УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТЕРАПИИ Российский патент 2007 года по МПК A61N7/00 A61B18/00 A61B17/22 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение, в общем, относится к области терапии с использованием ультразвука. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству для ультразвуковой терапии, используемому для лечения поражений кожи в области гинекологии и других поражений кожи человека, с использованием сфокусированного ультразвука.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Терапия с использованием ультразвука как хирургический способ лечения пораженных тканей была разработана в последние годы. В принципе, сфокусированный ультразвук используют для разрушения и омертвления патологически измененных тканей, после чего омертвевшая ткань постепенно поглощается нормальной тканью, или воздействие сфокусированным ультразвуком используют для получения доброкачественных изменений пораженных тканей. До настоящего изобретения были разработаны технологии облучения высокоинтенсивным сфокусированным ультразвуком. Однако проблема, с которой сталкиваются в медицине и в отрасли производства медицинского оборудования состоит в эффективном применении на практике ультразвуковой терапии для лечения в условиях клиники различных заболеваний, проявляющихся в разных частях тела пациента.

Существующие устройства для ультразвуковой терапии (ультразвуковые терапевтические устройства), главным образом, предназначены для лечения опухолей человека. Обычно опухоли сконцентрированы и находятся в тканях на большом расстоянии от аппликатора ультразвука, который используют для передачи ультразвука для терапевтического воздействия, их легко позиционировать и обрабатывать ультразвуком, сфокусированным с помощью аппликатора ультразвука. В такого рода ультразвуковых терапевтических устройствах, предназначенных для лечения опухолей, используют относительно неподвижный аппликатор ультразвука, установленный на устройстве для перемещения, с помощью которого аппликатор ультразвука можно механически перемещать, направляя его на опухоль. Кроме того, для разрушения опухоли требуется применять облучение ультразвуком высокой интенсивности и аппликатор ультразвука больших размеров.

Особенности поражений кожи, включая поражения кожи в области гинекологии, отличаются от особенностей опухолей. Поражения кожи распределены на поверхности кожи или под подкожной тканью и находятся близко к аппликатору ультразвука. Кроме того, поражения кожи обычно имеют малые размеры и чувствительны к воздействию ультразвуком. Поэтому непрактично использовать большой и тяжелый аппликатор ультразвука уровня техники для локализации и лечения поражений кожи. При этом не удобно использовать аппликатор ультразвука, относительно зафиксированный на устройстве перемещения для лечения поражений кожи, которые, в большинстве случаев, распределены по большой площади. Кроме того, для разрушения повреждений кожи применяют ультразвук малой интенсивности, и при этом требуется, чтобы энергия ультразвука быстро рассеивалась после прохода луча ультразвука через эпидермическую ткань и расположенную под ней подкожную ткань, чтобы исключить разрушение более глубоких тканей тела. Поэтому для применения в клинике требуется устройство для ультразвуковой терапии с высокой частотой ультразвука, специально предназначенное для лечения поражений кожи.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В общем, в одном объекте задача настоящего изобретения состоит в обеспечении устройства для лечения поражений кожи человека, включая повреждения кожи в области гинекологии, с использованием сфокусированного ультразвука.

Кроме того, задача изобретения состоит в обеспечении более удобного устройства для медицинского персонала при использовании в клинике для лечения поражений кожи человека, включая поражения кожи в области гинекологии, с применением сфокусированного ультразвука.

Другая задача настоящего изобретения состоит в обеспечении устройства с аппликатором ультразвука, которым можно пользоваться, удерживая его в руке, и которое более удобно для медицинского персонала при использовании в клинике для лечения повреждений кожи человека, включая повреждения кожи в области гинекологии, с применением сфокусированного ультразвука.

Кроме того, задача настоящего изобретения состоит в обеспечении устройства с легким и подвижным аппликатором ультразвука, которое более удобно для медицинского персонала при использовании в клинике для лечения повреждений кожи человека, включая повреждения кожи в области гинекологии, с применением сфокусированного ультразвука.

Другая задача настоящего изобретения состоит в разработке устройства с легким и подвижным аппликатором ультразвука с небольшим удаленным передним концом, которое более удобно для медицинского персонала при использовании в клинике для лечения повреждений кожи человека, включая повреждения кожи в области гинекологии, с применением сфокусированного ультразвука.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в разработке ультразвукового терапевтического устройства с частотным диапазоном, подходящим для эффективного лечения повреждений кожи человека.

Другая задача настоящего изобретения состоит в разработке ультразвукового терапевтического устройства с интенсивностью акустической энергии, подходящей для эффективного лечения повреждений кожи человека.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в обеспечении ультразвукового терапевтического устройства со средством охлаждения, предназначенного для лечения пораженной кожи человека.

Изобретение обеспечивает ультразвуковое терапевтическое устройство, предназначенное для лечения повреждений кожи человека. Устройство содержит управляющее устройство, ультразвуковой преобразователь, передающий волну ультразвука для терапевтического воздействия в целевую область на теле человека, и фокусирующее средство. Указанное управляющее устройство представляет собой систему управления, используемую для управления работой устройства для ультразвуковой терапии. Указанный ультразвуковой преобразователь и указанное фокусирующее средство установлены в аппликаторе ультразвука, с которым можно работать, удерживая его в руке.

Указанный удерживаемый в руке аппликатор ультразвука включает ручку и корпус, образующий внутреннюю полость, в которой расположены указанный ультразвуковой преобразователь и указанное фокусирующее средство.

Указанное управляющее устройство работает на частоте в диапазоне от 5 до 25 МГц, предпочтительно от 9 до 11 МГц.

Аппликатор ультразвука позволяет формировать сфокусированную ультразвуковую волну. Фокусное расстояние аппликатора ультразвука составляет от 5 до 50 мм, предпочтительно от 9 до 11 мм. Выходная акустическая мощность аппликатора ультразвука превышает 3 Вт.

Указанное ультразвуковое терапевтическое устройство по изобретению дополнительно содержит средство охлаждения. Указанное средство охлаждения содержит резервуар для воды, соединенный с системой трубок для воды, включающей входную трубку и выходную трубку, которые проходят через удерживаемый в руке аппликатор ультразвука. Вода может протекать через полость, поступая по входной трубке для воды, и выходит из полости аппликатора ультразвука по выходной трубке для воды так, что резервуар с водой, входная трубка для воды и выходная трубка для воды образуют замкнутый контур.

Диаметр переднего удаленного конца указанного аппликатора ультразвука находится в диапазоне от 5 до 80 мм, предпочтительно в диапазоне от 14 до 16 мм.

Указанный ультразвуковой преобразователь выполнен отсоединяемым, и его устанавливают внутри удерживаемого в руке аппликатора ультразвука.

Предпочтительно вода, используемая в указанном средстве охлаждения, представляет собой дистиллированную воду.

Когда устройство для ультразвуковой терапии в соответствии с настоящим изобретением используют в клинических условиях для лечения поражений кожи, на пораженные участки воздействуют сфокусированным лучом ультразвука с указанными соответствующими параметрами, определенными в настоящей патентной заявке. Клетки ткани на пораженных участках под воздействием ультразвука вибрируют и нагреваются. При достаточно большой энергии ультразвука тепло, выделяющееся под воздействием сфокусированной волны ультразвука, быстро накапливается в целевом участке ткани, и температура в целевом участке ткани быстро повышается, например, в течение нескольких секунд. Воздействие ультразвукового излучения вызывает отек ткани, в результате чего улучшается микроциркуляция в ткани. Областью отека ткани можно управлять путем соответствующего управления параметрами устройства для ультразвуковой терапии.

Для проверки терапевтического эффекта при лечении с использованием устройства для ультразвуковой терапии в соответствии с настоящим изобретением были проведены эксперименты на животных. В экспериментах на животных использовали 160 новозеландских кроликов и 5 мини-свиней. В экспериментах использовали параметры, указанные в настоящей патентной заявке. После проведения экспериментов на животных наблюдали и проводили оценку изменений обработанных поврежденных участков. Результаты этих экспериментов показали, что волна ультразвука может проходить через поверхность кожи и воздействовать на подкожную ткань без повреждения эпидермиса, при этом отек подкожной ткани быстро исчезал после облучения ультразвуком и подкожная ткань быстро восстанавливалась.

Дистрофия вульвы представляет собой разновидность хронического заболевания, для которого характерны перерождение пигментов в коже, отбеливание слизистой оболочки вульвы, нарушения роста ткани эпидермиса и денатурализации тканей гиподермы. Дистрофия вульвы представляет собой распространенное гинекологическое заболевание, патогенез которого не совсем ясен. Оно также представляет собой трудноизлечимое клинически заболевание, для которого не идентифицировано эффективное медикаментозное средство. Устройство по изобретению использовали для лечения, по меньшей мере, нескольких десятков пациентов, страдающих дистрофией вульвы. В ходе процедуры лечения не наблюдалось негативной реакции со стороны пациентов, и они не ощущали дискомфорт. После лечения в области обработки появлялся отек, который затем исчезал в течение 3 дней. После лечения симптомы дистрофии вульвы существенно уменьшались, зуд исчезал и поврежденные участки нормально восстанавливались. Результаты лечения показали, что использование указанного устройства ультразвуковой терапии по изобретению для лечения повреждений кожи обладает определенными преимуществами по сравнению с другими способами.

Эти и другие преимущества настоящего изобретения, а также само изобретение, будут более понятны при чтении описания совместно с рассмотрением чертежей и приложенной формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - структурная схема ультразвукового терапевтического устройства по изобретению.

Фиг.2 - вид в сечении внутренней структуры удерживаемого в руке аппликатора ультразвука устройства по изобретению.

Фиг.3 - блок-схема устройства управления для устройства по изобретению.

Фиг.4 - схема подключения управляющего устройства для устройства по изобретению.

Фиг.5 - схема подключения водяного насоса устройства по изобретению.

Фиг.6 - схема последовательности выполнения технологических операций при работе устройства управления для устройства по изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ссылаясь на фиг.1, устройство для ультразвуковой терапии включает управляющее устройство, удерживаемый в руке аппликатор ультразвука, средство охлаждения и панель. Управляющее устройство содержит трансформатор, электрический разъем, контроллер и усилитель мощности. К трансформатору подключен источник питания. Источник питания подключен к контроллеру и, кроме того, контроллер подключен к усилителю мощности. Управляющее устройство и удерживаемый в руке аппликатор ультразвука подключены к панели управления. На панели установлена схема дисплея. Средство охлаждения содержит резервуар охлаждения, который подключен к циркуляционному насосу. Циркуляционный насос подключен к управляющему устройству посредством кабеля. Выходное отверстие для воды резервуара для охлаждающей воды соединено с входным отверстием для воды удерживаемого в руке аппликатора ультразвука с использованием входной трубки для воды, а выходное отверстие для воды удерживаемого в руке аппликатора ультразвука соединено с входным отверстием резервуара для охлаждающей воды через выходную трубку для воды.

Внешний источник питания соединен с трансформатором 1 через электрический разъем 5. Трансформатор 1 установлен в управляющем устройстве. Вторичная обмотка трансформатора соединена с источником 4 питания. Источник 4 питания преобразует переменный ток в постоянный ток и затем подает питание, соответственно, на усилитель 2 мощности и контроллер 3. Кроме того, постоянный ток, подаваемый в электрический разъем 6 от источника питания, используют для приведения в действие насоса 12 циркуляции воды, который установлен в резервуаре для охлаждающей воды. Выпрямитель в источнике 4 питания состоит из мостовой выпрямительной цепи и стабилизатора напряжения. Его схема показана на фиг.4. Контроллер 3 включает однокристальную микросхему и другие цифровые интегральные микросхемы, схема подключения которых показана на фиг.5. Панель обозначена номером 7, корпус управляющего устройства обозначен номером 8 и крышка корпуса обозначена номером 9. Выключатели питания, регулирующие ручки и выходные разъемы, установленные на консоли 7, представляют собой стандартные компоненты. Соответствующие стандартные компоненты могут быть определены и выбраны специалистом в данной области техники. При этом не установлены какие-либо конкретные ограничения к типам таких стандартных компонентов.

Резервуар 14 для охлаждающей воды изготовлен из нержавеющего и устойчивого к воздействию воды материала. Уровень воды в резервуаре 14 для охлаждающей воды можно наблюдать через окошко 15. Циркуляционный насос 12 для воды перекачивает охлаждающую воду от выходного отверстия 13 во входное отверстие удерживаемого в руке аппликатора ультразвука 16, при этом вода проходит через удерживаемый в руке аппликатор ультразвука 16 и возвращается к входному отверстию 11 для воды. Крышка резервуара для воды обозначена номером 10 и закреплена на резервуаре 14 для охлаждающей воды с помощью винтов.

Ссылаясь на фиг.2, аппликатор ультразвука 16, который можно удерживать в руке, включает ручку, содержащую корпус с полостью. Внутри полости установлен ультразвуковой преобразователь и фокусирующее средство. Удерживаемый в руке аппликатор ультразвука излучает высокочастотный сфокусированный ультразвук. Фокусное расстояние аппликатора ультразвука составляет от 5 до 50 мм, предпочтительно от 9 до 11 мм. Выходная акустическая мощность аппликатора ультразвука превышает 3 Вт. Ультразвуковой преобразователь преобразует электрическую энергию в энергию звука. Для отвода тепла, выделяемого ультразвуковым преобразователем при преобразовании энергии, используется средство охлаждения. В качестве охлаждающей среды в настоящем изобретении используют воду. Охлаждающую воду подают через входную трубку 23 для воды и отводят через выходную трубку 21 для воды. Входная трубка 23 для воды и выходная трубка 21 для воды соответственно соединены через разъем 26, 27 быстрого соединения в муфте 28 ручки и затем проходят дальше к аппликатору ультразвука. Чтобы предотвратить расширение пузырьков воздуха, часто встречающихся в воде, вследствие воздействия ультразвука в качестве охлаждающей среды предпочтительно используют дистиллированную воду. Разъем 26, 27 быстрого соединения установлен на ручке 25. Два отверстия на боковых сторонах ручки 25 сформированы для установки разъема 26, 27 быстрого соединения. Источник питания соединен с аппликатором ультразвука посредством кабеля 22, который представляет собой стандартный коаксиальный кабель или кабель с двумя сердечниками. Два электрода кабеля соответственно соединены с двумя электродами ультразвукового преобразователя с помощью сварки или с использованием резьбового коаксиального соединения. Кабель 22 продолжается через полость в муфте 28 ручки и выходит через отверстия на переднем удаленном конце ручки 25. В выходном отверстии для кабеля установлено защитное покрытие, защищающее кабель от повреждения. Ультразвуковой преобразователь 18 поддерживается двумя металлическими электродами, которые соединены с фиксирующей пластиной 19. Фиксирующая пластина 19 соединена с кабелем 22. Между фиксирующей пластиной 19 и наружной муфтой 20 оставлено пространство. Акустическая мембрана 17 установлена на переднем конце наружной муфты 20 с использованием адгезивного соединения. Наружная муфта 20 соединена со средством 24 регулировки фокусирования с помощью резьбового соединения. Наружная муфта 20 может быть отсоединена в любой момент времени. Средство 24 регулировки фокусирования соединено с ручкой 25 с помощью резьбового соединения. Средство 24 регулировки фокусирования и ручку 25 можно вращать по отношению друг к другу. Муфта 28 ручки жестко соединена с ручкой 25 с помощью резьбового соединения. Внутри наружной муфты 20 перед ультразвуковым преобразователем 18 расположена акустическая мембрана 17, которая закреплена на переднем удаленном конце терапевтического аппликатора 16 ультразвука. Ультразвуковой преобразователь 18, расположенный перед фиксирующей пластиной 19, соединен с панелью 7 с помощью кабеля 22. Выходная трубка 21 для воды установлена с одной стороны кабеля 22, и входная трубка 23 для воды установлена с другой стороны кабеля 22. Средство 24 регулировки фокусирования соединено с ручкой 25 с помощью резьбового соединения. Входная трубка 23 для воды и выходная трубка 21 для воды соответственно соединены через соединитель 26, 27 быстрого соединения. Входная трубка 23 для воды соединена с выходным отверстием 13 для воды резервуара для охлаждающей воды, и выходная трубка 21 для воды соединена с входным отверстием 11 для воды резервуара для охлаждающей воды.

На фиг.3 показана блок-схема управляющего устройства по изобретению. Управляющее устройство работает на частоте в диапазоне от 5 до 25 МГц, предпочтительно от 9 до 11 МГц. Управляющее устройство включает контроллер 3, источник 4 питания, усилитель 2 мощности и схему дисплея, установленную на панели 7. Контроллер 3 включает однокристальную микросхему (например, типа 89С51), переключатель управления и А/Ц (аналогово-цифровой) преобразователь (например, типа ADC0809). Схема дисплея включает драйвер дисплея (например, типа 82С79) и знаковый индикатор тлеющего разряда, подключенный к дисплею на основе ЖКИ (жидкокристаллического индикатора). Контроллер амплитуды, соответственно, подключен к генератору сигнала, модулятору амплитуды и модулятору импульсов. Модулятор импульсов подключен к генератору импульсов и переключателю контроллера (который может быть выполнен на основе реле), а также к А/Ц преобразователю. Генератор импульсов, соответственно, подключен к модулятору импульсов и к схеме дисплея. Таймер подключен к схеме дисплея. Как переключатель контроллера, так и А/Ц преобразователь подключены к усилителю 2 мощности. Усилитель 2 мощности подключен к выходу. Функции управления запрограммированы в однокристальной микросхеме и обеспечивают управление ультразвуковым терапевтическим устройством, включая синхронизацию, включение, выключение и т.д. В устройстве используется стандартный усилитель мощности, поставляемый на рынок, например изделия серии VDS производства США.

Источник 4 питания состоит из выпрямительного диода и регулятора напряжения. Как показано на фиг.4 и 5, источник 4 питания обеспечивает питание для каждого из компонентов, и отдельная схема выделена для питания водяного насоса. На фиг.4 показана схема соединений управляющего устройства. Выводы S1, S2, S3 подключены ко вторичным обмоткам трансформатора. Выводы S6, S7 подключены к усилителю 2 мощности. Выводы S8, S9, S10 подключены к контроллеру 3.

На фиг.5 показана схема питания водяного насоса. Выводы S4, S5 подключены к вторичной обмотке трансформатора, которая выполнена отдельно от вторичной обмотки, подключенной к выводам S1, S2 и S3. Выводы S11, S12 подключены к водяному насосу.

Печатные платы в соответствии с указанными выше вариантами выполнения настоящего изобретения установлены в корпусе управляющего устройства, как показано на фиг.1. Специалисты в данной области техники могут выполнить изменения в схеме, приведенной на соответствующей фиг.3, так, что она будет выполнять те же функции.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для ультразвуковой терапии. Устройство, предназначенное для лечения поражений кожи в области гинекологии, содержит управляющее устройство, ультразвуковой преобразователь, передающий волну ультразвука для терапевтического воздействия в целевую область, фокусирующее средство, при этом ультразвуковой преобразователь и фокусирующее средство размещены в аппликаторе ультразвука, который можно удерживать в руке. Дополнительно устройство содержит средство охлаждения, содержащее резервуар для воды, соединенный с системой трубок для воды, которые проходят через удерживаемый в руке аппликатор ультразвука, причем резервуар для воды и система трубок образуют замкнутый контур. Использование изобретения позволяет повысить удобство эксплуатации для медицинского персонала при лечении повреждений кожи человека. 33 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для ультразвуковой терапии для лечения поражений кожи в области гинекологии, содержащее

управляющее устройство, ультразвуковой преобразователь, передающий волну ультразвука для терапевтического воздействия в целевую область, фокусирующее средство, при этом указанный ультразвуковой преобразователь и указанное фокусирующее средство размещены в аппликаторе ультразвука, который можно удерживать в руке, причем ультразвуковое терапевтическое устройство дополнительно содержит средство охлаждения, содержащее резервуар для воды, соединенный с системой трубок для воды, которые проходят через удерживаемый в руке аппликатор ультразвука, причем резервуар для воды и система трубок образуют замкнутый контур.