专利名称：聚焦超声波无创抽脂的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种局部减肥方法和装置，尤其涉及一种应用聚焦超声波实施局部无创抽脂 的方法和装置，更具体的说，这是一种聚焦超声波无创抽脂的方法和装置。其特征是应用聚 焦超声换能器置于目标减肥区域的皮肤表面，传输聚焦超声波能量聚焦于皮下脂肪组织，高 能的超声波振动产生的空穴效应，导致皮下脂肪的细胞膜破裂，产生局部皮下脂肪细胞破裂 溶解，局部破裂的脂肪细胞破裂流出的脂肪成份和水份被机体自身免疫细胞吞噬清除，破坏 溶解脂肪组织，同时不损伤周围正常组织。
背景技术：
采用脂肪抽吸术减肥是医学美容的一种常用方法，目前主要有两种技术应用于皮下脂肪 抽吸术， 一种最早的技术是直接采用吸引器抽吸脂肪组织，其程序是，在目标区域皮肤切开 一个至数个切口，将吸引器吸头伸入皮下组织直接抽吸脂肪，施行该种手术通常在局部麻醉 或全身麻醉下施行，术后患者需局部加压包扎约3 4周，术后疼痛剧烈，术中会损伤皮下血 管、神经和皮下结缔组织，而且容易造成皮下隧道现象，引起皮下脂肪组织的不平整。另一 种常用的脂肪抽吸技术是采用超声换能器，在皮肤切口下注射大量生理盐水后，从皮肤切口 置入超声换能器，应用超声波能量在液体中产生的旋转真空现象，破坏脂肪细胞膜，造成皮 下脂肪溶解，该种技术同样需要麻醉，在操作过程中，容易造成局部皮肤温度升高而引起局部 皮肤的3度烧伤。
目前，最常用的方法是上述两种技术的结合，在吸引器吸头上加装超声换能器，在减少 局部伤害的同时，改善抽吸脂肪的效果。目前采用的脂肪抽吸技术，明显存在着对局部组织 伤害大、需采用麻醉、属于创伤性手术，可能破坏局部脂肪组织的结构，可能损伤周围血管、 神经和结缔组织。
目前市场尚无提供无创抽脂的设备供应，而减少抽脂手术的创伤性和并发症是很多专业 人士和顾客所期待的目标。
发明内容
为了克服现有技术的不足和弥补现有技术的缺陷，本发明的目的是提出一种非创伤性溶 解局部脂肪的聚焦超声无创抽脂方法和装置，获得局部溶解脂肪效果而不伤害周围正常组织, 以达到局部无创减肥塑形的效果。
为了达到本发明的目的，解决其技术问题而采用的技术方案是，提供一种非创伤性溶解 皮下脂肪的聚焦超声波装置，其特征是应用超声换能器置于目标减肥区域的皮肤表面，通过
传输聚焦的超声波能量至皮下脂肪组织，高能的超声振动使脂肪细胞膜破裂，产生局部脂肪 溶解。溶解的脂肪细胞被自身免疫细胞吞噬清除，在减少局部脂肪的同时，不破坏脂肪周围 非脂肪组织的完整性。
所述的聚焦超声波装置由超声波功率电源、超声波控制装置、聚焦超声换能器组成。超 声波功率电源产生的超声波信号经放大和脉冲调制后，在超声波控制装置的调节控制下，将 超声波电信号传输至聚焦超声波换能器，聚焦超声波换能器的压电晶体将电能转变为相同振 动，产生的聚焦超声波穿过皮肤到达皮下组织，聚焦超声波焦斑及其周围的脂肪细胞被聚焦 超声波所产生的超声能量振动破裂。
本发明的技术特征是，本发明所述的聚焦超声无创抽脂装置应用聚焦型超声波换能器转 换电能为超声波能量，所述的聚焦型超声波换能器的特征是焦距范围为1.0 0.6cm，较佳的 焦距范围为1. 5 4cm，最好的焦距为2cm;聚焦换能器聚斑直径为2 12mm，较佳为6 10,， 最好为8腿；所述焦斑宽度为6 12咖，较佳为8 10mm，最好为10mm。
本发明所述的聚焦超声波无创抽脂装置中应用的聚焦超声波换能器，为实现上述焦距和 焦斑范围，可以采用多种不同结构的聚焦超声换能器结构， 一种最常用的聚焦超声换能器的 结构为半球形换能器结构，可以采用弯曲压电晶体自聚焦型超声换能器结构；也可以在平板 压电晶体前加放声透镜，应用声透镜型聚焦超声换能器；还可以采用半球多元聚焦超声换能 器的结构，在半球形换能器球冠体内安装多个小型压电晶片，采用多元压电晶体型聚焦超声 换能器结构。
本发明的技术特征是，本发明所述的聚焦超声无创抽脂装置中应用低频率超声波驱动换 能器，采用超声波的频率范围从50KHZ 750KHZ，较佳的范围为200 500KHZ，最佳频率为 250KHZ。
本发明的技术特征是，本发明所述的聚焦超声无创抽脂装置中应用的脉冲型超声波驱动 换能器，采用调制脉冲波的宽度从0.5 5ms，较佳范围为0.8 2.2ms,最佳为1.6ms;调制 脉冲波的重复周期范围为4 110ms，较佳范围为15 50ms,最佳脉冲重复周期为20ms。
本发明的技术特征是，本发明所述聚焦超声无创抽脂装置的电输出功率范围为50 IOOOW，较佳范围为200 500W，最佳范围为250W 300W。
本发明的技术特征是，本发明所述的聚焦超声无创抽脂装置，在聚焦超声换能器安装冷 却装置，通过半导体制冷装置、循环水冷却装置、风冷装置等散热方法和装置，减少换能器 表面的温度升高。
本发明的技术特征是，本发明所述的聚焦超声无创抽脂装置，采用定位装置和监控装置 来监视治疗头在治疗区域的移动轨迹，防止治疗头重复治疗同一部位，所述的定位监测装置,
可以采用光学追踪定位装置或激光定位装置。
本发明的技术特征是，本发明所述的聚焦超声无创抽脂装置的聚焦超声换能器内安装声 学传感器，连接超声波控制装置，探测治疗头与局部皮肤的接触状态，当治疗头与皮肤表面 接触不良时，自动报警和停止超声波输出。
本发明的技术特征是，本发明所述聚焦超声无创抽脂装置的聚焦超声换能器形状为半球 形，曲率半径范围为36 98mra,较佳范围为50 70mm，，最佳为62mm;聚焦超声换能器半球 冠体的内径为80 148mra，较佳范围为100 124mm，最佳为120mm;聚焦超声换能器外径范 围为120 150謹，最佳为136mm。
本发明的技术特征是，本发明所述装置中超声换能手柄中的超声探头探测局部皮下组织 影像通过显示器显示，实时反映局部脂肪溶解的状态，数字影像追踪装置追踪每次超声换能 手柄的定位位置，保证实施程序的顺利进行。
本发明的有益效果是，提出一种聚焦超声无创抽脂的方法和装置，在不损伤皮下非脂肪 组织结构及完整性的同时有效溶解局部脂肪细胞，达到无创伤抽脂减肥的目的。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明装置的结构示意图
图2a是超声换能器正面图
图2b是超声换能器剖面图
图3是弯曲压电晶体自聚焦型超声换能器结构图
图4是平板压电晶体声透镜型聚焦超声换能器结构图
图5是平板型超声换能器结构图
图6a、 6b、 6c、 6d是聚焦超声无创抽脂治疗后皮下溶解局部脂肪效果图 图7a、 7b、 7c、 7d、 7e是聚焦超声无创抽脂治疗后，正常皮下血管、祌经和结缔组织完 好无损图
图l中，本发明装置包括波形发生装置2-、放大器4、调理电路6、示波器8和聚焦型超 声换能器IO，该换能器放置至患者皮肤表面传输聚焦的超声能量在目标区域皮下组织，促使 皮下脂肪溶解。波形发生器2产生低功率信号，放大器4将信号放大至非失真的高功率信号， 调理电路6调整电压和电流与换能器10相一致，示波器8显示供应给换能器的电压和电流波 形。
图2a和2b中，超声换能器10(250KHz)，有一个半球形状，曲率半径为62mm，外直径为
136mm，球状焦点至半球平面的距离是2cm，直径为lcm，超声换能器的凹腔用填充材料填满，
这些材料不能影响换能器发生信号的强度及其特征。超声换能器放置在皮肤表面时需应用超 声电胶。
图3中，弯曲压电晶体聚焦超声换能器40，由换能器腔42、背对隔音材料44、平板压 电晶体46、声透镜48等部份组成。
图4中，声透镜型半球型聚焦超声换能器50，由换能器腔52、背衬隔音材料54和压电 晶体56等部件组成。
图5中，相位转换聚焦型超声换能器60，由换能器腔62，压电晶体64和输出束集导线
66等部件组成，通过调控超声波发生器的相位获得聚焦效果。
图6a、 6b、 6c、 6d中，显微镜显示皮下脂肪细胞膜破裂，溶解局部脂肪效果明显。 图7a、 7b、 7c、 7d、 7e中，溶解局部脂肪效果明显，而正常皮下非脂肪组织，包括血管、
祌经和结缔组织完好无损。
具体实施例方式
实施例一聚焦超声波无创抽脂系统无创伤抽脂减肥实验
1. 超声系统组成
波型发生器2(TGA1320TTI， USA)产生低功率信号，放大器4(700A, Amplifier Research, USA)放大信号，脉冲调制电路6 (DSW International Inc. USA)输出信号至聚焦超声换能 器10。
聚焦超声换能器10 (250KHZ， Imasonic， France)见表2a和2b，呈半球形状，曲率半 径62mm，外径130mm，焦距3cm，焦斑宽度2cm。
2. 实验材料准备-.
取新鲜屠来的猪皮，保留脂肪厚度3cm，制备为园柱形状(高度3cm，直径lcm)
3. 超声波输出参数
输出功率300W，超声波频率750KHZ，脉冲宽度2.6ms,脉冲周期30ms。
4. 实验过程
将聚焦超声换能器放在猪皮表面，以上参数照射10秒钟。
5. 标本制作
以常规方法制备标本玻片
6. 显微镜
采用普通光学显微镜，以50倍，100倍，400倍进行观察
7. 结果
溶解局部脂肪效果(见图6a、 6b、 6c、 6d)显微镜中显示皮下脂肪细胞膜破裂，而正常
皮下非脂肪组织，包括血管、神经和结缔组织完好无损(见图7a、 7b、 7c、 7d、 7e)
权利要求
1.一种聚焦超声波无创抽脂的方法和装置，其特征是应用超声换能器置于目标减肥区域的皮肤表面，通过传输聚焦的超声波能量至皮下脂肪组织，高能的超声振动使脂肪细胞膜破裂，产生局部脂肪溶解，溶解的脂肪细胞被自身免疫细胞吞噬清除，在减少局部脂肪的同时，不破坏脂肪周围非脂肪组织的完整性，所述的聚焦超声波装置由超声波功率电源、超声波控制装置、聚焦超声换能器组成，超声波功率电源产生的超声波信号经放大和脉冲调制后，在超声波控制装置的调节控制下，将超声波电信号传输至聚焦超声波换能器，聚焦超声波换能器的压电晶体将电能转变为相同振动，产生的聚焦超声波穿过皮肤到达皮下组织，聚焦超声波焦斑及其周围的脂肪细胞被聚焦超声波所产生的超声能量振动破裂。
2. 按照权利要求1所述的聚焦超声波无创抽脂的方法和装置，其特征是，本发明所述的聚焦超声无创抽脂装置应用聚焦型超声波换能器转换电能为超声波能量，所述的聚焦型超声波换能器的特征是焦距范围为1.0 6.0cm，较佳的焦距范围为1.5 4cm，最好的焦距为2cm; 聚焦换能器聚斑直径为2 12mm，较佳为6 10mm，最好为8mm;所述焦斑宽度为6 12mm， 较佳为8 10mm,最好为10mm。
3. 按照权利要求l所述的聚焦超声波无创抽脂的方法和装置，其特征是，聚焦超声波无 创抽脂装置中应用的聚焦超声波换能器，为实现上述焦距和焦斑范围，可以采用多种不同结 构的聚焦超声换能器结构， 一种最常用的聚焦超声换能器的结构为半球形换能器结构，可以 采用弯曲压电晶体自聚焦型超声换能器结构，也可以在平板压电晶体前加声透镜，应用声透 镜型聚焦超声换能，还可以采用半球多元聚焦超声换能器的结构，在半球形换能器球冠体内 安装多个小型压电晶片，采用多元压电晶体型聚焦超声换能器结构。
4. 按照权利要求1所述的聚焦超声波无创抽脂的方法和装置，其特征是，聚焦超声无创 抽脂装置中应用低频率超声波驱动换能器，采用超声波的频率范围从50KHZ 750KHZ，较佳 的范围为200 500KHZ,最佳频率为250KHZ。
5. 按照权利要求1所述的聚焦超声波无创抽脂的方法和装置，其特征是，聚焦超声无创 抽脂装置中应用的脉冲型超声波驱动换能器，本发明采用调制脉冲波的宽度从0.5 5ms，较 佳范围为0.8 2.2ms,最佳为1.6ms;调制脉冲波的重复周期范围为4 110ms，较佳范围为 15 50ms，最佳脉冲重复周期为20ms。
6. 按照权利要求1所述的聚焦超声波无创抽脂的方法和装置，其特征是，聚焦超声无创 抽脂装置的电输出功率范围为50 1000W，较佳范围为200 500W，最佳范围为250W 300W。
7. 按照权利要求1所述的聚焦超声波无创抽脂的方法和装置，其特征是，聚焦超声无创 抽脂装置的聚焦超声换能器形状为半球形，曲率半径范围为36 98咖,较佳范围为50 70mm,最佳为62mm;聚焦超声换能器半球冠体的内径为80 148mra,较佳范围为100 124mm，最佳 为120mm;聚焦超声换能器外径范围为120 150mm，最佳为136mm。
8. 按照权利要求1所述的聚焦超声波无创抽脂的方法和装置，其特征是，聚焦超声无创 抽脂装置，在聚焦超声换能器安装冷却装置，通过半导体制冷装置、循环水冷却装置、风冷 装置等散热方法和装置，减少换能器表面的温度升高。
9. 按照权利要求l所述的聚焦超声波无创抽脂的方法和装置，其特征是，聚焦超声无创 抽脂装置，采用定位装置和监控装置来监视治疗头在治疗区域的移动轨迹，防止治疗头重复 治疗同一部位，所述的定位监测装置，可以采用光学追踪定位装置或激光定位装置。
10. 按照权利要求1所述的聚焦超声波无创抽脂的方法和装置，其特征是，聚焦超声无 创抽脂装置的聚焦超声换能器内安装声学传感器，连接超声波控制装置，探测治疗头与局部 皮肤的接触状态，当治疗头与皮肤表面接触不良时自动报警和停止超声波输出，超声换能手柄 中的超声探头探测局部皮下组织影像，通过显示器显示，实时反映局部脂肪溶解的状态，数 字影像追踪装置追踪每次超声换能手柄的定位位置，保证实施程序的顺利进行。
全文摘要
本发明涉及一种局部减肥方法和装置，尤其涉及一种应用聚焦超声波实施局部无创抽脂的方法和装置，更具体的说，这是一种聚焦超声波无创抽脂的方法和装置。其特征是应用聚焦超声换能器置于目标减肥区域的皮肤表面，传输聚焦超声波能量聚焦于皮下脂肪组织，高能的超声波振动产生的空穴效应，导致皮下脂肪的细胞膜破裂，产生局部皮下脂肪细胞破裂溶解，局部破裂的脂肪细胞破裂流出的脂肪成份和水份被机体自身免疫细胞吞噬清除，破坏溶解脂肪组织，同时不损伤周围正常组织。
文档编号A61M1/00GK101361993SQ200810042848
公开日2009年2月11日 申请日期2008年9月11日 优先权日2008年9月11日
发明者高春平 申请人:高春平