СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ КОСМЕТИЧЕСКОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ КОЖИ
SYSTEMS AND METHODS FOR COSMETIC ULTRASONIC TREATMENT OF SKIN

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СВЯЗАННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке США № 62/375,607, поданной 16 августа 2016 года, предварительной заявке США № 62/482,476, поданной 6 апреля 2017 года, предварительной заявке США № 62/482,440, поданной 6 апреля 2017 года, и предварительной заявке США № 62/520 055, поданной 15 июня 2017 года, каждая из которых полностью включена в настоящее описание посредством ссылки. Все возможные притязания на приоритет, указанные в информационном листке заявки, или любые исправления к ним, включены в настоящее описание посредством ссылки (37 CFR 1.57).
Уровень техники
Область техники
[0002] Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения относятся к неинвазивной основанной на применении энергии обработке для обеспечения эстетического и/или косметического улучшающего воздействия на кожу и/или ткани вблизи кожи лица, головы, шеи и/или тела человека.
Описание предшествующего уровня техники
[0003] Некоторые косметические процедуры включают инвазивные процедуры, которые могут предполагать применение инвазивной хирургии. Помимо того, что пациенты должны выдержать недели восстановления, их также часто подвергают рискованным процедурам анестезии. Неинвазивные терапевтические основанные на применении энергии устройства и способы доступны, но они могут иметь различные недостатки, касающиеся эффективности и результативности. В ходе некоторых косметических процедур создают последовательную серию точек или линий обработки. В этих процедурах период обработки представляет собой совокупность последовательных процедур обработки.
Раскрытие сущности изобретения
[0004] В некоторых вариантах осуществления предложены системы и способы, которые обеспечивают эстетический эффект с использованием направленного и прецизионного ультразвука для получения видимого и эффективного косметического результата с помощью термического способа путем расщепления луча ультразвуковой терапии на два, три, четыре или более одновременно существующих фокусных зон для выполнения различных процедур обработки и/или визуализации. В различных вариантах осуществления ультразвуковая система выполнена с возможностью фокусировки ультразвука для создания локализованного механического движения в тканях и клетках с целью достижения локализованного нагрева либо для коагуляции ткани, либо для механического разрушения клеточной мембраны, предназначенного для неинвазивного эстетического использования. В различных вариантах осуществления ультразвуковая система выполнена с возможностью лифтинга надбровной дуги (например, брови). В различных вариантах осуществления ультразвуковая система выполнена с возможностью лифтинга для подтягивания дряблой ткани, например подподбородочной (расположенной под подбородком) ткани и ткани шеи. В различных вариантах осуществления ультразвуковая система выполнена с возможностью улучшения линий и морщин в области декольте. В различных вариантах осуществления ультразвуковая система выполнена с возможностью уменьшения количества жира. В различных вариантах осуществления ультразвуковая система выполнена с возможностью снижения вероятности появления целлюлита.
В различных вариантах осуществления ультразвуковая система выполнена с возможностью визуализации для осуществления визуализации ткани (например, дермальных и субдермальных слоев ткани) для обеспечения надлежащего взаимодействия преобразователя с кожей. В различных вариантах осуществления ультразвуковая система выполнена с возможностью визуализации для осуществления визуализации ткани (например, дермальных и субдермальных слоев ткани) для подтверждения соответствующей глубины обработки, например, для предотвращения обработки определенных тканей (например, кости).
[0005] В различных вариантах осуществления обработка ткани, например, ткани кожи, с помощью множества лучей обеспечивает одно или более преимуществ, таких как, например, сокращение времени обработки, создание уникальных шаблонов нагрева, эффективное использование множества каналов для достижения большей мощности, возможность обработки кожи на двух или более глубинах при одинаковых или разных уровнях мощности (например, точка термической коагуляции в поверхностной мышечно-апоневротической системе («SMAS») и другая дефокусированная энергия на поверхности кожи или другие комбинации), в некоторых случаях одновременная обработка на разных глубинах (например, на глубинах ниже поверхности кожи на 3 мм и 4,5 мм в с точках термической коагуляции одновременно или в перекрывающихся периодах времени); и/или обработка с одновременным применением одного, двух или более линеарных или линейных фокусов, например, на разных глубинах ниже поверхности кожи или на расстоянии друг от друга. В некоторых вариантах осуществления при одновременной многофокусной терапии используют вобуляцию.
[0006] В некоторых вариантах осуществления предложены системы и способы, которые позволяют повысить результативность и/или эффективность эстетического эффекта с использованием направленного и прецизионного ультразвука для получения видимого и эффективного косметического результата с помощью термического способа. В некоторых вариантах осуществления задают одну фокусную зону. В некоторых вариантах осуществления луч ультразвуковой терапии расщепляют на два, три, четыре или более одновременно существующих фокусных зон для выполнения различных процедур обработки и/или визуализации. В частности, варианты осуществления настоящего изобретения повышают результативность и/или эффективность при подтверждении надлежащего взаимодействия между устройством для обработки и тканью для осуществления обработки в зоне обработки.
[0007] В некоторых вариантах осуществления предложены системы и способы, которые обеспечивают повышение результативности и/или эффективности эстетического эффекта с использованием направленного и прецизионного ультразвука для получения видимого и эффективного косметического результата с помощью термического способа путем расщепления луча ультразвуковой терапии на два, три, четыре или более одновременно существующих фокусных зон для выполнения различных процедур обработки и/или визуализации.
[0008] Согласно одному варианту осуществления с помощью системы ультразвуковой обработки одновременно создают две или более точек и/или фокусных зон терапевтической обработки под поверхностью кожи для осуществления косметической обработки, причем точки обработки увеличивают путем вобуляции ультразвуковых лучей. В одном варианте осуществления фокусная зона представляет собой точку. В одном варианте осуществления фокусная зона представляет собой линию. В одном варианте осуществления фокусная зона представляет собой плоскость. В одном варианте осуществления фокусная зона представляет собой трехмерный объем или форму. Вобуляция точек фокусировки ультразвукового луча увеличивает область обработки за счет качания, размытия или искажения точки фокусировки или зоны фокусировки (например, точки, линии, плоскости или объемной области фокусировки) подобно прохождению краски через распылитель с механическим и/или электронным рассеянием местоположения точек фокусировки путем изменения частоты и, таким образом, точки фокусировки, лучей ультразвуковой обработки. В некоторых вариантах осуществления вобуляция повышает эффективность за счет создания более крупных точек обработки и/или фокусных зон. В некоторых вариантах осуществления вобуляция уменьшает боль, поскольку температура горячего пятна распределяется по большему объему ткани, что позволяет потенциально снизить дозу. В некоторых вариантах осуществления механическая вобуляция является одним из способов распространения акустической энергии от ультразвукового луча, таким образом наблюдается меньшая зависимость от теплопроводимости ткани на некотором удалении от фокуса. В одном варианте осуществления механической вобуляции преобразователь для терапии локально перемещают вокруг предполагаемого центра точки термической коагуляции (TCP). Акустический луч может быть перемещен в поперечном направлении, вверх-вниз и/или под углом. В одном варианте осуществления механической вобуляции перемещение механизма движения является достаточно быстрым для создания более плоского профиля температуры вокруг предполагаемой TCP, что позволяет уменьшить либо суммарную акустическую энергию для одного и того же объема ткани, в отношении которой осуществляют воздействие, либо применить то же количество суммарной акустической энергии для большего объема ткани, в отношении которой осуществляют воздействие, или любую их комбинацию.
[0009] В соответствии с различными вариантами осуществления частотная модуляция приводит к изменению местоположения фокусной зоны и/или интервала между фокусными зонами таким образом, что электронная вобуляция луча путем модуляции частоты приводит к точному изменению и/или перемещению положения точки (точек) фокусировки луча. Например, в одном варианте осуществления интервал в 1,5 мм может быть вобулирован со значением +/- 0,1 мм с использованием небольшого диапазона изменения частоты. В различных вариантах осуществления любой один или более интервалов 0,5, 0,75, 1,0, 1,2, 1,5, 2,0 мм могут быть вобулированы со значением +/- 0,01, 0,05, 0,1, 0,12, 0,15, 0,20, 0,25, 0,30 мм с использованием некоторого диапазона изменения частоты. В различных вариантах осуществления частоту модулируют на 1-200% (например, 1%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 100%, 120%, 150%, 180%, 200% и любой промежуточный диапазон).
[0010] Некоторые варианты осуществления относятся к устройствам, системам и способам для быстрого, безопасного, производительного и эффективного обеспечения одной или более (например, множества) зон фокусировки и/или точек ультразвуковой обработки при выполнении различных процедур ультразвуковой обработки и/или визуализации. В некоторых вариантах осуществления визуализацию не используют. Некоторые варианты осуществления относятся к расщеплению луча ультразвуковой терапии на две, три, четыре или более фокусных зон от одного ультразвукового преобразователя и/или одного элемента ультразвукового преобразования. В некоторых вариантах осуществления множеством ультразвуковых лучей управляют электронным способом с помощью частотной модуляции. В некоторых вариантах осуществления вобуляция (например, электронная вобуляция) множественных и/или расщепленных апертур ультразвукового луча с использованием частотной модуляции обеспечивает зоны или точки обработки в множестве мест. В некоторых вариантах осуществления вобуляция относится к намеренному перемещению положения/местоположения точки фокусировки энергетического луча. Например, в одном варианте осуществления вобуляция включает качание, перемещение, вибрацию, изменение местоположения и/или положения одной фокусной зоны и/или взаимное разнесение между двумя или более фокусными зонами. В различных вариантах осуществления относительное положение фокусных зон вобулируют на 1-50% (например, 1 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50 % и любой промежуточный диапазон, например, процент от среднего местоположения на определенный процент). В различных вариантах осуществления расстояние между фокусными зонами вобулируют в диапазоне 1-50% (например, 1 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50 % и любой промежуточный диапазон). В некоторых вариантах осуществления вобуляцию могут обеспечивать с помощью механических, электронных или комбинаций механических и электронных средств в зависимости от конструкции системы. В одном варианте осуществления механической вобуляции ультразвуковой луч перемещают локально вокруг предполагаемого центра TCP путем механического перевода или наклона преобразователя для терапии, или пациента, или любой комбинации указанных способов. Механический перевод и/или наклон позволяют осуществлять распространение акустической энергии таким образом, чтобы преодолеть ограничения теплопроводимости ткани. Это позволяет получить более плоский профиль температуры в ткани, чтобы либо уменьшить суммарную акустическую энергию для создания такого же воздействия на объем ткани, либо обеспечить такую же суммарную акустическую энергию с увеличением объема ткани, в отношении которой осуществляют воздействие, по сравнению со стационарным устройством для ультразвуковой терапии. В различных вариантах осуществления электронной вобуляции применяют частотную, фазовую, амплитудную модуляции или способы с привязкой ко времени в сочетании с однозначно определенным преобразователем для перемещения ультразвукового луча в ткани без какого-либо механического перемещения. В одном варианте осуществления электронное перемещение ультразвукового луча происходит значительно быстрее, чем механическое перемещение, с преодолением ограничения теплопроводимости ткани. В различных вариантах осуществления отношение взаимного позиционирования фокусной зоны путем вобуляции составляет 1:1000, 1:500, 1:200; 1:100, 1:50, 1:25, 1:10, 1:2 или равно любому отношению между 1:1000 и 1:1. В различных вариантах осуществления отношение интервала взаимного позиционирования между фокусными зонами путем вобуляции составляет 1:1000, 1:500, 1:200; 1:100, 1:50, 1:25, 1:10, 1:2 или равно любому отношению между 1:1000 и 1:1. Например, в некоторых вариантах осуществления фокусную зону обеспечивают в «1», а отношение открытого интервала необработанной ткани обеспечивают во втором числе отношения. Например, в одном варианте осуществления интервал вобуляции составляет, например, 1 мм, а расстояние вобуляции составляет 0,1 мм, таким образом, отношение равно 1:10. В различных вариантах осуществления отношение интервала между фокусными зонами путем вобуляции составляет 1:1000, 1:500, 1:200; 1:100, 1:50, 1:25, 1:10, 1:2 или равно любому отношению между 1:1000 и 1:1. В некоторых вариантах осуществления интервал одновременно существующих фокусных зон вобулируют. В некоторых вариантах осуществления точки и/или зоны обработки образуют в ткани одновременно. В различных вариантах осуществления вобуляция для выполнения различных процедур обработки и/или визуализации является модулированной и/или многофазной с регулируемым отклонением частоты. Некоторые варианты осуществления относятся к расщеплению луча ультразвуковой терапии на две, три, четыре или более фокусных зон для выполнения различной обработки, например, с применением способов вобуляции, поляризации, фазирования и/или модуляции, и/или процедур визуализации.
[0011] В некоторых раскрытых в настоящем документе вариантах осуществления неинвазивные ультразвуковые системы выполнены с возможностью использования для достижения одного или более из следующих благоприятных эстетических и/или косметических улучшающих эффектов: подтяжки кожи лица, подтяжки бровей, подтяжки подбородка, обработки кожи вокруг глаз (например, малярных мешков, лечения подглазничной дряблости кожи), сокращения количества морщин, сокращения количества жира (например, обработки жира, относящегося к жировой ткани, и/или целлюлита), лечения целлюлита (который также называют гиноидной липодистрофией) (например, женской гиноидной липодистрофии с ямкой или без ямки), улучшения кожи в области декольте (например, верхней части грудной клетки), подтяжки ягодиц (например, укрепления ягодиц), укрепления кожи (например, лечения дряблости для укрепления кожи лица или тела, например, лица, шеи, груди, рук, бедер, живот, ягодиц и т. д.), уменьшения рубцов, обработки ожога, удаления татуировки, удаления вен, уменьшения вен, обработки потовой железы, лечения чрезмерного потоотделения, удаления веснушек, лечения угревой сыпи и удаления прыщей. Несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, в частности, являются предпочтительными, поскольку они включают одно, несколько или все из следующих преимуществ: более быстрое время обработки, (ii) уменьшение боли во время обработки, (iii) уменьшение боли после обработки, (iv) меньшее время восстановления, (v) более эффективную обработку, (vi) большую удовлетворенность клиентов, (vii) меньшие затраты энергии для выполнения обработки и/или (viii) большую область обработки при вобуляции фокусных областей.
[0012] В соответствии с различными вариантами осуществления косметическая система и/или способ ультразвуковой обработки могут неинвазивно обеспечивать одну или множество вобулированных зон косметической обработки и/или точек термической коагуляции, в которых ультразвук фокусируется в одном или более мест в области обработки в ткани под поверхностью кожи, а их перемещение осуществляют путем изменения частоты (например, с помощью частотной модуляции). Некоторые системы и способы обеспечивают косметическую обработку в разных местах в ткани, например, на разных глубинах, высотах, ширинах и/или положениях. В одном варианте осуществления способ и система включают множество систем преобразователей глубины/высоты/ширины, выполненных с возможностью обеспечения ультразвуковой обработки одной или более представляющих интерес областей, например, между по меньшей мере одной глубиной представляющей интерес области обработки и/или представляющей интерес подкожной областью. В одном варианте осуществления способ и система включают систему преобразователя, выполненную с возможностью обеспечения ультразвуковой обработки более чем одной представляющей интерес области, например, между по меньшей мере двумя точками в разных местах (например, с фиксированной или переменной глубиной, высотой, шириной и/или ориентацией и т. д.) в представляющей интерес области ткани. В некоторых вариантах осуществления можно расщеплять луч для фокусировки в двух, трех, четырех или более фокусных точках (например, множестве фокусных точек, точках, соответствующих множеству фокусов) для косметической обработки зон и/или для визуализации в представляющей интерес области ткани. Положение и/или позиция вобуляции точек фокусировки могут быть расположены аксиально, поперечно или иначе внутри ткани. Некоторые варианты осуществления могут быть выполнены с возможностью пространственного управления, например, путем определения местоположения и/или вобуляции точки фокусировки, изменения расстояния от преобразователя до отражающей поверхности и/или изменения углов действия энергии, сфокусированной или не сфокусированной в представляющей интерес области, и/или выполнены с возможностью периодического управления, например, путем управления изменениями частоты, амплитуды и времени движения преобразователя. В некоторых вариантах осуществления положение и/или позицию вобуляции множества зон обработки или точек фокусировки обеспечивают с помощью поляризации, фазовой поляризации, двухфазной поляризации и/или многофазной поляризации. В некоторых вариантах осуществления положение множества зон обработки или точек фокусировки обеспечивают с помощью фазирования, например, в одном варианте осуществления, электрического фазирования. Благодаря этому, изменениями местоположения области обработки, количества, формы, размера и/или величины зон обработки или воздействия в представляющей интерес области, а также тепловым режимом можно динамически управлять с течением времени.
[0013] В соответствии с различными вариантами осуществления система и/или способ косметической ультразвуковой обработки могут обеспечивать создание множества зон косметической обработки с использованием одного или более из частотной модуляции, фазовой модуляции, поляризации, нелинейной акустики и/или преобразования Фурье для создания любого пространственного периодического шаблона с одним или множеством ультразвуковых участков. В одном варианте осуществления система одновременно или последовательно доставляет энергию в одну или множество зон обработки, используя поляризацию в керамике. В одном варианте осуществления шаблон поляризации является функцией глубины фокусировки и частоты, а также использования нечетных или четных функций. В одном варианте осуществления применяют шаблон поляризации, который может быть комбинацией нечетных или четных функций и который основан на глубине фокусировки и/или частоте. В одном варианте осуществления способ может быть использован в двух или более измерениях для создания любого пространственного периодического шаблона. В одном варианте осуществления ультразвуковой луч расщепляют в осевом и поперечном направлении, что значительно сокращает время обработки за счет использования нелинейной акустики и преобразований Фурье. В одном варианте осуществления модуляция от системы и амплитудная модуляция от керамики или преобразователя могут быть использованы для обеспечения множества зон обработки в ткани как последовательно, так и одновременно.
[0014] В одном варианте осуществления система эстетической визуализации и обработки содержит ультразвуковой зонд, который включает ультразвуковой преобразователь, выполненный с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии в ткани в множестве местоположений на глубине фокусировки с помощью электронной вобуляции множества апертур луча энергии с частотной модуляцией. В одном варианте осуществления система содержит модуль управления, соединенный с ультразвуковым зондом для управления ультразвуковым преобразователем.
[0015] В одном варианте осуществления система включает устройство для вобуляции, выполненное с возможностью обеспечения переменного интервала между множеством отдельных зон косметической обработки. В одном варианте осуществления последовательность отдельных зон косметической обработки имеет интервал обработки в диапазоне от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 25 мм (например, 1 мм, 1,5 мм, 2 мм, 2,5 мм, 3 мм, 5 мм, 10 мм, 20 мм и любые промежуточные диапазоны значений) с изменением вобуляции интервала на 1-50 % (например, 1 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 % 40 %, 45 %, 50 % и любой промежуточный диапазон). В одном варианте осуществления последовательность отдельных зон косметической обработки имеет интервал обработки в диапазоне от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 100 мм (например, 1 мм, 1,5 мм, 2 мм, 2,5 мм, 3 мм, 5 мм, 10 мм, 20 мм, 25 мм, 30 мм, 35 мм, 40 мм, 45 мм, 50 мм, 60 мм, 70 мм, 80 мм, 90 мм и 100 мм, а также любые промежуточные диапазоны значений) с изменением вобуляции интервала на 1-50 % (например, 1 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 % 40 %, 45 %, 50 % и любой промежуточный диапазон).
[0016] В одном варианте осуществления система также включает механизм для перемещения, выполненный с возможностью программирования для обеспечения постоянного или переменного интервала между множеством отдельных зон косметической обработки. В одном варианте осуществления последовательность отдельных зон косметической обработки имеет интервал обработки в диапазоне от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 25 мм (например, 0,1, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 19 мм или любой промежуточный диапазон или промежуточное значение). В одном варианте осуществления последовательность отдельных зон косметической обработки имеет интервал обработки в диапазоне от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 100 мм (например, 0,1, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 100 мм или любой промежуточный диапазон или промежуточное значение). В одном варианте осуществления зоны обработки обеспечивают вдоль отрезка приблизительно 25 мм. В одном варианте осуществления зоны обработки обеспечивают вдоль отрезка приблизительно 50 мм. В различных вариантах осуществления зоны обработки обеспечивают вдоль отрезка от 5 мм до 100 мм (например, 10 мм, 20 мм, 25 мм, 35 мм, 50 мм, 75 мм, 100 мм и любые промежуточные значения или диапазоны. В различных вариантах осуществления зоны обработки обеспечивают вдоль линейного и/или изогнутого отрезка.
[0017] Например, в некоторых не предполагающих ограничения вариантах осуществления преобразователи могут быть выполнены с возможностью работы на глубину ткани 0,5 мм, 1,0 мм, 1,5 мм, 2 мм, 3 мм, 4,5 мм, 6 мм, менее 3 мм, от 0,5 мм до 5 мм, от 1,5 мм до 4,5 мм, более 4,5 мм, более 6 мм и любое значение в диапазонах 0,1 мм - 3 мм, 0,1 мм - 4,5 мм, 0,1 мм - 25 мм, 0,1 мм - 100 мм и любые промежуточные значения глубины (например, 6 мм, 10 мм, 13 мм, 15 мм). В некоторых вариантах осуществления ткань обрабатывают на глубине ниже поверхности кожи, при этом поверхность кожи не повреждают. Напротив, терапевтический эффект, достигаемый на глубине ниже поверхности кожи, обеспечивает косметическое улучшение внешнего вида поверхности кожи. В других вариантах осуществления поверхность кожи обрабатывают с помощью ультразвука (например, на глубине менее 0,5 мм).
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
[0018] Одним из преимуществ механизма движения является то, что он способен обеспечить более эффективное, точное и безошибочное использование ультразвукового преобразователя для целей визуализации и/или терапии. Одно из преимуществ механизма движения этого типа по сравнению с обычными фиксированными массивами из множества преобразователей, зафиксированными в пространстве в корпусе, состоит в том, что фиксированные массивы расположены на фиксированном расстоянии друг от друга. В одном варианте осуществления модуль преобразователя выполнен с возможностью обеспечения акустической мощности ультразвуковой терапии в диапазоне от приблизительно 1 Вт до приблизительно 100 Вт (например, 3-30 Вт, 7-30 Вт, 21-33 Вт) и частоты от приблизительно 1 МГц до приблизительно 10 МГц для термического нагрева ткани с целью обеспечения коагуляции. В одном варианте осуществления модуль преобразователя выполнен с возможностью обеспечения акустической мощности ультразвуковой терапии в диапазоне от приблизительно 1 Вт до приблизительно 500 Вт для максимальной или средней энергии (например, 3-30 Вт, 7-30 Вт, 21-33 Вт, 100 Вт, 220 Вт или более) и частоты от приблизительно 1 МГц до приблизительно 10 МГц для термического нагрева ткани с целью обеспечения коагуляции. В некоторых вариантах осуществления обеспечивают мгновенную энергию. В некоторых вариантах осуществления обеспечивают среднюю энергию. В одном варианте осуществления акустическая мощность может составлять от 1 Вт до 100 Вт в диапазоне частот от приблизительно 1 МГц до приблизительно 12 МГц (например, 1 МГц, 3 МГц, 4 МГц, 4,5 МГц, 7 МГц, 10 МГц, 2-12 МГц) или от приблизительно 10 Вт до приблизительно 50 Вт в диапазоне частот от приблизительно 3 МГц до приблизительно 8 МГц (например, 3 МГц, 4 МГц, 4,5 МГц, 7 МГц). В одном варианте осуществления акустическая мощность может составлять от 1 Вт до 500 Вт в диапазоне частот от приблизительно 1 МГц до приблизительно 12 МГц (например, 1 МГц, 4 МГц, 7 МГц, 10 МГц, 2-12 МГц) или от приблизительно 10 Вт до приблизительно 220 Вт в диапазоне частот от приблизительно 3 МГц до приблизительно 8 МГц или от 3 МГц до 10 МГц. В одном варианте осуществления акустическая мощность и частоты составляют приблизительно 40 Вт при частоте приблизительно 4,3 МГц и приблизительно 30 Вт при приблизительно 7,5 МГц. Акустическая энергия, создаваемая этой акустической мощностью, может составлять от приблизительно 0,01 джоуля (Дж) до приблизительно 10 Дж или от приблизительно 2 Дж до приблизительно 5 Дж. Акустическая энергия, создаваемая этой акустической мощностью, может составлять от приблизительно 0,01 Дж до приблизительно 60 000 Дж (например, при объемном нагреве, для коррекции фигуры, подподбородочного жира, живота и/или боков, рук, внутренней части бедра, наружной части бедра, ягодиц, брюшной дряблости, целлюлита), приблизительно 10 Дж или от приблизительно 2 Дж до приблизительно 5 Дж. В одном варианте осуществления акустическая энергия находится в диапазоне менее приблизительно 3 Дж. В различных вариантах осуществления мощность обработки составляет от 1 кВт/см до 100 кВт/см, от 15 кВт/см до 75 кВт/см, от 1 кВт/см до 5 кВт/см, от 500 Вт/см до 10 кВт/см, от 3 кВт/см до 10 кВт/см, 15 кВт/см до 50 кВт/см, от 20 кВт/см до 40 кВт/см и/или от 15 кВт/см до 35 кВт/см.
[0019] В различных вариантах осуществление система ультразвуковой обработки для вобуляции множества одновременно существующих точек фокусировки от ультразвукового преобразователя включает ультразвуковой зонд и модуль управления, соединенный с ультразвуковым зондом для управления ультразвуковым преобразователем. Ультразвуковой зонд содержит ультразвуковой преобразователь с одним элементом преобразования, выполненным с возможностью одновременного применения ультразвуковой терапии к ткани в множестве расположенных на некотором расстоянии друг от друга мест на глубине фокусировки. Ультразвуковой преобразователь поляризуют по меньшей мере с применением первой конфигурации поляризации и второй конфигурации поляризации. Модуль управления изменяет интервал между расположенными на некотором расстоянии друг от друга местами с применением вобуляции первой фокусной зоны и второй фокусной зоны таким образом, что вобуляция путем модуляции частоты обеспечивает точное перемещение положения точки фокусировки луча в расположенных на некотором расстоянии друг от друга местах.
[0020] В одном варианте осуществления указанное множество мест расположено в линейной последовательности в зоне косметической обработки, причем расположенные на некотором расстоянии друг от друга места разделены на интервал, вобулированный с помощью изменения частоты. В одном варианте осуществления первый набор местоположений расположен в первой зоне косметической обработки, а второй набор местоположений расположен во второй зоне косметической обработки, причем первая зона отличается от второй зоны. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии с использованием амплитудной модуляции, при этом множество частей ультразвукового преобразователя выполнены с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством амплитуд акустической интенсивности, причем первая амплитуда отличается от второй амплитуды. В одном варианте осуществления по меньшей мере одна часть ультразвукового преобразователя выполнена с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с двумя или более амплитудами акустической интенсивности, причем амплитуда ультразвуковой терапии, обеспечиваемой по меньшей мере одной частью пьезоэлектрического преобразователя, изменяется с течением времени. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь содержит пьезоэлектрический материал и множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью создания множества соответствующих изменений в пьезоэлектрическом материале в ответ на действие электрического поля, приложенного к ультразвуковому преобразователю. В одном варианте осуществления множество изменений в пьезоэлектрическом материале включает по меньшей мере одно из расширения пьезоэлектрического материала и сжатия пьезоэлектрического материала. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии путем фазового сдвига, при этом множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством фаз акустической интенсивности, причем первая фаза отличается от второй фазы. В одном варианте осуществления множество фаз включает дискретные значения фазы. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии с использованием амплитудной модуляции, при этом множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством амплитуд акустической интенсивности, причем первая амплитуда отличается от второй амплитуды, и применения ультразвуковой терапии, при которой множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством фаз акустической интенсивности, причем первая фаза отличается от второй фазы. В различных вариантах осуществления ультразвуковая обработка представляет собой по меньшей мере одно из: подтяжки кожи лица, подтяжки бровей, подтяжки подбородка, обработки кожи вокруг глаз (например, малярных мешков, лечения подглазничной дряблости кожи), уменьшения количества морщин, улучшения в области декольте, подтяжки ягодиц, уменьшения рубцов, обработки ожога, укрепления кожи (например, лечения брюшной дряблости или лечения дряблости в других местах), уменьшения кровеносных сосудов, обработки потовой железы, удаления веснушек, обработки жира и лечения целлюлита. Укрепление кожи путем уменьшения дряблости кожи в некоторых вариантах осуществления осуществляют для лечения пациента с избыточной или дряблой кожей после похудания, независимо от того, произошло ли такое похудание естественным путем или потеря массы произошла из-за хирургического вмешательства.
[0021] В различных вариантах осуществления система ультразвуковой обработки для использования при косметической обработке для вобуляции множества одновременно существующих фокусных точек от ультразвукового преобразователя содержит ультразвуковой зонд, включающий модуль управления, выполненный с возможностью изменения интервала между первой фокусной зоной и второй фокусной зоной путем вобуляции, выключатель, выполненный с возможностью управления функцией ультразвуковой обработки для обеспечения ультразвуковой обработки, и механизм для перемещения, выполненный с возможностью направления ультразвуковой обработки по меньшей мере в одной паре одновременных последовательностей отдельных зон термической косметической обработки, и модуль преобразователя, выполненный с возможностью применения ультразвуковой терапии. Модуль преобразователя выполнен с возможностью ультразвуковой визуализации и ультразвуковой обработки. Модуль преобразователя выполнен с возможностью соединения с ультразвуковым зондом. Модуль преобразователя включает ультразвуковой преобразователь, выполненный с возможностью применения ультразвуковой терапии к ткани в множестве мест на глубине фокусировки. Модуль преобразователя выполнен с возможностью функционального соединения по меньшей мере с одним из выключателя и механизма для перемещения. Модуль управления содержит процессор и дисплей для управления модулем преобразователя.
[0022] В одном варианте осуществления модуль преобразователя выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии с использованием амплитудной модуляции, при этом множество частей модуля преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством амплитуд акустической интенсивности, причем первая амплитуда отличается от второй амплитуды. В одном варианте осуществления модуль преобразователя выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии, при которой множество частей модуля преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством фаз акустической интенсивности, причем первая фаза отличается от второй фазы.
[0023] В различных вариантах осуществления система ультразвуковой обработки для многофокусной обработки с вобуляцией содержит модуль, содержащий ультразвуковой преобразователь. Ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью одновременного применения ультразвуковой терапии к ткани в множестве расположенных на некотором расстоянии друг от друга мест в ткани, причем модуль изменяет интервал между множеством расположенных на некотором расстоянии друг от друга мест с применением вобуляции первой фокусной зоны и второй фокусной зоны таким образом, что вобуляция путем модуляции частоты обеспечивает точное перемещение положения точки фокусировки луча в множестве расположенных на некотором расстоянии друг от друга мест, причем модуль также содержит соединительную направляющую, выполненную с возможностью разъемного соединения с ручным щупом для обеспечения электронной связи и передачи мощности между модулем и ручным щупом.
[0024] В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии с использованием амплитудной модуляции, при этом множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством амплитуд акустической интенсивности, причем первая амплитуда отличается от второй амплитуды. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии, при которой множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством фаз акустической интенсивности, причем первая фаза отличается от второй фазы. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь содержит пьезоэлектрический материал и множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью создания множества соответствующих изменений в пьезоэлектрическом материале в ответ на действие электрического поля, приложенного к ультразвуковому преобразователю. В одном варианте осуществления по меньшей мере одна часть ультразвукового преобразователя выполнена с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с двумя или более амплитудами акустической интенсивности, причем амплитуда ультразвуковой терапии, обеспечиваемой по меньшей мере одной частью ультразвукового преобразователя, остается постоянной с течением времени. В одном варианте осуществления ультразвуковая обработка представляет собой по меньшей мере одно из подтяжки кожи лица, подтяжки бровей, подтяжки подбородка, обработки кожи вокруг глаз (например, малярных мешков, лечения подглазничной дряблости кожи), уменьшения количества морщин, улучшения кожи в области декольте, подтяжки ягодиц, уменьшения рубцов, обработки ожога, удаления татуировки, укрепления кожи (например, лечения брюшной дряблости или укрепления кожи на других участках тела и лица, например, излишней кожи или ткани, например, во время или после похудания, например, на животе, ягодицах, бедрах, руках и других участках), удаления вен, уменьшения вен, обработки потовой железы, лечения чрезмерного потоотделения, удаления веснушек, обработки жира, вагинального омоложения и лечения угревой сыпи.
[0025] В различных вариантах осуществления способ вобуляции одновременно сфокусированных лучей ультразвуковой обработки включает обеспечение ультразвукового зонда, содержащего ультразвуковой преобразователь, содержащий один элемент преобразования, выполненный с возможностью одновременного применения ультразвуковой терапии к ткани в множестве расположенных на некотором расстоянии друг от друга мест на глубине фокусировки, и модуля управления, соединенного с ультразвуковым зондом для управления ультразвуковым преобразователем, а также вобуляцию интервала между расположенными на некотором расстоянии друг от друга местами первой фокусной зоны и второй фокусной зоны с применением модуляции частоты для перемещения положения точки ультразвукового фокусирования в расположенных на некотором расстоянии друг от друга местах.
[0026] В одном варианте осуществления способ включает визуализацию первой фокусной зоны с помощью элемента ультразвуковой визуализации. В одном варианте осуществления способ включает визуализацию второй фокусной зоны с помощью элемента ультразвуковой визуализации. В одном варианте осуществления интервал между первой фокусной зоной и второй фокусной зоной вобулируют в диапазоне 1-50 %. В одном варианте осуществления интервал между первой фокусной зоной и второй фокусной зоной составляет 1,5 мм и изменяется на 0,1 мм. В одном варианте осуществления модуляцию частоты осуществляют в диапазоне 1-50 %. В одном варианте осуществления ультразвуковая обработка представляет собой по меньшей мере одно из подтяжки кожи лица, подтяжки бровей, подтяжки подбородка, обработки кожи вокруг глаз (например, малярных мешков, лечения подглазничной дряблости кожи), уменьшения количества морщин, улучшения кожи в области декольте, подтяжки ягодиц, уменьшения рубцов, обработки ожога, удаления татуировки, укрепления кожи (например, лечения дряблости на лице и теле, например, лечения брюшной дряблости, укрепления кожи на других участках тела и лице, например, излишней кожи или ткани, например, во время или после похудания, например, на животе, ягодицах, бедрах, руках и других участках), удаления вен, уменьшения вен, обработки потовой железы, лечения чрезмерного потоотделения, удаления веснушек, обработки жира, вагинального омоложения и лечения угревой сыпи.
[0027] В различных вариантах осуществления способ вобуляции сфокусированного ультразвукового луча включает обеспечение ультразвукового зонда, содержащего один элемент преобразования и модуль управления, причем один указанный элемент преобразования выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии к ткани в фокусной зоне на глубине фокусировки, причем модуль управления соединен с ультразвуковым зондом для управления одним элементом преобразования, а также вобуляцию фокусной зоны путем модуляции частоты для изменения размера фокусной зоны в ткани.
[0028] В одном варианте осуществления относительное положение фокусной зоны вобулируют в диапазоне 1-50 %. В одном варианте осуществления вторую фокусную зону одновременно излучает один элемент преобразования. В одном варианте осуществления способ включает визуализацию фокусной зоны с помощью элемента ультразвуковой визуализации. В одном варианте осуществления модуляцию частоты осуществляют в диапазоне 1-50 %.
[0029] В некоторых из вариантов осуществления, описанных в данном документе, процедура является полностью косметической, а не медицинской. Например, в одном варианте осуществления описанные в данном документе способы не обязательно должен выполнять врач, а их можно выполнить в косметическом салоне или другом эстетическом учреждении. В некоторых вариантах осуществления система может быть использована для неинвазивной косметической обработки кожи.
[0030] В некоторых вариантах осуществления применяют одновременную многофокусную терапию с использованием смешивания многоканального сигнала. В некоторых вариантах осуществления в системе обработки используют множество каналов терапии для обеспечения электронной фокусировки и/или управления направлением. Например, система обработки, в которой используют множество каналов терапии для обеспечения электронной фокусировки и/или управления направлением, позволяет ускорить электронную вобуляцию, чтобы либо создать большую термическую коагуляцию с использованием такого же количества энергии, что и в других устройствах для обработки, либо такую же термическую коагуляцию с использованием электронной вобуляции с использованием меньшего количества энергии, чем в других устройствах для обработки.
[0031] В различных вариантах осуществления система ультразвуковой обработки, выполненная с возможностью генерации множества одновременно существующих точек фокусировки от ультразвукового преобразователя, содержит ультразвуковой зонд, содержащий ультразвуковой преобразователь с множеством элементов преобразования, выполненных с возможностью одновременного применения ультразвуковой терапии к ткани в множестве расположенных на некотором расстоянии друг от друга мест, причем каждый элемент преобразования содержит канал, в котором ультразвуковой зонд имеет геометрический фокус; причем ультразвуковой зонд имеет первый электронный фокус; и причем ультразвуковой зонд имеет второй электронный фокус; модуль управления, соединенный с ультразвуковым зондом для управления ультразвуковым преобразователем, причем модуль управления изменяет интервал между расположенными на некотором расстоянии друг от друга местами с применением вобуляции первой фокусной зоны и второй фокусной зоны таким образом, что вобуляция с применением функции возбуждения обеспечивает перемещение положения точки фокусировки луча в расположенных на некотором расстоянии друг от друга местах.
[0032] В одном варианте осуществления множество мест расположено в линейной последовательности в зоне косметической обработки, причем расположенные на некотором расстоянии друг от друга места разделены. В одном варианте осуществления первый набор мест расположен в первой зоне косметической обработки, а второй набор мест расположен во второй зоне косметической обработки, причем первая зона отличается от второй зоны. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии, при этом множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством амплитуд акустической интенсивности, причем первая амплитуда отличается от второй амплитуды. В одном варианте осуществления по меньшей мере одна часть ультразвукового преобразователя выполнена с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с двумя или более амплитудами акустической интенсивности, причем амплитуда ультразвуковой терапии, обеспечиваемой по меньшей мере одной частью пьезоэлектрического преобразователя, изменяется с течением времени. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь содержит пьезоэлектрический материал и множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью создания множества соответствующих изменений в пьезоэлектрическом материале в ответ на действие электрического поля, приложенного к ультразвуковому преобразователю. В одном варианте осуществления множество изменений в пьезоэлектрическом материале включает по меньшей мере одно из расширения пьезоэлектрического материала и сжатия пьезоэлектрического материала. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии путем фазового сдвига, при этом множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством фаз акустической интенсивности, причем первая фаза отличается от второй фазы. В одном варианте осуществления множество фаз включает дискретные значения фазы. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии с использованием амплитудной модуляции, при этом множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством амплитуд акустической интенсивности, причем первая амплитуда отличается от второй амплитуды; и применения ультразвуковой терапии, при которой множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством фаз акустической интенсивности, причем первая фаза отличается от второй фазы.
[0033] В различных вариантах осуществления ультразвуковая обработка представляет собой по меньшей мере одно из: подтяжки кожи лица, подтяжки бровей, подтяжки подбородка, обработки кожи вокруг глаз (например, малярных мешков, лечения подглазничной дряблости кожи), уменьшения количества морщин, улучшения кожи в области декольте, подтяжки ягодиц, уменьшения рубцов, обработки ожога, укрепления кожи (например, лечения брюшной дряблости, дряблости бедра, ягодицы, руки, шеи или дряблости другого участка), уменьшения кровеносных сосудов, обработки потовой железы, удаления веснушек, обработки жира и лечения целлюлита.
[0034] В различных вариантах осуществления систему ультразвуковой обработки используют при косметической обработке для образования множества одновременно существующих фокусных зон от ультразвукового преобразователя, причем указанная система содержит ультразвуковой зонд, включающий модуль управления, выполненный с возможностью изменения интервала между первой фокусной зоной и второй фокусной зоной, выключатель, выполненный с возможностью управления функцией ультразвуковой обработки для обеспечения ультразвуковой обработки; и механизм для перемещения, выполненный с возможностью направления ультразвуковой обработки по меньшей мере в одной паре одновременных последовательностей отдельных зон термической косметической обработки; и модуль преобразователя, выполненный с возможностью применения ультразвуковой терапии, причем модуль преобразователя выполнен с возможностью ультразвуковой визуализации и/или ультразвуковой обработки, причем модуль преобразователя выполнен с возможностью соединения с ультразвуковым зондом, причем модуль преобразователя содержит ультразвуковой преобразователь, выполненный с возможностью одновременного применения ультразвуковой терапии к ткани в множестве мест, причем модуль преобразователя выполнен с возможностью функционального соединения по меньшей мере с одним из выключателя и механизма для перемещения; и причем модуль управления содержит процессор и дисплей для управления модулем преобразователя.
[0035] В одном варианте осуществления модуль преобразователя выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии, при этом множество частей модуля преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством амплитуд акустической интенсивности, причем первая амплитуда отличается от второй амплитуды. В одном варианте осуществления модуль преобразователя выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии, при этом множество частей модуля преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством значений акустической интенсивности. В различных вариантах осуществления система ультразвуковой обработки для обеспечения многофокусной обработки с использованием смешения многоканального сигнала включает модуль, содержащий ультразвуковой преобразователь, причем ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью одновременного применения ультразвуковой терапии к ткани в множестве расположенных на некотором расстоянии друг от друга мест в ткани, причем модуль изменяет интервал между множеством расположенных на некотором расстоянии друг от друга мест между первой фокусной зоной и второй фокусной зоной таким образом, что смешение многоканального сигнала обеспечивает точное перемещение положения точки фокусировки луча в множестве расположенных на некотором расстоянии друг от друга мест, причем модуль также содержит соединительную направляющую, выполненную с возможностью разъемного соединения с ручным щупом для обеспечения электронной связи и передачи мощности между модулем и ручным щупом. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии, при этом множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством амплитуд акустической интенсивности, причем первая амплитуда отличается от второй амплитуды. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии, при которой множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством фаз акустической интенсивности, причем первая фаза отличается от второй фазы. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь содержит пьезоэлектрический материал и множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью создания множества соответствующих изменений в пьезоэлектрическом материале в ответ на действие электрического поля, приложенного к ультразвуковому преобразователю. В одном варианте осуществления по меньшей мере одна часть ультразвукового преобразователя выполнена с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с двумя или более амплитудами акустической интенсивности, причем амплитуда ультразвуковой терапии, обеспечиваемой по меньшей мере одной частью ультразвукового преобразователя, остается постоянной с течением времени. В одном варианте осуществления ультразвуковая обработка представляет собой по меньшей мере одно из подтяжки кожи лица, подтяжки бровей, подтяжки подбородка, обработки кожи вокруг глаз (например, малярных мешков, лечения подглазничной дряблости кожи), уменьшения количества морщин, улучшения кожи в области декольте, подтяжки ягодиц, уменьшения рубцов, обработки ожога, удаления татуировки, укрепления кожи (например, лечения дряблости, лечения дряблости ткани, лечения брюшной дряблости и любого укрепления кожи на других участках тела и лица, например, излишней кожи или ткани, например, во время или после похудания, например, на животе, ягодицах, бедрах, руках и других участках), удаления вен, уменьшения вен, обработки потовой железы, лечения чрезмерного потоотделения, удаления веснушек, обработки жира, вагинального омоложения и лечения угревой сыпи. В различных вариантах осуществления способ генерации одновременно сфокусированных лучей ультразвуковой обработки с использованием смешения многоканального сигнала включает обеспечение ультразвукового зонда, содержащего ультразвуковой преобразователь, содержащий множество элементов преобразования, выполненных с возможностью одновременного применения ультразвуковой терапии к ткани в множестве расположенных на некотором расстоянии друг от друга мест на множестве глубин фокусировки, и модуля управления, соединенного с ультразвуковым зондом для управления ультразвуковым преобразователем, а также изменение интервала между расположенными на некотором расстоянии друг от друга местами первой фокусной зоны и второй фокусной зоны с использованием смешивания многоканального сигнала для перемещения положения точки ультразвукового фокусирования в расположенных на некотором расстоянии друг от друга местах. В одном варианте осуществления способ включает визуализацию первой фокусной зоны с помощью элемента ультразвуковой визуализации. В одном варианте осуществления способ включает визуализацию второй фокусной зоны с помощью элемента ультразвуковой визуализации. В одном варианте осуществления интервал между первой фокусной зоной и второй фокусной зоной изменяют в диапазоне 1-50 %. В одном варианте осуществления интервал между первой фокусной зоной и второй фокусной зоной составляет 1,5 мм и изменяется на 0,1 мм. В одном варианте осуществления интервал между диапазонами электрических фокусов составляет 10-50 % от номинального расстояния между электрическими фокусами. В одном варианте осуществления ультразвуковая обработка представляет собой по меньшей мере одно из подтяжки кожи лица, подтяжки бровей, подтяжки подбородка, обработки кожи вокруг глаз, уменьшения количества морщин, улучшения кожи в области декольте, подтяжки ягодиц, уменьшения рубцов, обработки ожога, удаления татуировки, укрепления кожи (например, укрепления ткани человека или лечения брюшной дряблости), удаления вен, уменьшения вен, обработки потовой железы, лечения чрезмерного потоотделения, удаления веснушек, обработки жира, вагинального омоложения и лечения угревой сыпи.
[0036] В различных вариантах осуществления способ генерации одновременно сфокусированных ультразвуковых лучей включает обеспечение ультразвукового зонда, содержащего массив элементов преобразования, и модуля управления, причем массив элементов преобразования выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии к ткани в фокусной зоне в множестве фокусов, причем модуль управления соединен с ультразвуковым зондом для управления массивом элементов преобразования, а также перемещение фокусной зоны.
[0037] В одном варианте осуществления относительное положение фокусной зоны перемещают в диапазоне 10-50 %. В одном варианте осуществления вторую фокусную зону одновременно излучает один элемент преобразования. В одном варианте осуществления способ включает визуализацию фокусной зоны с помощью элемента ультразвуковой визуализации. В одном варианте осуществления система выполнена с возможностью выполнения неинвазивной обработки ткани. В одном варианте осуществления способ осуществляют неинвазивно для обработки ткани.
[0038] В различных вариантах осуществления ультразвуковую визуализацию применяют для обеспечения достаточного акустического контакта во время осуществления обработки при ультразвуковой терапии. В различных вариантах осуществления ультразвуковую визуализацию применяют для предотвращения обработки в нежелательной области на теле, такой как кость или имплантат. Звук в отличие от света нуждается в среде для распространения. В одном варианте осуществления система ультразвуковой обработки передает акустическим способом ультразвуковую энергию от преобразователя к телу через акустическое окно с использованием геля. В этом варианте осуществления гель представляет собой среду, которая имитирует свойства акустического импеданса ткани, таким образом, чтобы обеспечить эффективную передачу энергии от устройства к ткани. К сожалению, наличие воздуха между преобразователем и тканью делает невозможным обеспечение надлежащей связи и это, таким образом, может привести к недостаточной передаче энергии ультразвуковой терапии. Ультразвуковая визуализация позволяет проверить эту передачу. Недостаточная передача может проявляться в виде затененных областей или вертикальных полос на ультразвуковых изображениях или полностью темного изображения. Даже при наличии достаточной передачи ткани или объекты, такие как кость или имплантат, могут вызывать проблемы, поскольку эти объекты могут иметь акустический импеданс и характеристики поглощения, отличные от тех же параметров мягких тканей (например, кожи, мышцы). Вследствие этого наличие объектов (таких как кость или имплантат) между устройством и целевым фокусом терапии может привести к значительному отражению и вероятности нагревания на меньшей глубине, чем предполагалось. Объекты (например, кости и т. д.), расположенные недалеко от фокуса, также могут вызывать проблемы, поскольку объект отражает и легко поглощает ультразвук от мягких тканей. Отраженная энергия может привести к непреднамеренному увеличению энергии, которая уже имеется в фокусе терапии, вызывая более быстрое увеличение температуры, чем предполагалось. Поглощенная костью энергия может вызвать нагрев или дискомфорт в кости.
[0039] В различных вариантах осуществления преимущества настоящего изобретения включают использование визуализации для оценки связи ультразвукового луча терапии с подлежащей обработке тканью. В различных вариантах осуществления визуализация с более высоким разрешением предпочтительна для обеспечения более детализированного изображения ткани на целевом участке подлежащей обработке ткани и вблизи него. В различных вариантах осуществления настоящее изобретение позволяет улучшить характеристики безопасности, повысить эффективность выполнения операции, обеспечивает аспект безопасности и эффективности для устройств объемного нагрева (например, ленточная обработка, зона обработки с линейным фокусом, цилиндрическая фокальная линия, плоскость и/или объем и т. д.) для коррекции тела, подподбородочного жира, живота и/или боков, рук, внутренней части бедра, наружной части бедра, ягодиц, дряблости, брюшной дряблости и т. д., обеспечивает качественную и/или количественную оценку связи, обеспечивает смешение изображения (-й) с высоким разрешением с изображением (-ями) связи, используемое для оценки внеплоскостных препятствий, расположенных после фокуса (например, кости, кишечника, имплантатов), и/или может быть использовано для уменьшения потребности в эквивалентных навыках специалиста по ультразвуковой эхографии.
[0040] В различных вариантах осуществления система ультразвуковой обработки и визуализации содержит ультразвуковой зонд, содержащий преобразователь для ультразвуковой терапии, выполненный с возможностью применения ультразвуковой терапии к ткани, преобразователь для ультразвуковой визуализации, выполненный с возможностью визуализации ткани, и акустическое окно, причем преобразователь для ультразвуковой визуализации содержит круговой массив визуализации; причем преобразователь для ультразвуковой визуализации содержит множество каналов передачи; причем преобразователь для ультразвуковой визуализации содержит множество приемных каналов; причем преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью фокусировки в месте, расположенном вблизи преобразователя для ультразвуковой визуализации по отношению к расстоянию между преобразователем для ультразвуковой визуализации и акустическим окном; и модуль управления, соединенный с ультразвуковым зондом для управления преобразователем для ультразвуковой визуализации, причем преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью зондирования более 40% акустического окна.
[0041] В различных вариантах осуществления система ультразвуковой обработки и визуализации содержит ультразвуковой зонд, содержащий преобразователь для ультразвуковой терапии, выполненный с возможностью применения ультразвуковой терапии к ткани, преобразователь для ультразвуковой визуализации, выполненный с возможностью визуализации ткани, и акустическое окно, причем преобразователь для ультразвуковой визуализации содержит круговой массив визуализации; причем преобразователь для ультразвуковой визуализации содержит множество каналов передачи; причем преобразователь для ультразвуковой визуализации содержит множество приемных каналов; причем преобразователь для ультразвуковой визуализации работает на частоте визуализации от 8 МГц до 50 МГц, причем преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью визуализации ткани на глубине до 25 мм (например, 5 мм, 8 мм, 10 мм, 12 мм, 15 мм, 20 мм) ниже поверхности кожи; причем преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью фокусировки в месте, расположенном позади преобразователя для ультразвуковой визуализации относительно акустического окна; и модуль управления, соединенный с ультразвуковым зондом для управления преобразователем для ультразвуковой визуализации, причем преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью зондирования более 10% акустического окна.
[0042] В различных вариантах осуществления система ультразвуковой обработки и визуализации содержит ультразвуковой зонд, содержащий преобразователь для ультразвуковой терапии, выполненный с возможностью применения ультразвуковой терапии к ткани, преобразователь для ультразвуковой визуализации, выполненный с возможностью визуализации ткани, и акустическое окно, причем преобразователь для ультразвуковой визуализации содержит круговой или линейный массив визуализации; причем преобразователь для ультразвуковой визуализации содержит множество каналов передачи; причем преобразователь для ультразвуковой визуализации содержит множество приемных каналов; причем преобразователь для ультразвуковой визуализации работает на частоте визуализации от 8 МГц до 50 МГц, причем преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью визуализации ткани на глубине до 25 мм ниже поверхности кожи; причем преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью фокусировки в месте, расположенном вблизи преобразователя для ультразвуковой визуализации по отношению к расстоянию между преобразователем для ультразвуковой визуализации и акустическим окном; и модуль управления, соединенный с ультразвуковым зондом для управления преобразователем для ультразвуковой визуализации, причем преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью зондирования более 15% акустического окна.
[0043] В одном варианте осуществления ширина луча визуализации от преобразователя для ультразвуковой визуализации составляет по меньшей мере 20 % от размера поперечного сечения ширины луча терапии от преобразователя для ультразвуковой визуализации. В одном варианте осуществления ширина луча визуализации от преобразователя для ультразвуковой визуализации составляет по меньшей мере 30 % от размера поперечного сечения ширины луча терапии от преобразователя для ультразвуковой визуализации. В одном варианте осуществления ширина луча визуализации от преобразователя для ультразвуковой визуализации составляет по меньшей мере 40 % от размера поперечного сечения ширины луча терапии от преобразователя для ультразвуковой визуализации. В одном варианте осуществления ширина луча визуализации от преобразователя для ультразвуковой визуализации составляет по меньшей мере 50 % от размера поперечного сечения ширины луча терапии от преобразователя для ультразвуковой визуализации. В одном варианте осуществления ширина луча визуализации от преобразователя для ультразвуковой визуализации составляет по меньшей мере 80 % от размера поперечного сечения ширины луча терапии от преобразователя для ультразвуковой визуализации.
[0044] В одном варианте осуществления взаимодействие при визуализации преобразователя ультразвуковых изображений обеспечивает индикацию взаимодействия для обработки с помощью преобразователя для ультразвуковой терапии. В одном варианте осуществления преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью зондирования более 80% акустического окна. В одном варианте осуществления преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью зондирования более 90% акустического окна. В одном варианте осуществления круговой массив визуализации расположен в преобразователе для ультразвуковой терапии.
[0045] В одном варианте осуществления модуль управления управляет преобразователем для ультразвуковой визуализации для осуществления векторной визуализации. В одном варианте осуществления модуль управления управляет преобразователем для ультразвуковой визуализации для осуществления дефокусированной векторной визуализации.
[0046] В одном варианте осуществления преобразователь для ультразвуковой терапии выполнен с возможностью обработки ткани в первом наборе мест, которые расположены в первой зоне косметической обработки, и втором наборе мест, которые расположены во второй зоне косметической обработки, причем первая зона отличается от второй зоны. В одном варианте осуществления преобразователь для ультразвуковой терапии выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии с использованием амплитудной модуляции, при этом множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством амплитуд акустической интенсивности, причем первая амплитуда отличается от второй амплитуды. В одном варианте осуществления по меньшей мере одна часть ультразвукового преобразователя выполнена с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с двумя или более амплитудами акустической интенсивности, причем амплитуда ультразвуковой терапии, обеспечиваемой по меньшей мере одной частью пьезоэлектрического преобразователя, изменяется с течением времени. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь содержит пьезоэлектрический материал и множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью создания множества соответствующих изменений в пьезоэлектрическом материале в ответ на действие электрического поля, приложенного к ультразвуковому преобразователю. В одном варианте осуществления множество изменений в пьезоэлектрическом материале включает по меньшей мере одно из расширения пьезоэлектрического материала и сжатия пьезоэлектрического материала. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии путем фазового сдвига, при этом множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством фаз акустической интенсивности, причем первая фаза отличается от второй фазы. В одном варианте осуществления множество фаз включает дискретные значения фазы. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии с использованием амплитудной модуляции, при этом множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством амплитуд акустической интенсивности, причем первая амплитуда отличается от второй амплитуды; и применения ультразвуковой терапии, при которой множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством фаз акустической интенсивности, причем первая фаза отличается от второй фазы.
[0047] В различных вариантах осуществления ультразвуковая обработка представляет собой по меньшей мере одно из подтяжки кожи лица, подтяжки бровей, подтяжки подбородка, обработки кожи вокруг глаз, уменьшения количества морщин, улучшения кожи в области декольте, подтяжки ягодиц, уменьшения рубцов, обработки ожога, укрепления кожи (например, лечения брюшной дряблости), уменьшения кровеносных сосудов, обработки потовой железы, удаления веснушек, обработки жира и лечения целлюлита.
[0048] В различных вариантах осуществления способ подтверждения взаимодействия между ультразвуковым зондом и тканью для обработки включает обеспечение ультразвукового зонда, содержащего акустическое окно, ультразвукового преобразователя, содержащего элемент преобразования для ультразвуковой терапии, выполненный с возможностью применения ультразвуковой терапии к ткани, множества элементов преобразования для визуализации в массиве для визуализации ткани и модуля управления, соединенного с ультразвуковым зондом для управления ультразвуковым преобразователем, а также зондирование по меньшей мере 20 % акустического окна с помощью луча визуализации от множества элементов преобразования для визуализации.
[0049] В одном варианте осуществления множество элементов преобразования для визуализации зондирует по меньшей мере 30 % акустического окна. В одном варианте осуществления множество элементов преобразования для визуализации зондирует по меньшей мере 40 % акустического окна. В одном варианте осуществления множество элементов преобразования для визуализации зондирует по меньшей мере 50 % акустического окна.
[0050] В одном варианте осуществления множество элементов преобразования для визуализации зондирует по меньшей мере 60 % акустического окна. В одном варианте осуществления множество элементов преобразования для визуализации зондирует по меньшей мере 70 % акустического окна. В одном варианте осуществления способ также включает векторную визуализацию. В одном варианте осуществления способ также включает дефокусированную векторную визуализацию. В одном варианте осуществления способ также включает визуализацию первой фокусной зоны в ткани с помощью множества элементов преобразования для визуализации. В одном варианте осуществления способ также включает визуализацию второй фокусной зоны в ткани с помощью множества элементов преобразования для визуализации. В различных вариантах осуществления ультразвуковая обработка представляет собой по меньшей мере одно из подтяжки кожи лица, подтяжки бровей, подтяжки подбородка, обработки кожи вокруг глаз, уменьшения количества морщин, улучшения кожи в области декольте, подтяжки ягодиц, уменьшения рубцов, обработки ожога, удаления татуировки, укрепления кожи (например, лечения дряблости), удаления вен, уменьшения вен, обработки потовой железы, лечения чрезмерного потоотделения, удаления веснушек, обработки жира, вагинального омоложения и лечения угревой сыпи.
[0051] В некоторых из вариантов осуществления, описанных в данном документе, процедура является полностью косметической, а не медицинской. Например, в одном варианте осуществления описанные в данном документе способы не обязательно должен выполнять врач, а их можно выполнить в косметическом салоне или другом эстетическом учреждении. В некоторых вариантах осуществления система может быть использована для неинвазивной косметической обработки кожи.
[0052] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложены системы и способы, которые улучшают ультразвуковую визуализацию ткани во время перемещения, например, когда преобразователь для визуализации расположен на механизме движения. В различных вариантах осуществления достигают более высокого разрешения. В различных вариантах осуществления получают более качественный сигнал визуализации. В различных вариантах осуществления ультразвуковую визуализацию используют с терапевтической обработкой ткани.
[0053] В различных вариантах осуществления система ультразвуковой обработки и визуализации, выполненная с возможностью уменьшения рассогласования визуализации, содержит ультразвуковой зонд, содержащий преобразователь для ультразвуковой терапии, выполненный с возможностью применения ультразвуковой терапии к ткани, преобразователь для ультразвуковой визуализации, выполненный с возможностью визуализации ткани, и механизм движения для перемещения преобразователя для ультразвуковой визуализации в первом направлении и во втором направлении. В одном варианте осуществления преобразователь для ультразвуковой визуализации механически прикреплен к механизму движения. В одном варианте осуществления первое направление является линейным. В одном варианте осуществления второе направление является линейным. В одном варианте осуществления первое направление является параллельным второму направлению. В одном варианте осуществления первое направление противоположно второму направлению. В одном варианте осуществления преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью формирования изображения с первым порядком следования фокусных зон (f1, f2) при движении в первом направлении, преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью формирования изображения со вторым порядком следования фокусных зон (f2, f1) при движении во втором направлении, а пространственную регистрацию между визуализацией в первом направлением и визуализацией во втором направлении улучшают путем расположения местоположений срабатывания в шахматном порядке. В одном варианте осуществления модуль управления соединен с ультразвуковым зондом для управления преобразователем для ультразвуковой визуализации.
[0054] В различных вариантах осуществления система ультразвуковой обработки и визуализации, выполненная с возможностью уменьшения рассогласования визуализации, содержит ультразвуковой зонд, содержащий преобразователь для ультразвуковой терапии, выполненный с возможностью применения ультразвуковой терапии к ткани, преобразователь для ультразвуковой визуализации, выполненный с возможностью визуализации ткани, и механизм движения для перемещения преобразователя для ультразвуковой визуализации в первом направлении и во втором направлении. В одном варианте осуществления преобразователь для ультразвуковой визуализации механически прикреплен к механизму движения, причем первое направление является линейным, причем второе направление является линейным, причем первое направление параллельно второму направлению, причем первое направление противоположно второму направлению, причем преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью формирования изображения с первым порядком следования фокусных зон (f1, f2, f3, f4) при движении в первом направлении, причем преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью формирования изображения со вторым порядком следования фокусных зон (f4, f3, f2, f1) при движении во втором направлении, причем пространственную регистрацию между визуализацией в первом направлением и визуализацией во втором направлении улучшают путем расположения местоположений срабатывания в шахматном порядке, причем в системе визуализации используют последовательность из двух следующих друг за другом А-линий с непрерывно следующей последовательностью (линия 1: f1, f2, f3, f4; линия 2: f4, f3, f2, f1); и модуль управления, соединенный с ультразвуковым зондом для управления преобразователем для ультразвуковой визуализации.
[0055] В различных вариантах осуществления система ультразвуковой обработки и визуализации, выполненная с возможностью уменьшения рассогласования визуализации, содержит ультразвуковой зонд, содержащий преобразователь для ультразвуковой терапии, выполненный с возможностью применения ультразвуковой терапии к ткани, преобразователь для ультразвуковой визуализации, выполненный с возможностью визуализации ткани, и механизм движения для перемещения преобразователя для ультразвуковой визуализации в первом направлении и во втором направлении. В одном варианте осуществления преобразователь для ультразвуковой визуализации механически прикреплен к механизму движения. В одном варианте осуществления первое направление противоположно второму направлению. В одном варианте осуществления преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью формирования изображения с порядком следования фокусных зон (f1, ..., fN), где N > 1 при движении в первом направлении. В одном варианте осуществления преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью формирования изображения со вторым порядком следования фокусных зон (fN, ..., f1) при движении во втором направлении. В одном варианте осуществления пространственную регистрацию между визуализацией в первом направлением и визуализацией во втором направлении улучшают путем расположения местоположений срабатывания в шахматном порядке. В одном варианте осуществления в системе визуализации использовано определение последовательности для фокусной зоны в зависимости от направления с перемежением между (f1-…-fN) и (fN- … -f1) на следующих друг за другом А-линиях; а модуль управления соединен с ультразвуковым зондом для управления преобразователем для ультразвуковой визуализации.
[0056] В одном варианте осуществления первое направление движения преобразователя представляет собой любое одно или более из группы, состоящей из: линейного, вращательного и криволинейного движения. В одном варианте осуществления второе направление является обратным первому направлению. В одном варианте осуществления движение в первом направлении происходит в множестве измерений, а движение во втором направлении является обратным движению в первом направлении. В одном варианте осуществления преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью формирования изображения с первым порядком следования фокусных зон, указанным как (f1, ..., fN), где N > 1. В одном варианте осуществления преобразователь для ультразвуковой терапии выполнен с возможностью обработки ткани в первом наборе мест, которые расположены в первой зоне косметической обработки, и втором наборе мест, которые расположены во второй зоне косметической обработки, причем первая зона отличается от второй зоны. В одном варианте осуществления преобразователь для ультразвуковой терапии выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии с использованием амплитудной модуляции, при этом множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством амплитуд акустической интенсивности, причем первая амплитуда отличается от второй амплитуды. В одном варианте осуществления по меньшей мере одна часть ультразвукового преобразователя выполнена с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с двумя или более амплитудами акустической интенсивности, причем амплитуда ультразвуковой терапии, обеспечиваемой по меньшей мере одной частью пьезоэлектрического преобразователя, изменяется с течением времени. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь содержит пьезоэлектрический материал, а множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью создания множества соответствующих изменений в пьезоэлектрическом материале в ответ на действие электрического поля, приложенного к ультразвуковому преобразователю. В одном варианте осуществления множество изменений в пьезоэлектрическом материале включает по меньшей мере одно из расширения пьезоэлектрического материала и сжатия пьезоэлектрического материала. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии путем фазового сдвига, при этом множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством фаз акустической интенсивности, причем первая фаза отличается от второй фазы. В одном варианте осуществления множество фаз включает дискретные значения фазы. В одном варианте осуществления ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью применения ультразвуковой терапии с использованием амплитудной модуляции, при этом множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством амплитуд акустической интенсивности, причем первая амплитуда отличается от второй амплитуды; и применения ультразвуковой терапии, при которой множество частей ультразвукового преобразователя выполнено с возможностью обеспечения ультразвуковой терапии с множеством фаз акустической интенсивности, причем первая фаза отличается от второй фазы. В различных вариантах осуществления ультразвуковая обработка представляет собой по меньшей мере одно из: подтяжки кожи лица, подтяжки бровей, подтяжки подбородка, обработки кожи вокруг глаз, уменьшения количества морщин, улучшения кожи в области декольте, подтяжки ягодиц, уменьшения рубцов, обработки ожога, укрепления кожи (например, лечения дряблости), уменьшения кровеносных сосудов, обработки потовой железы, удаления веснушек, обработки жира, лечения целлюлита, вагинального омоложения и лечения угревой сыпи.
[0057] В различных вариантах осуществления способ уменьшения рассогласования визуализации при движении ультразвукового зонда включает расположение в шахматном порядке местоположений срабатывания пространственной регистрации между визуализацией в первом направлении и визуализацией во втором направлении с помощью ультразвукового зонда, причем ультразвуковой зонд содержит преобразователь для ультразвуковой терапии, выполненный с возможностью применения ультразвуковой терапии к ткани, преобразователь для ультразвуковой визуализации, выполненный с возможностью визуализации ткани, и механизм движения для перемещения преобразователя для ультразвуковой визуализации в первом направлении и во втором направлении, причем преобразователь для ультразвуковой визуализации механически прикреплен к механизму движения, причем первое направление противоположно второму направлению, причем преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью формирования изображения с порядком следования фокусных зон (f1, ..., fN), где N > 1, причем преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью формирования изображения с первым порядком следования фокусных зон (f1, ..., fN) при движении в первом направлении, причем преобразователь для ультразвуковой визуализации выполнен с возможностью формирования изображения со вторым порядком следования фокусных зон (fN, ..., f1) при движении во втором направлении.
[0058] В одном варианте осуществления N = любому числу из группы, состоящей из: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10. В одном варианте осуществления N = 4. В различных вариантах осуществления ультразвуковая обработка представляет собой по меньшей мере одно из подтяжки кожи лица, подтяжки бровей, подтяжки подбородка, обработки кожи вокруг глаз, уменьшения количества морщин, улучшения кожи в области декольте, подтяжки ягодиц, уменьшения рубцов, обработки ожога, удаления татуировки, укрепления кожи (например, лечения брюшной дряблости), удаления вен, уменьшения вен, обработки потовой железы, лечения чрезмерного потоотделения, удаления веснушек, обработки жира, вагинального омоложения и лечения угревой сыпи.
[0059] Способы, кратко изложенные выше и изложенные ниже более подробно описывают определенные действия, предпринимаемые практиком; однако следует понимать, что они также могут включать стороннюю инструкцию в отношении этих действий. Таким образом, такие действия, как «вобуляция энергетического луча», включают «инструктирование в отношении вобуляции энергетического луча».
[0060] В некоторых вариантах осуществления система содержит различные признаки, которые присутствуют в виде отдельных признаков (в отличие от множества признаков). Например, в одном варианте осуществления система содержит один элемент преобразования, который создает две одновременно существующие точки фокусировки для обработки, которые вобулируют. Многие признаки или компоненты представлены в альтернативных вариантах осуществления. В различных вариантах осуществления система содержит, по существу состоит или состоит из одного, двух, трех или более вариантов осуществления любых признаков или компонентов, описанных в настоящем документе. В некоторые варианты осуществления признак или компонент не включен и может быть исключен из конкретного пункта формулы изобретения, в результате чего система не будет включать такой признак или компонент.
[0061] Кроме того, области применения будут очевидными из описания, приведенного в настоящем документе. Следует понимать, что описание и конкретные примеры предназначены исключительно для иллюстрации и не предназначены для ограничения объема раскрытых в данном документе вариантов осуществления.
Краткое описание чертежей
[0062] Чертежи, описанные в данном документе, предназначены исключительно для целей иллюстрации и не предназначены для какого-либо ограничения объема настоящего изобретения. Варианты осуществления настоящего изобретения станут более понятными из подробного описания и прилагаемых чертежей, на которых:
[0063] На ФИГ. 1А представлена схематическая иллюстрация ультразвуковой системы согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0064] На ФИГ. 1В представлена схематическая иллюстрация ультразвуковой системы согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0065] На ФИГ. 1С представлена схематическая иллюстрация ультразвуковой системы согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0066] На ФИГ. 2 представлена схематическая иллюстрация ультразвуковой системы, взаимодействующей с представляющей интерес областью согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0067] На ФИГ. 3 представлена схематическая иллюстрация части преобразователя согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0068] На ФИГ. 4 представлен частичный продольный разрез ультразвуковой системы согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0069] На ФИГ. 5 представлена таблица, иллюстрирующая разделение фокусов для апертур с различными пространственными частотами согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0070] На ФИГ. 6 представлен график, иллюстрирующий разделение фокусов для апертур с различными пространственными частотами апертуры согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0071] На ФИГ. 7 представлен график, иллюстрирующий разделение фокусов для апертур с различными пространственными частотами апертуры согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0072] На ФИГ. 8 представлено схематическое изображение поляризации апертуры с пространственной частотой, которая может быть изменена путем возбуждения каналов согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0073] На ФИГ. 9 представлено схематическое изображение поляризованной керамики с пространственной частотой, которая может быть изменена путем возбуждения каналов, охватывающих две поляризованные области керамики, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0074] На ФИГ. 10 представлено схематическое изображение варианта осуществления преобразователя в виде массива с преобразователем для визуализации.
[0075] На ФИГ. 11 представлено схематическое изображение варианта осуществления преобразователя в виде массива по ФИГ. 10 с механической фокусировкой, первой электронной фокусировкой и второй электрической фокусировкой.
[0076] На ФИГ. 12 представлено схематическое изображение варианта осуществления карты интенсивности обработки с двумя фокусами на отметках 15 мм и 17 мм.
[0077] На ФИГ. 13 представлено схематическое изображение варианта осуществления карты интенсивности обработки с двумя фокусами на отметках 15 мм и 19 мм.
[0078] На ФИГ. 14 представлено схематическое изображение поперечного сечения разности между размерами луча ультразвуковой терапии и луча ультразвуковой визуализации согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0079] На ФИГ. 15 представлено схематическое изображение линейного массива согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0080] На ФИГ. 16 представлено схематическое изображение кругового массива согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0081] На ФИГ. 17 представлено схематическое изображение кругового массива по сравнению с линейным массивом согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0082] На ФИГ. 18 представлено схематическое изображение кругового массива с виртуальным фокусом позади массива согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0083] На ФИГ. 19 представлено схематическое изображение кругового массива с виртуальным фокусом между массивом и акустическим окном согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0084] На ФИГ. 20 представлено схематическое изображение временной последовательности векторов передачи-приема для обычной визуализации в В-режиме согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0085] На ФИГ. 21 представлено схематическое изображение подхода для визуализации с перемежением согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0086] На ФИГ. 22 представлено схематическое изображение подхода для визуализации с применением синтетических апертурных способов передачи и приема согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0087] На ФИГ. 23 представлено схематическое изображение диагностической ультразвуковой системы визуализации согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0088] На ФИГ. 24 представлено схематическое изображение двунаправленной визуализации в одинаковом боковом местоположении согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0089] На ФИГ. 25 представлено схематическое изображение определения последовательности для фокусной зоны в зависимости от направления согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0090] На ФИГ. 26 представлено схематическое изображение определения последовательности для фокусной зоны в зависимости от направления с различными местоположениями срабатывания согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0091] На ФИГ. 27 представлено схематическое изображение определения последовательности для фокусной зоны в зависимости от направления с перемежением между (f1-f2-f3-f4) и (f4-f3-f2-f1) на следующих друг за другом А-линиях согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0092] На ФИГ. 28 представлены схематические изображения преобразователя, если смотреть с выпуклой стороны, поперечного сечения сбоку и вогнутой стороны, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0093] На ФИГ. 29 представлены схематические изображения преобразователя, если смотреть с выпуклой стороны, поперечного сечения сбоку и вогнутой стороны, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0094] На ФИГ. 30 представлены схематические изображения преобразователя, если смотреть с выпуклой стороны, поперечного сечения сбоку и вогнутой стороны, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0095] На ФИГ. 31 представлены схематические изображения преобразователя, если смотреть с выпуклой стороны, поперечного сечения сбоку и вогнутой стороны различных вариантов осуществления настоящего изобретения.
[0096] На ФИГ. 32 представлены схематические изображения преобразователя, если смотреть с выпуклой стороны, поперечного сечения сбоку и вогнутой стороны, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
[0097] На ФИГ. 33 представлены схематические изображения преобразователя, если смотреть с выпуклой стороны, поперечного сечения сбоку и вогнутой стороны, согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
[0098] Нижеследующее описание содержит примеры вариантов осуществления и не предназначено для ограничения настоящего изобретения или его идей, применения или использования. Следует отметить, что на всех чертежах соответствующие номера позиций обозначают одинаковые или соответствующие части и признаки. Описание конкретных примеров, указанных в различных вариантах осуществления настоящего изобретения, предназначено исключительно для иллюстрации и не предназначено для ограничения объема раскрытого в настоящем документе изобретения. Кроме того, перечисление множества вариантов осуществления, имеющих указанные признаки, не предполагает исключения других вариантов осуществления, имеющих дополнительные признаки, или других вариантов осуществления, включающих различные комбинации указанных признаков. Кроме того, признаки в одном варианте осуществления (например, на одной фигуре) могут быть объединены с описаниями (и фигурами) других вариантов осуществления.
[0099] В различных вариантах осуществления системы и способы для ультразвуковой обработки ткани адаптированы и/или выполнены с возможностью обеспечения косметической обработки. В некоторых вариантах осуществления устройства и способы направления ультразвуковой терапии в одну точку фокусировки или одновременно в множество точек фокусировки с использованием ультразвуковой визуализации для подтверждения достаточного акустического контакта с областью обработки для повышения эффективности или обеспечения повышенной корреляции между движением в первом и втором направлениях при визуализации в косметических и/или медицинских процедурах обеспечены в нескольких вариантах осуществления. В некоторых вариантах осуществления устройства и способы использования ультразвуковой визуализации для подтверждения достаточного акустического контакта с областью обработки для повышения эффективности и безопасности при направлении ультразвуковой терапии в одну точку фокусировки или одновременно в множество точек фокусировки в косметических и/или медицинских процедурах обеспечены в нескольких вариантах осуществления. В некоторых вариантах осуществления устройства и способы улучшения ультразвуковой визуализации обеспечивают лучшую корреляцию между движением в первом и втором направлениях при формировании изображений. Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают лучшую корреляцию визуализации между первым направлением движения и вторым направлением движения (например, лучшую корреляцию между изображениями, формируемыми при перемещении влево и вправо). Устройства и способы улучшенной ультразвуковой визуализации усиливают действие ускорителя визуализации в В-режиме (например, в 1,5, 2, 3, 5 раз больше скорости сканирования). В различных вариантах осуществления ткань под кожей или даже на поверхности кожи, например, эпидермис, дерму, фасцию, мышцу, жир, поверхностную мышечно-апоневротическую систему (superficial muscular aponeurotic system, «SMAS»), неинвазивно обрабатывают с применением ультразвуковой энергии. Ультразвуковая энергия может быть сфокусирована в одной или более точках и/или зонах обработки, может быть расфокусированной и/или дефокусированной и может быть применена к представляющей интерес области, содержащей по меньшей мере одно из эпидермиса, дермы, гиподермы, фасции, мышцы, жира, целлюлита и SMAS, для достижения косметического и/или терапевтического эффекта. В различных вариантах осуществления системы и/или способы обеспечивают неинвазивную дерматологическую обработку ткани путем термической обработки, коагулирования, абляции и/или укрепления. В некоторых раскрытых в настоящем документе вариантах осуществления неинвазивное ультразвуковое воздействие используют для достижения одного или более из следующих эффектов: подтяжки кожи лица, подтяжки бровей, подтяжки подбородка, обработки кожи вокруг глаз (например, малярных мешков, лечения подглазничной дряблости кожи), сокращения количества морщин, сокращения количества жира (например, обработки жира, относящегося к жировой ткани, и/или целлюлита), противоцеллюлитной обработки (например, женской гиноидной липодистрофии с ямкой или без ямки), улучшения в области декольте (например, верхней части грудной клетки), подтяжки ягодиц (например, укрепления ягодиц), лечения дряблости кожи (например, обработки ткани для ее укрепления или лечения брюшной дряблости), уменьшения рубцов, обработки ожога, удаления татуировки, удаления вен, уменьшения вен, обработки потовой железы, лечения чрезмерного потоотделения, удаления веснушек, лечения угревой сыпи и удаления прыщей. В одном варианте осуществления достигается снижение количества жира. В различных вариантах осуществления уменьшение целлюлита (например, гиноидной липодистрофии с ямкой или без ямки) или же улучшение одной или более характеристик (таких как ямки, узелковые уплотнения, вид «апельсиновой корки» и т. д.) достигает приблизительно 10-20 % 20-40 %, 40-60 %, 60-80 % или выше (также перекрывая указанные диапазоны) по сравнению, например, с необработанной тканью. В одном варианте осуществления обрабатывают область декольте. В некоторых вариантах осуществления двух, трех или более полезных эффектов достигают в течение одного сеанса обработки и они могут быть достигнуты одновременно.
[0100] Различные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к устройствам или способам управления подачей энергии к ткани. В различных вариантах осуществления различные формы энергии могут включать акустическую, ультразвуковую, световую, лазерную, радиочастотную (РЧ), микроволновую, электромагнитную, радиационную, тепловую, криогенную, электронно-лучевую, основанную на фотонах, магнитную, магнитно-резонансную и/или другие формы энергии. Различные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к устройствам или способам расщепления луча ультразвуковой энергии на множество лучей. В различных вариантах осуществления устройства или способы могут быть использованы для изменения доставки ультразвуковой акустической энергии в любых процедурах, таких как, но без ограничений, ультразвуковая терапия, ультразвуковая диагностика, ультразвуковая сварка, любой вариант применения, включающий передачу механических волн в объект, и другие процедуры. Как правило, при ультразвуковой терапии воздействия на ткань достигают путем концентрирования акустической энергии с использованием способов фокусировки из апертуры. В некоторых случаях таким образом высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук (HIFU) используют в терапевтических целях. В одном варианте осуществления воздействие на ткань, производимое путем применения ультразвуковой терапии на определенную глубину, может именоваться созданием точки термической коагуляции (thermal coagulation point, TCP). В некоторых вариантах осуществления зона может включать одну точку. В некоторых вариантах осуществления зона представляет собой линию, плоскость, имеет сферическую, эллиптическую, кубическую или другую одно-, двух- или трехмерную форму. Именно благодаря созданию TCP в конкретных местах термическая и/или механическая абляция ткани может происходить неинвазивно или дистанционно. В некоторых вариантах осуществления ультразвуковая обработка не включает образование полостей и/или создание ударной волны. В некоторых вариантах осуществления ультразвуковая обработка включает образование полостей и/или создание ударной волны.
[0101] В одном варианте осуществления TCP могут быть созданы в виде линейной или по существу линейной, изогнутой или по существу изогнутой зоны или же последовательности, в которой каждая отдельная TCP отделена от соседней ТСР на интервал обработки. В одном варианте осуществления в области обработки может быть создано множество последовательностей TCP. Например, TCP могут быть сформированы вдоль первой последовательности и второй последовательности, отделенной на расстояние обработки от первой последовательности. Хотя обработку с применением ультразвуковой терапии можно осуществлять путем создания отдельных TCP в виде последовательности и последовательностей отдельных TCP, может быть желательным уменьшить время обработки и соответствующий риск возникновения боли и/или дискомфорта, испытываемых пациентом. Время терапии может быть уменьшено за счет одновременного, почти одновременного или последовательного формирования множества TCP. В некоторых вариантах осуществления время обработки может быть уменьшено на 10 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50 %, 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80 % или более путем создания множества TCP.
[0102] Различные варианты осуществления настоящего изобретения позволяют устранить потенциальные проблемы, вызванные применением ультразвуковой терапии. В различных вариантах осуществления достигается уменьшение времени осуществления формирования ТСР для обеспечения требуемой косметической и/или терапевтической обработки целевой ткани для требуемого клинического способа. В различных вариантах осуществления целевая ткань представляет собой, но без ограничений, любое из кожи, век, ресницы, брови, слезного мясца, «гусиных лапок» (морщин в углах глаз), морщин, глаза, носа, рта (например, носогубной складки, окологубных морщин), языка, зуба, десен, ушей, мозга, сердца, легких, ребер, живота (например, при брюшной дряблости), желудка, печени, почек, матки, груди, влагалища, простаты, яичек, желез, щитовидных желез, внутренних органов, волос, мышцы, кости, связок, хряща, жира, жира (labuli), жировой ткани, подкожной ткани, имплантированной ткани, имплантированного органа, лимфоидной ткани, опухоли, кисты, абсцесса, части нерва или любой их комбинации.
[0103] Различные варианты осуществления устройств для ультразвуковой обработки и/или визуализации описаны в заявке на патент США № 12/996,616, опубликованной в виде публикации США № 2011-0112405 А1 от 12 мая 2011 года, которая представляет собой национальную фазу в США согласно 35 U.S.C. § 371 международной заявки № PCT/US2009/046475, поданной 5 июня 2009 года и опубликованной на английском языке 10 декабря 2009 года, которая испрашивает преимущество приоритета по предварительной заявке США № 61/059,477, поданной 6 июня 2008 года, причем каждый из указанных документов полностью включен в настоящее описание посредством ссылки. Различные варианты осуществления устройства для ультразвуковой обработки и/или визуализации описаны в заявке США № 14/193,234, которая опубликована в публикации США № 2014/0257145 от 11 сентября 2014 года, которая полностью включена в настоящее описание посредством ссылки. Различные варианты осуществления устройства для ультразвуковой обработки и/или визуализации описаны в международной заявке PCT/US15/25581, которая была опубликована как WO 2015/160708 22 октября 2015 года с национальной фазой в виде заявки США № 15/302,436, которая опубликована в виде публикации США № 2017/0028227 от 2 февраля 2017 года, причем каждый из указанных документов полностью включен в настоящее описание посредством ссылки.
Обзор системы
[0104] Как показано на иллюстрациях, представленных на ФИГ. 1А, 1В и 1С, различные варианты осуществления ультразвуковой системы 20 включают ручной щуп (например, излучатель) 100, модуль (например, модуль преобразователя, картридж, зонд) 200 и контроллер (например, консоль) 300. В некоторых вариантах осуществления консоль 300 содержит систему связи (например, Wi-Fi, Bluetooth, модем и т. д. для связи с другим участником, производителем, поставщиком, поставщиком услуг, Интернетом и/или облаком. В некоторых вариантах осуществления тележка 301 обеспечивает мобильность и/или позиционирование системы 20 и может содержать колеса, поверхности для выполнения записей или размещения компонентов и/или отсеки 302 (например, ящики, контейнеры, полки и т. д.), например, для хранения или организации компонентов. В некоторых вариантах осуществления тележка имеет источник питания, например, силовое соединение с батареей и/или один или более кабелей для подключения питания, связи (например, Ethernet) к системе 20. В некоторых вариантах осуществления система 20 содержит тележку 301. В некоторых вариантах осуществления система 20 не содержит тележку 301. Ручной щуп 100 может быть соединен с контроллером 300 посредством интерфейса 130, который может представлять собой проводной или беспроводной интерфейс. Интерфейс 130 может быть соединен с ручным щупом 100 с помощью соединителя 145. Дальний конец интерфейса 130 может быть соединен с соединителем контроллера на схеме 345 (не показана). В одном варианте осуществления интерфейс 130 может передавать регулируемую мощность от контроллера 300 в ручной щуп 100. В варианте осуществления система 20 имеет множество каналов формирования изображения (например, 8 каналов) для сверхчеткой HD (высокое разрешение) визуализации подкожных структур с целью улучшения визуализации. В одном варианте осуществления система 20 содержит множество каналов терапии (например, 8 каналов) и прецизионный двигатель с линейным приводом, который удваивает точность обработки при увеличении скорости (например, на 25 %, 40 %, 50 %, 60 %, 75 %, 100 % или более). В совокупности эти функции обеспечивают одну из наиболее универсальных системных платформ в отрасли и основу для беспрецедентных возможностей в будущем.
[0105] В различных вариантах осуществления контроллер 300 может быть выполнен с возможностью и/или выполнен для работы с ручным щупом 100 и модулем 200, а также обеспечения общих функциональных возможностей ультразвуковой системы 20. В различных вариантах осуществления множество контроллеров 300, 300', 300'' и т. д. могут быть выполнены с возможностью и/или выполнены для работы с множеством ручных щупов 100, 100', 100'' и т. д. и/или множеством модулей 200, 200', 200'' и т. д. Контроллер 300 может быть подключен к одному или более интерактивным графическим дисплеям 310, которые могут включать сенсорный монитор и графический пользовательский интерфейс (GUI), который позволяет пользователю взаимодействовать с ультразвуковой системой 20. В одном варианте осуществления применяют второй, меньший и более мобильный дисплей, который позволяет пользователю удобно выполнять позиционирование и просматривать экран обработки. В одном варианте осуществления применяют второй дисплей, который позволяет пользователю системы просматривать экран обработки (например, на стене, на мобильном устройстве, большом экране, удаленном экране). В одном варианте осуществления графический дисплей 310 включает сенсорный интерфейс 315 (не показан). В различных вариантах осуществления дисплей 310 позволяет устанавливать и отображает эксплуатационный режим, включая состояние активации оборудования, параметры обработки, системные сообщения и подсказки, а также ультразвуковые изображения. В различных вариантах осуществления контроллер 300 может быть адаптирован и/или выполнен с возможностью включения, например, микропроцессора с программным обеспечением и устройств ввода/вывода, систем и устройств для управления электронным и/или механическим сканированием и/или мультиплексированием преобразователей и/или мультиплексированием модулей преобразователя, системы для подачи энергии, систем для контроля, систем для определения пространственного положения зонда и/или преобразователей и/или мультиплексирования модулей преобразователя, и/или систем для обработки данных пользовательского ввода и записи результатов обработки, среди прочих. В различных вариантах осуществления контроллер 300 может включать системный процессор и различные аналоговые и/или цифровые логические схемы управления, например, один или более микроконтроллеров, микропроцессоров, программируемых пользователем вентильных матриц, компьютерных плат и связанных с ними компонентов, включая микропрограммное обеспечение и управляющее программное обеспечение, которые могут быть способны взаимодействовать с пользовательскими элементами управления и интерфейсными схемами, а также со схемами ввода/вывода и системами для осуществления связи, отображения, сопряжения, хранения, протоколирования и других применимых функций. Системное программное обеспечение, запущенное в системном процессе, может быть адаптировано и/или выполнено с возможностью управления всеми параметрами инициализации, синхронизации, уровня, контролем, контролем безопасности и остальными функциями ультразвуковой системы для достижения заданных пользователем целей обработки. Кроме того, контроллер 300 может содержать различные модули ввода/вывода, такие как выключатели, кнопки и т. д., которые также могут быть соответствующим образом адаптированы и/или выполнены с возможностью управления работой ультразвуковой системы 20.
[0106] В одном варианте осуществления ручной щуп 100 содержит один или более активируемых пальцем контроллеров или выключателей, например, 150 и 160. В различных вариантах осуществления один или более контроллеров 160 термической обработки (например, выключатель, кнопка) активируют и/или прекращают обработку. В различных вариантах осуществления один или более контроллеров 150 визуализации (например, выключатель, кнопка) активируют и/или прекращают визуализацию. В одном варианте осуществления ручной щуп 100 может содержать съемный модуль 200. В других вариантах осуществления модуль 200 может быть несъемным. В различных вариантах осуществления модуль 200 может быть механически соединен с ручным щупом 100 с помощью защелки или соединителя 140. В различных вариантах осуществления соединительная направляющая 235 или множество соединительных направляющих 235 может быть использовано для обеспечения соединения модуля 200 с ручным щупом 100. Модуль 200 может содержать один или более ультразвуковых преобразователей 280. В некоторых вариантах осуществления ультразвуковой преобразователь 280 содержит один или более ультразвуковых элементов. Модуль 200 может содержать один или более ультразвуковых элементов. Ручной щуп 100 может содержать модули только для визуализации, модули только для обработки, модули для визуализации и обработки и т. п. В различных вариантах осуществления ультразвуковой преобразователь 280 может быть выполнен с возможностью перемещения в одном или более направлений 290 внутри модуля 200. Преобразователь 280 соединен с механизмом 400 движения. В различных вариантах осуществления механизм движения содержит ноль, один или более подшипников, валов, стержней, винтов, ходовых винтов 401, датчиков угловых и линейных перемещений 402 (например, оптический датчик для измерения положения преобразователя 280), двигателей 403 (например, шаговый двигатель) для обеспечения точного и повторяемого перемещения преобразователя 280 внутри модуля 200. В различных вариантах осуществления модуль 200 может содержать преобразователь 280, который может излучать энергию посредством акустически прозрачного элемента 230. В одном варианте осуществления модуль 300 управления может быть соединен с ручным щупом 100 посредством интерфейса 130, а графический пользовательский интерфейс 310 может быть адаптирован и/или выполнен с возможностью управления модулем 200. В одном варианте осуществления модуль 300 управления может обеспечивать питание ручного щупа 100. В одном варианте осуществления ручной щуп 100 может содержать источник питания. В одном варианте осуществления выключатель 150 может быть адаптирован и/или выполнен с возможностью управления функцией визуализации ткани, а выключатель 160 может быть адаптирован и/или выполнен с возможностью управления функцией обработки ткани. В различных вариантах осуществления подачу излучаемой энергии 50 с подходящей глубиной фокусировки, распределением, синхронизацией и уровнем энергии обеспечивают с помощью модуля 200 за счет функционирования (управляемого с помощью системы 300 управления) преобразователя 280 для достижения требуемого терапевтического эффекта в зоне 550 термической коагуляции.
[0107] В одном варианте осуществления модуль 200 может быть соединен с ручным щупом 100. Модуль 200 может излучать и принимать энергию, например, ультразвуковую энергию. Модуль 200 может быть электронным способом соединен с ручным щупом 100 и такое соединение может включать интерфейс, который обеспечивает сообщение с контроллером 300. В одном варианте осуществления соединительная направляющая 235 может быть адаптирована и/или выполнена с возможностью обеспечения электронной связи между модулем 200 и ручным щупом 100. Модуль 200 может содержать зонд и/или преобразователь с различными конфигурациями. Например, модуль 200 может быть адаптирован и/или выполнен с возможностью присоединения комбинированного двухрежимного преобразователя для визуализации/терапии, соединенных или совместно установленных преобразователей для визуализации/терапии, отдельных зондов для терапии и визуализации и т. п. В одном варианте осуществления, если модуль 200 вставлен в ручной щуп 100 или присоединен к нему, контроллер 300 автоматически обнаруживает его и обновляет изображение на интерактивном графическом дисплее 310.
[0108] В некоторых вариантах осуществления ключ 320 доступа (например, защитный USB-накопитель, ключ) съемно соединен с системой 20 для обеспечения возможности функционирования системы 20. В различных вариантах осуществления ключ доступа запрограммирован для конкретного клиента и выполняет множество функций, включая обеспечение безопасности системы, доступ к руководству по выполнению обработки и функциональным возможностям для конкретных стран и регионов, обновление программного обеспечения, передачу служебных журналов и/или передачу разрешения на передачу очередного пакета данных и/или хранение данных. В различных вариантах осуществления система 20 имеет подключение к Интернету и/или данным. В одном варианте осуществления подключение обеспечивает способ, с помощью которого данные передают между поставщиком данных системы 20 и клиентом. В различных вариантах осуществления данные включают разрешения на передачу очередного пакета данных, обновления программного обеспечения и служебные журналы. Возможности подключения разделены в соответствии с различными реализациями моделей, основанными на том, как консоль пользователя подключена к Интернету. В одном варианте осуществления соединение в соответствии с моделью «Отключенная» включает консоль, которая отключена от Интернета и клиент не имеет доступа в Интернет. Передачу разрешения на передачу очередного пакета данных и обновления программного обеспечения осуществляют, переслав клиенту ключ (-и) доступа (например, USB-накопители). В одном варианте осуществления соединение в соответствии с моделью «Полуподключенная» включает консоль, которая отключена от Интернета, но клиент имеет доступ в Интернет. Передачу разрешения на передачу очередного пакета данных, обновления программного обеспечения и передачу служебного журнала осуществляют с использованием персонального компьютера, смартфона или другого вычислительного устройства клиента вместе с ключом доступа к системе для передачи данных. В одном варианте осуществления соединение в соответствии с моделью «Полностью подключенная» предполагает беспроводное подключение консоли к Интернету с использованием Wi-Fi, модема сотовой связи, Bluetooth или другого протокола. Передачу разрешения на передачу очередного пакета данных, обновления программного обеспечения и передачу служебного журнала осуществляют непосредственно между консолью и облаком. В различных вариантах осуществления система 20 соединяется с сетевым порталом для оптимизированного управления запасами, покупки лечения по запросу и обзора бизнес-аналитики для продвижения бизнеса по эстетической терапии клиентов на следующий уровень.
[0109] В различных вариантах осуществления ткань под кожей или даже на поверхности кожи, например, эпидермис, дерму, гиподерму, фасцию и поверхностную мышечно-апоневротическую систему («SMAS») и/или мышцы неинвазивно обрабатывают с применением ультразвуковой энергии. Ткань также может включать кровеносные сосуды и/или нервы. Ультразвуковая энергия может быть сфокусированной, не сфокусированной или дефокусированной и может быть применена к представляющей интерес области, содержащей по меньшей мере одно из эпидермиса, дермы, гиподермы, фасции и SMAS для достижения терапевтического эффекта. На ФИГ. 2 представлена схематическая иллюстрация ультразвуковой системы 20, взаимодействующей с представляющей интерес областью 10. В различных вариантах осуществления слои ткани представляющей интерес области 10 могут находиться в любой части тела пациента. В одном варианте осуществления слои ткани находятся в области головы и лица пациента. Участок поперечного сечения ткани представляющей интерес области 10 включает поверхность 501 кожи, эпидермальный слой 502, дермальный слой 503, жировой слой 505, поверхностную мышечно-апоневротическую систему 507 (далее «SMAS 507») и мышечный слой 509. Кроме того, ткань может включать гиподерму 504, которая может включать любую ткань под дермальным слоем 503. Комбинация этих слоев в целом может упоминаться как подкожная ткань 510. Кроме того, на ФИГ. 2 показана зона 525 обработки, которая находится ниже поверхности 501. В одном варианте осуществления поверхность 501 может представлять собой поверхность кожи пациента 500. Хотя в данном случае в качестве примера может быть использован вариант осуществления, относящийся к терапии в слое ткани, данная система может быть применена для любой ткани тела. В различных вариантах осуществления система и/или способы могут быть использованы на ткани (включая, без ограничений, одно или комбинацию из мышц, фасции, SMAS, дермы, эпидермиса, жира, жировых клеток, целлюлита), которую можно назвать гиноидной липодистрофией (например, женской гиноидной липодистрофией без ямки), коллагене, коже, кровеносных сосудах лица, шеи, головы, рук, ног или любого другого места на теле или в теле (включая полости тела). В различных вариантах осуществления достигают уменьшения целлюлита (например, женской гиноидной липодистрофии без ямки) на 2 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 40 %, 50 %, 75 %, 80 %, 90 %, 95 %, включая любые промежуточные диапазоны.
[0110] Как показано на ФИГ. 2, вариант осуществления ультразвуковой системы 20 включает ручной щуп 100, модуль 200 и контроллер 300. В одном варианте осуществления модуль 200 содержит преобразователь 280. ФИГ. 3 иллюстрирует вариант осуществления ультразвуковой системы 20 с преобразователем 280, адаптированным и/или выполненным с возможностью обработки ткани на глубину 278 фокусировки. В одном варианте осуществления глубина 278 фокусировки представляет собой расстояние между преобразователем 280 и целевой тканью для обработки. В одном варианте осуществления глубина 278 фокусировки является фиксированной для данного преобразователя 280. В одном варианте осуществления глубина 278 фокусировки является переменной для данного преобразователя 280. В одном варианте осуществления преобразователь 280 выполнен с возможностью одновременной обработки на нескольких глубинах ниже поверхности кожи (например, 1,5 мм, 3,0 мм, 4,5 мм или других глубинах).
[0111] Как показано на ФИГ. 4, модуль 200 может содержать преобразователь 280, который может излучать энергию через акустически прозрачный элемент 230. В различных вариантах осуществления глубина может представлять собой глубину 278 фокусировки. В одном варианте осуществления преобразователь 280 может иметь расстояние 270 смещения, которое представляет собой расстояние между преобразователем 280 и поверхностью акустически прозрачного элемента 230. В одном варианте осуществления глубина 278 фокусировки преобразователя 280 представляет собой фиксированное расстояние от преобразователя. В одном варианте осуществления преобразователь 280 может иметь фиксированное расстояние 270 смещения от преобразователя до акустически прозрачного элемента 230. В одном варианте осуществления акустически прозрачный элемент 230 адаптирован и/или выполнен с возможностью находиться в некотором положении на модуле 200 или ультразвуковой системе 20 для соприкосновения с поверхностью 501 кожи. В различных вариантах осуществления глубина 278 фокусировки превышает расстояние 270 смещения на величину, соответствующую обработке в целевой области, расположенной на глубине 279 ткани ниже поверхности 501 кожи. В различных вариантах осуществления, когда ультразвуковая система 20 физически соприкасается с поверхностью 501 кожи, глубина 279 ткани представляет собой расстояние между акустически прозрачным элементом 230 и целевой областью, измеренное как расстояние от части ручного щупа 100 или поверхности модуля 200, которая соприкасается с кожей (с применением акустического контактного геля, среды и т. д. или без них), и глубина в ткани от точки соприкосновения с поверхностью кожи до целевой области. В одном варианте осуществления глубина 278 фокусировки может соответствовать сумме расстояния 270 смещения (измеренного до поверхности акустически прозрачного элемента 230, соприкасающегося с контактной средой и/или кожей 501) в дополнение к глубине 279 ткани под поверхностью 501 кожи до целевой области. В различных вариантах осуществления акустически прозрачный элемент 230 не используют.
[0112] Контактные компоненты могут включать различные вещества, материалы и/или устройства для улучшения взаимодействия преобразователя 280 или модуля 200 с представляющей интерес областью. Например, компоненты для взаимодействия могут содержать систему обеспечения акустического контакта, адаптированную и/или выполненную с возможностью обеспечения акустического контакта для передачи ультразвуковой энергии и сигналов. Система обеспечения акустического контакта с возможными соединениями, такими как коллекторы, может быть использована для передачи звука в представляющую интерес область и обеспечивает фокусировку с помощью заполненной жидкостью или текучей средой линзы. Система взаимодействия может обеспечивать такую передачу за счет использования одной или более контактных сред, включающих воздух, газы, воду, жидкости, текучие среды, гели, твердые частицы, негелеобразные веществе и/или любую их комбинацию или любую другую среду, которая позволяет передавать сигналы между преобразователем 280 и представляющей интерес областью. В одном варианте осуществления внутри преобразователя обеспечивают одну или более контактных сред. В одном варианте осуществления заполненный текучей средой модуль 200 содержит внутри корпуса одну или более контактных сред. В одном варианте осуществления заполненный текучей средой модуль 200 содержит одну или более контактных сред внутри герметичного корпуса, который выполнен с возможностью отделения от сухой части ультразвукового устройства. В различных вариантах осуществления контактную среду используют для передачи ультразвуковой энергии между одним или более устройствами и тканями с эффективностью передачи 100 %, 99 % или более, 98 % или более, 95 % или более, 90 % или более, 80 % или более, 75 % или более, 60 % или более, 50 % или более, 40 % или более, 30 % или более, 25 % или более, 20 % или более, 10 % или более и/или 5 % или более.
[0113] В различных вариантах осуществления преобразователь 280 может обеспечивать получение изображения и обработку представляющей интерес области при любых подходящих значениях глубины 279 ткани. В одном варианте осуществления модуль 280 преобразователя способен обеспечить акустическую мощность в диапазоне приблизительно 1 Вт или меньше, от приблизительно 1 Вт до приблизительно 100 Вт, и более, чем приблизительно 100 Вт, например, 200 Вт, 300 Вт, 400 Вт, 500 Вт. В одном варианте осуществления модуль 280 преобразователя способен обеспечивать акустическую энергию с частотой приблизительно 1 МГц или меньше, от приблизительно 1 МГц до приблизительно 10 МГц (например, 3 МГц, 4 МГц, 4,5 МГц, 7 МГц, 10 МГц) и более чем приблизительно 10 МГц. В одном варианте осуществления модуль 200 имеет глубину 278 фокусировки для обработки на глубине 279 ткани приблизительно на 4,5 мм ниже поверхности 501 кожи. В одном варианте осуществления модуль 200 имеет глубину 278 фокусировки для обработки на глубине 279 ткани приблизительно на 3 мм ниже поверхности 501 кожи. В одном варианте осуществления модуль 200 имеет глубину 278 фокусировки для обработки на глубине 279 ткани приблизительно на 1,5 мм ниже поверхности 501 кожи. Некоторые не предполагающие ограничения варианты осуществления преобразователей 280 или модулей 200 могут быть адаптированы и/или выполнены с возможностью подачи ультразвуковой энергии на глубину ткани 1,5 мм, 3 мм, 4,5 мм, 6 мм, 7 мм, менее 3 мм, от 3 мм до 4,5 мм, от 4,5 мм до 6 мм, более 4,5 мм, более 6 мм и т. д. и в любом месте в диапазоне 0-3 мм, 0-4,5 мм, 0-6 мм, 0-25 мм, 0-100 мм и т. д., а также на любое промежуточное значение глубины. В одном варианте осуществления ультразвуковая система 20 содержит два или более модулей 280 преобразователя. Например, первый модуль преобразователя может осуществлять обработку на первой глубине ткани (например, приблизительно 4,5 мм), второй модуль преобразователя может осуществлять обработку на второй глубине ткани (например, приблизительно 3 мм), а третий модуль преобразователя может осуществлять обработку на третьей глубине ткани (например, приблизительно 1,5-2 мм). В одном варианте осуществления по меньшей мере некоторые или все модули преобразователя могут быть адаптированы и/или выполнены с возможностью выполнения обработки по существу на одинаковой глубине.
[0114] В различных вариантах осуществления изменение количества местоположений точек фокусировки (например, при глубине 279 ткани) для ультразвуковой процедуры может быть предпочтительным, поскольку это позволяет осуществлять обработку ткани пациента на разных глубинах ткани, даже если глубина 278 фокусировки преобразователя 270 является фиксированной. Это может обеспечить синергетические эффекты и максимизировать клинические результаты одного сеанса обработки. Например, обработка на нескольких глубинах под одной областью поверхности позволяет обеспечить обработку большего общего объема ткани, что приводит к усиленному образованию коллагена и укреплению. Кроме того, обработка на разных глубинах воздействует на различные типы ткани, таким образом обеспечивая различные клинические эффекты, которые вместе обеспечивают улучшенный общий косметический результат. Например, поверхностная обработка может уменьшить видимость морщин, а более глубокая обработка может привести к образованию большего количества коллагена. Аналогичным образом, обработка в разных местах на одинаковой глубине или разных глубинах может улучшить обработку.
[0115] Хотя обработка пациента в разных местах в течение одного сеанса может быть предпочтительной в некоторых вариантах осуществления, последовательная обработка с течением времени может быть целесообразной в других вариантах осуществления. Например, лечение пациента могут осуществлять, выполняя обработку под одной и той же областью поверхности на одной глубине в один момент времени, на второй глубине во второй момент времени и т. д. В различных вариантах осуществления время может иметь порядок наносекунд, микросекунд, миллисекунд, секунд, минут, часов, дней, недель, месяцев или других периодов времени. Новый коллаген, полученный при первой обработке, может быть более чувствительным к последующим обработкам, которые могут потребоваться для некоторых показаний. Альтернативно, обработка на нескольких глубинах под одной и той же областью поверхности в течение одного сеанса может быть предпочтительной, поскольку обработка на одной глубине может синергически усиливать или дополнять обработку на другой глубине (из-за, например, повышения кровотока, стимуляции факторов роста, гормональной стимуляции и т. д.). В нескольких вариантах осуществления различные модули преобразователя обеспечивают обработку на разных глубинах. В одном варианте осуществления для одного модуля преобразователя можно устанавливать различную глубину. Для системы с одним модулем могут быть использованы функции безопасности, которые сводят к минимуму риск выбора неправильной глубины.
[0116] В некоторых вариантах осуществления предложен способ обработки нижней области лица и шеи (например, подподбородочной области). В некоторых вариантах осуществления предложен способ обработки (например, смягчения) подбородочно-губных складок. В других вариантах осуществления предложен способ обработки области глаза (например, малярных мешков, лечения дряблости подглазничной области). Устранения дряблости верхнего века, а также окологлазничных складок и текстур достигают с применением некоторых вариантов осуществления путем выполнения обработки на разных глубинах. При обработке в разных местах в течение одного сеанса обработки могут быть достигнуты оптимальные клинические эффекты (например, смягчение, укрепление). В некоторых вариантах осуществления описанные в настоящем документе способы обработки представляют собой неинвазивные косметические процедуры. В некоторых вариантах осуществления эти способы могут быть использованы в сочетании с инвазивными процедурами, такими как хирургическая подтяжка кожи лица или липосакция, когда требуется укрепление кожи. В различных вариантах осуществления эти способы могут быть применены в отношении любой части тела.
[0117] В одном варианте осуществления модуль 200 преобразователя позволяет выполнять последовательную обработку на фиксированную глубину на уровне или ниже уровня поверхности кожи. В одном варианте осуществления модуль преобразователя позволяет выполнять последовательную обработку на одной, двух или более различных или фиксированных глубинах ниже дермального слоя. В некоторых вариантах осуществления модуль преобразователя содержит механизм для перемещения, адаптированный и/или выполненный с возможностью осуществления непосредственной ультразвуковой обработки в виде последовательности отдельных тепловых воздействий (в дальнейшем в этом документе «точки термической коагуляции» или «TCP») с фиксированной глубиной фокусировки. В одном варианте осуществления последовательность отдельных ТСР имеет интервал обработки в диапазоне от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 25 мм (например, 1 мм, 1,5 мм, 2 мм, 2,5 мм, 3 мм, 5 мм, 10 мм, 20 мм и любые диапазоны значений между ними) с изменением вобуляции с интервалом 1-50 % (например, 1 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 % , 45 %, 50 % и любой диапазон между указанными значениями). Например, интервал может составлять 1,1 мм или менее, 1,5 мм или более, от приблизительно 1,1 мм до приблизительно 1,5 мм и т. д. В одном варианте осуществления отдельные ТСР являются дискретными. В одном варианте осуществления отдельные TCP перекрываются. В одном варианте осуществления механизм для перемещения адаптирован и/или выполнен с возможностью программирования для обеспечения переменного интервала между отдельными TCP. В одном варианте осуществления указанная вобуляция может быть адаптирована и/или настроена с возможностью обеспечения переменного интервала между отдельными TCP. В некоторых вариантах осуществления модуль преобразователя содержит механизм для перемещения, адаптированный и/или выполненный с возможностью направления ультразвуковой обработки в последовательность таким образом, чтобы ТСР были сформированы в линейные или по существу линейные последовательности, разделенные на расстояние обработки. Например, модуль преобразователя может быть адаптирован и/или выполнен с возможностью формирования TCP вдоль первой линейной последовательности и второй линейной последовательности, отделенной на расстояние обработки от первой линейной последовательности. В одном варианте осуществления расстояние обработки между соседними линейными последовательностями отдельных ТСР находится в диапазоне от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 25 мм. В одном варианте осуществления расстояние обработки между соседними линейными последовательностями отдельных ТСР находится в диапазоне от приблизительно 0,01 мм до приблизительно 50 мм. Например, расстояние обработки может составлять 2 мм или менее, 3 мм и более, от приблизительно 2 мм до приблизительно 3 мм и т. д. В некоторых вариантах осуществления модуль преобразователя может содержать один или более механизмов 400 для перемещения, адаптированных и/или выполненных с возможностью направления ультразвуковой обработки в виде последовательности таким образом, чтобы ТСР были сформированы в линейные или по существу линейные последовательности отдельных тепловых воздействий, отделенных на расстояние обработки от других линейных последовательностей. В одном варианте осуществления обработку осуществляют в первом направлении 290 (например, с продвижением вперед). В одном варианте осуществления обработку осуществляют в направлении, противоположном первому направлению 290 (например, с продвижением назад). В одном варианте осуществления обработку осуществляют как в первом направлении 290, так и в направлении, противоположном первому направлению (например, с продвижением вперед и назад). В одном варианте осуществления применяют одинаковое или по существу одинаковое расстояние обработки, разделяющее линейные или по существу линейные последовательности TCP. В одном варианте осуществления расстояние обработки, разделяющее линейные или по существу линейные последовательности TCP, является различным или по существу различным для различных соседних пар линейных последовательностей TCP.
[0118] В одном варианте осуществления применяют первый и второй съемные модули преобразователей. В одном варианте осуществления каждый из первого и второго модулей преобразователей адаптирован и/или выполнен с возможностью как ультразвуковой визуализации, так и ультразвуковой обработки. В одном варианте осуществления модуль преобразователя адаптирован и/или выполнен с возможностью только обработки. В одном варианте осуществления преобразователь для визуализации может быть прикреплен к ручке зонда или ручного щупа. Первый и второй модули преобразователей адаптированы и/или выполнены с возможностью съемного присоединения к ручному щупу. Первый модуль преобразователя адаптирован и/или выполнен с возможностью осуществления ультразвуковой терапии в отношении первого слоя ткани, а второй модуль преобразователя адаптирован и/или выполнен с возможностью осуществления ультразвуковой терапии в отношении второго слоя ткани. Второй слой ткани находится на глубине, отличной от глубины первого слоя ткани.
[0119] Как показано на ФИГ. 3, в различных вариантах осуществления для достижения требуемого терапевтического эффекта подачу излучаемой энергии 50 с подходящей глубиной 278 фокусировки, распределением, синхронизацией и уровнем энергии обеспечивают с помощью модуля 200 путем выполнения управляемой с помощью системы 300 управления операции контролируемого термического нарушения целостности для обработки по меньшей мере одного из слоя 502 эпидермиса, слоя 503 дермы, жирового слоя 505, слоя 507 SMAS, мышечного слоя 509 и/или гиподермы 504. ФИГ. 3 иллюстрирует один вариант осуществления с глубиной, которая соответствует глубине для обработки мышцы. В различных вариантах осуществления глубина может соответствовать любой ткани, слою ткани, коже, эпидермису, дерме, гиподерме, жиру, SMAS, мышце, кровеносному сосуду, нерву или другой ткани. В период эксплуатации модуль 200 и/или преобразователь 280 также могут перемещать механическим и/или электронным способом вдоль поверхности 501 для обработки большей области. До, во время и после подачи ультразвуковой энергии 50 по меньшей мере в одно из слоя 502 эпидермиса, слоя 503 дермы, гиподермы 504, жирового слоя 505, слоя 507 SMAS и/или мышечного слоя 509 могут обеспечивать контроль области обработки и окружающих структур для планирования и оценки результатов и/или обеспечения обратной связи на контроллер 300 и пользователю посредством графического интерфейса 310.
[0120] В одном варианте осуществления ультразвуковая система 20 генерирует ультразвуковую энергию, которая направлена и сфокусирована ниже поверхности 501. Эта управляемая и сфокусированная ультразвуковая энергия 50 создает точку или зону (TCP) 550 термической коагуляции. В одном варианте осуществления ультразвуковая энергия 50 создает полость в подкожной ткани 510. В различных вариантах осуществления излучаемая энергия 50 воздействует на ткань, расположенную ниже поверхности 501, а именно разрезает, отсекает, коагулирует, осуществляет микроудаление, обрабатывает и/или создает TCP 550 на участке 10 ткани ниже поверхности 501 при заданной глубине 278 фокусировки. В одном варианте осуществления во время последовательной обработки преобразователь 280 перемещают в направлении, обозначенном стрелкой 290 с определенными интервалами 295 для создания множества зон 254 обработки, каждая из которых воспринимает излучаемую энергию 50 с созданием одной или более TCP 550. В одном варианте осуществления стрелка 291 иллюстрирует ось или направление, которые ортогональны стрелке 290, а интервал TCP 550 иллюстрирует TCP, которые могут быть расположены ортогонально направлению движения преобразователя 280. В некоторых вариантах осуществления ориентация расположенных на расстоянии друг от друга TCP может быть выбрана под любым углом 0-180 градусов относительно стрелки 290. В некоторых вариантах осуществления ориентация расположенных на расстоянии друг от друга TCP может быть выбрана под любым углом 0-180 градусов в зависимости от ориентации поляризованных областей на преобразователе 280.
L
L
L
L
[0121] В различных вариантах осуществления модули преобразователей могут содержать один или более элементов преобразования. Элементы преобразования могут содержать пьезоэлектрически активный материал, такой как цирконат-титанат свинца (PZT) или любой другой пьезоэлектрически активный материал, такой как пьезоэлектрическая керамика, кристалл, пластмасса и/или композиционный материал, а также ниобат лития, титанат свинца, титанат бария и/или метаниобат свинца. В различных вариантах осуществления в дополнение к пьезоэлектрически активному материалу или вместо него модули датчиков могут содержать любые другие материалы, адаптированные и/или выполненные с возможностью генерации излучения и/или акустической энергии. В различных вариантах осуществления модули преобразователя могут быть адаптированы и/или выполнены с возможностью работы на разных частотах и с разными глубинами обработки. Свойства преобразователя могут определяться внешним диаметром («OD») и фокусным расстоянием (F). В одном варианте осуществления преобразователь может быть адаптирован и/или выполнен с OD = 19 мм и F = 15 мм. В других вариантах осуществления могут быть использованы другие подходящие значения OD и F , например, OD менее приблизительно 19 мм, более приблизительно 19 мм и т. д., а F менее приблизительно 15 мм, более приблизительно 15 мм и т. д. Модули преобразователя могут быть адаптированы и/или выполнены с возможностью применения ультразвуковой энергии на разных значениях глубины целевой ткани. Как описано выше, в некоторых вариантах осуществления модули преобразователя содержат механизмы перемещения, адаптированные и/или выполненные с возможностью направления ультразвуковой обработки в линейной или по существу линейной последовательности отдельных TCP с интервалом обработки между отдельными TCP. Например, интервал обработки может составлять приблизительно 1,1 мм, 1,5 мм и т. д. В некоторых вариантах осуществления модули преобразователей также могут содержать механизмы перемещения, адаптированные и/или выполненные с возможностью направления ультразвуковой обработки в последовательности таким образом, чтобы ТСР были сформированы в линейные или по существу линейные последовательности, разделенные на интервал обработки. Например, модуль преобразователя может быть адаптирован и/или выполнен с возможностью формирования TCP вдоль первой линейной последовательности и второй линейной последовательности, отделенной на интервал обработки от приблизительно 2 мм до 3 мм от первой линейной последовательности. В одном варианте осуществления пользователь может вручную перемещать модули преобразователей по поверхности области обработки таким образом, чтобы образовывать смежные линейные последовательности TCP. В одном варианте осуществления механизм перемещения может автоматически перемещать модули преобразователей по поверхности области обработки с образованием смежных линейных последовательностей TCP.
Анализ пространственной частоты апертуры и преобразование Фурье
[0122] В различных вариантах осуществления способы анализа пространственной частоты на основе анализа Фурье и оптики Фурье могут быть использованы для повышения эффективности терапевтической обработки. Если систему с импульсным откликом h(t) возбуждают возбуждающим сигналом x(t), соотношение между входным сигналом x(t) и выходным сигналом y(t) представляет собой функцию свертки, которую можно выразить следующим образом:
(1)
[0123] В различных вариантах осуществления преобразование Фурье может быть применено для вычисления свертки с помощью уравнения (1). Непрерывное одномерное преобразование Фурье может быть выражено в виде:
(2)
[0124] где f представляет собой частоту, t представляет собой время. Можно показать, что свертка во временной области эквивалентна умножению в частотной области:
(3)
[0125] В различных вариантах осуществления приближение Фраунгофера может быть использовано для выведения соотношения между параметрами отверстия или апертуры преобразователя и результирующим откликом ультразвукового луча. Получение приближения Фраунгофера описано Джозефом Гудманом (Joseph Goodman) в «Introduction to Fourier Optics» (3-е изд. 2004), который полностью включен в настоящее описание посредством ссылки. Согласно приближению Фраунгофера комплексная амплитудная диаграмма в дальней зоне, создаваемая сложной апертурой, равна двумерному преобразованию Фурье амплитуды и фазы апертуры. В некоторых вариантах осуществления это соотношение в оптике может быть распространено на ультразвук, поскольку линейные волновые уравнения могут быть использованы для представления как распространения света, так и распространения звука. В случае оптики и/или ультразвука двумерное преобразование Фурье может определять распределение амплитуды давления в звуковой волне в фокусе преобразователя.
f
[0126] Для сфокусированной системы переменную z, которая представляет собой глубину, можно заменить на z, которая представляет собой фокусное расстояние.
(4a)
(4b)
1
[0127] В различных вариантах осуществления равенства оптики Фурье и преобразования Фурье (некоторые из которых приведены ниже в таблице 1) могут быть использованы в отношении ультразвуковых преобразователей для определения распределения интенсивности, соответствующего конструкции преобразователя. Например, преобразование Фурье для прямоугольника rect(ax) является функцией кардинального синуса (sinc). В качестве другого примера преобразование Фурье для двумерной окружности с равномерной амплитудой является функцией Бесселя первого порядка, которая может быть представлена в виде J.
Таблица 1
Функция апертуры
Преобразование Фурье
1
<img file="00000006.jpg" he="4" wi="13" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000007.jpg" he="7" wi="15" img-content="undefined" img-format="jpg" />
2
<img file="00000008.jpg" he="4" wi="7" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000009.jpg" he="4" wi="2" img-content="undefined" img-format="jpg" />
3
<img file="00000010.jpg" he="5" wi="14" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000011.jpg" he="10" wi="32" img-content="undefined" img-format="jpg" />
4
<img file="00000012.jpg" he="5" wi="13" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000013.jpg" he="10" wi="32" img-content="undefined" img-format="jpg" />
5(пара двумерных преобразований)
<img file="00000014.jpg" he="5" wi="22" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000015.jpg" he="12" wi="22" img-content="undefined" img-format="jpg" />
6
<img file="00000016.jpg" he="4" wi="17" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000017.jpg" he="4" wi="13" img-content="undefined" img-format="jpg" />
7
<img file="00000018.jpg" he="4" wi="14" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000019.jpg" he="4" wi="16" img-content="undefined" img-format="jpg" />
[0128] В некоторых вариантах осуществления ультразвуковой преобразователь может иметь прямоугольную апертуру с подходящими размерами и фокусным расстоянием. В некоторых вариантах осуществления ультразвуковой преобразователь может иметь круговую апертуру с подходящими размерами и фокусным расстоянием. В одном варианте осуществления преобразователь может иметь круговую апертуру с наружным радиусом приблизительно 9,5 мм, внутренним диаметром приблизительно 2 мм и фокусным расстоянием приблизительно 15 мм. Апертура кругового преобразователя может быть описана следующим образом:
(5a)
(5b)
[0129] Например, в одном варианте осуществления переменная «а» может быть равна приблизительно 9,5 мм , а переменная «b» в уравнении (5a) может быть равна приблизительно 2 мм. Применив преобразование Фурье к уравнению (5а), можно получить оценку распределения давления в звуковой волне в фокусе.
(6)
x
y
[0130], где  и  тождественны f и f из уравнений (4a) и (4b). Из уравнения (6) видно, что распределение давления в звуковой волне преобразователя с круговой апертурой является функцией Бесселя первого порядка. В одном варианте осуществления по существу большая часть энергии сконцентрирована в фокусе (например, на расстоянии 15 мм от апертуры). Ширина основного ультразвукового луча и распределение энергии на удалении от основного луча могут быть выражены как функция рабочей частоты, выраженной с помощью уравнений (4а) и (4b).
[0131] В различных вариантах осуществления два одинаковых или почти одинаковых луча могут быть созданы в фокусе, если апертура была модулирована (например, умножена на) с помощью корректирующей функции. В одном варианте осуществления косинусоидная функция может быть применена в отношении круговой апертуры следующим образом:
(7)
[0132] Распределение энергии или отклик луча в фокусе модулированной апертуры согласно уравнению (7) представляет собой свертку преобразования Фурье двух функций апертуры:
(8)
[0133] Уравнение (8) может быть упрощено в суммировании двух отдельных функций путем применения тождества преобразования Фурье для дельта-функции Дирака (например, тождество 2 в таблице 2):
(9)
[0134] Из уравнения (9) видно, что два луча в фокусе пространственно сдвинуты на ±  по сравнению с оригинальным, немодулированным лучом. В некоторых вариантах осуществления для достижения требуемого отклика луча может быть использована одна или более других модулирующих функций, таких как синусоидальная функция. В некоторых вариантах осуществления апертуру можно модулировать таким образом, чтобы создать более двух фокусов. Например, можно создать три, четыре, пять и т. д. фокусов. В некоторых вариантах осуществления апертура может быть модулирована таким образом, чтобы фокусы были созданы последовательно или по существу последовательно, а не одновременно.
[0135] В некоторых вариантах осуществления терапевтические модули преобразователей содержат механизмы для перемещения, выполненные с возможностью направления ультразвуковой обработки в линейной или по существу линейной последовательности отдельных TCP с интервалом обработки между отдельными TCP. Например, интервал обработки может составлять приблизительно 1,1 мм, 1,5 мм и т. д. В некоторых вариантах осуществления модули преобразователей также могут содержать механизмы для перемещения, выполненные с возможностью направления ультразвуковой обработки в последовательности таким образом, что формируются линейные или по существу линейные последовательности ТСР, разделенные на интервал обработки. Например, модуль преобразователя может быть выполнен с возможностью формирования TCP вдоль первой линейной последовательности и второй линейной последовательности, отделенной на интервал обработки от приблизительно 2 мм до 3 мм от первой линейной последовательности. Согласно уравнению (9) одновременное или по существу одновременное расщепление ультразвукового луча может быть достигнуто в фокусе (или перед фокусом), если апертуру модулируют с применением косинусоидной и/или синусоидальной функции с требуемой пространственной частотой. В одном варианте осуществления два синхронизированных или почти синхронизированных сфокусированных луча, разделенных на интервал обработки 1,1 мм, могут быть созданы в линейной или по существу линейной последовательности. При частоте ультразвука 7 МГц длина волны λ для ультразвуковой волны в воде составляет приблизительно 0,220 мм. Соответственно, пространственные частоты  и  в фокусе представлены следующим образом:
(10a)
(10b)
[0136] Для определения двух фокусов, разделенных приблизительно на 1,1 мм, пространственную частоту для модуляции апертуры вычисляют следующим образом. В случае использования приведенных в таблице 2 тождеств 3 и 4 преобразование Фурье синусоидальной или косинусоидной функции является дельта-функцией Дирака с аргументом:
(11a)
x
[0137] В одном варианте осуществления уравнение (11а) может быть решено для k , если аргумент равен 0:
(11b)
o
[0138] Кроме того, x можно заменить половиной расстояния разделения (например, 1,1 мм):
(11c)
[0139] В некоторых вариантах осуществления преобразователь с круговой апертурой, излучающий ультразвуковую энергию при различных рабочих частотах, можно модулировать с помощью синусоидальной и/или косинусоидной функций при пространственных частотах, перечисленных в таблице 2. Модулированная апертура преобразователя может создавать одновременно или по существу одновременно расщепленный луч с двумя фокусами, имеющими разные расстояния разделения, как указано в таблице 2. В одном варианте осуществления преобразователь может иметь внутренний диаметр (OD) приблизительно 19 мм и фокусное расстояние приблизительно 15 мм.
Таблица 2
Расстояние разделения между фокусами
Ультразвуковая частота
1,1 мм
1,5 мм
2 мм
3 мм
4 МГц
0,60
0,82
1,09
1,63
7 МГц
1,04
1,43
1,90
2,86
10 МГц
1,50
2,04
2,72
3,08
[0140] Как показано в таблице 2, в некоторых вариантах осуществления пространственная частота модулирующей функции апертуры увеличивается с увеличением ультразвуковой рабочей частоты для заданного расстояния разделения фокусов. Кроме того, пространственная частота увеличивается по мере увеличения требуемого расстояния разделения фокусов.
[0141] В одном варианте осуществления более высокая пространственная частота может обусловить более быстрые переходы амплитуды в апертуре. Из-за ограничений обработки преобразователя быстрые изменения амплитуды в апертуре могут привести к снижению эффективности апертуры, поскольку возможно отклонение величины звукового давления, создаваемого различными частями апертуры. В одном варианте осуществления использование пространственных частот для одновременного или почти одновременного расщепления луча позволяет уменьшить общее фокусное усиление каждого луча. Как показано в уравнении (9), давление поля в фокусе каждого луча уменьшается в два раза по сравнению с немодулированным лучом. В одном варианте осуществления звуковое давление или интенсивность ультразвука из апертуры можно повысить, чтобы получить аналогичную или по существу аналогичную интенсивность в фокальной плоскости. Однако в одном варианте осуществления повышение давления в апертуре может не ограничиваться системой и/или ограничениями обработки преобразователя. В одном варианте осуществления повышение давления в апертуре может приводить к повышению общей интенсивности в ближней зоне, вследствие чего может увеличиваться вероятность чрезмерного нагрева области обработки ткани (-ей), которая расположена перед фокусом. В одном варианте осуществления возможность дополнительного нагрева расположенной перед фокусом ткани (-ей) может быть ограничена или устранена путем использования более низкой частоты ультразвуковой обработки.
[0142] В одном варианте осуществления применение модулирующей функции апертуры, как показано в уравнении (7), приводит к одновременному или по существу одновременному созданию двух ультразвуковых лучей в фокусе. В различных вариантах осуществления ультразвуковой луч может быть расщеплен множество раз, например, три, четыре, пять и т. д., таким образом, чтобы одновременно или почти одновременно создать множество лучей. В одном варианте осуществления четыре расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга луча вдоль одного размера могут быть сгенерированы путем модуляции или умножения апертуры на две отдельные пространственные частоты:
(12a)
(12b)
[0143] Как показано в уравнении (12b), немодулированный луч в фокусе может быть создан в четырех различных местах вдоль оси х. В одном варианте осуществления константа или DC-член C1 могут быть добавлены к функции амплитудной модуляции для обеспечения распределения энергии в исходном фокальном местоположении:
(13a)
(13b)
[0144] В одном варианте осуществления модуляция апертуры согласно уравнениям (12) и (13), благодаря которой луч может быть одновременно или почти одновременно направлен в множество мест, может иметь ограниченную применимость из-за ограничений, связанных с системой, материалом и/или тканью. В одном варианте осуществления вследствие возможности нагрева расположенной перед фокусом ткани (-ей) в области обработки, частоту ультразвуковой терапии могут регулировать, например, снижать, чтобы ограничить и/или устранить такую возможность. В одном варианте осуществления в фокусе могут быть применены нелинейные способы для ограничения и/или исключения возможности нагревания расположенной перед фокусом ткани (-ей). В одном варианте осуществления звуковое давление или интенсивность ультразвука из апертуры можно повысить, чтобы получить аналогичную или по существу аналогичную интенсивность в фокальной плоскости.
1,
1
[0145] В различных вариантах осуществления, если функции амплитуды и фазы в апертуре могут быть разделены, двумерное преобразование Фурье функции звукового давления U(х у) может быть выражено как произведение одномерного преобразования Фурье двух функций по х и у. В различных вариантах осуществления может быть целесообразным создание множества TCP в линейной или по существу линейной последовательности, а также одновременное или почти одновременное создание множества линейных последовательностей.
Электронная вобуляция в апертурах с расщеплением на множество лучей с использованием частотной модуляции
x
-1
[0146] В различных вариантах осуществления таблица 2 иллюстрирует пространственную частоту апертуры для достижения определенного расстояния между двумя одновременными фокусами для заданной рабочей частоты (например, в различных вариантах осуществления, 4 МГц, 7 МГц, 10 МГц). Из уравнения (11c) видно, что расстояние разделения между фокусами также является функцией рабочей частоты. Например, в одном варианте осуществления пространственную частоту апертуры (k) фиксируют на значении 1,0 мм, а рабочую частоту можно изменять. Уравнение 11c можно перезаписать, чтобы показать, как расстояние разделения фокусов можно модулировать по рабочей частоте.
x
f
c
op
s = (k z v)/(π f)  (14)
x
f
c
op
-1
[0147] где k представляет собой пространственную частоту в мм, z представляет собой глубину фокусировки апертуры в мм, v представляет собой скорость ультразвука в среде распространения (например, воде) в мм/μсек, а f представляет собой рабочую частоту апертуры в МГц. В одном варианте осуществления в уравнении 11c выполняют следующую подстановку:
c
op
λ = v/f  (15)
[0148] Как видно из уравнения (14), расстояние разделения фокусов является функцией рабочей частоты. Кроме того, скорость изменения расстояния разделения по отношению к рабочей частоте равна:
op
x
f
c
op
2
ds/df = -(k z v)/(π f)  (16)
[0149] Из уравнения (16) видно, что расстояние разделения уменьшается по мере увеличения рабочей частоты. В таблице 3 (приведенной ниже) показана скорость изменения расстояния разделения в зависимости от рабочей частоты для разных значений пространственной частоты (например, в различных вариантах осуществления, 4 МГц, 7 МГц, 10 МГц).
Таблица 3
°
Значения, полученные из уравнения (16) [мм/МГц]
Ультразвуковая частота
1,1 мм
1,5 мм
2 мм
3 мм
4 МГц
-0,269
-0,367
-0,488
-0,730
7 МГц
-0,152
-0,209
-0,278
-0,418
10 МГц
-0,107
-0,146
-0,195
-0,221
[0150] Как показано в таблице 3, при повышении рабочей частоты фокусы сближаются, а при уменьшении рабочей частоты фокусы отдаляются друг от друга без необходимости изменения фазы или механического перемещения преобразователя. Это уникальный способ электронного перемещения луча для распространения энергии без учета теплопроводимости ткани. Преимущества включают уменьшение или минимизацию максимальной температуры и увеличение объема термической коагуляции при воздействии без необходимости в дополнительных каналах системы.
x
-1
[0151] Величина перемещения от основной рабочей частоты может быть определена с использованием уравнения (14). В одном варианте осуществления основная рабочая частота апертуры составляет 5 МГц, а фокусное расстояние составляет 15 мм. В некоторых вариантах осуществления рабочую частоту называют центральной частотой апертуры. В одном варианте осуществления рабочая частота составляет 5 МГц. В одном варианте осуществления таблица 4 на ФИГ. 5 иллюстрирует количество разделений фокусов для апертур с различными пространственными частотами (k = 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 в мм), рассчитанное для центральной частоты 5 МГц. Кроме того, вычислена величина разброса относительно фокусов для центральной частоты 5 МГц. Согласно одному варианту осуществления интервал уменьшается для более высоких частот относительно 5 МГц и увеличивается для более низких частот относительно 5 МГц.
[0152] ФИГ. 6 иллюстрирует отличие интервалов для всех рабочих частот апертуры для различных значений пространственной частоты апертуры. Как показано на ФИГ. 6, расстояние разделения увеличивается с уменьшением частоты.
[0153] В одном варианте осуществления расстояние разделения соотносят с частотой 5 МГц. В одном варианте осуществления один способ оценки электронной вобуляции относительно частотной модуляции может быть определен как сопоставление всех перемещений с начальным разделением на частоте 5 МГц. Как показано на ФИГ. 7, разброс расстояния разделения между фокусами может легко изменяться более чем на 1 мм.
-3db,H
-3dB, L
[0154] В различных вариантах осуществления диапазон возможных рабочих частот для одной апертуры может быть описан в контексте ширины полосы преобразователя. В одном варианте осуществления большая ширина полосы преобразователя обуславливает более широкий диапазон рабочих частот апертуры. Ширина полосы преобразователя может быть описана как процентная доля центральной частоты апертуры путем определения частоты, на которой интенсивность передачи снижается до -3 дБ от максимальной интенсивности передачи. В одном варианте осуществления верхнюю частоту -3 дБ обозначают f, а нижнюю частоту -3 дБ обозначают f для отклика апертуры преобразователя при передаче. Центральную частоту -3 дБ в [МГц] описывают следующим образом:
-3dB, center
-3dB, H
-3dB, L
f = (f + f)/2 (17)
[0155] Ширину полосы в процентах к -3 дБ описывают следующим образом:
-3dB
-3dB, H
-3dB, L
-3dB, H
-3dB, L
BW = 100%* (f - f)/ ((f + f)/2)  (18)
-1
-1
-1
-1
-1
[0156] В некоторых вариантах осуществления увеличение диапазона рабочих частот, возможного в пределах одной апертуры, может быть достигнуто (но без ограничений) за счет использования защитных слоев, согласующих слоев, множества пьезоэлектрических слоев, электрического согласования, пьезоэлектрических композитов и/или монокристаллической пьезокерамики. В одном варианте осуществления при увеличении ширины полосы преобразователя увеличивается диапазон возможных расстояний разделения. В таблице 5 (приведенной ниже) показано, как в зависимости от ширины полосы в процентах может варьироваться разнос фокуса, если центральная частота апертуры составляет 5 МГц. Расстояние разделения фокусов для 5 МГц составляет, соответственно, 0,72 мм, 1,43 мм, 2,15 мм и 2,86 мм для значений пространственной частоты 0,5 мм, 1,00 мм, 1,50 мм, 2,00 мм. Если пространственная частота в апертуре составляет 1,50 мм , а ширина полосы преобразователя составляет 60 %, то расстояние разделения фокусов изменяется на 1,42 мм, что превышает поперечное разрешение луча на частоте 5 МГц.
Таблица 5
Дополнительный разброс относительно центральной частоты 5 МГц в [мм]
Ширина полосы
k<sub>x</sub> = 0,5 мм<sup>-1</sup>
k<sub>x</sub> = 1,0 мм<sup>-1</sup>
k<sub>x</sub> = 1,5 мм<sup>-1</sup>
k<sub>x</sub> = 2,0 мм<sup>-1</sup>
20 %
0,14
0,29
0,43
0,58
40 %
0,30
0,60
0,90
1,19
60 %
0,47
0,94
1,42
1,89
80 %
0,68
1,36
2,05
2,73
100 %
0,95
1,91
2,86
3,82
[0157] В одном варианте осуществления, когда изменяется частота, глубина резкости также будет изменяться также как поперечное разрешение и фокусное усиление. В одном варианте осуществления при изменении частоты также будут изменяться глубина резкости, поперечное разрешение и фокусное усиление. Таким образом, в одном варианте осуществления интенсивность в апертуре может изменяться в зависимости от целевой скорости нагрева. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления может быть целесообразным одновременно применять множество рабочих частот для немедленного или непосредственного распространения энергии. Например, возбуждение при передаче для апертуры может включать возбуждение одновременно на частотах 4 МГц, 5 МГц и 6 МГц.
Множество фокусов при изменении пространственной частоты апертуры
x
x
x
x
-1
-1
-1
-1
[0158] Из уравнения 11c видно, что чем выше пространственная частота апертуры, тем больше расстояние разделения между фокусами. В одном варианте осуществления апертура поляризована с пространственной частотой k. Пространственную частоту можно легко удвоить или уменьшить до нуля путем соединения отдельных каналов электрического возбуждения, которые позволяют изменять фазу на 0 градусов или 180 градусов, как показано в вариантах осуществления на ФИГ. 8. Например, если фаза в каналах с 1 по 16 равна 0 градусам, пространственная частота апертуры равна k. В одном варианте осуществления, когда фаза в каждом канале изменяется от 0 до 180 градусов таким образом, что в нечетных каналах она равна 0 градусов, а в четных каналах она равна 180 градусов, пространственная частота в апертуре составляет ½ k. В одном варианте осуществления, если фаза повторяется через каждые два канала таким образом, что для канала 1 и канала 2 она составляет 0 градусов, а для канала 3 и канала 4 она составляет 180 градусов и т. д., пространственная частота в апертуре равна 0. Если для канала 1 фаза равна 0 градусам, для канала 2 равна 180 градусам, для канала 3 равна 180 градусам, для канала 4 равна 0 градусам и т. д., пространственная частота в апертуре составляет 2k. В этом случае можно создать семь уникальных фокусов. Как указано в таблице 4 (на ФИГ. 5), если центральная частота апертуры составляет 5 МГц, а частота апертуры равна любому из значений: 0 мм, 0,5 мм, 1,0 мм или 2,0 мм, соответствующие расстояния разделения составляют 0 мм, 0,72 мм, 1,43 мм и 2,86 мм, что позволяет получить семь уникальных фокусных положений, разделенных на 0,36 мм. В различных вариантах осуществления промежуточные значения фазы между 0 градусов и 180 градусами также позволяют наклонить два фокуса таким образом, чтобы линия фокусов могла быть создана в фокальной плоскости. В конечном итоге, наклон, модуляция фокусного положения и частотная модуляция обеспечивают нагрев и возможную коагуляцию вдоль всей линии длиной приблизительно 2,86 мм.
x
x
x
[0159] В одном варианте осуществления поляризованная керамика имеет пространственную частоту 2k, как показано на ФИГ. 9. В этом случае каждый электрический канал охватывает две поляризованные области в керамике (например, пьезокерамике). Если каналы 1-8 имеют одинаковую электрическую фазу, пространственная частота апертуры равна 2k. Если фаза чередуется таким образом, что нечетные каналы имеют фазу 0 градусов, а четные каналы имеют фазу 180 градусов, пространственная частота апертуры равна k. В одном варианте осуществления эта конфигурация только двух фаз возможна на каналах, которые обеспечивают четыре уникальных фокуса. В различных вариантах осуществления, если возможно применение дополнительных фаз, можно наклонять два фокуса в множество разных фокусных положений. Эта конфигурация ограничивает количество требуемых электронных каналов для получения множества положений фокусов.
Множество фокусов с использованием многоканального смешивания сигналов
[0160] В некоторых вариантах осуществления в системе обработки используют множество каналов терапии для обеспечения электронной фокусировки и/или управления направлением. Например, система обработки, в которой используют множество каналов терапии для обеспечения электронной фокусировки и/или управления направлением, позволяет ускорить электронную вобуляцию, чтобы либо создать большую термическую коагуляцию с использованием такого же количества энергии, что и в других устройствах для обработки, либо такую же термическую коагуляцию с использованием электронной вобуляции с использованием меньшего количества энергии, чем в других устройствах для обработки. Этот способ расширяет диапазон эффективности и комфорта, обеспечиваемый устройством. В дополнение к электронной вобуляции множество каналов терапии также обеспечивает возможность перемещения луча в области на разной глубине, так что два обычных преобразователя, таких как DS7-4.5 (7 МГц при глубине 4,5 мм) и DS7-3.0 (7 МГц при глубине 3,0 мм) могут быть заменены одним устройством, которое перемещают между двумя разными глубинами.
deep
shallow
deep
shallow
deep
shallow
[0161] В одном варианте осуществления преобразователь 280 с множеством каналов 281 терапии, соединенных с возможностью перемещения луча в осевом направлении (например, в круговой массив), как правило, создают TCP 550 сначала на большей глубине, а затем переходят на меньшую глубину. В другом варианте осуществления TCP 550 создают на малой глубине, а затем на большей глубине под поверхностью кожи. При этом создание TCP 550 происходит последовательно, что приводит к увеличению времени обработки. Например, в одном варианте осуществления, если время обработки расположенных на большей глубине TCP 550 равно t, а время обработки расположенных на меньшей глубине TCP 550 равно t, то общее время обработки для этих двух видов ТСР 550 равно сумме указанных двух времен обработки, t плюс t. В одном варианте осуществления общее время обработки уменьшают путем формирования множества (двух или более) TCP 550, одновременно используя способы смешивания сигналов, которые предполагают применение как аподизации сигнала (неравномерности по полю), так и регулирования фазы в каждом канале. В одном варианте осуществления общее время обработки представляет собой наибольшее из t и t:
treatment
deep
shallow
[0162] Время обработки, традиционный подход: t = t + t
treatment
deep
shallow
[0163] Время обработки, смешивание сигналов: t = max(t, t)
[0164] В одном варианте осуществления конструкция 280 кругового массива обеспечивает электронное перемещение луча для терапии в глубину (например, путем изменения глубины TCP 550 под поверхностью кожи). В одном варианте осуществления преобразователь 280 включает восемь круговых элементов 281 преобразователей канала для терапии с фиксированной механической фокусировкой. На ФИГ. 10 показан вид сверху одного варианта осуществления этой конструкции 280 керамического кругового массива с преобразователем 285 для визуализации в центре чаши. В этом варианте осуществления круговой преобразователь 280 для терапии содержит восемь колец, обозначенных как Tx0-Tx7, соответствующих элементам 281. На ФИГ. 11 показан вид сбоку того же восьмиканального кругового преобразователя 280 с метками, обозначающими границы между кольцами. В этом варианте осуществления восемь отдельных источников возбуждения соединены с отдельными концентрическими кольцами 281. В дополнение к электрическому возбуждению определяют геометрический фокус 551 и два электронных фокуса 552, 552’.
[0165] В одном варианте осуществления единственные значения амплитуды «А» и фазы «8» применяют для каждого канала терапии и соответствующего концентрического кольца 281 для каждого фокуса при заданной частоте «ω» терапии. Функция возбуждения для канала может быть обобщена в следующем виде:
[0166] где n представляет собой номер кольца или канала, а m представляет собой номер фокуса.
[0167] В случае создания TCP в геометрическом фокусе фаза равна нулю и уравнение (19) можно перезаписать в следующем виде:
[0168] где «l» в индексе означает геометрический фокус.
[0169] В случае создания TCP 550 в электронном фокусе № 2 фазу колец следует скорректировать, чтобы сфокусировать ультразвук в пространственной точке, используя геометрию чаши и оценок временной задержки. Функция возбуждения может быть записана в следующем виде:
[0170] где «2» в индексе означает электронный фокус № 2, а угол отражает требуемое фазирование для кольца.
[0171] Теперь, в обычном случае две TCP будут созданы последовательно, причем, как правило, сначала создают расположенную на большей глубине TCP, а затем TCP на меньшей глубине. В то же время смешивание сигналов позволяет два сигнала возбуждения представить в виде одного сигнала, так что обе TCP можно сгенерировать одновременно.
[0172] Амплитуду и фазу на каждом кольце изменяют для поддержания фокусировки одновременно в двух местах.
n,1
n,2
[0173] В некоторых вариантах осуществления время доставки дозы для одного фокуса будет немного отличаться от время доставки дозы для второго фокуса. В одном варианте осуществления возбуждение может начинаться или заканчиваться на фокусе с наибольшим временем дозирования, причем возбуждение изменяют для поддержания дозирования в двух фокусах одновременно, причем в другие моменты времени используют уравнение (22b). Например, в одном варианте осуществления для f требуется общее время дозирования 30 мс, тогда как для f требуется общее время дозирования 60 мс. Для выполнения этих условий может быть использовано множество различных сценариев возбуждения:
[0174] В одном варианте осуществления эта концепция также может быть обобщена к одновременному применению более чем двух фокусов. Предположим, что возбуждение на одном кольце является следующим:
[0175] где n представляет собой номер кольца, а m представляет собой номер одновременно применяемых фокусов. Это обобщение для более чем двух фокусов позволяет одновременно обеспечить геометрический фокус, расположенный на меньшей глубине, электронный фокус и расположенный на большей глубине электронный фокус.
[0176] В одном варианте осуществления был проведен эксперимент с использованием моделирования двух одновременно применяемых фокусов, которые были созданы для того, чтобы показать, что в случае применения этой теории появляются два фокуса. В ходе моделирования пытались одновременно разместить фокус терапии в точках 15 мм и 17 мм. На ФИГ. 12 показана карта интенсивности по азимуту и глубине для такого одновременного возбуждения. На этой карте интенсивности отчетливо видны две фокуса, появившиеся в точках 15 мм и 17 мм. Другое моделирование проводили с фокусами, соответственно, 15 мм и 19 мм. На ФИГ. 13 представлены результаты. В различных вариантах осуществления этот способ может быть применен в отношении любого массива. Массив может быть круговым, линейным или любым массивом с электронным управлением для преобразователя.
Ультразвуковая визуализация для улучшения обработки при ультразвуковой терапии
[0177] В одном варианте осуществления разрешение визуализации улучшают с помощью электронной фокусировки на оси луча при передаче и приеме сигналов. В различных вариантах осуществления разрешение визуализации улучшается на 10 %, 20 %, 40 % или 50 %, 10%-50% или любые значения в указанных пределах. В одном варианте осуществления увеличение разрешения визуализации может не предполагать зондирование, а также взаимодействие между преобразователем для терапии и кожей, поскольку поперечное сечение луча для терапии намного шире, чем луч визуализации на данной поверхности ткани.
[0178] ФИГ. 14 иллюстрирует вариант осуществления поперечного сечения луча 281 для терапии от преобразователя 280 для терапии посредством интерфейса акустического окна по сравнению с поперечным сечением луча 286 визуализации от преобразователя 285 для визуализации. На этой фигуре перемещение преобразователя 280 направлено вперед и назад по странице. Как показано на ФИГ. 14, наружный диаметр поперечного сечения терапии значительно больше, чем поперечное сечение визуализации. Анализ с использованием тригонометрии и простой трассировки лучей показывает, что для преобразователя для терапии с 4 МГц лучом для терапии, направленным на глубину 4,5 мм под поверхностью кожи (DS 4-4,5), наружный диаметр 281 луча для терапии составляет 8 мм, тогда как наружный диаметр луча 286 визуализации потенциально составит приблизительно 0,25 мм. В этом случае, если малый луч визуализации используют для проверки обеспечения надлежащего взаимодействия, через акустическое окно для обследования зондируют лишь приблизительно 0,1 % луча для терапии. В одном варианте осуществления эта оценка может быть слегка занижена из-за дифракционных эффектов луча для терапии.
[0179] В одном варианте осуществления луч 286 визуализации расширяют до большей части (например, 10 %, 15 % 25 %, 50 %, 75 %, 90 %, 100 %) всего кадра изображения для охвата большей части или всего поперечного сечения луча 281 для терапии. В одном варианте осуществления изображение имеет ширину 25 мм. Если области вычисляют и сравнивают (например, толщину и ширину среза), плоскость изображения позволяет зондировать лишь приблизительно 2,5 % от полного поперечного сечения области терапии в акустическом окне. Хотя это является улучшением по сравнению с первоначальным значением, охват все еще значительно ниже 100 %. В различных вариантах осуществления визуализация обеспечивает надлежащее зондирование (например, 10 %, 15 %, 25 %, 50 %, 75 %, 90 %, 100 %) в месте взаимодействия с использованием системы визуализации с круговым массивом. В некоторых вариантах осуществления обработка изображения обеспечивает правильную интерпретацию оператора.
Линейный массив визуализации
[0180] В различных вариантах осуществления система ультразвуковой обработки содержит модуль визуализации и массив 285 визуализации. В различных вариантах осуществления массив 285 визуализации представляет собой линейный массив, например, показанный в варианте осуществления на ФИГ. 15. В одном варианте осуществления способ определения величины акустического контакта между тканью и системами ультразвуковой обработки состоит в использовании линейного массива, который ориентирован в модуле преобразователя таким образом, что электронное управление и фокусировку луча осуществляют вдоль размеров y и z. Оно является ортогональным направлению движения, осуществляемого с помощью механизма движения. В этом варианте осуществления линейный массив фокусирует луч визуализации в плоскости визуализации множество раз, когда вдоль оси х перемещают преобразователь, генерирующий ультразвуковое изображение высокого разрешения. Когда линейный массив перемещают вдоль оси x, луч визуализации также можно направлять и фокусировать на некотором расстоянии от плоскости визуализации, чтобы лучше оценить взаимодействие луча для терапии по ширине поперечного сечения с тканью. В некоторых случаях это может позволить обеспечить еще лучшее пространственное определение областей недостаточного взаимодействия, чем в случае применения кругового массива из-за пространственной специфичности луча визуализации. Это, в частности, верно, если линейный массив представляет собой массив 1.25D, 1.5D, 1.75D или 2D.
Круговой массив визуализации
[0181] В различных вариантах осуществления система ультразвуковой обработки содержит модуль визуализации и массив 285 визуализации. В различных вариантах осуществления модуль визуализации имеет множество (например, 2, 4, 8) каналов передачи и множество (например, 2, 4, 8) каналов приема, которые работают на частоте от 8 МГц до 50 МГц (например, 8, 9, 10, 12, 15, 20, 22, 25, 28, 30, 40 или 50 МГц, включая любые промежуточные диапазоны) для визуализации кожи на глубину приблизительно 25 мм. В одном варианте осуществления модуль визуализации имеет восемь каналов передачи и восемь каналов приема, которые работают на частоте от 8 МГц до 50 МГц для визуализации кожи на глубину приблизительно 25 мм. Указанные восемь каналов позволяют создавать уникальные конструкции апертуры для визуализации с элементами, которые обеспечивают электронное управление направлением и фокусировку при передаче и приеме. Один из этих типов апертур представляет собой круговой массив (ФИГ. 16).
[0182] В некоторых вариантах осуществления круговой массив 285 содержит кольца областей с одинаковыми элементами, которые обеспечивают электронную фокусировку вдоль оси луча. В одном варианте осуществления механически сканируемый круговой массив 285 обеспечивает превосходные характеристики визуализации благодаря применению более технически совершенного линейного массива 285’ с электронным управлением. Это связано с тем, что круговой массив 285 фокусирует луч вдоль оси луча по азимуту и высоте. Радиальная симметрия обеспечивает создание луча с высоким разрешением с эквивалентной шириной луча. Линейный массив 285’ производит электронную фокусировку по азимуту и механическую фокусировку по высоте, что эквивалентно составной линзе. Разрешение луча по азимуту может соответствовать этой характеристике для кругового массива 285; в то же время разрешение луча по высоте уступает разрешению луча кругового массива 285 из-за применения механической линзы, имеющей только одну глубину фокусировки.
[0183] На ФИГ. 17 показан один вариант осуществления возможностей по фокусировке по высоте кругового массива 285 по сравнению с линейным массивом 285’. Ширина луча 286 для кругового массива 285 остается узкой по всей глубине. Однако эта небольшая ширина луча 286 ограничивает допустимую степень зондирования луча для терапии как перед фокусом (например, при взаимодействии с тканью), так и за фокусом (например, на кости).
[0184] В одном варианте осуществления круговой массив 285 превосходит стандартные преобразователи для визуализации, поскольку он способен осуществлять фокусировку по оси луча при передаче и приеме. Подобно тому, как круговой массив 285 может фокусироваться в ткани, он также может эффективно фокусироваться позади преобразователя 285. Эта фокусировка массива 285 визуализации позади преобразователя обеспечивает дефокусировку акустической энергии, распространяющейся в направлении ткани, что обеспечивает лучшее зондирование взаимодействия при терапии за акустическим окном, а также вероятности наличия препятствий (например, кости) за фокусом терапии. На ФИГ. 18 показан вариант осуществления виртуального фокуса позади кругового массива 285 визуализации и эффективного отклика в направлении ткани. Дефокусированный луч 286 распространяется от массива 285 визуализации к акустическому окну таким образом, что обеспечивается значительно больший процент зондирования (например, 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % 100 %, а также любые промежуточные диапазоны или значения) передачи луча для терапии. Другой фокус при передаче, зависящий от конкретных характеристик ширины луча и проникновения может быть использован для дефокусировки луча позади фокуса терапии. Это может быть достигнуто путем размещения виртуального фокуса позади кругового массива 285 или фокуса непосредственно перед ним для обеспечения соответствия требуемой ширине луча для функции рассеяния точки по сравнению с лучом для терапии. На ФИГ. 19 показан вариант осуществления луча 286 для терапии, который быстро распространяется позади фокуса, причем может потребоваться немного большая ширина луча 286 для терапии для поиска тканей или имплантатов, которые плохо передают ультразвуковую энергию (например, кость, кишечник). В некоторых вариантах осуществления цель состоит в лучшем зондировании акустического окна перед фокусом терапии и ткани позади фокуса терапии, чтобы обеспечить безопасную и эффективную обработку.
Векторная визуализация
[0185] В некоторых вариантах осуществления дефокусировка луча в акустическом окне и за фокусом терапии является предпочтительной для проверки взаимодействия и наличия потенциальных препятствий в ткани (например, кости, кишечника) или имплантатов. Эта обработанная и отображенная информация может быть использована оператором системы для принятия соответствующих решений без применения обычной визуализации. В одном варианте осуществления для своевременного предоставления информации события приема-передачи с помощью дефокусированного луча применяют совместно со стандартной визуализацией. Эта форма визуализации обеспечивает требуемую кадровую частоту для обычной визуализации в B-режиме и импульсов передачи.
[0186] На ФИГ. 20 показан один вариант осуществления временной последовательности векторов передачи-приема для обычной визуализации в В-режиме. При стандартной визуализации события передачи-приема возникают тогда, когда круговой массив 285 находится в соответствующем азимутальном местоположении (например, P1). В одном варианте осуществления в системе ультразвуковой визуализации и обработки для создания кадра с высоким разрешением будут использовать от 1 до 4 фокусов передачи на вектор визуализации. На ФИГ. 20 векторы положения представлены символом «P» с числом. В одном варианте осуществления вектору P1 соответствуют три передачи: TR1, TR2 и TR3. DF1 представляет собой зондирующий импульс для проверки правильности взаимодействия системы с обрабатываемой тканью. В одном варианте осуществления для 25 мм сканирование будет состоять из 501 вектора, которые разделены на 0,050 мм при общей ширине визуализации 25 мм. События приема-передачи представлены символами «TR» с числом. Как показано на ФИГ. 20, три события приема-передачи связаны с каждой позицией, или, другими словами, каждой позиции вектора соответствуют три фокуса передачи. В случае применения дефокусированного луча нет необходимости в передаче в каждой позиции. Это связано с тем, что ширина луча является гораздо большей, чем интервал дискретизации 0,050 мм. Кроме того, в одном варианте осуществления ширина луча визуализации в акустическом окне для дефокусированной передачи составляет приблизительно 5 мм, тогда окно может быть дискретизировано через каждые 0,5 мм. Это связано с тем, что в действительности отсутствует дополнительная информация, полученная путем более точной дискретизации. Этот тип визуализации включает способ визуализации с перемежением (например, перекрытием и т. д.), как показано на ФИГ. 21.
[0187] Представленная на ФИГ. 21 векторная визуализация подобна показанной на ФИГ. 20 за исключением того, что в Р1 и затем каждые 10 позиций после него получают дефокусированный вектор. Таким образом, для обеспечения изображения с высоким разрешением все же получают 501 вектор. Однако в дополнение к этому 501 вектору получают 51 вектор с использованием дефокусированной передачи для оценки передачи в акустическом окне. 501 вектор и соответствующие события приема-передачи обрабатывают иначе, чем 51 вектор, которые используют для оценки передачи. Следует отметить, что это только один способ определения векторной последовательности. Поскольку визуализация с высоким разрешением избыточно дискретизирована в поперечном направлении по (приблизительно от четырех до пяти) значениям ширины луча, можно отбросить одну последовательность в позиции и просто выполнить дефокусированную визуализацию. Если для интерполяции между векторами применяют дефокусированную визуализацию, может быть применено усреднение. Это позволит получить оценку взаимодействия на небольшой глубине (например, в акустическом окне) и глубоко (например, позади фокуса), а также оценить безопасность и эффективность доставки энергии для терапии в ткани. Тип определения последовательности аналогичен дуплексной визуализации, при которой одновременно осуществляют B-режим и допплеровскую визуализацию.
[0188] В вариантах осуществления, предполагающих достаточную чувствительность при передаче и соотношение сигнал-шум при приеме, синтезированная визуализация для апертуры при передаче и приеме может быть использована для достижения оптимального разрешения ультразвукового изображения и обеспечивает достаточные средства для определения того, является ли достаточным взаимодействие преобразователя для терапии. На ФИГ. 21 показан вариант осуществления, в котором события дефокусированной приема-передачи применяют совместно с тремя стандартными событиями сфокусированной передачи-приема. Этот способ может обеспечивать компромисс в отношении разрешения ультразвукового изображения. В одном варианте осуществления, показанном на ФИГ. 22, способ предполагает отдельную передачу на каждый элемент массива визуализации и прием на отдельные принимающие элементы. После оцифровывания и сохранения данных для каждой из восьми последовательностей передачи-приема, как показано на временной диаграмме, используют синтетические апертурные способы передачи и приема с целью достижения оптимального разрешения ультразвукового изображения и обеспечения идеальной ширины луча для оценки взаимодействия преобразователя для терапии. В синтетических апертурных способах передачи и приема одновременно применяют задержки передачи и приема для обрабатываемых впоследствии данных для каждой пространственной точки в ультразвуковом изображении. Этот способ обеспечивает идеальное разрешение всего ультразвукового изображения в случае достаточного соотношения сигнал/шум при приеме за счет снижения кадровой частоты. Тот же способ может быть применен при зондировании поперечного сечения луча для терапии.
Обработка изображения
[0189] В одном варианте осуществления преимущество использования дефокусированного луча состоит в облегчении для оператора оценки взаимодействия и ткани за акустическим фокусом. В одном варианте осуществления способ отображения информации включает вычисление разброса яркости в верхней части изображения. Значительный разброс яркости дермы однозначно указывает на недостаточное взаимодействие, тогда как равномерная яркость указывает на равномерное взаимодействие большей части луча для терапии. Вычисление разброса яркости будет вторым аспектом пятнистой яркости на определенной глубине, например, от 1 мм до 2 мм от акустического окна.
[0190] В одном варианте осуществления функцию двумерной (2D) фильтрации используют для уменьшения разброса яркости, который возникает естественным образом из-за пятнистой структуры. В одном варианте осуществления пользователю предоставляют количественный или качественный показатель, а также изображение с высоким разрешением, указывающие на качество взаимодействия в акустическом окне или в ткани за фокусом.
[0191] В одном варианте осуществления изображение оценки взаимодействия комбинируют с изображением с высоким разрешением. Например, два изображения могут перемножать друг с другом. Это позволит предоставлять оператору одно изображение без необходимости удаления какой-либо информации из изображения с высоким разрешением. При двумерном (2D) умножении (попиксельно) места плохого взаимодействия будут отображены в виде затенения поверх изображения с высоким разрешением. Затем на основании степени затенения яркости оператор может решить, является ли надлежащей обработка. В одном варианте осуществления два изображения смешивают друг с другом в виде наложения, что позволяет больше выделить либо изображение с высоким разрешением, либо изображение оценки взаимодействия. В одном варианте осуществления перекрывающиеся изображения могут быть сконфигурированы таким образом, как изображения, предоставляемые радиологам при объединении регистрируемых изображений от разных систем (например, МРТ и ультразвук).
Определение последовательности мультифокусной зоны
[0192] В различных вариантах осуществления ультразвуковую визуализацию используют с терапевтической обработкой ткани. Согласно различным вариантам осуществления с помощью системы ультразвуковой обработки одновременно создают одну, две или более точек и/или фокусных зон терапевтической обработки под поверхностью кожи для осуществления косметической обработки. В одном варианте осуществления обработка включает механическую вобуляцию, при которой преобразователь для терапии локально перемещают вокруг предполагаемого центра точки термической коагуляции (TCP). Акустический луч может быть перемещен в поперечном направлении, вверх-вниз и/или под углом. В одном варианте осуществления механической вобуляции перемещение механизма движения является достаточно быстрым для создания более плоского профиля температуры вокруг предполагаемой TCP, что позволяет уменьшить либо суммарную акустическую энергию для одного и того же объема ткани, в отношении которой осуществляют воздействие, либо применить то же количество суммарной акустической энергии для большего объема ткани, в отношении которой осуществляют воздействие, или любую их комбинацию. В соответствии с различными вариантами осуществления частотная модуляция изменяет местоположение фокусной зоны и/или интервал между фокусными зонами таким образом, что электронная вобуляция луча путем модуляции частоты точно изменяет и/или перемещает положение точки (точек) фокусировки луча. Например, в одном варианте осуществления интервал в 1,5 мм может быть вобулирован со значением +/- 0,1 мм с использованием небольшого диапазона изменения частоты. В различных вариантах осуществления любой один или более интервалов 0,5, 0,75, 1,0, 1,2, 1,5, 2,0 мм могут быть вобулированы со значением +/- 0,01, 0,05, 0,1, 0,12, 0,15, 0,20, 0,25, 0,30 мм с использованием некоторого диапазона изменения частоты. В различных вариантах осуществления частоту модулируют на 1-200 % (например, 1 %, 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50 %, 100 %, 120 %, 150 %, 180 %, 200 % и любой промежуточный диапазон).
[0193] В различных вариантах осуществления для улучшения ультразвуковой визуализации используют множество фокусных зон, чтобы достигнуть лучшего качества сигнала и разрешения по всей глубине. Для традиционных, обычных диагностических ультразвуковых сканеров (линейных, нелинейных, фазированных массивов и т. д.), в которых двумерные (2-D) ультразвуковые изображения формируют без необходимости в перемещении преобразователя, последовательность получения этого множества фокусных зон, соответственно, несущественна, поскольку точным размещением этих фокусных зон можно управлять электронным способом. ФИГ. 23 иллюстрирует визуализацию фокусной зоны, которую не перемещают во время визуализации, с электронно-управляемой/переводимой апертурой. Для неперемещаемых преобразователей визуализации позиционирование фокусной зоны является точным, поэтому определение последовательности фокусной зоны не используют. В традиционных последовательностях визуализации множества фокусных зон порядок зондирования фокусной зоны изменяется. Например, последовательность 4-фокусной зоны будет соответствовать последовательности (f1, f2, f3, f4) независимо от местоположения и направления движения.
[0194] Однако для перемещения преобразователей визуализации (например, механически переводимых или управляемых массивов) это будет проблематичным из-за позиционных отличий преобразователя, когда он сканирует множество фокусных зон. Эта позиционная неправильная регистрация, в частности, усугубляется при двунаправленной визуализации (визуализации слева направо и справа налево), поскольку область зондирования между двумя изображениями будет отличаться. Этот принцип показан на ФИГ. 24 для случае линейного перевода, но настоящее изобретение относится к движению всех типов, включая, без ограничений, поступательное, поворотное и двумерное или любую их комбинацию.
[0195] Варианты осуществления описанной в настоящем изобретении системы визуализации устраняют эту несогласованность. ФИГ. 24 иллюстрирует двунаправленную визуализацию в одинаковом боковом местоположении. В конкретных случаях неправильная пространственная регистрация происходит из-за того, что преобразователь движется во время визуализации. В частности, как показано на фигуре, фокусные зоны 4 (Fz4) наиболее удалены друг от друга на двух изображениях, хотя они должны зондировать одну и ту же представляющую интерес область. При формировании двумерного (2-D) изображения с помощью механически переводимого/управляемого преобразователя положение передачи/приема преобразователя будет изменяться в связи с тем, что во время распространения, связанное с ультразвуковым сигналом, преобразователь также перемещается.
[0196] В одном варианте осуществления предложена такая альтернативная последовательность, в которой последовательность перемещения в первом направлении (исходящего) должна быть выполнена в обычном порядке (f1, f2, f3, f4), а последовательность перемещения во втором направлении (возвратного) является реверсированной (f4, f3, f2, f1), что позволяет выполнить регистрацию двух изображений надлежащим образом. В одном варианте осуществления предложена такая альтернативная последовательность, в которой последовательность перемещения вправо (исходящего) должна быть выполнена в обычном порядке (f1, f2, f3, f4), а последовательность перемещения влево (возвратного) является реверсированной (f4, f3, f2, f1), что позволяет выполнить регистрацию двух изображений надлежащим образом (ФИГ. 25). В различных вариантах осуществления направление может быть направлением влево, вправо, вперед, назад, вверх или вниз.
[0197] На ФИГ. 25 показан один вариант осуществления определения последовательности для фокусной зоны в зависимости от направления. Последовательность перемещения влево имеет обратный порядок относительно последовательности перемещения вправо. Это позволило улучшить выравнивание фокусной зоны. Кроме того, положения получения данных могут быть расположены в шахматном порядке таким образом, чтобы одинаковые представляющие интерес области между этими двумя изображениями (ФИГ. 26) были зарегистрированы надлежащим образом.
[0198] ФИГ. 26 иллюстрирует один вариант осуществления определения последовательности для фокусной зоны в зависимости от направления с различными местоположениями срабатывания. Пространственная регистрация между А-линиями перемещения вправо и перемещения влево дополнительно улучшена за счет расположения местоположений срабатывания в шахматном порядке.
[0199] В одном варианте осуществления в системе визуализации использована новая последовательность из двух следующих друг за другом А-линий с непрерывно следующей последовательностью (линия 1: f1, f2, f3, f4; линия 2: f4, f3, f2, f1). Эта последовательность может быть повторена во всем поле зрения и при условии наличия четного количества векторов в поле зрения возвратная последовательность может включать точно такую же последовательность фокусной зоны с перемежающимся шаблоном и указанные два изображения будут зарегистрированы (ФИГ. 27).
[0200] На ФИГ. 27 показан один вариант осуществления определения последовательности для фокусной зоны в зависимости от направления с перемежением между (f1-f2-f3-f4) и (f4-f3-f2-f1) на следующих друг за другом А-линиях. Если все поле зрения охвачено четным количеством A-линий, перемещающиеся влево и перемещающиеся вправо фокусные последовательности одинаковы. Местоположения срабатывания по-прежнему различаются между двумя изображениями.
[0201] В различных вариантах осуществления визуализация мультифокусной зоны обеспечивает преимущества лучшей корреляции между изображениями, формируемыми при перемещении в первом направлении и перемещении во втором направлении.
[0202] В различных вариантах осуществления визуализация мультифокусной зоны обеспечивает преимущества повышения эффективности визуализации в В-режиме при более быстрой (например, 2x, 3x, 4x) скорости сканирования.
[0203] В различных вариантах осуществления визуализацию мультифокусной зоны применяют для любого количества фокусных зон большего единицы. В различных вариантах осуществления количество фокусных зон равно двум, трем, четырем, пяти, шести, семи, восьми, девяти, десяти или более.
Преобразователи
[0204] В различных вариантах осуществления преобразователь 280 содержит выпуклую сторону 282 и вогнутую сторону 283. В различных вариантах осуществления преобразователь 280 содержит выпуклую сторону 282 и вогнутую сторону 283 с элементами, которые обеспечивают любое одно или более из переменной глубины, переменного интервала, переменного положения фокуса с одной, двумя, тремя, четырьмя или более одновременными зонами фокусировки. На ФИГ. 28 показан один вариант осуществления преобразователя 280, содержащего один элемент с выпуклой стороной 282 и вогнутой стороной 283. На ФИГ. 29 показан один вариант осуществления преобразователя 280, содержащего сплошную выпуклую сторону 282 с покрытием и разделенную на полосы вогнутую сторону 283, причем полосы содержат первую поляризованную и вторую поляризованную области, причем поляризованная область является положительной, отрицательной или неполяризованной. На ФИГ. 29 показан один вариант осуществления преобразователя 280, содержащего сплошную выпуклую сторону 282 с покрытием и разделенную на полосы вогнутую сторону 283, причем полосы содержат первые области и вторые области, причем область может содержать покрытие или может не содержать покрытие.
[0205] ФИГ. 30 иллюстрирует один вариант осуществления преобразователя 280, содержащего разделенную на полосы выпуклую сторону 282 и сплошную вогнутую сторону 283 с покрытием, причем полосы содержат первую поляризованную и вторую поляризованную области, причем поляризованная область является положительной, отрицательной или неполяризованной. На ФИГ. 30 показан один вариант осуществления преобразователя 280, содержащего разделенную на полосы выпуклую сторону 282 и сплошную вогнутую сторону 283 с покрытием, причем полосы содержат первые области и вторые области, причем область может содержать покрытие или может не содержать покрытие.
[0206] ФИГ. 31 иллюстрирует один вариант осуществления преобразователя 280, содержащего разделенную на полосы выпуклую сторону 282 и разделенную на полосы вогнутую сторону 283, причем полосы содержат первую поляризованную и вторую поляризованную области, причем поляризованная область является положительной, отрицательной или неполяризованной, причем области в виде полос повернуты с ориентацией приблизительно 90 градусов друг относительно друга. На ФИГ. 31 показан один вариант осуществления преобразователя 280, содержащего разделенную на полосы выпуклую сторону 282 и сплошную вогнутую сторону 283 с покрытием, причем полосы содержат первые области и вторые области, причем область может содержать покрытие или может не содержать покрытие и причем полосы повернуты приблизительно на 90 градусов друг относительно друга.
[0207] ФИГ. 32 иллюстрирует один вариант осуществления преобразователя 280, содержащего кольцевую выпуклую сторону 282 и разделенную на полосы вогнутую сторону 283, причем полосы содержат первую поляризованную и вторую поляризованную области, причем поляризованная область является положительной, отрицательной или неполяризованной. На ФИГ. 32 показан один вариант осуществления преобразователя 280, содержащего кольцевую выпуклую сторону 282 и разделенную на полосы вогнутую сторону 283, причем полосы содержат первые области и вторые области, причем область может содержать покрытие или может не содержать покрытие.
[0208] ФИГ. 33 иллюстрирует один вариант осуществления преобразователя 280, содержащего разделенную на полосы выпуклую сторону 282 и кольцевую вогнутую сторону 283, причем полосы содержат первую поляризованную и вторую поляризованную области, причем поляризованная область является положительной, отрицательной или неполяризованной. На ФИГ. 33 показан один вариант осуществления преобразователя 280, содержащего разделенную на полосы выпуклую сторону 282 и кольцевую вогнутую сторону 283 с покрытием, причем полосы содержат первые области и вторые области, причем область может содержать покрытие или может не содержать покрытие. В некоторых вариантах осуществления система содержит различные признаки, которые присутствуют в виде отдельных признаков (в отличие от множества признаков). Например, в одном варианте осуществления система содержит, по существу состоит или состоит из одного элемента ультразвукового преобразования, который выполнен с возможностью обеспечения двух одновременных зон обработки посредством вобуляции. Многие признаки или компоненты представлены в альтернативных вариантах осуществления.
[0209] Некоторые описанные в настоящем документе варианты осуществления и примеры являются примерами и не предназначены для ограничения описания полного объема композиций и способов настоящего изобретения. Эквивалентные изменения, модификации и вариации некоторых вариантов осуществления, материалов, композиций и способов могут быть предложены в пределах объема настоящего изобретения по существу с аналогичными результатами.
[0210] Хотя настоящее изобретение допускает различные модификации и альтернативные формы, его конкретные примеры показаны на чертежах и подробно описаны в настоящем документе. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается конкретными раскрытыми формами или способами, а напротив, настоящее изобретение охватывает все модификации, эквиваленты и альтернативы, которые не противоречат сущности и которые входят в объем различных описанных вариантов осуществления и прилагаемой формулы изобретения. Любые описанные в настоящем документе способы не обязательно должны быть выполняться в указанном порядке. Раскрытые в настоящем документе способы включают определенные действия, предпринимаемые практиком; однако они также могут включать любую стороннюю касающуюся этих действий инструкцию в явно выраженной форме или подразумеваемым образом. Например, такие действия, как «соединение модуля преобразователя с ультразвуковым зондом» включают «инструктирование в отношении соединения модуля преобразователя с ультразвуковым зондом». Описанные в настоящем документе диапазоны также охватывают любые и все перекрытия, поддиапазоны и их комбинации. Такие выражения, как «вплоть до», «по меньшей мере», «более чем», «менее чем», «между» и т. п., включают указанное число. Числа, которым предшествуют такие термины как «около» или «приблизительно», включают указанные числа. Например, «около 25 мм» включает «25 мм».