ES2933557T3 - Sonotrodo - Google Patents

Abstract

Se describen métodos y dispositivos para el tratamiento de la grasa subcutánea mediante la inducción transdérmica simultánea de vibraciones transversales ultrasónicas y vibraciones longitudinales ultrasónicas en el tejido subcutáneo, por ejemplo, para la reducción de la grasa subcutánea. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sonotrodo

Campo y antecedentes de la invención

La invención, en algunas realizaciones, se relaciona con el campo del tratamiento del tejido corporal con energía suministrada acústicamente y, más particularmente, con dispositivos para el tratamiento de la grasa subcutánea adecuados para inducir transdérmicamente simultáneamente vibraciones transversales ultrasónicas y vibraciones longitudinales ultrasónicas en el tejido subcutáneo, por lo tanto, suministrar energía acústicamente a través de la piel, por ejemplo, para reducir la grasa subcutánea aplicando vibraciones ultrasónicas a la superficie de la piel.

En la técnica se conoce aplicar vibraciones ultrasónicas a la superficie de la piel para inducir transdérmicamente vibraciones ultrasónicas para suministrar acústicamente energía al tejido subcutáneo tal como una capa de grasa subcutánea para dañar los adipocitos, por ejemplo, en el campo de la escultura corporal.

La aplicación de vibraciones ultrasónicas a una superficie generalmente se realiza mediante un dispositivo 10 (ver Figura 1) que incluye un transductor 12 ultrasónico proximal para la generación de vibraciones longitudinales ultrasónicas (por ejemplo, un transductor de tipo Langevin que comprende una pila de elementos piezoeléctricos) que tiene una cara 14 proximal asociada funcionalmente con un reflector 16 acústico y una cara 18 distal y un sonotrodo 20 distal que tiene una cara 22 proximal, un extremo 24 distal que define una cara 26 de trabajo que constituye una superficie radiactiva acústica y un eje 28 de sonotrodo, donde la cara 22 proximal del sonotrodo 20 se acopla acústicamente a la cara 18 distal del transductor 12 ultrasónico.

Para uso, mientras que la cara 26 de trabajo del sonotrodo 20 se acopla acústicamente a una superficie 30 de un medio 32 (por ejemplo, por contacto directo o por contacto indirecto a través de una sustancia de acoplamiento, por ejemplo, un líquido o un gel), se suministra una corriente alterna (CA) que oscila a una frecuencia de excitación ultrasónica desde una fuente 34 de alimentación de ultrasonidos para accionar el transductor 12 ultrasónico. Los elementos piezoeléctricos del transductor 12 ultrasónico se expanden y relajan a la frecuencia de excitación en respuesta a las oscilaciones del potencial de CA, generando así vibraciones longitudinales ultrasónicas con la frecuencia de la frecuencia de excitación. Las vibraciones longitudinales ultrasónicas generadas se propagan en paralelo con el eje 28 a través del sonotrodo 20 de la cara 22 proximal a la cara 26 de trabajo. La cara 26 de trabajo aplica las vibraciones longitudinales ultrasónicas a la superficie 30, induciendo vibraciones longitudinales ultrasónicas en el medio 32.

Para uso práctico, es ventajoso configurar un sonotrodo para que funcione como un transformador de amplitud acústica (también llamado bocina) que aumenta la amplitud de las vibraciones longitudinales ultrasónicas (es decir, el desplazamiento máximo de la cara 26 de trabajo distal) por ser relativamente pequeño en la cara 22 proximal del sonotrodo 20 a sustancialmente más grande en la cara 26 de trabajo, típicamente a entre 10 y 150 micrómetros. Tal configuración incluye que el sonotrodo se estrecha desde un extremo proximal de gran sección 22 transversal a una pequeña cara 26 de trabajo de sección transversal y que la longitud 36 total del sonotrodo (desde la cara 22 proximal hasta la cara 26 de trabajo) es un múltiplo entero de AL/2, siendo AL la longitud de onda de las vibraciones longitudinales ultrasónicas en el sonotrodo que depende de la frecuencia de activación y de la velocidad longitudinal del sonido a lo largo del eje 28 de manera que el sonotrodo funciona como un resonador de media longitud de onda. Las configuraciones de transformadores de amplitud acústica más populares se representan esquemáticamente en una sección transversal lateral en la Figura 2: Figura 2A un sonotrodo 38a cónico lineal, Figura 2B un sonotrodo 38b de conicidad exponencial, y la Figura 2C un sonotrodo 38c cónico escalonado.

Cuando se utiliza un sonotrodo 20, 38a, 38b o 38c, como se divulga en las Figuras 1, 2A, 2B o 2C respectivamente, las vibraciones ultrasónicas en el sonotrodo y que se inducen en un medio son predominantemente, si no en su totalidad, vibraciones longitudinales que se propagan colinealmente con el eje 28 del sonotrodo. Los efectos biológicos de la energía administrada transdérmicamente por vibraciones longitudinales ultrasónicas surgen principalmente del calentamiento del tejido, especialmente del calentamiento de la dermis.

En la publicación de Patente US 2011/0213279, algunos de los inventores dieron a conocer un sonotrodo “en forma de hongo”. En la Figura 2d, un sonotrodo 38d con forma de hongo se representa esquemáticamente en una sección transversal lateral que tiene un vástago 40 cónico que funciona como un transformador de amplitud acústica como se describió anteriormente (particularmente sonotrodo 38c representado en la Figura 2C) y una tapa 42 más amplia. La tapa 42 es lenticular, en sección transversal lateral que se asemeja a una lente que tiene un lado 44 posterior curvo y una cara 26 de trabajo convexa. La cara 26 de trabajo del sonotrodo 38d también incluye rebordes 46 de transferencia de ondas transversales circulares concéntricas.

Como se detalla en la Patente US 2011/0213279, un sonotrodo como 38d es operativo para inducir transdérmicamente, dependiendo del valor de la frecuencia de excitación, vibraciones longitudinales ultrasónicas o vibraciones transversales ultrasónicas en el tejido subcutáneo cuando la cara 26 de trabajo se acopla acústicamente con la piel.

Sin querer ceñirse a ninguna teoría, actualmente se considera que, con algunas frecuencias de excitación, las vibraciones longitudinales ultrasónicas generadas por un transductor 12 ultrasónico preferentemente propagarse en paralelo con el eje 28 del sonotrodo en forma de hongo como 38d de la cara 22 proximal a la cara 26 de trabajo. Estas vibraciones longitudinales ultrasónicas conducen principalmente a vibraciones longitudinales ultrasónicas del sonotrodo 38d, que se aplican por cara 26 de trabajo a una superficie de la piel acoplada acústicamente con la cara 26 de trabajo, induciendo transdérmicamente vibraciones longitudinales ultrasónicas en el tejido subcutáneo.

Sin embargo, con algunas otras frecuencias de excitación diferentes, las vibraciones longitudinales ultrasónicas generadas por un transductor 12 ultrasónico producen preferentemente vibraciones de ondas de cizallamiento ultrasónicas en la tapa 42 del sonotrodo 38d, siendo las vibraciones de ondas de cizallamiento ultrasónicas perpendiculares a las vibraciones longitudinales en el vástago 40, es decir, una mayor proporción de la energía transferida por el transductor 12 en el sonotrodo 38d está en vibraciones de ondas de cizallamiento ultrasónicas en la tapa 42 perpendicular al eje 28 en lugar de vibraciones longitudinales ultrasónicas paralelas o colineales con el eje 28. Como resultado, la cara 26 de trabajo sustancialmente vibra transversalmente, presumiblemente aumentando y disminuyendo alternativamente en diámetro. Cuando la cara 26 de trabajo vibrante se aplica a una superficie de la piel, las vibraciones de ondas de cizallamiento ultrasónicas inducen vibraciones transversales ultrasónicas en el tejido subcutáneo en virtud de la forma convexa de la cara 26 de trabajo y en virtud de los rebordes 46 de transferencia de ondas transversales circulares concéntricas que se puede considerar como mover físicamente la piel y el tejido transversalmente.

Un dispositivo que incluye un sonotrodo como 38d proporciona dos modos de funcionamiento que ventajosamente se activan en serie:

a una primera frecuencia de excitación que está relacionada con la longitud de onda AL para la cual el sonotrodo 38d está configurado para actuar como un transformador de amplitud acústica, un primer modo “caliente” o “longitudinal” donde la energía se entrega transdérmicamente al tejido subcutáneo a través de la cara 26 de trabajo es principalmente por vibraciones longitudinales ultrasónicas que son perpendiculares a la superficie de la piel; y

a una segunda frecuencia de excitación diferente de la primera frecuencia de excitación, un segundo modo “frío” o “transversal” en el que la energía se entrega transdérmicamente al tejido subcutáneo a través de la cara 26 de trabajo es principalmente por vibraciones transversales ultrasónicas que son paralelas a la superficie de la piel como se describe en el documento US 2011/0213279, las ondas transversales ultrasónicas “frías” de energía relativamente baja interrumpen los adipocitos, aparentemente estirando repetidamente las membranas celulares y luego permitiendo que se relajen, pero sin causar sustancialmente daño colateral al tejido no adiposo circundante.

En algunas realizaciones preferidas descritas en el documento US 2011/0213279, las vibraciones longitudinales ultrasónicas del primer modo y las vibraciones de ondas de cizallamiento ultrasónicas del segundo modo se aplican alternativamente a través de un sonotrodo en forma de hongo como 38d descrito anteriormente. La cara de trabajo aplica las vibraciones longitudinales ultrasónicas a la superficie de la piel (normalmente durante unos 5 segundos) para inducir transdérmicamente ondas longitudinales ultrasónicas que calientan el tejido subcutáneo, como la dermis. Posteriormente, la cara de trabajo aplica vibraciones de ondas de cizallamiento ultrasónicas a la superficie de la piel (típicamente durante una duración de aproximadamente 15 segundos) para inducir vibraciones transversales ultrasónicas para romper los adipocitos. Debido al calentamiento anterior por las vibraciones longitudinales ultrasónicas, las vibraciones transversales ultrasónicas penetran más profundamente y/o con mayor eficacia y/o una fracción mayor de la energía penetra a una profundidad dada del tejido adiposo y/o el tejido calentado tiene propiedades absorbentes de energía mejoradas.

Aunque muy eficaz en el campo de la escultura corporal, un sonotrodo como el descrito en el documento US 2011/0213279 a veces se considera menos que ideal para algunos usos porque las vibraciones de ondas de cizallamiento no se aplican continuamente, debido a la complejidad adicional requerida para generar y cambiar entre dos frecuencias de excitación diferentes y porque si un usuario mueve la cara de trabajo sobre diferentes porciones de un sujeto tratado demasiado rápido, los resultados de un tratamiento podrían considerarse menos que ideales.

En la Publicación de Patente de EE. UU. US 2008/0194999 se divulga un aparato de tratamiento ultrasónico que incluye un transductor ultrasónico para generar vibración ultrasónica, una sonda (sonotrodo) cuyo extremo proximal está conectado al transductor ultrasónico y que se extiende desde un lado del extremo proximal hasta un lado del extremo distal, y una porción de tratamiento que incluye al menos un rebaje formado en el costado de la sonda y trata un tejido vivo mediante vibración ultrasónica generada por el transductor ultrasónico.

En la Patente US 5,527,273 se divulga un dispositivo de sonda de lipectomía ultrasónica con un sonotrodo que tiene una varilla con un extremo proximal y un extremo distal, un conector en el extremo proximal de la varilla para conectar la varilla a una fuente de energía vibratoria ultrasónica y un cabezal agrandada en el extremo distal extremo de la varilla. El cabezal de la sonda tiene una anchura, en una primera dirección, sustancialmente mayor que el diámetro exterior de la varilla en el extremo distal de la misma. Además, la cabeza tiene un espesor, en una segunda dirección esencialmente ortogonal con respecto a la primera dirección, sustancialmente igual al diámetro exterior de la varilla.

En Publicación PCT WO 92/09238 se divulga un método y aparato para destruir tejido graso humano mediante la aplicación interna o externa de energía ultrasónica por medio de sondas especiales (sonotrodos). Si la energía ultrasónica se va a aplicar externamente, la sonda ultrasónica externa especial se coloca sobre la piel sobre el área de las células grasas y el tejido que se va a destruir. Se aplica energía ultrasónica a la sonda, que destruye las células grasas humanas y los tejidos grasos en el área debajo de la sonda. Después de que la energía ultrasónica rompa y destruya las células grasas y los tejidos grasos, se retira la sonda del paciente. Si la energía ultrasónica se va a aplicar internamente, la sonda ultrasónica interna especial se inserta en el cuerpo del paciente a través de una pequeña incisión en el área donde se desea destruir la grasa. Se aplica energía ultrasónica a la sonda, que destruye las células grasas humanas y los tejidos grasos en el área que rodea la sonda. El documento WO9209238 también divulga una realización que comprende un disco metálico plano para uso externo.

En la Publicación PCT WO 2011/013101 se divulga un sonotrodo y su uso para la administración transdérmica de compuestos terapéuticos o cosméticos. El sonotrodo comprende un cuello tubular unido en un extremo proximal a un cabezal sólido y que termina en un extremo distal en un pie acampanado. Cuando se acopla a un transductor ultrasónico y se aplica a la piel de un ser humano o un animal, el sonotrodo mejora la administración de compuestos en la piel.

Resumen de la invención

La invención, tal como se define en la reivindicación 1, se refiere a dispositivos para el tratamiento de tejidos corporales con energía y, más concretamente, a dispositivos para el tratamiento de la grasa subcutánea adecuados para inducir transdérmicamente tanto vibraciones transversales ultrasónicas como vibraciones longitudinales ultrasónicas en el tejido subcutáneo, por ejemplo, para reducción de la grasa subcutánea. Las realizaciones adicionales de la invención están definidas por las reivindicaciones dependientes. Los métodos no forman parte de la invención.

De acuerdo con un aspecto de algunas realizaciones, se proporciona un dispositivo adecuado para tratar el tejido adiposo subcutáneo, que comprende:

a. un transductor ultrasónico para la generación de vibraciones ultrasónicas que tiene una cara proximal y una cara distal; y

b. un sonotrodo que incluye una porción del vástago proximal más estrecha que define un eje del sonotrodo y una porción de la tapa distal más ancha

en el que la porción del vástago tiene un extremo distal y lleva una cara proximal del sonotrodo, el sonotrodo acoplado acústicamente a la cara distal del transductor ultrasónico a través de la cara proximal del sonotrodo,

en el que la porción de la tapa tiene un lado posterior orientado proximalmente, una cara de trabajo distal del sonotrodo y una periferia,

en el que el extremo distal de la porción del vástago se encuentra con el lado posterior de la porción de la tapa,

en el que el extremo distal de la porción del vástago se encuentra con el lado posterior de la porción de la tapa, el área de la sección transversal de la porción de la tapa perpendicular al eje del sonotrodo es no menos de 4 veces mayor que el área de la sección transversal del extremo distal de la porción del vástago perpendicular al eje del sonotrodo; y

en el que dicho sonotrodo está configurado como un transformador de amplitud acústica para una frecuencia ultrasónica seleccionada.

La Solicitud de Patente Provisional US 62/302,875 presentada el 3 de marzo de 2016, a partir del cual la presente solicitud gana prioridad, se adjunta al presente en su totalidad como Apéndice. El Apéndice es parte integral de la solicitud.

A menos que se defina de otro modo, todos los términos técnicos y científicos utilizados en el presente documento tienen el mismo significado que comúnmente entiende un experto en la técnica a la que pertenece la invención. En caso de conflicto, prevalecerá la especificación, incluidas las definiciones.

Tal como se utilizan en el presente documento, los términos “que comprende”, “que incluye”, “que tiene” y sus variantes gramaticales deben considerarse como una especificación de las características, números enteros, etapas o componentes establecidos, pero no impiden la adición de una o más características adicionales, números enteros, etapas, componentes o grupos de los mismos. Estos términos abarcan los términos “que consisten en” y “que consisten esencialmente en”.

Como se usa aquí, los artículos indefinidos “un” y “uno” significan “al menos uno” o “uno o más” a menos que el contexto dicte claramente lo contrario. “

Breve descripción de las figuras

Algunas realizaciones de la invención se divulgan aquí con referencia a las figuras adjuntas. La descripción, junto con las figuras, hace evidente a una persona con experiencia normal en la técnica cómo se pueden practicar algunas realizaciones de la invención. Las figuras tienen el propósito de una descripción ilustrativa y no se intenta mostrar detalles estructurales de una realización con más detalle del necesario para una comprensión fundamental de la invención. En aras de la claridad, algunos objetos representados en las figuras no están a escala.

En las figuras:

La Figura 1 (técnica anterior) representa esquemáticamente un dispositivo para la aplicación de vibraciones ultrasónicas en un medio a través de una superficie del medio;

Las Figuras 2A, 2B, 2C y 2D (técnica anterior) representan esquemáticamente diferentes sonotrodos configurados para funcionar como transformadores de amplitud acústica: Figura 2A sonotrodo de conicidad lineal; Figura 2B sonotrodo de conicidad exponencial; Figura 2C sonotrodo de conicidad escalonada; y Figura 2D sonotrodo de hongo de acuerdo con el documento US 2011/0213279; y

La Figura 3 representa esquemáticamente una realización de un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas del presente documento.

Descripción de algunas realizaciones de la invención

La invención, en algunas realizaciones, se refiere a dispositivos para el tratamiento del tejido corporal con energía y más particularmente, pero no exclusivamente, a dispositivos para el tratamiento de la grasa subcutánea adecuados para inducir transdérmicamente tanto vibraciones transversales ultrasónicas como vibraciones longitudinales ultrasónicas en el tejido subcutáneo, de ese modo entregando energía acústicamente a través de la piel para tratar la grasa subcutánea, mediante la aplicación de vibraciones ultrasónicas a la superficie de la piel

Los principios, usos e implementaciones de las enseñanzas del presente documento pueden comprenderse mejor con referencia a la descripción y las figuras adjuntas. Después de leer detenidamente la descripción y las figuras presentes en este documento, un experto en la técnica puede implementar la invención sin un esfuerzo o experimentación indebida. En las figuras, los números de referencia iguales se refieren a partes iguales en todas partes.

Antes de explicar en detalle al menos una realización, debe entenderse que la aplicación de la invención no está necesariamente limitada a los detalles de construcción y disposición de los componentes y/o métodos expuestos en este documento. La invención es susceptible de otras realizaciones o de ser puesta en práctica o llevada a cabo de varias maneras. La fraseología y la terminología empleadas en este documento tienen fines descriptivos y no deben considerarse como limitantes.

Como se discutió anteriormente, en el documento US 2011/0213279 se divulgan métodos y dispositivos para inducir transdérmicamente en serie vibraciones transversales ultrasónicas y vibraciones longitudinales ultrasónicas en un volumen de tejido subcutáneo transportando acústicamente energía a través de la piel para tratar la grasa subcutánea. La energía transmitida por las vibraciones ultrasónicas transversales interrumpe selectiva y eficazmente los adipocitos en el volumen del tejido, mientras que la energía transmitida por las vibraciones ultrasónicas longitudinales calienta el tejido subcutáneo, lo que amplifica la eficacia de las vibraciones ultrasónicas transversales. Aunque muy eficaz en el campo de la escultura corporal, un sonotrodo como el descrito en el documento US 2011/0213279 a veces se considera menos que ideal para algunos usos porque las vibraciones de ondas de cizallamiento ultrasónicas que inducen vibraciones transversales en el tejido no se aplican de forma continua, debido a la complejidad adicional requerida para generar y cambiar entre dos frecuencias de excitación diferentes y porque si un usuario mueve la cara sobre diferentes porciones de un sujeto tratado demasiado rápido, los resultados de un tratamiento pueden considerarse menos que ideales.

En el presente documento se divulgan dispositivos para el tratamiento de la grasa subcutánea adecuados para inducir transdérmicamente tanto vibraciones transversales ultrasónicas como vibraciones longitudinales ultrasónicas en el tejido subcutáneo, suministrando así acústicamente energía a través de la piel para tratar la grasa subcutánea, aplicando vibraciones ultrasónicas a una superficie de la piel, por ejemplo, para reducción de la grasa subcutánea.

De acuerdo con un aspecto de algunas realizaciones de las enseñanzas del presente documento, se proporciona un dispositivo adecuado para tratar el tejido adiposo subcutáneo, que comprende:

a. un transductor ultrasónico para la generación de vibraciones ultrasónicas que tiene una cara proximal y una cara distal; y

b. un sonotrodo que incluye una porción del vástago proximal más estrecha que define un eje del sonotrodo y una porción de la tapa distal más ancha

en el que la porción del vástago tiene un extremo distal y lleva una cara proximal del sonotrodo, el sonotrodo acoplado acústicamente a la cara distal del transductor ultrasónico a través de la cara proximal,

en el que la porción de la tapa tiene un lado posterior orientado proximalmente, una cara de trabajo distal del sonotrodo y una periferia,

en el que el extremo distal de la porción del vástago se encuentra con el lado posterior de la porción de la tapa,

en el que el extremo distal de la porción del vástago se encuentra con el lado posterior de la porción de la tapa, el área de la sección transversal de la porción de la tapa perpendicular al eje del sonotrodo es no menos de 4 veces mayor que el área de la sección transversal del extremo distal de la porción del vástago perpendicular al eje del sonotrodo; y

en el que el sonotrodo está configurado para funcionar como un transformador de amplitud acústica para una frecuencia ultrasónica seleccionada.

En la Figura 3, se representa esquemáticamente una realización de un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas del presente documento, el dispositivo 48. Un dispositivo 48 de acuerdo con las enseñanzas del presente documento fue realmente construido, ensayado y probado para tratar con éxito la grasa subcutánea, véanse las reproducciones de las fotomicrografías en la última página del Apéndice. El dispositivo 48 incluye un transductor 12 ultrasónico y un sonotrodo 50.

El transductor 12 ultrasónico tiene una cara 14 proximal y una cara 18 distal. El transductor 12 ultrasónico es un transductor pretensado de tipo Langevin (entre 45 N/ma 10o N/m) que incluye una pila de cuatro discos de 6 mm de diámetro, configurado para producir frecuencias ultrasónicas longitudinales de entre 58 kHz y 60 kHz.

El Sonotrodo 50 incluye una porción 52 del vástago proximal que define un eje 28 del sonotrodo y una porción 54 de la tapa distal. El sonotrodo 50 es un bloque monolítico de aluminio 6061 (una aleación de aluminio que incluye magnesio y silicio como elementos de aleación) de modo que la porción 52 del vástago y la porción 54 de la tapa están formados integralmente.

La porción 52 del vástago lleva una cara 56 proximal (también llamado “superficie de entrada”) del sonotrodo 50 y tiene un extremo 58 distal. El sonotrodo 50 se acopla acústicamente a la cara 18 distal de transductor 12 a través de la cara 56 proximal del sonotrodo 50. Como se discutirá con mayor detalle a continuación, la porción 52 del vástago está configurado sustancialmente como un sonotrodo cónico escalonado, que tiene una sección transversal circular perpendicular al eje 28 del sonotrodo, donde la porción proximal mide 2.75 cm de largo y 40 mm de diámetro mientras que la porción distal mide 2.15 cm de largo y 20 mm de diámetro.

La porción 54 de la tapa tiene un lado 60 posterior orientado proximalmente, una cara 62 de trabajo distal (también llamado “Área de contacto” o “superficie de salida”) del sonotrodo 50 y una periferia 64. La porción 54 de la tapa es sustancialmente un disco que tiene una sección transversal circular con un diámetro de 88 mm perpendicular al eje 28 del sonotrodo y tiene un espesor uniforme de 6 mm.

El extremo 58 distal de la porción 52 del vástago se encuentra con el lado 60 posterior de la porción 54 de la tapa.

La longitud axial del sonotrodo 50 de la cara 56 proximal para trabajar la cara 62 es 55 mm, que es AL/2, siendo AL la longitud de onda de las vibraciones longitudinales ultrasónicas de la frecuencia ultrasónica seleccionada de 57.5 kHz para el sonotrodo 50.

Una fuente 34 de alimentación de ultrasonido está asociado funcionalmente con el transductor 12.

Para uso, la cara 62 de trabajo del sonotrodo 50 del dispositivo 48 se acopla acústicamente con una superficie de la piel (por ejemplo, por contacto directo o por contacto indirecto a través de una sustancia de acoplamiento, por ejemplo, un líquido o gel) y una CA que oscila a la frecuencia ultrasónica seleccionada del sonotrodo 50 se alimenta de la fuente 34 de alimentación de ultrasonidos para accionar el transductor 12 ultrasónico para generar vibraciones longitudinales ultrasónicas. Las vibraciones longitudinales ultrasónicas generadas se propagan en paralelo con el eje 28 a través del sonotrodo 50 desde la cara 56 proximal hasta la cara 62 de trabajo. Como se discutió brevemente y como se conoce en la técnica, una consecuencia de la configuración del sonotrodo 50 para funcionar como un transformador de amplitud acústica para la frecuencia ultrasónica seleccionada es que la amplitud relativamente pequeña de las vibraciones longitudinales en la cara 18 distal de transductor 12 se transforman en vibraciones longitudinales de amplitud relativamente grande en la cara 62 de trabajo del sonotrodo 50.

Sorprendentemente, se ha encontrado que cuando se usa un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas del presente documento, tanto las vibraciones longitudinales ultrasónicas como las vibraciones transversales ultrasónicas se inducen transdérmicamente simultáneamente en el tejido subcutáneo, ambos modos de vibraciones tienen suficiente intensidad para suministrar energía sustancial para lograr un efecto biológico deseado, por ejemplo, calentamiento sustancial del tejido y destrucción sustancial de los adipocitos.

Un objetivo no trivial para la inducción simultánea de vibraciones ultrasónicas transversales y longitudinales en el tejido subcutáneo es que la energía suministrada por los dos modos de vibración sea “equilibrada”. Se ha encontrado sorprendentemente que este objetivo se logra mediante un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas del presente documento, específicamente, que la energía entregada por los dos modos de vibración está “equilibrada”, es decir, durante el uso normal por parte de un técnico de esculpido corporal que tiene experto ordinario en la técnica, las vibraciones transversales ultrasónicas inducidas son lo suficientemente intensas para romper eficazmente los adipocitos como se divulga en el documento US 2011/0213279 y las vibraciones longitudinales ultrasónicas inducidas simultáneamente son suficientemente intensas para calentar el tejido subcutáneo lo suficiente como para aumentar la eficacia de las vibraciones transversales ultrasónicas inducidas sin ser tan intensas como para provocar fácilmente un sobrecalentamiento potencialmente catastrófico del tejido corporal (por ejemplo, quemaduras, cicatrices).

El entendimiento actual de los inventores es que la inducción transdérmica simultánea de vibraciones longitudinales y transversales en el tejido subcutáneo no puede ocurrir a través del mecanismo descrito en el documento US 2011/0213279 (generación de vibraciones de ondas de cizallamiento ultrasónicas en una tapa del sonotrodo para inducir vibraciones transversales ultrasónicas en el tejido), pero aparentemente a través de un mecanismo completamente diferente e inesperado. Sin querer ceñirse a ninguna teoría, actualmente se considera que en un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas del presente documento, las vibraciones longitudinales ultrasónicas se propagan a través del sonotrodo hacia la cara de trabajo, y cuando se aplican a una superficie de la piel acoplada acústicamente con la cara de trabajo para inducir vibraciones longitudinales ultrasónicas en el tejido subcutáneo de la misma manera o similar a la descrita en la introducción para sonotrodos conocidos. Sin embargo, debido a las características particulares de la porción de la tapa de un sonotrodo de un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas del presente documento, las vibraciones longitudinales ultrasónicas generadas por el transductor ultrasónico actúan como una fuente de línea perpendicular a la porción de la tapa del sonotrodo que está configurada como una placa. Como resultado, se forman ondas Lambda y se propagan a través de la porción de la tapa. (Estrictamente hablando, las ondas formadas son ondas de placa cilíndrica, pero como las mismas ecuaciones características se aplican tanto a las ondas Lambda como a las ondas de placa cilíndrica, por conveniencia, los términos ondas Lambda y ondas de placa cilíndrica se utilizarán aquí como sinónimos). Las ondas Lambda conducen a vibraciones de flexión ultrasónicas de la porción de la tapa. Por algún mecanismo, aún no completamente entendido, cuando la cara de trabajo se acopla acústicamente con la piel, las vibraciones de flexión ultrasónicas en la porción de la tapa inducen transdérmicamente vibraciones transversales ultrasónicas sustanciales en el tejido subcutáneo.

Algunas realizaciones de las enseñanzas del presente documento tienen una o más ventajas en comparación con las enseñanzas del documento US 2011/0213279 que, dependiendo de la realización, incluyen:

un dispositivo más simple que requiere la provisión de una única frecuencia de activación en lugar de dos frecuencias de activación que se aplican alternativamente a través de algún mecanismo de conmutación;

sesiones de tratamiento potencialmente más cortas o más efectivas, ya que una mayor proporción del tiempo de tratamiento se dedica a inducir vibraciones transversales ultrasónicas que interrumpen los adipocitos simultáneamente con inducir vibraciones longitudinales ultrasónicas que calientan los tejidos en lugar de inducir las vibraciones transversales ultrasónicas solo una parte del tiempo, alternando con inducir vibraciones longitudinales ultrasónicas;

sesiones de tratamiento potencialmente más cortas o más efectivas ya que las vibraciones transversales ultrasónicas siempre se inducen sustancialmente en o cerca del tejido calentado por vibraciones longitudinales ultrasónicas;

sesiones de tratamiento potencialmente más cortas o más efectivas ya que algunas realizaciones permiten una cara de trabajo más grande que puede tratar una superficie de piel más grande en cualquier momento en comparación con las enseñanzas del documento US 2011/0213279; y

sesiones de tratamiento potencialmente más cortas o más efectivas ya que se ha demostrado que el uso de un dispositivo que tiene la inducción simultánea de vibraciones ultrasónicas transversales y longitudinales es menos sensible a la habilidad del usuario.

De acuerdo con lo anterior, en algunas realizaciones, un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas del presente documento está configurado para inducir transdérmicamente vibraciones transversales ultrasónicas sustanciales y vibraciones longitudinales ultrasónicas sustanciales en un volumen de tejido subcutáneo a través de la piel con el que la cara de trabajo está acoplada acústicamente. En algunas realizaciones, el transductor ultrasónico y el sonotrodo están configurados para que el volumen de material esté entre 7 cm3 y 56 cm3.

En algunas realizaciones, las vibraciones longitudinales ultrasónicas sustanciales inducidas transdérmicamente son suficientes para elevar sustancialmente la temperatura del volumen de la hipodermis, en algunas realizaciones elevan la temperatura del volumen del tejido en no menos de 2 °C, en algunas realizaciones en no menos de 4 °C, y en algunas realizaciones por no menos de 6 °C. Para tratamientos típicos, normalmente es deseable elevar la temperatura en el volumen del tejido entre 42 °C y 48 °C, en algunas realizaciones entre 42 °C y 46 °C y en algunas realizaciones entre 42 °C y 45 °C.

En algunas realizaciones, las vibraciones transversales ultrasónicas sustanciales inducidas transdérmicamente son suficientes para iniciar un proceso que conduce a la interrupción irreversible de los adipocitos subcutáneos.

Transductor ultrasónico

Como se señaló anteriormente, en algunas realizaciones, un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas del presente documento comprende un transductor ultrasónico para la generación de vibraciones longitudinales ultrasónicas, en la figura 3 transductor 12 ultrasónico donde la cara 18 distal es la superficie radiante del transductor 12 ultrasónico.

El transductor ultrasónico de un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas de este documento debe ser capaz de generar vibraciones longitudinales ultrasónicas suficientemente potentes para permitir la práctica de las enseñanzas de este documento. Si el transductor no es lo suficientemente potente, el dispositivo será ineficaz, mientras que, si el transductor es demasiado potente, el sujeto tratado puede sufrir lesiones.

De acuerdo con lo anterior, un transductor ultrasónico de un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas del presente documento es un transductor ultrasónico que, durante el uso, puede tener una salida de potencia ultrasónica de la frecuencia seleccionada de una potencia adecuada, en algunas realizaciones una salida de potencia ultrasónica de entre 40 vatios y 120 Vatios y en algunas realizaciones entre 45 Vatios y 100 Vatios. Dicho esto, se ha encontrado que es preferible que el transductor ultrasónico tenga una salida de potencia ultrasónica de la frecuencia seleccionada de entre 50 Vatios y 80 Vatios, e incluso de entre 60 Vatios y 70 Vatios.

Puede usarse cualquier tipo adecuado de transductor ultrasónico para implementar las enseñanzas del presente documento, por ejemplo, un transductor ultrasónico de tipo Langevin pretensado. Dichos transductores adecuados están disponibles en una variedad de fuentes comerciales.

Reflector acústico

En algunas realizaciones, un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas del presente documento comprende además un reflector acústico asociado funcionalmente con el transductor ultrasónico a través de la cara proximal del transductor ultrasónico. En la Figura 3, el dispositivo 48 comprende un reflector 16 acústico asociado funcionalmente con el transductor 12 ultrasónico a través de la cara 14 proximal Los reflectores acústicos son componentes bien conocidos en la técnica comercialmente disponibles de una variedad de fuentes. Algunos reflectores acústicos son recintos de acero inoxidable llenos de fluido. En algunas realizaciones tales como dispositivo 48 representado en la Figura 3, un reflector acústico está configurado como una porción de un conjunto de enfriamiento, por ejemplo, incluye una entrada de fluido 66 de enfriamiento y una salida 68 de fluido refrigerante.

Fuente de alimentación de ultrasonido

Como se conoce en la técnica, se requiere una corriente alterna que oscile a una frecuencia de excitación ultrasónica para activar un transductor ultrasónico para generar vibraciones ultrasónicas. Dicha corriente alterna normalmente la proporciona una fuente de alimentación de ultrasonidos asociada funcionalmente con el transductor ultrasónico. De acuerdo con lo anterior, en algunas realizaciones, un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas del presente documento comprende una fuente de alimentación de ultrasonidos asociada funcionalmente con el transductor ultrasónico, configurada para proporcionar al transductor ultrasónico, cuando se activa, una corriente alterna que oscila a la frecuencia ultrasónica seleccionada. En la Figura 3, el dispositivo 48 comprende una fuente 34 de alimentación de ultrasonidos asociado funcionalmente con el transductor 12 ultrasónico

Una fuente de alimentación de ultrasonidos adecuada para implementar las enseñanzas del presente documento está configurada para proporcionar una corriente alterna que oscila a la frecuencia ultrasónica seleccionada que tiene suficiente potencia para que el transductor ultrasónico tenga una salida de potencia deseada como se discutió anteriormente. De acuerdo con lo anterior, en algunas realizaciones, la fuente de alimentación de ultrasonidos está configurada para proporcionar una corriente alterna que oscila a la frecuencia ultrasónica seleccionada con una potencia tal que el transductor ultrasónico tiene una potencia de salida de entre 40 Vatios y 120 Vatios, en algunas realizaciones entre 45 Vatios y 100 Vatios, en algunas realizaciones entre 50 Vatios y 80 Vatios, y en algunas realizaciones incluso entre 60 Vatios y 70 Vatios.

Sonotrodo

Como se muestra en la Figura 3, el sonotrodo 50 incluye una porción 52 del vástago proximal que define un eje 28 y una porción 54 de la tapa distal.

Transformador seleccionado de frecuencia ultrasónica y amplitud acústica

Como se indicó anteriormente, un sonotrodo de un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas del presente documento está configurado para funcionar como un transformador de amplitud acústica para una frecuencia ultrasónica seleccionada.

La frecuencia ultrasónica seleccionada es la frecuencia de activación del transductor ultrasónico, la frecuencia de las vibraciones longitudinales ultrasónicas generadas por el transductor ultrasónico y la frecuencia de las vibraciones longitudinales ultrasónicas inducidas transdérmicamente en el tejido subcutáneo.

La frecuencia ultrasónica seleccionada es cualquier frecuencia ultrasónica adecuada, en algunas realizaciones entre 20 kHz y 150 kHz, e incluso entre 20 kHz y 80 kHz. Dicho esto, debido a las limitaciones en el tamaño del subconjunto del dispositivo que incluye el transductor y el sonotrodo (en algunas realizaciones, una pieza de mano que es preferentemente manual durante el uso en el tratamiento de un sujeto), el requisito de que el sonotrodo sea configurado como un transformador de amplitud acústica para la frecuencia ultrasónica seleccionada y el número limitado de materiales con los que se puede fabricar el sonotrodo (lo que limita la velocidad del sonido a través del sonotrodo a ciertos valores), en algunas realizaciones preferidas la frecuencia ultrasónica seleccionada está entre 55 kHz y 70 kHz

Longitud del sonotrodo

Un experto en la materia sabe que, en algunas realizaciones, la configuración de un sonotrodo para funcionar como un transformador de amplitud acústica para una frecuencia ultrasónica seleccionada incluye que la longitud del sonotrodo desde la cara proximal del sonotrodo (en la Figura 3, 56) hasta la cara (62) de trabajo distal a lo largo del eje (28) del sonotrodo es un múltiplo integral de AL/2, siendo AL la longitud de onda de las vibraciones longitudinales ultrasónicas de la frecuencia ultrasónica seleccionada, que depende de la velocidad longitudinal del sonido a lo largo del eje del sonotrodo desde la cara proximal del sonotrodo hasta la cara de trabajo. En la Figura 3, la longitud axial del sonotrodo 50 desde la cara 56 proximal hasta la cara 62 de trabajo es 55 mm, que es AL/2, siendo AL la longitud de onda de las vibraciones longitudinales ultrasónicas de la frecuencia ultrasónica seleccionada de 57.5 kHz para el sonotrodo 50

En algunas realizaciones, la longitud del sonotrodo se establece en función de la velocidad longitudinal del sonido a través del sonotrodo a temperatura ambiente (25 °C).

En algunas realizaciones, la longitud del sonotrodo se establece en base a la velocidad longitudinal del sonido a través del sonotrodo a una temperatura operativa esperada (por ejemplo, 36 ° - 40 °C).

Dicho esto, en algunas realizaciones, la longitud de un sonotrodo desde la cara proximal del sonotrodo hasta la cara de trabajo distal no es inferior a 50 mm ni superior a 300 mm.

Construcción y material del sonotrodo

Un sonotrodo de un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas del presente documento se fabrica usando cualquier método adecuado. Dicho esto, para evitar imperfecciones, uniones e interfaces que podrían comprometer potencialmente las propiedades de transmisión de vibraciones del sonotrodo, en algunas realizaciones, la porción de la tapa del sonotrodo está formada integralmente con la porción de barra del sonotrodo.

Un sonotrodo de un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas del presente documento está hecho de cualquier material adecuado. Debido a la necesidad de baja pérdida acústica, alta resistencia a la fatiga dinámica, resistencia a la erosión por cavitación e inercia química, los materiales adecuados incluyen titanio, aleaciones de titanio, aluminio, aleaciones de aluminio, bronce de aluminio o acero inoxidable. De acuerdo con lo anterior, en algunas realizaciones, el sonotrodo está hecho de un material seleccionado del grupo que consiste en titanio, aleaciones de titanio, aluminio, aleaciones de aluminio, bronce de aluminio y acero inoxidable.

De los materiales enumerados, el aluminio y las aleaciones de aluminio tienen una impedancia acústica más cercana a la de la piel, por lo que un sonotrodo hecho de aluminio o aleaciones de aluminio tiene propiedades de transmisión acústica superiores a la piel. De acuerdo con lo anterior, en algunas realizaciones preferidas, el sonotrodo está hecho de un material seleccionado del grupo que consiste en aluminio y aleaciones de aluminio.

En algunas de tales realizaciones, la cara de trabajo está recubierta con óxido de aluminio, pero tales realizaciones pueden dejar un residuo de óxido de aluminio en las superficies de la piel tratada, por lo que son menos preferidas. En algunas realizaciones, la cara de trabajo está recubierta con una capa de adaptación acústica (por ejemplo, PVDF o PTFE) sobre una capa de óxido de aluminio. Tal recubrimiento de doble capa mejora el acoplamiento acústico de la cara de trabajo con el tejido. En tales realizaciones, la capa de óxido de aluminio no tiene más de 75 micrómetros de espesor, no más de 50 micrómetros de espesor, no más de 40 micrómetros de espesor, e incluso entre 5 micrómetros y 15 micrómetros (por ejemplo, 10 micrómetros) mientras se aplica la capa de adaptación acústica a la superficie de la capa de óxido de aluminio (por ejemplo, de PVDF o PTFE) es típicamente de 1 a 50 micrómetros de espesor, preferentemente de 5 a 20 micrómetros de espesor.

En algunas realizaciones donde un sonotrodo está hecho de aluminio, una capa de anodización dura en la cara de trabajo puede dar malos resultados, aparentemente la capa de anodización dura tiene una impedancia acústica sustancialmente diferente a la de la piel. Por el contrario, una capa de anodizado suave en la cara de trabajo da resultados aceptables. De acuerdo con lo anterior, en algunas realizaciones, la cara de trabajo del sonotrodo comprende una capa de anodización blanda, en algunas realizaciones de entre 5 y 20 micrómetros de espesor, y en algunas realizaciones, entre 8 y 12 micrómetros de espesor, por ejemplo, 10 micrómetros de espesor.

Porción del vástago

Como se señaló anteriormente y se ve en la Figura 3, un sonotrodo 50 de acuerdo con las enseñanzas del presente documento, incluye una porción 52 del vástago proximal más estrecha que define el eje 28 del sonotrodo y una porción de la tapa distal más amplia 54. La porción 52 del vástago lleva la cara 56 proximal del sonotrodo 50 a través del cual el sonotrodo 50 se acopla acústicamente a la cara 18 distal del transductor 12 ultrasónico el extremo 58 distal de la porción 52 del vástago se encuentra con el lado 60 posterior de la porción 54 de la tapa.

En realizaciones preferidas, la porción del vástago es coaxial con el eje del sonotrodo. En el dispositivo 48 representado en la Figura 3, la porción 52 del vástago es coaxial con el eje 28 del sonotrodo

La porción del vástago tiene cualquier sección transversal adecuada perpendicular al eje del sonotrodo. En realizaciones preferidas, la porción del vástago tiene una sección transversal circular perpendicular al eje del sonotrodo. En el dispositivo 48 representado en la Figura 3, la porción 52 del vástago tiene una sección transversal circular perpendicular al eje 28 del sonotrodo

Conicidad de la porción del vástago

En algunas realizaciones, la configuración de un sonotrodo para que funcione como un transformador de amplitud acústica para una frecuencia ultrasónica seleccionada incluye que la porción del vástago sea cónica. El término “conicidad” y variantes del mismo se usan aquí como lo entiende una persona en el arte de las vibraciones ultrasónicas, es decir que el área de la sección transversal de la cara proximal es mayor que el área de la sección transversal de la porción distal, y que el área de la sección transversal de la porción del vástago no aumenta cuando se mueve desde la cara proximal hacia la porción distal. Como saben los expertos en la materia, la relación entre el área de la sección transversal de la cara proximal (A) y el área de la sección transversal del extremo distal de la porción del vástago (a) determina la magnitud de la amplificación de amplitud de un transformador de amplitud acústica. Las configuraciones de conicidad más comunes se muestran en la Figura 2A (conicidad lineal, la amplificación de amplitud es la raíz cuadrada de A/a), la Figura 2B (conicidad exponencial, la amplificación de amplitud es la raíz cuadrada de A/a) y las Figuras 2C (conicidad escalonada), la amplificación es A/a). En el dispositivo 48 representado en la Figura 3, porción 52 del vástago tiene una configuración cónica escalonada.

La relación entre el área de la sección transversal de la cara proximal (A) y el área de la sección transversal del extremo distal de la porción del vástago (a) es cualquier relación adecuada. Dicho esto, en algunas realizaciones preferidas, la relación es tal que la magnitud de la amplificación de amplitud de las vibraciones longitudinales ultrasónicas que tienen la frecuencia ultrasónica seleccionada no es inferior a 2.5 X, no inferior a 3.0 X, no inferior a 3.5 X e incluso no inferior a 4.0 X. En el dispositivo 48 representado en la Figura 3, el diámetro de la porción proximal 56 es de 40 mm dos veces el diámetro del extremo 58 distal que es de 20 mm, por lo que la magnitud de la amplificación de amplitud es 0.0 X.

Tamaño del extremo distal de la porción del vástago

Como se discutió inmediatamente antes, el principal determinante del área de la sección transversal de la porción del vástago (cuando tiene una sección transversal circular como se muestra en la Figura 3, el diámetro) es la configuración del sonotrodo como un transformador de amplitud acústica para la frecuencia ultrasónica seleccionada.

Dicho esto, es importante que la porción del vástago sea lo suficientemente gruesa para que sea robusta para su uso. De acuerdo con lo anterior, en algunas realizaciones típicas, el área de la sección transversal del extremo distal de la porción del vástago donde la porción del vástago se encuentra con el lado posterior de la porción de la tapa no es menor que la de un círculo de 5 mm de diámetro (20 mm).2), no menor que la de un círculo de 7 mm de diámetro (38 mm2) e incluso no menos que el de un círculo de 9 mm de diámetro (64 mm2). En el dispositivo 48 representado en la figura 3, el diámetro del extremo 58 distal de la porción 52 del vástago donde la porción 52 del vástago se encuentra con el lado 60 posterior de la porción de la tapa 64 es de 20 mm, por lo que tiene un área de sección transversal de 314 mm2.

Actualmente se considera que es preferible que cerca de la porción de la tapa, la porción del vástago sea lo más delgada posible, no solo para aumentar la amplificación de amplitud sino también porque se considera que las dimensiones más pequeñas conducen a una distribución de energía más equilibrada entre las ondas transversal y longitudinal ultrasónicas inducidas transdérmicamente en el tejido. Aunque sin desear ceñirse a ninguna teoría, actualmente se considera que una porción del vástago más pequeña permite que la porción de la tapa sea más “floja” y, por lo tanto, se somete más fácilmente a las vibraciones de flexión.

De acuerdo con lo anterior, en algunas realizaciones típicas, el área de la sección transversal del extremo distal de la porción del vástago donde la porción del vástago se encuentra con el lado posterior de la porción de la tapa no es mayor que la de un círculo de 25 mm de diámetro (491 mm2), no más que el de un círculo de 23 mm de diámetro (415 mm2) e incluso no más que el de un círculo de 21 mm de diámetro (346 mm2).

Reunión de la porción del vástago y la porción de la tapa.

Como se indicó anteriormente, la porción del vástago se encuentra con el lado posterior de la porción de la tapa.

En algunas realizaciones, el extremo distal de la porción del vástago se encuentra con el lado posterior de la porción de la tapa en ángulo recto, por ejemplo, en el dispositivo 48 representado en la figura 3.

En algunas realizaciones, el dispositivo comprende además un filete (un encuentro curvado hacia adentro) donde el extremo distal de la porción del vástago se encuentra con el lado posterior de la porción de la tapa, fortaleciendo mecánicamente el encuentro.

En algunas realizaciones, el dispositivo comprende además un chaflán (en una sección transversal que incluye el eje del sonotrodo, un segmento de línea recta que conecta el eje de la porción del vástago con el lado posterior de la porción de la tapa), donde el extremo distal de la porción del vástago se encuentra con el lado posterior de la porción de la tapa, fortaleciendo mecánicamente la reunión.

Porción de la tapa

Como se indicó anteriormente y se ve en la Figura 3, en algunas realizaciones, la porción 54 de la tapa tiene un lado 60 posterior orientado proximalmente, una cara 62 de trabajo distal del sonotrodo 50 y una periferia 64, en el que el extremo 58 distal de la porción 52 del vástago se encuentra con el lado 60 posterior de la porción 54 de la tapa, y en el que donde el extremo 28 distal de la porción 52 del vástago se encuentra con el lado 60 posterior de la porción 54 de la tapa, el área de la sección transversal de la porción 54 de la tapa perpendicular al eje 28 del sonotrodo no es menos de 4 veces mayor que el área de la sección transversal del extremo 28 distal de la porción 52 del vástago perpendicular al eje 28 del sonotrodo. De acuerdo con la presente invención reivindicada, el área de la sección transversal de la porción de tapa es no menos de 8 veces mayor que el área de la sección transversal del extremo distal de la porción del vástago.

En realizaciones preferidas, la porción de la tapa es coaxial con el eje del sonotrodo. En el dispositivo 48 representado en la Figura 3, la porción 54 de la tapa es coaxial con el eje 28 del sonotrodo

La porción de la tapa tiene cualquier sección transversal adecuada perpendicular al eje del sonotrodo. En realizaciones preferidas, la porción de la tapa tiene una sección transversal circular perpendicular al eje del sonotrodo. En el dispositivo 48 representado en la Figura 3, la porción 54 de la tapa tiene una sección transversal circular perpendicular al eje 28 del sonotrodo

Cara de trabajo y lado posterior

La cara de trabajo tiene cualquier forma adecuada perpendicular al eje del sonotrodo. En realizaciones preferidas, la cara de trabajo es circular. En el dispositivo 48 representado en la Figura 3, la cara 62 de trabajo tiene una forma circular perpendicular al eje 28 del sonotrodo

En algunas realizaciones, no menos del 70 % del área superficial de la cara de trabajo es plana y perpendicular al eje del sonotrodo. En algunas de tales realizaciones, no menos del 80 %, no menos del 90 % e incluso no menos del 95 % del área superficial de la cara de trabajo es plana y perpendicular al eje del sonotrodo. En el dispositivo 48 representado en la Figura 3, más del 95 % de la superficie del área 62 de trabajo es plana y perpendicular al eje 28 del sonotrodo

En algunas realizaciones, no menos del 70 % del área superficial del lado posterior es plana y perpendicular al eje del sonotrodo. En algunas de tales realizaciones, no menos del 80 %, no menos del 90 % e incluso no menos del 95 % del área superficial del lado posterior es plana y perpendicular al eje del sonotrodo. En el dispositivo 48 representado en la Figura 3, más del 95 % de la superficie del lado posterior 60 es plana y perpendicular al eje 28 del sonotrodo

En algunas realizaciones preferidas, no menos del 70 % del área superficial tanto de la cara de trabajo como del lado posterior son planas y paralelas entre sí. En algunas de tales realizaciones, no menos del 80 %, no menos del 90 % e incluso no menos del 95 % del área superficial tanto de la cara de trabajo como del lado posterior son planos mutuamente paralelos. En algunas realizaciones preferidas, las porciones planas y mutuamente paralelas de la cara de trabajo y del lado posterior también son perpendiculares al eje del sonotrodo. Sin querer ceñirnos a ninguna teoría, actualmente se considera que cuando una porción sustancial tanto de la cara de trabajo como de la porción posterior son planas y paralelas entre sí, la porción de la tapa permite más fácilmente la propagación de las ondas Lambda, y la porción de la tapa es más “floja” y, por lo tanto, más fácilmente sujetos a vibraciones de flexión. En el dispositivo 48 representado en la Figura 3, más del 95 % del área de superficie de ambas caras 62 de trabajo y lado 60 posterior son planos, mutuamente paralelos y perpendiculares al eje 28 del sonotrodo

Suavidad de la cara de trabajo y el lado posterior

Como se discutió anteriormente en la introducción, las enseñanzas del documento US 2011/0213279 se implementan preferentemente cuando la cara de trabajo de un sonotrodo incluye rebordes de transferencia de ondas transversales. Por el contrario, se ha descubierto que cuando se implementan las enseñanzas del presente documento, es preferible, y en algunas realizaciones es crítico, que tanto la cara de trabajo como el lado posterior sean lisos y sin rasgos distintivos. Se descubrió que los anillos concéntricos de 200 micrómetros de alto en una superficie de trabajo lisa eran relativamente ineficaces para inducir. Sin desear ceñirse a ninguna teoría, actualmente se considera que las variaciones de la superficie interrumpen la formación y/o propagación de ondas Lambda y/o vibraciones de flexión. De acuerdo con lo anterior, en algunas realizaciones, la parte plana de la cara de trabajo del sonotrodo es lisa. En algunas realizaciones, la parte plana de la cara de trabajo del sonotrodo está desprovista de variaciones superficiales superiores a 200 micrómetros, 100 micrómetros, 50 micrómetros e incluso 20 micrómetros.

En algunas realizaciones, la parte plana del lado posterior de la porción de la tapa es lisa.

En algunas realizaciones, la parte plana del lado posterior de la tapa está desprovista de variaciones superficiales superiores a 200 micrómetros, 100 micrómetros, 50 micrómetros e incluso 20 micrómetros.

En el dispositivo 48 representado en la Figura 3, las partes planas de ambas caras 62 de trabajo y lado 60 posterior son lisos y no tienen variaciones superficiales superiores a 20 micrómetros.

Espesor de la porción de la tapa

Como se usa aquí, el espesor de la porción de la tapa se define como la dimensión longitudinal a lo largo del eje del sonotrodo. En general, es deseable que la porción de la tapa sea lo más delgada posible, permitiendo que la porción de la tapa sea más “floja”. Al mismo tiempo, es necesario que la porción de la tapa sea lo suficientemente gruesa para ser lo suficientemente robusta.

En algunas realizaciones, el espesor de la porción de la tapa es menor o igual a AL/10, siendo AL la longitud de onda de las vibraciones longitudinales ultrasónicas de la frecuencia ultrasónica seleccionada.

En algunas realizaciones, la porción de la tapa tiene un grosor de no menos de 2 mm, no menos de 3 mm, no menos de 4 mm e incluso no menos de 5 mm.

En algunas realizaciones, la porción de la tapa no tiene más de 10 mm, no más de 9 mm, no más de 8 mm e incluso no más de 7 mm de espesor.

En el dispositivo 48 representado en la figura 3, la porción 54 de la tapa tiene un grosor de 6 mm.

Periferia

La periferia de la porción de la tapa de un sonotrodo de un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas del presente documento es cualquier periferia adecuada. Dicho esto, en algunas realizaciones, la periferia, vista desde un lado, es una línea recta. Dicho esto, en algunas realizaciones, la periferia, vista desde un lado, es una línea recta paralela al eje del sonotrodo. En el dispositivo 48 representado en la Figura 3, cuando se ve desde el lado, la periferia 64 de la porción del anillo es una línea recta paralela al eje 28 del sonotrodo. Sin desear ceñirse a ninguna teoría, actualmente se considera que cuando la periferia es una línea recta, especialmente una línea recta paralela al eje del sonotrodo, las ondas Lambda se propagan más fácilmente en la porción de la tapa.

Los bordes de la periferia donde la periferia se encuentra con el lado posterior o la cara de trabajo tienen cualquier configuración adecuada.

En algunas realizaciones, un borde donde la periferia de la porción de la tapa se encuentra con el lado posterior, la cara de trabajo o tanto el lado posterior como la cara de trabajo forman un ángulo recto, es decir, el lado posterior/cara de trabajo se cruzan con la periferia en un ángulo recto. Por ejemplo, en el dispositivo 48 representado en la Figura 3, los bordes donde la periferia 64 se encuentra con el lado 60 posterior son ángulos rectos.

Una desventaja de los bordes en ángulo recto, especialmente de la cara de trabajo, es que pueden raspar o resultar incómodos para una persona. De acuerdo con lo anterior, en algunas realizaciones, un borde donde la periferia de la porción de la tapa se encuentra con el lado posterior, la cara de trabajo o tanto el lado posterior como la cara de trabajo no forma un ángulo recto (por ejemplo, está biselado o redondeado). Por ejemplo, en el dispositivo 48 representado en la Figura 3, los bordes donde la periferia 64 se encuentra con la cara 62 de trabajo son redondeados.

Porción de la tapa cilíndrica

Como es evidente para un experto en la materia, en algunas realizaciones preferidas, como las que se muestran en la Figura 3, no menos del 90 % de la cara de trabajo y el lado posterior de la porción de la tapa son planas y perpendiculares al eje de sonotrodo y donde la periferia de la porción de la tapa, vista desde un lado, es una línea recta paralela al eje del sonotrodo, una sección transversal lateral de la porción de la tapa es un rectángulo y la porción de la tapa es sustancialmente un cilindro recto (excluyendo los bordes, que puede ser redondeado o biselado). Actualmente se considera que tales realizaciones son preferidas para proporcionar la inducción transdérmica más equilibrada de ondas ultrasónicas transversales y longitudinales en el tejido subcutáneo.

Tamaño de la porción de la tapa

El tamaño de la porción de tapa (en términos de área de la sección transversal perpendicular al eje del sonotrodo, o de manera equivalente, el diámetro de una porción de tapa circular) es cualquier tamaño adecuado.

Actualmente se considera que es ventajoso que la porción de la tapa y la cara de trabajo sean lo más grandes posible, ya que esto permite que la amplitud de las vibraciones de flexión sea lo más grande posible y, en igualdad de condiciones, una porción de la tapa más grande es más “floja”. Por otro lado, una porción de tapa grande con una cara de trabajo que es demasiado grande para hacer un contacto adecuado con la superficie de la piel que se va a tratar presumiblemente no es adecuada para inducir eficazmente vibraciones ultrasónicas transversales en el tejido subcutáneo.

De acuerdo con lo anterior, en algunas realizaciones, el área de una sección transversal perpendicular al eje del sonotrodo de la porción de la tapa a través del centro longitudinal de la porción de la tapa (indicado por la línea 70 en la Figura 3) no es mayor que el de un círculo de 150 mm de diámetro (17700 mm2), no más que el de un círculo de 130 mm de diámetro (13300 mm2) e incluso no más que el de un círculo de 100 mm de diámetro (7850 mm2) en el dispositivo 48 representado en la Figura 3, el diámetro de la porción 54 de la tapa es de 88 mm, de modo que el área de una sección transversal perpendicular al eje 28 del sonotrodo de la porción 54 de la tapa por el centro 70 longitudinal de la porción 54 de la tapa es 6080 mm2.

Como se indicó anteriormente, en algunas realizaciones preferidas, donde el extremo distal (58 en la figura 3) de la porción (52) del vástago se encuentra con el lado (60) posterior de la porción (54) de la tapa el área de la sección transversal de la porción (54) de la tapa perpendicular al eje no es menos de 4 veces mayor que el área de la sección transversal del extremo (58) distal de la porción (52) del vástago perpendicular al eje (28) del sonotrodo. Sin desear ceñirse a ninguna teoría, actualmente se considera que una porción de la tapa más pequeña será insuficientemente “floja” para una vibración de flexión eficaz. En algunas realizaciones, el área de la sección transversal de la porción de la tapa es incluso mayor, siendo no menos de 6 veces (no de acuerdo con la presente invención reivindicada), no menos de 8 veces, no menos de 10 veces, no menos de 12 veces, no menos de 14 veces e incluso no menos de 16 veces mayor que el área de la sección transversal del extremo distal de la porción del vástago. En el dispositivo 48 representado en la Figura 3, el diámetro de la porción 54 de la tapa es de 88 mm y el diámetro del extremo 58 distal de la porción 52 del vástago es de 20 mm, de modo que donde el extremo 58 distal de la porción 52 del vástago se encuentra con el lado 60 posterior de la porción 54 de la tapa el área de la sección transversal de la porción 54 de la tapa perpendicular al eje 28 del sonotrodo es 19.4 veces el área de la sección transversal del extremo 58 distal.

Conjunto de refrigeración

Como saben los expertos en la materia, durante el funcionamiento de un transductor ultrasónico, un sonotrodo asociado puede calentarse a una temperatura que hace que el contacto de la piel con la cara de trabajo del sonotrodo sea incómodo o incluso perjudicial. Además, el calentamiento del tejido subcutáneo puede provocar un calentamiento excesivo de la piel.

Para reducir la incidencia de dichos efectos indeseables cuando se usa el dispositivo, en algunas realizaciones el dispositivo está configurado para enfriar activamente al menos una porción de la cara de trabajo. Con este fin, en algunas realizaciones, un dispositivo comprende además un conjunto de enfriamiento configurado, cuando se activa, para enfriar al menos una porción de la cara de trabajo, directa o indirectamente (por ejemplo, enfriando una parte distal del transductor o el sonotrodo que está en comunicación térmica con la cara de trabajo. En algunas realizaciones, un dispositivo comprende además canales de fluido refrigerante en comunicación térmica con la cara de trabajo, por ejemplo, los canales de fluido refrigerante están en comunicación térmica con el sonotrodo.

Durante el uso del dispositivo, dichos canales de fluido refrigerante pueden asociarse funcionalmente con un dispositivo de enfriamiento configurado apropiadamente o un conjunto de enfriamiento que impulsa un fluido refrigerante a través de los canales de fluido refrigerante, enfriando así la cara de trabajo. En algunas realizaciones, el dispositivo comprende además un conjunto de refrigeración funcionalmente asociado con los canales de fluido refrigerante configurado, cuando se activa, para impulsar un fluido refrigerante a través de los canales de fluido refrigerante, enfriando así la cara de trabajo.

La construcción y el uso de dicho conjunto de refrigeración se divulgan en el documento US 9,545,529 del solicitante

Método de tratamiento usando el dispositivo.

Sólo se reivindican dispositivos en el presente conjunto de reivindicaciones. No se reivindican métodos.

Un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas de este documento se puede utilizar para implementar un método de tratamiento transdérmico de la grasa subcutánea de acuerdo con las enseñanzas de este documento. De acuerdo con un aspecto de algunas realizaciones de las enseñanzas del presente documento, se proporciona un método para tratar transdérmicamente la grasa subcutánea que comprende:

i. proporcionar un dispositivo de acuerdo con las enseñanzas del presente documento, en el que el transductor ultrasónico está funcionalmente asociado con una fuente de alimentación de ultrasonidos;

ii. para un evento de tratamiento que tiene una duración, mantener la cara de trabajo acoplada acústicamente con una superficie de la piel mientras se activa la fuente de alimentación de ultrasonido para suministrar una corriente de activación que tiene la frecuencia ultrasónica seleccionada al transductor ultrasónico,

por lo tanto, simultáneamente induciendo transdérmicamente ambos:

vibraciones longitudinales ultrasónicas (perpendiculares a la superficie de la piel) suficientes para transmitir suficiente energía para calentar sustancialmente el tejido subcutáneo; y

vibraciones transversales ultrasónicas (paralelas a la superficie de la piel) en el tejido subcutáneo para transmitir suficiente energía para romper los adipocitos en el tejido subcutáneo.

Normalmente, el método no es invasivo, es decir, la superficie de la piel permanece intacta y no se perfora ni se penetra de otro modo. En algunas realizaciones, el método es un método no quirúrgico, realizado sin romper la piel. Las realizaciones del método las realiza cualquier persona adecuada, incluido el personal médico, pero típicamente técnicos estéticos tales como esteticistas.

En algunas realizaciones, la inducción simultánea de vibraciones longitudinales ultrasónicas y vibraciones transversales ultrasónicas inicia un proceso que conduce a una reducción de la cantidad de grasa subcutánea en las proximidades de la superficie de la piel.

En algunas realizaciones, las vibraciones longitudinales ultrasónicas transmiten suficiente energía para elevar la temperatura del tejido subcutáneo, como se discutió anteriormente con referencia al dispositivo de las enseñanzas del presente documento.

En algunas realizaciones, una sesión de tratamiento comprende uno o más eventos de tratamiento. Durante una sesión de tratamiento (típicamente entre 15 minutos y 6o minutos), un operador usa el dispositivo para tratar transdérmicamente la grasa subcutánea de un sujeto. Durante cada evento de tratamiento, el operador típicamente desliza la cara de trabajo sobre un área de la piel del sujeto, asegurando un calentamiento homogéneo del tejido subcutáneo en la proximidad del área de la piel por la acción de las vibraciones longitudinales inducidas.

Un solo evento de tratamiento es de cualquier duración adecuada. En algunas realizaciones, un solo evento de tratamiento tiene una duración de no menos de 30 segundos.

En algunas realizaciones, la fuente de alimentación de ultrasonidos se activa continuamente para suministrar la corriente de activación durante todo el evento de tratamiento.

En algunas realizaciones, la fuente de alimentación de ultrasonidos se activa intermitentemente durante el evento de tratamiento.

En algunas realizaciones, durante el evento de tratamiento, la corriente de excitación que tiene la frecuencia seleccionada es la única corriente de excitación suministrada al transductor ultrasónico.

En algunas realizaciones, la cara de trabajo está directamente acoplada acústicamente con una superficie de piel.

En algunas realizaciones, la cara de trabajo se acopla acústicamente de forma indirecta con una superficie de la piel a través de un fluido (por ejemplo, vaselina o un material de adaptación de impedancia, como un gel de ultrasonidos (por ejemplo, Graham-Field Ultrasound Gel, GF Health Products Inc., Atlanta, Georgia, Estados Unidos).

En algunas realizaciones, durante el evento de tratamiento, mantener una temperatura de la cara de trabajo a no más de 42 °C. En algunas de tales realizaciones, el mantenimiento de la temperatura se realiza haciendo funcionar un conjunto de refrigeración que forma parte del dispositivo.

En algunas realizaciones, una porción de la superficie de la piel del sujeto se enfría activamente.

En algunas realizaciones, el método comprende, además, durante un evento de tratamiento, enfriar una porción de la superficie de la piel próxima a la cara de trabajo, en algunas realizaciones, enfriando así una porción de la superficie de la piel próxima a la cara de trabajo. En algunas de tales realizaciones, la cara de trabajo se enfría, por ejemplo, mediante el paso de un fluido refrigerante en las proximidades (por ejemplo, cerca o a través del sonotrodo), para efectuar el enfriamiento de la porción de la superficie de la piel.

Se aprecia que ciertas características de la invención, que se describen, para mayor claridad, en el contexto de realizaciones separadas, también pueden proporcionarse en combinación en una sola realización. A la inversa, diversas características de la invención, que se escriben, por brevedad, en el contexto de una sola realización, también se pueden proporcionar por separado o en cualquier subcombinación adecuada o como adecuada en cualquier otra realización descrita de la invención. Ciertas características descritas en el contexto de varias realizaciones no deben considerarse características esenciales de esas realizaciones, a menos que la realización no funcione sin esos elementos.

Aunque la invención se ha descrito junto con realizaciones específicas de la misma, es evidente que muchas alternativas, modificaciones y variaciones resultarán evidentes para los expertos en la materia. De acuerdo con lo anterior, la invención se define por las reivindicaciones adjuntas.

La cita o identificación de cualquier referencia en esta solicitud no se interpretará como una admisión de que dicha referencia está disponible como estado de la técnica anterior a la invención.

Los encabezados de las secciones se utilizan aquí para facilitar la comprensión de la especificación y no deben interpretarse como necesariamente limitantes.

Sonotrodo

Descripción:

1. El transductor Langevin tipo sándwich (pretensado) consta de cuatro anillos piezocerámicos de 6 mm. La frecuencia de operación entre 58-60 kHz Fig. 1

Los Anillos están pretensados con un par de 45 N/ma 100 N/m.

2. El anillo piezocerámico se puede simular mediante un condensador polarizado (como los condensadores electrolíticos). El transductor tiene cuatro capacitores conectados en paralelo (Fig. 2)

3. La corriente continua consumida por el transductor es de hasta 1500 mA como máximo. El voltaje de alimentación de CC 85 VCC; por lo tanto, la potencia de entrada del sistema resonante es de 130 W. La eficiencia de conversión de potencia de HF en potencia acústica es de aproximadamente 40-50 %, por lo tanto, la potencia de ultrasonido es de 60-70 W, el área de contacto del sonotrodo es de 61 cm2 y el flujo de potencia acústica (intensidad) es de 1.1 - 1.2 W/cm2

4. Por lo general, usamos un principio resonante para la excitación del transductor de ultrasonido, lo que significa que, a la frecuencia elegida, el inductor resonante (L) está conectado en serie con la capacitancia (C) del transductor. La capacitancia del transductor es igual a 5.68 nF (medidas a 100 kHz). Por lo tanto, el inductor resonante a la frecuencia óptima (f) 59.2 kHz se deriva de la condición resonante: XL = Xc 2nfL=1/2nfC donde: XL - reactancia inductiva (Ohmios) y Xc - reactancia capacitiva (Ohmios). El inductor resonante es igual a L = 1.3 mH aproximadamente

5. Dividimos físicamente el inductor en dos partes: 11- Inductor no sintonizable ubicado en el generador de alta frecuencia (HF) y 12- Inductor sintonizable, ubicado en el bloque conector de la pieza de mano. Este inductor L2 debe ajustarse para el transductor de ultrasonido individual.

6. El generador de <HF> funciona como un amplificador de clase E. “La idea detrás de la clase E es reducir o eliminar los efectos que las diversas capacitancias dentro del MOSFET tienen sobre la eficiencia y el funcionamiento a altas frecuencias. La principal condición operativa es que el MOSFET solo se enciende (enciende) cuando no hay voltaje en el dispositivo. Esto elimina las pérdidas de conmutación, un componente importante de pérdida de la mayoría de los amplificadores <HF>” -- fuente: http://www.classeradio.com/teoria.html

7. El circuito resonante descrito anteriormente es una carga óhmica baja para el amplificador de clase E.

8. La tarea principal del ajuste de circuitos es el logro de una coincidencia de resonancia eléctrica y acústica. La sintonización de este circuito incluye una búsqueda preliminar de la frecuencia eléctrica operativa que produce una onda acústica resonante. La geometría específica del sonotrodo y la afinación proporciona esta coincidencia.

9. La geometría del sonotrodo se muestra en la Figura 3.

Las dimensiones más importantes son las siguientes: L3- el grosor del aplicador L3 debe ser mucho menor que A/2 (media longitud de onda) del sonido en el material del sonotrodo (aluminio 6061 96-99 % Al, 1 % Mg). L3 debe ser lo suficientemente delgado para producir una flexión eficiente. En una realización de la invención, L3<= A/10. L3 puede ser más grueso a mayor potencia. La velocidad del sonido es c = 6300 m/s (aprox.). Por lo tanto, la mitad de la longitud de onda a la frecuencia resonante será

A/2 = c/Fw

donde Fw- es la frecuencia de operación 57.5 kHz por ejemplo aquí A/2 = 11/2 = 5.5 cm

En nuestro caso, elegimos L3 = 0.6 cm, es 0.1 de A/2 aproximadamente. La longitud del sonotrodo L2 es igual a A/2 (es decir, 5.5 cm). Por lo tanto, el máximo de amplitud de las oscilaciones ultrasónicas se encuentra en la superficie de entrada S21 del sonotrodo y, en consecuencia, el máximo de la amplitud se ubica también en la superficie de salida S3 del sonotrodo.

Analicemos la transformación de amplitud (tensión) a lo largo de la longitud del sonotrodo, Figura 4 a continuación.

Si la amplitud en la superficie S1 es igual a A1, en la superficie S2 la amplitud A2 llega a 0 (tensión máxima). Desde la superficie S2 a lo largo de la amplitud comenzó a aumentar hasta a lo largo del eje x la amplitud comenzó a aumentar hasta el valor A3 definido por el factor de magnificación de la fórmula (a) a = D1/D2 (Fig. 3), En caso de que a = 8.8 cm/2 cm = 4.4.

Por lo tanto, si la amplitud en la superficie S1 es de 5 pm, en el área central de la superficie S3 se alcanzan los 22 pm.

El área central de la superficie aplicada S3 recibe una fuerte vibración con gran amplitud. La parte del disco del sonotrodo es delgada y flexible. Inicia la vibración desde el área central, generando ondas de placa (guiadas o Lambda), que se propagan desde la parte central hasta el borde de la placa, por tanto, en dirección ortogonal a la propagación inicial de la onda.

El tipo de esta onda es onda de placa simétrica.

Citas:

“Las ondas de placa son similares a las ondas superficiales, excepto que solo pueden generarse en materiales de unas pocas longitudes de onda de espesor. Las ondas Lambda son ondas vibratorias complejas que se propagan paralelas a la superficie de prueba en todo el espesor del material. La propagación de las ondas Lambda depende de la densidad y las propiedades elásticas del material de un componente. También están muy influenciados por la frecuencia de la prueba y el espesor del material. Las ondas Lambda se generan con un ángulo de incidencia en el que la componente paralela de la velocidad de la onda en la fuente es igual a la velocidad de la onda en el material de prueba.

Con las ondas Lambda, son posibles varios modos de vibración de partículas, pero los dos más comunes son simétricos y asimétricos. El complejo movimiento de las partículas es similar a las órbitas elípticas de las ondas superficiales. Las ondas Lambda simétricas se mueven de forma simétrica sobre el plano medio de la placa. Esto a veces se denomina modo extensional porque la onda está “estirando y comprimiendo” la placa en la dirección del movimiento de la onda. El movimiento ondulatorio en el modo simétrico se produce de manera más eficiente cuando la fuerza de excitación es paralela a la placa. El modo de onda Lambda asimétrico a menudo se denomina “modo de flexión” porque una gran porción del movimiento se mueve en una dirección normal a la placa, y un pequeño movimiento ocurre en la dirección paralela a la placa. En este modo, el cuerpo de la placa se dobla cuando las dos superficies se mueven en la misma dirección”.

Fuente: https://www.ndeed.org/EducationResources/CommunityCoNege/Ultrasonics/Physed.org/EducationResources/CommunityCoNege/Ultr asonics/Physics/modepropagation.htm

La onda estacionaria plana forma la distribución de la energía ultrasónica a través del dímetro D mostrado en la Fig. 5:

El área central que genera la porción longitudinal de la onda de ultrasonido es la más energética. El área del borde produce una onda plana pura. La trayectoria aproximada del frente de la onda de ultrasonido también se muestra en la Fig. 5 arriba y la Fig. 6 adelante.

Me gustaría recordar una condición principal de planar (generación de ondas guiadas, el grosor de la placa debe ser menor que la longitud de onda en el material de la placa (Fig. a continuación).

La imagen de arriba (Wavesounds LLC) analiza una diferencia entre las ondas de cizallamiento (SH) y de placa (Lambda).

La onda de la placa es un complejo de movimiento de flexión y compresión de las partículas del material de la placa, por lo tanto, hay dos componentes de la onda: Compresión que coincide con la dirección de propagación de la onda y flexión que es ortogonal a la propagación de la onda ya la superficie de la placa. El componente de flexión de la onda es intensamente absorbido por el tejido biológico. El componente de compresión puede propagarse profundamente. El ángulo de emisión de la onda en el tejido biológico es diferente (ver Fig. 9 a continuación).

El componente de compresión se emite particularmente y se emite prácticamente en paralelo con la superficie aplicada del sonotrodo, pero el componente de flexión es normal a esta superficie.

La profundidad de penetración de este ultrasonido es de 15-25 mm. El componente de compresión también se refleja en los bordes entre las diferentes capas (dermis/hipodermis e hipodermis/músculos).

La gráfica representa la presión acústica como función de escaneo de trama 3D a diferente profundidad

Ensayos realizados con hidrófono de aguja de 1 mm

Histología

Pretratamiento Postratamiento

Tabi ues li ocitos no dañados Daño a la grasa superficial y tabiques

.as imágenes e histología son cortesía del Profesor Arie Orenstein, Sheba Medical Center. Israel Resultados del tratamiento con la invención.

Claims (19)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo (48) adecuado para el tratamiento del tejido adiposo subcutáneo, que comprende:

a. un transductor (12) ultrasónico para la generación de vibraciones ultrasónicas que tiene una cara (14) proximal y una cara (18) distal; y

b. un sonotrodo (50) que incluye una porción (52) del vástago proximal más estrecha que define un eje (28) del sonotrodo y una porción (54) de la tapa distal más ancha

en el que dicha porción (52) del vástago tiene un extremo (58) distal y lleva una cara (56) proximal de dicho sonotrodo (50), dicho sonotrodo (50) acoplado acústicamente a dicha cara (18) distal de dicho transductor (12) ultrasónico a través de dicha cara (56) proximal de dicho sonotrodo (50),

en el que dicha porción (54) de la tapa tiene un lado (60) posterior que mira proximalmente, una cara (62) de trabajo distal de dicho sonotrodo (50) y una periferia (64),

en el que dicho extremo (58) distal de dicha porción (52) del vástago se encuentra con dicho lado (60) posterior de dicha porción (54) de la tapa,

en el que donde dicho extremo (58) distal de dicha porción (52) del vástago se encuentra con dicho lado (60) posterior de dicha porción (54) de la tapa un área de sección transversal de dicha porción (54) de la tapa perpendicular a dicho eje (28) del sonotrodo no es menos de 8 veces mayor que el área de la sección transversal de dicho extremo (58) distal de dicha porción (52) del vástago perpendicular a dicho eje (28) del sonotrodo; y

en el que dicha porción (54) de la tapa es delgada, con un grosor no inferior a 2 mm ni superior a 10 mm,

en el que no menos del 70 % de dicha cara (62) de trabajo y dicho lado (60) posterior de dicha porción (54) de la tapa son planos y perpendiculares a dicho eje (28) del sonotrodo, y

en el que una periferia de dicha porción (54) de la tapa cuando se ve desde un lado es una línea recta paralela a dicho eje (28) del sonotrodo, opcionalmente donde un borde de dicha periferia no es un ángulo recto,

en el que dicho sonotrodo (20) está configurado, para una frecuencia ultrasónica seleccionada, para actuar como un transformador de amplitud acústica para vibraciones tanto longitudinales como transversales, de modo que simultáneamente induzca transdérmicamente vibraciones transversales ultrasónicas sustanciales y vibraciones longitudinales ultrasónicas sustanciales en un volumen de tejido subcutáneo a través de la piel con la que se acopla acústicamente dicha cara (62) de trabajo.

2. El dispositivo de una cualquiera de la reivindicación 1, que comprende además una fuente (34) de alimentación de ultrasonidos asociada funcionalmente con dicho transductor (12) ultrasónico, configurada para proporcionar a dicho transductor ultrasónico, cuando se activa, una corriente alterna que oscila a dicha frecuencia ultrasónica seleccionada.

3. El dispositivo de la reivindicación 1 o 2, en el que la longitud de dicho sonotrodo (50) desde dicha cara (56) proximal de dicho sonotrodo hasta dicha cara (62) de trabajo distal no es inferior a 50 mm ni superior a 300 mm.

4. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho sonotrodo (50) está hecho de un material seleccionado del grupo que consiste en aluminio y aleación de aluminio, dicha cara (62) de trabajo incluye una capa de anodización blanda, opcionalmente dicha capa de anodización blanda tiene entre 5 y 20 micrómetros de espesor.

5. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha porción (52) del vástago de dicho sonotrodo (50) es cónica, opcionalmente cónica de tal manera que la relación del área de la sección transversal de dicha cara (56) proximal de dicho sonotrodo (50) a un área de la sección transversal de dicho extremo (58) distal de dicha porción (52) del vástago es tal que la magnitud de la amplificación de amplitud de las vibraciones longitudinales ultrasónicas que tienen dicha frecuencia ultrasónica seleccionada no es inferior a 2.5 X.

6. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el área de la sección transversal de dicho extremo (58) distal de dicha porción (52) del vástago donde dicha porción del vástago se encuentra con dicho lado (60) posterior de dicha porción (54) de la tapa no es menor que el de un círculo de 5 mm de diámetro (20 mm2) y no mayor que el de un círculo de 25 mm de diámetro (491 mm2).

7. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que no menos del 80 % del área superficial de dicha cara (62) de trabajo es plana y perpendicular a dicho eje (28) del sonotrodo.

8. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que no menos del 80 % del área superficial de dicho lado (60) posterior es plana y perpendicular a dicho eje (28) del sonotrodo.

9. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que tanto una parte plana de dicha cara (62) de trabajo de dicho sonotrodo (50) como una parte plana de dicho lado posterior de dicha porción de la tapa de dicho sonotrodo están desprovistas de variaciones superficiales mayores de 200 micrómetros.

10. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que un área de una sección transversal perpendicular a dicho eje del sonotrodo de dicha porción de la tapa no es mayor que la de un círculo de 150 mm de diámetro (17700 mm2).

11. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que dicho extremo distal de dicha porción del vástago se encuentra con dicho lado posterior de dicha porción de la tapa, un área de sección transversal de dicha porción de la tapa perpendicular a dicho eje es no menos de 12 veces mayor que un área de la sección transversal de dicho extremo distal de dicha porción del vástago perpendicular a dicho eje del sonotrodo.

12. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que dicho extremo distal de dicha porción del vástago se encuentra con dicho lado posterior de dicha porción de la tapa, un área de sección transversal de dicha porción de la tapa perpendicular a dicho eje es no menos de 14 veces mayor que un área de la sección transversal de dicho extremo distal de dicha porción del vástago perpendicular a dicho eje del sonotrodo.

13. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que dicho extremo distal de dicha porción del vástago se encuentra con dicho lado posterior de dicha porción de la tapa, un área de sección transversal de dicha porción de la tapa perpendicular a dicho eje es no menos de 16 veces mayor que un área de la sección transversal de dicho extremo distal de dicha porción del vástago perpendicular a dicho eje del sonotrodo.

14. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que dicha frecuencia ultrasónica seleccionada está entre 20 kHz y 150 kHz.

15. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que la longitud axial de dicho sonotrodo (50) desde dicha cara (56) proximal hasta dicha cara (62) de trabajo es un múltiplo entero de XL/2, siendo XL la longitud de onda de vibraciones longitudinales ultrasónicas de dicha frecuencia ultrasónica seleccionada.

16. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que no menos del 90 % de dicha cara (62) de trabajo y dicho lado (60) posterior de dicha porción (54) de la tapa son planos y perpendiculares a dicho eje (28) del sonotrodo.

17. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que no menos del 95 % de dicha cara (62) de trabajo y dicho lado (60) posterior de dicha porción (54) de la tapa son planos y perpendiculares a dicho eje de sonotrodo.

18. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que dicho espesor de dicha porción de la tapa es menor o igual a XL/10, siendo XL la longitud de onda de las vibraciones longitudinales ultrasónicas de dicha frecuencia ultrasónica seleccionada.

19. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, dicha sección transversal lateral de dicha porción (54) de la tapa es un rectángulo y dicha porción (54) de la tapa es sustancialmente un cilindro recto, que tiene opcionalmente bordes redondeados o biselados.