CN107690341A - 高强度聚焦超声波装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高强度聚焦超声波装置，更详细而言，涉及一种将结构变更为能够将一次性分离式匣盒拆装起来的结构，并且手术者即医生能够通过超声波变换用换能器的扫描部来获取手术对象的皮肤组织的坐标，因而能够实时确认准确的手术位置，从而能够在准确的手术位置上实施手术而避免发生重复手术的高强度聚焦超声波装置。本发明提供一种高强度聚焦超声波装置，包括手持件，所述手持件包括：手持件主体，通过线与能够自由移动的移动主体电连接；一次性分离式匣盒，结合于所述手持件主体。所述手持件主体包括：激光发生器，以点阵方式传导能量，以促进胶原蛋白的合成；超声波变换用换能器，用于接收经由频率生成和功率放大过程后通过阻抗匹配产生的电能，并将所述电能转换为高强度聚焦超声波来进行照射或者接收被反射的超声波；X‑Y反射镜，一边在所述手持件主体内并行进行前后运动及倾斜运动，一边依次形成排成一列的HIFU焦点，或者依次形成排成多列的HIFU焦点，或者依次形成排成圆形的焦点；冷却装置，用于向所述分离式匣盒供给冷却气体，以及放大装置，对被反射的超声波所形成的图像进行放大。所述分离式匣盒包括：冷却通道，用于注入冷却气体，以使所述冷却气体在所述分离式匣盒底面流动以降低温度，以及透明透射构件，用于支撑所述冷却通道，并贴紧于皮肤组织，以使激光和高强度聚焦超声波能够通过所述透明透射构件后到达皮肤。所述移动主体包括：控制部、监控部、电源部，所述控制部包括超声波变换用换能模块、反射镜控制模块、冷却模块、坐标模块以及放大模块，所述超声波变换用换能模块控制超声波变换用换能器的频率生成和功率放大过程，并控制功率、频率、占空比、焦点大小以及脉冲反复频度，所述反射镜控制模块控制反射镜的X轴和Y轴的前后运动和倾斜运动，所述冷却模块在再次进行治疗时降低冷却装置的温度，所述坐标模块接收由超声波变换用换能器转换的坐标信息并确认当前进行的治疗部位，所述放大模块对被反射的超声波所形成的图像进行放大控制。所述监控部包括用于显示与手术者的手术相关的信息的显示器以及用于供手术者驱动或控制高强度聚焦超声波生成装置的触摸屏。所述电源部提供高强度聚焦超声波的电源。

Description

高强度聚焦超声波装置
技术领域
本发明涉及高强度聚焦超声波装置，更详细而言，涉及一种将结构变更为能够将一次性分离式匣盒拆装起来的结构，并且手术者即医生能够通过超声波变换用换能器的扫描部来获取手术对象的皮肤组织的坐标，因而能够实时确认准确的手术位置，从而能够在准确的手术位置上实施手术而避免发生重复手术的高强度聚焦超声波装置。
背景技术
一般而言，高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasonic surgicalunit，HIFU)是一种将换能器中产生的超声波照射到组织内，从而利用聚焦点(焦点)产生的热能进行治疗的技术，以往主要利用于肝癌、乳腺癌、子宫癌等的治疗。将该原理应用到皮肤美容，以将聚集的超声波能强力传导至下部真皮、从真皮强力传导至皮下脂肪的临界层、脂肪层的纤维组织SMAS层、筋膜等，从而整体上对皮肤进行重塑。
一般而言，仅通过一次手术即能够得到面部除皱(Face Lifting)和紧致(Tightening)效果，并且在3～6个月期间持续生成胶原蛋白和弹性蛋白。
但是，由于高强度聚焦超声波生成装置的使用寿命有限，因此以美容为目的进行治疗的医疗消费者所承担的手术费用升高。
并且，虽然能够将超声波能量传导至皮表下3～4.5mm深度(SMAS层)以拉紧皮肤，但是由于无法同时再生大量的胶原蛋白，因此不易实现快速愈合。
另外，使用寿命受到超声波输出量等的限制，因此在使用超声波手术装置时需要周期性地更换分离式匣盒。
此时，由于输出高强度聚焦超声波，导致所述分离式匣盒的换能器和匣盒PCB以及所述探针本体的主PCB等上产生高热，这将使产品的使用寿命比原定的极限值更短，而且，频繁更换手持件会给用户带来较大的耗材费用负担，因而亟待引进能够有效地冷却主体中产生的发热以延长匣盒的使用寿命的冷却单元。
另外，即便引进这样的冷却单元，由于无法实时确认准确的手术位置，可能会导致重复实施手术而引发皮肤损伤及烧伤。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明为了解决如上所述的问题而提出，本发明的目的在于提供一种高强度聚焦超声波装置，所述高强度聚焦超声波装置利用具有分离式匣盒的手持件主体，以缝合时连续留下针迹的方式，将超声波热量传导给目标层即SMAS层，使得外伤及疼痛达到最小，并且能够将聚集的超声波能量传导至皮表下SMAS层以拉紧皮肤的同时，使用激光来再生胶原蛋白，并且还可追加使用RF高频。
并且，本发明的目的在于提供一种高强度聚焦超声波装置，手术者即医生可以通过超声波变换用换能器的扫描部来获取手术对象的皮肤组织的坐标，通过设置准确的皮肤组织的位置坐标，以使能够利用放大功能实时确认准确的手术位置，由此，能够仅在准确的位置上实施手术而避免发生重复手术。
解决问题的技术方案
为了解决如上所述的目的，本发明提供一种高强度聚焦超声波装置，包括手持件，所述手持件包括：手持件主体，通过线与能够自由移动的移动主体电连接；一次性分离式匣盒，结合于所述手持件主体。所述手持件主体包括：激光发生器，以点阵方式传导能量，以促进胶原蛋白的合成；超声波变换用换能器，用于接收经由频率生成和功率放大过程后通过阻抗匹配产生的电能，并将所述电能转换为高强度聚焦超声波来进行照射，或者接收被反射的超声波；X-Y反射镜，一边在所述手持件主体内并行地进行前后运动及倾斜运动，一边依次形成排成一列的HIFU焦点，或者依次形成排成多列的HIFU焦点，或者依次形成排成圆形的焦点；冷却装置，用于向所述分离式匣盒供给冷却气体，以及放大装置，对被反射的超声波所形成的图像进行放大。所述分离式匣盒包括：冷却通道，用于注入冷却气体，以使所述冷却气体在所述分离式匣盒底面流动以降低温度，以及透明透射构件，用于支撑所述冷却通道，并贴紧于皮肤组织，以使激光和高强度聚焦超声波能够通过所述透明透射构件后到达皮肤。所述移动主体包括控制部、监控部、电源部。所述控制部包括超声波变换用换能模块、反射镜控制模块、冷却模块、坐标模块以及放大模块，所述超声波变换用换能模块控制超声波变换用换能器的频率生成和功率放大过程，并控制功率、频率、占空比、焦点大小以及脉冲反复频度，所述反射镜控制模块控制反射镜的X轴和Y轴的前后运动和倾斜运动，所述冷却模块在再次进行治疗时降低冷却装置的温度，所述坐标模块接收由超声波变换用换能器转换的坐标信息并确认当前进行的治疗部位，所述放大模块对被反射的超声波所形成的图像进行放大控制。所述监控部包括用于显示与手术者的手术相关的信息的显示器以及用于供手术者驱动或控制高强度聚焦超声波生成装置的触摸屏。所述电源部，提供高强度聚焦超声波的电源。
本发明还包括：扫描部，用于使所述控制部通过超声波变换用换能器来接收被反射的超声波，以确认当前进行治疗的治疗部位的形态及治疗位置；以及冷却装置驱动部，在对相同位置的皮肤再次进行治疗的情况下，降低冷却装置的温度。
本发明还包括坐标传感器，所述坐标传感器对所述手持件主体通过所述扫描部接收到的治疗部位的形态及治疗位置设置坐标；所述坐标传感器计算通过了所述透明透射构件的一列、多列、圆形排列的HIFU焦点的坐标，在新聚焦的HIFU焦点坐标与之前的HIFU焦点坐标一致的情况下，能够通过增加冷却气体的注入来防止烧伤的危险。
本发明在所述手持件主体还包括温度传感器；控制部实时接收所述温度传感器检测出的温度值，并实时判断冷却气体的温度是否处于适当的工作温度范围内，以控制冷却装置的温度。
本发明在所述透明透射构件上以激光透射的激光窗为中心设有供超声波透射的一对超声波窗，或者以所述激光窗为中心且以十字状设有两对所述超声波窗。
发明效果
如上所述，本发明中，即使输出高强度聚焦超声波而引发高热，使得手持件主体发生变形或故障，本发明通过将结构变更为能够将一次性分离式匣盒拆装起来的结构，来增加高强度聚焦超声波生成装置的维护费和使用时间，由此，能够将以廉价的美容为目的进行治疗的医疗消费者所承担的手术费用降低到合理水平。
并且，本发明通过缝制时连续留下针迹来使外伤及疼痛达到最小，并且在将聚集的超声波能量传导至皮表下3mm～4.5mm深度(SMAS层)以拉紧皮肤的同时，容易再生胶原蛋白，因此，无需如以往的手术般进行剖切，也能够有效地进行皮肤除皱。
并且，本发明可以同时使用激光，从而能够再生较多的胶原蛋白，由此，在进行皮肤手术时，无需剖切便能够有效地进行除皱，并且能够缩短与之对应的愈合时间。
并且，本发明采用了使匣盒贴紧皮肤的结构，即，冷却通道设置在贴紧皮肤的部位上，从而进一步靠近手术皮肤，进而能够防止皮肤烧伤。
并且，本发明作为防止手术皮肤烧伤的另一技术，手术者即医生可以通过超声波变换用换能器的扫描部来获取手术对象的皮肤组织的坐标，通过设置准确的皮肤组织的位置坐标，以使监控部能够利用放大功能来实时确认准确的手术位置，由此，能够仅在准确的位置实施手术而避免发生重复手术。
并且，本发明中，可以计算一列、多列、圆形排列的HIFU焦点的坐标，并判断新聚焦的HIFU焦点坐标与之前HIFU焦点坐标是否一致，由此，能够仅在准确的位置上实施手术而避免发生重复手术，从而防止皮肤烧伤，另外，通过存储手术患者的整体皮肤坐标信息并将其信息化，并且可以重复使用所述信息，从而能够实现系统性管理。
附图说明
图1是示出本发明的高强度聚焦超声波装置的整体结构的图。
图2是示出图1的细节结构的图。
图3是示出图2的手持件细节结构的图。
图4是用于说明本发明的一实施例的X-Y反射镜的工作方法的图。
图5是示出本发明的一实施例的分离式匣盒的透明透射构件的俯视图的图。
具体实施方式
为了充分地理解本发明，参照附图对本发明的优选实施例进行说明。本发明的实施例可以变形为多种形态，本发明的保护范围不应被限定为以下详细说明的实施例。本实施例为了向本领域的一般技术人员更加完整地说明本发明而提供。因此，附图中的要素的形状等可能会被放大呈现以加强说明的清楚性。应当注意的是，各附图中对于相同的构件赋予相同的附图标记。并且，对于可能会不必要地混淆本发明的要旨的公知功能及结构，将省去对其详细的说明。
如图1和图2所示，本发明包括：手持件主体100(handpiece)，通过线102与移动主体200电连接，所述移动主体200的前表面由大型触摸屏监视器220构成；一次性分离式匣盒150(cartridge)，结合于所述手持件主体100。由此，当输出高强度聚焦超声波而引发高热或寿命殆尽时，通过简单地更换分离式匣盒150来实现较好的经济性。
如图3所示，本发明的手持件主体100包括激光发生器101、超声波变换用换能器102(transducer)、X-Y反射镜103、冷却装置104以及放大装置105。移动主体200包括控制部250、监控部210、220、电源部260等。分离式匣盒150由透明透射构件151等构成，所述透明透射构件151能够使激光发生器101和超声波变换用换能器102中生成的光透射。
作为一例，所述分离式匣盒150可以由透明透射构件151和冷却软管110等构成，手持件主体100的一部分上形成的机械结合装置145和分离式匣盒150的一部分上与之对应形成的机械结合部的形状相互吻合，从而能够以机械方式相结合(凹凸形状结合)。
并且，构成分离式匣盒150的壳体的部分通常由导热塑料树脂制得。透明透射构件151位于壳体的底面，优选地，由导热性能优异的材质形成，从而使冷却通道155的冷却气体的冷气无法向外部排出。即，所述透明透射构件151由导热率比其他壳体面大的材质构成，其可以由多个透明金属的合金制得。
激光发生器101是用于产生激光的装置，所述激光发生器101以点阵(fractional)方式传导能量，以促进胶原蛋白的合成。
超声波变换用换能器102是一种接收经由频率生成和功率放大过程后通过阻抗匹配(impedance matching)产生的电能，并将该电能转换为高强度聚焦超声波来进行照射或者接收被反射的超声波的装置。
并且，超声波变换用换能器102在凹陷(Concave)的形状中产生超声波并将超声波聚焦到凹陷的中心点，在中心点上形成超声波的聚焦点。
如图3和图4所示，X-Y反射镜103一边在所述手持件主体内并行进行前后运动及倾斜(Tilting)运动，一边依次形成排成一列的HIFU焦点，或者依次形成排成多列的HIFU焦点，或者依次贯通分离式匣盒150的透明透射构件151形成排成圆形的焦点，并且侵入皮肤内3mm～4.5mm深度(SMAS层；d)。
由此，本发明通过缝制时连续留下针迹来使外伤及疼痛达到最小，并且在将聚集的超声波能量传导至皮表下3mm～4.5mm深度(SMAS层)以拉紧皮肤的同时，可以通过使用激光来再生胶原蛋白。
通过图3的X-Y反射镜103以线状分散激光和超声波，并在依次移动的过程中进行照射，从而能够以面状注入能量，使除皱效果达到最大。作为另一例，X、Y反射镜中的一个可以是激光反射镜，另一个可以是超声波反射镜。
图3中，当手术者即医生利用放大装置105的放大功能来对扫描部获取的手术对象的皮肤组织的影像进行放大时，能够清楚地看到准确的手术位置，从而实现更加顺畅的手术。
如图5所示，冷却装置104是一种利用冷却软管110向分离式匣盒150的圆柱形冷却通道155供给冷却气体，使得所述冷却气体在所述分离式匣盒底面流动，从而降低皮肤的温度的装置，虽然在附图中未详细示出，在透明透射构件151的表面，通过凿穿冷却通道155的一端来形成流入孔，在另一端形成流出孔，从而使冷却气体流通。
透明透射构件151是用于支撑所述冷却通道155且贴紧于皮肤组织的薄膜(film)，以使所述激光和高强度聚焦超声波能够通过所述透明透射构件151后到达皮肤，所述透明透射构件151的正面呈抛物线形状，因而能够对波长进行聚焦。
作为一例，图5分为：以激光窗153为中心设有一对超声波窗152的情形(a)，以及以激光窗153为中心以十字状设有两对超声波窗152的情形(b)，从而能够容易采用一列、多列、圆形排列的HIFU焦点来实施手术。
作为本发明的一实施例，控制部250包括超声波变换用换能模块、反射镜控制模块、冷却模块以及坐标模块。
作为一例，控制部250利用上述模块来控制所述频率生成和功率放大过程，控制超声波变换用换能器的功率、频率、占空比(Duty Cycle)、焦点大小以及脉冲反复频度、反射镜103的X轴和Y轴前后运动和倾斜运动，并控制冷却装置的温度，以实现除皱(lifting)即皮肤真皮层和纤维筋膜层(SMAS)中的皮肤组织即刻被凝固而向上提拉，并且使X-Y反射镜103将高强度聚焦超声波集中到焦点，以使能够将能量强度控制在预定J以下来实施手术。
控制部250接收由超声波变换用换能器102转换的坐标信息并确认当前进行的治疗部位，当再次实施治疗时，降低冷却装置的温度。
除此之外，移动主体200包括：监控部210、220，包括用于显示手术者的手术相关的信息的显示器以及用于供手术者驱动或控制高强度聚焦超声波生成装置的触摸屏；以及电源部260，用于供给高强度聚焦超声波电源。本发明的手持件主体100还包括坐标传感器(未图示)，所述坐标传感器计算通过了所述透明透射构件的一列、多列、圆形排列的HIFU焦点的坐标，在新聚焦的HIFU焦点坐标与之前HIFU焦点坐标一致的情况下，能够通过增加冷却气体的注入来防止烧伤的危险。
即，所述坐标传感器可对所述手持件主体通过所述扫描部接收到的治疗部位的形态及治疗位置设置坐标。
本发明还可包括：扫描部，用于使所述控制部250通过超声波变换用换能器来接收被反射的超声波，以确认当前进行的治疗部位的形态及治疗位置；以及冷却装置驱动部，对相同位置的皮肤再次进行治疗的情况下，用于降低冷却装置的温度。
并且，本发明中，手术者即医生可以通过超声波变换用换能器的扫描部获取手术对象的皮肤组织的坐标，通过设置准确的皮肤组织的位置坐标，以使监控部210、220受到控制部的放大模块的控制而利用放大功能来实时确认准确的手术位置，由此，能够仅在准确的位置上实施手术而避免发生重复手术。
作为一例，可以存储扫描部传送的整体皮肤坐标信息并将其信息化，并且可以重复使用所述信息，因此，即使经过了很长期间，也能够判断之前手术过的一列、多列、圆形排列的HIFU焦点坐标和新聚焦的HIFU焦点坐标是否一致，从而能够实现整体皮肤手术的系统性管理。
如上所述，根据本发明的结构，由于能够引导基于超声波的皮肤组织内部的精确凝固，在实施除皱的皮肤科手术时增大稳定性。
并且，本发明的一实施例中追加有温度传感器，其中，由温度传感器检测出的温度值会实时传送给控制部250，从而控制部250能够实时判断冷却气体的温度是否处于适当的工作温度范围内。作为一例，温度传感器可以设置于分离式匣盒。
在所述分离式匣盒可还追加贴附有RF(Radio Frequency，射频)板(未图示)，所述RF板用于产生RF高频以分解脂肪。
并且，当在本发明的一实施例中追加的RF板上产生RF高频时，构成皮肤组织的细胞分子的离子在RF交流电流的作用下产生分极现象，使得正(+)电荷被吸引至阴极，负(-)电荷被吸引至阳极，此时，皮肤组织内产生焦耳(Joul)热。
利用如上所述的结构，本发明中，即使输出高强度聚焦超声波而引发高热，使得手持件主体100发生变形或故障，通过将结构变更为能够将包括匣盒150的冷却通道155等的一次性分离式匣盒150拆装起来的结构，来增加高强度聚焦超声波生成装置的维护费和使用时间，由此，能够将以廉价的美容为目的进行治疗的医疗消费者所承担的手术费用降低到合理水平。
并且，本发明通过缝制时连续留下针迹来使外伤及疼痛达到最小，并且在将聚集的超声波能量传导至皮表下3mm～4.5mm深度(SMAS层)以拉紧皮肤的同时，容易再生胶原蛋白，因此，无需如以往的手术般进行剖切，也能够有效地进行皮肤除皱。
并且，本发明中，可以同时使用通过激光发生器101生成的激光，从而能够再生较多的胶原蛋白，由此，在进行皮肤手术时，无需剖切便能够有效地进行除皱，并且能够缩短与之对应的愈合时间。
并且，本发明采用了使匣盒贴紧皮肤的结构，即，利用冷却软管110供给冷却气体的分离式匣盒150的冷却通道155设置在贴紧皮肤的部位上，从而进一步靠近手术皮肤，进而能够防止皮肤烧伤。
并且，本发明中，手术者即医生可以通过超声波变换用换能器的扫描部来获取手术对象的皮肤组织的坐标，通过设置准确的皮肤组织的位置坐标，以使监控部能够利用放大功能来实时确认准确的手术位置，由此，能够仅在准确的位置上实施手术而避免发生重复手术。
并且，本发明中，可以计算一列、多列、圆形排列的HIFU焦点的坐标，并判断新聚焦的HIFU焦点坐标与之前HIFU焦点坐标是否一致，由此，能够仅在准确的位置上实施手术而避免发生重复手术，从而防止皮肤烧伤，另外，通过扫描部存储手术患者的整体皮肤坐标信息并将其信息化，并且可以重复使用所述信息，从而能够实现系统性管理。

Claims (5)

1.一种高强度聚焦超声波装置，包括手持件，
所述手持件包括：
手持件主体，通过线与能够自由移动的移动主体电连接，
一次性分离式匣盒，结合于所述手持件主体；
所述手持件主体包括：
激光发生器，以点阵方式传导能量，以促进胶原蛋白的合成，
超声波变换用换能器，用于接收经由频率生成和功率放大过程后通过阻抗匹配产生的电能，并将所述电能转换为高强度聚焦超声波来进行照射，或者接收被反射的超声波，
X-Y反射镜，一边在所述手持件主体内并行地进行前后运动及倾斜运动，一边依次形成排成一列的HIFU焦点，或者依次形成排成多列的HIFU焦点，或者依次形成排成圆形的HIFU焦点，
冷却装置，用于向所述分离式匣盒供给冷却气体，以及
放大装置，对被反射的超声波所形成的图像进行放大；
所述分离式匣盒包括：
冷却通道，用于注入冷却气体，以使所述冷却气体在所述分离式匣盒底面流动以降低温度，以及
透明透射构件，用于支撑所述冷却通道，并贴紧于皮肤组织，以使激光和高强度聚焦超声波能够通过所述透明透射构件后到达皮肤；
所述移动主体包括控制部、监控部、电源部，
所述控制部包括超声波变换用换能模块、反射镜控制模块、冷却模块、坐标模块以及放大模块，
所述超声波变换用换能模块控制超声波变换用换能器的频率生成和功率放大过程，并控制功率、频率、占空比、焦点大小以及脉冲反复频度，
所述反射镜控制模块控制反射镜的X轴和Y轴的前后运动和倾斜运动，
所述冷却模块在再次进行治疗时降低冷却装置的温度，
所述坐标模块接收由超声波变换用换能器转换的坐标信息并确认当前进行的治疗部位，
所述放大模块对被反射的超声波所形成的图像进行放大控制，
所述监控部包括用于显示与手术者的手术相关的信息的显示器以及用于供手术者驱动或控制高强度聚焦超声波生成装置的触摸屏，
所述电源部提供高强度聚焦超声波的电源。
2.根据权利要求1所述的高强度聚焦超声波装置，其中，
还包括：
扫描部，用于使所述控制部通过超声波变换用换能器来接收被反射的超声波，以确认当前进行治疗的治疗部位的形态及治疗位置；以及
冷却装置驱动部，在对相同位置的皮肤再次进行治疗的情况下，降低冷却装置的温度。
3.根据权利要求1或2所述的高强度聚焦超声波装置，其中，
还包括坐标传感器，所述坐标传感器对所述手持件主体通过所述扫描部接收到的治疗部位的形态及治疗位置设置坐标；
所述坐标传感器计算通过了所述透明透射构件的一列、多列、圆形排列的HIFU焦点的坐标，在新聚焦的HIFU焦点坐标与之前的HIFU焦点坐标一致的情况下，能够通过增加冷却气体的注入来防止烧伤的危险。
4.根据权利要求1所述的高强度聚焦超声波装置，其中，
所述手持件主体还包括温度传感器；
控制部实时接收所述温度传感器检测出的温度值，并实时判断冷却气体的温度是否处于适当的工作温度范围内，以控制冷却装置的温度。
5.根据权利要求1所述的高强度聚焦超声波装置，其中，
在所述透明透射构件上，以激光透射的激光窗为中心设有供超声波透射的一对超声波窗，或者以所述激光窗为中心且以十字状设有两对所述超声波窗。
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