JP2012232150A - 組織治癒用途における音波モードの制御 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】組織を治癒するためのモード変換器アセンブリであって、前記モード変換器アセンブリ10はトランスデューサ5および本体8を有する。トランスデューサ5は組織表面から組織内へ音波を送信するよう適合される。本体8は、組織に送信された音波が組織表面に対して傾斜した角度で送信されるように、組織表面上でトランスデューサ5を収容するよう適合され、音波は、剪断波および縦波として伝播され、組織の損傷した部位を処置する構成とする。
【選択図】図1
Description
本願は、「組織治癒用途における音波モードの制御(Controlling Acoustic Modes in Tissue Healing Applications)」という発明の名称で2006年4月7日に出願された米国仮特許出願第60/790,502号、および、「骨内の低強度パルス超音波送信における角度依存(Angle Dependence of Low Intensity Pulsed Ultrasound Transmission in Bone)」という発明の名称で2006年12月20日に出願された米国仮特許出願第60/870,934号の優先権を主張する。これらの出願はここに参照として含まれる。
特性、音波の周波数、空間的時間的音波強度、および組織における非線形伝播の度合いに依存している。音波エネルギーは、治療的用途に応じて連続波またはパルス波の形態にありうる。そして、通常、超音波ジェル、ローション、ヒドロゲル、または水のような音波カップリング材料(音波結合材料)を使ってトランスデューサから患者の組織へと移動される。通常、0.03から3.0W/cm2(ワット毎平方センチメートル)の音波強度が、治療目的で、パルスモードまたは連続モードで適用され、骨折や、急性および慢性の組織外傷の処置を可能にしている。
置の電池寿命とその有用性に対する実質的な浪費源を有している。
る。
特定することが重要である。臨界角を特定し、その臨界角を入射波IWの対応する角度θと比較することによって、モード変換器9を、所定の特定の複数タイプの治癒、またはそれらの組み合わせを提供するように構成し準備することができる。
換器の材料、第2の媒体の材料に大きく依存した関連する角度としての典型例のみであって、それぞれの材料間の界面の幾何学形態にさらに依存しうる。約1390m/secの速度のモード変換材料を音が通過すると仮定すると、縦波の音波は、約3000m/secから約3800m/secの範囲の速度で第2の媒体を通過し、剪断波の音波は、約1630m/secから約1890m/secの範囲の速度で第2の媒体を通過し、実際の臨界角は、第1及び第2の媒体間の界面に平行な縦波V進行を最大にするために約22度から約28度、界面に平行な剪断波W進行を最大にするために約48度から約59度、界面に平行な縦波V進行と第2の媒体への剪断波W進行との組み合わせを最大にするために約36度から約41度、であると決定された。一般に、縦波を実現するためのモード変換
角度の範囲は、約9度から約71度であるに対して、剪断波を実現するためのモード変換角度の範囲は約18度から約76度である。
制御することによって、モード変換器アセンブリ400は所定の角度での波を提供することができる。従って、モード変換器アセンブリ400は与えられた剪断波および/または縦波の量を制御することができる。
3 アパーチャ
4 音源
5 トランスデューサ
7 ベース
8 本体
9 モード変換器
10 モード変換器アセンブリ
11 リップ
12 内部壁
13 外部壁
14 内側部分
15 外側部分
16 基端部
17 先端部
18 コントローラ
19 信号ジェネレータ
100 モード変換器アセンブリ
110 トランスデューサ
112 モード変換器
114 本体
200 モード変換器アセンブリ
210 圧電性素子
212 モード変換器
214 本体
300 モード変換器アセンブリ
310 圧電性素子
312 モード変換器
400 モード変換器アセンブリ
410 トランスデューサ
420 波
Claims (8)
- 組織を治癒するためのモード変換器アセンブリであって、
前記モード変換器アセンブリは、
a.組織表面から組織内へ音波を送信するよう適合されたトランスデューサと、
b.組織に送信された音波が組織表面に対して傾斜した角度で送信されるように、組織表面上でトランスデューサを収容するよう適合された本体と、
を有し、
前記音波が、剪断波および縦波として伝播され、組織の損傷した部位を処置しており、 組織内に送信される音波の総和が組織表面に対して傾斜した角度で送信されるように、音波が時間的に偏移されることを特徴とするモード変換器アセンブリ。 - 前記トランスデューサは圧電性素子であることを特徴とする請求項1に記載のモード変換器アセンブリ。
- 柔らかい組織の音速に類似した音速を持った材料から作られたモード変換器であって、前記トランスデューサと組織表面の間の角度が傾斜した角度となるように、本体内で、かつ前記トランスデューサと柔らかい組織の間に配置されるモード変換器を、さらに有することを特徴とする請求項1または2に記載のモード変換器アセンブリ。
- トランスデューサに組織表面の方へのバイアスをかけるよう構成された音源をさらに有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のモード変換器アセンブリ。
- 前記本体に取り付けるよう構成されたキャップをさらに有し、前記音源は第1の端部および第2の端部を有し、前記第1の端部は前記キャップに取り付けられ、前記第2の端部はトランスデューサに取り付けられる、ことを特徴とする請求項4に記載のモード変換器アセンブリ。
- 前記トランスデューサは、組織表面に沿って方向付けられた複数の音波生成素子を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のモード変換器アセンブリ。
- 前記トランスデューサで生成された音波を制御するよう構成された信号ジェネレータを、さらに有することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のモード変換器アセンブリ。
- 傾斜した角度は、直角より、約18度から71度までの範囲にあることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のモード変換器アセンブリ。
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