DE102019124685A1 - Ultrasonic device for subcutaneous heating - Google Patents

Ultrasonic device for subcutaneous heating Download PDF

Info

Publication number
DE102019124685A1
DE102019124685A1 DE102019124685.7A DE102019124685A DE102019124685A1 DE 102019124685 A1 DE102019124685 A1 DE 102019124685A1 DE 102019124685 A DE102019124685 A DE 102019124685A DE 102019124685 A1 DE102019124685 A1 DE 102019124685A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ultrasonic
ultrasonic device
temperature sensor
skin
transducer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019124685.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Sayed Amir Karim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sonictherm Ug Haftungsbeschraenkt
Original Assignee
Sonictherm Ug Haftungsbeschraenkt
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sonictherm Ug Haftungsbeschraenkt filed Critical Sonictherm Ug Haftungsbeschraenkt
Priority to DE102019124685.7A priority Critical patent/DE102019124685A1/en
Priority to PCT/DE2020/100798 priority patent/WO2021047741A1/en
Publication of DE102019124685A1 publication Critical patent/DE102019124685A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00—Ultrasound therapy
    • A61N7/02—Localised ultrasound hyperthermia
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/08—Accessories or related features not otherwise provided for
    • A61B2090/0807—Indication means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0266—Operational features for monitoring or limiting apparatus function
    • A61B2560/0276—Determining malfunction
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0247—Pressure sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0271—Thermal or temperature sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00—Ultrasound therapy
    • A61N2007/0004—Applications of ultrasound therapy
    • A61N2007/0034—Skin treatment

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ultraschallvorrichtung (1) und ein Verfahren zur subkutanen Erhitzung, wobei sich die Erfindung dadurch auszeichnet, dass die Ultraschallvorrichtung (1) eine Controllereinheit, ein Gehäuse (2), einen Temperatursensor (3), insbesondere einen IR-Temperatursensor, sowie eine Ultraschalleinheit (4), umfassend eine Ultraschallsonotrode (5) und einen Wandler (6), wobei mittels der Ultraschallsonotrode (5) ein Ultraschallburst erzeugbar ist und mittels des Wandlers (6) ein Eindringen des Ultraschallbursts in tiefere Hautschichten als die subkutane Hautschicht vermeidbar ist, sowie, dass mittels dem Temperatursensor (3) die Hauttemperatur detektierbar ist, sowie, dass mittels der Controllereinheit die Ultraschallsonotrode (5), der Wandler (6) und der Temperatursensor (3) steuerbar und die detektierbaren Daten auswertbar sind, so dass eine kontrollierbare und steuerbare Erhitzung der subkutanen Hautschicht durchführbar ist.The invention relates to an ultrasonic device (1) and a method for subcutaneous heating, the invention being characterized in that the ultrasonic device (1) has a controller unit, a housing (2), a temperature sensor (3), in particular an IR temperature sensor, and an ultrasound unit (4) comprising an ultrasound sonotrode (5) and a transducer (6), an ultrasound burst can be generated by means of the ultrasound sonotrode (5) and penetration of the ultrasound burst into deeper skin layers than the subcutaneous skin layer can be avoided by means of the transducer (6) , and that the skin temperature can be detected by means of the temperature sensor (3), and that the ultrasonic sonotrode (5), the transducer (6) and the temperature sensor (3) can be controlled and the detectable data can be evaluated, so that a controllable and controllable heating of the subcutaneous layer of skin is feasible.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ultraschallvorrichtung sowie ein Verfahren zur subkutanen Erhitzung.The invention relates to an ultrasound device and a method for subcutaneous heating.

Generell wird unter Ultraschall eine Schwingung verstanden, die Frequenzen jenseits des menschlichen Hörbereichs, also jenseits von 20 kHz, besitzt. Darüber hinaus ist bekannt, dass in einem biologischen Weichteil der Ultraschall in Form von Longitudinalwellen ausbreitet, wobei sich Teilchen in Ausbreitungsrichtung der Wellen bewegen, so dass es periodisch zu Über- und Unterdruckphasen kommt.In general, ultrasound is understood to be a vibration that has frequencies beyond the human hearing range, i.e. beyond 20 kHz. In addition, it is known that ultrasound propagates in the form of longitudinal waves in a biological soft tissue, with particles moving in the direction of propagation of the waves, so that overpressure and underpressure phases occur periodically.

Die durch die Ultraschallwellen angeregten Teilchen, können die so aufgenommene Bewegungsenergie in Form von Wärme abgegeben, so dass eine Wärmebehandlung mittels Ultraschall ermöglicht wird. Dabei ist der Absorptionskoeffizient direkt proportional zur Frequenz und abhängig vom einzustrahlenden Gewebe. Neben der Erwärmung verursacht die periodische Überdruck- und Unterdruckphase der Longitudinalwelle auch eine mechanische Wechselbeanspruchung, die zu einer so genannten Mikromassage führen kann, die wiederum biologische Effekte innehat, insbesondere die Durchblutungssteigerung oder die Verbesserung der Wundheilung.The particles excited by the ultrasonic waves can emit the kinetic energy absorbed in this way in the form of heat, so that a heat treatment by means of ultrasound is made possible. The absorption coefficient is directly proportional to the frequency and depends on the tissue to be irradiated. In addition to the heating, the periodic overpressure and underpressure phase of the longitudinal wave also causes mechanical alternating stress, which can lead to a so-called micromassage, which in turn has biological effects, in particular increasing blood flow or improving wound healing.

Das Hervorrufen biologischer Auswirkungen durch Ultraschall hängt maßgeblich vom beschallten Gewebe und dessen Temperatur ab. Gesundheitsrelevante Wirkungen treten meist erst bei Überschreiten einer charakteristischen Größe auf, was als Schwelleneffekt bezeichnet wird.The generation of biological effects by ultrasound depends to a large extent on the tissue exposed to the ultrasound and its temperature. Health-relevant effects usually only occur when a characteristic value is exceeded, which is referred to as the threshold effect.

Bekannt ist von Polat et al. 2011, dass die durch Ultraschall induziert Teilchenbewegung und die damit einhergehenden weiteren Effekte, insbesondere die Erwärmung und die Kavitation, die Verabreichung von Substanzen durch die Haut unterstützen. Diese Effekte sind unter anderem als Phono- bzw. Sonophorese bekannt und werden entweder in Frequenzen im Bereich von 20 kHz bis 100 kHz für Substanzen mit hohem Molekulargewicht, oder in einem Bereich über 700 kHz für Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht verwendet.It is known from Polat et al. 2011 that the particle movement induced by ultrasound and the associated additional effects, in particular warming and cavitation, support the administration of substances through the skin. These effects are known, inter alia, as phonophoresis or sonophoresis and are used either in frequencies in the range from 20 kHz to 100 kHz for substances with a high molecular weight, or in a range above 700 kHz for substances with a low molecular weight.

Auch ist bekannt aus Wall et al. 1999, dass eine beabsichtigt starke Wärmeeinwirkung durch Ultraschall, biologische Gewebsveränderungen nach sich ziehen kann, die unter anderem zu einer Straffung der subkutanen Trabekeln führen können.It is also known from Wall et al. 1999 that an intentionally strong heat exposure from ultrasound can result in biological tissue changes, which among other things can lead to a tightening of the subcutaneous trabeculae.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Ultraschallvorrichtung und ein Verfahren zur subkutanen Erhitzung bereitzustellen, die insbesondere zur Behandlung von Mücken, Bienen-, Wespenstichen sowie von Herpes einsetzbar ist. Diese Aufgabe wird mit dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch 1 und dem Verfahrensanspruch 10 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 9 betreffen vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.Proceeding from this prior art, the invention is based on the object of providing an ultrasonic device and a method for subcutaneous heating which can be used in particular for treating mosquitoes, bee stings, wasp stings and herpes. This object is achieved with the independent device claim 1 and the method claim 10. Claims 2 to 9 relate to advantageous embodiments of the invention.

Gemäß dem geltenden Anspruch 1 zeichnet sich die Ultraschallvorrichtung dadurch aus, dass die Ultraschallvorrichtung eine Controllereinheit, ein Gehäuse, einen Temperatursensor, insbesondere einen IR-Temperatursensor, sowie wenigstens eine Ultraschalleinheit, umfassend eine Ultraschallsonotrode und einen Wandler, wobei mittels der Ultraschallsonotrode ein Ultraschallburst erzeugbar ist und mittels des Wandlers ein Eindringen des Ultraschallbursts in tiefere Hautschichten, bevorzugt nicht tiefer als die subkutane Hautschicht, vermeidbar ist. Weiterhin ist mittels des Temperatursensors die Hauttemperatur detektierbar, sowie, dass mittels der Controllereinheit die Ultraschallsonotrode, der Wandler und der Temperatursensor steuerbar und die detektierbaren Daten auswertbar sind, so dass eine kontrollierbare und steuerbare Erhitzung eines zu erhitzenden Bereichs, insbesondere der subkutanen Hautschicht, durchführbar ist.According to the applicable claim 1, the ultrasonic device is characterized in that the ultrasonic device has a controller unit, a housing, a temperature sensor, in particular an IR temperature sensor, and at least one ultrasonic unit, comprising an ultrasonic sonotrode and a transducer, an ultrasonic burst can be generated by means of the ultrasonic sonotrode and penetration of the ultrasonic burst into deeper skin layers, preferably not deeper than the subcutaneous skin layer, can be avoided by means of the transducer. Furthermore, the skin temperature can be detected by means of the temperature sensor, and the ultrasonic sonotrode, the transducer and the temperature sensor can be controlled and the detectable data can be evaluated using the controller unit, so that a controllable and controllable heating of an area to be heated, in particular the subcutaneous skin layer, can be carried out .

Die Vorteile dieser Ultraschallvorrichtung liegen darin, dass kein Aufheizen der Haut durch Kontakt mit der Haut stattfindet, sowie, dass kurze Aufheizzeiten, insbesondere im Bereich von 150 bis 800 ms, realisiert sind, so dass eine schnelle und mehrfache Behandlung an unterschiedlichen Stellen durchführbar ist. Auch findet nahezu kein Verschleiß an der Vorrichtung statt, da die für die Komponenten verwendeten Materialien keiner Materialermüdung durch Aufheiz- und Abkühlphasen unterliegen.The advantages of this ultrasound device are that the skin does not heat up through contact with the skin, and that short heating times, in particular in the range of 150 to 800 ms, are implemented, so that rapid and multiple treatment can be carried out at different points. There is also almost no wear and tear on the device, since the materials used for the components are not subject to material fatigue due to heating and cooling phases.

In vorteilhafte Ausgestaltung sieht die Erfindung für die Ultraschallvorrichtung vor, dass der Wandler eine Oberfläche von 0,5 bis 2 cm2 aufweist, bevorzugt eine Fläche von 1 bis 2 cm2, sowie eine Resonanzfrequenz von 3 bis 30 MHz, bevorzugt 50 MHz, so dass ein zu tiefes Eindringen in tiefere Hautschichten vermeidbar ist. Dadurch wird sichergestellt, dass nur der zu erwärmende Bereich tatsächlich durch den Ultraschallburst erhitzt wird.In an advantageous embodiment, the invention provides for the ultrasonic device that the transducer has a surface of 0.5 to 2 cm 2 , preferably an area of 1 to 2 cm 2 , and a resonance frequency of 3 to 30 MHz, preferably 50 MHz, see above that too deep penetration into deeper layers of the skin can be avoided. This ensures that only the area to be heated is actually heated by the ultrasonic burst.

In abermaliger vorteilhafter Ausgestaltung sieht die Erfindung, gemäß Anspruch 3, für die Ultraschallvorrichtung vor, dass die Ultraschallsonotrode einen Ultraschallburst mit einer Energiedichte von 0,5 bis 3 W/cm2, bevorzugt von 2,5 W/cm2, erzeugt, welche durch einen Wandler in die Haut eines Anwenders in den zu erwärmenden Bereich einleitbar ist. Hierdurch wird eine Aufheizung der Unterhaut, bevorzugt der subkutanen Haut, durch die bereits bekannte longitudinale Schwingung erzielt.In another advantageous embodiment, the invention, according to claim 3, provides for the ultrasonic device that the ultrasonic sonotrode generates an ultrasonic burst with an energy density of 0.5 to 3 W / cm 2 , preferably 2.5 W / cm 2 , which through a transducer can be introduced into the skin of a user in the area to be heated. In this way, heating of the subcutaneous tissue, preferably the subcutaneous skin, is achieved by the already known longitudinal oscillation.

Auch verfügt die Ultraschallvorrichtungen in vorteilhafte Ausgestaltung über einen IR-Sensor, welcher als Temperatursensor verwendet wird, wobei mittels dieses IR-Sensors die Emission des Messobjektes, die Reflexion von Fremdstrahlung sowie die Transmission detektierbar und anschließend auswertbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die mittels des IR-Sensors erhaltenen Daten mit einer Genauigkeit von ± 0,5°C mit einer Standardabweichung von 2 % ermittelbar sind.In an advantageous embodiment, the ultrasonic device also has an IR sensor, which is used as a temperature sensor, the emission of the by means of this IR sensor Object to be measured, the reflection of extraneous radiation and the transmission can be detected and then evaluated. This has the advantage that the data obtained by means of the IR sensor can be determined with an accuracy of ± 0.5 ° C. with a standard deviation of 2%.

Gemäß Anspruch 5, sieht die Erfindung für die Ultraschallvorrichtungen in vorteilhafter Ausgestaltung vor, dass die Controllereinheit aus einem Niederspannungsteil und einem Hochspannungsteil besteht, welcher die Ultraschalleinheit ansteuert, sowie eine Elektronik, bevorzugt eine Amplitudenregelung, eine Fuzzy-Logik sowie einem Schaltkreis zur Spektrumanalyse, zum Auswerten der mittels des Temperatursensors detektierbaren Daten, insbesondere der Hautdicke und Beschaffenheit der Haut, beinhaltet und über einen Pufferspeicher sowie über einen Watchdog verfügt, womit Fehlfunktionen der Ultraschallvorrichtung detektierbar sind. Somit ist eine automatisierte Steuerung der Erhitzung eines zu erwärmenden Bereiches durch die Controllereinheit sichergestellt.According to claim 5, the invention provides for the ultrasonic devices in an advantageous embodiment that the controller unit consists of a low-voltage part and a high-voltage part, which controls the ultrasonic unit, and electronics, preferably amplitude control, fuzzy logic and a circuit for spectrum analysis, for Evaluation of the data that can be detected by means of the temperature sensor, in particular the skin thickness and texture of the skin, and has a buffer memory and a watchdog, with which malfunctions of the ultrasound device can be detected. This ensures automated control of the heating of an area to be heated by the controller unit.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sieht die Erfindung für die Ultraschallvorrichtung vor, dass der Pufferspeicher als Sicherheitsfunktion dient, da im Pufferspeicher die Daten zum Erreichen der Zieltemperatur und der Wirkdauer in dergestalt in den Pufferspeicher ladbar sind, dass nur eine Anwendung ermöglicht ist. Dabei besteht der Pufferspeicher bevorzugt aus einem Array mit 1 bis 5 Superkondensatoren, besonders bevorzugt aus 3 Superkondensatoren, wobei die Superkondensatoren eine Kapazität von 1 bis 15 F, bevorzugt eine Kapazität von 10 F, aufweisen. Hiermit soll eine beabsichtigte oder unbeabsichtigte Fehlnutzung der Ultraschallvorrichtung verhindert werden, da der Ladevorgang in den Pufferspeicher in etwa 3 bis 4 s In Anspruch nimmt.In a further advantageous embodiment, the invention provides for the ultrasonic device that the buffer memory serves as a safety function, since in the buffer memory the data for reaching the target temperature and the duration of action can be loaded into the buffer memory in such a way that only one application is possible. The buffer store preferably consists of an array with 1 to 5 supercapacitors, particularly preferably 3 supercapacitors, the supercapacitors having a capacitance of 1 to 15 F, preferably a capacitance of 10 F. This is to prevent intentional or unintentional misuse of the ultrasonic device, since the loading process into the buffer store takes about 3 to 4 seconds.

Auch sieht die Erfindung, gemäß Anspruch 7, für die Ultraschallvorrichtung vor, dass in der Controllereinheit ein integrierter Schaltkreis zur Erzeugung eines drahtlosen Signals, insbesondere eines WiFi- oder Bluetooth-Signals, vorhanden ist, wodurch eine Verbindung mit kompatiblen Geräten herstellbar ist. Somit ist insbesondere eine Einstellung der Zielparameter, insbesondere der Zieltemperatur und der Wirkdauer, über ein mittels WiFi- oder Bluetooth-Signal gekoppeltes elektronisches Endgerät ermöglicht.According to claim 7, the invention also provides for the ultrasound device that an integrated circuit for generating a wireless signal, in particular a WiFi or Bluetooth signal, is present in the controller unit, whereby a connection with compatible devices can be established. This enables the target parameters, in particular the target temperature and the duration of action, to be set using an electronic terminal coupled by means of a WiFi or Bluetooth signal.

In abermaliger vorteilhafter Ausgestaltung sieht die Erfindung für die Ultraschallvorrichtung vor, dass ein Display vorhanden ist, MIT dem die Zieltemperatur, bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 58 °C, sowie, eine Wirkdauer auswählbar ist. Somit sind die für die subkutane Erhitzung benötigten Zielparameter direkt an der Ultraschallvorrichtung einstell- und ablesbar.In yet another advantageous embodiment, the invention provides for the ultrasound device that a display is available with which the target temperature, preferably in a range from 30 to 58 ° C., and a duration of action can be selected. The target parameters required for subcutaneous heating can thus be set and read directly on the ultrasound device.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sieht die Erfindung für die Ultraschallvorrichtung vor, dass die Komponenten, insbesondere das Gehäuse der Ultraschallvorrichtung, aus Kunststoff und/oder Metall, insbesondere Aluminium, hergestellt sind. Somit ist die Ultraschallvorrichtung leicht, handlich und formstabil.In a further advantageous embodiment, the invention provides for the ultrasonic device that the components, in particular the housing of the ultrasonic device, are made of plastic and / or metal, in particular aluminum. Thus, the ultrasonic device is light, handy and dimensionally stable.

Gemäß Anspruch 10, sieht die Erfindung für die Ultraschallvorrichtung ein Verfahren vor, dass sich dadurch auszeichnet, dass nach Einstellung einer Zieltemperatur und einer Wirkdauer, ein Ultraschallburst mittels einer Ultraschallsonotrode und einem Wandler auf einen zu erwärmenden Bereich eingeleitet wird. Während der Aufheizung wird mittels eines Temperatursensors die Temperatur der Haut und des zu erwärmenden Bereichs, bevorzugt der subkutanen Hautschicht, detektiert und mittels einer Controllereinheit, insbesondere mittels einer Fuzzy-Logik innerhalb der Controllereinheit, die erhaltenen Daten ausgewertet, so dass abhängig von den eingestellten Zielparametern die optimale Aufheizgeschwindigkeit in Bezug auf die Hautdicke und -beschaffenheit eingestellt wird. Nach Erreichen der Zielparameter, wird ein Signal vom Temperatursensor abgegeben, wodurch der Ultraschallburst und damit die Erhitzung beendet wird. Somit ist eine gezielte Erhitzung eines zu erwärmenden Bereichs sichergestellt, ohne direkten Kontakt des erhitzenden Elements mit dem zu erhitzenden Bereich sowie einer sehr kurzen Aufheiz- und Abkühlphase.According to claim 10, the invention provides a method for the ultrasonic device that is characterized in that, after setting a target temperature and an effective duration, an ultrasonic burst is initiated by means of an ultrasonic sonotrode and a transducer onto an area to be heated. During the heating, the temperature of the skin and the area to be heated, preferably the subcutaneous skin layer, is detected by means of a temperature sensor and the data obtained are evaluated by means of a controller unit, in particular by means of fuzzy logic within the controller unit, so that depending on the target parameters set the optimal heating speed is set in relation to the skin thickness and texture. After reaching the target parameters, a signal is emitted by the temperature sensor, whereby the ultrasonic burst and thus the heating is ended. This ensures targeted heating of an area to be heated, without direct contact of the heating element with the area to be heated and a very short heating and cooling phase.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein Ausführungsbeispiel einer Ultraschallvorrichtung in einer perspektivischen Frontansicht.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. Show it:
  • 1 an embodiment of an ultrasonic device in a perspective front view.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Ultraschallvorrichtung 1 in einer perspektivischen Frontansicht. Die hier gezeigte Ultraschallvorrichtung 1 verfügt über ein Gehäuse 2, sowie über einen Temperatursensor 3 und eine Ultraschalleinheit 4. Die Ultraschalleinheit 4 umfasst hierbei eine Ultraschallsonotrode 5 und einen Wandler 6, womit ein Ultraschallburst auf einen zu erwärmenden Bereich einleitbar ist. Die durch den Ultraschallburst erzeugte Wärme ist mittels des Temperatursensors 3 bestimmbar. 1 shows an embodiment of the ultrasonic device 1 in a perspective front view. The ultrasonic device shown here 1 has a housing 2 , as well as a temperature sensor 3 and an ultrasound unit 4th . The ultrasound unit 4th includes an ultrasonic sonotrode 5 and a converter 6th , with which an ultrasonic burst can be initiated on an area to be heated. The heat generated by the ultrasonic burst is by means of the temperature sensor 3 determinable.

Somit ist vorstehend eine Ultraschallvorrichtung und ein Verfahren zur subkutanen Erhitzung beschrieben, womit mittels einer Ultraschalleinheit, umfassend einer Ultraschallsonotrode und einem Wandler, ein Ultraschallburst auf einen zu erhitzenden Bereich einleitbar ist und mit einem Temperatursensor, insbesondere einem IR-Sensor, die Temperatur des zu erhitzenden Bereichs detektierbar ist, so dass ein zu erhitzender Bereich, insbesondere die subkutane Hautschicht, kontrolliert erhitzbar ist.Thus, an ultrasonic device and a method for subcutaneous heating is described above, with which an ultrasonic burst can be introduced onto an area to be heated by means of an ultrasonic unit comprising an ultrasonic sonotrode and a transducer, and the temperature of the area to be heated can be initiated with a temperature sensor, in particular an IR sensor Area is detectable, so that an area to be heated, in particular the subcutaneous skin layer, can be heated in a controlled manner.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
UltraschallvorrichtungUltrasonic device
22
Gehäusecasing
33
TemperatursensorTemperature sensor
44th
UltraschalleinheitUltrasound unit
55
UltraschallsonotrodeUltrasonic sonotrode
66th
WandlerConverter

Claims (10)

Ultraschallvorrichtung (1) zur subkutanen Erhitzung, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallvorrichtung (1) eine Controllereinheit, ein Gehäuse (2), einen Temperatursensor (3), insbesondere einen IR-Temperatursensor, sowie eine Ultraschalleinheit (4), umfassend eine Ultraschallsonotrode (5) und einen Wandler (6), wobei mittels der Ultraschallsonotrode (5) ein Ultraschallburst erzeugbar ist und mittels des Wandlers (6) ein Eindringen des Ultraschallbursts in tiefere Hautschichten, insbesondere tiefer als die subkutane Hautschicht, vermeidbar ist, sowie, dass mittels des Temperatursensor (3) die Hauttemperatur detektierbar ist, sowie, dass mittels der Controllereinheit die Ultraschallsonotrode (5), der Wandler (6) und der Temperatursensor (3) steuerbar und die detektierbaren Daten auswertbar sind, so dass eine kontrollierbare und steuerbare Erhitzung eines zu erhitzenden Bereichs, insbesondere der subkutanen Hautschicht, durchführbar ist.Ultrasonic device (1) for subcutaneous heating, characterized in that the ultrasonic device (1) has a controller unit, a housing (2), a temperature sensor (3), in particular an IR temperature sensor, and an ultrasonic unit (4) comprising an ultrasonic sonotrode (5 ) and a transducer (6), wherein an ultrasonic burst can be generated by means of the ultrasonic sonotrode (5) and penetration of the ultrasonic burst into deeper skin layers, in particular deeper than the subcutaneous skin layer, can be avoided by means of the transducer (6), and that by means of the temperature sensor (3) the skin temperature can be detected, and that the ultrasonic sonotrode (5), the transducer (6) and the temperature sensor (3) can be controlled and the detectable data can be evaluated by means of the controller unit, so that a controllable and controllable heating of an area to be heated , especially the subcutaneous skin layer, is feasible. Ultraschallvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (6) eine Oberfläche von 0,5 bis 2 cm2 aufweist, bevorzugt 1 bis 2 cm2, sowie eine Resonanzfrequenz von 3 bis 30 MHz, bevorzugt 50 MHz, so dass ein zu tiefes Eindringen in tiefere Hautschichten vermeidbar ist.Ultrasonic device (1) according to Claim 1 , characterized in that the transducer (6) has a surface of 0.5 to 2 cm 2 , preferably 1 to 2 cm 2 , and a resonance frequency of 3 to 30 MHz, preferably 50 MHz, so that too deep penetration into deeper Skin layers is avoidable. Ultraschallvorrichtung (1) nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallsonotrode (5) einen Ultraschallburst mit einer Energiedichte von 0,5 bis 3 W/cm2, bevorzugt von 2,5 W/cm2, erzeugt, welcher durch einen Wandler (6) in die Haut eines Anwenders in den zu erwärmenden Bereich, bevorzugt der subkutanen Hautschicht, einleitbar ist.Ultrasonic device (1) according to Claim 1 to 2 , characterized in that the ultrasonic sonotrode (5) generates an ultrasonic burst with an energy density of 0.5 to 3 W / cm 2 , preferably 2.5 W / cm 2 , which through a transducer (6) into the skin of a user can be introduced into the area to be heated, preferably the subcutaneous skin layer. Ultraschallvorrichtung (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallvorrichtung (1) als Temperatursensor (3) einen IR-Sensor umfasst, wobei mittels dieses IR-Sensors die Emission des Messobjektes, die Reflexion von Fremdstrahlung sowie die Transmission detektierbar und auswertbar ist.Ultrasonic device (1) according to Claim 1 to 3 , characterized in that the ultrasonic device (1) comprises an IR sensor as a temperature sensor (3), the emission of the measurement object, the reflection of extraneous radiation and the transmission being detectable and evaluable by means of this IR sensor. Ultraschallvorrichtung (1) nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Controllereinheit aus einem Niederspannungsteil und einem Hochspannungsteil besteht, mittels welcher die Ultraschalleinheit (4) ansteuerbar ist, sowie eine Elektronik, bevorzugt eine Amplitudenregelung, eine Fuzzy-Logik sowie einem Schaltkreis zur Spektrumanalyse, zur Auswertung der mittels des Temperatursensors (3) detektierbaren Daten, insbesondere der Hautdicke und der Beschaffenheit, beinhaltet und über einen Pufferspeicher sowie über einen Watchdog verfügt, womit Fehlfunktionen detektierbar und vermeidbar sind.Ultrasonic device (1) according to Claim 1 to 4th , characterized in that the controller unit consists of a low-voltage part and a high-voltage part, by means of which the ultrasonic unit (4) can be controlled, as well as electronics, preferably amplitude control, fuzzy logic and a circuit for spectrum analysis, for evaluating the temperature sensor ( 3) contains detectable data, in particular the thickness of the skin and the texture, and has a buffer memory and a watchdog, with which malfunctions can be detected and avoided. Ultraschallvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferspeicher als Sicherheitsfunktion dient, da im Pufferspeicher die Daten zum Erreichen der Zieltemperatur und der Wirkdauer in dergestalt in den Pufferspeicher ladbar sind, dass jeweils nur eine Anwendung ermöglicht ist, wobei der Pufferspeicher bevorzugt aus einem Array mit 1 bis 5 Superkondensatoren, besonders bevorzugt aus 3 Superkondensatoren, besteht, wobei diese eine Kapazität von 1 bis 15 F, bevorzugt eine Kapazität von 10 F, aufweisen.Ultrasonic device (1) according to Claim 5 , characterized in that the buffer memory serves as a safety function, since in the buffer memory the data for reaching the target temperature and the effective duration can be loaded into the buffer memory in such a way that only one application is possible at a time, the buffer memory preferably consisting of an array with 1 to 5 Supercapacitors, particularly preferably of 3 supercapacitors, which have a capacitance of 1 to 15 F, preferably a capacitance of 10 F. Ultraschallvorrichtung (1) nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Controllereinheit ein integrierter Schaltkreis zur Erzeugung eines drahtlosen Signals, insbesondere eines WiFi- oder Bluetooth-Signals, vorhanden ist, wodurch eine Verbindung mit kompatiblen Geräten herstellbar ist.Ultrasonic device (1) according to Claim 1 to 6th , characterized in that an integrated circuit for generating a wireless signal, in particular a WiFi or Bluetooth signal, is present in the controller unit, whereby a connection with compatible devices can be established. Ultraschallvorrichtung (1) nach einem oder mehreren vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Display vorhanden ist, bei dem die Zieltemperatur, bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 58 °C, sowie eine Wirkdauer auswählbar ist.Ultrasonic device (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that there is a display in which the target temperature, preferably in a range from 30 to 58 ° C, and a duration of action can be selected. Ultraschallvorrichtung (1) nach einem oder mehreren vorrangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten, insbesondere das Gehäuse (2) der Ultraschallvorrichtung (1), aus Kunststoff und/der Metall, insbesondere Aluminium, hergestellt sind.Ultrasonic device (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the components, in particular the housing (2) of the ultrasonic device (1), are made of plastic and / or metal, in particular aluminum. Verfahren mit einer Ultraschallvorrichtung (1) nach einem oder mehreren vorrangegangen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einstellung einer Zieltemperatur und einer Wirkdauer, ein Ultraschallburst mittels einer Ultraschallsonotrode (5) und einem Wandler (6) auf einen zu erwärmenden Bereich eingeleitet wird, wobei während der Aufheizung mittels eines Temperatursensors (3) die Temperatur der Haut und des zu erwärmenden Bereichs, bevorzugt der subkutanen Hautschicht, detektiert und mittels einer Controllereinheit, insbesondere mittels einer Fuzzy-Logik innerhalb der Controllereinheit, ausgewertet wird, so dass abhängig von den eingestellten Zielparametern die optimale Aufheizgeschwindigkeit in Bezug auf die Hautdicke und -beschaffenheit eingestellt wird, wobei nach Erreichen der Zielparameter ein Signal vom Temperatursensor (3) gegeben wird, wodurch der Ultraschallburst und somit die Erhitzung beendet wird.Method with an ultrasonic device (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that after setting a target temperature and an effective duration, an ultrasonic burst is initiated by means of an ultrasonic sonotrode (5) and a transducer (6) on an area to be heated, with the heating by means of a temperature sensor (3), the temperature of the skin and the area to be heated, preferably the subcutaneous skin layer, is detected and evaluated by means of a controller unit, in particular by means of fuzzy logic within the controller unit, so that, depending on the target parameters set, the optimal heating speed in relation to the skin thickness and texture is set, with a signal from the temperature sensor after reaching the target parameters (3) is given, whereby the ultrasonic burst and thus the heating is terminated.
DE102019124685.7A 2019-09-13 2019-09-13 Ultrasonic device for subcutaneous heating Pending DE102019124685A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019124685.7A DE102019124685A1 (en) 2019-09-13 2019-09-13 Ultrasonic device for subcutaneous heating
PCT/DE2020/100798 WO2021047741A1 (en) 2019-09-13 2020-09-14 Ultrasound device and method for heating a deeper skin region

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019124685.7A DE102019124685A1 (en) 2019-09-13 2019-09-13 Ultrasonic device for subcutaneous heating

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019124685A1 true DE102019124685A1 (en) 2021-03-18

Family

ID=72643949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019124685.7A Pending DE102019124685A1 (en) 2019-09-13 2019-09-13 Ultrasonic device for subcutaneous heating

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102019124685A1 (en)
WO (1) WO2021047741A1 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6595934B1 (en) * 2000-01-19 2003-07-22 Medtronic Xomed, Inc. Methods of skin rejuvenation using high intensity focused ultrasound to form an ablated tissue area containing a plurality of lesions
JP5094402B2 (en) * 2004-10-06 2012-12-12 ガイデッド セラピー システムズ， エル．エル．シー． Method and system for ultrasonic tissue processing
KR102352609B1 (en) * 2008-06-06 2022-01-18 얼테라, 인크 Ultrasound treatment system
CN103945786B (en) * 2011-11-24 2017-03-08 赛诺龙医疗公司 Safe skin care appliances for personal use and its using method
EP3235543A4 (en) * 2014-12-19 2018-04-25 Hironic Co., Ltd. Focused ultrasound operation apparatus
US20190009110A1 (en) * 2017-07-06 2019-01-10 Slender Medical Ltd. Ultrasound energy applicator

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021047741A1 (en) 2021-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1785164B1 (en) Apparatus for irradiating ultrasound into tissue
DE4229817C2 (en) Method for the non-destructive and / or non-invasive measurement of a temperature change in the interior of a living object in particular
Wahab et al. Mechanical bioeffects of pulsed high intensity focused ultrasound on a simple neural model
Lele Effects of focused ultrasonic radiation on peripheral nerve, with observations on local heating
DE10135944C2 (en) Method and device for the non-invasive determination of the temperature on biological tissue treated with radiation, in particular laser radiation
DE60117490T2 (en) A method of detecting a loose blade in a handpiece connected to a surgical ultrasound system
DE10102317A1 (en) Method and device for applying pressure waves to the body of a living being
DE2709725A1 (en) METHOD FOR THERMAL EXCITATION OF ULTRASOUND WAVES IN LIGHT-ABSORBING SURFACES OF TEST PIECES
DE102014118578A1 (en) METHOD AND SPILL MODULE FOR A CONSTANT ELECTRICAL PERFORMANCE THROUGH AUTOMATIC COMPENSATION
DE202009001974U1 (en) Device with an echogenic coating and echogenic layer
WO2000024468A9 (en) Method and device for controlling a targeted thermal deposition into a material
DE202009017841U1 (en) Ultrasound treatment device
DE102019124685A1 (en) Ultrasonic device for subcutaneous heating
EP2249762A2 (en) System and method for producing ultrasonic waves
DE2653384C3 (en) Arrangement of phantom substances to simulate human or animal tissue
DE3935528A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING PULSED LASER SYSTEMS IN MATERIAL PROCESSING
DE10257169A1 (en) Method and device for in vivo detection of the material properties of a target area of a human or animal body
DE884457C (en) Method and device for expelling liquid from fabric webs, e.g. B. paper or textile webs, with sound or ultrasound
DE19530847C2 (en) Device and method for displaying tissue changes
DE102012004658B4 (en) Photoacoustic Device
DE60026782T2 (en) ultrasound probe
EP1367390A1 (en) Method and apparatus for determination of sound velocity of a material depending on the temperature
DE102021201080B3 (en) Laser therapy device for therapy of a living tissue
DE3223985A1 (en) Method and device for representing and localising foreign bodies in medical diagnostics by means of ultrasound
DE10347079B4 (en) Coupler arrangement for an ultrasound device and ultrasound method

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative
R118 Application deemed withdrawn due to claim for domestic priority