JP2010534076A - 皮膚接触クーリングを利用して身体を整形する非侵襲性の超音波を応用する装置と方法。 - Google Patents
皮膚接触クーリングを利用して身体を整形する非侵襲性の超音波を応用する装置と方法。 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 効率の良い身体を整形する非侵襲性の超音波応用装置を提供する。
【解決手段】 本発明の装置は、可変周波数の超音波放射器を有する可変周波数のトリートメント・アプリケータと、前記超音波放射器の出力周波数を調整する制御ユニットとを有する。本発明の装置は、更に、トリートメント領域の共振周波数を決定する共振センサを有し、この共振センサからの信号に基づいて、前記超音波放射器の出力周波数を、前記共振周波数に調整する制御ユニットとを有する。本発明の装置は、前記トリートメント・アプリケータ内に配置される冷却機構を更に有する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、皮膚接触クーリングを利用して身体を整形する非侵襲性の超音波応用装置に関する。この装置は、脂肪組織を溶解することにより、人体の病気治療あるいは化粧時のトリートメントに使用される。
従来、様々な種類のエネルギを用いて、医療用あるいは化粧用のトリートメントを行う多くの種類の装置がある。例えば特許文献１は、超音波放射器が、患者の表皮あるいは内部組織内で、振動現象効果あるいは空洞現象効果を生成する方向性ヘッドを有する装置を開示する。
特許文献１では、超音波エネルギが、所定のパワーと周波数に、制御管理されている。この所定のパワーと周波数は、装置のヘッドに接続された制御ユニットで調整される。この調整は、管理すべきトリートメントと処理されるべき領域に応じて手動で行われる。このような装置においては、加えられるエネルギは、オペレーターやセラピストの経験と熟練技に依存して、適宜決定される。脂肪組織を溶解する超音波治療の効果は、トリートメントの時点では分かってはいない。
人体の組織と器官の構造により、加えられるネンルギーがより有効かつ良好に吸収される共振周波数が存在する。しかしこのようなトリートメントにおける従来公知の装置は、共振周波数を有効に決定するような方法／機構を提供していない。
共振周波数を決定することにより、オペレーターまたはセラピストは、治療中、患者に施されるトリートメントを最適化して、利用されることのないエネルギを患者に過剰に照射することを避け、不適切なトリートメントから生じる有害な副作用を回避することができる。有効な効果を得る為に加えるエネルギが高くなりすぎるリスクも存在する。このリスクは、過剰な空洞化に起因する炎症、あるいは摩擦熱による過熱に起因する炎症である。現在の治療方法は、このような状況が短期間に頻繁に患者を治療することにより発生することを回避しようとしており、一部の効果を得る為に何回も通院するという無駄な時間を除くことにより、患者の不都合を回避しようとしている。
好ましいことは、脂肪組織を溶解する非侵襲性の装置と方法を提供することである。これによりトリートメントが、患者の適宜の共振周波数に基づいて、最適のパラメータを用いて行われる。
本発明の目的は、皮膚接触クーリングを利用した超音波応用の身体を整形する非侵襲性の装置と方法を提供することである。
本明細書において、用語「可変周波数トリートメント・アプリケータ」とは、ある周波数範囲に渡って、連続的に可変な周波数を出力できるアプリケータを意味する。アプリケータが出力する周波数は、リアルタイムで連続的で可変である。
本発明の一実施例は、１つあるいは複数個の可変周波数超音波放射器を有するトリートメント・アプリケータを使用する。可変周波数の超音波放射器は、出力エネルギを、自動または手動で、共振センサを介して検出された各患者の共振周波数に合わせることができる。
本発明の一実施例においては、トリートメント・アプリケータは、低周波、中周波の電子励起電極を有する。
本発明の他の実施例においては、トリートメント・アプリケータは、絶縁された高周波の励起電極を有する。この励起電極は抵抗性または容量性である。
本発明の一実施例においては、本発明の装置は、超音波放射器により放射されるエネルギの内の吸収エネルギと反射エネルギの量を測定し評価する共振（共鳴）センサを有する。この共振センサは、制御モジュールに接続されて、患者の組織に最高のパワー効率を与える動作周波数を決定する。
本発明の一実施例においては、本発明の装置は、動作周波数範囲全体をスキャンし、供給される超音波が最も有効である周波数を（共振センサで）測定する。最適周波数は、患者の身体の特定領域の組織に加えられるエネルギの共振周波数に対応し、これにより良好な治療効果を上げ、かつ患者が無駄なエネルギに曝されるのを阻止する。
本発明の他の実施例においては、共振センサは、超音波放射器が配置されるトリートメント・アプリケータとは別個の装置のヘッドに配置される。
本発明によれば、身体を整形する非侵襲性の超音波応用装置は、（ａ）可変周波数の超音波放射器を有する可変周波数のトリートメント・アプリケータと、（ｂ）前記超音波放射器の出力周波数を調整する制御ユニットとを有する。
本発明によれば、前記トリートメント・アプリケータは、順次動作するよう構成された複数個の超音波放射器を有する。
本発明によれば、前記出力周波数は、２０ｋＨｚ−１００ｋＨｚの範囲内にある。
本発明によれば、前記出力周波数は、２５ｋＨｚ−６０ｋＨｚの範囲内にある。
本発明によれば、前記制御ユニットは、前記出力周波数を連続波モードで提供する。
本発明によれば、前記制御ユニットは、前記出力周波数をバースト・サイクル・モードで提供する。
本発明によれば、前記制御ユニットは、前記出力周波数を、所定の周波数範囲と所定の時間間隔で、掃引（スイープ）する。
本発明によれば、前記トリートメント・アプリケータは電子励起電極を有する。
本発明によれば、身体を整形する非侵襲性の超音波応用装置は、（ａ）可変周波数の超音波放射器を有する可変周波数のトリートメント・アプリケータと、（ｂ）トリートメント領域の共振周波数を決定する共振センサと、（ｃ）前記超音波放射器の出力周波数を、前記共振センサからの信号に基づいて前記共振周波数に合わせる制御ユニットとを有する。
本発明によれば、前記共振センサは、前記トリートメント・アプリケータ内に配置される。
本発明によれば、前記共振センサは、前記トリートメント・アプリケータとは別体のヘッド内に配置される。
本発明によれば、前記出力周波数は、２５ｋＨｚ−６０ｋＨｚの範囲内にある。
本発明によれば、前記制御ユニットは前記出力周波数を連続波モードで提供する。
本発明によれば、前記制御ユニットは前記出力周波数をバースト・サイクル・モードで提供する。
本発明によれば、前記制御ユニットは前記出力周波数を、所定の周波数範囲と所定の時間間隔で、掃引する。
本発明によれば、前記トリートメント・アプリケータは、電子励起電極を有する。
本発明によれば、皮膚接触クーリングを利用する身体を整形する非侵襲性の超音波応用装置は、（ａ）可変周波数の超音波放射器を有する可変周波数のトリートメント・アプリケータと、（ｂ）前記トリートメント・アプリケータ内に配置される冷却機構と、（ｃ）出力周波数を前記超音波放射器に与える制御ユニットとを有する。
本発明によれば、前記冷却機構は、冷却材を、前記超音波放射器内のチャネルを介して通す。
本発明によれば、前記冷却機構は、熱一電子冷却器により制御される。
本発明によれば、超音波を応用し非侵襲性で身体を整形する方法は、（ａ）可変周波数の超音波放射器を有する可変周波数のトリートメント・アプリケータを用意するステップと、（ｂ）制御ユニットを用いて、前記超音波放射器の出力周波数を調整するステップとを有する。
本発明によれば、超音波を応用し非侵襲性で身体を整形する方法は、（ａ）可変周波数の超音波放射器を有する可変周波数のトリートメント・アプリケータを用意するステップと、（ｂ）共振センサを用いてトリートメント領域の共振周波数を決定するステップと、（ｃ）制御ユニットを用いて、前記超音波放射器の出力周波数を、前記共振センサからの信号に基づいて前記共振周波数に合わせるステップとを有する。
本発明によれば、皮膚接触クーリングを利用し超音波を応用し非侵襲性で身体を整形する方法は、（ａ）可変周波数の超音波放射器を有する可変周波数のトリートメント・アプリケータを用意するステップと、（ｂ）前記トリートメント・アプリケータを冷却するステップと、（ｃ）制御ユニットを用いて、前記超音波放射器の出力周波数を与えるステップとを有する。
図１に本発明の一実施例を示す。同図において、トリートメント・アプリケータ１０は、制御ユニット１２に接続ケーブル１４を介して接続される。超音波放射器（例えば、圧電性素子であるが）１６が、トリートメント・アプリケータ１０の端部に配置される。制御ユニット１２を用いて、超音波放射器１６の出力周波数を所定の周波数範囲に渡ってスウィープ（掃引）する。
本発明の一実施例において、共振センサ（例えば、超音波イメージングまたはインピーダンス測定技術を用いるものであるが）１８は、制御ユニット１２に接続される。この共振センサを用いて、超音波放射器１６の出力周波数とパワーを調整する。超音波放射器１６の出力周波数を制御ユニット１２でスウィープしながら、共振センサ１８は共鳴（共振）周波数を決定する。制御ユニット１２は、この共鳴周周波数を超音波放射器１６の動作周波数として用いて、最小パワーでトリートメントを最適化する。別の構成として、制御ユニット１２は、超音波放射器１６の出力周波数を、共振周波数を中心にした狭い範囲でスウィープを継続する。他の実施例においては、共振センサ１８を、トリートメント・アプリケータ１０とは独立したヘッド（図示せず）に配置してもよい。
本発明の一実施例においては、制御ユニット１２は、トリートメント・アプリケータ１０が超音波放射を広い周波数範囲（例えば、２０−５００kHz）で放出するよう構成することもできる。好ましい実施例においては、超音波放射の動作周波数範囲は、２５−６０kHzである。制御ユニット１２は、超音波放射を提供するために１個の圧電性素子（すなわち、超音波放射器１６）を駆動し制御する。
超音波放射器１６は、スウィーピング周波数モードあるいは共振周波数モードで、かつ連続波モードあるいはバースト・サイクル・モードで動作する。スウィーピング周波数モードにおいては、周波数範囲が選択され、制御ユニット１２は、所定の時間間隔で連続的に周波数を常に変更する。スウィーピング周波数モードにより、トリートメントの深さを制御できる。
共振周波数モードにおいては、周波数は、所定の共振周波数に固定される。この所定の共振周波数は、有効なキャビテーション・バブルを生成するためには、トリートメントされる脂肪組織の容積、密度、深さに依存する。トリートメントの効果を最適にするために、脂肪組織に関連する共振周波数は、周囲の組織に影響を及ぼさないよう決定される。
連続波モードにおいては、超音波放射は、トリートメント領域に連続的に加えられる。トリートメント・アプリケータ１０内に冷却機構が存在するために、１回のトリートメント・セッションで行われる。バースト・サイクル・モードにおいては、制御ユニット１２は、オン／オフのデューティー・サイクルで動作して、様々なトリートメント・パルスを提供して、より多くのマイクロ・バブルを生成する。このようなバースト・モード操作により、局部的圧力傾斜により衝撃波が生成され、トリートメント効果を上げる。
超音波放射器の共振吸収は、治療される組織の空洞サイズと、組織の密度と、組織の深さに依存する。共振周波数は、制御ユニット１２により、トリートメント・アプリケータ１０内の共振センサ１８のデータ信号を用いて、手動または自動で制御される。脂肪組織に生成されたマイクロ・バブルは、超音波放射に曝されるために、脂肪組織を溶解する。この現象は、マイクロ・バブルの拡張と崩壊による圧力変化に起因する（皮膚接触表面における好ましくない過熱の影響をうけることなしに、皮膚表面下のマイクロ・ジェットと過熱効果の両方に起因する）。
本発明の一実施例においては、冷却ライン２０内を循環する冷却材を用いて、超音波放射器１６により生成される熱を放出する。これは、皮膚接触冷却モードで熱一電子冷却器２２で行われる。熱一電子冷却器２２は、トリートメント・アプリケータ１０に冷却ライン２０を介して接続され、超音波放射器１６の循環チェンバーに常に冷却材を供給する。このような冷却は、装置が非共鳴周波数モードあるいは連続波モードで動作する時には、特に重要である。
他の実施例においては、電子励起電極２４は、トリートメント・アプリケータ１０に搭載され、これによりトリートメント機能を強化する。電子励起電極２４は、低周波から高周波（例、５−５００Hz）までの電流を供給して、空洞効果を高めるために、組織に接触し励起する。電子励起電極２４は、電気的に絶縁されたプローブで、RF周波数範囲（例、１−１０MHz）の電流を供給することもできる。操作中に、対向電極２６は、回路を形成するために、患者の体に接触して配置される。
図２Ａにおいて、トリートメント・アプリケータ１０は、局部的なトリートメントを提供する。図２Ａに示すトリートメント・アプリケータ１０は、トリートメント・アプリケータ１０の内部要素を見せるために、ハウジング２８の下部分を除いた図である。
熱一電子冷却器２２は、冷却ライン２０を介して、所望の温度に調整された冷却材を、超音波放射器１６に循環ジャケット３０を介して提供する。循環ジャケット３０は、アルミ製あるいは他の軽量伝熱材料製である。冷却材は、冷却ライン２０を介して流れて、さらに超音波放射器１６内の冷却チャネル３２内を流れる。超音波放射器１６の圧電性素子を冷却することは、過熱を防止するためであり（特に、非共振周波数モードと／連続波モードでの動作中）、これにより患者に優しくし、クールダウン期間を奪うことなく、治療の間、連続的な操作を可能とする。周波数のスウィーピング動作の間、圧電性素子は、かなりの発熱をする。
図２Ｂによれば、共振センサ１８と電子励起電極２４は、超音波放射器１６の領域の外側のハウジング２８内に配置されている。
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。
１０ トリートメント・アプリケータ
１２ 制御ユニット
１４ 接続ケーブル
１６ 超音波放射器
１８ 共振センサ
２０ 冷却ライン
２２ 熱−電子冷却器
２４ 電子励起電極
２６ 対向電極
２８ ハウジング
３０ 循環ジャケット
１２ 制御ユニット
１４ 接続ケーブル
１６ 超音波放射器
１８ 共振センサ
２０ 冷却ライン
２２ 熱−電子冷却器
２４ 電子励起電極
２６ 対向電極
２８ ハウジング
３０ 循環ジャケット
Claims (19)
- 身体を整形する非侵襲性の超音波応用装置において、
（ａ） 可変周波数の超音波放射器を有する可変周波数のトリートメント・アプリケータと、
（ｂ） 前記超音波放射器の出力周波数を調整する制御ユニットと、
を有する
ことを特徴とする身体を整形する非侵襲性の超音波を応用する装置。 - 前記トリートメント・アプリケータは、順次動作するよう構成された複数個の超音波放射器を有する
ことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 前記出力周波数は、２０ｋＨｚ−１００ｋＨｚの範囲内にある
ことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 前記出力周波数は、２５ｋＨｚ−６０ｋＨｚの範囲内にある
ことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 前記制御ユニットは、前記出力周波数を連続波モードで提供する
ことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 前記制御ユニットは、前記出力周波数をバースト・サイクル・モードで提供する
ことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 前記制御ユニットは、前記出力周波数を、所定の周波数範囲と所定の時間間隔で、掃引する
ことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 前記トリートメント・アプリケータは、電子励起電極を有する
ことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 身体を整形する非侵襲性の超音波応用装置において、
（ａ） 可変周波数の超音波放射器を有する可変周波数のトリートメント・アプリケータと、
（ｂ） トリートメント領域の共振周波数を決定する共振センサと、
（ｃ） 前記超音波放射器の出力周波数を、前記共振センサからの信号に基づいて前記共振周波数に合わせる制御ユニットと
を有する
ことを特徴とする超音波を応用して身体を整形する非侵襲性の装置。 - 前記共振センサは、前記トリートメント・アプリケータ内に配置される
ことを特徴とする請求項９記載の装置。 - 前記共振センサは、前記トリートメント・アプリケータとは別体のヘッド内に配置される
ことを特徴とする請求項９記載の装置。 - 前記出力周波数は、２５ｋＨｚ−６０ｋＨｚの範囲内にある
ことを特徴とする請求項９記載の装置。 - 前記制御ユニットは、前記出力周波数を連続波モードで提供する
ことを特徴とする請求項９記載の装置。 - 前記制御ユニットは、前記出力周波数をバースト・サイクル・モードで提供する
ことを特徴とする請求項９記載の装置。 - 前記制御ユニットは、前記出力周波数を、所定の周波数範囲と所定の時間間隔で、掃引する
ことを特徴とする請求項９記載の装置。 - 前記トリートメント・アプリケータは、電子励起電極を有する
ことを特徴とする請求項９記載の装置。 - 皮膚接触クーリングを利用する身体を整形する非侵襲性の超音波応用装置において、
（ａ） 可変周波数の超音波放射器を有する可変周波数のトリートメント・アプリケータと、
（ｂ） 前記トリートメント・アプリケータ内に配置される冷却機構と、
（ｃ） 出力周波数を前記超音波放射器に与える制御ユニットと
を有する
ことを特徴とする皮膚接触クーリングを利用する超音波を応用して身体を整形する非侵襲性の装置。 - 前記冷却機構は、冷却材を、前記超音波放射器内のチャネルを介して通す
ことを特徴とする請求項１７記載の装置。 - 前記冷却機構は、熱一電子冷却器により制御される
ことを特徴とする請求項１７記載の装置。
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