射频提升与超声提升有什么区别？（能量设备的演进Ⅵ）
以下为我刊登于《D&PS》2024年11月号的专栏全文。
射频设备大致可分为三类：电流在两个电极之间流动的双极射频（bipolar RF）；从探头输出射频电流，经贴于身体其他部位皮肤上的回路电极板返回设备的单极射频（monopolar RF）；以及通过建立电磁场、而非直接传导电流（conductive）的unipolar RF。廉价或家用射频设备，往往难以提供足够的有效输出。如果为降低成本而省去安全装置，只提高功率，受射频特性影响，接触不良等情况也会增加产生电火花的风险。
射频提升需要多高的温度，才能促进胶原生成？
用射频促进皮肤胶原生成的设备，可以用同一公式描述：E=(I/A)²×Z×t。其中，E为组织内积累的能量；I为流经相应面积A的电流；Z为组织阻抗，即组织对交流电的阻力；t为电流持续通过的时间。
在这一公式中，决定温升幅度的重要因素之一，就是组织的阻抗。阻抗主要由组织成分决定，也会随组织温度发生明显变化。用于非剥脱紧肤的单极射频等设备，要实现胶原纤维即时构象变化（conformational change）及长期胶原生成，目标温度为45～65℃。治疗过程中，用红外测温仪测量皮肤表面时，宜将温度维持在40～42℃以上。达到这一温度后，需要关注三方面反应：胶原重塑带来的组织收缩，即紧肤效果；脂肪细胞破坏；以及神经损伤。以45℃作为主要治疗温度的设备，通常建议紧肤时在45℃作用2分30秒，破坏脂肪细胞时则约需5分钟。无论何种情况，都应避免可能导致神经损伤的温度与时间组合。有研究显示，在50℃暴露1分钟，与43℃暴露10分钟可产生相同效果（Dewhirst，2003）。
射频最初源于用热量消除恶性肝肿瘤等癌细胞的研究。射频流经组织时的产热机制，即水分子摩擦生热的原理，以及组织在不同温度下的反应，开始通过《Essential Techniques for Successful Radio-frequency Thermal Ablation of Malignant Hepatic Tumors》等研究为人所知。
一项单极射频研究发现，TGF-β1和HSP72在治疗后即刻及第7天增加，而HSP47在30天后明显增加。TGF-β1促进组织胶原沉积，帮助成纤维细胞和肌成纤维细胞分化，并促使成纤维细胞分泌胶原。HSP72主要保护细胞免受热刺激损伤，HSP47则在胶原合成中发挥重要作用。
单极射频治疗后第7天和第30天，Ⅰ型与Ⅲ型胶原的表达均有所增加。Ⅰ型胶原是哺乳动物结缔组织中含量最多的胶原，也是伤口修复反应的最终产物；Ⅲ型胶原则是较早形成的肉芽组织（granulation tissue）的代表性胶原。两者同时增加，意味着皮肤容量、强度和活力持续改善。Yokoyama等2014年的研究也得到类似结果：HE染色显示，射频治疗后1个月和3个月，皮肤组织中的真皮胶原生成增多。
射频治疗后，胶原先发生急性热收缩（acute thermal shortening），随后在约4周内出现修复与再生反应。治疗3个月后，可观察到表皮嵴发育、表皮增厚。紫外线损伤造成的弹性纤维变性及相关真皮物质明显减少，新生胶原量也显著高于治疗后即刻。新胶原生成可持续至治疗后6个月，受损胶原则减少50%。
单极射频（Monopolar RF）如何实现提升？
单极射频设备使用单极电容耦合射频（monopolar capacitive radiofrequency）能量。它如何在保护皮肤表面的同时，将射频能量传递至深层真皮？常说的体积加热（volumetric heating），是指一定体积的组织同时接收射频能量。传递至真皮的能量取决于探头的大小、形状，以及组织本身的导电特性。单极射频的电极位于治疗探头内部。能量输出时，电极与皮肤表面之间如同蓄电池般工作，在整个探头表面形成稳定的电磁场（electromagnetic field）。射频频率越高，其特性就越偏向介电作用（dielectric），而非直接传导（conductive）。
在单极射频的治疗周期中，电磁场不断改变极性；以6MHz设备为例，每秒改变600万次。这种极性变化使极性分子运动，并在组织内形成电流。电流较容易通过真皮胶原框架（dermal collagen framework）及其下方纤维间隔（fibrous septae）等亲水组织，却不易通过皮下脂肪。单极射频加热初期会刺激新胶原生成，但温度过高时，排列有序的胶原晶体结构（crystalline structure）会转变为无序的明胶状态。
2002年，THERMAGE（当时名为THERMACOOL）成为首款获得FDA美容用途批准的单极射频设备。2003年，Fitzpatrick等发表临床论文，使用单极射频紧致眼周组织，观察面部年轻化效果。论文中比较眉部提升效果的方法，此后被教科书等广泛引用，成为研究设备面部提升的标准。随后，Javier, Ruiz-Esparza的《The Medical Face Lift》（2003）、Michael Fritz的《Radiofrequency Treatment for Middle and Lower Face Laxity》（2004）等临床论文陆续发表，适应部位逐步扩大至全脸。
Zelickson, Brian D等在2004年的《Histological and Ultrastructural Evaluation of the Effects of a Radiofrequency-Based Nonablative Dermal Remodeling Device》中，展示了这款新型单极射频设备的组织学效果，通过组织观察确认其对牛肌腱及人皮肤胶原的影响。Lack, Edward B等在《Relationship of Energy Settings and Impedance in Different Anatomic Areas Using a Radiofrequency Device》（2005）中指出，阻抗水平不仅因人而异，同一面部不同区域也存在差异。该论文中，低能量水平下平均阻抗依次为颧骨区→颧脂肪垫→额部；高能量水平下则为额部→颧骨区→颧脂肪垫。Finzi Eric等在《Multipass Vector(mpave) Technique with Nonablative Radiofrequency to Treat Facial and Neck Laxity》中，报告了多遍矢量治疗在单极射频中的实用性。Kushikata, Nobuharu等在《Is Topical Anesthesia Useful in Noninvasive Skin Tightening Using Radiofrequency》（2005）和《Non-ablative Skin Tightening with Radiofrequency in Asian Skin》中，讨论了单极射频对亚洲人的提升效果。Biesman, Brian S等在《Monopolar Radiofrequency Treatment of Human Eyelids: A Prospective, Multicenter, Efficacy Trial》中，介绍了眼睑部位的单极射频治疗方法。
面部与颈部年轻化治疗，可以整体进行，也可以按美学亚单位（cosmetic subunit）分别处理。改善上眼睑时，宜联合治疗额部、上眼睑和颞部。若希望改善整个眼周，治疗范围应超出眶缘，覆盖眼睑并延伸至颧骨下方1～2cm。有时也会纳入鼻唇沟与口角唇沟（mesolabial fold）外侧1～2cm的区域。要有效改善颈部，通常宜将范围延伸至下颌线上方2cm。
Weiss, Robert A等在《Monopolar Radiofrequency Facial Tightening: A Retrospective Analysis of Efficacy and Safety in Over 600 Treatments》中报告，早期采用单遍（single pass）治疗时，下半脸的有效率约为20%；改为多遍（multiple pass）治疗后，升至80%。论文还说明了600例中出现的17起不良事件。90%的患者红斑在5～20分钟内消退，5%的患者红斑持续24～72小时。30%的患者出现轻度面部水肿等反应，通常在24小时内消退；6名患者水肿最长持续1周，另2名持续1～2周。38%的患者报告疼痛，并在48小时内消失。
4mm的线状浅表结痂在1周内完全愈合，轻微面颊凹陷在3.5个月内自行恢复。另报告3例痤疮样皮下红色丘疹和1例红斑斑片，均在3天内出现、10天内自行消退。3名患者出现持续1～4周的颈部疼痛。为减轻治疗疼痛，研究中外用4%利多卡因乳膏（LMX4，FerndaleLabs，Ferndale，MI）或4%丁卡因＋1%利多卡因乳膏（Lasercaine，Boswell West Pharmacy，Sun City，AZ），并口服伐地昔布20～40mg、地西泮5～10mg，或含对乙酰氨基酚500mg与羟考酮5mg的制剂等。
单极射频与胶原再生
单极射频的大样本研究包括Dover, Jeffrey S等的《Results of a Survey of 5,700 Patient Monopolar Radiofrequency Facial Skin Tightening Treatments: Assessment of a Low-energy Multriple-pass Technique Leading to a Clinical End Point Algorithm》（2007）。该研究以5,700例治疗，验证了新指南所倡导的“低能量＋多遍治疗”的临床价值。Kist, David等在《Ultrastructural Evaluation of Multiple Pass Low Energy Versus Single Pass High Energy Radio-frequency Treatment》（2006）中，从组织学上证实，多遍低能量比单遍高能量能生成更多胶原。Yokoyama等在《Histologic Study of Collagen and Stem Cells After Radiofrequency Treatment for Aging Skin》（2014）中，确认单极射频治疗后Ⅰ型和Ⅲ型胶原增加。Suh, Dong Hye等在《Comparative Histometric Analysis of the Effects of High-intensity Focused Ultrasound and Radiofrequency on Skin》（2015）中显示，单极射频比HIFU更能增加真皮乳头层的胶原与弹性蛋白，差异具有统计学意义。Javier, Ruiz-Esparza在《Nonablative Radiofrequency for Facial and Neck Rejuvenation. A Faster, Safer, and Less Painful Procedure Based on Concentrating the Heat in Key Areas: the Thermalift Concept》中，提出了关键治疗区域的选择标准。他报告了一位78岁女性单次治疗后效果维持14个月的临床经验，并指出，可通过治疗下颌角与后外侧发际线来改善颈部。
Semchyshyn等在《Does Laser Inactivate Botulinum Toxin?》中指出，注射肉毒毒素后进行单极射频，不会影响其疗效。关于填充治疗后使用单极射频的研究，还有《Effects of Monopolar Radiofrequency Treatment Over Soft-tissue Fillers in an Animal Model: Part 1》（2005）和《Effect of Monopolar Radiofrequency Treatment over Soft-tissue Fillers in an Animal Model: part 2》（2006）等。Alam等研究了单极射频与透明质酸（HA）填充剂的关系，发现填充后进行单极射频，并未造成填充剂减少等影响疗效的变化，且联合两者可能有助于整体紧肤。
接受射频治疗的一组，比未接受治疗的一组生成了更多胶原，但差异没有统计学意义。射频未对填充剂引发的胶原反应或维持时间产生不利影响，也没有增加填充后出现意外热损伤的风险。
Sasaki等在《Clinical Parameters for Predicting Efficacy and Safety with Nonablative Monopolar Radiofrequency Treatments to the Forehead, Face, and Neck》（2007）中，分析了单极射频治疗后无反应者（non-responder）的相关因素。有反应组与无反应组在年龄、皮肤厚度和脂肪厚度等方面没有差异，但组织活动度评分（mobility score）及皱纹、褶皱深度有所不同。
Suh, Dong Hye等在《Monopolar Radiofrequency Treatment in Asian Skin: A Questionnaire-based Study》（2011）中，对专门从事美容医学的医生进行问卷调查，探讨区分有反应者与无反应者的因素。结果显示，皮肤厚度，以及皮肤松弛和皱纹程度，是影响治疗反应的两项主要因素。该团队又在2020年的《A Survey on Monopolar Radiofrequency Treatment: The Latest Update》中开展调查，发现颈部和腹部治疗较多，且患者倾向于定期重复治疗，而非仅做一次。多数患者接受了5次以上治疗，定期治疗11次以上者也接近20%。同一团队在2013年的《Monopolar Radiofrequency Treatment in Asian Skin: Do Multiple RF Treatments Over Time Have Beneficial Effects? An Observational Report with Long-term Follow-up in Eight Patients》中，比较了2004年至2010年定期接受单极射频者与未定期接受者的面部照片。长期规律治疗者，面部维持年轻状态的时间更长。
图1. 牛肌腱。A：对照组横切面，显示正常胶原原纤维。B：对照组纵切面，显示正常胶原原纤维。C：射频（RF）治疗后标本（500J，中等冷却），观察表面下0～1mm处。大箭头指向部分变性胶原原纤维的横切面，可见电子密度降低、清晰边界消失；小箭头指向正常原纤维。D：射频治疗后标本（500J，中等冷却），观察表面下0～1mm处。大箭头指向正常外观区域与部分变性区域交界处的原纤维纵切面，可见电子密度降低、清晰边界消失（原始放大倍数×17,280）。标尺为300nm。来源：Histological and Ultrastructural Evaluation of the Effects of a Radiofrequency-Based Nonablative Dermal Remodeling Device，Brian D. Zelickson等，Arch Dermatol. 2004;140(2):204-209. doi:10.1001/archderm.140.2.204。
射频提升有哪些类型？
双极射频的电流主要在两电极间流动，因此能量容易集中于表皮，而非真皮，曾存在效果较低、表皮烧伤风险较高的问题。为克服这些不足，研究者进行了多种探索。通常，双极射频治疗电极的穿透深度约为电极间距的50%，而实际可见胶原变性的深度约为间距的10%～20%。为改善这一问题，有人尝试先冷却表皮（pre-cooling），降低表皮导电性，使电流更多流向真皮；也有人用半导体光源预热（pre-heating）目标区域，降低真皮阻抗。此外，还出现了以负压吸附皮肤的方法，以及在负压固定组织后施加高压脉冲、以增加脂肪细胞损伤的设备。
图2. 胶原分子结构（Collagen molecular structure）。来源： https://scienceon.kisti.re.kr/commons/util/originalView.do?cn=TRKO202000002637&dbt=TRKO&rn=&page=3&keyword=undefined.
2009年，韩国开始出现微针射频（needled RF）这一新方式。点阵射频（fractional RF）是一类配备多个微型电极的双极射频设备，主要用于改善皮肤弹性、肤质、肤色、皱纹和毛孔。微针射频由韩国多家美容医疗设备企业结合微针疗法（MTS）与射频的优势开发而来。曾有人设想将针与激光结合，但将激光光纤置入细针存在技术限制。微针射频的特性，会随针进入组织的方式产生明显差异。韩国最早研发的微针射频设备，在改善皮肤松弛所致双下巴方面，显示出相当不错的临床效果，SCARLET（现为SYLFIRM X）等是其中的代表。
超声刀等超声提升（HIFU）是如何发展起来的？
医用诊断超声设备通常使用1～15MHz的频率。频率越高，分辨率（resolution）越好，穿透深度（penetration depth）越浅。在特定介质或组织中，超声的传播速度是一定的。压电效应（piezoelectric effect）是指晶体在某一方向受压或被拉伸时，两端分别出现正负电荷，从而产生电流。反过来，对晶体施加交流电时，晶体反复收缩与膨胀，产生机械振动并发出超声，这就是逆压电效应（reverse piezoelectric effect）。超声通过分子密集的压缩区（compression）与稀疏区（rarefaction）交替变化来传递能量。横波的振动方向与能量传播方向垂直，纵波则与传播方向一致。液体和空气中不能形成横波，人体内的超声主要为纵波。
HIFU自1990年代起用于前列腺癌、乳腺癌等治疗，随后被研究用于破坏脂肪细胞。研究中发现了提升效果，进而推动面部提升设备的开发。ULTHERA最初正是尝试将泌尿科用于凝固前列腺肿瘤的HIFU用于减脂的设备。但临床上减脂效果并不明显，反而发现松弛的皮肤筋膜及皮下组织弹性有所改善，于是开始作为提升设备使用。传统射频设备穿过皮肤各层，并在各层传递能量；HIFU则首次提出，在不损伤皮肤的情况下，将热量传递至SMAS层，使其收缩、紧致的概念。
ULTHERA于2009年获得FDA眉部提升批准，2012年获得下颌及颈纹提升批准，2014年又获批用于锁骨和胸前区（décolleté）提升。韩国人喜欢利落的下颌线，即所谓V线，即使年龄增长，也希望下半脸平整流畅。这种审美偏好，成为ULTHERA及其他HIFU设备在全球兴起的起点。其他面部年轻化设备，多为减少眼周纹、法令纹等皱纹而引入；HIFU一推出，就凭借“有助于塑造V线”“让脸看起来更小”的口碑，受到患者广泛欢迎。
将HIFU热潮进一步推高的，是CLASSYS的SHURINK。它凭借“比其他HIFU疼痛更轻、见效更快”的评价，在全球取得巨大成功。CLASSYS认为，其较高的峰值功率（peak power）是疼痛和效果两方面都获得好评的原因。SHURINK的MF2治疗头专为眼周提升优化；MF6和MF9则可用于腹部、大腿，以及上臂、腋下、膝部、小腿、脚踝等多部位的提升与减脂。
自HIFU引入临床以来，持续治疗积累了大量经验。HIFU通过功率和深度不同的探头，在组织内形成热作用点。面部各区域作用于多深、使用多大功率、形成多少个热作用点，都会影响效果。治疗方式也应随面部特征调整：眉下垂、眼周纹多、面颊毛孔明显、下颌缘脂肪多，或皮肤松弛严重，所需的治疗方向各不相同。
ULTHERA的研发公司自2008年获批后，便持续更新供操作者参考的指南。FDA批准明确了部分适应部位，临床比较也显示，多层次、多深度、多方向治疗可能更好。随着指南更新，推荐治疗线数逐步增加。改善双下巴时，常见的首选做法就是增加HIFU照射次数。面部HIFU治疗后局部脂肪萎缩曾被记录为不良反应，而这一策略正是反过来利用该现象，在颏下脂肪区域密集治疗，以减少双下巴。
另一种常见方式，是先通过吸脂等方法去除颈阔肌前方的皮下脂肪，再进行HIFU。在这一趋势下，ULTHERA公司于2011年建议面部与颈部合计治疗504线；美国医生Sasaki甚至建议远高于这一数量的960线。
推荐线数增加后，临床医生主要遇到两个问题。第一，治疗时间延长，疼痛如何处理；第二，ULTHERA原本为减脂而开发，如果大量重叠治疗，可能因脂肪减少而让面部显得更老。2010年代韩国受丙泊酚争议影响，对镇静麻醉有所顾虑，第一项问题因而成为患者犹豫是否接受ULTHERA的原因。第二项问题甚至促使韩国某门户网站出现反对ULTHERA的网络社群，有人上传照片，声称治疗后脸像骷髅。为避免这些问题，许多临床医生降低强度、增加线数，并更多采用3.0mm深度，减少可能影响脂肪层的4.5mm深度治疗。
HIFU之所以掀起设备提升热潮，也与制造商提供详尽的治疗指南密切相关。ULTHERA多次更新称为treatment map的治疗图谱。2007年有研究指出，HIFU点线沿垂直方向排列时，提升效果更明显；我认为，后续图谱的持续调整，很可能也以这一研究为基础。
HIFU的多项临床研究
正如Lim, Adrian等在《High Speed Low-pain Micro Focused Ultrasound Tightening of the Lower Face and Neck》（2017）中所展示的，许多临床医生认为SHURINK效果明确，同时在疼痛和治疗时长方面具有优势。Ko, EJ等的《Efficacy and Safety of Non-invasive Body Tightening with High-intensity Focused Ultrasound(HIFU)》（2017）也显示，治疗速度较快的SHURINK，在通常耗时较长的身体紧致治疗中具有优势。Kwon, Hyuck Hoon等在《Tightening and Reduction of Unwanted Submental Fat Using Triple-layer High-intensity Focused Ultrasound: Clinical and 3-dimensional Imaging Analysis》中，直观展示了颏下脂肪减少的变化。Lio, Man-Lok等在《Quantified Facial Rejuvenation Utilizing High Intense Focus Ultrasound with Multiple Penetrative Depths》（2022）中，提出了多项客观评估提升效果的测量指标。
Oh, Won Jong等在《Effect of High-intensity Focused Ultrasound on Eyebrow Lifting in Asians》（2019）中，展示了3mm深度换能器对眼周的提升效果。Jung, Gyu Sik等在《High-Intensity Focused Ultrasound: A Satisfactory, Non-invasive Procedure for Crow's Feet Wrinkles》（2019）中，确认2mm深度换能器能够改善眼周皱纹。Jeon, Hye Chan等在《A New Treatment Protocol of Microfocused Ultrasound for Lower Eyelid Fat Bulging》（2021）中，报告2mm深度换能器对下眼睑脂肪膨出有效。Han, Hye Sung等在《Safety and Efficacy of High-intensity Focused Ultrasound for Treatment of Periorbital, Perioral, and Neck Wrinkles: Prospective Open Single-center Single-arm Confirmatory Clinical Trial》（2022）中，展示了2mm深度换能器改善眼周、口周和颈纹的效果。此外，使用SHURINK 1.5mm探头的部分论文，也报告HIFU对黄褐斑等色素性疾病有一定效果。
（下期继续）
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