DE69821345T2 - Vorrichtung zur ultraschall-knochenbehandlung - Google Patents

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00Ultrasound therapy

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur therapeutischen Behandlung von Verletzungen unter Verwendung von Ultraschall. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Gerät, das einen tragbaren Signalgenerator und Wandler zur Behandlung von Knochenverletzungen oder einer Vielzahl von Knochenskelett und Muskulatur betreffenden Verletzungen und/oder Problemen benutzt.
  • 2. Beschreibung verwandter Techniken
  • Die Verwendung von Ultraschall, um Knochenverletzungen therapeutisch zu behandeln und zu beurteilen, ist bekannt. Es hat sich gezeigt, dass das Aufprallen von Ultraschallimpulsen mit angemessenen Parametern, z. B. Frequenz, Impulsfolge und Amplitude, über geeignete Zeiträume hinweg und an einer sachgerechten äußeren Stelle, anliegend an eine Knochenverletzung, das natürliche Heilen von beispielsweise Knochenrissen und -brüchen beschleunigt. Für Patienten mit verringertem Heilungsvermögen, wie beispielsweise ältere Menschen mit Osteoporose, kann Ultraschalltherapie die Heilung von Knochenverletzungen, die andernfalls Prothesenersatz erfordern oder den Patienten mit dauerhaften Behinderungen zurücklassen würden, fördern.
  • U.S. Patent Nr. 4,530,360 an Duarte („Duarte") beschreibt eine grundlegende therapeutische Methode und grundlegendes therapeutisches Gerät zur Anwendung von Ultraschallimpulsen von einem Ultraschall-Applikator, der auf der Haut an einer Stelle anliegend an eine Knochenverletzung, platziert wird. Duarte nennt eine Auswahl an RF-Signalen zum Erzeugen des Ultraschalls, Ultraschall-Leistungsdichtepegel, eine Zeitdauer für jeden Ultraschallimpuls und eine Auswahl an Ultraschallimpulsfrequenzen. Die Länge der täglichen Behandlung wird auch beschrieben. Der in dem '360-Patent beschriebene Applikator weist ein Kunststoffröhrchen, das dem Anwender als Griff dient, einen RF-Stecker, der an dem Kunststoffröhrchen zum Anschluss an eine RF-Quelle befestigt ist, und eine interne Verkabelung, die mit einem Ultraschallwandler verbunden ist, auf. Um die Ultraschallimpulse während der Behandlung anzuwenden, muss der Anwender den Applikator manuell am Ort halten, bis die Behandlung abgeschlossen ist. Infolgedessen ist der Patient während der Behandlung eigentlich bewegungsunfähig. Je länger die Behandlungszeit, desto unbequemer wird es für den Patienten.
  • Im Allgemeinen hilft eine Ultraschallträgerfrequenz zwischen 250 kHz und 10 MHz, gekoppelt mit einem relativ niederfrequenten Modulationssignal (z. B. 5 Hz bis 10 kHz) und einem Akustiksignal mit niedriger Intensität (z. B. weniger als 100 Milliwatt/cm2) und ist beim oben beschriebenen Verfahren und Gerät zur Wundheilung wirksam.
  • U.S. Patente Nr. 5,003,965 und 5,186,162, beide an Talish und Lifshey („Talish '965" bzw. „Talish '162,") beschreiben ein Ultraschallverabreichungssystem, in dem sowohl der RF-Generator als auch der Wandler Teil einer modularen Applikatoreinheit, die an der Hautstelle platziert ist, sind. Die Signale, die die Zeitdauer der Ultraschallimpulse und die Impulsfolgefrequenz steuern, werden getrennt von der Applikatoreinheit generiert. Talish '965 und Talish '162 beschreiben auch eine Spannvorrichtung zum Befestigen der Applikatoreinheit, so dass die operative Oberfläche an der Hautstelle anliegt. In Talish '965 und Talish '162 ist die Haut von einem Gipsverband umgeben, während in U.S. Patent Nr. 5,211,160 an Talish und Lifshey („Talish '160") eine Spannvorrichtung zum Montieren auf unbedeckten Körperteilen (d. h. ohne einen Gipsverband oder andere medizinische Umwicklungen) beschrieben wird. Talish '160 beschreibt auch verschiedene Verbesserungen an der Applikatoreinheit.
  • Während sich die in diesen Patenten beschriebenen Systeme auf therapeutische Verfahren und Geräte zur Ultraschallbehandlung von verletztem Knochen beziehen, offenbaren sie keinen in sich geschlossenen Signalgenerator und Wandler, der maximale Mobilität des Patienten während der Behandlung erlaubt. Daher besteht Bedarf an einem Gerät, das die Mobilität des Patienten während der therapeutischen Ultraschallbehandlung optimiert.
  • WO 96/25112 offenbart eine therapeutische Ultraschallzusammensetzung, die einen Wandler beinhaltet, der eine operative Oberfläche zur Emission von therapeutischem Ultraschall aufweist. Ferner beinhaltet die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung eine integrierte Schaltung, die eine Signalgenerierungsschaltungsanordnung zum Generieren von Antriebssignalen für den Wandler aufweist, und eine Antriebsschnittstelle zwischen der Signalgenerierungsschaltungsanordnung und dem Wandler. Durch die Signalgenerierungsschaltungsanordnung generierte Antriebssignale werden durch die Schnittstelle an den Wandler übertragen, wodurch der Wandler zum Erzeugen von therapeutischem Ultraschall der operativen Oberfläche angetrieben wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte therapeutische Ultraschallzusammensetzung bereitzustellen. Dieses Ziel wird durch eine therapeutische Ultraschallzusammensetzung mit den Merkmalen aus Anspruch 1 erreicht. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen.
  • Das Ultraschallbehandlungsgerät der vorliegenden Erfindung wird zur therapeutischen Behandlung von Verletzungen unter Verwendung von Ultraschall verwendet. Das Gerät umfasst eine Ultraschallbehandlungszusammensetzung, die einen Signalgenerator umfasst, der Anregungssignale für einen Ultraschallwandler innerhalb der Zusammensetzung bereitstellt. Die tragbare Zusammensetzung ist konstruiert, um von dem Patienten anliegend an die Behandlungsstelle getragen zu werden, und stellt eine Zeitgebersteuerschaltungsanordung für die Behandlung bereit. Die Zusammensetzung kann eine Stromschnittstelle für eine externe Stromversorgung und eine Steuerschnittstelle, die die Zusammensetzungskomponenten angemessen einschaltet, um eine tägliche Ultraschallbehandlung bereitzustellen, aufweisen (alternativ kann die Zuammensetzung eine integrierte Stromversorgung aufweisen). In Betrieb ist die Zusammensetzung mit dem Wandler anliegend an die externe Hautstelle, die der Verletzung entspricht, positioniert und wird über einen vorgegebenen Zeitraum hinweg angeregt.
  • Die erfinderische Zusammensetzung weist eine integrierte Schalteinheit (ICU) auf, die die Signalgeneratorschaltungsanordnung unterstützt, um dem Wandler Anregungssignale bereitzustellen. Eine Steuerschnittstelle auf der ICU kann eine Datenverbindung zwischen der Signalgeneratorschaltungsanordnung und einer externen Behandlungssteuerschaltungsanordnung unterstützen. Wenn die Datenverbindung über die Steuerschnittstelle hinweg geschaffen wird, stellt die externe Behandlungssteuerschaltungsanordnung der Signalgeneratorschaltungsanordnung geeignete Steuerinformationen bereit, wodurch die therapeutische Ultraschallbehandlung für einen Zeitraum eingeschaltet wird.
  • Die ICU ist in den keramischen Wandlerwafer inkorporiert, der das Substrat für die Signalgeneratorschaltungsanordnung bereitstellt. Wäre die ICU in die Rückseite des keramischen Wandlerwafers inkorporiert, würde sich der elektronische Übermittlungsabschnitt zwischen der Signalgeneratorschaltungsanordnung und dem Wandler intern im keramischen Wafer befinden.
  • Die Signalgeneratorschaltungsanordnung umfasst vorzugsweise einen RF-Oszillator und Modulator, der an einen Treiber kompatibel anschließt, und einen Zeitgeber, der die Signalgeneratorschaltungsanordnung einschaltet und ausschaltet. Die externe Behandlungsteuerschaltungsanordnung dient dazu, den Zeitgeber für ein angemessenes Behandlungsintervall zu stellen, wenn ein Datenübermittlungsabschnitt über die Steuerschnittstelle geschaffen wird. Die externe Behandlungssteuerschaltungsanordnung kann einen Prozessor beinhalten, der ein Steuersignal zum Stellen des Zeitgebers generiert. Die an den Zeitgeber gesendeten Steuersignale können durch den Prozessor unter Verwendung von Daten generiert werden, die im Speicher für den bestimmten Patienten gespeichert sind, oder sie können durch Daten generiert werden, die durch eine Kleintastatur in den Prozessor eingegeben werden.
  • Die externe Behandlungssteuerschaltungsanordnung kann zum Beispiel in einer tragbaren Steuereinheit, die dem Patienten zusammen mit der Ultraschallbehandlungszusammensetzung verschieben wird, kombiniert werden. Die Steuereinheit würde auf der Basis der für den bestimmten Patienten erforderlichen Behandlung vorprogrammiert werden. Der Patient würde die Datenverbindung zwischen der Steuereinheit und der Steuerschnittstelle der ICU abschließen, und dann die Steuereinheit einschalten. Steuersignale von der Steuereinheit würden generiert und an den Zeitgeber der Signalgeneratorschaltungsanordnung übertragen werden, wodurch die Schaltungsanordnung eingeschaltet und Ultraschallbehandlung für den vorgeschriebenen Zeitraum geliefert wird.
  • Alternativ kann die externe Behandlungssteuerschaltungsanordnung entfernt von dem Patienten liegen, und die Datenverbindung mit der ICU kann zum Beispiel durch Telefonleitungen bereitgestellt werden. Die Kommunikationsschnittstelle der ICU könnte dann eine Standard-Telekommunikationsanschlusseinheit sein.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird unten mit Bezug auf 8 beschrieben, während die in 1 bis 7 und 9 gezeigten Vorrichtungen die vorliegende Erfindung nicht betreffen.
  • 1 ist eine Perspektivansicht einer tragbaren Ultraschallbehandlungszusammensetzung, die für das Veständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist, und einer externen Stromversorgung, wobei die Ultraschallbehandlungszusammensetzung eine integrierte Schalteinheit („ICU") und einen Ultraschallwandler darstellt;
  • 2 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht der tragbaren Ultraschallbehandlungszusammensetzung aus 1, wobei die ICU getrennt von dem Wandler gezeigt wird;
  • 3 ist eine Perspektivansicht der tragbaren Ultraschallbehandlungszusammensetzung aus 1 und 2, die Riemen zum Befestigen der Zusammensetzung anliegend an eine externe Hautstelle und eine in den Riemen eingebaute Batteriesäule aufweist;
  • 4 ist eine Perspektivansicht eines Patienten, der die tragbare Ultraschallbehandlungszusammensetzung aus 3 während der Behandlung trägt;
  • 5 ist ein Blockdiagramm der Schaltungsanordnung der ICU aus 1 und 2;
  • 6 ist ein Blockdiagramm der Schaltungsanordnung der externen Behandlungssteuerschaltungsanordnung für die ICU aus 1 und 2;
  • 7 ist eine Perspektivansicht eines Patienten, der die tragbare Ultraschallbehandlungszusammensetzung aus 3 mit einer tragbaren Steuereinheit trägt, die eine externe Behandlungssteuerschaltanordnung enthält;
  • 8 ist eine Perspektivansicht einer Ausführungsform einer tragbaren Ultraschallbehandlungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die integrierte Schaltung und der Ultraschallwandler auf dem gleichen Substrat untergebracht sind;
  • 9 ist eine Perspektivansicht der Ultraschallbehandlungszusammensetzung aus 1, wobei ein Batteriehalter anliegend an die integrierte Schalteinheit montiert ist; und
  • 10 ist eine Perspektivansicht der Ultraschallbehandlungszusammensetzung aus 8, wobei ein Batteriehalter anliegend an die integrierte Schalteinheit montiert ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Das Ultraschallbehandlungsgerät der vorliegenden Erfindung wird für die therapeutische Behandlung von Verletzungen unter Verwendung von Ultraschall verwendet. Obwohl der Schwerpunkt traditionell auf der Behandlung von Knochenskelett und Muskulatur betreffenden Verletzungen gelegen hat, werden auch andere Verletzungen einschließlich Venengeschwüren betrachtet. Das Gerät umfasst eine tragbare Ultraschallbehandlungszusammensetzung, die eine integrierte Schalteinheit („ICU") umfasst, die elektronisch mit einem Wandlerteil verbunden ist. Die Signalgeneratorschaltungsanordnung ist in der ICU untergebracht, und sie stellt einem Wandler Antriebssignale über die elektronische Verbindung bereit. Die Antriebssignale werden durch eine interne Zeitgeber-Schaltungsanordnung freigegeben und gesperrt. Der Zeitgeber wird durch Steuersignale von einer externen Behandlungssteuerschaltungsanordnung gesteuert, die über eine Kommunikationsschnittstelle auf der ICU empfangen werden. In Betrieb ist die operative Oberfläche des Wandlers entsprechend dem verletzten Bereich anliegend an die externe Hautstelle positioniert. Die externe Behandlungssteuerschaltungsanordnung wird verwendet, um den Zeitgeber zu stellen, wodurch die Signalgeneratorschaltungsanordnung freigegeben wird. Die Signalgeneratorschaltungsanordnung erzeugt dann Antriebssignale für den Wandler, der therapeutische Ultraschallbehandlung an die externe Stelle liefert.
  • Wendet man sich den Figuren, insbesondere 1 zu, wird eine tragbare Ultraschallbehandlungszusammensetzung 10 gezeigt, die zum Verstehen der vorliegenden Erfindung nützlich ist. Die Ultraschallbehandlungszusammensetzung 10 umfasst einen Ultraschallwandler 12, der an eine ICU 20 gekoppelt ist. Der piezoelektrische Wandler 12 weist eine waferähnliche Form auf, wobei die ICU 20 auf der gegenüberliegenden Seite der operativen Oberfläche 14 des Wandlers 12 montiert ist. (Die „operative Oberfläche" des Wandlers 12 ist als die Oberfläche definiert, von der Ultraschall von dem Wandler 12 emittiert wird. Die „Rückseite" des Wandlers 12 ist als die Seite des Wandlers 12 definiert, die der operativen Oberfläche 14 gegenüberliegt).
  • Die ICU 20 weist eine erste Schnittstelle auf, die als eine Buchse 22 gezeigt ist, zum Empfangen von Strom von einer externen Stromversorgung 54. (Strom wird von der Stromversorgung 54 durch einen Anschlussdraht 52 und einen Stecker 50, der in der Buchse 22 empfangen wird, geliefert). Die ICU 20 weist ebenfalls eine zweite Schnittstelle auf, die ebenfalls als eine Buchse 24 gezeigt wird, zum Empfangen von Steuersignalen von der externen Behandlungssteuerschaltungsanordnung, wie weiter unten beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf 2 wird der Wandler 12 getrennt von der ICU 20 gezeigt. Die Oberfläche der ICU 20, anliegend an die Rückseite des Wandlers 12, weist eine Reihe von elektronischen Stiften 26 auf, die in Rezeptoren 16 auf der Rückseite des Wandlers 12 empfangen werden. Wie weiter unten beschrieben stellt dies die elektronische Verbindung für die durch die ICU 20 generierten und an den Wandler 12 gesendeten Antriebssignale bereit.
  • 3 zeigt die Ultraschallbehandlungszusammensetzung 10 als Teil einer Einheit 60, die verwendet werden kann, um den Wandler 12 anliegend an eine externe, der Verletzung entsprechende Hautstelle zu positionieren. Ein Plastikrahmen 61 umhüllt den Umfang des Wandlers 12 sicher. Riemensegmente 62A, 62B lassen sich an den Rahmen 61 kompatibel anschließen, und ein Riemensegment 62B stützt einen Batteriehalter 64 für eine Lithium-Batterie, die Strom an die ICU 20 liefert. (Die Stromanschlussschnur 66 ist mit dem Batteriehalter 64 verbunden, und der Stecker 68 der Stromanschlussschnur 66 wird in der Buchse 22 der ICU 20 empfangen. Andere Verfahren für einen kompatiblen Anschluss zwischen der Stromanschlussschnur 66 und der ICU 20 können ausgetauscht werden, einschließlich des Festverdrahtens von einem Ende der Stromanschlussschnur 66 direkt mit der ICU 20. 4 stellt die Einheit 60 aus 3 dar, die am Arm eines Patienten befestigt ist, so dass sich die operative Oberfläche 14 des Wandlers 12 anliegend an die externe Hautstelle auf dem Arm befindet. Wenn der Wandler wie unten beschrieben eingeschaltet wird, würde er den Arm des Patienten mit therapeutischer Ultraschallbehandlung versorgen.
  • Unter Bezugnahme auf 5 wird ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Signal generierenden Schaltungsanordnung der ICU 20 gezeigt. Die Signal generierende Schaltungsanordnung umfasst einen RF-Oszillator 28, der durch einen Modulator 30 mit einem Wandlertreiber 32 verbunden ist. Der Wandlertreiber 32 erregt den Wandler 12. (Der Wandlertreiber 32 ist mit dem Wandler 12 über die Stifte 26 und Rezeptoren 16, die in 2 gezeigt sind, verbunden). Die Signal generierende Schaltungsanordnung wird durch einen Zeitgeber 34 freigegeben. Der Zeitgeber 34 kann zum Beispiel ein elektronischer Schalter zwischen der Leistungsaufnahme an die ICU 20 und einer oder mehreren von deren internen Komponenten sein, wie durch die gestrichelten Linien zwischen dem Zeitgeber 34 und dem RF-Oszillator 28, dem Modulator 30 und dem Wandlertreiber 32 dargestellt. Der Zeitgeber 34 wird durch Behandlungssteuersignale 70 gestellt, die von der weiter unten beschriebenen externen Behandlungssteuerschaltungsanordnung empfangen werden.
  • Wie oben angeführt, wird der RF-Oszillator 28 im Allgemeinen eine Ultraschallträgerfrequenz zwischen 250 kHz und 10 MHz generieren. Die Trägerfrequenz wird durch den Modulator 30 mit einem relativ niederfrequenten Signal (z. B. 5 Hz bis 10 kHz) moduliert. Die modulierte Trägerfrequenz wird in den Wandlertreiber 32 eingegeben, der Antriebssignale für den Wandler 12 generiert. Der Wandler 12 emittiert akustische Signale von geringer Intensität (z. B. weniger als 100 Milliwatt/cm2), die bei therapeutischer Behndlung wirksam sind.
  • 6 stellt ein Blockdiagramm der externen Behandlungssteuerschaltungsanordnung 72 dar, die die Behandlungssteuersignale 70 für den Zeitgeber 34 der ICU 20 generiert. Die externe Behandlungssteuerschaltungsanordnung 72 aus 6 umfasst einen Prozessor 74 mit einem Speicher 76 (z. B. RAM und ROM) mit gespeicherten Programmen (z. B. System und Anwendung) zum Steuern des Betriebs des Prozessors und folglich der ICU 20. Der Prozessor 74 kann einen Mikroprozessor wie etwa die Intel® 80/x86-Familie der Mikroprozessoren umfassen, oder der Prozessor 74 kann ein Mikrocontroller mit internem Speicher sein. Der Prozessor 74 wird benutzt, um die Zeit der Ultraschallbehandlung für einen bestimmten Patienten zu steuern. Um die Ultraschallbehandlungstherapie einzuschalten, überträgt der Prozessor 74 auf den Patienten zugeschnittene Behandlungssteuersignale 70 an den Zeitgeber 34 der ICU 20 über die Schnittstelle 22 (siehe 5). Die Behandlungssteuersignale 70 stellen den Zeitgeber 34 für die angemessene Behandlungszeit ein, was die Signal generierende Schaltungsanordnung der ICU 20 wie oben beschrieben freigibt. Wenn die Behandlungszeit abläuft, sperrt der Zeitgeber die Signal generierende Schaltungsanordnung.
  • Die externe Behandlungssteuerschaltungsanordnung 72 aus 6 ist besonders für eine tragbare Steuereinheit geeignet, die vorprogrammiert ist und jedem Patienten zum Einschalten der Ultraschallzusammensetzung zugeordnet wird. Die Kommunikationsschnittstelle 82 ist zwischen dem Kommunikationsanschluss 84 und dem Prozessor 74 verbunden und ist bereitgestellt, um zum Beispiel mit einem externen Computer zu kommunizieren. Folglich kann der Speicher 76, bevor er dem Patienten zugeordnet wird, vorprogrammiert werden, so dass die durch den Prozessor 74 über die Behandlungssteuersignale 70 gesendeten Behandlungszeiten für den bestimmten Patienten geeignet sind. (Typische Behandlungszeiten können zwischen 1 und 55 Minuten liegen, obwohl Behandlungen in der Größenordnung von 10–20 Minuten typisch sind). Die Kommunikationsschnittstelle 82 kann eine serielle Schnittstelle sein, wie zum Beispiel eine RS-232-Schnittstelle, eine parallele Schnittstelle oder ein Modem.
  • 7 zeigt eine tragbare Steuereinheit 90, in der die externe Behandlungssteuerschaltungsanordnung aus 6 untergebracht ist, die für die therapeutischen Anforderungen des gezeigten Patienten vorprogrammiert worden ist. Die gezeigte Steuereinheit 90 schaltet die Ultraschallbehandlungszusammensetzung 10 aus 1 und 2 ein, wie in die Einheit 60 aus 3 inkorporiert, und weist die Signalsteuerschaltungsanordnung aus 5 auf. Um mit der Ultraschallbehandlung zu beginnen, schließt der Patient eine Steuerschnittstelle durch das Verbinden des Steckers 92 des Anschlussdrahts 92 von der Steuereinheit 90 in die Buchse 24 auf der ICU 20. Der Patient schaltet die externe Behandlungssteuerschaltungsanordnung (gezeigt in 6) durch Drücken des Knopfs 96 ein, und der Prozessor 74 übermittelt die Behandlungssteuersignale 70 an den Zeitgeber 34 der ICU 20 (gezeigt in 5). Wie oben beschrieben wird die Signalgeneratorschaltungsanordnung der ICU 20 dadurch für die durch den Zeitgeber festgesetzte Zeitdauer freigegeben und die verschriebene Ultraschalltherapie wird geliefert. Sobald die Einheit 60 freigegeben ist, kann der Stecker 94 abgenommen werden, wodurch vollständige Mobilität des Patienten ermöglicht wird.
  • Anstatt dem Patienten eine individuelle Steuereinheit 90 zuzuordnen, um die Behandlungssteuersignale 70 für die ICU 20 wie in 7 zu erzeugen, kann sich die externe Behandlungssteuerschaltungsanordnung in einem entfernten, zentralen Rechenzentrum befinden. Das Zentrum könnte mit Telefonleitungen verbunden sein, und der Patient könnte durch ein Telefongespräch Zugang zur externen Behandlungssteuerschaltungsanordnung erlangen und das Herunterladen der Behandlungssteuersignale 70 an die ICU 20 einleiten. Nach dem Telefongespräch könnte der Patient zum Beispiel einen Kennungscode über die Tastatur des Telefons eingeben, wodurch für das Datenzentrum die Speicherstelle für die Daten des Patienten gekennzeichnet wird und die Datenverarbeitung initiiert wird, die die Behandlungssteuersignale 70 für diesen bestimmten Patienten generiert. Die Steuerschnittstelle 24 auf der ICU 20 der Ultraschallzusammensetzung (siehe 5) kann zum Beispiel eine Standard-Telekommunikationsanschlusseinheit sein. Nach dem Eingeben des Kennungscodes würde der Patient den Stecker von dem Telefon lösen und ihn in die Buchsenschnittstelle 24 auf der Zusammensetzung 20 stecken. Die Behandlungssteuersignale 70 würden dann von der entfernten, externen Behandlungssteuerschaltungsanordnung übertragen werden, um die Signalgeneratorschaltungsanordnung der ICU 20 einzuschalten.
  • In einer in 8 gezeigten erfinderischen Ausführungsform bildet die Rückseite des keramischen piezoelektrischen Wafers des Wandlers 112 das Substrat für die ICU 120 der Ultraschallbehandlungszusammensetzung 100. Die Signalgeneratorschaltungsanordnung der ICU 120 kann die gleiche wie die in 5 gezeigte sein, aber die Schnittstelle zwischen dem Wandlertreiber und dem Wandler würde sich im Siliziumwafer befinden. Wie in 8 gezeigt wären die Stromschnittstelle 122 und die Steuerschnittstelle 124 ebenfalls direkt zwischen der Rückseite des Wandlersubstrats und der Signalgeneratorschaltungsanordnung der ICU 120 festverdrahtet. Eine Plastikabdeckung 126 kann verwendet werden, um die Signal generierende Schaltungsanordnung der ICU 120 abzudecken.
  • Um die Ultraschallzusammensetzung noch kompakter zu machen, kann der Batteriehalter anliegend an die ICU positioniert sein. In 9 ist die Zusammensetzung 10 aus 1 und 2 mit einem Lithium-Batteriehalter 55 gezeigt, der anliegend an die ICU 20 montiert ist. Hier ist die Stromschnittstelle zwischen der Batterie und der Signalgeneratorschaltungsanordnung der ICU 20 festverdrahtet, so dass die Stromschnittstelle 22 aus 1 und 2 eliminiert werden kann. In 10 wird eine ähnliche Alternative der erfinderischen Ultraschallbehandlungszusammensetzung aus 8 mit einem Batteriehalter 155 gezeigt, der anliegend an die Rückseite des Siliziumwafes montiert ist, in dem der Wandler und die ICU untergebracht sind.
  • Es versteht sich, dass verschiedene Modifizierungen an der Ausführungsform der hier offenbarten vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können. Beispielsweise werden unterschiedliche Formen der Ultraschallbehandlungszusammensetzung, der ICU und der Wandler sowie verschiedene Arten von Konstruktionsmaterialien betrachtet. Verschiedene Modifizierungen in der Konfiguration der Komponenten, die verwendet werden, um den Ultraschallwandler zu erregen, können ebenfalls vorgenommen werden. Deshalb sollte die obige Beschreibung nicht als Einschränkung der Erfindung ausgelegt werden, sondern lediglich so, dass sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt. Der Fachmann wird andere Modifizierungen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, wie sie durch die unten dargestellten Ansprüche definiert wird, vorsehen.

Claims (7)

  1. Eine therapeutische Ultraschallzusammensetzung, die Folgendes beinhaltet: a) einen Wandler (112), der durch einen Teil eines piezoelektrischen Substrats gebildet ist, wobei der Wandler eine operative Oberfläche (114) zur Emission von therapeutischem Ultraschall aufweist; b) eine integrierte Schaltung (120), die eine Signalgenerierungsschaltungsanordnung (28, 30, 32, 34) zum Generieren von Antriebssignalen für den Wandler (112) aufweist; c) eine Antriebsschnittstelle, die innerhalb des Substrats zwischen der Signalgenerierungsschaltungsanordnung (120) und dem Wandler (112) gebildet ist, wobei das piezoelektrische Substrat das Substrat für die integrierte Schaltung (120) und die Antriebsschnittstelle bildet, wobei die Antriebssignale, die mittels der Signalgenerierungsschaltungsanordnung (28, 30, 32, 34) generiert werden, durch die Schnittstelle an den Wandler (112) übertragen werden, wodurch der Wandler (112) zum Erzeugen von therapeutischem Ultraschall an der operativen Oberfläche angetrieben wird.
  2. Therapeutische Ultraschallzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Signalgenerierungsschaltungsanordnung einen RF-Oszillator (28), einen Modulator (30) und einen Wandlertreiber (32) umfasst.
  3. Therapeutische Ultraschallzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das piezoelektrische Substrat eine Steuerschnittstelle (122) umfasst, wobei die Steuerschnittstelle die Steuersignale (70) von einer externen Steuerquelle (72) empfängt, wobei die Steuersignale verwendet werden, um die Signalgenerierungsschaltungsanordnung (28, 30, 32, 34) zu steuern.
  4. Therapeutische Ultraschallzusammensetzung gemäß Anspruch 3, wobei die integrierte Schaltung (28, 30, 32, 34) einen Zeitgeber (34) umfasst, der an die Signalgenerierungsschaltungsanordnung (28, 30, 32, 34) zum Steuern der Signalgenerierungsschaltungsanordnung kompatibel anschließt, wobei der Zeitgeber (34) durch die Steuersignale (70), die von der externen Steuerquelle (72) empfangen werden, eingeschaltet wird.
  5. Therapeutische Ultraschallzusammensetzung gemäß Anspruch 3, wobei die Steuersignale (70) von der externen Steuerquelle (72) eine Stromversorgung (54) für die Signalgenerierungsschaltungsanordnung (28, 30, 32, 34) steuern.
  6. Therapeutische Ultraschallzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das piezoelektrische Substrat eine Stromschnittstelle (124) zum Empfangen des Stroms für die Signalgenerierungsschaltungsanordnung (28, 30, 32, 34) von einer externen Stromquelle (54), die von der Zusammensetzung (100) getrennt ist, umfasst.
  7. Therapeutische Ultraschallzusammensetzung gemäß Anspruch 1, die ferner eine Stromversorgung (64), die anliegend an die integrierte Schalteinheit (120) positioniert ist, und eine festverdrahtete elektronische Schaltungsanordnung (66), die zwischen der Stromversorgung (64) und der Signalgenerierungsschaltungsanordnung (28, 30, 32, 34) liegt, beinhaltet.
DE69821345T 1997-04-18 1998-04-16 Vorrichtung zur ultraschall-knochenbehandlung Expired - Lifetime DE69821345T2 (de)

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