ES2636922T3 - Cartucho para uso con un cabezal terapéutico ultrasónico - Google Patents

Cartucho para uso con un cabezal terapéutico ultrasónico Download PDF

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Jeffrey R. Crunkilton
Gregory T. Wing
Frederick J. Bennett
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Abstract

Un cartucho (600) para uso con un cabezal terapéutico ultrasónico (500), incluyendo el cabezal terapéutico ultrasónico (500) un cuerpo (510) con un primer conector eléctrico (538), un primer conector de fluido (560), y un segundo conector de fluido (562), comprendiendo el cartucho (600): un recinto sellado, el recinto sellado configurado para ser montable de forma amovible en el cuerpo (510), y teniendo el recinto sellado un interior y una ventana acústica (602); un segundo conector eléctrico (638) configurado para ser conectable de forma amovible al primer conector eléctrico (538); un transductor ultrasónico focalizado de alta intensidad (900) montado en el interior y en comunicación eléctrica con el segundo conector eléctrico (538), el transductor focalizado de alta intensidad (900) configurado y dispuesto, cuando el cartucho (600) está conectado al cuerpo (510), para suministrar energía ultrasónica focalizada de alta intensidad a través de la ventana acústica (602) cuando el transductor focalizado de alta intensidad (900) recibe energía mediante el primer conector eléctrico (538) y el segundo conector eléctrico (638); un líquido de acoplamiento sellado dentro del recinto sellado; y un intercambiador de calor (614, 750) que tiene un tercer conector de fluido conectable de forma amovible al primer conector de fluido (560) y un cuarto conector de fluido conectable de forma amovible al segundo conector de fluido (562) y el intercambiador de calor (614, 750) configurado para recibir a su través, cuando el cartucho (600) está montado en el cuerpo (510), un flujo de fluido de refrigeración mediante los primer, segundo, tercer y cuarto conectores de fluido, el flujo de fluido de refrigeración para refrigerar el líquido de acoplamiento; estando el cartucho (600) configurado de modo que el cartucho (600) sea montable en el cuerpo (510), con el primer conector eléctrico (538) conectando al segundo conector eléctrico (638), el primer conector de fluido (560) conectando al tercer conector de fluido, y el segundo conector de fluido (562) conectando al cuarto conector de fluido sin retirar el transductor focalizado de alta intensidad (900) del recinto sellado caracterizado por que el intercambiador de calor (614, 750) está montado en el interior del recinto sellado.

Description

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DESCRIPCION
Cartucho para uso con un cabezal terapeutico ultrasonico Antecedentes
El ultrasonido focalizado de alta intensidad (HIFU) ha conseguido popularidad y soporte crecientes como un dispositivo terapeutico en la comunidad medica. La ene^a ultrasonica se ha usado ampliamente en procedimientos no terapeuticos tales como imaginologfa tisular para fines de diagnostico. El HIFU implica niveles mas elevados de potencia (que el ultrasonido de diagnostico), para alcanzar diversos efectos ffsicos en el tejido con el fin de alcanzar un efecto terapeutico deseado. Un problema de diseno recurrente para dispositivos de tratamiento por HIFU es equilibrar las necesidades de las demandas terapeuticas que un procedimiento puede requerir, y la aceptabilidad del dispositivo producido por fabricantes de dispositivos medicos. Esto es particularmente cierto en medicina estetica, donde los dispositivos de utilidad terapeutica deben satisfacer las rigurosas exigencias de utilidad, imagen y usabilidad de los facultativos de medicina estetica y su clientela.
A partir del documento US 6 374 132 B1 se conocen aparatos y metodos para terapia intracorporal que implica la aplicacion de energfa al cuerpo humano y, en particular, para la monitorizacion de dicha terapia mediante resonancia magnetica. Otro aparato de escaneo ultrasonico se desvela en el documento US 2002/143252 A1. Un cabezal de imaginologfa y tratamiento para obtener imagenes y tratar un organo o tejido de un ser vivo se describe en el documento US 2009/216121 A1.
Breve sumario
De acuerdo con la presente invencion, se proporciona un cartucho para uso con un cabezal terapeutico ultrasonico, incluyendo el cabezal terapeutico ultrasonico un cuerpo con un primer conector electrico, y primer y segundo conectores de fluido. El cartucho incluye un recinto sellado sustancialmente hermetico a lfquidos, siendo el recinto montable de forma amovible en el cuerpo y teniendo un interior y una ventana acustica. Un segundo conector electrico es conectable de forma amovible al primer conector electrico. Un transductor ultrasonico esta montado en el interior y en comunicacion electrica con el segundo conector electrico. El transductor esta configurado y dispuesto, cuando el cartucho esta conectado al cuerpo, para suministrar energfa ultrasonica a traves de la ventana acustica cuando se le proporciona energfa mediante los primer y segundo conectores. Un lfquido de acoplamiento al transductor esta sellado dentro del recinto hermetico a lfquidos. Un intercambiador de calor de fluido esta montado en el interior e incluye tercer y cuarto conectores de fluido conectables de forma amovible a los primer y segundo conectores de fluido, respectivamente. El intercambiador de calor de fluido esta configurado para recibir, cuando el cartucho esta conectado al cuerpo, un flujo de fluido mediante los conectores de fluido, el flujo de fluido para refrigerar el fluido de acoplamiento. El cartucho esta configurado de modo que el cartucho sea conectable al cuerpo, con el primer conector electrico conectando al segundo conector electrico y los primer y segundo conectores de fluido conectando a los tercer y cuarto conectores de fluido, respectivamente, sin retirar el transductor del recinto sellado.
De acuerdo con realizaciones, el lfquido de acoplamiento al transductor incluye una solucion de sal y acuosa. La sal puede ser, por ejemplo, cloruro calcico, con la solucion siendo, por ejemplo, aproximadamente un 21 % en peso de cloruro calcico. El agua puede ser, por ejemplo, agua desgasificada.
De acuerdo con realizaciones adicionales, el cuerpo incluye una unidad impulsora del motor y el transductor esta montado para movimiento en el interior. El transductor es conectable de forma amovible a la unidad impulsora del motor cuando el cuerpo esta conectado al cartucho, de modo que el transductor pueda ser movido por la unidad impulsora del motor cuando esta conectada. Uno del transductor y la unidad impulsora del motor incluye un vastago, y el otro de la unidad impulsora del motor y el transductor comprende un rebaje. El vastago encaja en el rebaje cuando el transductor esta conectado a la unidad impulsora del motor.
En otras realizaciones mas, el cartucho incluye un compensador de presion mecanico en conexion fluida con el interior. El compensador permite la adaptacion a la variacion de presion en el interior.
En realizaciones, el cartucho es de plastico y puede ser, por ejemplo, de polieterimida.
En realizaciones adicionales, el cuerpo incluye un sistema de refrigeracion que esta montado en el cuerpo y que, cuando esta conectado a el intercambiador de calor, encamina un fluido de refrigeracion a traves del intercambiador de calor. El intercambiador de calor de fluido puede incluir un conducto conductor termicamente que se extiende alrededor de un penmetro del interior. Una caractenstica de alineamiento puede esta provista sobre el cartucho para encajar una caractenstica en el cuerpo, y para fijacion de alineamiento del cartucho al cuerpo.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 muestra un sistema ultrasonico medico de la tecnica anterior;
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La figura 2 es una vista en perspectiva de un sistema ultrasonico medico de acuerdo con una realizacion;
La figura 3 es una vista en perspectiva de un sistema ultrasonico medico de acuerdo con una realizacion;
La figura 4 es una vista frontal de la unidad de base de la figura 2;
La figura 5 es una vista lateral de la unidad de base de la figura 2;
La figura 6 es una vista en perspectiva interior del compartimento principal de acuerdo con una realizacion;
La figura 7 es una vista de perfil interior del compartimento principal de acuerdo con una realizacion;
La figura 8 es una vista en perspectiva del compartimento principal con tapa de acuerdo con una realizacion;
La figura 9 muestra una seccion transversal de un sistema para separar gas de un lfquido que contiene gas de acuerdo con una realizacion.
La figura 10A ilustra el funcionamiento del sistema de desgasificacion de la figura 9.
La figura 10B ilustra una realizacion alternativa de un sistema de desgasificacion.
La figura 11 es un diagrama esquematico que ilustra un sistema para separar gas de un lfquido que contiene gas de acuerdo con otra realizacion.
La figura 12 es un diagrama de bloques de un sistema ultrasonico medico que tiene una unidad de desgasificacion de acuerdo con una realizacion.
La figura 13 es una seccion transversal de un cable de acuerdo con una realizacion;
La figura 14 es una vista en perspectiva del cabezal de tratamiento de acuerdo con una realizacion;
La figura 15 es una vista en perspectiva del cabezal de tratamiento de acuerdo con una realizacion;
La figura 16 es una vista de perfil transparente con componentes internos del cabezal de tratamiento de acuerdo con
una realizacion;
La figura 17 es una vista en perspectiva transparente de la figura 16;
La figura 18 es una vista isometrica inferior del cabezal terapeutico de la figura 15;
La figura 19 es un diagrama esquematico que representa algunos componentes de un sistema ultrasonico medico de acuerdo con una realizacion;
La figura 20 es un diagrama esquematico que representa algunos componentes de un sistema ultrasonico medico de acuerdo con una realizacion;
La figura 21 es una vista en perspectiva de un compartimento inferior, o cartucho, para el cabezal terapeutico de la figura 16 de acuerdo con una realizacion;
La figura 22 es una vista en perspectiva en despiece ordenado del compartimento inferior de la figura 21;
La figura 23 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de una pila de dispositivo termoelectrico y componentes relacionados para el cabezal terapeutico de la figura 22;
La figura 24 es una vista en perspectiva de las pilas de dispositivo termoelectrico del compartimento superior e inferior;
La figura 25 es una vista en perspectiva de la pila de dispositivo termoelectrico combinada;
La figura 26 es una vista en perspectiva de los componentes en despiece ordenado de la figura 21;
La figura 27A es un diagrama esquematico que representa componentes de un sistema ultrasonico medico de acuerdo con otra realizacion;
La figura 27B es una vista isometrica de la parte inferior de la seccion superior de acuerdo con una realizacion.
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La figura 28 es una vista isometrica de un cartucho de transductor para un cabezal terapeutico de acuerdo con una realizacion;
La figura 29A es una vista isometrica en despiece ordenado del cartucho de transductor de la figura 28;
La figura 29B es una vista isometrica de una parte inferior de un cartucho de transductor que presenta un conducto de fluido alternativo de acuerdo con una realizacion;
La figura 30 es una vista isometrica en despiece ordenado del cartucho de transductor que tiene un dispositivo de regulacion termica de acuerdo con una realizacion;
La figura 31 es una vista isometrica en despiece ordenado del cartucho de transductor de acuerdo con una realizacion;
Las figuras 32A-B proporcionan un mecanismo de alivio de presion de acuerdo con una realizacion para el cartucho; Las figuras 33A-B proporcionan un mecanismo de alivio de presion de acuerdo con una realizacion para el cartucho; La figura 34 ilustra el conjunto de vado de la figura 9;
La figura 35 muestra una realizacion alternativa de un cable de interfaz;
La figura 36A muestra un conjunto de transductor apilado en pila alta;
Las figuras 36B-D proporcionan vistas de un conjunto de transductor apilado en pila corta, de acuerdo con realizaciones.
La figura 37 muestra un mango de agarre unico de acuerdo con una realizacion.
La figura 38 es un diagrama de bloques de un sistema de fluido de acoplamiento, de acuerdo con una realizacion.
La figura 39 muestra un sistema ultrasonico medico que tiene un deposito de fluido de acoplamiento y una lmea de fluido de acoplamiento, de acuerdo con una realizacion.
La figura 40 es un diagrama de bloques de un sistema de flujo de fluido, de acuerdo con una realizacion.
La figura 41 es una vista lateral transparente de un cabezal de tratamiento que tiene una boquilla de pulverizacion de acuerdo con una realizacion.
La figura 42 es una vista en perspectiva de un cabezal ultrasonico que tiene mangos y boquillas de pulverizacion acopladas con los mangos, de acuerdo con una realizacion.
La figura 43 es una vista en perspectiva de un cabezal ultrasonico que tiene boquillas de pulverizacion descentradas, de acuerdo con una realizacion.
La figura 44A es una vista en perspectiva de un cabezal ultrasonico que tiene boquillas de pulverizacion integradas, de acuerdo con una realizacion.
La figura 44B proporciona una vista de un cabezal terapeutico ultrasonico que tiene un componente de gma para el uno o mas dispositivos de dispersion de lfquido de acuerdo con una realizacion;
La figura 45 es una ilustracion de un modelo para uso en la creacion de un patron de tamano y de alineamiento variable en el cuerpo de un paciente de acuerdo con una realizacion.
La figura 46 es una ilustracion del uso de un patron de tamano de tratamiento variable en una realizacion.
La figura 47 es una ilustracion del uso de un patron de alineamiento de tratamiento variable de acuerdo con una realizacion.
La figura 48 ilustra un diagrama de bloques simplificado de un sistema informatico de acuerdo con realizaciones.
La figura 49 ilustra esquematicamente una serie de modulos de acuerdo con una realizacion.
La figura 50 es un ejemplo de una pantalla tactil.
La figura 51 muestra etapas para proporcionar informacion del tratamiento a un modulo de control de acuerdo con
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realizaciones.
La figura 52 ilustra un modulo para proporcionar tratamiento variable a diferentes areas de acuerdo con realizaciones.
La figura 53 muestra una disposicion de zonas de emision divididas en zonas de tratamiento y no de tratamiento.
La figura 54 muestra etapas para establecer un area de tratamiento parcial de acuerdo con realizaciones.
La figura 55 muestra un metodo para tratamiento del sitio parcial de acuerdo con realizaciones.
La figura 56 muestra un metodo para proporcionar tratamiento selectivo en un sitio de acuerdo con realizaciones.
La figura 57 muestra otro metodo de tratamiento selectivo en un sitio de cabezal terapeutico de acuerdo con realizaciones.
Descripcion detallada
En la siguiente descripcion, se describiran diversas realizaciones de la presente invencion. Para fines de explicacion, se muestran configuraciones y detalles espedficos con el fin de proporcionar una exhaustiva comprension de las realizaciones. Sin embargo, tambien sera evidente para un experto en la materia que la presente invencion puede ponerse en practica sin los detalles espedficos. Ademas, caractensticas bien conocidas pueden omitirse o simplificarse con el fin de no ocultar la realizacion que esta siendo descrita.
En el presente documento se describen sistemas ultrasonicos medicos para remodelacion del contorno corporal, componentes de sistemas ultrasonicos medicos, y metodos para poner en marcha, actualizar y usar sistemas ultrasonicos medicos.
Los sistemas ultrasonicos medicos en la invencion normalmente incluyen dos componentes principales con diversos subcomponentes. El primer componente principal es la unidad de base. El componente de unidad de base es habitualmente una pieza movil de equipo disenada para descansar sobre el suelo y proporcionar un factor de forma cerrado que aloja numerosos subcomponentes del sistema. En toda la descripcion se proporcionan detalles de los subcomponentes. Principalmente, los subcomponentes que son grandes o pesados, o de forma mas conveniente ubicados lejos de un paciente, se almacenan en la base del sistema. La unidad de base se refiere al mas grande de los dos componentes principales. Puede tener ruedecillas o ruedas y denominarse en el presente documento un carrito. La movilidad en la unidad de base se proporciona en general para facilidad de uso, pero no debe leerse de ninguna manera como que limita la invencion en modo alguno.
El segundo componente principal es el cabezal de tratamiento. El componente de cabezal de tratamiento de sistemas ultrasonicos medicos de la invencion tambien se describe en el presente documento en diversas realizaciones. En un aspecto tfpico, el cabezal de tratamiento tiene dos secciones que son separables entre sf. Cuando las dos secciones estan ensambladas apropiadamente en dichos aspectos, el cabezal de tratamiento funciona junto con la unidad de base para producir energfa ultrasonica para fines medicos. Cada seccion se denomina a menudo en el presente documento el cuerpo del cabezal terapeutico, y el cartucho. Como alternativa, el cuerpo del cabezal terapeutico puede ser el compartimento superior mientras que el cartucho es el compartimento inferior. El cabezal terapeutico (o cuerpo del cabezal terapeutico) contiene subcomponentes que estan disenados para desgaste largo y uso prolongado. El cartucho contiene subcomponentes que estan disenados, en general, para uso limitado antes de ser reemplazados. La expresion cabezal de tratamiento y cabezal terapeutico se usan algunas veces de forma intercambiable y pueden incluir el cartucho con el compartimento superior. El cartucho contiene un emisor de energfa y, en la mayona de las realizaciones, este emisor de energfa puede ser al menos un transductor ultrasonico focalizado de alta intensidad (HIFU). El cartucho generalmente es amovible y tiene una vida util limitada.
El fin principal del sistema es proporcionar ultrasonido terapeutico para los fines de remodelacion del contorno corporal. Este uso pretendido del sistema es para terapia no invasiva. Es decir, el presente sistema y sus muchos subcomponentes estan disenados para uso fuera del cuerpo de un paciente y normalmente no implica ninguna de tecnicas mmimamente invasivas, cirugfa o imaginologfa tisular diferente de la que el sistema es capaz de realizar por sf mismo. El sistema puede funcionar independientemente de un equipo de diagnostico, imaginologfa o estetico que tambien podna usarse en un paciente. Los sistemas de la invencion pueden usarse tambien o como alternativa en un campo no esteril. La esterilizacion de las muchas piezas y superficies del sistema no se requiere normalmente entre usos, aunque usuarios individuales pueden decidir realizarla por diversas razones. Las muchas realizaciones de la invencion descritas en el presente documento proporcionan un dispositivo mas utilizable para remodelacion del contorno corporal que aquellos de la tecnica anterior.
Un cable de interfaz se usa normalmente para conectar la base al cabezal de tratamiento. En el presente documento se describen una serie de ejemplos de dichos cables.
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La descripcion de las muchas realizaciones de cada uno de los componentes no pretende implicar un estricto requisito de una realizacion de que un componente este atado firmemente a otra realizacion de otro componente. En su lugar, la descripcion de las diversas realizaciones de cada uno de la unidad de base, el cabezal de tratamiento y el cable de interfaz debe contemplarse como intercambiable. Una realizacion de la unidad de base puede usarse con mas de una realizacion del cabezal de tratamiento, y viceversa. Algunas realizaciones de la base o el cabezal de tratamiento excluiran logicamente realizaciones del otro componente. Los expertos en la materia constataran que ciertos emparejamientos de unidad de base y cabezal de tratamiento no casan entre sf, sin embargo, en general, las diversas realizaciones de un componente estan disenadas para funcionar igual de bien con las diversas realizaciones de los otros componentes. Las diversas realizaciones se describen en el presente documento tanto en texto, como en descripciones de dibujos comentados.
En una realizacion, la unidad de base es una base con un centro de gravedad bajo y descansa sobre un armazon con ruedecitas. Extendiendose desde la base hay, por ejemplo, un panel frontal ergonomico combinado y un compartimento del sistema principal. El compartimento del sistema principal puede estar montado sobre el armazon con ruedecitas, y el panel frontal ergonomico sirve como un lado del compartimento. El panel frontal normalmente se extiende hacia arriba desde la base y el compartimento principal. Uno o dos mangos estan integrados habitualmente en la cara frontal, de modo que el uno o mas mangos puedan alcanzarse facilmente, y una pantalla de visualizacion esta posicionada ergonomicamente comunmente para visionado facil. El panel frontal normalmente posee, ademas, al menos un puerto de acoplamiento para recibir de forma amovible un cabezal de tratamiento. Puertos de acoplamiento adicionales tambien pueden estar incorporados en el panel frontal.
Extendiendose desde el extremo superior del panel frontal normalmente hay una pantalla de visualizacion. La visualizacion tambien puede ser una interfaz de pantalla tactil. El panel de visualizacion o la unidad de base pueden tener altavoces para producir senales audibles para el usuario. Tambien pueden proporcionarse entradas para otros dispositivos de interfaz del usuario, tales como un teclado, raton o dispositivo indicador.
El compartimento principal de la unidad de base contiene la mayor parte de los componentes electronicos del sistema. Estos componentes electronicos normalmente incluyen un grupo de conectores del cabezal de tratamiento (electricos y flmdicos) y una placa de interfaz del cabezal de tratamiento; interfaz de datos digital; componentes electronicos del sistema que incluyen un procesador terapeutico y un transmisor de alta tension; control electronico para un sistema flmdico (sistema de circulacion de lfquido) que tiene enfriador/ventiladores, tanque de fluido, bomba y sensores; y una fuente de alimentacion del sistema. El sistema flmdico tambien puede incorporar un dispositivo de desgasificacion para retirar gases disueltos del lfquido. Pueden anadirse componentes electronicos adicionales mediante uno o mas adaptadores de placa hija ubicados en cualquiera de las placas existentes dentro del sistema.
Los sistemas de la invencion deben utilizar normalmente lfquido en el sistema flmdico de una manera diferente respecto a la tecnica anterior. En lugar de llenar y drenar el cabezal terapeutico cuando se reemplaza un transductor, muchas realizaciones usan un transductor en un cartucho sellado. El cartucho puede contener aproximadamente de 100 a 200 mililitros (ml) de fluido de acoplamiento lfquido estatico, mientras que la tecnica anterior puede usar aproximadamente 400-500 ml de lfquido encaminado por toda la unidad de base y el cabezal terapeutico. El cartucho puede estar disenado para usar aproximadamente 120-160 ml, y en otro aspecto el cartucho puede contener 130-150 ml. Ademas, realizaciones en el presente documento utilizan un cartucho que es autonomo. De este modo, el lfquido de acoplamiento permanece estatico en el cartucho, y no es necesario reemplazarlo cuando el cartucho es retirado del cabezal terapeutico. En muchas realizaciones se distingue del lfquido de acoplamiento un lfquido de refrigeracion. El fluido de refrigeracion se hace circular a traves de un intercambiador de calor en el cartucho (integrado dentro del cartucho). El uso de un lfquido de refrigeracion independiente (del fluido de acoplamiento) permite que la circulacion del lfquido de refrigeracion mueva la longitud del sistema de circulacion de forma mas eficiente. La mayona de realizaciones tambien proporcionan un cabezal de tratamiento que ya no requiere llenado y drenaje constantes, reduciendo de este modo el derrame y la perdida de fluido desde el sistema flmdico. Las ventajas de algunas realizaciones de los sistemas de la invencion tambien o como alternativa incluyen reemplazo mas rapido y/o mas limpio del conjunto de transductor.
La descripcion de presiones en el presente documento hace referencia a presion "absoluta", o presion "manometrica". La presion absoluta es la presion medida independiente de la presion atmosferica. Es la presion "absoluta" relativa a cero. La presion manometrica es la presion por encima de la presion atmosferica local. La manometrica es la presion atmosferica local, mas la lectura de presion en el sistema o componente descrito. Las diversas lecturas de presion son habitualmente recuperadas, sin embargo a menos que se especifique lo contrario, las presion relacionadas con el cabezal terapeutico son generalmente presiones MANOMETRlCAS, y las presiones en los componentes de circulacion de fluido en la base son generalmente presiones ABSOLUTAS.
El uso de un lfquido de refrigeracion y sistema de circulacion independientes (separados del lfquido de acoplamiento en el cartucho) puede permitir al sistema de circulacion bombear volumenes mas pequenos de lfquido de refrigeracion para refrigerar el cartucho. Normalmente, el sistema de refrigeracion bombea el lfquido de refrigeracion a aproximadamente 280 kPa (manometrica) en la unidad de base hasta alcanzar una presion del cabezal terapeutico/sistema de cartucho de aproximadamente 140 kPa (manometrica). La presion del sistema de refrigeracion esta generalmente por encima de presion atmosferica por todo el sistema, pero puede aproximarse a la
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presion atmosferica cuando vuelve desde el cabezal terapeutico al deposito de fluido (descrito en el presente documento). En estas realizaciones, la menor cantidad de fluido requerida en el cabezal terapeutico permite que un menor volumen de fluido sea bombeado, y puede permitir, a su vez, que una bomba use menos potencia. Tambien puede ser cierto que un caudal de fluido menor (volumen/s) se requiere para proporcionar el mismo nivel de refrigeracion que en sistemas de la tecnica anterior. Esta caractenstica proporciona otra area de ahorros de volumen y peso que permiten que el presente sistema sea sustancialmente mas pequeno en tamano y peso en comparacion con la tecnica anterior. Ademas, el sistema flmdico en algunas realizaciones ya no requiere una unidad de desgasificacion para retirar gases disueltos del lfquido de acoplamiento tal como se usa en dispositivos de la tecnica anterior que hacen circular un lfquido de acoplamiento alrededor del transductor. Esto proporciona la ventaja de permitir que el lfquido del sistema contenga gases disueltos sin causar interferencia en la transmision de energfa ultrasonica en el fluido del cartucho desde el cabezal de tratamiento hasta el paciente.
El sistema descrito en el presente documento normalmente hace uso de niveles mas elevados de integracion en las funciones proporcionadas reduciendo la potencia y las interconexiones de senal electrica entre las diversas funciones permitiendo un numero reducido de tarjetas de circuito y cableado interno al sistema en comparacion con el sistema de la tecnica anterior mostrado en la figura 1.
El sistema puede tener un adaptador de Ethernet para recibir una lmea de Ethernet 10/100/1000 que puede usarse para conectar el sistema a un ordenador de servicio o a internet, y proporcionar actualizaciones de software, capacidades de diagnostico del sistema, actualizacion del uso de cuentas y/o deposito de recuperacion de inversion de unidades de pago por uso no usadas para el cabezal de tratamiento (tambien conocidas como "sitios de usuario" y descritas en la solicitud de patente de Estados Unidos pendiente de tramitacion 12/407.212, presentada el 19 de marzo de 2009, y titulada "Methods and Apparatus for Medical Device Investment Recovery").
La pantalla de visualizacion normalmente incluida con el sistema proporciona informacion del sistema e informacion operativa al usuario. En un aspecto, el visualizador tiene capacidades de pantalla tactil, permitiendo al usuario usar la pantalla como interfaz de control para manejar el sistema, comprobar el estado del sistema, ejecutar programas de diagnostico, visualizar mensajes de error y alertas del sistema, y/o proporcionar a un usuario una interfaz para comprobar funciones no activas relacionadas con el uso del sistema, tales como comprobar la cuenta bancaria del sitio de usuario. La pantalla de visualizacion puede incorporar tanto funciones de pantalla tactil con botones como sensibilidad al movimiento, similar a las pantallas usadas en asistentes de datos personales y telefonos moviles. Puede proporcionar tambien o como alternativa un conmutador de encendido/apagado y/o alojar un altavoz. En otro aspecto, la pantalla es un dispositivo LCD convencional.
Se pueden proporcionar tambien o como alternativa una o mas clavijas de conmutador de pedal para conectar un conmutador de pedal de funcion unica o multiple. El conmutador de pedal puede usarse opcionalmente para controlar la activacion de terapia del sistema. Algunos usuarios prefieren tratamiento de terapia activado manualmente mientras que otros prefieren usar un conmutador de pedal. Normalmente, los sistemas de la invencion pueden proporcionar la opcion de que se usa cualquier metodo.
Una fuente de alimentacion del sistema esta provista habitualmente en el carrito. En un aspecto, la fuente de alimentacion puede funcionar con amperaje y tension normales. Por ejemplo, en los Estados Unidos, el sistema funciona en una lmea estandar de 115 voltios/15 amperios 60 Hz usando un enchufe conectado a tierra. En Europa el sistema funciona en una lmea estandar europea de 240 voltios/ 50 Hz. De forma similar, el sistema usa una fuente de energfa que convierte la energfa del estandar local en los requisitos de energfa que necesita el sistema para funcionamiento apropiado. Un sensor de seguridad o circuito de vigilancia monitoriza la entrada de energfa de CA asf como la salida de CC de la alimentacion y proporciona un corte en caso de que la entrada o salida de energfa este fuera de la especificacion de seguridad para el sistema. En una realizacion, el sistema funciona con tantos componentes como sea posible requiriendo la misma tension. En otra realizacion, el sistema utiliza una tension para todos los componentes. En aun otra realizacion, el sistema utiliza dos tensiones para todos los componentes.
El sistema puede tener uno o mas cabezales de tratamiento conectados a la unidad de base. El o los cabezales de tratamiento habitualmente estan conectados a la unidad de base por un cable. En un aspecto, el sistema se ha dividido para permitir que se use un cable de interfaz, que combina canales electricos y de fluido entre la unidad de base y el cabezal de tratamiento. El cabezal de tratamiento puede poseer tambien o como alternativa cualquiera de los siguientes: controles del usuario que permiten el encendido o apagado del transductor, un visualizador para proporcionar informacion de estado, un altavoz o componente o dispositivo que emite sonido, y/o cualesquiera otros controles y luces indicadoras que puedan desearse. Ademas de controles en el cabezal de tratamiento, visualizador, y/o conmutador de pedal, la unidad de base puede tener entradas para otros dispositivos de entrada del usuario como un teclado, raton (dispositivo indicador informatico), u otra unidad de control. Tambien puede usarse un dispositivo de control inalambrico.
En un aspecto, el cabezal de tratamiento esta conectado a la unidad de base usando solamente el numero mmimo de conexiones requeridas para el funcionamiento del sistema. La division funcional apropiada del sistema puede permitir una reduccion de los alambres usados para conectar entre los componentes electronicos del sistema en la base, y el cabezal de tratamiento. Un desaffo tecnico en la tecnica anterior fue el requisito de que se usen multiples
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alambres de senal para la interfaz entre el cabezal de tratamiento y el sistema. Mediante la division y el diseno de circuitos apropiados, la interfaz para control, monitorizacion y estado puede convertirse en una interfaz digital pura. Una interfaz digital puede implementarse a continuacion usando tecnicas de serializacion para reducir la interfaz a unas pocas lmeas digitales. Los datos de serializacion permiten reducir el numero de circuitos de senalizacion. Otro desaffo tecnico de la tecnica anterior es proporcionar un dispositivo de refrigeracion ligero y facilmente manejable para el componente de mano. Reducir los requisitos de refrigeracion del cartucho tambien puede permitir la reduccion de las lmeas de fluido a y desde el cabezal de tratamiento para permitir un cable de interfaz de diametro pequeno.
Para facilitar la retirada de un brazo mecanico tal como se usa en la tecnica anterior, una realizacion puede dividir los circuitos entre el cabezal de tratamiento y la unidad de base para permitir que se use un cable de interfaz. A continuacion se describe una realizacion de un cable de interfaz. El cable de interfaz posee una interfaz digital en serie de alta velocidad. La interfaz digital se permite dividiendo cualesquiera amplificadores de potencia, para control del motor o dispositivos de refrigeracion por ejemplo en el cabezal de tratamiento; la digitalizacion de senales analogicas en el cabezal de tratamiento, por ejemplo sensores de temperatura, proporciona una interfaz digital para las diversas funciones en el cabezal de tratamiento y proporciona una interfaz en serie a las interfaces digitales. Este tipo de sistema permite el aprovechamiento de tecnologfa de senalizacion diferencial de baja tension (LVDS) existente para implementar una interfaz digital en serie de alta velocidad entre la base y el cabezal de tratamiento. La interfaz digital en serie retira la gran mayona de senales analogicas, de impulso del motor y digitales paralelas que se llevaron a cabo en multiples cables en la tecnica anterior. Usando una interfaz digital en serie de alta velocidad, y dividiendo apropiadamente los circuitos entre el cabezal de tratamiento y el carrito, el control y la informacion se pueden hacer pasar ahora a traves de un pequeno grupo de alambres de par trenzado.
La serializacion de las senales entre la unidad de base y el cabezal de tratamiento es procesada por un par de chips; uno en la unidad de base y uno en el compartimento superior del cabezal de tratamiento. Los chips son responsables de regular el trafico de senales producido por los componentes electronicos del sistema (tanto en la base como en el cabezal de tratamiento) y alimentarlas en serie a traves de dos pares de alambres de par trenzado. Un par permite una senal ininterrumpida desde la base hasta el cabezal de tratamiento, mientras que el otro par permite una senal desde el cabezal de tratamiento hasta el carrito. Los alambres de par trenzado conectan (permitiendo comunicacion electronica entre) el par de chips donde se produce codificacion, decodificacion y serializacion. Los chips pueden ser procesadores generales, matrices de puertas programables in situ (FPGA) o circuitos integrados espedficos de aplicacion (ASIC) o cualquier combinacion de estos dispositivos y/o sus equivalentes. Estos chips tambien pueden realizar codificacion adicional para equilibrado de lmeas y reduccion del ancho de banda. Los chips tambien pueden proporcionar comprobacion de errores de datos.
En una realizacion, el recuento de senales puede reducirse usando una rutina de serializar-deserializar ejecutada entre el par de chips, uno ubicado en la unidad de base y el otro en el cabezal de tratamiento. En una realizacion, un par de chips de matriz de puertas programables in situ (FPGA) en el sistema y el cabezal realizan codificacion adicional para equilibrado de lmeas y reduccion del ancho de banda de lmeas de transmision similar a codificacion 8B/10B. Las FPGA tambien comprueban errores en los datos. El par de chips funcionan como componentes serializadores-deserializadores (SERDES). El primer chip en la unidad de base recibe senales electricas procedentes de los componentes electronicos dentro de la unidad de base. Todos los componentes electricos dentro de la unidad de base que se usan para controlar cualquier componente, proceso o monitorizar cualquier funcion en el cabezal de tratamiento son encaminados a traves del primer chip en la unidad de base. Los datos son transmitidos entre los chips de la base y el cabezal de tratamiento usando multiplexado por division temporal. De este modo, donde un control de senal no serializada requerina de forma ordinaria al menos un alambre para que cada circuito de control hasta el elemento de control electrico apropiado este controlado, diversas realizaciones del sistema de la invencion permiten que sean enviadas senales a diversos componentes para estar controlados en el mismo alambre. En una realizacion, la accion de serializacion requiere 15 senales y las codifica a 18 senales para reduccion del ancho de banda de la lmea de transmision asf como comprobacion de errores. El serializador las envfa a continuacion a traves del primer par de alambres con la primera senal siendo enviada durante un corto periodo y a continuacion la segunda senal siendo enviada durante un corto periodo, y asf sucesivamente. Hay 20 periodos de tiempo en total debido a la sobrecarga de un bit de arranque y un bit de parada que rodea a cada conjunto de 18 bits. Todo esto esta controlado por los chips de FPGA usados en el funcionamiento SERDES (y/o un circuito integrado espedfico de aplicacion (ASIC) o dispositivo SERDES de funcion equivalente). El numero de periodos de tiempo no es fijo, y puede ajustarse mas elevado o mas bajo segun se desee. Dado que la transmision y el funcionamiento de SERDES se producen muy rapidamente con respecto al funcionamiento mecanico del cabezal de tratamiento, no hay problema de demora o retraso de senales en comunicacion entre la unidad de base y el cabezal de tratamiento durante el tratamiento terapeutico. A modo de ejemplo, una realizacion del funcionamiento descrito anteriormente se aprovecha de entradas de sistema (paralelas) simultaneas que son enviadas al cabezal de tratamiento de una manera en serie - o al menos a un nivel diferente de los 15 bits descritos anteriormente. Los datos que tienen un ancho de banda suficientemente bajo se serializan antes de enviarlos. Un ejemplo de esto pueden ser comandos motores. En una realizacion, cada uno de los dos motores requiere 12 bits de comando de impulso. Esto significana que mas de todos los 15 bits senalizados se usanan para simplemente comandos de impulso del motor - 24 bits. Por esta razon, el sistema asigna 4 de las lmeas para que sean un bus de interfaz periferica en serie (SPI). El sistema envfa todos los 15 bits 30.000.000 de veces por segundo, permitiendo facilmente
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que algunos de ellos sean de naturaleza en serie y sigan teniendo un ancho de banda muy alto en comparacion con los requisitos. Los datos de 24 bit en el bus SPI en el ejemplo anterior enviana los dos comandos de impulso aproximadamente 625.000 veces por segundo. Esto esta muy por encima de la tasa de muestra de comando de corriente del motor de 20 kH producida por el servocontrolador del motor en la unidad principal. Se necesitan al menos 48 "columnas de bits" para transmitir los 24 bits de una forma en serie junto con un reloj de datos para funcionamiento SPI - siendo una columna de bits un grupo de 15 bits en paralelo.
Usando un primer par de alambres para transmitir senales electricas desde la unidad de base al cabezal de tratamiento, y un segundo par de alambres para recibir senales electricas procedentes del cabezal de tratamiento (transmitidas desde el cabezal de tratamiento a la unidad de base) dos trayectorias de senal electrica pueden funcionar simultaneamente, con cada trayectoria funcionando a traves de una ruta SERDES. Ademas del control de diversos componentes electronicos a traves de la ruta SERDES, el funcionamiento de un transductor de matriz puede manejarse en tiempo real usando conexion por alambre directa entre el formador del haz del transductor (en la unidad de base) y los elementos individuales de un transductor de matriz en el cabezal de tratamiento tal como se ha descrito anteriormente. Esto puede conseguirse usando el mismo cable de interfaz dado que las senales de control serializadas de este modo dejan mucho margen en el cable para muchos cables coaxiales finos para impulsar un transductor de matriz. Si se usa un transductor de elemento unico, solamente se requiere un cable coaxial, pero pueden usarse varios para compartir los elevados requisitos de impulso de potencia o para optimizar la concordancia de impedancia. De forma apropiada, el cable puede disponerse para el numero de lmeas coaxiales, de par trenzado, de potencia/tierra y de fluido requeridas para proporcionar conexion, comando y control apropiados del cabezal de tratamiento.
Se suministra potencia desde la unidad de base al cabezal de tratamiento a traves de alambres de potencia individuales basandose en la tension necesaria para impulsar cada componente. En la medida en que multiples componentes en el cabezal de tratamiento pueden ser impulsados por potencia de la misma tension, estos componentes pueden colocarse en un circuito con un unico alambre de potencia que porta la tension apropiada. El alambre de potencia entre la unidad de base y el cabezal de tratamiento puede estar aislado y/o protegido para no producir ninguna comunicacion cruzada (interferencia de senal) con la senal electrica en la ruta SERDES. En un aspecto, las lmeas de potencia pueden no estar protegidas, sino que en su lugar las lmeas pueden estar filtradas en cada extremo para simplemente recibir la corriente continua (CC). Como alternativa, los pares de datos estan trenzados y protegidos para protegerlos de los alambres de la fuente de alimentacion.
Lmeas flmdicas integradas tambien estan incorporadas en el cable de interfaz. Usando cualquiera de varios sistemas de refrigeracion y de circulacion de fluido descritos en el presente documento, la necesidad de un flujo de fluido de gran volumen se reduce ahora a un nivel donde un volumen mas pequeno de fluido puede alcanzar los resultados requeridos previamente. Esto permite el uso de tubos de diametro reducido lo que contribuye a contraer el diseno respecto a la tecnica anterior.
Ademas, el cable de interfaz puede incluir uno o mas cables portadores de impulso del transductor. Estos cables de impulso pueden ser cables coaxiales, pares trenzados o alambres protegidos. La proteccion se usa generalmente en cables de impulso del transductor para proporcionar proteccion por razones de interferencia electromagnetica (EMI). En una realizacion, puede usarse un transductor de matriz anular, donde multiples cables de impulso (tales como coaxiales) pueden usarse en el cable de interfaz para suministrar una senal a un transductor de matriz. El numero de cables coaxiales puede corresponder directamente al numero de elementos transductores, o puede reducirse para encajar con un programa de excitacion del transductor modificado (tal como elementos de agrupamiento en grupos de excitacion, controlados por un unico retardo temporal para reducir adicionalmente la carga de senal). En otro aspecto del sistema de la invencion, puede usarse un transductor de matriz que tiene de doce (12) a veinticuatro (24) elementos, y el cable de interfaz tendna un numero correspondiente de cables coaxiales incorporados en el. Como alternativa, los cables coaxiales pueden ser sustituidos por pares trenzados protegidos (o alambres no protegidos si el ancho de banda es suficientemente bajo).
En una realizacion, el cable de interfaz tiene alambres de potencia tanto de 24 v como de 5 v, y un alambre de tierra comun. Los diversos elementos electronicos en el cabezal de tratamiento, tales como motores, sensores, transductor y otros componentes pueden ser todos impulsados directamente (o convertidos a la tension deseada en el cabezal de tratamiento) a partir de las dos lmeas de potencia, un par trenzado (el otro transmite datos de vuelta a los componentes en el carrito), y sin embargo se requieren muchos cables coaxiales para impulsar el transductor en tiempo real. Como alternativa, los componentes en el cabezal de tratamiento pueden funcionar todos a una tension (o convertirse a una tension) y, por lo tanto, necesitan solamente una lmea de potencia en el cable de interfaz.
Ademas de los componentes descritos en el presente documento como incorporados habitualmente en el cable de interfaz, el propio cable puede estar conectorizado. Es decir, el cable puede encajarse de forma amovible al sistema (y/o el cabezal de tratamiento) para permitir modularidad del cabezal de tratamiento al sistema. En algunos casos, la modularidad proporcionara un medio para fijar un cable completamente diferente entre el cabezal de tratamiento y la unidad de base. En otras realizaciones, el cable de interfaz puede portar la comunicacion electrica apropiada y los requisitos de fluido de diferentes cabezales de tratamiento, de modo que solamente es necesario retirar el cabezal de tratamiento del cable de interfaz para permitir la conexion a un nuevo cabezal de tratamiento. Esta realizacion
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puede permitir a un usuario separar un cabezal terapeutico del cable de interfaz en lugar de retirar el cable de interfaz de la unidad de base, aunque el usuario tambien puede elegir conmutar el cable de interfaz con el cabezal terapeutico. El encaje amovible del cable de interfaz normalmente se adapta a los sistemas tanto electricos como de fluido mientras mantiene un adaptador comun entre los diferentes tipos de cables que pueden usarse. En un aspecto, los componentes electronicos del sistema pueden identificar que tipo de cable esta fijado a la unidad de base, y utilizar el alambre y los canales de fluido del alambre apropiadamente. Esto puede conseguirse usando un chip de identificacion legible incorporado en el cable de interfaz o su encaje amovible.
La identificacion automatica de las partes en el cabezal de tratamiento puede producirse usando una consulta entre la unidad de base y el cabezal de tratamiento done la consulta produce un codigo de respuesta correspondiente a una tabla de consulta almacenada en la unidad de base. El codigo de consulta proporciona los requisitos de tension y de senal para el funcionamiento de los componentes de cabezal de tratamiento. Si el cable de interfaz tambien es reemplazado por el cabezal de tratamiento, puede usarse un sistema de consulta y respuesta similar para identificar los parametros del cable. Ademas del cable o cabezal de tratamiento que tienen una respuesta del identificador a una consulta, cada componente electronico individual dentro del cabezal de tratamiento puede responder a una consulta a traves del par trenzado de retorno. Puede usarse una combinacion de sistemas de consulta y de respuesta para garantizar la calibracion de potencia, senal y control apropiada del cabezal de tratamiento. En una realizacion, el cabezal de tratamiento tiene un codigo encriptado para garantizar que el sistema usa solamente piezas fabricadas autorizadas con el sistema. El compartimento inferior puede tener (o estar asociado con) un codigo de autorizacion encriptado tanto para rastrear el uso apropiado de piezas fabricadas autorizadas, como para rastrear el uso del transductor para fines de deposito de sitio (y tambien usarse para datos de calibracion). Ademas de los sistemas de impugnacion y respuesta descritos en el presente documento, el cabezal de tratamiento y el compartimento inferior tambien pueden usar un protocolo de impugnacion y respuesta para garantizar que el cabezal de tratamiento y el compartimento inferior del cabezal de tratamiento estan enganchados a un carrito debidamente autorizado. El protocolo de impugnacion y uso el protocolo de deposito de sitio se describen adicionalmente en la solicitud de patente de Estados Unidos pendiente de tramitacion 12/407212, mencionada anteriormente.
En funcionamiento, el usuario normalmente puede retener el cabezal de tratamiento durante un procedimiento HIFU, y el cable de interfaz permitira una mayor movilidad y libertad al operador para usar el cabezal de tratamiento en virtualmente cualquier angulo o posicion respecto a la tecnica anterior. El cable de interfaz puede colocarse cubriendo el cuerpo del paciente bajo tratamiento, o se le puede permitir que cubra el costado del paciente.
Si el uso de una grna de cable es deseado por el usuario, puede usarse un extensor o sistema de retraccion del cable opcional. Un extensor proporcionana una alternativa ligera a un brazo mecanico y proporcionana estructura suficiente para suspender el cable de interfaz de modo que el cable de interfaz se aproxime al paciente desde arriba dl paciente, el lugar de colocarse cubriendo el cuerpo del paciente. Un dispositivo de retraccion, como un carrete tensionado por resorte, puede estar incluido opcionalmente que proporciona gestion del cable, de modo que el cable de interfaz no se quede enredado con el operador o paciente. Tambien puede usarse un sistema de retraccion dentro de la unidad de base de modo que, cuando el cabezal de tratamiento se devuelve a su receptaculo, el cable es enrollado automaticamente. Como alternativa, la grna puede asumir la forma de un extensor, permitiendo que el cable de interfaz se proyecte horizontalmente sobre el paciente. Un extensor puede ser retractil en el carrito, o completamente amovible. El extensor podna, como alternativa, asumir la forma de un brazo de equilibrado de la carga ligero.
El cabezal de tratamiento normalmente funciona como una unica unidad durante la terapia, pero puede separarse en dos subcomponentes discretos. El compartimento superior o cuerpo del cabezal terapeutico (cuerpo) habitualmente contiene motores electricos, componentes electronicos de control, engranajes y conexiones articuladas para mover un conjunto de transductor ubicado en un cartucho asf como la componentes electronicos como impulsores del motor, DAC (convertidores de digital a analogico), ADC (convertidores de analogico a digital) y/u otros dispositivos logicos. El compartimento superior esta disenado normalmente para uso prolongado, y tiene componentes que son mas resistentes al desgaste, o relativamente caros de reemplazar.
El cartucho puede denominarse el compartimento inferior. Un dispositivo de refrigeracion se usa normalmente para retirar calor del cartucho. Un dispositivo de refrigeracion puede retirar calor del cartucho en una serie de maneras diferentes. En un aspecto, un sistema de circulacion de fluido en la unidad de base hace circular fluido al interior del cabezal de tratamiento para refrigerar el cartucho. La regulacion termica del cartucho puede ser importante debido a que el conjunto de transductor dentro del cartucho puede generar una cantidad significativa de calor, que puede afectar de forma adversa a la fiabilidad del transductor en el cartucho y/o volverse incomodamente caliente cerca de la piel de un usuario. Cuando el cuerpo del cabezal terapeutico esta conectado al cartucho, el cabezal de tratamiento esta completo. El cartucho viene en multiples realizaciones, y el compartimento superior viene en diversas realizaciones para adaptarse al cartucho. Como alternativa, el cartucho viene en multiples configuraciones para adaptarse a diversas formas y realizaciones de diseno del cuerpo del cabezal terapeutico. En un aspecto, el cartucho es desechable.
Las diversas descripciones para los cartuchos son generalmente intercambiables. Normalmente estos incluyen varias caractensticas comunes tales como: disenados para encajar de forma amovible con la seccion superior o el
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cuerpo del cabezal terapeutico. El cartucho define una camara ultrasonica que contiene un transductor ultrasonico. La camara es un recinto sellado que es generalmente hermetico a Kquidos. Aunque la camara a menudo se describe en el presente documento como estando llena de fluido o llena de ffquido con un fluido de acoplamiento, no es necesario que el recinto con fluido sellado contenga ningun fluido particular, sino que en su lugar el fluido no se fugue cuando se coloca dentro del recinto con fluido sellado (camara ultrasonica). En varias realizaciones, se selecciona uno de varios fluidos para ser usado como el fluido de acoplamiento, y estos son aspectos de la invencion (estando "seco" o no lleno de lfquido, como alternativa estando "humedo" cuando se usa uno o mas de los ffquidos seleccionados en la camara ultrasonica).
No debe interpretarse que el uso de la expresion "camara ultrasonica" limita el alcance de la divulgacion a la energfa ultrasonica que esta siendo confinada estrictamente en la camara. La camara es donde reside el transductor ultrasonico, con la intencion espedfica en la mayoffa de las realizaciones de que la energfa ultrasonica irradie fuera de la camara cuando el dispositivo esta en funcionamiento. El cartucho interior define la camara ultrasonica, que es tambien un recinto sellado que es generalmente hermetico a fluidos.
En una realizacion, el conjunto de transductor esta contenido normalmente en un recinto sellado lleno con un medio de acoplamiento ultrasonico apropiado, tal como agua desgasificada. El recinto puede ser hermetico al agua. El recinto puede estar hecho de plastico u otro material adecuado, y puede tener un revestimiento interno sobre el interior del compartimento para impedir que el gas se filtre al interior del recinto sellado y entre en el agua desgasificada. El revestimiento interno puede ser, por ejemplo, una capa metalica pulverizada por pulverizacion catodica, tal como titanio. El recinto tiene una ventana acustica en todas las realizaciones, lo que permite una trayectoria de haz acustico para la transmision de energfa ultrasonica desde el transductor encerrado hasta fuera del cartucho. En realizaciones que pueden usar una capa de metalizacion o revestimiento interno metalico pulverizado por pulverizacion catodica, la ventana acustica tambien puede estar tratada con dicha metalizacion o revestimiento interno metalico pulverizado por pulverizacion catodica. La capa de metalizacion o material metalico pulverizado por pulverizacion catodica formaffa una capa suficientemente fina para permitir la transmision de energfa ultrasonica desde el cartucho. El conjunto de transductor esta montado en un brazo mecanico o conexion articulada que es capaz de encajar con una contrapartida en el compartimento superior. El compartimento superior tiene un conjunto accionador que mueve el conjunto de transductor en el recinto sellado encajando directa (o indirectamente) con un brazo de control fijado al conjunto de transductor. El cartucho habitualmente tiene una interfaz hermetica a fluidos construida en esa parte del cartucho que encaja con el brazo de control que se extiende hacia abajo desde el compartimento superior. Cuando los compartimentos superior e inferior estan conectados apropiadamente, el brazo de control procedente del compartimento superior encaja con un receptaculo en la interfaz hermetica a fluidos. La interfaz puede ser una bola esferica con una junta torica a presion, una envoltura u otra estructura equivalente. Cuando el brazo de control del compartimento superior es movido por el conjunto accionador, el conjunto de transductor en el compartimento inferior se mueve de manera predecible. El sistema controla el movimiento del conjunto de transductor controlando la movilidad del brazo de control.
Conexiones electricas se proporcionan habitualmente a traves del brazo de control (como en un brazo hueco con trayectorias de senal electrica que discurren a su traves), o a traves de un enchufe/toma electrica independiente en la interfaz entre los compartimentos superior e inferior. La interfaz electrica entre los compartimentos superior e inferior puede estar dentro de los confines del volumen ffsico donde los dos compartimentos estan unidos entre sf, o puede ser una interfaz de enchufe/toma electrica fuera de los confines de la conexion mecanica. La interfaz electrica puede proporcionar potencia y control de termporizacion al conjunto de transductor para controlar la salida acustica, asf como alimentar uno o mas de diversos elementos sensores en el compartimento inferior que pueden usarse para medir la temperatura, presion, gases disueltos del fluido y/o el movimiento del conjunto de transductor durante un procedimiento.
El cartucho esta sellado, de modo que un ffquido dentro del cartucho se desgasifique. Una capa de metalizacion puede ayudar a prevenir la fuga de gas al interior del cartucho. Dado que el cartucho puede estar sellado, cualquier acumulacion de calor en el cartucho puede plantear problemas para el funcionamiento del cabezal de tratamiento, y/o ser incomoda para el usuario y/o el paciente. Si se produce acumulacion de calor, puede ser necesario refrigerar el cartucho.
En una disposicion que no es parte de la invencion, un cartucho de transductor tal como se describe en el presente documento incluye una placa conductora termicamente o una placa de transferencia de calor incorporada en el compartimento inferior. El compartimento inferior (cartucho) puede tener una placa en contacto directo con el fluido sellado dentro del cartucho. En un aspecto, la placa de transferencia de calor coincide con la superficie usada para encajar al menos parcialmente con el compartimento superior. Esto permite que el calor absorbido por la placa de transferencia de calor irradie al menos parcialmente el calor al interior del compartimento superior.
En una disposicion que no es parte de la invencion, el compartimento superior tiene un intercambiador de calor en forma de un componente de absorcion de calor adaptado para funcionar con la placa de transferencia de calor en el compartimento inferior. No es necesario que el componente de absorcion de calor del compartimento superior y la placa de transferencia de calor del compartimento inferior sean del mismo tamano ffsico o superficie ocupada, siempre que funcionen para transferir el calor segun sea necesario fuera del cartucho. El componente de absorcion
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de calor extrae calor del cartucho a traves de la placa de transferencia de calor. Una vez que el calor es transferido desde la placa de transferencia de calor al dispositivo de absorcion de calor, la temperatura en el cartucho se reduce. Esta transferencia de calor puede realizarse de forma continua para ajustar la temperatura del fluido dentro del cartucho, o periodicamente basandose en las necesidades. Por ejemplo, la funcion de transferencia de calor puede ajustarse para funcionar automaticamente si un sensor de temperatura en el cartucho detecta que la temperatura del fluido supera un intervalo umbral predeterminado de aproximadamente uno (1) a treinta y siete (37) grados centfgrados. El intervalo umbral puede estrecharse a de aproximadamente cinco (5) a dieciocho (18) grados centigrados. La temperatura del fluido puede ajustarse para ayudar a entumecer la piel de un paciente enfriando la piel. La temperatura del fluido puede rebajarse a de aproximadamente uno (1) a siete (7) grados centfgrados.
El componente de absorcion de calor es un dispositivo termoelectrico, como una capa de chips termoelectricos (TEC). La capa de chips termoelectricos puede ser un unico chip grande, o un grupo de chips dispuestos proximos entre sf para formar una rejilla de chips. Los TEC producen un gradiente termico entre las dos caras del chip cuando se introduce una corriente electrica en el TEC. El lado fresco del chip esta orientado hacia la placa de transferencia de calor del cartucho, mientras que el lado caliente del uno o mas chips esta orientado lejos del compartimento inferior.
El calor es extrafdo de la capa de dispositivo termoelectrico usando un disipador de calor fijado a la capa de dispositivo termoelectrico. El disipador de calor puede ser una cuba llena de fluido que tiene un fluido enfriado que se hace circular a su traves (por ejemplo desde el sistema de circulacion de fluido descrito en un aspecto en el presente documento). El disipador de calor tambien puede ser un material altamente conductor termicamente (como cobre o aluminio) formado en un dispositivo refrigerado por aire. Si esta refrigerado por aire, un pequeno ventilador puede estar incluido en el compartimento superior para mover de forma continua aire a traves del disipador de calor. El compartimento superior tendna ademas tanto una entrada de aire como orificios de ventilacion de escape para atraer aire fno al interior y ventilar el aire caliente.
El componente de absorcion de calor puede ser, el mismo, uno de los disipadores de calor mencionados anteriormente (cuba llena de lfquido o disipador de calor refrigerado con aire). En esta realizacion, la placa de transferencia de calor aun esta formada dentro del cartucho, sin embargo, en lugar de usar una capa de dispositivo termoelectrico para retirar calor del cartucho, se usa un disipador de calor. Una capa de absorcion de calor de fluido puede usarse y suministrarle un fluido enfriado desde el carrito. La activacion del componente de absorcion de calor puede estar preprogramada para diversas situaciones, tales como cuando la temperatura del fluido del cartucho supera cierto valor o para mantener cierta temperatura en el cartucho.
De acuerdo con la invencion, un intercambiador de calor esta dispuesto dentro del recinto con fluido sellado del cartucho. Dentro del cartucho, una tubena conductora de calor esta posicionada dentro del cartucho para maximizar el area superficial del intercambiador de calor (y maximizar de este modo el area de transferencia termica) mientras se evita ese volumen de espacio dentro del cartucho necesario para que el conjunto de transductor se mueva libremente. La tubena de intercambio de calor puede estar hecha de cobre, aluminio, acero inoxidable u otros materiales (incluyendo plastico) siembre que el tubo tenga una pared suficientemente fina (conductora termicamente) para permitir la transferencia de calor desde el entorno del cartucho al interior del fluido en las tubenas de intercambio de calor. El intercambiador de calor debe evitar tambien interferir en la emision de energfa ultrasonica desde el transductor a traves de la ventana de transmision. El intercambiador de calor puede ser una bobina dispuesta en una configuracion en serie (como en un bobinado continuo de la bobina), una configuracion en paralelo (como en dos o mas tubenas dispuestas en alineamiento en paralelo y alimentadas desde una unica entrada, y drenadas desde una unica salida), o una configuracion de bobinado (una mezcla de trayectorias serpenteantes y/o rectas) y cualquier combinacion de estas configuraciones son tambien utilizables como intercambiador de calor de bobina. En otra realizacion, el intercambiador de calor puede ser una placa sellada con trayectorias de agua bien en serie o bien en paralelo integradas en la placa sellada para funcionar de forma similar a una disposicion de bobina o tubena.
En un aspecto, el intercambiador de calor esta lleno de lfquido, sin embargo no es necesariamente el mismo lfquido usado en el recinto sellado hermetico a fluidos del cartucho. Esto permite que se haga circular al lfquido en el intercambiador de calor con el lfquido procedente del sistema de circulacion de fluido sin comprometer la integridad estructural y de aislamiento del volumen de lfquido desgasificado sellado dentro del cartucho. Una vez mas, el fluido en el intercambiador de calor se hace circular con fluido enfriado procedente del sistema de circulacion de fluido y se activa a demanda basandose en parametros preprogramados o comando del usuario. Notese que el sistema de circulacion de fluido en cualquiera de las realizaciones descritas en el presente documento puede ajustarse a "siempre encendido" de modo que la circulacion de lfquido se este produciendo siempre. El enfriamiento del lfquido que circula en el circuito puede ajustarse de forma similar para "siempre encendido." Dado que el fluido de circulacion de lfquido esta separado del lfquido sellado dentro del cartucho, no se requiere desgasificacion del fluido en el carrito/sistema de circulacion de fluido. En una realizacion, el cartucho puede estar lleno con un fluido no lfquido, tal como un gas antes del uso real, y llenarse con un lfquido de acoplamiento estatico justamente antes del uso.
Se usan diversos fluidos de acoplamiento y de refrigeracion en o con las diversas realizaciones y aspectos descritos
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en el presente documento. Los fluidos de acoplamiento y de refrigeracion usados pueden ser similares en composicion y tratamiento, o pueden ser altamente variables. En un aspecto, el fluido de acoplamiento usado en el cartucho puede ser agua desgasificada. Puede usarse agua desgasificada a menos de 12 ppm de oxfgeno disuelto como fluido de acoplamiento entro del cartucho. En otro aspecto, el nivel de oxfgeno en el agua desgasificada es de aproximadamente 8 ppm y en otro aspecto el nivel de oxfgeno desgasificado puede ser de aproximadamente 5 ppm o menos. En otro aspecto, el fluido de acoplamiento dentro del cartucho puede contener aditivos para prolongar la vida del cartucho (tal como un biocida para incrementar la vida util) u otros aditivos que pueden mejorar el rendimiento del dispositivo o mejorar la vida util. En un aspecto de la invencion, el uso de una capa de metalizacion o material metalico pulverizado por pulverizacion catodica promueve la vida util del cartucho en relacion con prolongar la duracion en la que el agua desgasificada puede mantener el bajo nivel de gases disueltos dentro del cartucho. El nivel o la cantidad de metalizacion necesaria puede derivarse usando la formula en la que un grosor de la capa de metalizacion es menor que X, donde X = [((a-0,09)*1000)/0,03] + 500, con siendo el grosor de la capa de metalizacion en Angstroms, y a siendo una atenuacion acustica aceptable maxima en dB en una ventana de transmision.
En otro aspecto, el fluido de acoplamiento dentro del cartucho puede contener diversas concentraciones de sales. Una solucion de sal dentro del cabezal terapeutico debe tener suficiente transparencia a ultrasonido para permitir al sistema emitir la cantidad deseada de energfa. Una solucion de sal ayuda a prevenir la absorcion de gas en la solucion tambien, y puede reducir la posibilidad de producir acontecimientos de cavitacion o microflujo dentro del cartucho. La concentracion de sal dependera del tipo de sal usado, y la caractenstica de fluido deseada que puede proporcionar la concentracion de sal. Para los fines de mantener una solucion de acoplamiento desgasificada en el cartucho, puede usarse una solucion de sal y/o una capa de metalizacion.
En un ejemplo no limitante, se anadio una sal de cloruro calcico (CaCl) a agua para uso como una solucion de acoplamiento dentro del cartucho. Incrementar el intervalo de concentracion de CaCl de aproximadamente el diez (10) por ciento en peso a aproximadamente el veintiuno (21) por ciento en peso para ayudar a reducir la incidencia de congelacion (rebajando el punto de congelacion del agua) y reducir la probabilidad de cavitacion (previniendo la formacion de burbujas de gas durante el funcionamiento del transductor ultrasonico) mientras se mantiene una transparencia deseada de energfa ultrasonica a traves de la solucion de sal. El nivel de CaCl puede incrementarse o disminuirse segun se desee, y probablemente pueden usarse otras sales para producir un efecto similar.
El fluido de refrigeracion usado dentro del sistema ultrasonico puede ser agua en una realizacion. El fluido de refrigeracion tiene generalmente una elevada capacidad de absorcion termica, tal como agua, o una mezcla de agua con otros productos qmmicos. Los productos qmmicos que pueden usarse incluyen un biocida (para prevenir el crecimiento bacteriano en el sistema de circulacion de fluido), un aditivo qmmico (para fines de deteccion del sistema) u otros ingredientes que pueden incrementar el rendimiento o la longevidad del sistema de fluido.
Fuera del cabezal terapeutico y el cartucho, puede usarse otra solucion de acoplamiento para acoplar la energfa ultrasonica entre el sistema medico y el paciente. En una realizacion, esta solucion de acoplamiento puede ser una solucion acuosa que es un noventa y nueve por ciento (99 %) agua pura, con menos del uno por ciento (1 %) de impurezas (excluyendo gases disueltos o suspendidos). En otra realizacion, la solucion de acoplamiento del lado del paciente puede ser un aceite mineral ligero u otro fluido que tiene caractensticas de viscosidad similares al agua. Un aspecto del sistema de la invencion es usar una solucion de acoplamiento fuera del cuerpo que es extrafda del mismo deposito que el lfquido de refrigeracion del sistema de circulacion de fluido. En este aspecto, el lfquido se hace circular desde la unidad de base hasta el cuerpo del cabezal terapeutico, y a continuacion se dispensa desde el cuerpo del cabezal terapeutico sobre la piel de un paciente.
En un aspecto del sistema de la invencion, el fluido procedente del sistema de circulacion de fluido fluye directamente al interior del recinto con fluido sellado del cartucho. En esta realizacion, el cartucho no esta sellado con un fluido desgasificado. En su lugar, una vez que el cartucho esta conectado al compartimento superior, el cartucho se inunda usando fluido procedente del sistema de circulacion de fluido. En esta realizacion, puede usarse una unidad de desgasificacion para reducir el nivel de gas disuelto en el fluido antes del tratamiento. En un aspecto, el fluido puede desgasificarse hasta de aproximadamente cinco (5) a diez (10) ppm o menos oxfgeno disuelto (oxfgeno que esta siendo usado como un medidor comun para todos los demas gases disueltos basandose en la proporcion de disolucion de gas). Tambien puede usarse un enfriador para refrigerar el agua en esta realizacion. Pueden usarse conectores de fluido sin goteo entre el cartucho y el cabezal de tratamiento y/o el sistema de circulacion para reducir la fuga de lfquido durante reemplazos del cartucho.
En una realizacion, el cabezal de tratamiento puede estar disenado usando el tamano mas pequeno y los componentes del sistema descrito anteriormente, pero retiene un cartucho de transductor amovible que deja el conjunto de transductor conectado de forma amovible al compartimento superior. En esta realizacion, el sistema replica el proceso de drenaje del fluido del cabezal de tratamiento sometiendo a vacfo la camara de fluido del cabezal de tratamiento. El usuario retira entonces el cartucho de transductor y reemplaza el transductor. El sistema rellena entonces la camara de fluido dentro del cabezal de tratamiento. El fluido, en esta realizacion, tambien requiere desgasificacion. En el presente documento se proporciona un dispositivo de desgasificacion para uso con estas realizaciones. El dispositivo de desgasificacion esta conectado al sistema flmdico en la unidad de base, y
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utiliza una unica bomba tanto para mover el fluido a traves del sistema, asf como empujar el fluido a traves de una camara para retirar gases disueltos. Para reducir el derrame de Kquido durante el reemplazo del cartucho, pueden usarse conectores de fluido "sin goteo", que cortan el suministro de Uquido en las lmeas de Uquido de entrada y salida cuando el cartucho es reemplazado.
La unidad de desgasificacion de acuerdo con esta realizacion es un sistema para separar gas de un lfquido que contiene gas. El sistema de desgasificacion incluye un componente de restriccion de flujo en comunicacion fluida con un suministro del lfquido que contiene gas, una bomba en comunicacion fluida con el componente de restriccion de flujo, una camara de separacion en comunicacion fluida con el componente de restriccion de flujo a traves de la bomba, una o mas salidas de gas en comunicacion fluida con la camara de separacion, y una salida de fluido desgasificado en comunicacion fluida con la camara de separacion. La bomba esta configurada para extraer un flujo del lfquido que contiene gas a traves de la restriccion de flujo para crear una solucion de lfquido con burbujas de gas. La camara de separacion esta configurada para separacion inducida por gravedad entre las burbujas de gas y el lfquido. En esta realizacion, los gases son extrafdos de la solucion arrastrando el lfquido a traves de un pequeno orificio. A medida que el lfquido escapa del orificio, experimenta una region de presion negativa que hace que se formen burbujas. Las burbujas y el lfquido fluyen a traves de una bomba y al interior de una camara de separacion. La camara de separacion esta bajo presion positiva para ralentizar el escape de las de burbujas de gas y la solucion de lfquido a traves de la una o mas salidas de gas. La camara de separacion esta colocada dentro de una camara de ventilacion que tambien esta bajo presion positiva. A medida que el gas y la solucion de lfquido salen de la camara de separacion y entran en la camara de ventilacion, las burbujas de gas flotan, y el lfquido desgasificado es empujado hacia abajo a traves de un conducto de salida de lfquido.
En otra realizacion, se proporciona un sistema para separar gas de un lfquido que contiene gas. El sistema de desgasificacion puede incluir un par de filtros de desgasificacion dispuestos en serie. Un lfquido puede ser extrafdo a traves de un componente de restriccion de flujo para producir burbujas de gas. El lfquido es empujado a continuacion a traves de un primer filtro de desgasificacion, donde las burbujas de gas son ventiladas al exterior. El lfquido continua hasta un segundo filtro de gas que tiene una lmea de ventilacion que conecta a la lmea de lfquido justo antes de la seccion de entrada de la bomba. La lmea de ventilacion proporciona un vacm en el segundo filtro de gas de modo que los gases disueltos puedan ser extrafdos de la solucion y ventilados fuera del lfquido. El lfquido puede usarse entonces en un circuito de fluido que requiere lfquido desgasificado, o gas disuelto reducido. El lfquido circula de vuelta al interior del sistema de desgasificacion cerca de la entrada de la bomba. El sistema de desgasificacion puede incluir un deposito, en cuyo caso el retorno del circuito de lfquido puede fluir al interior del deposito.
En otra realizacion, se proporcionan sistemas ultrasonicos medicos. Los sistemas ultrasonicos medicos incluyen un cabezal terapeutico ultrasonico y un sistema de desgasificacion. El cabezal terapeutico ultrasonico incluye un transductor ultrasonico que esta al menos parcialmente rodeado por un fluido de acoplamiento. El sistema de desgasificacion esta ubicado normalmente en la unidad de base e incorporado en el sistema de circulacion de lfquido. Un circuito de lfquido bombea lfquido desde un deposito, a traves de un dispositivo de desgasificacion y hasta el cabezal terapeutico para suministrar fluido de acoplamiento desgasificado al cabezal terapeutico. En un aspecto, el sistema de desgasificacion incluye una restriccion de flujo en comunicacion fluida con un suministro de fluido de acoplamiento, una bomba en comunicacion fluida con la restriccion de flujo, una camara de separacion en comunicacion fluida con la restriccion de flujo a traves de la bomba, una salida de gas en comunicacion fluida con la camara de separacion y una salida de fluido desgasificado en comunicacion fluida con la camara de separacion. La bomba puede estar configurada para extraer un flujo del fluido de acoplamiento a traves de la restriccion para crear una solucion de fluido de acoplamiento con burbujas de gas. La camara de separacion puede estar, tambien o como alternativa, configurada para separacion inducida por gravedad entre las burbujas de gas y el fluido de acoplamiento.
En una realizacion, se proporciona un dispositivo de acoplamiento de fluido adaptado para uso con un cabezal de tratamiento ultrasonico. Un cabezal de tratamiento como cualquiera descrito en el presente documento o que es sustancialmente equivalente a dicho componente/dispositivo, puede estar equipado con un dispensador de fluido de acoplamiento. El dispensador recibe fluido del sistema flmdico del sistema ultrasonico. El lfquido usado como refrigerante en el cabezal de tratamiento, y como disipador de calor para el transductor ultrasonico, tambien puede usarse para acoplar el cabezal de tratamiento al cuerpo de un paciente dispersandolo sobre el paciente. Esto se consigue teniendo un conducto de fluido independiente procedente del cabezal de tratamiento, a un volumen de espacio fuera del cabezal de tratamiento. El conducto puede estar bajo presion adicional respecto a la presion normal del sistema flmdico, o puede ser la misma o menos presion que el sistema flmdico. El fluido extrafdo del sistema flmdico es dispensado en el cuerpo de un paciente antes de colocar el cabezal de tratamiento sobre la superficie de la piel. El fluido puede pulverizarse, rociarse, hacerse gotear o dispersarse de cualquier manera sobre la superficie de la piel del paciente antes del tratamiento. La dispersion del fluido puede ser a traves de un aerosolizador, nebulizador u otro mecanismo de dispensado. En un aspecto, el dispensado del fluido esta controlado por el usuario de modo que el fluido pueda ser suministrado con precision y distribuido uniformemente sobre la superficie de la piel, y dicho suministro y distribucion es a demanda a traves de un dispositivo de accionamiento tal como un boton, disparador u otro metodo mecanico/electromecanico. El sistema tambien puede controlar la duracion de la pulverizacion para optimizar la aplicacion del fluido para acoplamiento apropiado del cabezal de tratamiento al paciente, y/o para evitar el drenaje involuntario del tanque.
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Varias realizaciones de uso del sistema en un paciente para remodelacion corporal se describen a continuacion. En una realizacion se proporciona un modelo para crear lmeas de tratamiento sobre el cuerpo de un paciente. El modelo puede estar hecho, por ejemplo, de un material ligero, desechable que sea seguro para uso clmico. Puede usarse cualquiera de diversos materiales plasticos, biopoKmeros, u otro material adecuado tal como aprobado y/o seguro para uso clmico. El modelo tiene al menos una lmea recta trazada sobre el, y normalmente tiene multiples agujeros en forma de ranura en el modelo que discurren perpendiculares a la lmea recta trazada. En uso, el modelo se coloca sobre el cuerpo de un paciente, tal como el abdomen o la region del flanco, y un usuario coge un boli de marcado o dispositivo similar y crea lmeas sobre el cuerpo del paciente a traves de los agujeros en forma de ranura. El usuario hace girar a continuacion el modelo 90 grados (o una aproximacion a estos) de modo que la lmea recta del modelo se situa sobre una de las lmeas trazadas previamente sobre la piel del paciente. El usuario traza a continuacion lmeas adicionales a traves de los agujeros en forma de ranura para crear una rejilla cuadrada de aproximadamente el mismo tamano que los agujeros en forma de ranura del modelo. El usuario repite este proceso hasta que toda el area superficial deseada a tratar esta cubierta con lmeas de rejilla.
El cabezal de tratamiento tiene caractensticas de alineamiento en los lados del cabezal de tratamiento. En un aspecto, las caractensticas de alineamiento estan en los cuatro lados del cabezal de tratamiento. En otro aspecto, las caractensticas de alineamiento estan en lados adyacentes o lados opuestos. Las caractensticas de alineamiento se usan para "medir a ojo" la posicion del transductor sobre las lmeas de rejilla trazadas colocando las caractensticas de alineamiento sobre las lmeas trazadas. Si solamente se usan dos caractensticas de alineamiento, las caractensticas estan bien en paredes laterales opuestas o bien adyacentes del cabezal de tratamiento, y el cabezal de tratamiento puede alinearse usando una unica lmea recta, o el "angulo recto" creado por dos lmeas que intersecan. Esto permite la colocacion del cabezal de tratamiento sobre la interseccion de las lmeas de rejilla trazadas y el uso de las lmeas medias y el uno o mas marcadores de referencia para tratamiento.
Si se dibuja una rejilla completa sobre el paciente, entonces la separacion de las lmeas de la rejilla no tiene que alinearse con el tamano de la cara del cabezal de tratamiento (siempre que sean mas pequenas que el area tratable del cabezal de tratamiento si no se desean espacio entre sitios). En efecto, el alineamiento del cabezal terapeutico se coloca sobre las lmeas centrales de las lmeas horizontales y verticales de la rejilla en lugar de centrado sobre el area abarcada por las lmeas. Esto permite que un cabezal de tratamiento dado con su area de cabezal de tratamiento ffsica no tenga que coincidir con el area de tratamiento que el usuario puede desear. En otras palabras, un area (tamano) del cabezal de tratamiento dado puede usarse con multiples modelos de tamano de rejilla basandose en el area y la forma de la region de tratamiento deseada.
Si se permiten areas de sitio variables y se suministran diversos modelos para marcar las lmeas, es necesaria una caractenstica de verificacion para minimizar la probabilidad de que un usuario pudiera cometer un error marcando una rejilla de un tamano sobre el paciente y a continuacion configurando el sistema para tratar un sitio de tamano diferente. Para minimizar esta probabilidad, una caractenstica que el sistema puede leer puede estar embebida en el modelo. En dicha realizacion, despues de que el usuario marca al paciente, el usuario presenta el modelo al sistema para que este lea el area de sitio marcada para configurar la maquina para coincidir con las marcas del paciente. Esta caractenstica podna implementarse con, por ejemplo, un codigo de barras embebido en el modelo de marcado o con identificadores de tipo identificacion por radiofrecuencia (RFID) embebidos en el modelo. En cualquier caso, el usuario "escaneana" el modelo en el sistema para permitir entrar en la pantalla de tratamiento para configurar el sistema para el area de sitio correcta. Un escaneo del modelo se refiere a leer informacion del modelo, tal como un codigo de barras, identificacion por radiofrecuencia (RFID), codigo electronico u otro dispositivo que contiene informacion sobre el modelo.
En una realizacion, el sistema tiene una capacidad de "escaneo" capaz de registrar la posicion de las lmeas de rejilla sobre el cuerpo del paciente. La capacidad del sistema para escanear con referencia a leer lmeas de rejilla o el cuerpo del paciente puede ser hacer una foto del area de tratamiento y usar reconocimiento de imagenes para encontrar las lmeas sobre el cuerpo del paciente. Como alternativa o ademas, el sistema puede registrar la posicion de lmeas de lfmite creadas en el cuerpo del paciente que proporcionan demarcacion de areas de tratamiento seguras y areas no de tratamiento. La creacion de las lmeas de lfmite se realiza normalmente antes de colocar el cabezal terapeutico sobre el cuerpo del paciente. Una vez que el usuario ha seleccionado un sitio de tratamiento particular (por ejemplo cerca del borde de la superficie de tratamiento), el usuario puede subdividir el area de la superficie de tratamiento del sitio de tratamiento bajo el cabezal terapeutico en una o mas areas de tratamiento y una o mas areas no de tratamiento. El sistema creana entonces los comandos de control del area de tratamiento o usana tablas pre-definidas generadas “off line” para enviar al hardware de control para tratar las areas definidas por el usuario mientras se evitan las areas designadas como un area no de tratamiento. En esta realizacion, el visualizador actua como una plancha de dibujo que permite al usuario visualizar bien la lmea de rejilla real sobre la superficie del paciente, o una representacion de la lmea de rejilla (en cuyo caso no es necesario capacidad de escaneo del sistema de las lmeas de rejilla sobre el cuerpo de un paciente). El usuario puede crear lfmites divisorios, bien sobre la piel del paciente o en el visualizador visual que designaron una o mas secciones como seguras para el tratamiento o a la inversa, como regiones no de tratamiento. La imagen visualizada puede indicar claramente cuales de las secciones, demarcadas por las lmeas trazadas, se usaran para el tratamiento y cuales no se usaran para el tratamiento. Las indicaciones de lfmites no estan limitadas en forma, tamano o numero. La indicacion de regiones seguras para el tratamiento o no de tratamiento bien en el visualizador o sobre el paciente puede realizarse usando
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diferentes marcadores de color o patron, designando las regiones como de tratamiento o no de tratamiento en el visualizador. Esta aplicacion es util para tratar alrededor del ombligo (ombligo) y areas donde el area de tratamiento puede ser mas pequena que el area de un cuadrado de rejilla completo (tal como bajo las mejillas, los brazos u otros puntos de acumulacion de tejido adiposo subcutaneo relativamente bajos). El sistema tiene una capacidad de software mejorada para convertir las zonas seguras y no de tratamiento definidas por el usuario en instrucciones operativas para controlar el movimiento del conjunto de transductor de modo que el transductor no se mueva sobre las areas no de tratamiento, o una caractenstica de control del transductor que permita al transductor detener la emision de energfa ultrasonica a medida que barre sobre las areas no de tratamiento. La visualizacion y subdivision de la superficie de tratamiento tambien podna aplicarse a mas de un sitio cada vez, hasta toda la superficie de tratamiento.
Generalmente, el tratamiento del cuerpo para producir los resultados de remodelacion del contorno corporal deseados, utiliza suficiente energfa para producir un efecto terapeutico. Generalmente se requiere un valor de flujo de energfa entre 35-460 Julios por centfmetro cuadrado en la superficie de la piel (J/cm2). El valor de flujo de energfa (FE) puede derivarse usando la formula:
[(p) x (f/v) x (dc) x (nl)]/(sa)
en la que p = potencia,
1 = longitud de la lmea, v = velocidad, dc = ciclo de trabajo, nl = numero de lmeas y
sa = area escaneada.
La formulacion proporciona un calculo cuando el transductor se esta moviendo continuamente mientras se aplica energfa ultrasonica. Como alternativa, para un programa de tratamiento donde el transductor no se esta moviendo entre aplicaciones de terapia, el FE puede calcularse usando la siguiente ecuacion de FE modificada.
FE = [(p) x (t) x (dc) x (ns)]/(sa)
en la que p = potencia, t = a tiempo por lesion, dc = ciclo de trabajo, ns = numero de lesiones, y
sa = area escaneada.
Detalles adicionales se proporcionan en la solicitud de patente de Estados Unidos pendiente de tramitacion US 2007-0055156 A1 titulada Apparatus and Methods for the Destruction of Adipose Tissue.
En la descripcion de los dibujos a continuacion, se describen multiples realizaciones ejemplares de la invencion. Para fines de explicacion, se muestran configuraciones y detalles espedficos con el fin de proporcionar una comprension exhaustiva de las realizaciones. Sin embargo, tambien sera evidente para un experto en la materia que la presente invencion puede ponerse en practica sin los detalles espedficos. Ademas, pueden omitirse o simplificarse caractensticas bien conocidas con el fin de no ocultar la realizacion que esta siendo descrita. Para preservar la facilidad de lectura, partes estan etiquetadas con el mismo numero donde sirven para la misma funcion de una realizacion a otra. Por ejemplo, no menos de cinco versiones diferentes de un cartucho (numero de parte 600) se describen en el presente documento. Cada cartucho de transductor esta identificado como la parte 600 incluso aunque se describen numerosas realizaciones, con muchas mas equivalentes no descritas, pero se sugerira o sera evidente para el experto en la materia. No debe asumirse que el uso de un numero comun para las muchas partes detalladas en el presente documento indica que la parte es exactamente la misma parte ffsica de una realizacion a otra, sino que en su lugar tiene la misma funcion de una realizacion descrita a otra. Los elementos con la misma parte numerada no son necesariamente equivalentes estructurales, dado que diversas realizaciones pueden ser altamente divergentes ffsicamente entre sf
La naturaleza de los sistemas y aparatos descritos en el presente documento son las de dispositivos electronicos. Existen senales electricas que estan siendo enviadas desde diversas partes o subsistemas a otras partes y subsistemas, asf como potencia electrica enviada a esas mismas partes (componentes) y subsistemas. La transferencia de electrones entre cualquier componente con cualquier otro componente se denomina en el presente documento comunicacion electrica. La comunicacion electrica pueden ser senales o potencia, usadas para dirigir, detectar, controlar o simplemente encender/apagar un componente. El paso de electrones a traves de cualquier conducto pretendido para electrones, independientemente de la tension, el amperaje o el vataje es tambien
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comunicacion electrica. La comunicacion electrica incluye senales enviadas y recibidas por sistemas o metodos inalambricos si estan incorporados a cualquier parte de la divulgacion en el presente documento.
Ademas, la naturaleza de los sistemas de la invencion tal como se describen en muchas realizaciones implica el uso de diversos lfquidos. Estos pueden ser lfquidos de refrigeracion, Uquidos de acoplamiento, lfquidos de almacenamiento o lfquidos usados para cualquier otro fin. El suministro o el transporte de cualquiera de estos lfquidos desde uno de los diversos componentes a otro componente disenado o concebido para recibir, usar, transferir o tocar cualquiera de estos lfquidos si se denomina en el presente documento como comunicacion fluida.
Un sistema de la tecnica anterior se muestra en la figura 1. El sistema P10 tiene una base del carrito P12 con un brazo mecanico P 14 que soporta un cabezal terapeutico P20 con una tapa amovible P22. El sistema tambien tiene una pantalla de visualizacion P16. Todo el sistema P10 pesa mas de 300 libras (136+ kg), y se alza aproximadamente 1,3 metros de alto, aproximadamente 1,1 metros de profundidad y aproximadamente 62 cm de ancho. Individualmente, el cabezal terapeutico P20 pesa aproximadamente 3,5-4,0 kg, y el brazo P14 pesa aproximadamente 32 kg. Todos los pesos excluyendo cualquier fluido o lfquido que se requiere normalmente para que el sistema funciones. El tamano y el peso del sistema le hacen diffcil de transportar, y puede ser voluminoso y poco manejable.
Una realizacion de la presente invencion se muestra a continuacion en las figuras 2-4. Se muestra un sistema ultrasonico medico 100 que tiene un visualizador 102, una base/unidad de base o cuerpo principal 130 con una cara frontal 108 con uno o mas agujeros 118 en su interior. Los agujeros 118 son receptaculos para recibir un cabezal terapeutico 500. La cara frontal 108 puede tener uno o mas agujeros 118 para un numero correspondiente de cabezales terapeuticos 500. El cuerpo principal 130 incluye la cara frontal 108 y una cara trasera 132 (vease la figura 5). El cuerpo principal 130 esta fijado a una base 106 que esta adaptada para recibir ruedecitas 104. La base puede estar integrada en el cuerpo principal, o separada tal como se muestra. El sistema 100 se muestra teniendo un compartimento principal 112 detras de la placa frontal 108. El diseno del sistema 100 puede ser tal que la cara frontal 108 se mantenga despejada para aspecto estetico. La ubicacion del compartimento principal 112 que contiene los componentes electronicos del sistema no es crucial para la disposicion del cuerpo principal 130. El sistema 100 puede incluir un mango o par de mangos 110 con el fin de que un usuario agarre el sistema y lo maniobre sobre sus ruedecillas 104. El sistema 100 puede incluir una o mas clavijas de entrada 120 para un conmutador de pedal (no mostrado). Un cable 116 conecta el sistema 100 con un cabezal de tratamiento 500. El o los cabezales de tratamiento 500 pueden descansar en los agujeros 118 del cabezal de tratamiento donde los cables 116 se enchufan, sin embargo no es una limitacion de la presente invencion que un cabezal de tratamiento deba insertarse en el mismo receptaculo que el cable que le conecta al cuerpo principal 130. De hecho, cabezales de tratamiento 500 pueden posicionarse en cualquier receptaculo disponible 118 independientemente de si estan enchufados a un cable o no.
Como alternativa, no es necesario que los cabezales de tratamiento 500 del sistema ultrasonico medico 100 esten almacenados en los receptaculos 118 del sistema 100 cuando no estan en uso. Los cabezales de tratamiento 500 pueden desconectarse, si se desea, y almacenarse en cualquier lugar a discrecion del usuario. Una unica version de cabezal de tratamiento se muestra en la figura 3. Donde se muestran multiples cabezales de tratamiento 500A, 500B, puede haber un numero correspondiente de agujeros de recepcion 118A, 118B y tomas de cable 122A, 122B (vease la figura 4). En un aspecto del cabezal de tratamiento, el cabezal de tratamiento puede ser de aproximadamente 80 mm en un lado y tener una superficie ocupada rectangular o circular generalmente redondeada. El cabezal de tratamiento puede ser de aproximadamente 150-180 mm de altura y pesar aproximadamente de 200 a 500 gramos. En otro aspecto, el cabezal de tratamiento puede pesar entre 300 y 400 gramos, y en otro aspecto el cabezal de tratamiento puede pesar aproximadamente 330-360 gramos.
Una vista de perfil del cuerpo principal 130 se muestra en la figura 5. El visualizador 102 esta soportado por un cuello 126 que puede plegarse hacia abajo. El visualizador 102 tambien esta montado en el cuello mediante una articulacion movil, la articulacion puede permitir que la pantalla se incline, rote o gire. Los agujeros 118 para los cabezales de tratamiento tienen un cierre o plano trasero 124 para prevenir que los cabezales de tratamiento se deslicen completamente a traves de los agujeros. En un aspecto, los receptaculos estan formados para proporcionar un ajuste apretado para los cabezales de tratamiento, de modo que los cabezales de tratamiento esten posicionados firmemente sobre el cuerpo principal cuando se almacenan allf. El sistema tiene una placa trasera 132, y el compartimento principal 112 tiene una tapa 134 que es amovible. La unidad de base puede pesar aproximadamente 25-40 kilogramos (kg), y en diversos aspectos puede pesar 28-35 kg (sin lfquido). La unidad de base puede alzarse aproximadamente 1,4 metros (m) de altura, y ser de aproximadamente 50-75 centfmetros (cm) de anchura y profundidad. Estas dimensiones no cuentan ningun cableado o perifericos que pueden estar conectados a la unidad de base.
La figura 6 proporciona una vista transparente de los principales componentes del sistema del compartimento principal 112 de una realizacion del sistema. La mayor parte de los componentes electronicos del sistema 200 esta montada dentro del compartimento principal 112. Los componentes electronicos internos estan soportados por un conjunto de soportes estructurales 214, 216 que anclan los componentes electronicos en su lugar mientras proporcionan la orientacion para el flujo de aire a traves del compartimento. Se proporciona un sistema de
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circulacion de aire 202 usando uno o mas ventiladores de refrigeracion. El aire es arrastrado al interior por los ventiladores y fluye pasado una unidad enfriadora de fluido. El aire fluye al interior de una cavidad cerca de la base de la unidad, y a continuacion es canalizado al interior de una de dos trayectorias. Una trayectoria pasa a traves de la carcasa de la placa de circuitos principal 212, a lo largo de la trayectoria del flujo de aire 254. Las otras trayectorias fluyen a traves de la fuente de alimentacion 204, a lo largo de la trayectoria de flujo 254 para ayudar a refrigerar la fuente de alimentacion 204. La fuente de alimentacion puede estar posicionada debajo de la base 106, con la trayectoria de flujo 254 a traves de la fuente de alimentacion ajustada para fluir a traves de un agujero (no mostrado) en la base l06. Un puerto de Ethernet 206 esta provisto para permitir que el sistema 100 se conecte a una LAN o portal de internet. La carcasa de tarjeta 212 puede tener un plano trasero 210 que proporciona tanto estructura a la carcasa de tarjeta, como bus o tomas para componentes del sistema. En un aspecto, el plano trasero se elimina (excluye) usando un par de placas de circuito impreso adaptadas para establecer una interfaz directamente entre sf. Un sistema de circulacion de fluido 208 esta apilado sobre el puntal de soporte 216. El sistema de circulacion de fluido tiene al menos un conjunto de bomba y filtro 220 para mover el fluido a traves del sistema, y filtrar el fluido para preservar la calidad del fluido. El fluido para el sistema (no mostrado) puede ser un lfquido que tiene baja viscosidad y alta capacidad termica. Puede usarse agua lfquida como un fluido para el sistema de circulacion. Mas particularmente el fluido puede ser agua lfquida desgasificada, agua lfquida enfriada. Pueden usarse otros fluidos adecuados. Como alternativa, parte o toda de la entrada de aire puede usarse para enfriar un tanque de almacenamiento de agua o sistema de refrigeracion de agua.
Una vista de perfil de los componentes electronicos del sistema del compartimento principal de una realizacion del sistema se muestra en la figura 7. La trayectoria del flujo de aire de los dos conductos de flujo de aire se muestra mediante las flechas de puntos. La primera trayectoria de flujo de aire 252 refrigera la carcasa de tarjeta. El primer conducto arrastra aire a traves de la tapa del sistema, e impulsa el aire al interior de un espacio hueco por debajo de la carcasa de tarjeta 212. El espacio hueco es definido por el puntal de soporte 214 y los componentes apilados sobre el puntal 216. La carcasa de tarjeta 212 esta disenada para orientar tarjetas en un alineamiento generalmente vertical con espacio para el flujo de aire entre las tarjetas. El aire es empujado al interior del espacio hueco, y arrastrado hacia arriba al interior de la carcasa de tarjeta por conveccion termica. El aire caliente procedente de la carcasa de tarjeta se eleva y fluye hacia fuera a traves de un orificio de ventilacion en la tapa del compartimento. La segunda trayectoria de flujo de aire 254 ayuda a refrigerar la fuente de alimentacion 204. El aire es arrastrado al interior del sistema a traves de una ruta de entrada 250 en el sistema de circulacion de aire 202. Una vez que el sistema de circulacion de aire esta activo, el espacio interior del compartimento principal se vuelve ligeramente presurizado. La fuente de alimentacion 204 tiene un ventilador para arrastrar aire al interior desde el sistema, mientras que la carcasa de tarjeta depende de conveccion forzada para extraer aire fno desde la parte inferior, mientras que el aire caliente asciende fuera de la trayectoria de flujo superior 252. Como alternativa, la carcasa de tarjeta puede tener un ventilador para arrastrar aire fno al interior de la carcasa de tarjeta, o para ventilar aire caliente al exterior a traves del orificio de ventilacion de escape. Si la base tiene un enfriador de agua, entonces el flujo de aire puede pasar sobre un intercambiador de calor para el enfriador de aire ademas de los otros componentes descritos anteriormente. El aire puede fluir sobre los diversos componentes en cualquier orden adecuado.
Una vista en perspectiva del compartimento principal 112 con tapa de una realizacion del sistema se proporciona en la figura 8. El plano trasero de la carcasa de tarjeta 212 se muestra extendiendose desde la parte superior del compartimento. La cara frontal 108 y la cara trasera 132 no se muestran en esta vista.
Un componente del sistema de circulacion de fluido 208 puede incluir un dispositivo de desgasificacion usado para extraer gases disueltos del fluido en el sistema de circulacion de fluido. La inclusion y el uso de un dispositivo de desgasificacion pueden evitarse, generalmente.
La figura 9 muestra un sistema de desgasificacion 340 de acuerdo con una realizacion. El sistema de desgasificacion 340 incluye una pared de retencion 342 conectada con una base 344 que esta debajo de la pared de retencion 342. La combinacion de la pared lateral 342 y el conjunto de base 344 forman un deposito de lfquido 346 que es hermetico a lfquidos. Un dispositivo de separacion 348 esta dispuesto dentro del deposito 346 y conectado con la base 344. El deposito 346 retiene un lfquido que contiene gas 350, tal como aquellos lfquidos descritos en el presente documento, que debe ser desgasificado. La base 344 incluye un canal o conducto de suministro 352 que puede usarse para anadir o retirar el lfquido que contiene gas 350 a o desde el deposito 346. La base 344 tambien puede incluir una lmea de drenaje independiente. La base incluye un canal o conducto 354 que porta fluido desgasificado para arrastrar fluido desgasificado desde la camara de ventilacion 366. La base 344 incluye un componente o dispositivo 356 de restriccion de flujo de lfquido, un primer canal de fluido 358, una bomba 360, y un segundo canal de fluido 362. El componente de restriccion de flujo 356 esta ubicado en la parte inferior del deposito de fluido 346 y esta en comunicacion fluida con el deposito 346. El primer canal de fluido 358 esta posicionado entre el dispositivo de restriccion de flujo 356 y la bomba 360 y coloca el dispositivo de restriccion de flujo 356 en comunicacion fluida con la bomba 360. El dispositivo de restriccion de flujo puede ser una boquilla, valvula u otro dispositivo que restringe el caudal suficientemente para que el flujo de lfquido deba ser aspirado a traves del dispositivo de restriccion de flujo por una presion negativa creada por la bomba 360. Al arrastrar el agua a traves del dispositivo de restriccion de flujo 356, los gases disueltos son extrafdos de solucion creando una presion negativa (aproximadamente 7-17 kPa (1-2,5 PSI) absoluta) dentro del primer canal de fluido 358. El fluido con burbujas de
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aire pasa a continuacion a traves de la bomba 360, el segundo canal de fluido 362, y al interior de la camara de separacion 382. Las burbujas de gas pasan desde la camara de fluido 382 al interior de la camara 366 y flota hacia arriba, mientras que el fluido desgasificado esta disponible para ser extrafdo a traves del conducto 354. En un aspecto, la camara de separacion esta bajo presion positiva (aproximadamente +70-140 kPa (10-20 PSI) presion manometrica) que empuja las burbujas de gas a traves del orificio de salida 372. Un transductor de presion (no mostrado) puede estar ubicado para monitorizar la presion dentro del primer canal de fluido 358. El segundo canal de fluido 362 esta posicionado entre la bomba 360 y el dispositivo de separacion 348 y coloca la bomba 360 en comunicacion fluida con el dispositivo de separacion 348.
El dispositivo de separacion 348 incluye una carcasa externa 364 que define una camara de separacion y desgasificacion 366. La carcasa externa 364 incluye al menos una pared lateral 368 conectada con el conjunto de base 344 y al menos una pared superior en pendiente 370 conectada con la pared lateral 368. La pared superior en pendiente 370 esta conectada con un orificio de salida 372 que esta en comunicacion fluida con la camara de separacion 366. El orificio de salida 372 esta conectado con, y esta en comunicacion fluida con, un escape de burbujas de gas 374. El escape de burbujas de gas 374 tiene una parte superior 376 que esta dispuesta por encima de un orificio de salida 378. El orificio de salida 378 coloca el orificio de salida 372 en comunicacion fluida con el deposito de fluido 346.
Dispuesto dentro de la camara de separacion 366 hay un colector de distribucion 380 que esta conectado con el conjunto de base 344. El colector de distribucion 380 define una camara interna dentro de la camara de desgasificacion 366. La combinacion del colector de distribucion 380 y el conjunto de base 344 define la camara interna 382 que esta dispuesta por encima de, y esta en comunicacion fluida con, el segundo canal de fluido 362. El colector de distribucion 380 incluye uno o mas orificios 384 que colocan la camara interna 382 en comunicacion fluida con la camara de separacion 366. Los orificios 384 estan ubicados en la parte superior del colector de distribucion 380.
La figura 10A ilustra el funcionamiento del sistema de desgasificacion 340 de la figura 9. Lfquido que contiene gas 350 es extrafdo del deposito de fluido 346 a traves del dispositivo de restriccion de flujo 356 al interior del primer canal de fluido 358 mediante el funcionamiento de la bomba 360, de modo que el gas disuelto dentro del lfquido salga de la solucion y forme burbujas de gas. El flujo de fluido a traves de la bomba genera una fuerte presion negativa que reduce el nivel de presion dentro del primer canal de fluido 358 con respecto al deposito de fluido 346. El componente de restriccion de flujo puede ser un orificio de aproximadamente 1 mm (0,039 pulgadas) de diametro (tal como un agujero taladrado, boquilla o componente similar). La cafda de presion ayuda a sacar gas disuelto de la solucion formando de este modo burbujas en el fluido (361 en la figura 34). En algunas realizaciones, la restriccion de flujo se elige y el caudal se selecciona y/o controla para reducir la presion en el primer canal de fluido 358 a entre aproximadamente 7-17 kPa (1,0-2,5 PSI) PSI absoluta. Cuando el lfquido que contiene gas es agua, una reduccion adicional en la presion (por ejemplo, por debajo de 6,2-6,6 kPa (0,9-0,95 PSI) absoluta) en el primer canal de fluido 358 puede causar cavitaciones, que pueden danar componentes del sistema tales como la bomba 360. Se ha descubierto que un nivel de presion de por encima de aproximadamente 7 kPa (1,0 PSI) absoluta es un buen compromiso entre conseguir desgasificacion maxima mientras se mantiene un margen de presion para evitar generalmente la cavitacion. Un equilibrio de presion negativa en el primer canal de fluido 358 e integridad de la bomba puede reducir o prevenir el dano al sistema y/o la bomba. El caudal de la bomba no es fijo, sino que depende de la relacion del tamano del dispositivo de restriccion de flujo 356 y el nivel deseado de presion negativa. Puede usarse una bomba mas debil con una restriccion de flujo mas pequena, mientras que una bomba mas fuerte es deseable normalmente con un dispositivo de restriccion de flujo de mayor diametro. El equilibrio entre la capacidad de la bomba y el tamano de la restriccion tambien puede hacerse coincidir con la integridad ffsica de la bomba para soportar el dano por cavitacion. La restriccion de flujo normalmente genera un flujo turbulento, lo que puede fomentar, ademas, la formacion de burbujas de gas. Un transductor de presion puede estar integrado en el primer canal de fluido 358 y la salida del transductor usarse para regular la velocidad de la bomba 360 para mantener el nivel de presion deseado dentro del primer canal de fluido 358.
El lfquido y las burbujas de gas son transferidos a continuacion al dispositivo de separacion 348. La bomba 360 transfiere el lfquido y las burbujas de gas desde el primer canal de fluido 358 a la camara interna 382 del colector de distribucion 380. Desde la camara interna 382, el lfquido y las burbujas de gas son transferidos a la parte media 386 de la camara de separacion 366 a traves de los orificios 384.
La camara de separacion 366 esta configurada para separacion inducida por gravedad entre las burbujas de gas y el lfquido. El colector de distribucion 380 introduce el lfquido y las burbujas de gas de tal manera que se minimice la cantidad de circulacion y/o mezcla de las burbujas y el lfquido previamente separados dentro de la camara de separacion 366. Los orificios 384 son pequenos, induciendo de este modo un flujo lento, lo que reduce la cantidad de circulacion y mezcla asociada que se produce dentro de la camara de separacion 366. Los orificios 384 estan ubicados en una parte media 386 de la camara de separacion 366, lo que impide que las burbujas entren en una parte inferior 388 de la camara de separacion 366. Reduciendo la cantidad de circulacion y/o mezcla, las burbujas, debido a su densidad reducida en comparacion con el lfquido circundante, pueden ascender hacia la parte superior de la camara de separacion sin ser transportadas hacia abajo por el flujo descendente. El colector de distribucion 380 introduce el lfquido y las burbujas de gas en la parte media 386 de la camara de separacion 366, aislando de
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este modo el Ifquido desgasificado dispuesto en la parte inferior 388 de la camara de separacion 366 no causando circulacion dentro de la parte inferior 388. Este aislamiento ayuda a impedir que cualesquiera burbujas de gas sean transportadas al interior de la parte inferior 388, de modo que el lfquido desgasificado extrafdo de la camara de separacion mediante una salida de fluido desgasificado 390 puede estar sustancialmente libre de cualesquiera burbujas de gas. La salida de fluido desgasificado 390 esta en comunicacion fluida con el conducto de fluido desgasificado 354, que se usa para transferir el fluido desgasificado desde el sistema.
Las burbujas de gas ascendentes son retiradas de la camara de separacion 366 a traves del orificio de salida 372 ubicado en el extremo superior de la parte superior 392 de la camara de separacion 366. La camara de separacion 366 puede estar configurada para dirigir las burbujas de gas al orificio de salida 372, tal como usando paredes en pendiente superiores conformadas conicamente 370 en la parte superior 392 tal como se muestra. Las burbujas de gas son empujadas al escape de burbujas de gas 374, que sirve para prevenir que el lfquido que contiene gas circundante 350 entre en la camara de separacion 366 a traves del orificio de salida 372 mientras el sistema esta funcionando. El escape de burbujas de gas 374 incluye una parte superior 376 y un orificio de salida aislador 378. El gas separado del lfquido que contiene gas es transferido al escape de burbujas de gas 374 desde el cual sale en el orificio de salida 378 de escape. El escape de burbujas de gas 374 puede ser cualquier numero de dispositivos aislantes. El escape de burbujas 378 puede ser dirigido hacia abajo en la parte inferior del deposito para ayudar a drenar el deposito cuando se hace funcionar a la bomba de forma inversa.
La configuracion del sistema de desgasificacion 340 posibilita un control de flujo simplificado. Durante el funcionamiento, se puede hacer funcionar a la bomba 360 a una velocidad constante o la velocidad de la bomba 360 puede estar controlada por un bucle de control cerrado para mantener una presion deseada dentro del primer canal de fluido 358. Con un componente de restriccion de flujo 356 de un tamano ajustado, la velocidad de funcionamiento de la bomba resultante normalmente no variara en ninguna medida grande, que produce un flujo de lfquido sustancialmente constante y burbujas de gas al dispositivo de separacion. El flujo de lfquido sustancialmente constante y las burbujas de gas al dispositivo de separacion proporciona un suministro de lfquido desgasificado para reemplazar al lfquido desgasificado extrafdo de la camara de separacion. Siempre que el lfquido desgasificado se extraiga a un ritmo igual o inferior al que se genera, cualquier exceso de lfquido desgasificado fluye fuera de la camara de separacion mediante el orificio de salida 372 y el aislador 374 junto con el gas retirado. Por ejemplo, puede extraerse lfquido desgasificado de la camara de separacion a un caudal de 300 ml/min mientras que un flujo de 500 ml/min de lfquido y burbujas de gas puede suministrarse al dispositivo de separacion 348. Se puede hacer circular el lfquido desgasificado extrafdo (por ejemplo, agua) para uso como un agente de acoplamiento en un cabezal terapeutico ultrasonico, tal como para uso en el compartimento inferior 320 del cabezal terapeutico 318 tal como se muestra en la figura 2.
Puede usarse una vejiga hinchable u otro dispositivo regulador de la presion (no mostrado) para mantener y/o regular la presion del deposito de fluido 346.
En una realizacion, el sistema de desgasificacion puede usar dos filtros de desgasificacion en serie (figura 10B). El sistema de desgasificacion utiliza una unica bomba 1002 para mover el fluido a traves de todo el sistema flrndico, y producir los entornos de presion necesarios para desgasificar el lfquido dentro del sistema. El lfquido puede estar contenido en un deposito 1004 y puede ser arrastrado a traves de una bomba 1002. El lfquido es empujado a continuacion al interior de un primer filtro de desgasificacion 1010 donde las burbujas son ventiladas a la atmosfera (como alternativa, las burbujas pueden ser ventiladas al interior del deposito, no montado). El lfquido fluye a continuacion al interior de un segundo filtro de desgasificacion que tiene una lmea de ventilacion que va al interior de la lmea de entrada que es arrastrada al interior de la bomba. La bomba crea una presion negativa (vacm) en el filtro de desgasificacion 1012 y ayuda a retirar los gases disueltos del lfquido. El lfquido pasa a continuacion a traves de un circuito de fluido 1006, tal como hasta un cabezal terapeutico para un transductor ultrasonico, o similar. El lfquido vuelve desde el circuito de fluido 1006 y bien pasa a un deposito 1004, o bien vuelve hacia la bomba 1002. A medida que el circuito de fluido funciona, las burbujas de aire procedentes de la lmea de retorno, el deposito o lmea de ventilacion 1014 se mueven a traves de la bomba y pasan al primer filtro de desgasificacion 1010, donde las burbujas percolan y son ventiladas fuera de la lmea de lfquido de desgasificacion. La desgasificacion del lfquido se produce en el segundo filtro 1012 que esta al vacfo a traves de la segunda lmea de ventilacion 1016.
La figura 11 es un diagrama esquematico que ilustra un sistema de desgasificacion 3100 de acuerdo con otra realizacion. Similar al sistema de desgasificacion 340 descrito anteriormente, el sistema de desgasificacion 3100 incluye una restriccion de flujo 3102. El sistema de desgasificacion 3100 incluye ademas un primer canal de fluido 3104, una bomba 3106, un primer filtro de desgasificacion 3108, y un segundo filtro de desgasificacion opcional 3110. La restriccion de flujo 3102 esta en comunicacion fluida con una fuente de lfquido 3112 que contiene gas. El primer canal de fluido 3104 coloca la restriccion de flujo en comunicacion fluida con la bomba 3106. Una salida de la bomba 3106 esta en comunicacion fluida con el primer filtro de desgasificacion 3108. El primer filtro de desgasificacion 3108 incluye una membrana permeable a los gases 3114 que permite el paso del gas mientras que impide sustancialmente el paso de lfquido. Se requiere un vacm en el lado del gas de la membrana permeable a los gases 3114 creando de este modo un diferencial de presion a traves de la membrana permeable a los gases 3114. El lado del gas puede ventilarse a la atmosfera mediante un orificio de ventilacion 3116 que puede incluir una valvula de presion. El segundo filtro de desgasificacion opcional 3110 incluye una membrana permeable a los gases 3120
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que permite el paso de gas mientras que impide sustancialmente el paso de Kquido. El lado del gas de la membrana permeable a los gases 3120 es ventilado al primer canal de fluido 3104 mediante el conducto 3122.
En funcionamiento, un lfquido que contiene gas es arrastrado a traves de la restriccion de flujo 3102 al interior del primer canal de fluido 3104 por la accion de la bomba 3106, lo que hace que el gas disuelto dentro del lfquido para salir de la solucion tal como se ha descrito anteriormente con referencia al sistema de desgasificacion 340. La generacion de las burbujas de gas en el sistema de desgasificacion 3100 puede ser sustancialmente la misma que en el sistema de desgasificacion 340 descrito anteriormente.
El lfquido y las burbujas de gas son transferidos a continuacion al primer filtro de desgasificacion 3108. La presion de la combinacion del lfquido y las burbujas de gas dentro del primer filtro de desgasificacion 3108 es mayor que la presion atmosferica debido a la accion de la bomba 3106. Dado que el lado del gas de la membrana permeable a los gases 3114 esta bajo una presion negativa con respecto a la combinacion del lado del lfquido y del gas, haciendo que el gas pase a traves del filtro hasta el lado del gas. El gas retirado del fluido de esta manera puede ser ventilado fuera del sistema a traves de una valvula de una via. El diferencial de presion sirve para empujar gas desde el lado del lfquido y las burbujas de gas de la membrana permeable hasta el lado del gas de la membrana permeable, donde puede ser ventilado a la atmosfera o recogido. El lfquido desgasificado 3118 sale del primer filtro de desgasificacion 3108.
El lfquido desgasificado 3118 que sale del primer filtro de desgasificacion 3108 puede ser procesado, ademas, mediante el segundo filtro de desgasificacion opcional 3110 para reducir adicionalmente la cantidad de gas contenido dentro del lfquido. El nivel de presion reducido dentro del primer canal de fluido 3104, junto con la presion del lfquido desgasificado 3118 dentro del segundo filtro de desgasificacion 3110, crea un diferencial de presion a traves de la membrana permeable a los gases 3120. El diferencial de presion sirve para empujar gas desde el lado del lfquido y las burbujas de gas de la membrana permeable 3120 al el lado del gas de la membrana permeable 3120, donde es transferido al primer canal de fluido 3104 mediante el conducto 3122. El lfquido desgasificado 3124 adicionalmente sale del segundo filtro de desgasificacion 3110.
La figura 12 es un diagrama de bloques del subsistema flmdico de un sistema ultrasonico medico de acuerdo con una realizacion. El sistema flmdico tiene un control 3136 de la bomba, un control de refrigeracion opcional 3142, un filtro 3140 y un sistema de nivel de fluido 3134. El sistema de nivel de fluido 3134 monitoriza el nivel de fluido en el sistema flmdico y garantiza que suficiente fluido esta presente para todas las operaciones del sistema flmdico. El filtro sirve para retirar materia particulada que podna atascar o afectar negativamente al sistema. La bomba hace circular el fluido por todo el sistema flmdico. El control 3136 de la bomba puede ser la misma bomba usada en un conjunto de desgasificacion opcional 3138. El fluido es movido desde la unidad de base al cabezal ultrasonico 3144, y generalmente vuelve a la unidad de base en un circuito de fluido completo.
Los sistemas desvelados proporcionan una serie de ventajas. Por ejemplo, en algunas realizaciones, los sistemas desvelados pueden funcionar sin una bomba de vacm, lo que evita los gastos iniciales y en curso asociados con bombas de vacm (es decir, el coste inicial de los componentes del sistema de la bomba de vacm y los costes de mantenimiento/reparacion en curso relacionados). Tambien permite que esos sistemas funcionen sin los componentes asociados requeridos para mantener un entorno de fluido desgasificado para el sistema de circulacion de fluido, reduciendo ademas los costes y la complejidad del sistema flmdico.
Una seccion transversal de un cable de interfaz 400 de acuerdo con una realizacion se muestra en la figura 13, con una realizacion alternativa mostrada en la figura 35, teniendo la realizacion alternativa componentes similares. El cable 400 tiene una funda externa 402. Esta funda externa tambien puede proporcionar proteccion al cable para prevenir radiacion EM desde el cable, y proteger ffsicamente el cable. La funda externa 402 rodea un primer anillo de cables coaxiales 404 dispuestos en una orientacion circular y rodeados con una capa de aislamiento 410. Una capa de filtro 412 en el interior del cable de interfaz ayuda tanto con la proteccion electrica como con la contencion de agua en el caso de una fuga procedente de las lmeas de agua 414, 416. Los cables coaxiales 404 se usan para proporcionar senales de impulso y recibir senales a/desde cada elemento de un transductor de matriz en el cabezal de tratamiento en tiempo real. Si el cabezal de tratamiento no utiliza un transductor de matriz, a los cables coaxiales 404 se les asigna prioridad predeterminada para impulsar un transductor de elemento unico. En el interior, hay lmeas de potencia 406, 407 que portan la tension desde el sistema principal 130 hasta el cabezal de tratamiento 500. Las lmeas de potencia 406, 407 pueden llevar diferentes tensiones, mientras que los componentes electricos dentro del cabezal terapeutico 500 extraen potencia basandose en una de las dos tensiones. Un alambre de tierra 418 esta provisto y sirve como retorno de tierra electrico para todos los componentes electricos en el cabezal de tratamiento independientemente de la tension electrica que requiere el componente. La informacion puede ser transmitida entre la base del sistema y el cabezal de tratamiento usando dos o mas alambres de par trenzado 408, 420. Puede usarse un unico par trenzado (no mostrado) mediante comunicacion multiplexada. En un aspecto, el cable de interfaz y los alambres de par trenzado estan protegidos contra EM, para eliminar la radiacion EM.
Como alternativa, el cable de interfaz puede usar dos lmeas de potencia, una para potencia y la otra para tierra. En esta realizacion, todos los componentes dentro del cabezal de tratamiento usanan una unica tension, o tendnan un adaptador para permitir el uso de una tension comun. El uso de dos alambres de par trenzado estan retenidos para
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serializacion de datos desde la base al cabezal terapeutico, y del cabezal terapeutico hasta la base (figura 34). Como alternativa, puede usarse un tercer par trenzado de dos para reajustar/reiniciar el cabezal terapeutico mediante ciclos de encendido y apagado (no mostrado).
Una realizacion del cabezal de tratamiento 500 se muestra a continuacion en la figura 14, notese que el factor de forma y la disposicion del cabezal de tratamiento pueden asumir muchas formas. El cabezal de tratamiento 500 tiene una seccion superior 510 y una seccion inferior amovible 600. La seccion superior 510 tiene un area de agarre con entallas 502, que puede estar disenada para ser agarrada por personas diestras o zurdas con igual facilidad. La parte superior de la seccion superior 510 tiene una guarda del mango 504. La parte inferior de la seccion inferior 600 tiene una ventana de transmision ultrasonica 602. Generalmente, la seccion superior contiene un impulsor, tal como una unidad de impulso del motor, y diversos componentes electronicos necesarios para el funcionamiento del cabezal de tratamiento. La seccion inferior contiene un transductor ultrasonico. La seccion inferior esta considerada un entorno "humedo", que tiene un fluido que rodea el transductor, para proporcionar un medio de acoplamiento ultrasonico entre el transductor y la ventana de transmision. El fluido en la seccion inferior puede ser cualquier solucion o lfquido de bajo peso molecular que tenga las propiedades de baja impedancia ultrasonica, elevada masa termica. El fluido puede ser, por ejemplo, agua. En un aspecto, el lfquido es agua que esta sustancialmente desgasificada, enfriada y libre de impurezas (tal como se describe en el presente documento). Los ejemplos de solucion acuosa para la seccion inferior incluyen, aunque sin limitarse a, agua desionizada desgasificada, agua destilada desgasificada o agua filtrada desgasificada. En un aspecto, la seccion inferior 600 es separable, en forma de un cartucho.
La figura 15 proporciona una vista en perspectiva de la seccion superior 510 de un cabezal terapeutico ejemplar 500 con la seccion inferior separada. En esta vista, el collar de encaje 506 de la seccion superior es mas evidente.
Un ejemplo de una realizacion se muestra en la figura 16. El cabezal ultrasonico 500 tiene uno o mas cables 116 que se extienden desde este y que pasan al cuerpo principal 130. La seccion superior 510 tiene un compartimento 522 que normalmente es seca y aloja alambres, cables, un conjunto de motor, y/u otras caractensticas para un transductor, que esta montado en el compartimento inferior 600. El compartimento inferior 600 preferentemente contiene un fluido de acoplamiento, tal como agua desgasificada, que permite la transmision de energfa ultrasonica desde el transductor hasta y a traves de una ventana 602 ubicada cerca de la parte inferior del compartimento inferior. Dispuesto dentro del compartimento superior 510 hay un conjunto de accionamiento 528. El conjunto de accionamiento 528 posibilita el control sobre la posicion/orientacion del transductor 900 ubicado dentro del compartimento inferior 600.
El cable 116 puede conectarse a la parte superior 504 de la seccion superior 510. Una placa controladora del cabezal de tratamiento esta posicionada dentro de la seccion superior 510 y recibe las entradas desde el cable de interfaz 116. La placa de control del cabezal de tratamiento tambien tiene el chip SERDES, y cualesquiera otros componentes electronicos necesarios para el funcionamiento apropiado del cabezal terapeutico. Un LED opcional u otro dispositivo de senal 512 esta provisto para indicar que el cabezal de tratamiento 500 es activo. Un disparador opcional 514 esta provisto, de modo que un usuario pueda accionar un dispositivo aplicador de lfquido de acoplamiento opcional. La seccion superior (el cabezal de tratamiento) tiene una seccion de agarre 502 que puede adaptarse parar ser sujetada en la mano izquierda o derecha de un usuario.
En funcionamiento, un tecnico balancea el sistema ultrasonico medico 100 adyacente a un paciente. El tecnico agarra y mueve el cabezal de tratamiento ultrasonico 500 al interior de la posicion deseada. El cabezal de tratamiento ultrasonico 500 esta alineado de modo que la ventana 602 este en contacto con el paciente. Se puede hacer funcionar el dispositivo de interfaz del usuario 102 para generar un tratamiento o ensayo de diagnostico apropiado. Durante el uso, el transductor montado en el compartimento inferior 600 genera energfa ultrasonica, que puede usarse, por ejemplo, para la destruccion de tejido adiposo, tal como se describe en la solicitud publicada de Estados Unidos No. 2006/0122509. El conjunto de accionamiento 528 puede usarse para proporcionar procedimientos de tratamiento simplificados. Por ejemplo, el cabezal ultrasonico 500 puede sujetarse en contacto estacionario con el paciente mientras que el conjunto de accionamiento 528 vana la posicion/orientacion del transductor ultrasonico para aplicar tratamiento terapeutico a una region local del paciente usando un patron de escaneo que proporciona una obertura, duracion, separacion, etc., deseadas.
Tal como se muestra en la figura 16, el cabezal terapeutico 500 incluye un compartimento inferior 600, o cartucho, y un cuerpo del cabezal terapeutico, o compartimento superior 510. Aunque el compartimento superior 510 se describe como un "compartimento", lo que sugiere un cuerpo hueco, el compartimento puede contener muchas estructuras. En una realizacion, el compartimento superior 510 aloja componentes operativos del cabezal terapeutico 500. El interior del compartimento superior 510 es habitualmente seco y aloja alambres, cables, un conjunto de motor, componentes electronicos, y/u otras caractensticas para un transductor 900 (figura 17), que esta montado en el compartimento inferior 600. Ademas del transductor 900, el compartimento inferior 600 preferentemente contiene un fluido, tal como agua desgasificada 604, usada para acoplar energfa ultrasonica procedente del transductor 900 hasta y a traves de una ventana flexible 602 ubicada cerca de la parte inferior del compartimento inferior.
El transductor 900 montado en el compartimento inferior 600 puede asumir diversas formas diferentes y, en una
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realizacion, es movil de modo que pueda focalizar hacia diversas ubicaciones diferentes de la ventana 602. Un ejemplo de un transductor y sistema de movimiento se describen en la solicitud de patente de Estados Unidos de propiedad comun No. 12/364.327, presentada el 2 de febrero de 2009, y titulada "Therapy Head For Use With Ultrasound System". Pueden usarse otros transductores y/o sistemas de movimiento. Un transductor tambien puede estar fijado en el compartimento inferior 600.
La figura 17 ilustra conjuntos internos de un cabezal terapeutico 500 similar al mostrado en la figura 16. Montado dentro del compartimento superior 510 esta el conjunto de accionamiento 528. El conjunto de accionamiento 528 esta acoplado con un conjunto de transductor ultrasonico 900 por medio de un brazo de control 532. El brazo de control 532 puede estar configurado para establecer una interfaz con y pivotar dentro de un receptaculo 534 que esta acoplado con un tabique que separa el compartimento superior 510 del compartimento inferior 600. En un aspecto, el compartimento inferior 600 puede separarse del compartimento superior 510. El compartimento inferior 600 es normalmente un conjunto sellado que contiene un fluido de acoplamiento, tal como agua desgasificada, que se usa para transferir energfa ultrasonica transmitida por el conjunto de transductor 900. El receptaculo 534 incluye al menos una junta para fluidos para impedir que el fluido entre en el compartimento superior 510 desde el compartimento inferior 600 cuando los dos compartimentos estan unidos entre sf. La junta puede ser una o mas juntas toricas alrededor de una articulacion esferica del brazo de control 532. El brazo de control 532 incluye un extremo superior del brazo de control 536 dispuesto dentro del compartimento superior 510. En la posicion/orientacion mostrada, el conjunto de transductor ultrasonico 900 se muestra transmitiendo energfa ultrasonica focalizada a traves de la ventana 602 tal como se ilustra mediante el perfil de energfa ultrasonica 610.
El conjunto de accionamiento 528 es accionable para mover el extremo superior del brazo de control 536 para pivotar el brazo de control 532 dentro del receptaculo 534. El rango de movimiento del conjunto de accionamiento y el brazo de control 532 produce un area de cobertura 610 dentro de la cual energfa ultrasonica focalizada puede ser dirigida de manera controlada (por ejemplo, usando patrones de escaneo, velocidades de escaneo, niveles de transmision de energfa, etc.). Cuando el compartimento inferior 600 esta encajado al compartimento superior 510, el conjunto de transductor 900 esta encajado mecanicamente al brazo de control 532 a traves de un receptaculo del brazo de control 548. Por lo tanto, a medida que el brazo de control 532 es movido por el conjunto de accionamiento 528, el transductor es movido en relacion directa con el brazo de control 532.
En una realizacion, tambien es posible que el receptaculo 548 se mueva de forma redproca con respecto al movimiento del brazo de control 532. El movimiento del receptaculo 548 con respecto al brazo de control 532 es simplemente una caractenstica de eleccion de diseno que puede ajustarse de acuerdo con el deseo basandose en el rango de movimiento pretendido, y adaptando cualquier informacion de rastreo de posicion y/o sensor de posicion recopilada acerca de la posicion del conjunto de transductor 900.
El conjunto de accionamiento 528 de acuerdo con una realizacion tiene un tornillo de plomo modificado 548 (disponible de Haydon Kerk Motion Solutions, Inc., Kerk Products Division, 1 Kerk Drive, Hollis, NH 03049) con un par de motores 556, 558 que funcionan para impulsar una tuerca portante 546 sobre el carril del tornillo. Los motores 520, 530 pueden funcionar a traves de un conjunto de engranajes 560 para impulsar el carril del tornillo. Un acoplador 544 de tuerca portante es movido por el conjunto de accionamiento 528 para impulsar el movimiento del brazo superior 536. La movilidad puede ser directa, redproca o cualquier relacion adecuada para el movimiento del conjunto de transductor 540. Una articulacion de union 535 conecta el brazo de control 536 al acoplador 544 de tuerca portante.
El compartimento inferior 600 tambien puede presentar un compensador de presion 690 para adaptar la presion del fluido en el compartimento inferior 600 a variaciones de la presion atmosferica durante el uso o el envfo.
Una vista en perspectiva del compartimento superior 510 o cabezal de tratamiento que se focaliza sobre el conector para el compartimento superior y el compartimento inferior se muestra en la figura 18. El compartimento superior 510 tiene un rebaje 554 para encajar mecanicamente el cartucho. Se muestra la capa de TEC 744 donde topara con la seccion correspondiente del compartimento inferior que tiene el realce 772 o la placa de transferencia de calor 748. Tambien se muestra un brazo de control 578 para encajar y controlar el componente de cartucho correspondiente para mover el conjunto de transductor. Tambien se proporciona una interfaz electrica 638 para manejar las diversas interfaces electricas requeridas para controlar apropiadamente el conjunto de transductor, y monitorizar cualesquiera sensores deseados en el cartucho.
En una realizacion, un dispositivo de refrigeracion 750 esta fijado directamente al compartimento inferior 600 del cabezal de tratamiento (vease la figura 19). Un dispositivo de refrigeracion 750 esta posicionado para retirar calor del compartimento inferior 600 y disipar calor al interior del compartimento superior 510, o al entorno exterior (fuera del sistema). El dispositivo de refrigeracion 750 normalmente tiene una elevada capacidad para transferencia de calor, y normalmente tambien es capaz de absorber y disipar calor rapidamente. El dispositivo de refrigeracion 750 puede ser un dispositivo autonomo en el cabezal de tratamiento, o funcionar junto con un sistema en la unidad de base, tal como un sistema de circulacion de fluido 208. El sistema de circulacion de fluido 208 puede formar un circuito con el dispositivo de refrigeracion 750 para formar un circuito de refrigeracion 700, y tienen conductos para enviar fluido al cabezal de tratamiento 704, 706 y conductos para recibir fluido desde el cabezal de tratamiento 703, 705. En un
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aspecto, el circuito de refrigeracion 700 tambien incluye un enfriador para retirar calor del fluido a medida que circula al interior de la base del sistema desde el cabezal de tratamiento. El sistema de circulacion de fluido 700 tambien puede tener una unidad de desgasificacion de fluido 300 tal como se ha descrito previamente.
De acuerdo con una realizacion, en lugar de hacer circular agua a traves de un cartucho de un cabezal terapeutico, el compartimento inferior 600 es una estructura sellada que incluye el transductor 900 montado en su interior. Un fluido 604 del compartimento, tal como agua desgasificada, rodea el conjunto de transductor 900, y esta sellado en el compartimento inferior 600 con el conjunto de transductor 900. El compartimento inferior sellado 600 es amovible y reemplazable, como una unica unidad con el fluido de acoplamiento 604 y el transductor 900. De este modo, un tecnico no tiene que romper una junta o retirar un transductor 900 del fluido 604. En su lugar, un usuario puede retirar el cartucho 600 en cualquier momento, tal como al final de la vida util del conjunto de transductor 900, entonces un nuevo compartimento inferior 600 con un nuevo transductor 900 sellado dentro del fluido 604 reemplaza el cartucho del compartimento inferior 600 previo.
En un aspecto, el fluido en un cartucho sellado puede desgasificarse hasta un nivel de 10 PPM de oxfgeno disuelto o menos. El oxfgeno disuelto puede usarse para medir la concentracion de gases disueltos, dado que las operaciones de desgasificacion tienden a retirar todos los gases disueltos en igual proporcion. La relacion de oxfgeno respecto a otros gases es bastante constante, de este modo reducir el contenido de oxfgeno de un fluido tambien reduce el contenido de gas de todos los demas gases en la misma relacion o proporcion. El nivel real de contenido de gas disuelto que el fluido en el cartucho puede tolerar antes de que la trayectoria acustica se vea afectada de forma adversa depende de la intensidad de la energfa ultrasonica, la longitud focal del transductor (focalizado mecanica o electronicamente), la frecuencia de repeticion de pulsos (PRF) asf como otros componentes de determinacion del funcionamiento del transductor. Generalmente, la combinacion de estas consideraciones electronicas y de potencia puede equilibrarse para permitir un nivel mas elevado de gases disueltos. Si el transductor esta funcionando a factores de potencia y de rendimiento donde es mas probable que los gases disueltos causen problemas en el entorno sellado (por ejemplo, produciendo cavitacion o efectos de microflujo) entonces el nivel de gas disuelto puede rebajarse para reducir o eliminar estos efectos negativos. Generalmente, un nivel deseado de oxfgeno disuelto a alcanzar en un cartucho de transductor sellado es menor de 10 PPM. En muchos aspectos, los niveles pueden mantenerse a aproximadamente 5 PPM.
El compartimento inferior 600 incluye un perfil que encaja con un perfil del compartimento superior 510, de modo que los dos componentes puedan fijarse de forma amovible entre sf. Si se desea, puede proporcionarse un pestillo u otro bloqueo para bloquear de forma liberable los dos componentes fijados. Puede usarse una herramienta para ayudar en la retirada del cartucho 600 y la seccion superior 510 del cabezal de tratamiento 500, o para ensamblar los dos componentes en un cabezal de tratamiento de trabajo 500.
Las figuras 20-26 desvelan disposiciones que no son parte de la invencion. El conjunto de transductor 900 puede generar calor durante el uso, calentando el fluido 604 (figura 20). De acuerdo con una realizacion, se proporciona un dispositivo de refrigeracion 750 para refrigeracion del fluido 604 sellado en el compartimento inferior 600. En una realizacion, el dispositivo de refrigeracion 750 incluye un dispositivo termoelectrico 744, pero pueden usarse otros dispositivos. Tal como se conoce, un dispositivo termoelectrico, tal como el dispositivo termoelectrico 744, esta disenado de modo que la tension electrica se convierta en una diferencia de temperatura a traves del dispositivo termoelectrico. La diferencia de temperatura da como resultado un lado fno y un lado caliente del dispositivo termoelectrico 744. En el diagrama mostrado en la figura 20, el lado inferior del dispositivo termoelectrico 744 es un lado fno, y el lado superior es un lado caliente. El dispositivo termoelectrico 744 esta conectado a una fuente de energfa 204, tal como una batena, un convertidor AC/DC u otra fuente de energfa adecuada, para proporcionar tension al dispositivo termoelectrico 744. La fuente de energfa 204 puede estar montada dentro del cabezal terapeutico o puede estar conectada mediante alambres desde otra ubicacion, tal como la unidad de base 130. A medida que es suministrada tension electrica por la fuente de energfa 204, se crea un diferencial de temperatura a traves del dispositivo termoelectrico 744, que crea los lados fno y caliente.
Una placa de transferencia de calor 748 esta posicionada entre un lado fno del dispositivo termoelectrico 744 y el fluido 604. La placa de transferencia de calor 748 se utiliza para retirar calor del fluido 604 y transferir el calor al lado fno del dispositivo termoelectrico 744.
Una estructura para retirar calor del dispositivo termoelectrico 744 puede fijarse al lado caliente del dispositivo termoelectrico 744. Esta estructura es un intercambiador de calor 752. El intercambiador de calor 752 incluye al menos un conducto 706 de entrada de fluido y al menos un conducto 705 de salida de fluido. El intercambiador de calor 752 puede ser, por ejemplo, un colector con una trayectoria de fluido serpenteante o paralela a su traves, aunque pueden usarse otras estructuras o metodos para retirada de calor.
La capa 744 de chips termoelectricos incluye uno o mas chips termoelectricos (TEC). Pueden colocarse multiples chips en una matriz para transferir calor desde el compartimento inferior 600 (por ejemplo, los chips TEC pueden incluir TEC MELCORE CP1.0-63-05L de 16,6 vatios (Melcore, 1040 Spruce St., Trenton, NJ 08648)). Tal como se describe a continuacion, estos TEC pueden fijarse de forma permanente o de forma liberable a los componentes que retiran calor del compartimento inferior 600. Una placa de transferencia de calor inferior 748 puede estar unida al
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compartimento inferior 600, y absorbe calor del compartimento inferior 600 bien por conveccion termica desde el compartimento inferior 600, como a traves de un disipador de calor o placa de transferencia de calor 748, o bien estando en contacto ffsico directo con la solucion de fluido 604 dentro del compartimento inferior 600. En el ultimo caso, la placa de transferencia de calor 748 se instala en la pared del compartimento del compartimento inferior 600. Cuando el compartimento inferior 600 se fija al compartimento superior 510, la placa de transferencia de calor inferior 748 esta conectada de forma liberable a la capa de TEC 744. La capa de TEC 744 tiene potencia procedente de una fuente de alimentacion 204. El uso apropiado del TEC permite que se establezca un gradiente termico en el TEC de modo que el lado fno del TEC este orientado hacia la placa de transferencia de calor inferior 748. El calor absorbido desde el fluido 604 del compartimento inferior es transferido al TEC a traves del agente de acoplamiento entre la placa de transferencia de calor inferior 748 y la capa de TEC 744. El material de acoplamiento termico entre el TEC y la placa de transferencia de calor del compartimento inferior es un material tal como grasa o gel que permite un buen contacto termico entre las dos capas, pero no forma ninguna union permanente, permitiendo de este modo un encaje liberable del TEC desde el compartimento inferior a demanda.
La capa de TEC 744 puede unirse de una manera mas permanente a la capa de transferencia de calor superior 752, por medio de una epoxi o resina conductora termicamente. La capa de transferencia de calor superior 752 tiene una cubeta de agua para circulacion de agua desde la unidad de base. Un sistema de circulacion de fluido 208 bombea agua a traves de los conductos de fluido 704, 706, con al menos una lmea procedente de la unidad de base 130 y que pasa al interior de la capa de transferencia termica superior 752, mientras que el otro conducto lleva fluido caliente de vuelta al sistema de circulacion de fluido 208. Tal como se ha descrito previamente, el sistema de circulacion de fluido puede incluir un enfriador, de modo que el fluido caliente que vuelve a la unidad de base sea enfriado antes de ser bombeado de vuelta a la capa de transferencia termica 752. El intercambiador de calor 752 puede ser un colector que esta dispuesto para permitir que un fluido de refrigeracion, tal como agua, fluya a su traves. El fluido entra en el conducto de entrada 706 y sale mediante el conducto de salida 705. El flujo de fluido a traves del intercambiador de calor retira calor del intercambiador de calor 752, que, a su vez, retira calor del lado caliente del dispositivo termoelectrico 744.
Tal como se ha descrito anteriormente, el compartimento inferior 600 puede ser reemplazable como una unidad, con el fluido 604 del compartimento inferior estando en un sistema cerrado que no es abierto nunca por un usuario, incluso durante el reemplazo del cartucho/compartimento inferior 600. Un ejemplo del compartimento inferior amovible 600 se muestra en la figura 21. Una brida 646 se extiende hacia arriba desde el compartimento inferior 600 y es fijable de forma amovible a una superficie inferior del compartimento superior. La parte del compartimento inferior 600 usada para encajar el compartimento superior se muestra teniendo un rebaje 662 donde la placa de transferencia de calor 748 del compartimento inferior esta instalada con un realce que adapta la forma 772 para encajar en el rebaje 662. El realce que adapta la forma 772 puede formar un encaje a ras o rebajado en el rebaje 662 cuando esta ensamblado. Cuando el compartimento inferior 600 esta fijado al compartimento superior, la capa de TEC se alinea con y se acopla a la capa de transferencia de calor 748 mediante el realce que adapta la forma 772. En las figuras 21-25, el dispositivo termoelectrico esta conectado directamente al intercambiador de calor usando un material de transferencia de calor liberable, tal como una grasa, almohadillas o geles de transferencia de calor. Notese que la placa de transferencia de calor del compartimento inferior puede unirse permanentemente a la capa de TEC usando un epoxi si el compartimento inferior esta adaptado para encajar en la placa de transferencia de calor inferior en lugar de la capa de TEC cuando el compartimento inferior y el compartimento superior estan encajados.
Una vista en despiece ordenado de las pilas del componente principal de un sistema ejemplar se muestra en la figura 22. En este caso, la capa de TEC 744 esta integrada en la seccion inferior del compartimento superior. La placa de transferencia de calor 748 puede extenderse a lo largo de una superficie superior del fluido 604 para proporcionar una gran area de contacto entre la placa de transferencia de calor y el fluido 604. La placa de transferencia de calor 748 incluye una abertura central 770. La abertura 770 esta disenada para recibir un mecanismo controlador para el movimiento del conjunto de transductor 900, tal como se describe en la solicitud numero 12/364.327, citada anteriormente. Un realce 772 de placa de transferencia de calor esta incluido en un lado de la placa de transferencia de calor 748 y se extiende hacia arriba al interior del agujero 662.
El dispositivo termoelectrico 744 esta fijado a la parte superior del realce 772, por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente, mediante un material de transferencia de calor (mostrado mediante el numero de referencia 780 en la figura 23) u otro adhesivo o estructura adecuada que es conductora termicamente. El material de transferencia de calor 780 entre el dispositivo termoelectrico 744 y la parte superior del realce 772 de placa de transferencia de calor mantiene una union conductora termicamente entre el realce 772 y el dispositivo termoelectrico 744 pero es liberable. Como un ejemplo, el material de transferencia de calor 780 puede ser mantenido en su lugar a traves de atraccion capilar cuando el compartimento inferior esta conectado al compartimento superior. Puede proporcionarse cierta adhesion para establecer una union solida entre los componentes, pero la union es preferentemente liberable. Si se desea una union permanente, el material de transferencia de calor puede ser un epoxi. Si se desea una opcion liberable, el material de transferencia de calor puede ser una almohadilla o grasa.
De forma similar, el intercambiador de calor 752 esta fijado al lado caliente del dispositivo termoelectrico 744 mediante un segundo material de transferencia de calor 782 u otra estructura de conexion conductora de calor
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adecuada. La union en este caso tambien es conductora termicamente. El material de transferencia de calor 782 en la seccion superior 510 puede ser un epoxi u otro material de union permanente.
El sistema de circulacion de fluido 208 (figura 20) esta posicionado, por ejemplo, en la base 130. El sistema de circulacion de fluido 208 bombea un fluido, tal como agua a temperatura controlada, en un circuito entre la bomba y el intercambiador de calor 752. El fluido procedente de la bomba fluye en la entrada 706 y sale de la salida 705. Los conductos 703, 705 entre el sistema de circulacion de fluido 208 y el intercambiador de calor 752 son conductores termicamente, de modo que el calor retirado por el agua procedentes del intercambiador de calor 752 se disipe a medida que el agua se desplaza en el viaje de ida y vuelta desde el intercambiador de calor, a traves de la bomba y de vuelta al intercambiador de calor. Por lo tanto, un enfriador puede no ser necesario para retirar calor del agua. En su lugar, la perdida termica del sistema da como resultado que el agua es enfriada antes de volver al intercambiador de calor 752. Si el fluido se enfna, la ruta de salida 705 y la lmea de entrada 703 de la bomba pueden ser termicamente conductoras, mientras que la lmea de salida 704 de la bomba y la entrada 706 del cabezal de tratamiento estan aisladas termicamente. Notese que mientras que un par de conductos estan designados como el par de entrada y el otro como el par de salida, los conductos son genericos en el sentido de que la direccion de flujo puede invertirse, siempre que el fluido fluya en un circuito entre el sistema de circulacion de agua en la base y el cabezal de tratamiento.
El uso de un enfriador o lmeas conductoras termicamente dependera en gran medida de la cantidad de calor necesario para ser retirado del cartucho 600. Si el conjunto de transductor funciona en un modo donde virtualmente no se genera calor (por ejemplo, en un modo de diagnostico de frecuencia de repeticion de pulsos baja), entonces conductos conductores termicamente seran ampliamente suficientes para mantener el estado de temperatura del cartucho a un nivel constante deseado. Sin embargo, si se hiciera funcionar el transductor en un modo terapeutico de potencia muy alta, la cantidad de calor acumulado en el cartucho 600, y de este modo el agua desgasificada interna al cartucho 604 sena suficientemente alta para requerir el uso de fluido enfriado para ayudar a extraer el calor a traves del dispositivo de refrigeracion 750. En un aspecto, el sistema esta equipado con ambos fluidos conductores termicamente cuando sea necesario, y un enfriador como parte del sistema de circulacion de fluido 208. De esa manera el sistema puede regular automaticamente el uso del enfriador basandose en temperaturas termicas detectadas en el compartimento inferior 600. La deteccion podna conseguirse a traves del uso de sensores de calor en el compartimento inferior 600, banados en el fluido de acoplamiento 604, o capaces de detectar la temperatura de la placa de transferencia de calor 748. Opcionalmente, en enfriador en el sistema de circulacion de fluido puede estar controlado manualmente.
La temperatura del compartimento inferior/cartucho 600 tambien puede usarse para reducir la sensacion de la piel de un paciente. Similar al uso de una compresa fna para reducir el dolor, el cartucho puede regularse para alcanzar una temperatura suficientemente baja para reducir la sensibilidad de la piel a tratamientos con ultrasonido terapeuticos.
Tal como se ha descrito anteriormente, el compartimento inferior 600 es un sistema sellado que contiene el conjunto de transductor 900, el fluido 604 del transductor y la placa de transferencia de calor 748. Este sistema sellado puede retirarse retirando el compartimento inferior 600 del cabezal terapeutico 500. Durante la retirada, el adhesivo temporal o liberable (por ejemplo, el material de transferencia de calor 780), permite la liberacion de la placa de transferencia de calor 748 del dispositivo termoelectrico 744. De esta manera, la placa de transferencia de calor 748 se libera del dispositivo termoelectrico 744 cuando el compartimento inferior 600 es retirado del compartimento superior 510, permitiendo que el dispositivo termoelectrico 744 y el intercambiador de calor 752 permanezcan en el compartimento superior 510 cuando el compartimento inferior 600 es retirado y reemplazado. Como alternativa, estas piezas pueden permanecer fijadas al compartimento inferior 600 y pueden reemplazarse tambien, pero, dejando el dispositivo termoelectrico 744 y el intercambiador de calor 752 dentro del compartimento superior 510, no se requiere separacion u otra reconfiguracion de cableado para el dispositivo termoelectrico 744 o entrada o salida de fluido para el intercambiador de calor 752. Ademas, dado que estos componentes permanecen en el compartimento superior, se evita el coste de reemplazarlos.
Durante el proceso de tratamiento, el conjunto de transductor 900 genera calor. Si el conjunto de transductor 900 se sobrecalienta, se puede producir dano al transductor. En el cabezal terapeutico 500 mostrada en los dibujos, el calor del conjunto de transductor 900 se disipa en el fluido 604. Este calor, a su vez, es retirado de modo que la refrigeracion pueda continuar y/o de modo que el cabezal terapeutico 500 no se vuelva demasiado caliente para danar el transductor o para colocarse contra un paciente. El dispositivo termoelectrico 744 se usa para retirar calor del fluido 604 de modo que el sobrecalentamiento no sea un problema.
Durante el funcionamiento del cabezal terapeutico, la fuente de alimentacion 204 suministra tension al dispositivo termoelectrico 744, lo que genera un diferencial de calor entre el lado caliente del dispositivo termoelectrico (lado superior en la figura 20) y su lado fno (el lado hacia abajo). El dispositivo termoelectrico puede seleccionarse basandose en la cantidad de vataje de refrigeracion que se desea retirar del sistema, y la capacidad para el sistema de refrigeracion de fluido de retirar el vataje de refrigeracion correspondiente del dispositivo termoelectrico que representa el vataje de refrigeracion refrigerado desde el compartimento inferior 600, y la cantidad de vataje electrico colocado en el dispositivo termoelectrico para alcanzar la refrigeracion deseada desde el compartimento inferior.
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Dado que la refrigeracion del dispositivo termoelectrico no es eficiente al 100 %, el intercambiador de calor de refrigeracion de fluido conectado al dispositivo de refrigeracion termoelectrico en el compartimento superior 510 del cabezal terapeutico 500, normalmente es capaz de retirar el vataje termico combinado del vataje de refrigeracion del compartimento inferior 600 y el vataje electrico introducido en el dispositivo termoelectrico para alcanzar el vataje de refrigeracion deseado. Por ejemplo, si en aplicacion el dispositivo termoelectrico requiere 10 vatios electricos para alcanzar 6 vatios de refrigeracion, entonces el sistema de refrigeracion del intercambiador de calor debe ser capaz de retirar 16 vatios termicos a traves del lado caliente del dispositivo termoelectrico para alcanzar los 6 vatios de refrigeracion deseados. Aunque este sistema no es tan eficiente como la refrigeracion directa del compartimento inferior, permite que el compartimento inferior permanezca completamente sellado, lo que proporciona beneficios adicionales y facilidad de uso.
Usando dispositivos TEC, multiples TEC pueden ser deseables para retirar mas calor en lugar de un unico gran TEC. Los dispositivos mas grandes pueden tener un retorno decreciente en eficiencia, una eficiencia de transferencia termica mayor puede mantenerse usando TEC de extraccion de vataje mas pequenos. De este modo, la capa de TEC puede tener numerosos dispositivos TEC dispuestos en un patron plano. La placa de transferencia de calor 748 podna topar con todos los dispositivos TEC dispuestos en la capa de TEC. Del mismo modo, el dispositivo de transferencia de calor 752 del compartimento superior topana con todas las superficies superiores de la capa de TEC simultaneamente. El tamano, patron y la energfa extrafda de la capa de TEC 744 pueden variar sustancialmente. Aunque se muestra un rebaje rectangular 662 para recibir la capa de TEC, el rebaje puede ser de cualquier tamano o forma para alojar la capa de TEC. No es necesario que la orientacion de la capa (y el rebaje) sea horizontal, y puede usarse una combinacion de multiples orificios de rebaje/agujero para coincidir con multiples capas TEC distribuidas alrededor de la interfaz entre el compartimento superior 510 y el cartucho 600. El lfmite ffsico del compartimento superior 510 que establece una interfaz con el rebaje 662 puede ser la capa de TEC 744.
Para retirar calor del lado caliente del dispositivo termoelectrico 744, el sistema de circulacion de fluido 208 tiene una bomba para bombear un fluido, tal como agua, a traves del intercambiador de calor 752. El agua asume una trayectoria serpenteante o trayectoria paralela a traves del intercambiador de calor 752 y retira calor a medida que fluye a traves del intercambiador de calor. Por lo tanto, el lado fno del dispositivo termoelectrico 744 retira calor constantemente del agua desgasificada sellada 604 en el compartimento inferior 600. De esta manera, el compartimento inferior 600 puede mantenerse a una temperatura deseada. El calor en el agua del intercambiador de calor es retirado a traves de las perdidas termicas en el sistema, o puede retirarse de otra manera, tal como un enfriador aguas abajo. Sin embargo, usando perdidas termicas en los conductos, se produce refrigeracion pasiva, y no se requieren dispositivos de retirada de calor adicionales. Por lo tanto, la refrigeracion pasiva por los conductos a y desde el sistema de circulacion 208 reduce los gastos y elimina problemas de mantenimiento con respecto a un enfriador u otro sistema de refrigeracion activa.
Cuando un usuario desea reemplazar el compartimento inferior 600, la placa de transferencia de calor 748 es retirada con el compartimento inferior 600, y el dispositivo termoelectrico 744 y todo por encima de ello permanece fijado al compartimento superior 510. Otro compartimento inferior 600 puede fijarse a continuacion al compartimento superior 510, y entonces el cabezal terapeutico 500 esta listo para uso de nuevo.
Una ilustracion que muestra la pila de transferencia de calor del compartimento inferior completamente ensamblada con la placa de transferencia de calor 748, el realce 772 y el material conductor termico 780 se muestra en la parte inferior de la figura 24. La parte superior de la figura 24 muestra la pila de compartimento superior que absorbe calor y el disipador de calor lfquido completamente ensamblada. La figura 25 proporciona una ilustracion de toda la pila de transferencia de calor usando una capa de TEC.
En una disposicion que no es parte de la invencion (figura 26), una placa de transferencia de calor 748 se extiende a traves de la parte superior y parte del recorrido hacia abajo de los lados de un compartimento inferior 600, que forma una estructura de cuenco invertido. La placa de transferencia de calor 748 esta en contacto con un fluido del compartimento inferior, tal como agua desgasificada (dispuesta dentro del compartimento inferior 600), a traves de la parte superior y parte del recorrido hacia abajo de los lados del compartimento inferior 600, aumentando de este modo el area superficial a traves del cual el calor puede ser transferido desde el fluido del compartimento inferior al interior de la placa de transferencia de calor 748. La placa de transferencia de calor 748 en forma de cuenco invertido puede ser un componente de un compartimento inferior 600 amovible/reemplazable. La placa de transferencia de calor 748 tiene una superficie superior 695 que esta en contacto con el fluido del compartimento inferior, y placas exteriores perifericas 698 que estan en contacto con el fluido del compartimento inferior y forman parte del exterior del compartimento inferior 600. La superficie superior 695 y las placas exteriores 698 pueden ser termicamente conductoras, de modo que puedan transferir calor al aire circundante, o pueden estar aisladas externamente para evitar presentar una superficie externa caliente. La placa de transferencia de calor 748 incluye una superficie superior y placas laterales parciales (no mostradas) dispuestas dentro del fluido del compartimento inferior. Con placas laterales parciales dispuestas dentro del fluido del compartimento inferior, el fluido del compartimento inferior se pone en contacto con ambas superficies de las placas laterales parciales, lo que da como resultado un area superficial de contacto incrementada entre la placa de transferencia de calor 748 y el fluido del compartimento inferior. Esta area superficial de contacto incrementada puede ayudar a incrementar la velocidad de transferencia de calor entre la placa de transferencia de calor 748 y el fluido del compartimento inferior. Las placas
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laterales parciales dispuestas dentro del fluido del compartimento inferior pueden incluir aberturas y/o canales de fluido para facilitar el flujo del fluido del compartimento inferior sobre estas placas laterales parciales sumergidas. El lado fno de un dispositivo termoelectrico 744 puede fijarse a la parte superior de la placa de transferencia de calor 748 mediante un material de transferencia de calor 780 y un intercambiador de calor 752 puede fijarse al lado caliente del dispositivo termoelectrico 744 mediante un material de transferencia de calor 782.
El fluido del compartimento inferior es "agitado" mediante presion acustica cuando el transductor (dispuesto dentro del compartimento inferior 600) es activo. Esta "agitacion" puede ser suficiente para hacer circular constantemente dentro del cartucho, y de este modo establecer contacto con los componentes de intercambio de calor. El fluido del compartimento inferior refrigerado tiende a hundirse en la parte inferior del compartimento inferior 600. La combinacion del fluido ascendente calentado por el transductor y el fluido que se hunde refrigerado por la placa de transferencia de calor puede dar como resultado una corriente de conveccion que ayuda a mejorar la velocidad de transferencia de calor entre el transductor y el fluido del compartimento inferior y entre el fluido del compartimento inferior y la placa de transferencia de calor 748. Esta corriente de conveccion puede estar mejorada ademas por la refrigeracion del fluido del compartimento inferior que se produce debido al contacto con las paredes laterales parciales de la placa de transferencia de calor 748 en concepto de hundimiento periferico resultante del fluido del compartimento inferior refrigerado, que puede complementar el ascenso central del fluido del compartimento inferior que es calentado por un transductor ubicado centralmente. Adicionalmente, el area de contacto incrementada entre la placa de transferencia de calor 748 y el fluido del compartimento inferior tambien puede ayudar a mantener el fluido del compartimento inferior a una temperatura de equilibrio inferior.
De acuerdo con la invencion, el proceso de intercambio de calor se realiza haciendo circular fluido procedente del sistema de circulacion de fluido 208 al interior del cartucho 600 sin comprometer la integridad del fluido sellado en el cartucho (figura 27A). Un intercambiador de calor 750 esta posicionado dentro del compartimento inferior 600 para absorber calor procedente de un fluido 604 del compartimento inferior. El primer intercambiador de calor 750 esta conectado ffsicamente a un circuito de fluido 706, 705 de modo que el fluido con temperatura controlada procedente del circuito de control de fluido 208 puede captar calor del fluido 604 del compartimento inferior.
El primer intercambiador de calor 750 es un intercambiador de calor que hace circular fluido que esta en comunicacion fluida con el circuito de circulacion de fluido 208 que contiene un enfriador de fluido (no mostrado). El primer intercambiador de calor 750 es retirado con el compartimento inferior 600. Una bomba (no mostrada) puede usarse para hacer circular un fluido (por ejemplo, agua) entre el primer intercambiador de calor 750 y el enfriador en el sistema de circulacion de fluido 208.
Pueden usarse diversas configuraciones para el primer intercambiador de calor 750. El primer intercambiador de calor 750 puede estar hecho de un metal conductor termicamente (por ejemplo, laton, cobre, aluminio, etc.). El primer intercambiador de calor 750 tambien puede estar conformado para maximizar su area superficial para una transferencia de calor mas eficaz. Dichas formas son bien conocidas en la tecnica para refrigeracion, e incluyen formas comunes como deflectores, bobinas u otros patrones que se repiten.
El uso de un primer intercambiador de calor 750 puede proporcionar una serie de ventajas. Por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente, el primer intercambiador de calor 750 puede estar ubicado para facilitar la circulacion del fluido del compartimento inferior, ayudando de este modo a incrementar la transferencia de calor. Adicionalmente, el primer intercambiador de calor 750 puede estar configurado para incrementar y/o maximizar la cantidad de contacto de area superficial con el fluido del compartimento inferior, ayudando de este modo a incrementar la transferencia de calor.
El enfriador puede estar ubicado en diversas ubicaciones dentro de la unidad de base. En un aspecto, el enfriador esta ubicado junto con el resto del sistema de circulacion de fluido 208. Si el enfriador no esta posicionado en proximidad ffsica al sistema de circulacion de fluido, aun no se considera parte del sistema 208.
La figura 28 muestra un compartimento inferior 600 para un cabezal terapeutico 500 (figura 14) de acuerdo con una realizacion alternativa. La lente frontal o inferior incluye una ventana 602 (mostrada de la mejor manera en la figura 29A) y lados 614.
La figura 30 muestra otra realizacion en la que el fluido procedente del compartimento inferior se hace circular al interior del compartimento superior hasta una unidad de disipacion de calor 750 que puede incluir un disipador de calor con una pluralidad de elementos que irradian calor (similares a disipadores de calor usados para chips de unidad central de procesamiento informatica (CPU)). El disipador de calor puede tener un ventilador para dirigir aire sobre el disipador de calor, o estar encerrado en una cuba de fluido y refrigerado usando fluido procedente del sistema de circulacion de fluido 208. En un aspecto, el fluido usado para fines de refrigeracion es agua.
El compartimento inferior 600 incluye un conjunto de transductor 900 montado en su interior y que tiene una rotula 608. La rotula 608 es parte de un mecanismo de pivote 610, tal como se describe en la solicitud de patente de Estados Unidos No. 12/364.327, citada anteriormente. Una abertura 612 esta ubicada en el extremo de un vastago 613 para el conjunto de transductor 900.
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El compartimento inferior 600 incluye un intercambiador de calor 614 que se extiende a lo largo del interior de las paredes laterales 603 para el compartimento inferior 600. El intercambiador de calor 614 esta formado preferentemente por un material altamente conductor termicamente, tal como cobre. En la realizacion mostrada en los dibujos, el intercambiador de calor 614 incluye dos conjuntos de tubos que se extienden en una trayectoria serpenteante alrededor de un penmetro del compartimento inferior 600, dentro de las paredes laterales 603. En una realizacion, el intercambiador de calor 614 esta dispuesto de modo que maximice el espacio en las partes externas del compartimento inferior 600, pero esta fuera del rango de movimiento del conjunto de transductor 600. En un aspecto, el sistema de refrigeracion 700 es capaz de retirar tantos vatios de refrigeracion del cartucho 600 como sea necesario para mantener una temperatura operativa deseada. Si el conjunto de transductor esta funcionando a alta potencia y el fluido 604 del transductor se calienta, los vatios de refrigeracion a retirar pueden ser de hasta 60 vatios de refrigeracion. Se obtiene la temperatura deseada en el cartucho y la disposicion y el tipo de dispositivos TEC estan equilibrados para garantizar el intervalo de refrigeracion. Aunque algunos casos pueden requerir vatios de refrigeracion elevados, el sistema puede funcionar retirando 15-20 vatios de refrigeracion. En este caso, puede usarse tanto agua enfriada como un caudal apropiado para mantener la temperatura del cartucho entre 1-37 °C. La temperatura en el cartucho puede ser ajustada por el usuario. Si se desea, puede usarse una configuracion de TEC en combinacion con una configuracion de deflector de fluido (no mostrado).
El intercambiador de calor 614 incluye un conducto de entrada 616 y un conducto de salida 618. Los conductos de entrada y de salida 616, 618 estan montados sobre articulaciones esfericas 620, 622 e incluyen accesorios de valvula 624, 626. Las juntas 620, 622 estan montadas en una placa superior 630 del compartimento inferior 600. La placa superior 630 incluye una abertura central 632 a traves de la cual se extiende el vastago 613. Una junta torica 634 esta montada en la abertura y se asienta contra la rotula 608. El vastago 613 y la rotula forman un miembro de soporte que encaja en la abertura central 632. La junta torica 634 permite que el conjunto de transductor 900 pivote tal como se describe en la solicitud de patente de Estados Unidos No. 12/364.327, e impide la fuga de fluido fuera del compartimento inferior 600 en la abertura 632. Una parte superior de pivote 636 encaja sobre la junta torica 634. La rotula 608 esta capturada entre la parte superior de pivote 636 y el borde interno de la abertura 632.
Un conector electrico 638 esta posicionado en un lado de la placa superior 630. Alambres pueden discurrir desde el conector electrico 638 al conjunto de transductor 900. Ademas, el conector electrico 638 puede estar configurado para recibir un arnes de cableado u otras conexiones electricas que conducen desde el compartimento superior. En una realizacion alternativa, los alambres para el conjunto de transductor 900 pueden extenderse a lo largo o abajo del vastago 613, o pueden estar encaminados de otra manera. El conector electrico 638 es, preferentemente, un conector de desconexion rapida y conecta a un arnes de cableado u otro conector (no mostrado) que esta fijado al cabezal terapeutico. Cuando el arnes de cableado esta fijado al conector 638, potencia, tal como para el impulso del transductor de HIFU o para otros componentes electronicos en el conjunto de transductor, o senales de comunicacion pueden ser suministradas al conjunto de transductor 900 mediante el circuito de cableado.
Opcionalmente, un poste de alineamiento 640 esta posicionado en una ubicacion de la placa superior 630. El poste de alineamiento 640 permite a un instalador alinear apropiadamente el compartimento inferior 600 con un compartimento superior del cabezal terapeutico durante la instalacion. Un colector de burbujas 642 puede estar provisto para la captura de burbujas formadas dentro del compartimento inferior 600. En una realizacion, una microvalvula 644 esta fijada al colector de burbujas 642 para aislar burbujas lejos de la trayectoria acustica del transductor. La microvalvula puede estar montada en el poste de alineamiento 640.
El compartimento inferior 600 puede estar sellado, con la ventana acustica 602, los lados 603, y la placa superior 630 que forma un recinto. Un fluido de acoplamiento, tal como agua es capturado en el recinto, y el recinto esta sellado permanentemente. Para prevenir la filtracion de gas, las partes que forman el recinto pueden tratarse con un material para prevenir la fuga de gas en el compartimento inferior. El recinto interior puede ser tratado con un sellante, o capa de metalizacion, tal como titanio pulverizado por pulverizacion catodica. El intercambiador de calor 614 se extiende alrededor del penmetro de este recinto y proporciona conveccion de calor optima debido a su configuracion de trayectoria serpenteante o paralela, la gran cantidad de area superficial proporcionada extendiendo el intercambiador de calor 614 alrededor del penmetro, y utilizando la disposicion de doble conducto.
Como con realizaciones anteriores, se hace circular agua a traves del intercambiador de calor 614 mediante el conducto de entrada 616 y el conducto de salida 618. Esta agua puede hacerse circular, por ejemplo, hasta una unidad de base para refrigerar, o puede fijarse a un refrigerador termoelectrico para refrigeracion, o puede encaminarse a traves de un conducto con retencion de calor ineficiente que da como resultado perdida de calor, tal como se ha descrito en realizaciones anteriores.
La figura 29B es una vista isometrica inferior de una parte superior de un cartucho de transductor que presenta un conducto de fluido alternativo 614A de acuerdo con una realizacion. En lugar de la forma serpenteante que se usa para el conducto 614, el conducto se enrolla alrededor de una parte interior de la placa superior 630. En caso contrario, el cartucho es de igual configuracion. Pueden usarse muchas otras formas para el conducto.
El cabezal terapeutico 500 incluye un cuerpo, tal como un compartimento superior 510, que incluye una entalla 502 para encajar la mano de un usuario (figura 37). El compartimento superior 510 puede estar fijado a un brazo y/o
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puede incluir alambres o conductos que conducen a una unidad de base.
La figura 27B es una vista en perspectiva inferior de un compartimento superior ejemplar 510, con el compartimento inferior 600 retirado. El compartimento superior 510 incluye un rebaje 554 para recibir al compartimento inferior 600. Un conector electrico 538 esta posicionado en el rebaje 554.
Una abertura 558 esta ubicada en el rebaje 554. Dos conectores de fluido 560, 562 estan posicionados en rincones opuestos del rebaje 554. Estos conectores de fluido 560, 562 conducen, por ejemplo, a un refrigerador termoelectrico, un enfriador en la unidad de base, conductos que proporcionan un efecto de refrigeracion siendo termicamente ineficientes, o alguna otra estructura o configuracion de refrigeracion.
Un brazo de control 578 para un mecanismo impulsor, tal como se describe en la solicitud de patente de Estados Unidos No. 12/364.327, esta posicionado centralmente en el rebaje 554. El angulo del brazo de control 578 puede estar determinado por la posicion del mecanismo impulsor.
Para fijar el compartimento inferior 600 a un compartimento superior 510 de un cabezal terapeutico, el arnes de cableado o rebaje 554 que esta conectado al compartimento superior esta conectado al conector electrico 538. Si se usa un arnes de cableado, este se conecta primero. Si se usa un conector estacionario, tal como el rebaje 554, entonces el conector esta conectado al conector electrico 538, dado que el compartimento inferior 600 esta fijado al compartimento superior 510.
En cualquier caso, para fijar el compartimento inferior 600 al compartimento superior 510, la placa superior 630 del compartimento inferior 600 se encaja en el rebaje 554 del compartimento superior. Para permitir este encaje, dos puertos de fluido 620, 622 estan alineados con los puertos de fluido correspondientes 560, 562 en el compartimento superior 510. Un puerto de grna opcional 640 esta alineado con la estructura hembra correspondiente en el compartimento superior, por ejemplo la abertura 558. Los puertos de fluido 620, 622 pueden usar juntas para alinearse con y conectarse a los conectores de fluido 560, 562 en el compartimento superior 510. Durante el alineamiento, la abertura 612 en el vastago 613 se alinea con el brazo de control 578 en la parte inferior del compartimento superior 510. El brazo de control 578 puede tener que ser centrado para alineamiento apropiado. Con este fin, puede proporcionarse un funcionamiento "domestico" para centrar el brazo de control 578. Este brazo de control 578 esta conectado al conjunto accionador en el compartimento superior, y el conjunto de transductor 900 en el compartimento inferior (cuando los compartimentos superior e inferior estan combinados apropiadamente) de modo que, una vez instalado, el movimiento del brazo de control causa el movimiento deseado del conjunto de transductor 900.
Despues del alineamiento, el compartimento inferior 600 es presionado al interior del compartimento superior 510. Los dos perfiles de la placa superior del compartimento inferior 630 y el rebaje del compartimento superior 554 encajan entre sf. El conector electrico 538 se asienta sobre el conector electrico del compartimento inferior correspondiente 638. La conexion mecanica 578 encaja en el conjunto de brazo de transductor 612. Si se usan conectores de fluido, las lmeas de fluido 560, 562 conectan a las juntas 620, 622. Se proporcionan valvulas apropiadas para abrir o cerrar los conectores de fluido. El saliente 578 encaja en la abertura 612 del vastago 613. El cabezal terapeutico 500 ahora esta listo para el funcionamiento.
Una vez conectado, el agua de refrigeracion puede fluir al interior y fuera del intercambiador de calor 614 mediante los conectores de fluido 560, 562. La direccion del conjunto de transductor 900 puede cambiarse usando el mecanismo impulsor, mediante la fijacion del saliente 578 y la abertura 612. Al conjunto de transductor 900 se le puede suministrar potencia mediante los conectores 538, 638.
La desconexion del compartimento inferior 600 se realiza en orden inverso. Es decir, el compartimento inferior 600 se desconecta del compartimento superior. Si se desea, se puede proporcionar un pestillo u otro mecanismo de bloqueo para mantener la conexion del compartimento inferior 600 al compartimento superior 510. Como alternativa, la conexion de los diversos componentes del compartimento inferior 600 a los componentes apropiados del compartimento superior, tales como las juntas 620, 622 a los conectores de fluido 560, 562, puede proporcionar una fuerza de retencion suficiente para mantener el compartimento inferior 600 en su lugar. La conexion y desconexion del compartimento inferior del compartimento superior puede facilitarse mediante el uso de una herramienta.
De acuerdo con una realizacion, se puede proporcionar un compensador mecanico para el compartimento inferior 600 tal como se muestra en las figuras 32A-B, 33A-B. Este compensador mecanico puede estar configurado para compensar cambios de presion en el entorno en el que se hace funcionar el cabezal terapeutico, por ejemplo, cambios de presion debidos a la altitud, y para adaptarse a cambios de presion en el envfo del cartucho y/o adaptarse a cualquier perdida de agua a lo largo del tiempo.
El compensador mecanico puede asumir diversas formas. Puede usarse cualquier dispositivo que se ajusta para cambios de presion y mantiene el estado desgasificado deseado del fluido interno. En una realizacion, un compensador pasivo tiene un cuerpo 680 que contiene una cara 686 de piston cerrada y un resorte 684 (figura 32A). La cara 686 de piston cerrada tiene una abertura 688 expuesta al interior lleno de fluido del compartimento
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inferior/cartucho de transductor 600. El cartucho se envfa con el volumen de agua completo y a medida que el volumen de agua interno se expande (debido al incremento de temperatura interna o disminucion de la presion externa) la cara 686 de piston se desvfa hacia atras contra el resorte 684 permitiendo que el volumen interno se expanda (figura 32B). Una vez que la temperatura o la presion vuelve a la normal, la fuerza de resorte empuja el piston hacia delante devolviendo el volumen de vuelta al equilibrio inicial. La parte posterior del piston es ventilada a la atmosfera. Otros ejemplos de compensadores pasivos incluyen fuelles metalicos, una vejiga llena de aire (que tiene el aire sellado procedente del fluido), un material compresible como espuma o componente de caucho de durometro suave, o una carcasa eterna expandible.
En una realizacion, puede usarse un compensador activo 690. Un compensador activo podna derivar el agua de refrigeracion en el intercambiador de calor para hacer funcionar el compensador. El compensador consistina en una carcasa 692, un piston 694 y una valvula de una via 696. El cartucho se envfa lleno por debajo del maximo por el volumen del compensador con el piston interno en la posicion retrafda (figura 33A). Una vez que el cartucho esta instalado y el sistema esta encendido, la presion del agua de refrigeracion impulsana el piston hacia fuera para forzar el incremento de volumen. El piston podna estar dimensionado para reducir la presion de modo que la extension del piston se detendna cuando las presiones se igualaran (ejemplo: agua de refrigeracion a 140 kPa y presion interna que se desea que este a 14 kPa entonces el area del piston podna reducirse 10:1) (figura 33B). La valvula de una via permitina que el piston se expandiera hacia fuera pero no se contrajera manteniendo de este modo la presion en el cartucho. Otras realizaciones de un compensador activo incluyen una vejiga flexible, un piston mecanico o una jeringa aplicada por el usuario. Realizaciones adicionales estan facilmente disponibles y son bien entendidas por los expertos en la materia.
En una realizacion, las superficies internas del cartucho 604 (figura 31) pueden incluir un revestimiento interno fino 601 para impedir la permeabilidad a los gases. Por ejemplo, si los lados 604, la ventana 602 y la placa superior 630 estan hechos de plastico, se puede proporcionar una capa de base de titanio para impedir que el gas atmosferico entre en la camara y se disuelva dentro del fluido. Esta capa puede estar fijada de una manera adecuada, pero en una realizacion es el titanio el que es pulverizado por pulverizacion catodica entre aproximadamente 500 y 1500 angstroms de grosor sobre las superficies internas del cartucho. Como alternativa, la capa de metalizacion puede ser cobre y mquel, o cualquier otro material adecuado para llenar poros en la camara de plastico e impedir que el gas entre en la camara. Puede usarse cualquier material para este fin que cumpla los requisitos de ser insoluble en el lfquido (el material no entrara en solucion en ninguna cantidad apreciable) y el material reduce la permeabilidad a los gases a traves del material de la camara a un nivel aceptable. En un aspecto, el contenido de oxfgeno disuelto (OD) se mantiene por debajo de aproximadamente 10 ppm. En otro aspecto, el contenido de OD esta por debajo de aproximadamente 8 ppm.
En una realizacion, el revestimiento reduce la permeabilidad a los gases de los plasticos para impedir que el volumen de fluido interno absorba gases. Esto se realiza para mantener el nivel de oxfgeno disuelto en el volumen de agua sellada por debajo de cierto nivel. Revestimientos pulverizado por pulverizacion catodicas de metalizacion que vanan entre 500 y 1500 angstroms funcionan bien para este fin. Deseablemente, los interiores de las carcasas de plastico estan revestidos con 80 millonesimas de pulgada de cobre seguidas de 10 millonesimas de pulgada de mquel. Los ensayos muestran que el chapado reduce absolutamente la permeabilidad a los gases de los plasticos. El grosor no es tan cntico suponiendo que los radios atomicos del metal de revestimiento son mas pequenos que los poros en el plastico. Se cree que los atomos de metal cubren y llenan los poros.
Puede proporcionarse un sensor de temperatura para detectar la temperatura del agua en el compartimento inferior 600. Si se desea, el funcionamiento puede alterarse de acuerdo con una temperatura detectada, tal como deteniendo el funcionamiento, ralentizando el funcionamiento o incrementando la refrigeracion.
En una realizacion, el cartucho puede refrigerarse directamente por los fluidos del sistema principal (figura 31). Los deflectores son retirados y el fluido procedente del sistema flrndico fluye directamente al interior del cartucho a traves de una junta esferica 620 del orificio de entrada y fuera a traves de la junta 622 del orificio de salida. El fluido procedente del sistema de circulacion de fluido inunda el cartucho despues de que esta conectado al compartimento superior 510 y bana el conjunto de transductor 900 en fluido. La velocidad del flujo de fluido se ajusta para proporcionar el tiempo de refrigeracion deseado para llevar el cartucho a la temperatura interna deseada. Tambien puede usarse para proporcionar refrigeracion adicional para reducir la sensibilidad de la piel de un paciente que esta siendo tratado (como colocando una compresa fna sobre la piel). En esta realizacion, el sistema de circulacion de fluido incluye una unidad de desgasificacion para retirar el gas desplazado por el fluido cuando el cartucho es inundado inicialmente con fluido. En una realizacion, el fluido es agua que es filtrada y desgasificada. Puede usarse un dispositivo de ajuste de presion o sistema de control de presion para mantener el cartucho a presion si la ventana es flexible, o algun otro componente del cartucho puede cambiar, lo que puede afectar a la presion interna.
Los cabezales terapeuticos descritos en el presente documento proporcionan una serie de beneficios. En primer lugar, un compartimento inferior puede ser una unidad autonoma, sin conectores de agua o conductos de agua. Dicho compartimento inferior, o cartucho de transductor, no necesita ser drenado cuando el compartimento inferior es reemplazado. De este modo, a diferencia de los sistemas de la tecnica anterior, no se hace circular agua desde la unidad de base hasta el compartimento inferior, y no hay que mantener una presion de agua particular en el interior
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de un compartimento inferior.
Adicionalmente, en algunas realizaciones, el compartimento inferior y el transductor estan integrados en una unidad reemplazable facilmente que no requiere la retirada de alambres o conductos de agua o de otros fluidos. Simplemente fijando un compartimento inferior a un compartimento superior, una placa de transferencia de calor o intercambiador de calor se fija a un dispositivo termoelectrico y el compartimento inferior esta preparado para uso.
El conjunto de transductor 900 usado en el compartimento inferior o cartucho 600 se describe a continuacion. En una realizacion, el conjunto de transductor tiene una envuelta cilmdrica que tiene un transductor montado en un extremo de la envuelta cilmdrica, y un brazo mecanico y conector electrico montados en el extremo opuesto de la envuelta cilmdrica. La envuelta contiene una PCB dedicada a hacer funcionar el transductor, y manejar cualquier flujo de retroalimentacion de datos procedente del transductor a cualquier otra parte del sistema 100. El transductor puede ser un transductor ultrasonico focalizado mecanicamente de unico elemento tal como se ha descrito previamente en la solicitud de patente de Estados Unidos pendiente de tramitacion 12/051.073 titulada "Interchangeable High Intensity Focused Ultrasound Transducer" que es de asignacion comun. Como alternativa, el transductor puede ser un transductor de matriz anular, matriz linear o matriz en fase con la capacidad de suministrar ultrasonido terapeutico.
En otro aspecto, el cable de interfaz 116 tiene un cable coaxial para alimentar, controlar y recibir senales procedentes de los elementos individuales de un transductor de matriz. Pueden usarse menos canales en el cable 116 si una matriz de transductor tiene mas de un elemento atado a una unica lmea de control, permitiendo que todos los elementos atados sean excitados simultaneamente a partir de la misma senal de comando.
Un conjunto de transductor para uso en los sistemas descritos en el presente documento puede permitir cierta variacion. Se permiten una pila alta y un conjunto de transductor apilado en pila corta. El transductor apilado en pila alta posee las caractensticas para intercambiar el transductor en el cabezal terapeutico. El transductor apilado en pila corta se proporciona para realizaciones que pueden utilizar un cartucho de transductor. Es posible usar el transductor apilado en pila alta en un cartucho de transductor, sin embargo, el cartucho se vuelve alargado, y la masa del transductor en el extremo del brazo de pivote puede ser problematica dado que el transductor se mueve en un arco de pivote en tres dimensiones. En primer lugar se describen los conjuntos de transductor apilado en pila alta. En una realizacion, ahora se describe un transductor para uso con el cabezal terapeutico (figura 36a). El transductor puede ser similar a uno descrito previamente en la solicitud de patente de Estados Unidos pendiente de tramitacion 12/051.073 titulada “Interchangeable High Intensity Focused Ultrasound Transducer”. En una realizacion, hay una carcasa 3616 que tiene una forma sustancialmente cilmdrica. La carcasa 3616 tiene una region cuello abajo ubicada cerca de una capa de aislamiento 3634, y un diametro mas grande cerca de un transductor focalizado mecanicamente 3622. El lado 3620 del transductor esta abierto, o tiene una ventana de modo que energfa ultrasonica pueda ser emitida fuera de la carcasa 3616 sin trabas. El transductor 3622 esta asegurado cerca del extremo abierto 3620, y se conecta a una interfaz 3628 mediante un conjunto de clavijas de conexion 3624. Las clavijas de conexion 3624 se mantienen en su lugar con un revestimiento interno concentrico 3626 dentro de la carcasa 3616. La interfaz 3628 puede ser un conjunto de alambres de conexion tal como se ha descrito previamente, o puede incluir un circuito, PCB, PC(B)A u otro componente de hardware. La interfaz tambien puede tener componentes electronicos adicionales, tales como un transformador 3642 para ajustar finamente el transductor 3622, un chip o circuito integrado (CI) 3630 para ayudar a identificar el transductor intercambiable 3610 para el sistema medico. A continuacion se describen componentes adicionales.
Detras del transductor 3622, hay una junta 3614 para impedir que el agua o la atmosfera entren en el compartimento interno del conjunto de transductor 3610. Colaborando con la junta 3614 hay una capa de aislamiento 3634 para reducir la corrosion de las clavijas y/o la comunicacion cruzada entre los conectores electricos externos 3640. Notese que el lado del transductor 3620 tambien esta sellado frente al entorno externo. Mientras que el lado del transductor 3620 puede estar sellado con el propio transductor 3622 y diversos compuestos que pueden usarse para prevenir fugas, la junta 3614 tiene uno o mas agujeros 3650 para que sobresalgan los conectores electricos externos 3640. Los agujeros 3650 normalmente son suficientemente grandes para permitir el paso de los conectores electricos 3640. Los agujeros pueden depender de un ajuste con apriete para prevenir filtracion de fluido entre los agujeros y las clavijas, o el uso de un agente sellante, o ambos. Los agujeros 3650 pueden sellarse una vez que los conectores electricos externos 3640 estan colocados usando soldadura, epoxi, resina, adhesivo u otros agentes sellantes adecuados. Un conector mecanico 3632 esta ubicado sobre la carcasa y esta disenado para encaje de una conexion correspondiente en el casquillo del sistema medico 3638. El elemento de recepcion mecanico 3636 y el conector mecanico 3632 forman una conexion transductor-sistema. Esta conexion es normalmente una que tiene resistencia elevada. La fiabilidad repetitiva es deseable, pero no se requiere que el conector del transductor 3632, dado que no esta previsto que ningun otro transductor particular sea retirado e insertado un gran numero de veces.
El diseno del conector del transductor 3632 y la conexion del lado del sistema (receptor) 3636 permite que transductores individuales sean intercambiados con el sistema medico a demanda. Esto permite que un unico sistema medico tenga una gran cantidad de variedad en su alcance operativo. Cada nuevo transductor puede proporcionar capacidad anadida asf como reemplazo para partes degastadas o anticuadas. En un aspecto, el emparejamiento del transductor 3610 al sistema puede conseguirse con una combinacion de conector de baja fuerza
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de insercion 3632 y receptor 3636. Aunque la fuerza de insercion es baja, la conexion es robusta, de modo que el transductor 3610 sera estable mientras este montada en el casquillo 3638. La comunicacion electrica entre el sistema y el transductor se mantiene independientemente de como pudiera moverse el casquillo. El casquillo esta fijado a la conexion articulada permitiendo que el transductor se mueva segun lo necesite el conjunto del motor.
En otra realizacion, un conjunto de transductor que tiene una altura acortada puede usarse en un cartucho de transductor (un conjunto de transductor apilado en pila corta). En un aspecto de la realizacion, el transductor elimina la carcasa cilmdrica. En su lugar, el transductor puede colocarse en una carcasa corta dimensionada justo a aproximadamente el tamano del propio transductor (figura 36B). El transductor 6402 tiene una capa de emparejamiento 6404 y el transductor se coloca dentro de una carcasa inferior 6406. La carcasa inferior 6406 tiene un anillo interno conformado recortado y dimensionado para emparejarse con la circunferencia del transductor 6402. El transductor puede estar asegurado en la carcasa inferior usando un compuesto adhesivo, o puede soldarse en su lugar. Como alternativa, el transductor puede encajarse por presion en la carcasa inferior mediante un soporte en forma de rosquilla 6414 para soportar contactos electricos. Un circuito impreso flexible 6408 esta dispuesto encima del soporte 6414 y una cubierta superior 6410 se usa para sellar el conjunto entre st La cubierta superior 6410 tiene una lmea del techo elevada para hacer espacio para un rebaje 6412 usado para recibir un brazo de grna desde la rotula. El brazo puede encajarse en el rebaje usando un ajuste con apriete, ola u otro adhesivo para asegurar la union entre el componente de brazo y la cubierta superior. Se usa una pieza de bloqueo 6420 para ayudar a asegurar la cubierta superior 6410, el circuito impreso flexible 6408 y la carcasa inferior 6406 entre st
En una realizacion, el circuito impreso flexible 6508 se conecta al transductor 6502 usando un conjunto de clavijas electricas accionadas por resorte 6501a-n (figura 36C). Las clavijas electricas accionadas por resorte (adaptadores “pogo pin”) se asientan en el soporte en forma de rosquilla 6514, y la tension de resorte de las clavijas proporciona presion sobre el transductor 6502 para mantener el transductor asentado apropiadamente contra la seccion inferior 6506. La carcasa tambien tiene una carcasa superior 6510 con un rebaje 6512 para encajar un poste movil. Las clavijas electricas 6501a-n se conectan a tierras o contactos electricos en el transductor. Una capa de emparejamiento 6504 estas provista en el transductor tambien.
Una ilustracion de conjunto de la pila de transductor corta se muestra en la figura 36D. La seccion inferior 6606 tiene un reborde en la circunferencia interna de este modo la capa de emparejamiento 6604, unida al transductor 6602, puede asentarse sobre el reborde. Un soporte en forma de rosquilla 6614 se asienta encima del conjunto de transductor 6602 y la capa de emparejamiento 6604 y proporciona soporte ffsico para un conjunto de clavijas de contacto electrico 6601a-n, que pueden ser clavijas accionadas por resorte. Las clavijas de contacto electrico estan en comunicacion electrica con el circuito impreso flexible 6608 y el transductor 6602. Una carcasa superior 6610 se asienta encima del circuito impreso flexible, el soporte en forma de rosquilla y la carcasa inferior 6606. La seccion superior 6610 puede estar unida a la seccion inferior. Una junta o pieza de bloqueo 6620 puede usarse para asegurar el circuito impreso flexible 6608 en el conjunto. El circuito impreso flexible tiene un conector electrico 6630 que proporciona conexion y comunicacion electrica entre la pila de transductor corta y el cabezal terapeutico. El conector electrico 6630 puede estar conformado para encajar dentro del puerto electrico 638 (figuras 29-31A). El orificio circular 6640 del circuito impreso flexible puede estar posicionado para encajar sobre la rotula 610 y enrollarse alrededor para conectarse al transductor. Puede usarse el transductor apilado en pila corta en lugar del conjunto de transductor 900.
En otra realizacion, puede usarse un transductor apilado en pila hnbrida. El transductor apilado en pila hnbrida combina las caractensticas de ahorro de espacio del conjunto de transductor apilado en pila corta y el intercambio de estilo casquillo entre el sistema (cabezal de tratamiento) y el conjunto de transductor usado en el conjunto de transductor apilado en pila alta. Esta pila tnbrida permite a un cabezal terapeutico usar un volumen mas pequeno de fluido de acoplamiento, dado que el tamano de la camara del transductor definido por una tapa amovible, y el extremo inferior del cabezal de tratamiento, se reduce.
Los transductores usados en los diversos conjuntos de transductor descritos en el presente documento son normalmente transductores de ultrasonido focalizado de alta intensidad. La focalizacion puede conseguirse usando transductores (curvos) focalizados mecanicamente, o transductores dirigidos/focalizados electronicamente tales como matrices anulares, matrices lineales y matrices en 2D.
La carcasa del transductor puede tener una capa de metalizacion en el interior de la carcasa cilmdrica para impedir que el gas se filtre desde el interior del conjunto de transductor al interior del fluido desgasificado usado en el cartucho. Ademas, la carcasa del transductor tiene una longitud axial reducida para permitir una mayor movilidad dentro del cartucho. El acortamiento de la pila de componentes respecto a la tecnica anterior se consigue reduciendo la carcasa, apretando el espacio entre los componentes, y puede incluir reducir la altura axial de componentes tales como el transformador de afinado o los conectores electricos. La carcasa esta dimensionada para permitir que el transductor se mueva y pivote dentro del cartucho, segun se desea sin enredarse en el sistema de refrigeracion o las paredes laterales. Como alternativa, puede usarse un transductor de matriz en el conjunto de transductor.
Opcionalmente, el cabezal de tratamiento 500 tal como se describe en el presente documento en diversas
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realizaciones, tambien puede incluir un sistema de pulverizacion de fluido para distribuir un fluido de acoplamiento desde dentro el sistema, sobre el cuerpo de un paciente, antes del tratamiento por el cabezal de tratamiento. Un sistema que posee el dispositivo de pulverizacion se muestra ahora en las figuras 37-44. En un aspecto, el fluido usado en el sistema de circulacion de fluido 208 tambien se usa como fluido de acoplamiento sobre el cuerpo del paciente. El sistema ultrasonico medico 100 tiene un sistema flmdico 208 que incluye al menos un conjunto de bomba y filtro 220, donde el fluido el bombeado al interior del cabezal de tratamiento 500. El fluido puede usarse para cualquiera de las funciones y fines descritos en el presente documento ademas de ser usado como una solucion de acoplamiento para un pulverizador. Un pulverizador 588 (figura 37) esta posicionado dentro del compartimento superior 510 del cabezal de tratamiento 500 y esta conectado a un disparador manual 514. Un usuario puede apuntar el pulverizador 588 a una parte deseada del paciente y pulverizar fluido de acoplamiento sobre el paciente apretando el disparador 514. Dado que el fluido en el sistema flmdico esta a presion, el fluido puede ser pulverizado al exterior y cubrir el area deseada a la que apunta el usuario.
En una realizacion, el fluido consiste esencialmente en agua. El agua en el sistema flmdico es deseablemente aproximadamente el 99,0 % o mas pura, y normalmente esta libre de materia particulada grande. El uno o mas filtros en el conjunto de bomba y filtro 220 deben retirar masa particulada y cualesquiera impurezas en al agua hasta un diametro predeterminado, tal como aproximadamente 0,2 |im (micrometros). Pueden usarse filtros de tamano de malla mas pequeno o mas grande, dependiendo del tipo de materia particulada en el agua, por ejemplo, puede usarse un biocida para prevenir el crecimiento bacteriano, permitiendo un filtro mas poroso, mientras que la falta de cualquier biocida requerina un filtro de poro pequeno para capturar bacterias. El fluido normalmente no contiene tensioactivos. El uso general de agua como una solucion de acoplamiento, tal como se describe en la solicitud de patente de Estados Unidos pendiente de tramitacion 11/373419 titulada Method and Apparatus for Coupling a HIFU Transducer to a Skin Surface, muestra que generalmente no se necesita tensioactivo. En un aspecto, el agua esta desgasificada, filtrada, libre de gel y sustancialmente pura.
El exterior del cabezal ultrasonico 500 puede ser un factor de forma ergonomico que es manejado facilmente por un operador. Un ejemplo de una realizacion se muestra en la figura 37, pero el cabezal de tratamiento puede asumir muchas otras formas. El cabezal de tratamiento 500 puede tener cables que se extienden desde el y que van a la unidad de base 130.
En uso, el cabezal ultrasonico 500 se coloca manualmente en contacto con la piel de un paciente. Los tratamientos con ultrasonido se administran a traves del cabezal ultrasonico 500.
Tal como se muestra en la figura 37, un cabezal ultrasonico 500 puede incluir un compartimento inferior 600, o cartucho, y un compartimento superior 510. El compartimento superior 510 esta deseablemente seco y alberga alambres, cables, un conjunto de motor y/u otras caractensticas para un transductor, que esta montado en el compartimento inferior 600. El compartimento inferior 600 preferentemente contiene un fluido, tal como agua desgasificada, usado para acoplar energfa ultrasonica procedente del transductor a y a traves de una ventana flexible 602 ubicada cerca de la parte inferior del compartimento inferior.
En funcionamiento, un tecnico puede balancear el sistema ultrasonico medico 100 adyacente a un paciente. El tecnico puede agarrar y mover el cabezal de tratamiento 500, empunandolo libremente excepto por el cable 116 que conecta el cabezal de tratamiento 500 a la base130. El cabezal ultrasonico 500 esta alineado de modo que la ventana 602 este en contacto con el paciente. El visualizador/IU 102 puede hacerse funcionar para generar un tratamiento o ensayo de diagnostico apropiado. Durante el uso, el transductor montado en el compartimento inferior 600 genera energfa ultrasonica, que puede usarse, por ejemplo, para la destruccion de tejido adiposo, tal como se describe en la solicitud publicada de Estados Unidos No. 2006/0122509.
El conjunto de transductor 900 montado en el compartimento inferior 600 puede asumir diversas formas diferentes, y, en una realizacion, es movil de modo que pueda focalizarse hacia diversas ubicaciones diferentes de la ventana 602, tal como se ha descrito previamente.
Tal como se describe en la seccion de antecedentes de este documento, asf como en el documento US2007- 0238994 A1 titulado "Methods and Apparatus For Coupling a HIFU Transducer To a Skin Surface," puede usarse un agente o fluido de acoplamiento (por ejemplo, agua) entre el cabezal ultrasonico y la piel para reducir o prevenir la atenuacion o reflexion de la energfa ultrasonica emitida por el transductor del cabezal ultrasonico. Con este fin, para potenciar la transmisibilidad entre el cartucho 600 y el cuerpo de un usuario, puede aplicarse un fluido de acoplamiento a la superficie de la piel para hidratar la piel de una manera sustancialmente uniforme. La ventana de transmision 602 puede colocarse a continuacion sobre la piel y presionarse en la superficie de la piel ligeramente para proporcionar contacto a traves de la cara de la ventana flexible con la superficie de la piel.
La figura 38 es un diagrama de bloques de (parte de) un sistema ultrasonico medico con dispersion controlada integrada de fluido de acoplamiento, de acuerdo con una realizacion. El sistema ultrasonico medico 100 incluye un cabezal ultrasonico 500. Acoplado con el cabezal ultrasonico 500 hay uno o mas dispositivos de dispersion de fluido de acoplamiento 582, tales como boquillas de pulverizacion, a traves de las cuales se dispersa fluido de acoplamiento. Se usa un subsistema de control de flujo 584 para controlar la transferencia de fluido de acoplamiento
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desde una fuente 586 de fluido de acoplamiento hasta el uno o mas dispositivos de dispersion de fluido de acoplamiento 582.
En una realizacion, el sistema 100 esta configurado de modo que un doctor, tecnico u otro usuario pueda controlar la dispersion del fluido de refrigeracion mientras sostiene el cabezal ultrasonico en las manos usando un disparador 514 (figura 39) posicionado sobre el compartimento superior 510, y dentro de alcance facil mientras sostiene el cabezal de tratamiento 500. Al dispersar el fluido de refrigeracion distribuido por el sistema flmdico de la unidad de base, el operador puede producir un fluido de acoplamiento viable sin retirar sus manos del cabezal terapeutico, o distraerse mientras echa mano a un dispositivo accesorio para dispersar un fluido de acoplamiento independiente. Por lo tanto, en una realizacion, el fluido de refrigeracion usado dentro del sistema, tambien puede ser un fluido de acoplamiento usado fuera del sistema. El fluido dispersado se denomina fluido de acoplamiento cuando esta fuera (dispersado) del sistema.
El fluido de acoplamiento puede ser aplicado por los dispositivos de dispersion del fluido de acoplamiento 582 pulverizando el fluido de acoplamiento sobre la piel. Por ejemplo, los uno o mas dispositivos de dispersion de fluido de acoplamiento 582 pueden incluir una o mas boquillas de pulverizacion configuradas para dispersar un volumen de agua sobre la piel de un paciente, tal como se ha descrito anteriormente. Las una o mas boquillas de pulverizacion pueden estar posicionadas y orientadas con respecto al cabezal ultrasonico, de modo que puedan pulverizar alrededor del cartucho de transductor para dispersar fluido de acoplamiento sobre la piel del paciente que esta ubicada bajo la ventana flexible cuando el cabezal ultrasonico esta separado ligeramente del paciente. Aunque puede usarse una unica boquilla de pulverizacion, en una realizacion, se usan multiples boquillas de pulverizacion de modo que cada una de las boquillas de pulverizacion necesita solamente estar posicionada y orientada para cubrir una parte de la piel del paciente ubicada bajo la ventana flexible.
Los uno o mas dispositivos de dispersion de fluido 582 tambien pueden estar configurados para introducir fluido de acoplamiento en el espacio entre la ventana flexible 602 y la superficie de la piel, de modo que el fluido de acoplamiento pueda extenderse hacia el exterior uniformemente por accion capilar. En dicha disposicion, las boquillas se usan para dispersar un volumen de fluido de acoplamiento sobre la piel del paciente, de modo que la superficie de la piel este al menos ligeramente humedecida. A medida que el fluido de acoplamiento es pulverizado sobre la superficie de la piel, se forman gotitas y se depositan sobre la piel. En un aspecto, las gotitas siguen siendo pequenas y separadas entre sf, de modo que las gotitas no se combinen entre sf y rueden fuera de la superficie de la piel. Cuando el cartucho 600 se coloca sobre la superficie de la piel hidratada, las gotitas son comprimidas. Las gotitas se rompen y discurren juntas para formar una fina pelfcula de fluido de acoplamiento. La fina pelfcula de fluido de acoplamiento puede ser mantenida en su lugar entre el transductor y la piel por atraccion capilar.
Ademas o en lugar de una o mas boquillas de pulverizacion orientadas tal como se ha descrito anteriormente, el dispositivo de dispersion de fluido 582 puede usar diversos otros enfoques de introduccion de fluido. Por ejemplo, una o mas lmeas de fluido pueden estar posicionadas y orientadas de modo que el fluido de acoplamiento descargado se introduzca en el espacio entre la ventana flexible y la superficie de la piel. Como un ejemplo adicional, puede suministrarse fluido de acoplamiento a un colector periferico que tiene multiples orificios de descarga distribuidos alrededor de la periferia de la ventana flexible. Tambien pueden usarse uno o mas miembros de sellado perifericos para ayudar a retener fluido de acoplamiento entre la ventana flexible y la piel del paciente.
En otra realizacion, si el cabezal ultrasonico 500 se mantiene en estrecha proximidad a una superficie de la piel, el fluido de acoplamiento puede introducirse en el espacio entre la ventana flexible 602 y la superficie de la piel, y el fluido de acoplamiento puede extenderse al exterior uniformemente por accion capilar. Por ejemplo, una boquilla de pulverizacion puede orientarse para pulverizar agua hacia un hueco periferico entre la ventana flexible 602 y la superficie de la piel. La distribucion uniforme puede promoverse balanceando suavemente el cabezal ultrasonico sobre la superficie de la piel para ayudar a empujar al exterior grandes bolsas de aire.
El subsistema de control de flujo 584 puede incluir diversos componentes. Por ejemplo, el subsistema de control de flujo 584 puede incluir una bomba de mano o conmutador accionado con la mano 514 acoplado con el cabezal ultrasonico o puede incluir una bomba de pie o conmutador accionado con el pie posicionado para uso mientras el cirujano o tecnico esta sosteniendo el cabezal ultrasonico. El subsistema de control de flujo puede ser accionado manualmente, tal como mediante una bomba accionada con la mano o el pie. El subsistema de control de flujo 584 puede incluir una combinacion de una o mas bombas electricas, valvulas de control y/o conmutadores de control.
Tambien pueden usarse diversas fuentes 586 de fluido de acoplamiento. Por ejemplo, puede usarse un deposito de fluido de acoplamiento/refrigeracion combinado para contener una cantidad de fluido de acoplamiento/refrigeracion para posterior dispersion sobre la piel de un paciente. Una fuente de fluido de acoplamiento tambien puede ser una imea de suministro de fluido, tal como una lmea de suministro de agua donde se usa agua como el fluido de acoplamiento. Tal como se describira con mas detalle a continuacion, una fuente de fluido de acoplamiento puede incluir un sistema de fluido, tal como un sistema de fluido configurado para usar agua para refrigerar el cabezal ultrasonico.
La figura 39 ilustra un sistema ultrasonico medico 100 que incluye un deposito 208a de fluido de acoplamiento como
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la fuente de fluido de acoplamiento. El sistema ultrasonico 100 incluye una unidad de base 130 y un cabezal ultrasonico 500 que tiene un mango de agarre unico 202. Un deposito 208a de fluido de acoplamiento puede estar ubicado dentro de la unidad de base 130 y acoplado con uno o mas dispositivos de dispersion de fluido de acoplamiento mediante una o mas lmeas 1l6f de fluido de acoplamiento (figura 41). Un subsistema de control de flujo que incluye uno o mas dispositivos de control de flujo, tal como una valvula solenoide y/o una bomba de fluido, puede usarse para controlar la comunicacion fluida entre el deposito y los uno o mas dispositivos de dispersion de fluido. Por ejemplo, cuando el fluido de acoplamiento en el deposito 208a esta presurizado (por ejemplo, a 70-140 kPa manometrica (10-20 psig)), una valvula (por ejemplo, una valvula solenoide) puede usarse para regular la dispersion de fluido de control. Un cable 116 procedente de la unidad de base se muestra con las lmeas de fluido 116f procedentes del cable de interfaz descendiendo al interior de un controlador de fluido 707. Desde el controlador de fluido 707 una lmea de fluido 709 va al pulverizador 582. Pueden usarse multiples lmeas para alimentar multiples pulverizadores. Otras lmeas de fluido que salen del controlador de fluido son la lmea de entrada de fluido para una trayectoria de fluido 704 hasta el dispositivo de refrigeracion 750. Tambien se muestra una lmea de retorno 705 donde agua caliente retorna desde el cartucho al circuito de circulacion de fluido 700. La figura 41 muestra tambien una posible ruta de las lmeas de potencia y coaxiales 116t pasando a traves del conjunto del motor y entrando en el cartucho a traves del centro del brazo de control 578. Como alternativa, las lmeas de potencia y de control para el conjunto de transductor pueden pasar a traves de un conector electrico independiente.
Un conmutador de control, tal como un conmutador momentaneo (es decir, conmutador normalmente abierto donde los contactos encajan solamente mientras se mantienen en la posicion cerrada), puede usarse para activar la valvula solenoide. Un conmutador de control tambien puede usarse para activar una bomba que transfiere fluido de acoplamiento desde el deposito a los uno o mas dispositivos de dispersion de fluido (por ejemplo, boquillas de pulverizacion). Una combinacion de una bomba y una valvula solenoide tambien puede usarse. Bombas accionadas manualmente, tales como bombas accionadas con la mano o con el pie, tambien pueden usarse. Un dispositivo de control de flujo puede estar ubicado dentro del deposito 208a o a lo largo de la lmea 116f de fluido de acoplamiento.
Un conmutador de control puede estar ubicado para uso conveniente por un operador del sistema ultrasonico medico, de modo que el operador no tenga que quitar las manos de los mangos del cabezal ultrasonico. Por ejemplo, el conmutador de control, tal como conmutador momentaneo, puede estar acoplado con uno de los mangos para ser accionable por los pulgares del operador. Como un ejemplo adicional, tambien puede usarse un conmutador de control activado con el pie. Dicho conmutador de control activado con el pie puede estar acoplado con la unidad de base directamente en una ubicacion conveniente, o puede ser una unidad independiente que puede ser posicionada por el operador en una ubicacion conveniente.
En otra realizacion, fluido de acoplamiento extrafdo de un sistema de fluido que tiene otra funcion para el dispositivo 100 puede ser pulverizado sobre la piel para uso como un fluido de acoplamiento. Por ejemplo, puede extraerse agua desde un sistema de refrigeracion y pulverizarse sobre la piel del paciente para uso como un fluido de acoplamiento. Por ejemplo, dicho sistema de refrigeracion puede estar configurado para hacer circular agua de refrigeracion entre un intercambiador de calor ubicado dentro del cabezal ultrasonico y un intercambiador de calor externo. El agua de refrigeracion puede absorber calor desde el cabezal ultrasonico y liberar el calor en el intercambiador de calor externo. Despues de absorber calor desde el cabezal ultrasonico, el agua de refrigeracion puede estar a una temperatura en la que puede ser pulverizada sobre la piel de un paciente sin causar incomodidad (es decir, no demasiado fna y no demasiado caliente). El sistema de refrigeracion puede estar acoplado con un deposito de suministro o lmea de suministro para rellenar el sistema de refrigeracion para cualquier agua de refrigeracion dispersada. Pueden usarse otros sistemas de fluido.
La figura 40 es un diagrama de bloques de (parte de) un sistema ultrasonico medico 100, de acuerdo con una realizacion, que tiene un sistema de fluido 208 a partir del cual puede obtenerse el fluido de acoplamiento. Similar al sistema ultrasonico medico 100 descrito anteriormente, el sistema ultrasonico medico 100 incluye un cabezal ultrasonico 500, uno o mas dispositivos de dispersion 582 de fluido de acoplamiento acoplados con el cabezal ultrasonico y un subsistema de control de flujo 584 que se usa para controlar la transferencia de fluido de acoplamiento procedente del sistema de fluido 208 hasta los uno o mas dispositivos de dispersion de fluido 582 (figura 41). El sistema de fluido 208 puede ser cualquier sistema de fluido que contiene un fluido de acoplamiento (por ejemplo, agua), tal como un sistema de refrigeracion que esta configurado para usar agua para refrigerar el cabezal ultrasonico para disipar el calor generado por el transductor ultrasonico. Los uno o mas dispositivos de dispersion 582 de fluido de acoplamiento y el subsistema de control de flujo 584 pueden incluir diversos componentes y configuraciones, tales como los descritos anteriormente con referencia al sistema ultrasonico medico 100 (mostrado en la figura 39).
La figura 44A es una vista en perspectiva de un cabezal de tratamiento ultrasonico 500 que tiene boquillas de pulverizacion integradas 582, de acuerdo con una realizacion. Las boquillas de pulverizacion integradas 582 pueden estar distribuidas alrededor del cabezal de tratamiento ultrasonico 500 y orientadas para dispersar fluido de acoplamiento tal como se ha descrito anteriormente. Aunque se muestran dos boquillas de pulverizacion 582, pueden usarse una o mas boquillas de pulverizacion 582. Por ejemplo, pueden usarse cuatro boquillas de pulverizacion con cada lado del cabezal ultrasonico 582 que tiene una boquilla de pulverizacion 582 dispuesta sobre el. Una boquilla de pulverizacion 582 puede estar posicionada y orientada para dispersar fluido de acoplamiento
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mediante un patron de pulverizacion 70. Tal como se ha descrito anteriormente, los uno o mas patrones de pulverizacion 70 pueden usarse para dispersar y/o en introducir fluido de acoplamiento sobre la piel del paciente ubicada debajo de la ventana flexible 602 cuando la ventana flexible 602 se mantiene adyacente a la piel del paciente. En una realizacion, los uno o mas patrones de pulverizacion 70 estan configurados de modo que cubran completamente el area de la piel debajo de la ventana flexible 602 cuando la ventana flexible esta separada una distancia predeterminada de la piel del paciente.
La figura 44B proporciona una realizacion de alineamiento del cabezal terapeutico 500 a lmeas de rejilla trazadas sobre el cuerpo del paciente, tal como se describe a continuacion. El cabezal terapeutico puede proyectar marcadores de alineamiento mediante luces grna 4402, 4404 sobre la piel del paciente en forma de lmeas de interseccion 4406, 4408, usando laseres, luces LED u otros elementos que proyectan luz. Dichos elementos son facilmente disponibles y pueden incorporarse sobre el exterior del cabezal terapeutico para producir un indicador grna para el usuario. La fuente de luz puede presentarse directamente sobre la piel del paciente o a traves de un dispositivo reflectante (tal como un reflector oscilante usado algunas veces con un laser para producir una lmea de escaneo visual).
La figura 42 es una vista en perspectiva de un cabezal de tratamiento ultrasonico 500 que tiene una o mas boquillas de pulverizacion 582 dispuestas dentro de los mangos 584, de acuerdo con una realizacion. Una boquilla de pulverizacion 582 puede estar dispuesta en una region de un mango 584 que esta descentrado respecto al cabezal terapeutico ultrasonico 500, de modo que el patron de pulverizacion 86 pueda dirigirse hacia la piel del paciente ubicada bajo la ventana flexible 602 cuando el cabezal ultrasonico se mantiene adyacente a la piel del paciente. Dicha orientacion puede ayudar a reducir la cantidad de movimiento del cabezal ultrasonico desde su posicion durante la aplicacion de fluido de acoplamiento hasta su posicion durante el tratamiento ultrasonico o el ensayo de diagnostico. El cabezal ultrasonico puede moverse en contacto con la piel despues de que el fluido de acoplamiento ha sido aplicado. Las una o mas boquillas de pulverizacion 582 pueden estar ubicadas y orientadas de modo que los patrones de pulverizacion resultantes 86 no afecten a las manos del cirujano o tecnico mientras esta sujetando el cabezal ultrasonico por los mangos 584.
La figura 43 es una vista en perspectiva de un cabezal de tratamiento ultrasonico 500 que tiene una o mas boquillas de pulverizacion descentradas 592, de acuerdo con una realizacion. Las una o mas boquillas de pulverizacion 592 pueden estar descentradas respecto al cabezal de tratamiento ultrasonico 500, tal como por medio de uno o mas conductos 594. Tal como se ha indicado anteriormente, con dicho descentramiento, las una o mas boquillas de pulverizacion 592 pueden estar orientadas para dar como resultado uno o mas patrones de pulverizacion 96 que reducen la cantidad de movimiento del cabezal ultrasonico desde su posicion durante la aplicacion de fluido de acoplamiento hasta su posicion durante el tratamiento ultrasonico o ensayo de diagnostico. Los conductos de pulverizacion pueden ser fijos o retractiles.
Para alinear el cabezal de tratamiento 500 sobre el cuerpo de un paciente, un facultativo puede realizar en primer lugar un patron de lmeas directrices sobre la piel del paciente. El patron de lmeas directrices forma una o mas areas de sitio. Las lmeas directrices permiten a un facultativo o usuario colocar el cabezal de tratamiento sobre el paciente y proceder de manera ordenada para tratar el volumen deseado de tejido debajo de las lmeas directrices. Las lmeas directrices descritas en el presente documento se crean usando uno de varios modelos 800 de lmeas directrices (figura 45). El cabezal de tratamiento 500 puede incluir marcadores de alineamiento bien en el cartucho 600 y/o en el compartimento superior 510, de modo que el usuario pueda alinear el cabezal terapeutico 500 con las lmeas directrices sobre el paciente. Los marcadores de alineamiento pueden estar ubicados sobre los lados del cabezal terapeutico en lugar de las esquinas.
En un aspecto del cabezal terapeutico ensamblado, usando las caractensticas de los lados del cabezal de tratamiento 600 como la caractenstica de alineamiento del cabezal de tratamiento permite a un usuario tratar areas de tamano variable que son menores que la superficie ocupada del cabezal terapeutico sobre la piel del paciente. Si se traza una rejilla completa sobre el paciente, entonces la separacion de las lmeas de la rejilla no tiene que alinearse con el tamano de la cara del cabezal de tratamiento (siempre que sean mas pequenas que el area tratable del cabezal de tratamiento si no se desean espacios entre sitios). En efecto, el alineamiento es aproximadamente la interseccion de las lmeas horizontales y verticales de la rejilla en lugar del area abarcado por las lmeas. Esto permite que un cabezal de tratamiento dado con su area de cabezal e tratamiento ffsico no tenga que coincidir con el area de tratamiento que el usuario puede desear. Otra manera de decirlo es que un area (tamano) del cabezal de tratamiento dado puede usarse con multiples modelos de tamano de rejilla basandose en el area y la forma de la region de tratamiento deseada. Se muestran dos ejemplos en las figuras 46 y 47 con la figura 47 que tiene la rejilla siendo del mismo tamano que el cabezal de tratamiento, mientras que la figura 46 tiene el area del sitio que es aproximadamente % del area del cabezal de tratamiento. Por supuesto, otras variaciones son posibles, pero no se representan para prevenir que la aplicacion sea larga.
La propia rejilla es muy rapida y facil de trazar en comparacion con esquinas de marcado. Con lmeas se termina como Numeros de lmeas trazadas = (filas + 1) + (columnas + 1). Con esquinas se termina con Numero de esquinas = (filas + 1) * (columnas + 1). De este modo, por ejemplo, con 4 filas por 5 columnas de area de la rejilla de tratamiento se tienen 11 lmeas que trazar frente a 30 esquinas. Un modelo ejemplar 800 se muestra en la figura 45.
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El modelo 800 incluye lmeas directrices paralelas 808 que permiten a un usuario trazar lmeas 806 sobre un paciente. Como ejemplo, el usuario puede trazar un conjunto de lmeas paralelas, hacer girar el modelo 800 noventa grados, y a continuacion trazar un segundo conjunto de lmeas que cruzan el primer conjunto de lmeas. Los dos conjuntos de lmeas forman entonces una rejilla, tal como uno de los patrones de rejilla mostrados en las figuras 46 o 47.
Si areas de sitio variables y diversos modelos estan disponibles para marcar lmeas directrices, entonces puede ser deseable minimizar la probabilidad de que un usuario cometa un error marcando una rejilla de tamano sobre el paciente y a continuacion configure el sistema para tratar un sitio de tamano diferente. Para minimizar esta probabilidad, una caractenstica que el sistema puede leer podna estar embebida en el modelo. Entones, despues de que el usuario marque al paciente, estos presentanan a continuacion el modelo al sistema para que este lea la caractenstica, que puede ser un area de sitio marcado, por ejemplo, para configurar la maquina para coincidir con las marcas del paciente. Esta caractenstica podna implementarse con un codigo de barras embebido 802 en el modelo de marcado 800 o con identificadores de tipo identificacion por radiofrecuencia (RFID) embebidos en el modelo. En cualquier caso, el usuario "escaneana" el modelo en el sistema para permitir introducir la pantalla de tratamiento para configurar el sistema para la correcta area de sitio.
En uso, un usuario coloca el modelo 800 sobre un paciente, marca las lmeas de rejilla 806 en una direccion usando las lmeas directrices 808, hace girar el modelo noventa grados, y marca un segundo conjunto de lmeas directrices 806. De este modo, se forma una rejilla. El usuario alinea a continuacion las caractensticas laterales sobre el cabezal de tratamiento 600 con dos lmeas transversales. El centro del cabezal de tratamiento 600 esta alineado, de este modo, donde se cruzan dos lmeas directrices.
Si se proporciona, el codigo de barras 802 u otra caractenstica puede ser escaneada o introducida de otro modo en el sistema despues de que se apliquen las lmeas de rejilla 806. De esta manera, los ajustes del cabezal de tratamiento 600 pueden hacerse coincidir con una rejilla.
En una realizacion, el usuario es capaz de definir adicionalmente el area de tratamiento usando una herramienta de tratamiento definida por el usuario. Esta realizacion proporciona un sistema ultrasonico medico que tiene la unidad de base con los componentes electronicos del sistema, la interfaz del usuario y los componentes electronicos de control de ultrasonido descritos anteriormente. El cabezal terapeutico ultrasonico esta en comunicacion electronica con la unidad de base, el cabezal terapeutico tiene un transductor ultrasonico focalizado de alta intensidad (HIFU) dispuesto dentro de el.
La interfaz del usuario puede incluir una interfaz de pantalla tactil. La pantalla tactil puede detectar selecciones del menu, y dibujos sin manos realizados usando un lapiz optico o apendice del usuario. Una operacion de coordinacion coordina los disenos de dibujos sin manos y proporciona datos a los componentes electronicos de control de ultrasonido de modo que un usuario pueda definir zonas de tratamiento seguras o "no seguras" a traves de dibujos sin manos y permitir que los componentes electronicos de control de ultrasonido distingan zonas de tratamiento seguras frente a no seguras durante un regimen terapeutico.
Los componentes electronicos de control de ultrasonido pueden impedir que el transductor emita energfa ultrasonica al interior de las zonas “no seguras” controlando bien la emision de energfa ultrasonica por el transductor, o el control del motor para mover el transductor. En una realizacion, los componentes electronicos de control de ultrasonido controlan una unidad de impulso del motor e impiden que la unidad de impulso del motor mueva el transductor de HIFU sobra las zonas de tratamiento “no seguras”. En otra realizacion, los componentes electronicos de control de ultrasonido controlan el funcionamiento del transductor de HIFU e impiden que el transductor de HIFU emita energfa de HIFU sobre las zonas de tratamiento “no seguras”. En una tercera realizacion, los componentes electronicos de control de ultrasonido impiden el movimiento sobre la zona no segura, e impiden el disparo del transductor sobre las zonas “no seguras”, y selecciona una o la otra dependiendo del tamano y la forma de la zona “no segura” para selecci9onar la opcion mas eficiente para el funcionamiento del sistema. Pueden usarse variaciones y/o combinaciones de estas realizaciones.
En otra realizacion, el sistema tiene un escaner para registrar lmeas a partir del cuerpo de un paciente, definiendo las lmeas un area de tratamiento y un area no de tratamiento. El sistema puede detectar a traves de un metodo de deteccion preprogramado en el escaner, cuales son zonas de tratamiento seguras y no seguras. Esto puede conseguirse usando diferentes colores en las areas de tratamiento seguras frente a no seguras (por ejemplo verde y rojo), o usando otros indicadores que el escaner es capaz de detectar y correlacionar con un metodo de deteccion preprogramado.
La figura 48 es un diagrama de bloques simplificado de un sistema informatico ejemplar 4000 de acuerdo con realizaciones. El sistema informatico normalmente incluye al menos un procesador 4060 que comunica con una serie de dispositivos perifericos mediante un subsistema de bus 4062. Estos dispositivos perifericos pueden incluir un subsistema de almacenamiento 4064, que comprende un subsistema de memoria 4066 y un subsistema de almacenamiento de archivos 4068, dispositivos de entrada de interfaz del usuario 4070, dispositivos de salida de interfaz del usuario 4072, y un subsistema de interfaz de red 4074. El subsistema de interfaz de red 4074
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proporciona una interfaz a una red de comunicacion 4075 para comunicacion con otros dispositivos de imaginolog^a, bases de datos, o similares.
El procesador 4060 ejecuta el funcionamiento del sistema informaticos 4000 usando instrucciones de ejecucion almacenadas en el subsistema de memoria 4066 junto con cualquier entrada de datos de un operador. Dichos datos pueden ser, por ejemplo, entrada a traves de dispositivos de entrada de interfaz del usuario 4070, tales como la interfaz grafica del usuario. De este modo, el procesador 4060 puede incluir un area de ejecucion en la que se cargan instrucciones de ejecucion desde la memoria. Estas instrucciones de ejecucion haran entonces que el procesador 4060 envfe comandos al sistema informatico 4000, que, a su vez, controla el funcionamiento de los componentes electronicos de control de ultrasonido. Aunque descrito como un "procesador" en esta descripcion y en todas las reivindicaciones, las funciones del procesador pueden ser realizadas por multiples procesadores en un ordenador o distribuidos entre varios ordenadores.
Los dispositivos de entrada de interfaz del usuario 4070 pueden incluir un teclado, dispositivos indicadores tales como un raton, bola rastreadora, panel tactil o tableta grafica, un escaner, pedales, un joystick, una pantalla tactil incorporada en el visualizador, dispositivos de entrada de audio tales como sistemas de reconocimiento de voz, microfonos, y otros tipos de dispositivos de entrada. En general, el uso del termino "dispositivo de entrada" pretende incluir diversos dispositivos convencionales y propios y maneras de introducir informacion en el sistema informatico. Dichos dispositivos de entrada se usaran a menudo para descargar un codigo ejecutable por ordenador a partir de una red informatica o un medio de almacenamiento tangible que materializa etapas o instrucciones de programacion para cualquiera de los metodos de la presente invencion.
Los dispositivos de salida de interfaz del usuario 4072 pueden incluir un subsistema de visualizacion, una impresora, una maquina de fax, o visualizadores no visuales tales como dispositivos de salida de audio. El subsistema de visualizacion puede ser un tubo de rayos catodicos (CRT), un dispositivo de panel plano tales como una pantalla de cristal lfquido (LCD), un dispositivo de proyeccion, o similares. El subsistema de visualizacion tambien puede proporcionar presentacion no visual tal como mediante dispositivos de salida de audio. En general, el uso de la expresion "dispositivo de salida" pretende incluir diversos dispositivos convencionales y propios y manera de emitir informacion desde el sistema informatico hasta un usuario.
El subsistema de almacenamiento 4064 almacena la programacion basica y construcciones de datos que proporcionan la funcionalidad de las diversas realizaciones. Por ejemplo, base de datos y modulos que implementan la funcionalidad de realizaciones descritas en el presente documento pueden almacenarse en el subsistema de almacenamiento 4064. Estos modulos de software son ejecutados generalmente por el procesador 4060. En una realizacion distribuida, los modulos de software pueden almacenarse en una memoria de una pluralidad de sistemas informaticos y ser ejecutados por procesadores de la pluralidad de sistemas informaticos. El subsistema de almacenamiento 4064 normalmente comprende un subsistema de memoria 4066 y un subsistema de almacenamiento de archivos 4068.
El subsistema de memoria 4066 normalmente incluye una serie de memorias que incluyen una memoria de acceso aleatorio (RAM) principal 4076 para el almacenamiento de instrucciones y datos durante la ejecucion del programa y una memoria de solo lectura (ROM) 4078 en la que se almacenan instrucciones fijas. El subsistema de almacenamiento de archivos 4068 proporciona almacenamiento persistente (no volatil) para archivos de programa y de datos, y pueden incluir una unidad de disco duro, chips de memoria no volatiles re-escribibles (tales como memoria Flash), una unidad de disco flexible junto con medios amovibles asociados, una unidad memoria de solo lectura digital compacta (CD-ROM), una unidad optica, DVD, CD-R, CD-RW, o cartuchos o discos de medios amovibles. Una o mas de las unidades pueden estar ubicadas en ubicaciones remotas en otros ordenadores conectados en otros sitios acoplados al sistema informatico. Las bases de datos y los modulos que implementan la funcionalidad de la presente invencion tambien pueden ser almacenadas por el subsistema de almacenamiento de archivos 4068. El subsistema de almacenamiento de archivos puede tener descripciones de directorio y archivo para acceder a los archivos, o puede almacenar datos sin descripciones y dependen de las bases de datos y los modulos del sistema para ubicar los datos.
El subsistema de bus 4062 proporciona un mecanismo para dejar que los diversos componentes y subsistemas del sistema informatico se comuniquen entre sf tal como se pretende. No es necesario que los diversos subsistemas y componentes del sistema informatico esten en la misma ubicacion ffsica sino que pueden estar distribuidos en diversas ubicaciones dentro de una red distribuida. Aunque el subsistema de bus 4062 se muestra esquematicamente como un unico bus, realizaciones alternativas del subsistema de bus pueden utilizar multiples buses.
El propio sistema informatico 4000 puede ser de tipos variables incluyendo un ordenador personal, un ordenador portatil, una estacion de trabajo, un terminal informatico, un ordenador en red, un modulo en una placa de circuitos, un ordenador central, o cualquier otro sistema de procesamiento de datos. Debido a la naturaleza siempre cambiante de ordenadores y redes, la descripcion del sistema informatico representado en la figura 48 se pretende solamente como un ejemplo espedfico para fines de ilustrar una realizacion. Son posibles muchas otras configuraciones del sistema informatico que tienen mas o menos componentes que el sistema informatico
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representado en la figura 48.
La figura 49 ilustra esquematicamente una pluralidad de modulos 4080 que pueden llevar a cabo realizaciones. Los modulos 4080 pueden ser modulos de software, modulos de hardware, o una combinacion de los mismos. Si los modulos son modulos de software, los modulos se materializaran en un medio legible por ordenador y son procesados por un procesador 4060 en cualquiera de los sistemas informaticos de la presente invencion.
Un primer modulo es un modulo de interfaz 4100 de pantalla tactil. El modulo de interfaz de pantalla tactil recibe datos de la pantalla tactil, por ejemplo, el dispositivo de entrada de interfaz del usuario 4070, tal como se ha descrito anteriormente. Ademas, el modulo de interfaz de pantalla tactil puede estar configurado para recibir datos del cuerpo 4102 y/o informacion del contorno/mapeo 4104.
La informacion procedente del modulo de interfaz de pantalla tactil es enviada a un modulo de tratamiento 4106. El modulo de tratamiento 4106 genera informacion de tratamiento y envfa esa informacion a un modulo de control de ultrasonido 4108, que, a su vez, controla los componentes electronicos de ultrasonido para el dispositivo.
Los modulos 4080 estan disenados de modo que un operador pueda introducir informacion en una interfaz de pantalla tactil, que esta, a su vez, recibida por el modulo de interfaz 4100 de pantalla tactil. La pantalla tactil puede detectar selecciones del menu y dibujos sin manos u otro contacto establecido con la pantalla tactil realizado usando bien un lapiz optico o un dedo del usuario.
Por ejemplo, en la figura 50, se muestra un visualizador 4110 para una pantalla tactil. En el visualizador, se proporcionan selecciones del menu en forma de un boton de tratar 4112 y un boton de no tratar 4114. Estas selecciones del menu pueden proporcionarse en la pantalla tactil 4110 o mediante otro dispositivo de seleccion. Ademas, los elementos de seleccion pueden llamarse algo mas, tales como zonas "seguras" y "no seguras" o pueden usar alguna otra terminologfa.
El modulo de interfaz de pantalla tactil utiliza los datos del cuerpo 4102 para visualizar una imagen o representacion del cuerpo del usuario, mostrado mediante el numero de referencia 4116 en el visualizador 4110 de pantalla tactil. En las realizaciones mostradas en los dibujos, solamente se muestra una parte del abdomen de un usuario, pero puede representarse una parte mas grande del cuerpo.
El modulo de interfaz 4100 de pantalla tactil puede acceder a la informacion del contorno/mapeo 4104 y superponer esa informacion sobre la imagen del cuerpo 4116. Por ejemplo, una rejilla 4118 puede superponerse sobre el usuario. Esta rejilla puede corresponder a una rejilla que es trazada sobre el paciente o proyectada sobre el paciente.
En cualquier caso, el visualizador 4110 de pantalla tactil muestra algun tipo de representacion del cuerpo de un paciente 4116 y proporciona alguna informacion de mapeo o de rejilla que permite la correlacion entre el cuerpo del paciente y zonas de tratamiento pretendidas sobre el cuerpo. Los escaneres, informacion de rayos X, fotograffas, datos de rejilla u otra informacion pueden usarse para coordinar entre los datos del cuerpo 4102 y la informacion del contorno/mapeo 4104.
La figura 51 muestra etapas para proporcionar informacion de tratamiento al modulo de control de ultrasonido 4108 de acuerdo con realizaciones. Comenzando en la etapa 4130, una imagen del cuerpo, tal como la imagen 4116, se visualiza para el usuario. Esta visualizacion tambien puede incluir la informacion del contorno/mapeo 4104, tal como visualizando la rejilla 4118.
En la etapa 4132, el sistema recibe entrada del usuario respecto a un tratamiento deseado. Por ejemplo, el usuario puede pulsar el boton de tratar 4112 y a continuacion pasa el dedo por una parte de la pantalla donde se desea tratamiento. El usuario puede tambien o como alternativa tocar el boton de no tratar 4114 y a continuacion seleccionar algunas areas para las cuales no se desea tratamiento. Como ejemplo, el usuario puede seleccionar un area de las costillas de un paciente para no tener tratamiento, y un area que tiene un elevado porcentaje de grasa subcutanea para el tratamiento.
En la etapa 4134, se genera un plan de tratamiento, y ese plan de tratamiento es enviado al modulo de control de ultrasonido en 4136. El modulo de control de ultrasonido puede utilizar a continuacion esa informacion para hacer funcionar el cabezal terapeutico y/o el dispositivo de tratamiento de ultrasonido de forma consecuente, tal como encendiendo y apagando el transductor de acuerdo con areas seleccionadas por el usuario, o haciendo que el transductor evite areas no de tratamiento. El tratamiento selectivo de areas particulares se describe con mas detalle en los siguientes parrafos.
La figura 52 ilustra esquematicamente modulos 4150 para proporcionar un tratamiento variable a diferentes areas de un usuario de acuerdo con realizaciones. Por "variable", se entiende que el tratamiento puede ser administrado a algunas areas y no a otras, y/o puede administrarse mas tratamiento o dosificacion a algunas areas que a otras. El tratamiento puede ser variable para un unico posicionamiento del cabezal terapeutico. De este modo, incluso
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aunque el cabezal terapeutico siga siendo estacionario, areas tratadas con el cabezal terapeutico pueden recibir dosificaciones variadas, o ninguna en absoluto.
Un modulo de datos del paciente 4152 proporciona datos del paciente, tales como los datos del cuerpo 4102 y/o la informacion del contorno/mapeo 4104, a un modulo de tratamiento de sitio parcial 4154. El modulo de tratamiento de sitio parcial genera un plan de tratamiento y proporciona ese plan de tratamiento al modulo de control de ultrasonido 4156, que, a su vez, controla los componentes electronicos de control de ultrasonido del dispositivo.
Como ejemplo, el cabezal terapeutico puede estar disenado para barrer sobre un area tal como 25 mm por 25 mm (1 por 1 pulgada), y el modulo de tratamiento de sitio parcial 4154 puede instruir al transductor que no se mueva sobre las areas que se indica que no tienen tratamiento y que se mueva sobre y proporcione dosificacion a las areas que se indica que tienen tratamiento. Como alternativa, el transductor puede pasar sobre todas las areas, y el modulo de tratamiento de sitio parcial 4154 puede instruir al transductor que emita energfa sobre zonas de tratamiento, e impida la emision de energfa sobre las areas que se indica que no tienen tratamiento.
Como ejemplo, tal como se muestra en la figura 53, un sitio de tratamiento 4160 incluye dos zonas no de tratamiento 4162, 4164, y una zona de tratamiento 4166. Tal como se ha indicado anteriormente, a medida que el cabezal terapeutico se coloca sobre el area 4160, el transductor puede bien no desplazarse a las zonas no de tratamiento 4162, 4164, o bien no emitir en estas zonas. El cabezal terapeutico se desplazara a y tratara la zona de tratamiento 4166.
La figura 54 muestra etapas para establecer un tratamiento parcial de un area de acuerdo con realizaciones. El proceso comienza en 4202, donde el paciente es evaluado por un profesional medico. El profesional medico marca ifmites de cada zona de tratamiento planificada en la etapa 4204. Estos lfmites pueden marcarse en un usuario o pueden proporcionarse mediante la interfaz de pantalla tactil tal como se ha descrito anteriormente.
En la etapa 4206, el area de tratamiento se divide en sitios de tratamiento que representan ubicaciones en las que se colocara el cabezal terapeutico. Estos sitios de tratamiento pueden representar una serie de cuadros, que pueden representarse como una rejilla sobre el paciente, tal como se ha definido anteriormente.
En la etapa 4208, se realiza una determinacion de si han sido tratados todos los sitios. En caso afirmativo, el proceso termina. En caso negativo, el proceso se ramifica a la etapa 4210, donde se realiza una determinacion de si todo el sitio siguiente es tratado con un unico nivel de dosis. En caso afirmativo, el proceso de ramifica a la etapa 4214, donde el siguiente sitio es tratado. El proceso se ramifica a continuacion de vuelta a la etapa 4208. Si todo el siguiente sitio no es tratado a una dosis; es decir, parte de el es tratada y parte no lo es, entonces la etapa 4210 se ramifica a la etapa 4212, donde se lleva a cabo tratamiento del sitio parcial, tal como se ha descrito anteriormente con respecto a las figuras 52 y 53. El proceso se ramifica a continuacion de vuelta a la etapa 4208.
Puede entenderse que el proceso descrito anteriormente tambien puede usarse para tratar algunos lugares en el sitio mas que otros. Por ejemplo, en el sitio 4160 mostrado en la figura 53, una o mas de las regiones 4162, 4164, y/o 4166 pueden tener una unica dosis de energfa, mientras que otras pueden tener dos o mas dosis, o la potencia de dosificacion puede variar respecto a los lfmites. En cualquier evento, el modulo de tratamiento de sitio parcial 4154 puede proporcionar instrucciones apropiadas al modulo de control de ultrasonido 4156.
La figura 55 muestra un metodo para tratamiento de sitio parcial de acuerdo con realizaciones. Comenzando en la etapa 4232, basandose en los lfmites en el area de tratamiento (es decir, los lfmites definidos para el tratamiento de todo el paciente, no solamente para la ubicacion del sitio del cabezal terapeutico particular), los lfmites son determinados para un sitio de cabezal terapeutico. Esto se realiza mediante las etapas 4234 y 4236, donde los lfmites estan definidos de forma interactiva dentro del sitio, y a continuacion los lfmites se actualizan y se visualizan dentro del sitio. El proceso interactivo puede producirse, por ejemplo, mediante la pantalla tactil 4110. Estos lfmites forman las regiones dentro del sitio, tal como se define con respecto a la figura 53. En las etapas 4238 y 4240, se definen las dosificaciones dentro de las regiones definidas por los lfmites. Este proceso puede realizarse al mismo tiempo que se establecen los lfmites. Estas dosificaciones se definen de forma interactiva en la etapa 4238 y se actualizan y visualizan en la etapa 4240. En la etapa 4242, el tratamiento se activa. El tratamiento seleccionado se produce en la etapa 4244.
La figura 56 muestra un metodo para proporcionar tratamiento selectivo en un sitio de acuerdo con realizaciones. En los metodos mostrados en la figura 56, el transductor se mueve sobre todas las ubicaciones bajo el cabezal terapeutico, pero la dosificacion se modifica en ubicaciones, apagando y encendiendo el transductor, o modificando la dosificacion segun se desee. Comenzando en la etapa 4262, se realiza una determinacion de en que puntos en un patron de escaneo se cruzanan los lfmites. Es decir, en que puntos se cruzanan los lfmites entre areas de tratamiento y no de tratamiento (o, tal como se ha descrito anteriormente, se cruzanan lfmites del nivel de dosis variados).
En la etapa 4264, el transductor se mueve a traves del sitio en su patron de escaneo normal (es decir, como si se fuera a tratar todo el sitio). En la etapa 4266, se realiza una determinacion de si el sitio esta completo. En caso
afirmativo, el proceso ha terminado. En caso negativo, entonces se realiza una determinacion en la etapa 4268 de si se ha cruzado un lfmite. En caso negativo, el proceso se ramifica de vuelta a la etapa 4264, donde el transductor continua moviendose a traves del sitio. Si se cruza un lfmite, la etapa 4268 se ramifica a la etapa 4270, donde se ajusta la dosificacion procedente del transductor (por ejemplo, apagado o encendido, o aumentado o disminuido, tal 5 como se ha descrito anteriormente) y el proceso se ramifica a continuacion de vuelta a la etapa 4264, donde el transductor continua escaneando el sitio.
La figura 57 muestra otro metodo para el tratamiento selectivo en un sitio de cabezal terapeutico de acuerdo con realizaciones. En los metodos mostrados en la figura 57, el patron de escaneo se modifica para proporcionar
10 tratamiento selectivo. De este modo, si un area no debe tratarse, el transductor puede saltarse esa area.
Comenzando en la etapa 4292, se crea un patron de escaneo para cada region de dosificacion en el sitio. En la etapa 4294, se establecen la dosificacion y el patron para la siguiente region. El transductor se mueve a traves de la region en un patron de escaneo para esa region en la etapa 4296. En la etapa 4298, se realiza una determinacion de si el sitio esta completo. En caso afirmativo, entonces el proceso esta terminado. En caso negativo, entonces se
15 realiza una determinacion en la etapa 4300 de si la region esta completa. En caso negativo, entonces el proceso se
ramifica de vuelta a la etapa 4296, y en caso afirmativo, entonces el proceso se ramifica de vuelta a la etapa 4294. El proceso continua hasta que el sitio esta completo.
De este modo, aunque la invencion es susceptible a diversas modificaciones y construcciones alternativas, cierta 20 realizacion ilustrada de la misma se muestra en los dibujos y se ha descrito en detalle anteriormente. Debe entenderse, sin embargo, que no existe intencion de limitar la invencion a la forma o formas espedficas desveladas, sino que, por el contrario, la intencion es cubrir todas las modificaciones, construcciones alternativas, y equivalentes que estan dentro del alcance de la invencion, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (12)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un cartucho (600) para uso con un cabezal terapeutico ultrasonico (500), incluyendo el cabezal terapeutico ultrasonico (500) un cuerpo (510) con un primer conector electrico (538), un primer conector de fluido (560), y un segundo conector de fluido (562), comprendiendo el cartucho (600):
    un recinto sellado, el recinto sellado configurado para ser montable de forma amovible en el cuerpo (510), y teniendo el recinto sellado un interior y una ventana acustica (602);
    un segundo conector electrico (638) configurado para ser conectable de forma amovible al primer conector electrico (538);
    un transductor ultrasonico focalizado de alta intensidad (900) montado en el interior y en comunicacion electrica con el segundo conector electrico (538), el transductor focalizado de alta intensidad (900) configurado y dispuesto, cuando el cartucho (600) esta conectado al cuerpo (510), para suministrar energfa ultrasonica focalizada de alta intensidad a traves de la ventana acustica (602) cuando el transductor focalizado de alta intensidad (900) recibe energfa mediante el primer conector electrico (538) y el segundo conector electrico (638);
    un lfquido de acoplamiento sellado dentro del recinto sellado; y un intercambiador de calor (614, 750) que tiene un tercer conector de fluido conectable de forma amovible al primer conector de fluido (560) y un cuarto conector de fluido conectable de forma amovible al segundo conector de fluido (562) y el intercambiador de calor (614, 750) configurado para recibir a su traves, cuando el cartucho (600) esta montado en el cuerpo (510), un flujo de fluido de refrigeracion mediante los primer, segundo, tercer y cuarto conectores de fluido, el flujo de fluido de refrigeracion para refrigerar el lfquido de acoplamiento;
    estando el cartucho (600) configurado de modo que el cartucho (600) sea montable en el cuerpo (510), con el primer conector electrico (538) conectando al segundo conector electrico (638), el primer conector de fluido (560) conectando al tercer conector de fluido, y el segundo conector de fluido (562) conectando al cuarto conector de fluido sin retirar el transductor focalizado de alta intensidad (900) del recinto sellado caracterizado por que el intercambiador de calor (614, 750) esta montado en el interior del recinto sellado.
  2. 2. El cartucho (600) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el lfquido de acoplamiento comprende una solucion de sal y acuosa.
  3. 3. El cartucho (600) de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que la sal comprende cloruro calcico.
  4. 4. El cartucho (600) de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que la solucion comprende aproximadamente el 21 % en peso de cloruro calcico.
  5. 5. El cartucho (600) de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que el agua es agua desgasificada.
  6. 6. El cartucho (600) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que:
    el transductor focalizado de alta intensidad (900) esta montado para movimiento en el interior del recinto sellado; y el transductor focalizado de alta intensidad (900) es conectable de forma amovible a una unidad impulsora del motor del cuerpo (510), cuando el cuerpo (510) esta montado en el cartucho (600) de modo que el transductor focalizado de alta intensidad (900) pueda ser movido por la unidad impulsora del motor cuando esta conectado a ella.
  7. 7. El cartucho (600) de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que uno del transductor focalizado de alta intensidad (900) y la unidad impulsora del motor comprende un vastago, el otro de la unidad impulsora del motor y el transductor focalizado de alta intensidad (900) comprende un rebaje, y el vastago encaja en el rebaje cuando el transductor focalizado de alta intensidad (900) esta conectado a la unidad impulsora del motor.
  8. 8. El cartucho (600) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el cartucho (600) comprende un compensador de presion mecanico en conexion fluida con el interior del recinto sellado, el compensador configurado para permitir la adaptacion a la variacion de presion en el interior of el recinto sellado.
  9. 9. El cartucho (600) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el cartucho (600) comprende plastico.
  10. 10. El cartucho (600) de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que el cartucho (600) comprende polieterimida.
  11. 11. El cartucho (600) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el cuerpo (510) comprende un sistema de refrigeracion que esta montado en el cuerpo (510) y que, cuando esta conectado al intercambiador de calor (614, 750), esta configurado para encaminar el fluido de refrigeracion a traves del intercambiador de calor (614, 750).
  12. 12. El cartucho (600) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el lfquido de acoplamiento esta separado por el intercambiador de calor (614, 750) del fluido de refrigeracion.
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