(57)【要約】この発明は、患者の皮膚、好ましくは選択標的領域を周期的に冷却し、選択標的領域上の患者の皮膚に対して放射線を照射して冷却中および／または冷却後に組織を選択的に加熱することによって、患者の体の深部にある少なくとも１つの選択標的領域を、非標的組織を保護しながら治療する方法および装置を提供する。冷却および放射線照射のうち、少なくとも１つは、患者の皮膚上に連続出力アプリケータを連続的に通過させることによって適用されてもよい。治療の効果は、機械的、音響的または電気的な刺激を上記選択標的領域に適用することによって高めてもよい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の体の深部にある少なくとも１つの選択標的領域を、非標的組織を保護しながら治療する方法であって、（ａ）患者の皮膚表面を、選択継続期間中に、通常の体温より低い温度まで冷却するステップと、（ｂ）ステップ（ａ）前、中および後の少なくとも１つの期間中に上記患者の選択標的領域上の皮膚に対して放射線を選択的に照射するステップと、（ｃ）選択されたサイクル数、上記患者の皮膚表面が冷却される温度、および上記サイクルの少なくとも冷却期中に通常の体温より低い選択温度まで上記選択標的領域を冷却するのに十分な継続期間という場合に、ステップ（ａ）およびステップ（ｂ）のうち、少なくとも１つのステップを繰り返すステップを含む、方法。
【請求項２】
患者の体の深部にある少なくとも１つの選択標的領域を、非標的組織を保護しながら治療する装置であって、患者の皮膚表面を、選択継続期間中に、通常の体温より低い温度まで冷却する冷却機構と、ステップ（ａ）前、中および後の少なくとも１つの期間中に上記患者の選択標的領域上の皮膚に対して放射線を選択的に照射する放射線照射機構と、選択されたサイクル数で、上記患者の皮膚表面が冷却される温度および上記サイクルの少なくとも冷却期中に通常の体温より低い選択温度まで上記選択標的領域を冷却するのに十分な継続期間、上記冷却機構および上記放射線照射機構のうち、少なくとも１つの機構の動作を制御する制御手段を含む、装置。
【請求項３】
上記選択継続期間は、少なくとも約１０秒間である、請求項２記載の装置。
【請求項４】
上記選択継続期間は、約１０秒間と約３０分間の間である、請求項３記載の装置。
【請求項５】
上記放射線照射機構は上記冷却機構の後に動作され、約１秒間から約４分間までの継続期間を有している、請求項２記載の装置。
【請求項６】
上記冷却機構は連続的に動作されると共に、上記放射線照射機構は上記冷却機構の動作期間中に間隔をおいて動作される、請求項２記載の装置。
【請求項７】
上記選択標的領域は皮下脂肪であり、上記選択温度は上記皮下脂肪の少なくとも一部に少なくとも相変化をもたらすのに十分なほど低い、請求項２記載の装置。
【請求項８】
上記放射線は、上記選択標的領域を上記脂肪細胞が相変化される温度まで少なくとも加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している、請求項７記載の装置。
【請求項９】
上記放射線は、上記選択標的領域を、その選択標的領域内の細胞の生物物理学的および生物化学的特性のうち、少なくとも１つの特性が変えられる温度まで少なくとも加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している、請求項２記載の装置。
【請求項１０】
上記放射線は、上記非選択組織を保護するために、上記選択標的領域を加熱するのに十分ではないが、上記選択標的領域上の組織を加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している、請求項２記載の装置。
【請求項１１】
上記治療は、上記選択標的領域を冷却および加熱するサイクルを含み、上記放射線照射機構は上記冷却機構の後に動作されると共に、上記放射線は上記選択標的領域を、上記治療を成し遂げるのに適切な温度まで加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している、請求項２記載の装置。
【請求項１２】
上記複数の機構のうち、少なくとも１つの機構を動作する期間中に、上記患者の選択された症状を検出する検出機構を含み、上記制御手段は、上記検出機構からの出力を利用して上記冷却機構および上記放射線照射機構のうち、少なくとも１つの機構を制御する、請求項２記載の装置。
【請求項１３】
上記複数の機構のうち、少なくとも１つの機構を動作する期間前、中および後に、上記選択標的領域を刺激する刺激手段を含む、請求項２記載の装置。
【請求項１４】
上記刺激手段は、機械的、音響的および電気的な刺激手段のうち、少なくとも１つである、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
上記放射線照射機構は連続波（ＣＷ）供給源を含むと共に上記冷却機構も実質上連続に動作し、上記選択標的領域を覆う患者の皮膚上を選択速度で通過する上記連続波供給源を出力するアプリケータと、上記選択標的領域を覆う患者の皮膚上を選択速度で通過する上記冷却機構用アプリケータを含む、請求項２記載の装置。
【請求項１６】
同一のアプリケータは、上記冷却機構および上記放射線照射機構の両方で使用される、請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
上記冷却機構および上記放射線照射機構は、アプリケータが患者の皮膚上を通過する同一期間中に動作される、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
上記放射線照射機構が患者の皮膚上を通過しているアプリケータで動作されるときに、放射線出力は固定アプリケータに必要とされる出力に対してファクタＴｖ／ｄだけ増加され、ここでＴは同一領域上を通る複数の通過機会間の時間間隔、ｖは上記アプリケータの移動速度およびｄはアプリケータの穴寸法である、請求項１５記載の装置。
【請求項１９】
上記アプリケータが患者の皮膚上を滑動している場合の治療時間もファクタＴｖ／ｄだけ増加される、請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
Ｔは上記選択標的領域内の組織の熱緩和時間より短い時間である、請求項１８記載の装置。
【請求項２１】
患者の体の深部にある少なくとも１つの選択標的領域を、この選択標的領域上の組織を保護しながら治療する方法であって、（ａ）上記選択標的領域上の患者の体に選択的に放射線を出力して上記選択標的領域を加熱するステップと、（ｂ）同時に、上記選択標的領域上の患者の組織を、上記選択標的領域の温度より低い温度まで冷却するステップと、（ｃ）上記選択標的領域に対する加熱および冷却の少なくとも１つのサイクルにおいて、上記選択標的領域を、その選択標的領域に対する加熱前および後のうち、少なくとも１つの期間中に、通常の体温より低い温度まで冷却するステップを含む、方法。
【請求項２２】
患者の体の深部にある少なくとも１つの選択標的領域を、非標的組織を保護しながら治療する装置であって、熱サイクルの一部の期間中に、患者の皮膚表面を通常の体温より低い温度まで冷却する冷却機構と、患者の皮膚表面に対する上記冷却前、中および後のうち、少なくとも１つの期間中に、上記選択標的領域に放射線を向ける放射線照射機構と、上記冷却機構および上記放射線照射機構の少なくとも１つを制御する制御ユニットと、患者の体の症状あるいは装置の状態を検知するセンサを含むフィードバックループを含み、上記フィードバックループは上記センサを上記制御ユニットに接続し、上記センサは上記冷却機構および上記放射線照射機構のいずれかに上記熱サイクルを開始させることができる、装置。
【請求項２３】
上記制御ユニットは、熱サイクル数、温度、出力密度および継続期間からなる群より選択された少なくとも１つのパラメータを制御することができる、請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
上記熱サイクルは加熱期および冷却期を含む、請求項２２記載の装置。
【請求項２５】
上記センサは、閾値より低い皮膚温度の検知に応じて上記加熱期を開始する、請求項２３記載の装置。
【請求項２６】
上記センサは、閾値より高い皮膚温度の検知に応じて上記加熱期を開始する、請求項２３記載の装置。
【請求項２７】
上記装置は、刺激手段をさらに含む、請求項２２記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
この発明は、ジー．アルシュラー（G. Altshuler）により「真皮下加熱方法および装置」という名称で２００２年６月１９日に出願された同時係属中の米国仮特許出願第６０／３８９，８７１号の優先権を主張するものであり、その開示内容の全文は参照することによってこの明細書に組み込まれる。
【発明の背景および発明の分野】
【０００２】
この発明は、組織に対する輻射熱治療の方法および装置に関するものであり、より詳細には、皮膚および深部の皮下の症状を治療する方法および装置に関するものである。
【関連技術の記述】
【０００３】
種々の治療および美容を目的として、組織の選択領域における温度を上昇および／または降下させることで得られるメリットは、かなり長い期間にわたって知られていた。例えば、加熱されたパッドあるいは板、あるいは可視部、赤外部および極超短波照射、電気および超音波を含む種々の形態の電磁波照射は、例えば血流を増加させるために、他に、種々の外傷および他の損傷の治癒を促進するために、および、凍傷あるいは高体温治療、血行不良の治療、理学療法、コラーゲン、セルライトの刺激療法、アドレナリン作動療法、体形の修正、非侵襲性の皺の除去等の種々の治療目的のために、真皮下筋肉、靭帯、骨およびこれらに類似したものを加熱するのに以前から使用されてきた。また、組織に対する加熱は癌あるいは他の望ましくない増殖、感染およびこれらに類似したものを排除するための潜在的な治療法として利用されてきた。加熱は、例えば手または足の小さな局所領域の上、より大きな領域の上、あるいは全身を含むより大きな組織領域の上に適用されてもよい。
【０００４】
上述した技術の大半が患者の皮膚表面を貫通して深部の組織にエネルギを加えるステップを含むものであるので、ピーク温度は患者の皮膚表面あるいはその近傍で概ね生じ、深くなるにつれて、時として著しく低下する。さらに、極超短波あるいは超音波および他の音響照射が過去において使用されてきたが、そのような照射は、特に極超短波に関しては、それらが潜在的な突然変異誘発性である可能性がある他、細胞あるいは全身系の損傷を潜在的にもたらす結果となる可能性があり、特に音響供給源に関しては、比較的高価であるという理由で限定的に使用されてきた。これらは、大きな領域に対する治療として実用的でない可能性もある。
【０００５】
可視光および近赤外（ＮＩＲ）の照射（以下、一括して「光照射」という）が概ね高価極超短波より高価でなく、より安全な非突然変異誘発性であるが、光照射の使用は、以前は深部の組織を加熱するステップを含む最も多い用途に適しているとは考えられていなかった。ここで、この明細書で使用されるような「深部の組織」とは、真皮と下皮すなわち皮下領域との境界ゾーンにおける組織を意味し、この組織のかなりの部分は真皮下部内に存在する可能性があり、これは主として１ｍｍより深い部分であり、約５０ｍｍまでの深さの上記境界ゾーン下の組織である。この光照射が適していると考えられていない理由は、そのような光照射が組織の表面層内において高散乱と高吸収の両方を示し、上記光照射のかなりの部分が深部の組織領域を加熱するためにその領域に到達することを妨げるからである。光散乱および光吸収によるエネルギ損失を考慮して、実質的な光（近赤外を含む）エネルギは、所望の効果を得るために深部の組織領域に到達するのに十分なエネルギレベルで供給されなければならない。しかしながら、このような高エネルギは組織の表面層を損傷させて、患者に苦痛／不快感を与え、深部の組織領域内で所望の輻射熱治療を実現することを困難にさせる。これらの理由のために、以前の光照射は、せいぜい、深部の組織に対する治療および美容処理の価値に限定されていた。
【０００６】
ただ組織の加熱または冷却だけは多くの治療に有用であることを証明してきたが、皮膚表面に対して断続的に適用される加熱と冷却との組み合わせも公知であり、皮膚の改善、苦痛の緩和、炎症の軽減および外傷の治癒に提案されてきた。その中でも特に重要な用途は、皮下脂肪の沈着を低減しかつセルライト（女性脂肪栄養障害）を治療する技術である。しかしながら、深部における症状の治療、例えば皮膚の改善、セルライトの改善、脂肪の低減および他の症状に対する治療のために、冷却または加熱の使用は、単独あるいは組み合わせのいずれでも、体の苦痛／不快感の許容度によって、および、治療される器官および近傍、特に完全に維持されるべき必要がある皮膚組織の損傷限界によって制限されてきた。
【０００７】
したがって、深部の組織領域に対する輻射熱治療、および特に真皮の深部および皮下組織領域に対する治療であって、患者の苦痛および不快感を低減しかつ治療対象の近傍組織および非治療組織を損傷から保護しながら改善された治療結果を与える治療の改善された方法および装置の必要性が存在している。
【発明の概要】
【０００８】
上記記述に従って、この発明は、患者の皮膚表面を、選択継続期間中に、通常の体温より低い温度まで冷却するのに適した機構を利用し、冷却前、中および後に、上記患者の選択標的領域上の皮膚に対して放射線を選択的に照射するのに適した機構を利用し、選択されたサイクル数、上記患者の皮膚表面が冷却される温度、および上記サイクルの少なくとも冷却期中に通常の体温より低い選択温度まで上記選択標的領域を冷却するのに十分な継続期間という場合に、冷却および放射線照射を繰り返すことによって、先に定義されているように、患者の体の深部にある少なくとも１つの選択標的領域を、非標的組織を保護しながら治療する方法および装置を提供するものである。冷却継続期間は少なくとも１０秒間、通常は約１０秒間と２０分間の間とすべきである。放射線照射が冷却後に適用される場合には、その放射線照射は約１秒間から４分間までの期間、適用されてもよい。冷却は、放射線照射が冷却期中に間隔をおいて適用されるのに対して、連続的に実行されてもよい。選択標的領域が皮下脂肪である場合には、選択温度は上記皮下脂肪の少なくとも一部に少なくとも相変化をもたらすのに十分なほど低い温度とすべきである。この場合には、放射線は、上記選択標的領域を上記脂肪細胞が相変化される温度まで少なくとも加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有するべきである。これに代えて、放射線は、上記選択標的領域を、その選択標的領域内の細胞の生物物理学的および生物化学的特性のうち、少なくとも１つの特性が変えられる温度まで少なくとも加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有してもよい。これに代えて、放射線は、上記非選択組織を保護するために、上記選択標的領域を加熱するのに十分ではないが、上記選択標的領域上の組織を加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有するべきである。他の実施の形態では、治療は、上記選択標的領域を冷却および加熱するサイクルを含み、放射線照射は冷却後に実行され、その放射線は上記選択標的領域を、上記治療を成し遂げるのに適切な温度まで加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している。いくつかの実施の形態では、患者の選択された症状は検出されて、操作の少なくとも一部を制御するのに利用される。また、選択標的領域に対する刺激も、上記操作のうち、少なくとも１つの操作前、中および／または後に利用されてもよく、そのような刺激は、概ね、機械的、音響的および電気的な刺激のうち、少なくとも１つである。治療サイクルの期間および／または相は、患者のサブサーカディアンリズムと相互に関連づけられている。
【０００９】
いくつかの実施の形態では、放射線は連続波供給源に由来するものであり、冷却も実質上連続的に動作する供給源に由来して実行されている。これらの実施の形態では、冷却および放射線照射は、患者の治療領域を覆う皮膚上に適切な供給源を出力するアプリケータを選択速度で通過させることによってそれぞれ実行される。同一のアプリケータは、これらの実施の形態において冷却および放射線照射の両方を実行するのに使用されてもよく、上記アプリケータは、同一または異なる通過期間中に両方の操作を実行してもよい。
【００１０】
この発明の他の実施態様に従って、放射線は、選択標的領域を加熱するためにその選択標的領域上の患者の体に選択的に出力され、その選択標的領域上の患者の組織は、その選択標的領域の温度より低い温度まで同時に冷却され、その選択標的領域は、その選択標的領域に対する加熱前および／または後に通常の体温より低い温度まで冷却される。
【００１１】
この発明の他の実施態様に従って、治療は、冷却／放射線照射のサイクルごとに複数回、上記選択領域上の患者の皮膚上を通過し、実質上連続的な冷却／放射線照射を行う少なくとも１つのアプリケータによって、上記選択領域上の患者の皮膚表面に対して周期的に放射線を照射しかつ冷却することによって実行される。
【００１２】
この発明の他の利点、新規の特徴および目的は、概略図であり、目盛りに合わせて描写されることを意図していない添付図面と関連して検討されたときに、この発明の次のような詳細な記述から明白になるはずである。図面において、種々の図面に図示された各同一あるいは実質上同様の構成要素は１つの数字あるいは表記によって表されている。明瞭のために、全ての構成要素は全ての図面に表示されておらず、あるいは、この技術分野における当業者がこの発明を理解することができるようにするために図面が必要でない場合には、この発明の各実施の形態の全ての構成要素は図示されていない。
【発明の詳細な説明】
【００１３】
この発明を限定しない実施の形態は、添付図面に関連した実施例によって記述されるはずである。
【００１４】
この発明が有用である可能性のある用途は、種々の病理学的および美容的な症状、特に皮膚の若返り、皺の除去、皮膚の引締めおよび持上げ、臭気生成の低減、毛髪成長の制御に対する治療、アクネ治療、セルライトおよび皮下脂肪治療、理学療法、脊椎異常治療を含む筋肉および骨格治療、および手足管圧迫症候群（ＣＴＳ）、腱炎および滑液包炎等の蓄積外傷障害（ＣＴＤ’ｓ）の治療、線維筋痛、リンパ水腫および癌に対する治療を含むものである。
【００１５】
また、組織に対する加熱または冷却のいずれでも、熱エネルギは、例えば創傷の治癒あるいは苦痛の緩和を高めるか、あるいは促進するような理学療法による治療において使用されてもよい。有利な効果としては、関節硬直の低減、腱および瘢痕等の膠原性構造の伸展性の向上、苦痛の緩和、血流の変化、あるいは筋痙攣の低減および筋緊張の向上を含めることができる。他の実施例としては、高分子蛋白質は高い吸収係数を有することがあり、蛋白質を多く含む膠原性組織に対する加熱は治癒に寄与する可能性がある。例えば、次のものに限定されないが、酷使した腱、腱鞘炎、靭帯断裂、腱炎、滑液包炎、関節包断裂あるいは筋断裂のような広範囲の症状は、この発明を用いて治療される可能性がある。熱治療は、脂腺、汗腺、および毛包等の高代謝性器官に対して有効である。他のプロセスは冷却あるいは加熱期中に組織内で行ってもよく、あるいは行わなくてもよい。また、マッサージ等の機械的あるいは電気的な刺激は、冷却あるいは加熱に関連して使用され、いずれか単独で達成される以上のメリットを達成してもよい。また、正圧および負圧は、治療を容易にするために、治療領域上の皮膚表面に印加されてもよい。
【００１６】
ある一定の実施の形態では、この発明は、局在化した沈着脂肪の非侵襲的あるいは非破壊的な低減に使用されてもよい。例えば、この発明は、細胞損傷および／または細胞壊死を引きこす損傷温度を超えた温度で、脂肪あるいは脂肪細胞を加熱するのに使用されてもよい。これに代えて、治療された細胞は、細胞死に陥るアポトーシスを受けてもよい。死細胞は、その後に、例えば体の食細胞系あるいはリンパ系によって、体から排除されるか、あるいは体に吸収されてもよい。また、脂肪の減少は、脂肪あるいは脂肪細胞を、上記損傷温度より低い高温まで加熱することによって達成されてもよい。例えば、脂肪細胞は約４１℃と約４５℃との間の温度まで加熱されてもよい。これらの条件下で、皮下脂肪に対する加熱は、脂肪分解酵素を活性化するか、あるいは皮下脂肪層内に見出される脂肪組織内に含有された脂質を代謝する可能性があり、すなわち加熱領域までの血流は増大してもよい。さらに、「脂肪分解」すなわち体内の脂肪を分解するプロセスは、ホルモン感受性リパーゼ等の、温度に弱い酵素によって制御されてもよい。したがって、脂肪細胞の温度を上げることは、脂肪分解速度を高め、これにより治療されている領域における皮下脂肪を減少させるのに寄与する可能性がある。この温度は、損傷した脂肪細胞および脂肪酸が治療領域から容易に除去できるように、血管／リンパ損傷温度より低い温度とすることができる。さらに、この発明は、薬剤投与、エクササイズあるいはアドレナリン作動療法等の他の脂肪減少方法と組み合わせる用途で使用されてもよい。
【００１７】
また、この発明は、脂肪組織を通常の体温より低い、好ましくは脂肪細胞の含有脂質の少なくともいくつかの分画の相変化温度より低く、水を含有する組織の氷点より実質上高い温度まで冷却するステップと、この冷却ステップ前、あるいは好ましくは冷却ステップの後に行う、脂肪をその損傷閾値温度より低い温度まで加熱するステップを含むものである。トリグリセリド類（ヒト脂肪組織内の脂質の最大分画を構成する）は、それらの温度が通常の体温から低温あるいは高温まで変化するときに一連の相変化を受ける。詳細には、数種の結晶体が存在してもよい。これらの結晶体は（安定性を増す順に）α、β’およびβである。また、後者の結晶体は、（数十ミクロン長の針のような）著しく大きな寸法である。結晶は、細胞構造上に与えられる機械的ストレスに起因する細胞の機能不全および収縮および／または細胞の代謝破壊という理由により形成可能である。β結晶は脂肪細胞治療の根本的な機序により形成可能である。トリグリセリド類が通常の体温から冷却されているときに、α結晶の形成は行われる。第一にβ’および第二にβ結晶というように、より安定な形態を生成するために、結晶化トリグリセリド類に対する逆加熱が必要とされる。更なる加熱により全ての結晶体の溶融が完了することになる。
【００１８】
したがって、次のプロセスは、脂肪細胞内のβ結晶の形成を開始するために提案されている。まず、脂肪組織は、通常体温より低い温度Ｔα（０℃と３７℃との範囲内の温度）まで冷却される。これによりα結晶が形成される結果となる。その後、上記脂肪組織は３７℃より低いがＴαより高い温度Ｔβ（Ｔβ＞Ｔα）まで戻して加熱され、これによりβ’結晶およびβ結晶が形成されることになる。最終的に、上記脂肪組織は、上記結晶を溶融するためにより高い温度まで加熱することができ、そのプロセスは選択されたサイクル数で繰り返すことができる。予想された最終結果は脂肪組織のジストロフィーおよび容積減少である。このプロセスは、このプロセスがより効果的である温度Ｔαより低いが０℃と３７℃との範囲内の全ての温度で行われる。また、皮下脂肪内のリンパ系の熱的活性化は、細胞外空間から蛋白質を除去することによってセルライトを治療するのに使用することもできる。
【００１９】
皮膚表面に対する冷却パネル（薬剤または装置）の適用により、図１によって示されているように、皮膚および皮下領域すなわち皮下組織の温度を徐々に降下させる。図１では、曲線（１）は皮膚表面に対して冷却パネルを適用してから１分後であり、曲線（２）は５分後であり、曲線（３）は１０分後であり、曲線（４）は３０分後である。図１において３ｍｍで示された皮膚／脂肪または真皮／皮下境界線の深さは、患者および治療される患者の体の部位を含む多くのファクタに依存して変動するはずである。冷却速度および最終温度は標的領域の深さおよび皮膚表面の温度に依存する。図２は、０℃の一定表面温度に起因する、深さ２．５ｍｍの真皮／皮下接合部および深さ７．５ｍｍの皮下脂肪の算定された温度変化を示している。皮膚内の標的領域に対する実質的な冷却は、１０秒間と３００秒間との間の範囲内の時間で達成可能である。皮下脂肪内のより深い標的領域は、２分間と３０分間との間の範囲内での冷却時間を必要とする。冷却時間は、同時に皮膚圧迫または音響波と組み合わせることによって、あるいは冷却された皮膚に対する集中的なマッサージによって短縮可能である。上記音響波または機械的マッサージは、細胞間水分の強制的な対流によって皮膚および皮下脂肪の熱伝導性を高めることができる。
【００２０】
表面温度および適用継続期間に依存して、多くのプロセスは、脂肪および他の組織内で開始可能である。これらのプロセスは、
・脂質の相変化；
・脂肪細胞の調節機能における変化。特に、低温はアルファ２受容体の活性を抑制する可能性があり、Ｇｉ蛋白質を通じてアデニル酸シクラーゼおよび環状アデノシン１リン酸（ｃ−ＡＭＰ）を阻害し、これにより脂肪分解速度を低下させる。これにより、冷却後に脂肪細胞が長期間、萎縮することになる；
・細胞内水分内のイオン濃度の上昇。このような上昇は、脂肪結晶化の途中で自由水の部分的結合によってもたらされる。水の結合状態への移行は分光的に示されてきた。結果として、残存している自由水中のイオン濃度は上昇する。一旦、イオン濃度が臨界レベルを超えると、細胞の生命維持に必要な機構に不可逆的な損傷が生じることがある；
・組織内の水の結晶化；
・アポトーシスへの誘導；
・組織の壊死；
・熱発生の刺激；
・血管およびリンパ管の再構築；
・小胞、脂腺および汗腺の一時的あるいは恒久的な機能不全
を含むが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
実用上、冷却時間は、不快感、次いで痛覚の開始によって制限される。図３は、皮膚表面の温度に対する開始時間の依存性を図示している。結果として、実際の適用時間は、所望の治療効果を達成するのに不十分である可能性がある。
【００２２】
冷却期および加熱期から構成された熱サイクルは、苦痛／不快感と、標的領域の外側に位置する望まれない組織の損傷との両方を排除するために使用されてもよい。熱いと冷たいとの間で皮膚温度を変更する方法および装置が以前より提案されてきたが、組織の熱的遅鈍により、皮膚表面から所望の治療深さまで（あるいはその逆の場合も同様に）の迅速な熱伝播が妨げられることは強調されるべきである。
【００２３】
したがって、この発明は、組織内に熱供給源を配置するために、深く浸透する電磁気的あるいは音響的な照射を使用する。これにより、処置の完全な非侵襲性と患者の快適さの両方を維持しながら、治療時間を実質的に増やしかつ許容できる治療効果を達成することができる。
【００２４】
熱サイクルの有利な効果は脂肪組織の治療に限定されない。熱サイクルは、分子レベル、細胞レベル、組織レベルおよび器官レベルにおいて多くの生物物理学的および生物化学的な反応を開始するものであり、
・細胞膜の浸透性の調節と、その結果、膜間移動および区画内部と間質性区画との間の交換；
・壊死あるいはアポトーシスを通じて細胞死に導く、標的（例えば、悪性腫瘍）細胞内の熱−機械的ストレスの誘導；
・血管壁の弾力性および浸透性の変化；
・血液レオロジーの変化；
・皮膚および皮下における新規コラーゲンの生成を含む組織再生の刺激；
・リンパ系による簡易除去のために処理可能にしている間質液における毒素構造の変化
を含む（が、これらに限定されるものではない）。
【００２５】
結果として、熱サイクルは、皮膚、皮下脂肪、結合組織、血液およびリンパの血管系、筋肉、骨および他の内部器官を含む、広範囲な症状の治療に使用可能である。
【００２６】
この発明の技術的概念を実施するための装置は、図４によって図示されている。この実施は模範的なものであり、適切な構成は特定の用途のためにこの技術分野における当業者によって容易に導き出されることが可能である。冷却ユニットは、熱電流素子、冷却剤を有する密閉容器、冷却用気体（または液体）流、あるいはこの技術分野において公知の他の冷却ユニットとすることができる。また、相変化する材料も冷却用に使用可能である。好ましくは、冷却期中における皮膚表面温度は０℃と２５℃との間の範囲内で維持されるべきである。加熱期中における好適な組織温度は２５℃と４５℃との間の範囲内である。この発明の１つの実施の形態では、光照射は、上記熱サイクルの加熱期に使用される。この実施の形態では、エネルギ供給源は、レーザー、発光ダイオード、ランプ（放電ランプ、ハロゲンランプあるいはその他のランプ）、あるいはこれらの組み合わせあるいは配列とすることができる。上記エネルギ供給源の分光組成は、４００ｎｍと２０００ｎｍとの間の波長範囲を有する狭帯域あるいは広帯域のいずれの帯域とすることができる。分光濾光は、最適透過を達成するために、ビームの分光組成をさらに修正するのに使用可能である。特定の用途に使用される波長は、標的組織、組織の深さおよび他のファクタに依存するはずである。好ましくは、光源は、皮膚表面における好適な照射束密度を０．１Ｗ／ｃｍ2 と１００Ｗ／ｃｍ2 との間の範囲で有する、連続波（ＣＷ）モードで動作される。熱サイクルは、治療の有効性を最大化するような方法で構成される。加熱継続期間が１秒間と４分間との間としているのに対し、冷却継続期間は、典型的には、１０秒間と３０分間との間とすることができる。また、図４の装置は、上記エネルギ供給源への供給電源、適切な制御ユニット、機能が後述されるはずの任意のセンサ、およびこのような装置で通常使用される他の構成要素を含むものである。
【００２７】
この発明は、２つの特徴的なモード（図５ａから図５ｄおよび図６ａから図６ｄ参照）で実施可能である。すなわち、保護モードでは、熱サイクルは望まれない損傷から隣接（典型的には上部）組織を保護するのに使用されるのに対し、治療モードでは、熱サイクルは治療様式として実質的に使用される。
【００２８】
この発明は、少なくとも２つの特徴的なモード（図５ａから図５ｄおよび図６ａから図６ｄ参照）で実施可能である。図５ａから図５ｄまでの保護モードでは、最初の冷却により、皮膚表面、標的領域およびこれらの間の全ての組織の温度が急速に下がる。患者は苦痛あるいは不快感を経験する前に、および熱損傷が標的領域外で生じる前に、加熱期が開始される。エネルギ供給源からの照射は、皮膚表面およびこの表面より下側で治療領域上の深さまでの領域の温度を、不快あるいは損傷温度より高い温度まで上げるのに十分であるが、治療領域の深さにおいてあまり有効ではない。これにより、治療領域の温度が冷却サイクルの全体で僅かに下がり続けるという結果になる。したがって、熱サイクルのこの保護モードは、望まれない損傷から隣接（典型的には上部）組織を保護するのに使用される。図６ａから図６ｄまでに示された治療モードでは、熱サイクルは、治療様式として実質的に使用される。ここで、冷却および放射線照射のパラメータは、加熱サイクル期間中に、皮膚表面および治療領域の温度が通常の体温より上がることから、治療領域が冷却療法および加熱療法との間で循環されるように、選択される。図６ａから図６ｄまででは、標的領域が各サイクルの加熱継続期間中に通常の体温より高い温度まで加熱されるとはいえ、これはこの発明を限定するものではなく、標的領域を通常の体温より低い選択温度まで周期的に加熱することは、ある一定の症状にとって治療効果を有する可能性もある。また、標的領域を覆う組織を保護するために冷却刺激を行うか否か、およびその後に、標的領域を通常の体温より低い温度まで冷却するために放射線照射を解除するか、あるいは冷却作用を高めるかの行為が周期的に行われるという条件で、サイクルは、標的領域を、温熱療法を生じさせるのに十分な温度、例えば４２℃から４７℃までの温度に加熱することによって実施されてもよい。
【００２９】
熱サイクルは、光照射が深く浸透するエネルギとして使用される場合に、他の利点を示すものである。詳細には、ヒトの新鮮な脂肪組織が加熱される場合における光透過率の増加速度が、同一組織が冷却される場合における光透過率の減少速度を超えるという光学的な測定値で示されてきた（図７参照）。２５℃と３０℃との間の相対的に狭い温度範囲で行われる熱サイクルによって生じた脂肪組織における蓄積された不可逆的構造変化の兆候が存在する。結果として、光照射の浸透深さ（および加熱期の効率）は、複数回のサイクルによって増大可能である。
【００３０】
ある一定の実施の形態では、装置のアプリケータ（ハンドピース）は、熱サイクルの開始前に治療領域上に配置される固定手段として認識可能である。
【００３１】
他の実施の形態では、ハンドピースは皮膚表面に沿って手動であるいは機械式で走査可能である（図８参照）。熱サイクルは、走査で同時に実行可能である。これに代えて、熱サイクルは、冷却期中に少なくとも１回（好ましくは数回）の通過、その後に加熱期中に少なくとも１回（好ましくは数回）の通過を実行し、所望の治療効果が達成されるまで上記サイクルを繰り返すことによって、実施可能である。図８を参照すると、ハンドル１とアプリケータ２を含む模範的な走査ハンドピースが示されている。図８を参照すると、アプリケータ２は、取付け部３、反射冷却ファン４、任意の圧力あるいは音響発生器、バイブレータあるいはマッサージ手段５、反射器６、放射線供給源（図示された実施の形態に関してはアークあるいはハロゲン）７、冷却板８、機械式速度センサとして機能する任意のホイール９、冷却剤１０および任意のフィルタ１１を含むものである。
【００３２】
図８の装置は、特に複数走査モードで使用可能である。複数走査モードでは、異なる深さでの不均一な温度サイクルになる。図９は、外皮／真皮接合部（深さ０．１ｍｍ）、真皮／下皮接合部（深さ２．５ｍｍ）および皮下脂肪（深さ７．５ｍｍ）における温度を複数走査に対する時間の関数として示している。算定は、次の条件：波長８００ｎｍから１８００ｎｍ（ハロゲンランプの濾光したスペクトル）、出力密度８０Ｗ／ｃｍ2、走査方向に交差する光ビーム幅１ｃｍ、走査速度１０ｃｍ／秒、走査長さ５０ｃｍ、皮膚に接触するコールドサファイア窓の温度−１０℃で実施された。走査モードでは、接触板の温度は、皮膚凍結温度より十分に低くすることができ、高速走査速度（約１０ｃｍ／秒）では、凍傷の危険なしにー５０℃程度に低くすることができる。図９は、熱変動の振幅が皮膚中の深さが増すほど減少することを示している。しかしながら、深部の標的領域に関する温度の安定化時間は、０．１ｍｍ深さでは１００秒間あるいは走査回数１０回、２．５ｍｍ深さでは５分間あるいは走査回数３０回、７．５ｍｍ深さでは１５分間あるいは走査回数９０回というように長くなることがある。
【００３３】
図１０は、第１神経叢（直径０．０１５ｍｍ、深さ０．１ｍｍ）における血管温度、第２神経叢（直径０．２ｍｍ、深さ２．５ｍｍ）における血管温度および皮下脂肪（直径０．１ｍｍ、深さ７．５ｍｍ）における血管温度を複数走査に対する時間の関数として示している。算定は、次の条件：波長４００ｎｍから１８００ｎｍ（ハロゲンランプの濾光したスペクトル）、出力密度６５Ｗ／ｃｍ2 、走査方向に交差する光ビーム幅１ｃｍ、走査速度１０ｃｍ／秒、走査長さ５０ｃｍ、皮膚に接触するコールドサファイア窓の温度−１０℃で実施された。図１０は、皮膚中における血管内の熱変動の振幅が著しく、皮下脂肪中における熱変動の振幅が無視できることを示している。第２神経叢（１０℃まで）における血管の大きな熱変動は深部および真皮／下皮接合部における種々の症状に対する治療およびセルライトの美容的外観の改善にとって有効となる可能性がある。皮下脂肪中における血管温度が連続的に上昇しているので、この治療は脂質分解速度を上げるのに有効となる可能性がある。
【００３４】
エネルギ供給源が連続波（ＣＷ）あるいは長期継続供給源である場合には、実施の形態の種々の装置あるいは素子は、治療領域全体を覆う患者の皮膚上で滑動あるいは走査されてもよく、この場合、その走査ごとに、停止時間および上記領域が上記素子の移動速度での作用を受ける治療期間が存在する。上記素子は１つの治療継続期間中に複数回にわたって各治療領域上で移動してもよい。上記素子は典型的には皮膚冷却機構を含むはずであるので、加熱と冷却の同時実行は上記素子が上記治療領域上を通過するときに領域ごとに成し遂げられる。また、上記素子は、エネルギ供給源に属する上記素子の部分に先行して上記治療領域上の皮膚を予備冷却する冷却機構を含めてもよい（例えば、交付された米国特許第６，２７３，８８４号および同第６，５１１，４７５号参照）。この滑動モードの操作に関する出力密度ＰSは、
ＰS ＝Ｐ0 Ｔｖ／ｄ
である。ここで、Ｐ0 は固定モードにおいて治療される器官／領域の出力密度であり、ｖは滑動速度であり、ｄは走査方向における点または穴寸法であり、Ｔは同一点を通る２つの連続した通過機会間の時間間隔である。
【００３５】
治療時間は、
ＴS ＝Ｔ0 Ｔｖ／ｄ
である。ここで、Ｔ0 は治療される器官／領域に対する固定モード治療時間である。複数回の通過機会が有利であるためには、Ｔは深部領域で治療されている組織の熱緩和時間より短くすべきである。しかしながら、固定モードあるいは滑動モードのいずれの場合でも、治療時間は治療されている組織の熱緩和時間より長くすることができる。
【００３６】
どの実施の形態でも、光と熱との良好な組み合わせを保証する接触センサを含めることができ、滑動モードで動作しているシステムもシステムの安全性の向上および他の理由のために、放射線放出、冷却および走査速度に依存する他の機能を制御する１つまたはそれ以上の動作センサを含めてもよい。
【００３７】
この発明の深部加熱治療と深部冷却治療とを組み合わせて脂肪、骨、筋肉等の治療効果を高めることに加えて、アプリケータも、マッサージ器、バイブレータあるいは他の機械的刺激機器、超音波あるいは他の音響刺激手段あるいは直流電源あるいは他の適切な電気刺激供給源を含めてもよい。組織温度が通常の体温から外れる（すなわち、組織が高温または低温）場合に、このような機械的あるいは電気的刺激がより有効であることが見出されている。同様に、深部加熱の効果は、概ね加熱および冷却の両方が圧迫された皮膚および皮下組織においてより一層浸透するという理由で、マッサージあるいは他の刺激によって高められる可能性がある。したがって、深部加熱と機械的あるいは電気的刺激との組み合わせは、いずれか単独による効果より著しく高い効果を与える可能性がある。また、加熱は、光加熱を、例えば交流／直流電源による電気的刺激、あるいは高周波電源等による付加的加熱で補うことによって強化されてもよい。また、治療領域を覆っている皮膚に対して与えられる張力あるいは圧力も治療効果を向上させ、患者の不快感／痛覚を低下させる可能性がある。
【００３８】
光照射源が好適な実施の形態で利用されてきたが、極超短波あるいはラジオ周波数照射等の他の電磁気照射は、上記サイクルの加熱期において使用可能である。これに代えて、音響エネルギは使用可能である。他の方法で示されていない場合には、この明細書で使用されているような用語「照射」は、そのような供給源全てからの出力を意味するものとする。利用された供給源の出力は、好適な範囲内の標的領域の温度を維持するために選択されるべきである。
【００３９】
また、この発明の有効性は、熱耐性養生を実施することによってさらに増大させる可能性もある。このモードでは、患者が許容できる通常の皮膚表面温度から外れる温度の振幅はサイクルからサイクルまで徐々に増大して治療温度を許容し、これにより治療効果もサイクルからサイクルまで徐々に高められる。このモードは、望まれない損傷からの皮膚組織の保護をさらに高めることができる。
【００４０】
また、上記熱サイクルの期間および相を患者の生物学的サブサーカディアンリズムと相互に関連づけることも可能である。このような組み合わせは、皮膚組織および皮下組織における生物化学的活性の自然発生的な変動を用いることによって治療結果をさらに最適化することができる。さらに、熱サイクルの一時的な構造は、単純な調和振動から外れ、かつ例えば数種あるいは均一で無数の調和振動で構成されることが可能である。
【００４１】
ある一定の実施の形態では、冷却手段は治療領域上に配された層（膜、覆い）として認識可能であり、照射アプリケータは上記冷却手段の上部上で走査されたヘッド部として認識可能である。熱サイクルは、上記照射アプリケータの複数回の通過の結果として達成される。
【００４２】
この発明のいくつかの実施の形態は、上記アプリケータと制御ユニットとの間で構成されるフィードバックループを組み入れることができる。フィードバックループは、上記装置および治療領域の状態を記録する一つあるいは複数のセンサを組み入れることができる。例えば、熱センサは、組織温度が特定の閾値より低下するときに上記サイクルの加熱期を開始し、上記組織温度が他の閾値を超えるときに上記サイクルの冷却期を開始するのに使用することができる。他のタイプのセンサは、走査速度センサ、接触センサ、圧力センサ、皮膚検知器および皮膚応答センサを含むが、これらに限定されるものではない。
【００４３】
この発明のいくつかの実施の形態では、追加の刺激手段は上記アプリケータに一体化可能である（図８参照）。上記手段の目的は、組織構造を最適化しかつ熱サイクルを容易にする点にある。上記手段は、例えば機械的手段（編み、回転あるいは引き動作）あるいは減圧手段（治療領域内を正圧／負圧にする）とすることができる。また、組織に対する刺激の他の形態も、例えば超音波あるいは他の音響的刺激、あるいは電気的刺激を利用してもよい。
【００４４】
この発明の数種の実施の形態がこの明細書および図面に記述されかつ図示されてきたが、この技術分野における当業者は、この明細書に記述された機能を実行するため、および／または結果および／または利点を得るための多様な他の手段および構造を即座に思い描くはずであり、そのような各変化あるいは修正はこの発明の範囲内であると考えられるものである。より一般的には、この技術分野における当業者は、この明細書に記述された全てのパラメータ、寸法、材料および構造が模範的なものとして示され、かつ実際のパラメータ、寸法、材料および構造がこの発明の教示が使用される特定の用途に依存するはずであると即座に正当に評価するであろう。この技術分野における当業者は、この明細書に記述された発明の特定の実施の形態と等価である多くの等価物を認識するか、あるいはせいぜい決まりきった実験法を用いて多くの等価物を確かめることができるはずである。したがって、先の実施の形態が実施例のみによって表され、かつ添付の請求項の範囲内およびこれと等価物の範囲内で、この発明が詳細に記述されている以上に他の方法で実施される可能性があることが理解されるべきである。この発明の注意は、この明細書に記述された個々の特徴、システム、材料および／または方法ごとに向けられている。さらに、このような特徴、システム、材料および／または方法が互いに矛盾していない場合には、このような２つまたはそれ以上の特徴、システム、材料および／または方法のいかなる組み合わせは、この発明の範囲内に含まれる。上記請求項では、「構成する（comprising）」、「含む（including）」、「保持する（carrying）」、「有する（having）」、「包含する（containing）」およびこれらに類似するもの等、移行あるいは包含を意味する全ての句は、開放性、すなわち「含むが、これらに限定されない」という意味で理解されるべきである。「成る（consisting of）」および「本質的に成る（consisting essentially of）」という移行あるいは包含を意味する句は、それぞれ閉鎖性あるいは半閉鎖性の句として解釈されるべきである。
【００４５】
この発明の具体的な実施態様は以下の通りである。
（１）患者の体の深部にある少なくとも１つの選択標的領域を、非標的組織を保護しながら治療する方法であって、（ａ）患者の皮膚表面を、選択継続期間中に、通常の体温より低い温度まで冷却するステップと、（ｂ）ステップ（ａ）前、中および後の少なくとも１つの期間中に上記患者の選択標的領域上の皮膚に対して放射線を選択的に照射するステップと、（ｃ）選択されたサイクル数、上記患者の皮膚表面が冷却される温度、および上記サイクルの少なくとも冷却期中に通常の体温より低い選択温度まで上記選択標的領域を冷却するのに十分な継続期間という場合に、ステップ（ａ）およびステップ（ｂ）のうち、少なくとも１つのステップを繰り返すステップを含む、方法。
（２）上記選択継続期間は少なくとも１０秒間である、実施態様（１）記載の方法。
（３）上記選択継続期間は、約１０秒間と約３０分間の間である、実施態様（２）記載の方法。
（４）ステップ（ｂ）はステップ（ａ）の後に実行され、約１秒間から約４分間までの継続期間を有している、実施態様（１）記載の方法。
（５）ステップ（ａ）は連続的に実行されると共に、ステップ（ｂ）はステップ（ａ）の期間中に間隔をおいて実行される、実施態様（１）記載の方法。
【００４６】
（６）上記選択標的領域は皮下脂肪であり、上記選択温度は上記皮下脂肪の少なくとも一部に少なくとも相変化をもたらすのに十分なほど低い、実施態様（１）記載の方法。
（７）上記放射線は、上記選択標的領域を上記脂肪細胞が相変化される温度まで少なくとも加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している、実施態様（６）記載の方法。
（８）上記放射線は、上記選択標的領域を、その選択標的領域内の細胞の生物物理学的および生物化学的特性のうち、少なくとも１つの特性が変えられる温度まで少なくとも加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している、実施態様（１）記載の方法。
（９）上記放射線は、上記非選択組織を保護するために、上記選択標的領域を加熱するのに十分ではないが、上記選択標的領域上の組織を加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している、実施態様（１）記載の方法。
（１０）上記治療は、上記選択標的領域を冷却および加熱するサイクルを含み、ステップ（ｂ）はステップ（ａ）の後に実行され、上記放射線は上記選択標的領域を、上記治療を成し遂げるのに適切な温度まで加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している、実施態様（１）記載の方法。
【００４７】
（１１）ステップ（ａ）およびステップ（ｂ）の少なくとも１つのステップの期間中に患者の選択された症状を検出するステップと、この検出ステップを利用してステップ（ａ）およびステップ（ｂ）の少なくとも１つのステップを制御するステップを含む、実施態様（１）記載の方法。
（１２）ステップ（ａ）およびステップ（ｂ）のうち、少なくとも１つのステップの前、中および後のうち、少なくとも１つの期間中に、上記選択標的領域を刺激するステップを含む、実施態様（１）記載の方法。
（１３）上記刺激ステップは、機械的、音響的および電気的な刺激手段のうち、少なくとも１つで実行される、実施態様（１２）記載の方法。
（１４）ステップ（ａ）およびステップ（ｂ）のサイクルの期間および相の少なくとも１つは、患者の生物学的サブサーカディアンリズムと相互に関連づけられている、実施態様（１）記載の方法。
（１５）上記放射線は連続波（ＣＷ）供給源に由来するものであり、冷却も実質上連続的に動作する供給源に由来して実行され、ステップ（ａ）は上記冷却供給源を出力するアプリケータを、上記選択標的領域を覆う患者の皮膚上に選択速度で通過させることによって実行され、ステップ（ｂ）は上記放射線を出力するアプリケータを、上記選択標的領域を覆う患者の皮膚上に選択速度で通過させることによって実行される、実施態様（１）記載の方法。
【００４８】
（１６）同一のアプリケータは、ステップ（ａ）およびステップ（ｂ）の両方を実行するのに使用される、実施態様（１５）記載の方法。
（１７）ステップ（ａ）およびステップ（ｂ）は、アプリケータが患者の皮膚上を通過する同一期間中に実行される、実施態様（１６）記載の方法。
（１８）ステップ（ｂ）が患者の皮膚上を通過しているアプリケータで実行されるときに、放射線出力は固定アプリケータに必要とされる出力に対してファクタＴｖ／ｄだけ増加され、ここでＴは同一領域上を通る複数の通過機会間の時間間隔、ｖは上記アプリケータの移動速度およびｄはアプリケータの穴寸法である、実施態様（１５）記載の方法。
（１９）上記アプリケータが患者の皮膚上を滑動している場合の治療時間もファクタＴｖ／ｄだけ増加される、実施態様（１８）記載の方法。
（２０）Ｔは上記選択標的領域内の組織の熱緩和時間より短い時間である、実施態様（１８）記載の方法。
【００４９】
（２１）患者の体の深部にある少なくとも１つの選択標的領域を、非標的組織を保護しながら治療する装置であって、患者の皮膚表面を、選択継続期間中に、通常の体温より低い温度まで冷却する冷却機構と、ステップ（ａ）前、中および後の少なくとも１つの期間中に上記患者の選択標的領域上の皮膚に対して放射線を選択的に照射する放射線照射機構と、選択されたサイクル数で、上記患者の皮膚表面が冷却される温度および上記サイクルの少なくとも冷却期中に通常の体温より低い選択温度まで上記選択標的領域を冷却するのに十分な継続期間、上記冷却機構および上記放射線照射機構のうち、少なくとも１つの機構の動作を制御する制御手段を含む、装置。
（２２）上記選択継続期間は、少なくとも約１０秒間である、実施態様（２１）記載の装置。
（２３）上記選択継続期間は、約１０秒間と約３０分間の間である、実施態様（２２）記載の装置。
（２４）上記放射線照射機構は上記冷却機構の後に動作され、約１秒間から約４分間までの継続期間を有している、実施態様（２１）記載の装置。
（２５）上記冷却機構は連続的に動作されると共に、上記放射線照射機構は上記冷却機構の動作期間中に間隔をおいて動作される、実施態様（２１）記載の装置。
【００５０】
（２６）上記選択標的領域は皮下脂肪であり、上記選択温度は上記皮下脂肪の少なくとも一部に少なくとも相変化をもたらすのに十分なほど低い、実施態様（２１）記載の装置。
（２７）上記放射線は、上記選択標的領域を上記脂肪細胞が相変化される温度まで少なくとも加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している、実施態様（２６）記載の装置。
（２８）上記放射線は、上記選択標的領域を、その選択標的領域内の細胞の生物物理学的および生物化学的特性のうち、少なくとも１つの特性が変えられる温度まで少なくとも加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している、実施態様（２１）記載の装置。
（２９）上記放射線は、上記非選択組織を保護するために、上記選択標的領域を加熱するのに十分ではないが、上記選択標的領域上の組織を加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している、実施態様（２１）記載の装置。
（３０）上記治療は、上記選択標的領域を冷却および加熱するサイクルを含み、上記放射線照射機構は上記冷却機構の後に動作されると共に、上記放射線は上記選択標的領域を、上記治療を成し遂げるのに適切な温度まで加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している、実施態様（２１）記載の装置。
【００５１】
（３１）上記複数の機構のうち、少なくとも１つの機構を動作する期間中に、上記患者の選択された症状を検出する検出機構を含み、上記制御手段は、上記検出機構からの出力を利用して上記冷却機構および上記放射線照射機構のうち、少なくとも１つの機構を制御する、実施態様（２１）記載の装置。
（３２）上記複数の機構のうち、少なくとも１つの機構を動作する期間前、中および後に、上記選択標的領域を刺激する刺激手段を含む、実施態様（２１）記載の装置。
（３３）上記刺激手段は、機械的、音響的および電気的な刺激手段のうち、少なくとも１つである、実施態様（３２）記載の装置。
（３４）上記放射線照射機構は連続波（ＣＷ）供給源を含むと共に上記冷却機構も実質上連続に動作し、上記選択標的領域を覆う患者の皮膚上を選択速度で通過する上記連続波供給源を出力するアプリケータと、上記選択標的領域を覆う患者の皮膚上を選択速度で通過する上記冷却機構用アプリケータを含む、実施態様（２１）記載の装置。
（３５）同一のアプリケータは、上記冷却機構および上記放射線照射機構の両方で使用される、実施態様（３４）記載の装置。
【００５２】
（３６）上記冷却機構および上記放射線照射機構は、アプリケータが患者の皮膚上を通過する同一期間中に動作される、実施態様（３５）記載の装置。
（３７）上記放射線照射機構が患者の皮膚上を通過しているアプリケータで動作されるときに、放射線出力は固定アプリケータに必要とされる出力に対してファクタＴｖ／ｄだけ増加され、ここでＴは同一領域上を通る複数の通過機会間の時間間隔、ｖは上記アプリケータの移動速度およびｄはアプリケータの穴寸法である、実施態様（３４）記載の装置。
（３８）上記アプリケータが患者の皮膚上を滑動している場合の治療時間もファクタＴｖ／ｄだけ増加される、実施態様（３７）記載の装置。
（３９）Ｔは上記選択標的領域内の組織の熱緩和時間より短い時間である、実施態様（３７）記載の装置。
（４０）患者の体の深部にある少なくとも１つの選択標的領域を、この選択標的領域上の組織を保護しながら治療する方法であって、（ａ）上記選択標的領域上の患者の体に選択的に放射線を出力して上記選択標的領域を加熱するステップと、（ｂ）同時に、上記選択標的領域上の患者の組織を、上記選択標的領域の温度より低い温度まで冷却するステップと、（ｃ）上記選択標的領域に対する加熱および冷却の少なくとも１つのサイクルにおいて、上記選択標的領域を、その選択標的領域に対する加熱前および後のうち、少なくとも１つの期間中に、通常の体温より低い温度まで冷却するステップを含む、方法。
【００５３】
（４１）機械的、音響的および電気的な刺激手段のうち、少なくとも１つの手段を上記選択標的領域に適用するステップ（ｄ）を含む、実施態様（４０）記載の方法。
（４２）患者の体の深部にある少なくとも１つの選択領域を治療する方法であって、冷却／放射線照射のサイクルごとに複数回、上記選択領域上の患者の皮膚上を通過し、実質上連続的な冷却／放射線照射を行う少なくとも１つのアプリケータによって、上記選択領域上の患者の皮膚表面に対して周期的に放射線を照射しかつ冷却するステップを含む、方法。
（４３）単一のアプリケータは、このアプリケータが患者の皮膚上を通過するときに冷却および放射線照射を同時に適用する、実施態様（４２）記載の方法。
（４４）単一のアプリケータは、各サイクルの冷却期および放射線照射期間中のそれぞれにおいて連続的に冷却および放射線照射を適用し、このアプリケータは、上記冷却期および放射線照射期間のうち、少なくとも１つの期間に、患者の皮膚上を複数回、通過する、実施態様（４２）記載の方法。
（４５）患者の体の深部にある少なくとも１つの選択標的領域を、非標的組織を保護しながら治療する方法であって、（ａ）患者の皮膚表面を、選択継続期間中に、通常の体温より低い温度まで冷却するステップと、（ｂ）ステップ（ａ）後に、ステップ（ａ）と関連して、上記選択標的領域を、上記治療を成し遂げるのに適切な温度まで加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している放射線を、上記患者の選択標的領域上の皮膚に対して選択的に照射するステップと、（ｃ）選択されたサイクル数、上記患者の皮膚表面が冷却される温度、および上記サイクルの少なくとも冷却期中に通常の体温より低い選択温度まで上記選択標的領域を冷却するのに十分な継続期間という場合に、ステップ（ａ）およびステップ（ｂ）のうち、少なくとも１つのステップを繰り返すステップを含む、方法。
【００５４】
（４６）患者の体の深部にある少なくとも１つの選択標的領域を、非標的組織を保護しながら治療する方法であって、（ａ）上記選択標的領域を覆う患者の皮膚上を、実質上連続的に動作する冷却供給源を出力するアプリケータを通過させて、患者の皮膚表面を、選択継続期間中に、通常の体温より低い温度まで冷却するステップと、（ｂ）ステップ（ａ）前、中および後のうち、少なくとも１つの期間中に、上記選択標的領域を覆う患者の皮膚上に、実質上連続波放射線供給源からの放射線を出力するアプリケータを選択速度で通過させて、上記選択標的領域に放射線を選択的に照射するステップと、（ｃ）選択されたサイクル数、上記患者の皮膚表面が冷却される温度、および上記サイクルの少なくとも冷却期中に通常の体温より低い選択温度まで上記選択標的領域を冷却するのに十分な継続期間という場合に、ステップ（ａ）およびステップ（ｂ）のうち、少なくとも１つのステップを繰り返すステップを含む、方法。
（４７）同一のアプリケータは、ステップ（ａ）およびステップ（ｂ）の両方を実行するのに使用される、実施態様（４６）記載の方法。
（４８）ステップ（ａ）およびステップ（ｂ）は、アプリケータが患者の皮膚上を通過する同一期間中に実行される、実施態様（４７）記載の方法。
（４９）患者の体の深部にある少なくとも１つの選択標的領域を、非標的組織を保護しながら治療する装置であって、熱サイクルの一部の期間中に、患者の皮膚表面を通常の体温より低い温度まで冷却する冷却機構と、患者の皮膚表面に対する上記冷却前、中および後のうち、少なくとも１つの期間中に、上記選択標的領域に放射線を向ける放射線照射機構と、上記冷却機構および上記放射線照射機構の少なくとも１つを制御する制御ユニットと、患者の体の症状あるいは装置の状態を検知するセンサを含むフィードバックループを含み、上記フィードバックループは上記センサを上記制御ユニットに接続し、上記センサは上記冷却機構および上記放射線照射機構のいずれかに上記熱サイクルを開始させることができる、装置。
（５０）上記制御ユニットは、熱サイクル数、温度、出力密度および継続期間からなる群より選択された少なくとも１つのパラメータを制御することができる、実施態様（４９）記載の装置。
【００５５】
（５１）上記熱サイクルは加熱期および冷却期を含む、実施態様（４９）記載の装置。
（５２）上記センサは、閾値より低い皮膚温度の検知に応じて上記加熱期を開始する、実施態様（５０）記載の装置。
（５３）上記センサは、閾値より高い皮膚温度の検知に応じて上記加熱期を開始する、実施態様（５０）記載の装置。
（５４）上記装置は、刺激手段をさらに含む、実施態様（４９）記載の装置。
（５５）熱サイクルの期間は、少なくとも１０秒間である、実施態様（４９）記載の装置。
【００５６】
（５６）熱サイクルの期間は、約１０秒間と約３０分間の間である、実施態様（４９）記載の装置。
（５７）上記放射線照射機構は上記冷却機構の後に、放射線が約１秒間から約４分間、上記選択標的領域に向けられるようにして、動作される、実施態様（４９）記載の装置。
（５８）上記冷却機構は連続的に動作されると共に、上記放射線照射機構は上記冷却機構の動作期間中に間隔をおいて動作される、実施態様（４９）記載の装置。
（５９）上記選択標的領域は皮下脂肪であり、上記通常の体温より低い温度は上記皮下脂肪の少なくとも一部に少なくとも相変化をもたらすのに十分なほど低い、実施態様（４９）記載の装置。
（６０）上記放射線は、上記選択標的領域を上記脂肪細胞が相変化される温度まで少なくとも加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している、実施態様（４９）記載の装置。
【００５７】
（６１）上記放射線は、上記選択標的領域を、その選択標的領域内の細胞の生物物理学的および生物化学的特性のうち、少なくとも１つの特性が変えられる温度まで少なくとも加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している、実施態様（４９）記載の装置。
（６２）上記放射線は、上記非選択組織を保護するために、上記選択標的領域を加熱するのに十分ではないが、上記選択標的領域上の組織を加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している、実施態様（４９）記載の装置。
（６３）上記治療は、上記選択標的領域を冷却および加熱するサイクルを含み、上記放射線照射機構は上記冷却機構の後に動作されると共に、上記放射線は上記選択標的領域を、上記治療を成し遂げるのに適切な温度まで加熱するのに、十分な出力および継続期間で、適切な波長を有している、実施態様（４９）記載の装置。
（６４）上記複数の機構のうち、少なくとも１つの機構を動作する期間中に、上記患者の選択された症状を検出する検出機構を含み、上記制御手段は、上記検出機構からの出力を利用して上記冷却機構および上記放射線照射機構のうち、少なくとも１つの機構を制御する、実施態様（４９）記載の装置。
（６５）上記複数の機構のうち、少なくとも１つの機構を動作する期間前、中および後に、上記選択標的領域を刺激する刺激手段を含む、実施態様（４９）記載の装置。
【００５８】
（６６）上記刺激手段は、機械的、音響的および電気的な刺激手段のうち、少なくとも１つである、実施態様（６５）記載の装置。
（６７）上記放射線照射機構はさらに連続波（ＣＷ）供給源を含む、実施態様（４９）記載の装置。
（６８）上記冷却機構は実質上連続に動作する、実施態様（６７）記載の装置。
（６９）上記選択標的領域を覆う患者の皮膚上を選択速度で通過する上記連続波供給源を出力するアプリケータと、上記選択標的領域を覆う患者の皮膚上を選択速度で通過する上記冷却機構用アプリケータを含む、実施態様（６７）記載の装置。
（７０）同一のアプリケータは、上記冷却機構および上記放射線照射機構の両方で使用される、実施態様（６９）記載の装置。
【００５９】
（７１）上記冷却機構および上記放射線照射機構は、アプリケータが患者の皮膚上を通過する同一期間中に動作される、実施態様（６９）記載の装置。
（７２）上記放射線照射機構が患者の皮膚上を通過しているアプリケータで動作されるときに、放射線出力は固定アプリケータに必要とされる出力に対してファクタＴｖ／ｄだけ増加され、ここでＴは同一領域上を通る複数の通過機会間の時間間隔、ｖは上記アプリケータの移動速度およびｄはアプリケータの穴寸法である、実施態様（６９）記載の装置。
（７３）上記アプリケータが患者の皮膚上を滑動している場合の治療時間もファクタＴｖ／ｄだけ増加される、実施態様（７２）記載の装置。
（７４）Ｔは上記選択標的領域内の組織の熱緩和時間より短い時間である、実施態様（７２）記載の装置。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】表面冷却の開始後の種々の時における皮膚および皮下の温度／深さのプロファイルを示すグラフである。
【図２】ヒトの体内の温度を種々の深さに対する冷却時間の関数として示すグラフである。
【図３】患者の苦痛および患者の不快感の開始時間を皮膚表面温度の関数として示すグラフである。
【図４】この発明の方法を実施するのに適した装置を示す概略図である。
【図５】ａは保護モードの冷却／加熱連続サイクルの場合における冷却温度を示すグラフ、ｂは保護モードの冷却／加熱連続サイクルの場合における加熱温度を示すグラフ、ｃは保護モードの冷却／加熱連続サイクルの場合における皮膚の上層温度を示すグラフ、ｄは保護モードの冷却／加熱連続サイクルの場合における深部の標的領域温度を示すグラフである。
【図６】ａは治療モードの冷却／加熱連続サイクルの場合における冷却温度を示すグラフ、ｂは治療モードの冷却／加熱連続サイクルの場合における加熱温度を示すグラフ、ｃは治療モードの冷却／加熱連続サイクルの場合における皮膚の上層温度を示すグラフ、ｄは治療モードの冷却／加熱連続サイクルの場合における深部の標的領域温度を示すグラフである。
【図７】脂肪層における光透過率の履歴を示すグラフである。
【図８】この発明の教示を実施するのに適切に使用される光学ヘッド部を示す側断面図およびヘッド部の一部を拡大して示す側断面図である。
【図９】図８に示されたアプリケータで非選択的に加熱する複数走査モードの場合における皮膚の異なる深さでの温度変化を示すグラフである。
【図１０】図８に示されたアプリケータで非選択的に加熱する複数走査モードの場合における皮膚の異なる深さでの血管内の温度変化を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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