(57)【要約】治療用衝撃波を発生させるための装置および方法。いくつかの実施形態は、１ＭＨｚから１０００ＭＨｚの少なくとも１つの周波数を有する音波を放出するように構成される、音波発生器と、音波発生器に連結される、衝撃波筐体と、衝撃波筐体内に配置される、衝撃波媒体と、を備え、この装置は、音波発生器が音波を放出する場合、この音波の少なくとも一部が、衝撃波媒体を通って伝わり、１つ以上の衝撃波を形成するように構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
治療用衝撃波を発生させるための装置であって、
１ＭＨｚから１０００ＭＨｚの少なくとも１つの周波数を有する音波を放出するように構成される、音波発生器と、
前記音波発生器に連結される、衝撃波筐体と、
前記衝撃波筐体内に配置される、衝撃波媒体と、
を備え、前記装置は、前記音波発生器が、音波を放出する場合、前記音波の少なくとも一部が、前記衝撃波媒体を通って伝わり、１つ以上の衝撃波を形成するように構成される、装置。
【請求項２】
前記衝撃波媒体は、前記衝撃波筐体と一体型である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記衝撃波筐体および衝撃波媒体は、シリコーンを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記衝撃波媒体は、１つ以上の泡を含む、請求項２〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記衝撃波筐体は、チャンバを画定し、前記衝撃波媒体は、前記チャンバ内に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記衝撃波媒体は、流体を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記衝撃波媒体は、ゲルを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記衝撃波媒体は、液体を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記衝撃波媒体は、前記音波発生器からの音波の存在下、前記衝撃波媒体が、非線形特性を呈するように構成される、請求項５〜８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記衝撃波媒体は、泡、固体粒子、または泡および固体粒子の組み合わせのうちの１つ以上を含む、請求項５〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記衝撃波媒体は、水、グリセリン、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、プロピレングリコール、シリコーン油、アルコール、またはこれらのうちの２つ以上の組み合わせのうちの１つ以上を含む、請求項５〜１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記衝撃波筐体は、前記音波発生器に連結された入射端部と、前記音波発生器から延在する出射端部と、を有する、チャンバを画定し、前記衝撃波筐体は、前記チャンバの出射端部を被覆する端部キャップを含む、請求項１および５〜１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記チャンバは、円形断面形状を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記チャンバは、長方形断面形状を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記チャンバは、正方形断面形状を有する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記チャンバは、楕円断面形状を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記チャンバは、三角形断面形状を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記端部キャップは、前記衝撃波チャンバの出射端部から衝撃波を出射させるように構成される、請求項１２〜１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
前記端部キャップは、前記端部キャップから出射する衝撃波の減衰が、２０％未満となるように構成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記端部キャップは、ポリマー、ヒドロゲル、プラスチック、またはシリコーンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記チャンバの入射端部は、少なくとも、前記音波発生器の対応する横方向外部寸法と同程度に大きい横方向内部寸法を有する、請求項１２〜２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
前記チャンバは、前記入射端部と前記出射端部との間に、実質的に一定の断面を有する、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記チャンバは、前記入射端部と前記出射端部との間に、変化する断面を有する、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記衝撃波筐体は、音波が、前記衝撃波チャンバ内から、前記衝撃波筐体上に入射する場合、前記衝撃波筐体が、前記入射音波の少なくとも一部を前記衝撃波チャンバ内に反射して戻すように構成される、請求項２１〜２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
前記音波発生器から前記チャンバの出射端部までの距離は、前記チャンバの少なくとも１つの内部横方向寸法の１００から１０００％である、請求項１２〜２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
前記音波発生器から前記チャンバの出射端部までの距離は、前記チャンバの最小内部横方向寸法の１００から１０００％である、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記音波発生器から前記チャンバの出射端部までの距離は、前記チャンバの少なくとも１つの内部横方向寸法の３００から９００％である、請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記音波発生器から前記チャンバの出射端部までの距離は、前記チャンバの少なくとも１つの内部横方向寸法の４００から８００％である、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記音波発生器から前記チャンバの出射端部までの距離は、
【数５】
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以上であって、式中、ε＝衝撃波媒体の非線形パラメータ、ω＝音波の周波数、ρ０＝前記衝撃波媒体の密度、λ＝音波の波長、ｃ０＝前記衝撃波媒体内の音の速度、Ｐ０＝衝撃波媒体内の圧力振幅、およびΜω＝音響マッハ数＝Ｐ０÷（ｃ０２ρ０）である、請求項１２〜２３のいずれかに記載の装置。
【請求項３０】
前記音波発生器は、超音波ヘッドを備える、請求項１〜２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３１】
前記音波発生器は、セラミックを含む、請求項１〜２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３２】
前記音波発生器は、圧電音響要素を備える、請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項３３】
前記音波発生器に連結され、前記音波発生器を作動させて音波を放出させるように構成される、コントローラをさらに備える、請求項１〜２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３４】
前記コントローラは、前記音波発生器を調節し、前記音波発生器から放出される音波の振幅および周波数のうちの少なくとも１つを変動させるように構成される、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記コントローラは、前記音波発生器を作動させ、一定時間の間、音波を継続的に放出させるように構成される、請求項３３〜３４のいずれかに記載の装置。
【請求項３６】
前記コントローラは、前記音波発生器を作動させ、断続的オン-オフシーケンスにおいて音波を放出させるように構成される、請求項３３〜３４のいずれかに記載の装置。
【請求項３７】
前記コントローラは、前記音波発生器を作動させ、周期的オン-オフシーケンスにおいて音波を放出させるように構成される、請求項３３〜３６のいずれかに記載の装置。
【請求項３８】
前記音波発生器は、第１の音波発生器であって、前記装置はさらに、
１ＭＨｚから１０００ＭＨｚの少なくとも１つの周波数を有する音波を放出するように構成される、第２の音波発生器を備え、
前記衝撃波筐体はまた、前記第２の音波発生器にも連結され、
前記装置は、前記第２の音波発生器が、音波を放出する場合、前記音波の少なくとも一部が、前記衝撃波媒体を通って伝わり、１つ以上の衝撃波を形成するように構成され、
前記コントローラはまた、前記第２の音波発生器にも連結され、第２の前記音波発生器を作動させて音波を放出させるように構成される、
請求項３３〜３７のいずれかに記載の装置。
【請求項３９】
前記コントローラは、前記第２の音波発生器から放出される音波が、前記第１の音波発生器から放出される波から位相がずれるように、前記第１および第２の音波発生器を作動させるように構成される、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記装置は、５０から１０００ワット／平方センチメートル（Ｗ／ｃｍ２）の強度を有する衝撃波を発生するように構成される、請求項１〜３４のいずれかに記載の装置。
【請求項４１】
前記装置は、１００から５００Ｗ／ｃｍ２の強度を有する衝撃波を発生するように構成される、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記装置は、１分間あたり１００以上の衝撃波を発生するように構成される、請求項１〜４１のいずれかに記載の装置。
【請求項４３】
前記装置は、１分間あたり５００以上の衝撃波を発生するように構成される、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記装置は、１分間あたり１０００以上の衝撃波を発生するように構成される、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記装置は、長さ３フィート、幅２フィート、および高さ２フィートを有するボックス内に適合するように構成される、請求項１〜４４のいずれかに記載の装置。
【請求項４６】
前記装置は、長さ３フィート、幅１フィート、および高さ１フィートを有するボックス内に適合するように構成される、請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記装置は、長さ２フィート、幅１フィート、および高さ１フィートを有するボックス内に適合するように構成される、請求項４６に記載の装置。
【請求項４８】
前記装置は、長さ１フィート、幅８インチ、および高さ８インチを有するボックス内に適合するように構成される、請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
治療用衝撃波を発生させる方法であって、
請求項１〜４８のいずれかの装置を提供するステップと、
前記装置を作動させて１つ以上の衝撃波を発生させるステップと、
を含む、方法。
【請求項５０】
少なくとも１つの衝撃波が、組織に入射するように、患者の組織に隣接して、前記装置を配置するステップをさらに含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記組織は、前記患者の顔の皮膚組織を含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
治療用衝撃波を発生させる方法であって、
音波発生器を作動させて、１ＭＨｚから１０００ＭＨｚの少なくとも１つの周波数を有する音波を放出させ、前記音波の少なくとも一部が、衝撃波筐体内に配置された衝撃波媒体を通って伝わり、１つ以上の衝撃波を形成するようにするステップを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、2010年1月19日に出願された米国仮出願番号61/296,376に対する優先権を主張する。この米国仮出願は、その全体が本明細書中に参考として援用される。
【０００２】
（背景）
（１．発明の分野）
本発明は、概して、衝撃波の治療用途に関する。より具体的には、限定ではなく、本発明は、治療用衝撃波を発生させるための装置（治療用途を有する衝撃波）に関する。
【背景技術】
【０００３】
（２．背景情報）
衝撃波は、ある医療および審美療法において使用されてもよい。１９８０年代前半以降、衝撃波は、パルスが、腎臓結石の破砕のための衝撃波面を形成するように使用され得る、体外結石破砕術の形態において使用されている。砕石術における衝撃波源は、典型的には、試験電極間の電気エネルギーの放電によって、発生される。
【０００４】
より最近では、衝撃波が、試験電極間の電気エネルギーの放電を起源としなくてもよい、医療療法において使用するための衝撃波について説明されている。例えば、Ｐｅｔｅｒ  Ｊ．Ｋｌｏｐｏｔｅｋによる特許文献１は、ヒトの皮膚の領域に集束超音波ビームを印加し、衝撃波を発生させ、皮膚の表皮層の平滑性に変化をもたらす変化を皮膚の真皮層に生じさせるように、皮膚の領域内の真皮層を機械的に破壊するステップを含む、皮膚の皺を軽減するための方法および装置について説明している。Ｋｌｏｐｏｔｅｋは、非線形性を導入するために十分に高い、圧力振幅を有する、皮膚を処置するために使用される音響パルスについて、開示している。本非線形性の結果、皮膚を通って伝わるのに伴って、パルスの波形に歪曲が生じる。これらの波形は、典型的ガウス振幅（圧力）プロファイルから、遥かに鋭利な先端面を有する波形に変換する。Ｋｌｏｐｏｔｅｋは、波形が、「皮膚の表面下の標的領域内において本質的に「衝撃波」で」あったと主張している。Ｋｌｏｐｏｔｅｋはさらに、垂直波伝搬モードでは、本質的に、真皮物質の移動はないと述べている。しかしながら、音波が、非線形性を呈する場合、真皮組織は、移動し、パルスに続いて、組織内に負の圧力、すなわち、真空効果を生じさせ、組織損傷を誘発し、組織構造を分裂させ、領域を加熱し、それによって、新しい接続された組織の合成を引き起こす可能性がある。
【０００５】
Ｋｌｏｐｏｔｅｋによって説明されるような衝撃波の発生に関する問題は、それが予測可能なものではないことである。Ｋｌｏｐｏｔｅｋによって説明されるように、衝撃波は、皮膚組織の非線形性質に起因して、皮膚を通って伝わるのに伴って、形成される。衝撃波の形成は、音波の周波数および振幅に依存する。加えて、衝撃波の形成は、波が伝わっている媒体に依存する。周波数、振幅、および媒体に応じて、変換器ヘッドからの衝撃波が形成される距離は、比較的に大きくなり、組織の種類に応じて、著しく変動する可能性がある。その結果、これまで、処置される組織の非線形性における変動に起因して、療法に好適な一貫した高周波数衝撃波を生成することは、困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，３２５，７６９号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、治療用衝撃波を発生させるための装置および方法の実施形態を含む。
【０００８】
治療用衝撃波を発生させるための本装置のいくつかの実施形態は、１ＭＨｚから１０００ＭＨｚの少なくとも１つの周波数を有する音波を放出するように構成される、音波発生器と、音波発生器に連結される、衝撃波筐体と、衝撃波筐体内に配置される、衝撃波媒体と、を備え、装置は、音波発生器が、音波を放出する場合、音波の少なくとも一部が、衝撃波媒体を通って伝わり、１つ以上の衝撃波を形成するように構成される。いくつかの実施形態では、衝撃波媒体は、衝撃波筐体と一体型である。いくつかの実施形態では、衝撃波筐体および衝撃波媒体は、シリコーンを含む。いくつかの実施形態では、衝撃波媒体は、１つ以上の泡を含む。いくつかの実施形態では、衝撃波筐体は、チャンバを画定し、衝撃波媒体は、チャンバ内に配置される。いくつかの実施形態では、衝撃波媒体は、流体を含む。いくつかの実施形態では、衝撃波媒体は、ゲルを含む。いくつかの実施形態では、衝撃波媒体は、液体を含む。
【０００９】
いくつかの実施形態では、衝撃波媒体は、音波発生器からの音波の存在下、衝撃波媒体が、非線形特性を呈するように構成される。いくつかの実施形態では、衝撃波媒体は、泡、固体粒子、または泡および固体粒子の組み合わせのうちの１つ以上を含む。いくつかの実施形態では、衝撃波媒体は、水、グリセリン、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、プロピレングリコール、シリコーン油、アルコール、またはこれらのうちの２つ以上の組み合わせのうちの１つ以上を含む。
【００１０】
いくつかの実施形態では、衝撃波筐体は、音波発生器に連結された入射端部と、音波発生器から延在する出射端部と、を有する、チャンバを画定し、衝撃波筐体は、チャンバの出射端部を被覆する端部キャップを含む。いくつかの実施形態では、チャンバは、円形断面形状を有する。いくつかの実施形態では、チャンバは、長方形断面形状を有する。いくつかの実施形態では、チャンバは、正方形断面形状を有する。いくつかの実施形態では、チャンバは、楕円断面形状を有する。いくつかの実施形態では、チャンバは、三角形断面形状を有する。いくつかの実施形態では、端部キャップは、衝撃波チャンバの出射端部から衝撃波を出射させるように構成される。いくつかの実施形態では、端部キャップは、端部キャップから出射する衝撃波の減衰が、２０％未満となるように構成される。いくつかの実施形態では、端部キャップは、ポリマー、ヒドロゲル、プラスチック、またはシリコーンのうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態では、チャンバの入射端部は、少なくとも、音波発生器の対応する横方向外部寸法と同程度に大きい横方向内部寸法を有する。いくつかの実施形態では、チャンバは、入射端部と出射端部との間に、実質的に一定の断面を有する。いくつかの実施形態では、チャンバは、入射端部と出射端部との間に、変化する断面を有する。
【００１１】
いくつかの実施形態では、衝撃波筐体は、音波が、衝撃波チャンバ内から、衝撃波筐体上に入射する場合、衝撃波筐体が、入射音波の少なくとも一部を衝撃波チャンバ内に反射して戻すように構成される。いくつかの実施形態では、音波発生器からチャンバの出射端部までの距離は、チャンバの少なくとも１つの内部横方向寸法の１００から１０００％である。いくつかの実施形態では、音波発生器からチャンバの出射端部までの距離は、チャンバの最小内部横方向寸法の１００から１０００％である。いくつかの実施形態では、音波発生器からチャンバの出射端部までの距離は、チャンバの少なくとも１つの内部横方向寸法の３００から９００％である。いくつかの実施形態では、音波発生器からチャンバの出射端部までの距離は、チャンバの少なくとも１つの内部横方向寸法の４００から８００％である。
【００１２】
いくつかの実施形態では、音波発生器からチャンバの出射端部までの距離は、
【００１３】
【数１】
2013517100.tif 000003
以上であって、式中、ε＝衝撃波媒体の非線形パラメータ、ω＝音波の周波数、ρ０＝衝撃波媒体の密度、λ＝音波の波長、ｃ０＝衝撃波媒体内の音の速度、Ｐ０＝衝撃波媒体内の圧力振幅、およびΜω＝音響マッハ数＝Ｐ０÷（ｃ０２ρ０）である。
【００１４】
いくつかの実施形態では、音波発生器は、超音波ヘッドを備える。いくつかの実施形態では、音波発生器は、セラミックを含む。いくつかの実施形態では、音波発生器は、圧電音響要素を備える。
【００１５】
いくつかの実施形態はさらに、音波発生器に連結され、音波発生器を作動させて音波を放出させるように構成される、コントローラを備える。いくつかの実施形態では、コントローラは、音波発生器を調節して、音波発生器から放出される音波の振幅および周波数のうちの少なくとも１つを変動させるように構成される。いくつかの実施形態では、コントローラは、音波発生器を作動させ、一定時間の間、音波を継続的に放出させるように構成される。いくつかの実施形態では、コントローラは、音波発生器を作動させ、断続的オン-オフシーケンスにおいて、音波を放出させるように構成される。いくつかの実施形態では、コントローラは、音波発生器を作動させ、周期的オン-オフシーケンスにおいて、音波を放出させるように構成される。
【００１６】
いくつかの実施形態では、音波発生器は、第１の音波発生器であって、装置はさらに、１ＭＨｚから１０００ＭＨｚの少なくとも１つの周波数を有する音波を放出するように構成される、第２の音波発生器を備え、ここで衝撃波筐体はまた、第２の音波発生器にも連結され、装置は、第２の音波発生器が、音波を放出する場合、音波の少なくとも一部が、衝撃波媒体を通って伝わり、１つ以上の衝撃波を形成するように構成され、コントローラはまた、第２の音波発生器にも連結され、第２の音波発生器を作動させて音波を放出させるように構成される。いくつかの実施形態では、コントローラは、第２の音波発生器から放出される音波が、第１の音波発生器から放出される波から位相がずれるように、第１および第２の音波発生器を作動させるように構成される。
【００１７】
いくつかの実施形態では、装置は、５０から１０００ワット／平方センチメートル（Ｗ／ｃｍ２）の強度を有する衝撃波を発生するように構成される。いくつかの実施形態では、装置は、１００から５００Ｗ／ｃｍ２の強度を有する衝撃波を発生するように構成される。いくつかの実施形態では、装置は、１分間あたり１００以上の衝撃波を発生するように構成される。いくつかの実施形態では、装置は、１分間あたり５００以上の衝撃波を発生するように構成される。いくつかの実施形態では、装置は、１分間あたり１０００以上の衝撃波を発生するように構成される。
【００１８】
いくつかの実施形態では、装置は、長さ３フィート、幅２フィート、および高さ２フィートを有するボックス内に適合するように構成される。いくつかの実施形態では、装置は、長さ３フィート、幅１フィート、および高さ１フィートを有するボックス内に適合するように構成される。いくつかの実施形態では、装置は、長さ２フィート、幅１フィート、および高さ１フィートを有するボックス内に適合するように構成される。いくつかの実施形態では、装置は、長さ１フィート、幅８インチ、および高さ８インチを有するボックス内に適合するように構成される。
【００１９】
治療用衝撃波を発生させる本方法のいくつかの実施形態は、本装置のいずれかを提供するステップと、装置を作動させて１つ以上の衝撃波を発生させるステップと、を含む。いくつかの実施形態はさらに、少なくとも１つの衝撃波が組織に入射するように、患者の組織に隣接して装置を配置するステップを含む。いくつかの実施形態では、組織は、患者の顔の皮膚組織を含む。
【００２０】
治療用衝撃波を発生させる本方法のいくつかの実施形態は、音波発生器を作動させて１ＭＨｚから１０００ＭＨｚの少なくとも１つの周波数を有する音波を放出させ、この音波の少なくとも一部が、衝撃波筐体内に配置された衝撃波媒体を通って伝わり、１つ以上の衝撃波を形成するようにするステップを含む。
【００２１】
本システムおよび／または方法のいずれかのいずれの実施形態も、説明されるステップ、要素、および／または特徴のいずれかを備える／含む／含有する／有するのではなく、それらから成る、または本質的にそれらから成ることができる。したがって、請求項のいずれにおいても、用語「から成る」または「から本質的に成る」は、そうでなければ、制約のない連結動詞を使用しているであろう所与の請求項の範囲を変更するために、前述の制約のない連結動詞のいずれかと置換することができる。
【００２２】
前述および他の実施形態と関連付けられた詳細は、以下に提示される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
以下の図面は、限定ではなく、一例として、例証する。簡潔さおよび明確さのために、所与の構造のすべての特徴は、常に、その構造が現れるすべての図中で標識されるわけではない。同じ参照番号は、必ずしも、同じ構造を示すわけではない。むしろ、同一参照番号は、同じではない参照番号であり得るように、類似特徴または類似機能性を伴う特徴を示すために使用されてもよい。
【図１】図１は、治療用衝撃波を発生させるための本装置の一実施形態を描写する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（例示的実施形態の説明）
用語「連結される（ｃｏｕｐｌｅｄ）」とは、接続された状態として定義されるが、必ずしも、直接ではなく、必ずしも、機械的にではない。すなわち、「連結される」２つの物品は、相互に一体型であってもよい。用語「ａ」および「ａｎ」は、本開示が、別様に、明示的に要求しない限り、１つ以上として定義される。用語「実質的に」、「約」、および「およそ」は、大部分として定義されるが、当業者によって理解されるように、必ずしも、規定されるもの全体ではない。
【００２５】
用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」（ならびに、「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」および「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」等のｃｏｍｐｒｉｓｅの任意の形態）、「有する（ｈａｖｅ）」（ならびに、「ｈａｓ」および「ｈａｖｉｎｇ」等のｈａｖｅの任意の形態）、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」（ならびに、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」および「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」等のｉｎｃｌｕｄｅの任意の形態）、ならびに「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」（ならびに、「ｃｏｎｔａｉｎｓ」および「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」等のｃｏｎｔａｉｎの任意の形態）は、制約のない連結動詞である。その結果、１つ以上のステップを「備える」、「有する」、「含む」、または「含有する」方法は、それらの１つ以上のステップを保有するが、それらの１つ以上のステップのみ保有することに限定されない。同様に、１つ以上の要素を「備える」、「有する」、「含む」、または「含有する」蓋は、１つ以上のそれらの要素を保有するが、それらの要素のみ保有することに限定されない。例えば、本体と、内側部材と、を備える、蓋内において、蓋は、規定された要素を含むが、それらの要素のみ有することに限定されない。例えば、そのような蓋はまた、カバー部材も含み得る。
【００２６】
さらに、ある方法で構成される、デバイスまたは構造体は、少なくともその方法で構成されるが、また、具体的に説明されるもの以外の方法でも構成することができる。
【００２７】
音波から治療用衝撃波を発生させるために、いくつかの配慮がある。例えば、非線形音響特性の古典的効果は、非線形媒体内を伝搬する平面正弦波音波が、典型的には、サイクルあたり１つの衝撃を伴う、鋸歯状波に変換することである。従来、熱的キャビテーション誘発分解を除く条件下における、高出力超音波放射への細胞の暴露は、高分子、核、および細胞内の超顕微鏡的複合体の構造的改変を伴うことが実証されている（Ｂｕｒｏｖ、２００２）。衝撃波への暴露に応じて、衝突面に起因して、細胞内の構造の加速は、非常に大きくなり得る。同時に、そのような大きな勾配の圧力に暴露される生物学的構造の弾性は、多くの場合、著しく低減される。これらの条件下、細胞構造は、低弾性物質として挙動し得る。その結果、外見上は僅かな変形であっても、細胞破壊を生じさせ得る。加えて、高周波数で周期的に構造体に印加される、高速に変化する機械的負荷は、疲労破損につながる可能性がある（Ｂｕｒｏｖ、２００２）。
【００２８】
組織は、高分子、膜、核、および細胞内の超顕微鏡的複合体の改変によって、超音波を用いて改変され得る。波形の漸進的非線形歪曲は、細胞および細胞内構造の変形ならびに破損を生じさせる、圧力衝突面、すなわち、衝撃波の形成をもたらす可能性がある。より具体的には、波長の漸進的非線形歪曲は、周波数ｆで周期的に相互に追従する、衝突面の形成をもたらす可能性がある。（Ｂｕｒｏｖ、２００２）では、面の持続時間は、式（１）に示されるように、１／ｆの周期より遥かに短くあり得ると説明されている。
【００２９】
【数２】
2013517100.tif 000004
式中、ｂは、有効粘度であって、εは、非線形因子であって、ρおよびｃは、それぞれ、媒体密度および音の速度である。その短い持続時間を伴う、本衝撃波の結果、衝突面に暴露される細胞構造内のより高い密度の粒子の加速は、典型的には、非常に大きくなる。同時に、そのような大きな勾配の圧力に暴露される細胞構造を成す、より低い密度の生物学的構造の弾性は、著しく低減され、概して、低弾性物質として作用する。細胞内の生物学的構造と、衝突面に暴露される時に変形を被る細胞の能力との間の不整合は、細胞破壊につながる（Ｂｕｒｏｖ、２００２）。
【００３０】
細胞は、これらの圧力面によって衝突される時、一体型ユニットとして、振動し得るが、空間的不均一性パラメータ（すなわち、密度および剪断弾性係数）の結果、機械的応力の急勾配が、細胞内で発生する可能性がある。（Ｂｕｒｏｖ、２００２）は、これについて、質量ｍ１およびｍ２を有する２つの結合されたボールとして生物学的構造をモデル化し、そしてボールの周囲で速度μ０（ｔ）で振動する液体の密度（ρ０）は、ボールの密度と僅かに（それぞれ、ρ１およびρ２だけ）異なるとして、例証した。ポテンシャル流に対する抵抗のみ考慮される場合、結合に加えられる力は、式（２）に示されるように、計算される。
【００３１】
【数３】
2013517100.tif 000005
例えば、ボール半径（Ｒ）が、約１０μｍであって、ボールの密度間の差異が、０．１ρ０である場合、１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２の応力Ｆ／（πＲ２）ｍをもたらす。これは、Ｂｕｒｏｖによれば、細胞膜破壊点をかなり上回った。
【００３２】
次に図面、より具体的には、図１を参照すると、そこに図示され、参照番号１０によって指定されるのは、例えば、患者（例えば、ヒト患者）の組織に送達することができる、治療用衝撃波（例えば、高周波数衝撃波）を発生させるための本装置の一実施形態である。図示される実施形態では、装置１０は、音波発生器１４と、音波発生器１４に連結される、衝撃波筐体１８と、衝撃波筐体１８内に配置される、衝撃波媒体２２と、を備える。図示される実施形態では、音波発生器１４は、１メガヘルツ（ＭＨｚ）から１０００ＭＨｚの少なくとも１つの周波数（例えば、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ等）（および／または、例えば、衝撃波媒体２２内、あるいは、例えば、大気等の基準媒体内において、１ＭＨｚから１０００ＭＨｚの少なくとも１つの周波数に対応する少なくとも１つの波長）を有する音波を放出するように構成される。図示される実施形態では、音波発生器１４は、超音波ヘッドを備える（例えば、市販の超音波ヘッド）。いくつかの実施形態では、音波発生器１４は、セラミックおよび／または圧電音響要素を備える。装置１０は、音波発生器１４が、音波を放出する場合、音波の少なくとも一部が、衝撃波媒体２２を通って伝わり、１つ以上の衝撃波を形成する（例えば、衝撃波筐体１８内またはその近傍で）ように構成される。例えば、衝撃波筐体１８（および、衝撃波媒体２２）は、衝撃波への音波の変換を可能にするために十分な大きさの長さを有することができ、および／または音波発生器１４は、衝撃チャンバ内に衝撃波（または、衝撃波型）形成を誘発するために、十分な振幅および周波数で音波を放出するように作動することができる。別の実施例として、衝撃波媒体２２内の音波の波長の漸進的非線形歪曲は、細胞の変形および／または破損を生じさせ得る（例えば、衝撃波が、組織に影響を及ぼすために十分な強度および時間の間、印加される場合）、圧力衝突面、すなわち、衝撃波の形成をもたらす可能性がある。いくつかの実施形態では、音波発生器１４は、約５から１０００ワット／平方センチメートル（Ｗ／ｃｍ２）（例えば、１００から５００Ｗ／ｃｍ２、１００から４００Ｗ／ｃｍ２）、または実質的にそれらに等しい、ビーム放射電力を伴う、音波を放出するように構成される。いくつかの実施形態では、装置１０は、１分間あたり１００以上の衝撃波（例えば、１分間あたり２００、３００、４００、５００、１０００、２０００、５０００、またはより多くの衝撃波）を発生するように構成される。
【００３３】
装置１０は、例えば、装置１０に近接する組織に送達し、例えば、組織に細胞損傷を生じさせ得る（例えば、医療および／または審美治療用途のために）、衝撃波を予測通りおよび／または一貫して発生させるように動作することができる。装置１０のいくつかの実施形態は、細胞の膜劣化損傷を生じさせるために十分なエネルギーレベルにおいて、衝撃波を提供または発生させるように構成することができる。例えば、標的組織が、高周波数衝撃波に暴露されると、空間的不均一性パラメータ（すなわち、密度および剪断弾性係数）の結果、機械的応力の急勾配が、細胞内に発生される可能性がある。
【００３４】
図示される実施形態では、衝撃波筐体１８は、チャンバ２６を画定し、衝撃波媒体（または、複数の媒体）２２が、チャンバ２６内に配置される。筐体１８は、例えば、ポリマー、プラスチック、シリコーン、金属、および／または任意の他の好適な材料を含むことができる。衝撃波媒体２２は、音波発生器１４から発生または放出される音波の存在下、非線形性を呈する、または被ることが可能な材料を含むことができる。これらの非線形性は、衝撃波筐体１８の壁からの超音波の回折から誘発することができる。加えて、または代替として、非線形性は、衝撃波媒体（または、複数の媒体）２２を通って伝わる超音波によって誘発される、不均一性から生じてもよい。さらに、非線形性は、媒体内の粒子または泡（すなわち、気泡、ナノ粒子等）の含有から生じることができる。いくつかの実施形態では、衝撃波媒体２２は、流体を含む。いくつかの実施形態では、衝撃波媒体２２は、ゲルを含む。いくつかの実施形態では、衝撃波媒体２２は、液体を含む。いくつかの実施形態では、衝撃波媒体２２は、音波発生器１４からの音波の存在下、衝撃波媒体２２が、非線形特性を呈するように構成される。いくつかの実施形態では、衝撃波媒体２２は、水、グリセリン、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、プロピレングリコール、シリコーン油、アルコール、またはこれらのうちの２つ以上の組み合わせのうちの１つ以上を含む。いくつかの実施形態では、衝撃波媒体２２は、泡（例えば、気泡）、固体粒子、または泡および固体粒子の組み合わせのうちの１つ以上を含む。気泡は、例えば、二酸化炭素等のガスの添加によって、媒体２２中に導入することができ、および／または超音波造影剤内に見られる安定化気泡の形態において、あるいはナノ粒子の一部として、導入することができる。
【００３５】
加えて、図示される実施形態では、衝撃波筐体１８は、音波発生器１４に連結される、入射端部３０と、音波発生器１４から延在する、出射端部３４と、を有する、チャンバ２６を画定する。衝撃波筐体１８のいくつかの実施形態はまた、チャンバ２６の出射端部３４を被覆する、端部キャップ３８を含むことができる。図示される実施形態では、チャンバ２６は、円形断面形状を有する。他の実施形態では、チャンバ２６は、長方形、正方形、楕円、三角形、八角形、および／または任意の他の好適な断面形状を有する。いくつかの実施形態では、衝撃波筐体１８は、音波発生器１４（例えば、チャンバ２６の入射端部３０における）から、チャンバ２６の出射端部３８までの距離４２が、チャンバ２６の少なくとも１つの（例えば、最小）内部横方向寸法（例えば、直径４２）の１００から１０００％であるように構成される。いくつかの実施形態では、音波発生器１４（例えば、チャンバ２６の入射端部３０における）から、チャンバ２６の出射端部３４までの距離４６は、チャンバの少なくとも１つの（例えば、最小）内部横方向寸法（例えば、直径４２）の３００から９００％（および／または４００から８００％）である。
【００３６】
いくつかの実施形態では、チャンバ２６の入射端部３０は、少なくとも、音波発生器１４（例えば、出力端部５０における）の対応する横方向外部寸法と同程度に大きい横方向内部寸法（例えば、直径４２）を有する。例えば、図示される実施形態では、チャンバ２６の直径４２は、少なくとも、音波発生器１４の対応する部分（例えば、出力端部５０）の外径と同程度に大きい（例えば、僅かに大きい）。他の直径では、直径４２は、より大きくあることができる（例えば、および／またはガスケットもしくはカップラを使用して、筐体１８を音波発生器の出力端部５０に連結することができる）。図示される実施形態では、チャンバ２６は、入射端部３０と出射端部３４との間に、実質的に一定の断面を有する。他の実施形態では、チャンバ２６は、入射端部３０と出射端部３４との間に、変化する断面を有する。
【００３７】
いくつかの実施形態では、衝撃波チャンバ２６の好適な長さ４６は、非線形パラメータ、圧力振幅、超音波の周波数、媒体２２の密度、および媒体２２内の音の速度の関数である。例えば、音波発生器１４（例えば、チャンバ２６の入射端部３０における）から、チャンバ２６の出射端部３４までの距離４６は、式（３）によって求められるもの以上であってもよい。
【００３８】
【数４】
2013517100.tif 000006
式中、ε＝衝撃波媒体の非線形パラメータ、ω＝音波の周波数、ρ０＝衝撃波媒体の密度、λ＝音波の波長、ｃ０＝衝撃波媒体内の音の速度、Ｐ０＝衝撃波媒体内の圧力振幅、およびΜω＝音響マッハ数＝Ｐ０÷（ｃ０２ρ０）。一般に、周波数が高いほど、および／または強度が高いほど、チャンバ２６の出射端部３４またはその前方（および／または端部キャップ３８の前方）に、衝撃波を形成させなければならない、チャンバ２６の長さ４６は、短くなる。
【００３９】
加えて、図示される実施形態では、衝撃波筐体１８は、音波が、衝撃波チャンバ２６内から、衝撃波筐体１８上に入射する場合、衝撃波筐体１８が、衝撃波チャンバ２６内に入射音波の少なくとも一部を反射して戻すように構成される。
【００４０】
図示される実施形態では、端部キャップ３８は、媒体２２が、実質的に、チャンバ２６から出射するのを防止し、衝撃波チャンバ２６の出射端部３４から衝撃波を出射させるように、チャンバ２６の出射端部３４を封入するように構成される。いくつかの実施形態では、端部キャップ３８は、低衝撃波減衰（例えば、端部キャップ３８から出射する衝撃波の減衰が、２０％未満であるように）および／または低衝撃波反射を有するように構成される。いくつかの実施形態では、端部キャップ３８は、ポリマー、ヒドロゲル、膜、プラスチック、またはシリコーンのうちの少なくとも１つを含む。
【００４１】
他の実施形態では、衝撃波媒体２２は、衝撃波筐体１８と一体型である（例えば、材料の同一片を備える）。いくつかの実施形態では、衝撃波筐体１８および衝撃波媒体２２は、シリコーンを含む。他の実施形態では、衝撃波媒体２２は、１つ以上の泡を含む（例えば、気泡等）。
【００４２】
図示される実施形態では、装置１０はさらに、音波発生器１４に連結され、音波発生器１４を作動させて音波を放出させるように構成される、コントローラ５４を備える。コントローラ５４は、例えば、メモリを有するプロセッサ、プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）、および携帯端末（ＰＤＡ）等の任意の好適にプログラムされたハードウェアを備えることができる。別個の構成要素として例証されるが、コントローラ５４は、音波発生器１４に統合される（例えば、それと共通筐体を共有する）ことができる。いくつかの実施形態では、コントローラ５４は、音波発生器１４を調節して、音波発生器１４から放出される音波の振幅および周波数のうちの少なくとも１つを変動させるように構成される。いくつかの実施形態では、コントローラ５４は、音波発生器１４を作動させて、一定時間の間（例えば、音波発生器が、「オン」に作動されると）、音波を継続的に放出させるように構成される。いくつかの実施形態では、コントローラ５４は、音波発生器１４を作動させて、周期的オン-オフシーケンス（例えば、規則的周期的間隔を伴うシーケンス）において、音波を放出させるように構成される。いくつかの実施形態では、コントローラ５４は、音波発生器１４を作動させて、断続的オン-オフシーケンス（例えば、規則的周期的間隔を伴わない非周期的シーケンス）において、音波を放出させるように構成される。オン-オフシーケンスにおける、音波発生器１４の作動は、例えば、組織内の熱の蓄積を低減させることができる。いくつかの実施形態では、コントローラ５４は、音波発生器１４を作動させて、オン-オフシーケンスにおいて音波を放出させ、測定および／または予測温度に基づいて、あるいはそれに応答して、オン-オフシーケンスの「オン」および／または「オフ」部分の持続時間を調節するように構成される。例えば、温度は、コントローラ５４に連結された温度計（例えば、赤外線温度計）によって測定することができ、および／またはコントローラ５４は、少なくとも部分的に、音波発生器１４から放出される音波の強度および／または他の特性、ならびに／あるいは筐体１８内で発生される、または組織に送達される、衝撃波に基づいて、組織の温度を予測するように構成することができる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、音波発生器１４は、第１の音波発生器であって、装置１０はさらに、１ＭＨｚから１０００ＭＨｚの少なくとも１つの周波数を有する音波を放出するように構成される、第２の音波発生器（図示せず）を備え、衝撃波筐体１８はまた、第２の音波発生器にも連結される。そのような実施形態では、装置１０は、第２の音波発生器が、音波を放出する場合、音波の少なくとも一部が、衝撃波媒体または複数の媒体２２を通って伝わり、１つ以上の衝撃波を形成するように構成される。これらの実施形態のうちのいくつかはさらに、第２の音波発生器に連結され、第２の音波発生器を作動させて音波を放出させるように構成される、コントローラ５４を備える。いくつかの実施形態では、コントローラ５４は、第２の音波発生器から放出される音波が、第１の音波発生器１４から放出される波と位相がずれるように、第１の音波発生器１４および第２の音波発生器（図示せず）を作動するように構成される。
【００４４】
いくつかの実施形態では、装置１０は、長さ３フィート、幅２フィート、および高さ２フィートを有するボックス内に適合するように構成される。いくつかの実施形態では、装置１０は、長さ３フィート、幅１フィート、および高さ１フィートを有するボックス内に適合するように構成される。いくつかの実施形態では、装置１０は、長さ２フィート、幅１フィート、および高さ１フィートを有するボックス内に適合するように構成される。いくつかの実施形態では、装置１０は、長さ１フィート、幅８インチ、および高さ８インチを有するボックス内に適合するように構成される。
【００４５】
本装置（例えば、装置１０）の実施形態は、皺の軽減のために使用することができる。例えば、治療用衝撃波を発生させる本方法のいくつかの実施形態は、本装置（例えば、装置１０）のいずれかを提供するステップと、装置を作動させて１つ以上の衝撃波を発生させるステップと、を含む。いくつかの実施形態はさらに、少なくとも１つの衝撃波が、組織に入射するように、患者の組織に隣接して、装置（例えば、筐体１８の出射端部３４）を配置するステップを含む。いくつかの実施形態では、組織は、患者の顔の皮膚組織を含む。
【００４６】
治療用衝撃波を発生させる本方法のいくつかの実施形態は、音波の少なくとも一部が、衝撃波筐体（例えば、１８）内に配置される、衝撃波媒体（例えば、２２）を通って伝わり、１つ以上の衝撃波を形成するように、音波発生器（例えば、１４）を作動させ、１ＭＨｚから１０００ＭＨｚの少なくとも１つの周波数を有する音波を放出させるステップを含む。
【００４７】
本明細書に説明されるデバイス、システム、および方法の種々の例証的実施形態は、開示される特定の形態に限定されることを意図するものではない。むしろ、請求項の範囲内にある、すべての修正および代替を含む。例えば、本灌水システムは、説明および／または描写される形状のいずれかにおける、任意の数の水盤を含むことができる。
【００４８】
請求項は、それぞれ、語句「のための手段」または「のためのステップ」を使用して、所与の請求項に明示的に列挙されない限り、手段に加え、またはステップに加え、機能制限を含むものとして意図されず、そのように解釈されるべきではない。
【００４９】
（参考文献）
以下の参考文献は、本明細書に記載されるものに例示的手順または他の詳細補足を提供する程度において、具体的に、本明細書中に参考として援用される。
[1]  Burov,  V.  A.,  Nonlinear  ultrasound:  breakdown  of  microscopic  biological  structures  and  nonthermal  impact  on  malignant  tumor.  Doklady  Biochemistry  and  Biophysics  Vol.  383,  pp.  101-104  (2002)。
【図１】
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【国際調査報告】
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