KR20070070161A

KR20070070161A - 가변 깊이 초음파 치료 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20070070161A
Application number: KR1020077006124A
Authority: KR
Inventors: 피터 지. 바쓰; 미쉘 에이치. 슬래이톤
Original assignee: 가이디드 테라피 시스템스, 엘.엘.씨.
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2007-07-03
Also published as: IL181895A; WO2006034049A9; KR20110091829A; US10039938B2; US20100280420A1; WO2006034049A1; CA2580720A1; EP1799305A1; EP2286874A2; JP5969402B2; EP2286874A3; JP2008513128A; CA2580720C; JP5473220B2; US20060058664A1; US20180345045A1; CA2860523C; US7824348B2; EP2286874B1; EP1799305B1

Abstract

비 침투식 가변 깊이 초음파 치료 방법 및 시스템은 환자에게 초음파 치료를 제공하기 위해 구성되는 가변 깊이 변환기 시스템을 포함한다. 전형적인 가변 깊이 변환기 시스템은 관심있는 깊은 치료 영역과 관심있는 피상 영역, 및/또는 관심있는 피하 영역 사이와 같은 하나 이상의 관심 영역으로 치료를 제공하기 위해 구성되는 변환기를 포함한다. 가변 깊이 변환기는 압전 작동 층, 정합 층 및/또는 방사선 또는 음향 에너지를 발생하기 위한 다른 재료를 가지는 변환 요소를 포함한다. 가변 깊이 변환기는 약 750 kHz 내지 20 MHz 또는 그 이상의 범위 내의 적당한 주파수에서 작동하도록 구성된다. 또한, 변환 요소는 하나 이상의 관심 영역으로 음향 에너지의 제어 및 초점 집중/초점 분산을 허용하기 위해 구성되는 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다.

Description

가변 깊이 초음파 치료 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR VARIABLE DEPTH ULTRASOUND TREATMENT}

본 발명은 일반적으로 초음파 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가변 깊이 초음파 치료 방법 및 시스템에 관한 것이다.

종래의 많은 치료용 초음파 분야는 저 주파수 변환기를 이용하였다. 이러한 변환기는 통상적으로 500 kHz 내지 1.5 MHz의 범위에 있는 작동 주파수를 가진다. 이러한 저 주파수 변환기는 위에 놓이는 조직 구조를 손상시키지 않으면서, 음향 에너지가 신체 내로 깊게 초점이 집중되는 것을 허용하기 때문에 종종 선호되고 있다.

저 주파수 변환기를 이용하는 비 침투식 치료용 초음파의 종래 장치가 도 1에 도시되어 있다. 종래의 치료 시스템(100)은 깊은 치료 영역(110)을 치료하기 위해 저 주파수 에너지를 이용하는 변환기(102)를 포함한다. 깊은 치료 영역(110)은 환자의 피상 영역(superficial region; 112), 예를 들면 조직 층 및 구조, 및 피하 영역(114) 아래 깊은 깊이(106)에 위치한다. 깊은 깊이(106)는 수 밀리미터 내지 5-7 센티미터 또는 그 이상의 범위일 수 있다. 종래 시스템(100)은 저 주파수 변환기(102)를 이용하여 피상 영역(112) 또는 피하 영역(114)을 치료할 수 없 어, 이 같은 시스템의 이용이 제한되었다. 예를 들면, 일부 미용 외과는 또한 피상 및/또는 피하, 뿐만 아니라 깊은 치료 영역으로 치료를 제공하는 것이 요구될 수 있어, 저 주파수 변환기를 이용하지 않았다.

저 주파수 치료의 또 다른 원하지 않은 부작용은 음향 에너지가 원하는 깊은 치료 면적에 도달하기 전에 중간의 조직 층을 통과하여야 한다는 것이다. 중간 층은 방사선의 초점을 분산하여 일부 음향 에너지를 흡수한다. 이는 초점 크기를 확대시켜, 초점의 위치를 제어하기 어렵게 한다.

본 발명의 다양한 양태에 따라, 가변 깊이 초음파 치료 방법 및 시스템이 제공된다. 전형적인 하나의 방법 및 시스템은 관심있는 적어도 두 개의 깊은 치료 영역 사이, 관심있는 피상 영역 및/또는 관심있는 피하 영역과 같은, 하나 이상의 관심 영역(region of interest)으로 초음파 치료를 제공하기 위해 구성되는 가변 깊이 변환기 시스템을 포함한다.

다양한 전형적인 실시예에 따라, 다양한 깊이의 변환기 시스템은 전형적인 변환기로부터 반사 표면으로의 거리를 변화시키거나, 관심 영역으로 초점이 집중되거나 분산되는 에너지의 각도를 변화시키는 것과 같은, 공간적인 제어를 위해 구성되고, 및/또는 전형적인 변환기의 주파수, 구동 진폭 및 타이밍(timing)에서의 변화를 제어하는 것과 같은, 시간적인 제어를 위해 구성될 수 있다. 결과적으로, 치료 영역의 위치, 관심 영역 또는 지점의 형상 및 크기 및/또는 체적, 뿐만 아니라 열적 상태의 변화가 시간에 대해 동적으로 제어될 수 있다.

본 발명의 전형적인 일 실시예에 따라, 다양한 깊이의 변환기는 압전 작동 층(piezoelectrically active layer), 정합 층(matching layer) 및/또는 방사선 또는 음향 에너지를 발생하기 위한 다른 재료를 가지는 변환 요소를 포함할 수 있다. 다양한 깊이의 변환기는 다양한 깊이의 치료를 제공하기 위해 알맞은 주파수로 작동하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 전형적인 다양한 깊이의 변환기 시스템은 약 750 kHz 내지 20 MHz의 범위 내와 같은, 20 MHz 아래의 적당한 주파수(moderate frequency), 또는 35 MHz 또는 그 이상의 고 주파수를 이용하여, 관심있는 피상 영역, 및/또는 관심있는 피하 영역으로 치료를 제공하기 위해 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 전형적인 실시예에 따라, 변환 요소는 가변 깊이 요소를 구비할 수 있으며, 이 가변 깊이 요소는 제어를 허용하도록 구성되어 관심있는 깊이의 치료 영역, 및 관심있는 피상 영역, 및/또는 관심있는 피하 영역 사이와 같은, 관심있는 하나 이상의 영역으로 음향 에너지의 초점을 집중하거나 분산하는 하나 또는 그 이상의 재료를 포함한다. 제어 및 초점 집중/초점 분산을 위한 가변 깊이 요소를 위해 이용되는 재료는 다양한 방식 및, 실질적으로 평평하거나, 만곡되거나 방사선 및 음향 에너지의 방향이 꺾이도록 하고, 반사하고 및/또는 재지향시키기 위한 다른 배열체와 같은, 형상으로 구성될 수 있다. 또한, 가변 깊이 요소는 치료 에너지의 초점 집중/초점 분산 및 제어를 제공하기 위해 다양한 방식으로 변환 요소 내에 구성될 수 있거나 상기 변환 요소에 커플링되는 장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 전형적인 실시예에 따라, 전형적인 변환기는 변환 요소 내의 압전 재료의 기본 주파수에 근접할 뿐만 아니라, 기본 주파수 위의, 압전 재료의 조화 주파수 및 기본 주파수 아래의 공진에서 에너지 부여(energy deposition)가 가능하도록 구성될 수 있다. 이러한 다중 공진은 다양한 초점 집중 기술 및, 변환기의 공진 특성을 형성하도록 정합 층 및/또는 지지 층의 부가를 포함하는, 변환기 구조를 통하여 제어되어 가능하게 될 수 있다.

본 발명의 또 다른 전형적인 실시예에 따라, 가변 깊이의 음향 변환기는 또한 우수한 이미지 성능을 제공하면서, 또한 치료 목적을 위한 높은 음향력을 발생하기 위해 제공될 수 있다. 예를 들면, 치료 지점 크기가 다양한 치료 깊이로 최적으로 제어되도록 허용하기 위해, 본 발명의 전형적인 실시예는 부-요소(sub-element)의 어레이로 구성되는 변환기를 포함할 수 있으며, 각각의 부-요소는 우수한 축방향 분해능(resolution)을 위한 충분한 대역폭을 가진 음향파를 처리하기 위해 구성된다.

본 발명의 또 다른 전형적인 실시예에 따라, 가변 깊이 변환기는 치료를 제공하도록 탐침 배열체 내에 구성될 수 있다. 가변 깊이 변환기는 또한 최적 치료 및 처방을 허용하도록, 예를 들면, 비 침투 구성을 통한 것과 같이, 가변 깊이의 변환기의 제어된 위치설정을 제공하도록 다양한 기계 장치로 구성될 수 있다. 또한, 가변 깊이의 변환기는 일차원 이차원 및 고리형 어레이를 위해, 및/또는 삼차원 치료 분야를 위해 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따라, 전형적인 가변 깊이의 치료 시스템 및 방법은 또한 치료 영역의 치료를 위한 가열, 냉각 및/또는 이미지 뿐만 아니라 치료 영역 및 이들의 일반적인 근접부의 온도 프로파일의 음향적 모니터링 또는 다른 조직 매개 변수 모니터링을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 전형적인 일 실시예에 따라, 전형적인 가변 깊이 시스템은 온도 또는 다른 조직 매개 변수의 모니터링을 기초로 하고, 및/또는 가변 깊이 변환기의 공간적 및/또는 시간적 특성을 적절히 조절하기 위한 이미지 정보를 기초로 하는 동적 피드백 배열체로 구성될 수 있다.

본 발명의 주요 구성은 상세한 설명의 결론 부분에서 특별히 지적되어 명확하게 주장된다. 그러나, 본 발명은 구성 및 작동 방법 둘다에 대해, 청구범위와 관련되는 후술되는 상세한 설명 및 첨부되는 도면을 참조하여 최상으로 이해될 수 있다, 상기 도면에서는 동일한 부분에 대해 동일한 도면부호가 병기된다.

도 1은 종래의 초음파 치료 시스템을 이용하는 치료 도면이며,

도 2는 본 발명의 전형적인 일 실시예에 따른 초음파 치료 시스템의 블록 선도이며,

도 3은 본 발명의 전형적인 일 실시예에 따른 가변 깊이의 초음파 치료 시스템의 블록 선도이며,

도 4는 본 발명의 전형적인 일 실시예에 따른 가변 깊이의 초음파 치료 시스템의 도면이며,

도 5A 및 도 5B는 본 발명에 따른 치료를 위한 가변 깊이의 초음파 변환기의 전형적인 실시예이며,

도 6은 본 발명에 따른 치료를 위한 가변 깊이 초음파 변환기의 전형적인 실시예이며,

도 7은 본 발명에 따른 변환기의 전자 초점 집중을 위한 전형적인 일 실시예이며,

도 8은 본 발명에 따른 기본 주파수 및 기본 주파수 위 및 아래의 다른 주파수들 및/또는 공진에서 작동하는 전형적인 변환기의 치료 특성의 전형적인 도면이며,

도 9는 본 발명에 따른 이차원 어레이의 전형적인 일 실시예이며,

도 10은 본 발명에 따른 치료용 탐침 형태의 전형적인 일 실시예이며,

도 11은 본 발명에 따른 치료를 위한 메카니즘의 전형적인 일 실시예이며,

도 12A 및 도 12B는 본 발명에 따른 고리형 어레이의 전형적인 일 실시예이며,

도 13은 본 발명에 따른 이미지/처방 및/또는 조직 매개 변수 모니터링 조합형 음향 변환기 조립체의 전형적인 일 실시예이며,

도 14A 및 도 14B는 본 발명에 따른 이미지, 치료 및 조직 매개 변수 모니터링 부시스템의 전형적인 실시예이다.

본 발명은 본 실시예 부분에서 다양한 구성 요소 및 처리 단계로 설명될 수 있다. 이러한 구성 요소 및 단계는 특정 기능을 수행하기 위해 구성된 임의의 개수의 하드웨어 구성요소로 실현될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 다양한 의학적 치료 장치, 가시적인 이미지 및 디스플레이 장치, 하나 또는 그 이상의 제어 시스템 또는 다른 제어 장치 하에서 다양한 기능을 수행할 수 있는, 입력 터미널 등을 이용할 수 있다. 또한, 본 발명은 소정의 개수의 의료적 또는 치료 환경에서 실시될 수 있으며 본 실시예 부분에서 설명되는 가변 깊이의 초음파 치료에 관련되는 전형적인 실시예는 단지 본 발명을 위한 몇 개의 전형적인 응용 분야이다. 예를 들면, 논의되는 원리, 특징 및 방법은 어떠한 의학적 또는 다른 조직 또는 치료 분야에 적용될 수 있다.

본 발명의 다양한 양태에 따라, 비 침투식 가변 깊이 초음파 치료 방법 및 시스템이 제공된다. 전형적인 방법 및 시스템은 환자의 하나 이상의 관심 영역으로 초음파 치료를 제공하기 위해 구성되는 가변 깊이 초음파 변환기 시스템을 포함한다. 예를 들면, 도 2의 블록 선도에 도시된 전형적인 일 실시예를 참조하면, 초음파 치료를 위한 전형적인 시스템(200)은 관심 영역(210)으로 치료를 제공하는 가변 깊이 변환기 시스템을 포함한다. 가변 깊이 변환기 시스템(202)은 가변 깊이 장치(206)로 구성되는 변환기(204)를 포함할 수 있다. 치료를 제공하는 도중, 가변 깊이 초음파 시스템(202)은 관심 영역(210)에 대한 치료, 이미지 및/또는 온도 또는 다른 조직 매개 변수 모니터링을 제공할 수 있다. 관심 영역(210)은 관심있는 깊은 치료 영역, 피상 영역, 및/또는 피하 영역 또는 환자 내에 위치하는 관심있는 어떠한 다른 영역도 포함할 수 있다. 관심 영역(210)에 대한 가변 깊이 초음파 시스템(202)의 커플링이 용이하도록, 가변 깊이 초음파 시스템(202)은 초음파 에너지 및 신호의 음향적 커플링을 위해 구성되는 커플링 시스템(208)을 더 포함할 수 있다.

전형적인 가변 깊이 변환기 시스템(210)은 도 3에 도시된 블록 선도로 추가로 예시된다. 가변 깊이 변환기 시스템(300)은 제어 시스템(304), 변환기(302), 가변 깊이 요소(306) 및 커플링 시스템(308)을 포함할 수 있다. 제어 시스템(304)은 하나 이상의 관심 영역으로 치료를 제공하기 위해 변환기(302)를 제어 및 작동하도록 구성된다. 변환기(302) 및 가변 깊이 장치(306)는 치료 영역으로 가변 깊이 초음파 치료를 제공하도록 구성된다. 커플링 시스템(308)은 관심 영역으로 가변 깊이 장치(306)와 변환기(302)의 커플링을 위해 구성된다.

제어 시스템(304)은 운동 제어 부시스템을 포함하는, 초음파 치료 시스템, 초음파 이미지 시스템, 및/또는 초음파 이미지, 처방 및/또는 치료 모니터링 시스템 내에서의 이용을 위해 구성될 수 있다. 전형적인 실시예에 따라, 제어 시스템(304)은 프로세서, 디스플레이, 및/또는 하나 또는 그 이상의 입력 장치를 포함할 수 있다. 프로세서는 퍼스널 컴퓨터, Unix 시스템, 또는 소정의 다른 종래의 치료 유닛을 포함할 수 있다. 디스플레이는 모니터, LCD 스크린, 또는 이미지를 디스플레이하도록 구성된 소정의 다른 장치를 포함할 수 있다. 입력/출력 장치는 키이보드, 마우스, 터치-스크린, 또는 정보를 입력하기 위한 소정의 다른 장치를 포함할 수 있다. 입력 장치로부터의 정보 및 디스플레이되는 이미지는 아날로그 장치, 디지털 장치, 및/또는 소정의 다른 메카니즘에 의해, 수동에 의해, 소정의 형태로 수신 또는 전달될 수 있다. 프로세서, 디스플레이, 및/또는 입력 장치는 어떠한 방식으로도 서로 커플링될 수 있다. 커플링에 의해, 제어 시스템(304)을 포함하는 장치는 서로 직접 연결될 수 있거나 신호가 하나의 부품으로부터/하나의 부품으로 서로 이동할 수 있도록 하는 하나 또는 그 이상의 다른 장치 또는 부품을 통하여 연결될 수 있다. 제어 시스템(304)을 포함하는 장치를 위한 다양한 커플링 부품은 인터넷, 무선 네트워크, 종래의 와이어 케이블, 광학 케이블 또는 신호를 전달하는 소정의 다른 매체 및 소정의 다른 커플링 장치 또는 통신 매체를 통한 연결부를 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

커플링 시스템(308)은 변환기(302)와 가변 깊이 장치(306)와 관심 영역 사이의 커플링되는 초음파 에너지 및 신호를 위해 구성된다. 커플링 시스템(308)은 공기 및 다른 가스, 물 및 다른 유체, 겔, 고체 및/또는 이들의 소정의 조합물, 또는 신호가 변환기(302)/가변 깊이 장치(306) 및 관심 영역 사이로 전달되는 것을 허용하는 소정의 다른 매체를 포함하는, 다양한 커플링 매체의 이용을 통한 이 같은 커플링을 용이하게 할 수 있다. 커플링 기능의 제공에 부가하여, 전형적인 일 실시예에 따라, 커플링 시스템(308)은 또한 치료하는 동안 온도 제어를 제공하기 위해 구성될 수 있다. 예를 들면, 커플링 시스템(308)은 커플링 매체의 온도를 적절히 제어함으로써 변환기(302)/가변 깊이 장치(306)와 관심 영역 사이의 영역 또는 경계면의 냉각을 제어하기 위해 구성될 수 있다. 이러한 커플링 매체를 위한 적절한 온도는 다양한 방식으로 달성될 수 있으며, 열전쌍, 서미스터, 또는 커플링 매체의 온도 측정을 위해 구성되는 소정의 다른 장치 또는 시스템과 같은 다양한 피드백 시스템을 이용할 수 있다. 이같이 제어된 냉각은 가변 깊이 변환기 시스템(300)의 공간적 제어가 더 용이하도록 구성될 수 있다.

전형적인 가변 깊이 변환기(302)는 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 가변 깊이 변환기 시스템은 전형적인 변환기로부터 반사면으로의 거리의 변화를 제어하거나, 관심 영역으로 초점을 집중 또는 분산되는 에너지의 각도의 변화를 제어하는 것과 같은, 공간적 제어를 위해 구성될 수 있다, 예를 들면, 가변 깊이 변환기(302)는 구성되는 주파수 의존형 렌즈를 포함하는 가변 깊이 요소(306)로 가변 깊이 변환기(302)의 작동 주파수를 변화시킴으로써 초점 깊이 및 위치를 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 가변 깊이 변환기(302)는 전형적인 변환기의 주파수, 구동 진폭 및 타이밍의 변화를 제어하는 것과 같은, 시간적 제어를 위해 구성될 수 있다. 따라서, 전형적인 가변 깊이 변환기는 공간적 및/또는 시간적 제어를 하도록 구성될 수 있다. 결과적으로, 치료 영역의 위치, 관심있는 지점 또는 영역의 형상 및 크기 및/또는 체적, 뿐만 아니라 열적 상태의 변화가 시간에 따라 동적으로 제어될 수 있다.

가변 깊이 요소(306)는 가변 깊이 치료를 용이하게 하도록 변환기(302)에 적절하게 커플링될 수 있다. 커플링에 의해, 변환기(302)는 가변 깊이 장치(306)에 직접 및/또는 가동적으로 연결될 수 있거나, 에너지 및/또는 신호가 하나의 부품으로부터 또 다른 부품으로 이동할 수 있도록 하는 하나 또는 그 이상의 다양한 부품 또는 요소를 통하여 연결될 수 있다. 변환기(302) 및 가변 깊이 요소(306)는 단일 장치로 조합될 수도 있으며, 여기서 가변 깊이 요소(306)는 변환기(302) 내에, 예를 들면 변환기(302)의 변환 요소의 일 부분으로서 구성된다.

가변 깊이 요소(306)는 가변 깊이 치료 시스템(300)이 관심있는 깊은 치료 여역, 관심있는 피상 영역, 및/또는 관심있는 피하 영역 사이, 또는 그 사이의 다른 영역과 같은 관심있는 하나 이상의 영역으로 치료를 제공하도록 한다. 이러한 치료는 관심있는 단일 영역, 또는 관심있는 하나 이상의 영역 내에서, 동시에 발생할 수 있다. 예를 들면, 도 4를 참조하면, 가변 깊이 치료 시스템(400)의 전형적인 일 실시예가 도시되어 있다. 가변 깊이 치료 시스템(400)은 약 750 kHz 내지 20 MHz 또는 그 이상의 범위에 있는 적당한 주파수 내에서 작동하기 위해 구성될 수 있다. 가변 깊이 치료 시스템(400)은 가변 깊이 장치로 구성되는 변환기를 포함하는 가변 깊이 변환기 시스템(402)을 구비할 수 있다. 가변 깊이 변환기 시스템(402)은 관심 영역으로/으로부터 신호를 수신 및 전달하기 위한 제어 시스템으로 커플링될 수 있다.

작동하는 동안, 가변 깊이 변환기 시스템(402)은 환자 내의 깊은 깊이(406)에 위치하는 깊은 치료 영역(410)을 치료하기 위해 신호를 전달 또는 수신하도록 구성될 수 있다. 에를 들면, 깊은 치료 영역(410)을 위한 깊이(406)는 약 50 mm 내지 7 cm 또는 그 이상의 범위일 수 있다.

가변 깊이 변환기 시스템(402)은 또한 환자의 제 2 내부 영역(422)을 치료하도록 구성될 수 있다. 내부 영역(422)은 한자의 피상 층(412) 및/또는 환자의 피하 층(414)을 포함할 수 있다. 내부 영역(422)은 환자의 조직 층 내의 가장 낮은 깊이(420)에 위치한다. 예를 들면, 깊이(420)는 환자 신체 내의 약 0 mm 내지 5 cm 또는 그 이상의 범위일 수 있으며, 여기서 0 mm 범위는 환자의 피상 층(412)의 외측면을 포함한다. 즉, 환자의 피상 층(412)은 환자의 표면의 임의의 영역 또는 근처를 포함할 수 있다. 가변 깊이 치료 시스템(400)에 의한 치료는 깊은 영역(410) 및 내부 영역(422) 둘다 또는 관심있는 단지 하나의 영역 내의 치료를 포함할 수 있다.

가변 깊이 요소(306)는 내부 영역(422) 및/또는 깊게 위치하는 영역(410)과 같은, 관심있는 하나 이상의 영역의 치료를 용이하게 하도록 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 본 발명의 전형적인 일 실시예에 따라, 변환기(302)는 관심있는 하나 이상의 영역에 대한 음향 에너지의 제어 및 초점 집중/초점 분산을 허용하도록 구성되는 하나 또는 그 이상의 재료를 포함하는 가변 깊이 요소(306)로 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 5A 및 도 5B에 도시된 전형적인 실시예를 참조하면, 가변 깊이 변환기 시스템(500)은 변환기(502), 전기 리드(510), 및 치료를 용이하게 하도록 변환기(502)를 구비하는 가변 깊이 장치(528 또는 530)를 포함할 수 있다.

변환기(502)는 납 지르코네이트 티타네이트(lead zirconante titanate; PZT)와 같은 압전 작동 재료, 또는 압전 세라믹, 크리스탈, 플라스틱, 및/또는 복합 재료 뿐만 아니라 리튬 나이오베이트(lithium niobate), 납 티타네이트, 배리움 티타네이트(barium titanate), 및/또는 납 메타나이오베이트(lead metaniobate)와 같은, 소정의 다른 압전 작동 재료를 포함하는 변환 요소를 포함할 수 있다. 압전 작동 재료에 부가하거나 대신하여, 가변 깊이 변환기(502)는 방사선 및/또는 음향 에너지를 발생하기 위해 구성되는 소정의 다른 재료를 포함할 수 있다. 가변 깊이 변환기(502)는 또한 변환기(502)의 공진 특성을 적절히 형성하도록 하나 또는 그 이상의 정합 층 및/또는 지지 층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 가변 깊이 변환 기(502)는 변환 요소를 따라 압전 작동 재료 또는 방사선 및/또는 음향 에너지가 발생되도록 구성되는 소정의 다른 재료에 커플링되는 하나 또는 그 이상의 정합 층 및/또는 지지 층을 구비하도록 구성될 수 있다.

시간적 제어를 위해, 가변 깊이 변환기(502)의 변환 요소의 두께는 예를 들면 약 750 kHz 내지 30 MHz 또는 그 이상의, 적절한 범위의 중심 작동 주파수를 제공하도록 선택될 수 있다. 낮은 주파수, 예를 들면 약 750 kHz 내지 8 MHz가 더 깊은 침투를 용이하게 할 수 있으며 적당한 주파수이면서 더 높은 주파수, 예를 들면 약 8 MHz 내지 20 MHz 또는 그 이상이 더 큰 분해능이 용이하도록 할 수 있다. 작동을 위한 주파수는 이용 분야에 대해 원하는 에너지 침투 및 분해능의 정도 및 균형을 기초로 하여 선택된다.

전기 리드(510)는 전력이 가변 깊이 변환기(502)로 전달되도록 하고 신호가 가변 깊이 변환기(502)로부터 수신되도록 구성될 수 있으며, 초음파 변환기를 이용하기 위한 소정의 와이어 타입의 구성 및 배치를 포함할 수 있다. 가변 깊이 변환기(502)는 또한 다양한 방식으로 전기 리드(510)로 커플링될 수 있다. 예를 들면, 도 5는 가변 깊이 변환기(502)의 일 단부에만 커플링되는 전기 리드(510)를 도시하였지만, 전기 리드(510)는 마주하는 일 단부 상에, 또는 가변 깊이 변환기(502)를 따른 소정의 다른 위치 모두에 커플링될 수 있다.

공간적 제어를 용이하게 하기 위해, 전형적인 일 실시예에서, 가변 깊이 장치(528)는 관심 영역(518)을 향하여 가변 깊이 변환기(502)로부터 음향 또는 방사선 에너지의 제어 및 초점 집중을 제공하도록 구성되는 하나 또는 그 이상의 반사 재료(504)를 포함할 수 있다. 전형적인 일 실시예에 따라, 반사 재료(504)는 음향 거울, 렌즈, 반사기 또는 음향 또는 방사선 에너지의 초점 집중을 위해 구성되는 프리즘을 포함할 수 있다. 전형적인 거울, 반사기 또는 프리즘은 음향 또는 방사선 에너지가 반사되고, 방향이 꺾이고, 재지향되도록 하기 위한 소정의 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, 이같은 재료는 스테인레스 강, 알루미늄, 또는 소정의 다른 금속 합금, 유리, 플라스틱, 또는 표면으로부터 또 다른 방향으로 음향 에너지가 꺾이고, 재지향되고 및/또는 역으로 반사되도록 하는 소정의 다른 재료를 포함할 수 있다.

전형적인 일 실시에에 따라, 반사 재료(504)는 가변 깊이 변환기(502)에 대해 약 45도 각도로 적절히 경사질 수 있지만, 가변 깊이 변환기로부터 전달되는 에너지가 방향이 반사 재료(504)로부터 관심 영역(518)을 향하여 방향이 꺾이거나, 재지향되거나, 반사되도록, 반사 재료(504)는 가변 깊이 변환기(502)에 대해 소정의 각도로 경사지도록 구성될 수 있다. 경사 각도의 변화에 의해 관심있는 깊은 치료 영역, 관심있는 피상 영역, 또는 관심있는 피하 영역과 같은, 관심있는 어떠한 하나의 영역에도 음향 에너지의 초점 집중을 적절하게 제어할 수 있다.

가변 깊이 장치(528 및 530)는 실질적으로 평평하거나, 만곡되는 것과 같은 다양한 방식으로 또는 음향 또는 방사선 에너지를 반사, 방향이 꺽이거나 재지향시키기 위한 다른 적절한 배치로 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 5A를 참조하면, 가변 깊이 장치(528)는 실질적으로 평평한 방식으로 구성되는 거울(504)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 5B를 참조하면, 가변 깊이 장치(530)는 또한 가변 깊이 변환 기(502)로부터 관심 영역(520)으로 에너지의 초점 집중을 허용하는 만곡된 배치로 구성되는 거울(506)를 포함할 수 있다. 도 5B는 실질적인 구형 및 대칭으로서 도시되어 있지만, 가변 깊이 변환기(502)로부터 전달되는 에너지가 거울(506)로부터 관심 영역(520)으로 방향이 꺽이거나 재지향되거나 또는 반사되도록 거울(506)가 비구면 및/또는 비대칭 방식으로 만곡될 수도 있다. 또한, 거울(506)은 들쭉날쭉형, 톱니형, 파동형, 또는 다른 비 평면, 또는 음향 또는 방사선 에너지가 반사되거나 방향이 꺾이거나 재지향되도록 구성되는 소정의 다른 표면 또는 합성 표면과 같은 다른 형상 및 배치로 구성될 수 있다.

또한, 도 5A는 실질적으로 평평하게 구성되는 거울(504)를 구비한 가변 깊이 장치(528)가 도시되어 있고 도 5B는 만곡되게 구성되는 거울(506)를 구비한 가변 깊이 장치(530)가 도시되어 있지만, 가변 깊이 장치(528, 530)는 실질적으로 평평하고 만곡된 거울의 조합체, 및/또는 공간적 제어를 용이하게 하기 위해 다른 평면, 비 평면 또는 다른 배치로 구성될 수 있다. 공간적 및 시간적 제어를 이용하는 전형적인 일 실시예에 따라, 가변 깊이 장치(528 및 530)는 가변 깊이 변환기(502)의 작동 주파수를 변화시킴으로써 초점 깊이 및 위치의 공간적 제어를 위해 구성되는 주파수 의존형 거울 또는 렌즈로 구성될 수 있다.

결과적으로, 전형적인 변환기 시스템(500)은 약 20 MHz 이하의 적당한 주파수를 이용하는 관심있는 피상 영역 및/또는 관심있는 피하 영역으로 치료를 제공하기 위해 구성될 수 있다. 예를 들면, 전형적인 변환기 시스템(500)은 약 750 kHz 내지 35 MHz 또는 그 이상의 작동 주파수 범위를 가지는 미용 분야에서 더욱 통상 적으로 실시되는 피상 영역 및/또는 피하 영역으로 치료를 제공할 수 있다.

가변 깊이 변환기 시스템(500)은 비 침투식 치료를 제공하기 위한 다양한 비열체로 구성될 수 있다. 예를 들면, 전형적인 일 실시예에 따라, 가변 깊이 장치(528, 530)는 하우징(536) 내의 가변 깊이 변환기(502)를 구비할 수 있다. 하우징(536)은 변환기를 내장하고 비 침투식 치료를 용이하게 하는 것과 같은 치료를 허용하도록 환자와 인터페이싱(interfacing)되는 변환기 하우징의 소정의 형상을 포함할 수 있다. 변환기(502)와 가변 깊이 장치(504, 506)로부터 하우징(536)을 통하여 관심 영역으로의 신호의 커플링은 공기 및 다른 가스, 물 및 다른 유체, 겔, 고체, 이들의 소정의 조합물, 및/또는 신호가 변환기(502)/가변 깊이 장치(528, 530)로부터 관심 영역으로 전달되도록 하는 소정의 다른 매체와 같은 소정의 커플링 매체를 통하여 용이하게 될 수 있다.

개별 장치 및 부품을 포함하는 것에 부가하여, 가변 깊이 변환기(302) 및 가변 깊이 요소(306)는 동일한 장치를 포함할 수도 있다, 즉 가변 깊이 요소(306)는 변환기(302) 내에 구성된다. 예를 들면, 도 6에 도시된 전형적인 일 실시예를 참조하면, 가변 깊이 변환기(600)는 관심 영역(630)을 향한 음향 에너지(620)의 제어 및 초점 집중을 제공하기 위한 가변 깊이 장치로서 구성된 가변 깊이 변환기(602)를 포함할 수 있다.

가변 깊이 변환기(602)는 납 지르코네이트 티타네이트(PZT)와 같은 압전 작동 재료, 또는 압전 세라믹, 크리스탈, 플라스틱, 및/또는 복합 재료 뿐만 아니라 리튬 나이오베이트, 납 티타네이트, 배리움 티타네이트, 및/또는 납 메타나이오베 이트와 같은, 소정의 다른 압전 작동 재료를 포함하는 변환 요소를 포함할 수 있다. 가변 깊이 변환기(602)는 압전 작동 재료를 따라 구성되는 하나 또는 그 이상의 정합 및/또는 지지 층을 포함할 수도 있다. 압전 작동 재료에 부가하거나 대신하여, 가변 깊이 변환기(602)는 방사선 및/또는 음향 에너지를 발생하기 위해 구성되는 소정의 다른 재료를 포함할 수 있다.

전형적인 일 실시예에 따라, 가변 깊이 변환기(602)는 관심 영역(630)에 대해 음향 에너지(620)의 초점 집중을 할 수 있도록 만곡되는 방식으로 구성된다. 곡률은 실질적으로 구형 및/또는 대칭 방식일 수 있거나, 또는 비구면 및/또는 비대칭 방식으로 만곡될 수 있다. 또한, 가변 깊이 변환기(602)는 관심있는 깊은 치료 영역, 관심있는 피상 영역, 및/또는 관심있는 피하 영역과 같은, 관심 영역(630)으로 음향 에너지(620)의 초점을 집중할 수 있도록 하는 소정의 다른 구성을 포함할 수 있다. 예를 들면, 가변 깊이 변환기(602)는 소정의 평면형 또는 비평면형 배치로 구성될 수 있다.

시간적 제어에 대해, 가변 깊이 변환기(602)의 변환 요소의 두께는 적절한 범위, 예를 들면, 약 750 kHz 내지 20 MHz의 중앙 작동 주파수를 제공하도록 선택될 수 있다. 낮은 주파수, 예를 들면, 약 750 kHz 내지 8 MHz 사이의 주파수는 더 깊은 투과를 용이하게 할 수 있으며, 높은 주파수, 예를 들면 약 8 내지 30 MHz 또는 그 이상 사이의 주파수는 더 큰 분해능이 용이하도록 한다. 결과적으로, 전형적인 변환기 시스템(600)은 20 MHz 이하의 적당한 주파수를 이용하여 관심있는 피상 영역 및/또는 관심있는 피하 영역으로 치료를 제공하기 위해 구성될 수 있다. 예를 들면, 전형적인 변환기 시스템(600)은 약 750 kHz 내지 1.5 MHz 또는 그 이상의 작동 주파수 범위를 가지는 미용 분야에서 더욱 통상적으로 실시되는 피상 영역 및/또는 피하 영역으로 치료를 제공할 수 있다.

전기 리드(610)는 전력이 가변 깊이 변환기(602)로 전달되도록 하고 신호가 가변 깊이 변환기(602)로부터 수신되도록 구성될 수 있으며, 초음파 변환기를 이용하기 위한 소정의 와이어 타입의 구성 및 배치를 포함할 수 있다. 가변 깊이 변환기(602)는 또한 다양한 방식으로 전기 리드(610)로 커플링될 수 있다. 예를 들면, 도 6은 가변 깊이 변환기(602)의 일 단부에만 커플링되는 전기 리드(610)를 도시하였지만, 전기 리드(610)는 마주하는 일 단부 상에, 또는 가변 깊이 변환기(602)를 따른 소정의 다른 위치 모두에 커플링될 수 있다.

전형적인 일 실시예에 따라, 관심 영역(630)을 향한 음향 에너지(620)의 제어 및 초점 집중이 제공되도록 가변 깊이 장치로서 구성되는 가변 깊이 변환기(602)를 가지는 것에 부가하여, 가변 깊이 변환기는 음향 에너지의 제어 및 초점 집중이 제공되도록 전자적으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 7에 도시되는 전형적인 일 실시예를 참조하여, 전형적인 전자적 초점 집중 변환기 시스템(700)이 도시된다. 전자적 초점 집중 변환기 시스템(700)은 가변 깊이 변환기(702)를 구비한다. 변환기(502 및 602) 처럼, 가변 깊이 변환기(702)는 압전 작동 재료, 복합 재료, 하나 또는 그 이상의 정합 층, 및/또는 방사선 및/또는 음향 에너지가 발생하도록 구성될 수 있는 소정의 다른 재료를 포함할 수 있다. 가변 깊이 변환기(702)는 변환기의 일차원 또는 이차원 어레이를 포함할 수도 있다.

전형적인 일 실시예에 따라, 가변 깊이 변환기(702)는 적절한 상 지연(phase delay)을 가진 다양한 구동 주파수에 의해 작동될 수 있는 하나 또는 그 이상의 변환기 및/또는 변환 요소를 포함한다. 예를 들면, 가변 깊이 변환기(702)는 제 1 구동 주파수(704)에 의해 작동될 수 있으며, 그리고 적어도 하나 또는 그 이상의 지연된 구동 주파수(706 또는 708)에 의해 후속적으로 작동될 수 있다. 구동 주파수에서의 상 지연은 음향 에너지의 초점 집중이 접선방향(720) 및 축방향(730) 두 방향으로 발생하도록 한다.

가변 깊이 변환기(702)로 전달되는 구동 주파수(704, 706, 708)는 실질적으로 유사한 주파수 및/또는 상이한 주파수를 포함할 수 있으며, 여기서 모든 주파수는 적절한 범위, 즉 약 750 kHz 내지 20 MHz 범위에 있다. 구동 주파수들(704, 706, 708) 사이의 지연은 개략적으로 구동 주파수의 0 ms 내지 거의 전체 주기 범위에 있을 수 있다. 예를 들면, 지연은 구동 주파수 주기의 영 또는 1/1000 내지 최고 구동 주파수 주기의 15/16, 31/32 또는 그 이상을 포함할 수 있으며, 이러한 변화는 시간 지연 내의 총 파장의 임의의 분수를 포함한다.

가변 깊이 변환기(702)의 전자적 상 지연 초점 집중은 접선방향 및/또는 축방향으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 구동 주파수(704, 706, 708) 및/또는 구동 주파수(704, 706, 708)와 관련된 상(phase)은 접선방향 및/또는 축방향으로 초점 집중을 제공하기 위해 변화된다. 전형적인 일 실시예에 따라, 가변 깊이 변환기(702)는 또한 접선방향 및/또는 축방향으로 초점 집중을 제공하도록 턴 온(turn on) 및 턴 오프(turn off)될 수 있는 서브어퍼쳐(subaperature)를 포함할 수 있다. 단계적으로 실행되는 초점 집중은 치료 영역에 대한 초점 집중 및 치료 시간을 자동화함으로써 관심 영역의 과도한 치료를 방지할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 가변 깊이 변환기(702)의 전자 제어는 공급원/수용기의 효과적인 음향 크기를 제어하기 위해 다양한 서브어퍼쳐를 함께 연결(shunt)함으로써 용이하게 될 수 있다.

따라서, 전형적인 변환기 시스템은 가변 깊이 변환기(502, 602, 702) 또는 환자 내의 하나 이상의 관심 영역으로의 음향 및 방사선 에너지의 제어 및 초점 집중을 제공하기 위한 소정의 다른 변환기 구성을 포함할 수 있다. 이러한 전형적인 변환기 시스템은 하나 이상의 관심 영역으로 에너지를 제공하도록 가변 깊이 장치 또는 구성물을 구비하거나 상기 가변 깊이 장치 또는 구성물에 커플링될 수 있는 변환기를 포함할 수 있다. 더욱이, 전형적인 변환기 시스템은 30 MHz 이하의 작동 주파수 범위, 또는 그 이상, 종래 기술의 저 주파수 변환기에 이해 얻을 수 없는 약 750 kHz 내지 8 MHz 주파수 범위로 미용 분야에서 더욱 통상적으로 실시되는 피상 영역 및/또는 피하 영역으로 치료를 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라, 가변 깊이 음향 변환기는 치료 목적을 위해 높은 음향력을 발생하도록 구성될 수도 있으며, 또한 우수한 이미지 성능을 제공한다. 치료 지점 크기가 다양한 치료 깊이에서 최적으로 제어되도록, 본 발명의 전형적인 일 실시예는 부-요소의 어레이로 구성되는 변환기를 포함할 수 있다.

예를 들면, 도 6을 참조하는 전형적인 일 실시예에 따라, 가변 깊이 변환기(602)는 다수의 부-변환 요소를 포함할 수 있으며, 여기에서 소정의 다수의 부-변환 요소는 에너지(620)의 초점 집중이 제공되도록 구성될 수 있다, 즉 소정의 다 수의 부-변환 요소는 우수한 축방향 분해능을 위한 충분한 대역폭을 가지는 음향파를 처리하기 위해 구성될 수 있다. 부-변환 요소는 모두 만곡되도록, 예를 들면 동일한 또는 가변 곡률을 가지도록, 또는 하나 또는 그 이상의 부 변환 요소가 실질적으로 평평하고, 나머지 부 변환 요소가 만곡되도록 구성될 수 있다. 또한, 부 변환 요소는 관심 영역(630)을 향하여 음향 에너지(620)의 제어 및 초점 집중을 제공하도록 구성되는 소정의 다른 형상으로 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 전형적인 실시예에 따라, 전형적인 가변 깊이 변환기 시스템(300)은 변환 요소 내의 압전 재료의 기본 주파수뿐만 아니라 기본 주파수 위의, 압전 재료의 조화 주파수, 및 기본 주파수 아래의 공진과 같은 다른 주파수에 근접한 에너지 부여가 가능하도록 구성될 수 있다. 이러한 조화 및 아래의 기본 공진은 변환기의 공진 특성을 형상하도록 정합 층 및/또는 지지 층의 추가를 포함하여, 변환기 구조 및 다양한 초점 집중 기술을 통하여 제어되어 가능하게 될 수 있다.

예를 들면, 압전 작동 재료가 기본 주파수 근처에서 구동될 때 에너지는 변환기(302)의 피크 음향 출력 또는 피크 음향 전달 효율 근처의 주파수에서 치료 영역으로 적절하게 제공될 수 있다. 상이한 크기 및 형상의 압전 재료는 다양한 전극 구성에 대해 상이한 기본 주파수를 가진다. 전형적인 일 실시예에 따라, 압전 재료가 기본 주파수 위에서, 예를 들면 고조파에서 구동될 때, 또는 기본 주파수 아래에서 구동될 때 에너지가 부여(deposit)될 수 있다. 변환기(302)의 다중 주파수 특성의 이용은 제어되어 다양한 변환기 구성, 음향 제어 및/또는 초점 집중 기 술을 통하여 가능하게 된다.

전형적인 실시예에 따라, 다중 주파수는 가변 깊이 장치(306)을 통한 음향 에너지의 집중을 통하여 가능하게 될 수 있다. 다중 주파수의 실행 가능성은 상이한 주파수에 대응하는 가변 깊이에서의 치료를 허용한다. 예를 들면, 도 8에 도시되는 음향 출력 대 주파수 곡선을 추가로 참조하면, 가변 깊이 변환기 시스템(300)은 곡선(800)에 의해 나타나는 바와 같이, 다중 영역을 치료할 수 있다. 변환기(302) 및 가변 깊이 장치(306)를 통한 적당한 주파수의 구동에 의해 제 1 깊이 영역(804)의 치료, 제 2 얕은 영역(808), 및 제 3 내부 영역(812)의 치료를 가능하게 할 수 있다. 치료 기술에 대해, 다양한 치료, 이미지 및/또는 온도 모니터링 장치가 영역(804, 808, 및/또는 812)에 제공될 수 있다. 3개의 치료 영역이 도 8에 도시되어 있지만, 가변 깊이 변환기 시스템(300)이 2개, 4개, 또는 그 이상의 영역의 치료를 위한 다중 주파수를 가능하게 하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라, 가변 깊이 변환기(302)는 관심있는 하나 또는 그 이상의 영역으로 음향 에너지의 초점을 집중하기 위해 일차원, 이차원 또는 삼차원 치료 장치를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 위에서 설명된 바와 같이, 가변 깊이 변환기(302)는 일차원 어레이를 형성하도록 적절하게 다이스형으로 형성될 수 있으며, 예를 들면 변환기(602)는 부 변환 요소의 단일 어레이를 포함한다.

또 다른 전형적인 실시예에 따라, 가변 깊이 변환기(302)는 이차원 어레이를 형성하도록 이차원으로 적절하게 다이스형으로 형성될 수 있다. 에를 들면, 도 9 를 참조하면, 전형적인 이차원 어레이(900)가 다수의 이차원 부분(902)으로 적절하게 다이스형으로 형성될 수 있다. 이차원 부분(902)은 소정의 깊이에서 치료 영역 상에 초점을 집중하도록 적절하게 구성될 수 있어, 치료 영역의 각각의 조각(902)을 제공한다. 결과적으로, 이차원 어레이(900)는 치료 영역의 이차원 조각의 이미지 장소를 제공할 수 있어, 이차원 치료를 제공한다.

또 다른 전형적인 실시예에 따라, 가변 깊이 변환기(302)는 삼차원 치료를 제공하도록 적절하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 3을 다시 참조하면, 관심 영역의 삼차원 치료를 제공하기 위해, 삼차원 시스템은 제어 시스템(304)과 같이 제어 시스템에 내장되는, 예를 들면 삼차원 그래픽 소프트웨어를 이용하는 알고리즘과 같이, 적용가능한 알고리즘을 구비하는 가변 깊이 변환기(302)를 포함할 수 있다. 적용가능한 알고리즘은 관심 영역과 관련된 이차원 이미지, 온도 및/또는 치료 정보를 수용하여 상기 수용된 정보를 처리하고나서 대응하는 삼차원 이미지, 온도, 및/또는 처방 정보를 제공하도록 적절하게 구성된다.

전형적인 일 실시예에 따라, 도 9를 참조하면, 전형적인 삼차원 시스템은 치료 영역의 상이한 이미지 평면으로부터 904 조각을 적절하게 수용하여 상기 수용된 정보를 처리하고나서 체적형 정보(906), 예를 들면 삼차원 이미지, 온도 및/또는 치료 정보를 제공하기 위한 적용가능한 알고리즘을 구비한다. 더욱이, 적용가능한 알고리즘으로 수용된 정보를 처리한 후, 이차원 어레이(900)는 원하는 바와 같이 용적형 영역(906)으로 치료용 가열을 적절하게 제공할 수 있다.

대안적으로, 삼차원 소프트웨어와 같은, 적용가능한 알고리즘을 이용하지 않 고, 삼차원 이미지 및/또는 온도 정보를 제공하기 위하여, 전형적인 삼차원 시스템은 목표 영역에 대해 다양한 회전 및/또는 이동 위치로부터 작동하도록 탐침 배열체 내에 구성되는 단일 가변 깊이 변환기(302)를 포함할 수 있다.

예를 들면, 도 10을 참조하면, 탐침(1010)은 치료 영역의 주변부(1014) 둘레를 회전하도록 구성되어 삼차원 이미지 및 온도 정보를 제공할 수 있다. 탐침(1010)은 예를 들어 도 3을 참조하면 가변 깊이 장치(306)를 구비하는 가변 깊이 변환기(302)와 같은, 가변 깊이 변환기 시스템을 포함할 수 있다. 전형적인 실시예에서, 탐침(1010)은 커넥터(1012)를 통하여 제어 시스템(304)에 커플링될 수 있다. 커넥터(1012)는 와이어, 광학 케이블, 무선 연결부, 또는 제어 시스템(304)으로부터 탐침(1010) 내에 수용되는 가변 깊이 장치(306) 및 가변 깊이 변환기(302)로 정보를 송신 및/또는 수신할 수 있는 소정의 다른 장치를 포함할 수 있다.

탐침(1010)은 삼차원 정보를 제공하도록 축선(1016) 둘레를 회전하도록 구성될 수 있다. 회전 운동은 시계 방향 또는 반시계 방향 또는 두 방향으로의 운동을 포함할 수 있다. 또한, 회전 운동은 완전한 회전 또는 부분적인 회전을 포함할 수 있다. 따라서, 회전 운동은 단지 두 개의 위치 사이, 또는 소정의 다른 개수의 회전 위치들 사이의 운동을 포함할 수 있다. 또한, 탐침(1010)은 더 큰 시계를 제공하여 부가의 삼차원 정보를 용이하게 이용할 수 있도록 축선(1016)을 따른 이동 또는 쓸어버리도록 구성될 수 있다. 따라서, 탐침 시스템(1000)은 삼차원 정보를 제공하도록 적절히 구성되는 회전 운동 및/또는 이동을 포함할 수 있다.

탐침(1010)의 회전 운동 및/또는 이동은 치료 영역(1014) 둘레의 원하는 다 양한 회전 위치로 탐침(1010)을 수동으로 배치함으로써 제어될 수 있다. 다양한 회전 및/또는 이동 위치에서의 탐침(1010) 내에서 가변 깊이 변환기(302)의 운동이 자동화된 운동을 위해 본 명세서에서 고안되거나 지금 공개된 임의의 기계적 스캐닝 장치에 의해 제어될 수도 있다. 예를 들면, 도 11에 도시된 전형적인 일 실시예를 참조하면, 자동화된 회전 운동 및/또는 이동은 로보틱 아암 메카니즘(1100)의 이용을 통하여 달성될 수 있다. 로보틱 아암 메카니즘(1100)은 탐침(1100) 및 제어부(1114)와 커플링되어 수동 및/또는 전기 기계적으로 작동되는 로보틱 아암(1112)을 포함한다.

탐침(1110)은 가변 깊이 장치(306)를 구비하는 가변 깊이 변환기(302)와 같은, 가변 깊이 변환기 시스템을 포함한다. 탐침(1110)의 운동은 로보틱 아암(1112)의 작동을 통하여 기계적으로 제공된다. 로보틱 아암(1112)은 하나 또는 그 이상의 소정의 방향으로 위치의 정밀한 측정 및 정밀한 운동을 허용하는 하나 또는 그 이상의 부-구획을 포함할 수 있다. 로보틱 아암(1112)은 제어 시스템(1114)에 의해 구동될 수 있다. 제어 시스템(1114)은 구동 박스, 기어 또는 로보틱 아암(1112)의 기계적 운동을 제공하기 위한 소정의 다른 장치를 포함할 수 있다. 제어 시스템(1114)은 또한 프로세서, 디스플레이, 및/또는 입력/출력 장치를 포함할 수 있다. 탐침(1110)은 로보틱 아암(1112)을 따라 또는 로브틱 아암 내에 구성될 수 있는 와이어 또는 광학 케이블, 무선 연결부, 또는 제어 시스템(1114)으로부터 탐침(1110) 내에 수용되는 가변 깊이 변환기(302) 및 가변 깊이 장치(306)로 정보를 송신 및/또는 수신할 수 있는 소정의 다른 장치를 통하여 제어 시스 템(1114)에 추가로 커플링될 수 있다.

제어 시스템(1114)은 최고 6개의 자유도를 가지고 로보틱 아암(1112)의 운동 및 제어를 제공할 수 있다. 제어 시스템(1114)은 로보틱 아암(1112)의 운동이 공간의 하나 또는 그 이상의 고정 위치로 참조되는 것을 허용할 수 있다. 제어 시스템(1114)은 또한 로보틱 아암(1112)의 운동이 환자의 하나 또는 그 이상의 고정 위치로 참조되는 것을 허용할 수 있다.

삼차원 시스템이 이차원 어레이(900) 및 적용가능한 알고리즘을 구비하는 단일 음향 변환기를 포함하여 치료 영역으로 삼차원 이미지, 온도 모니터링 및 치료를 위한 가열을 제공할 수 있는 반면, 삼차원 시스템은 적용가능한 알고리즘 및 회전 운동 및/또는 이동 둘다를 포함하도록 구성되어 부가 정보를 제공할 수 있다. 이와 같이, 치료의 더 큰 영역이 적용가능한 알고리즘 및 회전운동 및/또는 이동 둘다의 이용을 통하여 얻어지게 된다.

계속하여 이러한 예에서, 가변 깊이 변환기(302)가 다양한 회전 위치에 고정되어 유지될 때 삼차원 시스템은 이미지 및 온도 정보를 포착하여 가변 깊이 변환기(302)로부터 치료를 위한 가열을 제공하도록 적절하게 구성될 수 있다. 삼차원 시스템은 또한 이미지 및 온도 정보를 포착하여 위치가 고정되기 직전, 또는 직후 치료를 위한 가열을 제공하도록 적절하게 구성될 수 있다. 삼차원 시스템은 또한 이미지 및 온도 정보를 포착하여 다양한 회전 위치 둘레의 이동 동안 치료를 제공하도록 구성될 수 있다.

일차원, 이차원 또는 삼차원 어레이에 부가하여, 전형적인 가변 깊이 변환 기는 또한 고리형 어레이 내에 구성되어 평면형의 초점 집중 및/또는 초점 분산되는 음향 에너지를 하나 이상의 관심 영역으로 제공한다. 예를 들면, 전형적인 실시예에 따라, 도 12A 및 도 12B를 참조하면, 고리형 어레이(1200)는 다수의 링(1202, 1204, 1206 내지 N)을 포함한다. 링(1202, 1204, 1206 내지 N)은 개별 요소 세트로 기계적 및 전기적으로 격리될 수 있어, 평면형, 초점 집중형 또는 초점 분산형 파를 형성할 수 있다. 예를 들면, 이러한 파형은 지연(τ1, τ2, τ3 ... τN)의 대응하는 전달 및/또는 수용을 조절하는 방법에 의한 것과 같이, 축선 상에 집중될 수 있다. 전자 초점은 가변 깊이의 위치를 따라 적절하게 이동할 수 있어, 다양한 강도 또는 비임 견고성을 가능하게 할 수 있으며, 전자 초점은 초점 분산의 양을 변화시킬 수 있다. 전형적인 일 실시예에 따라, 렌즈는 또한 초점 집중 또는 초점 분산을 제공할 수 있어 소정의 시간적 차이 지연이 감소될 수 있다. 탐침(1000) 및/또는 로보틱 아암 메카니즘(1100)을 통하는 것과 같이 소정의 경로를 따른, 또는 일차원, 이차원 또는 삼차원의 고리형 어레이(1200)의 운동은 관심 영역 내의 체적 또는 소정의 대응하는 공간을 스캔 및/또는 치료하기 위해 실시될 수 있다.

본 발명의 또 다른 전형적인 실시예에 따라, 전형적인 가변 깊이 치료 시스템 및 방법은 또한 치료 영역의 치료를 위한 가열, 냉각 및/또는 이미지 뿐만 아니라 치료 영역 및 치료 영역의 일반적인 근접부의 온도 프로파일의 음향적인 모니터링 또는 다른 조직 매개 변수 모니터링을 제공하도록 구성될 수 있다. 전형적인 일 실시예에 따라, 전형적인 가변 깊이 시스템은, 온도 또는 다른 조직 매개 변수 의 모니터링을 기초로 하고 및/또는 가변 깊이 변환기의 공간적 및/또는 시간적 특성을 적절히 조정하기 위한 이미지 정보를 기초로 하는, 동적 피드백 배열체를 구비할 수 있다. 이같은 이미지 및 다른 온도 또는 조직 매개 변수 정보는 전형적인 가변 깊이 변환기로부터, 또는 이러한 정보를 수집하기 위해 구성되는 개별 장치, 예를 들면 프로파일링 온도, 이미지 또는 다른 정보를 위한 수용기를 구비하는 레이저 장치로부터 전달되는 초음파 신호로부터 적절하게 수집될 수 있다.

예를 들면, 도 4를 참조하면, 이러한 피드백 정보는 피상 층(412)으로부터 가변 깊이 변환기 시스템(402) 내의 변환 요소의 거리 또는 높이, 예를 들면 스탠드오프(standoff)를 동적으로 조정하기 위해 이용될 수 있다. 이 같은 가변 깊이 변환기 시스템(402)의 위치 및/또는 거리의 조정은 수동 또는 기계적으로 조정될 수 있다. 가변 깊이 변환기 시스템(402)의 변환는 관심 영역 내, 예를 들면 내부 영역(422)으로부터 깊은 영역(410)으로 음향 에너지의 투과 깊이의 변화를 초래할 수 있다. 음향 에너지의 투과 깊이는 또한 피상 층(412)으로부터의 가변 깊이 변환기 시스템(402) 사이에 구성된 소정의 냉매의 온도, 및/또는 소정의 냉매의 온도를 변화시킴으로써 적절히 변화될 수 있다.

피드백 정보는 B-스캔 이미지, A-라인, 도플러(Doppler) 또는 컬러 유동 이미지, 표면 음향파 장치, 수중 청음기, 탄성 측정기, 또는 전단파 기반형 장치(shear wave based devices)와 같은, 하나 또는 그 이상의 음향 공급원에 의해 적절하게 발생되거나 제공될 수 있다. 또한, 비디오 및/또는 적외선 카메라, 레이저 도플러 이미저(imager), 광학 커플링 X선 단층 촬영 이미저, 및 온도 센서와 같 은 광학 공급원이 이용될 수 있다. 또한, 피드백 정보는 서미스터 또는 고체 상태 온도 센서와 같은 반도체에 의해, 임피던스 및 정전 용량 측정 장치 및/또는 열전쌍과 같은, 전자 및 전자기 센서에 의해, 그리고 강도계, 변형계 또는 응력 측정 센서, 또는 이들의 적절한 소정의 조합체와 같은 기계적 센서에 의해 적절하게 제공될 수 있다. 또한, 다양한 다른 스위치, 음향 또는 다른 감지 메카니즘 및 방법은 변환기(402)가 하나 또는 그 이상의 관심 영역으로 음향적으로 커플링되어지는 것이 가능하게 되도록 적절하게 이용될 수 있다.

상술된 바와 같이, 다양한 전형적인 실시예에 따라, 전형적인 가변 깊이 변환기는 이미지 및 처방 및/또는 조직 매개 변수 모니터링 조합형 변환기로서 구성될 수 있다. 예를 들면, 전형적인 가변 깊이 변환기는 미국 특허 제 6,050,943호 및 제 6,500,121호에서 제시되는, 이미지/처방 또는 이미지/처방/조직 매개변수 모니터링을 제공하는 단일 변환기를 포함할 수 있으며, 상기 미국 특허 둘다 제목이 "이미지, 처방 및 온도 모니터링 초음파 시스템(Imaging, Therapy and Temperature Monitoring Ultrasonic System)"이며 이들은 본 명세서에서 참조된다. 예를 들면, 도 13을 참조하면, 이미지/처방 조합형 음향 변환기 조립체(1300)는 압전 세라믹판(1310)을 포함할 수 있다. 세라믹판(1310)의 공기 지지 측부는 선형 어레이 구조를 형성하도록 다수의 만곡(예를 들면, 오목한)부(1315)를 가지도록 부분적으로 다이스형으로 형성될 수 있다. 다이스형 세라믹판의 두께는 중심 주파수, 예를 들면 더 깊은 투과를 하는 낮은 주파수 및 더 큰 분해능을 제공하는 높은 주파수를 가지는 500 kHz 내지 20 MHz를 제공하도록 선택될 수 있다. 변환기 어레이를 구성 하는 오목부(1315)는 이미지 기능에서 우수한 측방향 분해능을 달성하도록 이격될 수 있다. 오목부(1315)의 각각의 정면 상에는, 금속 전극(1320)이 세라믹판(1310)을 케이블(1330) 및 단자(1340)를 경유하여 시스템 제어 일렉트로닉스(도시안됨)로 연결되기 위해 제공될 수 있다. 세라믹판(1310)의 다른 면은 공통 금속 전극(1325)을 수용하도록 구성된다. 공통 전극(1325)은 또한 케이블(1335) 및 단자(1345)를 경유하여 시스템 제어 일렉트로닉스에 연결된다.

또한, 비록 오목부가 위에서 설명되었지만, 상기 부분(1315)은 자연 초점 배열체(natural focus arrangement)를 가지는, 예를 들면 초점 집중 렌즈가 없는 실질적으로 평평한 구성을 포함할 수 있다. 또한, 부분(1315)은 볼록 또는 오목 렌즈 배치를 가지는 실질적으로 평평한 구성을 가질 수도 있다. 따라서, 부분(1315)은 다양한 방식으로 구성될 수 있다.

공통 전극(1325) 상에는, 하나 또는 그 이상의 음향 정합 층(1350)이 엑폭시와 같은 접착제를 이용하여 본딩될 수 있다. 도포된 에폭시가 접착제로서 이용될 때, 음향 정합 층(1350)은 서로 자연적으로 접착되기 때문에 그 위에 간단히 캐스팅(cast)될 수 있다. 음향 정합 층(1350)은 세라믹판(1310)과 목표 조직 사이의 적절한 임피던스 정합을 얻기 위한 것으로 의도된다. 결론적으로, 세라믹판(1310)으로부터 목표 조직으로 음향력의 효과적인 전달은 목표 조직에서의 적절한 온도 증가를 달성하도록 유지될 수 있어, 원하는 치료 결과를 초래한다. 음향 정합 층(1350)(또는 층들)이 도포된 에폭시로 세라믹 판(1310)(정확하게는, 공통 전극(1325))에 본딩될 때, 음향 임피던스는 에폭시에 도포된 금속 입자의 양을 변화 시킴으로써 용이하게 조정될 수 있다. 동시에, 음향 정합 층(1350)은 주파수 범위 내에서 방사되는 음향파의 대역폭을 증가시킬 수 있다. 이러한 양태는 효과적인 이미지 기능에 대해 적절하다.

음향 정합 층(1350) 없이, 방사된 음향파의 대역폭은 실제로 음향파를 발생하는 세라믹판(1310)의 설계를 기초로 하여 주로 결정된다. 이는 대역폭을 조정하기 위한 제한된 자유도를 초래한다. 하나 또는 그 이상의 음향 정합 층(1350)을 제공함으로써 세라믹판(1310)의 설계를 실질적으로 변화시키지 않고 폭 범위에서의 대역폭을 적절히 조절하는 것이 가능하다. 통상적으로, 음향 정합 층(1350)의 두께는 음향파의 파장의 1/4 정도로 설정된다. 또한, 음향 정합 층(1350)의 음향 임피던스는 세라믹판(1310)의 음향 임피던스 곱하기 목표 조직의 음향 임피던스의 제곱근에 거의 동일하게 설정되는 것이 바람직하며, 또는

파워(power)로 상승되는 세라믹판의 음향 임피던스, 곱하기 Κ파워로 상승되는 목표 조직의 음향 임피던스가 더욱 바람직하다. 또한, 층 임피던스가 적절하게 변화된 다중 정합 층이 이용될 수 있다.

음향 정합 층(1350)은 세라믹, 플라스틱, 금속 및 이들의 복합 재료와 같은, 다양한 타입의 재료로 제조될 수 있다. 바람직하게는 정합 층은 우수한 열 전도도 및 낮은 음향 감쇠율을 나타낸다. 정합 층(또는 다수의 층)(1350)은 도 13에 도시된 바와 같이 절단되거나 다이스형으로 형성되어 높은 음향적 격리, 즉 낮은 음향적 혼선을 유지한다. 그러나, 세라믹의 정합 층의 가열은 구동 신호의 듀티 사이 클을 경유하여 또는 능동 또는 수동 냉각 방법을 경유하여 제어될 수 있다. 또한, 소정의 다른 종래의 냉각 기술 및/또는 방법이 이용될 수 있다. 비록 도 13에 도시되지 않았지만, 변환기 조립체(1300)에는 변환기의 대역폭을 변형하고 및/또는 히트 싱크로서 기능하도록 적절하게 구성되는 지지 층(도시안됨)이 제공된다.

위에서 설명된 바와 같이 구성되는 세라믹판(1310) 및 다른 관련 부품은 음향 정합 층(1350)과 음향 투과 박막(1360) 사이에서 순환하는 유체(1370)를 경유하여 목표 조직으로 커플링된다. 유체(1370)는 또한 세라믹판(1310)과 음향 정합 층(1350)을 위한 냉매로서 기능하고 또한 경계부에서 조직의 온도를 제어하는데 도움이 될 수 있다. 순환 유체, 열전 냉매 모듈 및/또는 공기압 또는 다른 장치를 경유한 온도 제어는 또한 본 발명의 다양한 양태에 따라 이용될 수 있다. 또한, 상술된 구성을 가지는 음향 변환기 조립체(1300)는 수밀 하우징(water-tight housing)(도면에 도시안됨)으로 둘러싸인다.

순환 유체(1370)는 상술된 바와 같은 두 개의 주요 기능을 가진다. 이들 중 하나는 세라믹판(1310)과 음향 정합 층(1350)을 목표 조직으로 커플링하는 것이다. 나머지는 음향 변환기 조립체(1300)로부터 폐열을 제거하는 것이다. 특히, 음향 변환기 조립체의 에너지 전환 효율은 통상적으로 약 80%이며, 결론적으로 입력 전력의 일 부분은 폐열이 된다. 많은 양의 전력이 이미지/처방 조합형 음향 변환기 조립체(1300)로 입력될 때, 조립체(1300)가 가열된다. 이는 감소된 효율 및 변경된 작동 특성을 초래하여, 치료 목적 상에 부작용을 발생시키게 된다. 따라서 순환 유체(1370)는 음향 변환기 조립체(1300)를 냉각시킴으로써 안정적이고 일정한 온도로 유지한다. 유체(1370)는 통상적으로 물이다. 대안적으로, 소정의 적절한 미네랄 오일, 식물 오일 또는 다른 적절한 액체가 유체(1370)로서 이용된다.

도 13에는 단일 변환기 내의 이미지/처방 및/또는 조직 매개 변수 조합형 모니터링을 제공하기 위한 전형적인 일 실시예가 도시되어 있지만, 여기에서 공개되고 및/또는 이후 전개되는 것을 포함하여 다양한 다른 구성 및 실시예들이 적절하게 실현될 수 있으며, 이미지/처방 및/또는 조직 매개 변수 모니터링 조합형을 제공하도록 구성되는 조립체(1300) 내의 부품의 소정의 조합물이 다양하고 전형적인 실시예 내에서 실시될 수 있다.

도 14A를 참조하면, 전형적인 이미지/처방 및/또는 조직 매개 변수 모니터링 음향 변환기 조립체(1300)로 인터페이스되는 이미지 부시스템(1410)이 후술된다. 케이블(1410)을 경유하여 음향 변환기 조립체(1300)로 연결되는 이미지 부시스템(1410)은 비임 형성 제어 유닛을 포함한다. 음향 변환기 조립체(1300)가 음향파로 목표 조직(1480) 내의, 치료 영역을 포함하는 관심 영역을 스캔하도록 유닛이 작동된다. 복귀되는 음향 신호는 음향 변환기 조립체(1300)에 의해 수신되고, 그리고나서 이미지 부시스템(1410)으로 송신되어 치료 영역의 초음파 이미지를 발생시킨다. 따라서 발생된 이미지는 비디오 디스플레이 단자(1450) 상에 디스플레이되어 실제로 처방 치료 공정을 시작하기 전에 이용자가 목표 조직(1480) 내의 치료 영역에 대해 음향 변환기 조립체(1300)를 적절하게 위치설정하는 것을 보조한다.

도 14C를 참조하면, 전형적인 이미지/처방 조합형 음향 변환기 조립체(1300)로 인터페이스되고 케이블(1410)을 경유하여 이미지/처방 조합형 음향 변환기 조립 체(1300)로 연결되는, 치료 부시스템(치료용 가열 시스템)(1420)은 음향 변환기 조립체(1300)의 선형 어레이로, 즉 도 13에 도시된 바와 같은 세라믹판(1310)의 각각의 부분(1315)의 각각으로 인터페이스되는 전력 RF 드라이버를 포함한다. 전력 RF 드라이버는 또한 세라믹판(1310)의 다른 면에 제공되는 공통 전극(1325)으로 연결된다. 따라서 연결된 전력 RF 드라이버로부터 세라믹판(1310)으로 RF 신호 전압을 적절하게 인가함으로써, 높은 파워의 음향 에너지가 발생한다. 드라이버는 제시간에 제어되어 음향 변환기 조립체(1300)가 목표 조직(1480) 내의 치료 영역을 포함하여 관심 영역으로 음향파를 전달하고, 인도하고 및/또는 초점을 집중하도록 한다. 가열력 및 가열 시간 뿐만 아니라 변환기 양극 처리는 모두 처방 치료 공정 동안 제어되어 적절한 가열 패턴 및 치료 조사를 달성한다.

온도와 같은 조직 매개 변수 모니터링은 조직 운동 인위 결과(artifact)를 회피하기 위해 계산되는 방식으로 모니터링될 수 있다. 예를 들면, 국부 영역이 가열되는 경우, 가열된 영역은 실질적으로 국부 영역이 가열된 직후 펄스 에코 신호(pulse echo signal)를 보낸다. 이러한 경우 가열된 영역으로부터의 에코는 시간 및 진폭이 변화된다. 예를 들면, 조직에서의 음향 감쇠율이 50℃로부터 70℃로 거의 두 배가 된다. 영역이 가열 직전 및 직후 측정되어, 조직 운동 인위 결과가 회피될 뿐만 아니라 소정의 음향 전파가 초래된다.

단지 작은 영역이 제때에 치료되는 경우, 고온 지점에 대한 등온 영역이 발생된다. 따라서, 가열된 영역 상으로 입사되는 파의 진폭 및 경과 시간이 치료 에너지가 전달된 전 및 후에 동일하다. 따라서, 치료 후 진폭 및 시간이 처지된 조 직에 대해 실질적으로 변화된다.

이미지/처방 조합형 변환기 조립체(1300)가 작은 영역(1480)을 가열하기 위해 이용되는, 도 14C를 참조하면, 온도 모니터링 부시스템(1430)이 디스플레이(1450)로 연결된다. 온도 모니터링 부시스템(1430)은 또한 적절한 케이블(1410)에 의한 것과 같이, 변환기 조립체(1300)로 연결된다. 이러한 예에 따라, 전체 용적이 스캔되고 그리고 펄스 에코를 쓸어버림으로써 효과적인 열적 소량(시간/온도 히스토리)(예를 들면, 다시 교차되는 용적)이 결정될 수 있다. 용어 열적 소량(thermal dose)은 지속하는 통합 기능의 시간 및 온도에 관련되며 이 통합 기능에 의해 예를 들면 회저(necrosity)가 결정된다.

본 발명은 다양한 전형적인 실시예를 참조하여 설명된다. 그러나, 본 기술분야의 기술자는 본 발명의 범위로부터 이탈하지 않고 전형적인 실시예에 대해 변화 및 변형될 수 있다는 것을 인식하게 된다. 예를 들면, 다양한 작동 단계, 뿐만 아니라 작동 단계를 수행하기 위한 부품은 특별한 적용 분야에 종속하여 대안적인 방식으로 시스템의 작동과 관련된 소정의 개수의 비용적 기능을 고려하여 실시될 수 있으며, 예를 들면 다양한 단계가 삭제, 변형되거나 다른 단계와 조합될 수 있다. 또한, 위에서 설명되는 가변 깊이 변환기로의 초음파 치료를 위한 방법 및 시스템이 환자에 근접한 의사에 의해 이용하기에 적절하지만, 상기 시스템은 또한 원격으로 접근할 수 있다, 즉 의사는 위성/무선에 의해 또는 IP 또는 디지털 케이블 네트워크 등과 같은 유선 연결부에 의한 것과 같이, 다양한 통신 방식으로 전달되는 이미지 정보를 가지는 원격 디스플레이를 통하여 관측할 수 있으며, 변환기에 대한 적절한 배치에 대해 근거리의 의사에게 지시할 수 있다. 또한, 다양한 전형적인 실시예가 비 침투식 구성을 포함할 수 있지만, 전형적인 가변 깊이 변환기 시스템은 또한 적어도 임의의 수준의 침투 치료 분야를 위해 구성될 수 있다. 이러한 및 다른 변화 또는 변형은 후술되는 청구범위에서 제시되는 바와 같이, 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims

환자 내의 가변 깊이에 있는 관심 영역의 치료를 위해 구성되는 초음파 치료 시스템으로서,

상기 초음파 치료 시스템의 제어를 위해 구성되는 제어 시스템,

상기 환자의 내부 영역과 깊은 치료 영역 사이의 관심 영역으로 치료를 제공하는 가변 깊이 장치,

상기 가변 깊이 변환기 시스템과 상기 환자 사이의 음향적 커플링을 위해 구성되는 커플링 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 가변 깊이 변환기 시스템은 환자의 피상 및 피하 영역들 중 하나 이상의 영역을 포함하는 상기 내부 영역을 치료하기 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 변환기는 시간적 제어로 약 750 kHz 내지 20 MHz의 범위에 있는 적당한 주파수에서 작동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 가변 깊이 변환기 시스템은 환자의 피상 및 피하 영역들 중 하나 이상의 영역을 치료하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 가변 깊이 변환기 시스템은 상기 가변 깊이 장치 내의 처방, 이미지 및 온도 모니터링의 조합 치료들 중 두 개 이상을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 5 항에 있어서,

피상 치료 층과 피하 층 사이에 치료를 제공하고, 상기 변환기는 시간적 제어로 약 750 kHz 내지 20 MHz 범위의 적당한 주파수에서 작동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 변환기는 상기 가변 깊이 장치로 커플링되고 하나 이상의 관심 영역으로 음향 에너지의 초점 집중을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 가변 깊이 장치는 상기 음향 에너지를 하나 이상의 관심 영역으로 반사 하기 위한 반사 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 8 항에 있어서,

상기 반사 재료는 하나 이상의 거울을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 거울은 형상이 실질적으로 평평한 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 거울은 형상이 만곡되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 변환기는 공간적 제어로 상기 변환기로부터 반사면으로의 거리, 및 관심 영역으로 전달되는 에너지의 각도들 중 하나 이상을 변화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 가변 깊이 장치가 하나 이상의 관심 영역으로 음향 에너지의 초점 집중 을 제공하기 위해 상기 변환기 내에 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 13 항에 있어서,

상기 변환기는 만곡된 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 14 항에 있어서,

상기 변환기는 다수의 부-변환 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 13 항에 있어서,

상기 변환기는 상기 관심 영역으로 음향 에너지의 전자적 초점 집중을 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 16 항에 있어서,

상기 전자적 초점 집중은 약 0 ms 내지 총 파동 주기의 상 지연을 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 가변 깊이 장치는 상기 가변 깊이 변환기의 여기 주파수를 변화시킴으로써 초점 깊이를 제어하도록 구성되는 주파수 의존형 렌즈로서 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 가변 깊이 변환기 시스템은 삼차원 작동을 위해 구성되는 이차원 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 가변 깊이 변환기는 평면형, 초점 집중형 및 초점 분산형 파들 중 하나 이상을 형성하기 위해 하나의 개별 요소 세트로 기계적 및 전기적으로 격리되는 다수의 링을 포함하는 고리형 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 변환 요소는 하나 이상의 압전 작동 재료를 포함하고 상기 압전 작동 재료는 상기 압전 작동 재료의 기본 주파수 및 상기 기본 주파수 아래 대응 주파수 둘다에서 및/또는 공진에서 음향 에너지 부여가 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제어 시스템은 치료 영역의 이미지 정보, 위치 정보, 및 온도 정보들 중 하나 이상의 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제어 시스템은 상기 변환기의 운동을 제어하기 위한 로보틱 아암 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 커플링 시스템은 상기 가변 깊이 변환기로부터 음향 에너지의 초점 깊이의 조정을 용이하게 하기 위해 상기 가변 깊이 변환기의 온도를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 변환기는 20 MHz 보다 큰 주파수에서 작동되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
환자에게 치료를 제공하기 위한 비 침투식 초음파 치료 시스템으로서,

상기 비 침투식 초음파 치료 시스템은 가변 깊이 요소로 환자의 피상 및 피 하 영역 사이의 관심 영역으로 치료를 제공하도록 구성되는 변환 요소를 포함하는 가변 깊이 변환기를 포함하고,

상기 가변 깊이 변환기는 약 750 kHz 내지 20 MHz의 범위의 적당한 주파수에서 작동되는 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.
제 26 항에 있어서,

상기 변환 요소는 상기 가변 깊이 장치에 커플링되는 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.
제 27 항에 있어서,

상기 가변 깊이 장치는 상기 음향 에너지를 상기 관심 영역으로 반사하기 위한 반사 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.
제 28 항에 있어서,

상기 반사 재료는 하나 이상의 거울을 포함하는 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.
제 29 항에 있어서,

상기 거울은 형상이 실질적으로 평평한 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.
제 29 항에 있어서,

상기 거울은 형상이 만곡형인 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.
제 26 항에 있어서,

상기 가변 깊이 장치는 상기 관심 영역으로 음향 에너지의 초점 집중을 제공하기 위해 상기 변환기 내에 구성되는 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.
제 32 항에 있어서,

상기 변환기는 만곡된 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.
제 32 항에 있어서,

상기 변환기는 다수의 부-변환 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.
제 31 항에 있어서,

상기 변환기는 상기 관심 영역으로 음향 에너지의 전자적 초점 집중을 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.
제 35 항에 있어서,

상기 전자적 초점 집중은 약 0 ms 내지 총 지연 주기의 상 지연을 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.
제 26 항에 있어서,

상기 변환기는 하나 이상의 압전 작동 재료를 포함하는 변환 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.
제 37 항에 있어서,

상기 변환 요소는 상기 압전 작동 재료의 기본 주파수 및 상기 기본 주파수 아래의 대응 주파수 둘다에서 음향 에너지 부여가 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.
제 37 항에 있어서,

상기 변환 요소는 상기 압전 작동 재료의 기본 주파수 및 상기 기본 주파수 위의 대응 주파수 둘다에서 음향 에너지 부여가 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.
제 26 항에 있어서,

상기 가변 깊이 변환기 시스템은 삼차원 작동을 위해 구성되는 이차원 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.
환자에게 비 침투식 초음파 치료를 제공하는 방법으로서,

가변 깊이 요소를 구비하는 변환 장치를 포함하는 변환기를 적당한 주파수로 작동하는 단계,

치료를 제공하기 위해 환자의 내부 영역과 깊은 치료 영역 사이의 관심 영역으로 음향 에너지의 초점을 집중하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자에게 비 침투식 초음파 치료를 제공하는 방법.
제 41 항에 있어서,

상기 내부 영역은 환자의 피상 및 피하 영역들 중 하나 이상의 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 환자에게 비 침투식 초음파 치료를 제공하는 방법.
제 41 항에 있어서,

상기 적당한 주파수로 작동하는 단계는 약 750 kHz 내지 20 MHz 범위 내에서 발생하는 것을 특징으로 하는 환자에게 비 침투식 초음파 치료를 제공하는 방법.
환자에게 치료를 제공하기 위한 비 침투식 초음파 치료 시스템으로서,

상기 비 침투식 초음파 치료 시스템은 가변 깊이 요소로 환자의 피상 영역과 피하 영역 사이의 관심 영역으로 치료를 제공하도록 구성되는 변환 요소를 포함하는 가변 깊이 변환기를 포함하고,

상기 가변 깊이 변환기는 공간적 및 시간적 제어로 관심 영역으로의 음향 에너지의 가변적 전달을 용이하게 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.
제 44 항에 있어서,

상기 공간적 제어는 상기 가변 깊이 변환기로부터 반사면으로의 거리, 및 관심 영역으로 전달되는 에너지의 각도들 중 하나 이상의 변화를 포함하고,

상기 시간적 제어는 상기 가변 깊이 변환기와 상기 관심 영역 사이의 커플링 매체의 온도 변화를 포함하는 것을 특징으로 하는 비 침투식 초음파 치료 시스템.