用于美容和其他处理的皮下低温重塑的皮肤保护

摘要

一种具有近端和远端区域的低温针头探针。一种向针头内提供压力下的冷却液的冷却供给管。近端区的传导性强于远端区。近端区可传导地与热源偶联。

说明书

背景

本申请要求2012年1月13日提交的美国临时申请号61/586,692的权益， 上述申请通过引用全文纳入本文。

本发明一般涉及医疗装置、系统和方法，具体用于组织的冷却诱导重塑。 本发明的实施方式包括对皮肤组织施加低温冷却的装置、系统和方法，从而沿着皮 肤的暴露表面并/或在其下方选择性地重塑一个或多个靶组织。本发明的实施方式 可任选通过抑制皮肤或其他周边组织上不需要的和/或不雅的外观效果(如纹路、 皱纹或橘皮组织凹陷)用于多种美容过程。其它实施方式可用于大范围的医学指征。 靶组织的重塑可对其行为或组合物完成所需的改变。

重塑各种人体特征以矫正畸形或者仅仅改善外貌的需求是常见的。每年的 整容手术实施数量的持续增多即是证明。

许多方法旨在通过减少纹路和皱纹改变皮肤的表面外观。一些方法涉及注 射填充剂或刺激胶原生成。最近，基于药理学的用于缓解皱纹的疗法和其他美容应 用变得十分流行。

A型肉毒杆菌是用于美容应用的基于药理学疗法的一个示 例。通常将其注射至面部肌肉中以阻碍肌肉收缩，导致面部肌肉暂时无力或麻痹。 一旦肌肉丧失能力，促进不需要的皱纹形成的活动就暂时停止了。药物美容处理的 另一个示例是美塑疗法，其中将顺式疗法药物、维生素、和/或核准用于其它指征 的药物的混合物注射进皮肤以对身体的特定区域进行治愈或矫正处理。各种混合物 旨在通过溶解脂肪组织影响身体塑造和减少橘皮组织，或通过增加胶原进行皮肤更 新。对非基于药理学的美容处理的研发也在继续。例如，负压按摩(endermology)是 一种基于机械的疗法，其利用真空吸力拉伸或松动与橘皮组织凹陷外观有关的纤维 状结缔组织。

虽然和/或美塑疗法可以暂时减少纹路和皱纹、减少脂肪或提供 其它美容益处，但它们不是没有缺陷，特别与向患者注射已知毒性物质相关的危险、 注射未知和/或未经测试的混合物的潜在危险等。此外，虽然负压按摩是否具有潜 在危险还未知，但其效果短暂且仅微弱有效。

鉴于上述情况，提出了利用低温技术以处理组织的改良的医疗装置、系统 和方法，尤其用于指纹、脂肪、橘皮组织和其他外观缺陷的处理。这些新技术提供 了一种可供选择的外观改善机制，可能代替和/或补充已知的生物活性和其他美容 疗法，在理想情况下可以使患者减少注射或不注射毒素和有害混合物，同时提供相 似或提高的美容效果。这些新技术也是有前景的，因为这些方法可以经皮实施，只 需局部麻醉或无需麻醉，只需最小程度地切开皮肤或不切开皮肤，无需缝合或使用 其它闭合方法，无需大面积包扎，同时瘀伤或其它造成患者恢复时间或“停工时间” 延长的因素有限或不存在。此外，低温处理的可取之处还在于它们可用于处理其它 美容和/或皮肤病病症(以及潜在的其它靶组织)，特别是使处理的准确性和控制 更佳，附加组织损伤和/或疼痛更少，并且更易于应用。

虽然这些新的低温处理是有前景的，但沿低温探针对温度的精细控制对于 在目标处理区域获得所需结果以及避免邻近区域不需要的组织损伤是必需的。一旦 将探针引入目标处理区域，则冷却液通过探针流动且从近端沿探针长度朝向探针毂 形件的探针温度下降。探针的近端部分和毂形件接触并刺穿皮肤。毂形件位于沿探 针的一个固定位置或可独立于探针移动，使得探针在插入可变深度的同时保持皮肤 接触。探针的这一区域会变得很冷，这会以起泡或色素脱失的形式损伤皮肤。因此， 人们希望提供一种低温装置，其有助于直接控制探针近端轴部分的温度从而最小化 不需要的组织冷却和损伤。

发明内容

本发明的实施方式提供了改进的医疗装置、系统和方法。本文所述的许多 装置和系统的益处是在低温重塑靶组织的同时保护非靶组织。

本发明的一个实施方式涉及一种低温处理组织的方法。在该方法中，提供 了含有一个远端部分和一个近端部分的针头探针轴。所述针头探针轴在所述远端部 分含有第一传导性且在所述近端部分含有第二传导性。所述第二传导性强于所述第 一传导性。可将至少一个组织针头探针轴刺入靶组织下的非靶组织中，使得针头探 针轴的远端部分位于靶组织中而针头探针轴的近端部分位于非靶组织中。可经由针 头探针轴的远端部分冷却靶组织以影响靶组织的重塑。可在冷却靶组织的同时经由 针头探针轴的近端部分直接传导能量，从而限制对非靶组织的冷却。

在一个方面，所述非靶组织包括皮肤。

在另一方面，限制冷却避免皮肤出现变色。

在另一方面，所述非靶组织包括至少一部分皮下组织。

在另一方面，靶组织中形成的冷却区域可以在近端终止第二传导材料的远 端。

在另一方面，对组织的重塑导致靶组织中神经信号的传导受到破坏。

在另一方面，所述针头探针轴包括位于远端的第一传导材料和位于近端的 第二传导材料，第二材料的传导性优于第一材料。

在另一方面，所述第二传导材料可传导地连接于一个热源。

在另一方面，所述热源能够在冷却期间向所述第二传导材料提供0.5-3.0瓦。

在另一方面，传导能量可提供能量以影响近端部分液体冷却剂至气体的相 变和/或焦耳汤普森。

在另一方面，所述第一传导材料可以是不锈钢。

在另一方面，所述第二传导材料包括位于不锈钢上的至少一层金属。

在另一方面，所述金属可以是金。

在另一方面，针头轴近端部分的质量大于针头轴远端部分。

在另一方面，针头轴近端部分的壁厚度大于针头轴远端部分。

本发明的另一个实施方式涉及一种低温处理组织的设备。所述设备可包括 一个有近端和远端的外壳，所述外壳包括一个热源。至少一个针头探针轴可以从所 述外壳的远端延伸出来并含有一个远端针头轴部分和一个近端针头轴部分。所述近 端针头轴部分的导电性大于所述远端针头轴部分。可在延长的针头内部固定一个冷 却供给管。在延长的针头中，所述冷却供给管可以含有一个出口。

在另一方面，所述至少一个针头探针轴可包括位于远端部分暴露在外的第 一传导材料和位于近端轴部分可传导地连接于第一材料的第二导电材料。第二材料 的导电性大于第一材料。

在另一方面，所述设备的第一传导材料可以是不锈钢。

在另一方面，所述设备的第二传导材料可以是不锈钢上覆盖的一层金属。

在另一方面，覆盖的金属可以是金。

在另一方面，可对所述设备的 热源进行设置，使其为所述第二传导材料提供0.5-3.0瓦。

在另一方面，所述设备的针头探针阵列可以延伸出外壳。

在另一方面，所述阵列可包括三个线性排列的针头探针。

在另一方面，所述设备的至少一个针头探针轴长度为0.3-0.6cm且所述第 二传导材料终止于离远端轴部分约2mm处。

在另一方面，所述设备的外壳还包括偶联至冷却供给管的冷却源。

在另一方面，近端轴部分的质量大于远端轴部分。

在另一方面，近端轴部分的壁厚度大于远端轴部分。

在另一方面，所述至少一个针头探针轴包被有多聚物。

附图简要说明

图1A是根据本发明实施方式的独立式皮下低温重塑探针和系统的透视图。

图1B是图1A独立式探针的部分透明透视图，其显示了低温重塑系统的内 部组件并示意性显示了与一次性探针一起使用的替代处理针头。

图2示意性显示了可包括在处理系统内的组件。

图3A-3C显示了根据本发明的多种实施方式的针头探针。

图3D显示了根据本发明的一个实施方式使用图3A-3C中包覆针头探针的 方法的一部分。

图4为加热图3A中针头探针的示例性工作流程的流程图。

图5为使用图1B中一次性低温探针及系统的处理方法的流程图。

发明详述

本发明提供了改进的医疗装置、系统和方法。本发明的实施方式会促进位 于皮肤及皮肤下方的靶组织重塑，从而任选地处理美容缺陷、损伤、疾病状况和/ 或导致覆盖的皮肤表面的形状发生改变，同时对位于靶组织直接上方的部分非靶组 织(包括皮肤)提供保护。

本发明最直接的应用可能是缓解纹路和皱纹，特别是通过抑制与这些美容 缺陷有关的肌肉收缩的方式，从而改善患者的外貌。不同于完全依赖药物毒素等以 使肌肉失去能力从而诱导暂时性麻痹，本发明的许多实施方式至少部分采用冷却的 方式固定肌肉。较佳地，可采用10℃至-5℃的适度低温来暂时固定神经、肌肉和 相关组织，同时不使组织结构永久失去能力。可使用与鉴定心房纤颤相关结构类似 的方法，使用针头探针或其它处理装置在这些适当温度的诊断模式中鉴定靶组织结 构，并且也可使用相同探针(或不同探针)提供更长期或永久性处理，任选地通过 在约-5℃至约-50℃的温度下融除靶组织区和/或诱导细胞凋亡的方式。在一些实施 方式中，可任选使用约-1℃至约-15℃或约-1℃至约-19℃的处理温度诱导细胞凋 亡，从而提供能够限制或避免骨骼肌肉卫星修复细胞产生炎症和移动的永久性处 理。在一些实施方式中，需要运动神经产生暂时性轴突中断或神经断伤，这可使用 约-25℃至约-90℃的处理温度诱导。因此，可选择并控制这类皮下低温处理的疗 效持续时间，温度越低，处理时间越长，和/或决定处理持久性的靶组织体积或所 选模式越大。用于美容和其它缺陷处理的低温冷却的其它描述可参见共同转让的美 国专利公开号7,713,266(代理人案卷号000110US)，标题为“Subdermal Cryogenic  Remodeling of Muscle，Nerves，Connective Tissue，and/or Adipose Tissue(Fat)(皮 下低温重塑肌肉、神经、结缔组织和/或脂肪组织(脂肪))”，以及美国专利号 7,850,683(代理人案卷号000120US)，标题为“Subdermal Cryogenic Remodeling of  Muscle，Nerves，Connective Tissue，and/or Adipose Tissue(Fat)(皮下低温重塑肌 肉、神经、结缔组织和/或脂肪组织(脂肪))”，以及美国专利申请号13/325,004 (代理人案卷号002510US)，标题为“Method for Reducing Hyperdynamic Facial  Wrinkles(减少肌力过度性脸部皱纹的方法)”，其全部内容均通过引用纳入本文。

除了纹路、皱纹等的美容处理，本发明的实施方式也可用于皮下脂肪组织、 良性、病变前损伤、恶性损伤、痤疮和多种其它皮肤病病症(包括已提出低温处理 的皮肤病病症和其它皮肤病病症)等的处理。本发明的实施方式也可用于缓解疼痛， 包括与肌肉痉挛有关的疼痛，参见共同转让的美国专利公开号2009/0248001(代理 人案卷号000800US)，标题为“Pain Management Using Cryogenic Remodeling(使 用低温重塑的疼痛治疗)”，其全部内容通过引用纳入本文。

现在参考图1A和1B，此处的低温重塑系统包括通常具有近端12和远端 14的独立式探针手持件。手持件或外壳16具有适于外科医生的手或其他系统操作 者抓握和支撑的尺寸及人体工程学形状。从图1B中可以清楚地看到，外壳16中 有低温冷却液体供给18、供给阀32和电源20，连同电路22，该电路具有用于调 控冷却的处理器，由对输入装置24的致动做出响应的独立式系统10所施加。或者， 可以通过来自远程电源的电线施加电力。电源20也为加热器元件44提供电力以加 热探针26的近端区域，从而有助于避免不希望的皮肤损伤，与探针26的近端区域 相邻的温度传感器48有助于监控探针温度。加热器44和温度传感器48的其它细 节在下文中有更详细的描述。致动时，供给阀32调控来自液体供给18的低温冷却 液体流。一些实施方式可以至少部分由人工启动，例如通过使用人工供给阀等或其 它类似方式，从而无需处理器、电源等。

从外壳16的远端14向远端延伸的是组织穿透性低温冷却探针26。探针26 与从冷却液源18延伸的冷却液体路径热偶联，其中示例性探针包括管状体，该管 状体接收至少部分来自其中冷却液源的冷却液。示例性探针26包括具有轴向密封 的尖锐远端的30g针头。探针26在外壳16的远端14与针头远端之间含有一定的 轴向长度，为约.5mm至5cm之间，优选为约3mm至约10mm之间。该针头可 包括内径为约.006英寸且外径为约.012英寸的不锈钢管，而替代性探针可包含外径 (或其它横向截面尺寸)为约.006英寸至约.100英寸的结构。通常，针头探针26 包括16g或更小尺寸的针头，常包含20g或更小的针头，通常包含25、26、27、 28、29或30g或更小的针头。

在一些实施方式中，探针26可包括以线性阵列排列的两个或更多针头，例 如前文引用的美国专利号7,850,683中所公开的。含有多个针头探针结构的探针的 另一个示例性实施方式中，可对更大或更具体的处理区域使用低温处理。便于控制 针头穿透深度的其它针头结构和绝缘针头的实施方式公开于共同转让的美国专利 公开号2008/0200910(代理人案卷号000500US)中，标题为“Replaceable and/or  Easily Removable Needle Systems for Dermal and Transdermal Cryogenic Remodeling (用于真皮和经皮低温重塑的可取代和/或易于移除的针头系统)”，其全部内容 通过引用纳入本文。也可以替代性构型对多个针头阵列进行排列，如三角形或矩形 阵列。

可设计阵列以处理组织的特定区域，或提供特定区域中的均一化处理，或 两者都有。在一些实施方式中，针头26可释放地偶联于主体16，使得其在使用后 可被更尖锐的针头(如虚线所示)或不同结构的针头替换。在示例性实施方式中， 可将针头旋入主体，可按压针头使其安装到主体狭缝中或其可带有快速接头，例如 使针头与主体结合的定位器。优选带有止回阀的快速接头，因为其允许针头与主体 在任何时间去偶联，不让过量的冷却剂流出。这是一项有用的安全特征，在装置操 作失灵(例如阀门失灵)的情况下，操作者可以将针头和装置从患者组织中脱离以 避免患者在系统减压时接触到冷却剂。该特征也是优选的，因为其允许操作者在处 理期间将钝针头方便地更换为尖锐针头。本领域技术人员应理解也可使用其他偶联 机制。

关于外壳16中的一些部件，示例性冷却流供给18包括罐，本文中 有时称作筒，其含有压力下的液体，该液体的沸点优选低于37℃。当液体热偶联 至组织穿透探针26并且该探针位于患者中以至探针外表面与靶组织相邻时，来自 靶组织的热量蒸发至少部分该液体且蒸发焓冷却靶组织。供给阀32可沿着罐18 和探针26之间的冷却流路径，或沿着探针后的冷却流路径设置以限制冷却剂流， 从而调控温度、处理时间、温度变化速率或其它冷却特性。该阀能通常由电源20 经处理器22方向电力驱动，但可以至少部分地手动驱动。示例性电源20包括可再 充电或单次使用的电池或墙电源。下文公开了阀32的其他细节，电源20的进一步 公开可参见共同转让的国际公开号WO 2010/075438(代理人案卷号002310PC)， 标题为“Integrated Cryosurgical Probe Package with Fluid Reservoir and Limited  Electrical Power Source(带有流体储存室和有限电源的集成低温手术探针套装)”， 其全部内容通过引用纳入本文。

示例性冷却液供给18包括单次使用的罐。较佳地，该罐和其中的冷却液可 在室温(或甚至高于室温)储存和/或使用。该罐可带有易碎密封体，或者可再填 充，示例性罐含有液态一氧化二氮，N₂O。也可使用多种替代性冷却液，示例性冷 却液包括氟碳制冷剂和/或二氧化碳。罐18所含的冷却液量通常足够处理患者的至 少大部分区域，但通常不足以处理两名或更多患者。一种示例性液态N₂O罐可能 含有，例如约1克至约40克范围内的液体，更优选约1克至约35克液体，更优选 约7克至约30克液体。

处理器22通常包括可编程的电子微处理器，其包括机器可读的计算机编码 或编程指令以用于实现一种或多种本发明所述的处理方法。微处理器通常包括或偶 联于储存器(例如非挥发性储存器、闪存、只读储存器("ROM")、随机存取储存 器("RAM")等)，该储存器储存由此使用的计算机编码和数据，和/或可提供记录 介质(包括磁性记录介质，例如硬盘、软盘等；或光记录介质，例如CD或DVD)。 也可提供合适的接口装置(例如数字模拟转换或模拟数字转换等)和输入/输出装 置(例如USB或串行I/O端口、无线通信卡、图形显卡等)。不同的实施方式中 可使用多种市售可得或特殊的处理器结构，合适的处理器可利用多种硬件组合和/ 或硬件/软件组合。例如，处理器22可集成在单个处理器板上并可运行单个程序或 可利用多个板以替代性分布数据处理或编码架构处理许多不同的程序模块。

现在参考图2，供给阀32控制来自液体供给18的低温冷却液体流。供给 阀32可包括电子驱动电磁阀，马达驱动阀等，其通过响应控制器22的控制信号来 运行，和/或可包含手动阀。示例性供给阀可包括适于开/关阀操作的结构，且在冷 却流停流时可提供液体源排出和/或冷却阀下游的液体路径以限制残留低温液体的 蒸发和冷却。此外，该阀可由控制器致动以调节冷却剂流从而在一些需要的情况下 提供高速率冷却以促进组织坏死(如恶性损伤中等)或在不需要组织坏死的情况下 缓慢冷却以促进冰在细胞间而非在细胞中形成。在其它实施方式中也可采用更复杂 的流体调节阀结构。例如，其他可用的阀实施方式公开于前文引用的美国公开号 2008/0200910。

仍然参考图2，可使用加热器(未显示)加热冷却液体供给18，使得加热 的冷却液流过阀32并流过冷却液供给管36的管腔34。供给管36至少部分位于针 头25的管腔38中，供给管从针头的近端40向远端42延伸。示例性供给管36包 括熔融石英管状结构(未显示)，该结构具有聚合物涂层并以悬臂方式延伸至针头 管腔38中。供给管36可含有内腔，其具有小于约200μm的有效内径，该内径常 小于约100μm，通常小于约40μm。供给管36的示例性实施方式的内腔为约15 至50μm，例如约30μm。供给管36的外径或尺寸通常小于约1000μm，常小于 约800μm，示例性实施方式为约60至150μm，例如约90μm或105μm。供给管 36的内腔直径公差优选相对紧密，通常约+/-10μm或更紧密，通常为+/-5μm或 更紧密，理想上为+/-3μm或更紧密，小直径供给管可对大部分(或甚至基本全部) 流入针头26的冷却液流提供计量。针头26的多个方面的其他细节以及替代性实施 方式和操作原理更具体地公开于美国专利公开号2008/0154254(代理人案卷号 000300US)中，标题为“Dermal and Transdermal Cryogenic Microprobe Systems and  Methods(真皮和经皮低温微探针系统和方法)”，其全部内容通过引用纳入本文。 前文引用的美国专利公开号2008/0200910(代理人案卷号025917-000500US)公开 了针头26的其他细节以及多种替代性实施方式和操作原理。在一些实施方式中， 可包括安全机制，使得冷却供给不至过度加热。这类实施方式的示例公开于共同转 让的国际公开号2010075438，其全部内容通过引用纳入本文。

注射进针头26的管腔38的冷却流通常包括液体，虽然也可注射一些气体。 至少一些液体在针头26中蒸发，蒸发焓使针头以及针头插入的周边组织冷却。可 使用任选加热器44(图1B所示)加热针头的近端部分以避免该部分出现不希望的 皮肤损伤，下文有更详细的讨论。针头26中气体/液体混合物的压力控制基本上控 制着管腔38中的温度，从而控制组织的处理温度范围。相对简单的机械压力释放 阀46可用于控制针头腔中的压力，示例性阀包括阀主体，例如滚珠轴承，其通过 偏置弹簧抵压阀座。示例性释放阀公开于美国临时专利申请号61/116,050中，其 在前文中通过引用纳入本文。因此，释放阀能使针头中有更好的温度控制，使瞬时 温度最小化。排出容积的其它详细内容公开于前文引用的美国专利公开号 2008/0200910中。

在制冷循环开始时可采用抑制过低瞬时温度的替代方法来取代或一起限制 排出体积。例如，通常可通过控制器22以限制冷却液流的时间顺序启动和终止供 给阀循环，从而只有气化气体才能到达针头腔(或足以避免针头腔温度过度下降的 有限量液体)。一旦排出体积压力充足即可停止该循环，从而在稳定状态流体期间 将制冷温度保持在所需的限制中。美国专利公开号2008/0154,254中更详细地描述 了可用于评估冷却流的分析模型，其在前文中通过引入纳入本文。

现在转向参考图3A，图中描述了带有多重针头302的探针300的示例性实 施方式。在图3A中，探针外壳316包括螺纹306，其使得探针与低温装置的外壳 16通过螺纹连接。O形环308流动地密封了探针外壳316和装置外壳16，并避免 冷却液从两个组件之间的界面处泄露出来。探针300包括三个向远端延伸的针头轴 302的阵列，每个均带有尖锐的组织穿刺针尖304。与单一针头相比，使用三个线 性排列的针头能够处理更大面积的组织。使用中，冷冻液通过管腔310流入针头轴 302，从而冷却针头轴302。理想情况下，只冷却针头轴302的远端部分，使得只 有靶组织接受低温处理。然而，由于冷却液通过探针316流动，探针温度沿针头轴 302的长度朝向探针毂形件318的近端下降。探针轴302的近端部分和探针毂形件 318接触皮肤并变得很冷(如-20℃至-25℃)，这会以起泡或色素脱失的形式损伤 皮肤。因此，人们希望确保探针轴302的近端部分和毂形件318的温度维持在高于 探针轴302的远端部分。在一个实施方式中，该挑战的一种解决方法为包括能够加 热探针轴302的近端部分的加热器元件312和任选的温度传感器314以监测该区域 的温度。进一步地，探针轴302的近端部分可以是传导地偶联至针头轴302和加热 器元件314的高传导性材料(例如金)。下文公开了该结构的细节。

在图3A的示例性实施方式中，电阻式加热器元件314被放置在靠近针头 毂形件318和靠近针头轴302的近端区域的位置上。加热器元件的电阻优选为1Ω 至1KΩ，更优选为5Ω至50Ω。此外，温度传感器312(如热敏电阻或热电偶)也 放置于同一邻近区域。因此，在处理期间，随着针头的冷却，可打开加热器314 以加热毂形件318和针头轴302的近端部分，从而避免装置的该部分冷却至针头轴 302其他部分的温度。温度传感器312可对控制器22提供反馈，可使用反馈回路 控制加热器314。在至少一些情况下，一氧化二氮的冷却力最终会超过加热器的效 果，因此还可对微处理器进行编程以添加警示灯和/或自动关闭时间，从而在皮肤 损伤发生前停止冷却处理。使用这类加热器元件的另一个益处在于热量有助于缓和 进入针头轴302的冷却液流，有助于为针头轴302提供更均一化的冷却液质量流， 产生更均衡的冷却效果。

图3A的实施方式显示了固定于探针毂形件的加热器。在其他实施方式中， 所述加热器可漂浮，从而确保合适的皮肤接触并确保合适的热量转移至皮肤。皮肤 加热器的示例公开于共同转让的国际公开号WO 2010/075448(代理人案卷号 002310PC)，标题为“Skin Protection for SubdermalCyrogenicRemodelling for  Cosmetic and Other Treatments(美容和其他处理中用于皮下低温重塑的皮肤保 护)”，其全部内容通过引用纳入本文。

在该示例性实施方式中，显示了三个针头。本领域技术人员应理解可使用 单个针头，也可使用两个、四个、五个、六个或更多针头。当使用多个针头时，可 以任意数量的模式排列这些针头。例如，可使用单个线性阵列，或可使用二维或三 维阵列。二维阵列的示例包括任意数目的行和列的针头(例如矩形阵列、方形阵列、 椭圆形、圆形、三角形等)，三维阵列的示例包括针尖距离探针毂形件不同距离的 阵列，例如倒金字塔形状。

图3B显示了针头探针300的针头轴302的横截面。针头轴可传导地偶联 (例如焊接、传导地粘结、按压安装)至传导加热器314以确保两者之间的热量转 移。针头轴302通常是小型(如20-30号)闭合尖端中空针头，可以是约0.2mm 至5cm，优选长度为约0.3cm至约0.6cm。传导加热器元件314可容纳于高热传 导材料(如铝)的传导块315中且包括电绝缘涂层(如III型阳极化涂层)以使其 电绝缘，同时不破坏其导热特性。可使用通过导热粘合剂(如环氧树脂)粘结于传 导块315上的电阻器或其他加热元件(例如筒形加热器、镍铬线等)加热传导块 315。可使用导热环氧树脂将热敏电阻偶联至传导加热器块315以进行温度监控。 也可使用其他温度传感器，如热电偶。

传导材料的包覆层320直接可传导地偶联于针头轴302的轴近端部分，其 可以是不锈钢。在一些实施方式中，包覆层320是包被于针头轴302的近端部分外 的一层金、或其合金。在一些实施方式中，针头的近端部分上的包覆层320暴露的 长度为2mm。在一些实施方式中，包覆层320的厚度应使包覆部分的直径为 0.017-0.020英寸，且在一些实施方式中是0.0182英寸。相应地，包覆层320可传 导地偶联至针头302的材料，所述材料的传导性可低于包覆层320。

在一些实施方式中，包覆层320可包括促进外涂层粘附的子涂层(如镍)， 否则外涂层不能很好地粘合在针头轴302上。也可使用其他高传导材料，如铜、银、 铝及其合金。在一些实施方式中，可使用保护性聚合物(如PTEE)或金属涂层覆 盖包覆层以促进一种非生物相容但高传导的包覆层材料具有生物相容性和/或提升 针头探针的润滑性。然而，可使用这类生物相容的涂层，不破坏传导块315之间的 传导性。在一些实施方式中，可在包覆层320上包被绝缘层(如陶瓷材料)，其维 持与针头轴302的传导偶联。

图3C显示了根据一个替代实施方式的针头探针300的针头轴302的横截 面。针头轴302与图3B中描述的基本一致。然而，代替包覆层的是，针头轴302 的近端轴部分302p的壁厚度大于远端轴部分302d。如图所示，近端部分302p的 外径大于远端部分302d，而两种的内径相同。在一些实施方式中，近端部分302p 和远端部分302d的外径相同，近端部分302p的内径小于远端部分302d。在一些 实施方式中，近端部分302p的外径以连续的方式在针头轴的离散或全部长度上逐 渐减少至远端部分302d的外径。在所有这些实施方式中，近端部分302p的质量大 于远端部分302d，因此传导性也强于远端部分302d。

使用中，包覆层320可将热量转移至针头302的近端部分以避免直接接触 的周边组织处于低温度。在冷却过程期间加热非靶组织可形成保护，且一些实施方 式中也可在冷却过程前。保护的机制是为针头近端部分中流动的加压低温冷却流体 提供潜在的热量以影响流体的完成蒸发。因此，无需为与针头轴302的近端部分接 触的非靶组织供应潜在热量，这同与针头轴302的远端部分接触的靶组织相反。为 进一步加强该效果，在一些实施方式中包覆层320包覆在针头的远端部分内部，带 有或不带有外部包覆层。为进一步加强该效果，在一些实施方式中可使用接头(如 陶瓷接头)将针头的远端部分与近端部分热隔离。而在另一些实施方式中，近端部 分的整体是由一种传导性强于远端部分的材料制成的。

使用中，已通过实验确定包覆层320有助于限制针头轴302远端部分处冷 却区的形成，其被限制在包覆层320的远端。该效果如图3D所示，其中位于靶组 织直接上方非靶组织(包括皮肤和至少部分皮下组织)并没有成为冷却区的一部分。 与之相反，冷却区仅形成于针头的远端——在这种情况下锁定了颞神经分支。因此， 与近端针头轴直接接触的非靶组织仍受到保护，远离低温的影响。这类影响可包括 皮肤的变色和起泡。这类冷却区可与特定的物理反应相关(如冰球的形成)，或与 治疗性影响其中组织所需的特定温度相关。

在猪肌肉和脂肪中测试了标准不锈钢针头和包覆金的钢针头。在离针头轴 近端2mm处(约包覆层在远端终止处)和针头的远端针尖处进行测量以纪录温度。 如图所示，2mm点处包覆针头的温度显著高于未包覆针头，且未降至4℃以下。 但标准针头2mm点处的温度与远端针尖的温度基本一致。

图4显示了用于控制加热器元件314并因此将热量转移至包覆层320的示 例性工作流程400。在图4中，使用置于针头毂形件附近的温度传感器(如热敏电 阻或热电偶)读取当前的针头毂形件温度404以开始中断服务程序(ISR)402。同 时纪录了测量的时间。该数据回馈至控制器22，在其中计算了两点之间连线的斜 率。线的第一个点由当前的针头毂形件温度和其测量时间所定义，而第二个点由先 前的毂形件温度测量和其测量时间组成。一旦计算得出了针头毂形件温度曲线的斜 率406，也将其同时间和温度数据一起储存408。随后将针头毂形件的温度斜率与 斜率阈值相比较410。如果针头毂形件的温度斜率小于阈值，则激活处理旗(treating  flag)412并纪录和储存处理开始时间414。如果针头毂形件的温度斜率大于或等于 斜率阈值410，则可使用任选的二级检查416确认冷却未起始。在步骤416中，将 绝对的针头毂形件温度与温度阈值相比较。如果毂形件的温度斜率小于温度阈值， 则如前文所述激活处理旗(treating flag)412并纪录和储存处理开始时间414。或者， 可将斜率的形状与基准相比较，在超过基准的情况下可激活错误旗(error flag)。这 种情况表明系统并未充分加热或冷却。错误旗会导致处理自动停止并点亮错误指示 灯。鉴定潜在的错误状况并有可能停止处理可以避免以过多热量或冷却过度形式存 在的对近端组织的损伤。该工作流程优选使用斜率比较作为触发或激活处理旗的方 式，因为在使用低温装置时，与简单地测量绝对温度相比，这种方式对冷却条件更 敏感。例如，暴露于低温环境的针头探针会逐渐冷却，而这即使在没有进行低温冷 却处理时也会触发打开加热器。斜率更准确地捕捉了低温处理期间常见的针头温度 快速下降。

在激活处理旗418时，针头加热器被启用420并可基于所消耗的处理时间 和当前的针头毂形件温度调节加热器功率422。因此，如果需要更多热量，则增加 功率；如果需要更少热量，则减少功率。无论处理旗是否被激活，作为一种额外的 安全机制，使用处理持续时间控制加热器元件424。如上文所述，最终针头的低温 冷却会超过加热器元件的效果。在这种情况下，人们希望中止冷却处理，使得探针 近端区域不会变得过冷和导致皮肤损伤。因此，在步骤424中将处理持续时间与持 续时间阈值相比较。如果处理持续时间超过了持续时间阈值，则清除或停止处理旗 426并停止使用针头加热器428。如果处理持续时间没有超过持续时间阈值424， 则中断服务程序终止430。随后工作流程从开始步骤402处重新开始。只要冷却装 置打开，该步骤即可继续。

斜率阈值的优选范围为约每秒-5℃至约每秒-90℃，更优选为约每秒-30℃ 至约每秒-57℃。温度阈值的优选范围为约15℃至约0℃，更优选为约0℃至约 10℃。处理持续时间阈值的范围为约15秒至约75秒，更优选为约15秒至约60 秒。

应理解根据本发明的一个实施方式，图4所示的具体步骤提供了一种加热 低温探针的具体方法。根据替代实施方式也可使用其他的步骤顺序。例如，本发明 的替代实施方式可以不同的顺序执行上文所列步骤。此外，图4所示的单个步骤可 包括多个子步骤，可使用适合于单个步骤的多种顺序执行这些子步骤。此外，可根 据特定应用添加或删除步骤。本领域普通技术人员可认识到许多变化方式、改良方 式和替代方式。

加热工作流程可与处理患者的方法联用。现在参考图5，方法100使用低 温冷却系统促进了对患者的处理，所述低温冷却系统带有可重复使用或一次性的手 持件，其可以是独立的或外部动力的，带有可替换的针头(例如图1B中所示的) 和有限容量电池或计量的电力供应。方法100通常始于所需组织疗法和结果的测定 110，例如缓和面部的特定表面皱纹、抑制具体位点的疼痛、减少来自面部区域的 难看皮肤损伤或美容缺陷等。鉴定处理的合适靶组织112(例如诱导皱纹的皮下肌 肉，传导疼痛信号的组织或损伤诱导的感染组织)，从而确定靶处理深度、靶处理 温度分布等114。处理工作流程114的应用可包括对多种参数的控制，如温度、时 间、循环、脉冲、处理区域冷却或解冻温度变化速率。然后可将合适的针头组件安 装在手持件上116，针头组件任选地具有适于处理靶组织的针头长度、皮肤表面冷 却腔、针头阵列和/或其它组件。更简单的系统可仅包括单个针头类型，和/或安装 在手持件上的第一针头组件。

可在插入120并低温冷却122针头和相关靶组织之前、期间和/或之后向与 毗邻于插入位点的皮肤表面施加压力、加热、冷却或其组合118。冷却期间，可通 过热能形式向针头轴近端部分上的包覆层直接传导能量以保护位于靶组织直接上 方的非靶组织。完成低温冷却循环后，针头需要额外的“融化”时间123以融化内 部产生的冷却区，从而在不对靶组织(包括但不限于神经、肌肉、血管或结缔组织) 产生物理破坏的前提下安全地移除探针。可以手动控制使得融化时间与制冷剂阀关 闭的时间同步，期间越短越好，优选低于15秒，更优选低于5秒，或者可以通过 编程将融化时间置入控制器中以自动关闭阀门并随后暂停一段选定时间直至出现 可听到或可看到的处理完成信息。

可使用上文所述设备和方法加热针头以避免不希望的皮肤损伤。然后可从 靶组织中收回针头124。如果处理未完成126且针头也还未变钝128，可向下一针 头插入位点118施加压力和/或冷却，并进行额外的靶组织处理。然而，小规格针 头可能在插入皮肤几次后就变钝了，处理期间可在下一次施加压力/冷却118、针头 插入120等之前用新针头116替换任何的钝针头(或在充分使用后决定更换，不考 虑是否是单次插入后、5次插入后等)。靶组织得到完全处理后，或独立式手持件 中含有的冷却供给罐消耗完后，即可弃去用过的罐和/或针头130。任选地，可丢弃 手持件。

可向不同靶组织施加多种靶处理温度、时间和循环以实现所需重塑。例如， 如美国专利公开号2007/0129714和2008/0183164中更全面的描述，其在前文通过 引入纳入本文。

存在可诱导细胞凋亡的温度窗。凋亡作用可以是暂时的，长期的(持续至 少数周、数月或数年)或甚至永久性的。虽然坏死作用可以是长期或甚至永久性的， 凋亡实际上可提供比坏死更多的长期美容益处。凋亡可表现为非炎症细胞死亡。没 有炎症，正常肌肉修复过程就可能被抑制。在许多肌肉损伤(包括很多涉及坏死的 损伤)后，骨骼肌卫星细胞会随着炎症移动。没有炎症，该移动可以被限制或避免。 凋亡性细胞死亡可减少肌肉量和/或可破坏胶原和弹性蛋白连接链。产生凋亡和坏 死混合物的温度范围也可提供长期或永久性益处。为减少脂肪组织，永久性作用可 能很有益处。出乎意料的是，凋亡和坏死都可能对脂肪组织产生长期甚至永久性的 结果，因为脂肪细胞再生不同于肌肉细胞。

为了理解的清楚，以示例的形式对示例性实施方式进行了详细描述，但 可实施多种修改、变化和调整并且/或者这些对本领域的技术人员而言是显而易 见的。因此，本发明的范围仅受权利要求书所限。