CN111918700B - 低能声脉冲装置 - Google Patents

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Abstract

描述了用于产生声能脉冲并将其递送到体内的装置。所述装置包括用于产生声能脉冲的发生器，所述声能脉冲具有能量密度场，所述能量密度场可以在具有大于或等于2cm的长度和一定直径的假想圆柱体形状的空间内的所有点处被测量。圆柱体形状的空间具有相对于能量脉冲的纵轴以从零到二十度范围内的角定向的圆柱体纵轴。圆柱体形状的空间内所有位置处的脉冲的最小能量密度至少是该空间内脉冲处的最大能量密度的50％。

Description

低能声脉冲装置
技术领域
本发明涉及低能声脉冲(LEAP)治疗领域。更具体地，本发明涉及使用LEAP疗法的泌尿系统的治疗，甚至更具体地涉及女性尿道的治疗。
背景技术
声脉冲疗法的一种已经建立的形式(体外冲击波疗法)被用于物理疗法、整形外科、泌尿科和心脏病学。冲击波是机械能的突然的高振幅脉冲，类似于声波。冲击波最初在医学中用于通过使用称为碎石术的操作破碎肾结石。这是声脉冲疗法的高强度应用，用于破裂和破坏肾结石。
LEAP疗法使用比传统冲击波低得多的能量形式的声脉冲，并且可以被施加用于治疗组织，而不是破坏它们。当前有多种形式的LEAP治疗设备(device)，但是仍然持续需要适合于要对其施加疗法的特定应用的LEAP装置(apparatus)。特别地，需要LEAP装置，其可以将相对均匀量的声脉冲能量递送到整个目标组织。
Spector等人的美国专利申请公开号2012/0239055 A1公开了一种用体外冲击波治疗女性骨盆底和会阴器官的方法。尽管在潜在用途的长列单中提到了尿失禁的治疗方法，但没有针对成功完成这种治疗的具体教导。此外，通常，冲击波产生设备可以穿过阴道腔(vaginal canal)插入以治疗尿道综合症。这使阴道腔暴露于体外冲击波，这可能导致其受损或其他非计划中的后果，包括但不限于疼痛。更进一步地，冲击波设备产生焦点(focal)区，从而以基本上不同的水平将冲击波能量施加到被治疗的目标组织的不同部分。另外，作为聚焦设备(focused device)，Spector等人的设备将需要沿着阴道腔的长度从多个不同位置施加冲击波，因为该波宽度仅足以从阴道腔内的每个施加位置施加至尿道的一小部分。由于不同患者之间阴道腔的尺寸和几何形状存在固有差异，因此还需要调整Spector等人的探针的尺寸以适应不同尺寸的阴道腔。阴道腔小于探针最小可行尺寸的患者根本无法接受治疗。
Warlick等人的美国申请公开号2014/0330174 A1公开了一种治疗由于使用手术网的并发症而引起发炎或受损的阴道组织的方法，所述方法包括发射可以是会聚、发散、平面或接近平面的声波。Warlick等人的设备使用具有电动液压设备的抛物面反射器以提供发散的、平面的或接近平面的波型。但是，本发明人的观察结果是，具有抛物线反射的电动液压设备不产生平面波。Warlick等人没有针对通过所示的任何实施方案产生的能量场的尺寸或形状的具体描述，也没有关于期望的或适当的能量场将是什么样的任何教导。此外，如果目标部位是经受手术操作的阴道组织或器官(所述手术操作暴露体腔内的至少一些(如果不是全部)组织或器官)，则目标部位可能使得患者或产生源必须相对于该部位重新定向，可以施用第二、第三或更多治疗剂量。因此，由于不能通过施加来自单个位置的冲击波来捕获全部显著体积的目标部位，因此这使该操作变得复杂并且还增加了操作所需的费用。还公开了美国申请公开号2014/0330174 A1的方法的主要优点是它是常规医疗操作的补充。没有公开仅通过所述方法治疗女性尿失禁。所述方法主要针对早期预防疗法，以在暴露于发生的退化性状态之前刺激组织或器官塑造并将其维持在可接受的范围内。例如，这被公开在预防与年龄有关的并发症方面很有价值，该并发症源自随后筛网的植入。冲击波可以在皮肤表面被发射通过会阴组织，并指向于阴道组织或骨盆器官，进入骨盆腔。可替代地，可以经由可以发射球面波或平面波的阴道探针来施用冲击波。可以简单地使该阴道探针被指向与要治疗的阴道组织接触。无论采用哪种方法，发射的波都指向阴道组织或骨盆器官。从阴道或会阴位置沿着尿道的长度的尿道治疗将需要冲击波发射器的多个位置，并且阴道入路(approach)将遭受与上述相同的尺寸缺陷。
Cioanta等人的美国专利9,161,768公开了具有相反应用的体外冲击波设备。例如，公开了具有细长形状和多个放电点的长反射器。冲击波将要达到的穿透深度将决定反射器形状的深度，所述深度对于浅表应用来说可以是浅的，而对于焦点在人体内部很深的应用则可以很深。在每种情况下，冲击波都是聚焦的，不会向目标组织递送相对均匀量的能量。
MTS Shockwave Technology和Lithotripsy的DERMAGOLD和ORTHOGOLD探针的施用器(applicator)信息显示了根据电动液压原理产生冲击波的探针的波形。甚至那些被称为“未聚焦”的波形(例如，手册第2页上的OP155波形)也被聚焦到一定程度，如波形中部的红色呈色所表示，在波形的剩余部分中黄色呈色包围了该红色呈色。由于波形缺乏均匀性，以及波形无法在足够的功率水平下针对足够的长度获得足够的宽度，这些设备不足以从单个治疗位置对女性尿道进行治疗性处理，其原因在于女性尿道的直径(包括尿道括约肌)和长度分别平均为约16mm和4cm。尽管DERMAGOLD/>装置的波形包括14mm、16mm和更大的焦点直径(focal diameter)，但是这些波形是不均匀的，因为它们沿波形的中心轴更加集中，并且波形的整个宽度没有延伸超过4cm的长度。这些波形不能有效地包围尿道和尿道括约肌足以用于治疗女性尿道。此外，实现15mm-16mm的焦点直径、即0.12-0.13mJ/mm2所需的能量通量密度(EFD)水平太高，以至于接受在女性尿道区域中的治疗的患者无法忍受。随着EFD水平的降低，DERMAGOLD/>装置的波形的焦点直径也减小，因此包围尿道和尿道括约肌的能力甚至更低。仍然需要针对穿过能量场的能级均匀性的改进，所述能量场在包括要对其施加疗法的目标组织的空间上。
仍然需要一种改进的装置，所述装置将适当能级的LEAP施加到目标组织，并将其更均匀地施加在目标组织上。
仍然需要一种改进的装置，所述装置经由LEAP向目标组织施加期望量的能量，同时使施加到与目标组织相邻的组织的能量的量最小化。
仍然需要一种改进的装置，所述装置可以通过仅从一个位置施加LEAP而获得治疗结果，而无需重新放置装置或患者并重新施加LEAP。
仍然需要一种改进的装置，所述装置可以通过沿女性尿道的长度仅从一个位置施加LEAP来而获得治疗结果，从而有效地治疗女性尿失禁，而无需重新放置装置或患者以及从第二个位置或另外的位置重新施加LEAP，并且其中所施加的LEAP处于产生最大能量通量密度的功率水平，所述最大能量通量密度被施加至目标组织并且是患者可以耐受的，从而不会产生无法忍受的疼痛或组织损伤。
仍然需要对使用者更友好并且更易于使用者操作(包括靶向性能和施加疗法)的装置。
发明内容
本发明提供了用于产生和递送低能声脉冲(LEAP)的装置和方法。在本发明的一个方面中，用于产生声能脉冲的装置包括：发生器(generator)，其用于产生具有能量密度场的声能脉冲，所述能量密度场可以在具有大于或等于2cm的长度和一定直径的假想圆柱体(imaginary cylinder)形状的空间内的所有点处被测量；其中，圆柱体形状的空间具有近端、远端和圆柱体纵轴，所述圆柱体纵轴相对于声能脉冲的纵轴以从零到二十度范围内的角定向。所述近端位于距所述发生器第一距离处，所述远端位于距所述发生器第二距离处，其中所述第一距离小于所述第二距离；并且其中在圆柱体形状的空间内所有位置处的脉冲的最小能量密度至少是在空间内脉冲的最大能量密度的50％。
在至少一个实施方案中，最大能量密度在0.005mJ/mm2至0.025mJ/mm2的范围内，并且直径在10mm至18mm的范围内。
在至少一个实施方案中，最大能量密度在大于0.025mJ/mm2至0.04mJ/mm2的范围内，并且直径大于11mm。
在至少一个实施方案中，最大能量密度在大于0.04mJ/mm2至0.05mJ/mm2的范围内，并且直径大于12mm。
在至少一个实施方案中，最大能量密度在大于0.05mJ/mm2至0.08mJ/mm2的范围内，并且直径大于13mm。
在至少一个实施方案中，最大能量密度在从0.08mJ/mm2至0.11mJ/mm2的范围内，并且直径大于15mm。
在至少一个实施方案中，所述装置包括壳体，并且发生器的至少一部分被包含在所述壳体内，其中壳体与圆柱体的纵轴正交的最小尺寸小于或等于175mm。
在至少一个实施方案中，近端位于距发生器的表面的不超过100mm的位置，从所述表面递送声能脉冲。
在至少一个实施方案中，圆柱体的长度大于或等于3cm。
在至少一个实施方案中，声能脉冲包括发散或平面声脉冲。
在至少一个实施方案中，声能脉冲是声冲击波脉冲。
在至少一个实施方案中，声脉冲是电磁产生的。
在至少一个实施方案中，圆柱体形状的空间与声能脉冲的纵轴同轴。
在本发明的另一方面，递送声能脉冲的方法包括：提供声能脉冲产生装置(generating apparatus)；从声能脉冲产生装置产生声能脉冲并递送声能脉冲；其中声能脉冲具有能量密度场，所述能量密度场可以在具有大于或等于2cm的长度和一定直径的假想圆柱体形状的空间内的所有点处被测量；其中，圆柱体形状的空间具有近端、远端和圆柱体纵轴，所述圆柱体纵轴相对于声能脉冲的纵轴以从零到二十度范围内的角定向。所述近端位于距所述产生装置第一距离处，所述远端位于距所述产生装置第二距离处，其中所述第一距离小于所述第二距离；并且其中在圆柱体形状的空间内所有位置处的脉冲的最小能量密度至少是在空间内脉冲的最大能量密度的50％。
在至少一个实施方案中，最大能量密度在从0.009mJ/mm2至0.044mJ/mm2的范围内，并且直径大于12mm。
在至少一个实施方案中，本文中所述最大能量密度在从0.009mJ/mm2至0.044mJ/mm2的范围内，并且直径在从10mm至18mm的范围内。
在至少一个实施方案中，最大能量密度在大于0.044mJ/mm2至0.07mJ/mm2的范围内，并且直径大于13mm。
在至少一个实施方案中，最大能量密度在大于0.07mJ/mm2至0.088mJ/mm2的范围内，并且直径大于14mm。
在至少一个实施方案中，最大能量密度在大于0.088mJ/mm2至0.14mJ/mm2的范围内，并且直径大于17mm。
在至少一个实施方案中，声能脉冲产生装置包括至少部分地围绕声能脉冲发生器的壳体，其中，壳体与声能脉冲的纵轴正交的最小尺寸小于或等于175mm。
在至少一个实施方案中，圆柱体形状的空间的近端位于距声能脉冲源不超过100mm的位置。
在至少一个实施方案中，圆柱体长度大于或等于3cm。
在至少一个实施方案中，声能脉冲包括声冲击波脉冲。
在至少一个实施方案中，声能脉冲是发散的或平面的。
在至少一个实施方案中，圆柱体形状的空间与声能脉冲的纵轴同轴。
在本发明的另一方面，将声能脉冲递送到体内的方法包括：提供声能脉冲产生装置；以及使声能脉冲产生装置与身体接触；产生声能脉冲并将声能脉冲递送到体内；其中声能脉冲具有能量密度场，所述能量密度场可以在具有大于或等于2cm的长度和一定直径的假想圆柱体形状的空间内的所有点处被测量；其中，圆柱体形状的空间具有近端、远端和圆柱体纵轴，所述圆柱体纵轴相对于声能脉冲的纵轴以从零到二十度范围内的角定向；所述近端位于距所述产生装置第一距离处，所述远端位于距所述产生装置第二距离处，其中所述第一距离小于所述第二距离；并且其中在圆柱体形状的空间内所有位置处的脉冲的最小能量密度至少是在空间内脉冲的最大能量密度的50％。
在至少一个实施方案中，最大能量密度在从0.009mJ/mm2至0.044mJ/mm2的范围内，并且直径大于12mm。
在至少一个实施方案中，最大能量密度在大于0.044mJ/mm2至0.07mJ/mm2的范围内，并且直径大于13mm。
在至少一个实施方案中，最大能量密度在大于0.07mJ/mm2至0.088mJ/mm2的范围内，并且直径大于14mm。
在至少一个实施方案中，最大能量密度在大于0.088mJ/mm2至0.14mJ/mm2的范围内，并且直径大于17mm。
在至少一个实施方案中，近端接触身体的表面，并且远端在身体内。
在至少一个实施方案中，声能脉冲沿着女性身体尿道的长度纵向地施加。
在至少一个实施方案中，声能脉冲包括声冲击波脉冲。
在至少一个实施方案中，声冲击波脉冲是发散的或平面的。
在至少一个实施方案中，接触包括阴唇内(intra-labially)接触身体，并且其中圆柱体形状的空间在治疗上包围成年女性人类的尿道括约肌的至少一部分。
在至少一个实施方案中，接触包括使装置接触身体的会阴。
在至少一个实施方案中，接触包括使装置接触身体的肛门。
在至少一个实施方案中，所述方法还包括将设备安装到稳定系统。
在至少一个实施方案中，稳定系统以预定量的力维持装置与身体接触。
在至少一个实施方案中，圆柱体形状的空间与声能脉冲的纵轴同轴。
在本发明的另一方面，治疗女性患者的尿道的方法包括：提供声能脉冲产生装置；使声能脉冲产生装置与尿道的末端接触或相邻而与患者的身体接触；产生声能脉冲并在沿着尿道长度的方向上将声能脉冲递送到体内。
在至少一个实施方案中，仅从尿道的末端治疗尿道。
在至少一个实施方案中，声能脉冲具有能量密度场，所述能量密度场的尺寸设置为在治疗上包围患者的尿道括约肌；并且能量密度场被配置为提供用于治疗尿道括约肌的治疗有效水平的能量密度。
在至少一个实施方案中，其中最小能量密度至少是最大能量密度的50％的能量密度场的第一体积包括尿道括约肌的至少百分之三十的第二体积。
在至少一个实施方案中，第二体积中的最大能量密度小于或等于0.11mJ/mm2。
在至少一个实施方案中，最大能量密度小于或等于0.09mJ/mm2。
在至少一个实施方案中，最大能量密度的值在约0.005mJ/mm2至约0.035mJ/mm2的范围内。
在至少一个实施方案中，最大能量密度的值在约0.035mJ/mm2至约0.07mJ/mm2的范围内。
在至少一个实施方案中，声能脉冲包括声冲击波脉冲。
在至少一个实施方案中，声冲击波脉冲是发散的或平面的。
在本发明的另一方面，用于产生声能脉冲以递送到活体内的装置包括：壳体，其包括开口和纵轴，其中，所述纵轴延伸穿过所述开口；声能脉冲发生器，其中声能脉冲发生器的至少一部分被包含在壳体内；和接触部，其被配置为与活体接触或相邻，并且被定位成使得由声能脉冲发生器产生的声能脉冲穿过接触部；其中，声能脉冲发生器被配置为产生和在沿着尿道的长度的方向沿着活体的尿道递送声能脉冲，所述声能脉冲被配置为产生治疗结果。
在至少一个实施方案中，声能脉冲发生器包括声冲击波发生器，并且声能脉冲包括声冲击波脉冲。
通过阅读下面更全面描述的装置、系统和方法的细节，本发明的这些和其他特征对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
在随后的详细描述过程中，将参考附图。这些附图示出了本发明的不同方面，并且在适当时，在不同附图中示出相似结构、部件、材料和/或元件的附图标记被相似地标记。应当理解，与具体示出的不同的结构、部件、材料和/或元件的各种组合是可以预期的，并且在本发明的范围内。
图1说明了成年女性人类的尿道括约肌相对于尿道、膀胱、骨盆底肌肉和尿道开口的位置。
图2A是根据本发明的实施方案的低能量声脉冲(冲击波)LEAP装置的透视图。
图2B和2C是图2A的装置的前视图和后视图。
图2D是2A-2C的装置的显示器(display)的更详细视图。
图3A是根据本发明的实施方案的探针的一部分的剖视图的示意图。
图3B是根据本发明的实施方案的探针的侧视图。
图3C是根据本发明的实施方案的图3B的探针的部件的分解图。
图3D是图3B的探针的局部分解图。
图3E示出了根据本发明的实施方案的在驱动器的顶侧(top side)上完全涂覆有涂层的驱动器的俯视图。
图3F是根据本发明另一实施方案的探针的侧视图。
图3G是图3F的探针的部件的分解图。
图3H是图3F的探针的纵向截面图。
图4A是根据本发明的实施方案的发射低能量声脉冲的探针的示意图。
图4B示出了根据本发明的实施方案的四个不同能级设置(settings)的能量密度(沿中心轴)。
图4C在横平面中示出了根据本发明的实施方案的施加到女性患者的由图4A的实施方案中的探针发射的能量场的示意图。
图4D是图4C所示的示意图的局部放大图，另外示出了叠加在能量密度场上的圆柱体。
图4E是图4C所示的患者的LEAP治疗的矢状面示意图。
图5示出了由根据本发明的实施方案的探针发射的能量场的图。
图6示出了由根据本发明的实施方案的探针发射的能量场的图。
图7示出了由根据本发明的实施方案的探针发射的能量场的图。
图8示出了图5-7的50％包络线(envelope)和圆柱体的覆盖图(overlay)。
图9示出了根据本发明的实施方案的与稳定系统组合的LEAP系统。
图10示出了根据本发明的实施方案的LEAP系统，其中安装臂被集成到推车中。
图11示出了根据本发明的实施方案的稳定机构。
图12示出了根据本发明的实施方案的向男性患者的会阴施加探针以治疗尿失禁。
图13示出了根据本发明的实施方案，使探针的柔性隔膜(flexible diaphragm)接触女性患者的肛门以治疗肛门括约肌和/或直肠。
图14示出了根据本发明的实施方案，使探针的柔性隔膜接触男性患者的肛门以治疗肛门括约肌和/或直肠。
发明详述
在描述本发明的装置和方法之前，应当理解，本发明不限于所描述的特定实施方案，因为它们当然可以变化。还应理解，本文中使用的术语仅出于描述特定实施方案的目的，而无意于限制本发明，因为本发明的范围仅由所附权利要求书限制。
在提供值的范围的情况下，应理解的是，除非上下文另外明确指出，也等同于具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值，至下限单位的十分之一。在陈述的范围内的任何陈述的值或中间值与该陈述的范围内的任何其他陈述的值或中间值之间的每个较小范围都包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括在该范围内或从该范围被排除，并且上限和下限中的任一个或两个都包含或不包含在前述较小范围内的每个范围也包括在本发明之内，但以陈述的范围中任何明确排除的限值为准。当陈述的范围包括一个或两个限值时，排除那些所包括的限值中的一个或两个的范围也包括在本发明中。
除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。尽管类似于或等同于本文描述的那些方法和材料的任何方法和材料都可以用于本发明的实践或测试中，但是现在描述优选的方法和材料。本文提及的所有出版物通过引用并入本文，以公开和描述与引用出版物有关的方法和/或材料。
必须注意，如本文和所附权利要求书中所使用的，单数形式的“一个”，“一种”和“所述”包括复数指示物，除非上下文另外明确指出。因此，例如，对“脉冲”的提及包括多个这样的脉冲，而对“源”的提及包括对本领域技术人员已知的一个或多个源及其等同形式的提及，等等。
本文所讨论的出版物仅针对其在本申请的提交日期之前的公开而提供。提供的公开日期可能与实际公开日期有所不同，实际公开日期可能需要独立确认。
定义
如本文所用，“声能脉冲”或“声脉冲”是指声压缩波，其是具有初始压缩阶段以及紧随其后的初始稀疏阶段的脉冲，其中i)压缩阶段的压力首次增加到该阶段的峰值压力的10％的时间直到稀疏阶段的负压下降到该阶段的峰值负压的10％的时间的间隔不超过12微秒；ii)初始压缩阶段的峰值压力至少是2.5兆帕斯卡(MPa)；iii)稀疏阶段的峰值负压的绝对值不超过压缩阶段的峰值正压的85％。例如，声能脉冲可以是声冲击波脉冲；由撞击装置(percussion device)通过高速将抛射体加速到目标中以治疗活体组织而产生的脉冲，其中，抛射体的最大宽度尺寸(正交于加速方向)小于或等于4cm，这样的脉冲通常称为弹道或径向冲击波，或具有上述声能脉冲特征的任何其他脉冲。
如本文所使用的，“声冲击波”是指声能脉冲，其移动的速度快于它们在其中传播的介质中的局部声速。
在空间中的点处的“能量通量密度”或“EFD”被定义为在单个声能脉冲(通过每单位横截面积正交于脉冲传播方向的点)中包含的能量的量。以mJ/mm2测量。本文中提到的所有EFD测量值都是根据声脉冲通过水时的压力测量值计算得出的。用位于空间中的点的水听器(hydrophone)测量在水槽中时间和空间中的点的脉冲压力。水听器发射的电压随水压随时间而变化。通过应用水听器的电压/压力关系，将电压信号数字化并转换为压力曲线。根据国际电工委员会(IEC)标准61846:1998的公式7.2.3，通过积分压力曲线随时间的平方来计算脉冲的EFD，如下所示：
在空间点(x，y，z)上，其中z，y和z是空间点的三维坐标：
EFD(x,y,z)＝1/Z∫Tρ2(x,y,z,t)dt (1)
其中EFD是能量通量密度，单位为J/m2。将式1中获得的EFD值转换为单位为mJ/mm2的值，可以通过除以1000来进行；
Z是表征介质(例如水，针对本申请而言)的声阻抗的因子，以PA-sec/m为单位，其中Z等于介质的密度乘以介质中声速；
应当说明进行积分的时间限值(temporal limits)T，可以是TP或TT，其中：TP＝正声压第一次超过其最大值的10％至正声压第一次降低低于最大值的10％的时间；并且TT＝压力脉冲波形的绝对值(模数)第一次超过其最大值的10％至压力脉冲波形的绝对值最后一次降低低于其最大值的10％的时间；
ρ＝瞬时声压，以Pa为单位；和
t＝时间，以秒为单位。
此处关于本发明公开的装置的所有EFD值均基于来自三个水听器的测量值。采用制造商指定的灵敏度，使用Mueller-Platte 100-100-1 PVDF针形探针(MuellerInstruments，Oberursel，德国)得出初始压力曲线。采用IEC 61846:1998的公式7.2.3(其中T＝TT)来计算EFD。将探针电压转换为压力时未进行频率响应调整。使用制造商指定的频域调整，使用ONDA HFO光纤水听器和ONDA HNR陶瓷水听器(均来自美国加利福尼亚州桑尼维尔的Onda Corporation)，在选定的参考点处得出其他压力曲线。通过应用IEC 61846:1998的公式7.2.3(其中T＝TP)将这些压力曲线转换为EFD，这是工业实践。两个ONDA水听器的参考EFD值基本一致，但比Mueller-Platte水听器的值高175％。这归因于Mueller-Platte水听器在较低频率下的低灵敏度，这导致对于由本文公开的装置产生的脉冲类型的压力低估。来自Mueller-Platte水听器的所有EFD值均增加了175％，从而纠正了压力低估。
如本文所用，“低能声脉冲”(“LEAP”)疗法是指包括施加具有相对低的能量的一个或多个声能脉冲以治疗组织的治疗。在此，“相对低的能量”被定义为处于从0.008/mm2至0.4mJ/mm2的EFD范围内。
“能量密度场”是指声能脉冲与EFD值一起在空间内的所有点处传播通过的空间。
如本文所用，“圆柱体”是指用于计算或定义由声能脉冲发生器产生的能量场的一部分的假想圆柱体。因此，假想圆柱体被描述为填充了能量场的特定体积部分。优选地，圆柱体的中心纵轴与声能脉冲的纵轴同轴或尽可能地与之同轴，但是可以定向成使得圆柱体纵轴在相对于声能脉冲的纵轴零到二十度的范围内。
如本文所用，“治疗”或“处理”是指施加低能量声能的一个或多个脉冲以促进被治疗的目标组织的重建、再生、加强和/或恢复至正常功能状态或与治疗前所述目标组织状态相比更接近正常功能的状态。
如本文所用，“治疗结果”或“成功的治疗结果”是指被治疗的目标组织重建、再生、加强和/或恢复的改进，例如与治疗之前的任何上述特征相关的值相比至少30％的改进。对于UI的治疗，一种测量治疗结果的非限制性方法是二十四小时护垫测试，其中指示患者在治疗之前佩戴护垫二十四小时，并在二十四小时后称重护垫，将其与干燥的护垫的重量进行比较，以确定泄漏的尿的重量。治疗后，执行相同的操作，将治疗后护垫中尿的重量与治疗前护垫中尿的重量进行比较，以确定差异。然后，可以通过将尿重量差除以治疗前尿重量再乘以100来计算改进百分比。或者，一小时的护垫测试包括让患者喝预定体积的水，然后在预定的时间段、通常约一个小时剧烈运动。可以在治疗前和治疗后执行此操作，并根据治疗前和治疗后的尿垫确定尿重量，从而以与二十四小时测试相同的方式计算出百分比改进。应注意的是，确定治疗效果的测量决不限于这两种技术，因为它们仅作为示例提供。当然，这些测试甚至不适用于尿道以外的组织或器官的治疗。如本文所用，在二十四小时或一小时测试中在治疗前和治疗后护垫之间尿重量减少至少30％将是“治疗结果”或“成功的治疗结果”。
“治疗有效的”是指具有足以在治疗患者时提供成功的治疗结果的特征的治疗。
“在治疗上包围”是指以足以导致对目标组织器官的治疗有效治疗的能量场完全包围目标组织或器官或者包围目标组织或器官的至少一部分。
“尿失禁”(“UI”)定义为尿的不自主性渗漏。有两种基本类型的UI：压力性尿失禁和急迫性尿失禁。压力性尿失禁(“SUI”)是由于在锻炼、性交、咳嗽期间或通过使骨盆器官下垂而向膀胱施加压力时，尿道括约肌不能保持尿道闭合而引起的。急迫性尿失禁(“UUI”)是由膀胱肌肉的不自主收缩引起的。
如本文所使用的，当将“未聚焦”应用于由声能设备产生的能量场时，是指其中EFD在远离声能产生源的每个方向上减小的或恒定的能量场。
发明详述
当LEAP以适当的能级、频率和持续时间施加时，它们可以刺激新组织的生长，从而修复和再生受损和患病的组织/器官。本发明涉及用于产生LEAP的适当的能级、频率和持续时间并将其递送到目标组织以实现目标组织的修复和/或再生的专用装置和方法。
当根据本文提供的细节使用时，本发明的方法和装置激活存在于体内几乎每个软组织中的天然存在的干细胞和祖细胞。一旦激活，干细胞和祖细胞开始分裂并分化为新的成体细胞，就像它们在正常的生长和愈合过程中一样。干细胞疗法被认为是医学上最有希望的领域之一。然而，常规方法需要对干细胞进行组织去除、酶消化、分离以及将其重新植入体内。这些操作困难重重，临床成功有限。本装置和方法可以有效地无创、安全、相对无痛地并且以传统干细胞疗法成本的一小部分实现干细胞疗法的潜力。
能级、频率和持续时间的组合的治疗范围对于各种类型的组织是特定的。对于特定类型的组织而言，太低的组合值(因此低于治疗范围)在施加于组织时不导致干细胞和祖细胞的期望激活，而太高(因此高于治疗范围)的组合值可以引起组织损伤。
LEAP疗法代表了治疗损伤和退行性疾病的新方法，因为它可以无创、安全且无痛苦地利用人体的先天修复机制。不需要药物、针头、植入物或侵入性手术。如本发明方法所述，用于将治疗范围内的LEAP疗法施加于目标组织的根据本发明的装置可以有效、安全且廉价地治疗身体的损伤和退行性疾病。
可以被施加本发明以治疗尿失禁(UI)，例如SUI和/或UUI。
关于女性UI，流行病学研究表明，所有成年女性中约1/3(约3900万美国女性)经历某种形式的UI。发病率随年龄增长而增加，尽管年轻妇女通常在分娩后经历UI。UI会根据病况的严重程度不同程度地影响女性的生活。至少这是一个麻烦和不便之处。在最坏的情况下，这会导致尴尬，不适以及无法专业和社交地工作。问题程度的一个指标是，每年在美国售出约150亿张成人尿布，其中大部分用于女性尿失禁。
压力性尿失禁占女性UI所有病例的约一半。混合性尿失禁，压力性尿失禁和急迫性尿失禁的结合，占女性UI所有病例的30％。一共约有80％的女性尿失禁病例涉及尿道括约肌无力。图1示出了成年女性的尿道括约肌6相对于尿道4，膀胱2，骨盆底肌肉7和尿道开口8的位置。
可以使用药物和神经刺激设备来治疗急迫性尿失禁，所述药物和神经刺激设备均能调节引起不自主性膀胱收缩的神经冲动。成功率范围从50％到80％，尽管30％的患者由于副作用而停止服用药物。除了手术，目前没有有效治疗压力性尿失禁的方法。手术通过植入材料条来支撑尿道，从而弥补尿道括约肌的无力。由熟练的泌尿外科医师进行手术(procedure)时，成功率平均为80％。然而，外科材料的制造商已经积极地向不具有必要的技能和训练的医生推广了该手术。失败是常见的，制造商正因其外科网状产品面临15亿美元的诉讼，尽管主要是因为其在较早的UI手术中使用。压力性尿失禁手术也很昂贵，平均每个门诊手术费用为35,000美元，每个住院手术费用平均为49,000美元。
本发明提供了通过手术治疗女性UI、尤其是女性SUI的上述缺点的替代方案。本申请装置和方法可用于重建和加强尿道括约肌，足以确保它们在典型的压力条件下保持尿道闭合。尽管治疗女性尿道括约肌是本发明的主要重点，但是本发明不限于该应用，因为可以治疗男性尿道括约肌和/或泌尿系统和/或肛门区域中的其他括约肌或软组织，或者位于人体表面或人体表面附近的延伸到体内的任何组织，包括但不限于阴茎。
尽管用于产生诸如冲击波的声脉冲的装置是已知的，但是据本发明人所知，不存在如下现有装置，其能够沿尿道长度和宽度(在包围所述直径的所有方向上)递送期望水平的能量(在治疗范围内)并在治疗上包围尿道括约肌，以便在从其到固定装置的范围内对尿道括约肌进行有效治疗。据信，需要将预定水平的能量沿尿道/尿道括约肌(或其足以实现治疗性治疗的一部分)递送，以便以上述方式进行修复和再生。最初的碎石机将高能冲击波聚焦在肾结石上，以克服将结石保持在一起的拉力，从而粉碎它们。这种聚焦的能量的强度足以损坏大多数组织。对低能冲击波进行了至少十五年的试验，以确定它们是否可以在治疗上使用。在美国，仅批准了四种低能冲击波设备的销售，其中三种用于治疗矫形病症，例如网球肘和足底筋膜炎，另一种用于治疗糖尿病足溃疡。在发明人当前已知的所有设备、甚至包括那些可以被称为“未聚焦”的设备中，实际上都存在远离冲击波的探针/源的焦点。据申请人所知，世界上没有已经被批准出售用于治疗女性尿失禁的任何设备。也没有提出针对女性尿道的尿失禁的治疗进行优化的任何设备。已知的装置不能够在能量场中在治疗上包围女性尿道，同时在该场内的尿道和尿道括约肌的所有位置处施加有效和适当量的能量，从而通过施加这种能量实现治疗效果。据申请人所知，在本发明之前，市场上没有真正未聚焦的冲击波设备。本发明提供了未聚焦的LEAP设备。
为了沿女性尿道纵向施加LEAP，递送LEAP的探针必须相对较小，以舒适地匹配在将要递送LEAP的患者的两腿之间。由于该限制，当前已知的冲击波施用器太大，或者即使不大，也不能递送具有足够EFD和EFD一致性的能量场，从而沿着女性尿道纵向有效地递送治疗性治疗。
所有冲击波发生器均采用将高压电脉冲转换为充水腔内部的机械压力波的原理，其通常在治疗装置的探针中被定义。压力波被成形并引导通过腔一侧的塑料膜。放置所述膜以抵靠在待用水凝胶层治疗的患者皮肤上，所述水凝胶层通常散布在所述膜和皮肤之间，以促进声脉冲(例如，冲击波)的传输。最已知的装置每秒可以产生一个、三个、五个或更多脉冲。由于软组织的水分，压力波(例如，冲击波)在软组织中传播。
冲击波或其他低能声脉冲的能量密度取决于每个电脉冲中释放的能量的量和压力波的横截面积。当前可用的冲击波发生器通常通过将波形聚焦在较窄的横截面中来提高能量密度。焦点也是纵向的。在本发明之前，发明人目前已知的所有冲击波发生器都将波形聚焦在较窄的横截面中。这些现有技术设备中的一些已经被其制造商表征为“未聚焦的”，即能够递送“平面或发散”波，但是实际上，即使这些设备也将波形聚焦到一定程度。相反，本发明产生完全未聚焦的波形。
图2A是根据本发明实施方案的低能量声脉冲(冲击波)LEAP装置10的透视图。图2B和2C是图2A的装置的前视图和后视图。装置10包括控制单元12，控制单元12包含控制探针30所需的电子设备(electronics)。探针30通过索缆(cable)14和电连接器16电连接到控制单元。探针夹持器或放置架18可以设置在控制单元12上，当不使用探针30时，所述控制单元12夹持探针30，如图2C所示。显示器(优选地，但不一定是触摸面板)20可以用于交互地控制装置，以及操作装置和其他数据的条件的显示器。接地出线座(ground outlet)22设置在控制单元箱(case)的背面，该接地出线座接地，以使装置接地以避免电击。流体槽填充管端子(terminal)24被设置以用于向装置的槽填充水的。可以可选地设置脚踏开关端子26，以允许将可选的脚踏开关连接到装置，以允许操作者用脚操作的指令来起动(fire)装置。然而，这些可选特征对于制造和使用本发明不是必需的，并且目前不是优选的。电源开关28允许操作者打开和关闭装置的电源。电力供应插孔27接收也可连接至电力源的电源线(powercord)。设置保险丝盒25以保护装置的电路。指示器23指示水槽的填充水平。如下面更详细描述的，可以在探针30的远端部分处设置水垫32。
至少存在三种不同的用于产生冲击波的技术。这三种技术是电动液压，电磁和压电技术，所有这些技术都可以有效地将电能转换为机械能。可以在以下中找到有关这三种技术的物理和原理的进一步描述：Ogden等人，“Principles of Shock Wave Therapy”,Clinical Orthopedics and Related Research,Number 387,pp.8-17,2001，通过引用将其整体并入本文。另一类型的治疗性低能声脉冲，通常称为弹道冲击波或径向冲击波，是通过用压缩空气沿筒体加速金属抛射体而产生的。抛射体击中筒体末端的金属目标，并产生压缩波，该压缩波传导至与目标另一侧接触的组织。
图3A是根据本发明的实施方案的探针30的一部分的剖视图的示意图。本发明优选地采用电磁产生原理来产生LEAP，如图3A的实施方案所示，但是本发明不限于此技术，因为如果能够执行本文所述的规格(specifications)，则可以使用本文所述的其他技术及其等同物。壳体32包含探针的部件，并且被配置为由操作者的手抓住。壳体32的宽度32W应保持最小，同时仍能够容纳能够产生和递送具有本文所述规格的LEAP的部件，以便充分治疗目标组织，本装置被设计为治疗所述目标组织。在该实施方案中，该装置被设计用于治疗女性尿道，并且宽度32W小于或等于约140mm，优选地小于或等于约125mm，甚至更优选地小于约100mm。在一些实施方案中，宽度32W小于或等于90mm，并且在一些实施方案中，宽度32W在约70mm至约90mm的范围内。
在可接受用于治疗女性尿道的实施方案的一个特定实例中，如图3B-3D所示，宽度32W为约74mm。柔性隔膜(flexible diaphragm)的暴露宽度42W为约54mm，但是该宽度也可以与宽度32W的变化成比例地变化。在如本文所述和图3F-3H所示的也可接受用于治疗女性尿道的另一个特定实例中，宽度32W为约88mm。优选地，在所有实施方案中，壳体32是基本上圆柱体的，其纵轴与探针30的纵轴L-L对准，但是可替代地，壳体可以是卵形、椭圆形、多边形或其他形状，只要它可以舒适地匹配在患者的双腿之间，并按照说明施加。因此，设备外壳的较小宽度是优选的。与市场上当前可用的电磁冲击波设备不同，探针30发射未聚焦的LEAP，并且不使用透镜。
如所指出的，根据图3A-3H的实施方案的探针30的LEAP发生器可以被配置为通过电磁原理产生LEAP。线圈34(图3C和3G)安装到由壳体32夹持的基板36上(图3B和3F)。基板36可以是玻璃增强的环氧层压板(glass-reinforced epoxy laminate)，例如FR4(玻璃增强的环氧层压板；由编织的玻璃纤维布与具有阻燃性/自熄灭性的环氧树脂粘合剂组成的复合材料)或其他可以类似方式用作隔离物的材料。在至少一个实施方案中，线圈34通过粘合剂安装到基板36。另外地或可替代地，线圈34可以通过树脂层36R粘附到基板36上，该树脂层36R可以具有下面描述的用于涂覆线圈34的任何相同的材料。基板36通常为圆盘形状，但是不限于此，并且可以具有其他形状，例如卵形、椭圆形、矩形或其他多边形或其他形状。基板36的外尺寸(当为圆盘形时的外径)仅略大于驱动器(driver)38的外尺寸。基板36的外尺寸/外径36D可在约4.0cm至约8.5cm，优选约4.5cm至约7.5cm的范围内。在图3C所示的实例中，外径36D为约5.6cm，厚度36T为约8mm。厚度36T可以在约3mm至约16mm的范围内。在图3G所示的实例中，外径36D为约6.3cm，厚度36T为约14mm。
线圈(coil)34可以涂覆有树脂36R，该树脂在线圈的绕组之间提供附加的电绝缘并有助于将线圈夹持就位。具有高介电强度的树脂，例如来自Von Roll USA，Inc.的树脂74050T或724F2是优选的。在至少一个实施方案中，线圈34包括漆包铜线，其直径在约0.25mm至约1.0mm的范围内，优选地在约0.4mm至约0.7mm的范围内。在图3C和3G所示的示例中，线圈34包括直径为0.55mm的铜线。
如图3A所示，将优选地为金属盘形式的驱动器38安装在线圈34上。在至少一个实施方案中，驱动器38是由高性能航空级铝制成的圆盘。一种这样的实施方案是7075T6铝。当然，本发明不限于该特定材料，因为可以使用替代物。驱动器38的直径通常小于或等于线圈34的宽度，并且当然小于壳体32的宽度32W。在至少一个实施方案中，直径为约5cm。在至少另一个实施方案中，驱动器的直径是约6cm。或者，直径可以在约3.5cm至约8.0cm、优选在约4.0cm至约7.0cm、或3.5cm至6.5cm、或4.0cm至6.0cm或4.5cm至5.5cm的范围内，或在4.0cm至7.0cm范围内的任何其他范围。在图3C所示的实例中，驱动器38的直径38D为约5cm(即4.99cm)，并且40和38的厚度一共为约1.5mm，驱动器38的厚度为约0.6mm。在图3G的实施方案中，驱动器38的直径38D为6.22mm，并且其厚度与图3C的实施方案的厚度大致相同。38和40的总厚度为约1.5mm。驱动器38的厚度可以在约0.4mm至约1.0mm的范围内。进一步可替代地，可以使用能够产生足够强度的脉冲的其他金属来制造驱动器，尽管在驱动器38发生故障之前它们可能会导致较短的寿命周期。在优选的实施方案中，驱动器38被配置为以在故障之前起动至少100,000个脉冲，更优选400,000至150万个脉冲，更优选500,000至125万个，甚至更优选750,000至110万个，并且在一些实施方案中为100万个或更多。驱动器38的寿命将取决于LEAP产生的能级而变化。在至少一个实施方案中，当产生0.035mJ/mm2的EFD时，驱动器38的寿命可以超过120万个脉冲。在至少一个实施方案中，当产生0.088mJ/mm2的EFD时，驱动器38的寿命可以在约700,000至约1百万个脉冲的范围内。
例如通常为橡胶的弹性垫圈40(例如，参见图3C和3G)形成环状结构，该环状结构将驱动器38保持在其周边周围，使得驱动器38保持在与线圈34相邻的位置，当线圈34起动以产生LEAP时，同时允许驱动器38移动(以及变形)。垫圈40可以在制造期间围绕驱动器38注射成型，或者可以使用替代的连接方法，包括但不限于粘合剂，软钎焊、焊接、机械固定等。可替代地，弹性垫圈40可以完全覆盖驱动器38的至少顶侧，如图3E所示。在该变型中，弹性垫圈40用作密封驱动器顶部的顶部涂层。进一步可选地，驱动器可以被完全封闭(encased)在弹性垫圈40的材料中，使得材料40覆盖所有的驱动器38。进一步可替换地，驱动器38的至少顶表面和底表面都可以完全被弹性垫圈40的材料覆盖。该涂层防止或减少了驱动器38的金属盘材料的可随着重复出现的LEAP而发生的空蚀，从而延长了驱动器38的使用寿命。
柔性隔膜或膜42包围壳体32的另外(otherwise)敞开的远端。柔性隔膜42配置成在使用过程中接触身体，以提供与身体的无创伤性界面，同时允许LEAP从其通过。通过添加或去除来自腔室44的形成被柔性隔膜包围的垫的流体(水或盐水或其他有助于LEAP的传输并且优选是生物相容的液体)，可调节柔性隔膜42的远侧表面相对于驱动器38的长度或高度42L。流体储存器(未示出)设置在装置10中，并且可以经由流体槽填充管端子24(参见图2C)填充。可以通过以下从流体垫44中去除流体或将流体添加到流体垫44中，以减小或增加长度/高度42L：通过触摸屏20的操作来控制装置10内的流体泵(未示出)的操作，从而使流体经由索缆14被递送通过腔室44或从腔室44中被抽出，索缆14包括内腔，该内腔连接与腔室44流体连通的流体储存器。因此，长度/高度可以设置为所需的参数。
高度/长度的范围(如图3A所示，从位于设备边缘32R顶部的流体垫42的底部42B到流体垫42的顶点42Z进行测量)可以调整为通常从约0cm至约10cm，在一些实施方案中为约1cm至8cm，在一些实施方案中为约3cm至5cmm，在其他实施方案中为约0cm至5cm，但是也可以采用其他范围。通常，将长度/高度42L调节成对要进行治疗的组织具有良好的接触和舒适的贴合性，并且优选在约3cm至约6cm的范围内，通常为约4cm。在至少一个优选的实施方案中，42L为4.6cm。长度/高度42L的变化直接影响能量密度场的治疗区域的放置，如下面更详细地描述的。
一对端子46连接到电源线以向线圈34提供电力。图3C示出了图3B所示的探针30实施方案的局部分解图。如图3C所示，端子46可以包括被容纳在插座46S中的一对销46P，所述插座46S连接到电源线。销46P经由诸如螺钉等的连接器46C连接至基板36，连接器46C与线圈34电连接。在图3B-3D的实例中，连接器46C是螺钉，尽管可以使用其他类型的连接器，包括但不限于螺栓、铆钉、钉子等。线圈34通常通过软钎焊而电连接到端子46P。
通过装置中包含的程序来提供对电力的控制，其中诸如能级和频率之类的参数是由操作者经由触摸面板20而可以选择的。此外，或者替代地，机械装置，诸如控制旋钮等可被提供以选择EFD设置和频率。在至少一个实施方案中，提供多个EFD设置以供操作者选择。EFD输出取决于施加到线圈的电压。在一个实施方案中，技术人员可以通过选择单个电压设置(通常是等级1、最低等级的设置，但可替换地是最高等级或某个预定的中间等级的设置)来分配电压等级以建立EFD设置，并且还为相邻设置之间的电压差指定电压增量(voltagedelta)。例如，在一个特定实施方案中，提供了十个能级设置。通过在5500V处选择设置1并选择500V的电压增量，这将导致，设置1提供5500V，设置2提供6,000V，设置3提供6,500V，设置4提供7,000V，设置5提供7,500V，设置6提供8,000V，设置7提供8,500V，设置8提供9,000V，设置9提供9,500V以及设置10提供10,500V。电压分配所产生的EFD等级与设置等级相关联地识别给使用者。注意，这仅是一个特定实施方案，并且本发明不限于该特定数量或设置，或者不限于分配给任何一个或所有设置的电压等级。另外，装置10可以被重新编程以将较高或较低的电压设置分配给一个或多个设置等级。例如，设置1可以重新编程为低至4,500V。
LEAP的实际发射或“起动”可通过显示器(例如，触摸面板)20来致动。通过打开主电源开关28，显示器20被施加电源。触摸面板20上的电源按钮图标128(图2D)被致动以接通为LEAP产生供电的高压电路。在122选择要在一次操作中起动的脉冲数。在124选择能级，在126设置频率(每秒脉冲数)。LEAP起动一段时间(session)在致动开始图标130时开始。计数器132跟踪一段期间已经起动的实际脉冲数。选定的LEAP总数被起动后，LEAP起动自动停止。重置按钮图标132将计数器重置为零。选择填充图标136以添加流体以延伸42，而排液138的致动使42缩回。除气140用于从流体中去除气泡，并且循环图标用于使流体循环，其结合冷却功能，使之超过本发明公开的范围。起动频率可以设置为1Hz到10Hz、优选1Hz到8Hz、更典型地1Hz到6Hz范围内的值，电流优先选择3Hz和5Hz。脉冲数可以在1到1500的范围内选择，但这可以变化。装置供电的电源可以是110V电源，例如电源插座(outlet)。或者，可以使用其他电源，包括但不限于220V。
图3H是根据图3F所示的实施方案的探针30的纵向截面图。下部壳体部分32L经由LEAP帽47C将包含端子46的探针30的下部与基板和线圈34连接。LEAP帽47C具有小于壳体32,32L的外部尺寸32W的外部尺寸47CD，并且借助于配合螺纹47T,42T与之连接。LEAP帽47C的外部尺寸，通常是外径，通常小于或等于约122mm，优选地小于或等于约107mm，甚至更优选地小于约82mm。在一些实施方案中，LEAP帽47C的外部尺寸小于或等于78mm，并且在一些实施方案中，在约52mm至约72mm的范围内。在如图3B所示的一个特定实例中，外部尺寸(外径)为约70mm。在另一个特定实例中，外径为约66mm。
中间壳体部分32I将驱动器38(在图3H中不可见)和垫圈40(在图3H中不可见)安装到夹持线圈34的部分，而上壳体部分32U将柔性隔膜42安装至探针30。每个壳体部分被示为通过配合螺纹42T连接，但是对于本领域的普通技术人员显而易见的是，也可以替代地使用用于连接部件的其他等效机构。壳体部件可以由例如塑料或3-D印刷模制而成，而与壳体42相连的探针部分通常是金属的，例如不锈钢或其他兼容金属，但也可以是刚性复合材料、陶瓷等等。
在图3F所示的实例中，探针30的长度30L为210mm。在图3B所示的实例中，长度30L为207mm。然而，长度30L可在约150mm至约250mm，通常约175mm至约225mm，约180mm至约220mm，约185mm至约215mm，约190mm至约210mm的范围内变化或在它们之间的任何值之间变化。图3F中的探针30的近端的宽度(外径)32W2为36mm，但是该尺寸可以在约25mm至约50mm的范围内变化，例如，25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm或25mm至50mm之间的任何其他宽度值。如图3B和3D所示，连接器部件49可以形成探针30的近端。
图4A示出了根据图3F-H所示的根据本发明的实施方案的探针30发射的能量场90的图。在所示的实例中，电压等级为8,500V，柔性隔膜42从LEAP产生源延伸50mm，如图所示，驱动器38的位置为0mm。因此，对于该图，位置42D被认为处于100％的能量密度值，其中能量密度水平为0.035mJ/mm2。因为能量场90是旋转对称的，所以能量场90看起来与图4A，4C(以及所有其他示出能量场图的图)所示的在包括探针30/能量场90的纵轴L-L的所有平面中相同。能量密度值沿纵轴L-L远离LEAP产生源的方向，即在如图4A所示的向上方向减小并且从不增加。图4B对此进行了说明，它显示了四种不同能级设置(LV1＝8.0kV，LV2＝8.5kV，LV4＝9.5kV和LV7＝11.0kV)的能量密度图，通过绘制了针对这些不同的设置、沿着波形的纵轴、从原点开始并沿X轴向外移动的能量密度水平图来说明上述原理。Y轴表示能量密度值，以mJ/mm2为单位。对于绘制的每个水平，能量密度值在沿纵轴L-L远离LEAP产生源的方向(即沿从左到右的X轴进行)上减小而从未增加。
同样，能量密度值在垂直于纵轴的方向上、在远离纵轴的方向上(例如，在图4A(以及所有其他示出能量场的图)所示的左右方向上、以及围绕纵轴L-L径向延伸360度的所有其他方向上，相对于纵轴L-L上的能量密度值减小并且从不增大，所述纵轴L-L与一般从L-L延伸的直线相交，在所述直线上测量能量密度值。
在该实施方案中，包络线92连接等于100％参考值0.035mJ/mm2的能量密度值。因此，包络线92之下和之内的所有位置处的能量密度为42D处的最大能量密度值的100％或更大。包络线94连接具有由该实施方案产生的参考最大能量密度值的65％的能量密度值。在该实施方案中，参考最大能量密度值的65％是0.023mJ/mm2。因此，包络线94之下和之内的所有位置处的能量密度为最大能量密度值的65％或更大。包络线96连接具有由该实施方案产生的最大能量密度值的50％的能量密度值。在该实施方案中，最大能量密度值的50％为0.0175mJ/mm2。因此，包络线96之下和之内的所有位置处的能量密度为最大能量密度值的50％或更大。
示出了具有35mm的长度和16mm的直径的圆柱体80叠加在能量场90上。由于圆柱体80包含在能量密度场90中，并且由于以上所描述的能量密度场90的特性，定义最大能量密度值的50％或更大的限制值(对于所示的包络线96或由任何其他包络线定义的任何百分比)是在圆柱体80的远端80D的左上角和右上角的那些。因为这些值位于包络线96上，所以这些值代表此实例中最大能量密度值的50％。当然，围绕远端80D的圆周上的所有位置处也具有最大能量密度值的50％。圆柱体的远端值(二维表示圆柱体的矩形的远端角)是圆柱体总长度的限制因素是事实是能量密度场90的形状的函数。能量密度场90的等高线/包络线在底部较宽，并且随着距其产生源的距离增加而逐渐变窄。
圆柱体80内或圆柱体80上的所有位置处的能量密度至少为参考最大能量密度的50％。因此，在图4A所示的实例中，圆柱体80内或圆柱体80上的所有位置处的能量密度值至少是0.018mJ/mm2。
由于上述圆柱体80的EFD特性，可以在由圆柱体80占据的空间内定义其他圆柱体(或圆柱体80内的任何其他三维空间，从而确定圆柱体80的子集(subset)体积)，所述其他圆柱体也具有如上针对圆柱体80所述的特性。即，在体积80的这种子集体积(在包含在圆柱体80内的较小的圆柱体或其他较小的体积)上或其内的任何位置的能量密度至少是位置42D处的参考100％EFD的50％(-6dB)。例如，可以限定这样的空间或圆柱体，其长度小于或等于35mm(例如，30mm至35mm，25mm至30mm，20mm至25mm，15mm至20mm，10mm至15mm，5mm至10mm或1mm到5mm，或这些范围内的任何长度值)。对于所有这些长度中的任何一个，宽度可以是16mm、15mm、14mm至16mm、14mm、13mm、12mm、11mm、10mm、9mm、5mm至9mm、.1mm至5mm、或介于所述值之间的任何宽度值。对于非径向对称的空间，深度可以与宽度不同，并且可以为16mm、15mm、14mm至16mm、14mm、13mm、12mm、11mm、10mm、9mm、5mm至9mm、.1mm至5mm，或所述值之间的任何宽度值。这些相同的原则通常适用于本文描述的具有定义的任何参考最大EFD的任何圆柱体的子体积。
图4C是根据本发明的实施方案的，以图4A的能量场为特征的LEAP施加至成年女性患者以治疗UI的横平面图。探针30被定位成具有以上述方式延伸的柔性隔膜42，其中柔性隔膜42接触患者1的身体，与尿道4的远端接触或相邻。如图4C中所示，柔性隔膜的远端42D可被定位成接触尿道4的远端4D(尿道口)，并且将探针30定位在患者1的腿之间。
然后，致动LEAP产生系统10以产生LEAP 90并将其沿尿道4的长度方向递送到患者1的体内。通常，以预定的LEAP施加频率以预定次数重复该操作。由于优选仅从尿道4的末端在沿尿道4和尿道括约肌的长度方向对尿道4和尿道括约肌6进行治疗，因此相对于现有技术，这简化了操作并且提供了优异的结果。
LEAP 90具有能量密度场，所述能量密度场的尺寸设置成在治疗上包围患者1的尿道4和尿道括约肌6，并且被配置为提供治疗有效水平的能量密度，其用于针对UI治疗尿道4和尿道括约肌6。
能量密度场90被配置为当在沿着尿道4的纵轴的方向上施加时提供治疗有效的治疗。为此，尿道4和尿道括约肌6的体积的至少30％同时被能量密度场90的能量密度所包围，所述能量密度场90至少具有沿着位于尿道末端位置的能量密度场的中心轴而定位的参考最大能量密度的50％(即，图4C所示的位置4D)。优选地，尿道和尿道括约肌的体积的至少40％被同时包围，更优选地，至少50％或60％、70％、80％、90％或99％被包围。
图4D是图4C所示的示意图的局部放大图，以另外示出圆柱体80，所述圆柱体叠加在施加于女性解剖体并参考图4C进行描述的能量密度场90上。图4D示出圆柱体80同时包围约87.5％(圆柱体长度35mm除以40mm尿道4和40mm括约肌6长度，其中，尿道4和尿道括约肌6的整个直径在圆柱体80的整个35mm长度上被包围)的尿道4和尿道括约肌6，其中圆柱体80的最小EFD为0.018mJ/mm2。因为尿道4的主要尿道括约肌6约位于尿道4的长度的中间，所以可以通过上述探针30的任何实施方案以及贯穿本公开内容的任何实施方案来提供治疗有效的治疗。
还可以得到介于所述百分比值之间的任何百分比值，因为尿道括约肌6的数量同时被场的最大能量密度的至少50％所包围。
在42D测量的最大能量通量密度(EFD)可以小于或等于0.175mJ/mm2，小于或等于0.16mJ/mm2，小于或等于0.158mJ/mm2，小于或等于至0.15mJ/mm2，小于或等于0.14mJ/mm2，小于或等于0.123mJ/mm2，从0.005mJ/mm2至0.04mJ/mm2，从0.008mJ/mm2至0.05mJ/mm2，从大于0.05mJ/mm2至0.07mJ/mm2，从大于0.04mJ/mm2至0.05mJ/mm2，从大于0.05mJ/mm2至0.08mJ/mm2，从大于0.08mJ/mm2至0.10mJ/mm2，从大于0.10mJ/mm2至0.12mJ/mm2，从大于0.12mJ/mm2至0.14mJ/mm2，从大于0.14mJ/mm2至0.16mJ/mm2，从大于0.16mJ/mm2至0.18mJ/mm2，从大于0.18mJ/mm2至0.20mJ/mm2，从0.01mJ/mm2至约0.03mJ/mm2，从0.02mJ/mm2至约0.06mJ/mm2，从0.01mJ/mm2至0.02mJ/mm2，从0.02mJ/mm2至约0.04mJ/mm2，或具有0.005mJ/mm2至0.175mJ/mm2的任何值。尽管最大EFD水平可以是上述任何值，但建议不要使用0.12mJ/mm2或更高的EFD水平来治疗女性尿道，因为通常认为这样的水平太高而不能被在女性尿道区域接受治疗的患者耐受。
尽管参照图4A和4C-4D描述的LEAP 90和LEAP产生装置配置优选用于女性尿道的治疗，其可替代地可用于本文所述的任何其他治疗。
在圆柱体80的远侧位置，随着能量密度水平的降低，50％包络线96变窄。50％包络线终止于图4C-4E中的圆柱体80的远端约22mm。在距驱动器38约100mm至110mm之后，能量密度显著下降，如图4A所示。这是有益的，因为它避免了治疗或损伤不是目标组织的组织。包括尿道括约肌6在内的成年女性尿道4的平均长度和直径分别为约4cm长和16mm直径。主括约肌6集中在尿道4的约中间三分之一处(纵向)，内部括约肌6从膀胱的平滑肌延伸，经过尿道4的大部分长度，向外延伸到尿道4的开口端。将这些值施加于图4C-4D，可以观察到65％包络线94内的能量(0.023mJ/mm2)没有施加到诸如膀胱2的器官，或除了尿道4和尿道括约肌6以外的任何器官，而仅50％包络线96(0.018mJ/mm2)的极小部分到达膀胱2。这也显示在图4E中，其为图4C中所示的患者的LEAP治疗的矢状面的图示。这是有益的，因为它将疗法的应用集中在所需的目标组织上，同时能量场密度的治疗有效水平在目标组织的位置之外迅速下降，从而避免了治疗其他器官和组织，从而大大降低了对非预期目标的组织/器官产生不利影响的任何风险。如所指出的，膀胱2几乎不接收包络线96中的任何能量，因此在包络线96之外仅施加了明显降低的能量密度。结肠未暴露于任何显著量的能量，子宫暴露于极少的能量(不超过0.009mJ/mm2)，卵巢和输卵管未暴露。通过施加来自在尿道4的相对(远端)端的来源的不增加强度的LEAP并提供能量场(所述能量场将大部分能量施加到治疗目标区域、而能量在目标区域之外明显下降)，本发明提供了安全有效的替代已知治疗方法的方法。在本文所述的该实施方案和所有其他实施方案中，所公开的能量密度水平仅是那些实施方案的使用的特定实例，因为可以改变能量密度水平，例如通过改变施加到系统的电压量，通过改变柔性隔膜42的远端从驱动器38延伸的距离等。最大能量密度在柔性隔膜42与患者的接触点(例如，图4C中的尿道42的末端42D，但可以是其他位置，例如阴茎、肛门、会阴、皮肤上的其他位置等)
对于图4A和4C-4E所示的实施方案，尽管在尿道4末端(位置42D)的优选EFD为0.035mJ/mm2，但是用于治疗成年女性尿道尿失禁以获得治疗结果的治疗范围可以包括：0.005至0.11mJ/mm2或其任何子范围、优选0.009mJ/mm2至0.09mJ/mm2、更优选0.005mJ/mm2至0.07mJ/mm2、再更优选0.005mJ/mm2至0.07mJ/mm2、或0.008mJ/mm2至0.035mJ/mm2或0.035mJ/mm2至0.07mJ/mm2的在42D处的EFD，1到10Hz的频率，2分钟到20分钟的持续时间，1到10Hz的任何子范围内的频率，在2分钟到20分钟的任何子范围内的持续时间，更优选0.014mJ/mm2至0.07mJ/mm2的EFD，2到8Hz的频率和4分钟到约15分钟的持续时间，或者0.018mJ/mm2至0.05mJ/mm2的EFD、3Hz至5Hz的频率以及6分钟至14分钟的持续时间。在一个特定的非限制性实施方案中，以0.035mJ/mm2的EFD和3Hz的频率施加治疗6分钟，随后以5Hz的频率处的0.035mJ/mm2的EFD施加治疗4分钟。
图5示出了根据本发明的实施方案的由探针30发射的能量场90的图。在所示的实例中，电压等级为12,500V，并且柔性隔膜42从LEAP产生源延伸46mm，如图所示，驱动器38的位置为0mm。因此，对于该图，位置42D被认为处于100％能量密度值，其中100％能量密度水平为0.123mJ/mm2(最大能量密度值)。为了更好地查看，在图5中仅显示了包络线96(50％)包络线。
包络线96连接具有由该实施方案产生的最大能量密度值的50％的能量密度值。在该实施方案中，最大能量密度值的50％为0.061mJ/mm2。因此，包络线96之下和之内的所有位置处的能量密度为最大能量密度值的50％或更大。
图5中的圆柱体80具有33mm的长度和16mm的宽度(直径)。与前面的实施例一样，圆柱体中的能量密度在矩形80的左上角和右上角最小(在这种情况下为最大EFD的50％，为0.061mJ/mm2)，如图5所示。
图6示出了根据本发明的实施方案的由探针30发射的能量场90的示图。在所示的实例中，电压等级为7,000V，并且柔性隔膜42从LEAP产生源延伸46mm，如图所示，驱动器38的位置为0mm。对于该图，位置42D被视为处于100％能量密度值，其中100％能量密度水平为0.018mJ/mm2(最大能量密度值)。为了更好地查看，在图6中仅显示了包络线96(50％)包络线。
包络线96连接具有由该实施方案产生的最大能量密度值的50％的能量密度值。在该实施方案中，最大能量密度值的50％为0.009mJ/mm2。因此，包络线96之下和之内的所有位置处的能量密度为最大能量密度值的50％或更大。
图6中的圆柱体80的长度为42mm，宽度(直径)为16mm。与前面的实施方案一样，圆柱体80中的能量密度在矩形80的左上角和右上角最小(在这种情况下为最大EFD的50％，为0.009mJ/mm2)，如图6所示。
图7示出了根据本发明实施方案的由探针30发射的能量场90的图。在所示的实例中，电压等级为8,500V，并且如图所示，柔性隔膜42从冲击波产生源延伸46mm，驱动器38的位置为0mm。因此，对于该图，位置42D被视为处于100％能量密度值，其中100％能量密度水平为0.035mJ/mm2(最大能量密度值)。为了更清楚查看，图7中仅显示了包络线96(50％)包络线。
包络线96连接具有由该实施方案产生的最大能量密度值的50％的能量密度值。在该实施方案中，最大能量密度值的50％为0.018mJ/mm2。因此，包络线96之下和之内的所有位置处的能量密度为最大能量密度值的50％或更大。
图7中的圆柱体80的长度为40mm，宽度(直径)为16mm。与之前的实施方案一样，圆柱体80中的能量密度在矩形80的左上角和右上角最小(在这种情况下为最大EFD的50％，为0.018mJ/mm2)，如图7所示。
图8示出了图5-7的50％包络线和圆柱体的覆盖图。图8中的包络线没有按比例绘制，但有些放大以显示它们之间的嵌套关系，它们之间的间距被放大以便于更容易和更清楚地查看，以显示50％包络线随着100％能量密度水平的降低而相对扩展和伸长。为了清楚地识别，图5-7的50％包络线96分别被标记为9607、9601和9602，这是分别指测量它们所针对的0.123mJ/mm2、0.018mJ/mm2和0.035mJ/mm2的100％能量密度水平。同样地，为了清楚起见，圆柱体80被分别标记为8007、8001和8002，这是分别指图5、6和7的0.123mJ/mm2，0.018mJ/mm2和0.035mJ/mm2的实例。对于任何给定的圆柱体长度，其直径有利地随着100％能级的降低而增加，其中直径是在与50％包络线相交的圆柱体的相对远端点之间测量的。例如，对于具有33mm的长度的圆柱体8007，如关于图5已经描述的，当100％能级为0.123mJ/mm2时的直径(宽度，如图中二维地所示)为16mm。在相同的长度上，可以针对50％EFD包络线9602(当100％能级为0.035mJ/mm2时)定义包含点1802的圆柱体，其直径大于16mm(约17mm)，并且可以针对50％EFD包络线9601(当100％能级为0.018mJ/mm2时)定义包含点1801的圆柱体，其直径大于由1802点定义的圆柱体的直径(约18mm)。作为另一实例，对于具有42mm的长度的圆柱体8001，当100％能级为0.018mJ/mm2时，直径(宽度，如图中二维地所示)为16mm，如关于图6已经描述的。在相同的长度下，可以针对50％EFD包络线9602(当100％能级为0.035mJ/mm2时)定义包含点2802的圆柱体，其直径小于16mm(约15mm)，可以针对50％EFD包络线9607(当100％能级为0.123mJ/mm2时)定义包含点2807的圆柱体，其直径小于由2802点定义的圆柱体的直径，约10mm。
与通常随着100％的能级降低而减小50％区域内的圆柱体尺寸的现有技术的装置相比，本发明提供了显著的优势，因为本发明在功率水平分别降低时可以捕获50％(-6dB)区域中组织的更大圆柱体体积。对于一般敏感的软组织、特别是对于本文所述的女性尿道和尿道括约肌的治疗，前述优势对于以下是非常有利的：提供足够大的治疗区域(圆柱体)以在患者可以忍受的足够低的能量密度水平捕获足够体积的软组织/尿道括约肌，同时仍能提供治疗效果。对于女性尿道和尿道括约肌的治疗，已发现患者可耐受高达0.035mJ/mm2的100％能级，高达0.05mJ/mm2的100％能级是可能被耐受的但是很困难，而0.07mJ/mm2的100％能级通常被认为在临床上不可接受。
图9示出了根据本发明的实施方案的与稳定系统200结合的系统10。稳定系统200包括具有可调节臂204的独立安装支架202，该可调节臂204配置成允许探针30附接到其上。可以提供具有轮子214和制动器216的推车212以支撑控制单元12，由此可以将推车212和控制单元12移动到期望的治疗位置，并且可以施加制动器216将控制单元12固定在与安装支架202相邻的期望的位置。可代替地，控制单元212可以由台(未示出)或邻近安装支架202的其他相对固定的支撑件支撑。
通过将探针30固定到可调节臂上并且相对于固定支架202固定可调节臂204，可以在操作中将探针30保持在相对于患者1的稳定的位置。图9示出了已经停放在治疗台300附近的推车212，并且已经施加了制动器216以将推车212保持在相对于也保持在一定位置的治疗台300的固定位置。独立式安装台202已经定位在从治疗台300延伸的镫形具302之间，以将探针30定位在患者1的腿3之间的适当位置，在该位置处探针可以通过以下与患者的尿道4接触：如前所述在阴唇之间插入。
探针被固定地安装到探针夹持器228上，并且独立式安装支架202包括可调节的夹紧机构224和226，其与支架202的旋转一起，当探针30固定在探针夹持器228中时，允许进行探针30的三个角度的定位调节。当夹紧机构224处于解锁状态时，也可以通过沿支架202的轴203上下滑动夹紧机构224来对机械臂204/探针30进行高度调节。一旦适当地调节为期望的状态，夹紧机构224可以被锁定，以防止围绕该轴线的进一步旋转，并防止夹紧机构224相对于轴203滑动。夹紧机构226允许探针30相对于连接臂204围绕连接臂204的纵轴旋转。通过以下还可以使探针30靠近或远离患者1/台300：通过使连接臂204轴向地相对于夹紧机构224滑动，使夹紧机构226相对于连接臂204滑动，和/或使支座202相对于台300滑动。一旦适当地调节为期望的状态，就可以锁定夹紧机构224，以防止其进一步围绕其轴旋转，并防止连接臂204滑动。
可选地，可以提供稳定机构240，以在对患者执行的整个操作中将探针30、特别是与尿道4接触的柔性隔膜42保持在相对固定的位置上。图11显示了根据本发明的一个实施方案的稳定机构240，该稳定机构240可以可选地用于帮助以期望量的力将探针30保持与患者接触，从而保持期望的接触位置和定向。图11的稳定机构240包括配置成在圆柱体244内滑动的活塞242。在圆柱体244的封闭端与活塞242之间设置有诸如螺旋弹簧或其他弹性构件的偏置构件246，以在活塞242被驱动抵靠偏置构件246时，向活塞242施加反作用力。可选地，偏置构件246可以是可调节的，随着活塞在圆柱体244中滑动时，在活塞242相对于圆柱体244的任何预定位置处，调节施加到活塞242上的反作用力的量。
提供诸如可夹紧带、螺栓、螺钉或其他等效附接工具(means)的安装装置248，以将探针30安装至稳定机构(具体地，图11所示实施方案中的活塞242)，以便防止探针30能够相对于稳定机构的可移动部分(例如，活塞242)平移(translate)。稳定机构240进一步设置有一个或多个螺栓、双头螺栓、螺钉、夹具或其他等效的附接工具250，其配置成将稳定机构240牢固地安装至探针夹持器228或其它特征的稳定系统200、400或500。图11示出了附接装置250的替代位置，其可以定位成从稳定机构的末端延伸(例如，从圆柱体244的封闭端延伸)或沿着圆柱体244的长度延伸。
通过将稳定机构240固定地安装到稳定系统200或400并锁定稳定系统200或400的所有可调节接头，这将圆柱体244相对于患者固定。探针30相对于活塞242是固定的，但是可以随着活塞242的平移而相对于圆柱体244平移。活塞242在圆柱体内的平移被限制在预定距离内，该预定距离可以在以下范围内：约10mm至约100mm，或15mm至85mm或20mm至50mm。在一特定实施方案中，平移限制为30mm。
稳定机构的部件可以由中空或实心钢、铝、塑料或其他被机械加工以用于滑动作用的材料制成。圆柱体244和活塞242具有匹配的横截面以允许平滑地滑动，并且例如可以是圆形、矩形、椭圆形、卵形或其他多边形的横截面形状。圆柱体244的直径(或对于非圆形横截面而言的最大横截面尺寸)可以在约10mm至60mm的范围内，通常为约20mm至约50mm，更通常为约25mm至约35mm。圆柱体的长度可以在约5cm至约20cm的范围内，通常在约10cm至约15cm的范围内，并且在一个实施方案中为约13cm。
注意，尽管图11和以上描述涉及稳定机构的一个特定实施方案，但是本发明不限于该特定实施方案，因为可以使用被配置为附接到探针30并且通过预定量的力而起到维持探针30的作用的替代稳定机构，包括但不限于气动的、液压的、机电的，诸如具有力反馈监测的电动机驱动的等等。
在使用中，隔膜42在期望的位置和定向处与尿道4的远端4D接触。夹紧机构224和226被置于锁定配置中，以根据期望保持探针30的方向，其中柔性隔膜42与尿道的远端4D接触。在将隔膜42与患者接触之前，将探针30/活塞242相对于圆柱体244推动，以使活塞242到达其行程的末端并保持在那里。然后，隔膜42在目标位置处与患者接触，并且使用者释放对活塞242的夹持，由此偏置构件246施加抵靠活塞242的预定量的力，其也保持通过隔膜抵靠患者的预定量的力。稳定机构可以被配置成使得由探针30/隔膜42施加到患者组织的预定量的力在0.1至5磅力(lbf)的范围内，通常为约0.5至3lbf。在一特定实施方案中，维持的预定量的力为约1lbf。通过维持抵靠尿道4的探针30的预定量的力，这确保了在整个操作中探针30相对于目标的牢固接触和正确定向。
图10示出了根据本发明的实施方案的与稳定系统400结合的系统10。稳定系统400包括配置成允许探针30附接到其上的集成安装臂404。安装臂404被集成到推车412中，使得安装臂404可以在轨道413中滑动以允许臂404相对于台300的高度调节。推车412包括轮子414和制动器416，并且可以进一步用于支撑控制单元12，如图所示，由此推车412和控制单元12可以移动到期望的治疗位置，并且制动器416可以被施加以将控制单元12固定在邻近治疗台300的期望位置，从而允许探针30移动适当地定位在患者1的腿3之间并且与尿道的末端接触或相邻。可替代地，控制单元12可以由台(未示出)或邻近推车412的其他相对固定的支撑件支撑。
通过将探针30固定至可调节臂404并相对于推车412固定可调节臂404，可以在操作中将探针30保持在相对于患者1的稳定位置。图10示出了推车412已经停在治疗台300附近，并且已经施加了制动器416以将推车412保持在相对于也保持在一定位置的治疗台300的固定位置。臂404被操纵以便以如前所述的方式将探针30定位在由台300支撑的患者1的腿3之间，与患者的尿道的末端接触或相邻。
探针30固定地容纳在探针夹持器228中(可以将其锁定以进行固定，并且可以解锁以允许探针30相对于探针夹持器228轴向滑动和/或旋转)，并且臂404以与臂204相同的方式发挥作用，除了沿着轨道413而不是沿着独立式安装支架202的轴203进行线性高度调整。否则，将提供所有可调节的夹紧机构和稳定机构，它们以与针对图9的实施方案所描述的相同的方式发挥作用。图9-10的实施方案中任一个可以修改。例如，系统10可以完全集成到根据本发明的实施方案的稳定系统中，其中安装臂和控制单元可以集成到推车中。在这些实施方案中的任何一个中，探针30可以经由锁定球形接头或其他夹紧机构连接，所述其他夹紧机构允许其相对于臂进行调节然后锁定在相对于臂的期望位置和定向。
在所描述的所有实施方案中，可以进行调整以定位探针30，但是一旦所有可调节特征(例如，夹紧机构)已经被锁定以根据期望定位和定向探针30，则探针30在使用过程中相对于患者是固定的，除非操作者有意移动所述探针。
在替代实施方案中，系统10可以施加于男性患者的会阴以治疗尿失禁。在这种情况下，会阴302是男性患者的肛门304和阴囊306之间的区域，参见图12。在男性患者的情况下，尿道4和尿道括约肌6位于距会阴302约3-6cm处。因此，在系统10上选择相对于女性尿道阴唇内的治疗选择的功率而言更高的功率设置，以提供治疗范围，该治疗范围扩展了进一步的距离以包封(envelope)男性尿道。例如，在位置42D处施加的最大能量密度值可以为约0.105mJ/mm2，并且可以施加约2,000个脉冲。但是，最大能量密度和施加的脉冲值中的一个或两个可能会发生变化。另外，由于男性尿道不是在轴向上被接近，而是在横向上被接近，因此探针30需要沿会阴302重新定位一次或两次，甚至可能三次(沿从阴囊306延伸至肛门304的方向，反之亦然)，因为每次施加冲击波只会治疗一部分男性尿道。进一步在这方面，使用聚焦探针可能是有益的，其中当会阴施加冲击波时，使用透镜或其他聚焦元件将能量场聚焦在男性尿道的深度。例如，在目标位置处，聚焦的能量场的能量密度可以为0.05至0.08mJ/mm2，并且所述能量可以以2Hz至10Hz、优选3Hz至5Hz的频率以脉冲的形式施加到男性尿道，总共施加约2,000个脉冲。
在另一个实施方案中，本发明可以被施加以治疗男性或女性患者的肛门括约肌(肛门)304和/或直肠。图13示出了将探针30的柔性隔膜42接触女性患者的肛门304(尽管这可以替代地以与男性患者相同的方式进行，参见图14)以治疗肛门括约肌和/或直肠。施加来自探针30的LEAP将通过具有本文之前实施方案所述特征的能量圆柱体包围内肛门括约肌体积的至少50％、60％、70％、80％、90％、95％或全部体积。在这种情况下，肛门/肛门括约肌非常靠近柔性隔膜，因此可以施加与轴向治疗女性尿道所用的那些同样低的治疗范围或比轴向治疗女性尿道所用的更低的治疗范围。但是，也可以施加更高的治疗范围，因为该治疗所涉及的组织不如女性尿道治疗期间要治疗的组织敏感。因此，所描述的用于这些肛门括约肌治疗的100％EFD值优选在0.01mJ/mm2至0.175mJ/mm2的范围内或该范围内的任何子范围，更优选0.05mJ/mm2至0.123mJ/mm2，或0.05mJ/mm2至0.088mJ/mm2，或0.05mJ/mm2至0.07mJ/mm2。如所描述的，对肛门内括约肌的治疗还可能需要多次施加LEAP(一次治疗就诊的范围从约1,500个脉冲到约3,000个脉冲，优选是从2,000个到2,500个脉冲。脉冲的施加频率在约2Hz至7Hz的范围内，优选在约3Hz至5Hz的范围内。
在图13-14的两个实施方案中，由LEAP治疗的目标组织被具有能量密度特征的圆柱体在治疗上包围，所述能量密度特征是先前针对女性尿道的轴向治疗的实施方案中所描述的能量密度特征。可替代地，能量密度特性可以与针对尿道的轴向治疗所描述的那些不同。
本文所述的所有实施方案可如所述用于恢复或改进被治疗的组织的功能，促进组织的产生和/或改进现有组织的血管形成。所有实施方案都可以与干细胞疗法组合使用，还可以用于组织再生和血管形成。
实施例
以关于图4C示出和描述的方式用所述实施方案的装置治疗十名患有SUI的妇女。受试者的平均年龄为57岁。按标准24小时护垫测试进行测量，治疗前即刻她们的平均尿渗漏为44g。每个受试者在六周的时期内接受施加十次LEAP。每次施加包含2500个脉冲，一半在3Hz，另一半在5Hz。位置42D的EFD为0.035mJ/mm2，并且在直径为16mm和长度为4cm的圆柱体80中，最小能量密度为0.018mJ/mm2。第10次施加后，平均尿渗漏为10g，改进了77％。这大大超过了所有已知的SUI非侵入性治疗的有效性，并且与手术干预相比具有优势。没有观察到副作用。
尽管已经参照本发明的特定实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神实质和范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同物代替。另外，可以做出许多修改以使特定情况、材料、物质组成、程序、一个或多个程序步骤适应本发明的目的、精神和范围。所有这些修改旨在落入所附权利要求的范围内。

Claims (15)

1.用于产生声能脉冲的装置，所述装置包括：
用于产生声能脉冲的发生器，所述声能脉冲具有能量密度场，所述能量密度场可以在具有大于或等于2cm的长度的假想圆柱体形状的空间内的所有点处被测量；
其中，所述圆柱体形状的空间具有近端、远端和圆柱体纵轴，所述圆柱体纵轴相对于声能脉冲的纵轴以从零到二十度范围内的角定向，所述近端位于距所述发生器第一距离处，所述远端位于距所述发生器第二距离处，其中所述第一距离小于所述第二距离；
其中所述圆柱体形状的空间内所有位置处的所述脉冲的最小能量密度至少是在所述空间内所述脉冲的最大能量密度的50％，并且
其中所述最大能量密度在0.005mJ/mm2至0.123mJ/mm2的范围内，且所述圆柱体的直径大于或等于10mm，所述能量密度场的尺寸设置为在治疗上包围患者的尿道括约肌。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述最大能量密度在0.005mJ/mm2至0.025mJ/mm2的范围内，并且所述直径在10mm至18mm的范围内。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述最大能量密度在大于0.025mJ/mm2至0.04mJ/mm2的范围内，并且所述直径大于11mm。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述最大能量密度在大于0.04mJ/mm2至0.05mJ/mm2的范围内，并且所述直径大于12mm。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述最大能量密度在大于0.05mJ/mm2至0.08mJ/mm2的范围内，并且所述直径大于13mm。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述最大能量密度在大于0.08mJ/mm2至0.11mJ/mm2的范围内，并且所述直径大于15mm。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其中所述装置包括壳体，并且所述发生器的至少一部分包含在所述壳体内，其中所述壳体与所述圆柱体的纵轴正交的最小尺寸小于或等于175mm。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中所述近端位于距所述发生器的表面的不超过100mm的位置，从所述发生器的表面递送所述声能脉冲。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其中所述长度大于或等于3cm。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其中所述声能脉冲包括发散或平面声脉冲。
11.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其中所述声能脉冲是声冲击波脉冲。
12.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其中所述声能脉冲是电磁产生的。
13.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其中所述圆柱体形状的空间与所述声能脉冲的纵轴同轴。
14.用于产生用于递送到活体内的声能脉冲的装置，所述装置包括
壳体，其包括开口和纵轴，其中所述纵轴延伸穿过所述开口；
声能脉冲发生器，其中所述声能脉冲发生器的至少一部分包含在所述壳体内；和
接触部，其配置成以与活体接触或相邻的方式放置，并定位成使得由所述声能脉冲发生器产生的声能脉冲通过所述接触部；
其中所述声能脉冲发生器被配置成产生和在沿着尿道的长度的方向沿着活体的尿道递送声能脉冲，所述声能脉冲被配置为产生治疗结果；
其中所述声能脉冲具有能量密度场，所述能量密度场的尺寸设置为在治疗上包围患者的尿道括约肌；
其中最小能量密度至少是第一体积的最大能量密度的50％的所述能量密度场的第一体积被配置成包括尿道括约肌的至少百分之三十的第二体积。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述声能脉冲发生器包括声冲击波发生器，并且所述声能脉冲包括声冲击波脉冲。
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