[发明专利]在组织愈合应用中控制声学模式

说明书

本申请是申请日为2007年4月7日、申请号为200780021310.X、发明名称为“在组织愈合应用中控制声学模式”的专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时专利申请号60/790,502申请日期2006年4月7日，标题为“在组织愈合应用中控制声学模式”和美国临时专利申请号60/870,934申请日期2006年12月20日，标题为“骨骼中低强度脉冲超声波传输的角度依赖性”的优先权，这些申请通过引用而结合于本申请。

技术领域

本发明涉及处理人体的治疗性超声治疗设备，尤其是涉及声波从换能器传送到人体的角度控制。

背景技术

在物理治疗学中超声被用作治疗技术已超过45年。这是一个推荐的用于辅助治疗的处理技术，可用于治疗疼痛、软组织损伤以及关节功能障碍，包括骨关节炎、关节周炎、滑囊炎、腱鞘炎以及各种肌肉骨骼综合症。此外，超声已应用于如加速伤口愈合，透入局部药物、治疗疤痕、治疗运动损伤。

超声波的治疗生物效应可表征为热和非热两个方面。非热效应可以包括声流、空化效应以及遍布从约0.05兆赫(兆赫)至约5.0兆赫广泛范围超声频率的其他机械效应。信号发生器的电输出通过换能器转换成机械振动，换能器通常是由如锆钛酸铅(PZT)，如PMN-PZ-PT那样单晶弛豫铁电体或类似压电材料制成。机械振动产生穿越组织的声波并被传播过程吸收。粘滞的吸收率和相关的温度上升取决于遇到的组织类型的微观结构性质、声波频率、空间-时间的声强度和组织中的非线性传播程度。声波能量的形式可以是一个连续波或脉冲波，这取决于治疗应用，并且通常是使用声学耦合材料如超声波凝胶、乳液、水凝胶或水从换能器传送到病人的组织。0.03至3.0W/cm2(瓦特每平方厘米)的声波强度通常被用于以脉冲或连续模式的治疗，允许治疗骨折和急性以及慢性的组织损伤。

通常，治疗性超声波疗法是利用垂直于皮肤组织界面、产生声学纵波的压电换能器实施，声学纵波在组织中主要以纵波形式传播到治疗区域。如果入射纵波不与压电换能器/皮肤组织界面垂直，在随后的软组织中发生折射的声波就会以准纵波和准横波的形式按不同的折射角度传播。因此，往往很难用目前可得到的超声治疗仪的手段在与被作为目标的组织区域期望成一直线地给病人施以声波。

国际公开的No.WO 03/013654A1教导，可通过用低粘滞损失材料制成梯形横截面形式的模式转换器方法控制和提供横波和纵波给组织。模式转换器是一个大的橡胶块，因此在组织表面区域与橡胶块之间需要超声耦合凝胶。这样一块橡胶的形状和外观很难在病人身上定位和约束以容许提供一致的超声。此外，在相关损伤处放置换能器和橡胶块需要橡胶块的中心从骨折处偏移，这对于采用仪器到骨折处的大多数人来说是违反直觉的。对这个橡胶块的声学要求是：该材料具有高的衰减性，要求高得多的交付给橡胶块第一面的入射强度，对仪器的电池寿命有相当大的耗费，对其使用性能也如此。

虽然国际公开的No.WO 03/013654A1说明了如何使纵波和横波沿骨表面最大化以加快愈合骨膜，它不认为横波对涉及组织修复其他过程的重要性。骨膜的直接骨成形是涉及骨折修复的关键过程之一，但骨骼和组织愈合不是仅限于这一过程。如果重要的是要提供纵向和横波以协助特定类型的组织愈合，则确定导致组织以要求的类型愈合的临界角也是重要的。

仍然需要在超声波到受损组织的方法和系统上进行技术改进。此外，仍然需要适用于临界角的超声波的方法和系统，以实现特定类型的组织愈合。

发明内容

本发明是一种在组织表面上使用的模式转换器装置。该模式转换器装置包括基座和以倾斜角连接于随基座的管状本体。该管状本体具有内里部分、外表部分、近端及远端。换能器设于管状本体的内里部分。盖帽连接于所述管状本体的所述远端，并有一弹簧插入在所述盖帽和所述换能器之间，该弹簧适用于使所述换能器偏向近端。一个模式转换器在所述近端设于所述管状本体的所述内里部分内，所述模式转换器适用于将超声波以预定角度从所述换能器射向组织表面。

通过以下的详细说明将显见本发明更多的应用领域。应认识到，在说明本发明的优选实施例时给出的详细描述和具体示例仅是举例说明，而不是对本发明范围的限制。

附图说明

根据详细的说明和附图本发明将被更充分地理解，其中：

图1是模式转换器装置的第一实施例的侧向剖视图；

图2是模式转换器装置本体的顶视图；

图3是图2所示本体的侧视图；