JP2016516319A - 導電性媒体用キャビティを有する超音波デバイス - Google Patents

Abstract

超音波デバイスに関連する複数のデバイスおよび複数のシステムが開示される。一実施形態において、超音波デバイス用の振動板は、１または複数の側壁によって画定される受入キャビティを有して構成される筐体を備え、受入キャビティは導電性媒体を保持すべく構成される。筐体中に形成されるコネクタは、振動板を超音波デバイスに接続すべく構成される。

Description

［関連出願の相互参照］
本開示は、２０１３年２月１５日に出願された、「Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｄｅｖｉｃｅ ｗｉｔｈ ｒｅｃｅｓｓｅｄ ｄｉａｐｈｒａｍ」という発明の名称の米国仮特許出願第６１／７６５，３６１号、および、２０１３年３月１５日に出願された、「Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｄｅｖｉｃｅ」という発明の名称の米国仮特許出願第６１／７９２，９０９号に対する利益を主張する。これらは両方とも、その全体が参照によってここに組み込まれる。

超音波デバイスは、０から２００ＭＨｚの周波数から数ギガヘルツに至る周波数で動作し、種々の分野において用いられる。医療分野では、超音波は複数の治療処置、および複数の内部構造の画像化の目的で用いられ得る。例えば、超音波は、患者の肌に当てられて、非常に高い周波数の音波を用いて肌表面の下の組織を刺激し得る。

超音波は、患者の肌に当接される変換器または塗布器を含むデバイスを用いて加えられる。ゲルは、領域を覆うように患者の肌に、かつデバイスヘッドの全ての表面に分注されて、デバイスを肌に連結し、摩擦を低減し、複数の超音波の伝送を助長する。ゲルはボトルから押し出されて患者の肌に塗られる。ゲルは流体であるから、肌の所望の領域内に含めることは困難であり、ゲルの厚さは制御され得ない。ゲルの一貫した所望の厚さがないことは、あまり最適とは言えない超音波の利用につながり得る。薄すぎる、または厚すぎるゲルは、デバイスによって生成される画像の質、治療価値、および／または有効性に影響を及ぼし得る。さらに、超音波処置が完了したら、患者は患者の肌からゲルを除去し拭きとる必要がある。一般に、ゲルは完全には除去されず、きれいにする過程は快適なものではない。

開示の一態様において、超音波デバイス用振動板は、１または複数の側壁によって画定される受入キャビティを有して構成される筐体を備え、受入キャビティは導電性媒体を保持すべく構成される。コネクタは振動板を超音波デバイスに接続すべく筐体中に形成される。

別の実施形態において、受入キャビティは、超音波デバイスの移動中、受入キャビティ内に１つの予め形成されたゲルを保持し、超音波デバイス内の変換器に対する予め形成されたゲルの位置を維持すべく構成される。

別の実施形態において、超音波変換器が筐体内に取り付けられ、受入キャビティに隣接し、超音波変換器によって発生される超音波エネルギーが受入キャビティを通して向けられるようにする。

別の実施形態において、コネクタは超音波デバイスに取り付け、かつ超音波デバイスから取り外すべく構成される。別の実施形態において、受入キャビティは、導電性媒体が受入キャビティの中に挿入され、かつ受入キャビティから取り出されることを可能にすべく構成される受け口である。

別の実施形態において、受入キャビティの側壁は、（ｉ）側壁から延在する１または複数の突出部、または（ｉｉ）側壁中に形成される１または複数のノッチを含み、導電性媒体が受入キャビティの中へ挿入されるとき、突出部またはノッチは導電性媒体の動きを制限すべく構成される。

別の実施形態において、導電性媒体は、（ｉ）振動板の側壁から延在する１または複数の突出部に対応する１または複数のノッチを有して、または（ｉｉ）振動板の側壁中の１または複数のノッチに対応する、導電性媒体から延在する１または複数の突出部を有して構成される。

別の実施形態において、筐体であり、筐体内に配置される振動板壁を有して構成される筐体と、第１のキャビティを画定すべく、振動板壁の外縁を囲んで形成され、かつ振動板から延在する側壁であり、第１のキャビティは導電性媒体の一部分を受け入れるべく構成される側壁と、超音波エネルギーを発生させるための超音波変換器を収容するための筐体中の第２のキャビティであり、超音波変換器は振動板壁の内部表面に接続される第２のキャビティと、ヘッド組立体を超音波デバイスに接続するべく、筐体中に形成されるコネクタと、を備える、超音波デバイス用ヘッド組立体が開示される。

別の実施形態において、側壁および第１のキャビティは、超音波デバイスの移動中に、第１のキャビティ内に１つの予め形成されたゲルを保持し、超音波デバイス内の変換器に対する予め形成されたゲルの位置を維持すべく構成される。別の実施形態において、キャビティは、ヘッド組立体が移動するとき、予め形成された１つの導電性媒体を保持し、予め形成された１つの導電性媒体を移動させるべく構成される。

別の実施形態において、ヘッド組立体のコネクタは、超音波デバイスに取り付け可能、かつ超音波デバイスから取り外し可能であるように構成される。

別の実施形態において、ヘッド組立体は超音波デバイスに接続され、超音波デバイスは、超音波変換器に複数の定期的な間隔で複数の異なる周波数で超音波エネルギーを発生させるべく構成される変換器コントローラを含む。別の実施形態において、複数の異なる周波数は、複数の予め定められた設定から選択される少なくとも２つの交互に繰り返す周波数を含む。

別の実施形態において、超音波デバイスは、ハンドル部およびヘッド部を有して構成される筐体と、導電性媒体の一部分を保持すべく構成される受け口を画定する、ヘッド部から延在する１または複数の側壁と、ヘッド部内に接続され、受け口を通して伝送される超音波エネルギーを発生させるべく構成される変換器とを備える。

別の実施形態において、超音波デバイスは、超音波エネルギーを発生させる変換器を制御するための駆動信号を生成すべく構成されるエネルギー発生モジュールをさらに備える。

別の実施形態において、受け口を画定する１または複数の側壁はヘッド部と一体化されている。別の実施形態において、受け口を画定する１または複数の側壁は、ヘッド部に対して着脱可能なヘッド組立体中に構成される。

別の実施形態において、超音波デバイスは、定期的な間隔で超音波周波数を自動的に変更すべく構成される。

別の実施形態において、超音波デバイスは、時間間隔に基づいて、複数の異なる超音波周波数の交互に繰り返すスイープを実行するよう変換器を制御すべく構成される変換器コントローラをさらに備える。

明細書に組み込まれ、明細書の一部を構成する添付の複数の図面は、本開示の様々なシステム、方法、および他の複数の実施形態を示す。複数の図における、例示される要素の複数の境界（例えば、箱型、または他の形状）は、それらの境界の一実施形態を表すことが理解されるであろう。いくつかの実施形態において、一要素は複数の要素として設計されてよく、または、複数の要素は一要素として設計されてよい。いくつかの実施形態において、別の要素の内部コンポーネントとして示される要素は、外部コンポーネントとして実装されてよく、その逆も可能である。さらに、複数の要素は縮尺通りに描かれていないことがある。

取り外されたヘッド組立体と共に示される超音波デバイスの一実施形態を示す。

ヘッド組立体が取り付けられた状態の図１Ａの超音波デバイスを示す。

振動板の一実施形態の１つの図を示す。 振動板の一実施形態の１つの図を示す。 振動板の一実施形態の１つの図を示す。 振動板の一実施形態の１つの図を示す。

振動板内に配置された超音波変換器の一実施形態を含む図２Ｃの断面図を示す。

超音波デバイス／プローブのキャビティの中に挿入されるゲルを示す。

超音波デバイス／プローブのキャビティの中に挿入された状態のゲルを示す。

筐体中に構成されるゲルキャビティを有する例示的な超音波プローブの別の実施形態を示す。

エネルギー発生コンポーネントを有する超音波デバイスのブロック図の一実施形態を示す。

周波数を変更する変換器コントローラを有する超音波デバイスのブロック図の一実施形態を示す。

突出部を含む振動板の別の実施形態の横断上面図を示す。

図８Ａの振動板の突出部に対応するノッチを含む予め形成された媒体の別の実施形態を示す。

図８Ａの振動板の中に挿入される図８Ｂからの予め形成された媒体を示す。

ノッチを含む振動板の別の実施形態を示す。 突出部を有する予め形成されたゲルを含む振動板の別の実施形態を示す。

超音波処置中に用いられる、制御される、または予め定められる量のゲル（または他の導電性媒体）で動作すべく構成される超音波デバイスの様々な実施形態が本明細書において開示される。一実施形態において、導電性媒体を収容するための凹状キャビティ／受け口を有して構成される振動板を含む超音波デバイスが本明細書において説明される。振動板は超音波デバイスのヘッドの一部なので、振動板はまた本明細書においてヘッド組立体とも称される。別の実施形態において、振動板が、超音波変換器または他の撮像技術変換器（例えば、圧電結晶）と、導電性媒体を収容するためのキャビティとを含む、超音波または他の撮像技術のデバイスのための交換可能なヘッドとして構成される振動板が開示される。

図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、超音波デバイス１００の一実施形態が、部分的に組み立てられていない状態（図１Ａ）で、および組み立てられた状態（図１Ｂ）で示される。デバイス１００は、０個またはそれより多いフィンガーグリップ１１０（例えば、複数のくぼみ、複数の隆起、など）を含み得る細長いハンドル１０５を含むハンドヘルドデバイス／プローブとして構成される。ハンドル１０５は、振動板に接続する１または複数の側面を含むヘッド１１５に接続される。例示される実施形態において、ヘッド１１５は２つの側面を含み、第１の側面は振動板１２０を含み、第２の側面は振動板１２５を含む。

本明細書において説明されるように、振動板１２０、１２５は概して、超音波デバイス／プローブのヘッド（ノーズと称されることもある）の一部として形成、または接続されるコンポーネントである。振動板はまた、変換器から発生される超音波エネルギーが音響レンズ／振動板を通して向けられ、かつ伝送され、撮像プローブにおいて、複数のエコー信号が音響レンズ／振動板を通して対象物から受信されるような音響部材または音響レンズであり得る。

一実施形態において、振動板１２０は、ヘッド１１５中の対応するねじ込みソケットに挿入し、かつ接続すべくねじ山が設けられたコネクタ１３０を有して構成される。同様に、ヘッド１１５の第２の側面は、振動板１２５内のねじ込みソケットに接続すべくねじ山が設けられたコネクタ１３５を含み得る。別の実施形態において、振動板１２０および１２５が、正しい位置に押し込んでカチッと閉めることによって接続される、または、小さな力で引き抜くことによってはずすことができるように、コネクタ１３０および１３５は、迅速脱着デバイスとして構成され得る。別の実施形態において、振動板１２０はスライド式で脱着し、摩擦によって接続すべく構成され得る。したがって、一実施形態において、振動板１２０または１２５は、取り外され、他の複数のデバイスに取り付けられ得る（例えば、着脱可能）交換可能なコンポーネントとして構成される。交換可能であることによって、異なるサイズの振動板がヘッド１１５に接続されることが可能になり、同一のデバイス１００が、異なるサイズの振動板、および振動板内に取り付けられ得る異なるサイズの変換器によって構成可能となり得る。別の実施形態において、ヘッド１１５および振動板１２５は、互いに一体となり得る（図５の例を参照）。

振動板１２０を参照すると、振動板は、超音波または撮像走査中に用いられる導電性媒体１４０を受け入れ、かつ収容／保持すべく構成される凹状キャビティ／受け口を含む。キャビティは、導電性媒体がキャビティの中に挿入され、かつキャビティから取り出されることを可能にすべく構成される。一実施形態において、導電性媒体１４０は、その複数の寸法を維持すべく製造されるゲルの一部分（例えば、予め形成されたゲル、ゲルパッド）である（例えば、復元弾性の、可撓性の、および／または半固体もしくは固体、などであり得る）。予め形成された媒体１４０は、図１Ｂに見られるように、キャビティの中に嵌る。媒体１４０は振動板１２０のキャビティの中に挿入される。同様に、振動板１２５は、走査中に用いられるとき、導電性媒体１４５を受け入れるためのキャビティを含む。振動板１２０は、図２を参照してより詳細に説明される。

図２Ａ−図２Ｄを参照すると、振動板１２０（例えば、ヘッド組立体）の一実施形態が、上面図の図２Ａ、側面図の図２Ｂ、図２ＡのＡ−Ａを通る断面図の図２Ｃ、および斜視図の図２Ｄで示される。

一実施形態において、振動板１２０は、金属、金属性のもの、または超音波エネルギーによって機能する他の導電性材料（例えば、プラスチック、または他の音響伝導材料）から形成される筐体を含む。振動板１２０は、導電性媒体を受け入れるべく構成されるキャビティ／受け口２００を含む。例えば、キャビティ２００はゲル受入キャビティ（例えば、ゲルが超音波処置のために挿入される受け口）である。キャビティ２００は、振動板表面２０５と、振動板表面２０５から延在する側壁２１０とによって画定される。振動板表面２０５は、図２Ｃに見られるように、振動板を形成し、筐体の内部を横切って延在する壁または仕切り２１５の外側表面である。別の言い方をすると、振動板表面２０５は、ゲルを受け入れるためのキャビティ２００を画定すべく、側壁２１０の頂部から筐体内に凹設される。

したがって、一実施形態において、凹設された振動板壁２１５は、振動板１２０の筐体内に２つのキャビティ、すなわち、キャビティ２００およびキャビティ２２０を画定する。振動板表面２０５は、通常円形として示されるが、複数の他の形状も用いられる（例えば、楕円形、長方形、湾曲した複数の縁部を有する領域、平坦または円弧状の表面、多角形、など）。一実施形態において、振動板表面２０５は実質的に平坦であるが、振動板１２０の所望の形状に依存して円弧状であってよい。別の実施形態において、振動板壁２１５は筐体の領域全体を横切って延在しないが、壁２１５がそれを貫通する開口を有するように側壁２１０から一部分を延在させてよい。

コネクタ１３０は筐体の外側表面または内側表面のいずれか上にねじ山が設けられ得る。別の実施形態において、コネクタ１３０は、超音波デバイス／プローブのヘッドに取り付けるためのスナップオン／スナップオフのコネクタ（例えば、迅速継手）として構成され得る。他の複数の取り付け機構が用いられ得る（例えば、摩擦嵌合、接着、など）。

一実施形態において、側壁２１０は振動板表面２０５の外縁を囲む連続した縁または周縁である。別の実施形態において、側壁２１０は１または複数のノッチ（図示せず）を含み得る。ノッチは、側面からキャビティ内のゲルに触れてゲルを持ち上げ取り出すべく、ノッチに指を挿入することによってキャビティ２００内からゲルを取り出しやすくすべく用いられ得る。別の実施形態において、側壁２１０は穴が開けられるか、または、１つの固体ゲル（例えば、図１Ａおよび図１Ｂに示されるゲル１４０）を保持できる複数の突起部などの２または３以上の部分として構成され得る。

キャビティ２０５は、導電性媒体（例えば、ゲルショット、予め形成された１つの半固体ゲル）を受け入れるための収容領域として構成される。一実施形態において、導電性媒体は、キャビティ２０５の形状の中に嵌るよう構成される。１つのゲルは、ゲルが、少なくとも表面２０５との表面張力、および／または側壁２１０の内側表面との摩擦によって正しい位置に保持されるキャビティ２００の中に挿入され得る。このように、振動板１２０は、デバイスが対象物の上を移動させられるとき、ゲルが超音波デバイスと共に移動するように、超音波走査／処置中に用いられるゲルを自己収容する。したがって、振動板１２０は、超音波デバイスの移動中に、超音波デバイス内の変換器に対するゲル片の位置を維持する。キャビティ２００および側壁２１０は走査中に１つのゲルを保持し移動させるための機構を形成する。走査が完了すると、ゲルは簡単にキャビティ２００から取り出され、次の走査用に別の１つのゲルが挿入され得る（キャビティ２００の中に挿入されている例示的な１つのゲル１４０を示す図４Ａおよび図４Ｂを参照）。

このように、走査中に用いられるゲルの量は、１つの予め形成されたゲルによって完全に制御される。さらに、予め形成されたゲルは、汚染を防ぐべく、複数個のゲルは個々に包装され得るので、より高い滅菌度を提供する。ランダムかつ測定不可な手法で患者に液体のゲルを分注し塗布することは排除される。さらに、制御された量のゲルを用いることで、走査に必要とされるゲルの量を減らし、それはゲルを用いる費用を減らし得る。

図２Ｃは、図２ＡのＡ−Ａを通る振動板１２０の断面図、および図２Ｂの側面図を示す。示される様々な寸法は、一実施形態の単なる例に過ぎない。振動板は複数の異なる形状及び寸法で形成され得るので、示される振動板１２０の構造を限定することは意図されない。

図３を参照すると、図２Ｃの断面図の別の実施形態が示される。図３において、変換器３００は内部のキャビティ２２０内に配置され取り付けられる。例えば、変換器３００は、振動板壁２１５の内側表面に接着剤によって取り付けられるか、摩擦によって取り付けられるか、または変換器３００を正しい位置に保持する他の複数の組み立てられたコンポーネントによって取り付けられ得る。一実施形態において、変換器３００によって発生される超音波エネルギーが、振動板壁２１５およびゲル受入キャビティ２００に向けられ、かつ振動板壁２１５およびゲル受入キャビティ２００を通して伝送されるように、変換器３００は、ゲル受入キャビティ２００に隣接して、振動板壁２１５の反対側に配置される。

一実施形態において、変換器３００は、振動板１２０が超音波デバイスに接続されるとき、変換器３００を駆動回路および／または電源に電気的に接続するための１または複数の電気接点３１０（例えば、ピン、タブ、電極、電線コネクタ、など）を含み得る。一実施形態において、変換器は超音波を発生させるための圧電結晶である。

図４Ａを参照すると、別の実施形態において、１つの予め形成されたゲル１４０が、振動板１２０（またはヘッド１１５）のキャビティ２００の中に挿入されるところが示される。図４Ｂはキャビティ２００中に挿入された状態のゲル１４０を示す。図４Ｂにおいて見られるように、キャビティ２００は、予め形成されたゲル１４０の複数の側面を収容／包囲すべく構成されるが、予め形成されたゲル１４０の少なくとも１つの側面は露出される（例えば、頂部表面）。露出された表面は、超音波が当てられる患者（または他の対象物）の肌と接して配置される表面である。

一実施形態において、振動板１２０は、振動板１２０が超音波デバイスに接続された後、ゲル受入キャビティを有さない現在の構成からゲル受入キャビティ２００を含む構成へと、超音波デバイスのヘッド部１１５を変えるべく構成される。これは、現在のヘッド組立体を取り外し、それを振動板１２０で置き換えるか、または（構成に依存して）振動板１２０を現在のヘッド組立体の上に取り付けることを伴い得る。したがって、現在の超音波デバイスはゲル受入キャビティ２００を含むべく改良され得る。

図５を参照すると、一体型のヘッド組立体を有して構成されるハンドヘルドの超音波プローブ／デバイス５００の別の実施形態が示される。例えば、図１Ａの実施形態におけるもののような取り外し可能な振動板１２０を有するデバイスの代わりに、超音波デバイス５００は、側壁５１５と一体化され、側壁５１５を形成するヘッド部５１０を有する筐体を含む。側壁５１５は、図２Ｄにおけるキャビティ２００と同様なゲル受入キャビティ５２０を画定する。

側壁５１５は、超音波エネルギーが変換器（図示せず）から伝送される際に通る音響部材または音響レンズ５２５を囲んで延在する。変換器は、音響レンズ５２５の後方の筐体内に配置される。ゲル受入キャビティ５２０があることによって、キャビティ５２０内に１つの予め形成されたゲルが挿入され、収容され得る。キャビティ５２０は、音響レンズ５２５に対して予め形成されたゲルを保持し、超音波デバイス５００が移動するとき患者に沿ってゲルを移動させるべく構成される。したがって、デバイス５００およびゲルは一緒に移動させられる。他の複数のコンポーネントは、ハンドル部５３０および電源コード５３５を含み得るか、または内部電源を有し得る。

ゲル受入キャビティ５２０があることによって、予め定められた／測定された量のゲルを有する予め形成されたゲルが用いられる。したがって、ゲルは、超音波処置中に既知の厚さの、および一貫した量のゲルを提供する。このように、デバイス５００（または図１Ａのデバイス１００）は処置中に制御された量のゲルを提供しかつ用いるべく構成され、それは患者への液体のゲルのランダムな分注を排除する。

図６を参照すると、超音波デバイス１００または５００の筐体であり得る筐体６００内の複数のコンポーネントの一実施形態が示される。複数のコンポーネントは超音波エネルギーを発生させる、および／または検出すべく構成される。一実施形態において、筐体６００は、超音波エネルギー６１０へと変換され得る駆動信号を生成すべく動作可能なエネルギー発生モジュール６０５を含む。エネルギー発生モジュール６０５は、一実施形態において、電気的に接続される複数の電気コンポーネントを備える回路基板として実装され得る。エネルギー発生モジュール６０５は、ローカルな電源を含むか、または電源コードを介して遠隔した電源から電力を受け取り、またエネルギー発生モジュール６０５は、発振器６１５および駆動コンポーネント６２０を含む。超音波デバイスを実装すべく用いられ得る、複数の内部コンポーネントの種々のタイプおよび組み合わせがある。それらは本開示の中心ではないので、詳細には説明されない。

一実施形態において、筐体６００はまた、圧電コンポーネントを有する超音波変換器６２５を含む。超音波変換器６２５は、エネルギー発生モジュール６０５から駆動信号を受信し、駆動信号を超音波エネルギー６１０に変換すべく動作可能である。超音波デバイスが撮像デバイスである場合、筐体６００は、受信された超音波信号を検出、格納、および変換する複数のコンポーネントを収容し得る。別の実施形態において、これまでに説明されたように（例えば、図３参照）、超音波変換器６２５はヘッド組立体の一部である。

一実施形態において、変換器６２５は電気エネルギーを音波に変換する圧電変換器である。複数の圧電結晶は、電圧が印加されると大きさを変化させる性質を有す。したがって、結晶全体にわたって交流（ＡＣ）を加えると、結晶を非常に高い周波数で振動させ、したがって、非常に高い周波数の音波を生成する。

変換器が音波を集中させる位置は、アクティブな変換器領域および形状、超音波周波数、および伝搬媒体の音速によって決定され得る。

複数の圧電結晶は、それらに力が加えられるとき電圧を発生するので、同一の結晶が超音波検出器／受信機として用いられ得る。複数の他の実施形態においては、別個の送信機および受信機のコンポーネントが実装され得る。

別の実施形態において、非圧電変換器が実装され得る。例えば、変換器６２５は、磁場に曝されると大きさを変化させる複数の磁歪材料から構成され得る。

別の実施形態において、筐体６００は、デバイスによって集められた超音波データを格納するための内部メモリを含み得る。筐体６００は、メモリから遠隔デバイスへデータを通信するためのインターフェースを含み得る。超音波デバイス６００は、有線接続および／または無線接続を介してホストマシンまたはホストコンピュータにデータを通信すべく構成され得る。

交互に繰り返す周波数の実施形態。

治療目的の超音波処置は、習慣的に臨床医によって手動で行われる。臨床医は患者のある領域にわたってハンドヘルドの超音波デバイスを適用し、それを移動させる。患者の処置される領域は、通常は超音波デバイスのヘッド／先端部の寸法より大きい。したがって、臨床医は、変換器と肌との間の接触／導電性媒体（例えば、ゲルまたはローションの層）で、患者を縦横に超音波デバイスを注意深く移動させなければならない。その移動はまた、超音波デバイスからの複数の「ホットスポット」によって引き起こされる肌へのダメージを回避するのに必要とされる。例えば、デバイスがあまりに長い間一箇所に置かれる場合、連続した超音波エネルギーは肌を過度に曝し、やけどさせることがある。これは、超音波の強度に依存して数秒で起こり得る。

処置中の変換器の移動速度は、臨床医によって大幅に変化する。それゆえ、多くの臨床医は、変換器をあまりに速く移動させることによって、十分な接触媒体を用いないことによって、変換器を移動させないことによって、あまりに広い領域を処置しようと試みることによって、変換器を患者と接する状態に保たないことによって、または他の複数の誤りによって、超音波を間違って適用する。

したがって、一実施形態において、移動式超音波デバイス１００または５００（それぞれ、図１または図５を参照）は、定期的な間隔で超音波周波数を自動的に変更すべく構成される。図７を参照すると、一実施形態において、図６の超音波デバイス６００に基づく超音波デバイス７００がブロック図の形で示される。図７において、デバイス７００は、時間間隔に基づいて異なる周波数の交互に繰り返すスイープを実行すべく、手動式超音波デバイスの変換器６２５を制御する変換器コントローラ７０５を含む。

変換器コントローラ７０５は、エネルギー発生モジュール６０５を介して変換器６２５に電気的に接続される。例えば、変換器コントローラ７０５は、エネルギー発生モジュール６０５の一部であるロジックコンポーネントであり得るか、または、ハンドヘルドデバイス７００内の異なるコンポーネントとしてモジュール６０５を外部から制御し得る。別の実施形態において、変換器コントローラ７０５は、複数の所望の周波数が複数の異なる時間に発生されるように、デバイス７００に複数の制御信号を送信するホストコンピュータ内のロジックとして実装される。

一実施形態において、変換器コントローラ７０５は変換器６２５を制御すべく構成されるプログラム可能ロジックであり、複数の選択された時間間隔に複数の選択された超音波の周波数を発生させる。例えば、変換器６２５は、予め定められた時間間隔で２または３以上の異なる周波数の間を自動的に交互に繰り返す（例えば、４秒ごとに１ＭＨｚと３ＭＨｚとの間で交互に繰り返す）べく制御され得る。言うまでもなく、他の複数の周波数が用いられることが可能であり、デバイスは一組の予め定められた周波数の間を繰り返し得る。一実施形態において、変換器コントローラ７０５は、エネルギー発生モジュール６０５を介して電源から変換器６２５に印加される電圧または電流を変更することによって、変換器６２５を異なる複数の周波数で動作させるべく構成される。

一実施形態において、デバイス７００は、予め定められる、および／またはプログラム可能な周波数設定７１０を含む。周波数設定７１０は、超音波デバイス７００の動作中に複数の選択された周波数の間で変更するための様々な周波数および時間間隔を示す、メモリに格納される複数のパラメータを含む。デフォルトの複数のパラメータは、デバイス用に設定され得て、および／または、複数のパラメータは、ユーザインターフェースを介してユーザによって選択され得る。変換器コントローラ７０５は、周波数設定７１０から複数の選択されたパラメータを読み出し、それらのパラメータに従って変換器６２５を制御すべく構成され得る。

一実施形態において、変換器コントローラ７０５は、予め定められた周波数設定７１０を含むメモリを有して構成される。予め定められた設定７１０は、ユーザインターフェースを介してプログラム可能であり得る。一実施形態において、変換器コントローラ７０５は、２または３以上の選択された周波数の間で変換器６２５の周波数を変更するためのアルゴリズムを実行するファームウェアを用いて構成される。周波数は、指定されたトリガーイベント（例えば、選択された時間間隔、一定距離を移動する超音波デバイスの検出された動き、など）に基づいて変更され得る。動きがトリガーイベントである場合、超音波デバイスが移動させられるとき、例えば５０．８ｍｍ−７６．２ｍｍ（２−３インチ）毎に、または、デバイスが閾値の時間間隔の間移動させられない場合（例えば、一箇所が同一の超音波周波数に過度に曝されることを回避すべく）、周波数は変更される。

例示的な動作として、複数の周波数設定が４秒毎に１ＭＨｚから３ＭＨｚの間で交互に繰り返されるべく選択される物理的治療への適用を考える。超音波処置を開始するにあたり、変換器コントローラ７０５は、第１の周波数（例えば、約１ＭＨｚ）で動作すべく（エネルギー発生モジュール６０５を介して）変換器６２５を起動させるよう構成される。ハンドヘルドデバイス７００を操作する臨床医が、ある速度でデバイス７００を患者の肌を縦横に移動させると仮定すると、変換器コントローラ７０５は、ある時間間隔（例えば、４秒）の後に複数のパラメータを変更し、変換器６２５に第２の周波数（例えば、約３ＭＨｚ）で動作させる。

次の時間間隔の後、そのプロセスは、１ＭＨｚと３ＭＨｚの周波数との間を交互にすることによって繰り返される。超音波デバイス７００が肌に沿って（または領域に沿って前後して）移動させられるとき、交互に繰り返す周波数は、変化する複数の超音波周波数および複数の照射レベルを用いて、処置領域の十分に深い浸透と適切な加熱との間のよい折衷物を提供する。

一実施形態において、デバイス７００は、薬品／薬剤が注入された予め形成された１つの導電性媒体（例えば、ゲル１４０；図１または図４Ａを参照）との組み合わせで用いられる。したがって、デバイス７００が自動的に周波数を変更するとき、その変更は、吸収させるべく薬品／薬剤を導電性媒体から患者の肌へ導く助けとなる。

別の実施形態において、超音波デバイス７００は、周波数が変化する度に信号（例えば、音声、視覚（光）、またはその両方）を提供すべく構成される。別の実施形態において、超音波デバイス７００は現在の動作周波数を表示するディスプレイ画面を含み得る。

概して、デバイス７００は、超音波の周波数を変更すべく、臨床医に中断し手動で設定を変更することを要求しないこと（例えば、ホストデバイスにおいて設定を変更すること）によって、超音波処置を簡単にする。これはまた、超音波処置の複数の間違った設定を適用する人的過誤を低減させるのに役立つ。

デバイス７００の自動的な周波数変更は患者に対してさらなる安全性を提供する。例えば、臨床医が十分速くデバイス７００を移動させないか、またはあまりにも長い期間デバイス７００を一箇所に維持する場合、デバイス７００は数秒毎に周波数を変更すべく構成される。したがって、これは、治療処置中に同一位置において同一の超音波周波数に過度に曝すことによって引き起こされる肌のやけど、またはダメージの危険性を低減する。

突出部を有する振動板の実施形態。

図８Ａを参照すると、内部の突出部８００を含む振動板１２０の別の実施形態が示される。図８Ａは、側壁２１０およびキャビティ２００を示す図２Ａと同様な振動板１２０の上面図である。側壁２１０は断面で示される。図８Ａにおいて、側壁２１０の内側表面は、側壁２１０からキャビティ２００へ向かって突出する１または複数の突出部８００を含む。例えば、突出部８００は、所望の形状および方向に構成され得るリブまたは他の突起である。突出部８００は側壁２１０に沿って鉛直方向に、または水平方向に延在し得て、内側の壁に沿って分散される複数の突出部８００が存在し得る。

一実施形態において、突出部８００は固定を助ける、またはゲル受入キャビティ２００中に予め形成されたゲル１４０を正しい位置に保持することを助けるべく、構成される。例えば、図８Ｂは、ノッチ８１０を含む予め形成されたゲル１４０の別の実施形態を示す。ノッチ８１０は突出部８００に対応する形状を有して構成され、それらの間を接続する。一例において、ノッチ８１０は突出部８００の凹側の対応部分である。

図８Ｃは、受入キャビティ２００の中に位置合わせされて挿入される予め形成されたゲル１４０を示す。ゲル１４０は、それが受入キャビティ２００中に位置すると、破線の輪郭線として示される。突出部８００がゲル１４０のノッチ８１０の中に挿入されることで、ゲル１４０の移動は制限されて、超音波処置中にゲル１４０が不注意に外に落ちないことを保証する。

他の実施形態において、突出部８００およびノッチ８１０は、それぞれ図８Ａおよび図８Ｂにおいて示される円形以外の複数の外形および／または複数の形状を有し得る。複数の他の実施形態において、側壁２１０および予め形成されたゲル１４０の両方は、互いに噛み合うべく構成される突出部を有し得る（例えば片方の突出部が他方の突出部の上または下に嵌る）。例えば、側壁２１０は、外側に突出し配置される１または複数のリップ、縁、またはリングを有し、予め形成されたゲル１４０上の対応するリップ、縁、またはリングを嵌め合わせ得る。

図９Ａおよび図９Ｂを参照すると、図８Ａおよび図８Ｂの逆の実施形態が示される。ここで、振動板１２０は側壁２１０中のノッチ９００を有して構成され、予め形成されたゲル１４０は予め形成されたゲル１４０から延在する突出部９１０を有して構成される。したがって、ゲル１４０が受入キャビティ２００の中に挿入されるとき、ゲルの突出部９１０は、ノッチ９００の中に位置合わせされて挿入される。言うまでもなく、他の複数の形状および複数の外形が実装され得る。

定義。

以下は、本明細書において使用される複数の選択された用語の定義を含む。これらの定義は、用語の範囲内に含まれ、実装すべく用いられ得る複数のコンポーネントの様々な例、および／または形態を含む。それらの例は、限定することは意図されない。複数の用語の単数形および複数形の両方が定義内となり得る。

「導電性媒体」という用語は、超音波デバイス／プローブヘッドまたは塗布器先端部を対象物（例えば、患者の肌または他の表面）に連結する助けとなり、かつ超音波エネルギーを伝導する、超音波処置中に用いられる物質を指すべく用いられる。典型的には、導電性媒体は超音波ゲルであるが、洗髪剤、整髪用ゲル、ハンドローション、手洗い用消毒剤、液体食器洗浄剤、オリーブ油（または他の複数の油性物質）、または超音波デバイスに伴って機能するのに適切な他の物質などの複数の他の物質が用いられ得る。これらの物質は、半固体状または固体状に予め形成され、受入キャビティ２００と共に用いられ得る。「ゲル」という用語に言及するときは、超音波処置に適切なこれらの導電性媒体のいずれかを指すことが意図される。

「一実施形態」、「ある実施形態」、「一例」、「ある例」など、に言及するときは、そのように説明される実施形態または例が、特定の、特徴、構造、特性、性質、要素、または限定事項を含み得るが、全ての実施形態または例が必ずしも、特定の、特徴、構造、特性、性質、要素、または限定事項を含むわけではないことを示す。さらに、「一実施形態において」という表現を繰り返し用いることで、必ずしも同一の実施形態を指しているわけではないが、同一の実施形態を指すこともある。

例示的な複数のシステム、複数の方法などが、複数の例を説明することによって示され、かつ、それらの例がかなり詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲をそのような詳細に制限、または多少なりとも限定することは出願人らの意図するところではない。言うまでもなく、本明細書において説明される複数のシステム、複数の方法、などを説明する目的で、複数のコンポーネントまたは複数の方法の全ての想像できる組み合わせを記載するのは不可能である。それゆえ、本開示は、図示され説明された、具体的な詳細、代表的な装置、および説明のための例に限定されない。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲内に含まれる複数の改変形態、変更形態、および変形形態を包含することが意図される。

本明細書において用いられる「ロジック」は、機能または動作を実行すべく、および／または、別のロジック、方法、および／またはシステムから機能または動作を引き起こすべく複数の命令／データ、および／またはこれらのあらゆる組み合わせを格納するコンピュータまたは電気ハードウェア、ファームウェア、非一時的電子媒体を含む。ロジックは、アルゴリズムを実行すべく構成されるマイクロプロセッサ、個別のロジック（例えば、ＡＳＩＣ）、アナログ回路、デジタル回路、プログラミングされた論理デバイス、複数の命令を含むメモリデバイス、などを含み得る。ロジックは、少なくとも１つの回路、１または複数のゲート、複数のゲートの複数の組み合わせ、または他の複数の回路コンポーネントを含み得る。複数の論理ロジックが説明される場合は、複数の論理ロジックを１つの物理ロジックに組み込むことが可能であり得る。同様に、単一の論理ロジックが説明される場合は、その単一のロジックを複数のロジックの間に分散することが可能であり得る。ロジックは本明細書において説明された複数のコンポーネントまたはそれらの等価物のうちの１または複数を実装すべく用いられ得る。

詳細な説明または特許請求の範囲において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」または「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語が使用される限り、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語が、特許請求の範囲において移行句として使用される場合に解釈されるときの「備える」という用語と同様な態様で包括的であることが意図される。

「または」という用語が詳細な説明または特許請求の範囲において用いられる限り（例えば、ＡまたはＢ）、それは「ＡまたはＢまたはその両方」を意味すべく意図される。出願人らが「ＡまたはＢのみであるがその両方ではない」、と示すべく意図する場合、「ＡまたはＢのみであるがその両方ではない」という表現が用いられるであろう。したがって、本明細書における「または」という用語の使用は包括的なものあり、排他的使用ではない。Ｂｒｙａｎ Ａ． Ｇａｒｎｅｒ、 Ａ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｌｅｇａｌ Ｕｓａｇｅ ６２４（２ｄ．Ｅｄ．１９９５）を参照。

「または」という用語が詳細な説明または特許請求の範囲において用いられる限り（例えば、ＡまたはＢ）、それは「ＡまたはＢまたはその両方」を意味すべく意図される。出願人らが「ＡまたはＢのみであるがその両方ではない」、と示すべく意図する場合、「ＡまたはＢのみであるがその両方ではない」という表現が用いられるであろう。したがって、本明細書における「または」という用語の使用は包括的なものあり、排他的使用ではない。Ｂｒｙａｎ Ａ． Ｇａｒｎｅｒ、 Ａ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｌｅｇａｌ Ｕｓａｇｅ ６２４（２ｄ．Ｅｄ．１９９５）を参照。
（項目１）
超音波デバイス用の振動板であり、
１または複数の側壁によって画定される受入キャビティを有して構成される筐体であり、上記受入キャビティは導電性媒体を保持する筐体と、
上記振動板を超音波デバイスに接続するための、上記筐体中に形成されるコネクタと、を備える
振動板。
（項目２）
上記受入キャビティは、上記受入キャビティ内に１つの予め形成されたゲルを保持し、上記超音波デバイスの移動中、上記超音波デバイス内の変換器に対する上記予め形成されたゲルの位置を維持する
請求項１に記載の振動板。
（項目３）
上記筐体内に取り付けられ、上記受入キャビティに隣接している超音波変換器をさらに備え、上記超音波変換器によって発生される超音波エネルギーが上記受入キャビティを通して向けられるようにする
請求項１に記載の振動板。
（項目４）
上記コネクタは上記超音波デバイスに取り付け、かつ上記超音波デバイスから取り外すべく構成される
請求項1に記載の振動板。
（項目５）
超音波エネルギーを発生させる超音波変換器をさらに備え、上記超音波変換器は上記筐体内に配置され、上記受入キャビティを通して上記超音波エネルギーを伝送する
請求項１に記載の振動板。
（項目６）
上記受入キャビティは、上記導電性媒体が上記受入キャビティに挿入され、かつ上記受入キャビティから取り出されることを可能にする受け口である
請求項１に記載の振動板。
（項目７）
上記受入キャビティの上記１または複数の側壁は、（ｉ）上記１または複数の側壁から延在する１または複数の突出部、または（ｉｉ）上記１または複数の側壁中に形成される１または複数のノッチを含み、
上記導電性媒体が上記受入キャビティの中へ挿入されるとき、上記１または複数の突出部または上記１または複数のノッチは上記導電性媒体の動きを制限する
請求項１に記載の振動板。
（項目８）
上記導電性媒体は、（ｉ）上記振動板の上記１または複数の側壁から延在する上記１または複数の突出部に対応する１または複数のノッチを有して、または（ｉｉ）上記振動板の上記１または複数の側壁中の上記１または複数のノッチに対応する、上記導電性媒体から延在する１または複数の突出部を有して構成される
請求項７に記載の振動板。
（項目９）
超音波デバイス用のヘッド組立体であり、
筐体であり、上記筐体内に配置される振動板壁を有して構成される筐体と、
第１のキャビティを画定すべく、上記振動板壁の外縁を囲んで形成され、かつ上記振動板から延在する側壁であり、上記第１のキャビティは導電性媒体の一部分を受け入れる側壁と、
超音波エネルギーを発生させるための超音波変換器を収容するための上記筐体中の第２のキャビティであり、上記超音波変換器は上記振動板壁の内部表面に接続される第２のキャビティと、
上記ヘッド組立体を超音波デバイスに接続すべく、上記筐体中に形成されるコネクタと、を備える
ヘッド組立体。
（項目１０）
上記側壁および上記第１のキャビティは、上記第１のキャビティ内に１つの予め形成されたゲルを保持し、上記超音波デバイスの移動中に、上記超音波デバイス内の変換器に対する上記予め形成されたゲルの位置を維持する
請求項９に記載のヘッド組立体。
（項目１１）
上記第１のキャビティは、上記ヘッド組立体が移動させられるとき、予め形成された１つの導電性媒体を保持し、上記予め形成された１つの導電性媒体を移動させる
請求項９に記載のヘッド組立体。
（項目１２）
上記コネクタは、上記超音波デバイスに取り付け可能であり、かつ上記超音波デバイスから取り外し可能である
請求項９に記載のヘッド組立体。
（項目１３）
上記ヘッド組立体は、上記超音波デバイスに接続され、上記超音波デバイスは、上記超音波変換器に複数の定期的な間隔で複数の異なる周波数で超音波エネルギーを発生させる変換器コントローラを含む
請求項９に記載のヘッド組立体。
（項目１４）
上記複数の異なる周波数は、複数の予め定められた設定から選択される少なくとも２つの交互に繰り返す周波数を含む
請求項１３に記載のヘッド組立体。
（項目１５）
ハンドル部およびヘッド部を有して構成される筐体と、
導電性媒体の一部分を保持する受け口を画定する上記ヘッド部から延在する１または複数の側壁と、
上記ヘッド部内に接続され、上記受け口を通して伝送される超音波エネルギーを発生させる変換器と、を備える
超音波デバイス。
（項目１６）
上記超音波エネルギーを発生させる上記変換器を制御するための駆動信号を生成するエネルギー発生モジュールをさらに備える
請求項１５に記載の超音波デバイス。
（項目１７）
上記受け口を画定する上記１または複数の側壁は上記ヘッド部と一体化されている
請求項１５に記載の超音波デバイス。
（項目１８）
上記受け口を画定する上記１または複数の側壁は、上記ヘッド部に対して着脱可能なヘッド組立体中に構成される
請求項１５に記載の超音波デバイス。
（項目１９）
上記超音波デバイスは、複数の定期的な間隔で超音波周波数を自動的に変更する
請求項１５に記載の超音波デバイス。
（項目２０）
時間間隔に基づいて、複数の異なる超音波周波数の交互に繰り返すスイープを実行すべく上記変換器を制御する変換器コントローラをさらに備える
請求項１５に記載の超音波デバイス。

Claims (20)

1. 超音波デバイス用の振動板であり、
   １または複数の側壁によって画定される受入キャビティを有して構成される筐体であり、前記受入キャビティは導電性媒体を保持する筐体と、
   前記振動板を超音波デバイスに接続するための、前記筐体中に形成されるコネクタと、を備える
   振動板。
2. 前記受入キャビティは、前記受入キャビティ内に１つの予め形成されたゲルを保持し、前記超音波デバイスの移動中、前記超音波デバイス内の変換器に対する前記予め形成されたゲルの位置を維持する
   請求項１に記載の振動板。
3. 前記筐体内に取り付けられ、前記受入キャビティに隣接している超音波変換器をさらに備え、前記超音波変換器によって発生される超音波エネルギーが前記受入キャビティを通して向けられるようにする
   請求項１に記載の振動板。
4. 前記コネクタは前記超音波デバイスに取り付け、かつ前記超音波デバイスから取り外すべく構成される
   請求項1に記載の振動板。
5. 超音波エネルギーを発生させる超音波変換器をさらに備え、前記超音波変換器は前記筐体内に配置され、前記受入キャビティを通して前記超音波エネルギーを伝送する
   請求項１に記載の振動板。
6. 前記受入キャビティは、前記導電性媒体が前記受入キャビティに挿入され、かつ前記受入キャビティから取り出されることを可能にする受け口である
   請求項１に記載の振動板。
7. 前記受入キャビティの前記１または複数の側壁は、（ｉ）前記１または複数の側壁から延在する１または複数の突出部、または（ｉｉ）前記１または複数の側壁中に形成される１または複数のノッチを含み、
   前記導電性媒体が前記受入キャビティの中へ挿入されるとき、前記１または複数の突出部または前記１または複数のノッチは前記導電性媒体の動きを制限する
   請求項１に記載の振動板。
8. 前記導電性媒体は、（ｉ）前記振動板の前記１または複数の側壁から延在する前記１または複数の突出部に対応する１または複数のノッチを有して、または（ｉｉ）前記振動板の前記１または複数の側壁中の前記１または複数のノッチに対応する、前記導電性媒体から延在する１または複数の突出部を有して構成される
   請求項７に記載の振動板。
9. 超音波デバイス用のヘッド組立体であり、
   筐体であり、前記筐体内に配置される振動板壁を有して構成される筐体と、
   第１のキャビティを画定すべく、前記振動板壁の外縁を囲んで形成され、かつ前記振動板から延在する側壁であり、前記第１のキャビティは導電性媒体の一部分を受け入れる側壁と、
   超音波エネルギーを発生させるための超音波変換器を収容するための前記筐体中の第２のキャビティであり、前記超音波変換器は前記振動板壁の内部表面に接続される第２のキャビティと、
   前記ヘッド組立体を超音波デバイスに接続すべく、前記筐体中に形成されるコネクタと、を備える
   ヘッド組立体。
10. 前記側壁および前記第１のキャビティは、前記第１のキャビティ内に１つの予め形成されたゲルを保持し、前記超音波デバイスの移動中に、前記超音波デバイス内の変換器に対する前記予め形成されたゲルの位置を維持する
    請求項９に記載のヘッド組立体。
11. 前記第１のキャビティは、前記ヘッド組立体が移動させられるとき、予め形成された１つの導電性媒体を保持し、前記予め形成された１つの導電性媒体を移動させる
    請求項９に記載のヘッド組立体。
12. 前記コネクタは、前記超音波デバイスに取り付け可能であり、かつ前記超音波デバイスから取り外し可能である
    請求項９に記載のヘッド組立体。
13. 前記ヘッド組立体は、前記超音波デバイスに接続され、前記超音波デバイスは、前記超音波変換器に複数の定期的な間隔で複数の異なる周波数で超音波エネルギーを発生させる変換器コントローラを含む
    請求項９に記載のヘッド組立体。
14. 前記複数の異なる周波数は、複数の予め定められた設定から選択される少なくとも２つの交互に繰り返す周波数を含む
    請求項１３に記載のヘッド組立体。
15. ハンドル部およびヘッド部を有して構成される筐体と、
    導電性媒体の一部分を保持する受け口を画定する前記ヘッド部から延在する１または複数の側壁と、
    前記ヘッド部内に接続され、前記受け口を通して伝送される超音波エネルギーを発生させる変換器と、を備える
    超音波デバイス。
16. 前記超音波エネルギーを発生させる前記変換器を制御するための駆動信号を生成するエネルギー発生モジュールをさらに備える
    請求項１５に記載の超音波デバイス。
17. 前記受け口を画定する前記１または複数の側壁は前記ヘッド部と一体化されている
    請求項１５に記載の超音波デバイス。
18. 前記受け口を画定する前記１または複数の側壁は、前記ヘッド部に対して着脱可能なヘッド組立体中に構成される
    請求項１５に記載の超音波デバイス。
19. 前記超音波デバイスは、複数の定期的な間隔で超音波周波数を自動的に変更する
    請求項１５に記載の超音波デバイス。
20. 時間間隔に基づいて、複数の異なる超音波周波数の交互に繰り返すスイープを実行すべく前記変換器を制御する変換器コントローラをさらに備える
    請求項１５に記載の超音波デバイス。

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