應該中斷適當的時間。
適合的振蕩反饋探針的例子為具位移感應能力來對人類活體皮膚物理性質(硬度及彈性)的非侵入性判斷進行評估的彈簧負載觸覺感應器。此類型的觸覺感應器一般包括當該感應器接附至一物體時用于測量頻率變化的具有振動傳感器(vibration pickup)、電子裝置及可編程邏輯(例如，具有軟體的電腦)的壓電振蕩器(61千赫茲(kHz))。將觸覺感應器與該位移感應器合并以顯示在測量期間抵靠住該物體而加載于感應器元件的彈簧壓縮率。在特定條件下(例如，固定接觸壓力)，此頻率變化將監視該物體的聲波阻抗而且與軟組織的硬度有關。
也可施行超音波技術當作根據本發明的反饋裝置。在實行本發明的方法時，冷卻將達到適當深度，而不會造成皮膚表面的損傷，例如在該真皮的凍結溫度下形成所謂的「冰球(iceball)」。超音波反饋裝置可偵測到(而且提供相關的反饋)冰球的形成，由此表示該冷卻法應予以調整或完全停止以防止對該皮膚的初步/進一步損傷。超音波技術也能有效偵測并且提供有關該皮下脂肪組織內的相轉移發展的反饋信息。此發生事件一般也都將需要調整處理條件或完全終止處理。
可用作根據本發明的超音波反饋裝置的例示性裝置在Laugier P，Laplace E，Lefaix JL，Berger G，利用超音波監視豬皮冷凍手術的新穎裝置(回聲圖冷凍探針)在活體中的結果，中有作說明，J Invest Dermatol.，1998年8月；第111卷(第2冊)314-9頁。其中所述的裝置是回聲圖冷凍探針，其結合高頻(20百萬赫茲(MHz))微型超音波換能器與冷卻裝置。已知經冷凍的皮膚的超音波速度平均值比未經冷凍的皮膚高。因此，此裝置可用于測定暗示進行相變化或凍結的回聲形成及/或凍結之后「冰球」形成的超音波速度變化。特別是，回聲圖冷凍探針能在活體內即時監視冰球的貫穿深度并且提供與該冰球生長速度相關的反饋信息。此偵測可為自動性(亦即，與操作者無關)，而且特別伴隨來自該凍結前緣的回聲信號的偵測及該冰球的貫穿深度的計算。
圖20描述本發明的例示性具體例，其中以超音波為基礎的反饋裝置2000A在處理部位2020處使用冷卻元件2010的期間連通該冷卻元件2010，該處理部位2020在本具體例中為病患的皮膚。例示性以超音波為基礎的反饋裝置為超音波換能器，當其使用時應該具有在約1厘米至2厘米范圍的直徑。
如圖20所示，該冷卻元件2010連通以超音波為基礎的反饋裝置2000A以允許反饋發生并且也與皮膚2020接觸以對其提供冷卻(例如，通過使冷卻劑循環進入冷卻劑進入區2030，行經該冷卻元件，而且最終經由冷卻劑出口區2040排出該冷卻元件)。結合該冷卻元件2010的形狀(例如，凸面)及從而施加的壓力將引起皮膚2020壓縮，使得該冷卻元件引發該真皮2050及，依序地，位在該真皮下方的皮下脂肪2060的冷卻。
視需要地，但是目前較佳為，將一個或更多個物體或材料放在該冷卻元件2010與該皮膚2020之間的部分或整個界面2070處。通過非限定例子，可將凝膠施于該皮膚表面2020、該冷卻元件2010或施于該二者。該凝膠應為導熱性以增進該冷卻裝置的冷卻效果，其還應該經選擇以便不干擾反饋信息的收集。舉例來說，在圖20所描述的具體例中，該凝膠應為超音波穿透性以便不折損該超音波換能器2000A的能力而獲得準確測量值，而且進而提供可靠的反饋信息。
該超音波換能器2000A通過收集超音波數據而提供反饋信息，其通過該超音波換能器及/或該冷卻元件2010所連結的其他裝置且通過該等裝置來處理(概要顯示于圖21)。
應注意圖20所描述的系統可包括一種或更多種附帶的反饋裝置，例如溫度感應器2000B，代替或附加于反饋裝置2000A。此等其他的反饋裝置2000B，若存在的話，將連通該冷卻元件2010及/或該處理部位2020。
用于收集反饋的另一種技術在于利用超音波成像及振蕩探針的組合，例如聲彈性成像(sonoelastography)及瞬時彈性成像(transientelastography)。此技術尤其能有效經由分辨皮膚不同層內的相轉移而測定水性皮膚組織內的冰形成發展。此發展可意味終止處理周期的適當時間或其可表示周期結束之前的過度處理。
此組合裝置使用楊氏模數(Young’s modulus)，而且特別是透過其回應對剪切機械刺激的研究來對不同組織層及深度的軟組織黏彈性定性，而定義局部組織硬度。因為楊氏模數定義局部組織硬度，所以可用于分辨該皮膚不同層內的相轉移。舉例來說，如Gennisson JL，Baldeweck T，Tanter M，Catheline S，Fink M，Sandrin L，Cornillon C，Querleux B.，使用動態彈性成像來評估人類皮膚的彈性參數，IEEE超音波鐵電頻率控制會報(IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control)，2004年8月；第51卷(第8冊)980-9頁所述，具有足以區分真皮與脂肪組織層的空間解析度的高解析裝置可以非常薄的層(1至5毫米)測量局部楊氏模數，以促進人類皮膚彈性的活體評估。該高解析度裝置使用用于追蹤環繞該換能器的環產生的300赫茲剪切波所引起的位移的超音波探針(50百萬赫茲)。該等位移是透過，例如，普通熟習此技藝者習知的連續超音波逆散射回聲之間的交互關聯技術的使用而測量。利用Gennisson等人所述的測量技術來收集人類前臂的活體數據，而且該技術經實驗證明能精確調查不同仿皮膚模體的彈性。此數據顯示楊氏模數在該真皮中比在皮下組織及其他軟組織中高。
為了測量該真皮及/或脂肪組織層內的硬度變化，可使用具有較低解析度及較高成像深度的超音波裝置。較佳為具有介于約5至約30百萬赫茲范圍，更佳為約20百萬赫茲范圍的頻率的超音波探針。
根據本發明，Gennisson等人所述的裝置可與本發明的冷卻裝置結合。結合時，所得的裝置可用于非侵入性地測定不同組織層中的相轉移，由此代替較不精確/可靠的現行技術(例如，由有經驗的觀察員的主觀觸診)。
其他技術也可用于測定根據本發明的相轉移，其中此等技術包括，但不限于光學同調斷層掃瞄及磁振造影(MRI)。
又另一反饋技術在于使用一種或更多種探針以測量組織中的聲速。組織內的聲速為溫度依賴性，而且在較低溫度將顯著地提高。聲速可通過，例如，Mulet A，Benedito J，Bon J，Rosello C，在切德干酪中受溫度影響的超音波速度，食品科學期刊(Jour Food Sc.)，1999年，第64卷(第6冊)1038-1041頁中所述的飛行時間(time-of-flight)度量法來測量，其中利用1百萬赫茲窄帶超音波換能器以示波器測量在一定路徑長度內的飛行時間。這些探針可用于監視皮膚不同層內的溫度及相轉移。表皮或真皮相轉移的發展(其代表水性組織內的冰形成)應該通過至少暫時地中斷或減短冷暴露而避免。該脂肪組織內的相轉移發展可當作監視有效冷暴露法的終點。
可用于偵測該表皮或真皮內的晶體形成的另一技術為IR-反射術(IR-reflectoscopy)。皮膚在約800至約1400奈米(nm)的范圍較具穿透性，其為所謂皮膚的「光學窗口(optical window)」的部分。特別是在約1000至約1400奈米的范圍內，皮膚具有吸收發色團(chromophore)而且因此限制了散射。由此，任何種類/量的冰晶體形成都將造成反射能力的顯著提高。
根據本發明的例示性IR-反射術具體例，是應用具有相當于該真皮厚度(例如，如2至4毫米)的皮膚內貫穿深度的波長，使得任何由于該表皮或真皮內的冰晶體形成而提高的光反射率皆可被測量/偵測。用于測定該真皮內的晶體形成的波長范圍因此較佳為在約400至約800奈米的范圍。就約700至約800奈米的范圍而言，血液有較小的吸收，因此暴露期間的灌注變化并不會影響測量值。
有關較深的貫穿波長(例如，約1000至約1300奈米)，反射能力的變化可由表皮、真皮或皮下脂肪組織中的晶體形成所引起。于一個具體例中，晶體形成的位置可通過所測得最大反射波長的的變化來判斷，該最大反射波長的的變化將隨特定組織層內的冰晶體特征形態而改變。在另一個具體例中，晶體形成的位置可通過考慮放射器與偵測器之間的距離來判斷。隨著在不同深度的晶體形成會有最大的信號增量。就表皮及真皮處的晶體形成而言，其中最大反射增量伴隨將近1毫米的放射器-偵測器距離而發生。就皮下晶體形成而言，最大反射增量伴隨將近3至5毫米的放射器-偵測器距離而發生。
于一個具體例中，擴散光學斷層掃瞄(diffuse optical tomography)可應用于監視一種或更多種觀察中的組織(例如真皮、表皮或皮下脂肪組織)所放射的反射的空間擴散光譜。擴散光學斷層掃瞄的方法在此技藝中眾所周知，而且可根據標準實施方式來進行。
也可透過一種或更多種光學探針的使用而根據本發明提供反饋信息，該等探針是測量，例如，真皮內的血含量或血流。舉例來說，光學反射術(optical reflectroscopy)可進一步用于監視血流，因此而決定用以減少局部血流所需的接觸壓力。雷射都普勒(Doppler)技術及設備也可用于單獨地對血流的二種構成要素定量，換言之，微血管容積及紅血球速度。有關血流及微血管容積的數據，可進而用于計量該冷卻裝置欲施于該處理表面的接觸壓力程度及/或充分度。使用一種或更多種此類光學探針能減少或停止血流，其促成或能夠冷卻較深的皮膚層。光學探針也可用于表示該處理表面的白化，其暗示該真皮或表皮內有不想要的冰晶體形成。
根據本發明獲得反饋信息的另一形式在于測定/監視該冷卻裝置與該處理表面之間是否有適合的接觸。這可為一種有用的測定，因為即使該冷卻裝置在適當溫度下操作，除非有適當的接觸存在，否則該冷卻面將無法達到適當的冷卻水準。
接觸探針在該冷卻裝置與皮膚適當接觸時監視與該皮膚表面的熱接觸而且可提供信號給中央控制單元。不同方法都可用于監視該冷卻裝置與皮膚的接觸，其包括但不限于，該冷卻元件內或該冷卻元件邊緣/框架處的一個或更多個電開關、一個或更多個壓力感應器、在冷卻探針與皮膚之間的界面處的測溫探針(其中當熱接觸提供溫度增高時，該測溫探針則作用為接觸感應器)、位于該冷卻元件邊緣的二電極之間的電阻、及偵測與皮膚接觸的冷卻裝置配置的一個或更多個光學感應器。
在本發明的具體例中，其中該接觸探針為一個或更多個壓力探針，該壓力探針的目的在于監視該冷卻裝置是否在該處理表面上施加足夠的壓力。例示性壓力探針為彈簧負載冷卻元件，其中通過位置偵測器偵測該彈簧的伸長率并且測定(伴隨該彈簧系數)欲施于該皮膚表面的作用力/壓力。視需要地，可提供一種或更多種反饋裝置以測量真空度，其中目前較佳為該真空度為高于0壓力但另外該真空度不會升到高于將近0.5大氣壓(亦即，不高于500毫巴(millibar))。
又另一提供反饋的技術為通過該表皮、真皮及/或皮下脂肪內的相轉移的測量。目前較佳為利用此技術結合將皮膚在欲冷卻時予以褶疊的具體例。此技術可通過非限定例子，通過使用偵測器及機械脈沖放射器而完成。該偵測器及放射器應該依據所要測量的深度彼此隔開，其中該偵測器及放射器一般都隔得更開以更深度地測量。舉例來說，該偵測器及放射器的間隔一般在約0.1毫米至約5.0毫米的范圍(目前較佳為0.1毫米至約1.0毫米的間隔)以測量該表皮或真皮內的相轉移，然而該偵測器及放射器的間隔一般在約1.0毫米至約15.0毫米的范圍(目前較佳為5.0毫米至約10毫米的間隔)以測量該皮下脂肪內的相轉移。
在此所述的不同反饋裝置也可侵入性地利用。在某些情況下侵入性測量可提供更精確的數據，因此在此等情況下可能較佳。尤其是在使用侵入性裝置相關的一般缺點(例如，疼痛、不適)不存在的情況的情形。舉例來說，若為了某些理由處理對象在處理過程期間正處于全身麻醉，那么利用侵入性反饋裝置可能較佳，因為該處理對象不會意識到外加的疼痛且因為可獲得更精準的讀數。
為代替上述裝置或除了上述裝置，反饋信息可經由醫療人員，經由一個或更多個涉及該處理過程的其他人員，及/或經由該處理對象本身提供。當中此人員可采取的動作為關閉該系統，調整一種或更多種操作條件或參數，及/或進一步限制溫度降低。此等動件可通過調整中心冷卻單元而產生作用，例如，經由遠距控制。此遠距控制可經由有線或無線連至該中心冷卻單元而連通該中心冷卻單元。
該處理對象、醫療人員或一個或更多個其他涉及該處理過程者也可交托以監視不同的過程而判斷特定觀察的副作用(亦即，無法輕易通過裝置來計量的副作用)。此等觀察的副作用包括，但不限于疼痛、不適、恐懼、憂慮或惡心。
該皮下脂肪層的實質冷卻(舉例來說，通過在皮膚表面冷卻至介于約-5癈與15癈之間的目標溫度)有數個必備條件。以皮膚表面所取得的熱量建立該皮膚內的溫度梯度，其依序地先冷卻該表皮、真皮而且最終為皮下脂肪層。真皮血流從體核將熱帶至該真皮。真皮血流因此可嚴格地限制該深層真皮及皮下脂肪的冷卻。因此，較佳為暫時地限制或消除皮膚的血流，舉例來說通過局部地施加比心臟壓縮的血液壓力大的壓力至該皮膚，同時進行冷卻處理以達到皮下脂肪的減少。局部壓力可通過彈性物質，例如外套或繃帶，來應用及控制，該等彈性物質或可經調整以環繞該處理部位或接近該處理部位近端的區域。該外套可分段收縮，例如，拉緊在一起，或放松，或如所欲在處理的期間調節壓力。
于一個具體例中，該彈性物質(例如，外套)由圖案(例如網眼圖案)構成，該圖案能調節非均勻壓力施于應用部位以有效抑制表面血流，其將增進冷卻效率及本發明的不同反饋裝置所獲得的讀取值。局部化壓縮的圖案可取決于，舉例來說，皮膚硬度及真皮血液供應的解剖學結構。于一個具體例中，最適的直徑介于該真皮厚度的約2至約5倍之間，或約2至約15毫米之間。
選擇彈性物質的個別單纖維直徑使所施加的壓力不會引起損傷(例如，切削、表皮壞死)。于一個具體例中，最適的單纖維直徑為約1至約3毫米。該外套的個別單纖維可具有凸起，該凸起具有用于角度變形的預設彈簧常數，該彈簧常數被設成對皮膚的局部壓力是為受控制的。在該處理區域內的單纖維可包含于(例如液體、氣體)內具有冷卻劑循環的中空管狀結構。該等單纖維也可含有監視接近個別微處理部位內的表面溫度的溫度測量元件(例如熱電偶、配線)。該彈性物質(例如，外套)可進一步包含溫度敏感性色標，其通過指定顏色來指示該處理方法的效率或其他影響。在另一個具體例中，應用該彈性物質(例如，外套)以便在該應用部位提供機械運動，藉以增進脂肪組織的破裂。
一般的必備條件為該皮膚表面冷卻時間必須夠長以允許熱從真皮及皮下脂肪層流出來，以達到相同的預期處理溫度。當該皮下脂肪被冷卻至低于脂質結晶化的溫度時，必須經由擴散移除這些脂質凍結的潛熱。皮膚表面冷卻溫度及冷卻時間可經調整以控制處理的深度，舉例來說皮下脂肪被影響所及的解剖學上的深度。熱擴散是被動過程，而且體核溫度總是密切接近37癈。因此，另一個一般必備條件為冷卻的期間該皮膚表面溫度必須比該區域的所欲處理目標(例如，脂肪母細胞)的溫度低，且歷經至少執行冷卻的一部分時間。
當冷卻直徑大于約2厘米的皮膚，而且沒有血流時，一維熱擴散將提供用于評估冷卻期間隨時間經過的皮膚溫度曲線圖的好方法。熱擴散通過下列擴散通式來決定，δT/δt＝κδ2T/δz2，其中T(z，t)是呈深度z及時間t的函數形式的皮膚溫度，而κ是熱擴散系數，就皮膚組織而言其接近1.3×10-3cm2s-1。針對半無限厚板的平面幾何形狀已經做出熱擴散方程式的解及近似解，以逼近皮膚的情況。當皮膚表面(z＝0)固定在指定的較低溫度時，有用的近似值為從深度z流出的熱需要將近t≌z2的時間來達到初始差值的一半溫差，其中t以秒為單位而且z以毫米為單位。因此，可將z2當作熱時間系數的近似值。舉例來說，若初始皮膚溫度為30癈，而且0癈的冰穩固地靠著皮膚表面放置，在1毫米深度的溫度需要約1秒來達到約15癈。皮下脂肪層通常在約z≌3毫米時開始，而且從數毫米到多達數厘米厚。從該皮下脂肪層頂部熱傳導的熱時間系數因此為約10秒。為了達到皮下脂肪的實質冷卻，需要至少數個而且較佳地多于10個冷卻時間的熱時間系數。因此，就逼近冷卻皮膚表面溫度的皮下脂肪最上面部分的溫度而言，在沒有真皮血流的情形下，皮膚表面必須維持約30至100秒的冷卻。當脂肪溫度滑落到低于結晶化的溫度時，上述的脂質結晶化潛熱也必須移除。因此一般需要冷卻時間超過1分鐘，而且可使用大于約1分鐘的冷卻時間來調整受影響的脂肪母細胞深度，歷經長達大于1小時的時間。
因此，在另一具體例中，在足以引發血管收縮的速率下冷卻該真皮。在該真皮內的血液循環使接近體溫的真皮溫度安定化。為了將皮下脂肪組織冷卻至低于體溫的溫度，可使血流減至最少。該表皮表面的快速冷卻可達到以適當方式限制血液循環的反射性血管收縮。
在另一具體例中，投予血管收縮藥物以引發血管收縮。血管收縮藥物，舉例來說，可局部應用于該冷卻劑應用之前、之后或期間的接觸點。必要的話，可透過傳統方法，例如注射或口服投予提供血管收縮藥物的全身性投予。該血管收縮藥物可為此技藝中任何已知者。較佳地，該血管收縮藥物為EMLA乳霜或腎上腺素。
在另一具體例中，對表面施加壓力，無論在與該冷卻劑接觸的點或在其近端，以限制側向血流。舉例來說，可將該皮膚表面壓縮成包含單一或多重褶層的皮褶而對皮膚表面施加壓力。也可在與該冷卻劑的接觸點或其近端施加真空而施加壓力。
不欲受理論所限制，咸相信富含脂質細胞中的晶體形成速率可在該冷卻過程的期間施加壓力而改變。快速結晶化將比緩慢累積晶體對該富含脂質細胞造成更大的損傷。而且咸相信壓力的施加可迫使該富含脂質細胞內的晶體移動，增進對該雙層膜的損傷。再者，該皮下脂肪組織的不同區間具有不同的黏度。大體上，較冷的溫度將增進黏度(例如，特別接近相變化點者)。因為富含脂質細胞的相變化在比非富含脂質細胞高的溫度發生，所以壓力的施加將在該皮下脂肪組織內形成不均勻的張力線。咸相信這些張力線內將產生顯著的損傷。
在另一形態中，該真皮及/或表皮的溫度在35癈與-15癈之間振蕩。更佳地，該真皮及/或表皮的溫度在-10癈與10癈之間振蕩。又更佳地，該真皮及/或表皮的溫度在-8癈與8癈之間振蕩。皮膚表面的振蕩溫度可提供間歇性暖化而抵消該冷卻過程的潛在副作用(例如該真皮或表皮細胞中的晶體形成)。
在另一形態中，該冷卻劑的應用結合定位在真皮及/或表皮中的電場或聲波場應用(或恒定，或隨時間而振蕩)，以減少或消除其中的晶體形成。
圖1A舉例說明根據本發明的具體例冷卻目標區域的處理系統100。如圖1A所示，處理系統100可包括控制單元105及處理單元107，其可包括冷卻/加熱元件110及處理界面115。
控制單元105可包括電源供應器，舉例來說，控制單元可連至用于將電力供應給處理單元107的電源供應器。控制單元105也可包括計算裝置，其具有控制硬體及/或軟體，來根據輸入性質及/或參數，而控制冷卻/加熱元件110及處理界面115。處理界面115可包括偵測器120。
圖1B為舉例說明根據本發明的具體例的控制單元105結構的圖形。如圖1B所示，控制單元105可包含計算裝置125，其可為一般用途的電腦(例如個人電腦(PC))、工作站及主機電腦系統等。計算裝置125可包括處理裝置(或中央處理單元「CPU」)130、記憶裝置135、儲存裝置140、使用者界面145、系統匯流排150及通訊界面155。CPU 130可為用于進行指令及處理數據等任何類型的處理裝置。記憶裝置135可為包括任何一種或更多種隨機存取記憶體(「RAM」)、唯讀記憶體(「ROM」)、快閃記憶體及可電力抹除的可編程唯讀記憶體(「EEPROM」)等任何類型的記憶裝置。儲存裝置140可為用于讀取/寫入自/至任何可移除式及/或整合光學、磁性及/或光磁儲存媒介等的任何數據儲存裝置(例如，硬碟、光碟唯讀記憶體「CD-ROM」、可覆寫式CD「CD-RW」、數位化多功能光碟-ROM「DVD-ROM」及DVD-RW等)。儲存裝置140也可包括用于連至系統匯流排150的控制器/界面(未顯示)。因此，記憶裝置135及儲存裝置140適于儲存數據及用于指示程式運行在CPU130執行。使用者界面145可包括觸控式螢幕、控制面板、鍵盤、小型鍵板(keypad)、顯示器或任何其他類型的界面，其可透過對應的輸入/輸出裝置界面/接收器(未顯示)連至系統匯流排150。通訊界面155可經改造而連通任何類型的外部裝置，其包括處理單元107。通訊界面155可進一步改造而連通任何系統或網路(未顯示)，例如區域網路(「LAN」)、廣域網路(「WAN」)及網際網路等的一個或更多個計算裝置。界面155可直接連到系統匯流排150，或可透過適當界面(未顯示)連結。控制單元105可由此，由其本身及/或聯合一種或更多種額外裝置(其可包括用于控制根據本發明的處理單元107的演繹系統)，來提供執行處理。控制單元105可寫入程式或接受指令以根據任何通訊協定，在任何平臺上編寫程式的語言，來執行這些程序。因此，該等程序可以數據及指令的具體形式儲存在記憶裝置135及/或儲存裝置140中或在界面155及/或使用者界面145處接收，以在CPU 130上執行。
再回來對照圖1A，處理單元107可為手持式裝置及自動化裝置等。冷卻/加熱元件110可包括任何類型的冷卻/加熱零件，例如電熱式冷卻器等。
圖1C為顯示根據本發明的具體例的冷卻/加熱元件110的圖形。如圖1C所示，冷卻/加熱元件110可包括冷卻/加熱流體流動的通道網絡。該等通道可通過任何熱導管等形成。該冷卻/加熱流體可通過輸入口175導入元件110并且通過輸出口180排出。該冷卻/加熱流體可為具有經控制的溫度的任何流體，例如冷卻的空氣/氣體或液體。舉例來說，使用其為冰或凍結的二氧化碳冷卻的鹽水或丙酮浴可用作泵送通過元件110的冷卻液體來源。如此可形成循環系統，在該系統中，在輸出口180排出的流體在流體來源處再度冷卻，而且再度導入輸入口175。該流體來源及/或元件110的溫度(其可包括冷卻流體被泵抽通過元件110的速率)，可通過控制單元105來監視且控制。因此，冷卻/加熱元件110的溫度可使用控制單元105來控制或程式化。如圖1C進一步所示的，元件110的區域之間可以有溫差ΔT。舉例來說，在處理的期間來自該目標組織的熱可轉移至該冷卻流體，造成接近輸出口180的流體具有比接近輸入口175的冷卻流體更高的溫度。此ΔT可通過滅小元件110的尺寸而減小。根據本發明的具體例，該元件110中的通道結構及元件110對應于目標組織的應用可考量處理不同組織目標所需的任何溫度差異。舉例來說，接近出口180的元件110區域可應用于需要較高處理溫度的處理區域等等。元件110的通道可，因此，根據需要不同處理溫度的目標組織的尺寸、外形及形成等建構。冷卻/加熱流體也可以脈沖的方式泵抽通過元件110。
再回來對照圖1A，處理界面115可為介于冷卻/加熱元件110與表皮160間，用于使該表皮160、真皮165及脂肪細胞170達到處理目的的任何類型的界面。舉例來說，處理界面115可包括冷卻(傳導性)板、填滿冷卻流體的容器、自由成形膜(用于具有不平整表皮的補償界面)及凸面冷卻元件(舉例來說，如圖3所示)等。較佳地，處理界面115包含與表皮160互補的導熱性材料，其用于最大化冷卻/加熱元件110與該表皮160、真皮165及/或脂肪細胞170之間的熱轉移。舉例來說，處理界面115可為填滿冷卻流體的容器或膜，使得冷卻流體的脈沖流所引起的冷卻元件110壓力變化可轉移至該目標組織。再者，處理界面115可簡單地為冷卻/加熱流體可直接施于該目標組織(表皮160、真皮及脂肪細胞170)的腔室，舉例來說通過使用噴霧裝置等。
偵測器120可為溫度監視器，舉例來說，熱電偶及電熱調節器等。偵測器120可包括用于監視組織冷卻的任何熱電偶類型，包括T、E、J、K、G、C、D、R、S、B型。偵測器120也可包括電熱調節器，其可包含熱敏性電阻器，其電阻隨著溫度的變化而改變。電熱調節器的使用可能因為其靈敏度而特別有利。根據本發明的具體例，可使用具有大的負阻抗溫度系數(「NTC」)的電熱調節器。較佳地，用于偵測器120的電熱調節器可具有包括約-15癈至40癈范圍的作業溫度。再者，偵測器120可包括具有聚合物或陶瓷主動元件的電熱調節器。陶瓷電熱調節器可能最佳，因為陶瓷電熱調節器對溫度的測量值有最高重復再現性。用于偵測器120的電熱調節器可封裝在例如玻璃等的保護性材料中。當然，也可隨所欲的尺寸、幾何形狀及溫度解析度而使用不同的其他溫度監視裝置。偵測器120也可包含可用于測量皮膚表面區域的電阻的電極。類似該表皮或真皮的表面皮膚結構內的冰形成會造成提高的電阻。此作用可用于監視該真皮內的冰形成。偵測器120可進一步由數個測量方法的組合組成。
偵測器120可因此，特別是從該表皮160、真皮165及/或脂肪細胞170取得溫度信息，作為控制單元105的反饋信息。所偵測到的溫度信息可以所輸入的性質及/或參數為基礎通過控制單元105來分析。舉例來說，脂肪細胞170的溫度可通過以偵測器120所偵測到的表皮160溫度為基礎的計算而判定。因此，處理系統100可非侵入性地測量脂肪細胞170的溫度。此信息可接著經由控制單元105用于連續反饋控制處理單元107，舉例來說，通過調整冷卻/加熱元件110及處理界面115的能量/溫度，從而維持目標脂肪細胞170的最適處理溫度，同時使周遭的表皮160及真皮165完好無缺。如上所述，該冷卻/加熱元件110可提供在約-10癈至42癈范圍的可調整溫度。自動溫度測量及控制順序可重復進行以維持此等溫度范圍直到程序完成為止。
應注意的是，經由冷卻富含脂質細胞來減少脂肪組織在組織冷卻時伴隨有物理操縱(舉例來說，按摩該目標組織)時可能又更有效。根據本發明的具體例，處理單元107可包括組織按摩裝置，例如振蕩裝置等。或者可在處理單元107內使用壓電換能器以提供該冷卻/加熱元件107的機械振蕩或運動。偵測器120可包括用于偵測皮膚黏度變化的反饋裝置，以監視處理成效及/或防止對周遭組織的任何損傷。舉例來說，可使用振蕩偵測裝置來偵測受到處理單元107中含有的振蕩裝置所機械移動或振蕩的目標組織(或周遭組織)的任何共振頻率變化，其可指示組織黏度的變化。
為了進一步確保該表皮160及/或真皮165不會受到冷卻處理所損傷，可使用光學偵測器/反饋裝置來監視該表皮的光學性質變化(若冰形成發生的話有增強的散射)；可使用電反饋裝置來監視該表皮中的冰形成所引起的表皮電阻抗變化；及/或可使用超音波反饋裝置來監視皮膚中的冰形成(實質上要避免)。任何此類裝置都可包括信號控制單元105以停止或調整處理以防止皮膚損傷。
根據本發明的具體例，處理系統100可包括許多結構及儀器。控制單元105可包括經設計用于不同類型程序、結構及/或儀器的演繹系統。
如圖1D所示，處理系統100可包括探針控制器175及用于脂肪細胞170的最小侵入性溫度測量的探針180。有利地，探針180能夠測量更精確的脂肪細胞170溫度，從而增進處理單元107的控制及增進處理成效。
應注意處理系統100可遠距地控制。舉例來說，控制單元105與處理單元107之間的連結可為遠距連結(有線或無線)，以提供控制單元105對冷卻/加熱元件110、處理界面115、探針控制器175及探針180的遠距控制。
盡管上述的例示性處理系統100是為了例示適合與本發明一起使用的基本組件，但是所示的結構應不得視為限制性，因為該硬體結構的許多變化都可行而不會悖離本發明。
圖2A舉例說明根據本發明的具體例，通過折疊目標組織而冷卻脂肪細胞170的處理系統200。如圖2A所示，處理系統200可包括偶合至壓縮單元205且位在兩側的相應控制單元105及處理單元107。壓縮單元205可設計成能連同處理單元107一起拉起，從而折起(或「夾起」)處理單元107中間的目標組織(表皮160、真皮165及脂肪細胞170)。如上所述，在該目標組織任一側的個別處理單元107的處理界面115因此可以較大的成效自多側冷卻脂肪細胞170。偵測器120可包括在內以測量并且監視該目標組織的溫度。如圖2A所示，可連結控制單元105以形成整合系統。根據本發明的具體例，系統200的不同組件可使用任何數目的控制單元來控制。
如之前所述的，目標組織的物理按摩可增進冷卻處理的成效。根據本發明的具體例，壓縮單元205可改變使處理單元107圍著目標組織(表皮160、真皮165及脂肪細胞170)一起拉起的作用力。舉例來說，壓縮單元205可施加交替性地緊縮及放松該目標組織的折皺(或「夾緊」)的脈沖力。對該緊縮的抵抗可進一步加以監視以偵測該目標組織的特性(舉例來說，黏度)的任何變化，而且由此確保該處理的成效及安全性。
圖2B舉例說明具有類似于圖1C所示用于脂肪細胞170的最小侵入性溫度測量的系統100的探針180的系統200。如上所述，探針180能夠測量脂肪細胞170更精確的溫度，從而增進處理單元107的控制及增進處理成效。
圖3A及3B為顯示根據本發明的具體例的處理系統300。如圖3A所示，系統300可包括抽取單元305，而且處理單元107可包括處理界面115，該處理界面115具有曲面(例如形成圓頂)，來形成并且包含腔室310于該表皮160上方。如圖3B所示，抽取單元305可經致動以將來自腔室310的空氣或液體冷卻劑抽至處理單元107，使得目標組織(表皮160、真皮165及脂肪細胞170)被拉起與處理界面115接觸。有利地，為了更有效的冷卻，處理界面115可環繞著目標脂肪細胞170。處理界面115可由固體硬性或軟性材料(例如，膜)組成，其與皮膚或在該皮膚表面與該處理單元之間的熱偶合劑接觸。該界面115的表面也可具有多個連至抽取單元305的開口。該皮膚部分地進入這些多個開口中，其可增加表皮160與該處理界面熱接觸的的總表面積(例如，該皮膚的拉伸)。該皮膚的拉伸將減少該表皮及真皮的厚度，促進該脂肪170的冷卻。如以上所述并對照圖1A、1C、2A及2B，在處理的期間用于監視組織溫度的處理系統300中可包括許多偵測器120及/或探針180，其詳細說明在此不再重復。
圖4舉例說明根據本發明的具體例的處理系統400。如圖4所示，抽取單元305可連至處理界面115周圍的環狀開口，使得抽取單元305被致動時，可與處理界面115周圍的表皮160形成抽取密封410。結果，可在處理界面115處對隔離的目標組織區域進行處理。有利地，該受試對象或身體部分可浸在暖浴中而且可不引響在界面115處的處理。結果，可增加處理面積，同時環繞的暖和環境可防止全身性體溫過低。
圖5A及5B為顯示根據本發明的具體例的處理系統500。如圖5A及5B所示，處理系統500可在目標組織塊515周圍形成帶狀(或圓柱狀)。處理系統500可包含任何軟性或剛性材料。如圖5B所示，冷卻/加熱流體可經由輸入口175及輸出口180通過處理系統500泵抽。冷卻/加熱元件110可通過內部容器或通道網絡形成，例如管道等。目標組織塊515的熱轉移可經由處理界面115來執行，該處理界面115可包括任何導熱材料。處理系統500可進一步包括用于扣緊并且纏繞在組織塊515周圍的扣緊機構510，例如鉤狀及環狀扣件等。再者，處理界面115可包括軟性材料，使得透過處理系統500泵抽的冷卻流體的壓力可轉移至該目標組織515。舉例來說，對照圖5A，處理系統500可對目標組織塊515施加向內的壓力。目標組織塊515可為受試對象的任何區段、身體部分或四肢。舉例來說，目標組織塊515可為受試對象的手臂、大腿或小腿及腰部等。系統500中的冷卻流體壓力及流動可通過控制單元105來控制至最適處理溫度及/或壓力。組織塊515周圍的緊密貼合及提高的向內壓力也可允許該受試對象浸在暖浴中。如之前所述的，流體流動可為脈沖流。
本發明進一步地通過下列例示性、非限制實施例的方式作說明，其提供對本發明的及其多項優點更好的理解。
實施例 實施例1 通過受控制的活體內冷卻選擇性損害脂肪組織 本發明的方法在白色6個月大的雌性Hanford小型豬(「I號豬」)及黑色6個月大的雌性Yucatan小型豬(「II號豬」)中進行。使用泰拉瑞(Telazol)/二甲苯胺噻嗪(Xylazine)(4.4毫克/公斤-肌肉內注射(im)+2.2毫克/公斤-肌肉內注射)將小型豬麻醉。僅在注射性麻醉劑無法提供足夠的驅干鎮痛作用時，才使用通過面罩傳送吸入性麻醉劑(Halothane或Isoflurane(1.5至3.0％)與氧(3.0公升/分鐘)并以F-Air濾毒罐過濾。通過將墨汁(India Ink)施于各試驗部位的角落而以小刺青標記數個試驗部位。標記該等試驗部位之后，使用圖1A所述的冷卻裝置來執行冷暴露。該處理界面的面積為內建溫度感應器的2x4平方厘米大小的平坦面積。該界面與熱電冷卻器熱接觸，其通過控制單元作電子調整，使得該界面的表面溫度保持固定在預設的溫度。在該冷暴露的期間，該冷卻裝置以微小壓力至中等壓力應用于皮膚，該壓力不會造成血流的顯著機械壓縮。將該冷卻元件應用于皮膚而未對表面情況進行任何操縱。
試驗預設冷卻界面溫度與暴露時間的不同組合。就某些部位而言，在該皮膚與該冷卻界面之間施加導熱性乳液。此導熱性乳液主要由甘油組成。觀察I號豬61天直到獲得所有試驗的切除性切片(excisionbiopsie)，犧牲該豬只。試驗部位C在第2天獲得額外的穿刺活體切片。
處理該等切片以供慣用的光學顯微鏡使用而且以蘇木精(Hematoxylin)與曙紅(Eosin)染色。所指示的溫度為所應用的冷卻元件的溫度。表1描述該冷卻應用的參數及I號豬不同部位所獲得的結果 表1 觀察II號豬50天直到獲得所有試驗的切除性切片，犧牲豬只。試驗部位E在第17天獲得額外的局部切片。如上述處理該等切片以供慣用的光學顯微鏡用而且以蘇木精與曙紅染色。所指示的溫度為所應用的冷卻元件的溫度。表2描述該冷卻應用的參數及II號豬不同部位所獲得的結果。
表2 圖6描述經17天暴露之后，II號豬試驗部位D、E及F的皮膚表面影像。在1(符合試驗部位D)及2(符合試驗部位E)處可見到符合冷暴露部位的凹陷。在這些試驗部位并未見到不正常的表皮變化。在符合試驗部位F的3處，應用侵略性冷卻法，對表皮的損傷明顯(例如，顏色喪失而且中央有痂形成)。
圖7描述在-9癈冷暴露5分鐘之后17天，自冷暴露部位下方區域取得的樣品中試驗部位E的組織學(II號豬)。圖7A描述低倍率放大(1.25x)而且圖7B描述相同試片以中等倍率放大(5x)的特寫照片。顯示出該表皮701、真皮702及皮下脂肪703及肌肉層704。該組織學顯露出皮下脂肪703內的小葉性及隔膜性脂膜炎的征候，其為脂肪組織的發炎現象。脂肪細胞的平均尺寸比未暴露區域小。該表皮、真皮或肌肉層中未見到組織變化的證據。
皮下脂肪組織的減少得通過該精確冷卻部位的皮膚表面內的臨床凹陷觀察及通過組織學(蘇木精與曙紅染色法)來證實。圖8A、B、C、D、E及F描述試驗部位C(圖8A及8B)、試驗部位E(圖8C及8D)及試驗部位F(圖8E及8F)暴露之后50天的組織學的2.5x低倍率放大(圖8A、8C、及8E)及5x中等倍率放大(圖8B、8D、及8F)。該表皮801及真皮802在試驗部位C及E中未損傷，同時應用于試驗部位F的更具侵略性的冷卻法將造成表皮及真皮的損傷(例如，可見到疤形成及發炎現象)。皮下脂肪803顯示減小的脂肪母細胞尺寸及結構變化(例如，脂肪細胞層明顯凝結，該凝結脂肪層中包括有纖維隔膜(fibrousseptae))。由于應用于試驗部位F的侵略性冷卻法的結果，整個層幾乎都被移除，只留下一些殘余的脂肪細胞簇。因此，在應用侵略性冷卻法的地方(試驗部位F)該表皮及真皮中將見到非選擇性且顯著的損傷。
綜上所述，結果證明皮下脂肪組織的選擇性破壞可使用本發明的冷卻法達到而不會引起該表皮及真皮的損傷。
執行配合足以停止皮膚血流的壓力在-7癈冷卻皮膚表面期間的溫度測量，以舉例說明在活豬只中冷卻的時間依賴性及深度依賴性。使用插在0、2、4及8毫米深度的熱電偶來記錄溫度。盡管本實驗的條件并不理想(皮膚冷卻器并未嚴格地將表面維持在-7癈)，但是很清楚地該真皮(2毫米)及脂肪(4毫米、8毫米)的冷卻大體上如預期進行(參見例如，圖10)。
實施例2 不同組織深度的溫度曲線測量 此研究使用6個月大雌性黑色無毛Yucatan迷你豬(密蘇里州，哥倫比亞，Sinclair研究中心)來執行。該豬使用蘇木精/曙紅(4.4毫米/公斤-肌肉內注射+2.2毫克/公斤-肌肉內注射)來麻醉。僅在注射性麻醉劑無法提供足夠的驅干鎮痛作用時，才使用通過面罩傳送吸入性麻醉劑(Halothane或Isoflurane(1.5至3.0％)與氧(3.0公升/分鐘)并以F-Air濾毒罐過濾。通過將墨汁施于各試驗部位的角落而以小刺青標記數個試驗部位。以附接至熱交換器的凸圓銅板來執行冷暴露，該熱交換器通過調整至-7癈 的循環冷卻劑冷卻)。暴露時間介于600至1200秒。表3描述該冷卻應用的參數及在III號豬的不同部位獲得的結果。該冷卻板具有3個直徑將近1毫米的中心開口，透過其來放置熱電偶以監視冷暴露期間該組織不同深度的溫度曲線。在冷暴露的期間，將該冷暴露裝置如圖9所示，牢固地固定于試驗部位。分兩個不同實驗日執行冷暴露，間隔一周。在第一個實驗日冷暴露的期間偶爾移開熱電偶，導致該熱電偶深度測量有0.5毫米變異性。另一組熱電偶暴露配合最小至沒有熱電偶深度變異性在定義明確的深度處在第二個實驗日執行。試驗部位1、2、3、7、11及12的第一個實驗日的熱電偶位置為2.5、4.5及10毫米深度(+/-0.5毫米)。試驗部位14、15、16及18在第二個實驗日在2、4及8毫米熱電偶深度處處理，配合最小至沒有位移。由于冷暴露期間的組織壓縮，該熱電偶深度某程度的變異性可能仍會出現。使用含有二醇的溶液來確認皮膚表面處的良好熱接觸。處理之后觀察該豬只3.5個月，直到犧牲為止而且采集試驗部位的組織以供分析。表3描述該冷卻應用的參數及III號豬不同部位獲得的結果 表3 將該等試驗部位暴露于設定在-7癈的冷卻劑溫度的裝置并且暴露600至1200秒。通過觸診法來測定時，該真皮在冷暴露之后即硬化，而且暴露之后將近1分鐘，當其返回常溫時將變黏。暴露數分鐘之后以偏光放大器鏡頭的特寫照片檢查證明沒有表皮損傷或改變。沒有水泡形成而且尼氏征候(Nikolsky-sign)是陰性的。在整個生存期間都沒有表皮的凈損傷。沒有觀察到壓碎、起泡或顯著顏色變化。有些試驗部位顯示小量增加的表皮色素形成。在數個月之后此輕微的色素過少可通過輕輕摩擦該表皮而移除。
熱電偶的溫度測量取決于深度、身體位置及冷卻應用的壓力。有關不同的試驗部位在冷暴露期間不同組織深度的溫度圖顯示于圖10A至J而且另外總結于表3。就某些試驗部位而言，有觀察到可能與附近血管有關的溫度振蕩。由于該熱電偶的移動或錯置有些溫度圖不考慮(表3中標識的「錯誤」)。該真皮或表面脂肪深層內的溫度在-2癈至-4癈范圍內。4至5毫米深度內的溫度在約0癈至7癈范圍內，取決于接觸壓力及解剖學上的區域。此位置證實不同溫度圖的高變異性。在8至10毫米深度內的溫度，其對應該皮下脂肪層內的深度，具有在7癈至24癈范圍內的溫度。
控制組(部位9)及冷暴露部位(部位8)(-7癈，600秒)的組織學在暴露之后6天獲得而且由皮膚病理專科醫師來分析。下文將說明控制組及冷暴露部位 兩個樣品的表皮是正常的而且顯示具有正常厚度的簍狀交織的角質層，與控制組相比為正常的網狀脊(rete ridge)。在該冷暴露的部位內有輕微周圍淋巴細胞浸潤出現。但是兩個樣品中絲毫都沒有血管炎的征候。
該控制組皮下脂肪顯示正常的形態學。經冷暴露的部位的皮下脂肪顯示清楚的小葉性及隔膜性脂膜炎的征候。大部分脂肪母細胞都包圍有淋巴細胞浸潤，偶爾有含巨噬細胞的脂質。該皮下隔膜的厚度將會增加。出現輕微血管變化，但是沒有血管炎的征候。在冷暴露三個半月之后犧牲豬只，且對選定部位進行20百萬赫茲超聲波成像后，全厚度切除并收集暴露部位的組織。該活體內的超音波影像清楚地證實在皮膚冷卻處理區域中的脂肪組織喪失相比照未經冷暴露的周圍組織的關系。經冷暴露3.5個月之后活體內的超音波影像顯示在圖11中。
所得的組織經巨觀地切開該試驗部位而且經由巨觀組織剖面拍攝影像。部位1、3、11、12及18的巨觀剖面顯示在圖13A至E中。就所有冷暴露部位相對于未經冷暴露的相鄰脂肪層觀察該皮下脂肪層厚度的減少。巨觀剖面圖完全符合該等超音波影像。可界定出該皮下脂肪內的兩個不同區間，表面脂肪層及深脂肪層。該表面脂肪層的厚度在冷卻處理的部位急遽地減小，而該深脂肪層卻沒有顯著變化。有一些試驗部位在試驗區域內部相對于外界的表面脂肪層的減少百分比列在表3中。就冷暴露部位1、11、12及18觀察該皮下脂肪層的變化。在該評估試驗部位內的表面脂肪層厚度平均減少量為47％。就未經暴露的控制側而言，在任一脂肪層中都沒發現顯著的厚度減少。
這些實施例確認豬模型中可通過指定范圍的外部冷卻溫度及暴露時間達到該皮下脂肪組織的選擇性破壞，而對表皮及真皮沒有顯著的損傷。皮下脂肪的移除也可通過經處理的皮膚表面的明顯凹陷來證實，其正好與該冷暴露相符，而且與犧牲之后通過超音波及巨觀剖面的冷暴露部位相關的脂肪層測量相符。在冷暴露之后6天，觀察到明顯的組織變化，其對于該皮下脂肪組織具有選擇性。觀察到組織學上顯示脂肪細胞縮小的脂層炎。有證據顯示對冷卻的反應可隨不同部位變動，而且越近表面的脂肪層受組織喪失影響比該較深脂肪層多。而III號豬的結果暗示在表面脂肪層相對于該較深層有增進的脂肪移除。關于此的解釋為a)由于梯度的關系該表面脂肪層暴露在較冷的溫度及/或b)豬中的較深脂肪層可能較不容易被選擇性冷卻損傷。
圖9描述用于III號豬的冷暴露的裝置影像。使該冷卻銅板91與皮膚接觸。通過插入該組織不同深度的熱電偶92來測量冷暴露的期間該皮膚內的溫度曲線。該裝置裝載有彈簧93以提供該冷暴露期間的壓力。
圖10描述III號豬不同試驗部位的冷暴露期間不同深度中的溫度曲線10A(部位1)、10B(部位2)、10C(部位7)、10D(部位11)、10E(部位12)、10F(部位13)、10G(部位14)、10H(部位15)、10I(部位16)及10J(部位18)。不同深度的溫度以T3-E(表面)、T0-B(2至2.5毫米)、T1-C(4至5毫米)及T2-D(8至10毫米)標識。
圖11描述暴露之后3.5個月拍攝的試驗部位11的超音波影像。該片段1105在該冷暴露區域外面，片段1106在該冷暴露區域內。該真皮1102可與該脂肪層1103及該肌肉層1104作清楚地區分。在該脂肪層1103內可分辨兩個不同層該表面脂肪層1103a及深脂肪層1103b。該超音波影像與圖13c中同一組織的巨觀剖面完全相符。
圖12描述經過冷暴露(-7癈，600秒)6天之后試驗部位8(圖12A及12B)及未暴露的控制組試驗部位9(圖12C及12D)的組織學。在圖12A及12C中該顯微照片顯示低放大倍率(1.25x)，而圖12B及12D中顯示中等放大倍率(5x)。該等影像顯示表皮701、真皮702及皮下脂肪703。盡管未暴露的控制組顯示正常的組織形態學，但是冷暴露的組織卻顯示該皮下脂肪中有清楚的脂膜炎征候。發炎細胞已移至此區中而且平均脂肪細胞尺寸降低。
圖13A至E描述在冷暴露之后3.5個月，該豬犧牲之后通過不同試驗部位中心的巨觀剖面13A(部位1)、13B(部位3)、13C(部位11)、13D(部位12)及13E(部位18)。各圖有一個量尺，量尺有1厘米單位以及1毫米次單位。表皮1301、真皮1302、表面脂肪層1303及深脂肪層1304。就未暴露的控制組圖13B而言，可見到不同層沒有厚度的變化。圖13A、13C、13D及13E顯示冷暴露區域的剖面，其與組織的中心4至5厘米及周圍未冷暴露的區域相符。所有的冷暴露樣品中都可見到該冷暴露區相對于未冷暴露區的表面脂肪層內的厚度滅少量。表3中列示各樣品的厚度變化量，以％為單位。
實施例3 皮下脂肪隨時間的選擇性喪失 處理之后數個月，III號豬中仍維持皮下脂肪的選擇性喪失，其被喂食標準餐。如本文中進一步詳細說明的，未觀察到疤痕或皮膚的損傷。
圖14表示處理后3.5個月自試驗部位11(圖13C所示)取得樣品。將這些樣品用于組織分析，如圖15及16所示。尺標1400具有1厘米單位及1毫米次單位。該剖面描述該表皮1401、真皮1402、表面脂肪層1403及深脂肪層1404，彼等由肌膜1405(以虛線標記)分開。該處理區域1406含有在下方脂肪內的標記矩形1407，其指示圖15所示的組織學的位置。在該處理區域外面的區域1408含有在下方脂肪內的標記矩形1409，其指示圖16所示的組織學的位置。
圖15顯示在處理后3.5個月時自試驗部位11內取出的樣品的組織學。該真皮1501并未顯示任何發炎或組織損傷。該隔膜1502分開該表面脂肪層1504與該深脂肪層1505。細微隔膜1503分開個別脂肪小葉，其含有脂肪母細胞簇。圖15A及15B中無法見到發炎的證據。與該控制組部位所獲得的對應組織學(圖16A及16B)相比，該脂肪母細胞的平均尺寸也有減小。此比較也證明該表面脂肪層內的細微隔膜的緊束狀態。這表示與未暴露的控制組部位相比，表面脂肪的量、脂肪母細胞的數目還有個別脂肪母細胞的平均尺寸減小。與圖16A及16B所示的控制組脂肪袋(fat pocket)相比，真皮1501內也有體積、脂肪母細胞數目及個別脂肪母細胞尺寸減小的脂肪袋。圖15所示的真皮內脂肪袋由一層脂肪母細胞組成。與圖16所示的未暴露控制組的脂肪袋相比，脂肪母細胞的數目及尺寸滅小。
圖16描述自與圖15同一時間取得的試驗部位11的未暴露區域獲得的組織樣品結果。該真皮1601含有脂肪袋1602。沒有發炎或組織損傷出現。微細表面隔膜1603分開該表面脂肪層1604內的脂肪小葉。與圖15所示的處理部位相比，脂肪體積及個別脂肪母細胞的數目和尺寸增加。該真皮內脂肪袋1602含有多達3層脂肪母細胞，而且與圖15相比，個別脂肪母細胞的體積、數目及尺寸增加。
總而言之，皮下脂肪的選擇性喪失可隨時間維持而沒有疤痕或皮膚的損傷。
實施例4 皮下脂肪隨時間的選擇性喪失 使用小型Yuacatan豬來產生描述處理期間的相轉移的溫度圖。將包含充滿調整在-5癈的冷卻劑的銅板的冷卻裝置設置成與應用部位接觸約600秒。為達本實驗的目的，該表皮的溫度不得落至低于0癈。
圖形1801描述通過位于該真皮正下方的表面脂肪層的熱電偶所測得的溫度圖。在最初10秒的期間，記錄到約36癈的溫度，其實質上為豬的體溫。
圖形1802描述通過位于該冷卻裝置與該表皮之間的界面的熱電偶所測得的溫度圖。在最初10秒的期間，記錄到約-3癈的溫度，其實質上為未與該皮膚接觸時冷卻裝置的溫度。隨著此時程，當該冷卻裝置與該應用部位接觸時，該溫度最初由于自皮膚至該裝置的熱流而升高。在進一步與該冷卻裝置接觸的期間，該溫度滑落至高于該冷卻裝置未與該皮膚接觸時的溫度。只有在360秒左右的時間標記時移除該冷卻裝置之后，溫度才滑落至低于0癈。
溫度圖1801，通過真皮下熱電偶測量時，將隨時間緩慢地降低。溫降斜率在自處理開始約180秒時改變。平均溫度隨時間降低得更緩慢，其表示有相變化。約180秒至約300秒之間可觀察到波動。該等波動可能是由該熱電偶的移動造成，或者由血流的振蕩造成。在冷卻期間的血流振蕩(稱之為「亂調現象(hunting phenomen)」)是由血管的管腔內平滑肌活動的周期性變化引起。在360秒自該皮膚移除該裝置之后，皮膚不會持續地回溫，而是轉而變成在15癈水平狀態內的水準，其亦表示相轉移。
圖19描述自獲得該溫度圖的試驗部位處理后5天所獲得的樣品組織學。該表皮1901及真皮1902完全都沒改變。在該皮下脂肪組織1903內，有代表小葉性及隔膜性脂膜炎的顯著發炎現象。該脂肪細胞與未經冷暴露的部位相比尺寸減小。
本發明的許多具體例都已經作過說明。盡管如此，應明白可進行不同修飾而不會悖離本發明的精神及范圍。因此，其他具體例都在后續的權利要求范圍以內。
權利要求
1.一種用于選擇性破壞非嬰兒人類處理對象的富含脂質細胞的冷卻方法，包含
將至少一冷卻元件應用在該處理對象的應用部位近端；
利用該冷卻元件來降低該應用部位下方的溫度，其中，該溫度降低足以破壞其中的富含脂質細胞，從而減少該富含脂質細胞；以及
當溫度降低時，利用至少一反饋裝置來提供足以確認該冷卻元件近端的非富含脂質細胞未被破壞的反饋信息，從而選擇性地破壞該對象的富含脂質細胞。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，該反饋信息包含關于真皮、表皮或皮下脂肪組織的至少一生理參數的信息，其中，該信息表示該冷卻元件近端的非富含脂質細胞并未被破壞。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，該溫度降低產生通過該對象的真皮、表皮及皮下脂肪組織的局部溫度梯度。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，該富含脂質細胞為皮下脂肪組織內的脂肪母細胞。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，該冷卻元件接觸到該應用部位。
6.根據權利要求2所述的方法，其中，該生理參數是該對象表皮的溫度。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，該對象表皮的溫度為約-10℃至約20℃。
8.根據權利要求2所述的方法，其中，該生理參數是該對象真皮的溫度。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，該對象真皮的溫度為約-10℃至約35℃。
10.根據權利要求2所述的方法，其中，該生理參數是該對象皮下脂肪組織的溫度。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，該對象皮下脂肪組織的溫度為約-10℃至約37℃。
12.根據權利要求2所述的方法，其中，該生理參數為該對象的真皮或表皮中之一者沒有實質的晶體形成。
13.根據權利要求12所述的方法，其中，沒有實質的晶體形成是通過該對象的真皮或表皮中之一者介于約10千歐姆/毫米至約50千歐姆/毫米之間的電阻抗來顯示。
14.根據權利要求12所述的方法，其中，沒有實質的晶體形成是通過該對象的真皮或表皮中之一者介于約1450至低于約2700米/秒之間的超音波速度來顯示。
15.根據權利要求2所述的方法，其中，該生理參數是該對象的真皮或表皮中之一者的硬度。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，該硬度提高。
17.根據權利要求2的方法，其中，該生理參數是該對象的真皮或表皮中之一者的壓力。
18.根據權利要求17所述的方法，其中，該壓力至少為約240毫米汞柱。
19.根據權利要求2所述的方法，其中，該生理參數是該對象的真皮或表皮中之一者的相轉移。
20.根據權利要求2所述的方法，其中，該生理參數是該對象的真皮或表皮中之一者的聲速。
21.根據權利要求20所述的方法，其中，該對象的真皮或表皮中之一者的聲速介于約1450至低于約2700米/秒之間。
22.根據權利要求6所述的方法，其中，該反饋裝置是非侵入性溫度探針。
23.根據權利要求8所述的方法，其中，該反饋裝置是侵入性溫度探針。
24.根據權利要求10所述的方法，其中，該反饋裝置是侵入性溫度探針。
25.根據權利要求22所述的方法，其中，該溫度探針是選自由輻射溫度計、光纖溫度感應器及熱成像測溫探針所組成群組的測溫探針。
26.根據權利要求22、23或24所述的方法，其中，該溫度探針是測溫探針。
27.根據權利要求26所述的方法，其中，該溫度探針選自由熱電偶、電熱調節器、雙金屬溫度計、顏色變化熱指示紙、半導體溫度計、光纖溫度計及玻璃管充液溫度計所組成群組。
28.根據權利要求12所述的方法，其中，該反饋裝置是電反饋探針。
29.根據權利要求12所述的方法，其中，該反饋裝置是超音波探針。
30.根據權利要求29所述的方法，其中，該超音波探針是回聲圖冷凍探針。
31.根據權利要求15所述的方法，其中，該反饋裝置是振蕩反饋探針。
32.根據權利要求31所述的方法，其中，該振蕩反饋裝置是壓電振蕩器。
33.根據權利要求17所述的方法，其中，該反饋裝置是接觸探針。
34.根據權利要求33所述的方法，其中，該接觸探針是壓力探針。
35.根據權利要求34所述的方法，其中，該壓力探針是彈簧負載冷卻元件。
36.根據權利要求19所述的方法，其中，該反饋裝置是光學同調斷層掃瞄裝置。
37.根據權利要求19所述的方法，其中，該反饋裝置是磁振造影裝置。
38.一種用于提供與非嬰兒人類處理對象的富含脂質細胞的選擇性破壞有關的反饋的系統，包含
在該處理對象的應用部位近端的至少一非侵入性冷卻元件，其中該非侵入性冷卻元件有效地降低該處理部位下方的溫度，且其中該溫度降低足以破壞并從而減少該應用部位下方的富含脂質細胞；以及
具有與至少一非侵入性冷卻元件接觸且直徑小于約2厘米的換能器的超音波為基礎的反饋裝置，其中，該反饋裝置有效地提供足以確認該冷卻元件近端的非富含脂質細胞未被破壞的反饋信息。
39.一種用于提供與非嬰兒人類處理對象的富含脂質細胞的選擇性破壞有關的反饋信息的系統，包含
在該處理對象的應用部位近端的至少一冷卻元件，其中該冷卻元件有效地降低該應用部位下方的溫度，且其中該溫度降低足以破壞并從而減少該應用部位下方的富含脂質細胞；以及
與至少一冷卻元件連通的至少一反饋裝置，其中，該反饋裝置將提供足以確認該冷卻元件近端的非富含脂質細胞未被破壞的反饋信息。
40.根據權利要求39所述的系統，其中，至少一反饋裝置是連結至至少一冷卻元件。
41.根據權利要求39所述的系統，其中，至少一反饋裝置與至少一冷卻元件直接接觸。
42.根據權利要求41所述的系統，其中，至少一反饋裝置是整合在該冷卻元件的小通道內。
43.根據權利要求42所述的系統，其中，該通道的直徑小于約1厘米。
44.根據權利要求39所述的系統，其中，至少一反饋裝置與該應用部位連通。
45.根據權利要求39所述的系統，其中，至少一反饋裝置與該應用部位直接接觸。
46.根據權利要求39所述的系統，其中，該反饋裝置是非侵入性溫度探針。
47.根據權利要求39所述的系統，其中，該反饋裝置是侵入性溫度探針。
48.根據權利要求46或47所述的系統，其中，該溫度探針是測溫探針。
49.根據權利要求46所述的系統，其中，該溫度探針是選自由輻射溫度計、光纖溫度感應器及熱成像測溫探針所組成群組的測溫探針。
50.根據權利要求47所述的系統，其中，該溫度探針是選自由熱電偶、電熱調節器、雙金屬溫度計、顏色變化熱指示紙、半導體溫度計、光纖溫度計及玻璃管充液溫度計所組成群組的測溫探針。
51.根據權利要求39所述的系統，其中，該反饋裝置是電反饋探針。
52.根據權利要求39所述的系統，其中，該反饋裝置是超音波探針。
53.根據權利要求52所述的系統，其中，該超音波探針是回聲圖冷凍探針。
54.根據權利要求39所述的系統，其中，該反饋裝置是振蕩反饋裝置。
55.根據權利要求54所述的系統，其中，該振蕩反饋探針是壓電振蕩器。
56.根據權利要求39所述的系統，其中，該反饋裝置是接觸探針。
57.根據權利要求56所述的系統，其中，該接觸探針是壓力探針。
58.根據權利要求57所述的系統，其中，該壓力探針是彈簧負載冷卻元件。
59.根據權利要求39所述的系統，其中，該反饋裝置是光學同調斷層掃瞄裝置。
60.根據權利要求39所述的系統，其中，該反饋裝置是磁振造影裝置。
61.根據權利要求39所述的系統，其中，該冷卻元件由金屬構成。
62.根據權利要求61所述的系統，其中，該金屬選自由銅、銀及鋁所組成群組。
63.根據權利要求39所述的系統，其中，該冷卻元件含有固體冷卻劑。
64.根據權利要求63所述的系統，其中，該冷卻劑由金屬、玻璃、凝膠、陶瓷、帕耳帖元件、冰及冰漿所組成群組中的任何組份構成。
65.根據權利要求39所述的系統，其中，該冷卻元件含有液體冷卻劑。
66.根據權利要求65所述的系統，其中，該冷卻劑由鹽水、甘油、醇及其混合物所組成群組中的任何組份構成。
67.根據權利要求66所述的系統，其中，該冷卻元件含有氣體冷卻劑。
68.根據權利要求67所述的系統，其中，該氣體是冷空氣或液態氮。
69.一種用于提供與非嬰兒人類處理對象的富含脂質細胞的選擇性破壞有關的反饋信息的系統，包含
在該處理對象的應用部位近端的至少一冷卻元件，其中，該冷卻元件有效地降低該應用部位下方的溫度，以及
與至少一冷卻元件連通的至少一反饋裝置，其中，該反饋裝置將提供足以確認該溫度降低足以破壞并從而減少該應用部位下方的富含脂質細胞的反饋信息。
70.根據權利要求69所述的系統，其中，該反饋信息包含關于皮下脂肪組織的至少一生理參數的信息，其中該信息表示其中的富含脂質細胞已被破壞。
71.根據權利要求69所述的系統，其中，該溫度降低產生通過該對象的真皮、表皮及皮下脂肪組織的局部溫度梯度。
72.根據權利要求69所述的系統，其中，該富含脂質細胞為該對象皮下脂肪組織內的脂肪母細胞。
73.根據權利要求69所述的系統，其中，該冷卻元件與該應用部位接觸。
74.根據權利要求70所述的系統，其中，該生理參數是該對象皮下脂肪組織的溫度。
75.根據權利要求74所述的系統，其中，該溫度為約-10℃至約37℃。
76.根據權利要求70所述的系統，其中，該生理參數是該對象的皮下脂肪組織中的晶體形成。
77.根據權利要求76所述的系統，其中，該晶體形成是通過該對象的皮下脂肪組織中大于約0.5千歐姆/毫米的電阻抗來顯示。
78.根據權利要求77所述的系統，其中，晶體形成是通過該對象的皮下脂肪組織中大于約2700米/秒的超音波速度來顯示。
79.根據權利要求70所述的系統，其中，該生理參數是該對象的皮下脂肪組織中的硬度。
80.根據權利要求79所述的系統，其中，該硬度提高。
81.根據權利要求70所述的系統，其中，該生理參數是該對象的皮下脂肪組織中的壓力。
82.根據權利要求81所述的系統，其中，該對象的皮下脂肪組織中的壓力介于約120毫米汞柱與約240毫米汞柱之間。
83.根據權利要求70所述的系統，其中，該生理參數是該對象的皮下脂肪組織中的相轉移。
84.根據權利要求70所述的系統，其中，該生理參數是該對象的皮下脂肪組織中的聲速。
85.根據權利要求84所述的系統，其中，該對象的皮下脂肪組織中的聲速大于約2700米/秒。
86.根據權利要求74所述的系統，其中，該反饋裝置是侵入性溫度探針。
87.根據權利要求86所述的系統，其中，該溫度探針是測溫探針。
88.根據權利要求87所述的系統，其中，該溫度探針選自由熱電偶、電熱調節器、雙金屬溫度計、顏色變化熱指示紙、半導體溫度計、光纖溫度計及玻璃管充液溫度計所組成群組。
89.根據權利要求69所述的系統，其中，該反饋裝置是電反饋探針。
90.根據權利要求69所述的系統，其中，該反饋裝置是超音波探針。
91.根據權利要求90所述的系統，其中，該超音波探針是回聲圖冷凍探針。
92.根據權利要求91所述的系統，其中，該反饋裝置是振蕩反饋探針。
93.根據權利要求92所述的系統，其中，該振蕩反饋裝置是壓電振蕩器。
94.根據權利要求69所述的系統，其中，該反饋裝置是接觸探針。
95.根據權利要求94所述的系統，其中，該接觸探針是壓力探針。
96.根據權利要求95所述的系統，其中，該壓力探針是彈簧負載冷卻元件。
97.根據權利要求69所述的系統，其中，該反饋裝置是光學同調斷層掃瞄裝置。
98.根據權利要求69所述的系統，其中，該反饋裝置是磁振造影裝置。
99.根據權利要求2所述的方法，其中，該生理參數是來自該對象的真皮或表皮中之一者內的反射率或透射率。
100.根據權利要求99所述的方法，其中，來自該對象的真皮或表皮內的反射光譜被連續地監視。
101.根據權利要求100所述的方法，其中，該反饋裝置是光譜裝置。
102.根據權利要求39所述的系統，其中，該反饋裝置是光譜裝置。
103.根據權利要求70所述的系統，其中，該生理參數是來自該對象的皮下脂肪組織內的反射率或透射率。
104.根據權利要求103所述的系統，其中，來自該對象的皮下脂肪組織的反射光譜被連續地監視。
105.根據權利要求104所述的系統，其中，該反饋裝置是光譜裝置。
106.根據權利要求1所述的方法，復包含將壓力施加于該處理對象的應用部位近端，其中，所施加的壓力有效地降低該應用部位下方的血流。
107.根據權利要求39或69所述的系統，復包含對該處理對象的應用部位近端提供壓力的至少一元件，其中，所施加的壓力有效地降低該應用部位下方的血流。
108.根據權利要求1至107中任一項所述的方法或系統在非嬰兒人類的美容處理中的用途。
109.一種美容處理方法，其根據權利要求1至37或99至101或104中所述的任一項。
全文摘要
本發明是有關用于通過控制冷卻而選擇性破壞富含脂質細胞的方法。本發明進一步有關用于進行通過控制冷卻而選擇性破壞富含脂質細胞的方法的裝置。
文檔編號A61F7/10GK101119684SQ200580048173
公開日2008年2月6日 申請日期2005年12月16日 優先權日2004年12月17日
發明者R·R·安德森, D·曼施泰因 申請人:總醫院公司