KR102465947B1 - 밴드 트랜스듀서 초음파 치료 - Google Patents

Abstract

피부 미용 치료 및/또는 이미징 시스템 및 방법의 실시예는 밴드 형상 치료 영역을 형성하기 위해서 초점 깊이에 선형 열 치료 구역을 생성하는 트랜스듀서의 이용을 포함할 수 있다. 시스템은 하나 이상의 초음파 트랜스듀서, 원통형 변환 소자, 이미징 소자, 핸드 완드, 이동 가능한 트랜스듀서 모듈, 제어 모듈, 및/또는 그래픽 유저 인터페이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 코팅된 트랜스듀서는 미용 시술에 있어 더욱 일관된 치료를 제공하는데 이용될 수 있는데, 미용 시술은 눈썹 리프트, 지방 감소, 땀 감소 및 decolletage 치료를 포함한다. 피부 타이트닝, 리프팅 및 주름 및 스트레치 마크의 개선이 제공된다. 치료는 치료 부위 내 세포의 일정 비율을 비활성화하기 위해서 지속 기간 동안 조직을 가열하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

밴드 트랜스듀서 초음파 치료{Band transducer ultrasound therapy}

본 출원은 본원에 전체가 참조로서 인용되는 2014년 4월 18일 출원된 미국 가출원 제61/981,660호의 우선권을 주장한다. 본 발명의 여러 실시예들은 일반적으로 미용 및/또는 의학적 효과를 달성하기 위해, 비침습적, 반침습적(semi-invasive) 및/또는 비침습적 에너지-기반 치료에 관한 것이다. 예를 들어, 일부 실시예들은 일반적으로 안전하고 효과적으로 다양한 치료 시술을 수행하기 위한 선형, 곡선, 평면 및/또는 입체 초음파 치료 초점 구역을 가진 장치, 시스템 및 방법들에 관한 것이다. 치료 시스템의 다양한 실시예들은 단축된 치료 시간 및/또는 감소된 치료 에너지 통해서 미용 결과 및 환자의 결과를 개선할 수 있으며, 이는 편리함과 미용 효과를 증대시킬 수 있다. 다양한 실시예에서, 초음파 트랜스듀서는 하나 이상의 선(line), 벨트, 밴드, 및/또는 평면의 형태로 치료 초점 구역을 갖는다.

많은 미용 시술들은, 침습적 수술을 필요로 하는 침습적 시술을 포함하며, 이는 생체 적합성 및 무균성에 대한 더 많은 요구 사항을 둘 수 있다. 환자는 수 주의 회복 시간을 감내해야 할 뿐 아니라 미적 치료를 위한 위험한 마취 시술을 자주 받아야 한다. 피부 표면 아래의 타겟 조직에 접근하기 위해 피부 표면을 천공(piercing) 또는 절개(cutting)하는 것을 포함하는 전통적인 미용 시술은 생체 적합성 및 무균성에 관한 높은 요구 사항을 포함하는 경향이 있다. 무선 주파수(RF) 및 레이저 치료에 의한 기존의 에너지 기반 치료는 피부 표면부터 시작하는 조직을 가열하거나 치료해야 해서 피부 표면과 그 피부 표면 아래의 깊이에 있는 타겟 조직 사이 모든 모든 중간 조직(intermediary tissue)에 영향을 미친다.

에너지-기반 치료가 미용 및 의료 목적을 위해 개시되었지만, 출원인 자신의 연구 이외에, 특정되고 타게팅된 영역에서 치료되는 조직의 영역 및 부피를 확장하는 밴드 형태의 치료 초점 구역 기술을 이용한 열 경로를 통해서 조준된 정확한 초음파를 사용하여 시각적이고 효과적인 미용 효과를 유발하는 미적 조직 가열 및/또는 치료 효과를 성공적으로 달성한 다른 시술들은 출원인이 알지 못한다. 치료는 가열, 응고 및/또는 절제(예를 들어, 고열(hyperthermia), 열 선량(thermal dosimetry), 세포 사멸(apoptosis) 및 세포 용해(lysis))를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 밴드 치료는 개선된 열적 가열 및 열 치료 또는 일반 벌크 가열 방법에 비해 조직의 치료를 제공한다. 다양한 실시예에서, 밴드 치료는 인접 조직에 영향을 주지 않고 특정 깊이 범위에서 조직을 가열 및/또는 치료할 수 있게 한다. 일반적으로, 열 치료 및 벌크 가열 기술은 피부 표면을 가열하고, 피부 표면과 모든 하부 조직을 통해 열을 전도하여 피부 표면 아래의 목표 깊이 조직에 도달하게 한다. 다양한 실시예에서, 밴드 치료는 피부 표면과 타겟 조직 사이에 피부 표면 및/또는 중간 조직을 가열하지 않고, 피부 표면 아래의 소정의 특정되고 처방된 깊이 범위에서 타게팅된 가열 및 치료를 제공한다. 이 오프셋 밴드 치료는 피부 표면에서 손상 및 관련된 통증을 감소시키고, 처방되고 타게팅된 조직 깊이에서만 조직을 치료한다. 따라서, 본 발명의 실시예는 피부 표면을 가열하지 않고, 피부 표면 아래의 특정 깊이 범위 내의 조직을 치료하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 밴드 치료는 잠시 동안 타겟 깊이의 조직을 준비시키는데도 이용될 수 있어서, 타겟 조직을 상승된 온도로 예열하는 초음파 치료에 의해 2차 치료는 감소된 시간 및/또는 에너지로 그리고 더욱 편안하게 수행될 수 있다.

여러 가지 실시예에서, 미용 초음파 치료 시스템 및/또는 방법은 단일 또는 다중 미용 구역 및/또는 열 치료 점, 선, 밴드, 벨트, 평면, 영역, 볼륨 및/또는 형태들을 비침습적으로 생성할 수 있는데, 초음파는 피부 표면 아래에 하나 이상의 깊이로 조직내 치료 부위에 하나 이상의 위치에 집중된다. 일부 시스템 및 방법은 다양한 깊이, 높이, 폭 및/또는 위치에 있는 치료 영역으로 조직내 상이한 위치에서 미용 치료를 제공한다. 일 실시예에서, 방법 및 시스템은, 적어도 두 개 이상의 치료 위치 및/또는 관심 부위 사이와 같은, 하나 이상의 관심 부위에 초음파 치료를 제공하도록 구성된 트랜스듀서 시스템을 포함한다. 일 실시예에서, 방법 및 시스템은, 조직의 관심 부위내 다양한 위치(예를 들어, 고정 또는 가변 깊이, 높이, 폭, 배향 등)에서의 적어도 두 선 사이와 같은, 하나 이상의 관심 부위에 초음파 치료를 제공하도록 구성된 트랜스듀서 시스템을 포함한다. 다양한 실시예에서, 선은 직선, 곡선, 연속 및/또는 비연속적 일 수 있다. 일부 실시예에서, 에너지 빔은 분할되어 조직의 관심 부위내에 미용 치료 구역 및/또는 이미징을 위한 둘, 셋, 넷 또는 그 이상의 초점 구역(예를 들어, 다수의 초점 선 다중 초점 선)에 집중된다. 초점 구역의 위치는 조직 내에서 축방향, 횡 방향 또는 기타 방향으로 배치될 수 있다. 일부 실시예는, 초점 선의 위치에 의해서, 트랜스듀서와 선택적인 이동 메커니즘 사이의 거리나 각도를 변경 및/또는 관심 부위로 집중 또는 집중되지 않는 에너지의 각도를 변경하는 공간 제어, 및/또는, 트랜스듀서의 주파수, 구동 진폭 및 타이밍을 변경하는 제어에 시간적 제어를 위해 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 다수의 치료 구역의 위치는 분극(poling), 위상 분극, 이상성(biphasic) 분극 및/또는 다중-위상 분극을 통해 가능할 수 있다. 그 결과, 열 상태(thermal condition)뿐 아니라, 치료 부위의 위치, 관심 부위 내 치료 구역, 가열 구역, 및/또는 병변의 개수, 형태, 크기 및/또는 체적의 변경은, 시간에 대해 동적으로 제어될 수 있다. 분극 및 변조에 관한 추가 세부 사항은 2014년 2월 28일 미국에서 출원된 제14/193,234호 및 미국 공개공보 제2014-0257145호에 개시되어 있으며, 본 출원에 전체가 참조된다.

일 실시예에서, 미적 이미징 및 치료 시스템은 초점 구역에서 조직에 초음파 치료를 적용하도록 구성된 초음파 트랜스듀서를 둘러싸는 하우징을 구비한 핸드헬드(hand held) 프로브를 포함한다. 일 실시예에서, 초점 구역은 선이다. 일 실시예에서, 초점 구역은 2 차원 부위 또는 평면이다. 일 실시예에서, 초점 구역은 체적이다. 다양한 실시예에서, 초점 구역은 직선, 곡선, 직사각형, 및/또는 평면인 치료 영역을 치료한다. 다양한 실시예에서, 치료 영역의 크기는 트랜스듀서의 크기에 의존한다. 치료는 선 및/또는 평면에서 수행될 수 있다. 다양한 실시예에서, 치료 초점 구역의 폭은 5 - 50 mm, 5 - 30 mm, 5 - 25 mm, 10 - 25 mm, 10 mm - 15 mm, 15 mm - 20 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 또는 거기에 포함된 임의의 범위(12 mm - 22 mm를 포함하지만, 이에 한정되지 않음)이다. 다양한 실시예에서, 초점 구역은 이동하면서 제1 위치와 제2 위치 사이의 체적을 스윕할 수 있다. 다양한 실시예에서, 하나 이상의 초점 구역 위치는 미용 치료 구역 내에 실질적으로 선형인 시퀀스(sequence)로 배치된다. 다양한 실시예에서, 하나 이상의 초점 구역 위치는, 하나, 둘, 또는 그 이상의 이동 메커니즘으로 배치되어 미용 치료 구역 내의 치료 영역에 대한 임의의 형태를 형성한다. 일 실시예에서, 위치의 제1 집합은 제1 미용 치료 구역 내에 배치되고, 위치의 제2 집합은 제2 미용 치료 구역 내에 배치되며, 제1 구역과 제2 구역은 상이하다. 일 실시예에서, 제1 미용 치료 구역은 위치의 제1 집합의 실질적으로 선형인 시퀀스을 포함하며, 및 제2 미용 치료 구역은 위치의 제2 집합의 실질적으로 선형인 시퀀스을 포함한다. 몇몇 비 제한적인 실시예에서, 트랜스듀서는 피부 표면 아래 5 mm, 3 mm, 4.5 mm, 6 mm, 3 mm 미만, 1.5 mm와 3 mm 사이, 1.5 mm와 4.5 mm 사이, 4.5 mm 초과, 6 mm 초과, 및 0.1 mm - 3 mm, 0.1 mm - 4.5 mm, 3 mm - 7 mm, 3 mm - 9 mm, 0.1 mm - 25 mm, 0.1 mm - 100 mm 범위 내 임의의 위치, 및 거기의 임의의 깊이(including, 예를 들어, 4.5 mm - 6 mm, 1 mm - 20 mm, 1 mm - 15 mm, 1 mm - 10 mm, 5 mm - 25 mm, 거기의 임의의 깊이를 포함함)의 조직에 치료 구역을 위해 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 미용 치료 구역은 연속적이다. 일 실시예에서, 미용 치료 구역은 간격(spacing)이 없다. 일 실시예에서, 개별 미용 치료 구역의 시퀀스은, 약 0.05 mm부터 약 25 mm까지 범위에 속한 치료 간격(예를 들어, 0.05 - 0.1 mm, 0.05 - 1 mm, 0.2 - 0.5 mm, 0.5 - 2 mm, 1 - 10 mm, 0.5 - 3 mm, 5 - 12 mm)을 가진다. 다양한 실시예에서, 치료 간격은 고정 피치, 가변 피치, 중첩 피치 및/또는 비중첩 피치를 갖는다.

일 실시예에서, 초음파 트랜스듀서는 트랜스듀서 표면 상에서 1 W/cm2에서 100 W/cm2 범위에 속하는 치료 세기(예를 들어, 1 - 50, 10 - 90, 25 - 75, 10 - 40, 50 - 80 W/cm2, 및 거기에 속하는 임의의 범위와 값)를 제공하도록 구성된다. 일 실시예에서, 초음파 트랜스듀서는 약 1W부터 약 100W 사이 범위 및 약 1 MHz부터 약 10 MHz 사이 범위 내의 주파수로 초음파 치료의 어쿠스틱 파워를 제공하도록 구성되어 조직을 열적으로 가열한다. 다양한 실시예에서, 트랜스듀서 모듈은 약 1W부터 약 100W(예를 들어, 5 - 40 W, 10 - 50 W, 25 - 35 W, 35 - 60 W, 35 W, 40 W, 50 W, 60 W) 및 약1 MHz부터 약 10 MHz사이 범위 내에서 초음파 치료의 어쿠스틱 파워를 제공하도록 구성되어 조직을 열적으로 가열한다. 일 실시예에서, 어쿠스틱 파워는 약 1 MHz부터 약 12 MHz(예를 들어, 3.5 MHz, 4MHz, 4.5MHz, 7 MHz, 10MHz, 3 - 5MHz) 주파수 범위에서 1 W부터 약 100W 범위이거나, 약 3MHz부터 약 8MHz 주파수 범위에서 약 10W부터 약 50W 범위일 수 있다. 일 실시예에서, 어쿠스틱 파워 및 주파수는 약 4.3 MHz에서 40 W 및 7.5 MHz에서 약 30 W이다. 다양한 실시예에서, 트랜스듀서 모듈은 피치 없이 또는 0.1 - 2 mm(예를 들어, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.5 mm) 피치로 에너지를 전달하도록 구성된다. 다양한 실시예에서, 피치는 상수 또는 변수이다. 다양한 실시예에서, 트랜스듀서 모듈은 10 - 500 ms(예를 들어 30 - 100, 90 - 200, 30, 32, 35, 40, 50, 60, 64, 75, 90, 100, 112, 200, 300, 400 ms 및 거기에 속하는 임의의 범위)의 온 시간(on-time)으로 에너지를 전달하도록 구성된다. 다양한 실시예에서, 트랜스듀서 모듈은 1- 200 ms(예를 들어, 4, 10, 22, 45, 60, 90, 100, 150 ms 및 거기에 속하는 임의의 범위)의 오프 시간(off-time)에 에너지를 전달하도록 구성된다. 일 실시예에서, 이 어쿠스틱 파워에 의해 생성된 어쿠스틱 에너지는 약 0.01 줄(J)부터 약 10 J 또는 약 2 J부터 약 5 J사이일 수 있다. 일 실시예에서, 어쿠스틱 에너지는 약 3 J 미만의 범위내이다. 다양한 실시예에서, 단일 투여 패스(single dose pass)에서 어쿠스틱 파워에 의해 생성된 어쿠스틱 에너지는 1 - 500 J(예를 들어, 20 - 310, 70, 100, 120, 140, 150, 160, 200, 250, 300, 350, 400, 450 J 및 거기에 속한 임의의 범위) 사이일 수 있다. 다양한 실시예에서, 치료는 1, 2, 3, 4, 5, 10 또는 그 이상의 투여 패스를 포함할 수 있다.

본 명세서에 개시된 몇몇 실시예에서, 비침습적 초음파는 하나 이상의 다음의 효과를 달성하는 데 사용된다: 조직 가열, 조직 예열, 페이스 리프트, 눈썹 리프트, 턱 리프트, 눈 치료, 주름 감소, 흉터 감소, 화상 치료, 문신 제거, 정맥 제거, 정맥 감소, 땀샘 치료, 다한증 치료, 지방 또는 지방 및/또는 셀룰라이트 감소 치료, 주근깨 제거, 여드름 치료, 뾰루지 감소. decolletage의 치료가 여러 실시예에서 제공된다. 다른 실시예에서, 시스템, 장치 및/또는 방법은 생식기 영역(예를 들어, 질의 지지 조직을 타이트닝하는 것과 같은, 질 회춘 및/또는 질 타이트닝)에 적용될 수 있다. 본 명세서에 기재된 여러 실시예에서, 시술은 전적으로 미용 행위이며 의료 행위가 아니다. 예를 들어, 일 실시예에서, 본원에 기재된 방법은 의사에 의해 수행될 필요가 없으며, 스파 또는 다른 미용 기관에서 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템은 피부의 비침습적 미용 치료를 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 원통형 초음파 트랜스듀서의 초점 이득의 변동(variance)을 감소시키는 방법은, 복수의 볼록면과 오목면을 포함하는 원통형 변환 소자를 제공하는 단계-여기서, 한 표면(예를 들어 볼록면)은 복수의 전극(또는 예를 들어, 전기 전도체 또는 전기 소재)을 포함함-, 및 이어서 전극에 전류를 인가하는 단계를 포함하여, 초점 깊이의 선형 초점 구역으로 초음파 에너지를 지향한다. 초음파 에너지는 선형 초점 구역에 초점 이득의 감소된 변동을 생성한다. 오목면은 은으로 도금될 수 있다. 볼록면은 코팅되지 않은 영역과 복수의 코팅된 영역을 포함할 수 있다. 복수의 코팅된 영역은 복수의 전극을 형성하는 소성된(fired) 은을 포함할 수 있다. 볼록면의 특징들은 오목면에 대신 있을 수 있다.

일 실시예에서, 에지 노이즈의 감소는 조직의 효율적이고 일관된 치료를 용이하게 하되, 원통형 변환 소자는 초점 깊이에 있는 선형 조직 열 치료 구역에 초음파 치료를 적용하도록 구성된다.

일 실시예에서, 에지 노이즈의 감소는 소재의 효율적이고 일관성 가열을 용이하게 하되, 소재은 화합물, 접착제, 식품으로 이루어진 그룹 중 어느 하나이다.

일 실시예에서, 초점 선에서 에지 노이즈를 감소시키는 초음파 변환 시스템은 원통형 변환 소자 및 원통형 변환 소자를 구동하는 전원을 포함한다. 원통형 변환 소자는 초점 깊이에 있는 선형 초점 구역에 초음파 에너지를 적용하도록 구성된다. 원통형 변환 소자는 볼록면과 오목면을 포함한다. 오목면은 은과 같은 전기 전도체로 도금된다. 볼록면은 코팅되지 않은 영역과 복수의 코팅된 영역을 포함하되, 하나 이상의 코팅된 영역은 전극을 형성하는 은을 포함한다. 전원은 전극과 전기 통신한다. 코팅된 영역은 초점 깊이에 있는 선형 초점 구역에서의 초점 이득의 변동을 감소시키도록 구성된다.

일 실시예에서, 초점 선에서 에지 노이즈를 감소시키는 초음파 변환 시스템은 원통형 변환 소자 및 원통형 변환 소자를 구동하는 전원을 포함한다. 원통형 변환 소자는 초점 깊이에 있는 선형 초점 구역에 초음파 에너지를 적용하도록 구성된다. 원통형 변환 소자는 볼록면과 오목면을 포함한다. 볼록면은 은으로 도금된다. 오목면은 코팅되지 않은 영역과 복수의 코팅된 영역을 포함하되, 하나 이상의 코팅된 영역은 전극을 형성하는 은을 포함한다. 전원은 전극과 전기 통신한다. 코팅된 영역은 초점 깊이에 있는 선형 초점 구역에서의 초점 이득의 변동을 감소시키도록 구성된다.

일 실시예에서, 초점 구역에서 초점 이득의 변동을 감소시키는 코팅된 트랜스듀서는 볼록면 및 오목면을 포함하는 원통형 변환 소자를 포함한다. 오목면은 은으로 도금된다. 볼록면은 코팅되지 않은 영역과 복수의 코팅된 영역을 포함한다. 복수의 코팅된 영역은 복수의 전극을 형성하는 은을 포함할 수 있다. 원통형 변환 소자는 초점 깊이에 있는 선형 초점 구역에 초음파 에너지를 적용하도록 구성된다. 코팅된 영역은 초점 깊이에 있는 선형 초점 구역에서의 초점 이득의 변동을 감소시키도록 구성된다.

일 실시예에서, 초점 구역에서 초점 이득의 변동을 감소시키는 코팅된 트랜스듀서는 볼록면 및 오목면을 포함하는 원통형 변환 소자를 포함한다. 일 실시예에서, 볼록면은 도금되어 있다. 일 실시예에서, 오목면은 도금되어 있다. 일 실시예에서, 오목면은 코팅되지 않은 영역과 복수의 코팅된 영역을 포함한다. 일 실시예에서, 볼록면은 코팅되지 않은 영역과 복수의 코팅된 영역을 포함한다. 복수의 코팅된 영역은 복수의 전극을 형성하는 전도체를 포함할 수 있다. 원통형 변환 소자는 초점 깊이에 있는 선형 초점 구역에 초음파 에너지를 적용하도록 구성된다. 코팅된 영역은 초점 깊이에 있는 선형 초점 구역에서의 초점 이득의 변동을 감소시키도록 구성된다.

일 실시예에서, 미적 치료 시스템은 볼록면 및 오목면을 포함하는 원통형 변환 소자를 포함한다. 일 실시예에서, 오목면은 전극을 형성하는 은으로 도금된다. 일 실시예에서, 볼록면은 전극을 형성하는 은으로 도금된다. 일 실시예에서, 볼록면은 코팅되지 않은 영역과 복수의 코팅된 영역을 포함하되, 하나 이상의 코팅된 영역은 전극을 형성하는 은을 포함한다. 일 실시예에서, 오목면은 코팅되지 않은 영역과 복수의 코팅된 영역을 포함하되, 하나 이상의 코팅된 영역은 전극을 형성하는 은을 포함한다. 원통형 변환 소자는 초점 깊이에 있는 선형 조직 열 치료 구역에 초음파 에너지를 적용하도록 구성된다. 코팅된 영역은 초점 깊이에 있는 열 치료 구역에서 초점 이득의 변동을 감소시키도록 구성된다. 원통형 변환 소자는 초음파 핸드헬드 프로브 내에 수용된다. 일 실시예에서, 초음파 프로브는 하우징, 원통형 변환 소자 및 이동 메커니즘을 포함한다. 초음파 트랜스듀서는 하우징 내에 이동 가능하다. 이동 메커니즘은 초음파 트랜스듀서에 부착되며 하우징 내에서 선형 경로를 따라 초음파 트랜스듀서를 이동하도록 구성된다.

일 실시예에서, 미적 이미징 및 치료 시스템은, 하우징, 원통형 변환 소자 및 이동 메커니즘을 포함하는 초음파 프로브를 포함한다. 초음파 트랜스듀서는 하우징내에서 이동 가능하며, 초음파 트랜스듀서는 원통형 변환 소자와 이미징 소자를 포함한다. 원통형 변환 소자는 초점 깊이에 있는 선형 조직 열 치료 구역에 초음파 에너지를 적용하도록 구성된다. 원통형 변환 소자는 이미징 소자의 배치를 위한 개구를 갖는다. 원통형 변환 소자는 볼록면과 오목면을 포함한다. 일 실시예에서, 전체 오목면은 은으로 도금되어 있다. 일 실시예에서, 전체 볼록면은 은으로 도금되어 있다. 일 실시예에서, 볼록면은 코팅되지 않은 부분과 하나 이상의 코팅된 영역을 포함한다. 일 실시예에서, 오목면은 코팅되지 않은 부분과 하나 이상의 코팅된 영역을 포함한다. 코팅된 영역은 전극을 형성하는 은을 포함한다. 코팅된 영역은 열 치료 구역에서 초점 이득의 변동을 감소시키도록 구성된다. 이동 메커니즘은 초음파 트랜스듀서에 부착되며 하우징 내에서 선형 경로를 따라 초음파 트랜스듀서를 이동하도록 구성된다.

여기에 개시된 바와 같이, 변환 소자의 표면 중 하나(볼록면 또는 오목면)는 전도성 소재(은 또는 다른 금속 또는 합금을 포함하지만, 이에 한정되지 않음)로 완전히(또는 적어도 90 %) 코팅되며 다른 면(볼록면 또는 오목면)은 전도성 소재(은 또는 다른 금속 또는 합금을 포함하지만, 이에 한정되지 않음)로 코팅된 부분 및 코팅되지 않은 부분(또는 패턴 또는 패치워크)를 가진다. 몇몇 실시예들에서, 이것은, 균일한 가열(예를 들면, 온도 스파이크 또는 변동(fluctuation)을 감소)을 용이하게 하기 때문에, 유리할 수 있다. 일부 실시예에서, 양쪽 면(볼록명 및 오목면)은 코팅 및 코팅되지 않은 부분의 영역(또는 패턴 또는 패치워크)을 포함한다. 볼록면 및 오목면이 여기에서 설명되지만, 이들 표면 중 하나 또는 모두는 일부 실시예에서 평면형상일 수 있다. 또한, 본원에 기재된 바와 같은 볼록면 또는 오목면은, 다면체(multi-faceted)(예를 들어, 복수의 볼록체(convexities) 및/또는 오목체(concavities)를 가짐)이고, 또한 곡률(예를 들어, 하나 이상의 각도가 180도 이하)을 가진 표면을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 코팅 및 코팅되지 않은 영역의 패턴은, 하나, 둘 또는 그 이상의 코팅된 영역, 및 하나, 둘 또는 그 이상의 코팅되지 않은 영역을 포함하되, 코팅된 영역은 표면의 적어도 60 %, 70 %, 80 % 또는 90 %를 커버할 수 있다. 또한, 전기적 전도성 코팅이 없는 정도까지가 코팅되지 않은 영역으로 간주될 수 있다. 코팅되지 않은 영역은 특정 실시예에서, 다른 형태의 표면 코팅을 가질 수 있다.

다양한 실시예에서, 초음파 시스템은 변환 소자(예를 들어, 평면형(flat), 반구형(round), 원형(circular), 원통형(cylindrical), 환상형(annular), 링형(ring), 볼록, 오목, 굴곡 또는 윤곽(contoured) 또는 다른 형태의 변환 소자)를 구비한 트랜스듀서를 포함한다.

다양한 실시예에서, 초음파 변환 시스템은, 변환 소자(예를 들면, 원통형 변환 소자), 및 변환 소자를 구동하는 전원을 포함하되, 변환 소자는 초음파 에너지를 선형 초점 구역에 초점 깊이로 적용하도록 구성되고, 변환 소자는 제1 면 및 제2 면을 포함하고, 제1 면은 전기 전도성 코팅을 포함하고, 제2 면은 적어도 하나의 전기 전도성 코팅된 영역 및 전기 전도성 코팅으로 코팅되지 않은 적어도 하나의 코팅되지 않은 영역을 포함하고, 제2 면상의 적어도 하나의 코팅된 영역은 전원이 적어도 하나의 코팅된 영역과 전기적으로 통신할 때 전극을 형성하는 전도성 소재을 포함하며, 제2 면상의 적어도 하나의 코팅된 영역은 초점 깊이에 있는 선형 초점 구역에서 에지 노이즈를 감소시키도록 구성된다.

다양한 실시예에서, 초음파 변환 시스템은 원통형 변환 소자 및 원통형 변환 소자를 구동하는 전원을 포함하되, 원통형 변환 소자는 초점 깊이에 있는 선형 초점 구역에 초음파 에너지를 적용하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 원통형 변환 소자는 제1 면 및 제2 면을 포함하되, 제1 면은 코팅을 포함하고, 제2 면은 적어도 하나의 코팅된 영역 및 적어도 하나의 코팅되지 않은 영역을 포함하고, 제2 면상의 적어도 하나의 코팅된 영역은 전원이 적어도 하나의 코팅된 영역과 전기적으로 통신할 때 전극을 형성하는 전도성 소재을 포함하며, 제2 면상의 적어도 하나의 코팅된 영역은 초점 깊이에 있는 선형 초점 구역에서 에지 노이즈를 감소시키도록 구성된다.

실시예에서, 코팅되지 않은 영역은 전도성 소재을 포함하지 않는다. 일 실시예에서, 전도성 소재은 금속(예를 들어, 은, 금, 백금, 수은, 및/또는 구리, 또는 합금)이다. 실시예에서, 제1 면은 오목면이고, 제2 면은 볼록면이다. 실시예에서, 제1 면은 볼록면이고, 제2 면은 오목면이다. 일 실시예에서, 원통형 변환 소자는 초음파 핸드헬드 프로브 내에 수용되되, 초음파 프로브는 하우징, 원통형 변환 소자 및 이동 메커니즘를 포함하고, 초음파 트랜스듀서는 하우징 내에서 이동 가능하며, 이동 메커니즘은 초음파 트랜스듀서에 부착되어 하우징 내에 선형 경로를 따라 초음파 트랜스듀서를 이동하도록 구성된다. 실시예에서, 이동 메커니즘은 원통형 변환 소자를 자동으로 이동시켜서 초점 깊이에 있는 치료 구역을 섭씨 40 - 65도 범위의 온도(예를 들어, 섭씨 40 - 45, 40 - 50, 40- 55, 45 - 60, 45 - 55, 45 - 50도 및 그 범위 내 임의의 온도)로 가열한다. 일 실시예에서, 에지 노이즈의 감소는 치료 구역에서 균일한(예를 들면, 완전하게 균일, 실질적으로 균일, 대략적으로 균일) 온도의 생성을 용이하게 한다. 일 실시예에서, 에지 노이즈의 감소는 조직의 효율적이고 일관적인 치료를 촉진하되, 원통형 변환 소자는 조직내 초점 깊이에 있는 치료 구역에 초음파 치료를 적용하도록 구성된다. 실시예에서, 에지 노이즈의 감소는 피크를 감소하여, 초점 깊이 주위의 변동이 75 - 200%(예를 들어, 75 - 100, 80 - 150, 100 - 150, 95 - 175%, 및 그 범위 내 임의의 값)만큼 감소된다. 일 실시예에서, 에지 노이즈의 감소는 피크를 감소하여, 초점 깊이 주위의 세기 변동이 5 mm 이하(예를 들어, 4.5, 4, 3.5, 3, 2.5, 2, 1.5, 1, 0.5 이하)가된다. 일 실시예에서, 에지 노이즈의 감소는 초점 이득의 변동을 0.01-10(예를 들면, 1-5, 2-8 0.5 - 3, 및 그 범위 내 임의의 값) 범위로 감소시킨다. 일 실시예에서, 전원은 원통형 변환 소자를 구동하여 섭씨 42-55도(예를 들면, 섭씨 43-48, 45-53, 45-50, 및 그 범위 내 임의의 온도) 범위의 온도를 초점 깊이에 있는 조직에 생성한다. 실시예에서, 피부 표면의 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서는 하우징의 어쿠스틱 윈도우 근처의 하우징상에 위치한다. 실시예에서, 시스템은 하나 이상의 이미징 소자를 포함하되, 원통형 변환 소자는 하나 이상의 이미징 소자의 배치를 위해 구성된 개구를 갖는다. 일 실시예에서, 이미징 소자는 시스템과 피부 표면 사이의 어쿠스틱 커플링의 레벨을 확인하도록 구성된다. 일 실시예에서, 이미징 소자는 시스템과 피부 표면 사이의 어쿠스틱 커플링의 레벨을 초점이 흐린(defocused) 이미징 및 정압파비(Voltage Standing Wave Ratio; VSWR) 중 어느 하나를 통해 확인하도록 구성된다. 일 실시예에서, 이미징 소자는, 피부 표면 아래의 초점 깊이에 있는 타겟 조직에서의 온도를 측정하도록 구성된다. 일 실시예에서, 이미징 소자는 음향 복사력 임펄스(Acoustic Radiation Force Impulse; ARFI), 전단파 탄성 이미징(Shear Wave Elasticity Imaging; SWEI), 및 감쇠 측정 중 어느 하나로 피부 표면 아래 초점 깊이에 있는 타겟 조직에서의 온도를 측정하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 원통형의 초음파 트랜스듀서로 조직을 가열하는 방법은, 제1 면, 제2 면, 코팅된 영역, 및 코팅되지 않은 영역을 포함하는 원통형 변환 소자를 제공하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 코팅된 영역은 전기 전도체를 포함한다. 일부 실시예에서, 코팅되지 않은 영역은 전기 전도체를 포함하지 않는다. 일부 실시예에서, 제1 면은 적어도 하나의 코팅된 영역을 포함하되, 제2 면은 코팅되지 않은 영역 및 복수의 코팅된 영역을 포함하며, 전류를 코팅된 영역에 인가하여 초음파 에너지를 초점 깊이에 있는 선형 초점 구역으로 지향하되, 초음파 에너지는 선형 초점 구역에 초점 이득의 감소를 생성한다.

몇몇 실시예에서, 가열원(예를 들어, 원통형 초음파 트랜스듀서)으로 조직을 비침습적 및 비절제적으로(non-ablatively) 가열하여 대상의 피부 아래 부위를 섭씨 5-25도 사이로 가열하면서, 피부 표면에서의 온도는 동일하게 유지 또는 불폄함을 초래하지 않는 온도(예를 들면, 섭씨 1-5, 1-10, 1-15도)로 증가시키는, 미용 방법. 이 차이는 대상을 편안하게 한다. 가열은, 일 실시예에서, 5-120분의 기간에 걸쳐 온도의 단계적(graded) 또는 점진적인 증가를 초래한다. 가열은 여기에 설명된 원통형 초음파 트랜스듀서 시스템에 의해 수행될 수 있다. 선택적으로, 절제 또는 응고 에너지는 또 다른 섭씨 5-25도로 온도를 증가시킴으로써 그 후에 적용될 수 있다. 적은 에너지가 적용되어 응고/절제 상태를 달성할 수 있기 때문에 초기 예열 단계 또는 벌크 가열이 유리하다. 일 실시예에서, 초기 예열 단계는 초음파 트랜스듀서 이외의 열원으로 수행된다. 예를 들어, 초음파 대신 또는 초음파와 함께, 무선 주파수, 마이크로파, 광, 대류성, 변환 및/또는 전도성 열원이 사용될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 조직을 가열하는 비침습적 미용 방법은, 미용 가열 시스템을 피부 표면에 적용하는 단계를 포함하되, 미용 가열 시스템을 핸드헬드 프로브를 포함한다. 일부 실시예에서, 핸드헬드 프로브는 섭씨 40- 50도 범위(예를 들어, 섭씨 44 - 47, 41 - 49, 45 - 50도 및 그 범위내 임의의 온도) 내의 조직 온도로 피부 표면 아래의 조직을 가열하도록 구성된 초음파 트랜스듀서를 둘러싸는 하우징을 포함한다. 일부 실시예에서, 초음파 트랜스듀서는, 제1 면, 제2 면, 코팅된 영역, 및 코팅되지 않은 영역을 포함하는 원통형 변환 소자를 포함하되, 코팅된 영역은 전기 전도체를 포함하고, 제1 면은 적어도 하나의 코팅된 영역을 포함하며, 제2 면은 코팅되지 않은 영역과 복수의 코팅된 영역을 포함한다. 일부 실시예에서, 방법은 복수의 코팅된 영역에 전류를 인가하는 단계를 포함함으로써, 초음파 에너지를 초점 깊이에 있는 선형 초점 구역으로 지향하되, 초음파 에너지는 선형 초점 구역에서 초점 이득의 감소를 생성함으로써, 선형 초점 구역 내 초점 깊이에 있는 조직을 1시간 미만(예를 들어, 1 - 55, 10 - 30, 5 - 45, 15 - 35, 20 - 40분 및 그 범위내 임의의 시간)의 미용 치료 지속시간 동안 섭씨 40-50도 범위내의 조직 온도로 가열함으로써, 조직 내 지방 조직의 체적을 감소시킨다.

실시예에서, 초점 이득의 감소는 조직의 효율적이고 일관된 치료를 촉진하되, 원통형 변환 소자는 초음파 치료를 초점 깊이에 있는 열치료 구역에 적용하도록 구성된다. 실시예에서, 초점 이득의 감소는 피크를 감소시켜서, 초점 깊이 주위의 변동이 25-100%(예를 들어, 30 - 50, 45 - 75, 50 - 90%, 및 그 범위내 임의의 값)만큼 감소된다. 실시예에서, 초점 이득의 감소는 피크를 감소시켜서, 초점 깊이 주위의 세기 변동이 5 mm 이하(예를 들어, 1, 2, 3, 4 mm 이하)가된다. 실시예에서, 초점 이득의 감소는 초점 이득의 변동을 0.01 - 10(예를 들어, 0.06, 3, 4.5, 8, 또는 그 범위 내 임의의 값) 범위 내로 감소시킨다. 일 실시예에서, 전기 전도체는 금속이다. 실시예에서, 제1 면은 오목면이고, 제2 면은 볼록면이다. 실시예에서, 제1 면은 볼록면이고, 제2 면은 오목면이다. 실시예에서, 원통형 변환 소자는 초음파 핸드헬드 프로브 내에 수용되되, 초음파 프로브는 하우징, 원통형 변환 소자 및 이동 메커니즘를 포함하고, 초음파 트랜스듀서는 하우징 내에서 이동 가능하며, 이동 메커니즘은 초음파 트랜스듀서에 부착되어 초음파 트랜스듀서를 하우징 내에서 선형 경로를 따라 이동하도록 구성된다. 실시예에서, 이동 메커니즘은 초점 깊이에 있는 치료 구역을 섭씨 40-65도 사이의 범위의 온도로 가열하는 원통형 변환 소자를 자동으로 이동시킨다. 실시예에서, 원통형 변환 소자는 섭씨 42-55도 범위의 온도를 초점 깊이에 있는 조직에 생성한다. 실시예에서, 방법은 하나 이상의 이미징 소자로 조직을 이미징하는 단계를 또한 포함하되, 원통형 변환 소자는 하나 이상의 이미징 소자의 배치를 위해 구성된 개구를 갖는다. 실시예에서, 방법은 시스템과 피부 표면 사이의 어쿠스틱 커플링의 수준을 이미징 소자로부터의 이미지로 확인하는 단계를 또한 포함한다. 실시예에서, 방법은 시스템과 피부 표면 사이의 어쿠스틱 커플링의 레벨을 초점이 흐린 이미징 및 정압파비(VSWR) 중 어느 하나를 이용하는 이미징 소자로 확인하는 단계를 또한 포함한다. 실시예에서, 방법은 피부 표면 아래 초점 깊이에 있는 타겟 조직에서의 온도를 이미징 소자로 측정하는 단계를 포함한다. 실시예에서, 방법은 음향 복사력 임펄스(ARFI), 전단파 탄성 이미징(SWEI), 및 감쇠 측정 중 어느 하나로 피부 표면 아래 초점 깊이에 있는 타겟 조직에서의 온도를 이미징 소자로 측정하는 단계를 또한 포함한다. 이상에서 요약하여 설명한 방법은 실시자(practitioner)에 의한 특정 행위를 이하에서 상세히 설명한다. 그러나, 이것들은 다른 당사자에 의한 이 행위들의 지시를 또한 포함할 수 있는 것으로 이해해야 한다. 따라서, "초음파 에너지를 적용"하는 것과 같은 행위는 "초음파 에너지의 적용을 지시"하는 것을 포함한다.

또한, 적용 분야는 여기에 개시된 설명으로부터 명확해질 것이다. 설명 및 특정 실시예는 단지 예시의 목적으로 의도된 것으로서 본 명세서에 개시된 실시 형태의 범위를 제한하는 것은 아님을 이해해야 한다.

본 명세서에서 설명된 도면은 예시의 목적만을 위한 것이며 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 더욱 완전하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 초음파 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 관심 부위에 결합된 초음파 시스템의 개략도이다.
도 3은 실시예에 따른 미용 시스템의 원통형 트랜스듀서의 개략적인 측 단면도를 도시한다. 원통형 트랜스듀서가 여기에 도시되어 있지만, 트랜스듀서가 원통형일 필요는 없다. 몇몇 실시예에서, 트랜스듀서는, 변동, 스파이크 또는 초음파 전달의 다른 불일치 같은 에지 효과를 유발하는 하나 이상의 형태나 구성을 가진다. 예를 들어, 트랜스듀서는 하나 이상의 비선형(예를 들어, 곡선(curved)) 부분을 가질 수 있다.
도 4는도 3의 원통형 트랜스듀서 단면의 개략적인 사시 측면도를 도시한다.
도 5a - 5b는 실시예에 따른 미용 시스템의 이동 메커니즘에 의해 이동중인 원통형 트랜스듀서의 개략적인 사시 측면도를 도시하되, 열 치료 구역(TTZ)은 치료 영역을 지나간다.
도 6은 실시예에 따른 미용 시스템의 원통형 변환 소자의 개략적인 분해 사시도를 도시한다. 도 7은 실시예에 따른 미용 시스템의 작동 메커니즘과 함께 도 6의 원통형 변환 소자의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 8은 실시예에 따른 미용 시스템의 프로브 하우징 내에 도 7의 작동 메커니즘과 함께 원통형 변환 소자의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 트랜스듀서의 일부의 개략적인 부분 절개도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 초음파 시스템의 부분 절개 측면도이다.
도 11a-11b는 원통형 변환 소자를 포함하는 트랜스듀서의 실시예에 따른 20mm 깊이에서 정규화된 압력 세기 분포를 나타내는 개략도 및 그래프이다.
도 12a-12b는 도 11a-11b의 원통형 변환 소자를 포함하는 트랜스듀서의 실시예에 따른 15mm 깊이에서 정규화된 압력 세기 분포를 나타내는 개략도 및 그래프이다.
도 13a-13b는 도 11a-11b의 원통형 변환 소자를 포함하는 트랜스듀서의 실시예에 따른 13mm 깊이에서 정규화 압력 세기 분포를 나타내는 개략도 및 그래프이다.
도 14a-14b는 원통형 변환 소자를 포함하는 트랜스듀서의 일 실시예에 따른 20mm 깊이에서 정규화 압력　세기 분포를 나타내는 개략적인 그래프이다.
도 15a-15b는 도 11a-11b의 원통형 변환 소자를 포함하는 트랜스듀서의 실시예에 따른 15mm 깊이에서 정규화된 압력 세기 분포를 나타내는 개략적인 그래프이다.
도 16a-16b는 도 11a-11b의 원통형 변환 소자를 포함하는 트랜스듀서의 실시예에 따른 13mm 깊이에서 정규화 압력 세기 분포를 나타내는 개략적인 그래프이다. 도 17은 원통형 변환 소자를 포함하는 트랜스듀서의 실시예에 따른 시간에 걸쳐 상이한 전력 레벨들에서 돼지 근육의 온도를 나타낸 그래프이다.
도 18은 원통형 변환 소자를 포함하는 트랜스듀서의 실시예에 따른 확인된 선 및 평면 가열을 확인하는 실험 치료 후 돼지 근육의 사진이다.
도 19는 선형 열 치료 구역을 나타내는 도 18의 돼지 근육을 절단한 단면도이다.
도 20은 평면 열치료 구역을 나타내는 도 19의 돼지 근육을 절단한 직교 단면도이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 결합된 이미징 및 원통형 치료 트랜스듀서의 단면도이다.
도 22는 도 21에 따른 결합된 이미징 및 원통형 치료 트랜스듀서의 측면도이다.
도 23은 이미징 소자를 구비한 원통형 소자의 실시예의 방위각에 걸친 조화 압력을 나타낸 그래프이다.
도 24는 이미징 소자를 구비한 코팅된 원통형 소자의 실시예의 방위각에 걸친 조화 압력을 나타낸 그래프이다.
도 25는 이미징 소자를 구비한 코팅된 원통형 소자의 실시예와 비교하여 이미징 소자를 구비한 원통형 소자의 실시예의 방위각에 걸친 조화 압력을 나타낸 그래프이다.
도 26은 본 발명의 실시예에 따른 하나 이상의 코팅된 영역을 구비한 원통형 변환 소자를 포함하는 코팅된 트랜스듀서의 측면도이다.
도 27은 원통형 변환 소자의 두 실시예의 방위각에 걸친 초점 이득을 나타내는 그래프이다.
도 28은 하나 이상의 코팅된 영역을 구비한 원통형 변환 소자를 포함하는 코팅된 트랜스듀서의 실시예에 따른 초점 구역으로부터 약 5 mm 정도 먼 깊이에서 정규화된 압력 세기 분포를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 29는 도 28의 코팅된 트랜스듀서의 실시예에 따른 초점 깊이에서 정규화된 압력　세기 분포를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 30은 도 28의 코팅된 트랜스듀서의 실시예에 따른 초점 깊이로부터 약 2 mm 정도 가까운 깊이에서 정규화된 압력 세기 분포를 개략적으로 도시 한 도면이다.
도 31은 본 발명의 실시예에 따른 코팅된 트랜스듀서의 측면도이다.
도 32는 본 발명의 실시예에 따른 코팅된 트랜스듀서의 측면도이다.
도 33은 본 발명의 실시예에 따른 코팅된 트랜스듀서의 측면도이다.
도 34는 본 발명의 실시예에 따른 코팅된 트랜스듀서의 측면도이다.
도 35는 본 발명의 실시예에 따른 코팅된 트랜스듀서의 측면도이다.
도 36은 본 발명의 실시예에 따른 코팅된 트랜스듀서의 측면도이다.
도 37은 본 발명의 실시예에 따른 코팅된 트랜스듀서의 측면도이다.
도 38은 본 발명의 실시예에 따른 코팅된 트랜스듀서의 측면도이다.
도 39는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 이론적인 세포 사멸율(cell kill fraction)을 달성하는 시간 및 온도에 관한 그래프를 도시한다.
도 40은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 이론적인 세포 사멸율을 달성하는 시간 및 온도에 관한 그래프를 도시한다.
도 41은 본 발명의 실시예에 따른, 조직 내에서 이론적으로 1% 생존 비율을 달성하는 등효과(isoeffective) 투여량, 온도 및 시간을 나타낸 표이다. 도 42는 본 발명의 실시예에 따른 일부 세포를 생존시키기 위해 적용된 등효과 투여량에 대한 시간 및 온도에 관한 그래프이다.
도 43은 본 발명의 실시예에 따른 다수의 펄스의 선형 중첩을 나타내는 원통형 트랜스듀서 출력의 시뮬레이션을 도시한다.
도 44는 본 발명의 실시예에 따른 아포다이징된(apodized) 트랜스듀서의 평면도이다.
도 45는 도 44의 실시예에 따른 아포다이징된 트랜스듀서의 어쿠스틱 압력 프로파일을 도시한다.
도 46은 본 발명의 실시예에 따른 체내 돼지 모델 치료 투여 연구의 실시예에서의 온도 프로파일을 도시한 그래프이다.
도 47은 본 발명의 실시예에 따른 등효과 투여 연구를 설명하기 위한 그래프이다.
도 48은 본 발명의 실시예에 따른 치료 연구의 시간, 온도 및 패스 회수에 관한 누적 투여량을 도시한다.
도 49는 본 발명의 실시예에 따른 치료 연구의 목표 온도 및 시간에 따른 표이다.
도 50은 본 발명의 실시예에 따른 등??과 열 투여 치료 연구를 위한 트랜스듀서 치료 설정의 다양한 실시예를 나타낸 표이다.
도 51은 본 발명의 실시예에 따른 트랜스듀서에 의해 열적으로 과다 투여된 사이트의 이미지이다.
도 52는 본 발명의 실시예에 따른 목표 온도와 시간 및 온도에 관한 그래프이다.
도 53은 본 발명의 실시예에 따른 트랜스듀서와 치료 영역의 등각 측면도이다.
도 54는 본 발명의 실시예에 따른 축 방향을 따라서 속도 및 위치를 도시한 그래프이다.
도 55는 본 발명의 실시예에 따른 축 방향을 따라서 속도 및 위치를 도시한 그래프이다. 도 56은 본 발명의 실시예에 따른 축 방향을 따라서 진폭 및 위치를 도시한 그래프이다.
도 57은 본 발명의 실시예에 따른 축 방향을 따라서 속도 및 위치를 도시한 그래프이다.
도 58은 본 발명의 실시예에 따른 축 방향을 따라서 속도 및 위치를 도시한 그래프이다.
도 59는 본 발명의 실시예에 따른 비중첩(non-overlapping) 치료를 도시한다.
도 60은 본 발명의 실시예에 따른 부분적으로 중첩 및 부분적으로 비중첩하는 치료를 도시한다.
도 61은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 치료 영역을 도시한다.
도 62는 본 발명의 실시예에 따른 세기와 깊이를 나타낸 그래프이다.
도 63은 본 발명의 실시예에 따른 트랜스듀서 및 다수의 열치료 구역을 갖는 치료 영역의 등각 측면도이다.
도 64는 본 발명의 실시예에 따른 이동 메커니즘상에 복수의 초음파 소자를 포함하는 시스템의 개략적인 측면도이다.

다음의 설명은 실시예들의 예를 설명하는 것이며, 본 발명 또는 그것의 교시, 응용 또는 그 이용을 제한하고자 하는 것은 아니다. 도면에 걸쳐서, 대응하는 도면 번호는 유사하거나 대응하는 부분과 특징을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 다양한 실시예에 나타낸 구체적인 예들에 대한 설명은 단지 예시의 목적으로 의도된 것으로 본 명세서에 개시된 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 또한, 언급한 특징을 갖는 여러 실시예들의 참조는 추가적인 특징을 가진 다른 실시예 또는 언급한 특징의 상이한 조합을 구체화하는 다른 실시예를 배제하는 것은 아니다. 또한, 일 실시예의(예를 들면 하나의 도면에 있는) 특징은 다른 실시예의 설명(및 도면)과 결합될 수 있다. 다양한 실시예에서, 조직의 초음파 치료를 위한 시스템 및 방법이 미용 치료를 제공하도록 구성된다. 본 발명의 다양한 실시예는 초음파 치료의 투여로 인한 잠재적인 문제점을 해결한다. 다양한 실시예에서, 바람직한 임상적 방식을 위해 바람직한 미용 및/또는 치료를 위한 열 치료 구역("TTZ"로도 지칭됨)을 타겟 조직에서 생성하는 시간 및/또는 에너지의 양이 감소된다. 표피(epidermis), 진피(dermis), 활경근(platysma), 림프절(lymph node), 신경(nerve), 근막(fascia), 근육, 지방, 및/또는 표재근건막계통(superficial muscular aponeurotic system; SMAS)과 같은 피부 표면 아래 또는 피부 표면의 조직은 초음파에 의해 비침습적으로 치료된다. 다양한 실시시예에서, 표피, 진피, 활경근, 림프절, 신경, 근막, 근육, 지방, 및/또는 SMAS와 같은 피부 표면 아래 또는 피부 표면의 조직은 초음파에 의해 치료되지 않는다. 초음파 에너지는 하나 이상의 치료 구역에 집중될 수 있고, 초점이 맞지 않거나(unfocused) 및/또는 흐리게 맞을(defocused) 수 있으며, 미용 및/또는 치료 효과를 달성하기 위해 관심 부위에 적용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 시스템 및/또는 방법은, 가열(heating), 열치료(thermal treatment), 응고(coagulation), 절제(ablation) 및/또는 조직 타이트닝(예를 들어, 발열 요법(hyperthermia), 열 선량, 세포사멸(apoptosis) 및 세포융해(lysis)를 포함)을 통해서 비침습적인 피부 치료를 조직에 제공한다. 일 실시예에서, 피부 조직의 체적이 증가된다. 일 실시예에서, 지방 조직의 체적이 줄어들거나 감소된다.

다양한 실시예에서, 타겟 조직은, 피부, 눈꺼풀(eyelids), 속눈썹(eye lash), 눈썹( eye brow), 누구(caruncula lacrimalis), 잔주름(crow's feet), 주름(wrinkles), 눈, 코, 입, 혀, 치아, 잇몸, 귀, 뇌, 가슴, 등, 엉덩이, 다리, 팔, 손, 겨드랑이(arm pits), 심장, 폐, 갈비뼈, 복부(abdomen), 위, 간, 신장, 자궁, 유방, 질, 음경, 전립선, 고환, 분비선(glands), 갑상선, 내부 장기, 머리카락, 근육, 뼈, 인대, 연골, 지방, 소엽지방(fat lobuli), 지방 조직, 셀룰 라이트, 피하 조직, 이식 조직, 이식 기관, 림프, 종양, 낭종(cyst), 농양(abscess), 또는 신경의 일부, 또는 이들의 임의의 조합이지만, 이에 한정되지 않는다.본원에 개시된 여러 실시예에서, 비침습적 초음파는 다음의 효과 중 하나 이상을 달성하기 위해 사용된다 : 페이스 리프트, 눈썹 리프트, 턱 리프트, 눈 치료, 주름의 감소, 흉터 감소, 지방 감소, 셀룰라이트의 외형 감소, DECOLLETAGE 치료, 화상 치료, 문신 제거, 정맥 감소, 땀샘 치료, 다한증 치료, 주근깨 제거, 여드름 치료 및 뾰루지 제거. 일부 실시예에서, 둘, 셋 이상의 유익한 효과는 동일한 치료 세션 동안에 달성될 수 있고 동시에 달성될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예는 조직으로의 에너지 전달을 제어하는 장치 또는 방법에 관한 것이다. 다양한 실시예에서, 에너지의 다양한 형태는 어쿠스틱, 초음파, 광, 레이저, 무선 주파수(RF), 마이크로파, 전자기 방사선, 열, 극저온(cryogenic), 전자 빔, 광자 기반(photon-based), 자기장, 자기 공명, 및/또는 다른 에너지 형태를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예는 초음파 에너지의 빔을 다수의 빔으로 분할하는 장치 또는 방법에 관한 것이다. 다양한 실시예들에서, 장치 또는 방법이 사용되어, 치료 초음파(therapeutic ultrasound), 진단 초음파(diagnostic ultrasound), 초음파를 이용한 비파괴 검사(NDT), 초음파 단접(ultrasonic welding), 역학적 파동을 물체에 결합시키는 단계를 포함하는 임의의 응용, 및 다른 시술과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는, 임의의 시술시 초음파 어쿠스틱 에너지의 전달을 변경할 수 있다. 일반적으로, 치료 초음파로, 조직 효과는 집속 기술(focusing techniques)을 이용하여 어퍼처(aperture)로부터 어쿠스틱 에너지를 집중함으로써 달성된다. 어떤 경우에는, 고세기 집중 초음파(HIFU)가 이와 같이 치료 목적으로 사용된다. 일 실시예에서, 특정 위치(예를 들어, 깊이, 폭)에서 치료 초음파의 적용에 의해 생성된 조직 효과는 열치료 구역의 생성으로 지칭될 수 있다. 조직의 열적 및/또는 역학적 가열, 응고 및/또는 절제가 비침습적으로 또는 피부 표면으로부터 원격으로 오프셋되어 발생할 수 있는 것은, 특정 위치에서의 열치료 구역의 생성을 통해서다.

시스템 개요

초음파 치료 및/또는 이미징 장치의 다양한 실시예들은 국제 공개 공보 WO 2009/149,390의 국내 단계에서 공개된 미국 공개 공보 제2011-0112405호에 기재되어 있으며, 각각은 본원에서 전체로서 참조된다.

도 1을 참조하면, 초음파 시스템(20)의 실시예는 핸드 완드(100), 모듈(200), 및 컨트롤러(300)를 포함한다. 핸드 완드(100)는 유선 또는 무선 인터페이스일 수 있는 인터페이스(130)에 의해 컨트롤러(300)에 연결될 수 있다. 인터페이스(130)는 커넥터(145)에 의해 핸드 완드(100)에 연결될 수 있다. 인터페이스(130)의 말단부는 회로(345)상의 컨트롤러 커넥터에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 인터페이스(130)는 컨트롤러(300)로부터 핸드 완드(100)로 제어 가능한 전력을 전송할 수 있다. 다양한 실시예에서, 컨트롤러(300)는 핸드 완드(100) 및 모듈(200)의 작동뿐만 아니라 전체 초음파 시스템(20)의 기능을 위해 구성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 컨트롤러(300)는 하나 이상의 착탈식 모듈(200, 200', 200'') 등을 구비한 핸드 완드(100)의 작동을 위해 구성된다. 컨트롤러(300)는, 터치 스크린 모니터 및 사용자가 초음파 시스템(20)과 상호 작용할 수 있도록 하는 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 포함할 수 있는 대화형 그래픽 디스플레이(310)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 그래픽 디스플레이(315)는 터치 스크린 인터페이스(315)를 포함한다. 다양한 실시예에서, 디스플레이(310)는 장치의 활성화 상태, 치료 파라미터, 시스템 메시지 및 프롬프트, 및 초음파 이미지를 포함하는 작동 상태를 설정하고 표시한다. 다양한 실시예에서, 컨트롤러(300)는, 그 중에서도, 소프트웨어 및 입출력 장치를 구비한 마이크로프로세서, 전자적 및/또는 기계적 스캐닝을 제어 및/또는 트랜스듀서 및/또는 트랜스듀서 모듈을 멀티플렉싱하는 시스템 및 장치, 전력 전달 시스템, 모니터링 시스템, 프로브 및/또는 트랜스듀서의 공간적 위치를 감지 및/또는 트랜스듀서 모듈을 멀티플렉싱하는 시스템, 및/또는 사용자 입력을 치료하고 치료 결과를 기록하는 시스템을 포함하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 컨트롤러(300)는, 통신, 디스플레이, 인터페이싱, 저장, 문서화, 및 다른 유용한 기능을 위한 입출력 회로 및 시스템뿐만 아니라 사용자 제어를 인터페이싱 및 회로를 인터페이싱할 수 있는 펌웨어 및 제어 소프트웨어를 포함하는, 하나 이상의 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이, 컴퓨터 보드, 및 연관된 컴포넌트와 같은, 시스템 프로세서 및 다양한 아날로그 및/또는 디지털 제어 로직을 포함할 수 있다. 시스템 프로세스에서 실행되는 시스템 소프트웨어는 모든 초기화, 타이밍, 레벨 설정, 모니터링, 안전 감시, 사용자 정의 치료 목적을 달성하기 위한 다른 모든 초음파 시스템 기능을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 컨트롤러(300)는, 초음파 시스템(20)의 작동을 제어하도록 구성될 수 있는 스위치, 버튼 등과 같은 각종 입/출력 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 컨트롤러(300)는 하나 이상의 데이터 포트(390)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 데이터 포트(390)는 USB 포트, 블루투스 포트, IrDA 포트, 병렬 포트, 직렬 포트 등일 수 있다. 데이터 포트(390)는 컨트롤러(300)의 정면, 측면 및/또는 후면에 위치될 수 있고, 저장 장치, 인쇄 장치, 컴퓨팅 장치 등에 액세스하기 위해 사용될 수 있다. 초음파 시스템(20)은 락(395)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 초음파 시스템(20)을 작동하기 위하여, 전원 스위치(393)가 활성화될 수 있도록, 락(395)이 해제되어야 한다. 일 실시예에서, 락(395)은 데이터 포트(390)(예를 들어, USB 포트)를 통해 컨트롤러(300)에 연결될 수 있다. 락(395)은 데이터 포트(390)에 액세스 키(예를 들어, USB 액세스 키), 하드웨어 동글 등을 삽입하여 잠금을 해제할 수 있다. 컨트롤러(300)는 긴급 비활성화를 위해서 용이하게 액세스할 수 있는 비상 정지 버튼(392)을 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 도 1은, 일 실시예에서, 핸드 완드(100)는, 150 및 160과 같은, 하나 이상의 손가락으로 조작되는 컨트롤러 또는 스위치를 포함한다. 일 실시예에서, 핸드 완드(100)는 탈착식 모듈(200)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 모듈(200)은 비 탈착식일 수 있다. 모듈(200)은 래치 또는 커플러(140)를 사용하여 핸드 완드(100)에 기계적으로 결합될 수 있다. 인터페이스 가이드(235)는 핸드 완드(100)에 모듈(200)의 결합을 지원에 사용될 수 있다. 모듈(200)은 하나 이상의 초음파 트랜스듀서(280)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 초음파 트랜스듀서(280)는 하나 이상의 초음파 소자(281)를 포함한다. 모듈(200)은 하나 이상의 초음파 소자(281)를 포함할 수 있다. 소자(281)는 치료 소자 및/또는 이미징 소자일 수 있다. 핸드 완드(100)는 이미징 전용 모듈(200)은 치료 전용 모듈(200), 이미징 및 치료 모듈(200) 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 영상은 핸드 완드(100)를 통해 제공된다. 일 실시예에서, 제어 모듈(300)은 인터페이스(130)를 통해 핸드 완드(100)에 결합될 수 있으며, 그래픽 유저 인터페이스(310)는 모듈(200)을 제어하기 위해 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 모듈(300)은 핸드 완드(100)에 전력을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 핸드 완드(100)는 전원을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 스위치(150)는 조직 이미징 기능을 제어하도록 구성될 수 있으며(160) 스위치(160)는 조직 치료 기능을 제어하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 모듈(200)은 핸드 완드(100)에 연결될 수 있다. 모듈(200)은, 초음파 에너지와 같은, 에너지를 조사하고 수신할 수 있다. 모듈(200)은 핸드 완드(100)와 전자적으로 결합될 수 있으며, 그러한 결합은 컨트롤러(300)와 통신하는 인터페이스를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 인터페이스 가이드(235)는 모듈(200) 및 핸드 완드(100) 사이의 전자 통신을 제공하도록 구성될 수 있다. 모듈(200)은 다양한 프로브 및/또는 트랜스듀서 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 모듈(200)은 결합된 듀얼 모드 이미징/치료 트랜스듀서, 결합되거나 공동으로 수용된 이미징/치료 트랜스듀서, 분리된 치료 및 이미징 프로브 등으로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 컨트롤러(300)가 모듈(200)에 삽입 또는 핸드 완드(100)에 연결되면, 컨트롤러(300)는 이를 자동으로 감지하고 대화식 그래픽 디스플레이(310)를 갱신한다.

다양한 실시예에서, 표피, 진피, 하피(hypodermis), 근막, SMAS 및/또는 근육과 같은 피부 표면 아래 또는 피부 표면의 조직은 초음파 에너지에 의해 비침습적으로 치료된다. 조직은 혈관 및/또는 신경을 또한 포함할 수 있다. 초음파 에너지는 치료 효과를 달성하기 위해 집중되거나, 집중되지 않거나(unfocused) 또는 초점이 흐리게 될 수 있으며, 표피, 진피, 하피, 근막, SMAS 중 적어도 하나를 포함하는 관심 부위에 적용되어 치료 효과를 달성할 수 있다. 도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 관심 부위(10)에 어쿠스틱 젤로 결합된 초음파 시스템(20)의 개략도이다. 도 2의 그림을 참조하면, 초음파 시스템(20)의 실시예는 핸드 완드(100), 모듈(200) 및 컨트롤러(300)를 포함한다. 다양한 실시예에서, 관심 부위(10)의 조직층은 대상의 신체 일부가 될 수 있다. 다양한 실시예에서, 조직층은 대상의 머리, 얼굴, 목 및/또는 신체 부위에 있다. 관심 부위의 조직의 단면 부분은 피부 표면(501), 표피층(502), 진피층(503), 지방층(505), SMAS(507) 및 근육층(509)을 포함한다. 조직은 진피층(503) 아래에 있는 임의의 조직을 포함할 수 있는 하피(504)를 또한 포함할 수 있다. 이 층들의 조합을 통틀어 피하 조직(510)이라고 할 수 있다. 또한, 표면(501) 아래의 활성 치료 구역인 치료 구역(525)이 도 2에 도시되어 있다. 일 실시예에서, 표면(501)은 대상(500)의 피부의 표면일 수 있다. 조직층에서 치료에 관한 실시예가 하나의 예로서 본 명세서에서 사용될 수 있지만, 시스템은 신체의 모든 조직에 적용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 시스템 및/또는 방법은 얼굴, 목, 머리, 팔, 다리, 또는 신체의 다른 위치의 근육(또는 다른 조직)에 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 치료는 머리, 목, 턱밑(submental) 부위, 어깨, 팔, 등, 가슴, 엉덩이, 복부(abdomen), 배(stomach), 허리, 옆구리, 다리, 넓적 다리(thigh), 또는 신체 내 또는 신체상의 다른 위치에 적용될 수 있다. 원통형 트랜스듀서를 사용한 밴드 치료

다양한 실시예에서, 트랜스듀서(280)는 다양한 초점 구역 형상들(geometries)에 대응하는 다양한 형태를 가질 수 있는 하나 이상의 치료 소자(281)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(280)는 단일 치료 소자(281)를 포함한다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(280)는 복수의 소자를 가지지 않는다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(280)는 소자들의 어레이를 가지지 않는다. 몇몇 실시예에서, 본원에 기재된 트랜스듀서(280) 및/또는 치료 소자(281)는 평면형, 반구형, 원형, 원통형, 환상형, 링형, 볼록, 오목, 굴곡, 윤곽 및/또는 다른 형태일 수 있다. 일부 실시예에서, 본원에 기재된 트랜스듀서(280) 및/또는 치료 소자(281)는 평면형, 반구형, 원형, 원통형, 환상형, 링형, 볼록, 오목, 굴곡, 윤곽 형태가 아니다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(280) 및/또는 치료 소자(281)는 기계적 초점을 갖는다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(280) 및/또는 치료 소자(281)는 기계적 초점을 가지지 않는다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(280) 및/또는 치료 소자(281)는 전기적 초점을 갖는다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(280) 및/또는 치료 소자(281)는 전기적 초점을 가지지 않는다. 원통형 트랜스듀서 및/또는 원통형 소자가 여기에 설명되어 있지만, 트랜스듀서 및/또는 소자는 원통형일 필요는 없다. 몇몇 실시예에서, 트랜스듀서 및/또는 소자는 변동, 스파이크 또는 초음파 전달의 다른 불일치와 같은 에지 효과를 유발하는 하나 이상의 형태나 구성을 갖는다. 예를 들어, 트랜스듀서 및/또는 소자는 하나 이상의 비선형(예를 들어, 곡선) 부분을 가질 수 있다. 트랜스듀서는, 1-D, 2-D 및 환형 어레이; 직선, 곡선, 섹터, 또는 구형 어레이; 구형, 원통형, 및/또는 전자적으로 집중, 흐리게 집중, 및/또는 렌즈를 구비한(lensed) 소스를 포함하는, 집중(focused), 평면 또는 비집중(unfocused) 단일 소자, 다중 소자(multielement) 또는 어레이 트랜스듀서의 조합인 하나 이상의 개별 트랜스듀서 및/또는 소자들로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 트랜스듀서는 다중 소자 트랜스듀서가 아니다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(280)는, 직경 및 피부 표면(501)과 같은 조직 표면 아래의 초점 깊이(278)에서 단일 점 TTZ(550)에 기하학적으로 집중된 (각각의 반경 또는 직경을 갖는) 하나 이상의 오목면을 가진 구형 형상의 볼(bowl)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(280)는 3차원적으로 방사상으로 대칭일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 트랜스듀서(280)가 공간의 단일 지점에 초점을 생성하도록 구성되는 방사상으로 대칭인 볼일 수 있다. 일부 실시예에서, 트랜스듀서는 구형 형태가 아니다. 일부 실시예에서, 소자는 구형 형태가 아니다.

다양한 실시예에서, 초음파 시술을 위한 초점 구역의 크기(예를 들어 폭, 깊이 영역) 및/또는 수를 증가시키면, 트랜스듀서(280)의 초점 깊이(278)가 고정되더라도 변경된 조직 폭, 높이 및/또는 깊이에서 환자를 치료할 수 있으므로, 바람직할 수 있다. 이것은 상승 효과를 제공하고 단일 치료 세션의 임상 결과를 극대화할 수 있다. 예를 들어, 단일 표면 부위 아래 큰 치료 영역의 치료는 큰 전체 체적을 조직 치료할 수 있으며, 큰 조직 체적을 가열할 수 있고, 개선된 콜라겐 형성 및 타이트닝을 유발한다. 또한, 상이한 깊이에서와 같은, 큰 치료 영역은 상이한 종류의 조직에 영향을 미치므로, 전체적으로 개선된 미용 결과를 함께 제공하는 상이한 임상적 효과를 생성한다. 예를 들어, 표피 치료는 주름의 가시성을 감소시킬 수 있으며, 깊은 치료는 피부 타이트닝 및/또는 콜라겐 성장을 유도할 수 있다. 마찬가지로, 동일한 또는 상이한 깊이에서 있는 다양한 위치에서의 치료는 치료를 향상시킬 수 있다. 다양한 실시예에서, 큰 치료 구역은 큰 초점 구역(예를 들면, 점 초점 구역과 비교되는 선형 초점 구역과 같은)을 가진 트랜스듀서를 사용하여 달성될 수 있다.

일 실시예에서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서(280)는 원통형 변환 소자(281)를 포함한다. 도 4에서, 오목면(282)과 볼록면(283)을 갖는 원통형 변환 소자(281)는 오목면으로부터 선형 TTZ(550)로의 에너지 방출을 보여주기 위해서 절개되어 있다. 원통형 변환 소자(281)는 Y 축(높이)을 따라 곡선 단면과의 길이 방향축(X 축, 방위각)을 따라 선형으로 연장된다. 일 실시예에서, TTZ(550)가 반경의 중심에 집중되도록, 원통면은, 원통면의 곡률의 중심에 있는 초점 깊이(Z 축)에서 반경을 갖는다. 예를 들어, 일 실시예에서, 원통형 변환 소자(281)는, TTZ(550)와 같은 치료 선의 선을 따라 연장하는 초점 구역을 생성하는 원통처럼 연장하는 오목면을 갖는다. 초점 구역 TTZ(550)는, 원통형 변환 소자(281)의 폭(X 축, 방위각에 따라)을 따라서 원통형 변환 소자(281)의 종축에 평행하게 한 선으로 연장된다. 도 3에 도시된 바와 같이, TTZ(550)는 지면의 안쪽과 바깥쪽으로 연장되는 선이다. 원통형 변환 소자(281)의 다양한 실시예에서, 오목면은 초음파 에너지를 선형 TTZ(550)로 지향한다. 원통형 변환 소자(281)는 원통형일 필요는 없다; 일부 실시예에서, 소자(281)은 하나 이상의 곡선 또는 비선형 부분을 갖는 변환 소자이다.

다양한 실시예에서, 트랜스듀서(280)는 하나 이상의 변환 소자(281)를 포함할 수 있다. 변환 소자(281)는, lithium niobate, lead titanate, barium titanate, 및/또는 lead metaniobate뿐 아니라, lead zirconante titanate (PZT)와 같은 압전 활성 소재, 또는 압전 세라믹, 결정, 플라스틱, 및 또는 복합 소재와 같은 압전 활성 소재를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 압전 활성 소재에 부가하거나 또는 대신하여, 트랜스듀서는 방사 및/또는 어쿠스틱 에너지를 생성하기 위해 구성된 임의의 다른 소재를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 원통형 변환 소자(281)가 전기 자극에 의해 여기되는 압전 세라믹 소재를 포함하면, 그 소재는 팽창 또는 수축할 수 있다. 팽창 및 수축의 양은 세라믹에서 생성된 전계의 크기뿐 아니라 세라믹의 경계 조건에도 관련되어 있다. 종래 HIFU 디자인의 일부 실시예에서, 전면(예를 들면, 대상측)은 물에 결합되고, 트랜스듀서(280)의 후면은 통상적으로 공기인 저임피던스 매체에 결합된다. 일부 실시예에서, 세라믹이 후면에서 자유롭게 팽창할 수 있지만, 상당한 어쿠스틱 임피던스 불일치로 인해서 본질적으로 기계적 에너지가 세라믹으로부터 공기로 결합되지 않는다. 이는 에너지가 세라믹의 후면에서 반사되고 전면(또는 대상 측)으로 나가는 것을 초래한다. 도 3 - 5b의 실시예에 도시된 바와 같이, 초점은 세라믹을 정확한 곡률의 반경으로 형성, 주조, 및/또는 가공함으로써 생성된다. 일 실시예에서, 평면 트랜스듀서 소재는 절곡되어 원통형 트랜스듀서를 형성한다. 다양한 실시예에서, 트랜스듀서(280) 및/또는 치료 소자(281)는 268은 상이한 주파수 및 치료 깊이로 작동하도록 구성될 수 있다. 트랜스듀서 특성은 때때로 초점 깊이(278)라고 불리는 초점 거리(FL)로 정의될 수 있다. 초점 깊이(278)이 오목한 원통면으로부터 초점 구역 TTZ(550)까지의 거리이다. 다양한 실시예에서, 프로브의 하우징이 피부 표면에 배치될 때 초점 깊이(278)는 이격(standoff) 거리(270)와 치료 깊이(279)의 합이다. 일 실시예에서, 이격 거리(270) 또는 오프셋 거리(270)는, 트랜스듀서(280)와 프로브 하우징의 음향적으로(acoustically) 투명한 부재(230)의 표면 사이의 거리이다. 치료 깊이(279)는 피부 표면(501) 아래의 타겟 조직까지의 조직 깊이(279)이다. 일 실시예에서, 곡선 면(curved dimension)의 어퍼처의 높이는 조직을 가열할 수 있는 성능에 상관된 전체 초점 이득에 직접적인 효과를 미치기 위해서 증가하거나 극대화된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 곡선 면의 어퍼처의 높이는 6mm 이하의 치료 깊이에 대해 최대화된다. 일 실시예에서, 어퍼처가 증가함(예를 들어, f#을 감소)에 따라, 실제 가열 영역은 표면에 더 가깝게 된다.

일 실시예에서, 트랜스듀서는, 6 mm, 2 - 12 mm, 3 - 10 mm, 4 - 8 mm, 5 - 7 mm의 초점 깊이(278)를 갖도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 초점 깊이(278)의 다른 적합한 값은, 예를 들어, 약 15 mm 미만의 초점 깊이(278), 약 15 mm 초과, 5 - 25 mm, 10 - 20 mm와 같이 이용될 수 있다. 트랜스듀서 모듈은 상이한 타겟 조직 깊이로 초음파 에너지를 적용하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서 20 mm 이하(예를 들어, 0.1 mm - 20 mm, 5 - 17 mm, 10 - 15 mm)의 치료이다. 일 실시예에서, 6mm 이하로 가는 장치는, 대략 44%에서 치료 깊이 대 곡률 반경(ROC)의 비를 갖는 13.6 mm의 곡률 반경(ROC)을 가진다. 일 실시예에서, 소자의 높이가 22mm이다. 일 실시예에서 20 mm의 치료 깊이 종횡비를 이용하면, 어퍼처 높이는 45 mm의 ROC를 갖는 74.5 mm 일 것이다.

도 5a-5b, 7, 9 및 10에 도시된 바와 같이, 시스템은 하나, 둘, 셋 또는 그 이상의 방향으로 원통형 변환 소자(281)를 포함하는 트랜스듀서(280)를 이동시키도록 구성된 이동 메커니즘(285)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 조직을 통해 TTZ(550)를 이동하기 위해서, 이동 메커니즘(285)은 표시된 화살표(290)로 나타낸 일방향 또는 양방향인 선형 방향으로 이동할 수 있다. 다양한 실시예에서, 이동 메커니즘(285)은 트랜스듀서를 1, 2, 3 선형 차원 및/또는 1, 2, 3 회전 차원에서 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 이동 메커니즘(285)는 최대 6 자유도로 이동할 수 있다. TTZ(550)는, 연속적으로 에너지를 전달하여 치료 영역(552)을 생성하는 트랜스듀서와 함께 이동할 수 있다. 일 실시예에서, TTZ(550)가 치료 영역(552)을 형성할 수 있도록 이동 메커니즘(285)은 치료 영역의 표면에 걸쳐 원통형 변환 소자(281)를 자동으로 이동시킬 수 있다. 도　6, 7, 8에 나타난 바와 같이, 원통형 변환 소자(281)는 이동 메커니즘(285)에 연결되며 모듈(200)　또는 프로브 내부에 배치될 수 있다. 다양한 실시예에서, 이동 메커니즘(285) 또는 이동 메커니즘(285)은 트랜스듀서(280) 및/또는 치료 소자(281)를 이동하여 대응하는 TTZ(550)가 큰 치료 영역(552)을 치료하도록 한다. 다양한 실시예에서, 이동 메커니즘(285)은 모듈 또는 프로브 내에서 트랜스듀서를 이동하도록 구성된다. 일 실시예에서, 트랜스듀서는 트랜스듀서 홀더에 의해 유지된다. 일 실시예에서, 트랜스듀서 홀더는,　선형 베어링, 즉,　바(또는 축)와　같은 움직임 구속 베어링을 따라 이동되는 슬리브를 포함하여 트랜스듀서의 반복적인 선형 이동을 보장한다. 일 실시예에서, 슬리브는 스플라인 축 주위에서　회전을 방지하는 스플라인 부싱이지만, 이동 경로를 유지하는　적절한 가이드라도 괜찮다. 일 실시예에서, 트랜스듀서 홀더는 핸드 완드나 모듈, 또는 프로브에 위치될 수 있는 이동 메커니즘(285)에 의해 구동된다. 일 실시예에서, 이동 메커니즘(285)은,　스카치 요크, 이동 부재, 및 자기 결합 중 어느 하나 이상을 포함한다. 일 실시예에서, 자기 결합은　트랜스듀서를 이동시키도록 돕는다. 이동 메커니즘(285)의 이점은, 영상 및/또는 치료를 목적으로, 초음파 트랜스듀서의 더 효율적이고 정확하며 정밀한 사용을 제공한다는 것이다. 이러한 유형의 이동 메커니즘이,　종래의 하우징 공간에 고정된 다수의 트랜스듀서 어레이에 비해 가지는 우수한　이점은 고정 어레이가 고정된　거리도 이격되어 있다는 점이다. 컨트롤러의 제어하에서　트랙(예로서 선형 트랙 등)에 트랜스듀서를 배치함으로써, 시스템 및 장치의 실시예들은 효율, 정확성 및 정밀도와 함께　적응성(adaptability) 및 유연성(flexibility)을 제공한다. 이미징 및 치료 위치가 이동 메커니즘(285)에 의한 제어된 이동을 따라서 실시간 및 거의 실시간으로 조정(adjust)될 수 있다. 이동 메커니즘(285)에 의해 가능하게 된 증분 조정(incremental adjustments)에 기초하여 거의 모든 해상도를 선택하는 성능에 더하여, 이미징이 치료 간격 및 타게팅에 변경을 받을만한 이상(abnormality) 또는 조건(condition)을 감지하면 조정이 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 센서가 모듈에 포함될 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 센서는　모듈에 포함되어 이동 부재와　트랜스듀서 홀더 사이의 기계적 결합이 실제로 결합되었는지를 보장할 수 있다. 일 실시예에서, 인코더는 트랜스듀서 홀더의 상부에 위치될 수 있고, 센서 모듈의 일부분에 위치하지만,　그 반대가(교체)될 수도 있다. 다양한 실시예에서, 센서는 거대 자기저항 효과(giant magnetoresistive effect; GMR) 또는 홀 효과 센서, 및 인코더　자석, 자석의 집합, 또는 다극성 자성 스트립 등과 같은 자기 센서이다. 센서는 트랜스듀서 모듈 원점(home position)으로 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 센서는 접촉 압력 센서이다. 일 실시예에서, 센서는 장치 또는 환자 위에 있는　트랜스듀서의 위치를 감지하는 소자의 표면에 있는 접촉 압력 센서이다. 다양한 실시예에서, 센서는 장치 또는 장치 내 컴포넌트의　위치를 1 차원, 2 차원 또는 3 차원으로 매핑하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 센서는 위치(position), 각도(angle), 경사(tilt), 방향(orientation), 배치(placement), 고도(elevation), 또는 장치(또는 내부 컴포넌트)와 환자의 다른 관계를 감지하도록 구성된다. 일 실시예에서, 센서는 광학 센서를 포함한다. 일 실시예에서, 센서는 롤러 볼 센서를 포함한다. 일 실시예에서, 센서는, 위치를 1, 2, 및/또는 3차원으로 매핑하여 영역간 또는 환자의 피부 또는 조직상의 치료선간 거리를 계산하도록 구성된다.

다양한 실시예에서, 이동 메커니즘(285)은 트랜스듀서의 이동을 위한 유용한 것이면 어떠한 메커니즘이라도 될 수 있다. 일 실시예에서, 이동 메커니즘(285)은 스테퍼 모터를 포함한다. 일 실시예에서, 이동 메커니즘(285)은 웜 기어를 포함한다. 다양한 실시예에서, 이동 메커니즘(285)은 모듈(200)에 위치한다. 다양한 실시예에서, 이동 메커니즘(285)은 핸드 완드(100)에 위치한다. 다양한 실시예에서, 이동 메커니즘(285)은 선형, 회전, 다차원 이동 또는 구동을 제공할 수 있고, 이동은 공간상의 점,　선 및/또는 방향의 집합을　포함할 수 있다. 이동을 위한　다양한 실시예들은, 직선(rectilinear), 원, 타원, 아크형(arc-like), 나선형, 공간상의 하나 이상의 점들의 집합, 또는 임의의 다른 1-D, 2-D 또는 3-D 위치 및 자세 이동의 실시예를 포함하지만, 이에 한정되지 않는 여러 실시예에 따라 이용될 수 있다.　 이동 메커니즘(285)의 속도는 고정되거나　사용자에 의해 조정 가능하게 제어될 수 있다. 일 실시예는,　이미지 시퀀스에 대한 이동 메커니즘(285)의 속도는 치료 시퀀스에 대한 것과는　상이할 수 있다. 일 실시예에서, 이동 메커니즘(285)의 속도는 컨트롤러에 의해 제어된다.

일부 실시예에서, TTZ(550)가 개별 TTZ(550) 위치들 사이의 치료 공간과 함께　이동하도록, 트랜스듀서로부터 전송된 에너지는 온 오프되어서 비 연속 치료 영역(552)을 형성한다.　 예를 들어, 치료 간격은 약 1 mm,　1.5 mm, 2mm, 5mm, 10mm가 될 수 있다. 여러 실시예에서, TTZ(550)가 선형 또는 실질적으로 선형 시퀀스로 형성되도록 프로브는 초음파 치료를 시퀀스로 지향시키도록 구성된 이동 메커니즘을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 트랜스듀서 모듈은 제1 선형 시퀀스 및 제1 선형 시퀀스로부터 약 2 mm 내지 3mm 사이의 치료 간격에 의해 분리된 제2 선형 시퀀스를 따라 TTZ(550)를 형성하도록 구성될 수 있다.　 일 실시예에서, 수동 TTZ의　인접한 선형 시퀀스가 생성되도록 사용자는 치료 부위의 표면을 가로 질러 트랜스듀서 모듈을 이동시킬 수 있다.

일 실시예에서, TTZ는 제1 위치로부터 제2 위치로 스위핑될 수 있다. 일 실시예에서, TTZ는 반복적으로 제1 위치로부터 제2 위치로 스위핑될 수 있다. 일 실시예에서, TTZ는 제1 위치로부터 제2 위치로 그리고 다시 제1 위치로　스위핑될 수 있다. 일 실시예에서, TTZ는 제1 위치로부터 제2 위치로 스위핑되고, 다시 제1 위치로 스위핑되며, 반복될 수 있다. 일 실시예에서, TTZ의　복수의 시퀀스가 치료 구역에 생성될 수 있다. 예를 들어, TTZ는 제1 선형 시퀀스 및 제1 선형 시퀀스로부터 치료 간격에 의해 분리된 제2 선형 시퀀스를 따라 형성될 수 있다.

일 실시예에서, TTZ는, 도 9에 도시된 바와 같이, 이웃 TTZ로부터 치료 간격으로 분리된 각 TTZ에 의해 선형 또는 실질적으로 선형인 구역 또는 시퀀스로 생성될 수 있다. 도 9는 초점 깊이(278)에 있는　조직을 치료하도록 구성된 트랜스듀서(280)를 구비한　초음파 시스템(20)의 실시예를 도시한다. 일 실시예에서, 초점 깊이(278)는 트랜스듀서(280) 및 치료할　타겟 조직 사이의 거리이다. 일 실시예에서, 초점 깊이(278)는 소정의 트랜스듀서(280)에 대해 고정된다. 일 실시예에서, 초점 깊이(278)는 소정의 트랜스듀서(280)에 대해 가변적이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 다양한 실시예에서, 적절한 초점 깊이(278), 분배, 타이밍, 및 에너지 레벨로　조사된　에너지(50)의 전달은 제어 시스템(300)에 의한 제어된 작동을 통해 모듈(200)에 의해 제공되어　표피층(502), 진피층(503), 지방(505)층의 SMAS층(507), 근육층(509)　및/또는 피하(504) 중 적어도 하나를 치료하는　제어된 열 손상의 바람직한 치료 효과를 달성한다. 도 9는 근육 치료 깊이에 대응하는 깊이의 일 실시예를 도시한다. 다양한 실시예에서, 깊이는 조직, 조직층, 피부,　표피, 진피, 피하, 지방, SMAS, 근육, 혈관, 신경, 또는 다른에 대응할 수 있다. 작동하는 동안, 모듈(200) 및/또는 트랜스듀서(280)는 기계적으로 및/또는 전자적으로 확장 영역을 치료하기 위해 표면(501)을 따라 스캔될 수 있다. 표피층(502), 진피층(503), 피하(504), 지방층(505),　SMAS층(507) 및/또는 근육층(509) 중 적어도 하나에　초음파 에너지를 전달하기 이전, 전달하는 도중 및 전달한 이후에, 치료 영역 및 주변 구조의 모니터링이 제공되어　결과를 계획하고 평가 및/또는 컨트롤러(300)에 피드백을 제공하며　그래픽 인터페이스(310)를 통하여 사용자에게 피드백을 제공할　수 있다. 일 실시예에서, 초음파 시스템(20)은　표면(501)에 지향되고 표면 아래에 집중되는 초음파 에너지를 생성한다. 이 제어되고 집중된 초음파 에너지(50)는 열 치료 구역(TTZ)(550)를 생성한다. 일 실시예에서, TTZ(550)는 선이다. 일 실시예에서, TTZ(550)는 점이다. 일 실시예에서, TTZ(550)은 2 차원 영역 또는 평면이다. 일 실시예에서, TTZ(550)는 체적이다. 일 실시예에서, 초음파 에너지(50)는 가열하여 피하 조직(510)을 치료한다. 다양한 실시예에서, 조사된 에너지(50)는 표면(501) 아래의 조직을 타겟팅하여, 표면(501) 아래 특정 초점 깊이(278)의 조직 부분(10)에 있는 병변을 가열, 절개, 절제, 응고, 미세 절제, 조작 및/또는 유발한다. 일 실시예에서, 치료 순서 중, 트랜스듀서(280)는　화살표(290)로 나타낸 방향으로 이동하여　TTZ(550)를 이동시킨다.

다양한 실시예에서, 활성 TTZ는, 도 10에 도시된 바와 같이, 조직을 통해　(연속적 또는 비 연속적으로) 이동되어 치료 영역(552)을 형성할 수 있다. 도 10을　참조하면, 모듈(200)은 음향적으로 투명한 부재(230)를 통해 에너지를 조사할 수 있는 트랜스듀서(280)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 깊이는 초점 깊이(278)를 지칭한다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(280)는 오프셋 거리(270)를 가질 수 있으며, 이는 트랜스듀서(280)와 음향적으로 투명한 부재(230)의 표면 사이의 거리이다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(280)의 초점 깊이(278)는　트랜스듀서로부터 고정된 거리이다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(280)는 트랜스듀서로부터 음향적으로 투명한 부재(230)까지의 고정 오프셋 거리(270)를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 음향적으로 투명한 부재(230)는 모듈(200) 또는 피부 표면(501)과 접촉하기 위하여 초음파 시스템(20)상의 위치에 구성된다. 다양한 실시예에서, 초점 깊이(278)는, 피부 표면(501) 아래의 조직 깊이(279)에 위치하는　타겟 영역에서의　치료에 대응하는 양 만큼, 오프셋 거리(270)를 초과한다. 다양한 실시예에서, 초음파 시스템(20)이 피부 표면(501)과 물리적으로 접촉하게 배치되면,　조직 깊이(279)는, 핸드 완드(100)의 일부 또는 피부에 접촉한 모듈(200) 표면으로부터의 거리와 그 피부 표면 접촉점으로부터 타겟 영역까지의 깊이로 측정되는, 음향적으로 투명한 부재(230)와 타겟 영역 사이의 거리이다. 일 실시예에서, 초점 깊이(278)는 피부 표면 아래 타겟 부위까지의 조직 깊이(279)뿐 아니라　(결합 매체 및/또는 피부(501)와 접촉한 음향적으로 투명한 부재(230)의 표면까지 측정된) 오프셋 거리(270)의 합에 대응할 수 있다. 다양한 실시예에서, 음향적으로 투명한 부재(230)는 사용되지 않는다.

다양한 실시예에서, 치료는, 확장 TTZ에 에너지를 제공하도록 구성된 트랜스듀서를 사용하여 빠른 속도 및　향상된 정확도로 전달될 수 있다. 그로 인해, 이것은 치료 시간을 단축하고, 대상에 의해 경험되는 통증을 감소시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서, 치료 시간은 단일 트랜스듀서로부터 TTZ를 생성하고　치료 영역 또는 체적을 통해 TTZ를 스위핑하여　감소된다. 일부 실시예에서, 치료 시간 및　환자가 경험하는 통증 및/또는 불편의 대응하는 위험을 감소시키는 것이 바람직하다. 치료 시간은,　큰 TTZ(550), 복수의 TTZ를 동시에, 거의 동시에 또는 순차적으로 형성 및/또는 TTZ(550)를 이동시켜 더 큰 치료 부분(552)을 형성하여 소정의 시간에 더 큰 영역을 치료함으로써　감소될 수 있다. 일 실시예에서, 주어진 영역 또는 체적을 여러 TTZ로 치료하여　감소되는 치료 시간의 감소는　장치의 전체 이동량을 감소시킨다. 일부 실시예에서, 전체 치료 시간은, 개별 TTZ 시퀀스로부터 연속 치료 영역(552) 또는 분리되고 구획된 치료 영역(552)의 생성을 통해서,　10 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 4 %, 50 %, 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80% 이상 감소될　수 있다. 다양한 실시예에서, 치료 시간은 10-25 % 30 % ~ 50 % 40-80 % 50-90% 또는 약 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 및/또는 80 % 감소될 수 있다. 한 세션에서 상이한 위치에서 대상의 치료가 일부 실시예에서 바람직할 수 있지만, 시간에 걸친 순차적인 치료는 다른 실시예들에서 유리할 수 있다. 예를 들어, 대상은　동일한 표면 부위 아래　제1 시간동안　첫 번째 깊이로, 제2 시간 동안 두 번째 깊이 등으로 치료받을 수 있다. 다양한 실시예에서, 시간은　나노 초, 마이크로 초, 밀리 초, 분, 시간, 일, 주, 월 또는 다른 기간일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 트랜스듀서 모듈은 10 밀리 초 -100 분(예를 들어, 100 밀리 초, 1 초, 1-60초, 1 분 - 10 분, 1 분 - 60 분, 및 그 안의 임의의　범위)의 온 시간에 에너지를 전달하도록 구성된다. 첫 번째 치료에 의해 생성된 새로운 콜라겐은 후속 치료에 더 민감할 수 있어서, 어떤 표시를 위해 바람직할 수 있다. 또한, (예를 들어, 향상된 혈류 흐름, 성장인자 자극, 호르몬 자극 등으로 인해) 하나의 깊이에서의 치료가 상승적으로 향상되거나, 다른 깊이에서의 치료를 보충할 수 있으므로, 단일 세션에서 동일한 표면 영역으로 여러 깊이 치료가 유리할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상이한 트랜스듀서 모듈은 상이한 깊이에서의　치료를 제공한다. 일 실시예에서, 단일 트랜스듀서 모듈은 다양한 깊이로 조정되거나 제어될 수 있다.

일 실시예에서, 미적 치료 시스템은,　초점 구역에서 조직에 초음파 치료를 적용하도록 구성되는 초음파 트랜스듀서를 포함하는 착탈식 모듈을 구비한 초음파 프로브를 포함한다. 일 실시예에서, 초점 구역은 점이다. 일 실시예에서, 초점 구역은 선이다. 일 실시예에서, 초점 구역은 2 차원 영역 또는 평면이다. 일 실시예에서, 초점 구역은 체적이다. 다양한 실시예에서, 초점 구역은 이동하면서 제1 위치와 제2 위치 사이의 체적을 스윕할 수 있다. 다양한 실시예에서, 하나 이상의 초점 구역 위치는 미용 치료 구역 내에 실질적으로 선형 시퀀스로 배치된다. 일 실시예에서, 위치의 제1 집합은 제1 미용 치료　구역 내에 배치되고, 위치의 제2 집합은 제2 미용 치료 구역 내에 배치되며, 제1 미용 치료 구역은 제2 미용 치료 구역과 상이하다. 일 실시예에서, 제1 미용 치료 구역은 위치의 제1 집합의 실질적으로 선형인 시퀀스를 포함하며, 제2 미용 치료 구역은 위치의 제2 집합의 실질적으로 선형인 시퀀스를 포함한다.

일 실시예에서, 트랜스듀서 모듈(280)은 약 1 W 이하, 약 1 W와 약 100 W 사이, 약 100 W 이상　범위의 어쿠스틱 파워를 제공할 수 있다. 일 실시예에서,　트랜스듀서 모듈(280)은 약 1 MHz 이하, 약 1 MHz와　약 10 MHz 사이, 약 10 MHz 이상 범위의　어쿠스틱 파워를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 모듈(200)은 피부 표면(501) 아래 약 4.5 mm의 조직 깊이(279)에서 치료를 위한 초점 깊이(278)를 갖는다. 실시트랜스듀서(280) 또는 모듈(200)의 일부 비제한적인 실시예는 3 mm, 4.5 mm, 6 mm, 3 mm 이하,　3 mm와　4.5 mm 사이,　4.5 mm와　6 mm 사이, 4.5 mm 이상, 6 mm 이상 등 및　0.1 - 3 mm, 0.1 - 4.5 mm, 0.1 - 6 mm, 0.1 - 25 mm, 0.1 - 100 mm 범위 중 임의의 범위 등 및 그 범위 내 임의의 깊이의 조직 깊이로 초음파 에너지를 전달하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 초음파 시스템(20)은 두 개 이상의 이동식 트랜스듀서 모듈(280)을 구비한다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(280)는 조직 깊이(예를 들어, 약 6mm)로 치료를 적용할 수 있다. 예를 들어, 제1 트랜스듀서 모듈은 제1 조직 깊이(예를 들어, 약 4.5 mm)에서 치료를 적용할 수 있고,　제2 트랜스듀서 모듈은　제2 조직 깊이(예를 들어, 약 3 mm)에서 치료를 적용할 수 있고, 제3 트랜스듀서 모듈은　제3 조직 깊이(예를 들어, 약 1.5-2 mm)에서 치료를 적용할 수 있다. 일 실시예에서, 트랜스듀서 모듈의 적어도 일부 또는 전부는　실질적으로 동일한 깊이에서 치료를 적용하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 조직의 깊이는 1.5 mm, 2 mm, 3 mm, 4.5 mm, 7 mm, 10 mm, 12 mm, 14 mm, 15 mm, 17 mm, 18 mm, 및/또는　20 mm, 또는 거기에 속하는 임의의 범위(12-20mm 또는 그 이상을 포함하지만　이에 제한되지 않음)일 수 있다.

일 실시예에서, 트랜스듀서 모듈은 피부 표면에서 또는 피부 표면 아래의 일정 깊이에서 치료 시퀀스를　허용한다. 일 실시예에서, 트랜스듀서 모듈은 피부 표면 아래의 깊이 범위에서의 치료 시퀀스를 허용한다. 몇몇 실시예에서, 트랜스듀서 모듈은 TTZ에서 초음파 치료를 이동시키도록 구성된 이동 메커니즘를 포함한다. 일 실시예에서, 개별 TTZ의 선형 시퀀스은 약 25 mm 내지 약 0.01 mm 범위의　치료 간격을 갖는다. 예를 들어, 간격은 1.1 mm 이하, 1.5 mm 이상, 약 1.1 mm와　약 1.5 mm 사이 등일 수 있다. 일 실시예에서,　개별 TTZ는 이산적이다. 일 실시예에서, 개별 TTZ들은 중첩된다. 일 실시예에서, 이동 메커니즘는 개별　TTZ 사이에 가변 간격을 제공하도록 프로그래밍되도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 트랜스듀서 모듈은, TTs가 치료 간격에 의해 분리된 선형 또는 실질적으로 선형 시퀀스로 형성되도록, 초음파 치료를 시퀀스로 지향시키도록 구성된 이동 메커니즘를 포함한다. 예를 들어, 트랜스듀서 모듈은 제1 선형 시퀀스 및 제1 선형 시퀀스로부터 치료 간격에 의해 분리된 제2 선형 시퀀스를 따라 TTZ를 형성하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 개별 TTZ들의 인접한 선형 시퀀스 간의 치료 거리는 약 25 mm 내지 약 0.01 mm의 범위에 있다. 예를 들어, 치료 거리는 2mm 이하, 3mm 이상, 약 2mm 내지 3mm 사이 등이 될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 트랜스듀서 모듈은, TTZ가 다른 선형 시퀀스로부터 치료 거리만큼 분리된 개별 열 병변의 선형 또는 실질적으로 선형인 시퀀스로 형성되도록, 초음파 치료를 시퀀스로 지향하도록　구성된 하나 이상의 이동 메커니즘을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 선형 또는 실질적으로 선형인 TTZ 시퀀스를 분리하는 치료 거리는 동일하거나 실질적으로　동일하다. 일 실시예에서, 선형 또는 실질적으로 선형인 TTZ 시퀀스를 분리하는 치료 거리는　선형 TTZ 시퀀스의 다양하게 인접하는 쌍에 대해 상이하거나 실질적으로 상이하다.

이미징 소자를 구비한　원통형 트랜스듀서를 사용한 밴드 치료

다양한 실시예에서, 이미징 트랜스듀서 또는 원통형 변환 소자(281)와 이미징 소자를 포함하면,　치료의 안전성 및/또는 효능을 향상시키는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 이미징 소자는 초음파 치료 트랜스듀서와 피부 표면 아래 조직 사이의 허용 가능한 결합을 확인 및/또는 피부 표면 아래의 타겟 조직을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 도 21 및 22에 도시된 바와 같이,　다양한 실시예에서, 트랜스듀서(280)는 원통형 변환 소자(281) 및 하나 이상의 이미징 소자(284)를 포함한다. 이미징 소자(284)는 임의의 적합한 조직 깊이(279)에 있는　관심 부위을 영상화하도록 설정된다. 일 실시예에서, 이미징 소자는　치료 소자의 중심에 위치한다. 일 실시예에서, 이미징 소자는 치료 소자와 축 대칭이다. 일 실시예에서, 이미징 소자는 치료 소자와 축 대칭이 아니다. 일 실시예에서, 이미징 축은 완전히　상이한 방향을 향할 수 있고, 치료 빔 축으로부터 옮겨진다. 일 실시예에서, 어퍼처 내 이미징 소자의 수는 1보다 클 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 이미징 소자는, 똑바로 전방을 향하도록 실린더의 각 모서리 및/또는 가운데에 위치할 수 있다. 일 실시예에서, 결합된 이미지 및 원통형 치료 트랜스듀서(280)는 원통형 변환 소자(281) 및 하나 이상의 이미징 소자(284)를 포함한다. 일 실시예에서, 결합된 이미지 및 원통형 치료 트랜스듀서(280)는 하나의 이미징 소자(284)가 작동하도록 구성되는 개구(285)를 구비한 원통형 변환 소자(281)를 포함한다. 일　실시예에서, 개구(284)는 원통형 변환 소자(281)의 X 축(방위각) 및　Y 축(높이)의 중심에서　원통형 변환 소자(281)의 벽 두께를 관통하는　원형 구멍이다. 일 실시예에서, 이미징 소자(284)는 단면이 원형이고, 상기 개구(284)에 들어맞는다.

일 실시예에서, 제1 및 제2 탈착식 트랜스듀서 모듈이 구비된다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 트랜스듀서 모듈은 초음파 이미징과 초음파 치료 모두를 위해서 구성된다. 일 실시예에서, 트랜스듀서 모듈은　치료만을 위해서 구성된다. 일 실시예에서, 이미징 트랜스듀서는 프로브 또는 핸드 완드의 손잡이에 부착될 수 있다. 제1 및 제2 트랜스듀서 모듈은　핸드 완드에 교체가능하게 결합되도록　구성된다. 제1 트랜스듀서 모듈은 제1 치료 영역에 초음파 치료를 적용하도록 구성되는 반면, 제2 트랜스듀서 모듈은 제2 치료 영역에 초음파 치료를 적용하도록 구성된다. 제2 치료 영역은 제1 치료 영역과는 상이한 깊이, 폭, 높이, 위치 및/또는 배향에 있을 수 있다.

에지 효과를 감소시키도록 구성된 코팅된 트랜스듀서를 사용한 밴드 치료

다양한 실시예에서,　치료는　향상된 정밀도로 유리하게 전달될 수 있다. 또한,　변동이　치료 구역에서 감소되면,　효율, 편안함 및 안전성이 증가될 수 있다. 이로 인해 치료 시간이 단축되고, 대상이　경험하는 통증을 감소시킬 수 있다. 어떤 경우에, 초점 구역에서의 불균일한 가열은 트랜스듀서의 기하학적 측면에서 발생할 수 있다. 압력 또는 온도 프로파일의 불일치는 에지 효과에 기여할 수 있어서, 트랜스듀서의 초점 구역 주위에서 압력 또는 온도의 스파이크를 유발할 수 있다. 따라서, 에지 효과로,　가열의 균일한 선 세그먼트를 달성하는 대신에, 세그먼트는 많은 고립된 핫 스팟(isolated hot spot)이 되어서 더 균일한 열 분포의 목적을 만족하는데 실패할 수 있다. 이러한 현상은　높아진 어쿠스틱 압력에 관련된 높은 가열 속도에서 더　악화된다. 이는 특히 고압 영역에서 생성된 비선형 고조파 생성에 기인한다. 고조파 주파수에서의 에너지가 기본 주파수에서의 에너지보다 더욱 용이하게 흡수된다. 일 실시예에서, 에너지 흡수는 다음 수학식 1로 지배된다.

알파는 MHz cm 당　네퍼 단위인 흠수　상수이고, f는 MHz단위인　주파수이고, p는 그 주파수에서의 압력이고, Z는 조직의 어쿠스틱 임피던스이며,　H는 와트/cm 단위인　가열 속도이다. 일 실시예에서, 고조파의 양은 세기에 비례한다. 도　23은 이미징 소자를 구비한　원통형 소자의　일 실시예의 방위각에 걸쳐 초점 깊이에서 정규화된 고조파 압력을 나타낸다. 도 23은 핫 스팟 및 비균일한 가열을 유발하는　이 깊이에서의 고조파 압력의 급격한 변동을 나타낸다.

일 실시예에서, 에지 효과의 결과인 이들 핫 스팟 및 콜드 스팟을 대처하는 방법은 초점 깊이에서의 평균 세기를 감소 및/또는 가열 시간을 증가시키는 것이다. 이 두 절차는 비선형 가열의 양을 줄일 뿐만 아니라 핫 스팟으로부터 저온 영역으로 열 전도를 허용할 수 있다. 조직의 열전도는 가열 시간이 증가함에 따라 어쿠스틱　세기 분포에 대한 로우 패스 필터로서 효과적으로 작용한다. 이러한 방법은 비균일한 가열 문제를 감소시킬 수 있지만, 또한 가열 구역의 국소화(localization)를 감소시키며, 치료 시간을 증가시킬 수 있다. 따라서, 초음파 치료의 세 성능 분야, 예를 들어, 효능, 편안함, 그리고 치료 시간은 부정적인 영향을 받는다. 일 실시예에서, 가열, 응고　및/또는 절제를 통한 온도 증가가 더 예측 가능하고 바람직하거나 타게팅된 프로파일을 TTZ(550)에서 획득하는 것을 보장할 수 있도록, 더욱 정규화된 압력 프로파일은 더욱 일관된 치료를　초래한다. 다양한 실시예에서, 에지 효과의 아포디제션은　특정 영역이 코팅된 트랜스듀서로 달성된다.

일 실시예에서, 효능, 편안함과 치료 시간이 최적화되도록, 코팅, 또는 쉐이딩을 사용하여　이러한 문제를　회피할 수 있다. 도 24는 이미징 센서를 갖는 쉐이딩된　어퍼처 또는 코팅된 소자의 실시예에서 고조파의 압력 분포를 나타낸다. 일 실시예에서, 코팅된 소자는 이미징 소자를 구비한 코팅된 원통형 소자이다. 치료 라인에 걸친 고조파 압력의 변화는 중심 부근에서 가장 높은 세기와 -10 mm와 10mm에서 가파른 에지를 가지며 1.5 dB 이하로 변한다. 하나의 실시예에서, 흡수하는 동안 조직은　포커싱된 선을 따라서 균일하게　온도가 상승하므로, 코팅된 소자 설계는 핫 스팟으로부터의　열 전도를 필요로 하지 않는다. 따라서, 초점에서의　세기의 양이 증가되어　가열 구역을 국소화하고　치료 시간을 감소할 수 있다. 일 실시예에서, 코팅된 소자는 쉐이딩된 치료 원통형이다. 일 실시예에서, 코팅된 소자는 의도된　가열 구역의 외부에서도　효과를 갖는다. 일 실시예에서, 코팅되지 않은 소자에 비해서, 가열 및 비가열 접합부 사이의 경계는 크게 향상된다. 도 25는, 이 경계에서 코팅된 원통형 소자(600)의 실시예와 비교하여, 원통형 소자(280)의 실시예의 방위각에 걸친　고조파 압력의 비교를 나타낸다. 도 25는 일 실시예에서, 가능한 고조파 압력이 코팅된 원통형 소자(600)와 쉐이딩된 어퍼처에 대해 약 20dB 낮다는 것을 보여주며, 이는 가열 구역을 제한하고　편안함을 극대화하도록 돕는다. 일 실시예에서, 도금 또는 비도금 영역은 압전 소재가 분극되거나 분극되지 않은 영역을 초기에 정의하는데 이용된다. 도금이 있는 영역은 분극되거나　실제로 기계적 진동하는　영역을 정의한다. 일 실시예에서, 원통형 소자(280)는 코팅되지 않을 수 있다. 또한, 코팅되지 않은 영역은 전기적으로 전도성 코팅을 가지지 않는 범위까지 코팅되지 않은 것으로 간주되며, 코팅되지 않은 영역은 특정 실시예에서, 다른 유형의 표면 코팅을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 원통형 소자가 완전히 코팅된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제1 트랜스듀서(280)는 원통형 변환 소자의 오목면(282) 전체를 도금한 제1 코팅된 영역(287) 및 원통형 변환 소자의 볼록면(283) 전체를 도금한 제2 코팅된 영역(287)을 포함한다. 제2 트랜스듀서(600)는 원통형 변환 소자의 오목면(282) 전체를 도금한 제1 코팅된 영역(287) 및 원통형 변환 소자의 볼록면(283) 일부를 도금한 적어도 제2 코팅된 영역(287)을 포함한다. 도 27에 도시된 바와 같이, 완전히 코팅된 제1 트랜스듀서(281)는　에지　효과로 인한 초점 이득의 스파이크를 보여준다.

도 11a 내지 도 13b를 참조하면, 일 실시예에서, 트랜스듀서 치료 프로파일은 전체 오목면(282)과　전체 볼록면(283)이 코팅된 원통형 변환 소자(281)에 의한　이론적 및 실험적 성능에 기초하여 도시되어 있다. 일 실시예에서, 코팅은 금속이다. 일 실시예에서, 코팅은 전도성 금속이다. 일 실시예에서, 코팅은 전기 전도체이다. 다양한 실시예에서, 코팅은 임의의 하나 이상의 은, 금, 백금, 수은, 구리 또는 다른 소재로　도금된다. 일 실시예에서, 코팅은　소성된 은을 포함한다. 일 실시예에서, 표면 전체가　코팅된다. 일 실시예에서, 표면 전체가　코팅되지 않는다. 일 실시예에서, 표면은　부분적으로 코팅되고　부분적으로 코팅되지 않는다. 정규화 압력은 특정 깊이에서 열적 가열 계수(measure)에 비례한다. 불연속 스파이크(그래프 상부에 표시된 영역) 그래프는 원통형 변환 소자(281) 형상의 기하학적 에지 효과의 결과로서 발생하는 압력 및/또는 온도의 피크를 나타낸다. 다양한 실시예에서, 스파이크 또는 피크는,　하나 이상의　코팅된 영역(287)을 포함하는 트랜스듀서(600)로 감소될　수 있다. 일 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 트랜스듀서 표면을 단지 부분적으로 코팅한다. 일 실시예에서, 코팅된 영역(287)은　트랜스듀서 표면을 완전하지 코팅하지 않는다.

도 26에 도시된 바와 같이,　다양한 실시예에서, 코팅된 트랜스듀서(600)는 하나 이상의 코팅된 영역(287)을 구비한　원통형 변환 소자(281)를 포함한다. 다양한 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 트랜스듀서(600)의　부(part), 부분(portion), 및/또는　표면 전부를 코팅한다. 다양한 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 원통형 변환 소자(281)의　부 또는　표면 전부를 코팅한다. 다양한 실시예에서, 코팅된 트랜스듀서(600)는 하나 이상의 이미징 소자(284)를 포함한다. 일부 실시예에서, 하나, 둘, 셋 이상의 이미징 소자가　이미징을 목적으로 코팅/쉐이딩된 "미사용 영역"에 배치된다.

그것을 관통하는 개구부(285)를 구비한　원통형 변환 소자(281)를 포함하는 결합된 이미징 및 원통형 치료 트랜스듀서의 일 실시예의 형상으로부터의 에지 효과는　개구부(285)의 추가적인 에지로 인해　더욱 분명해진다. 도 27은 서로 다른 코팅을 가진 결합된　이미징 및　원통형 치료 트랜스듀서의 두 실시예들의 방위각에 걸친 초점 이득을 나타내는 그래프이다. 제1 트랜스듀서(280)는 원통형 변환 소자의 오목면(282) 전체를 도금한 제1 코팅된 영역(287) 및 원통형 변환 소자의 볼록면(283) 전체를 도금한 제2 코팅된 영역(287)을 포함한다. 제1 트랜스듀서(280)의 제1 및 제2 영역(287)은　모두 은으로　도금된다. 제2 트랜스듀서(600)는 원통형 변환 소자의 오목면(282) 전체를 도금한 제1 코팅된 영역(287) 및 원통형 변환 소자의 볼록면(283) 일부를 도금한 적어도 제2 코팅된 영역(287)을 포함한다. 제2 트랜스듀서(600)의 제1 및 제2 영역(287)은　모두 은으로　도금된다. 도 27에 도시된 바와 같이, 완전히 코팅된 제1 트랜스듀서(281)는　에지　효과로 인한 초점 이득의 스파이크를 보여준다. 부분적으로 코팅된 제2 트랜스듀서(600)는 스파이크가 실질적으로 감소 및/또는 제거된 보다 일관적이고, 정규화된　성능 출력을 가지고 있다. 다양한 실시예에서, 초점 깊이 주위의 변동이 1 - 50%, 25 - 100%, 75 - 200%, 및/또는 10 - 20%, 20 - 40% 및　60 - 80%만큼 감소되도록,　코팅된 트랜스듀서(600)는 피크를 감소시킨다. 다양한 실시예에서, 초점 깊이 주위의 위치에서 세기의 변동이 +/- 0.01 - 5 mm, 5 mm 이하, 4 mm 이하, 3 mm 이하, 2 mm 이하, 1 mm 이하, 0.5 mm 이하, 0.25 mm 이하, 0.1 mm 이하, 0.05 mm 이하, 또는 그 범위 내 임의의 범위가 되도록, 코팅된 트랜스듀서(600)는 피크를 감소시킨다. 다양한 실시예에서, 초점 이득의 변동이 0.01 - 0.1, 0.01 - 1.0, 0.01 - 5, 0.01 - 10, 1 - 10, 1 - 5, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 이하, 또는 그 범위 내 임의의 범위가 되도록, 코팅된 트랜스듀서(600)는 초점 이득의 피크를 감소시킨다.

아래의 예 2에서 설명한 바와 같이, 도 28, 29, 30은 도 27의 부분적으로 코팅된 제2 트랜스듀서(600)의 성능의 일 실시예를 상이한 깊이에서 도시하고 있다. 도시된 실시예에서, 부분적으로 코팅된 제2 트랜스듀서(600)는 15mm의 초점 깊이를 가진다. 다양한 실시예에서, 초점 깊이는 임의의 깊이일 수 있다. 다양한 실시예에서, 초점 깊이는 7, 8, 9, 10, 12, 13, 13.6, 14, 15, 16, 17, 18, 또는 그 중의 임의의　깊이이다.

일 실시예에서, 코팅된 영역은　도금된다. 일 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 전도성 소재이다. 일 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 반-전도성 소재이다. 일 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 절연 소재이다. 다양한 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 은, 구리, 금, 백금, 니켈, 크롬 및/또는 압전 소재의 표면에 부착될 임의의 전도성 소재, 또는 이들의 임의의 조합이다. 일 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 은 도금이다.

다양한 실시예에서, 원통형 변환 소자(281)는　1 - 50 mm, 5 - 40 mm, 10 - 20 mm, 15 - 25 mm, 및/또는 15 mm, 16 mm, 17 mm, 18 mm, 19 mm, 20 mm, 21 mm, 22 mm, 23 mm, 24 mm,　및 25 mm　범위의 방위각(X 축) 치수를 갖는다. 다양한 실시예에서, 원통형 변환 소자(281)는　1 - 50 mm, 5 - 40 mm, 10 - 20 mm, 15 - 25 mm, 및/또는 15 mm, 16 mm, 17 mm, 18 mm, 19 mm, 20 mm, 21 mm, 22 mm, 23 mm, 24 mm, 및 25 mm 범위의 높이(Y- 축) 치수를 갖는다. 다양한 실시예에서, 원통형 변환 소자(281)는　1 - 50 mm, 5 - 40 mm, 10 - 20 mm, 15 - 25 mm, 12 - 17 mm, 13 - 15 mm, 및/또는 10mm, 11mm, 12mm, 13mm, 13.6mm, 14mm, 15 mm, 16 mm, 17 mm, 18 mm, 19 mm, 20 mm, 21 mm, 22 mm, 23 mm, 24 mm, 및 25 mm 범위의　초점 깊이(Z 축) 치수를 갖는다 몇몇 비 제한적인 실시예에서, 트랜스듀서는 1.5 mm, 3 mm, 4.5 mm, 6 mm, 3 mm 이하, 1.5 mm와　3 mm 사이,　1.5 mm와　4.5 mm 사이,　4.5 mm 이상,　6 mm 이상, 및0.1 mm - 3 mm, 0.1 mm -4.5 mm, 3 mm - 7 mm, 3 mm - 9mm, 0.1 mm - 25 mm, 0.1 mm - 100 mm 범위 내 임의의 범위, 및 그 범위 내 임의의 깊이의　피부 표면 아래의 조직　깊이에 있는 치료 구역을 위해　구성될 수 있다.

다양한 실시예에서, 원통형 변환 소자(281)를 포함하는 코팅된 트랜스듀서(600)는 하나, 둘, 셋, 넷 또는 그 이상의 코팅된 영역(287)을 갖는다. 일 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 소자의 전면을 커버한다. 일 실시예에서, 코팅된 영역(287)는 소자 표면의 일부를 커버한다. 다양한 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 전도성 도금을 포함한다. 일 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 전극을 형성하는 은 도금을 포함한다. 전기 신호가 코팅된 영역(287)에 있는 전극(287)에 인가되면, 코팅된 영역(287)은 원통형 변환 소자(281)의 해당 부분을 팽창 및/또는 축소한다.　 다양한 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 완전한 또는 부분적인 점, 모서리, 선, 곡선, 반경, 원, 계란형(oval), 타원, 포물선, 스타, 삼각형, 정사각형, 직사각형, 오각형, 다각형, 형태의 조합,　또는 다른 형태인 형태 또는 경계를 가진다. 다양한 실시예에서, 코팅된 트랜스듀서(600)는 개구(285)를 또한 포함할 수 있다.

도 31에 도시된 일 실시예에서,　원통형 변환 소자(281)를 포함하는 부분적으로 코팅된 트랜스듀서(600)는 볼록면(283)에 하나 이상의 형태를 가진 하나, 둘, 셋, 넷 또는 그 이상의 코팅된 영역(287)을 가진다. 일 실시예에서, 원통형 변환 소자(281)를 포함하는 부분적으로 코팅된 트랜스듀서(600)는 오목면(282)에 하나 이상의 형태를 가진 하나, 둘, 셋, 넷 또는 그 이상의 코팅된 영역(287)을 가진다.　 다양한 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 측면 에지(293), 측면 에지(290), 및　내측 에지(291)를 갖는다. 다양한 에지는 곡선, 직선이고　및/또는 반경을 가지며, 크기는 다양한 성능 프로파일을 유발하도록 변형될 수 있다. 도 32에 도시된 일 실시예에서, 원통형 변환 소자(281)를 포함하는 부분적으로 코팅된 트랜스듀서(600)는 하나, 둘, 셋, 넷 또는 그 이상의 원형, 반구형, 곡선 및/또는 타원형 코팅 영역(287)을 갖는다. 다양한 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 측면 에지(293), 측면 에지(290), 및　내측 에지(291)를 갖는다. 다양한 에지는 곡선, 직선이고　및/또는 반경을 가지며, 크기는 다양한 성능 프로파일을 유발하도록 변형될 수 있다.

도 33에 도시된 일 실시예에서,　원통형 변환 소자(281)를 포함하는 부분적으로 코팅된 트랜스듀서(600)는 하나, 둘, 셋, 넷 또는 그 이상의 삼각형 코팅 영역(287)을 갖는다. 다양한 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 측면 에지(293), 측면 에지(290), 및　내측 에지(291)를 갖는다. 다양한 에지는 곡선, 직선이고　및/또는 반경을 가지며, 크기는 다양한 성능 프로파일을 유발하도록 변형될 수 있다.

도 34에 도시된 일 실시예에서,　원통형 변환 소자(281)를 포함하는 부분적으로 코팅된 트랜스듀서(600)는 하나, 둘 또는 그 이상의 정사각형, 직사각형 및/또는 다각형 영역들(287)을 가진다. 다양한 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 측면 에지(293), 측면 에지(290), 및　내측 에지(291)를 갖는다. 다양한 에지　및/또는 크기는 다양한 성능 프로파일을 유발하도록　변형될 수 있다.

도 35에 도시된 일 실시예에서, 원통형 변환 소자(281)를 포함하는 부분적으로 코팅된 트랜스듀서(600)는 하나, 둘 또는 그 이상의 결합 및/또는 혼합된 형태의 코팅 영역(287)을 갖는다. 도 35에 도시된 일 실시예에서, 부분적으로 코팅된 트랜스듀서(600)는 이미징 소자(284)를 위한 개구(285)를 구비한 원통형 변환 소자(281)를 포함하는 결합된 이미징 및 원통형 치료 트랜스듀서이다. 일 실시예에서, 코팅된 트랜스듀서(600)는　소성된 은으로 완전히 도금된 오목면(282)을 포함하고, 전극을 형성하기 위해 소성 은으로 도금된 두 개의 코팅된 영역(287)을 구비한　볼록면(283)을 갖는다. 전기 신호가 코팅된 영역(287)에 있는 전극(287)에 인가되면, 코팅된 영역(287)은 원통형 변환 소자(281)의 해당 부분을 팽창 및/또는 축소한다.　 일부 실시예에서, 전극이 위치되어 진동이 발생하므로, 형태는　분극 공정이전 또는 이후에 적용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 전극은 분극 이전 또는 이후에 정의될 수 있다. 다양한 실시예에서, 코팅 패턴은　오목면 또는 볼록면 상에 있을 수 있다. 일 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 측면 에지(293), 제1 및 제2 측면 에지(290) 및 중앙 에지(297)를 가진　내측 에지(291)를 갖는다. 다양한 에지는 곡선, 직선이고 및/또는 반경을 가질 수 있다. 다양한 치수(294, 295, 296) 및 다양한 에지는 다양한 성능 프로파일을 유발하도록 변형될 수 있다. 일 실시예에서, 곡선 치수(높이)를 따르는 내측 에지(291)는 타원의 일부분이다. 일 실시예에서, 곡선 치수(높이)를 따르는 내측 에지(291)는 포물선의 일부분이다. 일 실시예에서, 곡선이 아닌 치수(방위각)를 따르는 제1 및 제2 측면 에지(290)는 포물선의 일부분이다. 일 실시예에서, 곡선이 아닌 치수(방위각)를 따르는 제1 및 제2 측면 에지(290)는 타원의 일부분이다.

도 36에 도시된 일 실시예에서,　원통형 변환 소자(281)를 포함하는 부분적으로 코팅된 트랜스듀서(600)는 하나, 둘, 셋, 넷 또는 그 이상의 다이아몬드, 마름모, 및/또는 다른 다각형 코팅 영역(287)을 갖는다. 다양한 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 측면 에지(293), 측면 에지(290), 및　내측 에지(291)를 갖는다. 다양한 에지　및/또는 크기는 다양한 성능 프로파일을 유발하도록　변형될 수 있다.

도 37 및 38에 도시된 일 실시예에서,　원통형 변환 소자(281)를 포함하는 부분적으로 코팅된 트랜스듀서(600)는 하나, 둘, 셋, 넷　또는 그 이상의　코팅된 영역들(287)을 가진다. 다양한 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 측면 에지(293), 측면 에지(290), 및　내측 에지(291)를 갖는다. 일부 실시예에서, 코팅된 영역(287)은 분극, 위상 분극, 이상성 분극 및/또는 다중-위상 분극을 통해 하나, 둘, 셋, 넷 또는 그 이상(예를 들면, 다중) 열 치료 구역을 배치하도록 구성된다. 분극, 위상 분극, 이상성 분극 및/또는 다중-위상 분극을 통해 가능하게 된 다중 치료 구역을 가진 초음파 치료 및/또는 이미징 장치의 다양한 실시예는　2014년 2 월 28일에 출원된 미국출원번호 14/193,234에 기재되어 있으며, 본원에 참조로 그 전체가 포함된다.

감소된 에지 효과를 가진 코팅된 원통형 트랜스듀서의 비치료 사용

다양한 실시예에서, 하나 이상의 코팅된 영역(287)을 포함하는 코팅된 원통형 트랜스듀서(600)는 비치료적 사용을 위해 구성된다.

일 실시예에서, 하나 이상의 코팅된 영역(287)을 포함하는 코팅된 원통형 트랜스듀서(600)는　소재 처리를 위해 구성된다. 일 실시예에서, 하나 또는 그 이상의　코팅된 영역(287)을 포함하는 코팅된 원통형 트랜스듀서(600)는 금속, 화합물, 중합체, 접착제, 액체, 슬러리, 산업 소재와 같은, 소재의 특성 향상을 위한 초음파 충격 처리를 위해　구성된다.

일 실시예에서, 하나 이상의 코팅된 영역(287)을 포함하는 코팅된 원통형 트랜스듀서(600)는 소재 가열을 위해　구성된다. 다양한 실시예에서, 트랜스듀서(600)는 조리,　가열 및/또는 보온 소재, 식품, 접착제 또는 다른 제품을 위해서　구성된다.

초음파 밴드 치료에 대한　조직 가열 및 열 투여의 정량화

상술한 바와 같이, 다양한　실시예에서, 시스템 및/또는 방법은, 가열, 발열 요법, 열 선량, 열치료, 응고, 절제, 세포 사멸, 세포 용해, 피부 체적 증가, 피부 체적 감소를 통해 비침습적 피부 치료를 조직에 제공한다. 일 실시예에서, 진피 조직의 체적이 증가된다. 일 실시예에서, 지방 조직의 체적이 줄어들거나 감소된다.

다양한 실시예에서, 밴드 치료는 열로 지방 세포 사멸의 정도를 정량화하는 지표를 포함한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 열 치료에서의 열 투여량은 아레니우스 방정식을 사용하면 단일 기준 온도, 즉 T = 섭씨 43도로 되돌아가는　시간 - 온도 곡선에 관련된다. 일 실시예에서, 밴드 치료는 체온 이상의　범위에서 조직 온도가 섭씨 1도씩 상승하면 세포 사멸 속도가 2배가 되는 관계에 따라 구성된다. 이론적 생존율은 문헌에서 경험적 데이터 열 투여량을 비교함으로써 결정될 수 있다.

다양한 실시예에서, 밴드 치료는 투열 요법(diathermy) 또는 일반 벌크 가열 방법에 비해 개선된 조직의 가열 및 치료를 제공한다. 일반적으로, 정상 체온은 섭씨 약 33-37도 사이 범위인 경향이 있다. 다양한 실시예에서, 조직이 섭씨 약 37-43사이 범위로 가열되면, 생리 고열이 발생할 수 있고, 예를 들어, 수 시간에 걸친 이 온도 범위에의 노출은 증가된 정상 조직 대사 및/또는 증가된 정상 조직 혈류, 및,　일부 실시예에서, 가속된 정상 조직의 복구를 초래한다. 조직의 온도가 더 높은 온도 ~ 섭씨 43도　범위에 도달 및/또는 조직을 장기간(예: 2 시간, 3 시간 이상) 동안　그 온도를 격게 하면, 조직은 격렬한 조직 대사 및/또는　격렬한 조직 혈류, 및,　일부 실시예에서, 가속된 정상 조직의 복구를 겪을 수 있다. 일 실시예에서, 섭씨 약 42- 55도의 범위로 조직의 가열(예를 들면, 벌크 가열)이 수행된다. 다양한 실시예에서, 섭씨 약 43-50도의 조직 가열은　보조적인 상승 고열 요법으로 간주될 수 있으며, 예를 들어 몇 분 동안 이 온도 범위에의 노출은　즉각적인　또는 지연된 세포 소멸, 세포 사멸, 감소된 종양 대사, 증가된 조직 산소 레벨, 증가된 조직 손상, 치료에 대한 증가된 민감도, 혈기 왕성한 상태, DNA 손상, 세포 재생 장애, 및/또는 세포 파괴를 초래할 수 있다. 다양한 실시예에서, 섭씨 약 50 - 100도로의 조직 가열은 외과적 고열 요법으로 간주될 수 있으며, 예를 들어 수 초 또는 1초의 몇 분의 1 동안 이 온도에의 노출은　응고, 절제, 증발, 및 즉각적인 세포　파괴를 초래할 수 있다.

일 실시예에서, 조직 치료 부위의 온도(예를 들어, 지방 세포)가 섭씨 38-43도로 상승되면, 일 실시예에 따라서,　조직 대사 및 관류를 증가시키며 조직 복구 대사를 가속시킨다. 　다른 실시예에서, 조직 치료 부위의 온도(예를 들어, 지방 세포)가　섭씨 43-50도로　상승되면, 일 실시예에서,　세포 손상 시작이 증가하며, 특히, 온도가 수 분에서 한 시간(또는 그 이상) 동안 유지되면, 즉각적인 세포 사멸을 초래할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 조직 치료 부위의 온도(예를 들어, 지방 세포)가 섭씨 50도 이상으로 상승되면, 일 실시예에서, 수초 이하로 단백질 응고를 초래하며 즉각적인 세포 사멸 및 절제가　발생할 수 있다. 다양한 실시예에서, 조직 치료 부위의 온도는 섭씨 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 70, 75, 80, 90, 또는 100도 및/또는 그 안의　임의의 범위로 가열된다. 다양한 실시예에서, 치료 영역은 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7 %, 8%, 9%, 10%, 12%, 15%, 20%, 25%, 30%, 40%, 50% 또는 이상의 변동인 균일한 온도를 가진다. 다양한 실시예에서, 치료 구역은 섭씨 +/- 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 15, 20, 25도 또는 그　이상의 변동을 갖는다.

여러 실시예에서, 본 발명은 조직 치료 부위(예를 들면, 지방 세포)의 온도를　1-120분 사이의 시구간 동안 섭씨 38-50도까지 상승하는 단계, 및 이후에, 선택적으로, 하나, 둘, 셋, 넷, 다섯 또는 그 이상의 증분으로 10-50 %만큼 온도를 상승시키는 단계를 포함한다. 세 개의 증분을 이용하는 예로서, 타겟 온도는 다음과 같이 증가될 수 있다: (ⅰ) 10-30분 동안 온도를 섭씨 약 40-42도로 상승, (ⅱ) 이후, 온도를 약 20%씩 선택적으로 증가시켜서 온도를 1-10분 동안 섭씨 약 48-51도까지 상승, 및 (iii) 이후, 더 짧은 시간 프레임 동안 약 10-50%씩 온도를 선택적으로 증가.다른 예로서, 타겟 온도는 다음과 같이 증가될 수 있다: (ⅰ) 섭씨 50도로 상승시키기 전에 10-120분의 시구간에 온도를 섭씨 38-49도로 올리는 선택적인 예열 단계와 함께,　30초에서 5분(예를 들어, 1분)　동안 온도를 섭씨 약 50도로 상승하여 타겟 세포(예를 들어, 지방 세포)의 90%, 95% 또는 99%를 파괴.또 다른 예로서, 일부 실시예에서, 조직을 가열하는 비침습적 미용 방법은, 미용 가열 시스템을 피부 표면에 적용하는 단계-여기서, 미용 가열 시스템은 핸드 헬드 프로브를 포함하고, 핸드 헬드 프로브는 피부 표면 아래 조직을 섭씨 40-50도 범위의 조직 온도로 가열하는 초음파 트랜스듀서를 수용하는 하우징을 포함하고, 초음파 트랜스듀서는 제1 면, 제2 면, 코팅된 영역, 및 코팅되지 않은 영역을 포함하는 원통형 변환 소자를 포함하고, 제1 면은 적어도 하나의 코팅된 영역을 포함하고, 제2 면은 코팅되지 않은 영역 및 복수의 코팅된 영역을 포함함-, 코팅된 영역에 전류를 인가하여 초음파 에너지를 초점 깊이에 있는 선형 초점 구역으로 지향하는 단계-여기서, 초음파 에너지는 선형 초점 구역에서 초점 이득의 감소를 생성하여 선형 초점 구역 내 초점 깊이에 있는 조직을 섭씨 40-50도 범위의 조직 온도로 1시간 이하의 미용 치료 기간 동안 가열하여 조직 내 지방 조직이 체적을 감소하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 밴드 치료 시스템은 세포 사멸과, 아레니우스 방정식을 사용하여 정량화된, 시간-온도 투여량 사이의 관계를 사용한다. 아레니우스 방정식은 세포 사멸 및 노출 시간 및 온도 사이에　존재하는 지수적 관계를 나타낸다. 특정한　브레이크　온도 이상에서,　온도에 따른　세포 사멸 속도의 증가는 비교적 일정하다. 여러 유형의 조직에서 등효과 투여량을 달성한 시간-온도 관계는 다수의 세포 유형에 걸쳐 체내 및 체외 모두에서 보존되는 것으로 보인다.

일부 실시예에서, 정상 상태의 온도에 접근하고 이를 유지할 때, 임상적 상황은　온도, 냉각, 변동의 램프 업을 포함한다. 다양한 실시예에서, 상이한 온도 프로파일이 동일한 열 투여량을 생성할 수 있다. 시변 열 프로파일에서 열 투여량을 추정하기 위해, 온도 곡선은 작은 시간 단계로 이산화하고, 각각의 시간 단계 동안의 평균 온도가 계산된다. 열 투여량은, 다음 식(2)에 따라서 이러한 온도를 통합하여 브레이크 온도(섭씨 43도)에서 동등한 노출 시간으로 계산된다:

T ≥ 43℃이면 R=0.5, T < 43℃이면 R=0.25

t43: 43℃에서 동등한 시간

:

동안의 평균 온도

수학식 2는 온도에 따른　사멸 속도의 증가가 비교적 일정한 것을 의미한다. 일부 실시예에서, 브레이크 포인트보다 섭씨 1도 증가하면　세포 사멸 속도는 두 배가 된다. 도 39 및 40은, 더 높은 온도 및/또는 시간에 더 높은 이론적인　세포 사멸율로, 조직 온도에 따른 시간에 걸친 이론적인 세포 사멸율 도시한다. (99 %, 80 %, 50 %, 40 %, 및 20 %의 사멸율로 나타낸 바와 같이) 사멸율이 높을수록 더 높은 온도 및/또는 시간이 치료 실시예에 이용된다.

열 투여량이 계산되면, 투여량 생존　응답이 경험적 데이터로부터 추정될 수 있다.일 실시예에서. 섭씨 43도로　100분 동안의 등효과적인 투여량은 이론적으로 1 %의 세포 생존율을 산출한다. 아레니우스 관계에 기초하면,　본 발명의 실시예에 따른 도 41에서 1%의 생존율을 이론적으로 달성하는 등효과적인 투여량이 나열된 테이블과 같이, 섭씨 44도로 50분 동안의 등효과적 투여량, 또는 25분 동안 섭씨 45도 등으로 유사한 생존율이 획득될 수 있다.　

다양한 실시예에서, 조직과 열 방정식 관계에 연결된 원통형 트랜스듀서 소스 조건을 이용한 밴드 치료의 다양한 실시예의 시뮬레이션은, 연속 치료 펄스는 선형 중첩을 준수하며, 이는 열 전달　물리학의 단순화를 허용하여, 가열 속도는 시간(섭씨/초)당 온도 상승, 및 패스당 온도 상승(섭씨/버튼 누름)으로 설명될　수　있다.

초음파 밴드 치료를 통해　조직 가열

다양한 실시예에서, 밴드 치료 시스템은 조직을 치료하도록 구성된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 밴드 치료는 supraplatysmal　턱밑 지방의 치료를 위해 구성된다. 일 실시예에서, 지방의 치료는, 약 2.5-6.0mm의 깊이에서, 주요한 피부 표면 효과를 유발하지 않으면서, 지방층에 세포 사멸이 따르는　열적 열 쇼크를 선택적으로 초래하는 단계를　포함한다. 일 실시예에서, 치료는, 생리적/생물학적 효과(예를 들어, 하나 이상의 응고, 세포 사멸, 지방 세포 용해 등)로서,　피부 표면에서는 섭씨 41도를 초과하는 않으면서, 지방을 섭씨 42-55도로 1-5분 동안 벌크 가열 치료에 노출하는 단계를 포함한다. 다양한 실시예에서, 도 42의 이론적인 세포 사멸의 다양한 레벨을 나타낸 그래프에 도시된 바와 같이, 밴드 트랜스듀서 치료는 조직을 등효과적인 투여량으로 치료한다.

다양한 실시예에서, Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov (KZK) 방정식을 사용한 다중 치료 펄스의 스태킹 효과의 이론적 검토는 생체 가열 방정식(예를 들어, 일 실시예에서, 아레니우스 방정식을 이용)에 연결된, 원통형 소스 어쿠스틱 형상으로 구현되었다. 도 43은 복수의 펄스의 선형 중첩을　나타낸 원통형 트랜스듀서 출력의 KZK 시뮬레이션의 결과를 나타내며,　0.45 J의 3 펄스 또는 1.35 J(3 * 0.45 J)의 1 펄스로 치료할 때 거의 같은 온도에 도달한다. 도 43에 도시된 밴드 치료 시스템의 일 실시예에 의한 이론적 실험 결과는,　비선형 어쿠스틱은 에너지에 대한 최종 온도에 크게 기여하지 않는다고　설명하고,　신체 조직은 선형 시불변 시스템으로 작용한다고 설명하며, 이는　열전달 물리학을 단순화할 수 있도록 하며　가열 및 냉각 속도를 상대적으로 적은 파라미터로 설명될 수 있도록 한다. 다양한 실시예에서, 핸드 완드(100)를 구비한　치료 시스템(100)은 하나 이상의 초음파 트랜스듀서(280)를 구비한　모듈(200)을 포함한다. 도 5a-8에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 초음파 트랜스듀서(280)는 하나 이상의 원통형 초음파 소자(281)를 포함한다. 원통형 변환 소자(281)는 선형 초점으로 축을 따라서 벌크 치료를 위해 구성되며, 자동 이동 메커니즘으로 이동되어 직사각형 평면을 치료할 수 있는 연속적인 선을 만든다. 일 실시예에서, 치료 선은 단일 방향 모터의 이동 방향에 수직으로 배치된다. 치료의 단일 "패스"는 {길이}/{간격}과 동일한 다수의 치료선을　생성한다.

다양한 실시예에서, 다양한 원통 형상을 제1 빌드(4.5 MHz의 - 4.5 mm 및 6.0 mm 깊이에서 12 mm 폭)에서 시험 하였다; 그러나, 어쿠스틱　탱크 시험은 치료 선의 각 에지에서더　높은 어쿠스틱 압력(따라서 가열 속도)을 나타내었다. 도 44 및 45에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 세라믹 트랜스듀서는　평탄한 열적 프로파일을 생성하도록 아포다이즈되었다. 다양한 실시예에서, 두 개의 작동 주파수, 두 개의 치료 폭, 및 두 개의 치료 깊이에 기초하여 상이한 원통 형상이 만들어졌다.　(1) 3.5MHz - 22mm 폭 - 4.5mm 깊이; (2) 3.5MHz - 22mm 폭 - 6.0mm 깊이; (3) 4.5MHz - 22mm 폭 - 4.5mm 깊이; (4) 4.5MHz - 22mm 폭 - 6.0mm 깊이; (5) 3.5MHz - 12mm 폭 - 4.5mm 깊이; (6) 4.5MHz - 12mm 폭 - 4.5mm 깊이; (7) 3.5MHz - 12mm - 6.0mm 깊이; 및 (8) 4.5MHz - 12mm 폭 - 6.0mm 깊이. 다양한 실시예에서, 조직 온도 측정 시스템은 하나 이상의 IR 써모그래피,　온도 스트립, 및 저항 온도 디텍터(RTD) 및 열전대를　포함한다. IR　써모그래피는 피부 표면 온도를 읽는데 이용될 수 있다. 온도 스트립은　도달한 피크 온도를 제공할 수 있다. RTD 시스(sheath)는　큰 열 질량을 가지며, 느린 응답 시간을 가질 수 있다. 다양한 실시예에서, 열전대는 일 초보다 작은 응답 시간을 가지며, 이는 단일 치료 패스의 가열 및 냉각 단계를　측정하는데 유용하다. 열전대는 대구경 바늘을 통해 원하는 조직 깊이에 위치될 수 있을 정도로 충분히 작다는　장점을 또한 가진다. 일 실시예에서, 특정 등효과 투여량은, 시스템 또는 조작자가 정상 상태를 유지하기 위해서 간격을 두고 펄스 치료하는 유지 단계 이후 가열 단계를 통해 부여된다. 이 단계에서 관심 파라미터는 정상 온도를 유지하는 데 필요한 평균 펄스주기이다.

초음파 밴드 치료를 통해 바디 컨투어링

다양한 실시예에서, 밴드 치료 시스템은 바디 컨투어링을 위해 구성된다. 일 실시예에서, 신체 컨투어링　치료는 세포 사멸을 동반 및/또는 세포 사멸이 뒤따르는 열적　열 충격을 포함한다. 일 실시예에서, 신체 컨투어링　치료는 지방을 섭씨 42-55도로 1-5분 동안 노출시켜 지연된 세포 사멸을 유도하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 신체 컨투어링　치료는 피부 표면 아래의 적어도 13mm의 초점 깊이에서 지방을 노출시키는 단계를 포함한다.

온도 및 투여량 제어

다양한 실시예에서, 하나 이상의 센서는 온도를 측정하기 위해 모듈(200) 또는 시스템(20)에 포함될 수 있다. 일 실시예에서, 온도 및/또는 용량 제어 방법이 제공된다. 일 실시예에서, 온도는 조직 치료를 위해 제공되는 에너지의 투여량을 제어하기 위해 측정된다. 다양한 실시예에서, 온도 센서는, 타겟 온도 또는 타겟 온도 범위에 도달하기 위하여, 조직에 대한 에너지의 적용을 증가, 감소 및/또는 유지하기 위해서 조직의 온도를 측정하는데 사용된다. 일부 실시예에서, 온도 센서는,　예를 들어, 임계치 또는 최대 타겟 온도에 도달하면 에너지 적용을 감소시키거나 또는 중지하기 위해서 안전을 위해 사용된다. 일 실시예에서, 냉각 장치 또는 시스템이 특정 온도에 도달하면 조직의 온도를 냉각시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 온도 센서는, 예를 들어, 변조, 진폭, 전력, 주파수, 펄스, 속도, 또는 기타 요인의 종료를　통해,　에너지 투여량을 조절하기 위해 사용된다.

일 실시예에서, 온도 센서는 피부 표면의 온도를 측정하는데 사용된다. 일 실시예에서, 온도 센서는 트랜스듀서 홀더의 상부에 위치될 수 있으며, 센서 모듈의 일부에 위치하지만,　그 반대(교체)가 될 수 있다. 다양한 실시예에서, 온도 센서는, 일 실시예에서, 음향적으로 투명한 부재(230)와 같은, 어쿠스틱 윈도우 상 또는 근처와 같은　시스템 또는 모듈 하우징 상에 배치된다. 일 실시예에서, 하나 이상의 온도 센서는 음향적으로 투명한 부재(230) 주위 또는 근접하게 배치된다. 일 실시예에서, 하나 이상의 온도 센서는　음향적으로 투명한 부재(230) 내 또는 상부에 배치된다. 일 실시예에서, 피부 표면으로부터의　온도 센서 측정치는 에너지 적용의 초점 깊이에 있는 조직의 온도를 계산하는데 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 타겟 조직 온도는　산출 및/또는 조직 깊이, 조직 유형(예를 들면 표피, 진피, 지방 등), 및 피부 표면과 초점 깊이간 조직의 상대적인 두께에 상관될 수 있다. 일부 실시예에서, 온도 센서는 제어 시스템에 온도 측정을 신호로 제어 시스템에 제공한다. 일부 실시예에서, 온도 센서는 온도 측정치를, 텍스트, 컬러, 플래시, 소리, 경보 음, 경고, 알람, 또는 온도 상태의 다른 감각 지표와 같은,　시각적 및/또는 청각적 피드백으로 시스템 조작자에게 제공한다.

일부 실시예에서, 이미징은　에너지 투여량을 제어하는데 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 열 렌즈 효과는 스페클 시프트 및/또는 특징 시프트를 설명하는데 사용되어, 피부 표면 아래 조직의 초점 깊이에서와 같은, 타겟 위치에서 조직의 온도를 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 음향 복사력 임펄스(ARFI) 이미징은 조직의 온도를 계산하는데 사용된다. 일 실시예에서, 전단파 탄성 이미징(SWEI)은 조직의 온도를 계산하는데 사용된다. 일 실시예에서, 감쇠는 조직의 온도를 계산하는데 사용된다.

다양한 실시예에서, 가변 투여량 전달 기법은 조직이　타겟 온도에 도달하고　타겟 온도를 유지하기 위해 사용된다. 조직　깊이에서의 체온은 열 치료 구역(TTZ)을　둘러싼다. 일 실시예에서, 체온을 극복하기 위해서, 치료는 에너지를 제1 속도로 TTZ에 집중하여 TTZ 내 조직 온도가 타겟 온도가 되도록 한다. 타겟 온도에 도달되면, 제2 속도로 감소되거나 정지되어 조직을 타겟 온도로 유지할 수 있다.

일부 실시예에서, 초점 구역에서의 온도가 증가되도록, 에너지는 TTZ에서 조직 내　깊이　또는 위치에 집중된다. 그러나, 초점 구역의 에지(예를 들면, 말단, 상부, 하부, 측면 등)에서, 체온에서의 경계 조건은 치료 영역(552)의 경계에서의 온도 변동을 초래할 수 있다. 다양한 실시예에서, TTZ(550)는 치료 영역(552)을 생성하는　에너지를 전달하는 트랜스듀서로 이동될 수 있다. 일 실시예에서, TTZ(550)가 치료 영역(552)을 형성할 수 있도록, 이동 메커니즘(285)은 치료 영역의 표면에 걸쳐　원통형 변환 소자(281)를 자동적으로 이동시킬 수 있다. 도 53에서, 치료 영역(552)은 에지에서 체온, 또는 거의　체온에 의해 둘러쌓인다. 일부 실시예에서, 에지/경계를 따라 치료 영역(552)의 온도는, 원하는 온도, 타겟 온도보다 낮다.

다양한 실시예에서, 기계적 속도 변조는 치료 영역(552)의 특정 온도 분포를 달성하기 위해 사용된다. 일 실시예에서, 치료 영역(552)에서 더욱 균일한 온도를 달성하기 위하여, 에지/경계에서 적용된 온도는 증가되어 주위의 체온의 차이를 상쇄한다. 도 54는 기계적 속도 변조의 실시예를 도시하고 있는데, 방향(290)(높이 방향)을 따라서 트랜스듀서를 이동시키는 이동 메커니즘의 자동 이동의 속도는, 경계 근처에서 감속됨으로써 변경되어 더욱 균일한 온도를 치료 영역(552)에 제공하여, 경계에서 온도가 증가된다(일 실시예에서, 25mm 이동 거리를 따르는 것과 같은 시작 및 정지 위치). 중간 부분 근처에서　증가된 속도는 감소된 속도보다 낮은 온도를 전달한다.

다양한 실시예에서, 진폭 변조는 치료 영역(552)의 특정 온도 분포를 달성하기 위해 사용된다. 일 실시예에서, 치료 영역(552)에서 더욱 균일한 온도를 달성하기 위하여, 에지/경계에서 적용된 온도는 증가되어 주위의 체온의 차이를 상쇄한다. 도 55는 진폭　변조의 실시예를 도시하고 있는데, 이동 메커니즘의 자동 이동이 방향(290)(높이 방향)을 따라서 이동하면서 트랜스듀서에 의해 전달되는 에너지의 진폭(파워에 상관됨)은, 경계 근처에서 진폭을 증가시킴으로써 변경되어 더욱 균일한 온도를 치료 영역(552)에 제공하여, 경계에서 온도가 증가된다(일 실시예에서, 25mm 이동 거리를 따르는 것과 같은 시작 및 정지 위치). 중간 부분 근처에서　낮아진 진폭은　경계 근처에서 높아진 진폭보다 낮은 온도를 전달한다.

다양한 실시예에서, 어퍼처 아포디제이션은 치료 영역(552)의 특정 온도 분포를 달성하기 위해 사용된다. 일 실시예에서, 비집중 차원(TTZ(550) 및/또는 방위각 방향으로)을 따라 어퍼처 아포디제이션은 치료 영역(552)에 더욱 균일한 온도를 달성하기 위해 사용된다. 에지/경계를 따라 종점에서 적용 온도는 주위 체온 차이를 상쇄하기 위해 증가된다. 도 56은 어퍼처 아포디제이션의 실시예를 도시하고 있는데,　TTZ(550)을 따라　트랜스듀서에 의해 전달된 에너지의 진폭은　경계 부근의 종점 근처에서 진폭을 증가시킴으로써 변경되어 더욱 균일한 온도를 치료 영역(552)에 제공하여, 경계에서 온도가 증가된다(집중된 선 TTZ(550)의 길이가 L일 때, 중심으로부터 L/2가 종점이다.)중간 부분 근처에서　낮아진 진폭은　경계 근처에서 높아진 진폭보다 낮은 온도를 전달한다. 다양한 실시예에서, 온도 프로파일이 도 31-38에 도시된 것과 같은 코팅된 변환 소자(600)의 실시예에 의한　TTZ를 따라서 생성될 수 있다.

다양한 실시예에서, 펄스 및/또는 듀티 사이클이 치료 영역(552)의 특정 온도 분포를 달성하도록 제어된다. 도 57에서,　다양한 실시예에서, 치료 패턴은 일정한 또는 일정 펄스 또는 듀티 사이클을 가질 수 있다. 도 58에서,　다양한 실시예에서, 치료 패턴은, 피크 진폭, 적용 간격, 적용 지속시간 중 어느 하나의 변형을 갖는　가변 펄스 가변 듀티 사이클을 가질 수 있다. 도 58에 도시된 바와 같이,　에너지의 적용은 길어지고 치료 영역(552)의 경계 근처에 더 많은 영역을 커버하는 반면, 내부 영역은 내부 영역에서 대응하는 낮은 온도 적용을 위한 더 낮은 파워 적용을 가진다.

다양한 실시예에서, 치료 패턴은 치료 영역(552)의 특정 온도 분포를 달성하기 위해 사용된다. 일부 실시예에서, TTZ(550)는 치수(예를 들어, 폭, 높이, 두께 등)를 갖는다. 도 59에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, TTZ(550)의 펄스 적용은 비-중첩이다. 중첩의 양은 일정하거나 다를 수 있는 도 60의 경계 근처에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, TTZ(550)의 펄스 적용은 중첩된다. 도 60의 실시예에 도시된 바와 같이,　중첩의 양은　달라지며, 비-중첩 부분을 포함한다. 다양한 실시예에서, 사선 해칭 패턴이 사용되되, 시스템 핸드 피스는 약 90도, 또는　직교하게 회전되며, 이동 메커니즘는 이전 치료 패스에 대해 직교하는 방향으로 타겟 조직 부위 위에 하나 이상의 부가적인 패스시 작동한다.

다양한 실시예에서, 치료 영역(552)의 특정 열 분포(37)는 세포 사멸의 타겟 퍼센티지를 유발하기 위해서　섭씨 37-50도의 조직 온도로 수분에서 수 시간의 지속시간 동안 치료를 포함하며, 관계는 도 61의 좌측에 표시된 것과 같은, 아레니우스 방적식을 통해 결정될 수 있다. 다양한 실시예에서, 도 62의 우측에 도시된 바와 같이, 치료 영역(552)의 특정 열 분포는, 섭씨 60도 이상의 조직 온도로 수초에서 일 초의 몇 분의 일초(또는 거의 즉각적)의 지속시간 동안 치료, 응고, 절제, 및/또는 상승된 온도에서의 세포 사멸(지방 세포 사멸)을 포함한다. 다양한 실시예에서, 치료는 이들 중 어느 하나, 또는 순서대로 및/또는 동시 치료일 수 있다.

일부 실시예에서, 기계적 속도 변조, 진폭 변조, 어퍼처 아포디제이션, 펄스 사이클 펄싱, 및/또는 상이한 온도에서의 치료 중 하나, 둘, 셋, 넷 또는 그 이상은 치료 영역(552)에 걸쳐서 원하는 온도 프로파일을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 기계적 속도 변조, 진폭 변조, 어퍼처 아포디제이션, 펄스 사이클 펄싱, 및/또는 상이한 온도에서의 치료 중 하나 이상은 온도 프로파일을 생성하는데 사용되되, 온도 프로파일은 증가, 감소 및/또는 균일한 온도 영역을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나, 둘 또는 그 이상의 유형의 치료가 1, 2, 또는 3차원(방위각, 고도, 및/또는 깊이 방향 중 어느 따라서)으로 적용되며, 1, 2, 또는 3차원 온도 프로파일을 생성하는 1, 2, 또는 3차원 중 어느 한 치료를 위해 구성된다.

일부 실시예에서,　복합 렌즈 시스템은 다양한 피크 세기 및　상이한 깊이를 생성한다. 다양한 실시예에서, 기계적 및/또는 전자적 초점　렌즈는 하나 이상의 방위각, 높이, 및/또는 깊이 방향에서　사용될 수 있다. 도 62 및 62에 도시된 바와 같이, 복합 렌즈 시스템은 두 개 이상의 초점 선(550, 550a)을 생성할 수 있다.

다양한 실시예에서, 초음파 시스템(20)은 복수의 초음파 트랜스듀서(280) 및/또는 복수의 초음파 소자(281)를　이동하도록 구성된 이동 메커니즘(285)을 포함한다. 도 64에 도시된 실시예에서와 같은 일부 실시예에서,　이동 메커니즘(285)은 치료된 조직에서 열 변동을 최소화하고 복수의　소자(281)를　속도 v로 이동시킬 수 있는 벨트 및/또는 풀리 시스템과 같은　컨베이어 시스템상에 복수의 소자(281)를 제공하여 치료 시간을 감소시키도록 구성된다. 다양한 실시예에서, 속도는 일정, 가변, 0(예를 들면, 정지), 가역적(예를 들면, 전방 및 후방, 좌측 및 우측,　제1 방향 및 제2 방향 등)일 수 있으며　및/또는 0 - 100 RPM, 1 RPM - 50 RPM, 또는 다른 속도를 가질 수 있다. 다양한 실시예에서, 속도는　1 - 1,000cm/초(예, 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1,000cm/sec 및 거기의 임의의 값) 중 임의의 값이다. 다양한 실시예에서, 이동 메커니즘(285)은　하나, 둘, 셋, 넷, 다섯, 여섯, 일곱, 여덟, 또는 그 이상의 초음파 소자(281)를 이동시킨다. 다양한 실시예에서, 초음파 소자(281)는 연결되거나,　0.01　- 10cm(예를 들어, 0.1, 0.5, 1, 2, 5 cm 및 그 값 중 임의의 값)의 거리로 이격되어,　하나, 둘, 또는 그 이상의 초음파 소자(281)가 치료 영역을　치료하도록 구성된다.

일부 실시예에서, 이미징은 치료 장치와 피부 사이의 어쿠스틱 커플링의 품질을 확인하기 위해 사용된다. 일 실시예에서, 치료 영역, 선 또는 점을 따른 초음파 영상의 선명도는 장치가 음향적으로 피부 표면에 결합되는 정도를 결정하기 위해 사용된다. 일 실시예에서, 백스캐터로부터의 초점이 흐린　이미징 및/또는 정압파비(VSWR)는 치료의 어쿠스틱 커플링을 확인하는데 사용된다.

일부 실시예에서, 치료는 자동화된다. 일 실시예에서, 치료는 피부 표면에 시스템을 어쿠스틱하게 결합함으로써 설정되고, 이동 메커니즘 및 치료 기능은 자동화된다. 다양한 실시예에서, 시스템은 흡입을 통해 피부 표면에 결합된다. 다양한 실시예에서, 시스템 조작자는 시스템을 피부 표면에 결합시키고, 시스템을 활성화하며, 시스템이 자동적으로 치료 또는 치료의 일부를 실행하도록 둘 수 있다. 일 실시예에서, 시스템은 흡입 및/또는 진공 압력을 이용하여 피부 표면에 프로브 또는 시스템의 일부를 유지시켜서, 시스템 사용자가 치료를 시작하고 시스템이 일정 시간 동안 치료 또는 치료의 일부를 자동적으로 실행하도록 둘 수 있다. 일부 실시예에서, 치료 시스템은 피부 치료 부위의 통증을 줄일 수 있는 TENS 자극 장치를 포함한다.

원통형 트랜스듀서에 의한 이론적 및 실험적 치료

다음 예는 다양한 비한정적인 실시예를 설명한다.

예 1

다음 예는 본 발명의 비제한적인 실시예이다. 도 11a-20에 도시된 바와 같이, 원통형 변환 소자(281)를 포함하는 트랜스듀서(280)의 실시예는 모의(simulated) 타겟 조직, 인공 조직 및 돼지의 조직 샘플에 적용되어, 국소화된 선형 열치료 구역(TTZ(550))을 타겟 초점 영역(552)에 형성하는 것이 실험적으로 검증되었다. 실험에서, 단일 원통형 변환 소자(281)는 15mm의 반경 및 초점 깊이를 가지도록 구성되었다. 원통형 변환 소자(281)의 크기는 17mm(높이) 및 20mm(방위각)이었다. 추가 초점 이득은 더 큰 어퍼처로 달성될 수 있다. 깊이는 주파수 및 초점 이득에 의해 제한되고, 모의 조직 표면 아래 6mm로 설정되었다.

도 11a-13b에서, 치료 프로파일은 원통형 변환 소자(281)의 이론적 및 실험적 성능을 기준으로 그려졌다. 정규화된 압력은 특정 깊이에서 열적 가열 계수에 비례한다. 스파이크(그래프 상부에 표시된 영역) 그래프는, 원통형 변환 소자(281)의 기하학적 형상의 에지 효과의 결과로서 발생하는 압력 피크를 나타낸다. 스파이크는 이론 및 실험 성능 결과 모두에서 볼 수 있습니다. 소프트웨어 시뮬레이션 실험은, 도 11a, 12a, 13a, 14a, 15a 및 16a의 15mm의 원통형 변환 소자(281)의 이론적 성능을 반영한다. 모의 조직에서의 실제 실험은, 도 11b, 12b, 13b, 14b, 15b 및 16b의 결과와 함께, 실행 및 측정되었다.

도 11a - 11b 및 14a-14b에서, 깊이는 20mm이며, 여기서 대략 0.15의 값에서 정규화된 압력 피크이다. 도 14a-14b에 도시된 바와 같이, 정규화된 압력은 표시되지 않았다. 도 12a - 12b 및 15a-15b에서, 깊이는, 최적으로 설계된 15mm이며, 여기서 대략 0.8의 값에서 정규화된 압력 피크이다. 도 15a-15b에 도시된 바와 같이, 정규화된 압력은, 약 0.9-1.0에서 정규화된 피크 압력을 가짐을 명확하게 볼 수 있다. 원통형 변환 소자(281)의 크기는 17mm(높이) 및 20mm(방위각)이었다. 15mm의 깊이에서 TTZ(550)의 크기는 17 mm 폭(높이를 따라) 및 약 0.5 mm 두께(방위각 따라)이다. 도 13a - 13b 및 16a-16b에서, 깊이는 13mm이며, 여기서 대략 0.25의 값에서 정규화된 압력 피크이다. 도 16a-16b에 도시된 바와 같이, 정규화된 압력은 거의 볼 수 없다. 이론과 실험 데이터 모두를 통해 도시된 바와 같이, 15mm 초점 깊이 원통형 변환 소자(281)에 대한 TTZ(550)에 대응하는 정규화된 압력은 15 mm 깊이에서 선형 TTZ(550)와 함께 있다.

도 17-20에 도시된 바와 같이, 원통형 변환 소자(281)를 포함하는 트랜스듀서(280)의 실시예는 돼지의 조직 샘플에 적용되어, 국소화된 선형 열치료 구역(TTZ(550))을 타겟 초점 영역(552)에 형성하는 것이 실험적으로 검증되었다. 실험에서, 원통형 변환 소자(281)를 포함하는 트랜스듀서(280)의 실시예는, 4.5 MHz 및 6mm의 조직 깊이에서 작동하면서, 20 초간 세 번의 패스로 돼지 근육 조직 위로 통과되었다. 도 17에 도시된 바와 같이, 세 번의 패스(온도에서 세 개의 스파이크로 도시됨)는 돼지 근육의 온도를 증가시켰다. 두 전력 레벨이 도시되어 있다. 40 W 돼지 근육은 섭씨 30도에서 시작하고, 타겟 조직 영역 위로 원통형 변환 소자(281)의 세 번의 패스를 통한 20초의 가열 과정을 통해서 온도는 섭씨 약 55도의 최대값으로 스파이크했고, 이후 치료 시작 후 100초에 섭씨 약 32도로 점진적으로 냉각되었다. 60 W 돼지 근육은 섭씨 약 24도에서 시작하고, 타겟 조직 영역 위로 원통형 변환 소자(281)의 세 번의 패스를 통한 20초(40초와 60초 표시 사이)의 가열 과정을 통해서 온도는 섭씨 약 59도의 최대값으로 스파이크했고, 이후 치료 시작 후 80초에 섭씨 약 40도로 점진적으로 냉각되었다.

도 18은 선 및 평면 가열을 확인하는 치료 후 돼지 근육의 사진이다. 일 실시예에서, 응고는 선 사이의 타임-오프, 패스 사이의 타이-오프, 및 패스의 회수에 의존했다. 열 응고 점보다 온도가 느리게 상승한다. 도 19는 선형 열 치료 구역을 나타내는 도 18의 돼지 근육을 절단한 단면도이다. 도 20은 평면 열치료 구역을 나타내는 도 19의 돼지 근육을 절단한 직교 단면도이다.

예 2

다음 예는 본 발명의 비제한적인 실시예이다.

도 28-30에 도시된 바와 같이, 원통형 변환 소자(281)를 포함하는 부분적으로 코팅된 트랜스듀서(600)의 실시예는 모의 타겟 조직에 적용되어, 국소화된 선형 열치료 구역(TTZ(550))을 타겟 초점 영역(552)에 형성하는 것이 실험적으로 검증되었다. 부분적으로 코팅된 트랜스듀서(600)는 원통형 변환 소자의 오목면(282) 전체를 도금한 제1 코팅된 영역(287) 및 원통형 변환 소자의 볼록면(283) 전체를 도금한 제2 코팅된 영역(287)을 포함한다. 제2 트랜스듀서(600)의 제1 및 제2 영역(287)은　모두 은으로　도금된다. 실험에서, 단일 원통형 변환 소자(281)는 15mm의 반경 및 초점 깊이를 가지도록 구성되었다. 원통형 변환 소자(281)의 크기는 17mm(높이) 및 20mm(방위각)이었다. 원통형 변환 소자(281)는 중심에 직경 4mm의 개구(285)를 가지고 있었다.

도 28, 29, 30에서, 치료 프로파일은 원통형 변환 소자(281)의 이론적 성능을 기준으로 그려졌다. 이론적 성능은 특정 깊이에서 열적 가열에 비례한다. 소프트웨어 시뮬레이션 실험은, 15mm 깊이에서 일관된 선형 열 치료 구역(550)을 나타내는, 15mm 부분적으로 코팅된 트랜스듀서(600)의 이론적인 성능을 반영한다.

예 3

다음 예는 본 발명의 비제한적인 실시예이다.

다수의 돼지 체내 연구 및 다수의 복수 사체 연구가 벌크 가열 치료를 수행하는 하드웨어의 다양한 실시예를 평가하기 위해 실시되었다. 초기 연구는 피하 온도를 측정하는데 필요한 계측을 특정하고 향상시키는 데 주력하였다. 일부 실시예에서, 절연 전선 열전대는 피부의 바늘로 뚫은 구멍을 통해 열전대를 넣어서 초점 및 부초점 깊이에 위치되었고, 깊이는 지멘스 S2000 초음파 장치로 검증되었다. 온도 프로파일은 높은 샘플링 DAQ 카드를 사용하여 수집되었다. 측정 설정이 정의된 후, 복제된 3-인자 3-레벨 설계의 실험이 체내 돼지 모델에서 실행되어 피부 표면 손상을 일으키지 않으면서 등효과 투여량에 안전하게 도달하는 에너지 설정을 결정하였다. 일 실시예에서, 섭씨 10도의 평균 온도차가 섭씨 -1.2 도/패스의 평균 초점 가열 속도로 관찰되었다. 안전 가열 속도는 트랜스듀서에 걸쳐 유사하게 나타난다. 안전 가열 속도가 결정된 후, 열 투여량 연구는 체내 돼지 모델에서 수행되었다. 시스템의 실시예를 입증하는 연구는, 피부 표면에서 섭씨 41도를 초과하지 않으면서 섭씨 47에서 3분간, 섭씨 48도에서 1분간, 및 섭씨 50도에서 1분간과 같은, 등효과 투여량에 도달할 수 있다. 일부 실시예에서, 높은 온도의 사용, 더 짧은 노출 시간 치료는 타겟 온도를 오버 슈트할 가능성을 가질 수 있으며, 피부 표면이 과열될 수 있다. 다양한 실시예에서, 등효과 투여량을 수행하는데 시간이 걸릴수록, 더 많은 열이 주변 조직으로 확산되며 깊이에 따른 치료가 덜 선택적이 된다. 또한, 등효과 노출 시간이 길어질수록, 조작자와 인간공학적인 관점에서 볼 때 치료가 더욱 비실용적이 된다. 이러한 이유로, 일부 실시예에서, 더 높은 등효과 온도 및 더 짧은 노출 시간을 이용하는 것이 바람직하였다.

체내 돼지 테스트는 턱밑에 대한 후보 치료 설정이 좋지 않은 표면 피부 효과를 일으킬 수 있는지 결정하기 위해 수행되었다. 이 연구를 위해 조달된 동물은 밝은 피부를 가진, 120-140 파운드의 거세된 수컷 유카탄 미니어처 돼지였으며, 인체 조직과 유사한 피부 특성으로 인해 선택되었다. 피부 표면 데이터는, 치료 후 동물의 피부 표면에 홍반(erythema), 부종(edema) 및 멍(contusion)의 증거를 모니터링하여 평가되었다. 각 치료 영역의 사진은 치료 전후로 촬영(캐논 G9과 캐논 VIXIA HF 510)되었다. 일 실시예에서, 원통형 소자 센서를 이용한 열 투여량 연구는 체내 돼지 모델에서 실시되었다. 몇몇 실시예에서, 검사 부위는 피부 표면에 손상을 주지 않으면서 초점 조직 부위와 피부 표면 사이에 상당한 온도차를 얻을 수 있었다. 도 46은 체내 돼지 모델 치료의 실시예로부터의 온도 프로파일을 나타내며, 온도 프로파일은 피부 표면이 섭씨 41도를 초과하지 않으면서 수초만에 섭씨 50도에 도달했으며, 초점 조직 부위와 피부 표면간 섭씨 15도만큼의 온도 차이를 보여준다. 치료의 단일 패스에서 축적된 온도 변화는 충분히 작아서(섭씨 약 0.9도/패스 또는 섭씨 0.13도/초)의 시정 조치를 실행하고 타겟 온도를 섭씨 +/- 1도 내로 유지한다. 변형된 3-인자 3-레벨 설계의 실험이 체내 돼지 모델에서 실행되어 피부 표면 손상을 일으키지 않으면서 등효과 투여량에 안전하게 도달하는 에너지 설정 범위를 결정하였다. 다양한 실시예에 따른 설정이 도 47의 표에 정리되어 있다. 실험 설계(DOE)는 10-20W의 어쿠스틱 파워 범위, 20-40 ms의 노출 시간, 및 01-0.3 mm 범위의 간격을 시험하였다. 도 48은 피부 표면에 약간의 투여량 또는 온도 증가가 있는 것부터 전혀 없으면서 초점에 상대적으로 높은 열 투여량을 달성할 수 있었던 치료 설정의 일 실시예를 나타낸다. 초점은 24번째 패스에서 T = 섭씨 43도 100 분 상당(붉은 점선)의 열 용량을 달성하며, 이는 도 42에 따른 1 %의 이론적 생존 비율에 해당한다. 다양한 실시예에서, 유사한 온도 상승 및 가열 속도는, 상당한 피부 표면 손상을 초래하지 않는 치료 트랜스듀서의 다양한 실시예들에 걸쳐 초점과 표면에서 달성되었다. 섭씨 10도의 평균 온도차는, 섭씨 -1.2 도/패스의 평균 초점 가열 속도로 관찰되었다. 초점과 피부 사이의 가장 큰 온도 차이는, 치료에 걸쳐서 섭씨 12도의 평균 차이를 가진 3.5MHz, 22mm 폭, 6.0 깊이 디자인에 의해 달성되었다. 표면에 약간의 효과부터 전혀 효과를 발생하지 않는 가열 속도는 트랜스듀서에 걸쳐 유사하므로, 3.5MHz, 22mm 폭, 6.0mm 깊이 트랜스듀서가 선택되어 열 투여량 연구에서 평가되었다.

다양한 실시예에서, 열 투여량 연구는 체내 돼지 및 사체 모델에서 수행되어 안전한 등효과 투여량, 및 조직학적 평가를 통한 지방 세포 사멸의 형상을 결정하였다. 도 49의 표는 지방 세포 사멸의 상이한 레벨을 달성하는 타겟 시간 - 온도 노출을 나타낸다. 도 42의 실험 데이터에 따르면, 사이트 2와 5는 지방 세포 사멸이 약간 있거나 전혀 없는 상태를 달성한다. 사이트 3, 6 및 7은 높은 정도의 지방 세포 사멸을 달성한다. 사이트 1 및 4는 천이 영역 내에 있으며, 적당한 양의 지방 세포 사멸을 달성한다. 도 50의 표는 3.5 MHz, 22 mm 폭, 6.0 mm 깊이 트랜스듀서를 이용하여 각 등효과 투여량에 근접하는데 이용된 에너지 설정을 나타낸다. 다양한 실시예에서, 치료는 2-3분 동안 20-30 펄스로 활성화되어 유지 펄스 3~5초 뒤에 섭씨 1도/패스 램프로 목표 온도에 도달한다. 소수의 테스트 사이트는 치료일에 가벼운 피부 효과를 나타내며, 상처가 피부 표면으로 상승하면서 더욱 두드러지게 된다. 도 51은 과다 투여를 통한 조직학적 제어를 위해서 조직을 응고할 목적으로 강도 높게 치료한 사이트를 나타낸다. 도 51의 실시예에서, 병변의 치수는 열 에너지 확산의 예를 나타내며, 피부 표면으로부터 12mm까지 검출될 수 있는 깊이의 부종으로 피부 표면에서 12.6 x 19.9 mm로 측정되었다. 도 49의 표에 열거된 시간-온도 목표가 도 52에 시각적으로 표시(삼각형)되어 있으며, 실험실에서 달성한 여섯 개의 등효과 투여량이 도 52이에 중첩되어 표시(정사각형)되어 있다. 이 등효과 투여량 중 두 개는 응고 영역에 해당하고, 두 개는 천이 영역에 해당하며, 두개는 고열 영역에 해당한다.

일부 실시예 및 본 명세서에 기재된 예는 예시이며, 본 발명의 조성물 및 방법의 전체 범위를 한정하기 위한 것이 아니다. 일부 실시예, 소재, 조성물 및 방법의 균등한 변경, 수정 및 변형은 본 명세서의 실시예들의 범위 내에서 이루어질 수 있다. 다양한 실시예들에서, 장치 또는 방법은, 본 명세서에 개시된 실시예들 중 임의의 특징을 결합할 수 있다.

본 발명은 다양한 변형 및 대안적인 형태들이 가능한 반면, 그 특정 예들이 도면에 도시되어 있고, 본 명세서에 상세히 설명되어 있다. 그러나, 본 발명은 개시된 특정 형태 및 방법에 한정되는 것이 아니며, 오히려, 본 발명은 설명된 다양한 실시예들 및 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위 내에 있는 모든 변형, 균등물 및 대안을 커버하는 것으로 이해되어야 한다. 본원에 개시된 임의의 방법은 열거된 순서대로 수행될 필요는 없다. 본원에 기술된 방법들은 실시자에 의해 취해질 특정 작업을 포함하지만, 그 방법들은 명시적 또는 암시적으로, 이러한 작업에 대한 제3 자의 명령을 포함할 수 있다. 예를 들어, "초음파 프로브를 피부 표면에 결합"하는 것과 같은 행위는 "초음파 프로브를 피부 표면에 결합하는 지시"를 포함한다. 본원에 개시된 범위는 겹치거나, 하위 범위, 및 이들의 조합을 포함한다. "까지", "적어도", "초과", "이하", "사이" 등과 같은 용어는 인용하는 수를 포함한다. "약" 또는 "대략"과 같이 용어 뒤에 붙는 숫자는 인용된 숫자를 포함한다. 예를 들어, "약 25mm"는 "25 mm"를 포함한다. 여기에 사용되는 용어 "대략", "약" 및 "실질적으로"는 원하는 기능을 여전히 수행하거나 원하는 결과를 달성하는 기재된 양 또는 특징에 가까운 양 또는 특성을 나타낸다. 예를 들어, 용어 "대략", "약" 및 "실질적으로"는 기재된 양 또는 특징의 10% 이하 이내, 5% 이하 이내, 1% 이하 이내, 0.1% 이하 이내, 및 0.01% 이하 이내의 양을 지칭할 수 있다.

Claims (50)

1. 초음파 프로브를 포함하고,
   상기 초음파 프로브는,
   하우징;
   원통형 변환 소자를 포함하는 초음파 트랜스듀서;
   상기 원통형 변환 소자와 연결된 이동 메커니즘; 및
   상기 원통형 변환 소자를 구동하는 전원을 포함하되,　
   상기 초음파 트랜스듀서는 상기 하우징에 수용되고,
   상기 원통형 변환 소자는 상기 하우징 내에서 이동 가능하고,
   상기 원통형 변환 소자는 초점 깊이에 있는 선형 초점 구역에 초음파 에너지를 적용하도록 구성되고,　
   상기 원통형 변환 소자는 제1 면 및 제2 면을 포함하고,　
   상기 제1 면은 오목면이고 상기 제2 면이 볼록면이거나, 상기 제1 면은 볼록면이고 상기 제2 면이 오목면이고,
   상기 제1 면은 전기적 전도성 코팅을 포함하고,　
   상기 제2 면은 적어도 둘의 전기적 전도성 코팅된 영역 및 하나 이상의 전기적 전도성 코팅으로 코팅되지 않은 영역을 포함하고,　
   상기 제2 면 상의 상기 적어도 둘의 전기적 전도성 코팅된 영역은 전극을 형성하는 전도성 소재를 포함하고,　상기 전원은 상기 전극을 형성하는 상기 적어도 둘의 전기적 전도성 코팅된 영역과 전기적으로 소통하고,
   상기 제2 면 상의 상기 적어도 둘의 전기적 전도성 코팅된 영역은, 상기 제2 면의 적어도 60%를 덮고,
   상기 제2 면 상의 상기 적어도 둘의 전기적 전도성 코팅된 영역은, 측면 에지, 내측 에지, 제1 측 에지 및 제2 측 에지를 포함하고,
   상기 원통형 변환 소자의 일부는, 상기 적어도 둘의 전기적 전도성 코팅된 영역을 포함하고,
   상기 제2 면 상의 상기 적어도 둘의 전기적 전도성 코팅 영역은, 초점 깊이에 있는 상기 선형 초점 구역에서 에지 노이즈을 감소시키도록 구성되는 초음파 변환 시스템.
2. 제1항에 있어서, 하나 이상의 이미징 소자를 더 포함하되, 상기 원통형 변환 소자는 상기 하나 이상의 이미징 소자의 배치를 위해 구성된 개구를 가지고, 　
   상기 전도성 소재는 은이며,
   상기 제1 면은 오목면이고, 상기 제2 면은 볼록면인 초음파 변환 시스템.　
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 면은 오목면이고 상기 제2 면은 볼록면인 초음파 변환 시스템.　
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 면은 볼록면이고 상기 제2 면은 오목면인 초음파 변환 시스템.　
5. 제1항에 있어서, 상기 이동 메커니즘은 상기 초음파 트랜스듀서에 부착되고 상기 하우징 내에서 선형 경로를 따라 상기 초음파 트랜스듀서를 이동하도록 구성된 초음파 변환 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 이동 메커니즘은 상기 원통형 변환 소자를 자동으로 이동하여 상기 초점 깊이에 있는 치료 영역을 섭씨 40-65도 사이 범위의 온도로 가열하는 초음파 변환 시스템.　
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에지 노이즈의 감소는 치료 영역에 균일한 온도의 생성을 용이하게 하는 초음파 변환 시스템.　
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에지 노이즈의 감소는 조직의 효율적이고 일관된 치료를 용이하게 하고, 상기 원통형 변환 소자는 상기 조직 내의 상기 초점 깊이에 있는 치료 구역에 초음파 치료를 적용하도록 구성되는 초음파 변환 시스템.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에지 노이즈의 감소는, 상기 초점 깊이 주위에서의 변동이 75-200% 감소하도록, 피크를 감소시키는 초음파 변환 시스템.　
10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에지 노이즈의 감소는, 상기 초점 깊이 주위에서 세기의 변동이 5mm 이하가 되도록 피크를 감소시키는 초음파 변환 시스템.　
11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에지 노이즈의 감소는, 초점 이득의 변동을 0.01-10의 범위로 감소시키는 초음파 변환 시스템.　
12. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원은 상기 원통형 변환 소자를 구동하여 상기 초점 깊이에 있는 조직 내에서 섭씨 42-55도 범위의 온도를 생성하도록 구성되는 초음파 변환 시스템.　
13. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징의 어쿠스틱 윈도우 근처에 위치하며 피부 표면의 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함하는 초음파 변환 시스템.
14. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 이미징 소자를 더 포함하되, 상기 원통형 변환 소자는 상기 하나 이상의 이미징 소자의 배치를 위해 구성된 개구를 포함하는 초음파 변환 시스템.
15. 제14항에 있어서, 상기 이미징 소자는 상기 초음파 변환 시스템과 피부 표면 사이 어쿠스틱 커플링의 레벨을 확인하도록 구성된 초음파 변환 시스템.
16. 제14항에 있어서, 상기 이미징 소자는 상기 초음파 변환 시스템과 피부 표면 사이 어쿠스틱 커플링의 레벨을 초점이 흐린 이미징 및 정압파비로 구성된 군에서 선택된 어느 하나를 통해 확인하는 초음파 변환 시스템.
17. 제14항에 있어서, 상기 이미징 소자는 피부 표면 아래의 상기 초점 깊이에 있는 타겟 조직에서의 온도를 측정하도록 구성된 초음파 변환 시스템.
18. 제14항에 있어서, 상기 이미징 소자는 음향 복사력 임펄스(ARFI), 전단파 탄성 이미징(SWEI), 및 감쇠 측정으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나로 피부 표면 아래 상기 초점 깊이에 있는 타겟 조직에서의 온도를 측정하도록 구성된 초음파 변환 시스템.
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