ES2900626T3

ES2900626T3 - Dispositivos y métodos para la terapia de ultrasonido multifocal

Info

Publication number: ES2900626T3
Application number: ES14760810T
Authority: ES
Inventors: Charles D Emery
Original assignee: Ulthera Inc
Current assignee: Ulthera Inc
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2022-03-17
Anticipated expiration: 2034-02-28
Also published as: WO2014137835A1; US10420960B2; PL2964327T3; AU2019203187A1; JP6655130B2; EP3988168A1; IL274174B; PH12015501999A1; CN113648551A; AU2021200937A1; US20230158337A1; TWI832354B; CA2902063C; KR102221798B1; TW202245707A; CN104027893A; DK2964327T3; AU2014226239B2; TW201900117A; PH12015501999B1

Abstract

Un sistema de tratamiento estético por ultrasonidos (20) para crear múltiples puntos de enfoque con un transductor de ultrasonidos (280), que comprende: una sonda ultrasónica que comprende un transductor de ultrasonido (280), que tiene un único elemento de transducción de ultrasonido que comprende un material piezoeléctricamente activo que tiene una pluralidad de porciones configuradas para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal con al menos uno del grupo que consiste en modulación en amplitud, polarización y desplazamiento de fase; y un módulo de control (300) acoplado a la sonda ultrasónica para controlar el transductor ultrasónico (280), en donde la pluralidad de localizaciones se posiciona en una secuencia sustancialmente lineal dentro de una zona de tratamiento cosmético, el transductor de ultrasonido está configurado para crear múltiples puntos de coagulación térmica en el tejido de manera sustancialmente simultánea mediante la aplicación del ultrasonido terapéutico con cada punto de coagulación térmica individual separado de los puntos de coagulación térmica vecinos por un espaciamiento de tratamiento, en donde, para crear los múltiples puntos de coagulación térmica sustancialmente de forma simultánea mediante modulación en amplitud, la pluralidad de porciones está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente de una segunda amplitud, en donde para crear los múltiples puntos de coagulación térmica sustancialmente de forma simultánea por desplazamiento de fase, la pluralidad de porciones está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente a una segunda fase, y en donde la pluralidad de porciones está configurada para crear una pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico correspondientes en respuesta a un campo eléctrico aplicado al transductor de ultrasonidos.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivos y métodos para la terapia de ultrasonido multifocal

Campo

Varias realizaciones de la presente invención se refieren generalmente a tratamientos no invasivos basados en energía para lograr efectos cosméticos. Por ejemplo, algunas realizaciones se refieren generalmente a dispositivos, sistemas y métodos para proporcionar múltiples puntos de tratamiento de ultrasonidos o zonas de enfoque para realizar varios tratamientos y/o procedimientos de formación de imágenes de forma segura y eficaz. Algunas realizaciones se refieren a dividir un haz de terapia de ultrasonidos en dos, tres, cuatro o más zonas focales para realizar diversos tratamientos y/o procedimientos de formación de imágenes con modulación y/o multifase. Algunas realizaciones se refieren a dividir un haz de terapia de ultrasonidos en dos, tres, cuatro o más zonas focales para realizar diversos tratamientos y/o procedimientos de formación de imágenes con técnicas de polarización. En varias realizaciones se proporcionan dispositivos y métodos para dirigir la terapia de ultrasonidos a múltiples puntos de enfoque en procedimientos cosméticos y/o médicos.

Descripción de la técnica relacionada

Muchos procedimientos cosméticos implican procedimientos invasivos que pueden requerir cirugía invasiva. Los pacientes no solo tienen que soportar semanas de tiempo de recuperación, sino que también deben someterse con frecuencia a procedimientos anestésicos riesgosos para tratamientos estéticos. Los documentos US 2002/082528 A1, US 2009/230823 A1, US 2005/240127 A1 y US 2012/016239 A1 divulgan la técnica anterior relevante relacionada con los dispositivos y métodos de enfoque por ultrasonidos.

Resumen

Aunque se han divulgado tratamientos basados en energía con fines cosméticos y médicos, el solicitante no conoce ningún procedimiento, además del propio trabajo del solicitante, que logre con éxito un efecto estético utilizando ultrasonidos dirigidos y precisos para producir un resultado cosmético visible y eficaz a través de una vía térmica, dividiendo un haz de terapia de ultrasonido en dos, tres, cuatro o más zonas focales para realizar varios tratamientos y/o procedimientos de formación de imágenes. El alcance de la invención está definido por las reivindicaciones independientes adjuntas 1 y 11. Otras realizaciones preferidas se describen en las reivindicaciones dependientes. En varias realizaciones descritas en la presente descripción, el ultrasonido no invasivo se usa para lograr uno o más de los siguientes efectos: un estiramiento facial, un estiramiento de cejas, un estiramiento de mentón, un tratamiento para los ojos, una reducción de arrugas, una reducción de cicatrices, un tratamiento de quemaduras, una eliminación de tatuajes, una eliminación de venas, una reducción de las venas, un tratamiento de las glándulas sudoríparas, un tratamiento de la hiperhidrosis, una eliminación de las manchas solares, un tratamiento del acné, una reducción de las espinillas. El tratamiento del escote se proporciona en varias realizaciones. En otra realización, el dispositivo se puede usar en tejido adiposo (por ejemplo, grasa). En otra realización, el sistema, dispositivo y/o método puede aplicarse en el área genital (por ejemplo, rejuvenecimiento vaginal y/o estiramiento vaginal, tal como para tensar el tejido de soporte de la vagina).

De acuerdo con varias realizaciones, un sistema y/o método de tratamiento cosmético por ultrasonido puede producir de forma no invasiva zonas de tratamiento cosmético únicas o múltiples y/o puntos de coagulación térmica donde el ultrasonido se enfoca en una o más localizaciones en una región de tratamiento en el tejido debajo de una superficie de la piel. Algunos sistemas y métodos proporcionan tratamiento cosmético en diferentes lugares del tejido, tal como a diferentes profundidades, alturas, anchos y/o posiciones. En una realización, un método y sistema comprenden un sistema transductor de profundidad múltiple configurado para proporcionar tratamiento con ultrasonido a más de una región de interés, tal como entre al menos dos de una región de interés de tratamiento profundo, una región de interés superficial y/o una región subcutánea de interés. En una realización, un método y un sistema comprenden un sistema transductor configurado para proporcionar tratamiento con ultrasonido a más de una región de interés, tal como entre al menos dos puntos en varias localizaciones (por ejemplo, a una profundidad, altura, ancho, orientación, etc.) en una región de interés en el tejido. Algunas realizaciones pueden dividir un haz para enfocar en dos, tres, cuatro o más puntos focales (por ejemplo, puntos focales múltiples, puntos multifocales) para zonas de tratamiento cosmético y/o para obtener imágenes en una región de interés en el tejido. La posición de los puntos focales se puede posicionar axial, lateralmente o de cualquier otra manera dentro del tejido. Algunas realizaciones se pueden configurar para el control espacial, tal como por la localización de un punto de enfoque, cambiando la distancia de un transductor a una superficie reflectante y/o cambiando los ángulos de energía focalizados o desfocalizados a la región de interés, y/o configurarse el para control temporal, tal como controlando cambios en la frecuencia, amplitud de excitación y sincronización del transductor. En algunas realizaciones, la posición de múltiples zonas de tratamiento o puntos focales con polarización, polarización fásica, polarización bifásica y/o polarización multifásica. En algunas realizaciones, la posición de múltiples zonas de tratamiento o puntos focales con fase, tal como en una realización, fase eléctrica. Como resultado, los cambios en la localización de la región de tratamiento, el número, la forma, el tamaño y/o el volumen de las zonas de tratamiento o lesiones en una región de interés, así como las condiciones térmicas, pueden controlarse dinámicamente a lo largo del tiempo.

De acuerdo con varias realizaciones, un sistema y/o método de tratamiento cosmético con ultrasonido puede crear múltiples zonas de tratamiento cosmético usando una o más de modulación de fase, polarización, acústica no lineal y/o transformadas de Fourier para crear cualquier patrón espacial periódico con una o múltiples porciones de ultrasonidos. En una realización, un sistema administra simultánea o secuencialmente zonas de tratamiento únicas o múltiples usando polarización a nivel cerámico. En una realización, un patrón de polarización es función de la profundidad focal y la frecuencia, y el uso de funciones pares o impares. En una realización, se puede utilizar un proceso en dos o más dimensiones para crear cualquier patrón espacial periódico. En una realización, un haz de ultrasonidos se divide axial y lateralmente para reducir significativamente el tiempo de tratamiento mediante el uso de acústica no lineal y transformadas de Fourier. En una realización, la modulación de un sistema y la modulación en amplitud de una cerámica o un transductor pueden usarse para colocar múltiples zonas de tratamientos en el tejido, de forma secuencial o simultánea.

En una realización, un sistema de tratamiento e imagen estético incluye una sonda ultrasónica que incluye un transductor de ultrasonido configurado para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal con al menos uno del grupo que consiste en polarización de modulación en amplitud y desplazamiento de fase. En una realización, el sistema incluye un módulo de control acoplado a la sonda ultrasónica para controlar el transductor ultrasónico.

En varias realizaciones, la pluralidad de localizaciones se posiciona en una secuencia sustancialmente lineal dentro de una zona de tratamiento cosmético. En una realización, un primer conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una primera zona de tratamiento cosmético y un segundo conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una segunda zona de tratamiento cosmético, la primera zona es diferente de la segunda zona. En una realización, la primera zona de tratamiento cosmético incluye una secuencia sustancialmente lineal del primer conjunto de localizaciones y la segunda zona de tratamiento cosmético incluye una secuencia sustancialmente lineal del segundo conjunto de localizaciones. En una realización, el transductor de ultrasonido está configurado para aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud por lo que una pluralidad de porciones del transductor de ultrasonido está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda amplitud. En una realización, el transductor de ultrasonido está configurado para aplicar el desplazamiento de fase de la terapia ultrasónica de manera que una pluralidad de porciones del transductor de ultrasonido está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente de una segunda fase. En una realización, el transductor de ultrasonido está configurado para aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud de manera que una pluralidad de porciones del transductor de ultrasonido está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda amplitud y aplicar un desplazamiento de fase de terapia ultrasónica de manera que una pluralidad de porciones del transductor ultrasónico están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente de una segunda fase. En una realización, la pluralidad de fases incluye valores de fase discretos. En una realización, el transductor de ultrasonidos incluye material piezoeléctrico y la pluralidad de porciones del transductor de ultrasonidos están configuradas para crear una pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico correspondientes en respuesta a un campo eléctrico aplicado al transductor de ultrasonidos. En una realización, la pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico incluye al menos una de expansión del material piezoeléctrico y contracción del material piezoeléctrico. En una realización, al menos una porción del transductor ultrasónico está configurada para emitir terapia ultrasónica a dos o más amplitudes de intensidad acústica, y en donde la amplitud de la terapia ultrasónica emitida por al menos una porción del piezoeléctrico varía con el tiempo. En una realización, el sistema también incluye un mecanismo de movimiento configurado para programarse para proporcionar un espaciado variable entre la pluralidad de zonas de tratamiento cosmético individuales. En una realización, una secuencia de zonas de tratamiento cosmético individuales tiene un espaciamiento de tratamiento en un intervalo de aproximadamente 0,01 mm a aproximadamente 25 mm. En varias realizaciones, el tratamiento ultrasónico es al menos uno de un estiramiento facial, un estiramiento de cejas, un estiramiento de mentón, un tratamiento de ojos, una reducción de arrugas, una reducción de cicatrices, un tratamiento de quemaduras, una eliminación de tatuajes, un estiramiento de la piel, una eliminación de venas, una reducción de venas, un tratamiento de una glándula sudorípara, un tratamiento de hiperhidrosis, una eliminación de manchas solares, un tratamiento de grasas, un rejuvenecimiento vaginal y un tratamiento del acné En una realización, el transductor ultrasónico está configurado para proporcionar una potencia acústica de la terapia ultrasónica en un intervalo de entre aproximadamente 1 W a aproximadamente 100 W y una frecuencia de aproximadamente 1 MHz a aproximadamente 10 MHz para calentar térmicamente el tejido y provocar la coagulación.

En una realización, un sistema de tratamiento e imagen estético para uso en tratamiento cosmético incluye: una sonda ultrasónica y un módulo de control. La sonda ultrasónica incluye un primer conmutador que controla operativamente una función de imagen ultrasónica para proporcionar una imagen ultrasónica, un segundo conmutador que controla operativamente una función de tratamiento ultrasónico para proporcionar un tratamiento ultrasónico, y un mecanismo de movimiento configurado para dirigir el tratamiento ultrasónico en al menos una secuencia de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales. En una realización, el sistema también incluye un módulo transductor. En una realización, el módulo transductor está configurado tanto para la formación de imágenes ultrasónicas como para el tratamiento ultrasónico. En una realización, el módulo transductor está configurado para acoplarse a la sonda ultrasónica. En una realización, el módulo transductor incluye un transductor de ultrasonidos configurado para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal. En una realización, el módulo transductor está configurado para acoplarse operativamente a al menos uno del primer conmutador, el segundo conmutador y el mecanismo de movimiento. En una realización, el módulo de control incluye un procesador y un visualizador para controlar el módulo transductor.

En varias realizaciones, la pluralidad de localizaciones se posiciona en una secuencia sustancialmente lineal dentro de una zona de tratamiento cosmético. En una realización, un primer conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una primera zona de tratamiento cosmético y un segundo conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una segunda zona de tratamiento cosmético, la primera zona es diferente de la segunda zona. En una realización, la primera zona de tratamiento cosmético incluye una secuencia sustancialmente lineal del primer conjunto de localizaciones y la segunda zona de tratamiento cosmético incluye una secuencia sustancialmente lineal del segundo conjunto de localizaciones. En una realización, el módulo transductor está configurado para aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud de manera que una pluralidad de porciones del módulo transductor está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda amplitud. En una realización, el módulo transductor está configurado para aplicar un desplazamiento de fase de terapia ultrasónica de manera que una pluralidad de porciones del módulo transductor están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente de una segunda fase. En una realización, el módulo transductor está configurado para aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud de manera que una pluralidad de porciones del módulo transductor está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda amplitud. En una realización, el módulo transductor está configurado para aplicar un desplazamiento de fase de terapia ultrasónica de manera que una pluralidad de porciones del módulo transductor están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente de una segunda fase. En una realización, la pluralidad de fases incluye valores de fase discretos. En una realización, el módulo transductor está configurado para que el módulo transductor incluya material piezoeléctrico y la pluralidad de porciones del módulo transductor está configurada para crear una pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico correspondientes en respuesta a un campo eléctrico aplicado al módulo transductor. En una realización, la pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico incluye al menos una de expansión del material y contracción del material. En una realización, al menos una porción del módulo transductor está configurada para emitir terapia ultrasónica a dos o más amplitudes de intensidad acústica, y en donde la amplitud de la terapia ultrasónica emitida por la al menos una porción del módulo transductor varía con el tiempo. En una realización, el mecanismo de movimiento está configurado para programarse para proporcionar un espaciado variable entre una pluralidad de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales. En una realización, una secuencia de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales tiene un espaciamiento de tratamiento en un intervalo de aproximadamente 0,01 mm a aproximadamente 25 mm. En una realización, el primer y segundo conmutadores incluyen botones o teclas operados por el usuario. En una realización, al menos uno del primer conmutador y el segundo conmutador se activa por el módulo de control. En una realización, la función de tratamiento es al menos una de un estiramiento facial, un estiramiento de cejas, un estiramiento de mentón, un tratamiento de ojos, una reducción de arrugas, una reducción de cicatrices, un tratamiento de quemaduras, una eliminación de tatuajes, un estiramiento de la piel, una eliminación de venas, una reducción de venas, un tratamiento de una glándula sudorípara, un tratamiento de hiperhidrosis, una eliminación de manchas solares, un tratamiento de grasas, un rejuvenecimiento vaginal y un tratamiento del acné. En una realización, el módulo transductor está configurado para proporcionar una potencia acústica de la terapia ultrasónica en un intervalo de entre aproximadamente 1 W a aproximadamente 100 W y una frecuencia de aproximadamente 1 MHz a aproximadamente 10 MHz para calentar térmicamente el tejido y provocar la coagulación.

En una realización, un sistema de tratamiento incluye un dispositivo de control que controla operativamente una función de tratamiento ultrasónico para proporcionar un tratamiento ultrasónico y un detector de mano configurada para dirigir el tratamiento ultrasónico en una secuencia de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales. En una realización, el detector de mano incluye un transductor configurado para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una localización a una profundidad focal, la localización posicionada dentro de una zona de tratamiento cosmético térmico, en donde el transductor está configurado además para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones en la profundidad focal.

En una realización, un método para realizar un procedimiento cosmético incluye acoplar un módulo transductor con una sonda ultrasónica, en donde la sonda ultrasónica incluye un primer conmutador para controlar la formación de imágenes acústicas, en donde la sonda ultrasónica incluye un segundo conmutador para controlar la terapia acústica para provocar una pluralidad de zonas de tratamiento cosmético individuales, en donde la sonda ultrasónica incluye un mecanismo de movimiento para proporcionar el espaciado deseado entre las zonas de tratamiento cosmético individuales. En una realización, el método incluye poner en contacto el módulo transductor con la superficie de la piel de un sujeto. En una realización, el método incluye activar el primer conmutador de la sonda ultrasónica para obtener una imagen acústica, con el módulo transductor, de una región debajo de la superficie de la piel. En una realización, el método incluye activar el segundo conmutador en la sonda ultrasónica para tratar acústicamente, con el módulo transductor, la región debajo de la superficie de la piel en una secuencia deseada de zonas de tratamiento cosmético individuales que es controlada por el mecanismo de movimiento, en donde el módulo transductor incluye un transductor de ultrasonidos configurado para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal.

En una realización, un sistema de tratamiento incluye un dispositivo de control que controla operativamente una función de tratamiento ultrasónico para proporcionar un tratamiento ultrasónico, y un detector de mano configurado para dirigir el tratamiento ultrasónico en una secuencia de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales. En una realización, el detector de mano incluye un transductor configurado para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal.

En una realización, el uso de un sistema de formación de imágenes y de tratamiento estético es para el tratamiento cosmético no invasivo de la piel.

De acuerdo con varias realizaciones, un sistema de tratamiento de ultrasonido estético para crear múltiples puntos de enfoque con un transductor de ultrasonido incluye una sonda ultrasónica que comprende un transductor de ultrasonido configurado para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal con al menos uno de los grupo que consiste en polarización de modulación en amplitud y desplazamiento de fase, y un módulo de control acoplado a la sonda ultrasónica para controlar el transductor ultrasónico.

En una realización, el transductor de ultrasonidos comprende un único elemento de transducción de ultrasonidos. En una realización, la pluralidad de localizaciones se posiciona en una secuencia sustancialmente lineal dentro de una zona de tratamiento cosmético. En una realización, un primer conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una primera zona de tratamiento cosmético y un segundo conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una segunda zona de tratamiento cosmético, la primera zona es diferente de la segunda zona. En una realización, la primera zona de tratamiento cosmético comprende una secuencia sustancialmente lineal del primer conjunto de localizaciones y la segunda zona de tratamiento cosmético comprende una secuencia sustancialmente lineal del segundo conjunto de localizaciones.

En una realización, el transductor de ultrasonido está configurado para aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud de manera que una pluralidad de porciones del transductor de ultrasonido está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda amplitud. En una realización, el transductor de ultrasonido está configurado para aplicar el desplazamiento de fase de la terapia ultrasónica de manera que una pluralidad de porciones del transductor de ultrasonido está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente de una segunda fase. En una realización, el transductor de ultrasonido está configurado para aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud de manera que una pluralidad de porciones del transductor de ultrasonido está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda amplitud y aplicar un desplazamiento de fase de terapia ultrasónica de manera que una pluralidad de porciones del transductor ultrasónico están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente de una segunda fase. En una realización, la pluralidad de fases comprende valores de fase discretos. En una realización, el transductor de ultrasonidos comprende material piezoeléctrico y la pluralidad de porciones del transductor de ultrasonidos están configuradas para crear una pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico correspondientes en respuesta a un campo eléctrico aplicado al transductor de ultrasonidos. En una realización, la pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico comprende al menos una de expansión del material piezoeléctrico y contracción del material piezoeléctrico. En una realización, al menos una porción del transductor ultrasónico está configurada para emitir terapia ultrasónica a dos o más amplitudes de intensidad acústica, y en donde la amplitud de la terapia ultrasónica emitida por al menos una porción del piezoeléctrico varía con el tiempo.

En una realización, el sistema incluye además un mecanismo de movimiento configurado para programarse para proporcionar un espaciado variable entre la pluralidad de zonas de tratamiento cosmético individuales. En una realización, una secuencia de zonas de tratamiento cosmético individuales tiene un espaciamiento de tratamiento en un intervalo de aproximadamente 0,01 mm a aproximadamente 25 mm.

En varias realizaciones, el tratamiento ultrasónico es al menos uno de un estiramiento facial, un estiramiento de cejas, un estiramiento de mentón, un tratamiento de ojos, una reducción de arrugas, una reducción de cicatrices, un tratamiento de quemaduras, una eliminación de tatuajes, un estiramiento de la piel, una eliminación de venas, una reducción de venas, un tratamiento de una glándula sudorípara, un tratamiento de hiperhidrosis, una eliminación de manchas solares, un tratamiento de grasas, un rejuvenecimiento vaginal y un tratamiento del acné

En una realización, el transductor ultrasónico está configurado para proporcionar una potencia acústica de la terapia ultrasónica en un intervalo de entre aproximadamente 1 W a aproximadamente 100 W y una frecuencia de aproximadamente 1 MHz a aproximadamente 10 MHz para calentar térmicamente el tejido y provocar la coagulación.

De acuerdo con varias realizaciones, un sistema de tratamiento estético para uso en tratamiento cosmético para crear múltiples puntos focales con un transductor de ultrasonido incluye una sonda ultrasónica que incluye un primer conmutador que controla operativamente una función de imagen ultrasónica para proporcionar una imagen ultrasónica, un segundo conmutador que controla operativamente una función de tratamiento ultrasónico para proporcionar un tratamiento ultrasónico, y un mecanismo de movimiento configurado para dirigir el tratamiento ultrasónico en al menos una secuencia de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales. El sistema incluye un módulo transductor configurado para aplicar terapia ultrasónica con al menos uno del grupo que consiste en polarización de modulación en amplitud y desplazamiento de fase, en donde el módulo transductor está configurado para imágenes ultrasónicas y tratamiento ultrasónico, en donde el módulo transductor está configurado para acoplarse a la sonda ultrasónica, en donde el módulo transductor comprende un transductor ultrasónico configurado para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal, en donde el módulo transductor está configurado para acoplarse operativamente a al menos uno del primer conmutador, el segundo conmutador y el mecanismo de movimiento, y un módulo de control, en donde el módulo de control comprende un procesador y un visualizador para controlar el módulo transductor.

En una realización, la pluralidad de localizaciones se posiciona en una secuencia sustancialmente lineal dentro de una zona de tratamiento cosmético. En una realización, un primer conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una primera zona de tratamiento cosmético y un segundo conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una segunda zona de tratamiento cosmético, la primera zona es diferente de la segunda zona. En una realización, la primera zona de tratamiento cosmético comprende una secuencia sustancialmente lineal del primer conjunto de localizaciones y la segunda zona de tratamiento cosmético comprende una secuencia sustancialmente lineal del segundo conjunto de localizaciones.

En una realización, el módulo transductor está configurado para aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud de manera que una pluralidad de porciones del módulo transductor está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda amplitud. En una realización, el módulo transductor está configurado para aplicar un desplazamiento de fase de terapia ultrasónica de manera que una pluralidad de porciones del módulo transductor están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente de una segunda fase. En una realización, el módulo transductor está configurado para aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud de manera que una pluralidad de porciones del módulo transductor está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda amplitud y aplicar el desplazamiento de fase de terapia ultrasónica de manera que una pluralidad de porciones del módulo transductor están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente de una segunda fase. En una realización, la pluralidad de fases comprende valores de fase discretos. En una realización, el módulo transductor comprende material piezoeléctrico y la pluralidad de porciones del módulo transductor están configuradas para crear una pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico correspondientes en respuesta a un campo eléctrico aplicado al módulo transductor. En una realización, la pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico comprende al menos una de expansión del material y contracción del material. En una realización, al menos una porción del módulo transductor está configurada para emitir terapia ultrasónica a dos o más amplitudes de intensidad acústica, y en donde la amplitud de la terapia ultrasónica emitida por la al menos una porción del módulo transductor varía con el tiempo.

En una realización, el mecanismo de movimiento está configurado para programarse para proporcionar un espaciado variable entre una pluralidad de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales. En una realización, una secuencia de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales tiene un espaciamiento de tratamiento en un intervalo de aproximadamente 0,01 mm a aproximadamente 25 mm. En una realización, el primer y segundo conmutadores comprenden botones o teclas operados por el usuario. En una realización, al menos uno del primer conmutador y el segundo conmutador se activa por el módulo de control.

En una realización, la función de tratamiento es al menos una de un estiramiento facial, un estiramiento de cejas, un estiramiento de mentón, un tratamiento de ojos, una reducción de arrugas, una reducción de cicatrices, un tratamiento de quemaduras, una eliminación de tatuajes, un estiramiento de la piel, una eliminación de venas, una reducción de venas, un tratamiento de una glándula sudorípara, un tratamiento de hiperhidrosis, una eliminación de manchas solares, un tratamiento de grasas, un rejuvenecimiento vaginal y un tratamiento del acné

En una realización, el módulo transductor está configurado para proporcionar una potencia acústica de la terapia ultrasónica en un intervalo de entre aproximadamente 1 W a aproximadamente 100 W y una frecuencia de aproximadamente 1 MHz a aproximadamente 10 MHz para calentar térmicamente el tejido y provocar la coagulación.

De acuerdo con diversas realizaciones, un sistema de tratamiento incluye un dispositivo de control que controla operativamente una función de tratamiento ultrasónico para proporcionar un tratamiento ultrasónico, y un detector de mano configurada para dirigir el tratamiento ultrasónico en una secuencia de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales. El detector de mano incluye un transductor configurado para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una localización a una profundidad focal, la localización posicionada dentro de una zona de tratamiento cosmético térmico, en donde el transductor está configurado además para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones en la profundidad focal.

De acuerdo con varias realizaciones, un método para realizar un procedimiento cosmético no invasivo en la piel mediante la creación de múltiples puntos focales con un único transductor incluye acoplar un módulo transductor con una sonda ultrasónica, en donde la sonda ultrasónica comprende un primer conmutador para controlar la imagen acústica, en donde la sonda ultrasónica comprende un segundo conmutador para controlar la terapia acústica para provocar una pluralidad de zonas de tratamiento cosmético individuales, en donde la sonda ultrasónica comprende un mecanismo de movimiento para proporcionar el espaciado deseado entre las zonas de tratamiento cosmético individuales, poner en contacto el módulo transductor con la superficie de la piel del sujeto, activar el primer conmutador en la sonda ultrasónica para obtener una imagen acústica, con el módulo transductor, una región debajo de la superficie de la piel, y activar el segundo conmutador en la sonda ultrasónica para tratar acústicamente, con el módulo transductor, la región debajo de la superficie de la piel en una secuencia deseada de zonas de tratamiento cosmético individuales que está controlada por el mecanismo de movimiento, en donde el módulo transductor comprende un único transductor de ultrasonidos configurado para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal.

De acuerdo con varias realizaciones, un sistema de tratamiento estético para crear múltiples puntos focales en el tejido con un transductor de ultrasonido incluye un dispositivo de control que controla operativamente una función de tratamiento ultrasónico para proporcionar un tratamiento ultrasónico, y un detector de mano configurada para dirigir el tratamiento ultrasónico en una secuencia de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales. El detector de mano incluye un transductor configurado para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal. De acuerdo con varias realizaciones, el uso de un sistema de tratamiento estético es para el tratamiento cosmético no invasivo de la piel.

De acuerdo con varias realizaciones, un sistema de tratamiento de ultrasonido estético para crear múltiples puntos de enfoque con un transductor de ultrasonido incluye una sonda ultrasónica que comprende un transductor de ultrasonido configurado para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal con al menos uno de los grupo que consiste en polarización de modulación en amplitud y desplazamiento de fase, y un módulo de control acoplado a la sonda ultrasónica para controlar el transductor ultrasónico. En una realización, el transductor de ultrasonido está configurado para aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud de manera que una pluralidad de porciones del transductor de ultrasonido está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda amplitud. En una realización, el transductor de ultrasonido está configurado para aplicar el desplazamiento de fase de la terapia ultrasónica de manera que una pluralidad de porciones del transductor de ultrasonido está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente de una segunda fase. En una realización, el transductor de ultrasonido está configurado para aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud de manera que una pluralidad de porciones del transductor de ultrasonido está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda amplitud y aplicar un desplazamiento de fase de terapia ultrasónica de manera que una pluralidad de porciones del transductor ultrasónico están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente de una segunda fase. En una realización, la pluralidad de fases comprende valores de fase discretos. En una realización, el transductor de ultrasonidos comprende material piezoeléctrico y la pluralidad de porciones del transductor de ultrasonidos están configuradas para crear una pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico correspondientes en respuesta a un campo eléctrico aplicado al transductor de ultrasonidos. En una realización, la pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico comprende al menos una de expansión del material piezoeléctrico y contracción del material piezoeléctrico. En una realización, al menos una porción del transductor ultrasónico está configurada para emitir terapia ultrasónica a dos o más amplitudes de intensidad acústica, y en donde la amplitud de la terapia ultrasónica emitida por al menos una porción del piezoeléctrico varía con el tiempo. En varias realizaciones, el tratamiento ultrasónico es al menos uno de un estiramiento facial, un estiramiento de cejas, un estiramiento de mentón, un tratamiento de ojos, una reducción de arrugas, una reducción de cicatrices, un tratamiento de quemaduras, una eliminación de tatuajes, un estiramiento de la piel, una eliminación de venas, una reducción de venas, un tratamiento de una glándula sudorípara, un tratamiento de hiperhidrosis, una eliminación de manchas solares, un tratamiento de grasas, un rejuvenecimiento vaginal y un tratamiento del acné

De acuerdo con varias realizaciones, un sistema de tratamiento estético para uso en tratamiento cosmético para crear múltiples puntos focales con un transductor de ultrasonido incluye una sonda ultrasónica que incluye un primer conmutador que controla operativamente una función de imagen ultrasónica para proporcionar una imagen ultrasónica, un segundo conmutador que controla operativamente una función de tratamiento ultrasónico para proporcionar un tratamiento ultrasónico, y un mecanismo de movimiento configurado para dirigir el tratamiento ultrasónico en al menos una secuencia de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales. El sistema incluye un módulo transductor configurado para aplicar terapia ultrasónica con al menos uno del grupo que consiste en polarización de modulación en amplitud y desplazamiento de fase, en donde el módulo transductor está configurado para imágenes ultrasónicas y tratamiento ultrasónico, en donde el módulo transductor está configurado para acoplarse a la sonda ultrasónica, en donde el módulo transductor comprende un transductor ultrasónico configurado para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal, en donde el módulo transductor está configurado para acoplarse operativamente a al menos uno del primer conmutador, el segundo conmutador y el mecanismo de movimiento, y un módulo de control, en donde el módulo de control comprende un procesador y un visualizador para controlar el módulo transductor. En una realización, el módulo de ultrasonidos comprende un único transductor de ultrasonidos. En una realización, el módulo de ultrasonidos comprende un único elemento de transducción de ultrasonidos. En una realización, el módulo de ultrasonidos comprende un único transductor de ultrasonidos que comprende un único elemento de transducción. En una realización, la pluralidad de localizaciones se posiciona en una secuencia sustancialmente lineal dentro de una zona de tratamiento cosmético. En una realización, un primer conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una primera zona de tratamiento cosmético y un segundo conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una segunda zona de tratamiento cosmético, la primera zona es diferente de la segunda zona. En una realización, la primera zona de tratamiento cosmético comprende una secuencia sustancialmente lineal del primer conjunto de localizaciones y la segunda zona de tratamiento cosmético comprende una secuencia sustancialmente lineal del segundo conjunto de localizaciones. En una realización, el módulo transductor está configurado para aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud de manera que una pluralidad de porciones del módulo transductor está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda amplitud. En una realización, el módulo transductor está configurado para aplicar un desplazamiento de fase de terapia ultrasónica de manera que una pluralidad de porciones del módulo transductor están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente de una segunda fase. En una realización, el módulo transductor está configurado para aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud de manera que una pluralidad de porciones del módulo transductor está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda amplitud y aplicar el desplazamiento de fase de terapia ultrasónica de manera que una pluralidad de porciones del módulo transductor están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente de una segunda fase. En una realización, la pluralidad de fases comprende valores de fase discretos. En una realización, el módulo transductor comprende material piezoeléctrico y la pluralidad de porciones del módulo transductor están configuradas para crear una pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico correspondientes en respuesta a un campo eléctrico aplicado al módulo transductor. En una realización, la pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico comprende al menos una de expansión del material y contracción del material. En una realización, al menos una porción del módulo transductor está configurada para emitir terapia ultrasónica a dos o más amplitudes de intensidad acústica, y en donde la amplitud de la terapia ultrasónica emitida por la al menos una porción del módulo transductor varía con el tiempo. En una realización, el mecanismo de movimiento está configurado para programarse para proporcionar un espaciado variable entre una pluralidad de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales. En una realización, una secuencia de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales tiene un espaciamiento de tratamiento en un intervalo de aproximadamente 0,01 mm a aproximadamente 25 mm. En una realización, el primer y segundo conmutadores comprenden botones o teclas operados por el usuario. En una realización, al menos uno del primer conmutador y el segundo conmutador se activa por el módulo de control. En una realización, la función de tratamiento es al menos una de un estiramiento facial, un estiramiento de cejas, un estiramiento de mentón, un tratamiento de ojos, una reducción de arrugas, una reducción de cicatrices, un tratamiento de quemaduras, una eliminación de tatuajes, un estiramiento de la piel, una eliminación de venas, una reducción de venas, un tratamiento de una glándula sudorípara, un tratamiento de hiperhidrosis, una eliminación de manchas solares, un tratamiento de grasas, un rejuvenecimiento vaginal y un tratamiento del acné

En una realización, un sistema de tratamiento y formación de imágenes estéticas para su uso en tratamiento cosmético incluye una sonda ultrasónica configurada para formación de imágenes ultrasónicas y tratamiento ultrasónico del tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal. En una realización, la sonda incluye un módulo transductor configurado para acoplarse a la sonda ultrasónica, en donde el módulo transductor comprende un transductor ultrasónico configurado para aplicar una terapia ultrasónica al tejido en la pluralidad de localizaciones en la profundidad focal. En una realización, un primer conmutador controla operativamente una función de formación de imágenes ultrasónicas para proporcionar una formación de imágenes ultrasónicas. En una realización, un segundo conmutador controla operativamente una función de tratamiento ultrasónico para proporcionar la terapia ultrasónica. En una realización, un mecanismo de movimiento está configurado para dirigir el tratamiento ultrasónico en al menos una secuencia de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales, en donde el módulo transductor está configurado para acoplarse operativamente a al menos uno del primer conmutador, el segundo conmutador y el movimiento mecanismo. En una realización, el módulo de control comprende un procesador y un visualizador para controlar el módulo transductor. En una realización, el módulo es extraíble. Por ejemplo, algunas realizaciones no limitantes de transductores se pueden configurar para una profundidad de tejido de 1,5 mm, 3 mm, 4,5 mm, 6 mm, menos de 3 mm, entre 1,5 mm y 3 mm, entre 1,5 mm y 4.5 mm, más de más de 4,5 mm, más de 6 mm, y en cualquier lugar en los intervalos de 0,1 mm -3 mm, 0,1 mm -4.5 mm, 0,1 mm - 25 mm, 0,1 mm -100 mm, y cualquier profundidad en los mismos.

En varias realizaciones, la pluralidad de localizaciones se posiciona en una secuencia sustancialmente lineal dentro de una zona de tratamiento cosmético. En una realización, un primer conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una primera zona de tratamiento cosmético y un segundo conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una segunda zona de tratamiento cosmético, la primera zona es diferente de la segunda zona. En una realización, la primera zona de tratamiento cosmético comprende una secuencia sustancialmente lineal del primer conjunto de localizaciones y la segunda zona de tratamiento cosmético comprende una secuencia sustancialmente lineal del segundo conjunto de localizaciones. En una realización, el módulo transductor está configurado para aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud de manera que el módulo transductor comprende una pluralidad de porciones que están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda. amplitud. En una realización, el módulo transductor está configurado para aplicar el desplazamiento de fase de terapia ultrasónica de manera que el módulo transductor comprende una pluralidad de porciones que están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente a una segunda fase.

En una realización, un mecanismo de movimiento es un mecanismo de movimiento. En varias realizaciones, un mecanismo de movimiento está configurado para mover un transductor dentro de un módulo o una sonda. En una realización, un transductor está sujeto por un soporte de transductor. En una realización, el soporte del transductor incluye un manguito que se mueve a lo largo de cojinetes que restringen el movimiento, tales como cojinetes lineales, específicamente, una barra (o eje) para asegurar un movimiento lineal repetible del transductor. En una realización, el manguito es un casquillo estriado que evita la rotación alrededor de un eje estriado, pero es apropiada cualquier guía para mantener la trayectoria del movimiento.

En una realización, el soporte del transductor es accionado por un mecanismo de movimiento, que puede estar localizado en un detector de mano o en un módulo, o en una sonda. En una realización, un mecanismo de movimiento 400 incluye uno o más de un yugo escocés, un miembro de movimiento y un acoplamiento magnético. En una realización, el acoplamiento magnético ayuda a mover el transductor. Un beneficio de un mecanismo de movimiento es que proporciona un uso más eficiente, exacto y preciso de un transductor de ultrasonido, con fines de formación de imágenes y/o terapia. Una ventaja que tiene este tipo de mecanismo de movimiento sobre las matrices fijas convencionales de múltiples transductores fijados en el espacio en un alojamiento es que las matrices fijas están separadas por una distancia fija.

Al colocar el transductor en una pista (por ejemplo, una pista lineal) bajo el control del controlador, las realizaciones del sistema y el dispositivo proporcionan adaptabilidad y flexibilidad además de eficiencia, exactitud y precisión. Se pueden realizar ajustes en tiempo real y casi en tiempo real a la imagen y al posicionamiento del tratamiento a lo largo del movimiento controlado por el mecanismo de movimiento. Además de la capacidad de seleccionar casi cualquier resolución en base a los ajustes incrementales que posibilita el mecanismo de movimiento, se pueden realizar ajustes si las imágenes detectan anomalías o condiciones que ameriten un cambio en el espaciamiento y la focalización del tratamiento. En una realización, se pueden incluir uno o más sensores en el módulo. En una realización, se pueden incluir uno o más sensores en el módulo para asegurar que un acoplamiento mecánico entre el miembro de movimiento y el soporte del transductor esté realmente acoplado. En una realización, se puede posicionar un codificador en la parte superior del soporte del transductor y se puede localizar un sensor en una porción del módulo o viceversa (intercambiado).

En varias realizaciones, el sensor es un sensor magnético, tal como un sensor de efecto magnetorresistivo gigante (GMR) o un sensor de efecto Hall, y el codificador es un imán, una colección de imanes o una banda magnética multipolar. El sensor puede posicionarse como una posición inicial del módulo transductor. En una realización, el sensor es un sensor de presión de contacto. En una realización, el sensor es un sensor de presión de contacto en una superficie del dispositivo para detectar la posición del dispositivo o del transductor en el paciente. En varias realizaciones, el sensor se puede usar para mapear la posición del dispositivo o un componente en el dispositivo en una, dos o tres dimensiones. En una realización, el sensor está configurado para detectar la posición, ángulo, inclinación, orientación, localización, elevación u otra relación entre el dispositivo (o un componente del mismo) y el paciente. En una realización, el sensor comprende un sensor óptico. En una realización, el sensor comprende un sensor de bola rodante. En una realización, el sensor está configurado para mapear una posición en una, dos y/o tres dimensiones para calcular una distancia entre áreas o líneas de tratamiento en la piel o tejido de un paciente.

El mecanismo de movimiento puede ser cualquier mecanismo de movimiento que pueda resultar útil para el movimiento del transductor. Otras realizaciones de mecanismos de movimiento útiles en la presente descripción pueden incluir engranajes helicoidales y similares. En varias realizaciones, el mecanismo de movimiento está localizado en un módulo 200. En diversas realizaciones, el mecanismo de movimiento puede proporcionar un movimiento o actuación lineal, rotacional, multidimensional, y el movimiento puede incluir cualquier conjunto de puntos y/u orientaciones en el espacio. Se pueden usar varias realizaciones para el movimiento de acuerdo con varias realizaciones, que incluyen, pero sin limitarse a, rectilíneas, circulares, elípticas, en forma de arco, espirales, un conjunto de uno o más puntos en el espacio o cualquiera otra realización de movimiento posicional y actitudinal 1-D, 2-D o 3-D. La velocidad del mecanismo de movimiento puede ser fija o puede ser controlada de forma ajustable por un usuario. En una realización, la velocidad del mecanismo de movimiento para una secuencia de imágenes puede ser diferente a la de una secuencia de tratamiento. En una realización, la velocidad del mecanismo de movimiento se puede controlar mediante un controlador.

En varias realizaciones, el módulo transductor está configurado para aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud de manera que el módulo transductor comprende una pluralidad de porciones que están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda amplitud, y aplicar un desplazamiento de fase de terapia ultrasónica de manera que el módulo transductor comprende una pluralidad de porciones que están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente a una segunda fase.

En una realización, la pluralidad de fases comprende valores de fase discretos. En una realización, el módulo transductor comprende material piezoeléctrico y la pluralidad de porciones del módulo transductor están configuradas para crear una pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico correspondientes en respuesta a un campo eléctrico aplicado al módulo transductor. En una realización, la pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico comprende al menos una de expansión del material y contracción del material. En una realización, el módulo transductor comprende al menos una porción que está configurada para emitir terapia ultrasónica a dos o más amplitudes de intensidad acústica, y en donde la amplitud de la terapia ultrasónica emitida por al menos una porción del módulo transductor varía con el tiempo.

En una realización, el mecanismo de movimiento está configurado para programarse para proporcionar un espaciado variable entre una pluralidad de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales. En una realización, una secuencia de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales tiene un espaciamiento de tratamiento en un intervalo de aproximadamente 0,01 mm a aproximadamente 25 mm (por ejemplo, 1 mm, 1,5 mm, 2 mm, 1-5 mm). En una realización, el primer y segundo conmutadores comprenden botones o teclas operados por el usuario. En una realización, al menos uno del primer conmutador y el segundo conmutador se activa por el módulo de control.

En varias realizaciones, la función de tratamiento es al menos una de un estiramiento facial, un estiramiento de cejas, un estiramiento de mentón, un tratamiento de ojos, una reducción de arrugas, una reducción de cicatrices, un tratamiento de quemaduras, una eliminación de tatuajes, un estiramiento de la piel, una eliminación de venas, una reducción de venas, un tratamiento de una glándula sudorípara, un tratamiento de hiperhidrosis, una eliminación de manchas solares, un tratamiento de grasas, un rejuvenecimiento vaginal y un tratamiento del acné En una realización, el módulo transductor está configurado para proporcionar una potencia acústica de la terapia ultrasónica en un intervalo de entre aproximadamente 1 W y aproximadamente 100 W (por ejemplo, 5-40 W, 10-50 W, 25-35 W) y una frecuencia de aproximadamente 1 MHz a aproximadamente 10 MHz para calentar térmicamente el tejido y provocar la coagulación. En una realización, la potencia acústica puede ser de un intervalo de 1 W a aproximadamente 100 W en un intervalo de frecuencia de aproximadamente 1 MHz a aproximadamente 12 MHz (por ejemplo, 4 MHz, 7 MHz, 10 MHz, 4-10 MHz) o de aproximadamente 10 W hasta aproximadamente 50 W en un intervalo de frecuencia de aproximadamente 3 MHz a aproximadamente 8 MHz. En una realización, la potencia acústica y las frecuencias son aproximadamente 40 W a aproximadamente 4,3 MHz y aproximadamente 30 W a aproximadamente 7,5 MHz. Una energía acústica producida por esta potencia acústica puede estar entre aproximadamente 0,01 julios ("J") y aproximadamente 10 J o aproximadamente 2 J a aproximadamente 5 J. En una realización, la energía acústica está en un intervalo inferior a aproximadamente 3 J.

En varias realizaciones, un sistema de tratamiento por ultrasonidos multifocal incluye un dispositivo de control que controla operativamente una función de tratamiento ultrasónico para proporcionar un tratamiento ultrasónico y un detector de mano configurada para dirigir el tratamiento ultrasónico en una secuencia de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales. El detector de mano incluye un transductor configurado para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una localización a una profundidad focal, la localización posicionada dentro de una zona de tratamiento cosmético térmico, en donde el transductor está configurado además para aplicar terapia ultrasónica al tejido simultáneamente en una pluralidad de localizaciones en la profundidad focal.

En varias realizaciones, un sistema de tratamiento de imágenes estéticas y multifocal incluye una sonda ultrasónica que comprende un transductor de ultrasonido configurado para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal con al menos uno de los grupo que consiste en polarización de modulación en amplitud y desplazamiento de fase, y un módulo de control acoplado a la sonda ultrasónica para controlar el transductor ultrasónico En una realización, la pluralidad de localizaciones se posicionan en una secuencia sustancialmente lineal dentro de una zona de tratamiento cosmético. En una realización, un primer conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una primera zona de tratamiento cosmético y un segundo conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una segunda zona de tratamiento cosmético, la primera zona es diferente de la segunda zona. En una realización, la primera zona de tratamiento cosmético comprende una secuencia sustancialmente lineal del primer conjunto de localizaciones y la segunda zona de tratamiento cosmético comprende una secuencia sustancialmente lineal del segundo conjunto de localizaciones. En una realización, el transductor de ultrasonido está configurado para aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud de manera que el transductor de ultrasonido comprende una pluralidad de porciones que están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda amplitud. En una realización, el transductor de ultrasonido está configurado para aplicar el desplazamiento de fase de la terapia ultrasónica de manera que el transductor de ultrasonido comprende una pluralidad de porciones que están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente a una segunda fase. En una realización, el transductor de ultrasonido está configurado para aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud de manera que el transductor de ultrasonido comprende una pluralidad de porciones que están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda amplitud, y aplicar un desplazamiento de fase de terapia ultrasónica de manera que el transductor de ultrasonido comprende una pluralidad de porciones que están configuradas para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente de una segunda fase. En una realización, la pluralidad de fases comprende valores de fase discretos.

En una realización, el transductor de ultrasonidos comprende material piezoeléctrico y la pluralidad de porciones del transductor de ultrasonidos están configuradas para crear una pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico correspondientes en respuesta a un campo eléctrico aplicado al transductor de ultrasonidos. En una realización, la pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico comprende al menos una de expansión del material piezoeléctrico y contracción del material piezoeléctrico. En una realización, el transductor ultrasónico comprende al menos una porción que está configurada para emitir terapia ultrasónica a dos o más amplitudes de intensidad acústica, y en donde la amplitud de la terapia ultrasónica emitida por al menos una porción del piezoeléctrico varía con el tiempo. En una realización, el sistema también incluye un mecanismo de movimiento configurado para programarse para proporcionar un espaciado variable entre la pluralidad de zonas de tratamiento cosmético individuales. En una realización, una secuencia de zonas de tratamiento cosmético individuales tiene un espaciamiento de tratamiento en un intervalo de aproximadamente 0,01 mm a aproximadamente 25 mm. En una realización, el tratamiento ultrasónico es al menos uno de un estiramiento facial, un estiramiento de cejas, un estiramiento de mentón, un tratamiento de ojos, una reducción de arrugas, una reducción de cicatrices, un tratamiento de quemaduras, una eliminación de tatuajes, un estiramiento de la piel, una eliminación de venas, una reducción de venas, un tratamiento de una glándula sudorípara, un tratamiento de hiperhidrosis, una eliminación de manchas solares, un tratamiento de grasas, un rejuvenecimiento vaginal y un tratamiento del acné. En una realización, el transductor ultrasónico está configurado para proporcionar una potencia acústica de la terapia ultrasónica en un intervalo de entre aproximadamente 1 W a aproximadamente 100 W y una frecuencia de aproximadamente 1 MHz a aproximadamente 10 MHz para calentar térmicamente el tejido y provocar la coagulación.

En varias realizaciones, un sistema de tratamiento incluye un dispositivo de control que controla operativamente una función de tratamiento ultrasónico para proporcionar un tratamiento ultrasónico, y un detector de mano configurada para dirigir el tratamiento ultrasónico en una secuencia de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales. En una realización, el detector de mano incluye un transductor configurado para aplicar simultáneamente terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal.

En varias realizaciones, un sistema para realizar un procedimiento cosmético que no se realiza por un médico, incluye una sonda ultrasónica que comprende un módulo transductor. En una realización, el módulo transductor comprende un transductor de ultrasonido configurado para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal con al menos uno del grupo que consiste en polarización de modulación en amplitud y desplazamiento de fase. En una realización, la sonda ultrasónica comprende un primer conmutador para controlar la formación de imágenes acústicas, la sonda ultrasónica comprende un segundo conmutador para controlar la terapia acústica para provocar una pluralidad de zonas de tratamiento cosmético individuales, y la sonda ultrasónica comprende un mecanismo de movimiento para proporcionar el espaciado deseado entre las zonas de tratamiento cosmético individuales.

En varias realizaciones, el sistema de tratamiento y formación de imágenes estéticas para uso en tratamiento cosmético incluye una sonda ultrasónica. En una realización, un módulo transductor incluye un transductor de ultrasonidos configurado para aplicar terapia ultrasónica a través de una apertura en un miembro acústicamente transparente para formar un punto de coagulación térmica (TCP) a una profundidad focal en el tejido. En una realización, un primer conmutador controla operativamente una función de imagen ultrasónica para proporcionar una imagen ultrasónica, un segundo conmutador controla operativamente una función de tratamiento ultrasónico para proporcionar un tratamiento ultrasónico, y un mecanismo de movimiento está configurado para dirigir el tratamiento ultrasónico en al menos una secuencia de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales. En varias realizaciones, el módulo transductor está configurado para imágenes ultrasónicas y tratamiento ultrasónico, el módulo transductor está configurado para acoplarse a la sonda ultrasónica, el módulo transductor está configurado para acoplarse operativamente a al menos uno del primer conmutador, el segundo conmutador y el mecanismo de movimiento. En una realización, un módulo de control comprende un procesador y un visualizador para controlar el módulo transductor.

En una realización, la pluralidad de localizaciones se posiciona en una secuencia sustancialmente lineal dentro de una zona de tratamiento cosmético. En una realización, un primer conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una primera zona de tratamiento cosmético y un segundo conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una segunda zona de tratamiento cosmético, la primera zona es diferente de la segunda zona. En una realización, la primera zona de tratamiento cosmético comprende una secuencia sustancialmente lineal del primer conjunto de localizaciones y la segunda zona de tratamiento cosmético comprende una secuencia sustancialmente lineal del segundo conjunto de localizaciones. En una realización, el mecanismo de movimiento está configurado para proporcionar un espaciado fijo entre una pluralidad de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales. En una realización, una secuencia de zonas de tratamiento cosmético térmico individuales tiene un espaciamiento de tratamiento en un intervalo de aproximadamente 0,01 mm a aproximadamente 25 mm. En una realización, el primer y segundo conmutadores comprenden botones o teclas operados por el usuario. En una realización, la función de tratamiento es al menos una de un estiramiento facial, un estiramiento de cejas, un estiramiento de mentón, un tratamiento de ojos, una reducción de arrugas, una reducción de cicatrices, un tratamiento de quemaduras, una eliminación de tatuajes, un estiramiento de la piel, una eliminación de venas, una reducción de venas, un tratamiento de una glándula sudorípara, un tratamiento de hiperhidrosis, una eliminación de manchas solares, un tratamiento de grasas, un rejuvenecimiento vaginal y un tratamiento del acné En una realización, el módulo transductor está configurado para proporcionar una potencia acústica de la terapia ultrasónica en un intervalo de entre aproximadamente 1 W a aproximadamente 100 W y una frecuencia de aproximadamente 1 MHz a aproximadamente 10 MHz para calentar térmicamente el tejido y provocar la coagulación.

En varias realizaciones, un sistema de tratamiento cosmético incluye un dispositivo de control que controla operativamente una función de tratamiento ultrasónico para proporcionar un tratamiento ultrasónico a diferentes profundidades debajo de la superficie de la piel, y un detector de mano configurada para dirigir el tratamiento ultrasónico a dos o más profundidades focales debajo de la superficie de la piel, el detector de mano configurada para conectar al menos dos módulos transductores intercambiables configurados para aplicar el tratamiento ultrasónico a dichas dos o más profundidades focales debajo de la superficie de la piel, en donde cada uno de los módulos transductores está configurado para crear una o más secuencias de puntos de coagulación térmica (TCP).

En una realización, el sistema también incluye un transductor de formación de imágenes configurado para proporcionar imágenes de al menos una profundidad por debajo de la superficie de la piel. En una realización, el sistema también incluye un mecanismo de movimiento para colocar la secuencia de lesiones discretas individuales en una secuencia lineal. En una realización, los módulos transductores comprenden al menos un módulo transductor que está configurado para proporcionar terapia de ultrasonido en un intervalo de entre aproximadamente 1 W a aproximadamente 100 W y una frecuencia de aproximadamente 1 MHz a aproximadamente 10 MHz. En una realización, los módulos transductores comprenden un módulo transductor que está configurado para proporcionar terapia a una profundidad de 3 mm. En una realización, los módulos transductores comprenden un módulo transductor que está configurado para proporcionar terapia a una profundidad de 4,5 mm.

En una realización, los al menos dos módulos transductores intercambiables comprenden un primer módulo transductor intercambiable que está configurado para tratar en una primera profundidad focal debajo de la superficie de la piel con un primer elemento de transducción terapéutica, en donde los al menos dos módulos transductores intercambiables comprenden un segundo módulo transductor intercambiable que está configurado para tratar a una segunda profundidad focal debajo de la superficie de la piel con un segundo elemento de transducción terapéutica, en donde el detector de mano está configurada para conectarse a uno del primer módulo transductor intercambiable y al segundo módulo transductor intercambiable a la vez, en donde el sistema comprende además un visualizador para mostrar una primera imagen de la primera profundidad focal debajo de la superficie de la piel y una segunda imagen de la segunda profundidad focal debajo de la superficie de la piel.

En una realización, el detector de mano está configurada para conectarse a uno de los al menos dos módulos transductores intercambiables a la vez, los al menos dos módulos transductores intercambiables comprenden un primer módulo que está configurado para tratar en una primera profundidad focal debajo de la superficie de la piel con un único primer elemento de terapia de ultrasonidos, y un segundo módulo que está configurado para tratar a una segunda profundidad focal debajo de la superficie de la piel con un único segundo elemento de terapia de ultrasonidos. En una realización, la creación de una o más secuencias de puntos de coagulación térmica (TCP) comprende la creación de múltiples secuencias lineales de puntos de coagulación térmica (TCP).

En una realización, un transductor de imágenes está configurado para proporcionar imágenes de al menos una profundidad por debajo de la superficie de la piel, en donde las zonas de tratamiento cosmético térmico individuales son lesiones individuales discretas, y además comprende un mecanismo de movimiento para colocar la secuencia de lesiones discretas individuales en una secuencia lineal, en donde los módulos transductores comprenden al menos un módulo transductor que está configurado para proporcionar terapia de ultrasonido en un intervalo de entre aproximadamente 1 W a aproximadamente 100 W y una frecuencia de aproximadamente 1 MHz a aproximadamente 10 MHz, en donde los módulos transductores comprenden un módulo transductor que está configurado para proporcionar terapia a una profundidad de 3 mm o 4,5 mm, y en donde la función de tratamiento es al menos una de un estiramiento facial, un estiramiento de cejas, un estiramiento de mentón, un tratamiento de ojos, una reducción de arrugas, una reducción de cicatrices, un tratamiento de quemaduras, una eliminación de tatuajes, un estiramiento de la piel, una eliminación de venas, una reducción de venas, un tratamiento de una glándula sudorípara, un tratamiento de hiperhidrosis, una eliminación de manchas solares, un tratamiento de grasas, un rejuvenecimiento vaginal y un tratamiento del acné

En varias de las realizaciones descritas en la presente descripción, el procedimiento es completamente cosmético y no un acto médico. Por ejemplo, en una realización, los métodos descritos en la presente descripción no necesitan ser realizados por un médico, sino en un spa u otro instituto de estética. En algunas realizaciones, se puede usar un sistema para el tratamiento cosmético no invasivo de la piel.

Los métodos resumidos anteriormente y expuestos con más detalle a continuación describen ciertas acciones tomadas por un médico; sin embargo, debe entenderse que también pueden incluir la instrucción de esas acciones por otra parte. Por tanto, acciones tales como "acoplar un módulo transductor con una sonda ultrasónica" incluyen "instruir el acoplamiento de un módulo transductor con una sonda ultrasónica".

Además, las áreas de aplicabilidad resultarán evidentes a partir de la descripción proporcionada en la presente descripción. Debe entenderse que la descripción y los ejemplos específicos están destinados únicamente a fines ilustrativos y no pretenden limitar el alcance de las realizaciones descritas en la presente descripción.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos descritos en la presente descripción son solo para fines ilustrativos y no pretenden limitar el alcance de la presente descripción de ninguna manera. Las realizaciones de la presente invención se entenderán mejor a partir de la descripción detallada y los dibujos adjuntos en donde:

La Figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema de ultrasonido de acuerdo con varias realizaciones de la presente invención.

La Figura 2 es una ilustración esquemática de un sistema de ultrasonido acoplado a una región de interés de acuerdo con varias realizaciones de la presente invención.

La Figura 3 es una ilustración esquemática en corte parcial de una porción de un transductor de acuerdo con varias realizaciones de la presente invención.

La Figura 4 es una vista lateral en corte parcial de un sistema de ultrasonidos de acuerdo con varias realizaciones de la presente invención.

Las Figuras 5A-5D son gráficos que ilustran los retardos de tiempo para alcanzar un punto focal para varios transductores de acuerdo con varias realizaciones de la presente invención.

Las Figuras 6A-6C son gráficos que ilustran retardos de fase para alcanzar un punto focal para varios transductores de acuerdo con varias realizaciones de la presente invención.

Las Figuras 7A-7C son gráficos que ilustran retardos de fase cuantificados para alcanzar un punto focal para varios transductores de acuerdo con varias realizaciones de la presente invención.

Las Figuras 8A-8B son gráficos que ilustran perfiles de retardo de fase cuantificados para alcanzar un punto focal para varios transductores de acuerdo con varias realizaciones de la presente invención.

La Figura 9 es una ilustración esquemática de características de material piezoeléctrico polarizado de acuerdo con una realización de la presente invención.

Las Figuras 10A-10B son gráficos que ilustran aproximaciones de modulación en amplitud de acuerdo con varias realizaciones de la presente invención.

Las Figuras 11A-11H son ilustraciones esquemáticas y gráficos que ilustran funciones de modulación y distribuciones de intensidad correspondientes de acuerdo con varias realizaciones de la presente invención. Las Figuras 12A-12D son gráficos que ilustran funciones de modulación y distribuciones de intensidad correspondientes de acuerdo con varias realizaciones de la presente invención.

La Figura 13 es una ilustración esquemática de un sistema de dos fases de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 14 es una ilustración esquemática de un sistema de cuatro fases seleccionable de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 15 es un gráfico que ilustra el rendimiento de un sistema de fase discreta de acuerdo con una realización de la presente invención.

Las Figuras 16A-16B son gráficos que ilustran el rendimiento de sistemas de fase discreta en varios focos de acuerdo con varias realizaciones de la presente invención.

Las Figuras 17A-17D son ilustraciones esquemáticas de sistemas híbridos y gráficos que ilustran su desempeño de acuerdo con varias realizaciones de la presente invención.

La Figura 18 es una ilustración esquemática de un sistema conmutable de dos fases de acuerdo con una realización de la presente invención.

Las Figuras 19A-19C son gráficos de una distribución de intensidad antes del foco de acuerdo con una realización de la presente invención.

Las Figuras 20A-20C son diagramas de una distribución de intensidad en el foco de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 21 es una ilustración esquemática de un patrón de apertura de modulación en amplitud de acuerdo con una realización de la presente invención.

Las Figuras 22A-22C son gráficos de una distribución de intensidad de una apertura modulada en amplitud antes del foco de acuerdo con una realización de la presente invención.

Las Figuras 23A-23C son gráficos de una distribución de intensidad de una apertura de amplitud modulada en el foco de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 24 es una ilustración esquemática de un patrón de apertura de amplitud modulada con estados cambiantes de acuerdo con una realización de la presente invención.

Las Figuras 25A-25D son gráficos de una distribución de intensidad de una apertura modulada en amplitud con estados cambiantes antes del foco de acuerdo con una realización de la presente invención.

Las Figuras 26A-26C son gráficos de una distribución de intensidad de una apertura modulada en amplitud con estados cambiantes en el foco de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 27A es una ilustración esquemática de una apertura modulada en amplitud con dos niveles cambiantes de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 27B es una tabla de transición de estado del esquema de la Figura 27A de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 28A es una ilustración esquemática de una apertura modulada en amplitud con tres niveles cambiantes de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 28B es una tabla de transición de estado del esquema de la Figura 28A de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 29A es una ilustración esquemática de una apertura modulada en amplitud con cuatro niveles cambiantes de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 29B es una tabla de transición de estado del esquema de la Figura 29A de acuerdo con una realización de la presente invención.

Descripción detallada

La siguiente descripción expone ejemplos de realizaciones y no pretende limitar la presente invención o sus enseñanzas, aplicaciones o usos de la misma. Debe entenderse que, en todos los dibujos, los números de referencia correspondientes indican partes y características similares o correspondientes. La descripción de los ejemplos específicos indicados en varias realizaciones de la presente invención tiene el propósito de ilustrar únicamente y no pretende limitar el alcance de la invención descrita en la presente descripción.

En varias realizaciones, los sistemas y métodos para el tratamiento de tejidos con ultrasonidos están configurados para proporcionar un tratamiento cosmético. En varias realizaciones, el tejido debajo o incluso en la superficie de la piel, tal como la epidermis, la dermis, la fascia, el músculo, la grasa y el sistema aponeurótico muscular superficial ("SMAS"), se tratan de forma no invasiva con energía ultrasónica. La energía de ultrasonido se puede enfocar en uno o más puntos de tratamiento, se puede dispersar y/o desenfocar, y se puede aplicar a una región de interés que contenga al menos una de entre epidermis, dermis, hipodermis, fascia, músculo, grasa y SMAS para lograr un efecto cosmético y/o terapéutico. En diversas realizaciones, los sistemas y/o métodos proporcionan un tratamiento dermatológico no invasivo al tejido mediante tratamiento térmico, coagulación, ablación y/o estiramiento. En varias realizaciones descritas en la presente descripción, el ultrasonido no invasivo se usa para lograr uno o más de los siguientes efectos: un estiramiento facial, un estiramiento de cejas, un estiramiento de mentón, un tratamiento para los ojos, una reducción de arrugas, una reducción de cicatrices, un tratamiento de quemaduras, eliminación de tatuajes, eliminación de venas, reducción de venas, tratamiento de una glándula sudorípara, tratamiento de hiperhidrosis, eliminación de manchas solares, tratamiento del acné y eliminación de granos. En una realización, se logra la reducción de grasa. En una realización, se trata el escote. En algunas realizaciones, se logran dos, tres o más efectos beneficiosos durante la misma sesión de tratamiento y se pueden lograr simultáneamente. En otra realización, el dispositivo se puede usar en tejido adiposo (por ejemplo, grasa). En otra realización, el sistema, dispositivo y/o método puede aplicarse en el área genital (por ejemplo, una vagina para rejuvenecimiento vaginal y/o estiramiento vaginal, tal como para tensar el tejido de soporte de la vagina).

Varias realizaciones de la presente invención se refieren a dispositivos o métodos para controlar el suministro de energía a los tejidos. En diversas realizaciones, varias formas de energía pueden incluir acústica, ultrasonido, luz, láser, radiofrecuencia (RF), microondas, electromagnética, radiación, térmica, criogénica, haz de electrones, basada en fotones, magnética, resonancia magnética y/o otras formas de energía. Varias realizaciones de la presente invención se refieren a dispositivos o métodos para dividir un haz de energía ultrasónica en múltiples haces. En varias realizaciones, se pueden usar dispositivos o métodos para alterar el suministro de energía acústica ultrasónica en cualquier procedimiento tal como, pero sin limitarse a, ultrasonido terapéutico, ultrasonido de diagnóstico, pruebas no destructivas (NDT) usando ultrasonido, soldadura ultrasónica, cualquier aplicación que implica acoplar ondas mecánicas a un objeto y otros procedimientos. Generalmente, con el ultrasonido terapéutico, se logra un efecto en el tejido concentrando la energía acústica usando técnicas de enfoque desde la apertura. En algunos casos, el ultrasonido focalizado de alta intensidad (HIFU) se usa con fines terapéuticos de esta manera. En una realización, un efecto en el tejido creado mediante la aplicación de ultrasonidos terapéuticos a una profundidad particular puede denominarse creación de un punto de coagulación térmica (TCP). Es a través de la creación de los TCP en posiciones particulares que la ablación térmica y/o mecánica del tejido puede ocurrir de forma no invasiva o remota.

En una realización, los TCP se pueden crear en una zona o secuencia lineal o sustancialmente lineal, con cada TCP individual separado de los TCP vecinos por un espaciamiento de tratamiento. En una realización, se pueden crear múltiples secuencias de los TCP en una región de tratamiento. Por ejemplo, los TCP se pueden formar a lo largo de una primera secuencia lineal y una segunda secuencia lineal separadas por una distancia de tratamiento de la primera secuencia lineal. Aunque el tratamiento con ultrasonido terapéutico puede administrarse mediante la creación de los TCP individuales en una secuencia y secuencias de los TCP individuales, puede ser conveniente reducir el tiempo de tratamiento y el correspondiente riesgo de dolor y/o malestar experimentado por un paciente. El tiempo de la terapia se puede reducir formando múltiples TCP simultánea, casi simultánea o secuencialmente. En algunas realizaciones, el tiempo de tratamiento se puede reducir en un 10 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 4 %, 50 %, 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80 % o más mediante la creación de varios TCP.

Varias realizaciones de la presente invención abordan los desafíos potenciales que plantea la administración de la terapia con ultrasonidos. En varias realizaciones, se reduce el tiempo para efectuar la formación de los TCP para un tratamiento cosmético y/o terapéutico deseado para un enfoque clínico deseado en un tejido diana. En varias realizaciones, el tejido diana es, pero no se limita a, piel, párpados, pestañas, cejas, carúncula lagrimal, patas de gallo, arrugas, ojos, nariz, boca, lengua, dientes, encías, orejas, cerebro, corazón, pulmones, costillas, abdomen, estómago, hígado, riñones, útero, pecho, vagina, postrado, testículos, glándulas, glándulas tiroides, órganos internos, cabello, músculo, hueso, ligamentos, cartílago, grasa, grasa labuli, tejido adiposo, tejido subcutáneo, tejido implantado, un órgano implantado, linfoide, un tumor, un quiste, un absceso o una porción de un nervio, o cualquier combinación de los mismos.

En algunas realizaciones, se pueden aplicar técnicas de modulación en amplitud y/o fases discretas a una apertura configurada para emitir energía ultrasónica. Esto puede causar la división de un haz ultrasónico emitido por la apertura en múltiples haces, que pueden entregar energía ultrasónica de forma simultánea, sustancialmente simultánea o secuencial a múltiples localizaciones o puntos focales. En algunas realizaciones, la modulación en amplitud se puede combinar con técnicas configuradas para cambiar los estados de modulación de una apertura con el fin de reducir la intensidad de la energía ultrasónica suministrada a los tejidos localizados antes y/o después de los puntos focales. En diversas realizaciones, el tiempo de terapia se puede reducir en 1-24 %, 1-26 %, 1-39 %, 1 50 % o más del 50 %.

Varias realizaciones de tratamiento por ultrasonidos y dispositivos de formación de imágenes se describen en la Solicitud de Estados Unidos Núm. 12/996,616, que se publicó como Publicación de Estados Unidos Núm. 2011 0112405 A1 el 12 de mayo de 2011, que es una Fase Nacional de Estados Unidos según 35 USC § 371 de la Solicitud Internacional Núm. PCT/US2009/046475, presentada el 5 de junio de 2009 y publicada en inglés el 10 de diciembre de 2009, que reivindica el beneficio de prioridad de Provisional de Estados Unidos Núm. 61/059,477 presentada el 6 de junio de 2008.

Resumen del sistema

Con referencia a la ilustración de la Figura 1, una realización de un sistema de ultrasonido 20 incluye un detector de mano 100, un módulo 200 y un controlador 300. El detector de mano 100 se puede acoplar al controlador 300 mediante una interfaz 130, que puede ser una interfaz cableada o inalámbrica. La interfaz 130 se puede acoplar al detector de mano 100 mediante un conector 145. El extremo distal de la interfaz 130 se puede conectar a un conector de controlador en un circuito 345. En una realización, la interfaz 130 puede transmitir energía controlable desde el controlador 300 al detector de mano 100.

En varias realizaciones, el controlador 300 puede configurarse para funcionar con el detector de mano 100 y el módulo 200, así como la funcionalidad general del sistema de ultrasonidos 20. En varias realizaciones, se pueden configurar múltiples controladores 300, 300', 300", etc. para operar con múltiples detectores de mano 100, 100', 100", etc. y/o múltiples módulos 200, 200', 200", etc. El controlador 300 puede incluir un visualizador gráfico interactivo 310, que puede incluir un monitor de pantalla táctil y una interfaz gráfica de usuario (GUI) que permite al usuario interactuar con el sistema de ultrasonido 20. Como se ilustra, el visualizador gráfico 315 incluye una interfaz de pantalla táctil 315. En varias realizaciones, el visualizador 310 establece y visualiza las condiciones de funcionamiento, incluido el estado de activación del equipo, los parámetros de tratamiento, los mensajes e indicaciones del sistema y las imágenes de ultrasonido. En varias realizaciones, el controlador 300 puede configurarse para incluir, por ejemplo, un microprocesador con software y dispositivos de entrada/salida, sistemas y dispositivos para controlar el escaneo electrónico y/o mecánico y/o multiplexación de transductores y/o multiplexación de módulos transductores., un sistema de suministro de energía, sistemas de monitoreo, sistemas de detección de la posición espacial de la sonda y/o transductores y/o multiplexación de módulos transductores, y/o sistemas de manejo de entrada de usuario y registro de resultados de tratamiento, entre otros. En varias realizaciones, el controlador 300 puede incluir un procesador de sistema y varias lógicas de control analógicas y/o digitales, tales como uno o más microcontroladores, microprocesadores, matrices de puertas programables en campo, placas de ordenador y componentes asociados, incluyendo microprograma y software de control, que puede ser capaz de interactuar con controles de usuario y circuitos de interfaz, así como circuitos y sistemas de entrada/salida para comunicaciones, visualizadores, interfaz, almacenamiento, documentación y otras funciones útiles. El software del sistema que se ejecuta en el proceso del sistema puede configurarse para controlar toda la inicialización, temporización, configuración de nivel, monitoreo, monitoreo de seguridad y todas las demás funciones del sistema de ultrasonido para lograr los objetivos de tratamiento definidos por el usuario. Además, el controlador 300 puede incluir varios módulos de entrada/salida, tales como conmutadores, botones, etc., que también pueden configurarse adecuadamente para controlar el funcionamiento del sistema de ultrasonidos 20.

Como se ilustra en la Figura 1, en una realización, el controlador 300 puede incluir uno o más puertos de datos 390. En varias realizaciones, los puertos de datos 390 pueden ser un puerto USB, un puerto Bluetooth, un puerto IrDA, un puerto paralelo, un puerto serie y similares. Los puertos de datos 390 pueden localizarse en la parte frontal, lateral y/o posterior del controlador 300, y pueden usarse para acceder a dispositivos de almacenamiento, dispositivos de impresión, dispositivos informáticos, etc. El sistema de ultrasonido 20 puede incluir un candado 395. En una realización, para hacer funcionar el sistema de ultrasonido 20, el candado 395 debería desbloquearse de modo que se pueda activar un conmutador de alimentación 393. En una realización, el candado 395 se puede conectar al controlador 300 a través de un puerto de datos 390 (por ejemplo, un puerto USB). El candado 395 podría desbloquearse insertando en el puerto de datos 390 una clave de acceso (por ejemplo, una clave de acceso USB), una llave de protección de hardware o similar. El controlador 300 puede incluir un botón de parada de emergencia 392, que puede ser fácilmente accesible para la desactivación de emergencia.

En una realización, el detector de mano 100 incluye uno o más controladores o conmutadores activados con los dedos, tales como 150 y 160. En una realización, el detector de mano 100 puede incluir un módulo extraíble 200. En otras realizaciones, el módulo 200 puede no ser extraíble. El módulo 200 se puede acoplar mecánicamente al detector de mano 100 usando un cierre o acoplador 140. Se puede utilizar una guía de interfaz 235 para ayudar al acoplamiento del módulo 200 al detector de mano 100. El módulo 200 puede incluir uno o más transductores de ultrasonidos. En algunas realizaciones, un transductor de ultrasonidos incluye uno o más elementos de ultrasonidos. El módulo 200 puede incluir uno o más elementos de ultrasonidos. El detector de mano 100 puede incluir módulos de sólo formación de imágenes, módulos de sólo tratamiento, módulos de tratamiento y formación de imágenes y similares. En una realización, el módulo de control 300 se puede acoplar al detector de mano 100 a través de la interfaz 130, y la interfaz gráfica de usuario 310 se puede configurar para controlar el módulo 200. En una realización, el módulo de control 300 puede proporcionar energía al detector de mano 100. En una realización, el detector de mano 100 puede incluir una fuente de alimentación. En una realización, el conmutador 150 se puede configurar para controlar una función de formación de imágenes de tejido y el conmutador 160 se puede configurar para controlar una función de tratamiento de tejido.

En una realización, el módulo 200 se puede acoplar al detector de mano 100. El módulo 200 puede emitir y recibir energía, tal como energía ultrasónica. El módulo 200 puede acoplarse electrónicamente al detector de mano 100 y tal acoplamiento puede incluir una interfaz que está en comunicación con el controlador 300. En una realización, la guía de interfaz 235 puede configurarse para proporcionar comunicación electrónica entre el módulo 200 y el detector de mano 100. El módulo 200 puede comprender diversas configuraciones de sonda y/o transductor. Por ejemplo, el módulo 200 se puede configurar para un transductor de formación de imágenes/terapia de modo dual combinado, transductores de formación de imágenes/terapia acoplados o coalojados, sondas de terapia y de formación de imágenes separadas, y similares. En una realización, cuando el módulo 200 se inserta o se conecta al detector de mano 100, el controlador 300 lo detecta automáticamente y actualiza el visualizador gráfico interactivo 310.

En diversas realizaciones, el tejido debajo o incluso en la superficie de la piel, tal como la epidermis, la dermis, la hipodermis, la fascia y el sistema aponeurótico muscular superficial ("SMAS") y/o el músculo, se tratan de forma no invasiva con energía ultrasónica. El tejido también puede incluir vasos sanguíneos y/o nervios. La energía ultrasónica se puede enfocar, difuminar o desenfocar y aplicar a una región de interés que contenga al menos una de entre epidermis, dermis, hipodermis, fascia y SMAS para lograr un efecto terapéutico. La Figura 2 es una ilustración esquemática del sistema de ultrasonido 20 acoplado a una región de interés 10. En varias realizaciones, las capas de tejido de la región de interés 10 pueden estar en cualquier parte del cuerpo de un sujeto. En una realización, las capas de tejido están en la región de la cabeza y la cara del sujeto. La porción transversal del tejido de la región de interés 10 incluye una superficie de piel 501, una capa epidérmica 502, una capa dérmica 503, una capa de grasa 505, un sistema aponeurótico muscular superficial 507 (en adelante "SMAS 507"), y capa de musculo 509. El tejido también puede incluir la hipodermis 504, que puede incluir cualquier tejido por debajo de la capa dérmica 503. La combinación de estas capas en total puede conocerse como tejido subcutáneo 510. También se ilustra en la Figura 2 una zona de tratamiento 525 que está debajo de la superficie 501. En una realización, la superficie 501 puede ser una superficie de la piel de un sujeto 500. Aunque se puede utilizar en la presente descripción como ejemplo una realización dirigida a la terapia en una capa de tejido, el sistema se puede aplicar a cualquier tejido del cuerpo. En diversas realizaciones, el sistema y/o los métodos pueden usarse en músculos (u otro tejido) de la cara, cuello, cabeza, brazos, piernas o cualquier otra localización del cuerpo.

Con referencia a la ilustración de la Figura 2, una realización del sistema de ultrasonido 20 incluye el detector de mano 100, el módulo 200 y el controlador 300. En una realización, el módulo 200 incluye un transductor 280. La Figura 3 ilustra una realización de un sistema de ultrasonido 20 con un transductor 280 configurado para tratar tejido a una profundidad focal 278. En una realización, la profundidad focal 278 es una distancia entre el transductor 280 y el tejido diana para el tratamiento. En una realización, se fija una profundidad focal 278 para un transductor dado 280. En una realización, una profundidad focal 278 es variable para un transductor dado 280.

Con referencia a la ilustración de la Figura 4, el módulo 200 puede incluir un transductor 280 que puede emitir energía a través de un miembro acústicamente transparente 230. En varias realizaciones, una profundidad puede referirse a la profundidad focal 278. En una realización, el transductor 280 puede tener una distancia de desplazamiento 270, que es la distancia entre el transductor 280 y una superficie del miembro acústicamente transparente 230. En una realización, la profundidad focal 278 de un transductor 280 es una distancia fija del transductor. En una realización, un transductor 280 puede tener una distancia de desplazamiento fija 270 desde el transductor al miembro acústicamente transparente 230. En una realización, un miembro acústicamente transparente 230 está configurado en una posición en el módulo 200 o el sistema de ultrasonidos 20 para entrar en contacto con la superficie de la piel 501. En varias realizaciones, la profundidad focal 278 excede la distancia de desplazamiento 270 en una cantidad que corresponde al tratamiento en un área objetivo localizada a una profundidad de tejido 279 debajo de una superficie de piel 501. En varias realizaciones, cuando el sistema de ultrasonido 20 se coloca en contacto físico con la superficie de la piel 501, la profundidad del tejido 279 es una distancia entre el miembro acústicamente transparente 230 y el área objetivo, medida como la distancia desde la porción del detector de mano 100 o superficie del módulo 200 que entra en contacto con la piel (con o sin un gel de acoplamiento acústico, medio, etc.) y la profundidad en el tejido desde ese punto de contacto de la superficie de la piel hasta el área objetivo. En una realización, la profundidad focal 278 puede corresponder a la suma de una distancia de desplazamiento 270 (medida a la superficie del miembro acústicamente transparente 230 en contacto con un medio de acoplamiento y/o piel 501) además de una profundidad de tejido 279 bajo la superficie de la piel 501 a la región objetivo. En varias realizaciones, el miembro acústicamente transparente 230 no se usa.

Los componentes de acoplamiento pueden comprender diversas sustancias, materiales y/o dispositivos para facilitar el acoplamiento del transductor 280 o módulo 200 a una región de interés. Por ejemplo, los componentes de acoplamiento pueden comprender un sistema de acoplamiento acústico que se configura para el acoplamiento acústico de energía y señales de ultrasonido. Se puede utilizar un sistema de acoplamiento acústico con posibles conexiones tales como colectores para acoplar el sonido en la región de interés, proporcionar enfoque de lente lleno de líquido o fluido. El sistema de acoplamiento puede facilitar dicho acoplamiento mediante el uso de uno o más medios de acoplamiento, incluidos aire, gases, agua, líquidos, fluidos, geles, sólidos, no geles y/o cualquier combinación de los mismos, o cualquier otro medio que permita señales a transmitir entre el transductor 280 y una región de interés. En una realización, se proporcionan uno o más medios de acoplamiento dentro de un transductor. En una realización, un módulo lleno de fluido 200 contiene uno o más medios de acoplamiento dentro de un alojamiento. En una realización, un módulo lleno de fluido 200 contiene uno o más medios de acoplamiento dentro de un alojamiento sellado, que es separable de una porción seca de un dispositivo ultrasónico. En varias realizaciones, se usa un medio de acoplamiento para transmitir energía de ultrasonido entre uno o más dispositivos y tejido con una eficiencia de transmisión del 100 %, 99 % o más, 98 % o más, 95 % o más, 90 % o más, 80 % o más, 75 % o más, 60 % o más, 50 % o más, 40 % o más, 30 % o más, 25 % o más, 20 % o más, 10 % o más y/o 5 % o más.

En varias realizaciones, el transductor 280 puede obtener imágenes y tratar una región de interés en cualquier profundidad de tejido adecuada 279. En una realización, el módulo transductor 280 puede proporcionar una potencia acústica en un intervalo de aproximadamente 1 W o menos, entre aproximadamente 1 W y aproximadamente 100 W, y más de aproximadamente 100 W. En una realización, el módulo transductor 280 puede proporcionar una potencia acústica a una frecuencia de aproximadamente 1 MHz o menos, entre aproximadamente 1 MHz y aproximadamente 10 MHz y más de aproximadamente 10 MHz. En una realización, el módulo 200 tiene una profundidad focal 278 para un tratamiento a una profundidad de tejido 279 de aproximadamente 4,5 mm por debajo de la superficie de la piel 501. Algunas realizaciones no limitantes de los transductores 280 o módulos 200 pueden configurarse para suministrar energía ultrasónica a una profundidad de tejido de 3 mm, 4,5 mm, 6 mm, menos de 3 mm, entre 3 mm y 4,5 mm, entre 4,5 mm y 6 mm, más de más de 4,5 mm, más de 6 mm, etc., y en cualquier lugar en los intervalos de 0-3 mm, 0-4,5 mm, 0-6 mm, 0-25 mm, 0-100 mm, etc. y cualquier profundidad en el mismo. En una realización, el sistema de ultrasonidos 20 está provisto de dos o más módulos transductores 280. Por ejemplo, un primer módulo transductor puede aplicar tratamiento a una primera profundidad de tejido (por ejemplo, aproximadamente 4,5 mm) y un segundo módulo transductor puede aplicar tratamiento a una segunda profundidad de tejido (por ejemplo, de aproximadamente 3 mm), y un tercer módulo transductor puede aplicar el tratamiento a una tercera profundidad de tejido (por ejemplo, de aproximadamente 1,5-2 mm). En una realización, al menos algunos o todos los módulos transductores pueden configurarse para aplicar el tratamiento sustancialmente a las mismas profundidades.

En varias realizaciones, cambiar el número de localizaciones de puntos de enfoque (por ejemplo, con una profundidad de tejido 279) para un procedimiento ultrasónico puede ser ventajoso debido a que permite el tratamiento de un paciente a profundidades de tejido variadas incluso si la profundidad focal 278 de un transductor 270 es fija. Esto puede proporcionar resultados sinérgicos y maximizar los resultados clínicos de una sola sesión de tratamiento. Por ejemplo, el tratamiento a múltiples profundidades bajo una única región de superficie permite un mayor volumen total de tratamiento de tejido, lo que da como resultado una mejor formación de colágeno y estiramiento. Además, el tratamiento a diferentes profundidades afecta a diferentes tipos de tejido, produciendo de esta manera diferentes efectos clínicos que juntos proporcionan un resultado cosmético general mejorado. Por ejemplo, el tratamiento superficial puede reducir la visibilidad de las arrugas y un tratamiento más profundo puede inducir la formación de más crecimiento de colágeno. Asimismo, el tratamiento en varios lugares a la misma profundidad o a diferentes profundidades puede mejorar un tratamiento.

Aunque el tratamiento de un sujeto en diferentes localizaciones en una sesión puede ser ventajoso en algunas realizaciones, el tratamiento secuencial a lo largo del tiempo puede ser beneficioso en otras realizaciones. Por ejemplo, un sujeto puede ser tratado bajo la misma región de superficie a una profundidad en el tiempo uno, una segunda profundidad en el tiempo dos, etc. En varias realizaciones, el tiempo puede ser del orden de nanosegundos, microsegundos, milisegundos, segundos, minutos, horas, días, semanas, meses u otros períodos de tiempo. El nuevo colágeno producido por el primer tratamiento puede ser más sensible a tratamientos posteriores, lo que puede ser conveniente para algunas indicaciones. Alternativamente, el tratamiento de profundidad múltiple bajo la misma región de superficie en una sola sesión puede ser ventajoso debido a que el tratamiento en una profundidad puede mejorar o complementar sinérgicamente el tratamiento en otra profundidad (debido, por ejemplo, a un flujo sanguíneo mejorado, estimulación de factores de crecimiento, estimulación hormonal, etc.). En varias realizaciones, diferentes módulos transductores proporcionan tratamiento a diferentes profundidades. En una realización, un único módulo transductor puede ajustarse o controlarse para diversas profundidades. Las características de seguridad para minimizar el riesgo de que se seleccione una profundidad incorrecta se pueden utilizar junto con el sistema de módulo único.

En varias realizaciones, se proporciona un método para tratar la zona inferior de la cara y el cuello (por ejemplo, el área submentoniana). En varias realizaciones, se proporciona un método para tratar (por ejemplo, ablandar) los pliegues mentolabiales. En otras realizaciones, se proporciona un método para tratar la región del ojo. La mejora de la laxitud del párpado superior y las líneas periorbitales y la mejora de la textura se lograrán mediante varias realizaciones mediante el tratamiento a profundidades variables. Al tratar en diferentes lugares en una sola sesión de tratamiento, se pueden lograr efectos clínicos óptimos (por ejemplo, suavizado, endurecimiento). En varias realizaciones, los métodos de tratamiento descritos en la presente descripción son procedimientos cosméticos no invasivos. En algunas realizaciones, los métodos se pueden usar junto con procedimientos invasivos, tales como estiramientos faciales quirúrgicos o liposucción, donde se desea el estiramiento de la piel. En varias realizaciones, los métodos se pueden aplicar a cualquier parte del cuerpo.

En una realización, un módulo transductor permite una secuencia de tratamiento a una profundidad fija en o debajo de la superficie de la piel. En una realización, un módulo transductor permite una secuencia de tratamiento a una profundidad fija por debajo de la capa dérmica. En varias realizaciones, el módulo transductor comprende un mecanismo de movimiento configurado para dirigir el tratamiento ultrasónico en una secuencia de lesiones térmicas individuales (en adelante, "puntos de coagulación térmica" o "TCP") a una profundidad focal fija. En una realización, la secuencia lineal de los TCP individuales tiene un espaciamiento de tratamiento en un intervalo de aproximadamente 0,01 mm a aproximadamente 25 mm. Por ejemplo, el espaciamiento puede ser 1,1 mm o menos, 1,5 mm o más, entre aproximadamente 1,1 mm y aproximadamente 1,5 mm, etc. En una realización, los TCP individuales son discretos. En una realización, los TCP individuales se superponen. En una realización, el mecanismo de movimiento está configurado para programarse para proporcionar un espaciado variable entre los TCP individuales. En varias realizaciones, un módulo transductor comprende un mecanismo de movimiento configurado para dirigir el tratamiento ultrasónico en una secuencia de modo que los TCP se formen en secuencias lineales o sustancialmente lineales separadas por una distancia de tratamiento. Por ejemplo, un módulo transductor puede configurarse para formar los TCP a lo largo de una primera secuencia lineal y una segunda secuencia lineal separadas por una distancia de tratamiento de la primera secuencia lineal. En una realización, la distancia de tratamiento entre secuencias lineales adyacentes de los TCP individuales está en un intervalo de aproximadamente 0,01 mm a aproximadamente 25 mm. Por ejemplo, la distancia de tratamiento puede ser 2 mm o menos, 3 mm o más, entre aproximadamente 2 mm y aproximadamente 3 mm, etc. En varias realizaciones, un módulo transductor puede comprender uno o más mecanismos de movimiento configurados para dirigir el tratamiento ultrasónico en una secuencia de modo que los TCP se formen en secuencias lineales o sustancialmente lineales de lesiones térmicas individuales separadas por una distancia de tratamiento de otras secuencias lineales. En una realización, la distancia de tratamiento que separa las secuencias de los TCP lineales o sustancialmente lineales es la misma o sustancialmente la misma. En una realización, la distancia de tratamiento que separa las secuencias de los TCP lineales o sustancialmente lineales es diferente o sustancialmente diferente para varios pares adyacentes de secuencias de los TCP lineales.

En una realización, se proporcionan el primer y segundo módulos transductores extraíbles. En una realización, cada uno del primer y segundo módulos transductores extraíbles están configurados tanto para la formación de imágenes ultrasónicas como para el tratamiento ultrasónico. En una realización, un módulo transductor está configurado solo para tratamiento. En una realización, se puede unir un transductor de formación de imágenes al mango de una sonda o un detector de mano. El primer y segundo módulos transductores extraíbles están configurados para acoplarse de manera intercambiable a un detector de mano. El primer módulo transductor está configurado para aplicar terapia ultrasónica a una primera capa de tejido, mientras que el segundo módulo transductor está configurado para aplicar terapia ultrasónica a una segunda capa de tejido. La segunda capa de tejido está a una profundidad diferente a la primera capa de tejido.

Como se ilustra en la Figura 3, en varias realizaciones, el suministro de energía emitida 50 a una profundidad focal adecuada 278, la distribución, el tiempo y el nivel de energía son proporcionados por el módulo 200 a través del funcionamiento controlado por el sistema de control 300 para lograr el efecto terapéutico deseado de lesión térmica controlada para tratar al menos una de la capa de epidermis 502, la capa de dermis 503, la capa de grasa 505, la capa de SMAS 507, la capa de músculo 509 y/o la hipodermis 504. La Figura 3 ilustra una realización de una profundidad que corresponde a una profundidad para el tratamiento del músculo. En varias realizaciones, la profundidad puede corresponder a cualquier tejido, capa de tejido, piel, epidermis, dermis, hipodermis, grasa, SMAS, músculo, vaso sanguíneo, nervio u otro tejido. Durante el funcionamiento, el módulo 200 y/o el transductor 280 también se pueden escanear mecánica y/o electrónicamente a lo largo de la superficie 501 para tratar un área extendida. Antes, durante y después del suministro de energía de ultrasonido 50 a al menos una de la capa de epidermis 502, se monitorea la capa de dermis 503, la hipodermis 504, la capa de grasa 505, la capa de SMAS 507 y/o la capa de músculo 509, del área de tratamiento y se pueden proporcionar estructuras circundantes para planificar y evaluar los resultados y/o proporcionar retroalimentación al controlador 300 y al usuario a través de una interfaz gráfica 310.

En una realización, un sistema de ultrasonido 20 genera energía de ultrasonido que se dirige y se enfoca debajo de la superficie 501. Esta energía de ultrasonido controlada y focalizada 50 crea el punto o zona de coagulación térmica (TCP) 550. En una realización, la energía de ultrasonidos 50 crea un vacío en el tejido subcutáneo 510. En varias realizaciones, la energía emitida 50 se dirige al tejido debajo de la superficie 501 que corta, ablaciona, coagula, microablaciona, manipula y/o causa una lesión 550 en la porción de tejido 10 debajo de la superficie 501 a una profundidad focal específica 278. En una realización, durante la secuencia de tratamiento, el transductor 280 se mueve en una dirección indicada por la flecha marcada 290 a intervalos específicos 295 para crear una serie de zonas de tratamiento 254, cada una de las cuales recibe una energía emitida 50 para crear uno o más TCP 550.

En varias realizaciones, los módulos transductores pueden comprender uno o más elementos de transducción. Los elementos de transducción pueden comprender un material piezoeléctricamente activo, tal como titanato de circonato de plomo (PZT), o cualquier otro material piezoeléctricamente activo, tal como cerámica piezoeléctrica, cristal, plástico y/o materiales compuestos, así como niobato de litio, titanato de plomo, titanato de bario y/o metaniobato de plomo. En varias realizaciones, además de, o en lugar de, un material piezoeléctricamente activo, los módulos transductores pueden comprender cualquier otro material que se configura para generar radiación y/o energía acústica. En varias realizaciones, los módulos transductores pueden configurarse para operar a diferentes frecuencias y profundidades de tratamiento. Las propiedades del transductor se pueden definir mediante un diámetro exterior ("DE") y una longitud focal (Fl). En una realización, se puede configurar un transductor para que tenga un DE de 19 mm y una F^l= 15 mm. En otras realizaciones, se pueden usar otros valores adecuados de DE y F^l, tales como DE de menos de aproximadamente 19 mm, mayor de aproximadamente 19 mm, etc. y Fl de menos de aproximadamente 15 mm, mayor de aproximadamente 15 mm, etc. Los módulos transductores se pueden configurar para aplicar energía ultrasónica a diferentes profundidades de tejido diana. Como se describió anteriormente, en varias realizaciones, los módulos transductores comprenden mecanismos de movimiento configurados para dirigir el tratamiento ultrasónico en una secuencia de revestimiento lineal o sustancial de los TCP individuales con un espaciamiento de tratamiento entre TCP individuales. Por ejemplo, el espaciamiento de tratamiento puede ser de aproximadamente 1,1 mm, 1,5 mm, etc. En varias realizaciones, los módulos transductores pueden comprender además mecanismos de movimiento configurados para dirigir el tratamiento ultrasónico en una secuencia de modo que los TCP se formen en secuencias lineales o sustancialmente lineales separadas por un espaciamiento de tratamiento. Por ejemplo, un módulo transductor puede configurarse para formar los TCP a lo largo de una primera secuencia lineal y una segunda secuencia lineal separada por un espaciamiento de tratamiento entre aproximadamente 2 mm y 3 mm de la primera secuencia lineal. En una realización, un usuario puede mover manualmente los módulos transductores a través de la superficie de un área de tratamiento de modo que se creen secuencias lineales adyacentes de los TCP. En una realización, un mecanismo de movimiento puede mover automáticamente los módulos transductores a través de la superficie de un área de tratamiento de modo que se creen secuencias lineales adyacentes de los TCP.

En varias realizaciones, el tratamiento se puede administrar ventajosamente a un ritmo más rápido y con una precisión mejorada. Esto, a su vez, puede reducir el tiempo de tratamiento y disminuir el dolor experimentado por un sujeto. Además, la eficiencia puede aumentarse si se reduce la varianza en un espaciamiento de tratamiento entre secuencias lineales o sustancialmente lineales de los TCP. En una realización, un sistema usa un transductor configurado para producir un único punto de tratamiento de enfoque. En una realización, el transductor se puede mover mecánicamente a lo largo de una línea para crear una secuencia lineal de los TCP. Por ejemplo, la Tabla 1 proporciona una estimación del tiempo para crear una secuencia lineal de los TCP y una estimación del tiempo para moverse entre secuencias lineales de los TCP de acuerdo con una realización. Puede verse que el tiempo para crear una secuencia lineal de los TCP y el tiempo para moverse entre secuencias lineales de los TCP son casi equivalentes.

Tabla 1

En varias realizaciones, el tratamiento terapéutico se puede administrar ventajosamente a una velocidad más rápida y con una precisión mejorada mediante el uso de un transductor configurado para administrar múltiples puntos de enfoque, o TCP. Esto, a su vez, puede reducir el tiempo de tratamiento y disminuir el dolor experimentado por un sujeto. En varias realizaciones, el tiempo de tratamiento se reduce si el tiempo para crear una secuencia lineal de los TCP y el tiempo para moverse entre secuencias lineales de los TCP se reducen emitiendo los TCP en múltiples localizaciones desde un único transductor.

Administración de terapia mediante modulación en amplitud

Análisis de frecuencia espacial de apertura y transformada de Fourier

En diversas realizaciones, se pueden usar técnicas de análisis de frecuencia espacial basadas en el análisis de Fourier y la óptica de Fourier para aumentar la eficacia del tratamiento terapéutico. Cuando un sistema que tiene una respuesta de impulso h(t) se excita por un estímulo x(t), la relación entre la entrada x(t) y la salida y(t) está relacionada por la función de convolución de la siguiente manera:

y (0 = x (t) * k (t) = £Vx(r)fc(i - t ) d T _{( 1)}

En varias realizaciones, se puede aplicar la transformada de Fourier para calcular la convolución de la ecuación (1). La transformada de Fourier unidimensional continua se puede definir como:

aquí f es frecuencia, t es tiempo. Se puede demostrar que la convolución en el dominio del tiempo es equivalente a la multiplicación en el dominio de la frecuencia:

En varias realizaciones, la aproximación de Fraunhofer se puede usar para derivar una relación entre la apertura de un transductor o apertura y una respuesta de haz ultrasónico resultante. La derivación de la aproximación de Fraunhofer se describe en Joseph Goodman, Introduction to Fourier Optics (3a ed. 2004), que se incorpora en su totalidad como referencia en la presente descripción. De acuerdo con la aproximación de Fraunhofer, un patrón de amplitud compleja de campo lejano producido por una apertura compleja es igual a una transformada de Fourier bidimensional de la amplitud y fase de la apertura. En varias realizaciones, esta relación en óptica puede extenderse a los ultrasonidos, ya que se pueden usar ecuaciones de ondas lineales para representar tanto la propagación de la luz como la propagación del sonido. En el caso de la óptica y/o ultrasonido, la transformada de Fourier bidimensional puede determinar una distribución de amplitud de presión de onda de sonido en el foco de un transductor.

En varias realizaciones, una integral de Huygens-Fresnel determina una amplitud en el campo de presión U(Po) de una apertura integrando el efecto (tanto amplitud como fase) de cada resonador o transductor en una superficie I. Se expresa como:

(4a)

(4b)

donde k es un número de onda expresado como 2n/A, roí es una distancia desde una apertura a la pantalla en un campo, n es un vector direccional desde la apertura, U(Pí) es el campo de presión en la apertura, y U(Po) es el campo de presión en la pantalla.

En varias realizaciones, se utilizan las siguientes suposiciones para llevar a una aproximación de que la amplitud en el campo de presión U(Po) es una transformada de Fourier bidimensional de U(Pi). Primero, en ángulos pequeños, la función coseno del ángulo entre n y roí es 1. Esto conduce a las siguientes simplificaciones:

c o s ( h , ?bl) ^ 1

donde z representa la profundidad. En segundo lugar, la aproximación de Fresnel de la distancia roí se puede expresar, utilizando una expansión binomial, como:

En tercer lugar, se puede suponer que el plano de observación es mucho mayor que las dimensiones de la apertura de la siguiente manera:

Si estos supuestos se aplican a las ecuaciones (4a) y (4b), entonces la amplitud en el campo se puede expresar como:

La ecuación (5) incluye un término de fase cuadrática en el exterior de la integral que no afecta la magnitud general. La comparación de la ecuación (5) con la ecuación (2) revela una similitud en los argumentos dentro de la integral. En particular, en lugar de una función dimensional y(t) evaluada a frecuencias f , una de dos funciones dimensional U(xí, yí) se evalúa a frecuencias espaciales dadas como:

Debido a que la integral de la ecuación (5) es la transformada de Fourier bidimensional, la ecuación (5) se puede reescribir como:

En varias realizaciones, las funciones de amplitud y fase en la apertura U (xí, yí) son separables en dos funciones, específicamente, una función de xí y una función de yí respectivamente.

La aplicación de la ecuación (7) a la ecuación (6) conduce a una mayor simplificación:

La ecuación (8) demuestra que una respuesta de la apertura en el campo para una función bidimensional separable es la multiplicación de dos transformadas de Fourier unidimensionales en las direcciones xí e yí. Se puede demostrar además que las ecuaciones (6) y (8) son válidas para un sistema focalizado con la excepción de que los argumentos de frecuencia espacial cambian como se expresa en las ecuaciones (9a) y (9b). Para un sistema focalizado, la variable z que representa la profundidad se puede reemplazar con z/ que representa una distancia focal.

En varias realizaciones, la óptica de Fourier y las identidades de la transformada de Fourier (algunas de las cuales se enumeran en la Tabla 2, a continuación) se pueden usar para transductores de ultrasonido con el fin de determinar la distribución de intensidad correspondiente a un diseño de transductor. Por ejemplo, la transformada de Fourier de un rectángulo rect(ax) es una función sinc. Como otro ejemplo, la transformada de Fourier de un círculo bidimensional de amplitud uniforme es una función de Bessel de primer orden que se puede representar como Ji.

Tabla 2

En varias realizaciones, un transductor de ultrasonidos puede tener una apertura rectangular de dimensiones y longitud focal adecuadas. En varias realizaciones, un transductor de ultrasonidos puede tener una apertura circular con dimensiones y longitud focal adecuadas. En una realización, un transductor puede tener una apertura circular con un radio exterior de aproximadamente 9,5 mm, un diámetro interior de aproximadamente 2 mm y una longitud focal de aproximadamente 15 mm. La apertura de un transductor circular se puede describir como:

/ ( * , y ) = c ( r c C ) - c i r c £ ) (10a)

Por ejemplo, a puede ser de aproximadamente 9,5 mm y b puede ser de aproximadamente 2 mm. La aplicación de la transformada de Fourier a la ecuación (10a) puede proporcionar una estimación de la distribución de la presión de la onda sonora en el foco.

donde & y & son iguales que /x y /y de las ecuaciones (9a) y (9b). La ecuación (11) demuestra que la distribución de la presión de la onda de sonido de un transductor con una apertura circular es una función de Bessel de primer orden. En una realización, una mayoría sustancial de la energía se concentra en el foco (por ejemplo, a 15 mm de la apertura). El ancho de un haz ultrasónico principal y la distribución de energía fuera del haz principal se pueden expresar como una función de la frecuencia de operación como se expresa en las ecuaciones (9a) y (9b).

En varias realizaciones, se podrían crear dos haces idénticos o casi idénticos en el foco si la apertura se modulara (por ejemplo, se multiplicará) por una función correcta. En una realización, se puede aplicar una función coseno a una apertura circular como sigue:

$(;■£,y) = cos(cr) ^circ ( - ) — c i r c j ₍12₎

Una distribución de energía o respuesta del haz en el foco de la apertura modulada de la ecuación (12) es la convolución de la transformada de Fourier de las dos funciones de la apertura:

La ecuación (13) se puede simplificar en la suma de dos funciones separadas aplicando la identidad de la transformada de Fourier para una función delta de Dirac (por ejemplo, identidad 2 en la Tabla 2):

La ecuación (14) muestra que dos haces que aparecen en el foco están desplazados espacialmente por

en comparación con el haz no modulado original. En varias realizaciones, se pueden usar una o más funciones de modulación, tal como la función sinusoidal, para lograr una respuesta de has deseada. En varias realizaciones, la apertura se puede modular de modo que se creen más de dos focos. Por ejemplo, se pueden crear tres, cuatro, cinco, etc. focos. En varias realizaciones, la apertura se puede modular de manera que los focos se creen secuencial o sustancialmente secuencial en lugar de simultáneamente.

En varias realizaciones, los módulos transductores de terapia comprenden mecanismos de movimiento configurados para dirigir el tratamiento ultrasónico en una secuencia de revestimiento lineal o sustancial de los TCP individuales con un espaciamiento de tratamiento entre TCP individuales. Por ejemplo, el espaciamiento de tratamiento puede ser de aproximadamente 1,1 mm, 1,5 mm, etc. En varias realizaciones, los módulos transductores pueden comprender además mecanismos de movimiento configurados para dirigir el tratamiento ultrasónico en una secuencia de modo que los TCP se formen en secuencias lineales o sustancialmente lineales separadas por un espaciamiento de tratamiento. Por ejemplo, un módulo transductor puede configurarse para formar los TCP a lo largo de una primera secuencia lineal y una segunda secuencia lineal separadas por un espaciamiento de tratamiento entre aproximadamente 2 mm y 3 mm de la primera secuencia lineal. De acuerdo con la ecuación (14), se puede lograr una división simultánea o sustancialmente simultánea en el haz ultrasónico en el foco (o antes del foco) si la apertura está modulada por una función de coseno y/o seno de una frecuencia espacial deseada. En una realización, se pueden crear dos haces focalizados simultáneos o casi simultáneos separados por un espaciamiento de tratamiento de aproximadamente 1,1 mm en una secuencia lineal o sustancialmente lineal. A una frecuencia de ultrasonido de 7 MHz, la longitud de onda A de la onda de ultrasonido en el agua es de aproximadamente 0,220 mm. En consecuencia, las frecuencias espaciales & e & en el foco se representan como:

Para colocar dos focos separados por aproximadamente 1,1 mm, entonces la frecuencia espacial para modular la apertura se calcula como sigue. Usando las identidades 3 y 4 en la Tabla 2, la transformación de Fourier de una función seno o coseno es una función delta de Dirac con el argumento:

En una realización, la ecuación (16a) se puede resolver para kx cuando el argumento es 0:

& = ::L- A

3 3,3 (16b)

Además, x0 se puede reemplazar por la mitad de la distancia de separación (por ejemplo, 1,1 mm):

,04 m m 1 (16c)

En varias realizaciones, un transductor con apertura circular que emite energía ultrasónica a varias frecuencias operativas se puede modular mediante funciones de seno y/o coseno en las frecuencias espaciales enumeradas en la Tabla 3. La apertura modulada del transductor puede producir un has dividido simultánea o sustancialmente simultánea con dos focos que tienen diferentes distancias de separación, como se indica en la Tabla 3. En una realización, el transductor puede tener un DE aproximadamente 19 mm y una longitud focal de aproximadamente 15 mm.

Tabla 3

Como se muestra en la Tabla 3, en varias realizaciones, una frecuencia espacial de una función de modulación de apertura aumenta a medida que aumenta la frecuencia de funcionamiento ultrasónico para una distancia de separación de focos dada. Además, la frecuencia espacial aumenta a medida que aumenta la distancia de separación de los focos deseada.

En una realización, una frecuencia espacial más alta puede dar como resultado que las transiciones de amplitud en la apertura se produzcan más rápidamente. Debido a las limitaciones de procesamiento del transductor, las variaciones rápidas de amplitud en la apertura pueden hacer que la apertura sea menos eficiente ya que puede haber una variación en la cantidad de presión sonora producida por diferentes porciones de la apertura. En una realización, el uso de frecuencias espaciales para dividir simultánea o casi simultáneamente el haz puede reducir la ganancia focal global de cada haz. Como se muestra en la ecuación (14), la presión de campo en el foco de cada haz se reduce en un factor de dos en comparación con un haz no modulado. En una realización, la presión del sonido o la intensidad del ultrasonido de la apertura se puede aumentar para obtener intensidades similares o sustancialmente similares en el plano focal. Sin embargo, en una realización, el aumento de la presión en la apertura puede no estar limitado por limitaciones de procesamiento del sistema y/o del transductor. En una realización, un aumento de la presión en la apertura puede aumentar la intensidad general en el campo cercano, lo que puede aumentar la posibilidad de calentar excesivamente el(los) tejido(s) del área de tratamiento que se localiza antes del foco. En una realización, la posibilidad de un calentamiento adicional del (de los) tejido(s) prefocales puede limitarse o eliminarse utilizando una frecuencia de tratamiento de ultrasonidos más baja.

En una realización, la aplicación de la función de modulación de apertura como se muestra en la ecuación (12) da como resultado dos haces de ultrasonidos simultáneos o sustancialmente simultáneos en el foco. En varias realizaciones, el haz de ultrasonidos se puede dividir varias veces, tal como tres, cuatro, cinco, etc. veces, de modo que se creen múltiples haces simultáneos o casi simultáneos. En una realización, se pueden generar cuatro haces igualmente espaciados a lo largo de una dimensión modulando o multiplicando la apertura por dos frecuencias espaciales separadas:

g (x t y) = (cos

Como se muestra en la ecuación (17b), se puede crear un haz sin modular en el foco en cuatro localizaciones diferentes a lo largo del eje x. En una realización, se puede agregar un término constante o CC, C1, a la función de modulación en amplitud para mantener la localización de la energía en la localización focal original:

En una realización, la modulación de apertura de las ecuaciones (17) y (18), mediante la cual el haz se puede colocar en múltiples localizaciones simultáneamente o casi simultáneamente, puede tener una aplicabilidad limitada debido a limitaciones del sistema, material y/o tejido. En una realización, debido a la posibilidad de calentar el (los) tejido(s) del área de tratamiento localizados antes del foco, la frecuencia de la terapia con ultrasonidos puede ajustarse, por ejemplo, reducirse, para limitar y/o eliminar tal posibilidad. En una realización, se pueden aplicar técnicas no lineales en el foco con el fin de limitar y/o eliminar la posibilidad de calentamiento del (de los) tejido(s) prefocales. En una realización, la presión del sonido o la intensidad del ultrasonido de la apertura se puede aumentar para obtener intensidades similares o sustancialmente similares en el plano focal.

En varias realizaciones, como se muestra en la ecuación (7), si las funciones de amplitud y fase en la apertura son separables, la transformada bidimensional de Fourier de una función de presión sonora U (xi, yi) se puede expresar como un producto de transformada de Fourier unidimensional de dos funciones en x e y, que se muestra en la ecuación (8). En varias realizaciones, puede ser ventajoso crear múltiples TCP en una secuencia lineal o sustancialmente lineal, así como crear múltiples secuencias lineales simultáneamente o casi simultáneamente. Como se muestra en la Tabla 1, en una realización, si se crean dos TCP de forma simultánea o sustancialmente simultánea en una secuencia lineal, pero las secuencias lineales se crean secuencialmente, el tiempo total de tratamiento puede reducirse en aproximadamente 24 %. En una realización, si se crean cuatro TCP de forma simultánea o sustancialmente simultánea en una secuencia lineal, pero las secuencias lineales se crean secuencialmente, el tiempo total de tratamiento puede reducirse en aproximadamente 39 %. En una realización, si se crean dos TCP de forma simultánea o sustancialmente simultánea junto con dos secuencias lineales, el tiempo total de tratamiento puede reducirse en aproximadamente 50 %.

División de múltiples haces en dos dimensiones

En varias realizaciones, se pueden crear cuatro TCP, tal como dos cada uno en dos secuencias lineales o sustancialmente lineales, usando la siguiente función de modulación en amplitud de apertura:

La transformada de Fourier de esta función es:

Como se muestra en las ecuaciones (19a) y (19b), el haz se puede modular en dos secuencias lineales, teniendo cada secuencia dos focos. En una realización, las secuencias lineales pueden ser ortogonales. En una realización, las secuencias lineales pueden no ser ortogonales. Debido a que la transformada de Fourier se multiplica por % en la ecuación (19b), la amplitud del haz o la intensidad se reduce aún más en comparación con el has dividido en dos focos (por ejemplo, como se muestra en la ecuación (14)). En una realización, debido a la posibilidad de calentar el(los) tejido(s) del área de tratamiento que se localiza antes del foco, la frecuencia de la terapia de ultrasonido puede ajustarse, por ejemplo, reducirse, para limitar y/o eliminar la posibilidad de un calentamiento excesivo del (de los) tejido(s) localizado(s) antes del foco. En varias realizaciones, se puede aplicar la modulación de modo que se creen secuencias lineales o sustancialmente lineales de los TCP de forma secuencial o sustancialmente secuencial. En varias realizaciones, como se muestra en las ecuaciones (12) a (14), la modulación en amplitud de coseno y/o seno a través de un transductor con una apertura circular crea dos haces separados desplazados por una frecuencia espacial de la función de modulación de coseno y/o seno. En varias realizaciones, la función de modulación se puede desplazar espacialmente o en fase de la siguiente manera:

# * » » ( x f,y ) = cos ícx - 8 ) í c irc { - ) — c irc ( M ) (20a)

En una realización, la amplitud provocada por el desplazamiento es la misma que en la ecuación (14). En una realización, aunque el desplazamiento espacial (por ejemplo, por ángulo 0) no cambia la amplitud general en el foco, la fase se modifica. En varias realizaciones, la modificación de la fase puede ser ventajosa para reducir una intensidad máxima antes del foco. En varias realizaciones, se puede diseñar una apertura de modo que el calentamiento de campo cercano o prefocal del tejido o tejidos se minimice sustancialmente mientras que la intensidad en el foco o la ganancia focal se maximice sustancialmente.

Administración de la terapia mediante desplazamiento de fase

En varias realizaciones, el haz se puede dividir axialmente. Puede resultar ventajoso analizar dicha división axial mediante un análisis de los retardos de tiempo y la aplicación de fases discretas. En varias realizaciones, la división del haz axialmente en la dirección x y/o y se puede combinar con una modulación en amplitud plana o bidimensional de la apertura (por ejemplo, tal como la que se muestra en las ecuaciones (19a) y (19b)), lo que puede dar como resultado dividir el haz en dos o tres dimensiones. En varias realizaciones, el haz se puede desplazar utilizando una inclinación de fase en la apertura, que puede ser sustancialmente equivalente a un desplazamiento espacial. En varias realizaciones, la inclinación de fase se puede realizar utilizando el siguiente par de transformadas de Fourier:

ejax = ^cos(^oa) -f/sen;(cu:) (21a)

En una realización, esta función describe una apertura que solo está modulada en fase, ya que la magnitud del término exponencial es uno. En una realización, cada localización espacial tiene un elemento que se encuentra en una fase diferente que se puede expresar como la relación de las partes imaginaria (seno) y real (coseno) de la siguiente manera:

La ecuación (22) expresa las diferencias de fase espacialmente.

En varias realizaciones, los retardos de tiempo asociados con la propagación de ondas de ultrasonido se pueden usar para describir el desplazamiento de fase o la inclinación para enfocar el haz. En una realización, la apertura del transductor puede ser una concavidad circular focalizada que tiene la siguiente geometría:

*7 , -r

r~ = Xa* t- y ~ (23b)

Las ecuaciones (23a) y (23b) describen una concavidad circular que está centrada en el vértice de la concavidad con una longitud focal zf. En una realización, el foco se puede mover desde (0, 0, zf) a un punto espacial P0 que está localizado en (x0, y0, z0). La distancia a este nuevo punto espacial P0 desde cualquier punto de la concavidad se puede expresar como:

^{¿s£. = V>!}0*1 ^{- X s )x ( > i - >Tí ) 2 ( s i - 2s ) S: (24)}

donde (x1, y1, z1) son puntos en la apertura de la concavidad que se define por las ecuaciones (23a) y (23b). En una realización, para determinar el tiempo real hasta el objetivo P0, entonces la velocidad del sonido c (343,2 m/s) se puede dividir en una distancia de propagación d como sigue:

En una realización, para obtener una interferencia constructiva deseada asociada con la propagación de ondas ultrasónicas retardadas en el foco, se puede usar la ecuación (25) para calcular el retardo de tiempo relativo a otra parte de la apertura. En una realización, esto se puede lograr restando la ecuación (25) por el retardo de tiempo mínimo. El tiempo restante es el tiempo extra para que las ondas de ultrasonido emitidas por otras partes de la apertura lleguen al nuevo punto espacial P0.

En varias realizaciones, un punto de enfoque de (0, 0, 15 mm) se puede mover a un punto de enfoque P0 diferente. Los retrasos de tiempo relativos a los nuevos puntos de enfoque Po con respecto al centro o vértice de la concavidad apertura (tal como se expresa en la distancia radial) pueden calcularse utilizando la ecuación (25) y se ilustran en las Figuras 5A-5D para un transductor que tiene una geometría de diámetro exterior (DE) = 19 mm, diámetro interior (DI) = 4 mm y distancia al foco (Fl) = 15 mm. Otras realizaciones pueden usar otras dimensiones, los presentes ejemplos ilustran una realización no limitativa. Se contemplan otras dimensiones. La Figura 5A ilustra el retardo de tiempo relativo 1002a (en microsegundos) para la energía del sonido que se desplaza desde un punto espacial en la apertura para alcanzar un punto de enfoque objetivo Po = (0, 0, 15 mm) en relación con las localizaciones radiales variables en la apertura de la concavidad de acuerdo con una realización. Como era de esperar, el retraso ilustrado en la Figura 5A es cero ya que el punto objetivo es el mismo que el punto focal y el punto de enfoque no ha cambiado. La Figura 5B ilustra el retardo de tiempo relativo 1002b (en microsegundos) para la energía del sonido que se desplaza desde un punto espacial en la apertura para alcanzar un punto de enfoque objetivo Po = (0, 0, 10 mm) en relación con las localizaciones radiales variables en la apertura de la concavidad de acuerdo con una realización. Como se ilustra, la posición radial comienza en 2 mm debido a un orificio en el centro de la concavidad del transductor. En una realización, se puede colocar un elemento de formación de imágenes en el orificio. El tiempo hasta el punto objetivo Po = (0, 0, 10 mm) aumenta a medida que aumenta la posición radial en la taza. La Figura 5^cilustra el retardo de tiempo relativo 1002c (en microsegundos) para la energía del sonido que se desplaza desde un punto espacial en la apertura para alcanzar un punto objetivo Po = (0, 0, 20 mm) en relación con las localizaciones radiales variables en la apertura del tazón de acuerdo con una encarnación. Como se ilustra, si el foco se desplaza a Po = (0, 0, 20) mm, el tiempo hasta el objetivo disminuye a medida que aumenta la posición radial en la concavidad. La Figura 5D ilustra el retardo de tiempo relativo 1002d (en microsegundos) para la energía del sonido que se desplaza desde un punto espacial en la apertura para alcanzar un punto de enfoque objetivo Po = (2 mm, 0, 14,7 mm) en relación con las localizaciones radiales variables en la apertura de la concavidad de acuerdo con una realización. En una realización, la distancia total desde el vértice hasta el punto objetivo Po = (2 mm, 0, 14,7 mm) es de aproximadamente 15 mm. Como se ilustra, si el foco se desplaza a Po = (2 mm, 0, 14,7 mm), el tiempo hasta el objetivo depende linealmente de la coordenada x de la posición en la concavidad. El tiempo hasta el objetivo es menor para las posiciones que tienen x positivo en relación con el vértice y mayor para las posiciones que tienen x negativo en relación con el vértice. Las posiciones que tienen coordenadas x entre aproximadamente -2 mm y aproximadamente 2 mm se producen fuera del diámetro interior de la concavidad (por ejemplo, donde se puede localizar un elemento de formación de imágenes).

Las Figuras 5A-5D ilustran retardos de tiempo para la propagación del sonido desde varios puntos en la apertura para colocar constructivamente la energía del sonido en el foco de acuerdo con varias realizaciones. Un tiempo negativo en relación con cero implica que se necesita menos tiempo para que la energía desde ese punto alcance un nuevo punto de enfoque. Un tiempo positivo relativo a cero implica que la energía necesita más tiempo para alcanzar un nuevo punto de enfoque. En una realización, si se pudieran colocar retardos de tiempo apropiados en puntos individuales de la taza, los retardos de tiempo se pueden controlar para obtener interferencia constructiva en el nuevo foco. En una realización, para los transductores que comprenden material piezoeléctricamente activo, mover el foco de un enfoque mecánico (0, 0, z¡) a un nuevo punto de enfoque Po puede cambiar las distancias que los resonadores en la apertura deben desplazarse (debido a la expansión y/o contracción del material) para crear interferencia constructiva en el foco Po. Estas distancias se pueden convertir en retardos de tiempo dividiendo por las distancias por la velocidad del sonido. En una realización, si se conocen retardos de tiempo para los resonadores en la superficie de la apertura, los retardos de tiempo adicionales para alcanzar el foco Po podrían tenerse en cuenta de manera que se pueda lograr la intensidad de presión deseada en el foco Po.

En varias realizaciones, se puede dirigir una onda de ultrasonido de una frecuencia adecuada a un área objetivo. En una realización, un transductor que comprende material piezoeléctricamente activo puede excitarse eléctricamente mediante una señal de onda continua de una frecuencia operativa adecuada para lograr una frecuencia de terapia adecuada. En varias realizaciones de transductores, la frecuencia operativa puede ser de aproximadamente 4 MHz, aproximadamente 7 MHz, aproximadamente 10 MHz, menos de aproximadamente 4 MHz (por ejemplo, entre aproximadamente 20 KHz y aproximadamente 4 MHz), entre aproximadamente 4 MHz y aproximadamente 7 MHz, mayor que aproximadamente 10 MHz, etc. En una realización, la señal de onda continua puede estar encendida o activa durante un período de entre aproximadamente 20 mseg y 30 mseg. Esto, a su vez, puede implicar que la apertura se excite entre aproximadamente 80 000 ciclos y aproximadamente 300 000 ciclos de la señal de excitación. En una realización, se pueden usar otros periodos adecuados de la señal de excitación que está activa, tales como, por ejemplo, menos de aproximadamente 20 mseg, más de aproximadamente 30 mseg y similares. En una realización, una corta duración de la señal de excitación activa puede hacer que sea innecesario obtener interferencia constructiva en el foco. Esto puede ser el resultado de retardos de tiempo para la propagación de una onda ultrasónica desde diferentes puntos de la apertura a un punto de enfoque Po que es mayor que la duración de la señal de excitación activa. En una realización, puede ser suficiente modificar las fases correspondientes a las localizaciones de las aperturas basándose en la frecuencia operativa sin controlar los retardos de tiempo para obtener interferencia constructiva. En una realización, se pueden modificar las fases correspondientes a las localizaciones de apertura y, además, se pueden controlar los retardos de tiempo para obtener interferencia constructiva en un nuevo punto de enfoque.

Las Figuras 6A-6C ilustran retardos de fase asociados con la propagación del sonido para el enfoque con relación al vértice de una apertura de acuerdo con varias realizaciones. En una realización, los retardos de fase están asociados con retardos de tiempo. La Figura 6A ilustra los retardos de fase relativos 1012a, 1014a y 1016a (en grados) para la energía del sonido que se desplaza desde un punto espacial en la apertura para alcanzar un punto de enfoque objetivo Po = (0, 0, 10 mm) en relación con diferentes localizaciones radiales en la apertura de la concavidad de acuerdo con una realización. La curva 1012a corresponde a una señal de excitación de aproximadamente 4 MHz, la curva 1014a corresponde a una señal de excitación de aproximadamente 7 MHz y la curva 1016a corresponde a una señal de excitación de aproximadamente 10 MHz. La Figura 6B ilustra los retardos de fase relativos 1012b, 1014b y 1016b (en grados) para la energía del sonido que se desplaza desde un punto espacial en la apertura para alcanzar un punto de enfoque objetivo P⁰ = (0, 0, 20 mm) en relación con diferentes localizaciones radiales en la apertura de la concavidad de acuerdo con una realización. La curva 1012b corresponde a una señal de excitación de aproximadamente 4 MHz, la curva 1014b corresponde a una señal de excitación de aproximadamente 7 MHz y la curva 1016b corresponde a una señal de excitación de aproximadamente 10 MHz. La Figura 6C ilustra los retardos de fase relativa 1012c, 1014c y 1016c (en grados) para la energía del sonido que se desplaza desde un punto espacial en la apertura para alcanzar un punto de enfoque objetivo P⁰ = (2 mm, 0, 14,7 mm) en relación con las localizaciones radiales variables en la apertura de la concavidad de acuerdo con una realización. La curva 1012c corresponde a una señal de excitación de aproximadamente 4 MHz, la curva 1014c corresponde a una señal de excitación de aproximadamente 7 MHz y la curva 1016c corresponde a una señal de excitación de aproximadamente 10 MHz. Como se ilustra en las Figuras 6A-6C, en una realización, si la apertura intenta enfocar poco profundo, profundo o lateralmente, lo que puede estar relacionado con la frecuencia operativa, se relaciona con una serie de discontinuidades en el retardo de fase. El número de discontinuidades en una longitud determinada aumenta con la frecuencia operativa de la señal de excitación. En una realización, como se explica a continuación, las limitaciones de fabricación y del sistema pueden aumentar el número de discontinuidades. En una realización, como se ilustra en la Figura 6B, la velocidad de las transiciones de retardo de fase aumenta hacia el borde del transductor (por ejemplo, la parte derecha del gráfico) independientemente de si el transductor se usa para enfocar profundo o superficial. En una realización, como se ilustra en la Figura 6C, la velocidad de las transiciones de retardo de fase es sustancialmente constante cuando se usa un transductor para inclinar el haz. Las Figuras 5B-5D y las Figuras 6A-6C ilustran el tiempo y la fase adicionales a un punto de enfoque desde un punto en la concavidad del transductor. En una realización, el tiempo y/o la fase adicional pueden reducirse o eliminarse colocando un retardo opuesto al tiempo y/o fase en las localizaciones apropiadas del transductor.

Administración de la terapia mediante el desplazamiento de fase discreto

En una realización, el retardo y/o la cuantificación de fase pueden afectar la precisión que se usa para representar retardos de tiempo y/o fase. En otras palabras, se puede utilizar el retardo discreto y/o la fase discreta. En una realización, la precisión de los retardos de tiempo y/o fase puede estar limitada por parámetros del sistema, tales como un reloj del sistema y/o el número de bits disponibles para representar el retardo. En una realización, otros parámetros del sistema pueden limitar la precisión en su lugar o más. En una realización, los retardos de fase están igualmente espaciados alrededor del círculo unitario (360°). En una realización, los retardos de fase pueden estar espaciados de forma no periódica o desigual alrededor del círculo unitario. La Tabla 4 muestra los niveles de cuantificación de fase de acuerdo con varias realizaciones. Se pueden usar números adicionales de niveles (mayores de 8) en varias realizaciones. Como se muestra en la Tabla 4, dos fases (N = 2), 0° y 180°, pueden representar un nivel mínimo de control de fase para cambiar el punto de enfoque de un haz de ultrasonidos de acuerdo con una realización.

Tabla 4

Las Figuras 7A-7C ilustran retardos de fase discretos o cuantificados para varios niveles de cuantificación, donde los retardos de fase están asociados con la propagación del sonido al foco con respecto al vértice de una apertura de acuerdo con varias realizaciones. Las Figuras 7A-7C ilustran la propagación del sonido a una frecuencia operativa de aproximadamente 7 MHz. La Figura 7A ilustra los retardos de fase cuantificados relativos 1022a, 1024a y 1026a (en grados) para la energía del sonido que se desplaza desde un punto espacial en la apertura para alcanzar un punto de enfoque objetivo P0 = (0, 0, 10 mm) en relación con diferentes localizaciones radiales en la apertura de la concavidad de acuerdo con una realización. La curva 1022a corresponde a dos niveles de cuantificación de fase, la curva 1024a corresponde a tres niveles de cuantificación de fase y la curva 1026a corresponde a cuatro niveles de cuantificación de fase. La Figura 7B ilustra los retardos de fase cuantificados relativos 1022b, 1024b y 1026b (en grados) para la energía del sonido que se desplaza desde un punto espacial en la apertura para alcanzar un punto de enfoque objetivo P0 = (0, 0, 20 mm) en relación con diferentes localizaciones radiales en la apertura de la concavidad de acuerdo con una realización. La curva 1022b corresponde a dos niveles de cuantificación de fase, la curva 1024b corresponde a tres niveles de cuantificación de fase y la curva 1026b corresponde a cuatro niveles de cuantificación de fase. La Figura 7C ilustra los retardos de fase cuantificados relativos 1022c, 1024c y 1026c (en grados) para la energía del sonido que se desplaza desde un punto espacial en la apertura para alcanzar un punto de enfoque objetivo P0 = (2 mm, 0, 14,7 mm) en relación con las localizaciones radiales variables en la apertura de la concavidad de acuerdo con una realización. La curva 1022c corresponde a dos niveles de cuantificación de fase, la curva 1024c corresponde a tres niveles de cuantificación de fase y la curva 1026c corresponde a cuatro niveles de cuantificación de fase. En varias realizaciones, a medida que aumenta el número de niveles de cuantificación, como se muestra en las Figuras 7A-7C (por ejemplo, curvas 1026a, 1026b y 1026c), los patrones de retardo de fase cuantificados en una realización con una frecuencia de 7 MHz se vuelven sustancialmente similares a los patrones de retardo de fase no cuantificados mostrados en las Figuras 6A-6C (por ejemplo, curvas 1014a, 1014b y 1014c).

En una realización con referencia a la curva 1022c de la Figura 7C (cuantificación de fase de dos niveles), demuestra que cuando un has focalizado se dirige 2 mm y -2 mm, un patrón de retardo de fase resultante es sustancialmente similar con la transición de 0° a 180° que ocurre sustancialmente en la misma frecuencia espacial. Hay un ligero desplazamiento espacial en el patrón de retardo de fase. Dado que el patrón de retardo de fase es sustancialmente similar a 2 mm y -2 mm, en una realización, la distribución de la intensidad acústica en el foco puede tener un pico en ambas localizaciones de los focos simultáneamente. En una realización, si la cuantificación de fase es de dos niveles, una solución de fase para un foco específico también será una solución para otra localización. En una realización, este resultado puede ser similar para la modificación del enfoque a lo largo del eje del haz. Si la cuantificación de fase es de dos niveles, entonces una solución para un enfoque también puede ser una solución para otro enfoque.

La Figura 8A ilustra retardos de fase discretos o cuantificados asociados con la propagación del sonido, a una frecuencia operativa de aproximadamente 7 MHz, para el enfoque con relación al vértice de una apertura de acuerdo con varias realizaciones. La Figura 8A ilustra los retardos de fase relativa 1032a y 1034a (en grados) para la energía del sonido que se desplaza desde un punto espacial en la apertura para alcanzar los puntos de enfoque objetivo (2 mm, 0, 14,7 mm) y (-2 mm, 0, 14,7 mm) respectivamente. Las curvas 1032a y 1034a se muestran en relación con localizaciones radiales variables en la apertura de la concavidad de acuerdo con una realización. En una realización, el nivel de cuantificación de dos se muestra en la Figura 8A. Como se muestra en la Figura 8A, los patrones de retardo de fase cuantificados para los dos focos son sustancialmente similares.

La Figura 8B ilustra retardos de fase discretos o cuantificados asociados con la propagación del sonido, a una frecuencia operativa de aproximadamente 7 MHz, para el enfoque con relación al vértice de una apertura de acuerdo con varias realizaciones. La Figura 8B ilustra los retardos de fase relativos 1032b y 1034b (en grados) para la energía del sonido que se desplaza desde un punto espacial en la apertura para alcanzar los puntos de enfoque objetivo (0, 0, 10,25 mm) y (0, 0, 27 mm) respectivamente. Las curvas 1032b y 1034b se muestran en relación con localizaciones radiales variables en la apertura de la concavidad de acuerdo con una realización. En una realización, el nivel de cuantificación de dos se muestra en la Figura 8B. Como se muestra en la Figura 8B, los patrones de retardo de fase cuantificados para los dos focos están sustancialmente desfasados a 180°.

En varias realizaciones, se puede usar modulación en amplitud continua o discreta en una apertura y/o retardos de fase continuos o discretos para enfocar un haz de ultrasonidos. En una realización, puede ser ventajoso proporcionar un punto focal mecánico en lugar de usar modulación en amplitud de apertura y/o control de fase en una apertura plana debido a que puede ser preferible la ganancia focal asociada con el enfoque mecánico. En una realización, la complejidad del diseño de la apertura o del sistema se puede reducir si se puede crear un enfoque mecánico y se pueden aplicar técnicas de modulación y/o retardo de fase al enfoque mecánico. Una ventaja puede ser una reducción en una serie de transiciones de fase discretas para enfocar el haz en un nuevo punto focal. Otra ventaja puede ser que se puede aumentar la distancia entre diferentes niveles de fase discreta cuando la apertura ya está focalizada mecánicamente, lo que puede dar como resultado el uso de menos niveles de cuantificación, tal como dos, tres, cuatro, etc.

En varias realizaciones, se pueden usar métodos de fabricación, que incluyen la polarización de material piezoeléctrico y/o la fase del sistema discreto, para fabricar transductores configurados para dividir o enfocar un haz de ultrasonidos en dos y/o tres dimensiones desde un enfoque mecánico. A continuación, se enumeran varios ejemplos no limitativos de diseños de transductores. En varias realizaciones, se pueden fabricar otros diseños de transductores utilizando los métodos descritos.

Administración de energía multifocal mediante el uso de polarización del transductor

En varias realizaciones, un transductor puede comprender material piezoeléctrico. El material piezocerámico se puede apilar a temperaturas elevadas y campos eléctricos elevados para crear un momento dipolar neto en el material. Un momento dipolar neto puede permitir que el material piezocerámico tenga un efecto piezoeléctrico que causa la contracción o expansión del material cuando se coloca un campo eléctrico a través de la totalidad o parte del material en la dirección del momento dipolar. En una realización, las partes de un transductor, tal como un elemento de transducción, pueden tratarse para que tengan diferentes características de momento de polinización. En una realización, un único elemento de transducción puede tratarse para que tenga una, dos o más características de polarización. En una realización, se puede tratar un único elemento de transducción para que tenga un polo. En otra realización, las partes de un elemento pueden tratarse con un polo, y las partes no tratadas del elemento pueden tener un segundo polo. En una realización, se puede pintar un tratamiento de polarización sobre un elemento de transducción.

La Figura 9 muestra un diagrama esquemático de un material piezocerámico polarizado y el comportamiento resultante cuando se aplica una tensión de acuerdo con una realización. En una realización, un transductor puede comprender material piezocerámico PZT 1052. La flecha que se muestra en el material PZT 1052 es un momento dipolar neto. En una realización, si se coloca una tensión a través del material PZT 1052 de manera que el campo eléctrico esté en la dirección opuesta o sustancialmente opuesta del momento dipolar (como se muestra en 1082), entonces el material se contrae. En una realización, si se coloca una tensión a través del material PZT 1052 de manera que el campo eléctrico esté en la misma o sustancialmente la misma dirección que el momento dipolar (como se muestra en 1072), entonces el material se expande. En una realización, el material PZT 1052 no se expande ni contrae cuando no se aplica tensión a través del material, como se muestra en 1062.

En varias realizaciones, la polarización de material piezoeléctrico se puede usar para implementar la modulación en amplitud de apertura. En una realización, la modulación de dos niveles puede ser equivalente a la cuantificación de fase de dos niveles. Como se muestra en las ecuaciones (12)-(14), un haz ultrasónico emitido por la apertura de un transductor puede modularse para aparecer en dos (o más) localizaciones en un plano focal desplazado por una distancia que está relacionada con la frecuencia espacial de una función de modulación (por ejemplo, función de coseno y/o seno). En una realización, la dirección de polarización puede usarse para modificar la modulación en amplitud en la apertura y para aproximar la modulación en amplitud del coseno y/o seno. Como se muestra en la Figura 9, en una realización, la polarización o la aplicación de tensión a través de la totalidad o parte del material puede proporcionar tres niveles de modulación en amplitud: -1 (contracción del material), 1 (expansión del material) y 0 (sin cambios en la forma del material). Las Figuras 10A-10B ilustran aproximaciones de modulación en amplitud usando dos y tres niveles de polarización de acuerdo con varias realizaciones. La Figura 10A ilustra aproximaciones de modulación en amplitud usando una función sinusoidal de acuerdo con una realización. El eje x representa la distancia relativa con respecto a un vértice de la apertura y el eje y representa la amplitud de la función de modulación. La curva 1092a ilustra la función de modulación (por ejemplo, función seno), la curva 1094a ilustra la aproximación usando dos niveles de polarización (por ejemplo, ± 1) y la curva 1096a ilustra la aproximación usando tres niveles de polarización (por ejemplo, ± 1 y 0). La Figura 10B ilustra aproximaciones de modulación en amplitud usando una función sinusoidal con un desplazamiento de CC de 0,25 de acuerdo con una realización. El eje x representa la distancia relativa con respecto a un vértice de la apertura y el eje y representa la amplitud de la función de modulación. La curva 1092b ilustra la función de modulación (por ejemplo, función seno), la curva 1094b ilustra la aproximación usando dos niveles de polarización (por ejemplo, ± 1) y la curva 1096b ilustra la aproximación usando tres niveles de polarización (por ejemplo, ± 1 y 0). En una realización, como se ilustra en las Figuras 10B, el ancho de una región de polos positivos (que tiene una amplitud de 1) es mayor que el ancho de una región de polos negativos (que tiene una amplitud de -1) de modo que una amplitud media es sustancialmente igual al desplazamiento de CC (por ejemplo, 0,25). La limitación de dos o tres niveles limita el desplazamiento de CC alcanzable entre -1 y 1. En varias realizaciones, se pueden usar más de tres niveles de polarización para la modulación en amplitud.

En una realización, para cuantificar la distribución de energía en el foco, entonces la onda cuadrada se puede representar en términos de una función que tiene un par de transformadas de Fourier relacionadas. La expansión de la serie de Fourier para una onda cuadrada de período c es:

En una realización, una apertura circular con modulación en amplitud descrita en la ecuación (25) se puede describir como:

La transformada de Fourier de esta función es

La ecuación (26b) se puede simplificar de la siguiente manera:

En una realización, la presión de la onda de sonido en el plano focal incluye patrones repetidos del haz principal en múltiples localizaciones espaciales separadas por una distancia de 2c entre cada haz. Los patrones repetidos pueden ir disminuyendo en amplitud.

Las Figuras 11A-11H ilustran algunas realizaciones de las funciones de modulación de apertura o apodización (usando polarización de dos niveles o polarización de tres niveles) y algunas distribuciones de intensidad normalizadas correspondientes de la presión de la onda de sonido en el foco o focos para un transductor excitado por una señal de excitación de 7 MHz de acuerdo con varias realizaciones. En una realización, los transductores ilustrados en las Figuras 11A-11H están configurados como concavidades circulares con DE = 19 mm y F^l= 15 mm. Las Figuras 11A-11B ilustran el perfil de apodización sin dividir el haz y una distribución de intensidad correspondiente de acuerdo con una realización. La Figura 11B ilustra que la intensidad se concentra en el foco 1108. Las Figuras 11C-11D ilustran el perfil de apodización con división lateral del haz en aproximadamente 1,1 mm entre los picos de los focos y una distribución de intensidad correspondiente de acuerdo con una realización. Como se ilustra mediante la región 1104 en la Figura 11A y la región 1114 de la Figura 11C, en varias realizaciones, parte de una apertura del transductor tiene una apodización de cero, que representa un diámetro interno (DI) de la concavidad. En algunas realizaciones, estas regiones 1104 y 1114, que se ilustran con un diámetro de aproximadamente 4 mm, pueden corresponder a regiones en las que se puede localizar un elemento de formación de imágenes. En una realización, la apodización del elemento de formación de imágenes se puede representar mediante la región 1106.

Con referencia a la Figura 11C, en una realización, se ilustra la modulación en amplitud para una división de 1,1 mm entre los picos de los focos. En una realización, si se utilizan dos niveles de polarización o apodización, entonces se definen 8 bandas de ancho sustancialmente igual (excepto en los bordes) en la superficie de la apertura. Por ejemplo, dos de estas bandas están etiquetadas como 1112 y 1112'. En una realización, la polarización de las bandas se alterna de -1 a 1 a través de la superficie del transductor. El patrón de haz resultante se muestra en la Figura 11D. Como era de esperar, el haz ultrasónico aparece en dos focos 1120 y 1120' que se localizan a aproximadamente -0,55 mm y 0,55 mm. Los componentes de frecuencia más alta del haz son visibles en las regiones 1122 y 1122' a una distancia de aproximadamente 1,65 mm desde el eje del haz. En una realización, estos componentes tienen menor intensidad que las regiones focos 1120 y 1120'. Los componentes de mayor frecuencia pueden corresponder al tercer armónico de menor intensidad, como se expresa en la ecuación (26c). En varias realizaciones, tal como se ilustra en las Figuras 11E-11H, la polarización de las porciones 1125, 1125' de la superficie del transductor puede incluir líneas, curvas, formas, ondas, patrones, etc. En una realización, las características de las porciones 1125, 1125' pueden usarse para mantener un foco dividido, y puede redistribuir la energía prefocal y/o postfocalmente para un menor calentamiento.

En una realización, la división del haz puede ocurrir tanto en las dimensiones x (acimut) como en y (elevación). En una realización, las divisiones de los ejes x y y pueden tratarse independientemente cuando se realiza la transformada de Fourier. En una realización, se puede diseñar una apertura para dividir el haz en la dimensión x en aproximadamente 1,0 mm y en la dimensión y en aproximadamente 0,5 mm. La función de modulación de apertura correspondiente se puede representar como:

La frecuencia espacial para la modulación en amplitud alterna se puede calcular como se describe anteriormente en relación con las ecuaciones 26 (a)-(c), con la excepción de que el cálculo se realiza para dos dimensiones. Las Figuras 12A-12D ilustran algunas realizaciones de funciones de modulación de apertura o apodización (usando polarización de dos niveles) y distribuciones de intensidad normalizadas correspondientes de la presión de la onda de sonido en el foco o focos para un transductor excitado por una señal de excitación de 7 MHz de acuerdo con varias realizaciones. En una realización, los transductores ilustrados en las Figuras 12A-12D están configurados como concavidades circulares con DE = 19 mm y FL = 15 mm. La Figura 12A muestra una función de apodización para la apertura de acuerdo con una realización. Como se ilustra, el patrón de tablero de ajedrez 1132 y 1136 se alterna en amplitud en ambas direcciones x y y. Como se ilustra en la Figura 12B, el patrón de tablero de ajedrez produce cuatro haces de ultrasonidos sustancialmente distintos 1140, 1140', 1142 y 1142' separados por las distancias esperadas, es decir, aproximadamente 1,0 mm en la dirección x y aproximadamente 0,5 mm en la dirección y. En una realización, se puede lograr un patrón de cinco puntos agregando una constante a un vértice de la apertura, que puede tener una distribución de intensidad correspondiente en el origen.

En una realización, como se ilustra en las Figuras 12C-12D, se obtiene una línea de cuatro picos colocando múltiples frecuencias a lo largo de la misma dimensión (por ejemplo, dimensión x). La función de modulación se puede expresar como:

La Figura 12C muestra una función de apodización para la apertura de acuerdo con una realización. Como se ilustra, el patrón 1142 y 1146, la polarización de las bandas se alterna de -1 a 1 a través de la superficie del transductor. Como se ilustra en la Figura 12D, en una realización, el patrón produce cuatro haces de ultrasonidos sustancialmente distintos 1150, 1152, 1154 y 1156 separados por aproximadamente 1,0 mm y 3,0 mm en una dirección x.

En una realización, se logra una división axial del haz o una división a lo largo de una dimensión de manera que el haz permanece simétrico con respecto al eje. En una realización, dividir el haz axialmente usando solo dos fases de la polarización puede ser más difícil que obtener una división lateral. Esto puede deberse a la dificultad de obtener un equilibrio de intensidad entre los dos o más picos. En una realización, dos fases pueden producir dos picos de intensidad simultáneos, uno menos profundo que el otro. El pico de intensidad más profundo puede ser de menor intensidad que el pico poco profundo debido a la difracción y atenuación adicionales en el tejido. En una realización, se pueden usar más de dos fases para lograr una división axial.

En varias realizaciones, la división de un haz ultrasónico de forma simultánea, casi simultánea o secuencial en dos o más puntos focales se puede lograr mediante la aplicación de un sistema de fases discretas. La Figura 13 es una ilustración esquemática de un sistema 1200 de dos fases de acuerdo con una realización. Como se ilustra, el bloque 1202 es una fuente de tensión (o corriente) CA que acciona los desfasadores discretos, los bloques 1204 y 1206 son desfasadores discretos en 0° y 180° respectivamente, y los bloques 1208 y 1210 son porciones del transductor que están desfasadas. En una realización, los desfasadores discretos 1204 y 1206 pueden configurarse para desfasar la señal de tensión (o corriente) CA suministrada por la fuente 1202, de modo que las señales resultantes estén desfasadas 180°. En una realización, los desfasadores discretos 1204 y 1206 pueden configurarse para excitar diferentes porciones del transductor. En una realización, el sistema 1200 está configurado para imitar dos niveles de polarización de material. En una realización, puede ser conveniente aislar eléctricamente las porciones 1208 y 1210 del transductor. El aislamiento eléctrico y el esquema de conexión correspondiente pueden determinar un patrón de haz resultante en el foco de acuerdo con una realización. En una realización, no se puede realizar ningún aislamiento eléctrico. Con referencia a la Figura 1, en varias realizaciones, se pueden colocar desfasadores discretos en o sobre el controlador 300, el detector de mano 100, el módulo 200 y/o los transductores del sistema de ultrasonido 20. En una realización, se puede utilizar un desplazamiento de fase continuo.

En varias realizaciones, se pueden usar más de dos desfasadores discretos (por ejemplo, como se muestra en la Tabla 4). El aumento en el número de fases puede dar como resultado una mejor aproximación de los retardos de fase para dirigir y/o enfocar el haz. En una realización, se pueden usar cuatro desfasadores discretos. La Figura 14 es una ilustración esquemática de un sistema 1250 de cuatro fases seleccionable de acuerdo con una realización. Como se ilustra, los bloques 1252, 1254, 1256 y 1258 son fuentes de tensión (o corriente) de CA que accionan los desfasadores discretos 1262, 1264, 1266 y 1268. Cada bloque discreto de desplazamiento de fase se puede configurar para proporcionar cuatro fases diferentes 0°, 90°, 180° y 270°. En una realización, los multiplexores 1272, 1274, 1276 y 1278 pueden incluirse para seleccionar una fase particular de una señal. La señal con la fase seleccionada se puede aplicar a las porciones 1282, 1284, 1286 y 1288 de un transductor 1280. En una realización, una porción es parte de un único transductor con un único elemento de transducción. En una realización, una porción puede ser un elemento de transducción. Como se ilustra, cada porción 1282, 1284, 1286 y 1288 del transductor 1280 tiene una fase seleccionable (por ejemplo, 0°, 90°, 180° o 270°). En una realización, las porciones 1282, 1284, 1286 y 1288 pueden aislarse eléctricamente (por ejemplo, entre sí). En una realización, si el transductor 1280 está dividido o segmentado en porciones 1282, 1284, 1286 y 1866, el haz ultrasónico podría dirigirse y enfocarse a múltiples localizaciones de focos.

En una realización, se puede ilustrar una ventaja de proporcionar desfasadores más discretos considerando un disco plano o transductor de anillo y una intensidad medida en el foco en comparación con una intensidad medida en el foco de un transductor de concavidad sustancialmente circular perfectamente focalizado. La Figura 15 ilustra el rendimiento de un sistema de fase discreta de acuerdo con una realización. En una realización, el transductor de concavidad se puede configurar para que tenga DE = 19 mm y Fl = 15 mm, y su intensidad (en dB) se ilustra mediante la línea 1302. La intensidad del transductor de anillo plano se ilustra con la línea 1306. Como se ilustra, la mejora en la intensidad focal producida por el transductor de anillo plano aumenta (por ejemplo, exponencialmente) entre aproximadamente dos y 5-6 niveles de fase discreta, pero comienza a estabilizarse después de aproximadamente 5-6 fases discretas. En una realización, la intensidad se aproxima asintóticamente a aproximadamente -2,3 dB (línea 1304). Como se ilustra, en una realización, el transductor de anillo plano (línea 1306) produce una ganancia focal menor que el transductor de concavidad (línea 1302). Como puede verse, en una realización, la adición de niveles de fase discretos adicionales puede mejorar la intensidad en el foco y, por lo tanto, mejorar el rendimiento del transductor.

En una realización, se puede cambiar una diferencia de intensidad entre un punto de enfoque deseado y un punto de enfoque ideal usando una concavidad focalizada. En una realización, se puede utilizar inicialmente un transductor de concavidad circular con DE = 19 mm y F^l= 15 mm. Posteriormente, en una realización, se pueden usar técnicas de fase discreta para mover el foco a una profundidad de aproximadamente 12 mm o 18 mm. Las Figuras 16A-16B son gráficos que ilustran el rendimiento de sistemas de fase discreta en varios puntos focales de acuerdo con varias realizaciones. La Figura 16A ilustra el rendimiento 1316 de un transductor de tazón (DE = 19 mm y Fl = 15 mm) cuando el foco se mueve a 12 mm utilizando una fase discreta en comparación con el rendimiento 1312 de un transductor de concavidad (DE = 19 mm y Fl = 12 mm) de acuerdo con una realización. Como se ilustra, la línea 1316 se acerca asintóticamente a aproximadamente -1,3 dB (línea 1314). En una realización, comparando la línea 1316 con el rendimiento del transductor de disco plano, que se ilustra mediante la línea 1306 en la Figura 15, se ha mejorado la intensidad producida por el transductor de concavidad. La Figura 16B ilustra el rendimiento 1326 de un transductor de concavidad (DE = 19 mm y Fl = 15 mm) cuando el foco se mueve a 18 mm utilizando una fase discreta en comparación con el rendimiento 1322 de un transductor de concavidad (DE = 19 mm y Fl = 18 mm) de acuerdo con una realización. Como se ilustra, la línea 1326 se acerca asintóticamente a aproximadamente 0,5 dB (línea 1324). Como se ilustra, el rendimiento del transductor de concavidad con fase discreta (línea 1326) puede exceder el rendimiento de un transductor ideal (línea 1322), tal como cuando el número de niveles de fase discreta excede aproximadamente seis. En una realización, puede resultar ventajoso utilizar fases discretas para mover el foco más profundamente.

Administración de terapia mediante el uso de modulación en amplitud y desplazamiento de fase discreta

En varias realizaciones, la modulación en amplitud (por ejemplo, realizada mediante polarización de material) se puede usar además de la fase discreta. En una realización, la división de un haz de ultrasonidos puede provocar un aumento en la potencia del transductor que puede ser difícil de obtener debido, por ejemplo, a limitaciones del material del sistema o del transductor. Puede ser conveniente cambiar de fase o inclinar el haz de ultrasonido de una posición focal a otra posición focal. En una realización, la división del haz de ultrasonidos puede ser difícil de lograr debido a la posibilidad de un calentamiento excesivo del tejido antes del foco. En una realización, las secuencias lineales de los TCP se pueden crear secuencial o sustancialmente secuencial sin mover un transductor, lo que puede dar como resultado una reducción del tiempo de terapia. En una realización, el transductor se puede mover para distribuir más los puntos de tratamiento. En una realización, un transductor puede ser un transductor de concavidad circular excitado por una señal de excitación de 7 MHz y que tiene un DE de aproximadamente 19 mm, un diámetro interior de aproximadamente 4 mm y un Fl de aproximadamente 15 mm. Las secuencias de TCP lineales se pueden separar aproximadamente 1,0 mm. Puede ser conveniente dividir el haz de ultrasonidos de modo que se creen dos secuencias de TCP lineales de forma simultánea o sustancialmente simultánea con una separación de aproximadamente 1,0 mm entre sí. Sin embargo, en una realización, en comparación con la intensidad de un rayo que no está dividido, cada uno de los rayos divididos puede tener una intensidad que es aproximadamente 2,4 veces menor. Debido al potencial de calentamiento excesivo del tejido localizado antes del foco, es posible que la potencia suministrada al transductor no se incremente en aproximadamente 2,4 veces para compensar la reducción de intensidad. En una realización, se puede utilizar la fase en cuadratura para crear secuencias de TCP lineales una a la vez. La fase en cuadratura se puede lograr combinando la fase del material con la fase del sistema discreto. En una realización, el uso de la fase en cuadratura puede relacionarse con un aumento en la potencia de aproximadamente 1,2 veces cuando la fase en cuadratura se aplica a un transductor de concavidad focalizada. En una realización, puede ser conveniente un ligero aumento de potencia.

Las Figuras 17A-17B ilustran el control en cuadratura de un transductor mediante la combinación de polarización y puesta en fase del sistema discreto de acuerdo con una realización. La Figura 17A ilustra, en una realización, bandas individuales (por ejemplo, 1402, 1404, etc.) definidas a través de un transductor de concavidad circular focalizado 1400 en un paso configurado para lograr aproximadamente 1,0 mm en el haz ultrasónico producido por el transductor. El foco del transductor es un único haz 1408 en el plano paralelo a la cara del transductor. El transductor 1400 no está configurado con fase discreta. En una realización, como se ilustra en la Figura 17B, las bandas del transductor 1410 se polarizan alternando la dirección de fase. Por ejemplo, la banda 1412 tiene una fase de 0° y la banda 1414 tiene una fase de 180°. Como se muestra en el gráfico de intensidad, dos picos de intensidad 1418 y 1418' aparecen sustancialmente a lo largo de una línea a una profundidad focal.

En una realización, la creación de dos picos de intensidad 1430 y 1432 puede ser inconveniente debido a las limitaciones del sistema (por ejemplo, la fuente de alimentación) y/o los materiales del transductor. Por ejemplo, puede ser necesario suministrar más energía al transductor para crear dos TCP simultáneamente o casi simultáneamente. La Figura 17C ilustra la modulación de una apertura de un transductor 1420 usando un desplazamiento de fase adicional (en 90°) de acuerdo con una realización. Como se ilustra, la banda 1422 tiene una fase de 0° y se divide además en una región o subbanda 1426 que tiene una fase de 90° y la subbanda 1428 que tiene una fase de 0°. Además, la banda 1424 tiene una fase de 180° (por ejemplo, fase alterna con respecto a la banda 1422), y se divide además en una región o subbanda 1430 que tiene una fase de 270° y la subbanda 1432 que tiene una fase de 180°. En una realización, estas dos fases adicionales (por ejemplo, 1426 y 1428) pueden conectarse eléctricamente al transductor 1420 a través de una unión conductora y, opcionalmente, un conmutador o circuito flexible configurado para separar las dos fases. De manera similar a las realizaciones ilustradas en las Figuras 17A-17B, el transductor 1420 está posicionado de modo que la fase alterna esté entre 0° y 180° entre las bandas adyacentes. En una realización, la mitad del transductor 1420 se excita con una señal de excitación de fase de 0° y la otra mitad se excita con una señal de excitación de fase de 180°. En una realización, el paso de la variación de fase se reduce en dos con la fase adicional (por ejemplo, subbandas 1426 y 1428). En una realización, cuando se combinan fases discretas con la polarización (por ejemplo, alternando la fase entre 0° y 180° entre las bandas adyacentes 1422 y 1424), se pueden proporcionar cuatro fases distintas, específicamente, 0°, 90°, 180° y 270°. Como se ilustra en la Figura 17C, el patrón de fase repetido aplicado a través del transductor 1420 de izquierda a derecha puede ser de 90°, 0°, 270° y 180°. Como se ilustra en el gráfico de intensidad, en una realización, se puede crear un pico 1438 aproximadamente a -1 mm del eje del haz a una profundidad focal. En una realización, como se ilustra en la Figura 17D, si el patrón de fase tiene un orden inverso de 0° (subbanda 1446), 90° (subbanda 1448), 180° (subbanda 1450) y 270° (subbanda 1452), entonces un pico 1458 se aleja aproximadamente 1 mm del eje del haz. Como se ilustra en la Figura 17D, la banda 1442 tiene una fase de 0° y la banda 1444 tiene una fase de 180° (por ejemplo, fase alterna con respecto a la banda 1442).

La Figura 18 es una ilustración esquemática de un sistema conmutable de dos fases 1500 de acuerdo con una realización. Como se ilustra, el sistema 1500 incluye una fuente de tensión (o corriente) CA 1502 que acciona los desfasadores discretos 1504 (desfasador de 0°) y 1506 (desfasador de 90°), los conmutadores 1508 y 1510 y las porciones del transductor 1512 y 1514. En una realización, los desfasadores discretos 1504 y 1506 pueden configurarse para desfasar la señal de tensión (o corriente) CA suministrada por la fuente 1502, de modo que las señales resultantes estén desfasadas 90°. En una realización, los desfasadores discretos 1504 y 1506 pueden configurarse para excitar diferentes porciones (por ejemplo, bandas) del transductor. La salida de los desfasadores discretos 1504 y 1506 se puede conectar a los conmutadores 1508 y 1510 que están conectados a diferentes porciones 1512 y 1514 del transductor. En una realización, los conmutadores 1508 y 1510 hacen que la fase de la señal de tensión (o corriente) proporcionada por la fuente 1502 cambie entre 0° y 90°, de modo que el patrón de fase en el transductor invierte el orden y hace que un punto focal se mueva de un lado del eje del haz a otro lado del eje del haz, como se ilustra en las Figuras 17C-17D. En una realización, los desfasadores 1504 y 1506 pueden cambiar la fase en cualquier valor adecuado, como 30°, 45°, 120°, 145°, 180°, etc.

Administración de la terapia mediante el uso de modulación en amplitud al caminar

En una realización, modular o dividir un haz de ultrasonidos axial y/o lateralmente, por ejemplo, de modo que se creen múltiples secuencias lineales de los TCP de manera simultánea, sustancialmente simultánea o secuencial, puede necesitar el suministro de energía adicional a un transductor para lograr sustancialmente la misma intensidad en los puntos focales como un haz sin modular. En una realización, tal aumento de potencia puede provocar la posibilidad de un calentamiento excesivo en el tejido proximal (prefocal) y/o distal (postfocal) al foco. Por ejemplo, para una configuración de transductor dada, dividir un haz de ultrasonido desde una posición focal de aproximadamente (0, 0, 15 mm) a posiciones focales de aproximadamente (-0,55 mm, 0, 15 mm) y (0,55 mm, 0, 15 mm) mm) puede necesitar aumentar el suministro de energía en aproximadamente 2,2 veces para producir sustancialmente la misma intensidad en las dos posiciones focales que la intensidad en la posición focal no modulada. En una realización, tal aumento de potencia puede ser inconveniente. En diversas realizaciones, la modulación en amplitud se puede combinar con técnicas de apertura al caminar para reducir la posibilidad de un calentamiento excesivo de los tejidos en las regiones prefocal y postfocal. Por ejemplo, se puede reducir la intensidad máxima medida en las regiones prefocal y postfocal.

Las Figuras 19A-19C son gráficos de una distribución de intensidad 1600 en un plano x-y a aproximadamente 2 mm antes del foco de acuerdo con una realización. No se ha aplicado modulación a un transductor. El gráfico 1600 ilustra que la distribución de la intensidad acústica es simétrica con respecto al eje de un haz. En una realización, la simetría es causada por una apertura circular del transductor (por ejemplo, un transductor de concavidad circular focalizado). Las regiones de mayor intensidad 1601, 1602 y 1604 se producen a lo largo del eje del haz en un radio de aproximadamente 0 mm (región 1601), 0,75 mm (región 1602) y 1,0 mm (región 1604). En una realización, la intensidad máxima es de aproximadamente 101 W/cm2 en el plano, siempre que la intensidad en la apertura sea de aproximadamente 1 W/cm2.

Las Figuras 20A-20C son gráficos de una distribución de intensidad 1620 en un plano x-y a profundidad focal de acuerdo con una realización. En una realización, la profundidad focal puede ser de aproximadamente 15 mm. Las Figuras 20A-20C muestran una concentración significativa 1622 en intensidad acústica en un plano focal. En una realización, el diámetro de la distribución acústica ha disminuido desde un DE de aproximadamente 3 mm en las Figuras 20A-20C a un diámetro de menos de aproximadamente 0,3 mm a una profundidad focal. La intensidad máxima ha aumentado a aproximadamente 7,73 kW/cm2, que es aproximadamente 77,3 veces mayor que la intensidad máxima aproximadamente 2 mm antes del foco.

La Figura 21 es una ilustración esquemática de un patrón de apertura de modulación en amplitud 1630 de acuerdo con una realización. El patrón de modulación en amplitud 1630 se puede colocar a través de una apertura. Los grupos de bandas o porciones de transductores 1632 pueden representar una amplitud de 1 (por ejemplo, debido a la expansión del material del transductor). Los grupos de bandas o porciones de transductores 1634 pueden representar una amplitud de -1 (por ejemplo, debido a la contracción del material del transductor). Como se muestra, los grupos 1632 y 1634 pueden alternar a través de la apertura. La distancia de paso 1640 puede corresponder a un período espacial de transiciones entre el material del transductor 1 y -1 a través de la apertura. En una realización, la distancia de paso 1640 junto con la profundidad focal y la frecuencia operativa pueden determinar la distancia de los haces divididos en el plano focal. En una realización, se puede agrupar cualquier número de porciones del transductor en los grupos 1632 y 1634. En una realización, el número de porciones en los grupos 1632 y 1634 puede ser el mismo. En una realización, el número de porciones en los grupos 1632 y 1634 puede ser diferente. En una realización, la modulación en amplitud puede incluir más de dos niveles, tales como tres (0 y ± 1) o más niveles.

Las Figuras 22A-22C son gráficos de una distribución de intensidad 1650 en un plano x-y de un patrón de apertura de amplitud modulada de la Figura 21 aproximadamente 2 mm antes del foco de acuerdo con una realización. En una realización, la distancia de paso es de aproximadamente 6 mm para una frecuencia de señal de excitación de aproximadamente 7 MHz. En una realización, el patrón de modulación en amplitud 1630 se coloca a lo largo del eje y para dividir el haz en aproximadamente 1,1 mm, como se demuestra por los puntos de focos 1652 y 1654. En una realización, aunque la distribución de energía tiene un DE de aproximadamente 3 mm en la dirección x, se incrementa en la dirección y hasta aproximadamente 4 mm. En comparación con las Figuras 19A-C, la intensidad máxima de la distribución de intensidad 1650 aumenta en aproximadamente un 20 % a 112 W/cm2, siempre que se coloque 1 W/cm2 de intensidad en el punto focal sin modular. En una realización, puede ser necesario aumentar la cantidad de energía de una apertura dividida en un factor de aproximadamente 2,2 para lograr una intensidad sustancialmente similar en dos puntos de focos. A una profundidad de unos 2 mm antes del foco, la intensidad máxima puede ser de unos 246 W/cm2 debido al aumento de potencia. Sin embargo, debido a que en una realización los aumentos de temperatura en un tejido son proporcionales a los aumentos de intensidad, el aumento de temperatura en una región prefocal puede ser más del doble para un diseño de has dividido.

Las Figuras 23A-23C son gráficos de una distribución de intensidad 1670 en un plano x-y de un patrón de apertura de amplitud modulada de la Figura 21 a profundidad focal de acuerdo con una realización. En una realización, la profundidad focal puede ser de aproximadamente 15 mm. En una realización, la intensidad de cada uno de los focos 1672 y 1674 puede ser de aproximadamente 3,45 kW/cm2, siempre que se coloque 1 W/cm2 de intensidad en el punto focal sin modular. Como se ilustra, se producen dos haces simétricos en las posiciones focales 1672 (0,55 mm, 0, 15 mm) y 1674 (-0,55 mm, 0, 15 mm) mm. En una realización, la distribución de intensidad en las posiciones focales 1672 y 1674 es sustancialmente similar a la distribución de intensidad ilustrada en la Figura 20.

La Figura 24 es una ilustración esquemática de un patrón de apertura de modulación en amplitud 1680 con estados al caminar o cambio de acuerdo con una realización. En una realización, el patrón 1680 es el mismo que la función de modulación en amplitud 1630 ilustrada en la Figura 21 con la excepción de cambios de estado. En una realización, el patrón de modulación en amplitud 1680 se puede colocar a través de una apertura como sigue. La distancia de paso 1688 puede comprender una pluralidad de bandas o porciones de transductores. Aunque ocho de tales porciones se muestran en la Figura 24, el número de porciones puede ser cualquier número adecuado, tal como menos de ocho o más de ocho. Las porciones del transductor se pueden direccionar individualmente y se pueden configurar para representar un estado de amplitud de -1 y/o 1. A medida que se suministra tensión o corriente al transductor, la apertura puede cambiar de estado (o caminar) de S1 a S2, luego S2 a S3, luego S3 a S4, y así sucesivamente. Como se ilustra, en el estado S1 la pluralidad de porciones a lo largo de la distancia de paso 1688 se divide en dos grupos 1682 (modulación 1) y 1684 (modulación -1). Cuando se realiza la transición del estado S1 al estado S2, la pluralidad de porciones a lo largo de la distancia de paso 1688 se divide en grupos 1692 (modulación 1) y 1690 y 1694 (modulación -1). Como se ilustra, la porción 1681 en el estado S1 corresponde a 1 y en el estado S2 corresponde a -1. Cuando se realiza la transición del estado S2 al estado S3, la pluralidad de porciones a lo largo de la distancia de paso 1688 se divide en grupos 1702 (modulación 1) y 1700 y 1704 (modulación -1). Cuando se realiza la transición del estado S3 al estado S4, la pluralidad de porciones a lo largo de la distancia de paso 1688 se divide en grupos 1712 (modulación 1) y 1710 y 1711 (modulación -1). En consecuencia, el patrón de modulación se desplaza (o caminar) a lo largo del tiempo a través de la apertura. En una realización, hay ocho estados únicos si la apertura camina con el mismo patrón de modulación en amplitud a través de la apertura. En una realización, la intensidad efectiva se puede determinar como un promedio de tiempo ponderado de la distribución de intensidad acústica de cada estado de apertura. En una realización, la apertura cambia de estado (o camina) a una velocidad suficiente para reducir la posibilidad de un calentamiento excesivo de los tejidos prefocal y/o postfocalmente. En una realización, la distancia de paso 1688 puede incluir cualquier número adecuado de porciones de transductor. En una realización, el número de porciones en grupos correspondientes a la modulación de 1 y -1 puede ser el mismo. En una realización, el número de porciones en grupos correspondientes a la modulación de 1 y -1 puede ser diferente. En una realización, la modulación en amplitud puede incluir más de dos niveles, tales como tres (0 y ± 1) o más niveles.

Las Figuras 25A-25D son gráficos de una distribución de intensidad 1730 en un plano x-y a partir de un patrón de apertura modulado en amplitud al caminar de la Figura 24 aproximadamente 2 mm antes del foco de acuerdo con una realización. En una realización, la intensidad máxima es aproximadamente 71 W/cm2, que es aproximadamente un 37 % menor que la intensidad máxima de un patrón de apertura modulado en amplitud sin caminar (por ejemplo, mostrado en la Figura 22). En una realización, esta reducción puede ser significativa. Las Figuras 25A-25D ilustran que un número y un área de regiones que experimentan alta intensidad se han reducido en comparación con la Figura 22. Las regiones que reciben una cantidad significativa de energía se localizan en aproximadamente seis localizaciones 1731-1736. El gráfico de distribución de intensidad 1730 ilustra que la extensión de la distribución de energía se reduce, en comparación con la Figura 22, hasta aproximadamente 2 mm de DE en la dimensión x y aproximadamente 3 mm de DE en la dimensión y. En una realización, esta reducción puede ser significativa. En una realización, la distribución de intensidad 1730 aparece como potencia acústica que emana de dos aperturas ya que la distribución de intensidad 1730 parece ser una suma de desplazamiento espacial de la distribución 1600 de la Figura 19. En una realización, como se ilustra en la Figura 25, la posibilidad de un calentamiento excesivo de los tejidos localizados antes y después del foco se reduce significativamente.

Las Figuras 26A-26C son gráficos de una distribución de intensidad 1750 en un plano x -y de un patrón de apertura modulada en amplitud al caminar de la Figura 24 a profundidad focal de acuerdo con una realización. En una realización, la profundidad focal puede ser de aproximadamente 15 mm. En una realización, aunque la distribución de intensidad antes del foco cambia sustancialmente (compare las Figuras 25 con las Figuras 22), la distribución de intensidad 1750 en el foco es sustancialmente similar a la distribución de intensidad 1670 en la profundidad focal para el patrón de apertura modulado en amplitud sin caminar ilustrado en la Figura 23. En una realización, se reduce la intensidad máxima de la distribución de intensidad 1750 (por ejemplo, compare 3,34 W/cm2 con 3,45 W/cm2). En una realización, para obtener la misma intensidad en la profundidad focal, es posible que sea necesario aumentar la potencia suministrada en un factor de 2,3. La intensidad máxima aproximadamente 2 mm antes del foco sería 163 W/cm2, que es una reducción sustancial con respecto a la predicción de 246 W/cm2 (Figura 22) si el patrón de modulación en amplitud no camina a través de la apertura. En una realización, los máximos de intensidad acústica en los focos 1752 y 1754 están sustancialmente concentrados en comparación con la distribución de intensidad 1650 en las Figuras 22.

La Figura 27A es una ilustración esquemática de una apertura modulada en amplitud al caminar (dos niveles ± 1) 1800 de acuerdo con una realización. En una realización, el esquema 1800 corresponde al patrón 1680 ilustrado en la Figura 24. La Figura 27B es una tabla de transición de estados 1850 del esquema de dos estados 1800 de acuerdo con una realización.

La Figura 28A es una ilustración esquemática de una apertura modulada en amplitud al caminar (tres niveles) 1900 de acuerdo con una realización. El esquema 1900 incluye un nivel 0 de 1952. En una realización, el nivel 01952 se puede realizar usando un terminal de tierra o conectando una resistencia al terminal de tierra. En una realización, el nivel 0 1952 puede reducir una cantidad de componentes espaciales de alta frecuencia en una zona focal (por ejemplo, estos componentes pueden corresponder a lóbulos de rejilla). En una realización, el nivel 0 1952 puede reducir las transiciones de frecuencia espacial en zonas prefocal y postfocal. La Figura 28B es una tabla de transición de estados 1950 del esquema de tres estados 1900 de acuerdo con una realización.

La Figura 29A es una ilustración esquemática de una apertura modulada en amplitud al caminar (cuatro niveles) 2000 de acuerdo con una realización. El esquema 2000 incluye dos niveles adicionales 0,52002 y -0,52004. En una realización, hacerlo puede proporcionar ventajas similares a las de agregar un nivel 0. En una realización, la modulación en amplitud a través de la apertura proporcionada por el esquema 2000 puede aproximarse mejor a una onda sinusoidal, de modo que los componentes espaciales de alta frecuencia no ocurren en el plano focal. La Figura 29B es una tabla de transición de estados 2050 del esquema de tres estados 1900 de acuerdo con una realización. En varias realizaciones, el número de bandas y/o porciones de transductores en una distancia de paso puede ser menor o mayor que ocho. El número de porciones seleccionadas puede depender de la cantidad de reducción de calor deseada para los tejidos localizados antes y/o después del foco. En varias realizaciones, el número de niveles de modulación en amplitud puede ser superior a cuatro, tal como seis, ocho, diez, etc.

Existen varias ventajas en el uso de realizaciones de los sistemas y métodos descritos en la presente descripción. En una realización, la modulación en amplitud, particularmente al caminar, y/o técnicas de desplazamiento de fase, pueden reducir la posibilidad de un calentamiento prefocal y postfocal excesivo. En una realización, la modulación en amplitud, particularmente al caminar, y/o técnicas de desplazamiento de fase, pueden permitir dividir un haz de ultrasonidos en dos o más haces. En una realización, la modulación en amplitud, particularmente al caminar, y/o las técnicas de desplazamiento de fase pueden aproximarse a dos o más fuentes de ultrasonidos colocando energía ultrasónica en dos o más localizaciones de focos. En una realización, la modulación en amplitud, particularmente al caminar, y/o las técnicas de desplazamiento de fase pueden reducir el dolor o la incomodidad experimentada por un paciente durante la terapia de ultrasonidos al redistribuir la energía acústica lejos de un punto focal. En una realización, la modulación en amplitud, particularmente al caminar, y/o las técnicas de desplazamiento de fase pueden reducir el tiempo de terapia debido a la producción de múltiples TCP.

Sistemas de formación de imágenes

En una realización, se puede utilizar un formador de haces de ultrasonidos de recepción como parte de un sistema de formación de imágenes por ultrasonidos. En una realización, un sistema de formación de imágenes por ultrasonido utiliza un evento de transmisión y recepción para crear una línea de una imagen de ultrasonido. La transmisión generalmente se enfoca en una localización y luego el procesamiento de recepción del sistema de formación de imágenes se enfoca en la misma localización. En este caso, la respuesta del sistema de formación de imágenes se describe como:

h(t) = Tx(t)*Rx(t) (29)

donde h(t) es la respuesta espacial de las aperturas de transmisión y recepción, Tx(t) es la respuesta de la apertura de transmisión y Rx(t) es la respuesta de la apertura de recepción.

En una realización, un sistema de formación de imágenes por ultrasonidos utiliza un enfoque de recepción dinámico. En este caso, aunque el haz de ultrasonido de transmisión se enfocó en una localización espacial, el sistema de recepción podría cambiar "dinámicamente" el enfoque a lo largo del eje del haz de modo que se enfocara cada localización espacial en profundidad. Esta respuesta del sistema se representa como:

h(t-5) =Tx(t)*Rx(t-5) (30)

El 5 representa el retardo de tiempo entre las señales recibidas, lo que sugiere cómo puede cambiar el enfoque para la apertura de recepción a medida que las señales provienen de profundidades más profundas.

En una realización, una técnica para dividir un haz de terapia de transmisión en múltiples focos a través de la manipulación de la amplitud de la apertura puede incluir también un haz o haces de recepción. En una realización, un sistema puede incluir dos focos de transmisión (o más), y es posible enfocar cualquiera de las aperturas espaciales usando una apertura de recepción como una matriz lineal donde se pueden usar retardos para dirigir y enfocar el has recibido a lo largo de diferentes ejes. Este método permite que el sistema obtenga dos haces de recepción con solo una transmisión. Esto reduce el tiempo necesario para observar visualmente los dos ejes del haz desde la apertura de recepción. Este sistema se describe como:

hi(t-5) = Tx(t)*RXi(t-5) (31a)

h2(t-8) = Tx(t)*Rx2(t-8) (31b)

Por ejemplo, suponga que el sistema produce dos focos, uno a una distancia de 1,0 mm del eje central del transductor de terapia y otro a -1,0 mm del eje central del transductor de terapia, cada uno a una profundidad de 15 mm. El receptor de ultrasonido podría crear dos líneas de recepción, una focalizada constantemente en el pico de 1,0 mm y otra focalizada constantemente en el pico de -1,0 mm. En una realización, un receptor puede crear dos líneas de recepción, una focalizada constantemente en el pico de 1,0 mm y otra focalizada constantemente en el pico de -1,0 mm simultáneamente.

En una realización, un método 2100 comprende los pasos de:

transmitir múltiples focos con una apertura de terapia

recopilar una señal de cada porción de una matriz de apertura de recepción

crear múltiples vectores de recepción basados en los múltiples focos, y

utilizar los vectores de recepción para acelerar un algoritmo de formación de imágenes.

En algunas realizaciones, la transmisión de múltiples focos puede ser simultánea o secuencial. En algunas realizaciones, los vectores de recepción se pueden utilizar simultánea o secuencialmente.

Algunas realizaciones y los ejemplos descritos en la presente descripción son ejemplos y no se pretende ser limitantes en la descripción del alcance completo de las composiciones y métodos de esta invención. Pueden realizarse cambios, modificaciones y variaciones equivalentes de algunas realizaciones, materiales, composiciones y métodos dentro del alcance de la presente invención, como se define en las reivindicaciones, con resultados sustancialmente similares.

Si bien la invención es susceptible de diversas modificaciones y formas alternativas, se han mostrado ejemplos específicos de la misma en los dibujos y se describen en la presente descripción en detalle. Debe entenderse, sin embargo, que la invención no se limita a las formas o métodos particulares descritos, sino que, por el contrario, la invención debe cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caen dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Los métodos descritos en la presente descripción incluyen ciertas acciones tomadas por un médico; sin embargo, también pueden incluir cualquier instrucción de terceros de esas acciones, ya sea de forma expresa o implícita. Por ejemplo, acciones tales como "acoplar un módulo transductor con una sonda ultrasónica" incluyen "instruir el acoplamiento de un módulo transductor con una sonda ultrasónica". Los intervalos descritos en la presente descripción también abarcan todos y cada uno de los solapamientos, subintervalos y combinaciones de los mismos. Un lenguaje tal como "hasta", "al menos", "mayor que", "menor que", "entre" y similares incluyen el número enumerado. Los números precedidos por un término como "aproximadamente" incluyen los números enumerados. Por ejemplo, "aproximadamente 25 mm" incluye "25 mm".

Claims

REIVINDICACIONES

i . Un sistema de tratamiento estético por ultrasonidos (20) para crear múltiples puntos de enfoque con un transductor de ultrasonidos (280), que comprende:

una sonda ultrasónica que comprende un transductor de ultrasonido (280), que tiene un único elemento de transducción de ultrasonido que comprende un material piezoeléctricamente activo que tiene una pluralidad de porciones configuradas para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal con al menos uno del grupo que consiste en modulación en amplitud, polarización y desplazamiento de fase;

y

un módulo de control (300) acoplado a la sonda ultrasónica para controlar el transductor ultrasónico (280), en donde la pluralidad de localizaciones se posiciona en una secuencia sustancialmente lineal dentro de una zona de tratamiento cosmético,

el transductor de ultrasonido está configurado para crear múltiples puntos de coagulación térmica en el tejido de manera sustancialmente simultánea mediante la aplicación del ultrasonido terapéutico con cada punto de coagulación térmica individual separado de los puntos de coagulación térmica vecinos por un espaciamiento de tratamiento,

en donde, para crear los múltiples puntos de coagulación térmica sustancialmente de forma simultánea mediante modulación en amplitud, la pluralidad de porciones está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente de una segunda amplitud,

en donde para crear los múltiples puntos de coagulación térmica sustancialmente de forma simultánea por desplazamiento de fase, la pluralidad de porciones está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente a una segunda fase, y en donde la pluralidad de porciones está configurada para crear una pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico correspondientes en respuesta a un campo eléctrico aplicado al transductor de ultrasonidos.
2. El sistema de tratamiento estético de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde un primer conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una primera zona de tratamiento cosmético y un segundo conjunto de localizaciones se posiciona dentro de una segunda zona de tratamiento cosmético, la primera zona que es diferente de la segunda zona.
3. El sistema de tratamiento estético de la reivindicación 2, en donde la primera zona de tratamiento cosmético comprende una secuencia sustancialmente lineal del primer conjunto de localizaciones y la segunda zona de tratamiento cosmético comprende una secuencia sustancialmente lineal del segundo conjunto de localizaciones.
4. El sistema de tratamiento estético de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde el transductor de ultrasonido está configurado para:

aplicar terapia ultrasónica usando modulación en amplitud mediante la cual una pluralidad de porciones del transductor ultrasónico está configurada para emitir terapia ultrasónica a una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente de una segunda amplitud; y aplicar el desplazamiento de fase de la terapia ultrasónica mediante el cual una pluralidad de porciones del transductor ultrasónico está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente de una segunda fase.
5. El sistema de tratamiento estético de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la pluralidad de fases comprende valores de fase discretos.
6. El sistema de tratamiento estético de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico comprende al menos una de expansión del material piezoeléctrico y contracción del material piezoeléctrico.
7. El sistema de tratamiento estético de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde para la modulación en amplitud, al menos una parte del transductor ultrasónico está configurada para emitir terapia ultrasónica a dos o más amplitudes de intensidad acústica, y en donde la amplitud de la terapia ultrasónica emitida por la al menos una parte del piezoeléctrico varía con el tiempo.
8. El sistema de tratamiento estético de cualquiera de las reivindicaciones 1-7, que comprende además un mecanismo de movimiento configurado para programarse para proporcionar un espaciado variable entre la pluralidad de zonas de tratamiento cosmético individuales.
9. El sistema de tratamiento estético de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en donde una secuencia de zonas de tratamiento cosmético individuales tiene un espaciamiento de tratamiento en un intervalo de aproximadamente 0,01 mm a aproximadamente 25 mm.
10. El sistema de tratamiento estético de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en donde el tratamiento ultrasónico es al menos uno de un estiramiento facial, un estiramiento de cejas, un estiramiento de mentón, un tratamiento de ojos, una reducción de arrugas, una reducción de cicatrices, un tratamiento de quemaduras, una eliminación de tatuajes, un estiramiento de la piel, una eliminación de venas, una reducción de venas, un tratamiento de una glándula sudorípara, un tratamiento de hiperhidrosis, una eliminación de manchas solares, un tratamiento de grasas, un rejuvenecimiento vaginal y un tratamiento del acné
11. Un método no invasivo para realizar un procedimiento cosmético que no se realiza por un médico, el método que comprende:

acoplar un módulo transductor (200) con una sonda ultrasónica;

en donde el módulo transductor comprende un transductor de ultrasonido (280), que tiene un único elemento de transducción de ultrasonido que comprende un material piezoeléctricamente activo que tiene una pluralidad de porciones configuradas para aplicar terapia ultrasónica al tejido en una pluralidad de localizaciones a una profundidad focal con al menos uno del grupo que consiste en modulación en amplitud, polarización y desplazamiento de fase,

el transductor de ultrasonidos (280) que se configura para crear múltiples puntos de coagulación térmica en el tejido sustancialmente de forma simultánea mediante la aplicación del ultrasonido terapéutico con cada punto de coagulación térmica individual separado de los puntos de coagulación térmica vecinos por un espaciamiento de tratamiento;

en donde, para crear los múltiples puntos de coagulación térmica sustancialmente de forma simultánea mediante modulación en amplitud, la pluralidad de porciones está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de amplitudes de intensidad acústica, en donde una primera amplitud es diferente a una segunda amplitud,

en donde para crear los múltiples puntos de coagulación térmica sustancialmente de forma simultánea por desplazamiento de fase, la pluralidad de porciones está configurada para emitir terapia ultrasónica en una pluralidad de fases de intensidad acústica, en donde una primera fase es diferente a una segunda fase, y en donde la pluralidad de porciones está configurada para crear una pluralidad de variaciones de material piezoeléctrico correspondientes en respuesta a un campo eléctrico aplicado al transductor de ultrasonidos;

en donde la sonda ultrasónica comprende un interruptor (160) para controlar la terapia acústica para provocar una pluralidad de zonas de tratamiento cosmético individuales;

en donde la sonda ultrasónica comprende un mecanismo de movimiento para proporcionar el espacio deseado entre las zonas de tratamiento cosmético individuales;

poner en contacto el módulo transductor (200) con la superficie de la piel de un sujeto;

activar el interruptor (160) en la sonda ultrasónica para tratar acústicamente, con el módulo transductor (200), la región debajo de la superficie de la piel en una secuencia lineal de zonas de tratamiento cosmético individuales que se controla por el mecanismo de movimiento.