專利名稱：產(chǎn)生高頻沖擊波的裝置和系統(tǒng)以及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來說，本發(fā)明涉及沖擊波的治療用途，更確切地說，但是并非限制，本發(fā)明涉及產(chǎn)生治療沖擊波(具有治療用途的沖擊波)的裝置。
背景技術(shù)：
沖擊波可以用在一定的醫(yī)療和美容治療中。自從80年代早期，就已經(jīng)以體外碎石術(shù)的形式使用了沖擊波，其中脈沖可以用于形成沖擊波前使腎結(jié)石碎裂。典型情況下，碎石 術(shù)中的沖擊波源產(chǎn)生于試驗(yàn)電極之間的電能釋放。更近來，已經(jīng)介紹了在醫(yī)學(xué)治療中使用的沖擊波，其中沖擊波可以不起源于試驗(yàn)電極之間的電能釋放。例如，Peter J. Klopotek的6，325，769號(hào)美國專利介紹了用于減少皮膚皺紋的方法和裝置，包括對(duì)人的皮膚區(qū)域應(yīng)用聚焦的超聲束以產(chǎn)生沖擊波以機(jī)械地破壞該皮膚區(qū)域的真皮層，以便引起皮膚真皮層的改變，皮膚真皮層的改變產(chǎn)生皮膚表皮層平滑度改變。Klopotek公開了用于治療皮膚的聲脈沖具有的壓力振幅高到足以引入非線性。這種非線性的結(jié)果是脈沖穿過皮膚時(shí)它們波形的畸變。這些波形從典型的高斯振幅(壓力)輪廓轉(zhuǎn)換為波前銳利得多的波形。Klopotek聲稱該波形“在皮膚表面以下的目標(biāo)區(qū)域中基本上是‘沖擊波’ ”。Klopotek進(jìn)一步陳述，在正常的波傳播模式中，基本上沒有真皮物質(zhì)的移動(dòng)。不過，當(dāng)聲波展現(xiàn)出非線性時(shí)，真皮組織移動(dòng)，在脈沖尾跡中的組織中產(chǎn)生負(fù)壓或真空效應(yīng)，這能夠引起組織損傷，將組織結(jié)構(gòu)撕開，加熱該區(qū)域，從而觸發(fā)新連接組織的合成。Klopotek介紹的產(chǎn)生沖擊波的問題在于它不可預(yù)測(cè)。正如Klopotek介紹，因?yàn)槠つw組織的非線性性質(zhì)，所以沖擊波在其穿過皮膚時(shí)形成。沖擊波的形成取決于聲波的頻率和振幅。另外，沖擊波的形式取決于聲波的頻率和振幅。另外，沖擊波的形成取決于該波正在經(jīng)過的介質(zhì)。取決于頻率、振幅和介質(zhì)，沖擊波形成時(shí)距換能器頭的距離相對(duì)大并且能夠依賴于組織類型而劇烈變化。結(jié)果，直到現(xiàn)在，由于被治療組織的非線性中的變化，所以難以產(chǎn)生適于治療的一致高頻沖擊波。

發(fā)明內(nèi)容
本公開包括用于產(chǎn)生治療沖擊波的裝置和方法的實(shí)施例。用于產(chǎn)生治療沖擊波的本裝置的某些實(shí)施例包括聲波發(fā)生器，被配置為發(fā)射聲波，具有在IMHz至1000MHz之間的至少一個(gè)頻率；耦接到所述聲波發(fā)生器的沖擊波外殼；以及所述沖擊波外殼中布置的沖擊波介質(zhì)；其中所述裝置被配置為使得如果所述聲波發(fā)生器發(fā)射聲波，那么所述聲波的至少某部分將穿過所述沖擊波介質(zhì)并形成一個(gè)或多個(gè)沖擊波。在某些實(shí)施例中，所述沖擊波介質(zhì)與所述沖擊波外殼是整體的。在某些實(shí)施例中，所述沖擊波外殼和沖擊波介質(zhì)包括娃酮。在某些實(shí)施例中，所述沖擊波介質(zhì)包括一個(gè)或多個(gè)氣泡。在某些實(shí)施例中，所述沖擊波外殼界定了腔室，并且其中所述沖擊波介質(zhì)被布置在所述腔室中。在某些實(shí)施例中，所述沖擊波介質(zhì)包括流體。在某些實(shí)施例中，所述沖擊波介質(zhì)包括凝膠。在某些實(shí)施例中，所述沖擊波介質(zhì)包括液體。在某些實(shí)施例中，所述沖擊波介質(zhì)被配置為使得當(dāng)存在來自所述聲波發(fā)生器的聲波時(shí)所述沖擊波介質(zhì)將展現(xiàn)非線性性質(zhì)。在某些實(shí)施例中，所述沖擊波介質(zhì)包括以下的一種或多種氣泡、固態(tài)顆?；驓馀菖c固態(tài)顆粒的組合。在某些實(shí)施例中，所述沖擊波介質(zhì)包括以下的一種或多種水、甘油、聚(乙二醇)(PEG)、丙二醇、硅油、酒精或其兩種或更多的組
口 ο在某些實(shí)施例中，所述沖擊波外殼界定具有耦接到所述聲波發(fā)生器的入口端和從所述聲波發(fā)生器延伸的出口端的腔室，并且其中所述沖擊波外殼包括覆蓋所述腔室的所述出口端的端蓋。在某些實(shí)施例中，所述腔室具有圓形的橫斷面形狀。在某些實(shí)施例中，所述 腔室具有矩形的橫斷面形狀。在某些實(shí)施例中，所述腔室具有正方形的橫斷面形狀。在某些實(shí)施例中，所述腔室具有長(zhǎng)圓形的橫斷面形狀。在某些實(shí)施例中，所述腔室具有三角形的橫斷面形狀。在某些實(shí)施例中，所述端蓋被配置為允許沖擊波離開所述沖擊波腔室的所述出口端。在某些實(shí)施例中，所述端蓋被配置為使得離開所述端蓋的沖擊波的衰減將小于百分之二十。在某些實(shí)施例中，所述端蓋包括以下至少其一聚合物、水凝膠、塑料或硅酮。在某些實(shí)施例中，所述腔室的所述入口端具有的橫向內(nèi)尺寸至少與所述聲波發(fā)生器的對(duì)應(yīng)橫向外尺寸同樣大。在某些實(shí)施例中，所述腔室在所述入口端與所述出口端之間具有基本上恒定的橫斷面。在某些實(shí)施例中，所述腔室在所述入口端與所述出口端之間具有變化的橫斷面。在某些實(shí)施例中，所述沖擊波外殼被配置為使得如果聲波從所述沖擊波腔室內(nèi)入射到所述沖擊波外殼上，那么所述沖擊波外殼將使所述入射聲波的至少某部分反射回所述沖擊波腔室中。在某些實(shí)施例中，從所述聲波發(fā)生器到所述腔室的所述出口端的距離在所述腔室的至少一個(gè)內(nèi)橫向尺寸的百分之100至1000之間。在某些實(shí)施例中，從所述聲波發(fā)生器到所述腔室的所述出口端的距離在所述腔室的最小內(nèi)橫向尺寸的百分之100至1000之間。在某些實(shí)施例中，從所述聲波發(fā)生器到所述腔室的所述出口端的距離在所述腔室的至少一個(gè)內(nèi)橫向尺寸的百分之300至900之間。在某些實(shí)施例中，從所述聲波發(fā)生器到所述腔室的所述出口端的距離在所述腔室的至少一個(gè)內(nèi)橫向尺寸的百分之400至800之間。在某些實(shí)施例中，從所述聲波發(fā)生器到所述腔室出口端的距離大于或等于
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生治療沖擊波的裝置，包括 聲波發(fā)生器，被配置為發(fā)射具有在IMHz至1000MHz之間的至少ー個(gè)頻率的聲波； 耦接到所述聲波發(fā)生器的沖擊波外売；以及 所述沖擊波外殼中布置的沖擊波介質(zhì)； 其中，所述裝置被配置為使得如果所述聲波發(fā)生器發(fā)射聲波，那么所述聲波的至少某部分將穿過所述沖擊波介質(zhì)并形成一個(gè)或多個(gè)沖擊波。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的裝置，其中，所述沖擊波介質(zhì)與所述沖擊波外殼是整體的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其中，所述沖擊波外殼和沖擊波介質(zhì)包括硅酮。
4.根據(jù)權(quán)利要求2-3中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述沖擊波介質(zhì)包括ー個(gè)或多個(gè)氣泡。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的裝置，其中，所述沖擊波外殼界定腔室，并且其中所述沖擊波介質(zhì)被布置在所述腔室中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中，所述沖擊波介質(zhì)包括流體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其中，所述沖擊波介質(zhì)包括凝膠。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中，所述沖擊波介質(zhì)包括液體。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述沖擊波介質(zhì)配置為使得當(dāng)存在來自所述聲波發(fā)生器的聲波時(shí)，所述沖擊波介質(zhì)將展現(xiàn)非線性性質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述沖擊波介質(zhì)包括以下的一種或多種氣泡、固態(tài)顆?；驓馀菖c固態(tài)顆粒的組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求5-10中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述沖擊波介質(zhì)包括以下的ー種或多種水、甘油、聚(こニ醇)(PEG)、丙ニ醇、硅油、酒精或其兩種或更多的組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求I和5-11中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述沖擊波外殼界定具有耦接到所述聲波發(fā)生器的入口端和從所述聲波發(fā)生器延伸的出口端的腔室，并且其中，所述沖擊波外殼包括端蓋，所述端蓋覆蓋所述腔室的所述出ロ端。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中，所述腔室具有圓形的橫斷面形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中，所述腔室具有矩形的橫斷面形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其中，所述腔室具有正方形的橫斷面形狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中，所述腔室具有長(zhǎng)圓形的橫斷面形狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中，所述腔室具有三角形的橫斷面形狀。
18.根據(jù)權(quán)利要求12-17中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述端蓋被配置為允許沖擊波離開所述沖擊波腔室的所述出ロ端。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中，所述端蓋被配置為使得離開所述端蓋的沖擊波的衰減將小于百分之二十。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其中，所述端蓋包括以下至少其ー聚合物、水凝膠、塑料或硅酮。
21.根據(jù)權(quán)利要求12-20中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述腔室的所述入口端具有的橫向內(nèi)尺寸至少與所述聲波發(fā)生器的對(duì)應(yīng)橫向外尺寸同樣大。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的裝置，其中，所述腔室在所述入口端與所述出口端之間具有基本上恒定的橫斷面。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的裝置，其中，所述腔室在所述入口端與所述出口端之間具有變化的橫斷面。
24.根據(jù)權(quán)利要求21-23中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述沖擊波外殼被配置為使得如果聲波從所述沖擊波腔室內(nèi)入射到所述沖擊波外売上，那么所述沖擊波外殼將使所述入射聲波的至少某部分反射回所述沖擊波腔室中。
25.根據(jù)權(quán)利要求12-23中任何ー個(gè)的裝置，其中，從所述聲波發(fā)生器到所述腔室的所述出口端的距離在所述腔室的至少ー個(gè)內(nèi)橫向尺寸的百分之100至1000之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中，從所述聲波發(fā)生器到所述腔室的所述出口端的距離在所述腔室的最小內(nèi)橫向尺寸的百分之100至1000之間。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中，從所述聲波發(fā)生器到所述腔室的所述出口端的距離在所述腔室的至少ー個(gè)內(nèi)橫向尺寸的百分之300至900之間。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的裝置，其中，從所述聲波發(fā)生器到所述腔室的所述出口端的距離在所述腔室的至少ー個(gè)內(nèi)橫向尺寸的百分之400至800之間。
29.根據(jù)權(quán)利要求12-23中任何ー個(gè)的裝置，其中，從所述聲波發(fā)生器到所述腔室出口端的距離大于或等于
30.根據(jù)權(quán)利要求1-29中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述聲波發(fā)生器包括超聲頭。
31.根據(jù)權(quán)利要求1-29中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述聲波發(fā)生器包括陶瓷。
32.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述聲波發(fā)生器包括壓電聲學(xué)元件。
33.根據(jù)權(quán)利要求1-29中任何ー個(gè)的裝置，進(jìn)ー步包括 耦接到所述聲波發(fā)生器并被配置為激勵(lì)所述聲波發(fā)生器發(fā)射聲波的控制器。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的裝置，其中，所述控制器被配置為調(diào)整所述聲波發(fā)生器以改變從所述聲波發(fā)生器發(fā)射的聲波的振幅和頻率至少其一。
35.根據(jù)權(quán)利要求33-34中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述控制器被配置為激勵(lì)所述聲波發(fā)生器連續(xù)地發(fā)射聲波一段時(shí)間。
36.根據(jù)權(quán)利要求33-34中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述控制器被配置為激勵(lì)所述聲波發(fā)生器以間歇的通-斷序列發(fā)射聲波。
37.根據(jù)權(quán)利要求33-36中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述控制器被配置為激勵(lì)所述聲波發(fā)生器以周期的通-斷序列發(fā)射聲波。
38.根據(jù)權(quán)利要求33-37中任何ー個(gè)的裝置,其中，所述聲波發(fā)生器是第一聲波發(fā)生器，并且其中，所述裝置進(jìn)ー步包括 第二聲波發(fā)生器，被配置為發(fā)射具有在IMHz至1000MHz之間的至少ー個(gè)頻率的聲波； 其中，所述沖擊波外殼也被耦接到所述第二聲波發(fā)生器； 其中，所述裝置被配置為使得如果所述第二聲波發(fā)生器發(fā)射聲波，那么所述聲波的至少某部分將穿過所述沖擊波介質(zhì)并形成一個(gè)或多個(gè)沖擊波；以及 其中，所述控制器也被耦接到所述第二聲波發(fā)生器并被配置為激勵(lì)所述第二聲波發(fā)生器發(fā)射聲波。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的裝置，其中，所述控制器被配置為激勵(lì)所述第一和第二聲波發(fā)生器，使得從所述第二聲波發(fā)生器發(fā)射的聲波與從所述第一聲波發(fā)生器發(fā)射的波不同相。
40.根據(jù)權(quán)利要求1-34中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述裝置被配置為產(chǎn)生強(qiáng)度在50至1000瓦特每平方厘米(W/cm2)之間的沖擊波。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的裝置，其中，所述裝置被配置為產(chǎn)生強(qiáng)度在100至500W/cm2之間的沖擊波。
42.根據(jù)權(quán)利要求1-41中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述裝置被配置為每分鐘產(chǎn)生100個(gè)或更多個(gè)沖擊波。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的裝置，其中，所述裝置被配置為每分鐘產(chǎn)生500個(gè)或更多個(gè)沖擊波。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的裝置，其中，所述裝置被配置為每分鐘產(chǎn)生1000個(gè)或更多個(gè)沖擊波。
45.根據(jù)權(quán)利要求1-44中任何ー個(gè)的裝置，其中，所述裝置被配置為安裝在長(zhǎng)度為3英尺、寬度為2英尺而高度為2英尺的箱體內(nèi)。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的裝置，其中，所述裝置被配置為安裝在長(zhǎng)度為3英尺、寬度為I英尺而高度為I英尺的箱體內(nèi)。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的裝置，其中，所述裝置被配置為安裝在長(zhǎng)度為2英尺、寬度為I英尺而高度為I英尺的箱體內(nèi)。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的裝置，其中，所述裝置被配置為安裝在長(zhǎng)度為I英尺、寬度為8英寸而高度為8英寸的箱體內(nèi)。
49.一種產(chǎn)生治療沖擊波的方法，包括 提供權(quán)利要求1-48中任何ー個(gè)的裝置；以及 激勵(lì)所述裝置產(chǎn)生ー個(gè)或多個(gè)沖擊波。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，進(jìn)ー步包括 將所述裝置布置在鄰近患者的組織，使得至少ー個(gè)沖擊波進(jìn)入所述組織。
51.根據(jù)權(quán)利要求50的方法，其中，所述組織包括所述患者面部的皮膚組織。
52.—種產(chǎn)生治療沖擊波的方法，包括 激勵(lì)聲波發(fā)生器發(fā)射具有在IMHz至1000MHz之間的至少ー個(gè)頻率的聲波，使得所述聲波的至少某部分穿過被布置在沖擊波外殼中的沖擊波介質(zhì)，以便形成一個(gè)或多個(gè)沖擊波。
全文摘要
產(chǎn)生治療沖擊波的裝置和方法。某些實(shí)施例包括聲波發(fā)生器，被配置為發(fā)射具有在1MHz至1000MHz之間的至少一個(gè)頻率的聲波；耦接到所述聲波發(fā)生器的沖擊波外殼；以及所述沖擊波外殼中布置的沖擊波介質(zhì)；其中所述裝置被配置為使得如果所述聲波發(fā)生器發(fā)射聲波，那么所述聲波的至少某部分將穿過所述沖擊波介質(zhì)并形成一個(gè)或多個(gè)沖擊波。
文檔編號(hào)A61B17/225GK102781350SQ201180011442
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者C·C·卡佩利 申請(qǐng)人:得克薩斯大學(xué)體系董事會(huì)