[发明专利]高压弹道体外冲击波设备、系统及使用方法

说明书

发明领域

本发明涉及体外冲击波治疗设备、系统和方法，而且尤其涉及对于其中冲击波由高压弹道设备(high pressure ballistic device)所产生的这样的设备、系统和方法。

发明背景

体外冲击波疗法(在此被称为“ESWT”)是使用声学冲击波的医疗条件的非手术、无创伤性治疗。首次在二十世纪八十年代早期使用的冲击波疗法被用于击碎肾结石，术语为冲击波碎石术。不断发展的冲击波治疗显示出刺激骨形成、血管再生、慢性骨科炎症愈合、骨愈合(骨再生)、伤口愈合、血管重建、血管形成的可能性，其在医学文献中被广泛熟知和被提及。

冲击波是由在压力方面产生瞬间剧烈变化(例如爆炸或闪电)的现象而引起的声学能量的形式。在压力方面的剧烈变化产生强烈的能量波，其可传播穿过任何弹性介质，例如空气、水、人体软组织、或比如骨头的某些固体物质。

声学冲击波可通过多种方法，电动液压(也被称为火花隙)、电磁(也被称为“EMSE”)、压电和弹道冲击波而产生。

每种方法都需要装置来聚焦所产生的冲击波，以便提供关于治疗区域的聚焦点和/或聚焦区。当与聚焦区外部的区域相比，在聚焦区中，冲击波产生大量更高的压力脉冲。

用于聚焦这些方法中的每一种的机械装置通常用向期望的聚焦点反射波的表面的合适布置和/或产生设备的合适布置来实现。

火花隙系统包含电极(火花塞)来引发冲击波，并包含椭圆体来聚焦冲击波。EMSE系统使用电磁线圈和相对的金属薄片。压电系统通过将压电晶体安装于球形表面来提供聚焦而形成声波。在这三种系统中，火花隙系统通常在关于产生治疗性冲击波ESWT的相关技术中为首选，因为其将更多的所产生的冲击波能量引导至治疗的目标部位。

在火花隙系统中，当电被施加至定位在椭圆体(该椭圆体被浸泡在已处理过的水中)中的电极时，产生高能量冲击波。当电荷被激发时，少量的水在电极的尖端蒸发，然后产生冲击波。冲击波从椭圆体的一侧弹出且汇集在焦点处，然后其可被传输至待治疗的区域。

在电磁系统中，电子脉冲在线圈中流通。线圈产生电磁场，电磁场排斥金属薄片以产生机械脉冲。

在压电系统中，具有压电特性的陶瓷材料经受电子脉冲。电子脉冲改变陶瓷材料的尺寸来产生期望的机械脉冲。通过用汇聚在球体中心的陶瓷压电覆盖在凹球面而得到焦点。

电动液压、电磁、和压电是冲击波产生器的所有形式，冲击波产生器使用从10kV到大约25kV的高电压源，以便产生大约100巴至大约1000巴的所需冲击波。这种高电压冲击波技术的缺点包括既涉及实际的治疗又涉及实际的设备和系统这两方面的局限性。与局限性有关的治疗例如包括有限的聚焦区治疗区域和低的治疗功效的产物。系统局限性例如包括成本、尺寸、以及寿命，其中系统一般是昂贵、大且重的并且需要经常维修。然而，这类系统最大的局限性涉及操作成本，即此类系统需要很多一次性配件和集成电子零件。

虽然高电压设备产生大约100巴至大约1000巴的冲击压力波，但是现有技术的弹道冲击波系统的提供低水平冲击波的产生，其具有从大约50巴至大约150巴的压力波。如其名称暗示的，弹道冲击波系统由于抛射体(projectile)与产生表面之间的弹道碰撞而产生冲击波。抛射体被加速且允许与冲击波产生表面碰撞。

在相关技术中，弹道冲击波系统用于医疗用途，比如在物理疗法的用途中(例如用于炎症的治疗)和/或在皮肤病学和和美容应用中(例如在脂肪团的治疗中)。

目前弹道冲击波系统是受限的，在于低气压源(1-6巴)导致具有低的组织穿透性、小的治疗和/或聚焦区、高的重复治疗比例、不舒适感的冲击波，这是由于在弹道碰撞期间，当施用器需要空气压缩机来产生合适的压力时，其移动不是容易地可动的。现有技术的其它弹道冲击波系统使用15-30巴的操作压力，例如，如在颁与Lebet的美国专利第7,470,274号中所描述的。此外，弹道冲击波系统一般不提供无创伤体外冲击波治疗。

类似地，其它的先有技术US2005/0209586、US6413230、WO2003084608、WO2008/007502A1、WO2008/145273、US6736784、WO2010049519描述了使用由低气压弹道技术生产的低水平冲击波的弹道冲击波系统。

其它形式的弹道冲击波产生器包括电磁弹道系统，电磁弹道系统还受限于其容易升温，而且由于包含电磁元件，因此需要冷却系统。

发明概述