RU2830461C1 - Ultrasound-emitting device for selective action on adipose tissue in processes of body rejuvenation/correction - Google Patents
Ultrasound-emitting device for selective action on adipose tissue in processes of body rejuvenation/correction Download PDFInfo
- Publication number
- RU2830461C1 RU2830461C1 RU2022124052A RU2022124052A RU2830461C1 RU 2830461 C1 RU2830461 C1 RU 2830461C1 RU 2022124052 A RU2022124052 A RU 2022124052A RU 2022124052 A RU2022124052 A RU 2022124052A RU 2830461 C1 RU2830461 C1 RU 2830461C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ultrasound
- emitting device
- frequency
- acoustic field
- radiation
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000003716 rejuvenation Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 230000009471 action Effects 0.000 title claims abstract description 6
- 210000000577 adipose tissue Anatomy 0.000 title claims description 14
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract description 54
- 206010033675 panniculitis Diseases 0.000 claims abstract description 10
- 210000004304 subcutaneous tissue Anatomy 0.000 claims abstract description 10
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 43
- 210000002808 connective tissue Anatomy 0.000 claims description 18
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 abstract description 7
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 20
- 210000001789 adipocyte Anatomy 0.000 description 14
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 7
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 6
- 208000035484 Cellulite Diseases 0.000 description 5
- 206010049752 Peau d'orange Diseases 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000036232 cellulite Effects 0.000 description 4
- 230000001969 hypertrophic effect Effects 0.000 description 4
- 230000004130 lipolysis Effects 0.000 description 4
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 238000007920 subcutaneous administration Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 206010020843 Hyperthermia Diseases 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 210000004207 dermis Anatomy 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 230000036031 hyperthermia Effects 0.000 description 2
- 230000002631 hypothermal effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 2
- 238000012285 ultrasound imaging Methods 0.000 description 2
- 102000007469 Actins Human genes 0.000 description 1
- 108010085238 Actins Proteins 0.000 description 1
- 206010003694 Atrophy Diseases 0.000 description 1
- 206010004950 Birth mark Diseases 0.000 description 1
- 102100032912 CD44 antigen Human genes 0.000 description 1
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- 102000001690 Factor VIII Human genes 0.000 description 1
- 108010054218 Factor VIII Proteins 0.000 description 1
- 102100031573 Hematopoietic progenitor cell antigen CD34 Human genes 0.000 description 1
- 102100026122 High affinity immunoglobulin gamma Fc receptor I Human genes 0.000 description 1
- 101000868273 Homo sapiens CD44 antigen Proteins 0.000 description 1
- 101000777663 Homo sapiens Hematopoietic progenitor cell antigen CD34 Proteins 0.000 description 1
- 101000913074 Homo sapiens High affinity immunoglobulin gamma Fc receptor I Proteins 0.000 description 1
- -1 S100 Proteins 0.000 description 1
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 210000000683 abdominal cavity Anatomy 0.000 description 1
- 230000037444 atrophy Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000007012 clinical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000002497 edematous effect Effects 0.000 description 1
- 210000004177 elastic tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013028 emission testing Methods 0.000 description 1
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 1
- 229960000301 factor viii Drugs 0.000 description 1
- 210000003195 fascia Anatomy 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- 230000002055 immunohistochemical effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 102000006495 integrins Human genes 0.000 description 1
- 108010044426 integrins Proteins 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 210000002540 macrophage Anatomy 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000006609 metabolic stress Effects 0.000 description 1
- 230000002956 necrotizing effect Effects 0.000 description 1
- 231100000957 no side effect Toxicity 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 102000010838 rac1 GTP Binding Protein Human genes 0.000 description 1
- 108010062302 rac1 GTP Binding Protein Proteins 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 210000004003 subcutaneous fat Anatomy 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
- 230000003966 vascular damage Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
Задача изобретенияObjective of the invention
Изобретение, как указано в названии в настоящем описании, относится к излучающему ультразвук устройству для селективного воздействия на подкожную ткань (жировую ткань и соединительную ткань) в процессах омоложения/коррекции тела, обладающему преимуществами и признаками, которые будут позже описаны подробно, и подразумевающих улучшение до состояния, которое современная медицина считает нормальным функционированием.The invention, as indicated in the title in the present description, relates to an ultrasound emitting device for selectively acting on subcutaneous tissue (adipose tissue and connective tissue) in body rejuvenation/correction processes, having advantages and features that will be described in detail later, and implying improvement to a state that modern medicine considers normal functioning.
Задача настоящего изобретения заключается, конкретно, в создании устройства, которое, будучи пригодным для выполнения процессов омоложения/коррекции тела, содержит ультразвуковой преобразователь (далее - УЗ-преобразователь), который соединен с средством наложения и с электронным устройством, регулирующим электрическую и акустическую мощность, при этом создаваемое акустическое поле является многофокусным ультразвуковым акустическим полем низкой интенсивности и с низкой частотой, которое при сигналах с изменяемыми амплитудой, рабочим циклом и частотой, позволяет выбирать эти параметры в зависимости от состояния подкожной ткани, конкретно, выполняя/вызывая физиологический липолиз со структурным изменением адипоцита в жировых клетках, уменьшением их гипертрофического состояния вместе с увеличением плотности подкожной соединительной ткани, вызывая ее физиологическое реструктурирование без некроза клеток и определяя то, что называется инволюцией при эластозе дермогиподермической ткани.The objective of the present invention is, specifically, to create a device which, being suitable for performing body rejuvenation/correction processes, comprises an ultrasound transducer (hereinafter referred to as the ultrasound transducer), which is connected to an application means and to an electronic device regulating electrical and acoustic power, wherein the acoustic field created is a low-intensity, low-frequency multifocal ultrasound acoustic field which, with signals of variable amplitude, duty cycle and frequency, allows selecting these parameters depending on the state of the subcutaneous tissue, specifically, performing/causing physiological lipolysis with a structural change in the adipocyte in fat cells, reducing their hypertrophic state along with an increase in the density of the subcutaneous connective tissue, causing its physiological restructuring without cell necrosis and determining what is called involution in elastosis of the dermohypodermic tissue.
Область применения изобретенияField of application of the invention
Область применения настоящего изобретения попадает в рамки области индустрии, предназначенной для производства устройств, служащих для выполнения неинвазивного эстетического/медицинского лечения и омоложения/коррекции, сосредотачивая внимание, в частности, на областях, содержащих ультразвуковую технологию.The field of application of the present invention falls within the scope of the field of industry intended for the production of devices used to perform non-invasive aesthetic/medical treatment and rejuvenation/correction, focusing in particular on areas containing ultrasound technology.
Уровень техники State of the art
В качестве ссылки на текущий уровень техники, следует заметить, что хотя при лечении целлюлита использование ультразвуковой технологии или других неинвазивных способов коррекции тела известно, существующие в настоящее время устройства основаны на фокусированном ультразвуке с акустическим полем высокой интенсивности, с целью достижения кавитации и некроза клеток (разрушения жировых клеток и соединительной ткани).As a reference to the current state of the art, it should be noted that although the use of ultrasound technology or other non-invasive body contouring methods in the treatment of cellulite is known, the currently existing devices are based on focused ultrasound with a high-intensity acoustic field, with the aim of achieving cavitation and cell necrosis (destruction of fat cells and connective tissue).
Акустическое поле, формируемое УЗ-преобразователями ультразвуковых устройств при антицеллюлитных процедурах или при других неинвазивных способах коррекции тела, обычно бывает фокусированным или нефокусированным.The acoustic field generated by ultrasound transducers of ultrasound devices during anti-cellulite procedures or other non-invasive body correction methods is usually focused or unfocused.
На фиг. 9А показана диаграмма излучения фокусированного УЗ-преобразователя, у которого вся энергия пространственно концентрируется в точке (9), называемой фокусом, с целью разрушения и, следовательно, некроза клеток.Fig. 9A shows the radiation diagram of a focused ultrasound transducer, in which all energy is spatially concentrated at a point (9), called the focus, with the aim of destroying and, consequently, necrosing cells.
При лечении целлюлита существуют также, хотя и менее распространенные, ультразвуковые устройства или другие неинвазивные способы коррекции тела, которые формируют нефокусированное акустическое поле. На фиг. 9B показана диаграмма излучения нефокусированного УЗ-преобразователя. Можно видеть, что его диаграмма излучения, основываясь на расстоянии до УЗ-преобразователя (4), делится на две области.In the treatment of cellulite, there are also, although less common, ultrasound devices or other non-invasive body contouring methods that generate an unfocused acoustic field. Fig. 9B shows the radiation pattern of an unfocused ultrasound transducer. It can be seen that its radiation pattern, based on the distance to the ultrasound transducer (4), is divided into two areas.
- Область, ближайшая к УЗ-преобразователю (4), называется ближней зоной или зоной Френеля (10). В этой области интенсивность акустического поля значительно варьируется в зависимости от расстояния, как можно видеть на графике, показанном на фиг. 9-В.- The region closest to the ultrasound transducer (4) is called the near zone or Fresnel zone (10). In this region, the intensity of the acoustic field varies significantly with distance, as can be seen in the graph shown in Fig. 9-B.
- Область, удаленная от УЗ-преобразователя (4), называется дальней зоной или зоной Фраунгофера (11). Начало дальней зоны определяется следующим уравнением:- The region remote from the ultrasonic transducer (4) is called the far zone or Fraunhofer zone (11). The beginning of the far zone is determined by the following equation:
, ,
где N - расстояние, на котором начинается дальняя зона, D - диаметр ультразвукового УЗ-преобразователя или элемента, генерирующего ультразвук, и λ - длина волны ультразвукового сигнала в ткани.where N is the distance at which the far zone begins, D is the diameter of the ultrasound transducer or ultrasound generating element, and λ is the wavelength of the ultrasound signal in the tissue.
В этой области интенсивность акустического поля является более равномерной, но уменьшается с расстоянием.In this region, the intensity of the acoustic field is more uniform, but decreases with distance.
Основным недостатком этого типа излучения является то, что в ближней зоне излучение является очень неравномерным и зависит от расстояния, как показано на фиг. 9B.The main disadvantage of this type of radiation is that in the near field the radiation is very uneven and depends on the distance, as shown in Fig. 9B.
Задача настоящего изобретения поэтому состоит в разработке улучшенного устройства для ультразвуковой терапии, которое позволяет получить улучшенный результат без некроза клеток и без риска ожогов, поскольку оно является излучающим устройством с акустическим полем малой интенсивности. Это имеет место благодаря точному регулированию самого УЗ-преобразователя, и следует заметить, что существование любого другого устройства или любого другого изобретения подобного применения, имеющего технические и конструктивные признаки, одинаковые или подобные тем, которые конкретно имеет заявленное здесь устройство, неизвестно, по меньшей мере, заявителю. Другими словами, имеется в виду многофокусное устройство, предпочтительно с акустическим полем малой интенсивности и низкой частотой излучения без явления кавитации или гипертермии или гипотермии.The aim of the present invention is therefore to provide an improved device for ultrasound therapy, which allows an improved result to be obtained without cell necrosis and without the risk of burns, since it is a radiating device with a low-intensity acoustic field. This is due to the precise regulation of the ultrasound transducer itself, and it should be noted that the existence of any other device or any other invention of similar application, having technical and design features identical or similar to those specifically claimed herein, is unknown, at least to the applicant. In other words, a multifocal device is meant, preferably with a low-intensity acoustic field and a low radiation frequency without the phenomenon of cavitation or hyperthermia or hypothermia.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Излучающее ультразвук устройство для селективного воздействия на подкожную жировую ткань в процессах омоложения/коррекции тела, которое предлагает изобретение, выполнено как идеальное решение для вышеупомянутой цели, причем отличительные признаки, которые позволяют удобно его отличать, содержатся в окончательной формуле изобретения, сопровождающей настоящее описание.The ultrasound-emitting device for selective action on subcutaneous fat tissue in body rejuvenation/correction processes, which the invention proposes, is designed as an ideal solution for the above-mentioned purpose, and the distinctive features that allow it to be conveniently distinguished are contained in the final claims accompanying the present description.
Более конкретно, то, что предлагает изобретение, как замечено выше, является устройством, пригодным для выполнения процессов омоложения/коррекции, которое содержит:More specifically, what the invention proposes, as noted above, is a device suitable for performing rejuvenation/correction processes, which comprises:
- электрический импульсный генератор,- electric pulse generator,
- ультразвуковой преобразователь,- ultrasonic transducer,
- электронное устройство управления, снабженное определенным программным обеспечением, которое управляет частотой, напряжением и рабочим циклом импульсного генератора,- an electronic control device equipped with specific software that controls the frequency, voltage and duty cycle of the pulse generator,
- средства для наложения, ориентации и направления акустического поля на подлежащую лечению область пациента/пользователя.- means for applying, orienting and directing the acoustic field to the area of the patient/user to be treated.
Излучающее ультразвук устройство, являющееся объектом изобретения, для селективного воздействия на подкожную ткань (жировую ткань и соединительную ткань) в процессах омоложения и/или коррекции тела, характеризуется тем, что акустическое поле, создаваемое УЗ-преобразователем, является многофокусным.An ultrasound-emitting device, which is the subject of the invention, for selective action on subcutaneous tissue (adipose tissue and connective tissue) in the processes of rejuvenation and/or body correction, is characterized by the fact that the acoustic field created by the ultrasound transducer is multifocal.
Указанный УЗ-преобразователь выполнен с возможностью создавать излучение на частоте, меняющейся при одиночном запуске, с качанием частоты в диапазоне 185-333 кГц.The specified ultrasonic transducer is designed with the ability to create radiation at a frequency that changes during a single launch, with a frequency sweep in the range of 185-333 kHz.
После каждого всплеска излучения существует пауза - интервал между всплесками, который составляет по меньшей мере 200 мс.After each burst of radiation there is a pause - an interval between bursts, which is at least 200 ms.
Соединение между пьезоэлектрическим элементом и корпусом, образующими УЗ-преобразователь, не является однородным.The connection between the piezoelectric element and the housing that form the ultrasonic transducer is not uniform.
Используется сигнал с линейной частотной модуляцией, который позволяет изменять формирование и состав стоячих волн на поверхности корпуса УЗ-преобразователя.A signal with linear frequency modulation is used, which allows changing the formation and composition of standing waves on the surface of the ultrasonic transducer body.
На фиг. 9C показано поле излучения, создаваемое многофокусным УЗ-преобразователем, в котором (в поле) существует множество фокусов излучения, и то, как упомянутые фокусы чередуются с областями низкого акустического давления. Преимущества этого нового режима излучения следующие.Fig. 9C shows the radiation field produced by a multifocal ultrasound transducer in which there are multiple radiation foci (in the field) and how said foci alternate with regions of low acoustic pressure. The advantages of this new radiation mode are as follows.
- Многочисленные фокусы излучения охватывают область от эпидермиса до гиподермы, акустически оказывая воздействие на все слои кожи. Многофокусный пучок распределяет энергию по более широкой области, чем фокусированный пучок (фиг 9A), и является более широким, чем нефокусированный пучок (фиг. 9B), как с точки зрения глубины, так и ширины, влияя на больший объем ткани и поэтому уменьшая плотность энергии, получаемой одной и той же тканью, и избегая, таким образом, ожогов, усиливается физиологический метаболизм жировой и соединительной ткани путем вхождения в механический резонанс без тепловых эффектов с упомянутыми тканями и подавляется адаптация клеток и их насыщение. Многофокусное акустическое поле позволяет воздействовать на локализованный отечный жир на больших площадях таких как, например, брюшная полость или бедра, бока, колени, руки, вертел и т. д., и лечить мягкий целлюлит фактически на всех его стадиях, улучшая внешний вид кожи.- Multiple foci of radiation cover the area from the epidermis to the hypodermis, acoustically affecting all layers of the skin. The multifocal beam distributes energy over a wider area than the focused beam (Fig. 9A) and is wider than the unfocused beam (Fig. 9B) both in terms of depth and width, affecting a larger volume of tissue and therefore reducing the energy density received by the same tissue and thus avoiding burns, enhancing the physiological metabolism of adipose and connective tissue by entering into mechanical resonance without thermal effects with the said tissues and suppressing cellular adaptation and saturation. The multifocal acoustic field allows to act on localized edematous fat on large areas such as, for example, the abdominal cavity or thighs, sides, knees, arms, trochanter, etc., and to treat soft cellulite in virtually all its stages, improving the appearance of the skin.
- С помощью многофокусного излучения возможно объемно варьировать адаптацию ткани, чтобы избегать насыщенности механочувствительных клеток (интегрины, лиганды, RAC1, Rho и т.д.). Поэтому, если излучение было однородным, может возникать насыщенность ткани, снижая, таким образом, клинический эффект.- With the help of multifocal radiation, it is possible to volumetrically vary tissue adaptation in order to avoid saturation of mechanosensitive cells (integrins, ligands, RAC1, Rho, etc.). Therefore, if the radiation was uniform, tissue saturation may occur, thus reducing the clinical effect.
- При наличии многофокусного пучка, другими словами, областей акустического давления, чередующихся с другими областями низкого давления, метаболический стресс уменьшается, благоприятствуя, таким образом, проницаемости клеточных мембран (усиливая феномен липолиза), увеличивая активность фибробласта и т. д.- In the presence of a multifocal beam, in other words, areas of acoustic pressure alternating with other areas of low pressure, metabolic stress is reduced, thus favoring the permeability of cell membranes (enhancing the phenomenon of lipolysis), increasing fibroblast activity, etc.
При каждом новом запуске устройство создает акустическое поле с интенсивностью акустического поля, не превышающей 0,7 Вт/см2, и минимальным периодом времени излучения 100 мс, создавая или вызывая физиологический липолиз со структурным изменением жировых клеток в подкожной ткани (жировой ткани и соединительной ткани), уменьшая ее гипертрофическое состояние вместе с увеличением плотности подкожной соединительной ткани, производя ее физиологическое реструктурирование без некроза клеток и определяя то, что называют инволюцией в эластозе или старением дермогиподермической ткани.With each new start, the device creates an acoustic field with an acoustic field intensity not exceeding 0.7 W/ cm2 and a minimum radiation time period of 100 ms, creating or causing physiological lipolysis with a structural change in the fat cells in the subcutaneous tissue (adipose tissue and connective tissue), reducing its hypertrophic state along with an increase in the density of the subcutaneous connective tissue, producing its physiological restructuring without cell necrosis and determining what is called involution in elastosis or aging of dermohypodermic tissue.
Способ, посредством которого устройство, соответствующее изобретению, подает энергию, вызывает механический резонанс, при котором процесс омоложения демогиподермических структур (жировая ткань и соединительная ткань) достигается без эффекта кавитации или разрушения ткани. Это представляет альтернативу эффективной неинвазивной липоскульптуре без побочных эффектов, которая работает в самых глубоких слоях ткани, значительно повышая состояние эластоза тканей, омолаживая их состояние благодаря технологии по применению многофокусного ультразвука с акустическим полем низкой интенсивности и низкой частотой, которая также обеспечивает превосходные результаты, аналогично уплотняя ткань, реконструируя контур и стимулируя вырабатывание коллагена в гиподерме без боли или побочных эффектов. При такой интенсивности акустического поля гарантируется механический индекс меньше 0,5, при котором кавитация возникать не может.The way in which the device according to the invention delivers energy causes mechanical resonance, in which the process of rejuvenation of demohypodermic structures (adipose tissue and connective tissue) is achieved without the effect of cavitation or tissue destruction. This represents an alternative to effective non-invasive liposculpture without side effects, which works in the deepest layers of tissue, significantly increasing the state of tissue elastosis, rejuvenating their condition thanks to the technology of using multi-focus ultrasound with an acoustic field of low intensity and low frequency, which also provides excellent results, similarly compacting the tissue, reconstructing the contour and stimulating the production of collagen in the hypodermis without pain or side effects. With such an intensity of the acoustic field, a mechanical index of less than 0.5 is guaranteed, at which cavitation cannot occur.
Предпочтительно, частота электрического сигнала, подаваемого на УЗ-преобразователь, находится в диапазоне 185-333 кГц. Этот диапазон частот охватывает 5-ую гармонику частоты 37 кГц и 7-ую гармонику частоты 45 кГц., Учитывая, что диапазон 37-45 кГц является тем, в котором адипоциты имеют свою резонансную частоту (в зависимости от их диаметра), что заставляет адипоциты резонировать, но с более низкой энергией, чем та, которая могла бы быть получена в диапазоне от 37 кГц до 45 кГц, гарантируется отсутствие образования газовых пузырьков или разрывов, тем самым, избегая явления кавитации и увеличения поверхностной температуры кожи. Изменяя частоту электрического сигнала, подаваемого на УЗ-преобразователь, меняется глубина области максимальной интенсивности акустического поля.Preferably, the frequency of the electrical signal supplied to the ultrasound transducer is in the range of 185-333 kHz. This frequency range covers the 5th harmonic of the frequency of 37 kHz and the 7th harmonic of the frequency of 45 kHz. Considering that the range of 37-45 kHz is the one in which adipocytes have their resonant frequency (depending on their diameter), which causes the adipocytes to resonate, but with lower energy than that which could be obtained in the range from 37 kHz to 45 kHz, the absence of the formation of gas bubbles or ruptures is guaranteed, thereby avoiding the phenomenon of cavitation and an increase in the surface temperature of the skin. By changing the frequency of the electrical signal supplied to the ultrasound transducer, the depth of the region of maximum intensity of the acoustic field changes.
Для примера и как показано на фиг. 2 и 3, когда на УЗ-преобразователь подается сигнал с частотой 224 кГц, область максимальной интенсивности акустического поля находится на глубине между 3 и 20 мм, а когда на УЗ-преобразователь подается сигнал с частотой 333 кГц, фокус перемещается на глубину между 20 и 50 мм.For example, and as shown in Fig. 2 and 3, when a signal with a frequency of 224 kHz is applied to the ultrasonic transducer, the region of maximum intensity of the acoustic field is at a depth between 3 and 20 mm, and when a signal with a frequency of 333 kHz is applied to the ultrasonic transducer, the focus moves to a depth between 20 and 50 mm.
Изменяя частоту сигнала, подаваемого на УЗ-преобразователь, глубина расположения фокуса меняется и можно охватить множество различных видов терапевтического лечения, таких как:By changing the frequency of the signal supplied to the ultrasound transducer, the depth of the focal point changes and many different types of therapeutic treatment can be covered, such as:
- между 0,5 мм - 15 мм (ареолярный уровень, всегда в зависимости от толщины каждого пациента) уплотнение целлюлитной и соединительной ткани;- between 0.5 mm - 15 mm (areolar level, always depending on the thickness of each patient) compaction of cellulite and connective tissue;
- между 15 мм - 30 мм (ламеллярный уровень, всегда в зависимости от толщины каждого пациента) уплотнение локализованной жировой и соединительной ткани.- between 15 mm - 30 mm (lamellar level, always depending on the thickness of each patient) compaction of localized adipose and connective tissue.
Предусматриваются два предпочтительных режима работы.There are two preferred modes of operation.
Первый режим работы состоит в возбуждении УЗ-преобразователя на одной частоте с целью селективного воздействия на адипоциты определенного диаметра. Изменяя частоту сигнала, подаваемого на УЗ-преобразователь, пользователь может изменять акустическое распределение ультразвукового пучка и фокусное расстояние (на котором концентрируется большая часть энергии). Это позволяет адаптировать устройство к различным режимам лечения, в зависимости от глубины фокуса. Предпочтительно, частота в этом первом режиме работы составляет 224 кГц, что позволяет селективное лечение адипоцитов с наиболее распространенным диаметром в подкожной ткани, с полным контролем и отсутствием побочных эффектов в других тканях. Более конкретно, упомянутая частота акустического поля, которое обеспечивается УЗ-преобразователем, вызывает механический резонанс жировой ткани без эффектов кавитации, гипертермии или гипотермии.The first operating mode consists of exciting the ultrasound transducer at a single frequency in order to selectively affect adipocytes of a certain diameter. By changing the frequency of the signal supplied to the ultrasound transducer, the user can change the acoustic distribution of the ultrasound beam and the focal length (at which most of the energy is concentrated). This allows the device to be adapted to different treatment modes, depending on the focal depth. Preferably, the frequency in this first operating mode is 224 kHz, which allows selective treatment of adipocytes with the most common diameter in the subcutaneous tissue, with complete control and no side effects in other tissues. More specifically, the said frequency of the acoustic field, which is provided by the ultrasound transducer, causes mechanical resonance of the adipose tissue without the effects of cavitation, hyperthermia or hypothermia.
Второй режим работы заключается в возбуждении УЗ-преобразователя сигналом с импульсной линейной частотной модуляцией ("chirp"), представляющим собой сигнал с переменной частотой, которая меняется в интересующем диапазоне между 185 кГц и 333 кГц. С помощью этого режима работы можно воздействовать на адипоциты любого диаметра, причем этот режим является технологическим новшеством этого изобретательного устройства и обеспечивает важные преимущества в отношении конкурентоспособности устройства.The second mode of operation consists of exciting the ultrasound transducer with a pulsed linear frequency modulation ("chirp") signal, which is a signal with a variable frequency that changes in the range of interest between 185 kHz and 333 kHz. With this mode of operation, it is possible to act on adipocytes of any diameter, and this mode is a technological innovation of this inventive device and provides important advantages in terms of the competitiveness of the device.
Предпочтительно, после каждого всплеска излучения (время "включенного состояния", on) существует пауза (время "выключенного состояния", off). Под всплеском излучения понимается время включенного состояния, когда испускается импульсная волна, количество импульсов которой зависит от этого времени включенного состояния и частоты указанной волны согласно следующему уравнению:Preferably, after each burst of radiation (the "on" time, on) there is a pause (the "off" time, off). A burst of radiation is understood to be the "on" time, when a pulse wave is emitted, the number of pulses of which depends on this "on" time and the frequency of said wave according to the following equation:
n = Ton*fn = T on * f
где n - количество импульсов, и f - частота указанного всплеска излучения. Время в выключенном состоянии в каждом запуске (сумма остального времени после каждого всплеска излучения) составляет по меньшей мере 200 мс. Это время в выключенном состоянии намного больше, чем время, используемое в устройствах, доступных на рынке, где время в выключенном состоянии не превышает 20 мс. Такое более длительное время пребывания в выключенном состоянии, по сравнению с конкурентами, позволяет кровеносной системе отводить тепло, вызванное механическим перемещением адипоцитов, когда на них воздействует ультразвуковой луч.where n is the number of pulses and f is the frequency of the specified burst of radiation. The off-time in each run (the sum of the remaining time after each burst of radiation) is at least 200 ms. This off-time is much longer than the time used in devices available on the market, where the off-time does not exceed 20 ms. This longer off-time, compared to competitors, allows the circulatory system to remove the heat caused by the mechanical movement of adipocytes when they are exposed to the ultrasound beam.
Предпочтительно, излучающее устройство выполняет запуск длительностью 2 секунды, с общим количеством всплесков ультразвука равным 10. Под запуском понимается серия всплесков излучения вместе с остальным временем или временем пребывания в выключенном состоянии между всплесками излучения. Этот тип возбуждения гарантирует минимальное количество механических перемещений адипоцитов, которые вызывают физиологический липолиз со структурным изменением адипоцитов, уменьшая их гипертрофические состояния вместе с повышением плотности подкожной соединительной ткани, производя физиологическое ее реструктурирование без некроза клеток, определяя то, что называется инволюцией в эластозе или старением дермогиподермической ткани. На фиг. 6, 7 и 8 можно видеть эффекты, полученные при применении устройства, соответствующего изобретению.Preferably, the emitting device performs a start-up lasting 2 seconds, with a total number of ultrasound bursts equal to 10. A start-up is understood to be a series of radiation bursts together with the rest of the time or the time of being in the off state between radiation bursts. This type of excitation guarantees a minimum number of mechanical movements of adipocytes, which cause physiological lipolysis with a structural change in adipocytes, reducing their hypertrophic states together with an increase in the density of the subcutaneous connective tissue, producing its physiological restructuring without cell necrosis, determining what is called involution in elastosis or aging of the dermohypodermic tissue. In Fig. 6, 7 and 8, the effects obtained when using the device according to the invention can be seen.
Помимо прочих, существуют две возможных альтернативы формирования многофокусного акустического поля.Among others, there are two possible alternatives for forming a multifocal acoustic field.
Первая содержит использование УЗ-преобразователя, имеющего более одного пьезоэлектрического элемента.The first involves the use of an ultrasonic transducer that has more than one piezoelectric element.
Вторая альтернатива содержит стимулирование отсутствия симметрии излучения у одиночного пьезоэлектрического элемента посредством неоднородного соединения между пьезоэлектрическим элементом и корпусом, которые формируют УЗ-преобразователь, чтобы гарантировать только конечную последовательность диаграмм излучения (оптимизированных для получения клинических результатов), и использование ЛЧМ-сигнала, который дает возможность изменения генерации и состава стоячих волн на поверхности корпуса УЗ-преобразователя, заставляя его вибрировать в различных режимах вибрации, заставляя диаграмму излучения меняться в каждом запуске по мере того, как частота ЛЧМ-сигнала повышается, производя эффект, подобный вращению УЗ-преобразователя, но без необходимости его вращения. Достижение большей эффективности, поскольку инсонируется большая площадь и акустический сигнал формируется в диапазоне (185 кГц - 333 кГц), в свою очередь, заставляет адипоциты вибрировать в одиночном рабочем цикле независимо от их диаметра.The second alternative involves inducing the absence of radiation symmetry in a single piezoelectric element by means of a non-uniform connection between the piezoelectric element and the housing that form the ultrasound transducer in order to ensure only a finite sequence of radiation patterns (optimized to obtain clinical results), and using a chirp signal that allows for the generation and composition of standing waves to vary on the surface of the ultrasound transducer housing, causing it to vibrate in different vibration modes, causing the radiation pattern to change in each run as the frequency of the chirp signal increases, producing an effect similar to the rotation of the ultrasound transducer, but without the need to rotate it. Achieving greater efficiency, since a larger area is insonated and the acoustic signal is generated in the range (185 kHz - 333 kHz), in turn causes the adipocytes to vibrate in a single working cycle regardless of their diameter.
Короче говоря, устройство, предложенное настоящим изобретением, благодаря вышеупомянутому излучению многофокусного ультразвукового луча и, предпочтительно, конкретному сочетанию акустического поля малой интенсивности (меньше 0,7 Вт/см2) и низкой частоты (в диапазоне 185-333 кГц), что представляет новшество для уменьшения, уплотнения и устранения локализованного жира, позволяет осуществлять общий контроль глубины энергетического резервуара и избирательность целевой ткани или ткани, которая должна лечиться, регулируя частоту излучения и вообще не причиняя боль или не вызывая побочных эффектов.In short, the device proposed by the present invention, thanks to the above-mentioned emission of a multi-focus ultrasound beam and, preferably, a specific combination of a low-intensity (less than 0.7 W/ cm2 ) and low-frequency (in the range of 185-333 kHz) acoustic field, which represents an innovation for the reduction, compaction and elimination of localized fat, allows for overall control of the depth of the energy reservoir and selectivity of the target tissue or tissue to be treated, by adjusting the frequency of the emission and without causing pain or causing side effects at all.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
В качестве дополнения к настоящему описанию и с целью оказания помощи, чтобы сделать признаки изобретения более доступными для понимания, упомянутое описание сопровождается рядом чертежей, составляющих его неотъемлемую часть, которые посредством иллюстрации и не создавая ограничений представляют следующее:As a supplement to the present description and to assist in making the features of the invention more easily understood, said description is accompanied by a number of drawings forming an integral part thereof, which by way of illustration and without creating limitations represent the following:
фиг. 1 - схематичное представление излучающего ультразвук устройства, составляющего объект изобретения, показывающее его основные части;Fig. 1 is a schematic representation of an ultrasound-emitting device which constitutes the subject of the invention, showing its main parts;
фиг. 2 - в декартовых координатах карта излучения или поле акустического давления, создаваемого УЗ-преобразователем устройства в соответствии с изобретением, возбуждаемого с частотой 224 кГц и с интенсивностью акустического поля менее 0,7 Вт/см2, представляющего поперечное сечение 50×50 мм с разрешением 2 мм;Fig. 2 - in Cartesian coordinates, a radiation map or acoustic pressure field created by the ultrasonic transducer of the device in accordance with the invention, excited at a frequency of 224 kHz and with an acoustic field intensity of less than 0.7 W/ cm2 , representing a cross-section of 50×50 mm with a resolution of 2 mm;
фиг. 3 – другое графическое изображение карты акустического давления, создаваемого УЗ-преобразователем устройства, соответствующего изобретению, возбуждаемого с частотой 333 кГц и с интенсивностью акустического поля менее 0,7 Вт/см2, представляющего поперечное сечение 50×50 мм с разрешением 2 мм;Fig. 3 is another graphical representation of the acoustic pressure map generated by the ultrasonic transducer of the device according to the invention, excited at a frequency of 333 kHz and with an acoustic field intensity of less than 0.7 W/ cm2 , representing a cross-section of 50×50 mm with a resolution of 2 mm;
фиг. 4 – графическое изображение, в декартовых координатах, с разрешением 2 мм, механического индекса, вычисленного по характеристике излучения УЗ-преобразователя устройства, соответствующего изобретению, на частоте 224 кГц для мощности акустического поля менее 0,7 Вт/см2;Fig. 4 is a graphical representation, in Cartesian coordinates, with a resolution of 2 mm, of the mechanical index calculated based on the radiation characteristic of the ultrasonic transducer of the device according to the invention, at a frequency of 224 kHz for an acoustic field power of less than 0.7 W/cm 2 ;
фиг. 5 – графическое изображение, в декартовых координатах, с разрешением 2 мм, механического индекса, вычисленного из характеристики излучения, испускаемого УЗ-преобразователем устройства, соответствующего изобретению, для частоты 330 кГц и мощности акустического поля менее 0,7 Вт/см2;Fig. 5 is a graphical representation, in Cartesian coordinates, with a resolution of 2 mm, of the mechanical index calculated from the characteristic of the radiation emitted by the ultrasonic transducer of the device according to the invention, for a frequency of 330 kHz and an acoustic field power of less than 0.7 W/cm 2 ;
фиг. 6 – ультразвуковая визуализация, где изображение на левой стороне показывает состояние гиподермической ткани нижней брюшной полости, причем наблюдаются волокна соединительной ткани (в белом цвете) и жировая ткань (в черном цвете) толщиной в диапазоне от 0,5 мм (глубокая дерма) до фактически 30 мм (глубокая фасция). Изображение на правой стороне показывает результат применения технологии через один час после лечения, вызывающего обобщенное уплотнение подкожной ткани; наблюдается большее количество соединительной ткани (в белом цвете) и повторное уплотнение жировой ткани (между серым и черным), что приводит к вышеупомянутым изменениям ткани;Fig. 6 - Ultrasound imaging, where the image on the left side shows the state of the hypodermic tissue of the lower abdomen, where connective tissue fibers (in white) and adipose tissue (in black) are observed, with a thickness ranging from 0.5 mm (deep dermis) to almost 30 mm (deep fascia). The image on the right side shows the result of applying the technology one hour after treatment, causing a generalized compaction of the subcutaneous tissue; more connective tissue (in white) and re-compaction of adipose tissue (between gray and black) are observed, leading to the above-mentioned tissue changes;
фиг. 7 - на фотографии слева пациент до лечения с использованием предложенной технологии, где можно видеть скопление жира и сложившиеся складки в нижней области спины из-за несовместимости соединительной ткани, вызванной весом жировой ткани. На фотографии справа тот же самый пациент спустя один месяц лечения после фотографии слева (распознается по многочисленным родимым пятнам на спине) показан с очевидным снижением скопления жира в нижней области спины, а также с очень значительным сокращением тех же самых складок в обработанной области, благодаря уплотнению соединительной ткани;Fig. 7 - the photograph on the left shows the patient before treatment using the proposed technology, where one can see the accumulation of fat and the folds that have formed in the lower back due to the incompatibility of the connective tissue caused by the weight of the fat tissue. The photograph on the right shows the same patient one month after treatment, the photograph on the left (recognizable by the numerous birthmarks on the back) shows an obvious reduction in the accumulation of fat in the lower back, as well as a very significant reduction in the same folds in the treated area, due to the compaction of the connective tissue;
фиг. 8 - гистопатология с использованием трихрома (Trichrome) Массона и 6 иммуногистохимических маркеров (CD64, CD44, CD34, S100, Factor VIII и Alpha Actin), выполняемая на кожной веретенообразной структуре до лечения по предложенной технологии (изображение слева) и через 14 дней после лечения по предложенной технологии (изображение справа).Fig. 8 - Histopathology using Masson's Trichrome and 6 immunohistochemical markers (CD64, CD44, CD34, S100, Factor VIII and Alpha Actin) performed on the skin spindle structure before treatment with the proposed technology (image on the left) and 14 days after treatment with the proposed technology (image on the right).
По этим изображениям подкожной ткани могут быть сделаны следующие выводы:From these images of subcutaneous tissue the following conclusions can be made:
- Дерма:- Dermis:
- заметное уменьшение макроматических эластотических волокон (омоложение ткани).- noticeable reduction of macromatic elastic fibers (tissue rejuvenation).
- Гиподерма:- Hypodermis:
- в мембранах адипоцитов никакого нарушения непрерывности (поражения) не наблюдается;- no discontinuity (damage) is observed in the adipocyte membranes;
- в анализированной области никакого вклада макрофагов не наблюдается, что означает, что нет никакого коагуляционного некроза (нет никакого поражения);- no contribution of macrophages is observed in the analyzed area, which means that there is no coagulative necrosis (no lesion);
- никакого сосудистого поражения не наблюдается;- no vascular damage is observed;
- наблюдается редукция (атрофия/инволюция) морфологии жировой ткани до ее физиологического состояния (от гипертрофического состояния до более физиологического состояния);- a reduction (atrophy/involution) of the morphology of adipose tissue to its physiological state is observed (from a hypertrophic state to a more physiological state);
- наблюдается уплотнение жировой ткани и соединительной ткани.- compaction of adipose tissue and connective tissue is observed.
Фиг. 9A, 9B и 9C - характеристики излучения или пучка фокусированного ультразвукового преобразователя (фиг. 9A), нефокусированного ультразвукового преобразователя (фиг. 9B) и многофокусного ультразвукового преобразователя (фиг. 9C).Fig. 9A, 9B and 9C are radiation or beam characteristics of a focused ultrasonic transducer (Fig. 9A), an unfocused ultrasonic transducer (Fig. 9B) and a multifocal ultrasonic transducer (Fig. 9C).
Предпочтительный вариант осуществления изобретенияPreferred embodiment of the invention
Таким образом, согласно схематичному представлению на фиг. 1, рассматриваемое устройство (1) является таким, которое, по существу, содержит удобно расположенный в защитной опорной конструкции (2) по меньшей мере один ультразвуковой преобразователь (3), связанный со средством (4) для наложения, ориентации и направления акустического поля на подлежащую обработке область пациента/пользователя, и с которым предпочтительно соединен соединительным кабелем (5), и электронное устройство (6) управления, снабженное удобным специальным программным обеспечением, которое через экран (7) и/или клавиатуру (8) позволяет управлять работой устройства, чтобы регулировать интенсивность акустического поля, рабочий цикл и частоты возбуждения упомянутого УЗ-преобразователя (3).Thus, according to the schematic representation in Fig. 1, the device (1) in question is one which essentially comprises at least one ultrasound transducer (3), conveniently arranged in a protective support structure (2), connected to a means (4) for applying, orienting and directing an acoustic field to the area of the patient/user to be treated, and to which it is preferably connected by a connecting cable (5), and an electronic control device (6) provided with convenient special software which, via a screen (7) and/or keyboard (8), allows the operation of the device to be controlled in order to regulate the intensity of the acoustic field, the duty cycle and the excitation frequencies of said ultrasound transducer (3).
Излучающее ультразвук устройство для селективного воздействия на подкожную ткань (жировую ткань и соединительную ткань) в процессах омоложения и/или коррекции, являющееся объектом изобретения, характеризуется тем, что акустическое поле, создаваемое УЗ-преобразователем (3), является многофокусным акустическим полем.An ultrasound-emitting device for selective action on subcutaneous tissue (adipose tissue and connective tissue) in rejuvenation and/or correction processes, which is the subject of the invention, is characterized in that the acoustic field created by the ultrasound transducer (3) is a multifocal acoustic field.
В предпочтительном варианте УЗ-преобразователь (3) излучает ультразвуковой пучок с акустическим полем малой интенсивности (меньше 0,7 Вт/см2) и низкой частотой 185 кГц - 333 кГц, причем для лечения с одиночной частотой излучения обычно используется частота 224 кГц.In a preferred embodiment, the ultrasound transducer (3) emits an ultrasound beam with a low-intensity acoustic field (less than 0.7 W/ cm2 ) and a low frequency of 185 kHz - 333 kHz, with a frequency of 224 kHz usually used for treatment with a single emission frequency.
Чтобы продемонстрировать эффективность упомянутого устройства/технологии для вышеупомянутого лечения, были выполнены различные клинические тесты, такие как ультразвуковая визуализация, клиническая фотография и гистопатология, результаты которых приведены на фиг. 6, 7 и 8, соответственно, и подробное описание характеристик акустического поля УЗ-преобразователя при вышеупомянутых условиях после проведения электрического тестирования и тестирования акустического излучения представляет следующие результаты:In order to demonstrate the effectiveness of the said device/technology for the above-mentioned treatment, various clinical tests such as ultrasound imaging, clinical photography and histopathology were performed, the results of which are shown in Fig. 6, 7 and 8, respectively, and a detailed description of the acoustic field characteristics of the ultrasound transducer under the above-mentioned conditions after conducting electrical testing and acoustic emission testing presents the following results:
Для проведения электрических измерений осциллограф соединен с выводами УЗ-преобразователя, используя датчик с делителем на 10. Чтобы получить доступ к выводам УЗ-преобразователя, устройство было открыто и к зачищенным выводам печатной платы (РСВ) питания подключены удлинительные кабели длиной 50 см.To perform electrical measurements, the oscilloscope was connected to the terminals of the ultrasonic transducer using a sensor with a divider by 10. To gain access to the terminals of the ultrasonic transducer, the device was opened and 50 cm long extension cables were connected to the stripped terminals of the printed circuit board (PCB) of the power supply.
Запуск осциллографа устанавливался для выполнения однократной развертки, и затем несколько всплесков излучения запускались и записывались с различными настройками на панели управления устройства.The oscilloscope trigger was set to perform a single sweep, and then several bursts of radiation were triggered and recorded with different settings on the device's control panel.
В результате определены следующие значения рабочих параметров:As a result, the following values of operating parameters were determined:
- каждый раз при нажатии кнопки запуска на УЗ-преобразователе, создается 10 всплесков напряжения возбуждения УЗ-преобразователя с периодом повторения 200 мс;- each time the start button on the ultrasonic transducer is pressed, 10 surges of the ultrasonic transducer excitation voltage are created with a repetition period of 200 ms;
- среднеквадратичная амплитуда напряжения возбуждения составляет 177 В, которая формирует ультразвуковой пучок в УЗ-преобразователе с интенсивностью акустического поля меньше 0,7 Вт/см2;- the root-mean-square amplitude of the excitation voltage is 177 V, which forms an ultrasonic beam in the ultrasonic transducer with an acoustic field intensity of less than 0.7 W/ cm2 ;
- длительность всплесков варьируется в соответствии со значением, регулируемым на панели управления устройства. Это значение указывает выраженную в мс длительность каждого всплеска.- the duration of the bursts varies according to the value adjusted on the device control panel. This value indicates the duration of each burst, expressed in ms.
Чтобы убедиться, что устройство, соответствующее изобретению, не создает кавитацию, вычислялся механический индекс (mechanical index, MI) характеристик излучения, показанных на фиг. 2 и 3, приводя в результате к фиг. 4 и 5. Этот индекс был вычислен, используя приведенное ниже уравнение:To ensure that the device according to the invention does not create cavitation, the mechanical index (MI) of the radiation characteristics shown in Figs. 2 and 3 was calculated, resulting in Figs. 4 and 5. This index was calculated using the equation below:
MI = ,MI = ,
где P - отрицательный пик акустического давления, выраженный в МПа, и f - центральная частота сигнала возбуждения ультразвукового преобразователя, выраженная в МГц. Поэтому, в соответствии со ссылкой [1], если MI меньше 0,5, кавитация не возникает. Как можно видеть на фиг. 4 и 5, этот индекс меньше 0,2 и, таким образом, гарантируется, что устройство, соответствующее изобретению не создает кавитацию.where P is the negative peak of the acoustic pressure, expressed in MPa, and f is the central frequency of the excitation signal of the ultrasonic transducer, expressed in MHz. Therefore, according to reference [1], if MI is less than 0.5, cavitation does not occur. As can be seen from Figs. 4 and 5, this index is less than 0.2 and thus it is guaranteed that the device according to the invention does not create cavitation.
Измерения излучения акустического поля были получены путем связывания рассматриваемого УЗ-преобразователя, для которого должны были быть получены характеристики, со стороной испытательного резервуара, заполненного водой. Акустическая энергия распространяется от УЗ-преобразователя внутрь резервуара в форме акустического поля, которое поточечно измеряется гидрофоном, перемещаемым внутри резервуара посредством робототехнического механизма.The acoustic field radiation measurements were obtained by coupling the ultrasonic transducer under consideration, for which the characteristics were to be obtained, to the side of a test tank filled with water. The acoustic energy is propagated from the ultrasonic transducer into the tank in the form of an acoustic field, which is measured point by point by a hydrophone moved inside the tank by means of a robotic mechanism.
Измерения проводились при низкой мощности, подавая на УЗ-преобразователь пиковое напряжение 40 В и нормируя полученные результаты измерений к эквивалентным значениям, которые были бы получены при номинальном среднеквадратичном значении напряжения 177 В.The measurements were carried out at low power, applying a peak voltage of 40 V to the ultrasonic transducer and normalizing the obtained measurement results to equivalent values that would be obtained with a nominal RMS voltage of 177 V.
Компьютер с его программой обеспечивает перемещение УЗ-преобразователя и получение значений акустического поля в каждой из запрограммированных точек, в которых гидрофон останавливается для проведения измерений.The computer with its program ensures the movement of the ultrasonic transducer and obtaining the values of the acoustic field at each of the programmed points at which the hydrophone stops to take measurements.
Измерения сначала проводились на номинальной частоте 224 кГц, начиная с измерений в области 50×50 мм с разрешением 2 мм, в горизонтальной плоскости, содержащей ось УЗ-преобразователя. На фиг. 2 показана интенсивность (Вт/см2) акустического поля ультразвукового пучка, излучаемого УЗ-преобразователем устройства, возбуждаемого на частоте 224 кГц, и с интенсивностью акустического поля менее 0,7 Вт/см2.The measurements were first carried out at a nominal frequency of 224 kHz, starting with measurements in a 50 x 50 mm area with a resolution of 2 mm, in a horizontal plane containing the axis of the ultrasonic transducer. Fig. 2 shows the intensity (W/cm 2 ) of the acoustic field of the ultrasonic beam emitted by the ultrasonic transducer of the device excited at a frequency of 224 kHz and with an acoustic field intensity of less than 0.7 W/cm 2 .
Измерения акустического поля были повторены на частоте 333 кГц и результаты показаны на фиг. 3.The acoustic field measurements were repeated at 333 kHz and the results are shown in Fig. 3.
Полученные данные запоминаются, образуя матрицу, которая обрабатывается и преобразуется, используя коммерческое программное обеспечение под названием MatLab® (сокращение для программного обеспечения MATrix LABoratory, состоящего из числовой вычислительной системы, предлагающей интегрированную среду развития с ее собственным языком программирования).The obtained data are stored, forming a matrix, which is processed and transformed using commercial software called MatLab ® (short for MATrix LABoratory software, consisting of a numerical computing system offering an integrated development environment with its own programming language).
Из результатов измерений диаграмм акустического излучения следует:From the results of measurements of acoustic radiation diagrams it follows:
- Регулируемое неоднородное сцепление (соединение) приводит к отсутствию симметрии излучения, за счет чего достигается явление многофокусности ультразвукового пучка, который может меняться по форме при корректировке частоты излучения. Как можно видеть на фиг. 2 и 3, изменяя частоту возбуждения от 224 кГц до 333 кГц, область максимальной интенсивности акустического поля варьировалась от области с глубиной между 3 и 20 мм для частоты излучения 224 кГц до области с глубиной между 20 и 50 мм для частоты 333 кГц. Таким образом, возможно выполнять различные лечения на основе частоты излучения.- The adjustable non-uniform coupling (connection) results in the absence of radiation symmetry, due to which the phenomenon of multifocality of the ultrasound beam is achieved, which can change in shape when adjusting the radiation frequency. As can be seen in Fig. 2 and 3, by changing the excitation frequency from 224 kHz to 333 kHz, the region of maximum intensity of the acoustic field varied from a region with a depth of between 3 and 20 mm for a radiation frequency of 224 kHz to a region with a depth of between 20 and 50 mm for a frequency of 333 kHz. Thus, it is possible to perform different treatments based on the radiation frequency.
Достаточно описав характер настоящего изобретения, а также пример его реализации, нет необходимости его далее объяснять, поскольку любой специалист в данной области техники может понять его объем и преимущества, вытекающие из него.Having sufficiently described the nature of the present invention, as well as an example of its implementation, it is not necessary to explain it further, since any person skilled in the art can understand its scope and the advantages arising from it.
Claims (16)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ESP202030122 | 2020-02-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2830461C1 true RU2830461C1 (en) | 2024-11-19 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5902242A (en) * | 1998-01-22 | 1999-05-11 | Acuson Corporation | System and method for forming a combined ultrasonic image |
| US20090062724A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Rixen Chen | System and apparatus for sonodynamic therapy |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5902242A (en) * | 1998-01-22 | 1999-05-11 | Acuson Corporation | System and method for forming a combined ultrasonic image |
| US20090062724A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Rixen Chen | System and apparatus for sonodynamic therapy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11351401B2 (en) | Band transducer ultrasound therapy | |
| CA2719175C (en) | Operation of patterned ultrasonic transducers | |
| US5413550A (en) | Ultrasound therapy system with automatic dose control | |
| JP2024020659A (en) | Systems and methods for simultaneous multifocal ultrasound treatment in multiple dimensions | |
| US20170072227A1 (en) | Boiling histotripsy methods and systems for uniform volumetric ablation of an object by high-intensity focused ultrasound waves with shocks | |
| EP2509686A1 (en) | Devices and methods for adipose tissue reduction and skin contour irregularity smoothing | |
| CA2723791C (en) | Method and system for combined energy therapy profile | |
| US20110230793A1 (en) | Treatment of Alopecia with ultrasound | |
| RU2830461C1 (en) | Ultrasound-emitting device for selective action on adipose tissue in processes of body rejuvenation/correction | |
| KR20170104176A (en) | Method and apparatus for high intensity focused ultrasound | |
| US12324935B2 (en) | Ultrasound-emitting apparatus for applying selective treatments to adipose tissue in body rejuvenation/remodelling processes | |
| Rybyanets et al. | Multi-frequency harmonics technique for HIFU tissue treatment | |
| US20210236861A1 (en) | Portable ultrasonic stimulator | |
| KR20160023276A (en) | Method and apparatus for high intensity focused ultrasound | |
| HK40075192A (en) | Ultrasound-emitting apparatus for applying selective treatments to adipose tissue in body rejuvenation/remodelling processes | |
| KR20220164241A (en) | Cavitation based tissue removal device using focused ultrasound | |
| US20250235377A1 (en) | Acoustic shock wave therapeutic methods to treat abnormal blood pressure | |
| KR20160024134A (en) | Method and apparatus for high intensity focused ultrasound | |
| RU2800076C2 (en) | Systems and methods of simultaneous multi-focus ultrasound therapy at multiple points | |
| WO2004058135A1 (en) | Ultrasonic wave weight reducing device | |
| RU2625296C1 (en) | Polyfunctional wave radiator | |
| Rybyanets et al. | Theoretical modeling and experimental study of high intensity focused ultrasound transducers | |
| Mochizuki et al. | Optimal conditions for tissue perforation using high intensity focused ultrasound | |
| HK1233204A1 (en) | Band transducer ultrasound therapy |