CN116322908A - 超声处理极 - Google Patents

Abstract

公开了适于通过在皮下组织中透皮诱导超声振动和/或用电磁辐射(例如光)向皮下组织透皮递送能量来治疗皮下组织的设备。在一些实施例中，治疗皮下组织在减少皮下组织中皮下脂肪的量方面是有效的。在一些实施例中，可以同时、交替地或以不相关的方式进行能量的透皮辐射递送和在皮下组织中透皮诱导超声振动。在一些实施例中，该设备在皮下组织中同时透皮诱导超声横向振动和超声纵向振动两者。

Description

超声处理极

相关申请

本申请从于2020年7月16日提交的美国临时专利申请63/052,828以及从于2021年4月9日提交的英国专利申请GB 2105076.0获得优先权，这两个申请都通过引用包括在本文中，就如同在本文中充分阐述一样。

发明的领域和背景

在一些实施例中，本发明涉及用能量治疗身体组织，并且更具体地，但不排他地，涉及通过在皮下组织中透皮诱导(transdermally-induce)超声振动和/或用诸如光的电磁辐射向皮下组织透皮递送(transdermally deliver)能量来治疗皮下组织的设备。在一些实施例中，治疗皮下组织在减少皮下组织中皮下脂肪的量方面是有效的。在一些实施例中，可以同时、交替地或以不相关的方式进行能量的透皮辐射递送和在皮下组织中透皮诱导超声振动。在一些实施例中，该设备在皮下组织中同时透皮诱导超声横向振动和超声纵向振动两者。

在本领域中，例如在塑身领域，已知将超声振动施加到皮肤表面以透皮诱导超声振动，从而以声学方式递送能量到皮下组织(诸如皮下脂肪组织层)以损伤脂肪细胞。

向表面施加超声振动通常由设备10(见图1)执行，该设备10包括超声换能器12和远端的超声处理极(sonotrode)20，该超声换能器12用于生成超声纵向振动，具有在功能上与声反射器16关联的近端面14(例如Langevin型换能器，其包括由轴向螺栓17保持在一起的压电元件的堆叠和声反射器16)和远端面18，该超声处理极20具有近端面22、限定超声处理极20的工作面26(其构成声学辐射性表面)的远端24和超声处理极轴28，其中超声处理极20的近端面22声学耦合到超声换能器12的远端面18。通常，声反射器16和超声处理极20中的一者或两者至少部分地被冷却部件(例如，水循环冷却套)包围，以在使用期间冷却这些部件。

对于使用，当超声处理极20的工作面26声学耦合到介质32的表面30(例如，通过直接接触或通过经由耦合物质(例如，液体或凝胶)的间接接触)时，从超声电源34供应以超声驱动频率振荡的交变电流(AC)以驱动超声换能器12。超声换能器12的压电元件响应于AC电势的振荡而在驱动频率下膨胀和松弛，从而生成频率为驱动频率的超声纵向振动。生成的超声纵向振动从超声处理极的近端面22通过超声处理极20与轴28平行地传播到工作面26。工作面26向表面30施加超声纵向振动，从而在介质32中诱导超声纵向振动。

对于实际使用，有利的是将超声处理极配置成用作声振幅变换器，该声振幅变换器将超声纵向振动的振幅(即，远端工作面26的最大位移)从超声处理极20的近端面22处的相对较小增加到工作面26处的明显较大(通常增加到10微米和150微米之间)。这种配置包括超声处理极的总长度36(从近端面22到工作面26)是λ_纵向/2的整数倍，λ_纵向是超声处理极中的超声纵向振动的波长，使得超声处理极用作半波长谐振器。长度λ_纵向/2的确切值取决于驱动频率和沿着超声处理极20的轴28的纵向声速。

将超声处理极配置为用作声振幅变换器的另一种方式是使超声处理极从大横截面近端22向远端逐渐变细至更靠近工作面26的小横截面。在图2中以侧截面示意性地描绘了最流行的这种逐渐变细的声振幅变换器配置：图2A为线性逐渐变细的超声处理极38a，图2B为指数逐渐变细的超声处理极38b，而图2C为阶梯式逐渐变细的超声处理极38c。

当使用分别如图1、2A、2B或2C所描绘的超声处理极20、38a、38b或38c时，超声处理极中的超声振动以及在介质32中诱导的超声振动主要是(如果不是全部)与超声处理极的轴28共线传播的纵向振动。通过超声纵向振动透皮递送的能量的生物效应主要来自组织的加热(尤其是真皮的加热)。

在专利公开US 2011/0213279中，一些发明人公开了一种“蘑菇形”超声处理极，该专利公开通过引用被包括在本文中，如同在本文中充分阐述一样。在图2D中，以侧截面示意性地描绘了这种蘑菇形超声处理极38d，其具有逐渐变细的杆40和较宽的远端帽42，逐渐变细的杆40用作如上所述的声振幅变换器(特别类似于图2C中所描绘的阶梯式逐渐变细的超声处理极38c)。远端帽42是透镜状的，在侧截面上类似于具有弯曲背侧44和凸工作面26的透镜。超声处理极38d的工作面26还包括同心圆形横向波传输脊46。

如US 2011/0213279中详细描述的，当工作面26与皮肤声学耦合时，诸如38d的超声处理极可操作以根据驱动频率的值在皮下组织中透皮诱导超声纵向振动或超声横向振动。

不希望拘泥于任何一种理论，目前认为，在某些驱动频率下，由超声换能器12生成的超声纵向振动优先与蘑菇形超声处理极(例如38d)的轴28平行地从近端面22传播到工作面26。这些超声纵向振动主要导致超声处理极38d的超声纵向振动，超声处理极38d的超声纵向振动通过工作面26被施加到与工作面26声学耦合的皮肤表面，从而在皮下组织中透皮诱导超声纵向振动。

然而，在一些其他不同的驱动频率下，由超声换能器12生成的超声纵向振动优先在超声处理极38d的帽42中产生超声剪切波(shear wave)振动，超声剪切波振动垂直于杆40中的纵向振动，也就是说，由换能器12传输到超声处理极38d中的能量的较大比例是帽42中的垂直于轴28的超声剪切波振动形式的能量，而不是与轴28平行的超声纵向振动形式的能量。因此，工作面26基本上横向振动，想必是在直径上交替增加和减少。当振动工作面26被施加到皮肤表面时，超声剪切波振动借助于工作面26的凸形以及借助于同心圆形横向波传输脊46在皮下组织中诱导超声横向振动，该同心圆形横向波传输脊46可以被认为是在物理上使皮肤和组织横向移动。包括诸如38d的超声处理极的设备提供两种操作模式：

在与波长λ_L相关的第一驱动频率下，对于波长λ_L的超声处理极38d被配置为充当声振幅变换器，第一“热”或“纵向”模式，其中通过工作面26透皮递送到皮下组织的能量主要是通过垂直于皮肤表面的超声纵向振动；和

在不同于第一驱动频率的第二驱动频率下，第二“冷”或“横向”模式，其中通过工作面26透皮递送到皮下组织的能量主要是通过平行于皮肤表面的超声横向振动。如US2011/0213279中所述，相对低能量的“冷”超声横向波破坏脂肪细胞，显然是通过反复拉伸脂肪细胞膜，然后使其松弛，但基本上不会对周围的非脂肪组织造成附带损害。

在US 2011/0213279中描述的一些优选实施例中，第一模式的超声纵向振动和第二模式的超声剪切波振动通过蘑菇形超声处理极(例如38d)交替施加。超声纵向振动通过工作面26被施加到皮肤表面(通常持续时间约为5秒)，以透皮诱导加热皮下组织(例如真皮)的超声纵向波。随后，超声剪切波振动通过工作面26被施加到皮肤表面(通常持续时间约为15秒)，以诱导超声横向振动来破坏脂肪细胞。由于超声纵向振动的预热，超声横向振动穿透得更深和/或更有效，和/或更大比例的能量穿透到脂肪组织的给定深度，和/或被加热的组织具有改进的能量吸收特性。

尽管在塑身领域非常有效，但例如在US 2011/0213279中所述的超声处理极有时被认为对于某些用途来说不太理想，因为剪切波振动不是连续施加的，这是因为在两个不同的驱动频率之间生成和切换所需的额外复杂性，并且因为，如果用户过快地在治疗对象的不同部分上移动工作面，则治疗结果可能被认为不太理想。

在专利公开US 2019/0091490中(该专利公开通过引用被包括在本文中，就如同在本文中充分阐述一样)，一些发明人公开了一种超声处理极，该超声处理极在皮下组织中同时透皮诱导超声横向振动和超声纵向振动两者，这两种模式的振动具有足够的强度以递送大量能量从而实现所期望的生物效应，例如通过诱导的纵向振动显著加热组织和通过诱导的横向振动显著破坏脂肪细胞。此外，由两种模式中的每一种模式递送的能量是“平衡的”，也就是说，在本领域中具有普通技术的塑身技术人员的正常使用期间，诱导的超声横向振动足够强烈以有效地破坏脂肪细胞(如US 2011/0213279中所述)，并且同时诱导的超声纵向振动足够强烈以充分加热皮下组织，从而增加所诱导的超声横向振动的效力，而不会如此强烈，以至于容易导致身体组织的潜在灾难性过热(例如烧伤、瘢痕)。发明人认为，横向和纵向振动两者的连续和同时诱导是导致US 2019/0091490中公开的超声处理极的特别效力(例如用于减少皮下组织中的脂肪)的原因。

发明概述

在一些实施例中，本发明涉及用能量治疗身体组织，并且更具体地，但不排他地，涉及用于通过在皮下组织中透皮诱导超声振动和/或用诸如光的电磁辐射透皮递送能量到皮下组织来治疗皮下组织的设备。在一些实施例中，治疗皮下组织在减少皮下组织中皮下脂肪的量方面是有效的。在一些实施例中，能量的透皮辐射递送和在皮下组织中超声振动的透皮诱导可以同时、交替地或以不相关的方式进行。在一些实施例中，该设备在皮下组织中同时透皮诱导超声横向振动和超声纵向振动两者。

具有带有锥形部分的超声处理极的设备

根据本发明的一些实施例的方面，提供了一种适于治疗皮下组织的设备，包括：

a.具有近端面和远端面的超声换能器，其用于生成超声振动；以及

b.具有超声处理极轴的超声处理极，其包括：

i.近端面，其与超声换能器的远端面接触并且声学耦合到该远端面，

ii.锥形部分，其具有较小半径的近端和较大半径的远端，其中锥形部分由具有外锥形表面和内锥形表面的锥形壁限定，该锥形部分的内锥形表面至少部分地限定中空部，以及

iii.具有环形近端面和环形远端面的环部分，其从锥形部分的远端向外径向延伸，所述环形远端面是超声处理极的工作面，工作面的孔(hole)构成中空部的开口端。

在一些实施例中，该设备被配置成用电磁辐射辐照通过超声波发射器的工作面的孔可见的皮肤表面。用于辐照的配置使得辐射从中空部内部朝向中空部的开口端。如本文所使用的，通过工作面的孔可见的皮肤表面是指当工作面接触皮肤表面时被超声处理极的工作面的孔包围的皮肤表面的区域。

在一些实施例中，超声换能器是Langevin型换能器，其包括具有远端和近端的轴向螺栓。在一些这样的实施例中，轴向螺栓包括在螺栓的远端和近端之间的轴向通路(passage)。在一些这样的实施例中，轴向通路在螺栓的远端和近端之间提供(例如空气的)流体连通。附加地或可替代地，在一些实施例中，轴向通路在螺栓的远端和近端之间提供(例如诸如光的电磁辐射的)光学连通。附加地或可替代地，在一些实施例中，轴向通路在螺栓的远端和近端之间提供了物理部件(例如，诸如光导(例如光纤)的波导、抽吸导管、物质递送导管)的通路。

在一些实施例中，工作面中的孔的直径在环部分的直径的10％至70％之间。

在一些实施例中，超声处理极还包括杆，杆具有作为超声处理极的近端面的近端面和作为锥形壁的近端的远端。

超声处理极中具有中空部的设备

本发明的一些实施例涉及具有任何形状的中空超声处理极，该中空超声处理极具有中空部。因此，根据本发明的一些实施例的方面，还提供了一种适于治疗皮下组织的设备，包括：

a.具有近端面和远端面的超声换能器，其用于生成超声振动；以及

b.具有超声处理极轴的超声处理极，其包括：

i.近端面，其与超声换能器的远端面接触并且声学耦合到该远端面，

ii.在所述超声处理极中的端部开口的中空部，

iii.远端面，所述远端面是超声处理极的工作面，工作面的孔构成中空部的开口端。

中空超声处理极包括具有外壁表面和内壁表面的超声处理极壁，中空超声处理极的内壁表面至少部分地限定中空部。在一些实施例中，工作面是环形的。

在一些这样的实施例中，具有带有中空部的超声处理极的设备被配置成用电磁辐射辐照通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面。用于辐照的配置使得辐射从中空部内部朝向中空部的开口端。中空部的形状是任何合适的形状。在优选实施例中，中空部在中空部的开口端所具有的横截面积(垂直于超声处理极轴)大于中空部的近端(靠近换能器的远端面)的横截面积(垂直于超声处理极轴)，该中空部例如为本文描述的锥形中空部。这样的形状允许在任何一个时刻辐照皮肤的更大表面区域。

作为用于辐照皮肤的配置的附加或替代，在一些实施例中，超声换能器是包括具有远端和近端的轴向螺栓的Langevin型换能器。在一些这样的实施例中，轴向螺栓包括在螺栓的远端和近端之间的轴向通路。在一些这样的实施例中，轴向螺栓包括在螺栓的远端和近端之间的轴向通路。在一些这样的实施例中，轴向通路在螺栓的远端和近端之间提供(例如空气的)流体连通。附加地或可替代地，在一些实施例中，轴向通路在螺栓的远端和近端之间提供(例如诸如光的电磁辐射的)光学连通。附加地或可替代地，在一些实施例中，轴向通路在螺栓的远端和近端之间提供物理部件(例如，诸如光导(例如光纤)的波导、抽吸导管和/或用于递送物质(诸如药物或美容治疗成分)的物质递送导管)的通路。

近端通道

在一些实施例中，在本文教导的包括具有中空部(无论是否具有锥形部分)的超声处理极的设备中，超声处理极还包括在中空部和靠近超声处理极的近端(例如在超声处理极的近端面处)的超声处理极外部之间的近端通道。在一些这样的实施例中，近端通道在中空部和超声处理极外部之间提供(例如空气的)流体连通。附加地或可替代地，在一些实施例中，近端通道在中空部和超声处理极外部之间提供(例如诸如光的电磁辐射的)光学连通。附加地或可替代地，在一些实施例中，近端通道在中空部和超声处理极外部之间提供物理部件(例如，诸如光导(例如光纤)的波导、抽吸导管和/或物质递送导管)的通路。在一些实施例中，超声换能器是包括轴向螺栓的Langevin型换能器，该轴向螺栓在轴向螺栓的远端和近端之间具有轴向通路，并且超声处理极包括用于接合轴向螺栓的远端的孔，使得超声处理极的近端通道和轴向螺栓的轴向通路一起提供超声处理极的中空部和轴向螺栓的近端之间的连通。

在一些实施例中，该连通是在中空部和轴向螺栓的近端之间的(例如空气的)流体连通。

附加地或可替代地，在一些实施例中，该连通是在中空部和轴向螺栓的近端之间的(例如诸如光的电磁辐射的)光学连通。

附加地或可替代地，在一些这样的实施例中，该连通在中空部和轴向螺栓的近端之间提供物理部件(例如，诸如光导(例如光纤)之类的波导、抽吸导管和/或物质递送导管)的通路。

非轴向贯穿通道

在一些实施例中，在本文教导的包括具有中空部(无论是否具有锥形部分，无论是否在中空部和轴向螺栓的近端之间具有连通)的超声处理极的设备中，超声处理极包括在超声处理极的中空部和外部之间贯穿壁(该壁的内表面限定了中空部(例如，在一些实施例中为锥形壁))和/或杆(如果存在的话)的非轴向贯穿通道。在一些实施例中，非轴向贯穿通道在中空部和外部之间提供(例如空气的)流体连通。附加地或可替代地，在一些实施例中，非轴向贯穿通道在中空部和外部之间提供(例如，诸如光的电磁辐射的)光学连通。附加地或可替代地，在一些这样的实施例中，非轴向贯穿通道在中空部和外部之间提供物理部件(例如，诸如光导(例如光纤)的波导、抽吸导管、物质递送导管)的通路。

吸力的施加

在一些实施例中，在本文教导的包括具有中空部(无论是否具有锥形部分)的超声处理极的设备中，该设备被配置为向通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面施加吸力。在一些这样的实施例中，该设备在功能上与吸力发生器(例如真空泵)和在中空部与吸力发生器之间提供流体连通的导管相关联，使得吸力发生器的激活导致空气通过通道从中空部排空：当工作面接触皮肤表面时，通过吸力发生器从中空部中排空空气导致中空部中的部分真空，从而将吸力施加到通过孔可见的皮肤表面。在一些实施例中，在功能上相关联的吸力发生器和/或导管是该设备的部件。可替代地，在一些实施例中，在功能上相关联的吸力发生器和/或导管不是该设备的部件。

在一些这样的实施例中，该设备被配置成允许与激活换能器以在皮下组织中诱导超声振动同时地，向通过工作面的孔可见的皮肤表面施加吸力。

附加地或可替代地，在一些这样的实施例中，该设备被配置成允许向通过工作面的孔可见的皮肤表面施加吸力与激活换能器以在皮下组织中诱导超声振动交替地进行。

附加地或可替代地，在一些这样的实施例中，该设备被配置成允许独立于激活换能器而向通过工作面的孔可见的皮肤表面施加吸力。

用于同时、交替和/或独立地激活这些功能的配置对于本领域中的普通技术人员来说是清楚的，并且包括开关、布线、电源和适当配置的控制器中的一项或更多项。

辐照

在一些实施例中，本文教导的包括具有中空部(无论是否具有锥形部分)的超声处理极的设备被配置成允许用电磁辐射辐照通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面。

如下面更详细讨论的，在一些这样的实施例中，该设备在功能上与包括孔(aperture)的辐射源相关联，该孔与中空部(在一些实施例中通过波导)进行光学连通。激活辐射源导致用来自辐射源的电磁辐射辐照通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面。在一些实施例中，在功能上相关联的辐射源和/或可选的波导是该设备的部件。可替代地，在一些实施例中，在功能上相关联的辐射源和/或可选的波导不是该设备的部件。

在一些这样的实施例中，该设备被配置成允许与激活换能器以在皮下组织中诱导超声振动同时地，辐照通过工作面的孔可见的皮肤表面。

附加地或可替代地，在一些这样的实施例中，该设备被配置成允许辐照通过工作面的孔可见的皮肤表面与激活换能器以在皮下组织中诱导超声振动交替地进行。

附加地或可替代地，在一些这样的实施例中，该设备被配置成允许独立于激活换能器而辐照通过工作面的孔可见的皮肤表面。

用于同时、交替和/或独立地激活这些功能的配置对于本领域中的普通技术人员来说是清楚的，并且包括开关、布线、电源和适当配置的控制器中的一项或更多项。

在一些这样的实施例中，该设备被配置用于至少三种功能：

允许用电磁辐射辐照通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面；

允许向通过工作面的孔可见的皮肤表面施加吸力；以及

在激活换能器时在皮下组织中诱导超声振动。

在一些实施例中，这样的设备被配置成允许同时激活至少两种功能，该至少两种功能选自由以下功能组成的组：辐照皮肤表面；施加吸力；和激活换能器。

附加地或可替代地，在一些实施例中，这样的设备被配置成允许交替激活至少两种功能，该至少两种功能选自由以下功能组成的组：辐照皮肤表面；施加吸力；和激活换能器。

附加地或可替代地，在一些实施例中，这样的设备被配置成允许独立激活至少两种功能，该至少两种功能选自由以下功能组成的组：辐照皮肤表面；施加吸力；和激活换能器。

用于同时、交替和/或独立地激活这些功能的配置对于本领域中的普通技术人员来说是清楚的，并且包括开关、布线、电源和适当配置的控制器中的一项或更多项。

在设备被配置成用电磁辐射辐照通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面(无论是否具有锥形部分)的实施例中，辐照是用具有在任何合适的范围内的波长的电磁辐射。在一些实施例中，该范围选自由以下项组成的组：

UV光(具有在10nm至400nm的范围内的波长)；

可见光(具有在400nm至750nm的范围内的波长)；

IR光(具有在750nm至15微米的范围内的波长)；

太赫兹辐射(具有在10微米至1mm的范围内的波长(30THz至0.3THz))；以及

微波辐射(具有在1mm至1m的范围内的波长(300GHz至0.3GHz))。

在配置用于用UV光辐照的实施例中，优选的UV光是UV-C(100nm-280nm)、UV-B(280nm-315nm)和/或UV-A(315nm-400nm)。

在配置用于用IR光辐照的实施例中，优选的IR光是NIR光(具有在750nm至1.4微米的范围内的波长)；短IR光(具有在1.4微米至3微米的范围内的波长)；中波IR光(具有在3微米至8微米的范围内的波长)；和长波IR光(具有在8微米至15微米的范围内的波长)。

在一些这样的实施例中，用辐射辐照通过工作面的孔可见的皮肤表面是用光(即，IR光、可见光、UV光)照射通过工作面的孔可见的皮肤表面。

电磁辐射的波长通常被选择为对身体组织具有有用效果的波长，例如具有透皮皮下组织治疗领域中已知的波长(例如1060nm)的光。

在一些实施例中，该设备被配置成使得辐射从中空部的近端沿着轴向方向朝向工作面的孔(其是中空部的开口端)传播。在一些可替代的实施例中，该设备被配置成使得辐射从不同于中空部近端的位置沿着非轴向方向进入中空部。

在一些实施例中，用于这种辐照的设备的配置是，该设备包括波导，该波导具有与辐射源的孔(辐射从其出现的辐射源的部分)相关联的近端，并且波导的远端通向超声处理极的中空部内部，该波导提供从辐射源到中空部内部的光学连通。因此，由在功能上与波导的近端相关联的辐射源生成的辐射被波导从相关联的辐射源的孔引导到超声处理极的中空部内。在这样的实施例中，只要存在合适的波导，就可以使用具有任何尺寸的任何辐射源，并且该任何辐射源可以是如本文所述的设备的部件。在一些这样的实施例中，辐射源是该设备的部件。可替代地，在一些这样的实施例中，辐射源不是该设备的部件。如下文更详细讨论的，在一些实施例中，波导的一部分平行于超声处理极轴穿过该设备的部件(例如，换能器)，并且在一些这样的实施例中，从中空部的近端进入中空部。可替代地，在一些实施例中，波导的一部分穿过非轴向贯穿通道，该非轴向贯穿通道贯穿壁在中空部和超声处理极外部之间提供连通，该壁的内表面限定中空部(在一些实施例中是锥形壁)。对于光辐射，合适的波导包括光纤和光管。对于微波和太赫兹辐射，合适的波导包括波导，例如柔性小尺寸波导，例如电介质波导或可从Fairview Microwave公司(Lewisville，德克萨斯州(TX)，美国)获得的波导。

可替代地，在一些实施例中，用于这种辐照的设备的配置是，该设备还包括辐射源并且没有波导。在一些这样的实施例中，辐射源位于中空部的内部。在一些这样的实施例中，辐射源位于超声处理极的物理部件内部。在一些实施例中，源的孔指向超声处理极的中空部中。在一些实施例中，源的孔从中空部的近端指向超声处理极的中空部中。可替代地，在一些实施例中，源的孔通过非轴向贯穿通道指向超声处理极的中空部内部，该非轴向贯穿通道贯穿壁在中空部和超声处理极外部之间提供连通，该壁的内表面限定了中空部(在一些实施例中是锥形壁)。在一些实施例中，来自孔的辐射与超声处理极轴平行传播。在一些实施例中，来自孔的辐射不与超声处理极轴平行地传播。

辐射源

辐射源(无论是否是该设备的一部分)是任何合适的辐射源。

对于光辐射(UV、可见光、IR)，可以使用任何合适的光辐射源。在一些这样的实施例中，合适的光源包括用于产生期望波长的光的激光器(例如二极管激光器、固态激光器或半导体激光器)。在一些实施例中，合适的光源包括非相干光源，例如LED、闪光灯(例如，卤素灯，例如Xe或Kr)或其他强脉冲光(IPL)源。

对于微波辐射，可以使用任何合适的微波辐射源。在一些这样的实施例中，合适的源包括磁控管，优选地是微型磁控管(例如可从中国广东省Sunchonglic获得)，其用于生成期望波长的微波辐射。

对于太赫兹辐射，可以使用任何合适的太赫兹辐射源。在一些这样的实施例中，合适的源包括太赫兹源，优选地是微型源(例如可从美国加利福尼亚州圣何塞市的TeraSenseGroup公司获得)，其用于生成具有期望波长的太赫兹辐射。

反射表面

在一些实施例中，中空部的内表面的至少一部分(例如，内锥形表面)被配置为对辐射是反射的(漫反射的和/或镜面反射的)，在一些实施例中，中空部的内表面的至少50％、至少60％、至少80％以及甚至至少90％是反射的。在一些实施例中，所谓反射的是指表面的反射部分的反射率在法向入射时至少为60％，更优选地在法向入射时至少为70％、至少为80％、至少为90％，以及甚至至少为95％。在这样的实施例中，接触中空部的内表面的辐射被反射以潜在地辐照通过工作面的孔可见的皮肤表面。本领域中的普通技术人员熟悉适于使超声处理极的中空部的内表面针对指定波长的辐射反射到期望程度的材料，而无需过度实验。例如，在一些实施例中，当辐射是光时，中空部的内表面被镜面化，例如通过抛光或涂覆铝超声处理极的内表面，例如通过镀银、电镀、气相沉积、电子束沉积、离子辅助电子束沉积反射金属层(例如银)，并且如果需要，则涂覆有保护层以防止非反射氧化物层的形成。在一些实施例中，中空部的内表面的被配置为反射的部分中的至少一部分是银镜。附加地或可替代地，在一些实施例中，中空部的内表面的被配置为反射的部分中的至少一部分是铝镜。也就是说，在优选实施例中，中空部的内表面是漫反射的。

光学元件

在设备被配置成用电磁辐射辐照通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面(无论是否具有锥形部分)的实施例中，该设备还包括至少一个光学元件以折射该辐射。典型地，光学元件被配置成折射该辐射以便：

朝向中空部的开口端引导该辐射的至少一些；

引导该辐射的至少一些远离中空部的内表面；

在中空部的开口端以期望的方式分布辐射。

例如，在一些实施例中，光学元件被配置成分散来自辐射源的辐射波束，以更均匀地分布在中空部的开口端的区域上，例如，类似用于光的凹透镜。例如，在一些实施例中，光学元件被配置成将辐射波束的方向从指向中空部的内表面改变为指向中空部的开口端。在一些这样的实施例中，光学元件位于超声处理极的中空部内部和/或超声处理极的物理部件内部。对于光辐射，合适的光学元件包括透镜、棱镜和衍射光栅。对于微波辐射，合适的光学元件包括透镜天线，例如延迟透镜、快速透镜、介电透镜、约束透镜、菲涅耳带(Fresnelzone)透镜和伦伯(Luneburg)透镜。对于太赫兹辐射，合适的光学元件包括太赫兹透镜，例如可从德国普拉内格市的Menlo Systems GmbH获得。

脉冲式超声治疗

根据本文教导的一些实施例的方面，还提供了一种用于利用超声振动治疗组织的设备，该设备包括：

i.具有工作面的超声处理极；

ii.在功能上与超声处理极相关联的超声换能器，

iii.在功能上与超声换能器相关联的超声电源，该超声电源被配置为提供以超声驱动频率振荡的交变电流(AC)以驱动超声换能器，以及

iv.控制器，其被配置为接收使工作面以超声频率振动的用户命令，并且在接收到这样的命令之后，激活该设备的其他部件以使工作面以每秒至少2个脉冲的速率周期性地以超声方式振动，每个脉冲具有少于250毫秒的持续时间，并且任何两个脉冲由至少10毫秒的静息期(rest phase)隔开。

根据本文教导的一些实施例的方面，还提供了一种用于利用超声振动治疗组织的方法，该方法包括：

将超声处理极的工作面与组织表面声学耦合；

在治疗持续时间内，使工作面以每秒至少2个(超声振动的)脉冲的速率以超声频率周期性地振动，每个脉冲具有少于250毫秒的持续时间，并且任何两个脉冲由至少10毫秒的静息期隔开，

其中，脉冲的强度和治疗持续时间是足够的以实现期望的结果。

附图简述

在本文中参考附图描述了本发明的一些实施例。结合附图的描述使得对本领域的普通技术人员来说可以如何实践本发明的一些实施例变得显而易见。附图是为了说明性论述的目的，并且没有尝试比基本理解本发明所需的更详细地示出实施例的结构细节。为了清楚起见，附图中描绘的一些对象不是按比例的。

在附图中：

图1(现有技术)示意性地描绘了用于通过介质的表面将超声振动施加到介质中的设备；

图2A、2B、2C和2D(现有技术)示意性地描绘了配置成用作声振幅变换器的不同超声处理极：图2A为线性逐渐变细的超声处理极；图2B为指数逐渐变细的超声处理极；图2C为阶梯式逐渐变细的超声处理极；而图2D为根据US 2011/0213279的蘑菇形超声处理极；

图3(现有技术)示意性地描绘了根据US 2019/0091490的超声处理极的实施例；

图4A、4B、4C和4D示意性地描绘了根据本文教导的实施例的设备和超声处理极，该设备和超声处理极被配置为将吸力施加到皮肤表面：图4A是设备的侧视图，图4B是超声处理极的侧视图，图4C是超声处理极的侧截面，而图4D是超声处理极的从底部朝向工作面看的透视图；

图5示意性地描绘了根据本文教导的实施例的超声处理极的实施例，该超声处理极被配置为用辐射辐照皮肤，特别是用光照射皮肤；

图6示意性地描绘了根据本文教导的实施例的超声处理极的实施例；

图7示意性地描绘了根据本文教导的超声处理极的实施例，该超声处理极被配置为向皮肤表面施加吸力；

图8A和8B示意性地描绘了根据本文教导的设备的实施例，该设备被配置用于以下两项：用辐射辐照皮肤(并且特别是用光照射皮肤)和向皮肤表面施加吸力：图8A是该设备的侧视图，而图8B是该设备的超声处理极的侧截面；

图9A和9B各自以侧截面示意性地描绘了根据本文教导的设备的实施例，该设备被配置为用辐射辐照皮肤；以及

图10A和10B各自示意性地描绘了适于用超声振动的脉冲治疗组织的设备的实施例。

发明的一些实施例的描述

在一些实施例中，本发明涉及用能量治疗身体组织，并且更具体地，但不排他地，涉及用于通过在皮下组织中透皮诱导超声振动和/或用电磁辐射(例如光)向皮下组织透皮递送能量来治疗皮下脂肪的设备。在一些实施例中，治疗皮下组织在减少皮下组织中皮下脂肪的量方面是有效的。在一些实施例中，能量的透皮辐射递送和在皮下组织中透皮诱导超声振动可以同时、交替地或以不相关(独立)的方式执行。在一些实施例中，该设备在皮下组织中同时透皮诱导超声横向振动和超声纵向振动两者。

参照所附的说明和附图可以更好地理解本文中教导的原理、用途和实施方式。在熟读本文提供的说明和附图时，本领域的技术人员能够实施本发明而无需过多努力和实验。在附图中，类似的附图标记始终指代类似的部分。

在详细解释至少一个实施方例之前，应当理解，本发明没有必要将其应用限制于本文中所阐述的构造和部件布置的细节和/或方法。本发明能够以其他实施例或以各种方式实践或实施。本文中采用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应被认为是限制性的。

如上所述，在专利公开US 2019/0091490中，一些发明人公开了一种超声处理极，该超声处理极被发现在治疗皮下组织方面特别有效。发明人认为，该超声处理极的效力至少部分是归因于超声处理极在皮下组织中同时诱导超声横向振动和超声纵向振动两者，以声学地递送能量来治疗组织。

直到最近，发明人认为，只有利用根据US 2019/0091490的教导配置的超声处理极才可能同时诱导超声横向振动和超声纵向振动两者，此两者都具有足够的强度以递送大量能量，其中两种模式平衡以实现期望的生物效应。

本文公开了用于治疗皮下组织的设备和使用该设备的方法，该设备包括具有锥形部分和环形工作面的超声处理极。令人惊讶地发现，根据本文教导的这种实施例的设备在治疗皮下组织方面特别有效。不希望拘泥于任何一种理论，目前认为，该效力至少部分是归因于超声处理极在皮下组织中同时诱导超声横向振动和超声纵向振动两者，以声学地递送能量来治疗皮下组织。目前认为，诱导的两种模式的振动都具有足够的强度来递送大量能量以实现期望的生物效应，例如，以与US 2019/0091490中公开的设备竞争且甚至超过该设备的方式显著加热组织和显著破坏脂肪细胞，尽管现在公开的超声处理极与US 2019/0091490的超声处理极完全不同。

操作根据US 2019/0091490教导的设备的挑战在于，超声换能器生成的纵向波提高了超声处理极的工作面的中心部分的温度。中心部分的温度可能上升到可能对治疗对象造成不适或甚至损伤的程度。因此，这种设备的操作人员必须限制由换能器生成的超声振动的功率，以降低工作面加热的程度，并且在使用该设备时还要特别小心，以避免对治疗对象造成不适或损伤。相反，本文教导的设备的超声处理极的环形工作面不会受到这种加热，因为环形工作面没有中心部分，只有孔。本文公开的设备和超声处理极的一些实施例具有如下文公开的附加优点。

根据本发明的一些实施例的方面，提供了一种适于治疗皮下组织的设备，包括：

a.具有近端面和远端面的超声换能器，其用于生成超声振动；以及

b.具有超声处理极轴的超声处理极，包括：

i.近端面，其与超声换能器的远端面接触并且声学耦合到该远端面，

ii.锥形部分，其具有较小半径的近端和较大半径的远端，其中锥形部分由具有外锥形表面和内锥形表面的锥形壁限定，该锥形部分的内锥形表面至少部分地限定中空部，以及

iii.具有环形近端面和环形远端面的环部分，其从锥形部分的远端向外径向延伸，所述环形远端面是超声处理极的工作面，工作面的孔构成中空部的开口端。

在概述部分中，描述了本文教导的这个方面和附加方面，附加方面中的两个方面涉及包括超声换能器和具有端部开口的(open-ended)中空部的超声处理极的设备以及包括具有中空轴向螺栓的换能器的设备。如本领域普通技术人员所清楚的，本文的详细描述和附图描述了本文教导的这个方面的部件和操作。

根据本文教导的设备的代表性实施例，设备72在图4A-4D中被示意性地描绘：图4A(设备72的侧视图，该设备72具有超声换能器12和超声处理极74)、图4B(超声处理极74的侧视图)、图4C(超声处理极74的侧截面图)和图4D(超声处理极74的从底部看的透视图)。设备72被配置为当换能器12与通过工作面中的孔同时、交替地或独立地施加吸力一起被激活时，通过超声处理极74的工作面在皮下组织中透皮诱导超声振动，如在下文中更详细讨论的。

超声换能器12具有近端面14和远端面18。超声换能器12是Langevin型预应力(在45N/m至100N/m之间)换能器，该换能器包括四个6mm直径的盘的堆叠，被配置为产生56kHz至60kHz之间的超声纵向频率，通过轴向螺栓75与声反射器16并与超声处理极74保持在一起。

超声处理极74具有超声处理极轴28并且包括

i.近端面56，其与超声换能器12的远端面18接触并且声学耦合到该远端面18，

ii.锥形部分76，其具有较小半径的近端78和较大半径的远端80，其中锥形部分76由锥形壁82限定，锥形壁82具有外锥形表面84和内锥形表面86，该锥形部分76的内锥形表面86至少部分地限定中空部88，以及

iii.环部分90，其从锥形部分76的远端80向外径向延伸，该环部分90具有环形近端面92和环形远端面，该环形远端面是超声处理极74和设备72的工作面94，工作面94的孔96构成中空部88的开口端。

超声处理极材料

超声处理极74是铝6061(包括镁和硅作为合金元素的铝合金)的整体块，使得所有部件都一体成型。超声处理极74的工作面94包括10微米厚的软阳极氧化层。

环部分

环部分具有环形近端面(图4中的92)、环形远端面(其是超声处理极的工作面)(图4中的94)和外围壁(图4中的98)。

在优选实施例中，超声处理极的环部分的形状是圆(当平行于超声处理极轴观察时)，优选以超声处理极轴为中心。当平行于超声处理极轴28观察时，超声处理极74的环部分90的外侧外围是圆。在一些可替代的实施例中，环部分具有不同的形状，例如卵形或椭圆形。

在优选实施例中，环部分的直径(环部分的垂直于超声处理极轴的最大尺寸)在20mm和300mm之间(并且在一些实施例中高达200mm)，并且通常特别地基于预期用途(身体的哪个部分要被治疗，优选用较小直径的环部分来治疗手臂，以及优选用较大直径的环部分来治疗大腿)和如下所述的选择的驱动频率来选择。超声处理极74的环部分90具有90mm的直径。

在优选实施例中，工作面的至少80％以及甚至至少90％的表面区域垂直于超声处理极轴。在图2中，超声处理极74的多于90％的工作面94垂直于超声处理极轴28，只有靠近与外围壁98的相交处的小的外围部分沿近端方向向上弯曲，以避免划伤、伤害被治疗的人或对被治疗的人造成不适。在一些替代实施例中，少于90％的工作面垂直于超声处理极轴。在一些这样的替代实施例中，工作面的一部分(至少20％、至少30％、至少50％以及甚至至少70％)沿近端方向凸出地弯曲，使得在平行于超声处理极轴的横截面中，环部分具有凸透镜形状。在一些这样的替代实施例中，工作面的一部分(至少20％、至少30％、至少50％以及甚至至少70％)是平坦的，但不平行于超声处理极轴，使得在横截面中(当垂直于超声处理极轴观察时)，工作面的该部分是直线。

在优选实施例中，近端面的至少90％的表面区域垂直于超声处理极轴。超声处理极74的100％近端面92垂直于超声处理极轴28。在一些替代实施例中，少于90％的近端面垂直于超声处理极轴。在一些这样的替代实施例中，一部分(至少20％、至少30％、至少50％以及甚至至少70％)沿远端方向凸出地弯曲，使得在垂直于超声处理极轴的横截面中，环部分具有透镜形状。在一些这样的替代实施例中，近端面的一部分(至少20％、至少30％、至少50％以及甚至至少70％)是平坦的，但不平行于超声处理极轴，使得在横截面中(当垂直于超声处理极轴观察时)，近端面的该部分是直线。

在一些实施例中，工作面与外围壁的相交处不是弯曲的。可替代地，在一些优选实施例中，工作面与外围壁的相交处是弯曲的，减少了在使用期间刮擦或划伤皮肤表面的机会。在超声处理极74中，工作面94和外围壁98的相交处是弯曲的。

在一些实施例中，近端面与外围壁的相交处不是弯曲的。可替代地，在一些优选实施例中，近端面与外围壁的相交处是弯曲的。在超声处理极74中，近端面92和外围壁98的相交处不是弯曲的，为90°。

在一些实施例中，外围壁的至少一些平行于超声处理极轴，优选地，外围壁的至少20％、至少30％、至少40％以及甚至至少50％平行于超声处理极轴。在超声处理极74中，外围壁98的60％平行于超声处理极轴28。在一些实施例中，外围壁的中心部分平行于超声处理极轴。在超声处理极74中，外围壁98的中心部分平行于超声处理极轴28。在一些替代实施例中，外围壁的中心部分不平行于超声处理极轴。在一些这样的替代实施例中，外围壁的中心部分是弯曲的(例如，整个外围壁是弯曲的)。在替代的这样的替代实施例中，外围壁的中心部分是直的并且不平行于超声处理极轴，使得近端面的直径大于远端面的直径，或者远端面的直径大于近端面的直径。

在一些优选实施例中，工作面的至少70％、至少80％以及甚至至少90％的表面区域和近端面是平行的(并且优选地垂直于超声处理极轴)。在这样的实施例中，如在平行部分处测量的工作面的厚度(平行于超声处理极轴的尺寸)是任何合适的厚度，优选地至少1mm且不多于10mm。在一些实施例中，为了增加环部分的坚固性(robustness)，厚度为至少2mm和甚至至少3mm。在一些实施例中，厚度不多于8mm和甚至不多于7mm。在超声处理极74中，工作面94和近端面92的至少90％的表面是平行的，并且环部分是5mm厚。在一些替代实施例中，工作面的少于70％的表面区域和近端面是平行的，例如，当一个或两个面是弯曲的和/或一个或更多个面是平坦的但不平行时。在这样的替代实施例中，环部分在最厚部分处和最薄部分处的厚度优选为至少1mm且不多于20mm(并且在一些实施例中不多于10mm)，其中最厚部分的厚度与最薄部分的厚度之间的差不多于7mm、不多于5mm、不多于3mm、不多于2mm以及甚至不多于1mm。

工作面中的孔

工作面是环形的，具有构成中空部的开口端的孔。在一些实例中，当使用超声处理极时，工作面接触皮肤表面的环形部分，从而允许以通常的方式在皮下组织中诱导振动。被皮肤表面的环形部分环绕的皮肤表面的不同部分在超声处理极的工作面上的孔中是可见的，皮肤的该不同部分封闭中空部，防止与开放的空气流体连通。

在优选实施例中，孔的形状是圆(当平行于超声处理极轴观察时)，优选以超声处理极轴为中心。当平行于超声处理极轴28观察时，超声处理极74的环部分90的孔96的形状是圆。超声处理极74的孔96以超声处理极轴28为中心。在一些替代实施例中，孔具有不同的形状(例如卵形或椭圆形)和/或不以超声处理极轴为中心。

在优选实施例中，孔的直径(孔的垂直于超声处理极轴的最大尺寸)在环部分的直径的10％至70％之间，更优选地在20％至50％之间，甚至更优选地在25％至40％之间。超声处理极74的孔96是具有30mm直径的圆，因此是环部分90的90mm直径的33％。

锥形表面和中空部

根据本文教导的超声处理极具有锥形部分，锥形部分具有较小半径的近端和较大半径的远端，其中锥形部分由具有外锥形表面和内锥形表面的锥形壁限定，锥形部分的内圆锥形表面至少部分地限定中空部。如从该描述中清楚地得知，锥形部分是中空的锥形部分，即具有中空部，该中空部至少部分地由内锥形表面限定。

在优选实施例中，外锥形表面和内锥形表面平行，使得锥形壁的厚度是恒定的。在这样的实施例中，锥形壁的厚度是任何合适的厚度，通常在2mm至10mm之间，在一些优选实施例中在2mm至6mm之间。在超声处理极74中，外锥形表面84和内表面86是平行的，锥形壁82具有恒定的3.3mm厚度。在一些替代实施例中，外表面和内表面不平行，而锥形壁的厚度不是恒定的。在优选的这样的替代实施例中，锥形壁的厚度在2毫米至10毫米的范围内变化，优选地，更近端的部分比更远端的部分厚。

内表面的锥角是任何合适的角度。在优选实施例中，当孔的形状是圆并且内表面限定了直圆锥体的一部分时，存在单个锥角，该锥角优选地在70°至95°之间，更优选地在75°至90°之间，以及甚至更优选地在78°至86°之间。在超声处理极74中，孔96是一个圆，并且内表面86限定了一个直圆锥体，因此存在82°的单个锥角100。在一些替代实施例中，例如，当孔的形状不是圆(例如是卵形或椭圆形)或内表面限定斜锥体的一部分时，存在从最小锥角到最大锥角的多个锥角。在优选的这样的替代实施例中，最小锥角和最大锥角都在70°至95°之间。在优选实施例中，内表面限定了直锥体的一部分，其中锥体的(假想)顶点和孔的中心之间的线垂直于孔的平面(无论孔是否是一个圆)。在一些实施例中，内表面限定了不是直锥体的锥体的一部分：在这样的实施例中，锥体的(假想)顶点和孔的中心之间的线之间的角度接近垂直(90°)，优选地不少于70°、不少于75°、不少于80°以及甚至不少于85°。

在一些实施例中，锥形内表面延伸到工作面并限定超声处理极的孔。在超声处理极74中，锥形内表面86延伸到工作面94，从而限定孔96。在一些替代实施例中，内表面的远端部不是锥形的。在一些这样的实施例中，限定环部分的内部的该内表面的远端部平行于超声处理极轴。

在一些实施例中，内锥形表面是完整的锥体，终止于尖的或弯曲的顶点。在这样的实施例中，中空部中由内锥形表面限定的部分是真正的锥体(见图6和图7)。在替代实施例中，内锥形表面和中空部中由内锥形表面限定的部分是截头锥体。在超声处理极74中，锥形内表面86和中空部88中由锥形内表面88限定的部分是截头的直圆锥体。中空部中由锥形内表面限定的部分的高度(平行于超声处理极轴的尺寸)是任何合适的高度，并且由超声处理极的其他特征的尺寸限定。在超声处理极74中，中空部88中由锥形内表面86限定的部分的高度为12mm。

在一些实施例中，其中内锥形表面和中空部中由内锥形表面限定的部分是截头锥体，存在垂直于工作面的近端中空部壁，使得中空部的至少一部分是真正的截头锥体。可替代地，在一些实施例中，中空部中位于内锥形表面的近端上方的部分是任何合适的形状。在超声处理极74中，中空部88中位于内锥形表面86的近端上方的部分是近端部102。中空部88的近端部102是具有弯曲边缘的近似圆柱形体积，该弯曲边缘具有7mm直径(垂直于超声处理极轴28)和5mm高度(平行于超声处理极轴28的尺寸)。

杆

如上所述，超声处理极具有近端面，该近端面与超声换能器的远端面接触并声学耦合到该远端面。

在一些实施例中，锥形壁的近端限定了超声处理极的近端面。

在优选实施例中，超声处理极包括杆，杆具有作为超声处理极的近端面的近端面和作为锥形壁的近端的远端。超声处理极74包括杆104，杆104包括超声处理极74的近端面56和作为锥形壁82的近端78的远端。如超声处理极领域中已知的，在横截面(垂直于超声处理极轴)中，杆优选为圆形，但是在一些实施例中，在横截面中杆具有不同的形状，例如椭圆形或卵形。

典型地，杆具有允许超声处理极声学耦合到换能器的一个或更多个特征。在超声处理极74中，杆104包括直径为10mm的螺纹孔(threaded bore)106，该螺纹孔106被构造成与轴向螺栓75配合。当设备72以Langevin型换能器的通常方式组装时，反射器16、换能器12的部件和超声处理极74被拧到螺栓75上。如在Langevin型换能器领域中已知的，螺栓75被紧紧地旋入螺纹孔106(例如，以45N/m–100N/m的扭矩)，以使部件压紧在一起，以确保它们接触和声学耦合。

在本领域中，Langevin型换能器的轴向螺栓是常规的实心螺栓，其具有在超声振动和伴随的加热的条件下将换能器部件压紧在一起所需要的机械特性。在本文教导的一些实施例中，轴向螺栓包括在螺栓的近端和远端之间的轴向通路(例如，诸如空气的流体连通、物理部件的通路和/或光的光学连通)。在优选实施例中，轴向通路与超声处理极轴共线。可替代地，在一些实施例中，轴向通路平行于超声处理极轴，但不与超声处理极轴共线。可替代地，在一些实施例中，轴向通路不平行于超声处理极轴。下面讨论这样的轴向通路的效用。在超声处理极74中，轴向螺栓75包括与超声处理极轴28共线的轴向通路108。在一些实施例中，轴向螺栓包括多于一个的轴向通路，例如两个、三个或甚至更多个轴向通路，通常，该多于一个的轴向通路彼此之间不具有流体连通，例如两个、三个或甚至更多个轴向通路(在一些实施例中，所有轴向通路)平行于超声处理极轴。

在包括杆的实施例中，杆可以具有任何合适的形状。在优选实施例中，超声处理极和杆一起被构造成用作针对所选择的超声频率的声振幅变换器。在这样的实施例中，可以使用如本领域中已知的用于将超声处理极配置为用作针对所选择的超声频率的声振幅变换器的杆和超声处理极的任何构造，例如通过具有逐渐变细的杆，如在介绍中参考图2A-2D所讨论的。

通过将杆104构造为阶梯式逐渐变细的杆(见图2C和2D)，超声处理极74被构造为用作针对所选择的超声频率的声振幅变换器。具体地，超声处理极74的杆104包括具有42mm的直径的宽直径近端杆部52，换能器12的远端面18的直径是42mm。近端杆部52支承超声处理极74的近端面56(也称为“输入表面”)。杆104还包括具有14mm的直径的窄直径远端杆部110。从近端杆部52到远端杆部110的过渡不是突然的，而是边缘和过渡是圆形的，以增加机械强度并避免可能伤害(hurt)或伤害(wound)操作人员的锋利边缘。

超声处理极72的长度(轴向方向上的尺寸)是50mm。近端杆部52的长度是24mm，其为超声处理极72的长度的48％。远端杆部110的长度(从近端杆部52的远端到锥形壁82的近端78b)是13.2mm。如本领域中的普通技术人员已知的，对于超声处理极的阶梯式逐渐变细的杆，有利的是，宽直径近端杆部在超声处理极的长度的45％至55％之间，优选地在超声处理极的长度的46％至54％之间，以及甚至更优选地在超声处理极的长度的47％至53％之间。

使用超声处理极来治疗皮下组织

如本领域中已知并在介绍中讨论的，为了使用本文教导的超声处理极来治疗皮下组织，工作面与皮肤表面进行声学耦合(例如，通过与皮肤的直接接触或通过经由耦合物质(例如液体或凝胶)的间接接触)。从超声电源(例如图4A中的电源34)供应以超声驱动频率振荡的交变电流，以驱动超声换能器。换能器以驱动频率的频率生成超声纵向振动。生成的纵向振动通过超声处理极传播到工作面。不希望拘泥于任何一种理论，所生成的纵向振动通过杆并通过锥形壁，对杆和锥形壁的这种通过导致工作面以纵向振动和某种类型的横向振动(例如，剪切波、兰姆波(Lamb waves))两者来振动。工作面的超声振动在皮下组织中透皮诱导超声纵向振动和横向振动两者，从而治疗组织。

驱动频率是任何合适的超声频率，优选地在30kHz至200kHz之间，更优选地在40kHz至100kHz之间，以及甚至更优选地在40kHz至80kHz之间。然而，当给定的超声处理极由任意驱动频率驱动时，在皮下中透皮诱导振动可能效率较低，使得对对象的治疗可能花费更长时间、更不舒适和/或不太有效。

在一些优选实施例中，超声处理极被配置为以至少一个选择的超声驱动频率操作，并且超声换能器被配置为当被以选择的驱动频率交变的驱动电流驱动时，生成选择的驱动频率。

在一些实施例中，以选择的超声驱动频率操作的配置是，超声处理极被配置为例如通过包括如上所述的逐渐变细的杆而用作针对选择的超声频率的声振幅变换器。

可替代地或优选地附加地，在一些实施例中，以选择的超声驱动频率操作的配置是，超声处理极的从近端面(56)到工作面(94)的长度是：

nλ_纵向/2

其中n是大于0的正整数；以及

λ_纵向是超声处理极中超声纵向波的波长，其主要由制造超声处理极的材料决定。超声处理极74的长度是50mm。在一些实施例中，超声处理极的长度基于在室温(25℃)下声音通过超声处理极的纵向速度来设置。在一些替代实施例中，超声处理极的长度基于声音通过超声处理极至预期操作温度(例如，36℃-40℃)的纵向速度来设置。

可替代地或优选地附加地，以选择的超声驱动频率操作的配置是，环部分(90)的直径为：

nλ_横向/2

其中n是大于0的正整数；以及

λ_横向是超声处理极中超声横向波的波长，其主要由制造超声处理极的材料决定。超声处理极74的环部分90的直径是90mm。在一些实施例中，环部分的直径基于在室温(25℃)下声音通过超声处理极的横向速度来设置。在一些替代实施例中，环部分的直径基于声音通过超声处理极至预期操作温度(例如，36℃-40℃)的横向速度来设置。

通常，根据本文教导设计特定超声处理极的人首先决定大致期望的超声处理极尺寸和要制造超声处理极的材料，该超声处理极尺寸可以由操作人员实际且方便地握持，并且还适合于治疗身体的特定部位(例如，腹部、大腿、面部、下巴下方)。在优选实施例中，超声处理极的长度在20mm至200mm之间，而环部分的直径在20mm至200mm之间。然后，设计者基于例如监管要求、成本或电源/换能器可用性来选择期望的所选驱动频率。一旦选择了所选驱动频率，设计者就可以识别与近似期望的超声处理极尺寸接近的确切超声处理极长度和环部分直径。

近端通道

在一些实施例中，根据本文教导的超声处理极还包括在中空部和靠近超声处理极的近端面的超声处理极的外部之间的近端通道，并且在优选实施例中，还包括在超声处理极的中空部和近端面之间的近端通道。在一些实施例中，近端通道在中空部和靠近超声处理极的近端的外部之间提供(例如，空气或其他流体的)流体连通。可替代地或附加地，在一些实施例中，近端通道在中空部和外部之间提供物理部件(例如，诸如光导的波导，诸如光纤)的通路。如下文详细讨论的，在一些实施例中，近端通道被配置成连接到诸如真空泵的吸力发生器，从而允许在设备操作期间通过经由近端通道施加吸力来从中空部排空空气。在一些实施例中，近端通道被配置成允许波导(例如光导，例如光纤)通过，从而允许用光照射从中空部内部通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面。

如图4C中所看到的，超声处理极74包括三部分的近端通道(共同编号为112)，该近端通道与轴28同轴，并在中空部88的近端部102和超声处理极74的近端面56之间提供流体连通。沿着整个长度，近端通道112具有圆形横截面并包括：

1mm直径乘3.1mm长的远端部112a，

3mm直径乘11.1mm长的中间部112b，以及

1.8mm长的锥形近端部112c，其从在从中间部112b的过渡处的3mm直径变宽到在到螺纹孔106的过渡处的10mm直径。

近端通道用于施加吸力

在一些实施例中，该设备被配置成在设备操作期间通过从中空部排空空气来经由超声处理极的工作面的孔对皮肤表面施加吸力。在包括近端通道的一些这样的实施例中，近端通道被配置成连接到诸如真空泵的吸力发生器，并且近端通道允许在设备操作期间通过激活吸力发生器来从中空部排空空气。

图4中所描绘的设备72被配置为通过包括连接器114(见图4A)来在操作期间经由工作面的孔向皮肤表面施加吸力，连接器114允许经由轴向螺栓75的轴向通路108将近端通道112连接到吸力发生器(例如真空泵)。设备72还被配置为通过在超声处理极74的近端面56中具有与轴28同轴的直径为14mm/深度为2mm的圆柱形孔116来向皮肤表面施加吸力。当换能器12和超声处理极74通过轴向螺栓75保持在一起时，适当大小的硅橡胶O形圈(未描绘出)安置在孔116内，在孔116的壁、轴向螺栓75的外表面和换能器12的远端面18内被压紧，从而形成气密密封，防止空气从换能器/超声处理极界面泄漏进去。孔116可以可选地被认为是近端通道112的最近端的部分。

对于使用，设备72以超声处理极领域中已知的通常方式制备，包括通过将换能器12与电源34在功能上相关联并且将连接器114连接到诸如文丘里泵(Venturi pump)的吸力发生器(未描绘出)。将诸如矿物油的润滑剂施加到待治疗的皮肤区域。电源34和吸力发生器被激活，而工作面94如透皮皮下组织治疗领域中已知的那样以连续的来回或圆周运动与待治疗的皮肤表面接触。吸力发生器通过连接器114、螺栓75中的轴向通路108、近端通道部分112c、中间通道部分112b、远端通道部分112a从中空部88吸取空气，在中空部88中生成低压，通常使得中空部88中的压力低于525mm Hg(70kPa)，并且优选地低于450mm Hg(60kPa)，但高于100mm Hg(13.4kPa)，以及甚至高于200mm Hg(27kPa)。在一些优选实施例中，中空部88中的压力在200mm Hg(27kPa)至300mm Hg(40kPa)之间。在一些替代的优选实施例中，中空部88中的压力在250mm Hg(33kPa)至350mm Hg(47kPa)之间，例如约为300mm Hg(40kPa)。由于中空部88中的低压，工作面94与待治疗的皮肤进行更好地接触，从而更有效且更一致地在皮下组织中诱导超声振动。此外，当超声处理极74移动时施加到位于孔96中的皮肤部分的吸力具有令人愉悦的按摩效果，这增加了对象的治疗意愿，并被认为改善了皮下组织的被治疗部分中的血液循环，从而增加了对组织中释放的有害因子的去除，提高了治疗的效力和愈合速率。

设备72实际上被构造、被测试并被证明成功地治疗皮下组织。具体地，使用设备72来在同时施加真空(在中空部中为300mm Hg)的情况下在下颌垂肉中透皮诱导超声振动，治疗了高于50岁的人类女性对象的下颌垂肉(下巴和下颌线下方的下垂皮肤)。在三个每周一个的疗程(session)后，每个疗程具有10分钟的持续时间，下颌垂肉就再也看不见了。

近端通道用于照射通过工作面的孔可见的皮肤

在一些实施例中，该设备被配置成用辐射辐照通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面，例如，用治疗光照射通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面。在包括近端通道的一些这样的实施例中，近端通道被配置成允许用于辐射的波导(例如，光导，诸如用于光的光纤)进入近端通道，允许使用从外部辐射源产生的辐射(使用波导将其引导到中空部)辐照通过工作面的孔可见的皮肤表面。

在图5中以侧截面被示意性地描绘了这样的设备的实施例的超声处理极(即超声处理极118)。超声处理极118与设备72的超声处理极74基本相似，但有一些区别。第一个区别是在中空部88的近端部102中存在光学元件、即凹透镜120。第二个区别是光纤122，其穿过螺栓75中的轴向通路108，然后穿过近端通道(112c、112b和112a)，使得光纤122的远端尖端124位于中空部88的近端部102中指向透镜120。第三个区别是，超声处理极118没有用于安置O形圈的保持结构(hold)。

对于使用，如通常那样制备设备，包括通过将换能器与电源在功能上相关联并将光纤122连接到光源(例如皮肤治疗领域中已知的激光器)。将诸如矿物油的润滑剂施加到待治疗的皮肤区域。工作面94如皮下脂肪治疗领域中已知的那样以连续的来回或圆周运动与待治疗的皮肤表面接触。

在第一模式中，激活超声电源以通过工作面94用超声振动透皮治疗皮下组织。

在第二模式中，激活光源以照射位于工作面94的孔96中的皮肤表面。来自光源的光由光纤122引导以从远端尖端124出射以穿过透镜120。透镜120导致来自光纤122的光发散，以照射通过工作面94的孔96可见的至少一些皮肤、优选地全部皮肤。可以使用任何波长或波长组合的光。在一些优选实施例中，具有1060nm波长的光(例如，来自包括激光器的光源，该激光器被配置为产生具有1060nm波长的光)因其在皮下组织的透皮治疗中的用途而为人所知。

在一些实施例中，激活第一模式或第二模式。在一些实施例中，第一模式和第二模式在单个治疗疗程期间被交替激活，例如第一模式为10秒并且第二模式为10秒。在一些实施例中，在治疗疗程的至少一些时间内同时激活这两种模式。

不排空空气或用光照射的实施例

在一些实施例中，该设备被配置为在该设备的操作期间从中空部中排空空气，例如具有超声处理极74的设备72。

在一些实施例中，该设备被配置为用光照射通过工作面的孔可见的皮肤表面，例如包括超声处理极118的设备。

在一些实施例中，该设备被配置为如超声处理极领域中已知的那样利用超声振动透皮治疗皮下组织，而不从中空部中排空空气或照射皮肤。在图6中以侧截面被示意性地描绘了这样的设备的实施例的超声处理极126。

超声处理极126与超声处理极74和118基本相似，但有一些区别。超声处理极126没有近端通道。代替具有轴向通路108的轴向螺栓75，超声处理极126利用实心轴向螺栓17与换能器和反射器相关联。此外，内锥形表面86和中空部88都是完全的直锥体(在中空部88的近端部102处具有锥形顶点)。

具有排空空气的附加实施例

如上所述，在一些实施例中，该设备被配置为在该设备操作期间从中空部中排空空气。在一些这样的实施例中，该设备包括贯穿杆和/或锥形壁的非轴向贯穿通道。在一些实施例中，贯穿通道在中空部和外部之间提供(例如空气的)流体连通。可替代地或附加地，在一些实施例中，贯穿通道在中空部和外部之间提供物理部件(例如，诸如光纤的光导)的通路。

在图7中以侧截面示意性地描绘了这样的设备的实施例的超声处理极128，该超声处理极128被配置为通过非轴向贯穿通道从中空部中排空空气。

超声处理极128与超声处理极126基本相似，但有一些区别。超声处理极128包括2mm直径的非轴向贯穿通道130和在功能上相关联的连接器114。连接器114类似于设备72的连接器114，允许将非轴向贯穿通道130连接到诸如泵的吸力发生器。

包括超声处理极128的设备的操作基本上与具有超声处理极74的设备72的操作相同，并且包括用超声振动治疗皮下组织以及在设备操作期间通过非轴向贯穿通道130从中空部排空空气。

具有排空空气和照射皮肤的实施例

在一些实施例中，设备被配置用于用光照射通过工作面的孔可见的皮肤表面(类似于包括图5中所描绘的超声处理极118的设备)和用于从中空部中排空空气(类似于包括图4中所描绘的超声处理极74的设备72和包括图7中所描绘的超声处理极128的设备)。在图8A中以侧视图示意性地描绘了这样的设备的实施例，包括超声处理极134的设备132，并且在图8B中以示意性侧截面描绘了超声处理极134。

如图8B中所看到的，超声处理极134与超声处理极118基本相似，但增加了如针对超声处理极128所述的非轴向贯穿通道130和在功能上与之相关联的适配器114。

在图8A中，看到了设备132的附加特征，其包括允许光纤122的近端与激光器连接的标准连接部件136、上冷却套138和下冷却套140。

设备132的操作与设备118的操作相同，但具有设备72和包括超声处理极128的设备的空气排空，并且为了简洁起见，在这里不进行重复。

被配置用于辐照皮肤的另外的实施例

如上所述，在一些实施例中，根据本文教导的设备被配置成用电磁辐射辐照通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面。用于辐照的配置使得辐射从中空部内部朝向中空部的开口端。

示例性的这样的实施例包括：包括参考图5讨论的超声处理极118的设备以及参考图8A和8B讨论的设备132。在这样的设备中，光纤122穿过轴向螺栓75的轴向通路108并穿过超声处理极的轴向近端通道112，到达光纤122的远端尖端，该远端尖端位于中空部88的近端部102。来自在功能上与光纤122的近端相关联的光源的光由光纤122引导，以从光纤122的远端尖端朝向透镜120出射。透镜120导致来自光纤122的远端尖端的光发散，以便照射通过工作面94的孔96可见的至少一些皮肤、优选地全部皮肤。

在一些替代但类似的实施例中，设备没有光纤122。在一些这样的实施例中，该设备类似于包括超声处理极118的设备或如上文刚刚讨论的设备132。然而，代替光纤122，辐射源的一部分(例如，激光器或激光器的孔)至少部分地位于轴向螺栓75的轴向通路108和/或轴向近端通道112内。在这样的实施例中，辐射源被定位在通道108和/或通道112内，使得离开辐射源的孔的辐射朝向工作面94中的孔96轴向地移动，使得当辐射源被激活时，通过孔96可见的皮肤表面被辐射辐照。

在图9A中，示意性地描绘了类似于图8A和8B中描绘的设备132的设备142。在设备142中，部件122是波导，用于将辐射源144生成的辐射引导到超声处理极134的中空部中，以辐照通过工作面94中的孔可见的皮肤表面。在一些实施例中，辐射源144是设备142的部件。在一些替代实施例中，辐射源144不是设备142的部件。

在一些实施例中，波导122是光纤，用于引导来自光源144(例如，包括激光器、二极管激光器、固态激光器、半导体激光器、非相干光源、LED、闪光灯或IPL源)的光(例如，IR、UV、可见光)以照射通过工作面142中的孔可见的皮肤。

在一些实施例中，波导122是微波波导，用于引导来自微波源144(例如，包括磁控管)的微波，以用微波辐射辐照通过工作面142中的孔可见的皮肤。在一些这样的实施例中，存在类似于透镜122(图8B中所示)的光学元件，它是一种光学元件，用于改变从波导122出射到中空部中的至少一些微波的方向，例如，在一些实施例中用于确保同时辐照通过孔可见的大部分或全部皮肤表面。

在一些实施例中，波导122是太赫兹波导，用于引导来自太赫兹源144的太赫兹辐射，以用太赫兹辐射辐照通过工作面142中的孔可见的皮肤。在一些这样的实施例中，存在类似于透镜122(图8B中所示)的光学元件，它是一种光学元件，用于改变从波导122出射到中空部中的至少一些太赫兹辐射的方向，例如，在一些实施例中用于确保同时辐照通过孔可见的大部分或全部皮肤表面。

在图9B中，示意性地描绘了设备146。设备146与图9A中所描绘的设备142相似，但有许多区别。第一个区别是，波导122不像在设备142中那样通过轴向通路和轴向近端通道提供与超声处理极的中空部的轴向光学连通。相反，在设备146中，波导122连接到连接器114，从而通过非轴向贯穿通道(基本上与图8B中所描绘的部件130相同)提供从超声处理极134外部到超声处理极134的中空部中的光学连通。图9B中未描绘的是，超声处理极134的中空部的内表面对由波导122引导进入中空部的光或其他辐射是完全漫反射的，并且波导122的远端(其位于中空部中)在功能上与光学部件相关联，以将光(通过波导122非轴向地进入中空部的光)引导到工作面94中的孔处。下文讨论图9B中所描绘的部件148、150、152和154。

超声换能器

如上所述，在一些实施例中，根据本文教导的设备包括用于生成超声纵向振动的超声换能器，在图4中为超声换能器12，其中远端面18是超声换能器12的辐射表面。

根据本文教导的设备的超声换能器需要能够生成功率足够强的超声纵向振动，以允许实践本文教导。如果换能器的功率不够强，则设备将无效，而如果换能器的功率太强，则治疗对象可能会受伤。

因此，根据本文教导的设备的超声换能器是在使用期间能够具有合适功率的所选择的频率的超声功率输出的超声换能器，在一些实施例中，超声功率输出在40瓦至120瓦之间，并且在一些实施例中超声功率输出在45瓦至100瓦之间。也就是说，已经发现优选的是，超声换能器具有在50瓦至80瓦之间、以及甚至在60瓦至70瓦之间的所选择的频率的超声功率输出。

任何合适类型的超声换能器都可以用于实现本文的教导，例如预应力Langevin型超声换能器。合适的这样的换能器可从各种商业来源获得。

声反射器

在一些实施例中，根据本文教导的设备还包括声反射器，该声反射器通过超声换能器的近端面在功能上与超声换能器相关联。在图4中，设备72包括通过近端面14在功能上与超声换能器12相关联的声反射器16。声反射器是本领域中公知的部件，其可从各种来源商购。一些声反射器是填充流体的不锈钢外壳。在一些实施例中，例如图4所描绘的设备72中，声反射器被配置为冷却组件的一部分，例如，包括冷却流体入口66和冷却流体出口68。

超声电源

如本领域已知的，需要以超声驱动频率振荡的交变电流来驱动超声换能器以生成超声振动。这种交变电流通常由在功能上与超声换能器相关联的超声电源提供。因此，在一些实施例中，根据本文教导的设备包括在功能上与超声换能器相关联的超声电源，其被配置为在激活时向超声换能器提供交变电流。在图4中，设备72包括在功能上与超声换能器12相关联的超声电源34。

适于实现本文教导的超声电源优选地被配置为提供以所选择的超声频率振荡的交变电流，对于所选择的超声频率，超声处理极被配置为具有足够的功率来操作，使得超声换能器具有如上所讨论的期望功率输出。因此，在一些实施例中，超声电源被配置为提供以所选择的超声频率振荡的交变电流，其功率使得超声换能器具有的功率输出为在40瓦至120瓦之间、在一些实施例中为在45瓦至100瓦之间、在一些实施例中为在50瓦至80瓦之间、以及在一些实施例中甚至为在60瓦至70瓦之间。

如上所述，超声处理极的长度和环部分的直径至少部分地通过选择特定的驱动频率和操作温度来确定。具体地，为了获得最大功率输出，超声处理极的长度和超声处理极的环部分的外径两者都应该接近与驱动频率谐振：越接近谐振，就越接近最大功率输出。

nλ_纵向/2的超声处理极长度与驱动频率谐振，其中ν_纵向(超声处理极在纵向方向上的声速)为驱动频率*λ_纵向。

nλ_横向/2的环部分直径与驱动频率谐振，其中ν_横向(超声处理极在横向方向上的声速)为驱动频率*λ_横向。

在优选实施例中，根据本文教导的特定超声处理极的长度和环部分直径是基于在特定温度(例如室温或预期的操作温度，例如36℃-40℃)下在制造超声处理极的材料中的纵向声速和横向声速来确定的。

如本领域中的技术人员已知的，诸如超声处理极的物体的尺寸和制造超声处理极的材料中的声速随着温度的改变而进行改变。已经发现，如果在治疗疗程期间使用单个不变的驱动频率，则在使用期间超声处理极的典型温度范围内的温度相关变化(尺寸和声速)的组合效应是充足的以至于显著降低超声处理极的功率输出。

为了克服这种输出功率损失，在一些实施例中，超声电源被配置成提供以落在电源能够提供的频率范围内的选择的超声频率进行振荡的交变电流。

在一些这样的实施例中，设备和/或电源和/或与设备相关联的控制器被配置成使得操作人员可以手动选择由电源提供的特定驱动频率，该特定驱动频率落在电源能够提供的频率范围内。在开始治疗疗程时和/或在治疗疗程期间，用户可以在调谐时刻“调谐”驱动频率以更接近与超声处理极长度和环部分直径谐振，使得输出功率接近理论最大值。

附加地或可替代地，在一些这样的实施例中，设备和/或电源和/或与设备相关联的控制器被配置成自动选择由电源提供的特定驱动频率，该特定驱动频率落在电源能够提供的频率范围内。在开始治疗疗程时和/或在治疗疗程期间，驱动频率在调谐时刻被自动“调谐”以更接近与超声处理极长度和环部分直径谐振，使得输出功率接近理论最大值。

已经发现，这样的驱动频率调谐优选地在治疗疗程期间每2分钟-4分钟执行一次，优选地每2.5分钟-3.5分钟执行一次，例如每3分钟执行一次，允许调节驱动频率以考虑诸如在治疗疗程期间可能改变的超声处理极温度的因素。

有一些担心的是，纵向声速和超声处理极长度的温度相关变化以及横向声速和超声处理极环部分直径的温度相关变化会有足够的不同，以至于不可能选择单一的驱动频率，该单一的驱动频率在超声处理极的通常操作温度的范围内的每个温度下提供足够的功率输出。尽管有最初的担心，但已经发现，对于具有在15℃至40℃之间的某个温度下都与相同驱动频率谐振的特定长度和环部分直径的超声处理极，有可能在15℃至40℃之间的任何温度下找到足够接近与该长度和环部分直径谐振的不同驱动频率，以在横向模式和纵向模式两者中提供足够的功率输出。

超声处理极的构造与材料

使用任何合适的方法制造根据本文教导的设备的超声处理极。也就是说，为了避免可能潜在地损害超声处理极的振动传输特性的缺陷、接缝和界面，在一些实施例中，超声处理极的所有部件都被一体成型。

根据本文教导的设备的超声处理极由任何合适的材料制成。由于需要低的声学损失、高的动态疲劳强度、抗空蚀和化学惰性，所以合适的材料包括钛、钛合金、铝、铝合金、铝青铜或不锈钢。因此，在一些实施例中，超声处理极由选自由以下项组成的组中的材料制成：钛、钛合金、铝、铝合金、铝青铜和不锈钢。

在列出的材料中，铝和铝合金的声阻抗与皮肤的声阻抗最接近，因此由铝或铝合金制成的超声处理极对皮肤具有优越的声传输特性。因此，在一些优选实施例中，超声处理极由选自由铝和铝合金组成的组中的材料制成。

在一些这样的实施例中，工作面涂覆有氧化铝，但是这样的实施例可能在处理过的皮肤表面上留下氧化铝残留物，因此不太优选。在一些实施例中，工作面在氧化铝层上涂覆有声学匹配层(例如，PVDF或PTFE)。这种双层涂层改善了工作面与组织的声学耦合。在这样的实施例中，氧化铝层不超过75微米厚、不超过50微米厚、不超过40微米厚以及甚至在5微米至15微米之间(例如，10微米)，而施加到氧化铝层表面的(例如，PVDF或PTFE的)声学匹配层通常是1微米至50微米厚，优选5微米至20微米厚。

在超声处理极由铝制成的一些实施例中，工作面上的硬阳极氧化层可能给出较差的结果，显然，硬阳极氧化层具有与皮肤的声阻抗非常不同的声阻抗。相比之下，工作面上的软阳极氧化层给出了可接受的结果。因此，在一些实施例中，超声处理极的工作面包括软阳极氧化层，在一些实施例中，软阳极氧化层的厚度在5微米至20微米之间，并且在一些实施例中，软阳极氧化层的厚度在8微米至12微米之间(例如10微米的厚度)。

冷却组件

如本领域中的普通技术人员已知的，在超声换能器的操作期间，相关联的超声处理极可能被加热到使与超声处理极的工作面接触的皮肤不舒服或甚至有害的温度。此外，皮下组织的加热可能导致皮肤的过度加热。

为了在使用该设备时减少这种不期望的效应的发生率，在一些实施例中，该设备被配置成主动冷却工作面的至少一部分。为此，在一些实施例中，设备还包括冷却组件，该冷却组件被配置为当被激活时直接或间接地(例如，通过冷却与工作面热连通的换能器或超声处理极的远端部分)冷却工作面的至少一部分。在一些实施例中，设备还包括与工作面热连通的冷却流体通道，例如，冷却流体通道与超声处理极热连通。

在该设备的使用期间，这种冷却流体通道可以在功能上与适当配置的冷却设备或冷却组件相关联，该冷却设备或冷却组件驱动冷却流体通过冷却流体通道，从而冷却工作面。在一些实施例中，该设备还包括在功能上与冷却流体通道相关联的冷却组件，该冷却组件被配置成当被激活时驱动冷却流体通过冷却流体通道，从而冷却工作面。

适合与超声处理极一起使用的冷却组件是众所周知的，例如，参见申请人的US 9,545,529中描述的冷却组件，US 9,545,529通过引用被包括在本文中，如同在本文中充分阐述一样。

通道和/或通路的附加使用

如上文所讨论的，根据本文教导的一些设备包括一个或更多个通道/通路，该通道/通路提供从超声处理极外部到中空部中的连通，例如，一个或更多个轴向通路和/或一个或更多个非轴向贯穿通道。这样的通道对于将设备配置成施加吸力和/或用电磁辐射辐照通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面是有用的。在一些实施例中，这样的通道或通路对于将根据本文教导的设备配置用于附加和/或替代功能是有用的。

在一些实施例中，根据本文教导的设备还被配置为从中空部内部获取通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面的图像。在一些这样的实施例中，该设备还包括相机，相机孔与超声处理极中的通路和/或贯穿通道在光学上相关联，使得当相机被激活时，相机从中空部内部获取通过工作面的孔可见的皮肤表面的图像。相机是任何合适的相机，在一些实施例中，相机选自由光相机(例如，获取反射光的图像的相机)以及(例如，来自美国加利福尼亚州圣何塞市的TeraSense Group公司的)太赫兹成像相机和扫描仪组成的组。在一些实施例中，相机直接安装在超声处理极上，并与没有波导的通路和/或贯穿通道相关联，使得从通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面反射的辐射直接进入相机孔圈直到相机的镜头。可替代地，在一些实施例中，用于图像获取的设备的配置是，该设备包括波导，该波导具有与相机的孔相关联的近端，并且波导的远端通向超声处理极的中空部内部，该波导提供从中空部内部到波导的近端的光学连通。在一些实施例中，波导穿过通路和/或贯穿通道。结果，从通过超声处理极的工作面中的孔可见的皮肤表面反射的辐射(例如光或太赫兹辐射)被波导引导到相机的孔。在一些这样的实施例中，该设备还包括光学元件(例如棱镜、反射镜和透镜中的一个或更多个)，以允许改善的图像获取的方式引导从通过孔可见的皮肤表面反射的辐射。在优选的这样的实施例中，该设备被附加地配置成为了图像获取的目的而辐照通过孔可见的皮肤表面。

在一些实施例中，根据本文教导的设备还被配置用于从中空部内部确定通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面的温度。用于确定皮肤表面温度的任何合适的设备或部件可以与根据本文教导的设备相组合或集成，以允许确定皮肤表面温度(例如诸如可从美国科罗拉多州丹佛市的Advanced Energy Industries公司获得的光纤温度传感器)。优选地，这种部件或设备的至少一部分穿过通路和/或贯穿通道。

在一些实施例中，根据本文教导的设备还被配置用于从中空部内部向通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面施用物质。典型的物质是以任何合适的形式(例如作为粉末、液体、气雾剂或喷雾剂)施用的药物或美容剂。用于从中空部内部向通过超声处理极的工作面的孔可见的皮肤表面施用物质的任何合适的设备或部件可以与根据本文教导的设备相组合或集成。

在一些这样的实施例中，通路和/或贯穿通道在功能上与隔膜相关联。对于施用物质，使用针头的尖端刺穿隔膜，然后通过针头(例如借助注射器)施用期望的物质。

在一些这样的实施例中，通路和/或贯穿通道被配置成允许物质递送导管通过或连接到物质递送导管。在一些这样的实施例中，穿过通路和/或贯穿通道或连接到通路和/或贯穿通道的物质递送导管是设备的部件。

图9B中所描绘的设备146包括通过光纤在功能上与超声处理极134的中空部相关联的相机148，该光纤通过如上所述的轴向通路和轴向近端通道以轴向方式穿过直到超声处理极134的中空部，从而在相机148和超声处理极134的中空部之间提供轴向光学连通。当被激活时，相机148获取通过工作面94中的孔可见的皮肤表面的图像(视频或定格画面(still))，这些图像被实时存储或显示在如本领域已知的合适设备上。在相机148获取图像期间，用来自LED的光照射通过工作面94中的孔可见的皮肤表面，该LED位于中空部内部，并通过导线接收电功率，该导线与关联于相机148的光纤平行通过。

图9B中所描绘的设备146包括温度计150，该温度计150通过光纤在功能上与超声处理极134的中空部相关联，该光纤通过如上所述的轴向通路和轴向近端通道以轴向方式穿过直到超声处理极134的中空部，从而在温度计150和超声处理极134的中空部之间提供轴向光学连通。当被激活时，温度计150获取通过工作面94中的孔可见的皮肤表面的温度，该温度被实时存储或显示在如本领域已知的合适设备上。

图9B中所描绘的设备146还被配置用于从中空部内部向通过工作面94的孔可见的皮肤表面施用物质。具体地说，储液器/泵152通过物质递送导管154在功能上与中空部的内部相关联。当储液器/泵152的泵被激活时，从储液器/泵152的储液器中取出诸如液体药物的物质，并迫使其通过导管154，导管154的远端打开进入中空部中。该物质作为轴向定向但充分发散的喷雾剂被挤出导管154的远端，以覆盖通过工作面94中的孔可见的皮肤表面的大部分。

图9B中所描绘的设备146通过未描绘出的连接器通过抽吸导管158在功能上与真空泵156相关联，该连接器在导管158和超声处理极134的中空部之间提供流体连通，该连接器位于如图9B所描绘的设备146的背侧。当真空泵156被激活时，真空泵156通过导管158从中空部排空空气，使得设备146可以用于向通过工作面94中的孔可见的皮肤施加吸力。

图9B中所描绘的设备146还包括控制器160(通用计算机)，其经过软件和硬件修改以控制设备146的操作。具体地，控制器160被配置为允许设备146的所有其他部件以任何组合和排列同时、交替地(例如，串行、连续地)和独立地操作，包括：

激活超声电源34以驱动超声换能器12；

激活辐射源144以用辐射辐照通过工作面94中的孔可见的皮肤表面；

激活相机148以获取通过工作面94中的孔可见的皮肤表面的图像；

激活温度计150以确定通过工作面94中的孔可见的皮肤表面的温度；

激活储液器/泵152的泵，以向通过工作面94中的孔可见的皮肤表面施用物质；和

激活真空泵156以通过工作面94中的孔向皮肤表面施加吸力。

脉冲式超声治疗

如介绍中所讨论的，在本领域中，已知使用在功能上与超声处理极相关联的超声换能器来治疗组织。超声处理极的工作面声学耦合到组织的表面，并且从超声电源供应以超声驱动频率振荡的交变电流(AC)以驱动超声换能器。超声换能器的压电元件响应于AC电势的振荡而在驱动频率下膨胀和松弛，从而生成具有驱动频率的频率的超声纵向振动。生成的超声纵向振动通过超声处理极轴向传播到工作面。工作面将超声振动施加到表面，在组织中诱导超声纵向振动。

在本领域中，已知在皮下组织的治疗疗程期间连续施加超声振动(例如用于减少皮下组织中的皮下脂肪的量)持续至少10秒，并且通常持续5分钟-20分钟。

发明人在本文中公开了例如用于治疗皮下组织(例如用于减少皮下组织中的皮下脂肪的量)的优异结果通过在皮下组织的治疗疗程期间(例如用于减少皮下组织中的皮下脂肪的量)以每秒至少2个脉冲的速率周期性地施加超声振动脉冲来实现，每个脉冲具有少于250毫秒的持续时间，并且任何两个脉冲隔开至少10毫秒。不希望拘泥于任何一种理论，目前认为每个脉冲的开始在皮下组织中生成冲击波，这种冲击波提供了优异的结果。

因此，根据本文教导的一些实施例的方面，提供了一种用于利用超声振动治疗组织的设备，该设备包括：

i.具有工作面的超声处理极；

ii.在功能上与超声处理极相关联的超声换能器，

iii.在功能上与超声换能器相关联的超声电源，该超声电源被配置为提供以超声驱动频率振荡的交变电流(AC)以驱动超声换能器，以及

iv.控制器，其被配置为接收使工作面以超声频率振动的用户命令，并且在接收到这样的命令之后，激活设备的其他部件以使工作面以每秒至少2个脉冲的速率周期性地以超声方式振动，每个脉冲具有少于250毫秒的持续时间，并且任何两个脉冲由至少10毫秒的静息期隔开。

在图10A和10B中，示意性地描绘了两个这样的设备，图10A中的设备162和图10B中的设备164。两个设备都包括具有工作面26的超声处理极20，该超声处理极20在功能上与超声换能器12相关联。超声换能器12在功能上与超声电源34相关联。这两个设备还包括控制器60(通用计算机)，根据上面列出的特征，该控制器是经过软件和硬件修改的。

在一些实施例中，电源被配置为在被激活时连续操作，并且设备还包括控制器控制的开关，该开关提供超声换能器和超声电源之间的电连通，该开关具有至少两种状态：

闭合状态，其中由电源提供的交变电流被引导至超声换能器以驱动超声换能器，以及

打开状态，其中由电源提供的交变电流不被引导至超声换能器以驱动超声换能器，

并且控制器被配置为将开关置于闭合状态以提供脉冲，以及将开关置于打开状态以提供静息期。

图10A中所描绘的设备162包括控制器控制的开关166，根据上面列出的特征，该开关166具有打开状态(所描绘的)和闭合状态。

附加地或可替代地，电源具有至少两种状态：

‘接通’状态，其中电源提供交变电流以驱动超声换能器，以及

‘断开’状态，其中电源不提供交变电流以驱动超声换能器，并且控制器被配置成将电源引导到接通状态以提供脉冲，以及将电源引导到断开状态以提供静息期。

图10B中所描绘的设备164的电源34具有至少两种状态(‘接通’状态和‘断开’状态)，并且控制器160被配置为将电源引导到接通状态以提供脉冲，以及将电源引导到断开状态以根据上面列出的特征提供静息期。

如上所述，该设备用于利用超声振动治疗组织。如本文所用的，该组织是生物体(在优选实施例中是动物，例如人)的活组织。在一些实施例中，该设备用于利用超声振动对组织进行透皮治疗，并且该设备的部件被配置为例如本领域中的普通技术人员已知的那样。在一些实施例中，该设备用于对皮下组织进行透皮治疗，并且该设备的部件被配置为例如本领域中的普通技术人员已知的那样。

脉冲的强度是足以实现期望效果的任何合适的强度。通常，该强度是使用如本领域已知的连续施加超声振动的类似超声治疗的强度的至少50％。

超声处理极是任何合适的超声处理极，包括本领域已知的任何合适的超声处理极。在一些实施例中，超声处理极是本文描述的超声处理极中的任何一个。

超声换能器是任何合适的超声换能器，包括本领域已知的任何合适的超声换能器。在一些实施例中，超声换能器是本文描述的超声换能器中的任何一个。

超声电源是任何合适的超声电源，包括本领域已知的适合与所选择的换能器和超声处理极一起使用的任何合适的超声电源。

如上所述，控制器被配置成使工作面以每秒至少2个脉冲的速率周期性地以超声方式振动，每个脉冲具有少于250毫秒的持续时间，并且任何两个脉冲由至少10毫秒的静息期隔开。

脉冲的持续时间与静息期的持续时间的比率是任何合适的比率。在一些实施例中，在一秒钟的操作期间，该比率在30％脉冲/70％静息期至70％脉冲/30％静息期之间。

在一些实施例中，在一秒钟的操作期间，该比率在30％脉冲/70％静息期至70％脉冲/30％静息期之间，在一些实施例中，在30％脉冲/70％静息期至60％脉冲/40％静息期之间，并且在一些实施例中，甚至在30％脉冲/70％静息期至50％脉冲/50％静息期之间。在一些优选实施例中，在一秒钟的操作期间，该比率在35％脉冲/65％静息期至45％脉冲/55％静息期之间，优选地在37％脉冲/63％静息期至43％脉冲/57％静息期之间，例如为40％脉冲/60％静息期。

由超声电源提供的驱动交变电流(AC)的波形(即，作为时间函数的强度)是任何合适的波形。在优选实施例中，该波形是方波。

脉冲的频率是任何合适的频率，如上所述，至少是每秒2个脉冲(2Hz)。在一些实施例中，脉冲的频率不多于20Hz，以及甚至不多于15Hz。在一些实施例中，脉冲的频率不少于3Hz，以及甚至不少于4Hz。在一些优选实施例中，脉冲的频率不少于约5Hz且不多于约15Hz。在一些优选实施例中，脉冲的频率选自约5Hz、约10Hz和约15Hz的组。

换能器处的驱动电流的上升时间是任何合适的上升时间(对于给定脉冲，从换能器处的0电流到最大电流的时间)。一般来说，较短的上升时间是优选的。在一些实施例中，上升时间不多于脉冲宽度的约10％，不多于脉冲宽度的约8％，以及甚至不多于脉冲宽度的约5％。

在一些实施例中，设备的控制器被配置为允许(上面所描述的)超声振动的脉冲式施加与(如本领域已知的)超声振动的连续施加交替进行。在一些这样的实施例中，利用脉冲式超声施加的治疗持续时间在约5秒至约60秒之间，与在约5秒至约60秒之间的利用连续超声施加的治疗持续时间交替进行。在一些实施例中，两种治疗持续时间都在约10秒至约30秒之间，例如约15秒至约25秒。

根据本文教导的一些实施例的方面，还提供了一种用于利用超声振动治疗组织的方法，该方法包括：

将超声处理极的工作面与组织表面声学耦合；

在治疗持续时间内，使工作面以每秒至少2个(超声振动的)脉冲的速率以超声频率周期性地振动，每个脉冲具有少于250毫秒的持续时间，并且任何两个脉冲由至少10毫秒的静息期隔开，

其中，脉冲的强度和治疗持续时间是足够的以实现期望的结果。

组织表面是任何组织表面。在一些实施例中，组织表面是皮肤，尤其是人类皮肤。

该方法用于利用超声振动治疗组织。如本文所用的，组织是生物体(在优选实施例中是动物，例如人)的活组织。在一些实施例中，该方法用于利用超声振动对组织进行透皮治疗。在一些实施例中，该方法用于皮下组织的透皮治疗。在一些实施例中，该方法用于透皮减少皮下脂肪的量(volume)，因此脉冲的强度和治疗持续时间是足够的以实现表面下皮下脂肪的量的减少。

脉冲的强度是足以实现期望效果的任何合适的强度。通常，该强度是使用如本领域已知的连续施加超声振动的类似超声治疗的强度的至少50％。

治疗持续时间是任何合适的治疗持续时间。在一些实施例中，治疗持续时间是使用如本领域已知的连续施加超声振动的类似超声治疗的持续时间的至少50％。通常，该持续时间在约1分钟至约1小时之间。

任何合适的设备或设备的组合(尤其是根据本文教导的设备)都可以用于实现该方法的实施例。在一些实施例中，已知的设备(例如用于皮下脂肪的透皮治疗的已知设备)可以用于实现该方法的实施例。在一些实施例中，已知设备经过软件修改以实现该方法的实施例。

在该方法的一些实施例中，脉冲持续时间与静息期的持续时间的比率是任何合适的比率。在一些实施例中，在一秒钟的操作期间，该比率在30％脉冲/70％静息期至70％脉冲/30％静息期之间。

在该方法的一些实施例中，在一秒钟期间，该比率在30％脉冲/70％静息期至70％脉冲/30％静息期之间，在一些实施例中，在30％脉冲/70％静息期至60％脉冲/40％静息期之间，并且在一些实施例中，甚至在30％脉冲/70％静息期至50％脉冲/50％静息期之间。在一些优选实施例中，在一秒钟期间，该比率在35％脉冲/65％静息期至45％脉冲/55％静息期之间，优选地在37％脉冲/63％静息期至43％脉冲/57％静息期之间，例如为40％脉冲/60％静息期。

脉冲的频率是任何合适的频率，如上所述，至少是每秒2个脉冲(2Hz)。在一些实施例中，脉冲的频率不多于20Hz，以及甚至不多于15Hz。在一些实施例中，脉冲的频率不少于3Hz，以及甚至不少于4Hz。在一些优选实施例中，脉冲的频率不少于约5Hz且不多于约10Hz。

换能器处的驱动电流的上升时间是任何合适的上升时间(对于给定脉冲，从换能器处的0电流到最大电流的时间)。一般来说，较短的上升时间是优选的。在一些实施例中，上升时间不多于脉冲宽度的约10％，不多于脉冲宽度的约8％，以及甚至不多于脉冲宽度的约5％。

给定的治疗疗程通常在约5分钟至约30分钟之间。也就是说，任何长于25分钟以及甚至长于20分钟的治疗对于进行治疗的人来说可能是乏味和累人的(尤其是当吸力被施加到皮肤时)。因此，治疗疗程通常在5分钟至20分钟之间。

在一些实施例中，(上面所描述的)超声振动的脉冲式施加在单个治疗疗程期间与(如本领域已知的)超声振动的连续施加交替进行。在一些这样的实施例中，利用脉冲式超声施加的治疗持续时间在约5秒至约60秒之间，与在约5秒至约60秒之间的利用连续超声施加的治疗持续时间交替进行。在一些实施例中，两种治疗持续时间都在约10秒至约30秒之间(例如约15秒至约25秒)。

在上面的描述中，描述了在一些实施例中，各种部件中的一个或更多个与超声处理极的中空部的内部连通，包括辐射源、相机、温度计、诸如储液器/泵152的施用部件和诸如真空泵156的抽吸部件。尽管为了简洁和清楚起见，并非所有的选择和排列都在本文中被描绘出，但是对于本领域中的普通技术人员来说，在细读本文的描述后清楚的是，呈现的这些部件中没有一个部件、有一些部件或所有部件与中空部轴向连通(例如通过轴向螺栓中的轴向通道)，并且附加地或可替代地，呈现的这些部件中没有一个部件、有一些部件或所有部件与中空部非轴向连通(例如通过非轴向贯穿)。

除非另外定义，否则本文所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理解的相同的含义。在有冲突的情况下，包括定义的说明书优先。

如本文所使用，术语“包括(comprising)”、“包含(including)”、“具有”以及它们的语法变体将被视为指定所述特征、整体、步骤或部件，但不排除添加一个或更多个附加的特征、整体、步骤、部件或它们的组。如本文所使用的，除非上下文另外明确指出，否则不定冠词“一(a)”和“一(an)”意指“至少一个”或“一个或更多个”。

如本文所使用，当数值前面有术语“约”时，术语“约”旨在指示+/-10％。如本文所用，“A和/或B”形式的短语意味着从(A)、(B)或(A和B)组成的组中选择。如本文所用，“A、B和C中的至少一个”形式的短语是指从(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A和B和C)组成的组中选择。

应理解，为了清楚起见在单独的实施例的上下文中描述的本发明的某些特征也可在单个实施例中以组合提供。相反地，为了简洁起见在单个实施方案的上下文中描述的本发明的各种特征也可单独地或以任何合适的子组合提供，或者适于在本发明的任何其它描述的实施例中提供。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不应被认为是那些实施例的必要特征，除非实施例在没有那些要素的情况下不起作用。

尽管已经结合本发明的特定实施例描述本发明，但是显然，对于本领域技术人员而言，许多替代、修改和变化将是明显的。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求的范围内的所有此类替代、修改和变化。

在本申请中对任何参考资料的引用或识别不应被解释为承认此类参考资料可用来作为本发明的现有技术。

本文所使用的章节标题是为了便于理解该说明书，而不应被解释为必要的限制。

Claims (28)

1.一种适于治疗皮下组织的设备(72、132、142、146)，包括：

a.具有近端面(14)和远端面(18)的超声换能器(12)，其用于生成超声振动；以及

b.具有超声处理极轴(28)的超声处理极(74、118、126、128、134)，包括：

i.近端面(56)，其与所述超声换能器(12)的所述远端面(18)接触并声学耦合到所述超声换能器(12)的所述远端面(18)，

ii.锥形部分(76)，其具有较小半径近端(78)和较大半径远端(80)，其中，所述锥形部分(76)由具有外锥形表面(84)和内锥形表面(86)的锥形壁(82)限定，所述锥形部分(76)的内锥形表面(86)至少部分地限定中空部(88)，以及

iii.环部分(90)，其从所述锥形部分(76)的所述远端(80)向外径向延伸，所述环部分(90)具有环形近端面(92)和环形远端面，

所述环形远端面是超声处理极(74)的工作面(94)，所述工作面(94)的孔(96)构成所述中空部(88)的开口端。

2.根据权利要求1所述的设备，其被配置成通过所述超声处理极(74、128、134)的所述工作面(94)的所述孔(96)向皮肤表面施加吸力。

3.根据权利要求2所述的设备，其被配置成允许同时进行施加所述吸力和激活所述超声处理极以在皮下组织中诱导超声振动。

4.根据权利要求1所述的设备(132、142、146)，其被配置成用电磁辐射辐照通过所述超声处理极(118、134)的所述工作面(94)的所述孔(96)可见的皮肤表面。

5.根据权利要求4所述的设备，其被配置成允许同时进行所述辐照皮肤表面和激活所述超声处理极以在皮下组织中诱导超声振动。

6.根据权利要求4至5中任一项所述的设备，还被配置成通过所述超声处理极(134)的所述工作面(94)的所述孔(96)向皮肤表面施加吸力。

7.根据权利要求6所述的设备，其被配置成允许同时激活至少两种功能，所述至少两种功能选自由以下功能组成的组：所述辐照皮肤表面；所述施加吸力；以及激活所述超声处理极以在皮下组织中诱导超声振动。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其中，所述超声换能器是Langevin型换能器，所述Langevin型换能器包括具有远端和近端的轴向螺栓。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述轴向螺栓(75)包括在所述轴向螺栓(75)的所述远端和所述近端之间的轴向通路(108)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其中，所述孔(96)的直径在所述环部分(90)的直径的10％至70％之间。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备，所述超声处理极还包括杆(104)，所述杆具有作为所述超声处理极的所述近端面(56)的近端面和作为所述锥形壁(82)的所述近端(78)的远端。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的设备，所述超声处理极包括在所述中空部(88)与所述超声处理极的靠近所述换能器(12)的外部之间的近端通道(112)。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述超声换能器(12)是包括轴向螺栓(75)的Langevin型换能器，所述轴向螺栓(75)在所述轴向螺栓(75)的远端和近端之间具有轴向通路(108)，以及

所述超声处理极包括用于接合所述轴向螺栓(75)的所述远端的孔(106)，

使得所述超声处理极的所述近端通道(112)和所述轴向螺栓的所述轴向通路(108)一起提供所述中空部(88)和所述轴向螺栓(75)的所述近端之间的连通。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的设备，所述超声处理极包括非轴向贯穿通道(130)，所述非轴向贯穿通道(130)贯穿所述锥形壁(82)在所述中空部(88)和所述超声处理极的外部之间提供连通。

15.一种适于治疗皮下组织的设备(72、132、142、146)，包括：

a.具有近端面(14)和远端面(18)的超声换能器(12)，其用于生成超声振动；以及

b.具有超声处理极轴(28)的超声处理极(74、118、134)，包括：

i.近端面(56)，其与所述超声换能器(12)的所述远端面(18)接触并声学耦合到所述超声换能器(12)的所述远端面(18)，

ii.在所述超声处理极中的端部开口的中空部(88)，

ii.远端面，所述远端面是所述超声处理极的工作面(94)，所述工作面(94)的孔(96)构成所述中空部(88)的开口端，

所述设备被配置成用电磁辐射辐照通过所述超声处理极(118、134)的所述工作面(94)的所述孔(96)可见的皮肤表面。

16.根据权利要求15所述的设备，其被配置成允许同时进行所述辐照皮肤表面和激活所述超声处理极以在皮下组织中诱导超声振动。

17.根据权利要求15至16中任一项所述的设备，所述中空部的在所述中空部的所述开口端处的横截面积大于在所述中空部的近端处的横截面积。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的设备，其中，所述辐射具有选自由以下项组成的组中的范围内的波长：UV光、可见光、IR光、太赫兹辐射和微波辐射。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的设备，还包括选自由以下项组成的组中的光源：激光器、二极管激光器、固态激光器、半导体激光器、非相干光源、LED、闪光灯和IPL(强脉冲光)源。

20.根据权利要求15至19中任一项所述的设备(72、132、142)，其被配置成使得所述辐射从所述中空部(88)的近端沿着轴向方向朝向所述工作面(94)的所述孔(96)传播。

21.一种适于治疗皮下组织的设备(72、132、142、146)，包括：

a.具有近端面(14)和远端面(18)的超声换能器(12)，其用于生成超声振动；以及

b.具有超声处理极轴(28)的超声处理极(74、118、134)，其包括：

i.近端面(56)，其与所述超声换能器(12)的所述远端面(18)接触并声学耦合到所述超声换能器(12)的所述远端面(18)，

ii.在所述超声处理极中的端部开口的中空部(88)，

ii.远端面，所述远端面是所述超声处理极的工作面(94)，所述工作面(94)的孔(96)构成所述中空部(88)的开口端，

其中，所述超声换能器是包括轴向螺栓(75)的Langevin型换能器，所述轴向螺栓(75)具有远端和近端、以及在所述轴向螺栓(75)的所述远端和所述近端之间的轴向通路(108)。

22.根据权利要求21所述的设备，所述超声处理极包括近端通道(112)，所述近端通道(112)在所述中空部(88)和靠近所述超声处理极的近端的所述超声处理极的外部之间提供连通，以及

所述超声处理极包括用于接合所述轴向螺栓(75)的所述远端的孔(106)，

所述超声处理极的所述近端通道(112)在所述中空部(88)和所述孔(106)之间提供连通，

由此，所述轴向螺栓(75)的所述轴向通路(108)和所述超声处理极的所述近端通道(112)一起提供所述中空部(88)和所述轴向螺栓(75)的所述近端之间的连通。

23.一种用于利用超声振动治疗组织的设备(162，164)，所述设备包括：

i.具有工作面(26)的超声处理极(20)；

ii.在功能上与所述超声处理极(26)相关联的超声换能器(12)，

iii.在功能上与所述超声换能器(12)相关联的超声电源(34)，

所述超声电源(34)被配置为提供以超声驱动频率振荡的交变电流以驱动所述超声换能器(12)，以及

iv.控制器(160)，所述控制器(160)被配置为接收使所述工作面(26)以超声频率振动的用户命令，并且在接收到这样的命令之后，激活所述设备(162、164)的其他部件以使所述工作面(26)以每秒至少2个脉冲的速率周期性地以超声方式振动，每个脉冲具有少于250毫秒的持续时间，并且任意两个所述脉冲由至少10毫秒的静息期隔开。

24.根据权利要求23所述的设备，其中，在一秒钟的操作期间，所述脉冲的持续时间与所述静息期的持续时间的比率在30％脉冲/70％静息期至70％脉冲/30％静息期之间。

25.根据权利要求23至24中任一项所述的设备，其中，由所述超声电源(34)提供的所述驱动交变电流的波形是方波。

26.根据权利要求23至25中任一项所述的设备，其中，所述脉冲的频率不多于20Hz。

27.根据权利要求23至26中任一项所述的设备，其中，所述脉冲的频率不少于3Hz。

28.根据权利要求23至25中任一项所述的设备，其中，所述脉冲的频率不少于约5Hz且不多于约10Hz。

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