鳳凰電波Thermage FLX滑動式打法與阻抗匹配概述

鳳凰電波Thermage FLX滑動式打法施打過程，阻抗匹配注意事項 

皮膚科  王修含 醫師

先講結論： 

基於等效電路模型與統計外推分析結果，鳳凰電波Thermage FLX採用滑動式打法時，模型預測全臉皮膚阻抗的變動幅度在可控範圍內，足以配合其自動「阻抗匹配」（impedance matching）功能順利運作。（統計推估內容請參見下圖，點擊圖片可觀看解析度較高的版本，電路模型請參見附錄）

關於此現象的電路分析(circuit analysis)請見文末附錄

 

如果探頭滑動過程中，出現統計上的極端狀況，臉部皮膚阻抗變化範圍達5個標準差（發生機率大約1/174萬），此時臉部皮膚阻抗差異約±0.5%，能量反射功率仍極低，僅約0.000625%，遠低於臨床上容許的5%閾值（下圖的綠色虛線）。 （計算過程詳見後述）

註：上述結果屬於模型外推估算，實際值仍會受匹配網路Q值、負載虛部變化、溫升、接觸壓力與耦合劑導電性等因素影響。阻抗分布在臨床實測中可能呈現偏態或多峰分布；±5σ 機率來自常態分布假設，實際情況需依量測資料修正。

  

前言 

Thermage FLX治療效果三大關鍵參數包括：總能量、穿透深度與操作者技術。其中「總能量」是關鍵，與溫度有重大關聯，其作用強度與效果在熱損傷模型（Arrhenius方程式）中通常呈指數敏感性：即若組織溫度略微上升，可大幅增加治療效果。能量充足，可以誘發足夠的膠原蛋白收縮，而且在能量充足的情況下，也會透過熱傳導擴散，更增加電波的穿透深度。

註：此指數敏感的方程式受活化能、組織類型與散熱條件影響，實際效果增幅需經示意參數演算。總能量（輸出功）是能否達到足夠效能Ω的必要條件之一，但生物效果取決於整個溫度–時間軌跡，相同總能量在不同治療策略作用下，Ω可相差甚遠。因此，總能量不足，會大幅影響效果，但總能量高，也需配合良好的治療策略，才能發揮最好的效果。

總能量的威力：由於輸入能量與組織溫度呈正比，而Arrhenius公式中效果與溫度呈指數關係，因此只要溫度稍微上升，就可能會大幅提高治療效果。

 

施打方式與臨床考量 

在臨床操作中，Thermage FLX 常見兩種施打策略：蓋章式（stamping method）與滑動式（sliding method），兩者在總能量可達範圍、操作靈活度與對操作者經驗的要求上，存在明顯差異。
1. 蓋章式（stamping method）
特點：可依循固定、公式化的步驟逐點施打，能量分佈均一且可控。
限制：在既定安全閾值與治療時間限制下，總能量輸出通常受限，多數情況下僅能使用 energy level 約 2.5–3.5，較難達到 4–5 以上等級。
優勢：適合初學者或需高重現性、低風險的治療場景。

2. 滑動式（sliding method）
特點：可在相同時間內累積極高的總能量（例如 energy level 8，每發可輸出約 173 J），有利於在較短治療時間內覆蓋大面積並累積足夠熱量。(註：滑動式治療不應採用低能量設定，否則會影響效果)
限制與挑戰：不易套用公式化步驟，需針對個別患者解剖特徵、皮膚狀態與耐受度制定專屬方案；同樣是滑動式，因操作者經驗、移動速度、重疊率及能量配置策略不同，效果差異可能極大。
技術要求：高度依賴操作者對能量累積與熱傳導動態的即時判斷能力。 

若以熱傳導方程式，對這兩種方法進行數值模擬，比較結果如下圖：（點擊圖片可觀看解析度較高的版本）

「高能量滑動式打法」可讓較多區域加熱至較高的溫度，造成較好的治療效果。
原因：高能量滑動式打法：造成多點小能量分散，可使整體熱場均勻而擴大，加熱範圍增加。定點式打法：能量集中單點雖溫度高但區域有限，容易熱消散。在「高能量」、「多發數」的施打情境下，此差異將會更加放大。 (註：滑動式治療不應採用低能量設定，否則會影響效果)

 【重要聲明】滑動式打法並非原廠提供的基礎施打方式，僅建議有豐富治療經驗的醫師使用。 

 

滑動式施打法的關鍵注意事項

1. 阻抗變化因子的掌握

滑動式治療中，探頭與皮膚的接觸狀態、壓力、耦合介質（conductive coupling medium）分佈、區域含水量與溫升，均可能影響皮膚阻抗。阻抗的變化會直接影響射頻能量的耦合效率與加熱分佈。

2. 阻抗匹配（impedance matching）功能的理解

Thermage FLX 具備自動阻抗匹配機制，可在合理範圍內補償阻抗波動以維持輸出功率穩定與傳輸效率，避免反射能量的損耗。但若操作者對阻抗概念與能量配置策略缺乏深入理解，可能無法在滑動式下有效利用此功能，甚至導致能量輸出效率下降或加熱不均。

3. 安全與有效性的平衡

滑動式配合高能量輸出，可快速累積能量、熱效應強，若未能即時監控阻抗與表皮反應，可能增加過熱或治療不均的風險。因此，未具備阻抗評估與能量管理經驗的操作者，不建議採用滑動式打法。

撰文背景

在近期針對鳳凰電波與相關射頻設備的技術分析演講後，許多醫師對滑動式打法與阻抗匹配的實務應用表現出高度興趣。本文旨在提供概要性說明，協助讀者理解滑動式施打中阻抗控制的重要性。更深入的數據、模型與臨床案例，將於後續專題演講中討論。

 

阻抗匹配（Impedance Matching)

提高「總能量」傳輸效率是增進射頻治療效果的關鍵因素之一。根據筆者分析，鳳凰電波Thermage FLX在此方面採用了Solta Medical至少兩項專利所涵蓋的設計，其中的核心為自動阻抗匹配（Auto Impedance Matching）機制。

在每一次射頻脈衝發射前，系統會先量測治療區域的皮膚阻抗，並即時調整輸出端（探頭）的源阻抗，使其與量測到的皮膚負載阻抗達到共軛匹配（conjugate matching）條件。

 

共軛匹配的定義

在射頻工程中，共軛匹配定義為：

 (s: source, L: load)

其中符號「*」表示取複數共軛。當共軛匹配成立時，反射係數：

可降至零，理論上可最大化功率傳輸、最小化反射功率。

 

臨床與工程意義

1. 減少反射能量損耗：反射功率降低後，更多輸出能量可有效耦合至皮膚與深層組織，提升總能量利用率。

2. 穩定加熱效果：在阻抗因耦合劑厚度、接觸壓力、含水量變化等因素而波動時，即時匹配可降低功率輸出的不穩定性，確保能量分佈均一。

3. 設備與組織保護：降低反射能量有助保護射頻電源與功率放大器，減少不必要的熱點，維持治療安全性。

滑動式施打過程中的阻抗一致性分析

Q：Thermage FLX（鳳凰電波）的AccuREP技術在每一發射頻脈衝前，會先量測治療區域的阻抗，並即時進行阻抗匹配（impedance matching）。若採用滑動式打法，是否可能出現偵測到的阻抗與實際打到皮膚時的阻抗不一致？

A：在理想接觸條件下，不會出現顯著差異。以下分析基於 IET Systems Biology 2020 Sep 15; 14(5):230–240 的皮膚阻抗模型與推估結果（更完整的電路分析請見附錄）。 

關於此現象的電路分析(circuit analysis)請見文末附錄

1. 模型數據與假設

在 6.78 MHz 高頻下，「皮膚-電極系統」可用角質層並聯電阻–電容（R∥C）與深層低阻抗導體近似。高頻時電容性阻抗顯著降低，跨越角質層的耦合改善。

依據文獻與模型外推，全臉皮膚阻抗的變異係數（CV）推估值 < 0.1%。

 

2. 由CV推估阻抗差異

若假設臉部皮膚阻抗的空間分布近似常態分布，則±3σ範圍涵蓋≈99.7%的數據點，最大相對差異≈±0.3%（總變化約0.6%）

在這種情況下，即使探頭位置在滑動過程中發生細微變化，偵測時與實際擊發時的阻抗差異，遠小於會影響能量傳輸效率的閾值。

全臉皮膚阻抗變異的常態分布示意圖（CV=0.1%）。深橙色曲線表示阻抗相對平均值的偏差機率密度分布，橘色陰影區域為±3σ範圍（約±0.3%偏差，涵蓋≈99.7%的數據點），對應總變化不超過0.6%。該數據顯示在理想接觸條件下，滑動式施打過程中阻抗變化極小，因此偵測值可代表實際擊發時的阻抗。

 

3. 臨床意義

對於Thermage FLX這類6.78 MHz單極射頻系統而言：

高頻穿透深層導電組織，測得的總阻抗受單一點表淺結構差異影響極小。

阻抗主要受外部條件影響，如探頭-皮膚接觸面積、耦合液導電性與分佈、接觸壓力等。

滑動式打法在同一區域連續擊發時，阻抗可視為穩定，AccuREP 所量測到的值在短時間內具代表性。

 

4. 限制與例外情況

上述判斷建立在模型外推與穩定接觸條件之上，以下情況可能導致阻抗變動增加：

(1) 接觸壓力快速變化（尤其在臉部曲率大處）

(2) 耦合液分佈不均或厚度突變

(3) 滑動過程中經過高低溫交界（如先前已加熱區與未加熱區）

(4) 特殊皮膚狀態（高度乾燥、角質層極厚、導電性異常）

 

小結：

對於Thermage FLX（6.78MHz）這類單極射頻系統，高頻電流可有效穿透至深層導電組織，使同一解剖區域內的總體阻抗差異極小。臨床中，阻抗變化主要源自探頭–皮膚接觸條件的差異，例如接觸面積、耦合液導電性與分佈均勻度、以及探頭接觸壓力等因素，這些外部條件的影響遠大於組織本身在空間上的阻抗變化。

  

若出現統計學上百萬分之一機率的阻抗差異變化，會發生何事？

Q：如果探頭滑動過程中，出現統計上的極端狀況（小於百萬分之一的機率），例如落在±5σ（5個標準差，約1/1,740,000），此時臉部皮膚阻抗差異約±0.5%，會發生什麼事？

A：即使出現這樣的極端偏差，在共軛匹配條件附近，估算的反射功率仍極低，約0.000625%，遠低於臨床常見的5%容許值。

詳細計算如下：

假設即使發生極端阻抗變化事件：落在±5σ（5個標準差，機率約1/1,740,000），對應臉部皮膚阻抗相對偏差約±0.5%（）。

依據小阻抗失配近似（small impedance mismatch approximation）公式：

當時，分母可近似為常數，可得到：

即便使用原式計算（不近似）亦可得，此反射功率遠低於臨床常見的5%容許值（上圖的綠色虛線）。

註：

1. 上述結果屬於模型外推估算，實際值仍會受匹配網路Q值、負載虛部變化、溫升、接觸壓力與耦合劑導電性等因素影響。

2. 阻抗分布在臨床實測中可能呈現偏態或多峰分布；±5σ 機率來自常態分布假設，實際情況需依量測資料修正。 

 

【重要】滑動式打法施打過程的阻抗匹配注意事項

根據前述臉部阻抗變異係數研究，對於Thermage FLX（6.78MHz）這類單極射頻系統，全臉皮膚阻抗的變異係數（Coefficient of Variation, CV）推估值<0.1%。在同一小區域內（例如右側面頰），阻抗相對穩定，跨區域移動時變化才會較大。實際阻抗變化主要源於探頭–皮膚接觸條件差異，包括有效接觸面積、耦合介質導電性，以及探頭接觸壓力等因素。

1. 維持穩定有效接觸面積

滑動過程中，若探頭與皮膚接觸不完整，將使有效接觸電極面積減小，瞬間阻抗升高，導致：

(1) 能量傳輸效率下降（反射功率升高）

(2) 穿透深度減少（電場集中於淺層）

(3) 局部過熱風險增加（可能引發灼傷）

建議：【此法技巧性高，僅建議有豐富治療經驗的醫師使用。】

(1) 使用足量且均勻分佈的耦合劑，確保完整接觸面積。

(2) 全程保持探頭與皮膚表面平行貼合，避免翹邊或傾斜造成接觸不均。

 

2. 耦合介質的導電性與均勻度

耦合劑導電度會直接影響皮膚表面阻抗，若施打過程中乾燥或分佈不均，會造成阻抗飄移並引發功率反射波動。

建議：

(1) 使用原廠提供電性穩定的導電凝膠。

(2) 每個區段滑行前補充足量耦合劑（因此施打前要先準備好充足的導電凝膠備用，滑動式打法的耗用量通常高於蓋章式）。

(3) 治療前徹底清潔皮膚，去除殘留保養品或彩妝，避免污染耦合劑。

 

3. 均勻穩定的接觸壓力

探頭接觸壓力會改變接觸阻抗與能量分佈：

(1) 過低壓力，會使有效接觸面積不足，阻抗升高，淺層過熱，穿透深度不足。

(2) 過高壓力，會壓迫組織導致局部阻抗下降與深層能量集聚。

(3) 壓力不均會加劇「邊緣效應」（Edge Effect），造成能量集中在探頭邊緣

建議：【此法技巧性高，僅建議有豐富治療經驗的醫師使用。】

(1) 手部施力保持固定，垂直向下施壓。

(2) 避免浮貼、拖曳或探頭跳動。

(3) 滑行應平穩連續，勿反覆在同一區域拖拉。

 

4. 「小區域滑行」策略

結合阻抗變異係數的分析，本策略假設同一小區域內阻抗穩定性高於跨區域移動。

要訣：【此法技巧性高，僅建議有豐富治療經驗的醫師使用。】

(1) 每一發探頭滑行應限制在固定小區域的小範圍（例如右臉頰的一部分），分次以多發數在該小區域的不同範圍，配合向量力學、支持韌帶的解剖學概念，逐步累積所需能量，完成後再移至下一小區域（例如左臉頰）

(2) 避免單次滑行跨越多個解剖區（例如從下巴滑至額頭）

此策略可減少因阻抗差異與接觸條件變化造成的輸出不均，降低局部過熱的風險，並且讓每個「小區域」容易累積足夠的「總能量」，提昇效果。

此法需同時搭配分區循環與適當間隔，配合操作者的豐富經驗與被治療者的「痛感回饋（熱感回饋）」，在治療過程的每個時刻都要進行評估，防止熱累積超過安全閾值，僅建議有豐富治療經驗的醫師使用。

 

附錄

一、為何皮膚的阻抗變化在低頻與高頻的性質不同？

 答： 

在等效電路模型下，皮膚可分為兩大部分：

(1) 角質層（Stratum corneum）：可視為高阻抗薄膜電阻與電容的並聯組合

(2) 深層皮膚（真皮層、皮下脂肪及更深軟組織）：近似低阻抗的電解質導體

此模型可用Montague model（IET Syst Biol. 2020 Sep 15;14(5):230–240）描述。

Montague model for skin impedance, 引用自IET Syst Biol. 2020 Sep 15;14(5):230–240.

 

(一) 低頻下主要受角質層與接觸條件影響

電流穿透深度不僅取決於頻率，也取決於阻抗分佈與電容耦合：

低頻交流電（例如 2 kHz）的特性：

1. 角質層的電容性阻抗  很大 

2. 角質層電容效應近似「開路」，使大部分電流被阻擋在表層，造成電流主要集中在表皮與接觸點，深層組織幾乎不參與導電，阻抗高度依賴角質層厚度與水合狀態，接觸壓力、耦合液均勻度、皮膚乾濕度會造成顯著的測量變動

小結：雖然低頻理論上的「電磁波穿透深度」較深，但由於角質層的高阻抗屏障，大部分電流被迫在淺層流動，因此阻抗差異明顯且變異係數高。

 

(二) 高頻電流穿透至深層組織，受角質層影響很小

高頻交流電（例如 2MHz）的特性：

1. 頻率升高後，由此公式   可知角質層電容阻抗下降

2. 高頻電流可透過電容耦合跨越角質層，進入導電性更高且均質的真皮與皮下組織，深層導電率高且空間變異小，使阻抗在不同位置之間差異顯著縮小

小結：在高頻電流下，角質層影響變得極小，皮膚阻抗分布趨近均質化。由前述的統計學研究顯示，Thermage FLX（6.78 MHz）在全臉的阻抗變異係數（CV）推估值可小於 0.1%。

二、如何進行阻抗匹配？

Thermage FLX鳳凰電波系統的的AccuREP®技術原理之一，探頭（源端）會根據即時量測的皮膚阻抗資訊，調整輸出端阻抗，使其與負載阻抗（皮膚–電極系統）的複數共軛值相等，達到共軛匹配（conjugate matching）條件。其目的在於最大化功率傳輸、最小化反射功率，確保輸出能量有效耦合至組織

阻抗匹配過程會將低阻抗源（探頭 50 Ω）有效地匹配高阻抗負載（皮膚 250 Ω），雖然阻抗匹配的方法很多，本文為了提供示意案例，採用L型匹配網路（L-section matching network），並以Smith Chart展示其概念。

筆者曾與原廠Solta Medical公司RD研發工程部門進行信件與會議討論，原廠表示Thermage FLX在工程實作中所採用的匹配電路遠比L型匹配複雜，以因應臨床上的阻抗變動。 

 

  

三、如果電波射頻系統沒有進行「阻抗匹配」，會發生什麼事？

在射頻（RF）治療系統中，阻抗匹配是指發射端（RF generator）與負載端（皮膚–電極系統）達到共軛匹配（conjugate matching）條件：

此時反射係數

可降至接近零，代表反射功率

趨近於零，能量損耗最小。

 

若系統沒有阻抗匹配，會發生以下工程與臨床後果：

1. 反射功率增加

反射功率可能由理想情況的<0.001%上升至數%以上。例如在以下相當常見的情境：皮膚阻抗為250歐姆，探頭阻抗為50歐姆。電波系統若無阻抗匹配功能，只有55.6%的能量可傳遞至皮膚內部，44.4%的能量將反射回探頭，累積損耗將顯著降低輸出效率。

假設在以下相當常見的情境：皮膚阻抗為250歐姆，探頭阻抗為50歐姆。電波系統若無阻抗匹配功能，只有55.6%的能量可傳遞至皮膚內部，44.4%的能量將反射回探頭。

2. 輸出功率不穩定

能量輸送至皮膚與深層組織的比例下降，導致治療劑量不足或分佈不均。此外，系統可能因功率反射而啟動保護機制，降低輸出，影響治療效能。

 

3. 熱效應不可預測

(1) 局部組織可能因能量集中或干涉效應而產生過熱（hot spot），增加灼傷風險。

(2) 部分區域則可能能量不足，導致治療效果下降。

在射頻治療中，能量主要以交變電場的形式在探頭與組織之間耦合。當負載阻抗（皮膚與下方組織）與源阻抗不匹配時：
輸出的部分能量會被組織吸收（產生加熱效果），另一部分能量會被反射回探頭，反射波與入射波在組織內相遇，會疊加或抵銷，形成駐波模式（standing wave pattern）

駐波模式的特性：
波腹（antinode）：電場與功率密度局部增強，出現熱點（hot spot），增加灼傷風險。
波節（node）：電場與功率密度局部降低，造成能量不足，降低治療效果。
因此駐波會形成干涉效應，造成局部過熱與治療不均勻現象。 

 

4. 設備壽命縮短

反射能量會回流至功率放大器與匹配網路，長期累積可能導致元件老化或損壞探頭。

 

目前市面上同類型單極電波射頻（monopolar RF）系統中，已知Thermage FLX依據至少兩項專利設計並實現自動阻抗匹配（Auto Impedance Matching, AccuREP™）功能，可在每一發擊發前即時測量皮膚阻抗並完成匹配。缺乏此機制的電波治療儀器，能量傳輸效率與治療一致性均可能顯著下降，並增加系統損耗風險。

若電波系統缺乏阻抗匹配功能，在實際治療時，由於皮膚阻抗與探頭阻抗未達「共軛阻抗」狀態，將會出現不同比例的能量損耗，損耗的能量除了浪費，也會反射回電波系統，可能造成電波系統的損害。