CN101910830A - 用于脂肪组织检测的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明应用在美容医学领域，尤其涉及用于脂肪组织检测的装置，包含：第一电子电路(2)，用于生成电磁波束(WOUT)；辐射部件(3)，用于将波束(WOUT)引向含脂肪组织的部分(P)；传感器部件(4)，用于检测反射波(WIN)；第二电子电路(5)，用于接收反射电磁波(WIN)；测量单元(6)，用于测量反射波(WIN)的预定特性和产生模拟信号(AS)；第三电子电路(7)，用于将模拟信号(AS)转换成数字信号(DS)；以及接口部件(8)，用于提供第三电子电路(7)和图形处理单元之间的接口。第一电子电路(2)包含在从1GHz到12GHz的微波范围内工作的用于调制所生成的波(WOUT)的频率的部件(9)。

Description

用于脂肪组织检测的装置和方法
技术领域
本发明一般应用于美容医学领域，具体涉及用于脂肪组织检测的装置和美容方法。
背景技术
众所周知，在诸如脂肪塑形、排脂、和用于减少和/或整形人体内的脂肪组织的类似医疗的美容或治疗中，保健手术人员需要尽可能准确地评估这样的组织的量和分布，以限定哪个部分必须除去。
的确，需要一些脂肪组织来允许身体重塑，否则，在手术人员剩余的脂肪积累不足或不充分的情况下，将出现相当高程度的皮肤起皱，导致影响美丽的严重缺陷。
在后一种情况下，需要第二次除脂过程，对病人来说缺点是相当明显的。
除去过多脂肪组织也会引起相当大的问题，引起难以解决的皮肤沟问题。
通常，这种评估只依靠手术人员的手感，这显然导致难以最准确地确定要除去的脂肪量，尤其难以最准确地确定不除去的脂肪量。
骨骼和肌肉检测技术广泛应用于美容和诊断医学领域中，这些技术利用电磁辐射的特性，尤其是射频范围的波，诸如X射线和γ射线的特性，或使用超声技术。
不过，这些方法都不能用于脂肪组织检测，在某些情况下，与波束相关联的能量具有相对较高的值，造成组织破坏。
吸脂方法也是众所周知的，它利用被引导到脂肪组织的微波(如US 5,295,955公开的)或高频无线电波，使脂肪组织软化并且在使用诸如抽吸导管的传统仪器的下一个步骤中更容易除去。
不过，除了该方法的潜在危险性之外，同样无法在该过程本身之前立即和准确地检测脂肪组织的确切的量和分布，从而导致上述缺点。
发明内容
本发明的目的是通过提供有效和可靠的检测人体内脂肪组织的装置来克服上述缺点。
一个具体目的是，提供允许对人体内的脂肪组织或任何脂质形成物的量和分布作出确切和相对准确的评估的装置。
一个进一步的目的是，提供手持的和简单直接使用的用于检测人体内脂肪组织的装置。
还有一个目的是，提供对正在经历美容或治疗的病人来说非侵入性的并具有高度安全性的装置。
另一个重要目的是提供允许相对准确地测量人体一部分内的脂肪组织的分布和量，并尽可能接近真实地对其进行成像的用于检测人体内脂肪组织的美容方法。
如此后进一步解释的这些和其它目的通过如权利要求1限定的装置实现，该装置包含第一电子电路，用于生成预定频率的电磁波；辐射部件，用于将所述波引向含脂肪组织的部分；传感器部件，用于检测来自正在被检查的部分的反射波；第二电子电路，用于接收和处理反射波；与所述第二电子电路相连接的测量单元，用于测量所述反射波的预定特性和产生至少一个模拟控制信号；第三电子电路，用于将所述模拟信号转换成数字信号并存储该数字信号；以及接口部件，用于提供所述第三电路和用于图形处理所述数字信号的单元之间的接口。
按照本发明的一个特有特征，所述第一电子电路包含在从1GHz到12GHz的微波范围内工作的频率调制部件。
因此，发射和反射的微波能够穿过可能与受检部分相关联的至少一部分脂肪组织，以便允许不引起结构变化地对其进行测量。
在另一个方面，本发明涉及如权利要求15限定的用于脂肪组织检测的方法。
在又一个方面中，本发明涉及如权利要求19限定的用于脂肪组织检测和减少的非治疗方法。
在再一个方面中，本发明涉及如权利要求26限定的用于脂肪组织减少的方法。
本发明的装置和方法的有利实施例如从属权利要求所限定。
附图说明
通过阅读借助于附图显示成非限制性例子的、按照本发明的用于脂肪组织检测的装置和方法、和减少人体内的脂肪组织的非治疗方法和外科方法的非排它优选实施例的详细描述，可以更加清楚地了解本发明的进一步特征和优点，在附图中：
图1是本发明的装置的示范性示意图；
图2示出了按照本发明的用于脂肪组织检测的方法的方框图；
图3示出了按照本发明的用于脂肪组织减少的非治疗方法的方框图；以及
图4示出了按照本发明的用于脂肪组织减少的外科方法的方框图。
具体实施方式
参照附图，用标号1整体表示的本发明装置可以用于检测人体的一个或多个部分中的脂肪组织。
具体地讲，装置1可以应用于检测存在于肌肉组织中的脂肪组织，以有助于进一步的排脂或脂肪塑形过程、或排脂处置等。
装置1也可以用于检测人体血管中的脂质物质或用于寻找脂肪组织内的肿瘤块。
如图1所示，本发明的装置1包含：第一电子电路2，用于生成预定频率的电磁波WOUT；辐射部件3，用于将生成的电磁波WOUT引向用P示意性表示的含脂肪组织的部分，并获取反射波WIN；传感器部件4，用于检测反射波WIN；第二电子电路5，用于接收反射波WIN；与第二电路5相连接的测量单元6，用于测量与反射波WIN相关联的预定特性和产生至少一个模拟控制信号AS。
将后者发送给第三电子电路7，该第三电子电路7将其转换成要被这样的第三电路7存储的数字信号DS，这样的第三电路7适合于通过接口部件8与用于处理和图形处理所存储的数字信号DS的图形处理器或外部计算单元连接。
按照本发明的一个特有特征，第一电子电路2包含在从1GHz到12GHz的微波范围内工作的用于调制所生成电磁波WOUT的频率的部件9。
人们惊奇地发现，电磁波的这种频率值允许电磁波穿过至少一部分脂肪组织并被肌肉组织反射，而不引起脂肪组织的任何物理变化并导致实际上可忽略的吸收。
优选地，调制部件8可以被配置成产生来自第一电子电路2的具有从1GHz到6GHz(优选地大约3GHz)的频率的输出微波WOUT。
这是因为，人们惊奇地发现，在后一种范围内的频率值产生最小化的脂肪组织吸收，这保证了测量更可靠。
在本发明的优选、非排它配置中，辐射部件3可以包括从包含振荡器的组中选择的电磁波发生器10。
例如，可以使用为了简洁起见由相同标号10表示的低功率、双频率可调型第一压控振荡器，其频率为100mW到300mW。
不过，本文所述的所有部分旨在作为优选技术选择，它们可以被任何其它技术等效物和常用部分取代。
具体地讲，定向散射天线11或类似散射元件可以设置在辐射部件3的输出端，用于经由绝缘通道12与发生器10相连接，以引导生成的微波WOUT，天线11优选地适合于指向要被检查的部分P。
第二电子电路5可以包含适合于指向要被检查的部分P以便接收反射微波WIN的探针13。
例如，本文以示意形式示出的探针13可以是带有一对圆柱形屏蔽物并且其间是诸如聚四氟乙烯或类似材料的电介质的同轴型的探针。
屏蔽物具有能够接触要被检查的部分P的自由轴端和与测量单元6相连接的相对轴端。探针13可以与受第二振荡器15(优选为压控振荡器)控制的谐波混频器14连接，所述第二振荡器15可以配置成产生小于1mW的功率。
散射天线11和接收探针13可以集成在适合以预置发射频率发射微波并以偏离前者的频率接收反射波的单个部分中。
第一振荡器10和第二振荡器15可由诸如常被称为PLL的锁相环的又一同步电路16来协调，如现有技术中所知，所述同步电路16将振荡器10、15的频率偏移锁定到预置的内部参考值。
此外，测量单元6可以包括I/Q解调器17，它接收来自混频器14的频率信号FS，以测量与该反射波束WIN相关联的能量，并生成一个或多个模拟信号AS。
能量测量可以通过，例如，测量反射波WIN的有效振幅来进行。
第三电子电路7可以包括ADC型的第一转换器板18，或甚至更多的转换器板，用于将模拟信号AS转换成相应数字信号DS。第一转换器板18可以经由数据输入通道19与存储器板20连接，存储器板20可以集成在第三电子电路7中。
在一个特定示范性实施例中，存储器板20可以是常被称为FEMCTRL的类型，但也可以使用任何其它类型的功能等效板。
存储器板20可以具有用于存储一个或多个输入数字信号DS的至少一个第一存储单元21，并可以与接口部件8连接。接口部件8可以集成在存储器板20本身中，基本上由具有连接端口23的接口板22和计算单元24组成。
在本发明的一个具体布置中，装置1可以具有预安装的计算单元24，所述预安装的计算单元24与存储器板20的连接端口23连接，用于接收存储在第一存储单元21中的多个数字信号DS，并处理指示正在被检查的部分P中的脂肪组织的量和分布的第一数据集。
具体地讲，计算单元24可以是用于处理第一数据集的处理器25，其具有其中存储某些参考参数以便与第一数据集相比较的存储器，并生成能够被图形处理的第二数据集。
此外，计算单元24可以配置成生成指示散射微波WOUT的频率的第三数据集，该第三数据集被发送给存储器板20，以便存储在至少一个第二存储单元26中，便于为其专用。
后一个单元通过数据输出通道27与DAC类型的第二转换器板28连接，中间可能插入了串行-并行转换器29和FIFO缓冲器30，用于将第三数字数据集DS′转换成要发送给第一电路2的模拟信号AS′。
此外，计算单元24可以包括从包含监视器、打印机等的组中选择的用于处理和/或图形显示第二数据集的部件31。
因此，使用可能常用类型的适当2D或3D图形处理软件，可以以二维或三维形式，尽可能接近真实地呈现脂肪组织，从而极大地有助于手术人员或外科医生的操作。
在本发明的一种可替代配置中，装置1可以配备能够集成诸如存储器板20的一个或多个上述部分的内部计算单元24。
在任何情况下，计算单元24应当能够执行测试序列，控制用于生成2和接收3波WOUT和WIN的电路，进行测量并生成输出报告，并进一步配备有用于与显示系统或另一台计算机相连接的接口。
装置1将进一步具有未示出的供电系统，所述供电系统可以是公用电池，但优选地配备有稳定性控制件，和用于有选择地控制对各个部分的供电的诸如FET晶体管的一个或多个开关，以及可能的备用电池。
图2示意性地示例了用于检测人体内的脂肪组织的美容方法，所述方法可以使用上述装置实现，并包含如下步骤：a)生成预定频率的电磁波束WOUT；b)向要被检查的部分P辐射所生成的波WOUT，以获取反射波WIN；和c)测量反射波WIN的振幅，并生成模拟控制信号AS。
然后，在接着的步骤d)中将模拟控制信号转换成数字信号DS，并发送给计算单元24，以便与存储在计算单元21中的参考值相比较(步骤e)，因此生成指示可能与正被检查的部分P相关联的脂肪组织的量和分布的第一数据集。
按照本发明，在步骤a)中生成的波WOUT被调制成在频率从1GHz到12GHz(优选地从1GHz到6GHz)的微波范围内(步骤a′)。
一旦在步骤e)中生成第一数据集，接着执行步骤f)，以便使用专用计算机或计算单元来图形处理这种数据。
例如，图形处理步骤f)可以包括：第一步骤f′)，使用例如扫描仪、相机或适合与图形处理器连接的类似设备来捕获要被处置的部分P的图像，以便将其显示在屏幕上；以及步骤f″)，内插第一数据集，以便在图像中生成多个等级曲线，每一个等级曲线指示被检测脂肪组织的定量值。
此外，可以在生成波WOUT的步骤a)的上游提供校准步骤a0)，以获取要将来自步骤d)的数字信号DS与之相比较以便进行图形处理的一个或多个参考参数。
例如，校准步骤a0)可以由如上所述的步骤a)到e)组成，它们在将已知频率的波束WOUT指向合理地肯定知道不存在脂肪组织的部分P(诸如二头肌)时执行，从而为后续信号定义参考值(零级)。
图3示意性地示例了本发明的用于检测和减少人体内脂肪组织的非治疗方法，包含上述a)到f)的步骤、以及对受检查的部分P进行处置以减少与之相关联的脂肪组织的步骤g)。
例如，该方法可用于通过将预定剂量的药物或药物混合物(具体地讲，磷脂酰胆碱或含磷脂酰胆碱的药物混合物)皮内注射到受检查的部分P的美容减脂。
否则，可以使用已知方法，利用其频率被调制成在超声波或红外线辐射范围内的电磁波束，或利用激光束照射受检查的部分P来进行减脂处置。
此外，所述处置可以包括通过专门手术人员手动进行的按摩，或使用专门设计的设备进行的按摩。
如上所述的本发明的用于美容或非治疗处置的装置1的使用提供了允许手术人员和进行这样的处置的病人可以立即确定处置效果的明显优点。
图4示意性地示例了用于对人体内的脂肪组织减脂的外科方法，所述方法包含上述a)到f)的步骤、以及至少局部外科地减少与人体受检查的部分P相关联的脂肪组织的步骤h)。
具体地讲，步骤h)可以由按照公知外科技术和诸如通过套管的吸脂的侵入型技术中的任何一种进行的减脂构成。
本发明的装置和方法能够在所附权利要求书中公开的发明原理内作出许多改变和修改。在不偏离本发明的范围的情况下，其所有细节可以被其它技术等效部分取代，并且材料可以随不同需要而改变。
虽然通过具体参考附图已经对这些装置和方法作了描述，但在公开文本和权利要求书中引用的数字只用于更好地理解本发明，而无意以任何方式限制要求的范围。

Claims (27)

1.一种用于检测人体内脂肪组织的装置，包含：
-第一电子电路(2)，用于生成预定频率的电磁波束(WOUT)；
-辐射部件(3)，用于将所述波束(WOUT)引向含脂肪组织部分(P)，以获取反射波(WIN)；
-传感器部件(4)，用于检测反射波(WIN)；
-第二电子电路(5)，用于接收和处理从所述传感器部件(4)接收的电磁波(WIN)；
-与所述第二电子电路(5)连接的测量单元(6)，用于测量与所述反射波(WIN)相关联的预定特性，并产生至少一个模拟控制信号(AS)；
-第三电子电路(7)，用于将所述模拟控制信号(AS)转换成数字信号(DS)并存储它；以及
-接口部件(8)，用于在所述第三电子电路(7)和用于处理所述数字信号(DS)的图形处理单元之间提供接口，
其特征在于，所述第一电子电路(2)包含在从1GHz到12GHz的微波范围内工作的用于调制所生成的波(WOUT)的频率的部件(9)，以允许发射和反射的微波(WOUT，WIN)穿过可能与正在检查的部分(P)相关联的至少一部分脂肪组织传播。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调制部件(8)被配置成生成频率从1GHz到6GHz，优选地约为3GHz的微波(WOUT)。
3.如权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述第一电子电路(2)包括从包含振荡器的组中选择的电磁波发生器(10)。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述辐射部件(3)包含定向散射天线(11)和绝缘通道(12)，绝缘通道(12)用于引导所生成的微波(WOUT)，并将所述天线(11)与所述发生器(10)连接。
5.如前面权利要求的任何一项所述的装置，其特征在于，所述第二电子电路(5)包含适合于指向要被检查的部分(P)以便接收反射微波(WIN)的探针(13)。
6.如前面权利要求的任何一项所述的装置，其特征在于，所述测量单元(6)包括I/Q解调器(17)，用于测量反射波(WIN)的强度，并生成所述至少一个模拟信号(AS)。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述测量单元(4)被设计成测量反射波(WIN)的有效振幅。
8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述第三电子电路(7)包含：至少一个第一转换器板(18)，用于将所述至少一个模拟信号(AS)转换成相应数字信号(DS)；以及经由数据输入通道(19)与所述至少一个第一转换器板(18)连接的存储器板(20)，所述存储器板(20)具有用于存储所述至少一个数字存储(DS)的至少一个第一存储单元(21)。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述接口部件(8)包含接口板(22)，所述接口板(22)与所述存储器板(20)连接或集成在所述存储器板(20)中，并具有用于与外部计算单元(24)连接的端口(23)。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，它包含与所述接口板(22)的所述连接端口(23)连接的计算单元(24)，用于接收存储在所述至少一个第一存储单元(21)中的多个所述数字信号(DS)，并处理指示脂肪组织的量和分布的第一数据集。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述计算单元(24)包含处理器(25)，用于处理所述第一数据集，并生成能够被图形处理的第二数据集。
12.如前面权利要求的任何一项所述的装置，其特征在于，所述计算单元(24)被设计成生成指示要生成的微波(WOUT)的频率的第三数字数据集(DS′)，所述存储器板(20)包含用于存储所述第三数字数据集(DS′)的至少一个第二存储单元(26)。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第三电子电路(5)包含至少一个第二转换器板(28)，用于将所述第三数据集(DS′)转换成要发送给所述第一电子电路(2)的输出模拟信号(AS′)。
14.如前面权利要求的任何一项所述的装置，其特征在于，所述计算单元(24)包括用于处理和/或图形显示所述第二数据集的部件(31)，所述处理和/或显示部件(31)是从包含监视器、打印机等的组中选择的。
15.一种用于检测脂肪组织的方法，包含如下步骤：
a)生成预定频率的电磁波束(WOUT)；
b)向要被检查的部分(P)辐射所述波束(WOUT)，以获取反射波(WIN)；
c)测量反射波(WIN)的振幅并生成模拟控制信号(AS)；
d)将所述模拟控制信号(AS)转换成相应数字信号(DS)；以及
e)将所述数字信号(DS)与参考值相比较，以生成指示与正被检查的部分(P)相关联的脂肪组织的量和分布的第一数据集，
其特征在于，在所述生成步骤(a)中生成的电磁波(WOUT)被调制成在频率从1GHz到12GHz的微波范围内。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法包含使用计算机来图形处理所述第一数据集的步骤(f)。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述图形处理步骤(f)包括捕获要被处置的部分(P)的图像，以便将它显示在屏幕上的步骤；以及内插所述第一数据集，以便在所述图像中生成多个等级曲线的步骤，每一个等级曲线指示被检测脂肪组织的定量值。
18.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，在步骤(a)的上游提供辐射校准步骤(a0)，以便将辐射波束(WOUT)引向基本上无脂肪组织的部分，以获取所述参考值。
19.一种用于检测和减少人体内脂肪组织的非治疗方法，包含如下步骤：
a)生成预定频率的电磁波束(WOUT)；
b)向人体要被处置的部分(P)辐射所述波束(WOUT)，以获取反射波(WIN)；
c)测量反射波(WIN)的振幅并生成控制信号(AS，DS)；
e)将所述控制信号(AS，DS)与参考值相比较，以生成指示与正被检查的部分(P)相关联的脂肪组织的量和分布的第一数据集；以及
g)对正被检查的部分(P)进行处置，以减少与之相关联的脂肪组织，
其特征在于，所述方法包含使用计算机来图形处理所述第一数据集的步骤(f)，在所述生成步骤(a)中生成的所述电磁波(WOUT)被调制成在微波范围内。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述微波被调制成在频率从1GHz到12GHz，优选地从1GHz到6GHz的范围内。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述图形处理步骤(f)包括：捕获要被处置的部分(P)的图像，以便将它显示在屏幕上的步骤；以及内插所述第一数据集，以便在所述图像中生成多个等级曲线的步骤，每一个等级曲线指示被检测脂肪组织的定量值。
22.如权利要求18到21的任何一项所述的方法，其特征在于，所述处置步骤(g)是通过将预定剂量的药物注射到人体要处置的部分中而进行的减脂步骤。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述药物选自包含磷脂酰胆碱或含磷脂酰胆碱的药物混合物的组。
24.如权利要求18到21的任何一项所述的方法，其特征在于，所述处置步骤(g)是利用其频率被调制成在超声波或红外线辐射范围内的电磁波束或利用激光束来照射人体的所述部分(P)而进行的减脂步骤。
25.如权利要求18到21的任何一项所述的方法，其特征在于，所述处置步骤(g)是对人体的所述正被检查的部分(P)的机械或手动按摩。
26.一种用于减脂人体内脂肪组织的外科方法，包含如下步骤：
a)生成预定频率的电磁波束(WOUT)；
b)向人体要被处置的部分(P)辐射所述波束(WOUT)，以获取反射波(WIN)；
c)测量反射波(WIN)的振幅并生成控制信号(AS，DS)；
e)将所述控制信号(AS，DS)与参考值相比较，以生成指示与正被检查的部分(P)相关联的脂肪组织的量和分布的第一数据集；以及
h)至少局部地外科减少与人体正被检查的部分(P)相关联的脂肪组织，
其特征在于，所述外科方法包含使用计算机来图形处理所述第一数据集的步骤(f)，在所述生成步骤(a)中生成的所述电磁波(WOUT)被调制成在微波范围内。
27.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述减少步骤(h)是吸脂。
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