超声波换能器及系统技术方案

本发明专利技术的一些实施例涉及一种用于将超声波能量施加到一组织体积的施加器，所述施加器包括：一阵列，包括多个超声波的换能器，所述多个换能器并排布置，所述多个换能器配置成发射未聚焦的超声波能量，所述未聚焦的超声波能量适于热损伤所述组织体积的至少一部分，每一个所述换能器包括一涂层，所述涂层足够薄因而基本上不影响通过所述涂层到所述组织的热传导；以及一冷却模块，配置成通过所述多个换能器来施加冷却效果，以避免与所述多个换能器接触的所述组织体积的一表面过热。

Ultrasonic transducer and system

Some embodiments of the present invention relate to an applicator for applying ultrasonic energy to a tissue volume. The applicator includes an array comprising a plurality of ultrasonic transducers arranged side by side, the plurality of transducers arranged to emit unfocused ultrasonic energy suitable for thermal damage to the tissue volume. A small portion of each transducer includes a coating that is thin enough to essentially not affect heat conduction through the coating to the tissue; and a cooling module configured to apply cooling effects through the plurality of transducers to avoid overheating of a surface of the tissue volume in contact with the plurality of transducers.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波换能器及系统
及
技术介绍
在本专利技术的一些实施例中，本专利技术涉及使用超声波能量来治疗组织，更具体地但非排他地，涉及用于皮肤治疗的一超声波换能器及施加器。美国专利公告号US6595934B1公开了「一种通过使用高强度的聚焦超声波能量的热消融来进行皮肤再生的方法，所述方法包括多个步骤：将一超声波发射构件定位在所述皮肤的一外表面附近，从所述超声波发射构件向所述皮肤发射超声波能量，将所述超声能量聚焦在所述皮肤中，用所述聚焦的超声波能量来消融所述皮肤，从而在所述皮肤的所述外表面下方形成一消融的组织区域，所述组织区域包含未消融的皮肤组织及多个消融的皮肤组织的伤害，并且从邻近所述皮肤的所述外表面处移除所述超声波发射构件。所述伤害会刺激皮肤而产生胶原蛋白。所述伤害可以在所述皮肤的所述外表面下方的预定深度处开始及结束，使得所述表皮及所述真皮的所述深层不会受损。」
技术实现思路
根据本专利技术的一些实施例的一个方面，提供了一种用于将超声波能量施加到一组织体积的施加器，所述施加器包括：一阵列，包括多个超声波的换能器，所述多个换能器并排布置，所述多个换能器配置成发射未聚焦的超声波能量，所述未聚焦的超声波能量适于热损伤所述组织体积的至少一部分，每一个所述换能器包括一涂层，所述涂层足够薄因而基本上不影响通过所述涂层到所述组织的热传导；以及一冷却模块，配置成通过所述多个换能器施加冷却效果，以避免与所述多个换能器接触的所述组织体积的一表面过热。在一些实施例中，所述涂层的厚度小于50微米。在一些实施例中，所述涂层是电绝缘的。在一些实施例中，所述涂层是导热的，具有介于0.1至0.3瓦/米*开尔文的一导热系数。在一些实施例中，所述冷却模块定位成用以冷却所述施加器的一基部，所述多个换能器安装在所述基部上。在一些实施例中，所述多个换能器彼此间隔设置，并且其中相邻的换能器之间存在热绝缘。在一些实施例中，所述冷却模块包括下述中的一个或多个：一冷却剂及配置用于循环所述冷却剂的一泵体；一热电冷却器；一储热部件；及一风扇。在一些实施例中，所述冷却模块配置成以一足够高的速率冷却以克服由所述多个换能器所产生的热量。在一些实施例中，所述涂层通过一薄且均匀的胶层固定在每个所述换能器的一电极上。在一些实施例中，所述施加器还包括：一个或多个温度传感器，设置在所述远端面处或附近，并且配置成指示至少一个换能器的一发射表面及所述组织的一表面中的一个或两个的一温度。在一些实施例中，每一个所述换能器的一厚度小于1毫米。在一些实施例中，每一个所述换能器的一发射表面是平坦的。根据本专利技术的一些实施例的一个方面，提供了一种超声波换能器，所述超声波换能器包括：一压电元件，包括一顶部电极及一底部电极；一导电元件，与所述顶部电极接触；一基底层，所述底部电极安装在所述基底层上，所述基底层包括不大于10％体积的导电材料，所述导电材料足以将电流传导到所述底部电极。在一些实施例中，所述基底层包括分散在一电绝缘基质中的至少10个导电元件，使得所述底部电极的至少90％的一表面区域与所述电绝缘基质接触，并且所述底部电极的小于10％的一表面区域与所述多个导电元件接触；所述小于10％的表面区域分布跨过所述底部电极的一总表面积上。在一些实施例中，所述基底的厚度小于100微米。在一些实施例中，所述基底固定在一导电层上，所述导电层固定在一隔离层上，所述隔离层固定在一基座上。在一些实施例中，接触所述多个导电元件的所述10％的表面区域是呈介于所述底部电极及所述多个导电元件之间的多个接触点的形式。在一些实施例中，所述多个导电元件包括多个颗粒及多个纤维中的一种或两种，所述多个导电元件占所述基底的一总体积的1％至20％。在一些实施例中，所述基底包括小于0.5[瓦/(米*开尔文]]的一热导率。在一些实施例中，所述压电元件被成形为用以产生一基本上梯形的波束，所述基本上梯形的波束具有5度至15度之间的一开角。根据本专利技术的一些实施例的一个方面，提供了一种柔性施加器，用于将超声波能量施加到组织处，所述施加器包括：多个扁平压电元件的一阵列，所述多个扁平压电元件沿着一长轴对位，在且多个相邻元件之间限定多个空间；所述阵列设置在两层柔性薄膜之间，使得所述多个薄膜层接触每个所述压电元件的两相对表面，所述多个薄膜层中的至少一个包括配置用以激发所述多个压电元件的电路；其中每个所述压电元件是足够薄的并且是足够窄的以便减少在所述施加器的弯曲时所造成的干扰，所述多个压电元件彼此间隔足够的距离，使得在多个压电元件之间的一薄膜部分可以弯曲。在一些实施例中，所述柔性施加器还包括：安装在所述柔性薄膜上的一个或多个温度传感器，所述多个温度传感器配置成指示所述组织的一表面的一温度及所述压电元件的一温度中的至少一个。在一些实施例中，所述电路印刷在所述层面向所述压电元件的一内侧上。根据本专利技术的一些实施例的一个方面，提供了一种使用多个超声波换能器的一阵列将超声波能量施加到组织处的方法，所述方法包括：选择一第一频率，使得由所述阵列的至少一第一换能器发射的一超声波束能够有效地加热组织到至少1毫米深；选择一第二频率，使得由所述阵列的至少一第二换能器发射的超声波束能够有效地加热到所述组织的一表面；以及在所述多个频率下激发所述至少两个换能器以控制所述被处理的组织的加热。在一些实施例中，至少一个换能器以一共振频率被激发，并且至少一个第二换能器以两倍于所述共振频率的一频率被激发。在一些实施例中，所述第二换能器以比所述第二换能器的一共振频率低5％至20％的一频率被激发，从而降低所述换能器的一效率，以提高所述换能器的发射表面的一温度。根据本专利技术的一些实施例的一个方面，提供了一种用于皮肤组织的热消融的方法，其特征在于，所述方法包括：选择未聚焦的超声波的多个参数，所述多个参数适合用以：在真皮层处产生多个间隔开的热损伤的伤害，所述多个伤害由未受损组织分隔开，同时保持表皮的温度在5至40℃之间；及在所述选定的多个参数下发射未聚焦的超声波，同时不对所述表皮造成热损伤。在一些实施例中，选择所述未聚焦的超声波的所述多个参数，以在距离所述表皮0.5毫米至5毫米的一深度处的一层中产生热损伤。在一些实施例中，所述发射包括：将所述伤害中的组织加热至50至80℃之间的一温度。在一些实施例中，所述方法包括：靶向纤维化的组织，同时对脂肪组织具有低的影响或没有影响。在一些实施例中，所述方法还包括：在所述发射之前，定位一个或多个超声波换能器，所述多个超声波换能器配置成发射与所述表皮接触的所述未聚焦的超声波能量，并根据所述选择的多个参数激发所述多个换能器。在一些实施例中，所述维持包括：通过冷却一基座来冷却所述表皮，所述一个或多个换能器安装在所述基座上，所述冷却通过所述多个换能器传递到所述表皮。在一些实施例中，所述方法包括：产生多个圆柱形热损伤的伤害。在一些实施例中，所述间隔开的多个热损伤的伤害通过在所述间隔开的多个热损伤的伤害之间延伸的一热损伤区域相连接。在一些实施例中，所述方法还包括：通过测量所述一个或多个换能器的一表面温度及/或所述一个或多个换能器的一温度来收集在所述治疗上的反馈。在一些实施例中，所述方法还包括：收集在所述多个换能器相对于所述组织的表面的一位置上的反馈。在一些实施例中，通过测量所述一个或多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将超声波能量施加到一组织体积的施加器，其特征在于，所述施加器包括：一阵列，包括多个超声波的换能器，所述多个换能器并排布置，所述多个换能器配置成发射未聚焦的超声波能量，所述未聚焦的超声波能量适于热损伤所述组织体积的至少一部分，每一个所述换能器包括一涂层，所述涂层足够薄因而基本上不影响通过所述涂层到所述组织的热传导；以及一冷却模块，配置成通过所述多个换能器施加冷却效果，以避免与所述多个换能器接触的所述组织体积的一表面过热。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.06 US 62/345，9181.一种用于将超声波能量施加到一组织体积的施加器，其特征在于，所述施加器包括：一阵列，包括多个超声波的换能器，所述多个换能器并排布置，所述多个换能器配置成发射未聚焦的超声波能量，所述未聚焦的超声波能量适于热损伤所述组织体积的至少一部分，每一个所述换能器包括一涂层，所述涂层足够薄因而基本上不影响通过所述涂层到所述组织的热传导；以及一冷却模块，配置成通过所述多个换能器施加冷却效果，以避免与所述多个换能器接触的所述组织体积的一表面过热。2.如权利要求1所述的施加器，其特征在于：所述涂层的厚度小于50微米。3.如权利要求1或2所述的施加器，其特征在于：所述涂层是电绝缘的。4.如权利要求1至3任一项所述的施加器，其特征在于：所述涂层是导热的，具有介于0.1至0.5瓦/米*开尔文的一导热系数。5.如权利要求1至4任一项所述的施加器，其特征在于：所述冷却模块定位成用以冷却所述施加器的一基部，所述多个换能器安装在所述基部上。6.如权利要求1至5任一项所述的施加器，其特征在于：所述多个换能器彼此间隔设置，并且其中相邻的换能器之间存在热绝缘，所述热绝缘具有小于0.1瓦/米*开尔文的一导热系数。7.如权利要求1至6任一项所述的施加器，其特征在于：所述冷却模块包括下述中的一个或多个：一冷却剂及配置用于循环所述冷却剂的一泵体；一热电冷却器；一储热部件；及一风扇。8.如权利要求1至7任一项所述的施加器，其特征在于：所述冷却模块配置成以一足够高的速率冷却以克服由所述多个换能器所产生的热量。9.如权利要求1至8任一项所述的施加器，其特征在于：所述涂层通过一薄且均匀的胶层固定在每个所述换能器的一电极上。10.如权利要求1至9任一项所述的施加器，其特征在于，所述施加器还包括：一个或多个温度传感器，设置在所述远端面处或附近，并且配置成指示至少一个换能器的一发射表面及所述组织的一表面中的一个或两个的一温度。11.如权利要求1至10任一项所述的施加器，其特征在于：每一个所述换能器的一厚度小于1毫米。12.如权利要求1至11任一项所述的施加器，其特征在于：每一个所述换能器的一发射表面是平坦的。13.一种超声波换能器，其特征在于，所述超声波换能器包括：一压电元件，包括一顶部电极及一底部电极；一导电元件，与所述顶部电极接触；一基底层，所述底部电极安装在所述基底层上，所述基底层包括不大于10％体积的导电材料，所述导电材料足以将电流传导到所述底部电极。14.如权利要求13所述的超声波换能器，其特征在于：所述基底层包括分散在一电绝缘基质中的至少10个导电元件，使得所述底部电极的至少90％的一表面区域与所述电绝缘基质接触，并且所述底部电极的小于10％的一表面区域与所述多个导电元件接触；所述小于10％的表面区域分布跨过所述底部电极的一总表面积上。15.如权利要求13至14任一项所述的超声波换能器，其特征在于：所述基底的厚度小于100微米。16.如权利要求13至15任一项所述的超声波换能器，其特征在于：所述基底固定在一导电层上，所述导电层固定在一隔离层上，所述隔离层固定在一基座上。17.如权利要求14所述的超声波换能器，其特征在于：接触所述多个导电元件的所述10％的表面区域是呈介于所述底部电极及所述多个导电元件之间的多个接触点的形式。18.如权利要求14所述的超声波换能器，其特征在于：所述多个导电元件包括多个颗粒及多个纤维中的一种或两种，所述多个导电元件占所述基底的一总体积的1％至20％。19.如权利要求13所述的超声波换能器，其特征在于：所述基底包括小于0.5[瓦/(米*开尔文]]的一热导率。20.如权利要求13至19任一项所述的超声波换能器，其特征在于：所述压电元件被成形为用以产生一基本上梯形的波束，所述基本上梯形的波束具有5度至15度之间的一开角。21.一种柔性施加器，用于将超声波能量施加到组织处，其特征在于，所述施加器包括：多个扁平压电元件的一阵列，所述多个扁平压电元件沿着一长轴对位，在且多个相邻元件之间限定多个空间；所述阵列设置在两层柔性薄膜之间，使得所述多个薄膜层接触每个所述压电元件的两相对表面，所述多个薄膜层中的至少一个包括配置用以激发所述多个压电元件的电路；其中每个所述压电元件是足够薄的并且是足够窄的以便减少在所述施加器的弯曲时所造成的干扰，所述多个压电元件彼此间隔足够的距离，使得在多个压电元件之间的一薄膜部分可以弯曲。22.如权利要求21所述的柔性施加器，其特征在于，所述柔性施加器还包括：安装在所述柔性薄膜上的一个或多个温度传感器，所述多个温度传感器配置成指示所述组织的一表面的一温度及所述压电元件的一温度中的至少一个。23.如权利要求21至22任一项所述的柔性施加器，其特征在于：所述电路印刷在所述层面向所述压电元件的一内侧上。24.一种使用多个超声波换能器的一阵列将超声波能量施加到组织处的方法，其特征在于，所述方法包括：选择一第一频率，使得由所述阵列的至少一第一换能器发射的一超声波束能够有效地加热组织到至少1毫米深；选择一第二频率，使得由所述阵列的至少一第二换能器发射的超声波束能够有效地加热到所述组织的一表面；以及在所述多个频率下激发所述至少两个换能器以控制所述被处理的组织...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿里尔·斯维德利克，拉纳·巴萨尔，伊利亚·格兰特斯，
申请(专利权)人：苏维夫医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL