專利名稱：超聲耦合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲耦合裝置、超聲設(shè)備、超聲工具包以及在各種超聲應用中使用該裝置、設(shè)備以及工具包的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的治療超聲發(fā)生技術(shù)具有阻止將其使用在便攜式超聲遞送裝置中的大量不足。例如，當前的治療超聲發(fā)生技術(shù)通常尺寸最小為鞋盒大小的裝置，該裝置包括用戶界面、功率發(fā)生電路以及經(jīng)由手杖連接的獨立換能器。裝置的形狀和尺寸變化，但是通常為6-20磅。這種裝置還需要壁式電源，并且操控0-4瓦特而頻率為l-3MHz的超聲能量。施加來自這種裝置的換能器的能量，以穿透組織并且實施超聲。傳統(tǒng)的超聲治療具有較短的持續(xù)時間(例如，5-20分鐘)。其他聲稱的治療超聲技術(shù)聲稱為便攜的，但是僅能夠產(chǎn)生表面超聲波。此外，由于安全問題、裝置的非便攜式尺寸或者需要外部電源，所以治療超聲裝置通常不能長期使用。因而，除了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點之外，需要一種能夠?qū)⒊暷芰堪踩剡f送至組織深處的便攜式治療超聲設(shè)備。已經(jīng)報道了先前嘗試提供繃帶和用于治療超聲技術(shù)的其他耦合裝置。參見例如美國專利No. 4，787，888、美國專利No. 7，211，060以及美國申請公開號No. 2008/0200810。然而，目前為止，本領(lǐng)域中所提供的超聲繃帶或耦合裝置不足以用于能夠?qū)⒊暷芰窟f送至組織深處并且可以長時間使用的便攜式治療超聲系統(tǒng)。仍然需要一種能夠用于所有類型的治療超聲換能器并且能夠增強將治療超聲傳送至對象的效率的超聲耦合裝置。本發(fā)明旨在克服本領(lǐng)域中的這些和其他缺點。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明涉及一種用于各種超聲換能器、系統(tǒng)和應用的超聲耦合裝置。該超聲耦合裝置包括耦合隔間，耦合隔間依次包括腔室，腔室具有連續(xù)側(cè)壁以及位于腔室的第一端上的開口。連續(xù)側(cè)壁配置成將薄型(low-piOfile)超聲換能器保持在腔室內(nèi)，從而薄型超聲換能器的前超聲發(fā)射表面向外面向腔室開口。該前超聲發(fā)射表面配置成控制從薄型超聲換能器發(fā)射的超聲能量的方向和波型。連續(xù)側(cè)壁還配置成將一定量的超聲傳導介質(zhì)保持在腔室內(nèi)，并且可操作以保持超聲傳導介質(zhì)同時與對象的表面以及薄型超聲換能器的前超聲發(fā)射表面的至少一部分接觸。本文描述和說明了制造和使用本發(fā)明的超聲耦合裝置的方法。另一方面，本發(fā)明涉及一種用于各種超聲應用的超聲設(shè)備。該超聲設(shè)備包括至少一個薄型超聲換能器以及如本文所述的至少一個超聲耦合裝置。該至少一個超聲耦合裝置可操作地耦合至該至少一個薄型超聲換能器，由此形成換能器/耦合裝置單元。可以使用各種能量發(fā)生模塊(例如便攜式電源裝置)以向該至少一個薄型超聲換能器提供電能，其依次產(chǎn)生用于各種超聲應用的超聲能量。另一方面，本發(fā)明涉及一種治療超聲工具包。該超聲治療工具包包括至少一個薄型超聲換能器和如本文所述的至少一個超聲耦合裝置。該至少一個超聲耦合裝置配置成可操作地耦合至該至少一個薄型超聲換能器，由此形成換能器/耦合裝置單元?？梢允褂酶鞣N能量發(fā)生模塊(例如便攜式電源裝置)以向該至少一個薄型超聲換能器提供電能，其依次產(chǎn)生用于各種超聲應用的超聲能量。 另一方面，本發(fā)明涉及一種用于在對象上進行物理治療的方法。該方法包括提供至少一個薄型超聲換能器，該薄型超聲換能器可操作地耦合至本發(fā)明的至少一個超聲耦合裝置，由此形成至少一個換能器/耦合裝置單元。該至少一個換能器/耦合裝置單元用于向?qū)ο笫┘又委煶暷芰?，其中由該至少一個薄型超聲換能器產(chǎn)生治療超聲能量。另一方面，本發(fā)明涉及一種用于向?qū)ο笫┘映暷芰康姆椒āＴ摲椒òㄌ峁┲辽僖粋€薄型超聲換能器，該薄型超聲換能器可操作地耦合至本發(fā)明的至少一個超聲耦合裝置，由此形成至少一個換能器/耦合裝置單元。該至少一個換能器/耦合裝置單元用于向?qū)ο笫┘又委煶暷芰?，其中由該至少一個薄型超聲換能器產(chǎn)生治療超聲能量。另一方面，本發(fā)明涉及一種將藥物局部地遞送至對象的方法。該方法包括提供至少一個薄型超聲換能器，該薄型超聲換能器可操作地耦合至本發(fā)明的至少一個超聲耦合裝置，由此形成至少一個換能器/耦合裝置單元，其中耦合裝置還包括可遞送部件，可遞送部件包括將遞送至對象的藥物。該至少一個換能器/耦合裝置單元用于連同可釋放部件將超聲能量施加至對象的表面，其中超聲能量由薄型超聲換能器產(chǎn)生并且發(fā)射通過耦合裝置的半透膜。關(guān)于本發(fā)明的各種方法，超聲耦合裝置可操作以用于超聲換能器(例如，薄型超聲換能器)，超聲換能器能夠發(fā)射頻率和強度有效地穿透至對象組織深處的超聲能量，并且便攜且不局限于提供表面超聲能量。本發(fā)明的超聲耦合裝置適用于各種超聲換能器系統(tǒng)。在一個特定實施例中，超聲耦合裝置有效地用于薄型治療超聲換能器。例如，超聲耦合裝置可以配置為超聲傳送襯片，并且可以用作為將超聲換能器暫時地保持在合適的位置并且將超聲換能器有效地聲學耦合至另一對象(例如人)的器件。在這種實施例中，襯片/耦合裝置可以類似于用于覆蓋切口的粘合繃帶；然而，其可以具有內(nèi)袋，而將換能器牢固地保持在合適的位置。此外，換能器插入襯片中的袋中，而該袋可以具有超聲傳送介質(zhì)(例如超聲凝膠)，本文也稱為超聲傳導介質(zhì)，其將超聲換能器從襯片聲學地耦合至感興趣的身體。襯片允許將超聲換能器暫時設(shè)置和耦合在各種結(jié)構(gòu)中，而無需將聲傳送介質(zhì)直接施加至感興趣的身體上。另一個實例中，超聲耦合裝置可以設(shè)計成各種實施例，以施加從換能器至對象(例如，人或動物)的聲稱合，而無需將換能器固定在一點。
因而，本發(fā)明提供了一種超聲耦合裝置，該超聲耦合裝置是撓性的，用于可佩帶、便攜式治療超聲系統(tǒng)，以及標準辦公室內(nèi)的治療超聲系統(tǒng)。根據(jù)結(jié)合附圖對本發(fā)明的各個方面進行的下列詳細描述，本發(fā)明的這些和其他目的、特征以及優(yōu)點將變得顯然。


為了說明本發(fā)明的各個方面，在附圖中示出了本發(fā)明的特定實施例。然而，本發(fā)明并不局限于附圖中所示的實施例的精確地設(shè)置和手段。此外，正如所提供的，在附圖中包含的相同的附圖標記指代類似或相同的元件。圖I是本發(fā)明的超聲耦合裝置的一個實施例的圖示。以前視圖、后視圖和局部前/側(cè)透視圖示出了超聲耦合裝置。
圖2A-2D是與薄型超聲換能器耦合的本發(fā)明的超聲耦合裝置的實施例的圖示。圖2A示出了耦合前的獨立部件，其中薄型超聲換能器50具有透鏡部分71、壓電部件60和支撐部分72。圖2B示出了與超聲耦合裝置100耦合的薄型超聲換能器50。圖2C示出了耦合前的超聲耦合裝置100、薄型超聲換能器50和超聲傳導介質(zhì)700。圖2D示出了耦合在一起并且可操作地設(shè)置在對象110的表面111上的超聲耦合裝置100、薄型超聲換能器50以及超聲傳導介質(zhì)700。圖3是與薄型超聲換能器耦合的本發(fā)明的超聲耦合裝置的一個實施例的圖示，其中超聲耦合裝置100具有開口 300b，用于通過纜線51。圖4提供了本發(fā)明的超聲耦合裝置的一個實施例的透視圖。以前視圖、后視圖和側(cè)視透視圖示出了超聲耦合裝置。圖5提供了本發(fā)明的超聲耦合裝置的一個實施例的透視圖。以兩個前視圖、兩個后視圖和三個側(cè)視透視圖示出了超聲耦合裝置。出于說明性目的，示出了超聲耦合裝置的該特定實施例的尺寸，但并不意味著將本發(fā)明的超聲耦合裝置限制于該特定尺寸。圖6提供了本發(fā)明的超聲耦合裝置的一個實施例的透視圖。以兩個前視圖、兩個后視圖和四個側(cè)視透視圖示出了超聲耦合裝置。出于說明性目的，示出了超聲耦合裝置的該特定實施例的尺寸，但并不意味著將本發(fā)明的超聲耦合裝置限制于該特定尺寸。圖7是本發(fā)明的超聲耦合裝置的一個實施例的各個透視圖的視圖。該實施例包括半透膜，用于使得超聲傳導介質(zhì)或可遞送部件通過其中。圖8是本發(fā)明的超聲耦合裝置的一個實施例的各個透視圖的圖示。該實施例包括半透膜，用于使得超聲傳導介質(zhì)或可遞送部件通過其中。還示出了與薄型超聲換能器耦合的超聲耦合裝置。圖9A-9B是本發(fā)明的超聲耦合裝置以及用于該超聲耦合裝置的合適的薄型超聲換能器的一個實施例的圖示。圖9A示出了耦合之前的超聲耦合裝置和薄型超聲換能器。圖9B示出了耦合在一起以形成單一換能器/耦合裝置單元600的超聲耦合裝置和薄型超聲換能器。圖10示出了本發(fā)明的超聲設(shè)備的一個實施例。超聲設(shè)備配置為用于人類膝部及周圍。圖11示出了本發(fā)明的超聲設(shè)備的兩個實施例。一個實施例示出了配置為用于人類腳踝或足部區(qū)域及周圍的超聲設(shè)備。另一實施例示出了配置為用于人類大腿區(qū)域及周圍的超聲設(shè)備。圖12示出了本發(fā)明的超聲設(shè)備的一個實施例。超聲設(shè)備配置為用于人類手腕和手部區(qū)域及周圍。圖13A-13B示出了本發(fā)明的超聲設(shè)備的一個實施例。超聲設(shè)備配置為用于人類腰區(qū)域及周圍。圖13A示出了超聲設(shè)備本身。圖I 3B示出了應用于人類腰部區(qū)域的超聲設(shè)備。圖14示出了應用于人類膝部區(qū)域的本發(fā)明的超聲耦合裝置的一個實施例。超聲耦合裝置用于與對象穿戴的衣物配合，由此組合以形成本發(fā)明的超聲設(shè)備的一個實施例。
圖15A-15C示出了本發(fā)明的超聲設(shè)備的實施例的各個方面。圖15A和15B是可以用于將超聲耦合裝置和薄型超聲換能器固定至對象的繃帶(圖15A)和包套(圖15B)的圖示。圖15C是示出使用包套將超聲換能器系統(tǒng)(包含耦合至其上的薄型超聲換能器)應用于馬的腳踝/小腿區(qū)域的圖示。圖16A-16C是本發(fā)明的超聲耦合裝置的一個實施例的圖示。該實施例包括使能條帶908，該使能條帶908具有安裝在薄型超聲換能器50的插入部件910b中的使能部件910(例如，形狀類似奶嘴接頭)，以允許從薄型超聲換能器50產(chǎn)生超聲能量。圖16A示出了在將使能部件連接至插入部件之前的超聲耦合裝置。圖16B示出了其中使能部件接觸插入部件的超聲耦合裝置。圖16C是示出使能部件910/插入部件910b彼此接觸的側(cè)視圖。
具體實施例方式本發(fā)明涉及一種適用于薄型超聲換能器和系統(tǒng)的超聲耦合裝置。本發(fā)明的超聲耦合裝置尤為適用于便攜式超聲裝置、系統(tǒng)和方法。此外，本發(fā)明的超聲耦合裝置可以配置為一次性或可重復使用的，并且可以用于一次性或可重復使用的超聲換能器。因而，一方面，本發(fā)明提供了用于便攜式超聲換能器和系統(tǒng)的完全獨立的超聲耦合裝置。此外，本發(fā)明的超聲耦合裝置可以配置使得允許由超聲換能器或系統(tǒng)產(chǎn)生超聲能量。在這種結(jié)構(gòu)中，超聲耦合裝置配置使得，僅當超聲換能器正確地與超聲耦合裝置耦合時才傳送超聲能量。例如，如本文所述，在各個實施例中，本發(fā)明的超聲耦合裝置提供了使能部件，該使能部件連接至換能器以允許換能器操作而發(fā)射超聲能量。在另一實施例中，超聲耦合裝置可以配置使得一旦將換能器正確地設(shè)置在超聲耦合裝置中換能器和能量發(fā)生模塊之間的連接就完成。在該實施例中，本發(fā)明的超聲耦合裝置可以設(shè)計以定制地安裝特定換能器，從而超聲耦合裝置引導將換能器正確地設(shè)置在超聲耦合裝置中。另一方面，本發(fā)明的超聲耦合裝置在換能器與本發(fā)明的超聲耦合裝置耦合時向連接至換能器的配線或纜線提供應變消除。這允許超聲耦合裝置保護換能器以安全和可重復地使用。如圖I中所示，超聲耦合裝置100包括耦合隔間200。耦合隔間200包括具有連續(xù)側(cè)壁300的腔室210以及位于腔室210的第一端211上的開口 211a。如圖2A-2D中所示，連續(xù)側(cè)壁300配置成將薄型超聲換能器50保持在腔室210內(nèi)，從而薄型超聲換能器50的前超聲發(fā)射表面58向外朝向腔室210的開口 211a。該前超聲發(fā)射表面58配置成控制從薄型超聲換能器50發(fā)射的超聲能量的方向和波型。如圖2B-2D中所示，連續(xù)側(cè)壁300還配置成將一定量的超聲傳導介質(zhì)700保持在腔室210內(nèi)，并且可操作以保持超聲傳導介質(zhì)700同時與對象110的表面111以及薄型超聲換能器50的前超聲發(fā)射表面58的至少一部分接觸。例如，如圖2B-2D中所示，連續(xù)側(cè)壁300可以配置以包括唇緣部分300a。在一個實施例中，如圖2B-2D中所示，唇緣部分300a在可操作以將薄型超聲換能器50固定在腔室210中的位置處形成在連續(xù)側(cè)壁300的內(nèi)表面上。
如圖2C-2D中所示，腔室210具有與第一端211相對的第二端212。第二端212提供了障礙，以在腔室210內(nèi)有效地形成腔區(qū)域213，以協(xié)助將薄型超聲換能器50牢固地固定在腔區(qū)域213/腔室210中。如圖3中所示，在一個實施例中，連續(xù)側(cè)壁300還可以包括開口 300b，開口 300b配置以允許連接至薄型超聲換能器50的纜線51延伸至腔室210的外側(cè)。如圖2B中所示，在另一個實施例中，開口 300b可以配置作為纜線支撐延伸部分400，纜線支撐延伸部分400從連續(xù)側(cè)壁300向外延伸并且包括用于纜線51的通路410。如圖4-6所示，耦合隔間200還可以包括邊緣區(qū)域500，邊緣區(qū)域500從腔室210的連續(xù)側(cè)壁300的至少一部分向外延伸。邊緣區(qū)域500可以由各種類型的材料制成，包括非粘性或粘性材料。術(shù)語“粘性”指的是包括可操作以可移除地將超聲耦合裝置100固定至對象110的表面111上的任意材料。例如，合適的粘性材料可以包括適用于人或動物的膠或膠狀材料(例如用于一次性繃帶)，以及諸如維可牢尼龍搭扣連接的材料以及機械地固定至合適位置的材料。因而，本發(fā)明構(gòu)想凸緣部分500的至少一部分包括粘性材料510，粘性材料510有效地將超聲耦合裝置100固定在對象110的表面111上。圖4示出了超聲耦合裝置100的一個實施例，超聲耦合裝置100具有在連續(xù)側(cè)壁300的相對側(cè)上延伸的邊緣區(qū)域500，其中纜線支撐延伸部分400在與邊緣區(qū)域500呈約90度的方向上延伸。圖4示出了超聲耦合裝置100的該實施例的前視圖、后視圖和側(cè)視透視圖。在圖4的側(cè)視圖中，示出了薄型超聲換能器50設(shè)置在超聲耦合裝置100的腔室210內(nèi)，其中薄型超聲換能器50未延伸超過連續(xù)側(cè)壁300。本發(fā)明的其他實施例還包括延伸超過連續(xù)側(cè)壁300的薄型超聲換能器50。在圖4的前視圖中，示出粘性材料510沉積在邊緣區(qū)域500的部分上。本發(fā)明的其他實施例包括沉積在凸緣部分500上的其他位置處和/或連續(xù)側(cè)壁300的位于腔室210的開口 211a處的部分上的粘性材料510，其方式足以協(xié)助將超聲耦合裝置100/薄型超聲換能器50固定在對象的表面上的合適位置處。與所有實施例一樣，邊緣區(qū)域500可以由柔性材料制成，以能夠?qū)⑵淠Ｖ圃趯ο蟮谋砻嫔?例如手腕或膝部區(qū)域周圍)。硅樹脂是用于邊緣區(qū)域500和超聲耦合裝置100的合適材料的一個實例。圖5類似于圖4中的實施例，其中示出了具有在連續(xù)側(cè)壁300的相對側(cè)上延伸的邊緣區(qū)域500的超聲耦合裝置100的一個實施例，其中纜線支撐延伸部分400在與邊緣區(qū)域500呈90度的方向上延伸。圖5示出了超聲耦合裝置100的該實施例的兩個前視圖、兩個后視圖和三個側(cè)視圖。示出了連續(xù)側(cè)壁300的一部分的放大側(cè)視圖。同樣地，其他側(cè)視圖示出了纜線支撐延伸部分400的通路410。圖6示出了超聲耦合裝置100的實施例，超聲耦合裝置100具有在連續(xù)側(cè)壁300的相對側(cè)上延伸的邊緣區(qū)域500，其中纜線支撐延伸部分400沿著邊緣區(qū)域500中的一個延伸。圖6示出了超聲耦合裝置100的該實施例的兩個前視圖、兩個后視圖和四個側(cè)視圖。如圖7-8中所示，在一個實施例中，超聲耦合裝置100還可以包括半透膜520，半透膜520配置成覆蓋腔室210的第一端211的開口 211a。半透膜520有效地允許在向半透膜520施加壓力時從耦合隔間200的第一端211釋放超聲傳導介質(zhì)700。通過向下按壓超聲耦合裝置100，可以由對象手動地向半透膜520施加壓力，或者可以由保持超聲耦合裝置100抵靠對象110的表面111的衣物類型的設(shè)備(例如保持器部件，諸如氯丁橡膠包套)而施加壓力。超聲傳導介質(zhì)700可以包括有效地作為超聲能量從薄型超聲換能器50至對象110的表面111的傳導介質(zhì)的任何材料。合適的超聲傳導介質(zhì)700的實例包括但不局限于凝膠、水凝膠、聲學凝膠、鹽水、低粘度液體等。如圖7-8中所示，在一個實施例中，超聲耦合裝置100還可以包括連接至邊緣區(qū)域500并且配置成覆蓋半透膜520的蓋板530。蓋板530可以配置成可在對象已經(jīng)準備好使用超聲耦合裝置100時手動地從邊緣區(qū)域500移除，以便于暴露半透膜520。半透膜520還可以配置為光學透明和/或半透明，由此允許從薄型超聲換能器50發(fā)出的光穿過半透膜520。背板540也可以用于將薄型超聲換能器50保持在合適的位置，并且可以配置為可移除，以 能夠移除薄型超聲換能器50。還可以在將超聲換能器50設(shè)置在腔室210內(nèi)之后施加背板540。如圖7-8中所示，在一個實施例中，超聲耦合裝置100可以配置成使得腔室210的連續(xù)側(cè)壁300的至少一部分310配置以允許將薄型超聲換能器50通過部分3 10插入腔室210中，而不是通過腔室210的第一端211或第二端212。本發(fā)明還涉及包括至少一個薄型超聲換能器和如本文所公開的至少一個超聲耦合裝置的超聲設(shè)備。如圖9A-9B中所示，超聲設(shè)備800包括可操作地耦合至至少一個薄型超聲換能器50的至少一個超聲耦合裝置100，由此形成換能器/耦合裝置單元600。任何薄型超聲換能器和任何本文所述的超聲耦合裝置適于組成換能器/耦合裝置單元600。圖9A示出了在組成之前作為獨立部件的薄型超聲換能器50和超聲耦合裝置100。圖9B示出了組成換能器/耦合裝置單元600的薄型超聲換能器50和超聲耦合裝置100。如圖10-15中所示，在各個實施例中，超聲設(shè)備800還可以包括保持器部件900，保持器部件900配置以將換能器/耦合裝置單元600保持在對象110的表面111上或者附近可操作的范圍內(nèi)。如圖10-15的示意性實例中所示，保持器部件900可以配置以保持一個或多個換能器/耦合裝置單元600。合適的保持器部件900可以包括任意可佩帶的設(shè)備，包括例如衣物(參見圖14)、諸如氯丁橡膠包套和本領(lǐng)域中已知的其他運動包套(例如，ACE繃帶等)(參見圖15A-15C)的包套(參見圖10、11、12、13A和13B)，其中可佩帶的設(shè)備被設(shè)計成保持一個或多個換能器/耦合裝置單元600。因而，超聲設(shè)備800可以用于施加超聲能量或在任何位置治療人和動物對象，包括而不局限于下列區(qū)域腳踝、手肘、膝部、手腕、手、足、手臂、手指、大腿、腰部、頸部等。圖10示出了具有保持器部件900的超聲設(shè)備800的實施例，保持器部件900配置作為用于人的膝部區(qū)域上及周圍的多單元保持器部件902。其他類似的實施例可以包括單一單兀保持器部件901。圖11示出了超聲設(shè)備800的兩個實施例。一個實施例的保持器部件900配置為用于人的大腿區(qū)域上及周圍的多單元保持器部件902。該實施例還示出了使用獨立的電源組(例如電池組和/或如文本所述的能量發(fā)生模塊)，示出了纜線51連接至多個換能器/耦合裝置單元600。纜線51僅示為一個結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明覆蓋了纜線51連接的任意其他可操作的結(jié)構(gòu)。圖11中所示的超聲設(shè)備800的另一實施例示出了保持器部件900配置作為用于人的腳踝和足部區(qū)域上及周圍的單一單元保持器部件901。圖12示出了具有保持器部件900的超聲設(shè)備800的實施例，保持器部件900配置為用于人的手腕和手部區(qū)域上及周圍的單一單元保持器部件901。其他類似的實施例可以包括多單元保持器部件902。圖13A-13B示出了具有保持器部件900的超聲設(shè)備800的一個實施例，保持器部件900配置為用于人的腰部區(qū)域上及周圍的多單元保持器部件902。為了應用在軀干周圍，超聲設(shè)備800可以包括位于端部的連接裝置(例如，維可牢尼龍搭扣或本領(lǐng)域所熟知的其他類型的連接裝置)。多單元保持器部件902的結(jié)構(gòu)尤為有助于治療對象的大區(qū)域(例如腰部)。其他類似的實施例可以包括單一單元保持器部件901。圖14示出了具有保持器部件900的超聲設(shè)備800的實施例，保持器部件900配置為單一單元保持器部件901，其具有用于保持超聲系統(tǒng)的一部分(例如由纜線51連接至 換能器/耦合裝置單元600的電源組/能量發(fā)生模塊)的衣物(例如短褲)。如圖14中所示，在一個實施例中，換能器/耦合裝置單元600配置成使得其使用粘合劑(例如水凝膠或其他生物順應性粘合劑)而連接至對象的目標區(qū)域。其他實施例可以包括邊緣區(qū)域500，以協(xié)助表面連接至對象。在圖14中，纜線51可以進入衣物中(或者外部)，并且可以將電源組/能量發(fā)生模塊握于手中、置于保持表面上合適的位置、或者沉積或附著至衣物(例如，口袋中)。衣物還可以定制地保持超聲設(shè)備800。其他類似的實施例可以包括多單元保持器部件902。圖15A-15C示出了具有保持器部件900的超聲設(shè)備800的實施例，保持器部件900配置為用于動物對象(即，如圖所示的馬)的小腿/腳踝區(qū)域上及周圍的單一單元保持器部件901。對于所示的實施例，可以使用現(xiàn)成的繃帶(例如ACE繃帶)(圖15A)和包套(例如，具有端部連接裝置)以將換能器/耦合裝置單元600固定在對象目標區(qū)域處或附近。該結(jié)構(gòu)對于動物對象尤為有用，其中固定換能器/耦合裝置單元600更長時間是重要的，尤其因為動物對象不能像人一樣調(diào)整超聲設(shè)備800。如圖15C中所示，在該實施例中，超聲設(shè)備800類似于參考圖14所述的超聲設(shè)備。在圖15C中，通過將保持器部件900圍繞超聲設(shè)備800和馬的腳踝/腿部纏繞，而將超聲設(shè)備800保持在合適的位置，并且隨后牢固地連接用于處理。在保持器部件900的各種結(jié)構(gòu)中使用超聲設(shè)備800的所有應用能夠?qū)θ撕蛣游锒加杏?。因而，本文相對于超聲設(shè)備800的應用所提供的附圖不意味著限制于所示的對象或區(qū)域。如圖16A-16C所示，本發(fā)明的超聲耦合裝置可以配置具有使能機構(gòu)，使能機構(gòu)用于控制超聲換能器的操作。圖16A-16C示出了具有使能條帶908的超聲耦合裝置100，使能條帶908包括使能部件910 (例如，金屬奶嘴接頭或金屬奶嘴形接頭)。薄型超聲換能器50的背部部分包括插入部件910b，插入部件910b配置成可操作地接收使能部件910。當使能部件910與插入部件910b接觸時，薄型超聲換能器50可以操作以產(chǎn)生超聲能量，但是當這些部件未接觸時，不產(chǎn)生這種超聲能量。為了開始產(chǎn)生超聲能量，用戶將操作使能條帶908位于薄型超聲換能器50上以使得使能部件910接觸插入部件910b?？梢允褂眠B接裝置912以將使能條帶908固定在合適的位置，一個連接裝置912位于使能條帶908上，而另一個連接裝置位于諸如邊緣區(qū)域500的超聲耦合裝置的區(qū)域上。圖16A-16C示出了使能機構(gòu)的僅一個這種實施例，但是本發(fā)明覆蓋了基本上如圖所示和所描述操作的任何結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及包括至少一個薄型超聲換能器和如本文所述的至少一個超聲耦合裝置的治療超聲工具包。該至少一個超聲耦合裝置配置成可操作地耦合至該至少一個薄型超聲換能器，由此形成換能器/耦合裝置單元。該工具包還包括可操作以將該至少一個超聲耦合裝置保持在對象的表面上的合適的位置處的至少一個保持器部件，其中該至少一個超聲耦合裝置可操作地耦合至該至少一個薄型超聲換能器。該至少一個保持器部件可以配置成將一個或多個換能器/耦合裝置單元保持在對象的表面上的合適位置處。本發(fā)明還涉及一種用于在對象上進行物理治療的方法。該方法包括下列步驟
(i)提供可操作地與本發(fā)明的至少一個超聲耦合裝置耦合的至少一個薄型超聲換能器，由此形成至少一個換能器/耦合裝置單元；以及(ii)向?qū)ο笫┘又委煶暷芰浚纱擞芍辽?一個薄型超聲換能器產(chǎn)生治療超聲能量。本發(fā)明還涉及一種向?qū)ο笫┘映暷芰康姆椒?。該方法包括下列步驟(i)提供可操作地與本發(fā)明的至少一個超聲耦合裝置耦合的至少一個薄型超聲換能器，由此形成至少一個換能器/耦合裝置單元；以及(ii)向?qū)ο蟮谋砻媸┘映暷芰?，由此由至少一個薄型超聲換能器產(chǎn)生超聲能量。該方法可操作以使得向?qū)ο蟊砻媸┘映暷芰坑行У鼐徑饬藢ο蠼M織在表面中和周圍的疼痛。本發(fā)明還涉及一種將藥物局部地遞送至對象的方法。該方法包括下列步驟(i)提供可操作地與如本文所述的至少一個超聲耦合裝置耦合的至少一個薄型超聲換能器(具有如本文所述的半透膜)，由此形成至少一個換能器/耦合裝置單元，其中耦合裝置還包含可遞送部件，可遞送部件包括將遞送至對象的藥物；以及(ii)與可遞送部件一起向?qū)ο蟮谋砻媸┘映暷芰?，其中超聲能量由至少一個薄型超聲換能器產(chǎn)生，并且發(fā)射穿過耦合裝置的半透膜。使用本發(fā)明的耦合裝置的各種方法可以包括通過至少一個保持器部件使用被保持在對象的表面上的合適位置處的至少一個換能器/耦合裝置，其中該至少一個保持器部件配置成將該至少一個換能器/耦合裝置單元保持在對象的表面上的合適位置處。該保持器部件可以配置成保持一個或多個換能器/耦合裝置單元。使用本發(fā)明的耦合裝置的各種方法可以用于可以施加超聲能量的任意人類或動物對象。使用本發(fā)明的耦合裝置的各種方法可以包括將超聲能量施加于位于對象關(guān)節(jié)處或附近的對象表面。這些方法可以用于各種關(guān)節(jié)，例如手指關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、腳趾關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)。使用本發(fā)明的耦合裝置的各種方法可以包括將超聲能量施加于位于對象的脊柱區(qū)域處或附近的表面，包括脊柱區(qū)域、頸椎、胸椎、腰椎、骶骨和尾骨。使用本發(fā)明的耦合裝置的各種方法可以包括將超聲能量施加于位于對象的肌肉處或附近的表面。其他公開內(nèi)容本發(fā)明的超聲耦合裝置具有各種屬性，如本文更完全所述的。下文提供了本發(fā)明的各種屬性，而不意味著將本發(fā)明限定于特定實施例。超聲耦合裝置實施例I在圖7和8中示出了一個實施例(稱為超聲耦合裝置實施例I)。在該實施例中，使用諸如無紡織物與半透膜結(jié)合，以允許將超聲換能器置于目標上。換能器可以內(nèi)部地固定在襯片上合適的位置處，并且半透膜窗允許將來自換能器的超聲能量有效地耦合至目標(例如，人)。該實施例通常配置成“襯片”或“繃帶”結(jié)構(gòu)。該襯片可以位于袋中，其能夠防止袋內(nèi)的凝膠變干。此外，襯片的前表面(接觸身體的側(cè))可以具有薄涂層/塑料薄膜，其可以移除以暴露粘合劑以及半透膜。該機制類似于如何制造粘合繃帶。裝置屬性。超聲耦合裝置實施例I具有各種屬性(參見圖7)，包括例如如下(i)
其可以由一次性、柔軟、舒適的撓性材料制成；(ii)其可以與平坦、凹入或凸起的薄型換能器組合使用；(iii)其可以包括半透膜，半透膜配置為“有漏洞的”，由此允許接觸表面變得略濕，并且允許有效的超聲傳送；(iv)其可以由柔軟的無紡織材料制成，類似于在前表面上具有粘合劑的繃帶，而將裝置固定在合適的位置；(V)半透膜可以是薄的，用于有效地超聲能量傳送，并且允許液體濕潤超聲傳送的身體(例如，人)的接觸表面；(vi)可以使用鹽水、凝膠或允許將來自換能器的超聲耦合進入身體(例如，人)的任意其他水介質(zhì)而濕潤半透膜；(vii)半透膜的聲窗可以是襯片的表面，并且可以設(shè)計成各種結(jié)構(gòu)以容納超聲換能器；以及(viii)聲窗可以光學透明地，以允許光容易地通過。如圖8中所示，超聲耦合裝置實施例I可以與超聲換能器組合使用。圖8示出了該實施例的耦合裝置如何與超聲換能器結(jié)合工作。耦合裝置(例如襯片)置于目標上，并且將超聲換能器插入襯片中?？梢栽诓迦霌Q能器之后擦去多余的凝膠/聲耦合介質(zhì)。超聲耦合裝置實施例2一個實施例也稱為超聲耦合裝置實施例2。該實施例類似于超聲耦合裝置實施例I (本文所述)。然而，在超聲耦合裝置實施例2中，裝置不是襯片的形式，而是半透膜，其可以用于有效地將超聲從超聲換能器傳送至身體(例如人)，而無需向目標表面施加超聲凝膠或其他耦合介質(zhì)。因而，本發(fā)明減少了使用超聲裝置的困擾和不適。裝置屬性。超聲耦合裝置實施例2具有各種屬性，包括下列(i)該裝置通過移除凝膠可以對改進超聲成像和治療應用具有廣泛的影響；(ii)換能器可以滑入裝置中；(iii)裝置可以填充有超聲凝膠；(iv)裝置的膜可以配置以泄漏流體，以允許正在接觸的目標變得“濕潤”，由此允許有效的超聲能量傳送；(v)該裝置可以采取各種形狀的形式，以容納許多類型的超聲換能器；(Vi) —旦插入換能器，裝置的彈性屬性可以將液體/凝膠保持在合適的位置；(Vii)裝置可以用于各種空間方向；(Viii)裝置可以是一次性的；(ix)裝置可以再填充有聲凝膠/耦合介質(zhì)；以及(X)膜可以是光學透明/半透明的，以允許光穿透。雖然本文已經(jīng)描述和示出了本發(fā)明的多個方面，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以實現(xiàn)備選方面以實現(xiàn)相同的目的。因此，隨附權(quán)利要求的目的是覆蓋落入本發(fā)明真實精神和范圍內(nèi)的所有這種備選方面。
權(quán)利要求
1.一種超聲耦合裝置，包括 耦合隔間，包括腔室，腔室具有連續(xù)側(cè)壁以及位于第一端上的開口， 其中，連續(xù)側(cè)壁配置成將薄型超聲換能器保持在腔室內(nèi)，從而薄型超聲換能器的前超聲發(fā)射表面向外面向腔室開口，所述前超聲發(fā)射表面配置成控制從薄型超聲換能器發(fā)射的超聲能量的方向和波型，以及 其中，所述連續(xù)側(cè)壁還配置成將一定量的超聲傳導介質(zhì)保持在腔室內(nèi)，并且可操作以保持超聲傳導介質(zhì)同時與對象的表面以及薄型超聲換能器的前超聲發(fā)射表面的至少一部分接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲耦合裝置，其特征在于，所述腔室具有與第一端相對的第二端，所述第二端包括隔板，該隔板有效地在腔室的第二端和薄型超聲換能器之間的腔室內(nèi)形成腔區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲耦合裝置，其特征在于，所述連續(xù)側(cè)壁還包括開口，該開口配置成允許連接至薄型超聲換能器的纜線延伸至腔室的外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲耦合裝置，其特征在于，所述開口包括纜線支撐延伸部分，該纜線支撐延伸部分從連續(xù)側(cè)壁向外延伸，并且包括用于纜線的通路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲耦合裝置，其特征在于，耦合隔間還包括邊緣區(qū)域，該邊緣區(qū)域從腔室的連續(xù)側(cè)壁的至少一部分向外延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲耦合裝置，其特征在于，邊緣區(qū)域的至少一部分包括粘性材料，該粘性材料有效地將耦合裝置保持在對象的表面上合適的位置處。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲耦合裝置，其特征在于，還包括 半透膜，配置成覆蓋腔室的第一端的開口，其中所述半透膜有效地允許當向半透膜施加壓力時允許從耦合隔間的第一端釋放超聲傳導介質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲耦合裝置，其特征在于，還包括 蓋板，連接至凸緣并且配置成覆蓋半透膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲耦合裝置，其特征在于，所述蓋板配置成可手動地從凸緣移除，以暴露半透膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲耦合裝置，其特征在于，腔室的連續(xù)側(cè)壁的至少一部分配置成允許將薄型超聲換能器通過所述部分插入腔室，而不是通過腔室的第一端或第二端插入腔室。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲耦合裝置，其特征在于，所述半透膜配置為光學透明和/或半透明，由此允許從薄型超聲換能器發(fā)出的光穿透半透膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲耦合裝置，其特征在于，超聲傳導介質(zhì)選自下列組，所述組由凝膠、水凝膠、聲學凝膠、鹽水、低粘度液體等構(gòu)成。
13.—種超聲設(shè)備,包括 至少一個薄型超聲換能器；以及 至少一個根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲耦合裝置， 其中，所述至少一個超聲耦合裝置可操作地耦合至該至少一個薄型超聲換能器，由此形成換能器/耦合裝置單元。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的超聲設(shè)備，其特征在于，還包括保持器部件，配置成將換能器/耦合裝置單元保持在對象的表面上合適的位置處。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的超聲設(shè)備，其特征在于，所述保持器部件配置成保持一個或多個換能器/耦合裝置單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的超聲設(shè)備，其特征在于，所述保持器部件配置為包套。
17.一種治療超聲工具包，包括 至少一個薄型超聲換能器；以及 至少一個根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲耦合裝置， 其中，所述至少一個超聲耦合裝置配置以可操作地耦合至該至少一個薄型超聲換能器，由此形成換能器/耦合裝置單元。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的工具包，其特征在于，還包括 至少一個保持器部件，可操作以將該至少一個換能器/耦合裝置單元保持在對象的表面上合適的位置處，其中所述至少一個超聲耦合裝置可操作地耦合至該至少一個薄型超聲換能器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的工具包，其特征在于，所述至少一個保持器部件配置成將一個或多個換能器/耦合裝置單元保持在對象的表面上合適的位置處。
20.—種在對象上進行物理治療的方法，所述方法包括 提供至少一個薄型超聲換能器，所述薄型超聲換能器可操作地耦合至至少一個根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲耦合裝置，由此形成至少一個換能器/耦合裝置單元；以及 向?qū)ο笫┘又委煶暷芰?，其中由該至少一個薄型超聲換能器產(chǎn)生所述治療超聲能量。
21.一種向?qū)ο笫┘映暷芰康姆椒?，所述方法包? 提供至少一個薄型超聲換能器，所述薄型超聲換能器可操作地耦合至至少一個根據(jù)權(quán)利要求I的超聲耦合裝置，由此形成至少一個換能器/耦合裝置單元；以及 向?qū)ο蟮谋砻媸┘又委煶暷芰浚渲杏稍撝辽僖粋€薄型超聲換能器產(chǎn)生所述超聲能量。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，向?qū)ο蟮谋砻媸┘映暷芰坑行У丨h(huán)節(jié)對象組織在表面內(nèi)及周圍的疼痛。
23.一種將藥物局部地遞送至對象的方法，所述方法包括 提供至少一個薄型超聲換能器，所述薄型超聲換能器可操作地耦合至至少一個根據(jù)權(quán)利要求7的超聲耦合裝置，由此形成至少一個換能器/耦合裝置單元，其中耦合裝置還包括可遞送部件，所述可遞送部件包括將遞送至對象的藥物；以及 連同可釋放部件一同將超聲能量施加至對象的表面，其中所述超聲能量由薄型超聲換能器產(chǎn)生并且發(fā)射通過耦合裝置的半透膜。
24.根據(jù)權(quán)利要求20、21和23中任意一項所述的方法，其特征在于，由至少一個保持器部件將該至少一個換能器/耦合裝置保持在對象的表面上合適的位置處，所述至少一個保持器部件配置成將該至少一個換能器/耦合裝置單元保持在對象的表面上合適的位置處。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述保持器部件配置成保持一個或多個換能器/耦合裝置單元。
26.根據(jù)權(quán)利要求20、21和23中任意一項所述的方法，其特征在于，對象是人或動物。
27.根據(jù)權(quán)利要求20、21和23中任意一項所述的方法，其特征在于，表面位于對象的關(guān)節(jié)處或附近，所述關(guān)節(jié)選自下列的組，所述組由手指關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、腳趾關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)構(gòu)成。
28.根據(jù)權(quán)利要求20、21和23中任意一項所述的方法，其特征在于，表面位于對象的脊柱區(qū)域處或附近，所述脊柱區(qū)域選自下列的組，所述組由頸椎、胸椎、腰椎、骶骨和尾骨構(gòu)成。
29.根據(jù)權(quán)利要求20、21和23中任意一項所述的方法，其特征在于，表面位于對象的肌肉處或附近。
30.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲耦合裝置，其特征在于，耦合隔間還包括使能部件，所述使能部件能夠使薄型超聲換能器操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于各種超聲換能器、系統(tǒng)和應用的超聲耦合裝置。該耦合裝置包括耦合隔間，耦合隔間包括腔室，腔室具有連續(xù)側(cè)壁以及位于第一端的開口。該連續(xù)側(cè)壁配置成將薄型超聲換能器保持在腔室內(nèi)，從而薄型超聲換能器的前超聲發(fā)射表面向外面向腔室開口。前超聲發(fā)射表面配置成控制從換能器發(fā)射的超聲能量的方向和波型。連續(xù)側(cè)壁還配置成將一定量的超聲傳導介質(zhì)保持在腔室內(nèi)，并且可操作以保持超聲傳導介質(zhì)同時接觸對象的表面和換能器的前超聲發(fā)射表面的至少一部分。本發(fā)明還涉及一種超聲設(shè)備、工具包以及使用該超聲耦合裝置、設(shè)備和工具包的方法。
文檔編號A61N7/00GK102869409SQ201180010665
公開日2013年1月9日 申請日期2011年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者G·K·小劉易斯, B·加菲 申請人:杰拓奧茲有限責任公司