改 善液體54的聲學行為的非線性,以增加沖擊波的形成。在其它的實施例中,室腔18和聲學 延遲室腔54可以是統(tǒng)一的(即,可包含單個室腔)。在其它的實施例中,聲學延遲室腔54 可被實心部件(例如,諸如聚氨酯的彈性材料的實心圓柱)替代。在所示的實施例中,探針 38還如所示的那樣包括在聲學延遲室腔的末端上可去除地與外殼耦合的出口部件70。部 件70被配置為接觸組織74,并且,可被去除并且任意地被消毒或者在患者之間替換。部件 70包含可透聲的聚合物或其它材料(例如,低密度聚乙烯或硅橡膠),允許沖擊波通過出口 20離開聲延遲室58。組織74可例如是要通過裝置10治療的人體皮膚,并且,可例如包含 紋身、疤痕、皮下病變或基底細胞異常。在一些實施例中,聲學耦合凝膠(未顯示)可被設 置在部件70與組織74之間,以潤滑和提供附加的向組織74的聲學透射。
[0081] 在所示的實施例中,探測38包括聲學反射鏡78,該聲學反射鏡78包含被配置為 反射入射于聲學反射鏡上的聲波和/或沖擊波的大部分的材料(例如,玻璃)。如所不的 那樣,聲學反射鏡58可呈現(xiàn)角度,以向出口 20反射聲波和/或沖擊波(例如,源自火花頭 22)(通過聲學延遲室腔)。在所示的實施例中,外殼14可包含半透明或透明窗口 82,該半 透明或透明窗口 82被配置為允許用戶觀看(通過窗口 82、室腔18、室腔58和部件70)患 者的包含目標細胞的區(qū)域(例如,組織74)(例如,在施加沖擊波的過程中或者在施加沖擊 波以將出口 20定位于目標組織上之前)。在所示的實施例中,窗口 82包含被配置為反射 入射于窗口上的聲波和/或沖擊波中的大部分的聲學反射材料(例如,玻璃)。例如,窗口 82可包含透明玻璃,該透明玻璃具有足夠的厚度和強度,以耐受在火花頭22處生成的高能 量聲學脈沖(例如,具有約2mm的厚度和大于50%的透光效率的回火板玻璃)。
[0082] 在圖1中,人眼86指示用戶通過窗口 82觀看目標組織,但應理解,可通過照相機 (例如,數(shù)字靜物和/或視頻照相機)通過窗口 82 "觀看"目標組織。通過直接或間接觀 看,并且,通過諸如組織的顏色的變化的聲學能量的指示,聲學能量可根據(jù)諸如現(xiàn)存紋身的 目標組織被定位、施加和重新定位。但是,如果火花頭22被設置在用戶可觀看火花頭22的 位置上,那么得到的來自火花頭22的火花的亮度可能對于用戶來說太亮以看起來不舒服, 并且,在所示的實施例中,探針38被配置,使得多個電極對于通過窗口 82和出口 20觀看區(qū) 域(例如,目標組織的)的用戶來說不可見。例如,在所示的實施例中,探針8包含被設置 在火花頭22與窗口 82之間的光學屏蔽件90。屏蔽件90例如可具有比窗口 82的相應的 寬度和/或長度小的寬度和/或長度,使得屏蔽件90足夠大,以基本上阻擋來自火花頭22 的光直接進入用戶的眼睛,但不多余地干涉通過窗口 82和出口 20的視場以阻擋該光。屏 蔽件90可例如包含薄金屬板,諸如不銹鋼或其它不透明材料,或者可包含通過火花間隙上 的火花的亮度在光學上激活和暗化的焊接玻璃(例如,通過光電池或其它光敏材料暗化的 LCD)。為了保持來自火花頭22的點源的效果和得到的希望的平面波前,必須考慮遮蔽得到 的來自火花間隙頭的火花的聲學效果。如果屏蔽件90包含聲學反射材料,那么,為了防止 脈沖加寬,屏蔽件與火花頭22中的電極之間的火花間隙之間的距離可被選擇為最小化(例 如,以最小的破壞性)從屏蔽件反射的聲波和/或沖擊波與源自火花頭22的聲波和/或沖 擊波之間的干涉。通過約1500m/sec的諸如蒸餾水的介質(zhì)中的聲波的速度,火花頭與屏蔽 件之間的距離可被計算為從源算起的1/2和3/4波長。
[0083] 火花頭22(例如,火花頭22中的電極)可具有可通過限制激活的持續(xù)期延長的有 限壽命。在所示的實施例中,裝置10包括通過連接器40經(jīng)由開關導線或其它連接98與脈 沖生成系統(tǒng)26耦合的開關或觸發(fā)器94,使得開關94可被驅(qū)動,以向火花頭22中的電極施 加電壓脈沖。
[0084] 圖2示出與本沖擊波生成系統(tǒng)和裝置的一些實施例一起使用的本手持探針或 手持件的第二實施例38a的截面?zhèn)纫晥D。探針38a在一些方面基本上與探針38類似,因 此,這里僅主要描述不同。例如,探針38a也可被配置,使得火花頭或模塊22a的多個電極 對通過窗口 82a和出口 20觀看區(qū)域(例如,目標組織的)的用戶不可見。但是,不是包括 光學屏蔽件,而是,探針38a被配置為使得火花頭22a (和火花頭的電極)從貫穿窗口 82a 和出口 20的光路偏移。在本實施例中,聲學反射鏡78a如所示的那樣位于火花頭22a與出 口 20a之間,以限定室腔18a的邊界并且將聲波和/或沖擊波從火花頭22a引向出口 20a。 在所示的實施例中,窗口 82a可包含聚合物或其它透聲或滲聲材料,原因是聲學反射鏡78a 被設置在窗口 82a與室腔18a之間,并且,聲波和/或沖擊波不直接入射于窗口 82上(即, 由于聲波和/或沖擊波主要被聲學反射鏡78a反射)。
[0085] 在所示的實施例中,火花頭22a包含限定多個火花間隙的多個電極。使用多個火 花間隙可以是有利的,原因是它可使可在給定的時間內(nèi)傳輸?shù)拿}沖數(shù)量加倍。例如,在脈沖 使火花間隙中的一定量的液體蒸發(fā)之后,蒸汽必須任意地返回到其液體狀態(tài)或者必須被仍 處于液體狀態(tài)中的液體的不同部分替代。除了火花間隙在隨后的脈沖可蒸發(fā)附加的液體之 前重新填充水所需要的時間,火花也加熱電極。因而,對于給定的火花率,增加火花間隙的 數(shù)量減小各火花間隙必須被射擊的速率,并由此延長電極的壽命。因此,十個火花間隙潛在 使可能的脈沖速率和/或電極壽命增加10倍。
[0086] 如上所述,高脈沖速率可生成大量的熱,該熱會增加電極上的疲勞并且/或者增 加蒸汽在返回到蒸發(fā)之前的液體狀態(tài)所需要的時間。在一些實施例中,可通過在火花頭周 圍循環(huán)液體管理該熱。例如,在圖2的實施例中,如圖所示,探針38包括從室腔18a延伸到 各連接器112和116的導管104和108。在本實施例中,連接器112和116可與栗耦合,以 通過室腔(例如,通過熱交換器)循環(huán)液體。例如,在一些實施例中,脈沖生成系統(tǒng)26(圖 1)可包括串聯(lián)的栗和熱交換器并且被配置為通過導管等與連接器112和116耦合。在一些 實施例中,可在探針38a中、在火花生成系統(tǒng)(例如,26)中并且/或者在探針與火花生成系 統(tǒng)之間包括過濾器以過濾通過室腔循環(huán)的液體。
[0087] 另外,由于高脈沖速率下的電極100的有限壽命,本探針的一些實施例可以是一 次性的。作為替代方案,一些實施例被配置為允許用戶替換電極。例如,在圖2的實施例中, 火花頭22a被配置為可從探針38a去除。例如,可通過手柄50a去除火花頭22a,或者手柄 50a可以可去除地與頭46a耦合(例如,通過螺紋等),使得在從頭46去除手柄50a時,可 從頭46a去除并且替換火花頭22。
[0088] 如圖2所示,向目標組織施加各沖擊波包括波前118從出口 20傳播并且通過組織 74向外行進。如圖所示,波前74根據(jù)其在向外移動時的擴展以及部分地根據(jù)接觸組織74 的出口部件70a的外表面的形狀彎曲。在諸如圖1的其它的實施例中,接觸部件的外部形 狀可以是平面的,或者另外被整形,以在其穿過出口 20a并且通過目標組織傳播時影響波 面的某些性能。
[0089] 圖2A示出可去除的火花頭或部件22a的第一實施例的放大截面圖。在所示的實施 例中,火花頭22a包括限定火花室腔124的側壁120和設置在火花室腔中的多個電極100a、 IOOb和100c。在所示的實施例中,火花室腔124填充可與液體54(圖1)類似的液體128。 側壁120的至少一部分包含被配置為允許在電極上生成的聲波和/或沖擊波通過側壁120 并且通過室腔18a行進的透聲或滲聲材料(例如,諸如聚乙烯的聚合物)。例如,在所示的 實施例中,火花頭22a包含可被配置為聲學反射性和聲學透過性的杯部件136的杯狀部件 132。在本實施例中,杯部件136是整形為接近源自電極的擴展波前的彎曲形狀并且當被施 加適度的壓力時壓縮皮膚的圓錐。杯部件136可通過0形環(huán)或墊圈140和護領144與杯狀 部件132耦合。在所示的實施例中,杯狀部件132具有圓柱形狀,該圓柱形狀具有圓形截面 (例如,具有2英寸或更小的直徑)。在本實施例中,杯狀部件包括被配置為與探針38a (圖 2)的頭46a中的相應的溝槽對準以相對于探針鎖定火花頭22a的位置的卡口型銷釘148、 152〇
[0090] 在所示的實施例中,電極芯部156具有導體160a、160b、160c并且貫穿孔徑164,使 得在孔徑164與電極芯部156之間具有被墊圈168密封的接口。在所示的實施例中,中心 導體160a貫穿芯部165的中心并且用作相應的中心電極IOOa的接地點。周邊導體160b、 160c與周邊電極100b、IOOc連通,以跨著電極IOOa和IOOb之間以及電極IOOa和IOOc之 間的火花間隙生成火花。應當理解,雖然示出兩個火花間隙,但可以使用任意數(shù)量的火花間 隙,并且,可通過火花間隙的間隔和尺寸限制該數(shù)量。例如,其它實施例包括3、4、5、6、7、8、 9、10或甚至更多的火花間隙。
[0091] 圖2B示出可去除的火花頭或模塊22b的第二實施例的放大剖開側視圖。在所示 的實施例中,火花頭或模塊22b包括限定火花室腔124a的側壁120a和設置在火花室腔中 的多個電極100d-l、100d-2、100、100f。在所示的實施例中,火花室腔124a填充與液體128 和/或54類似的液體128a。側壁120a的至少一部分包括被配置為允許在電極上生成的聲 波和/或沖擊波通過側壁120a和/或通過室腔18a (圖2)行進的透聲或者滲聲材料(例 如,諸如聚乙烯的聚合物)。例如,在所示的實施例中,火花頭22b包含可被配置為聲學反 射性和聲學透過性的杯部件136a的杯狀部件132a。在本實施例中,杯部件136a是整形為 接近源自電極的擴展波前的彎曲形狀并且當被施加適度的壓力時壓縮皮膚的圓錐。杯部件 136a可通過0形環(huán)或墊圈(未示出,但與140類似)和護領144a與杯狀部件132a耦合。 在所示的實施例中,杯狀部件132a具有圓柱形狀,該圓柱形狀具有圓形截面(例如,具有2 英寸或更小的直徑)。在一些實施例中,杯狀部件也可包括被配置為與探針38a(圖2)的 頭46b中的相應的溝槽對準以相對于探針鎖定火花頭22b的位置的卡口型銷釘(未示出, 但與148、152類似)。
[0092] 在所示的實施例中,如圖所示,導體160d、160e、160f貫穿側壁132a的后部(相對 的出口帽子部件136a)。在本實施例中,中心導體160b和周邊導體160a、160c可成形為側 壁120a,使得不需要墊圈等以密封側壁與導體之間的接口。在所示的實施例中,中心導體 160d用作相應的中心電極IOOd-I和100d-2的接地點,這些中心電極也相互電氣連通。周 邊導體160e、160f與周邊電極IOOeUOOf通信,以跨著電極IOOd-I和IOOe之間以及電極 100d-2和IOOf之間的火花間隙生成火花。應當理解,雖然示出兩個火花間隙,但可以使用 任意數(shù)量的火花間隙,并且,可僅通過火花間隙的間隔和尺寸限制該數(shù)量。例如,其它實施 例包括3、4、5、6、7、8、9、10或甚至更多的火花間隙。
[0093] 在所示的實施例中,中心電極IOOd-I和100d-2由從側壁120a向帽子部件136a 延伸到室腔124a中的細長部件172承載并且可與其一體化。在本實施例中,部件172被安 裝于鉸鏈176(相對于側壁120a被固定)上,以允許部件(相鄰的電極100d-l、100d-2)的 遠端如箭頭180所示的那樣在電極IOOe與IOOf之間往復旋轉。在所示的實施例中,部件 172的遠端部分通過彈簧臂184向著電極IOOe被偏置。在本實施例中,彈簧臂184被配置 為以距電極IOOe的初始火花間隙距離來定位電極IOOd-I。在跨著電極IOOd-I和IOOe施 加電勢(例如,通過在本公開的別處描述的脈沖生成系統(tǒng)),將在這兩個電極之間生成火花 弧,以釋放電脈沖,以蒸發(fā)這兩個電極之間的液體。這兩個電極之間的蒸汽的膨脹向著電極 IOOf向下驅(qū)動部件172和電極100d-2。在部件172向下行進的時間周期中,脈沖生成系統(tǒng) 可重新充電并且在電極l〇〇d-2與IOOf之間施加電勢,使得,當電極100d-2與IOOf的距離 變得足夠小時,將在這兩個電極之間生成火花弧,以釋放電脈沖以蒸發(fā)這兩個電極之間的 液體。電極l〇〇d-2與IOOf之間的蒸汽的膨脹然后向著電極IOOe向上驅(qū)動部件172和電極 100d-l。在部件172向上行進的時間周期中,脈沖生成系統(tǒng)可重新充電并且在電極IOOd-I 與IOOe之間施加電勢,使得,當電極IOOd-I與IOOe之間的距離變得足夠小時,將在這兩個 電極之間生成火花弧,以釋放電脈沖以蒸發(fā)這兩個電極之間的液體,從而導致再次開始循 環(huán)。以這種方式,部件172在電極IOOe與IOOf之間振蕩,直到停止向電極施加電勢。
[0094] 暴露于高速率和高能量的電脈沖下,特別是在液體中,使電極經(jīng)受迅速的氧化、腐 蝕和/或其它的劣化,如果電極保持于固定位置中(例如,要求替換和/或調(diào)整電極),那么 該劣化可改變電極之間的火花間隙距離。但是,在圖2B的實施例中,部件172和電極IOOe 和IOOf之間的電極IOOd-I、100d-2的旋轉有效地調(diào)整各火花的火花間隙。特別地,在電極 之間出現(xiàn)電流弧的電極之間的距離是電極材料和電勢的函數(shù)。因而,一些相鄰的電極(例 如,IOOd-I和IOOe)的最近的表面(即使被腐蝕)對于給定實施例到達火花間隙距離,就在 電極之間生成火花。因而,部件172被配置為自調(diào)整電極IOOd-I和IOOe之間以及100d-2 和IOOf之間的各火花間隙。
[0095] 如圖2B那樣,本可動電極的優(yōu)點的另一例子在于,只要定位電極使得僅有一對電 極在任何給定時間處于電弧距離內(nèi),就不需要多個線圈,并且,這種單個線圈或線圈系統(tǒng)被 配置為在比部件172從一個電極旋轉到下一個所花費的時間少的時間內(nèi)重新充電。例如, 在圖2B的實施例中,可在電極IOOd-I和100d-2用作共用接地點的情況下同時向電極IOOe 和IOOf施加電勢,該電勢使得,當部件172相對于水平(在所示的取向中)向上旋轉時,將 僅在電極IOOd-I和IOOe之間生成火花弧,并且,當部件172相對于水平向下旋轉時,將僅 在電極100d-2和IOOf之間生成火花弧。因而,當部件172如上面描述的那樣上下旋轉時, 單個線圈或線圈系統(tǒng)可與周邊電極IOOeUOOf連接并且通過周邊電極中的每一個交替放 電。在這種實施例中,可通過選擇部件172和彈簧臂184的物理性能調(diào)整脈沖速率。例如, 可改變部件172的性能(例如,質(zhì)量、剛度、截面形狀和/或長度等)和彈簧臂184的性能 (例如,彈簧常數(shù)、形狀和/或長度等),以調(diào)整系統(tǒng)的共振頻率,并由此調(diào)整火花頭或模塊 22b的脈沖速率。類似地,可以選擇或調(diào)整液體128a的粘度(例如,增加以減小臂172的行 進速度,或者減小以增加臂172的行進速度)。
[0096] 如圖2B那樣,本可動電極的優(yōu)點的另一例子在于,電極的性能(例如,形狀、截面 面積和深度等)可被配置為對火花頭實現(xiàn)已知的有效或有用的壽命(例如,一個30分鐘治 療),使得火花頭22b在指定的有用壽命之后不起作用或者有效性受限。這種特征可用于確 ?;鸹^在單次治療之后被處置,例如,諸如確保對每個患者或治療的區(qū)域使用新的消毒 的火花頭,以使?jié)撛诘幕颊呋蛑委焻^(qū)域之間的交叉感染最小化。
[0097] 圖2C示出可去除的火花頭或模塊22c的第三實施例的放大剖開側視圖。除了以 下注明的以外,火花頭22c基本上與火花頭22b類似,因此,使用類似的附圖標記以表示與 火花頭22b的相應的結構類似的火花頭22c的結構。與火花頭22b的主要不同在于,火花 頭22c包含不具有鉸鏈的梁172a,使得,如以上對火花頭22b描述的那樣,梁自身的撓曲沿 由箭頭180表示的上下方向提供電極IOOd-I和100d-2的移動。在本實施例中,火花頭22c 的共振頻率特別依賴于梁172a的物理性能(例如,質(zhì)量、剛度、截面形狀和面積和/或長 度等)。如對火花頭22b的彈簧臂184描述的那樣,梁172a被配置為如所示的那樣向電極 IOOe偏置,使得電極IOOd-I首先被定位于到電極IOOe具有初始頭間隙距離的位置處。除 了梁172a自身彎曲并提供對于移動的一些阻力以外,火花頭22c的功能與火花頭22b的功 能類似,使得鉸鏈176和彈簧臂184不是必要的。
[0098] 在所示的實施例中,火花頭22b還包括液體連接器或端口 188、192,通過該液體連 接器或端口 188、192,可通過火花室腔124b循環(huán)液體。在所示的實施例中,火花頭22b的近 端196用作具有用于液體的兩個管腔(連接器或端口 188、192)和兩個或更多個(例如,三 個,如圖所示)導電體(連接器160d、160e、160f)的組合連接。在這種實施例中,近端196 的組合連接可與具有兩個液體管腔(與連接器或端口 188、192對應)和兩個或更多個導電 體(例如,用于連接連接器160d的第一導電體和用于連接周邊連接器160e、160f的第二導 電體)的組合系鏈或線纜耦合(直接或通過探針或手持件)。這種組合系鏈或線纜可耦合 火花頭(例如,和與火花頭耦合的探針或手持件)與具有液體儲存器和栗的脈沖生成系統(tǒng), 使得栗可在儲存器與火花室腔之間循環(huán)液體。在一些實施例中,帽子部件136a被省略,使 得連接器或端口 188、192可允許通過與火花頭耦合的手持件的較大的室腔(例如,18a)循 環(huán)液體。類似地,火花頭22a被配置為與其耦合的探針或手持件可包含與火花頭的各電連 接器(160d、160e、160f)和液體連接器(188、192)對應的電氣和液體連接器,使得,當火花 模塊與手持件耦合(例如,通過將火花頭和探針壓在一起和/或相對于探針纏繞或旋轉火 花頭)時,火花頭的電氣和液體連接器同時與探針或手持件的各電氣和液體連接器連接。
[0099] 在本實施例中,可以使用幾 Hz到許多KHz (最大5MHz)的脈沖速率。由于由多個 脈沖或沖擊波生成的疲勞事件一般在較高的脈沖速率下累積,因此,通過使用迅速連續(xù)的 許多適中功率沖擊波而不是通過長的停止持續(xù)期分開的幾個較高功率沖擊波,可明顯減少 治療時間。如上所述,本實施例中的至少一些(例如,具有多個火花間隙的那些)使得能夠 在較高的速率下實現(xiàn)沖擊波的電液生成。例如,圖3A示出被放大以僅表示施加到本實施例 的電極的兩個序列的電壓脈沖的定時圖,圖3B示出表示施加到本實施例的電極上的更多 的電壓脈沖的定時圖。
[0100] 在與火花模塊22a、22b、22c中的任一個類似的附加的實施例中,各側壁(120、 120a、120b)的一部分可被省略,使得各火花室腔(124、124a、124b)也被省略或者保持打 開,使得相應的手持件的較大室腔(例如,18或18a)中的液體可自由地在電極之間循環(huán)。 在這種實施例中,火花室腔(例如,側壁120、120a、120b)可包含液體連接器,或者液體可通 過與火花室腔(例如,在圖2中示出)無關的液體端口循環(huán)。
[0101] 圖3A所示的脈沖串或序列200的部分包含其中具有延遲周期212的脈沖組204 和208。串或組(例如,204、208)可包含少至1或2個、或者多至幾千個的脈沖。一般地, 各組204、208可包含施加到電極上以觸發(fā)事件(即,跨著火花間隙的火花)的幾個電壓脈 沖。延遲周期212的持續(xù)期可被設定,以允許電極跨著各火花間隙冷卻并且允許電子的重 新充電。如本公開的實施例那樣,脈沖速率指的是向電極施加電壓脈沖組(每個具有一個 或更多個脈沖)的速率;如圖3A~3B所