[发明专利]柔性可穿戴的长期超声装置

说明书

本发明大体上尤其涉及在涉及长期超声治疗的人和动物的医学应用中使用的装置、方法和系统。提供了一种超声换能器阵列，其包括：(i)多个超声换能器，其以矩阵构造布置并且可操作地耦接到电网络；以及(ii)网状结构，其固定处于矩阵构造的多个超声换能器，其中，每个超声换能器以足以允许每个超声换能器彼此独立地或统一地运行的方式连接到电网络。还公开了包括超声换能器阵列的超声系统以及使用超声系统的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年8月25日提交的序列号为62/722,867的美国临时专利申请的优先权权益，其公开内容通过引用的方式全部并入本文。

技术领域

本发明大体上尤其涉及在涉及长期超声治疗的医学应用中使用的装置、方法和系统。

背景技术

超声已被用于管理和治疗对象的组织的疼痛和损伤以及伤口的愈合。然而，仍然需要改进的涉及长期将超声递送至需要疼痛管理以及组织和伤口愈合的对象的组织的超声治疗。

本发明旨在克服本领域中的这些和其他缺陷。

发明内容

本发明大体上尤其涉及在涉及长期超声治疗的医学应用中使用的装置、方法和系统。更具体地，本公开提供了一种超声换能器阵列装置、包括该装置的系统以及使用该装置的方法。超声换能器阵列装置是柔性的、可穿戴的，并且适合在涉及长期超声治疗的医疗应用中使用，包括但不限于疼痛管理、软组织损伤的治疗和伤口愈合。

在一个方面，本发明涉及一种超声换能器阵列，其包括：(i)多个超声换能器，其以矩阵构造(matrix formation)布置并且可操作地耦接到电网络；以及(ii)网状结构，其固定处于矩阵构造的多个超声换能器，其中，每个超声换能器以足以允许每个超声换能器彼此独立地或统一地运行的方式连接到电网络。

在另一方面，本发明涉及一种超声系统，其包括：(i)根据本公开的超声换能器阵列；以及(ii)电源，其可操作地连接到超声换能器阵列。

在另一方面，本发明涉及一种向对象的表面施加超声能量的方法。该方法涉及：(i)提供根据本公开的超声系统；以及(ii)向对象施加治疗超声能量，其中，治疗超声能量由超声系统产生。

在不意图限制本公开内容的范围的情况下，以下提供了本公开的公开的超声换能器阵列、超声系统和方法的某些实施例的一些特征。

例如，各个换能器的阵列可以以冗余配置的方式布线在一起，并通过网状结构(例如，塑料、聚合物、金属等)机械连接，以同时实现电气和机械的鲁棒性和柔韧性。网状设计允许装置在皮肤上的透空气性/透液体性/透气性以及装置的机械强度。布线是灵活的和可扩展的，使得该装置可以符合身体上的各种构造，并可以在各种平面上拉伸。布线不限制换能器元件的特殊取向，这由网状结构限制。该装置的低剖面(low-profile)和柔韧性允许多天附着在身体上，而不会突兀或在身体上产生压力点。该装置的柔性超声换能器可以被切割以适合身体的各种轮廓。该装置可以按需具有任意数量的元件而可大可小。可以不使用任何透镜或聚焦透镜或散射透镜或所有这些的组合来限定身体中的特定图案。在一个实施例中，各个换能器元件环氧树脂连接到网状结构，以形成连续/柔性的装置，该装置可以在各个维度拉伸以适应患者的轮廓。

在另一种配置中，元件可以通过硅树脂网络连接，并利用柔性PCBA和/或导线/电缆布线。网状结构还可以充当将被填充到网格中以及有源超声元件周围的水凝胶的支撑系统，从而提供超声到患者的耦合。网状结构提供了利用黏性带(adhesive bandage)将装置固定至患者的手段。

柔性超声换能器可以具有紧密集成的电路以提供对装置的驱动，该集成电路可以连接到单独的超声施加器。柔性超声换能器可以具有利用嵌入式热电偶来测量每个元件的温度的装置，以提供安全性并防止过热。

超声换能器阵列和超声系统可用于各种医学应用，包括例如用于疼痛/软组织治愈以及伤口愈合。