超声波治疗手柄
阅读：145发布：2020-05-13
专利汇可以提供超声波治疗手柄专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 超 声波 治疗 手柄 ，包括手柄部和治疗头，所述治疗头与所述手柄部连接，所述治疗头中设有供聚焦 超声波 的换能器，所述手柄部中设有驱动所述换能器移动的 电机 ，且所述换能器与所述电机相适配连接，其特征在于：所述电机驱动所述换能器至少进行横向线性扫描、纵向线性扫描及横向平面扫描中一种或者多种组合移动，且所述换能器所聚焦的超声波 频率 范围为2Mhz-20MHz。本发明实现了真正意义上的无创治疗，对表皮层无任何损伤，同时又可以扫描输出皮下1.5mm-4.5mm深度的热 凝固 点，治疗疗效确切，同时无任何表皮损伤。同时本发明涉及多种扫描输出方式，可以适应于各种部位的快速治疗，优化了换能器的结构，具有更佳的热凝固点，以便迅速康复。，下面是超声波治疗手柄专利的具体信息内容。
1.一种超声波治疗手柄，包括手柄部和治疗头，所述治疗头与所述手柄部连接，所述治疗头中设有供聚焦超声波的换能器，所述手柄部中设有驱动所述换能器移动的电机，且所述换能器与所述电机相适配连接，其特征在于：所述电机驱动所述换能器至少进行横向线性扫描、纵向线性扫描及横向平面扫描中的任意一种，且所述换能器所聚焦的超声波频率范围为2Mhz-20MHz。
2.根据权利要求1所述的超声波治疗手柄，其特征在于，所述换能器所聚焦的治疗点适用于治疗浅表组织。
3.根据权利要求1所述的超声波治疗手柄，其特征在于，所述治疗头与所述手柄部连接之间为可拆卸连接。
4.根据权利要求3所述的超声波治疗手柄，其特征在于，所述治疗头与所述手柄部之间通过卡槽来实现可拆卸连接。
5.根据权利要求1所述的超声波治疗手柄，其特征在于，所述电机驱动所述换能器进行横向线性扫描移动治疗的长度为5mm-30mm，点间距为1mm-5mm。
6.根据权利要求1所述的超声波治疗手柄，其特征在于，所述电机驱动所述换能器进行纵向线性扫描移动治疗的深度为皮下1.5mm-4.5mm，点间距为1mm-4mm。
7.根据权利要求1所述的超声波治疗手柄，其特征在于，所述电机驱动所述换能器按照线间距为1mm-5mm，点间距为1mm-5mm的方式进行横向平面扫描移动。
8.根据权利要求1所述的超声波治疗手柄，其特征在于，所述的换能器的底座直径与聚焦深度的比值D/R＜1.5。
超声波治疗手柄
技术领域
背景技术
[0002] 年龄和光老化带来了显著性的皮肤皱纹，松弛，下垂等皮肤衰老症状。在皮肤年轻化治疗中，具有多种能量源来进行治疗，具体的有采用激光，强脉冲光，射频及声波等方面。由于激光和强脉冲光在治疗过程中，光由表及里的进行能量传递，对表皮及真皮层产生了过多刺激，容易产生色素沉着。而射频能量源在治疗时，由于表皮具有比真皮层更为显著阻抗，导致治疗过程中表皮受损严重。而采用聚焦超声波，而声波在皮肤的穿透过程中，吸收量很小，故非能量聚焦区域的皮肤温度上升很低，在治疗过程中无显著不适，对表皮与真皮层之间的热刺激也会降低到最低，色素增加的风险显著下降。
[0003] 目前的RF，IPL，Laser等能量源广泛应用于皮肤年轻化领域，但因这些能量源本身的产生机理及物理属性，导致了其应用的局限性。如光疗类产品受表皮的吸收影响，能量到达真皮层及皮下脂肪层，治疗深度过短；射频类产品由于表皮有阻抗的存在，通常在治疗时候需要对表皮进行防护，且对于深层次位置的治疗，能量不能集中。
[0004] 皮肤年轻化的治疗机理，为对胶原蛋白的热致刺激新生，所需要温度为65-75℃。由于真皮层或皮下层深度较深，光疗和射频疗法具有较大的局限，采用这两种能量源的非侵入式治疗，通常会导致表皮受损，或者接收能量不足以目标靶组织所需要的温度。
发明内容
[0005] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超声波治疗手柄，用于解决由于真皮层或皮下层深度较深，光疗和射频疗法具有较大的局限，采用这两种能量源的非侵入式治疗，通常会导致表皮受损，或者接收能量不足以目标靶组织所需要的温度的问题。
[0006] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供以下技术方案：
[0007] 一种超声波治疗手柄，包括手柄部和治疗头，所述治疗头与所述手柄部连接，所述治疗头中设有供聚焦超声波的换能器，所述手柄部中设有驱动所述换能器移动的电机，且所述换能器与所述电机相适配连接，所述电机驱动所述换能器至少进行横向线性扫描、纵向线性扫描及横向平面扫描中一种或者多种组合移动，且所述换能器所聚焦的超声波频率范围为 2Mhz-20MHz。
[0008] 优选地，在上述超声波治疗手柄中，所述换能器所聚焦的治疗点适用于治疗浅表组织。
[0009] 优选地，在上述超声波治疗手柄中，所述治疗头与所述手柄部连接之间为可拆卸连接。
[0010] 优选地，在上述超声波治疗手柄中，所述治疗头与所述手柄部之间通过卡槽来实现可拆卸连接。
[0011] 优选地，在上述超声波治疗手柄中，所述电机驱动所述换能器进行横向线性扫描移动治疗的长度为5mm-30mm，点间距为1mm-5mm。
[0012] 优选地，在上述超声波治疗手柄中，所述电机驱动所述换能器进行纵向线性扫描移动治疗的深度为皮下1.5mm-4.5mm，点间距为1mm-4mm。
[0013] 优选地，在上述超声波治疗手柄中，所述电机驱动所述换能器按照线间距为1mm-5mm，点间距为1mm-5mm的方式进行横向平面扫描移动。
[0014] 优选地，在上述超声波治疗手柄中，所述的换能器的底座直径与聚焦深度的比值D/R＜1.5。
[0015] 如上所述，本发明超声波治疗手柄具有以下有益效果：本发明实现了真正意义上的无创治疗，对表皮层无任何损伤，同时又可以扫描输出皮下1.5mm-4.5mm深度的热凝固点，治疗疗效确切，同时无任何表皮损伤。同时本发明涉及多种扫描输出方式，可以适应于各种部位的快速治疗，优化了换能器的结构，具有更佳的热凝固点，以便迅速康复。附图说明
[0016] 图1显示为本发明一种超声波治疗手柄的结构示意图。
[0017] 图2显示为超声波能量都聚焦深度的层面效果图。
[0018] 图3显示为换能器尺寸规格不一致的导致不同的热凝固点示意图[0019] 元件标号说明
[0020] 1 手柄部
[0021] 2 治疗头
具体实施方式
[0022] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征 可以相互组合。
[0023] 需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0024] 见图1，本发明提供一种超声波治疗手柄，包括手柄部和治疗头，所述治疗头与所述手柄部连接，所述治疗头中设有供聚焦超声波的换能器，所述手柄部中设有驱动所述换能器移动的电机，且所述换能器与所述电机相适配连接，其特征在于：所述电机驱动所述换能器至少进行横向线性扫描、纵向线性扫描及横向平面扫描中一种或者多种组合移动，且所述换能器所聚焦的超声波频率范围为2Mhz-20MHz。
[0025] 本发明采用聚焦超声波作为能量源，可以实现精确深度控制的治疗设备，用于皮肤年轻化。超声波是一种频率高于20000hz的声波，广泛应用于医疗设备中，根据超声波的物理特性，具体的诊断治疗采用20000Hz-750000Hz，理疗采用0.75MHz-3MHz，手术采用3MHz-10GHz的频率；在医疗中的用途采用超声影像用于检测；采用高强度聚焦超声波HIFU(high intensity focus ultrasound)广泛应用于肿瘤治疗，或者碎石治疗。本设备采用intensity focus ultrasound用于治疗浅表组织的治疗，具体的是采用具有较强剂量的聚焦超声波用于皮肤年轻化的治疗。
[0026] 治疗深度方案
[0027] 皮肤年轻化的作用靶位，主要针对真皮层的皮肤，促进真皮层胶原蛋白新生，来实现嫩肤，紧致的功效；同时皮下脂肪层与肌肉层之间的间隔SMAS层的松弛，导致了皮肤下垂，松弛等现象。无论真皮层还是SMAS层，主要成分均为胶原蛋白，通过对胶原蛋白的热致刺激产生即时的收缩现象，和治疗后胶原蛋白持续新生导致的持续效果。本发明专利中的聚焦超声波向皮肤靶组织提供55℃-75℃的治疗温度，以刺激胶原蛋白变性新生来达到紧致提升的效果。
[0028] 聚焦超声波由于治疗深度可控制，可满足不同层面皮肤结构的治疗。由于人体表皮厚度约为0.1mm-0.4mm，在人体面部，如眼眶周围，脸颊，下颌等部位的SMAS层和真皮层分布范围在皮下0.4mm-4.5mm之间。为获得更加的疗效和客户体验，治疗时候需要避免表皮层中的最下层-基地细胞层，此层含有大量的黑素小体，治疗时应该避免此层面的皮肤组织受损，产生的炎症，导致治疗后存在色素沉积。
[0029] 鉴于此，设定聚焦超声波的治疗深度为1mm-4.5mm。聚焦超声波治疗为选择性治疗，如 治疗SMAS层时，为了避免累及周围脂肪组织，超声波的频率需要要有一个限制范围，诸如1-10Mhz,更佳的可能为3-8MHz。
[0030] 由于聚焦超声波将输出能量聚焦在一个点上，为了实现有效的治疗，需要对超声波换能器进行移动，来满足不同层面的部位进行治疗，如采用线性移动方式。具体的如对皮下4.5mm深度的SMAS层进行治疗，也可以为对皮下3mm深度的真皮层进行治疗，整个治疗过程中，超声波能量都聚焦在这个深度的层面，如图2。
[0031] 超声波可以为连续超声波，也可以为脉冲输出超声波或者调制输出的。具体的参数如，聚焦超声波的输出功率为10W，在单点位置停留150ms，则输出能量为1.5J，具体的1.5J可能形成长轴为1mm，短轴为0.5mm的椭球能量聚焦区域。
[0032] 由于聚焦超声波能量聚焦为一个小椭球，为了满足整个皮肤层面的治疗，需要对换能器进行快速移动。可以采用移动手柄的方式，也可以采用移动手柄内换能器的方式来实现。更优的，采用驱动换能器移动的方式来实现整个皮肤层面的治疗。具体的驱动方式，可以直流电机驱动，磁驱动等方式。
[0033] 由于换能器具有使用寿命，将治疗手柄设计为治疗头和握柄组成。
[0034] 由于换能器的曲率决定了聚焦的焦点中心和深度，在不同深度的部位治疗，如真皮层，SMAS层的治疗。对于不同层面的治疗，采用更换换能器的方式来实现。比如换能器1的聚焦深度为4.5mm，则针对4.5mm层面进行治疗，治疗真皮层需要3mm的治疗深度，则需要把治疗头进行更换。治疗头与握柄之间采用卡槽方式进行固定，握柄中具有直线电机驱动治疗头中的换能器部件移动来实现线性扫描。
[0035] 由于治疗头中的换能器不直接与人体皮肤接触，且对于超声波空气的反射率基本为100％，即在空气中，超声波能量基本不能实现传输，需要对治疗头中增加传输介质，具体的可能采用水作为超声波的传导介质。
[0036] 具体的有效作用区域，比如治疗温度为65-75℃，胶原蛋白开始变性，定义满足这个温度的区域为有效作用区域。当有效作用区域过小时，即单点的热作用区域变窄，会造成治疗效果有限。在提高剂量来实现有效作用区域增加的方式下，会存在中心温度过高，热致蛋白凝固性坏死。
[0037] 当有效作用区域过大时，即会存在热损伤区域过大，不利于康复，显著增加治疗风险。基于此，聚焦超声波的频率选择，可能选择频率为0.2MHz-20Mhz，来适用于皮下脂肪层，SMAS层，真皮层的治疗。频率越小，穿透能力越强，能量集中度越低，如采用0.2MHz-2Mhz的频率用于脂肪消除；2Mhz-20Mhz用于治疗皱纹。另外，不同频率的超声波，能量聚焦区 域不一致。
[0038] 治疗扫描方案：
[0039] 聚焦超声波扫描采用多种方案，可以为横向线性扫描，可以为纵向线性扫描，可以为横向平面扫描。
[0040] 具体的横向线性扫描，对换能器部件进行平行于皮肤表面的直线驱动来实现，比如，治疗长度为30mm，点间距为1mm，发射脉冲时间为150ms。
[0041] 纵向线性扫描，对换能器部件进行垂直于皮肤表面的运动方式来实现，不同皮肤层面组织的治疗，具体的如治疗深度为皮下1.5mm-4.5mm，点间距为1mm，发射4个点脉冲来实现皮下smas层，脂肪层，真皮层的治疗。
[0042] 横向平面扫描，对换能器部件平行于皮肤表面的多个线性扫描，具体的为不同线扫描，且为同一平面上。如对30mmx20mm的区域进行扫描治疗，按照线间距为1mm，点间距为1mm的方式来实现治疗，共计31*21个点在6cm2的面积内。
[0043] 换能器规格
[0044] 换能器采用球面的一部分，由多种形态，圆形，长方形，等多种形态，将超声波能量聚焦在球面的焦点上。
[0045] 常规的聚焦超声波采用的圆形球面，当超声波频率一致时，由于人体皮肤组织对同一频率的吸收值基本一致。球面对应球心的锥角越大，其聚焦中心点与有效作用点的能量差异越高。
[0046] 当换能器面积为S1，有效治疗区域部分为V1，其中中心点温度为75℃，有效治疗区域边缘点温度为60℃。
[0047] 如设定换能器底部直径为D，换能器聚焦深度为R，换能器的底座直径与聚焦深度的比值D/R越小，超声波能量在皮下形成的聚焦点(TCP热凝固点)椭球形状的长轴a与短轴b差异越大，同时热凝固点的中心温度与有效治疗温度差异越小。在同等的热凝固点体积内，长轴a与短轴b的比值越大，其椭圆的表面积s越大。在组织学上来说，由于胶原蛋白变性(在相同的热损伤区域体积内)，需要新生，其恢复速度很大程度上取决于与正常皮肤的接触面积。
[0048] 如图3，图3A与图3B的换能器直径D一致大小，但是图3A中的聚焦深度R1大于图3B种的聚焦深度R2，由于组织特性一致，频率一致，皮肤对于聚焦超声波的吸收系数也一致，不同换能器的底座直径与聚焦深度的比值，会呈现出来的不同形状的热凝固点，图3A相比图3B更加狭长，利于组织康复。
[0049] D/R的比值等于2时，会呈现一个类似于圆球的聚焦点。为了更佳的康复速度，本发明 要求换能器的底座直径与聚焦深度的比值D/R＜1.5，以维持具有较明显的椭球形状。
[0050] 由于换能器的结构尺寸限制和治疗手柄的大小尺寸需要符合人体工学设计，具体的包括治疗头内部具有驱动传导机构，尺寸不能太大，治疗头内部充满液体，重量不能太重，操作起来方便等因素。
[0051] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
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