Reducción del efecto de borde de electrodo de RF.

Un aplicador para energía de RF entregada a través de una superficie de la piel,

que comprende:

una base (18, 18");

un primer electrodo (22, 22', 22") conectado a la base del aplicador (18, 18") y que se extiende desde la base del aplicador (18, 18") en el que dicho primer electrodo está adaptado para, en uso, extenderse desde dicha base de aplicador hacia una primera ubicación (46) de la superficie de la piel (14); y

una primera tapa semiconductora (30, 30', 30", 30"') dispuesta en un primer extremo distal (34) del primer electrodo (22, 22', 22"), estando configurada la primera tapa semiconductora (30, 30', 30", 30"') para, en uso, ponerse en contacto con la primera ubicación (46) de la superficie de la piel (14);

en el que la energía de RF se suministra desde el primer electrodo (22, 22', 22") a través de la primera tapa semiconductora (30, 30', 30", 30"') a través de la superficie de la piel (14), y en el que la primera tapa semiconductora (30, 30', 30", 30"') tiene una conductividad eléctrica de aproximadamente 0,03 S/m a aproximadamente 3,0 S/m y una conductividad térmica de aproximadamente 5 W/m.°C a aproximadamente 500 W/m.°C.

Reducción del efecto de borde de electrodo de RF

[0001] La invención se refiere en general a dispositivos de tratamiento de energía de radiofrecuencia (RF), y más particularmente, a mejorar la entrega de energía eléctrica de RF al tejido mediante la reducción de los efectos de borde y mejorar la uniformidad espacial de la energía suministrada a la piel u otros tejidos.

ANTECEDENTES

[0002] Muchos procedimientos dermatológicos estéticos recurren a la entrega de energía térmica a la piel o el tejido subcutáneo subyacente como un medio para estimular un efecto terapéutico. Los procedimientos tales como el rejuvenecimiento de la piel, el estiramiento de la piel, la reducción de arrugas, la reducción del vello, la eliminación de tatuajes, el contorno corporal y los tratamientos para la sudoración excesiva, la producción de las glándulas

sebáceas, el acné, las lesiones pigmentadas, las lesiones vasculares y los vasos sanguíneos se aprovechan del calor para conseguir un efecto deseado. Muchas tecnologías diferentes se pueden utilizar para calentar la piel y / o los tejidos subyacentes, incluyendo los láseres, las fuentes de luz incoherente, las fuentes de energía eléctrica de radiofrecuencia, y las fuentes de energía de ultrasonido.

[0003] Un problema con la entrega de energía de RF al tejido es la concentración fundamental de densidad de corriente a lo largo de los bordes del electrodo en contacto con el tejido. Para la entrega de energía de RF monopolar, las temperaturas de la superficie de la piel más altas ocurren a lo largo de todo el perímetro del electrodo. Para la entrega de energía de RF bipolar, la concentración de la corriente también se produce a lo largo de los bordes, pero las densidades de corriente aún más altas se producen a lo largo de los dos bordes interiores 25 que forman la brecha entre los dos electrodos que tienen la trayectoria eléctrica más corta. Estos efectos térmicos no uniformes limitan la cantidad de energía que puede ser suministrada al tejido a fin de evitar efectos adversos de la piel tales como las quemaduras, las ampollas y los eritemas.

[0004] W02003053266 describe un aparato de suministro de fluido para introducir un medio fluido de refrigeración a 30 una superficie de la piel que Incluye una plantilla con una superficie de interfaz de la piel. Un dispositivo de

suministro de energía está acoplado a la plantilla. Un miembro de introducción de medio de refrigeración fluido está acoplado a la plantilla. Los recursos entregan energía de manera controlable desde el dispositivo de suministro de energía a la superficie de la piel.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

[0005] La Invención, en diversas realizaciones, proporciona un aplicador para la energía de RF según la reivindicación 1.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0006] Las ventajas de la invención se pueden entender mejor haciendo referencia a la siguiente descripción tomada en conjunto con los dibujos que se acompañan. Los dibujos no necesariamente están a escala, en cambio el énfasis está puesto generalmente en ¡lustrar los principios de la invención.

La figura 1 muestra una sección transversal de un perfil de temperatura en la piel para un electrodo de cobre 45 monopolar aplicado a una superficie de la piel sin una tapa semiconductora.

La figura 2 muestra una sección transversal de un perfil de temperatura en la piel para los electrodos de cobre bipolares aplicados a una superficie de la piel sin tapas semiconductoras.

La figura 3 muestra una sección transversal de un perfil de temperatura en la piel cuando se utilizan tapas semiconductoras en los electrodos.

La figura 4 muestra una sección transversal de un perfil de temperatura en la piel cuando se utilizan tapas semiconductoras que tienen un espesor variable.

La figura 5 muestra una sección transversal de otro perfil de temperatura en la piel cuando se utilizan tapas semiconductoras con un espesor variable.

La figura 6 muestra una sección transversal de otro perfil de temperatura en la piel cuando se utilizan tapas 60 semiconductores que tienen una sección transversal trapezoidal.

La figura 7A muestra una vista en sección de un aplicador para entregar energía de RF a través de una superficie de la piel.

La figura 7B muestra una vista en sección de una tapa semiconductora para un electrodo.

La figura 7C muestra una vista en alzado lateral de una tapa semiconductora para un electrodo.

La figura 8A muestra una vista en perspectiva de otra forma de realización del electrodo y la tapa semiconductora.

La figura 8B muestra una vista lateral de la realización mostrada en la Figura 7A.

La figura 9A muestra una sección transversal de un perfil de temperatura en la piel cuando se utilizan tapas semiconductoras que tienen una forma elíptica.

La figura 9B muestra la temperatura de la piel entre los electrodos.

La figura 10 muestra la absorción de potencia de RF para un electrodo que incluye una tapa de forma rectangular.

La figura 11 muestra la absorción de potencia de RF para un electrodo que incluye una tapa de forma trapezoidal.

La figura 12 muestra una sección transversal vertical de un aplicador para la energía de RF.

La figura 13 muestra una vista despiezada de una tapa semiconductora.

La figura 14 una sección transversal vertical de otro aplicador para la energía de RF.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

[0007] La figura 1 muestra una sección transversal de un perfil de temperatura en la piel para un electrodo de cobre monopolar aplicado a una superficie de la piel sin una tapa semiconductora. La figura 2 muestra una sección transversal de un perfil de temperatura en la piel para los electrodos de cobre bipolares aplicados a una superficie de la piel sin tapas semiconductoras. La distribución de calor desigual se ve en los bordes del electrodo monopolar y es

simétrica (igual en ambos bordes). Para los electrodos bipolares, la distribución desigual de calor se ve en los bordes, pero es asimétrica. La densidad de corriente es mayor a lo largo de los bordes del electrodo interno debido a que la longitud de la trayectoria es más corta y por lo tanto la impedancia es menor. Más corriente recorrerá este camino. En ambos ejemplos, se entregan 20 Joules de energía de radiofrecuencia a los tejidos. En general, las temperaturas superiores a 70°C conducen a efectos adversos en la piel, tales como las ampollas.

[0008] La figura 3 muestra una sección transversal de un perfil de temperatura en la piel cuando se utilizan tapas semiconductoras (por ejemplo, formadas a partir de un material cerámico) en los electrodos. En la figura se ilustran las tapas, pero no los electrodos. La energía suministrada al tejido es de 20 Joules, la misma que se utilizó en la figura 2, pero debido a que la impedancia entre la tapa y el tejido está mejor emparejada, el punto caliente (hotspot)

es menor. Los puntos calientes aparecen en los bordes interiores debido a la longitud de la trayectoria eléctrica al siguiente electrodo adyacente más corta. También existen densidades de corriente altas en el borde de la unión tapa cerámica-electrodo de cobre. Debido a la alta conductividad térmica de la cerámica, el calor en esta unión es conducido de manera eficaz hacia el electrodo, por lo que esta densidad no causa puntos calientes (hotspots) térmicos en esta unión y evita el sobrecalentamiento de la tapa que está en contacto con la piel.

[0009] La figura 4 muestra una sección transversal de un perfil de temperatura en la piel cuando se utilizan tapas semiconductoras con un espesor variable. En la figura se ilustran las tapas, pero no los electrodos. Debido a que la cerámica tiene una impedancia finita, puede ser conformada para ser más gruesa en los bordes para minimizar, además, el punto caliente térmico en los bordes internos causados por la longitud más corta de la trayectoria

eléctrica. En este caso, se entrega dos veces más energía o se entregan 40 Joules a la piel, pero los puntos calientes térmicos son aproximadamente la mitad de lo que se ve sin la tapa de cerámica y, más importante, inferiores a 70°C, la temperatura crítica. En este caso, la temperatura de la piel (1 mm de profundidad, a mitad de camino entre los electrodos) se aumenta hasta aproximadamente 42,8°C un incremento de alrededor de 10,8 grados por encima de la temperatura inicial de aproximadamente 32°C. Sin la tapa de cerámica, el aumento es de 55 aproximadamente 36,2°C o sólo de alrededor de 4,2 grados por encima de la temperatura inicial. De esta manera, con la tapa, la piel se calienta de forma más eficaz con menos riesgo de efectos adversos en la superficie de... [Seguir leyendo]

1. Un aplicador para energía de RF entregada a través de una superficie de la piel, que comprende:

una base (18, 18);

un primer electrodo (22, 22, 22) conectado a la base del aplicador (18, 18) y que se extiende desde la base

del aplicador (18, 18) en el que dicho primer electrodo está adaptado para, en uso, extenderse desde dicha base de aplicador hacia una primera ubicación (46) de la superficie de la piel (14); y

una primera tapa semiconductora (30, 30, 30, 30) dispuesta en un primer extremo distal (34) del primer electrodo (22, 22, 22), estando configurada la primera tapa semiconductora (30, 30, 30, 30) para, en uso, 10 ponerse en contacto con la primera ubicación (46) de la superficie de la piel (14);

en el que la energía de RF se suministra desde el primer electrodo (22, 22, 22) a través de la primera tapa semiconductora (30, 30, 30, 30) a través de la superficie de la piel (14), y en el que la primera tapa semiconductora (30, 30, 30, 30) tiene una conductividad eléctrica de aproximadamente 0,03 S/m a aproximadamente 3,0 S/m y una conductividad térmica de aproximadamente 5 W/m.°C a aproximadamente 500 15 W/m.°C.

2. El aplicador según la reivindicación 1, que comprende además:

un segundo electrodo (26, 22, 26) conectado a la base del aplicador (18) y que se extiende desde la base del aplicador (18) en el que dicho segundo electrodo está adaptado para, en uso, extenderse desde dicha base de 20 aplicador hacia una segunda ubicación (50) de la superficie de la piel (14), estando el segundo electrodo (26, 22, 26) desplazado lateralmente del primer electrodo (22, 22, 22) en el que dicho segundo electrodo está adaptado para, en uso, estar desplazado lateralmente desde dicho primer electrodo a lo largo de la superficie de la piel (14), y una segunda tapa semiconductora (38, 30, 38, 38) dispuesta en un segundo extremo distal (42) del segundo electrodo (26, 22, 26), estando la segunda tapa semiconductora (38, 30, 38, 38) configurada para, en 25 uso, contactar con la segunda ubicación (50) de la superficie de la plel(14);

en el que la energía de RF es entregada desde el primer electrodo (22, 22, 22) y el segundo electrodo (26, 22, 26) a través de la primera tapa semiconductora (30, 30, 30, 30) y la segunda tapa semiconductora (38, 30, 38, 38), respectivamente, a través de la superficie de la piel (14); y

en el que la segunda tapa semiconductora (38, 30, 38, 38) tiene una conductividad eléctrica de 30 aproximadamente 0,03 S/m a aproximadamente 3,0 S/m y una conductividad térmica de aproximadamente 5 W/m.°C a aproximadamente 500 W/m.°C.

3. El aplicador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que una tapa semiconductora (30, 30, 30, 30, 38, 38, 38) comprende una cerámica semiconductora.

4. El aplicador según la reivindicación 3, en el que la tapa semiconductora que comprende una cerámica semiconductora (30, 30, 30, 30, 38, 38, 38) comprende una cerámica a base de carburo de silicio conductor dopada con un material de conductividad eléctrica cambiante, y en el que el material de conductividad eléctrica cambiante está seleccionado del grupo que consiste en boro, aluminio y nitrógeno.

5. El aplicador según la reivindicación 3, en el que la tapa semiconductora que comprende una cerámica semiconductora (30, 30, 30, 30, 38, 38, 38) comprende una cerámica a base de nitruro de aluminio no conductor dopada con un material conductor.

6. El aplicador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la tapa semiconductora (30, 30, 38, 38) se extiende más allá del electrodo respectivo, en el que, en uso, se extiende a lo largo de la superficie de la piel (14) más allá del electrodo respectivo (22, 22, 22, 26, 26).

7. El aplicador según la reivindicación 2, que comprende además una guía de ondas (116) dispuesta entre el primer 50 electrodo (22, 22, 22) y el segundo electrodo (26, 22, 26) para entregar radiación óptica.

8. El aplicador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la tapa semiconductora (30, 30, 38, 38) se extiende más allá de un borde del electrodo respectivo, en el que, en uso, se extiende a lo largo de la superficie de la piel (14) más allá del borde del electrodo y en el que la tapa (30, 30, 38, 38) tiene una sección

transversal vertical trapezoidal que incluye una primera superficie (136), una segunda superficie (140) paralela o sustancialmente paralela a la primera superficie (136), una tercera superficie (144) que forma un ángulo obtuso A con la primera superficie (136), y una cuarta superficie (148).

9. El aplicador según la reivindicación 8, en el que la segunda superficie (140) es más larga que la primera superficie 60 (136) y en el que la segunda superficie (140) está configurada para, en uso, contactar la piel (14) y la primera

superficie (136) está configurada para colindar con el electrodo respectivo.

10. El aplicador según la reivindicación 8 cuando la reivindicación 8 depende de la reivindicación 7, en el que la tercera superficie (144) colinda una superficie de la guía de ondas (116).