專利名稱：用于去除脂肪組織的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及去除脂肪組織(脂肪)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
塑身已發(fā)展成減少人們體重并使其恢復(fù)更纖瘦、更苗條身體外形的高級追求。整容外科已隨著工具和技術(shù)的開發(fā)而得到相當(dāng)迅速的發(fā)展。用于快速的體重減輕和塑身的一種通用治療方法是皮下脂肪抽吸術(shù)。
皮下脂肪抽吸術(shù)是通過塑造和去除不想要的脂肪而顯著地改善不同身體區(qū)域的形狀和輪廓的身體造型方法。每年都會有20萬例以上的皮下脂肪抽吸術(shù)。皮下脂肪抽吸術(shù)領(lǐng)域中的最新改革和發(fā)展包括腫脹技術(shù)和超聲波輔助技術(shù)。常規(guī)的皮下脂肪抽吸術(shù)通過在需要位置作一些小切口、然后在皮下脂肪層植入中空管或插管來進(jìn)行。該插管與真空相連，且在較高抽吸力下脂肪被吸除。該治療方法不加選擇地去除脂肪、結(jié)締組織、血管和神經(jīng)組織。該治療方法導(dǎo)致出血、瘀傷、創(chuàng)傷、和失血，從而限制可能去除的脂肪量。
腫脹技術(shù)允許在手術(shù)期間去除多得多的脂肪而失血量較少。腫脹皮下脂肪抽吸術(shù)在抽吸之前向脂肪層注入大量的鹽和腎上腺素溶液。插管再次用于抽吸設(shè)備以去除脂肪。該治療方法減少了常規(guī)皮下脂肪抽吸術(shù)的出血量。但是該治療方法仍然去除了大量的結(jié)構(gòu)組織、血液和神經(jīng)末梢。
最新公認(rèn)的革新是超聲波輔助脂肪移植術(shù)(UAL)。UAL利用尖端以超聲波頻率振動的鈦插管。該振動使鄰近的大量脂肪細(xì)胞分裂并使它們基本上液化，以便于去除。UAL使用低功率抽吸并僅在插管尖端附近抽取脂肪物質(zhì)。該技術(shù)更為精細(xì)且對組織更為柔和，從而出血量較少、瘀傷較少、不太疼痛、而復(fù)原快得多。
超聲波在外科手術(shù)中的使用并不限于UAL。高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)技術(shù)已由他人用于癌癥的治療。
Cain等人的美國專利6,309,355揭示了一種在目標(biāo)組織中產(chǎn)生微氣泡、然后使用超聲波源使微氣泡產(chǎn)生空穴效應(yīng)、以去除附近組織的方法。較佳實(shí)施例使用低頻超聲波源(低于500kHz)來引起氣穴。一診斷儀器被用來確定各手術(shù)損傷的位置。
Eshel等人的PCT申請WO 02/054018 A2提供在一人體區(qū)域中溶解脂肪組織，同時(shí)并不溶解非脂肪組織的方法。該方法描述在身體中使用HIFU與診斷成像系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)相連，來跟蹤用HIFU能量照射的區(qū)域。
過去幾十年間已在HIFU的開發(fā)中有了若干革新。強(qiáng)度已增大到在氣泡因氣穴形成時(shí)，沸騰可在極短時(shí)間段(～1秒)中發(fā)生。氣泡極大地增加了超聲波的吸收、以及伴隨對組織的快速加熱。Haifu(中國重慶)公司已生產(chǎn)了使用超聲波治療實(shí)體瘤的治療設(shè)備。當(dāng)施加器在圍繞包含腫瘤組織的水袋內(nèi)移動時(shí)，施加超聲波能量。
其它療法主要取決于使組織壞死的加熱機(jī)制。若干論文報(bào)告在組織中產(chǎn)生氣穴而不必將組織溫度增高到壞死程度。這些方法向組織施加高強(qiáng)度連續(xù)波(CW)超聲療法，以便于產(chǎn)生空穴氣泡(有時(shí)稱為“穩(wěn)定”氣穴)，這些氣泡的主要目的是增強(qiáng)吸收和減少加熱時(shí)間。采用與脈沖波(PW)超聲相似的快速重復(fù)的極高強(qiáng)度短脈沖的治療可產(chǎn)生具有極短壽命(微秒)的空穴氣泡。這些氣泡導(dǎo)致對組織的極大機(jī)械損傷，它可由短脈沖(～5-30秒)周期性地重復(fù)而無需大量伴隨的組織加熱。仔細(xì)地斟酌療法參數(shù)可例如通過剪切力、瞬時(shí)氣穴沖擊波、或穩(wěn)定的氣穴壓力來增強(qiáng)機(jī)械損傷，而無需將組織加熱到熱壞死程度。
HIFU療法可用若干方法和方法組合來應(yīng)用。大多數(shù)HIFU療法通過將HIFU應(yīng)用于一個(gè)點(diǎn)并通電給定時(shí)間段(通常為1～4秒)來應(yīng)用。強(qiáng)度水平通常被選擇為將施加器焦點(diǎn)處的組織加熱到凝固性壞死的點(diǎn)，盡管其它報(bào)告將該組織加熱到超過水的沸點(diǎn)(100℃)。在一個(gè)聲照射周期之后，施加器關(guān)閉并移到新的位置；通常離之前的施加處幾毫米。直到組織已冷卻了從幾秒到幾分鐘的一時(shí)段，施加器才再次開啟。施加器再次開啟并產(chǎn)生新的創(chuàng)傷。用該方法治療大量組織要化數(shù)小時(shí)。
以下附加參考文獻(xiàn)是本領(lǐng)域中相關(guān)的5,769,790；6,113,558；5,827,204；5,143,063；5,219,401；5,419,761；5,618,275；6,039,048；6,425,867；5,928,169；6,387,380；6,350,245；6,241,753；5,526,815；6,071,239；5,143,063；6,685,639以及WO 00/36982。
上述參考文獻(xiàn)描述了與本發(fā)明相關(guān)的超聲波技術(shù)，以及用它們來去除人體內(nèi)組織的方法。然而在現(xiàn)有技術(shù)中有一顯著缺點(diǎn)。沒有允許患者和醫(yī)生能一起設(shè)計(jì)期望的塑身計(jì)劃以實(shí)現(xiàn)患者所期望的結(jié)果的示教。在現(xiàn)有技術(shù)中沒有準(zhǔn)確存儲從一個(gè)治療到下一個(gè)治療已對患者作了什么的信息的裝置。這使一次完成所有治療成為必要，產(chǎn)生患者治療過度的可能，或者醫(yī)生必須通過感覺或查看患者的脂肪組織區(qū)域作出猜測，以確定在前一治療中已作了什么。當(dāng)患者已進(jìn)行了非侵入性HIFU治療時(shí)，醫(yī)生將完全失去方向且無法確定需要什么適當(dāng)?shù)暮罄m(xù)治療。
此外，現(xiàn)有技術(shù)的超聲波療法深受不能快速處理大量組織的困擾。因而，只要處理大塊或大量，侵入性療法就是較佳的。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種裝置，通過它患者和醫(yī)生可確定適當(dāng)?shù)闹委煼椒ú⒏杏X可實(shí)現(xiàn)的結(jié)果。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于準(zhǔn)確確定患者的脂肪組織量的裝置。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供用于精確跟蹤治療及其對患者的效果的裝置，從而患者可將期望治療延長以降低或消除因一次性進(jìn)行大規(guī)模療法的不適和危險(xiǎn)。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供用于準(zhǔn)確映射人體內(nèi)手術(shù)創(chuàng)傷位置的裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供與侵入式療法相似地快速去除大量脂肪組織的裝置和方法。
這些目的的任一個(gè)或多個(gè)在以下揭示中解決。

發(fā)明內(nèi)容
在此所述的是用于去除脂肪組織的系統(tǒng)和方法。在第一實(shí)施例中，有用于向身體區(qū)域施加能量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括包括能量施加器的掃描頭、用于將掃描頭懸置于空間的裝置、以及與掃描頭和懸置裝置相連的治療控制器。該治療控制器適于監(jiān)視掃描頭的位置和能量傳送，同時(shí)提供對定位該掃描頭的引導(dǎo)。
在第二實(shí)施例中，有用于產(chǎn)生相匹配的身體外形的、接近體表的皮下組織圖的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生患者身體的體表圖像的三維成像裝置、用于產(chǎn)生患者身體的皮下圖像的組織成像裝置；以及用于使體表圖像和皮下圖像的多個(gè)標(biāo)記相匹配的相關(guān)手術(shù)設(shè)備。
在第三實(shí)施例中，有用于定位醫(yī)療設(shè)備的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括機(jī)械臂；用于控制機(jī)械臂的第一控制裝置在治療頭內(nèi)可移動定位的醫(yī)療設(shè)備，該治療頭與機(jī)械臂相連；用于控制醫(yī)療設(shè)備在治療頭內(nèi)的移動的第二控制裝置；以及與機(jī)械臂、第一控制裝置、醫(yī)療設(shè)備和第二控制裝置電子通信并用于協(xié)同手術(shù)的電子控制器。
在又一實(shí)施例中，有用于定位醫(yī)療設(shè)備的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括機(jī)械臂；用于控制機(jī)械臂的控制裝置；固定定位于治療頭內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備，該治療頭與機(jī)械臂相連；以及用于翻譯從控制裝置接收的移動指令、并用于將移動指令中繼給機(jī)械臂的電子控制器。
在另一實(shí)施例中，有用于引導(dǎo)能量發(fā)射器在患者身體上的移動的裝置，該裝置包括具有至少一個(gè)能量發(fā)射器的可移動治療頭；導(dǎo)環(huán)；以及用于跟隨導(dǎo)環(huán)移動并使治療頭基本上位于導(dǎo)環(huán)中央的跟蹤系統(tǒng)。
在又一實(shí)施例中，有用于定位醫(yī)療設(shè)備的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括負(fù)載平衡臂；在治療頭內(nèi)可移動定位的醫(yī)療設(shè)備，該治療頭與負(fù)載平衡臂相連；以及用于控制醫(yī)療設(shè)備在治療頭內(nèi)的移動的裝置。
還有使用所述系統(tǒng)的方法。在有將能量施加到身體區(qū)域的方法的實(shí)施例中，該方法包括以下步驟第一，向治療控制器提供治療方案；第二，響應(yīng)于治療控制器所產(chǎn)生的引導(dǎo)，在身體表面上手動地掃描掃描頭，同時(shí)能量從所述掃描頭傳送；第三，監(jiān)視掃描頭的位置和能量傳送，以產(chǎn)生位置數(shù)據(jù)并將該位置數(shù)據(jù)傳送給治療控制器；最后，如果手動位置和/或能量傳送落于治療方案之外，則產(chǎn)生警報(bào)。
在第二實(shí)施例中，有執(zhí)行脂肪移植術(shù)的方法，包括以下步驟(a)確定人對治療超聲術(shù)的適應(yīng)性；(b)標(biāo)記人身上要處理的區(qū)域；(c)為治療超聲術(shù)定位患者；(d)將已標(biāo)記區(qū)域掃描到計(jì)算機(jī)中；(e)使用治療計(jì)劃軟件包設(shè)置治療超聲術(shù)；(f)使用通過治療計(jì)劃軟件控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)激活治療超聲術(shù)；(g)使用治療計(jì)劃軟件記錄治療的進(jìn)度；以及(h)向該患者提供可指定的任何附加術(shù)后輔助。
在另一實(shí)施例中，有使用治療超聲波去除患者的脂肪組織的方法，包括以下步驟確定患者脂肪組織的一個(gè)或多個(gè)位置；將患者定位在治療床上；用治療超聲換能器照射患者脂肪組織的位置。
在又一實(shí)施例中，揭示了產(chǎn)生3D身體示圖的方法。產(chǎn)生具有脂肪組織量的位置的3D身體示圖的方法包括以下步驟使用3D成像系統(tǒng)產(chǎn)生身體的3D圖像；將身體的3D圖像輸入成計(jì)算機(jī)可讀格式；用3D繪圖軟件應(yīng)用程序產(chǎn)生身體的3D身體示圖，并用與3D繪圖軟件應(yīng)用程序電子通信的診斷超聲設(shè)備掃描身體，使得由診斷超聲設(shè)備檢測的脂肪組織區(qū)域被適當(dāng)?shù)刂糜?D身體示圖中。
在再一實(shí)施例中，有使用3D身體示圖塑身的方法，包括以下步驟分析3D身體示圖以得出要去除的脂肪組織量；確定可使用塑身術(shù)安全去除的脂肪組織量；扣除要去除的脂肪組織量以產(chǎn)生第二個(gè)3D身體示圖，其中醫(yī)生和患者可比較第一3D身體示圖和任意多個(gè)第二3D身體示圖，以選擇要進(jìn)行塑身術(shù)的所需量。
在另一實(shí)施例中，有用于去除脂肪組織的方法，包括以下步驟確定要治療的組織的體積和區(qū)域；以及用以連續(xù)運(yùn)動掃過該區(qū)域的脈沖波(PW)HIFU換能器治療該體積。
在又一實(shí)施例中，有使用負(fù)載平衡臂定位超聲治療頭的空間位置的方法，該治療頭包括用于懸置在治療頭內(nèi)的能量施加器的運(yùn)動控制器。該方法包括以下步驟，首先將力施加在治療頭上，其次向運(yùn)動控制器提供電子引導(dǎo)。


圖1示出本發(fā)明的側(cè)視圖。
圖2示出掃描頭。
圖3示出除氣電路的示意圖。
圖4A-B示出治療頭的元件。
圖5示出具有類似計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備的臂。
圖5A-B示出導(dǎo)環(huán)控制裝置。
圖6示出光學(xué)導(dǎo)環(huán)控制裝置。
圖7示出伸縮接頭。
圖8示出3D立體成像系統(tǒng)。
圖9A-C示出標(biāo)記患者身體的方法。
具體實(shí)施例方式
定義在本說明書中，我們稱“治療控制器”為負(fù)責(zé)本發(fā)明所使用的醫(yī)療方法的計(jì)劃、協(xié)調(diào)和操作的設(shè)備。該治療控制器是一計(jì)算機(jī)設(shè)備。它可以是專用的特別構(gòu)建的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或通用計(jì)算機(jī)，具有足夠的硬件和軟件資源來提供本系統(tǒng)的命令和控制即將治療頭、能量發(fā)射器、和機(jī)械臂控制在所需范圍內(nèi)。有時(shí)我們稱為治療方案軟件、治療控制器、或用于執(zhí)行超聲治療的程序。每一個(gè)這些元素通常都在治療控制器的名單中，作為本發(fā)明的基本元件或治療控制器的特定子單元。
此外，我們在此使用術(shù)語“電子通信”來包括組分(不管是硬件還是軟件的)間所有形式的電子信號和功率耦合。因而我們稱數(shù)據(jù)、指令、代碼、和/或功率的發(fā)送為電子通信，不管這種發(fā)送是單向的、雙向的、還是響應(yīng)于對這種電功率或信息的查詢或指令或需要。部件之間電子的任何有意移動都是“電子通信”。
通過“治療頭”，我們表示用于包含能量施加器的外殼。該外殼可特別地設(shè)計(jì)成外形擬合能量施加器，使外殼、或具有結(jié)合一些附加設(shè)備的附加體積的外殼的體積最小化。這些設(shè)備可包括用于使能量施加器在外殼內(nèi)移動、或使用蓄液池、或具有附加傳感器的小馬達(dá)系統(tǒng)、用于將信息中繼給置于治療頭外部的組件的引導(dǎo)設(shè)備。在先前的描述中，我們將術(shù)語“端部作用頭”或“作用頭”賦予“治療頭”。術(shù)語“治療頭”、“掃描頭”和“端部作用頭”被視為是可互換的。
HIFU系統(tǒng)描述本發(fā)明是用于將能量施加到某一身體區(qū)域的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有三個(gè)主要子系統(tǒng)掃描頭、懸置設(shè)備和治療控制器。掃描頭包括能量施加器和蓄液池。懸置設(shè)備通常是機(jī)械臂。第三組件是與掃描頭和用于懸置掃描頭的裝置電子通信的治療控制器。治療控制器用于監(jiān)視掃描頭的位置和/或能量傳送，同時(shí)提供定位掃描頭的引導(dǎo)系統(tǒng)。
本發(fā)明的系統(tǒng)10具有包括能量施加器600(參見圖1)的掃描頭500。系統(tǒng)10還具有將掃描頭懸置在空中的裝置，諸如機(jī)械臂200。懸置裝置支撐掃描頭500的大部分重量，并允許用戶手動地將掃描頭500在空中重新定位，或者通過機(jī)器人控制器來移動掃描頭。懸置裝置還可提供與掃描頭相對于病人身體的位置相關(guān)的信息。當(dāng)掃描頭500在空中移動時(shí)可從該掃描頭500收集數(shù)據(jù)，以提供掃描頭的跟蹤信息。還有與掃描頭和懸置裝置耦合的治療控制器250。該治療控制器可以是計(jì)算機(jī)400的一部分、或是獨(dú)立的智能設(shè)備。該治療控制器監(jiān)視掃描頭的位置和能量傳送，同時(shí)向用戶提供相對于患者身體將掃描頭移到哪兒的引導(dǎo)。
系統(tǒng)10具有可任選地安裝在多個(gè)腳輪102上的底座100。輪閘110可用來將基座100固定在適當(dāng)?shù)奈恢蒙??？蛇x手柄120可用來移動基座100?；?00包含作為獨(dú)立設(shè)備、或作為較大計(jì)算機(jī)400的一部分的治療控制器250。諸如馬達(dá)232的可選運(yùn)動產(chǎn)生設(shè)備也可包含在基座100中。機(jī)械臂200通過桿202錨定在基座100上。旋轉(zhuǎn)接頭212還可包含旋轉(zhuǎn)編碼器222。
每個(gè)臂段都具有相應(yīng)的接頭214、216、218和可選編碼器224、226、228。臂段204、206、208從基座伸出并支持治療頭(或掃描頭)500。固定器260用來連接治療頭500和機(jī)械臂200的最遠(yuǎn)段208。附加接頭240、210向治療頭500或可選顯示設(shè)備242提供附加自由度。每個(gè)臂段內(nèi)所包含的是用來在空中移動治療頭500、或與治療頭的重量平衡的力產(chǎn)生設(shè)備234、236、238。
現(xiàn)在我們依次討論每一個(gè)子系統(tǒng)。
掃描頭掃描頭(也稱為治療頭)是包含能量施加器、以及在治療期間能量施加器的有效操作所需的任何附加設(shè)備的外殼。多種設(shè)計(jì)可選擇用于掃描頭子系統(tǒng)。治療頭通常被配置成倒置的杯或鐘，具有在其底部有一孔縫隙的腔室。該腔室可分成兩部分，形成其間具有密封層的上腔室和下腔室。上腔室包含能量施加器的操縱和控制所需的電子和馬達(dá)驅(qū)動單元。下腔室包含能量施加器、超聲波耦合液、以及該系統(tǒng)適當(dāng)操作所需的傳感器。
最好治療頭的外部設(shè)計(jì)是人與機(jī)械控制的，所以用戶可用一個(gè)手抓住它并抵住患者的皮膚表面移動或定向治療頭時(shí)。人機(jī)控制配合用于抓握和導(dǎo)向而不用來承載重量，因?yàn)橹委燁^旨在由機(jī)械裝置支撐。治療頭(圖2)通過固定器260與機(jī)械臂200相連。從治療頭的頂端有多條連線531，用來使治療頭內(nèi)的組件與治療控制器250、電子控制器(計(jì)算機(jī))400以及除氣系統(tǒng)7相連。這些線使治療頭500和基座單元100之間保持電子通信和流體連接。
在本實(shí)施例中，治療頭具有上腔室504和下腔室502。有隔離兩個(gè)腔室的流體密封層，且可有一個(gè)或多個(gè)通孔。如果呈現(xiàn)通孔，則它們用于機(jī)械鏈接520、528、電子通信線路、以及可能流體流動線路712。上腔室504最好包含一對馬達(dá)驅(qū)動單元508、510。下腔室502包含至少一個(gè)能量施加器600。能量施加器通過對所使用適當(dāng)形式的能量是透明的孔590傳送。在馬達(dá)驅(qū)動設(shè)備和能量施加器之間有連接裝置。此外，有使馬達(dá)驅(qū)動單元、能量施加器、和流路與基座中相應(yīng)元件(治療控制器和除氣系統(tǒng)7)相連的多條電纜。
除氣系統(tǒng)(圖3)駐留在基座100內(nèi)，但具有延伸到下腔室502的流路712。流路具有流體泵701、真空泵704、真空腔室706和用于氣體的排氣線726。可任選地，除氣系統(tǒng)可具有蓄液池708、冷卻器710、一對輸入或排氣閥720、722、以及旁通閥724和旁通輸液管718。傳感器716、714也可用于監(jiān)視回路中的流體。液體502用于幫助耦合換能器600與患者，并減少換能器600附近的任何氣穴效應(yīng)。
現(xiàn)在更詳細(xì)地示出治療頭500(圖4A)。在外殼566內(nèi)有一能量施加器600。該外殼具有允許輻射能量從外殼通往患者的窗口590。該治療頭500最好足夠小且足夠輕，使醫(yī)生能用一只手輕易地移動它。如果醫(yī)生由支撐治療頭500重量的關(guān)節(jié)式臂桿200幫助，則該治療頭500可在大小和重量上增加。有在治療頭500和外部計(jì)算機(jī)400或治療控制器250之間延伸的數(shù)據(jù)鏈接572。有頂部或上腔室564，以及底部或下腔室566。
治療頭500可安裝在由基座100支撐的關(guān)節(jié)式臂桿200上。該關(guān)節(jié)式臂桿200將使其移動和功能受計(jì)算機(jī)400或治療控制器250監(jiān)視或控制。
最好治療頭500包含用于在外殼內(nèi)移動能量施加器600的馬達(dá)驅(qū)動器508、510。馬達(dá)驅(qū)動器直接、或通過齒輪組件(未示出)連接到一對推桿520、528。然后推桿移動一對開槽驅(qū)動器520’、528’。開槽驅(qū)動器沿在兩個(gè)開槽驅(qū)動器的交界處承載能量施加器的推桿移動。當(dāng)推桿響應(yīng)于馬達(dá)的運(yùn)動旋轉(zhuǎn)時(shí)，開槽驅(qū)動器在開槽推桿的運(yùn)動范圍內(nèi)支撐能量施加器。旋轉(zhuǎn)編碼器530放置在推桿520、528上，使能量施加器的運(yùn)動可準(zhǔn)確地測量。
在另一可能實(shí)施例中(圖4B)，馬達(dá)驅(qū)動單元508、510可用來控制與附于能量施加器的板534b磁性耦合的板534a。該板由馬達(dá)移動，且作為響應(yīng)能量施加器也移動。除磁性連接外，能量施加器與任一類推桿或移動設(shè)備都無物理連接。仍然需要通孔，從而能量施加器與治療控制器250和計(jì)算機(jī)400保持電子通信。然而，即使該通孔仍然可使用短程“無線”通信設(shè)備來去除。
下腔室566是不漏液體的，所以液力耦合溶液502可被引入到該腔室中。該液體圍繞能量施加器，并提供施加器和患者的耦合。最好能量施加器是HIFU換能器。液體用來提供耦合，從而超聲波能量可被傳送到治療頭的外部。耦合液體通過與基座100中的除氣系統(tǒng)相連的一對供給軟管進(jìn)出下腔室。因?yàn)楸娝苤狧IFU發(fā)射會產(chǎn)生氣穴，且氣穴不利地影響超聲波傳輸，所以需要在系統(tǒng)工作時(shí)使液體除氣。因而，液體在治療頭的一側(cè)進(jìn)入下腔室，并從另一側(cè)引出。當(dāng)液體在通過下腔室在一個(gè)方向上流動時(shí)液流建立，且可在HIFU療法中形成的任何氣泡都被去除，而不被允許在腔室內(nèi)流動而可能干擾該療法。
被允許在腔室內(nèi)流動而可能干擾該療法。
放氣系統(tǒng)7利用精心設(shè)計(jì)的組件和步驟來從溶液中去除氣體。此外，可添加冷卻器來冷卻液體。根據(jù)流體動力學(xué)，冷卻后的液身體外形成氣泡的可能性比溫暖液體小。此外，經(jīng)冷卻的耦合液有助于降低治療換能器的溫度，并允許HIFU換能器工作更長時(shí)段而不累積熱量。該液體循環(huán)系統(tǒng)可使用適用于超聲波耦合的任何液體，只要該液體具有相對較低的粘性，使它可以有效地流通和放氣。最佳的溶液是水。
掃描頭或治療頭500還可在下腔室的外部結(jié)合許多傳感器。傳送能量的孔靠在患者皮膚上放置。在HIFU治療期間，可利用各種傳感器來促進(jìn)治療頭在患者體表上的有效跟蹤，并便于設(shè)備的安全操作。治療頭還可將觸覺傳感器結(jié)合于其中。觸覺傳感器通過第一控制裝置或通過顯示器或警報(bào)設(shè)備向用戶提供壓力反饋。傳感器測量治療頭施加在患者身體上的壓力，并向用戶提供電阻反饋、或分度壓力信息，以使用戶能感覺到治療頭在治療期間施加在患者皮膚上的壓力大小。反饋可用來給予用戶足夠的觸覺響應(yīng)度，以防止機(jī)械臂傷害患者?；蛘撸瑱C(jī)械臂可使安全限制置于電阻反饋上，以防止對患者的傷害，或防止在治療中患者皮膚輪廓的過度變形。具體地，當(dāng)醫(yī)療設(shè)備是或包括用于處理脂肪組織的治療換能器時(shí)，重要的是不要使組織體積過度壓縮或變形達(dá)到換能器的焦點(diǎn)區(qū)域不再落于脂肪組織體積內(nèi)的程度。由于這種組織體是“軟”的(與接近體表的具有骨骼或硬質(zhì)組織的肌肉組織或區(qū)域相反)，它是便于變形的。因而，觸覺傳感器有必要被調(diào)整成即使對患者皮膚有較小壓力也有響應(yīng)。這容許用最小的組織變形對用戶作更強(qiáng)的電阻反饋。
觸覺傳感器結(jié)合用來使治療頭與患者身體保持接觸的負(fù)載感測設(shè)備工作。負(fù)載設(shè)備可以是機(jī)械臂力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)的一部分，或者是用來抗衡治療頭重量的一部分、同時(shí)使足夠的重量能通過治療頭傳送以保持治療頭與皮膚表面的接合的單獨(dú)平衡設(shè)備。
各種跟蹤傳感器可用來在治療頭于病人身上移動時(shí)檢測并跟蹤其位置和方向。位置信息可按需存儲并結(jié)合到精確的映射構(gòu)件中。體積測量跟蹤程序可提供有關(guān)所處理組織的實(shí)時(shí)信息(參見以下內(nèi)容)。
在一可選實(shí)施例中，掃描頭只有一個(gè)充液腔室。馬達(dá)組件可位于該充液腔室內(nèi)(使用在液體密封外殼內(nèi)的馬達(dá))，或者馬達(dá)組件設(shè)置在治療頭的外部。在本實(shí)施例中，馬達(dá)組件可位于臂200的遠(yuǎn)端臂段208上，與治療頭相對。馬達(dá)組件可通過驅(qū)動電纜、同步齒形帶或其它機(jī)械設(shè)備將運(yùn)動傳給能量施加器600。
動器驅(qū)動的液體提供。在本實(shí)施例中，治療頭內(nèi)產(chǎn)生的流體力也可用來提供移動能量施加器的原動力。
能量施加器最好是具有可用于組織掃描的一個(gè)或多個(gè)診斷超聲元件的HIFU超聲換能器?！耙涣惺健?“a-line”)掃描器可置中以透視HIFU換能器的焦點(diǎn)區(qū)域，或者可在HIFU換能器的周邊排成陣列以查看焦點(diǎn)區(qū)域附近的組織。一列式掃描可在HIFU掃描之前、期間、或之后執(zhí)行，且最好一列式成像與陣列換能器并發(fā)地進(jìn)行，或者與HIFU換能器的脈沖波形式交織、或者以通過HIFU焦點(diǎn)區(qū)域或圍繞它的持續(xù)掃描形式。能量施加器600由多個(gè)元件602、604、606表示，以表示多種能量施加器可被組合成單個(gè)設(shè)備并在治療期間協(xié)同操作。換能器容器640用來在使用組合換能器組件的情形中將多個(gè)換能器元件保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> HIFU換能器可在參數(shù)的足以導(dǎo)致細(xì)胞壞死的任何范圍上操作。在一實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)利用在1-4MHz的頻率上操作、具有高達(dá)30Mpa的壓力的HIFU換能器，使用1KHz或更高的脈沖重復(fù)頻率(PRF)。換能器以4-30毫米/秒的速度在患者的皮膚表面上作單方向移動。換能器類似于手動打字機(jī)的回車那樣返回一側(cè)。治療行的行間距范圍為1-3毫米。
掃描頭使用超聲波耦合劑與患者耦合。耦合劑可以是結(jié)合掃描頭內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)使用的聲學(xué)凝膠、或耦合液。
如果使用管路內(nèi)除氣的耦合劑，則液體通過掃描頭環(huán)流并返回到流體除氣或冷卻的主單元。流體通過襯墊、或通過注滿完全浸浴能量施加器的小池502流經(jīng)能量施加器之前。然后能量施加器通過聲學(xué)窗口或其它可傳送窗口“播送”其能量。窗口可結(jié)合到掃描頭中，或者它可以是附件，諸如以一次性換能器密封件的形式。
用于懸置掃描頭的裝置具有位置編碼器的臂用于將掃描頭懸置于空中的裝置的一個(gè)實(shí)施例是具有位置編碼器的臂。這是為在治療期間承載負(fù)載而設(shè)計(jì)的臂。該臂包括用于固定關(guān)節(jié)式臂桿的基座。該關(guān)節(jié)式臂桿具有以可移動方式固定到基座上的近端，以及遠(yuǎn)端。有至少一個(gè)結(jié)合到臂的位置編碼器。容器位于遠(yuǎn)端用于承載掃描頭。還有用于在掃描頭連接時(shí)使臂負(fù)載平衡的裝置，從而位置編碼器能實(shí)時(shí)地跟蹤臂的位置。
一個(gè)或多個(gè)位置編碼器用來跟蹤關(guān)節(jié)式臂桿的運(yùn)動。位置編碼器最好足夠靈敏以跟蹤小到1毫米或更小的位置變化。旋轉(zhuǎn)編碼器是較佳的，并可包括在關(guān)節(jié)式臂桿的接頭中，使每個(gè)臂段相對于基座、或相對于另一臂段、或相對于治療頭的運(yùn)臂桿的接頭中，使每個(gè)臂段相對于基座、或相對于另一臂段、或相對于治療頭的運(yùn)動能得以跟蹤。旋轉(zhuǎn)編碼器測量在關(guān)節(jié)式臂桿移動時(shí)臂段之間的角度變化。通過跟蹤移動部件之間角度的變化，并知道每個(gè)臂段的固定長度，則任何接頭的位置可使用數(shù)學(xué)計(jì)算來確定。如果掃描頭或其它醫(yī)療設(shè)備通過也具有編碼器的接頭固定在關(guān)節(jié)式臂桿上，則接頭角度的改變將有助于準(zhǔn)確地確定掃描頭的位置。盡管旋轉(zhuǎn)編碼器可能是跟蹤臂位置的最直接裝置，但也可使用其它類型的編碼器。
負(fù)載平衡可采取有源或無源形式。在無源形式中，用于負(fù)載平衡的裝置包括對使用期間關(guān)節(jié)式臂桿的變化提供平衡的機(jī)械結(jié)構(gòu)。該機(jī)械結(jié)構(gòu)確保臂總是足夠平衡，以使治療頭因重力、接頭滑動或臂滯后引起的任何移動最小化。該臂具有用于包括負(fù)載平衡的已知方法的裝置，以及用于產(chǎn)生或保持力的設(shè)備。所產(chǎn)生的力用于負(fù)載平衡，并可以是有源的力產(chǎn)生設(shè)備(例如任何類型的馬達(dá))或無源的力產(chǎn)生設(shè)備(例如彈簧或平衡重、或一些類型的壓力缸)。力產(chǎn)生設(shè)備或方法的確切形式并不特別重要，因?yàn)楸景l(fā)明依賴于在相應(yīng)領(lǐng)域中非常確實(shí)的力產(chǎn)生方法和設(shè)備。
臂附于具有足夠重量的加重基座上，不管臂在附加治療頭時(shí)移動的位置和角度如何都錨定該臂。因而臂可達(dá)其最大伸展范圍，并達(dá)到致使重力中心處最大移動的角度，但基座必須足夠重或者充分錨定，使該臂不會翻倒或變得不穩(wěn)定。用來將臂接到基座的接頭允許臂相對于基座的旋轉(zhuǎn)移動，和/或臂相對于基座的傾斜和偏向。基座和臂近端之間的接頭包括無源或有源力產(chǎn)生設(shè)備形式的負(fù)載平衡設(shè)備。
臂包括兩個(gè)或多個(gè)段，且負(fù)載平衡結(jié)構(gòu)在每個(gè)段之間獨(dú)立地(每個(gè)段相對于臂的其它段自平衡)或相關(guān)地(每個(gè)段結(jié)合一個(gè)或多個(gè)相鄰段平衡)使用。最遠(yuǎn)臂段的負(fù)載平衡也必須對治療頭和在治療期間它可產(chǎn)生的任何位置變化進(jìn)行調(diào)節(jié)。
為了保持負(fù)載平衡特征，附于臂遠(yuǎn)端的治療頭的重量必須不超過負(fù)載平衡裝置的重量補(bǔ)償能力是不言而喻的。類似地，臂本身的移動范圍應(yīng)受到限制，以防止臂變得不平衡。負(fù)載平衡結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)在治療頭在水平平面上伸展到遠(yuǎn)離基座時(shí)(最不平衡的配置)補(bǔ)償治療頭的負(fù)載和重力中心的變化。最好負(fù)載平衡結(jié)構(gòu)還對可伴隨臂移動的任何滯后作補(bǔ)償。因而，負(fù)載平衡機(jī)構(gòu)的能力越大，關(guān)節(jié)式臂桿上可允許的移動范圍也越大。使用臂的編碼器來確定位置，就可能取決于治療頭的重量來控制臂的移動范圍。治療頭本身可以可由臂讀取的數(shù)據(jù)芯片的形式向關(guān)節(jié)式臂桿提供數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)芯片可包含作用頭或治療頭的質(zhì)量及其操作設(shè)計(jì)的信息。也就是說，每當(dāng)新的治療頭附加到臂的遠(yuǎn)端時(shí)，臂的移動控制器就可“智能”地指出所許可的移動范圍。因而，移動限制或“停止”的范圍可在使用負(fù)載平衡設(shè)備(在它可電氣控制的情形中)的臂上實(shí)現(xiàn)，或者當(dāng)移動范圍接近可接受限制時(shí)控制器可發(fā)出警報(bào)。這種警報(bào)可以是聲調(diào)、警告燈光或其它易于傳送給用戶的信號?；蛘呖墒謩踊蜃詣拥卦O(shè)置機(jī)械障礙，以在開始治療之前禁止臂移到平衡范圍之外。
由編碼器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)被中繼給控制器?？刂破魇怯糜谙蜓b置提供位置跟蹤設(shè)備或閉環(huán)控制機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)設(shè)備。在無源模式中，控制器并不向關(guān)節(jié)式臂桿提供有源力，相反它向用戶提供臂在哪里應(yīng)移動、在哪里不應(yīng)移動的信號。
在無源模式中，負(fù)載平衡裝置可以是與關(guān)節(jié)式臂桿同軸的簡單平衡重和彈簧，從而臂的移動將按需產(chǎn)生平衡重和/或彈簧的位置或臂本身的相應(yīng)變化?？蓪⑺臈U式臂視為一示例。獨(dú)立無源負(fù)載平衡機(jī)構(gòu)的使用是較佳的。用該方式，當(dāng)臂移動時(shí)，每個(gè)臂段與所有其它臂段同時(shí)平衡。
在相關(guān)無源模式中，可再使用一系列彈簧和平衡重，盡管使用設(shè)計(jì)成當(dāng)壓力施加在臂遠(yuǎn)端(或治療頭)時(shí)或響應(yīng)于觸發(fā)機(jī)構(gòu)的激活而松弛的氣體、液壓或氣動馬達(dá)將更為有效。來自這些無源的力產(chǎn)生設(shè)備的壓力或力是一旦臂已手動地置于所需位置時(shí)重建的。臂段上的這種壓力或力防止臂再次移動，直到操作人員釋放這種固定的壓力或力為止。
在又一實(shí)施例中，使用任何類型的有源力產(chǎn)生設(shè)備(諸如氣缸/液壓缸或氣動馬達(dá))有源負(fù)載平衡機(jī)構(gòu)可供使用。這些可基于用戶通過機(jī)器人驅(qū)動器提供的命令來獨(dú)立或相關(guān)地操作。有源負(fù)載平衡機(jī)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在治療期間關(guān)節(jié)式臂桿可自動補(bǔ)償臂定位、同時(shí)使治療頭處于所需位置的方法。例如，當(dāng)用戶想要改變治療頭的橫搖、縱搖或平搖以匹配患者身體的局部輪廓，這可通過在用于將掃描頭連接到臂遠(yuǎn)端的接頭內(nèi)移動治療頭來實(shí)現(xiàn)。掃描頭方位的改變可取決于掃描頭的大小和重量導(dǎo)致對關(guān)節(jié)式臂桿的平衡的微量或重大改變。使用有源負(fù)載平衡機(jī)構(gòu)，機(jī)器人驅(qū)動器可調(diào)節(jié)掃描頭方位中的變化，而不改變臂遠(yuǎn)端的位置。
本發(fā)明的位置編碼器可以是結(jié)合在臂本身內(nèi)的機(jī)械或光學(xué)編碼器，或者它可以是在臂外部使用的一個(gè)或多個(gè)反饋設(shè)備。編碼器的可選實(shí)施例包括使用一個(gè)或多個(gè)光學(xué)設(shè)備用于在臂移動時(shí)跟蹤其位置。臂將結(jié)合傳感器可簡便標(biāo)識和跟蹤的多個(gè)光學(xué)可讀標(biāo)簽。另一個(gè)可選方案是在近端尖端處可以有單個(gè)RF發(fā)射器，以及位于基座或外部固定位置的RF接收器。RF數(shù)據(jù)將使控制器能跟蹤遠(yuǎn)端的移動，并知道作用頭置于何處。這些實(shí)施例和任何等效方案都未視為較佳實(shí)施例，但仍然在本發(fā)明公開范圍內(nèi)。
控制器可以是從編碼器接收數(shù)據(jù)的軟件應(yīng)用程序或硬件設(shè)備(或兩者的組合)，并計(jì)算治療頭的位置?？刂破鬟€可計(jì)算裝置的每一段的位置，并映射裝置在空中的移動。因?yàn)榫幋a器與控制器電子通信，用于知曉治療頭在何處的數(shù)據(jù)基本上實(shí)時(shí)地出現(xiàn)。數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)處理中的延遲是太微小以致用戶不能檢測的間隔。即使在治療進(jìn)行的過程中，使用本發(fā)明由醫(yī)生手動進(jìn)行的治療也不會體驗(yàn)到任何明顯的或可行的延遲。
除了計(jì)算裝置在空間的位置之外，控制器可通過用作裝置的任何致動控制組件的機(jī)器人控制器，來向臂提供移動信息。該控制器還從外部饋入中接收數(shù)據(jù)，或從數(shù)據(jù)文件中讀取信息。用該方式控制器可用作機(jī)器人控制器，以遵從來自用戶或另一計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)命令，或讀取提供映射的數(shù)據(jù)文件、或治療頭必須遵從的一系列移動命令。此外，如果治療頭需要在特定坐標(biāo)上精確激活，則控制器也可處理這些操作。
遠(yuǎn)端具有附加其上的治療頭。該附加必須是固定的，但也應(yīng)是可移動的，從而治療頭可在治療步驟之間移動，或可在不同治療步驟之間互換。治療頭和關(guān)節(jié)式臂桿的遠(yuǎn)端之間的移動范圍類似地可使用在連接治療頭和關(guān)節(jié)式臂桿的接頭中的旋轉(zhuǎn)編碼器確定。治療頭和關(guān)節(jié)式臂桿之間的接頭可具有多個(gè)旋轉(zhuǎn)接頭或球形接頭，以允許治療頭的更大活動性。每個(gè)接頭中的編碼器、或能準(zhǔn)確測定三維接頭中角度變化的編碼器提供所需信息來確定治療頭的確切位置。類似地，一旦與基座之間的角度和距離得到確定，包括任何附加信息，諸如特定醫(yī)療臂距離從基座到遠(yuǎn)端的鏈中最后一個(gè)編碼器的長度，并確定作用頭或治療頭的確切三維坐標(biāo)位置就簡單了。
或者，機(jī)器人關(guān)節(jié)式臂桿可按照以下準(zhǔn)則構(gòu)建，或者它可以是大設(shè)備。再一次，基座被錨定在地板、或墻、或桌面上。治療或所使用醫(yī)療設(shè)備的類型將支配機(jī)器人關(guān)節(jié)式臂桿的大小。需要更穩(wěn)固支持結(jié)構(gòu)的醫(yī)療設(shè)備自然會需要具有更大承載能力、以及結(jié)合到基座中的更大穩(wěn)定因素的臂。較小設(shè)備可使用能便攜、并能使用夾具或類似裝置錨定在桌面上的臂。
無位置編碼器的負(fù)載平衡臂與前述負(fù)載平衡手設(shè)備相似，治療頭可從負(fù)載平衡或機(jī)械臂懸置于空中，而沒有利用位置編碼器。在此描述臂的手動變體，其中臂提供先前所述的負(fù)載承載能力，而沒有位置感測和跟蹤能力。這種臂既便于制造和生產(chǎn)，又便于維護(hù)，但是它缺乏前一實(shí)施例的精確度。
沒有位置編碼器的臂主要可用作負(fù)載承載臂，使用戶不必承受治療頭的重量。所示的臂共享先前所述的許多元件。臂200具有基座100和多個(gè)臂段204、206、208。臂200通過平臺202固定在基座100上，并具有多個(gè)用于在移動時(shí)保持臂位置的張力調(diào)整器234、236、238。治療頭500放置在可相對于遠(yuǎn)端臂段208旋轉(zhuǎn)的容器260中。用戶通過將治療頭用作控制裝置來操作臂的位置。用戶可抓住治療頭并在空中移動治療頭，而臂支持治療頭的重量并使治療頭位于用戶期望之處。在本實(shí)施例中，臂缺乏根據(jù)可通過治療控制器提供的任何位置校正治療頭的位置的能力。相反用戶將不得不保持適當(dāng)?shù)亩ㄎ弧；蛘撸休d治療頭500的主要負(fù)載的臂段之一可使用平衡塊238’，而不使用力產(chǎn)生臂238。
在本實(shí)施例中，用張力產(chǎn)生設(shè)備替換機(jī)器人力產(chǎn)生設(shè)備。這些提供了足夠的克服接頭滑動、滯后和重力的阻力，但諸如在用戶施力移動治療頭時(shí)能適應(yīng)附加力的施加。一旦所加力被釋放，則張緊設(shè)備保持治療頭的位置。
臂的制導(dǎo)系統(tǒng)置于機(jī)械臂上的治療設(shè)備的制導(dǎo)系統(tǒng)最好由協(xié)調(diào)工作的兩個(gè)組件組成。第一控制裝置通過控制機(jī)械臂的移動，提供對治療設(shè)備的“宏觀”級控制。第二控制裝置向治療頭內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備提供“微觀”級控制。
機(jī)械臂的命令和控制由第一控制裝置(圖5)提供。所示系統(tǒng)具有與前述相同的元件，另外加上安裝在遠(yuǎn)端臂段208上的類似計(jì)算機(jī)的輸入臂244。還有可任選的滑動接頭216’(圖7)。第一控制裝置向馬達(dá)或機(jī)械臂的其它力產(chǎn)生裝置提供移動指令。除了對機(jī)械臂的移動指令之外，第一控制裝置還可通過視覺顯示器242向用戶提供有效的位置信息。
第一控制裝置可以是能引導(dǎo)機(jī)械臂移動的各種不同設(shè)備。在第一控制裝置的第一實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備可用來提供治療頭的有效定位，并向機(jī)械臂提供移動指令。計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備可以是通常用來向計(jì)算機(jī)屏幕上的指針(光標(biāo))據(jù)供移動命令的任一類輸入設(shè)備。這些通常是兩維輸入設(shè)備，諸如鼠標(biāo)、書寫板鼠標(biāo)或跟蹤球。此外，三維輸入設(shè)備可用來在計(jì)算機(jī)屏幕上提供三維視覺幀中的定位。這些設(shè)備通常被示例為操縱桿、D控制器等。最后虛擬環(huán)境中移動的真正自由度可通過諸如通常在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)應(yīng)用中使用的“空間球”的六個(gè)自由度(DOF)設(shè)備來提供。用作第一控制裝置的輸入設(shè)備可以是現(xiàn)貨供應(yīng)的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備，或者是特別設(shè)計(jì)用來與機(jī)械臂一起操作的設(shè)備。用于第一控制裝置的設(shè)備是可互換的，從而取決于用戶喜好或治療要求，即使在使用同一機(jī)械臂時(shí)，也可從一個(gè)治療到下一治療地使用不同的輸入設(shè)備。
到下一治療地使用不同的輸入設(shè)備。
盡管最好機(jī)械臂和輸入設(shè)備具有相同的自由度，但這并非是必需的。用于第一控制裝置的輸入設(shè)備是可互換的。也就是說，輸入設(shè)備沒有必要永久地或固定地附連在機(jī)械臂上。輸入設(shè)備可通過諸如通常用于計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的計(jì)算機(jī)接口相連。因而，一個(gè)輸入設(shè)備可具有三個(gè)DOF而另一個(gè)可具有六個(gè)DOF，兩者都適合通過共同的接口端來命令和控制機(jī)械臂。理想地，機(jī)械臂通過治療頭具有六個(gè)DOF，并具有足夠的靈活性和伸展度來使六個(gè)DOF能傳送給治療頭，而不會與在治療期間呈現(xiàn)的其它物體(諸如患者或用戶)有物理干擾。
輸入設(shè)備的移動用與計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備產(chǎn)生要在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的光標(biāo)或其它虛擬物體的虛擬位置信息的相同方法來產(chǎn)生移動指令。然而，除了輸入設(shè)備所提供的虛擬移動和位置信息以外，移動信息還被翻譯成對用來控制機(jī)械臂的馬達(dá)或力產(chǎn)生設(shè)備的實(shí)際移動命令。用該方式使用計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備使用戶能操作可能較沉重和笨重的醫(yī)療設(shè)備，而無需使用比操作計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備所需的更多的力氣。與方向固定的一些計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備(諸如I-字形或光標(biāo)箭頭)不同，在所述輸入設(shè)備的計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的光標(biāo)的方向最好與醫(yī)療設(shè)備的已知方位相對應(yīng)。例如，光標(biāo)箭頭可指向與醫(yī)療設(shè)備發(fā)射能量的方向相同或相反的方向。因而輸入設(shè)備的移動、以及光標(biāo)在虛擬環(huán)境中方位的變化將產(chǎn)生醫(yī)療設(shè)備或治療頭的位置和方向中的相應(yīng)變化。
與正常的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備相似，本發(fā)明系統(tǒng)所使用的輸入設(shè)備在其上可具有按鈕、或滾輪、或其它驅(qū)動器，它們可被編程為與系統(tǒng)的可特定操作元件相對應(yīng)。例如，輸入設(shè)備上的按鈕可用來在啟閉機(jī)械臂上的馬達(dá)之間切換，從而激活醫(yī)療設(shè)備來執(zhí)行治療或刷新某些傳感器數(shù)據(jù)。
輸入設(shè)備在本發(fā)明中的應(yīng)用與這些設(shè)備的一般應(yīng)用的重要區(qū)別在于這些輸入設(shè)備的重新定位方面。計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備可便于補(bǔ)償用戶的人機(jī)控制需求而重新定位可能是常識。例如，鼠標(biāo)或操縱桿可取得并移動，同時(shí)鼠標(biāo)指針、I字形等的實(shí)際位置保持不變。計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的該優(yōu)點(diǎn)可在一定限度內(nèi)適應(yīng)于用作機(jī)械臂的第一控制裝置的輸入設(shè)備。
該優(yōu)點(diǎn)可被轉(zhuǎn)化成當(dāng)重新定位輸入設(shè)備時(shí)，在治療頭、醫(yī)療設(shè)備或機(jī)械臂的移動暫停時(shí)對機(jī)械臂的控制。然而，當(dāng)輸入設(shè)備用來跟蹤治療頭、醫(yī)療設(shè)備或機(jī)械臂相對于患者的實(shí)際放置的路徑(參見下文)，或治療頭、醫(yī)療設(shè)備或機(jī)械臂相對于患者身體的位置的代表性表示時(shí)，該優(yōu)點(diǎn)不能轉(zhuǎn)化。
代表性放置涉及替代實(shí)際皮膚表面使用的患者皮膚表面的圖或模型。在跟蹤系統(tǒng)的一個(gè)可選實(shí)施例中，患者皮膚表面的圖可使用投影圖像和照相機(jī)產(chǎn)生。投影儀將圖像投射在規(guī)則間隔的網(wǎng)格線或網(wǎng)格塊的患者身體上。這些線從模板中投射，該模板具有已知的線條間隔。只要每條線之間的距離為已知，線條間隔就可以是規(guī)則的或不規(guī)則的。所投射的線條圖像以偏離投影線的角度落于由照相機(jī)檢測的患者表面上。照相機(jī)讀取線條之間的距離，從而產(chǎn)生直角三角形一邊的第二距離值。因而使用簡單的三角學(xué)，可確定線條之間的高度距離。
跟蹤系統(tǒng)可跟蹤投影圖的兩維圖像，其中斜面上的實(shí)際距離通過數(shù)學(xué)計(jì)算而不是直接測量來確定。用該方式兩維圖提供了距離和斜率的良好近似，使超聲波系統(tǒng)適用于較長的(或較短的)斜坡距離，并傳送適當(dāng)?shù)哪芰克健?br> 類似地，在跟蹤系統(tǒng)的另一實(shí)施例中，可使用患者的三維表示。該三維表示可以是畫有等高線的模型，或從實(shí)際患者的身體導(dǎo)出的投影。該三維表示無需太大或太精確，只要它大到足以包括所需治療區(qū)域，準(zhǔn)確到使將在實(shí)際患者身體上跟蹤的換能器的焦點(diǎn)區(qū)域不會投影到不應(yīng)治療的肌肉組織或其它組織中。
在這些跟蹤系統(tǒng)實(shí)施例的任一個(gè)中，應(yīng)理解在使用患者皮膚表面的代用品的模型或跟蹤系統(tǒng)中保持足夠的準(zhǔn)確度是必要和有利的，從而實(shí)際的治療設(shè)備僅繼續(xù)治療不需要的脂肪組織。成像或一列式掃描換能器可用來確保在治療期間治療嚴(yán)格施加在脂肪組織上。這允許實(shí)時(shí)地檢測脂肪組織，并提供在成像傳感器檢測到非脂肪組織的情形時(shí)使系統(tǒng)關(guān)閉或切斷的檢測手段。即使用戶感覺到治療頭處在適當(dāng)?shù)闹窘M織區(qū)域上，設(shè)備本身也具有安全備份。
在實(shí)際放置情形中，出于以上的相同原因輸入設(shè)備的重新定位是不需要的，除非輸入設(shè)備的重新定位將對應(yīng)于醫(yī)療設(shè)備、治療頭或機(jī)械臂的放置中的直接變化。
用作第一控制裝置的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備可直接安裝在機(jī)械臂上。較佳地具六個(gè)DOF的輸入設(shè)備在該情形中被安裝，并位于基本接近治療頭之處。用戶可通過手動地操縱輸入設(shè)備(諸如操縱桿或空間球)、并查看轉(zhuǎn)換成機(jī)械臂的移動的輸入設(shè)備的移動命令，來操作輸入設(shè)備。用戶因而“處在工作回路中”，只要關(guān)注機(jī)械臂的控制和引導(dǎo)并能對治療頭的角度和定位作出判定，而無需檢查具有機(jī)械臂的移動的虛擬表示的顯示屏。用戶可在六個(gè)DOF中調(diào)節(jié)治療頭的定位，同時(shí)作為機(jī)械臂的控制回路中的一個(gè)用戶。
視覺顯示設(shè)備242可安裝在機(jī)械臂上，從而用戶可在查看顯示設(shè)備242時(shí)操縱治療頭500。用該方式用戶可估算顯示屏上的傳感器信息和數(shù)據(jù)，同時(shí)使用該輸入設(shè)備來引導(dǎo)醫(yī)療設(shè)備、治療頭或機(jī)械臂的移動。傳感器所提供的數(shù)據(jù)在屏幕上顯示，并使用戶能操縱輸入設(shè)備來使醫(yī)療臂或治療頭的有效性和安全性最大，而不被迫使沿若干不同方向上觀看以收集引導(dǎo)該系統(tǒng)所需的信息。
在另一實(shí)施例中，第一控制裝置可以是置于患者身體上的導(dǎo)環(huán)267(圖6)。在該實(shí)施例中，導(dǎo)環(huán)267提供目標(biāo)數(shù)據(jù)，并有結(jié)合到機(jī)械臂200中或治療頭500中(或在兩者中都具有元件)的跟蹤系統(tǒng)。為作說明，制導(dǎo)系統(tǒng)可以是從機(jī)械臂200上的發(fā)射器256發(fā)出光線的光學(xué)跟蹤設(shè)備。光線從導(dǎo)環(huán)上的發(fā)射器258反射。所反射的光線形成置于治療頭500周圍的光學(xué)檢測器262能夠讀取的圖案或方向。光學(xué)傳感器262因而能確定導(dǎo)環(huán)267的中心在哪里，并向機(jī)械臂提供移動或方向命令指令，從而機(jī)械臂移動使治療頭保持在目標(biāo)環(huán)內(nèi)的中央。
目標(biāo)環(huán)在中間是透明的，或具有一孔?？谆蛲该鞑牧媳仨毑粫黠@干擾醫(yī)療設(shè)備可發(fā)射的任何能量，也不會干擾可結(jié)合到醫(yī)療設(shè)備中的傳感器。環(huán)可由柔性材料制成，從而當(dāng)靠在患者身體上放置時(shí)，它可依從患者的輪廓，或者它可以是剛性的，以便于向用戶和/或治療控制器提供確定的參考平面。系統(tǒng)的用戶可沿患者體表手動地移動目標(biāo)環(huán)，同時(shí)跟蹤系統(tǒng)跟蹤目標(biāo)環(huán)中的移動和角度變化。跟蹤系統(tǒng)向機(jī)械臂提供適當(dāng)?shù)拿詈涂刂菩畔⑶沂怪委燁^又移動，從而醫(yī)療設(shè)備盡可能地保持在目標(biāo)環(huán)中心，使醫(yī)療設(shè)備與目標(biāo)環(huán)的一般平面垂直。
或者用戶可將目標(biāo)環(huán)置于患者身上的一個(gè)地方，并允許微處理器(第二控制裝置)來治療導(dǎo)環(huán)中心內(nèi)的區(qū)域。
目標(biāo)環(huán)可制造成一側(cè)適合在患者身體上平滑滑動。應(yīng)當(dāng)用硅或聚合物材料處理它，以降低設(shè)備在患者身上移動時(shí)的摩擦力。面向跟蹤系統(tǒng)的一側(cè)(背離患者身體)在其上具有足夠的視覺提示或標(biāo)記，以產(chǎn)生不對稱的反射或折射圖。這樣，跟蹤系統(tǒng)將能夠確定面對的方向并旋轉(zhuǎn)，以適應(yīng)目標(biāo)環(huán)的旋轉(zhuǎn)，使醫(yī)療設(shè)備或治療頭在所有時(shí)間都可適當(dāng)定向。
目標(biāo)環(huán)267可通過使用圍繞治療頭周邊并與目標(biāo)環(huán)相連的金屬線或相似功能的應(yīng)變儀264，來與治療頭500物理連接(圖5A-B)。目標(biāo)環(huán)267在患者身體上的移動產(chǎn)生電子控制器400、250可檢測的金屬線或應(yīng)變儀264中的應(yīng)變、并對應(yīng)于減少該應(yīng)變而移動治療頭500。用該方式治療頭可使用物理連接來跟隨目標(biāo)環(huán)?；蛘咧委燁^可具有磁性線圈，而目標(biāo)環(huán)具有相似磁場。電磁場的強(qiáng)度或電荷的變化使系統(tǒng)能檢測目標(biāo)環(huán)的移動和方向，并通過移動治療頭作為響應(yīng)來作出相應(yīng)的補(bǔ)償。
或者，跟蹤系統(tǒng)可制成能跟隨在患者身體上描繪或印記的可檢測路徑。在該實(shí)施例中，用戶或操作人員可將治療頭置于患者身體上(物理接觸或接近患者身體)。因而跟蹤系統(tǒng)用作第一控制裝置，并自動跟隨患者身體上的路徑。第二控制裝置可以是在治療頭跟蹤患者身體上的路徑時(shí)，用戶可控制來提供醫(yī)療設(shè)備位置的微控制的輸入設(shè)備?；蛘撸娮涌刂破骰蛑委熆刂破骺删哂幸怀绦?，它用作用于移動或振蕩治療頭或醫(yī)療設(shè)備的第二輸入設(shè)備。該移動或振蕩將用作“搖擺”相似效應(yīng)，它將跟蹤系統(tǒng)操作時(shí)清除換能器曾聚焦的患者皮膚下的一個(gè)區(qū)域。
基準(zhǔn)點(diǎn)可置于患者皮膚上，以使跟蹤系統(tǒng)跟隨。如果電子控制器具有對由離散基準(zhǔn)點(diǎn)限定的表面區(qū)域上跟蹤的程序或指定響應(yīng)，就沒有必要在患者身體上畫出路徑以便跟蹤系統(tǒng)跟隨。在該情形中，第一控制裝置可用來將機(jī)械臂和治療頭帶入由基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記限定的區(qū)域內(nèi)。第二控制裝置可根據(jù)其程序參數(shù)在基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記內(nèi)取得并移動治療頭。引導(dǎo)醫(yī)療設(shè)備或治療頭的移動的軟件程序變成第二控制裝置。在要治療的表面區(qū)域較大時(shí)，第一和第二控制裝置可同時(shí)協(xié)同操作。即，用戶可引導(dǎo)機(jī)械臂，而作為第二控制裝置操作的醫(yī)治療序處理醫(yī)療設(shè)備在限定治療區(qū)域內(nèi)的移動。
另一實(shí)施例使跟蹤系統(tǒng)與輸入設(shè)備組合，從而用戶可使用輸入設(shè)備來手動引導(dǎo)機(jī)械臂、治療頭和醫(yī)療臂，以跟隨在患者身體上描繪出的路徑。再一次第二控制裝置可以是自動路徑調(diào)節(jié)指令，當(dāng)機(jī)械臂在患者身體上劃出路徑時(shí)向治療頭的移動提供人為擺動。
又一實(shí)施例提倡使用與計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備設(shè)計(jì)相似的定制輸入設(shè)備，但在構(gòu)建時(shí)結(jié)合到機(jī)械臂內(nèi)。在該實(shí)施例中，控制裝置被結(jié)合到基本上接近治療頭的機(jī)械臂的遠(yuǎn)端。所結(jié)合的第一控制裝置利用與諸如光學(xué)跟蹤元件、應(yīng)變儀、力扭矩?fù)Q能器等的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備相似的技術(shù)。但是，輸入設(shè)備被建成為具有與臂相同的DOF，并被放置成便于用戶使用。
第二控制裝置提供治療頭內(nèi)醫(yī)療臂的移動命令和控制。第二控制裝置在治療頭具有用于移動治療頭本身內(nèi)醫(yī)療設(shè)備的微型馬達(dá)組合或其它力產(chǎn)生裝置時(shí)使用。用該方式機(jī)械臂可得到命令將治療頭移到相對于患者身體的所需位置或地點(diǎn)，且第二控制裝置可用于醫(yī)療設(shè)備的精確放置。因而，第一控制裝置提供“宏觀”級控制，而第二控制裝置提供“微觀”級控制。
或者，第二控制裝置可以是向治療頭內(nèi)微型馬達(dá)組合提供移動指令的軟件程序。因而，醫(yī)療設(shè)備在治療期間的精確放置可留給自動化系統(tǒng)。這使系統(tǒng)能響應(yīng)于預(yù)設(shè)參數(shù)或響應(yīng)于實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)，將醫(yī)療設(shè)備置于精確位置達(dá)精確時(shí)段。
在第二控制裝置的另一可選實(shí)施例中，自動方向變化或“擺動”可被結(jié)合到從第一控制裝置中繼到機(jī)械臂的移動指令中。用該方式第一控制裝置仍然提供“宏觀”級移動指令，而自動變化提供可不通過從第一控制裝置接收的移動方向的直接轉(zhuǎn)換來模擬或?qū)崿F(xiàn)的一些“微觀”級移動命令。
在又一實(shí)施例中，用作第一控制裝置的輸入設(shè)備可在宏觀制導(dǎo)模式和微觀制導(dǎo)模式之間切換?？捎靡婚_關(guān)來在模式之間切換，從而允許用戶能與單個(gè)輸入設(shè)備交互，并使第一和第二控制裝置都可供使用。操作時(shí)，用戶能將輸入設(shè)備用作第一控制裝置，以提供機(jī)械臂的宏觀定位、以及治療頭或醫(yī)療設(shè)備的放置。一旦治療頭處于要治療的鄰近區(qū)域，如宏觀級制導(dǎo)所能最好確定的，用戶可切換到微觀級控制。輸入設(shè)備現(xiàn)在變成用于精細(xì)控制治療頭內(nèi)醫(yī)療設(shè)備的第二控制裝置?；蛘撸皆谟糜跈C(jī)械臂的主要力產(chǎn)生裝置的精細(xì)馬達(dá)控制可在使用相同的力產(chǎn)生設(shè)備時(shí)提供微觀級控制。這與在光學(xué)顯微鏡上發(fā)現(xiàn)的粗調(diào)和微調(diào)聚焦相似。在機(jī)械臂的馬達(dá)使用中的應(yīng)用將是控制精細(xì)嚙合齒輪對普通齒輪、或精細(xì)對粗略的力產(chǎn)生元件之一。
機(jī)械臂還可使位置或移動編碼器在其中建立。編碼器被用來在使用系統(tǒng)期間跟蹤治療設(shè)備的位置、以及每個(gè)臂段的移動。對機(jī)械臂而言最好具有教學(xué)模式。教學(xué)模式可由操作人員通過所需的一組移動操作來手動地引導(dǎo)臂。電子控制器可“觀察”臂的移動并記憶開始位置、最終位置、以及開始和最終位置之間所經(jīng)的路徑。該移動可由電子控制器記憶，并通過重新調(diào)用移動指令來按需經(jīng)常重復(fù)。多條移動路徑可按需存儲在計(jì)算機(jī)存儲器中。
在輸入設(shè)備安裝在臂的實(shí)施例中，滑動接頭(圖7)可結(jié)合到臂中，以有助于使輸入設(shè)備上使用的一些超量力或扭矩不會影響機(jī)械臂的移動位置。滑動接頭被設(shè)計(jì)成幫助吸收或減少超量力。例如，旋轉(zhuǎn)力可加在輸入設(shè)備上，以使治療頭改變其軸向旋轉(zhuǎn)。如果用戶施加了太多的旋轉(zhuǎn)力，則輸入設(shè)備可被推到物理或人工擋塊。此時(shí)，過量的旋轉(zhuǎn)力可消耗在滑動接頭中。輸入設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸可安裝在雙輪軸承組件2163中。一旦輸入設(shè)備抵達(dá)其擋塊，附加力就克服閾值力水平并使平臺能在雙軸承環(huán)內(nèi)旋轉(zhuǎn)。因而額外的旋轉(zhuǎn)力被無害地消耗。滑動接頭有必要具有通孔，使數(shù)據(jù)信息能從輸入設(shè)備傳送到電子控制器?；瑒咏宇^還可包括用作與臂的任何物理連接、或從輸入設(shè)備到治療頭的通孔的物理孔。
除雙軸承輪2163外，滑動接頭可包括附加軸，其中力可被吸收以便于使臂與不必要的力隔離。用該方式，多個(gè)平面中的旋轉(zhuǎn)和扭矩力可為已知，以保護(hù)機(jī)械臂的準(zhǔn)確度。輸入設(shè)備可吸收超過最大力的力，且未由滑動接頭抵消的力會受到機(jī)械臂的限制。機(jī)械臂可感測外力(那些并非源自從輸入設(shè)備接收的指令的力)并通過施加相反的力來作補(bǔ)償。當(dāng)用戶積極地處理輸入設(shè)備以嘗試并適當(dāng)定位治療頭時(shí)，該“站點(diǎn)保持”在復(fù)雜環(huán)境中是有用的。
第一控制裝置的DOF可被分成機(jī)器人成分和手動成分。機(jī)械臂可用任何數(shù)量的DOF來構(gòu)建，而治療頭對剩余的所需DOF作手動調(diào)節(jié)。例如，如果機(jī)械臂用三個(gè)DOF來構(gòu)建，且第一輸入設(shè)備是具有三個(gè)DOF的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備，則治療頭可安裝在允許未由機(jī)械臂提供的三個(gè)附加DOF的接頭上。跟蹤系統(tǒng)會仍然跟蹤醫(yī)療設(shè)備的位置，將手動和機(jī)器人DOF成分編輯到單個(gè)空間位置，用于視覺表示和治療跟蹤目的。這種系統(tǒng)可使治療頭軸向安裝到輸入設(shè)備，其中機(jī)械臂可通過輸入臂調(diào)節(jié)，而治療頭可同時(shí)手動“瞄準(zhǔn)”。
注意對控制裝置的手動附加的使用可以是第一或第二控制裝置的分量。如果治療頭具有用于移動治療頭內(nèi)醫(yī)療設(shè)備的微觀位置馬達(dá)，則對治療頭的DOF的手動分配將是第一控制裝置的分量。該情形中的第一分量將是機(jī)械臂的命令和控制。在此用戶可將治療頭本身用作輸入設(shè)備，以定向治療頭和機(jī)械臂。微觀位置控制將用治療控制器或電子控制器保持，并移動治療頭內(nèi)的能量發(fā)射器?；蛘?，如果醫(yī)療設(shè)備固定在治療頭內(nèi)，則DOF的手動分量將構(gòu)成第二控制裝置，而機(jī)械臂的命令和控制會另外保持為第一控制裝置。在此手動定位代替對機(jī)器人路徑或人工引導(dǎo)擺動的自動調(diào)節(jié)。
第一輸入設(shè)備并非必須放置在接近治療頭之處。第一和第二控制裝置可放置在離治療頭更遠(yuǎn)處。例如當(dāng)機(jī)械臂和治療頭打算遠(yuǎn)程操作時(shí)，控制裝置可放置在靠近遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)處，其中用戶跟隨治療頭在患者身體上的移動的視覺或虛擬表示。該可選實(shí)施例保留用于與眾不同的不需要醫(yī)生接近患者身體的治療中。
關(guān)節(jié)式臂桿的移動裝置或馬達(dá)應(yīng)具有速率限制，從而臂不易于有任何導(dǎo)致對患者或操作人員的傷害的移動。移動控制器因而不僅將控制端部作用頭的重新定位速度，而且將控制任何單段臂在空間移動的速度，從而避免或至少減少不經(jīng)意中碰到操作人員或觀察人員的可能性。
可任選地，顯示臂242可放置在臂208的遠(yuǎn)端附近，從而在治療期間向用戶提供視覺反饋和信息顯示。
醫(yī)療控制器電子控制器用來協(xié)調(diào)系統(tǒng)各元件的功能。電子控制器可以是一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)、或適用于本發(fā)明的其它專用電子設(shè)備。電子控制器從第一控制裝置接收輸入信息，不管該第一控制裝置是計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備、導(dǎo)環(huán)、還是跟蹤系統(tǒng)。然后電子控制器將輸入信息轉(zhuǎn)換成用于機(jī)械臂的移動指令。可實(shí)現(xiàn)第二數(shù)據(jù)路徑，它可提供要重現(xiàn)在顯示臂上的虛擬視覺對象。移動和顯示數(shù)據(jù)路徑的數(shù)據(jù)流必須適當(dāng)?shù)仃P(guān)聯(lián)，使該移動和系統(tǒng)移動的視覺表示能準(zhǔn)確地重合。
電子控制器還必須協(xié)調(diào)第二控制裝置的輸入。如果第二控制裝置與第一控制裝置同步操作，則電子控制器必須協(xié)調(diào)其移動，使醫(yī)療設(shè)備以根據(jù)所執(zhí)行治療的方式通過患者身體的治療區(qū)域。電子控制器有必要準(zhǔn)確地編譯第一控制裝置和第二控制裝置的移動命令，從而對患者沒有危險(xiǎn)。如果第二控制裝置用與第一控制裝置分開的單獨(dú)時(shí)間幀操作，則電子控制器僅需要確保醫(yī)療設(shè)備位置的命令和控制得到適當(dāng)控制器的適當(dāng)控制。類似地，電子控制器必須通過防止醫(yī)療設(shè)備在患者身體上的未經(jīng)授權(quán)或不適當(dāng)移動，來確保患者身體的安全。
電子控制器可作為治療控制器。如果計(jì)算機(jī)被用作電子控制器，則它可具備執(zhí)行可用作醫(yī)療設(shè)備的控制器的預(yù)加載軟件的能力，或者它可具有諸如PCI總線接口的擴(kuò)展插槽，該擴(kuò)展插槽可接受作為治療控制器操作的一個(gè)或多個(gè)板。對本發(fā)明的電子控制器而言，與醫(yī)療設(shè)備的治療控制器有密切電子通信以確保醫(yī)療設(shè)備和治療頭的移動和物理放置根據(jù)治療實(shí)現(xiàn)是有利但并非必需的。
第二控制裝置可以是用來提供輸入的物理設(shè)備，諸如輔助計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備，或者是切換后提供精細(xì)位置控制的第一控制裝置?；蛘撸诙刂蒲b置可以是向治療頭內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備提供預(yù)先編程的移動指令的軟件程序。類似地，第二控制裝置可以是自動添加到第一控制裝置移動指令的固定或受限制的可變運(yùn)動，以向機(jī)械臂運(yùn)動提供擺動或其它穩(wěn)定的狀態(tài)變化。
治療控制器最好在治療真正開始之前就具有治療區(qū)域的三維圖(參見以下小節(jié)3.0)。治療控制器可在實(shí)際治療期間監(jiān)視掃描頭的進(jìn)展，并將其與要治療組織的圖作比較。治療的局部進(jìn)展可通過結(jié)合本發(fā)明治療頭一起使用的位置跟蹤設(shè)備來處理。
能量施加器的位置控制和跟蹤在程序上是本發(fā)明系統(tǒng)能有效去除脂肪組織的一種方法。可在脂肪組織中產(chǎn)生顯著的精度，以致于產(chǎn)生所消除組織的創(chuàng)傷或組織壞死。精密度可通過利用各種位置傳感器和用于調(diào)節(jié)能量施加器的位置的控制裝置而產(chǎn)生。
治療頭500內(nèi)能量施加器600的位置可使用與微型馬達(dá)組合鏈接的馬達(dá)編碼508、510連接到能量施加器600的執(zhí)行元件508、520、516的移動量。這是隔離能量施加器的位置的第一步驟。一旦能量施加器600的位置在掃描頭500的外殼內(nèi)為已知，應(yīng)相對于患者人體確定掃描頭500的位置?？墒褂靡幌盗泄鈱W(xué)傳感器5551、5552來精確測量掃描頭在患者皮膚上行進(jìn)的物理距離。這些光學(xué)傳感器還可用來確定旋轉(zhuǎn)變化(掃描頭繞其基本上與患者皮膚垂直的中心軸旋轉(zhuǎn)的量)，以及角度變化(相對于不在掃描頭中心的軸的旋轉(zhuǎn))。此外，關(guān)節(jié)式臂桿中的編碼器可用來確定掃描頭500的位置在三維中的變化。因而，如果掃描頭500在人體一側(cè)上移動，則將不會丟失三個(gè)位置感測機(jī)構(gòu)。計(jì)算機(jī)400或治療控制器250可協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，并用高度組織的精確方式跟蹤位置和劑量?？扇芜x地，所有數(shù)據(jù)可使用機(jī)載處理器532在機(jī)器上跟蹤。處理器職責(zé)的劃分可有助于減輕負(fù)載，并加速數(shù)據(jù)接收和向操作人員輸出信號之間的響應(yīng)時(shí)間。
如果出于某些原因掃描頭未跟蹤上患者皮膚，則跟蹤系統(tǒng)允許將掃描頭返回到患者皮膚并確保掃描頭的適當(dāng)定向，從而該過程可立即開始，而不會有涉及嘗試確定哪些組織已治療而哪些組織尚未治療的猜測。重新定位涉及將掃描頭置于基準(zhǔn)位置，并根據(jù)圍繞外殼下半部分的法蘭(未示出)對齊該掃描頭。
確定并跟蹤能量施加器的位置的三個(gè)設(shè)備的任一個(gè)的使用允許顯示處理要在監(jiān)視器、LCD或其它設(shè)備上顯示的當(dāng)前療法的組織圖或?qū)永韴D，它們可由用戶適當(dāng)解釋從而他或她可確定要將掃描頭移到哪里以繼續(xù)該治療。便于治療的指示符可像不同強(qiáng)度的可聽音調(diào)(一種音調(diào)用于在未經(jīng)治療區(qū)域上移動，而一種音調(diào)用于在已治療區(qū)域上移動)一樣簡單，來指示光線、特別詳細(xì)的視頻顯示。顯示器可安裝在本系統(tǒng)的外部，或結(jié)合計(jì)算機(jī)、治療控制裝置使用，或者是安裝在掃描頭上、或接近掃描頭的較小顯示器。
還揭示了使用本發(fā)明的方法。首先有用于將能量施加到身體區(qū)域的方法。該方法包括第一，向治療控制器提供治療方案。第二，響應(yīng)于治療控制器產(chǎn)生的引導(dǎo)，手動地在身體表面上用掃描頭掃描，同時(shí)從掃描頭傳送能量。第三，監(jiān)視掃描頭的位置以及從中的能量傳送以產(chǎn)生位置數(shù)據(jù)，并將位置數(shù)據(jù)傳送給治療控制器，以及第四，如果手動位置和/或能量傳送落于治療方案之外，則產(chǎn)生警報(bào)。然后將圖加載入治療控制器。其它治療參數(shù)應(yīng)盡可能地輸入到治療控制器中。這有助于基于虛擬圖和其它治療數(shù)據(jù)產(chǎn)生治療方案。
用于產(chǎn)生3D立體組織圖的系統(tǒng)還有用于產(chǎn)生相匹配的身體外形和接近體表的皮下組織圖的系統(tǒng)(圖8)。該還有用于產(chǎn)生相匹配的身體外形和接近體表的皮下組織圖的系統(tǒng)(圖8)。該系統(tǒng)有三個(gè)組件。第一為三維成像裝置802，用于產(chǎn)生患者身體的體表圖像。第二為組織成像裝置850，用于產(chǎn)生患者身體的皮下圖像。第三為關(guān)聯(lián)操作設(shè)備875，用于使所述體表圖像和所述皮下圖像的多個(gè)標(biāo)記相匹配。
三維成像裝置可以是能夠拍攝患者皮膚表面的詳細(xì)圖像映射的高分辨率照相機(jī)系統(tǒng)或其它光學(xué)照相機(jī)。只要照相機(jī)系統(tǒng)能準(zhǔn)確跟蹤感興趣的患者身體區(qū)域的曲率和形狀，皮膚的分辨率構(gòu)件無需是照相機(jī)系統(tǒng)的重要組分。立體成像系統(tǒng)可以是3D超聲波系統(tǒng)或內(nèi)插2D超聲波成像設(shè)備?；蛘?，組織成像設(shè)備可以是MRI或X射線設(shè)備。最好視覺成像系統(tǒng)和組織成像系統(tǒng)將產(chǎn)生可由計(jì)算機(jī)處理的電子圖像。
關(guān)聯(lián)操作設(shè)備可以是通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)，或類似的智能邏輯設(shè)備。該設(shè)備還可以是軟件程序。該關(guān)聯(lián)操作處理體表和皮下圖像之間多個(gè)標(biāo)記的匹配，以便于產(chǎn)生準(zhǔn)確的三維組織圖。所使用的標(biāo)記可以是易于標(biāo)識的患者的自然標(biāo)記。然而，標(biāo)記最好是兩個(gè)成像設(shè)備能檢測的多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。一旦圖像被捕捉到并電子存儲，兩個(gè)圖像的數(shù)據(jù)就能使用基準(zhǔn)點(diǎn)來關(guān)聯(lián)。對兩個(gè)成像系統(tǒng)而言，沒有必要用相同比例尺來捕捉圖像，因?yàn)樵撽P(guān)聯(lián)操作還可執(zhí)行縮放作業(yè)以確保在關(guān)聯(lián)發(fā)生之前一個(gè)或兩個(gè)圖像都被調(diào)節(jié)成所需比例。
一旦圖像相關(guān)聯(lián)，就產(chǎn)生新的三維圖。新的圖具有相匹配的體表形狀和接近體表的皮下特征。系統(tǒng)所使用的基準(zhǔn)點(diǎn)可具有有助于使圖像映射相關(guān)聯(lián)的各個(gè)參數(shù)。例如，基準(zhǔn)可包括上或下的指示符，因而成像系統(tǒng)在捕捉到圖像之后可確定基準(zhǔn)點(diǎn)的方向。使用具有方向數(shù)據(jù)的多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，精確地確定由系統(tǒng)產(chǎn)生的第二圖像的匹配疊加位置就可能了。基準(zhǔn)點(diǎn)最好可由兩個(gè)圖像系統(tǒng)(體表和皮下)檢測，但并非是必需的。用戶可將一個(gè)成像系統(tǒng)而非另一個(gè)成像系統(tǒng)可檢測的多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)放置在患者身體上。只要用戶用第二個(gè)系統(tǒng)可檢測的其它基準(zhǔn)點(diǎn)來代替，關(guān)聯(lián)操作就可有效地使用。
使用方法在此所述的方法是非侵入性的。不像傳統(tǒng)的使用真空插管的皮下脂肪抽吸術(shù)，這里沒有對患者皮膚的穿刺。脂肪細(xì)胞或脂肪組織的消除通過氣穴產(chǎn)生的熱或機(jī)械分裂實(shí)現(xiàn)，這兩種效果由直接照射、最好由高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)產(chǎn)生。因而在用于減少脂肪組織的非侵入性過程中，沒有直接觀察多少組織受到影響的方法。在皮下脂肪抽吸術(shù)中，主治醫(yī)生能夠觀察到去除或消除的脂肪量，但在非侵入性過程中，這種直接觀察是不可能的。本發(fā)明的用戶將不得不依賴診斷超聲設(shè)備或其它傳感器來幫助確定被處理組織的量。
在此所述的多種方法的一個(gè)共同方面是估計(jì)要處理脂肪組織的區(qū)域。使用“捏掐”(pinch)測試的當(dāng)前技術(shù)可提供用于在此所述系統(tǒng)和方法的合理開始地點(diǎn)。捏掐測試由整形外科用來估計(jì)脂肪組織的區(qū)域?；颊逷可具有他或她想要去除的局部脂肪組織。醫(yī)生可通過在患者身上畫一系列輪廓線C1、C2、C3、……、Cx(圖9A)來估計(jì)脂肪組織。
將超聲波能量施加在身體區(qū)域的方法在一實(shí)施例中，本發(fā)明的方法提供用于將能量施加在身體區(qū)域的方法。該方法具有四個(gè)步驟。第一步驟是向治療控制器提供治療方案。第二步驟是響應(yīng)于治療控制器產(chǎn)生的引導(dǎo)，在身體表面上用掃描頭掃描，同時(shí)從掃描頭傳送能量。第三步驟是監(jiān)視掃描頭的位置以及掃描頭的能量傳送以產(chǎn)生位置數(shù)據(jù)，并將該位置數(shù)據(jù)傳送給治療控制器。第四步驟是，如果位置和/或能量傳送落于治療方案之外，則產(chǎn)生警報(bào)。
在步驟一，治療方案被提供給治療控制器。在此用戶標(biāo)識患者的治療需求，并根據(jù)患者需求選擇治療方案。在去除脂肪組織的較佳應(yīng)用中，用戶將從可能選項(xiàng)列表中選擇要去除多少脂肪組織、脂肪去除的步幅、深度、能量流、和所需其它參數(shù)。用戶可能并不熟悉促成每個(gè)治療方案的技術(shù)要素，但將基于所需結(jié)果進(jìn)行選擇。諸如選擇一方案以去除沿8厘米寬2厘米深12厘米長的脂肪組織。用戶能理解的程序變量比機(jī)器操作實(shí)現(xiàn)結(jié)果的方法更符合結(jié)果。一旦選定治療方案，用戶就將所需治療方案輸入治療控制器。該治療控制器確定將產(chǎn)生所需治療方案的操作協(xié)議。
第二步驟涉及用掃描頭掃描患者。掃描頭(或治療頭)是有源的，使超聲波能量能被傳送給患者以去除脂肪組織。該掃描頭根據(jù)治療控制器的協(xié)議移動。該移動可通過手動裝置或自動裝置實(shí)現(xiàn)。在手動模式中，治療控制器提供用戶跟隨的線索。用戶響應(yīng)于這些線索在病人身上移動掃描頭。在自動裝置中，治療控制器直接控制一設(shè)備或裝置，諸如機(jī)械臂，以引導(dǎo)掃描頭的移動。
第三步驟是監(jiān)視位置和由掃描頭傳送的能量。位置和傳送信息以與治療控制器(通過用戶或機(jī)械臂)所使用協(xié)議可比的數(shù)據(jù)饋入形式傳送給治療控制器。治療控制器根據(jù)該協(xié)議持續(xù)監(jiān)視輸入數(shù)據(jù)，以在治療期間確?；颊叩陌踩?br> 第四步驟是警報(bào)。如果位置或能量傳送在協(xié)議的可接受范圍之外，則治療控制器發(fā)出警報(bào)。該警報(bào)可以是明確的以便用戶監(jiān)視，或者可以是內(nèi)嵌式切斷開關(guān)以立即關(guān)斷掃描頭中的任何能量發(fā)射器。
步驟一在治療的開始時(shí)選擇，但步驟二、三和四持續(xù)執(zhí)行以確保適當(dāng)?shù)寞煼☉?yīng)用于患者。
用于執(zhí)行脂肪整形治療的方法在第二實(shí)施例中，有一種用于執(zhí)行脂肪整形治療的方法。該方法具有以下步驟第一，確定患者對超聲波療法的適應(yīng)性。第二，標(biāo)記患者身上要治療的區(qū)域。第三，定位患者以進(jìn)行超聲波治療。第四，將所標(biāo)記區(qū)域掃描到計(jì)算機(jī)中。第五，使用治療計(jì)劃軟件包設(shè)置超聲波治療。第六，使用通過治療計(jì)劃軟件控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)激活超聲波治療。第七，使用治療計(jì)劃軟件記錄治療的進(jìn)展，以及最后向患者提供所要求的任何其它術(shù)后幫助。
本發(fā)明的各方法都理想地適于提供塑身治療的最大程度的安全長期校正，可選擇附加治療和藥物療法使用，同時(shí)保持患者的虛擬圖以確保治療是長期有效和安全的。
總之，所揭示的各方法結(jié)合到執(zhí)行脂肪整形術(shù)的方法的又一方面，包括以下步驟(a)確定患者對超聲波療法的適應(yīng)性；(b)標(biāo)記患者身上要治療的區(qū)域；(c)定位患者以進(jìn)行超聲波治療；(d)將所標(biāo)記區(qū)域掃描到計(jì)算機(jī)中(e)使用治療計(jì)劃軟件包設(shè)置超聲波治療；(f)使用通過治療計(jì)劃軟件控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)激活超聲波治療；(g)使用治療計(jì)劃軟件記錄治療的進(jìn)展；以及(h)向患者提供所要求的任何其它術(shù)后幫助。
以下示例示出所述方法。
示例I步驟1患者造訪進(jìn)行初次咨詢，像傳統(tǒng)的脂肪整形一樣。如果患者決定繼續(xù)治療，則可提供可具體配制以在治療期間或之后提供一些好處的膳食補(bǔ)充、藥物、專用奶油等。示例包括在治療前服用的菠羅蛋白酶和五羥黃酮、以及治療后服用的山金車(Arnica Montana)，以促進(jìn)康復(fù)并減少腫脹。
步驟2在治療當(dāng)天，醫(yī)生用對傳統(tǒng)脂肪整形患者所做的相似方式標(biāo)記患者。標(biāo)記筆中的墨水可包含附加試劑(例如紫外線墨水)以增強(qiáng)通過傳感器對皮膚上墨水的可檢測性。這對深色皮膚特別有用。
步驟3患者定位作治療?；颊咴谥委熎陂g應(yīng)在同一位置。在大多數(shù)情形中，對躺在床上的患者進(jìn)行治療，因而該術(shù)前步驟對臥姿患者進(jìn)行?；颊叩闹竞穸瓤捎美绯暡ㄔ谝委焻^(qū)域上畫出。診斷超聲波系統(tǒng)可與從脂肪與下層肌肉之間的邊界上檢測到強(qiáng)反射的圖像分析系統(tǒng)組合，并記錄該厚度以及位置信息。該位置信息出自附于超聲波換能器的位置感測設(shè)備。因?yàn)閮H需要深度信息，診斷超聲波單元可用更簡單的脈沖回波一列式系統(tǒng)代替。參考標(biāo)記可在患者身體上繪制，或用諸如貼紙的另一方式標(biāo)記，以提供用于位置感測系統(tǒng)的參考位置。該脂肪厚度映射或其子集可存儲，作為下次患者就醫(yī)時(shí)的參考以例如在視覺上展示所實(shí)現(xiàn)的真實(shí)效果。
步驟4治療前身體標(biāo)記也使用上述的位置感測系統(tǒng)掃描到計(jì)算機(jī)中。這可通過跟蹤用與定位系統(tǒng)耦合的電子筆畫下的標(biāo)記，或通過結(jié)合定位系統(tǒng)對標(biāo)記的光學(xué)檢測來實(shí)現(xiàn)。理想地，該掃描到計(jì)算機(jī)中的標(biāo)記圖可被引用到如上所述獲取的脂肪厚度圖。在全部情形中定位系統(tǒng)通常記錄三～六個(gè)自由度(即x、y、z、縱搖、平搖、橫搖)。
步驟5現(xiàn)在專業(yè)人員與計(jì)算機(jī)上提供的治療計(jì)劃軟件交互，訪問如上獲取的標(biāo)記和厚度數(shù)據(jù)。我們期望我們能局部地控制治療的美觀效果，例如通過改變治療的深度、時(shí)間或密度來影響或多或少的組織。治療計(jì)劃軟件的點(diǎn)是將這些系統(tǒng)變量與要實(shí)現(xiàn)的期望整體美觀效果相連。例如，專業(yè)人員可判斷在中心區(qū)域脂肪應(yīng)減少2厘米，在外圍區(qū)域則逐漸變小為減少1厘米，在該區(qū)域外則“羽化”(減少)為0。專業(yè)人員通過標(biāo)識所繪輪廓的視覺表示上的期望效果、以及可任選的脂肪厚度來進(jìn)行。所繪輪廓和標(biāo)記可在治療計(jì)劃軟件中編輯或更改。用戶例如可通過用鼠標(biāo)在相應(yīng)治療前標(biāo)記內(nèi)點(diǎn)擊來標(biāo)識2厘米區(qū)域、或在觸摸屏上指出它、并鍵入或從菜單中選擇該區(qū)域?qū)?yīng)于2厘米厚度。如果輪廓需要更改，則它們可通過通常在類似Adobe Illustrator的繪圖軟件中發(fā)現(xiàn)的方法來通過軟件更改。例如，如果所繪輪廓的貝塞爾表示由軟件保存，則可提供貝塞爾“句柄”、“控制點(diǎn)”或“結(jié)”用于繪圖軟件中典型的用戶交互和更改。1厘米區(qū)域用相似方法標(biāo)識。轉(zhuǎn)換區(qū)域可通過簡單選擇2厘米輪廓的一側(cè)或兩側(cè)漸變到1厘米的固定距離、以及從1厘米轉(zhuǎn)換到0的固定距離來標(biāo)識。轉(zhuǎn)換距離是可變的，且實(shí)際上可用定點(diǎn)設(shè)備繪制到計(jì)算機(jī)中，或可通過掃描到計(jì)算機(jī)中并標(biāo)識為轉(zhuǎn)換區(qū)域的術(shù)前標(biāo)記表示到計(jì)劃軟件中。用戶還可通知治療控制器在轉(zhuǎn)換區(qū)域中期望什么效果，例如線性下降或一些其它曲線形狀，以及應(yīng)使用系統(tǒng)變量(例如深度、功率、時(shí)間、密度)的什么組合來實(shí)現(xiàn)效果。深度、轉(zhuǎn)換區(qū)域、受影響變量等可用不同色彩或不同標(biāo)記在視覺上顯示，以便于識別。當(dāng)編輯和識別過程完成時(shí)，計(jì)算機(jī)計(jì)算達(dá)到所期望美觀效果的涉及所有相關(guān)系統(tǒng)變量的治療方案。
步驟6在實(shí)際治療的過程期間，包含高強(qiáng)度超聲波換能器的治療頭與上述定位系統(tǒng)相連，允許系統(tǒng)計(jì)算機(jī)將治療頭的當(dāng)前位置與治療方案的計(jì)算機(jī)表示相關(guān)。然后計(jì)算機(jī)控制治療變量以實(shí)現(xiàn)期望的美觀效果。在以上示例中，當(dāng)治療頭移過2厘米區(qū)域時(shí)，適當(dāng)?shù)墓β省⒚}沖周期等都施加到治療頭上以實(shí)現(xiàn)2厘米的受影響組織。當(dāng)治療頭通過轉(zhuǎn)換區(qū)域移到1厘米區(qū)域時(shí)，可減小功率和周期以便于影響組織的變化厚度直到達(dá)到1厘米效果。類似地，該“羽化”效果在治療頭于1厘米區(qū)域外移動時(shí)實(shí)現(xiàn)，且如果治療頭在治療區(qū)域外，換能器不被允許引發(fā)。整個(gè)治療方案和記錄可被存儲，以便將來參考。
步驟7在治療后，與常規(guī)的脂肪整形術(shù)一樣，患者被要求在治療區(qū)域上穿戴保護(hù)服，并可服用其它藥物或營養(yǎng)補(bǔ)充以促進(jìn)恢復(fù)或減輕不適感。
使用HIFU去除脂肪組織的方法在第三實(shí)施例中，有使用治療超聲波去除患者的脂肪組織的方法。該方法具有以下步驟第一，確定患者身上脂肪組織的一個(gè)或多個(gè)位置。第二步驟是定位患者，使得脂肪組織相對均勻地分布(最好正面朝上)，且第三步驟，用治療超聲波換能器來照射患者脂肪組織的位置。
用該方法，首先必須確定要治療的脂肪組織區(qū)域的位置和大小。這可通過像“捏掐”或“夾緊”(clamp)測試的常規(guī)方法來進(jìn)行，或者它可通過使用諸如診斷超聲波系統(tǒng)的醫(yī)療掃描儀、或前述三維立體映射設(shè)備來確定。所以，盡管醫(yī)生可輕松地依賴于他或她使用捏掐測試的技術(shù)，但脂肪組織的邊界和深度必須盡可能準(zhǔn)確地進(jìn)行估計(jì)。因而，需要某些類型的成像掃描儀。一旦確定了組織的體積和深度，就可用外科手術(shù)筆或其它設(shè)備來標(biāo)記皮膚，所以用戶將能夠清晰地標(biāo)識要治療的區(qū)域。
然后患者用將促使照射步驟成功的方式定向。在此患者用一方式定向在床上或椅子上，從而要處理的脂肪組織盡可能地正面朝上。這使脂肪組織能安放成圍繞中心相對均勻地分布，以使要治療的組織深度最好是對稱的。
最后治療脂肪組織區(qū)域。脂肪組織體積用治療超聲波換能器進(jìn)行治療。如果在步驟2組織層已均勻和一致地安放，則治療可均勻地施行。
創(chuàng)建三維身體圖的方法還描述創(chuàng)建三維身體圖的方法。創(chuàng)建具有脂肪組織體積的位置的3D身體圖的方法具有以下步驟第一，使用3D成像系統(tǒng)產(chǎn)生身體的3D圖像。第二，將身體的3D圖像輸入成計(jì)算機(jī)可讀格式。第三，用3D映射軟件應(yīng)用程序創(chuàng)建身體的3D身體圖，以及第四，用與3D映射軟件程序電子通信的診斷超聲波設(shè)備掃描身體，使診斷超聲波設(shè)備所檢測的脂肪組織區(qū)域被適當(dāng)?shù)胤胖迷?D身體圖中。
該第一方法的細(xì)節(jié)如下。3D成像系統(tǒng)包括拍攝患者快照的多個(gè)照相機(jī)。快照涉及同時(shí)拍攝圖片的所有3D成像系統(tǒng)的照相機(jī)。因而，視覺圖像可從所有側(cè)面捕捉整個(gè)身體。為此，患者可能必須脫掉衣服，并裸體或半裸體地站立在成像系統(tǒng)的焦點(diǎn)處。成像系統(tǒng)與用來拍攝從全部角度同時(shí)顯示汽車的汽車廣告的成像系統(tǒng)相似。來自3D照相機(jī)系統(tǒng)的圖像被疊加并適當(dāng)調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生人體的單一綜合圖。所使用的成像系統(tǒng)是高度準(zhǔn)確的，并可轉(zhuǎn)換成機(jī)器可讀形式。
3D成像系統(tǒng)中的照相機(jī)可拍攝正常膠卷圖像或數(shù)字圖像。然而不管所拍攝的圖像類型是什么，圖像必須被適當(dāng)疊加而產(chǎn)生單個(gè)人體圖像。然后圖像被轉(zhuǎn)換成人體的3D身體外形圖并存儲在計(jì)算機(jī)中。該過程依賴于3D圖像捕捉系統(tǒng)的準(zhǔn)確度來準(zhǔn)確地重構(gòu)人體圖像。然后軟件必須將圖像適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換成身體外形圖。一旦產(chǎn)生人體的身體外形圖，可存儲該數(shù)據(jù)用作后來的檢索。該第一圖像是患者的術(shù)前3D圖。
一旦已繪制了術(shù)前圖，患者就進(jìn)行診斷超聲波掃描。該掃描可像一列式或b模式掃描一樣簡單，以確定給定區(qū)域中的脂肪密度和深度。然而，較佳模式是高分辨率的成像系統(tǒng)，從而可看見和記錄脂肪層的細(xì)節(jié)。診斷成像系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)、軟件和術(shù)前圖進(jìn)行電子通信。通過使用位置定位傳感器或精確定位控制器，診斷掃描相對于身體的位置和方向被記錄并添加在術(shù)前圖上。這允許醫(yī)生產(chǎn)生患者脂肪沉積的體積圖。相疊加的成像使患者和醫(yī)生都能看到什么區(qū)域可用于治療(侵入式或非侵入式)、并通過采樣要去除的一定量的脂肪并查看患者看起來將像什么而把玩各模型。這涉及使用術(shù)前模型為基準(zhǔn)產(chǎn)生抽象模型，以及對術(shù)前模型的任何投射改變來查看最終結(jié)果。
使用3D身體圖的方法在另一實(shí)施例中，有使用3D身體圖塑身的方法。該方法具有以下步驟第一，分析3D身體圖，得出要去除的脂肪組織體積。第二步驟是確定使用塑身治療可安全去除的脂肪組織的體積。第三步驟是減去要去除的脂肪組織體積以產(chǎn)生第二3D身體圖，其中醫(yī)生和患者可比較第一3D身體圖和任何數(shù)量的第二3D身體圖，以選擇要執(zhí)行的塑身治療的期望量。
在該方法中，第一身體圖使用在此揭示的抽象系統(tǒng)產(chǎn)生。該第一身體圖表示在開始任何治療之前患者的起始點(diǎn)。治療控制器可用來創(chuàng)建顯示去除脂肪組織體積后的身體輪廓的第二圖。通過用該方法使用治療控制器，患者可能看到用多類治療方法得到的可能最終治療結(jié)果。因而，患者和醫(yī)生可基于患者的3D身體圖得到一個(gè)或多個(gè)治療后患者看起來如何的估計(jì)。該信息可由醫(yī)生和患者用來指導(dǎo)治療，并確定為期望目標(biāo)的安全治療次數(shù)，或確定對于某些次數(shù)的治療可去除脂肪組織的最大量。
其它去除脂肪組織的方法在用于去除脂肪組織的另一實(shí)施例中，有一種用于去除脂肪組織的方法，具有以下步驟首先，確定要治療組織的體積和區(qū)域；其次，以持續(xù)模式使用掃過組織區(qū)域的脈沖波HIFU換能器來治療該體積。
手術(shù)時(shí)，確定脂肪組織的呈現(xiàn)和位置的步驟可與前述的并使用具有計(jì)算機(jī)的3D抽象系統(tǒng)來創(chuàng)建術(shù)前模型的方法極為相似。然而，當(dāng)前脂肪整形的治療提供了通過在患者皮膚上使用標(biāo)記來快速確定脂肪組織區(qū)域的一方面。用該方式醫(yī)生使用他或她自己的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際訓(xùn)練，能夠標(biāo)識患者需要手術(shù)的“問題”區(qū)域。醫(yī)生使用標(biāo)記來劃出皮膚區(qū)域，表示脂肪組織的區(qū)域。一旦這得到了執(zhí)行，則患者可如上進(jìn)入創(chuàng)建3D術(shù)前模型的過程，但是照相機(jī)具有能夠檢測皮膚上的已標(biāo)記區(qū)域并將其結(jié)合到3D身體外形圖的優(yōu)點(diǎn)。標(biāo)記中所使用的墨水可包含允許照相機(jī)在特定情形下查看它的特定染料或顏料。例如，使用在特定光線下可見的熒光染料。
定位患者與前述治療相似地進(jìn)行。然后患者用高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)設(shè)備治療，以去除選定的脂肪組織區(qū)域。HIFU設(shè)備被特別設(shè)計(jì)成結(jié)合在上述超聲波診斷步驟中使用的精確定位傳感器或定位機(jī)構(gòu)。用該方式，超聲波治療的方向和位置為已知，且可添加到患者的術(shù)前圖上。如果高強(qiáng)度聚焦超聲器件也附于成像系統(tǒng)，則可記錄其它細(xì)節(jié)，從而HIFU換能器的每個(gè)脈沖或發(fā)送可被實(shí)時(shí)記錄并添加到術(shù)前圖上。用該方式，治療的照射步驟可安全和精確地執(zhí)行，因?yàn)橛?jì)算機(jī)可記錄每個(gè)治療位置。
通過使用在記錄HIFU治療的計(jì)算機(jī)和HIFU換能器之間的反饋通信回路可實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)式安全特征，因?yàn)橛?jì)算機(jī)可防止HIFU換能器引發(fā)到已治療的區(qū)域，或者通過確保創(chuàng)傷之間有一些最小量級的間隙。該間隙可以是三維幾何形狀的創(chuàng)傷、或時(shí)間上更復(fù)雜的間隙。當(dāng)患者可進(jìn)行多次治療時(shí)，系統(tǒng)記錄先前HIFU創(chuàng)傷的位置，并防止同體積的照射直到已過了足夠長的時(shí)間間隔。3D幾何形狀和創(chuàng)傷時(shí)間序列的組合，以及結(jié)合HIFU治療的強(qiáng)度、大小和持續(xù)時(shí)間的其它參數(shù)也可由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制。
當(dāng)照射治療完成時(shí)，患者可使用診斷成像設(shè)備來重新掃描，以確定按計(jì)劃治療成功的延續(xù)。從術(shù)后評估中，醫(yī)生可計(jì)劃并安排附加治療，或更改已計(jì)劃附加治療的時(shí)間表以安全有效的方式迎合患者的需要。
取決于對患者執(zhí)行的治治療度，患者可輔以藥物，或用保護(hù)服幫助身體的復(fù)原或塑身。
示例II去除脂肪組織的方法涉及以同步掃描和脈沖波轉(zhuǎn)換法使用前述治療頭。用該方法，患者如前所述進(jìn)行準(zhǔn)備。繪制一組輪廓線來標(biāo)識對應(yīng)于要治療組織體的區(qū)域(圖9A)。線或網(wǎng)格塊可疊加在輪廓線上(圖9B)。治療頭被用來掃描組織區(qū)域，以證實(shí)有足夠深度的脂肪組織(圖9C)。一旦完成，就開始治療。
通過使用脈沖波模式的治療換能器，以3～50毫米/秒的速度在治療塊上移動掃描頭來進(jìn)行治療。機(jī)械臂可移動換能器，或者用戶可用跟蹤每一次掃描移動的距離的儀器來移動治療頭。
微定位系統(tǒng)還可用于治療頭中，以掠過治療頭的移動線。這允許治療更大的區(qū)域，隨后允許更大體積。這容許壞死組織的體積得以增大，減少治療該組織體積所需的時(shí)間，并使非侵入性治療在時(shí)間上更接近侵入性治療。
在用于去除脂肪組織的另一方法中，執(zhí)行三個(gè)一般步驟。第一步驟是確定要治療的組織的體積和區(qū)域。第二是治療該體積和區(qū)域的組織，以及最后確定治療該體積和區(qū)域的有效性。
第一步驟涉及確定要治療組織的體積和區(qū)域。當(dāng)前整形外科依賴于他們多年的經(jīng)驗(yàn)來確定患者可能具有的脂肪組織。觸診使醫(yī)生能在要用脂肪整形術(shù)去除的脂肪組織區(qū)域周圍建立輪廓線。該相同方法可用作醫(yī)生建立輪廓線的起始點(diǎn)。脂肪組織在輪廓線下的深度需要使用超聲波掃描來校驗(yàn)。
一旦建立了輪廓線，患者就必須定向成使要治療的輪廓線能以組織可由治療頭接近的方式放置。治療頭需要具有較寬的移動范圍，但患者的方向是重要的，因?yàn)橹委燁^可采用的許多方向?qū)x器用戶或要治療的患者而言既不舒服也不實(shí)用。一般而言，方向應(yīng)當(dāng)是脂肪組織的表面區(qū)域正面朝上并且通常是平坦的。這允許脂肪組織“安放”成不會過度集中于某一側(cè)的穩(wěn)定體積，與患者休息時(shí)以組織不規(guī)則地安放的方式呈現(xiàn)要治療的體積和表面相反。組織深度和體積中的規(guī)律性將有助于用戶進(jìn)行更均衡和有效的治療。
在用有益于用戶、治療頭和患者舒適的方式定向患者之后，治療頭用診斷掃描模式在輪廓線區(qū)域中使用。要校驗(yàn)脂肪組織深度需要對患者掃描，以向系統(tǒng)和用戶提供準(zhǔn)確的信息，使治療頭不會去除不應(yīng)當(dāng)去除的脂肪組織。簡言之，在治療開始之前有必要校驗(yàn)在輪廓線區(qū)域內(nèi)有足夠深度的脂肪組織。如果發(fā)現(xiàn)脂肪組織深度不足，則必須重畫輪廓線以符合安全標(biāo)準(zhǔn)。
假設(shè)脂肪組織深度和體積足以啟動治療過程，則用戶可在患者身體上開始標(biāo)記治療區(qū)域網(wǎng)格。期望治療區(qū)域網(wǎng)格至少與輪廓線所包圍的區(qū)域一樣大，并可能延伸到輪廓線之外。治療區(qū)域網(wǎng)格可用手術(shù)標(biāo)記筆、具有模板或樣板的墨水滾筒或噴霧器在患者身上作標(biāo)記。其它產(chǎn)生治療區(qū)域網(wǎng)格的方式也是可能的。
在已確認(rèn)組織體積并已安置治療區(qū)域網(wǎng)格之后，用戶可使用主接口將患者數(shù)據(jù)和期望治療參數(shù)輸入治療設(shè)備。各個(gè)參數(shù)可被輸入到設(shè)備中，并且用戶可得到所需或期望的任何信息。一旦機(jī)器已適當(dāng)編程，就完成確定要治療組織的體積和區(qū)域的主要步驟，且用戶可繼續(xù)到實(shí)際治療該體積和區(qū)域的組織的第二主要步驟。
首先用戶將治療頭置于患者身體上，并與治療區(qū)域網(wǎng)格對齊。如果治療頭在其上具有可與治療區(qū)域網(wǎng)格對齊的基準(zhǔn)標(biāo)記，則也應(yīng)與基準(zhǔn)對齊。這使得治療頭能準(zhǔn)確定位以作治療。如果有易于標(biāo)識的圖案，諸如治療區(qū)域網(wǎng)格中象角落或其它位置的顯著起始位置，則用戶可從那里開始。此外，治療控制器或主接口可具有用于確定已治療了那些區(qū)域的跟蹤系統(tǒng)，因而用戶無需跟蹤該信息。
接著，用戶標(biāo)識要用治療頭掃描的治療區(qū)域。這將是第一掃描區(qū)域，并且可有像掃描頭的足印(覆蓋面積)能安放輪廓線區(qū)域的次數(shù)一樣多的掃描區(qū)域。當(dāng)治療頭到位時(shí)，診斷掃描儀可再次運(yùn)行以校驗(yàn)足夠的組織深度。診斷掃描可與治療掃描儀交織地運(yùn)行，或僅在治療塊開始時(shí)運(yùn)行。
治療框是治療頭下要治療的區(qū)域。HIFU換能器根據(jù)來自治療控制器的參數(shù)運(yùn)行。換能器或通過微型定位系統(tǒng)移動來機(jī)械地掃描該框的區(qū)域，或者使用電氣操縱的HIFU換能器(諸如相位陣列)來電子地移動焦點(diǎn)區(qū)域。創(chuàng)傷的深度、密度和大小可受換能器的掃描速度影響(焦點(diǎn)多快地電子或機(jī)械地移過該組織)。改變強(qiáng)度、PRF或疊加治療行也會影響創(chuàng)傷的大小和形狀。通過調(diào)整一個(gè)或多個(gè)這些參數(shù)，就有可能產(chǎn)生大或小、深或淺的創(chuàng)傷，并允許用戶在壞死程度上進(jìn)行一定程度的控制。因而用戶可減少壞死量并產(chǎn)生羽化效果，從而當(dāng)治療頭接近脂肪組織的邊界時(shí)，組織壞死的體積得到減少。這允許期望的組織治療而沒有損壞非脂肪組織的風(fēng)險(xiǎn)。它還允許用戶擴(kuò)大深層脂肪組織區(qū)域中的壞死區(qū)域，以產(chǎn)生更大區(qū)域的壞死，從而產(chǎn)生期望結(jié)果。
創(chuàng)傷羽化和均勻治療值—在輪廓線之間，治療密度隨著羽化治療作用從均勻的治療值而改變。
盡管本發(fā)明易于作各種更改并可具有多種可選形式，但其特定示例已在附圖中示出并在此作了詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于所揭示的特定形式和方法，而是相反本發(fā)明涵蓋落于所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有更改、等效體和可選方案。
權(quán)利要求
1.一種用于向身體區(qū)域施加能量的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括包括能量施加器的掃描頭；用于將掃描頭懸置于空間的裝置；以及與掃描頭和懸置裝置相連的治療控制器，所述治療控制器適于監(jiān)視掃描頭的位置和能量傳送，同時(shí)提供對定位所述掃描頭的引導(dǎo)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述懸置裝置還包括用于跟蹤所述掃描頭的空間位置的裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于將掃描頭懸置于空間的裝置允許手動地在空間重新定位所述掃描頭。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于將掃描頭懸置于空間的裝置包括能夠響應(yīng)于輸入指示重新定位所述掃描頭的機(jī)械臂。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括與所述掃描頭相連的治療控制器，以監(jiān)視所述掃描頭的位置、并基于所述掃描頭的手動定位確定治療區(qū)域，所述治療控制器適于從用戶處接收其它治療信息。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述治療控制器與控制器物理地分開，并適合基于所確定的治療區(qū)域和其它治療信息產(chǎn)生治療方案。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述治療控制器還適合將所述治療方案傳送給控制器。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述能量施加器包括至少一個(gè)振動換能器。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述能量施加器可定位地安裝在掃描頭內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描頭包括與治療控制器相連的伺服控制的能量施加器安裝系統(tǒng)，從而所述治療控制器可調(diào)節(jié)掃描頭內(nèi)能量施加器的位置。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描頭包括與所述治療控制器電子通信的導(dǎo)航顯示器，從而所述治療控制器可向用戶顯示引導(dǎo)信息。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)航顯示器包括視頻屏幕、LED矩陣、分立的發(fā)光元件、以及與所述治療控制器的通信裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)航顯示器安裝在所述掃描頭上。
14.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述懸置裝置包括關(guān)節(jié)式臂桿。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述關(guān)節(jié)式臂桿安裝在獨(dú)立基座上。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述關(guān)節(jié)式臂桿包括用于提供所述掃描頭位置的跟蹤的數(shù)字編碼器。
17.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于將掃描頭懸置于空間的裝置是一機(jī)械臂。
18.一種用于產(chǎn)生相匹配的身體外形和接近體表的皮下組織圖的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生患者身體的體表圖像的三維成像裝置；用于產(chǎn)生所述患者身體的皮下圖像的組織成像裝置；以及用于使所述體表圖像和所述皮下圖像的多個(gè)標(biāo)記相匹配的相關(guān)手術(shù)設(shè)備。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述相關(guān)手術(shù)設(shè)備還包括與所述三維成像裝置和所述組織成像裝置電子通信的計(jì)算機(jī)。
20.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述三維成像裝置是一個(gè)或多個(gè)光學(xué)照相機(jī)。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)照相機(jī)是高分辨率照相機(jī)。
22.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)照相機(jī)提供數(shù)字圖像輸出。
23.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述組織成像裝置是一MRI設(shè)備。
24.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述組織成像裝置是一超聲波設(shè)備。
25.一種用于定位醫(yī)療設(shè)備的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括機(jī)械臂；用于控制機(jī)械臂的第一控制裝置；在治療頭內(nèi)移動定位的醫(yī)療設(shè)備，所述治療頭與機(jī)械臂相連；用于控制醫(yī)療設(shè)備在治療頭內(nèi)的移動的第二控制裝置；以及與機(jī)械臂、第一控制裝置、醫(yī)療設(shè)備和第二控制裝置電子通信并用于協(xié)同手術(shù)的電子控制器。
26.一種用于定位醫(yī)療設(shè)備的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括機(jī)械臂；用于控制機(jī)械臂的控制裝置；固定定位于治療頭內(nèi)的醫(yī)療設(shè)備，所述治療頭與機(jī)械臂相連；以及用于翻譯從所述控制裝置接收的移動指令、并用于將所述移動指令中繼給所述機(jī)械臂的電子控制器。
27.一種用于引導(dǎo)能量發(fā)射器在患者身體上移動的裝置，所述裝置包括具有至少一個(gè)能量發(fā)射器的可移動治療頭；導(dǎo)環(huán)；以及用于跟隨導(dǎo)環(huán)移動并使治療頭基本上位于導(dǎo)環(huán)中央的跟蹤系統(tǒng)。
28.一種用于定位醫(yī)療設(shè)備的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括負(fù)載平衡臂；在治療頭內(nèi)移動定位的醫(yī)療設(shè)備，所述治療頭與負(fù)載平衡臂相連；以及用于控制醫(yī)療設(shè)備在治療頭內(nèi)的移動的裝置。
29.一種將能量施加到一身體區(qū)域的方法，所述方法包括向治療控制器提供治療方案；響應(yīng)于治療控制器所產(chǎn)生的引導(dǎo)，在身體表面上掃描掃描頭，同時(shí)能量從所述掃描頭傳送；監(jiān)視掃描頭的位置和能量傳送，以產(chǎn)生位置數(shù)據(jù)并將所述位置數(shù)據(jù)傳送給治療控制器；以及如果位置和/或能量傳送落于治療方案之外，則產(chǎn)生警報(bào)。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，提供所述治療方案包括在能量傳送之前用掃描頭手動地在身體區(qū)域上掃描，以產(chǎn)生要治療區(qū)域的體積圖，其中所述圖被提供給治療計(jì)劃程序。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，提供所述治療方案還包括將其它治療參數(shù)輸入到治療計(jì)劃程序中，以基于體積圖和多個(gè)其它治療數(shù)據(jù)產(chǎn)生治療方案。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，所述治療方案在發(fā)送能量數(shù)據(jù)之前被電子傳送給治療控制器，并包括有關(guān)能量傳送位置和能量劑量的信息。
33.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，手動掃描響應(yīng)于所述掃描頭提供的引導(dǎo)信息來執(zhí)行。
34.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述引導(dǎo)信息包括視覺信息和可聽信息的至少之一。
35.如權(quán)利要求28所述的方法，還包括響應(yīng)于治療計(jì)劃程序因響應(yīng)掃描頭的受監(jiān)視位置而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，自動地定位掃描頭內(nèi)的能量施加器，以補(bǔ)償受監(jiān)視定位相對于治療方案的誤差。
36.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述掃描頭增量式地在連續(xù)的治療位置上前進(jìn)，其中當(dāng)所述掃描頭在每個(gè)位置上時(shí)重新定位所述能量施加。
37.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生警報(bào)包括產(chǎn)生可聽信號、產(chǎn)生可視信號、減少能量傳送、關(guān)閉系統(tǒng)、或切斷掃描頭電源的至少之一。
38.一種執(zhí)行脂肪治療療程的方法，包括以下步驟(a)確定人對治療用超聲治療的適應(yīng)性；(b)標(biāo)記人身上要治療的區(qū)域；(c)為治療用超聲治療而定位患者；(d)將已標(biāo)記區(qū)域掃描到計(jì)算機(jī)中；(e)使用治療計(jì)劃軟件包設(shè)置治療用超聲治療步驟；(f)使用通過治療計(jì)劃軟件控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)激活治療用超聲治療步驟；(g)使用治療計(jì)劃軟件記錄治療的進(jìn)度；以及(h)向所述患者提供可能需要的任何附加治療后輔助。
39.一種使用治療用超聲波破壞患者的脂肪組織的方法，包括以下步驟(a)確定患者脂肪組織的一個(gè)或多個(gè)位置；(b)定位患者使所述脂肪組織被安置為相對均勻地分布；(c)用治療超聲換能器照射患者脂肪組織的位置。
40.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，確定患者脂肪組織的一個(gè)或多個(gè)位置的步驟(步驟(a))包括以下步驟(a1)用標(biāo)記筆劃出皮膚區(qū)域的輪廓，所述輪廓符合脂肪組織的估計(jì)邊界區(qū)域；以及(a2)通過執(zhí)行成像超聲波掃描校驗(yàn)脂肪組織的存在。
41.如權(quán)利要求39所述的方法，還包括以下步驟(a3)在計(jì)算機(jī)中記錄所述脂肪組織體積的位置。
42.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，步驟(a1)的標(biāo)記筆還包括能夠由電子傳感器檢測的特定墨水。
43.如權(quán)利要求38所述的方法，還包括以下步驟(d)在步驟(c)后估計(jì)脂肪組織的一個(gè)或多個(gè)位置。
44.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，確定患者脂肪組織的一個(gè)或多個(gè)位置(步驟(a))由3D成像系統(tǒng)執(zhí)行。
45.一種產(chǎn)生具有脂肪組織體積的位置的3D身體示圖的方法，包括以下步驟(a)使用3D成像系統(tǒng)產(chǎn)生身體的3D圖像；(b)將身體的3D圖像輸入成計(jì)算機(jī)可讀格式；(c)用3D繪圖軟件應(yīng)用程序產(chǎn)生身體的3D身體示圖；以及(d)用與3D繪圖軟件應(yīng)用程序電子通信的診斷超聲設(shè)備掃描身體，使得由診斷超聲設(shè)備檢測的脂肪組織區(qū)域被適當(dāng)?shù)刂糜?D身體示圖中。
46.如權(quán)利要求44所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生身體的3D圖像的步驟還包括以下步驟(a)使用多個(gè)照相機(jī)將身體定位在3D圖像捕捉設(shè)備內(nèi)；(b)使用來自3D圖像捕捉設(shè)備的組合圖片來構(gòu)建3D圖像。
47.一種使用3D身體示圖塑身的方法，包括以下步驟(a)分析3D身體示圖以得出要去除的脂肪組織體積；(b)確定可使用塑身術(shù)安全去除的脂肪組織量；(c)扣除在步驟(b)中要去除的脂肪組織體積以產(chǎn)生第二3D身體示圖；其中醫(yī)生和患者可比較第一3D身體示圖和任意多個(gè)第二3D身體示圖，以選擇要進(jìn)行塑身術(shù)的所需量。
48.如權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，所述塑身術(shù)是皮下脂肪抽吸術(shù)。
49.如權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，所述塑身術(shù)是治療用超聲波手術(shù)。
50.如權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，所述塑身術(shù)是藥物療法。
51.如權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，所述塑身術(shù)是皮下脂肪抽吸術(shù)、治療用超聲波手術(shù)或藥物療法的一種或多種的組合。
52.一種用于去除脂肪組織的方法，包括以下步驟(A)確定要處理的組織的體積和區(qū)域；以及(B)用以連續(xù)運(yùn)動掃過所述組織區(qū)域的脈沖波PWHIFU換能器處理所述體積。
53.如權(quán)利要求51所述的方法，其特征在于，步驟(a)還包括以下步驟(A1)通過在患者身體上建立一條或多條輪廓線來勾劃出治療區(qū)域；(A2)將所述治療區(qū)域定向成所述脂肪組織體積具有基本對稱的組織深度；(A3)掃描所述治療區(qū)域以校驗(yàn)脂肪組織深度；以及(A4)在所述治療區(qū)域上標(biāo)記治療區(qū)域網(wǎng)格。
54.如權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于，在患者身上標(biāo)記治療區(qū)域網(wǎng)格的步驟用手術(shù)標(biāo)記筆實(shí)現(xiàn)。
55.如權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于，在患者身上標(biāo)記治療區(qū)域網(wǎng)格的步驟用油墨滾筒實(shí)現(xiàn)。
56.如權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于，在患者身上標(biāo)記治療區(qū)域網(wǎng)格的步驟用墨水噴霧器和絲網(wǎng)模板實(shí)現(xiàn)。
57.如權(quán)利要求51所述的用于去除脂肪組織的方法，其特征在于，步驟(B)還包括(B1)將治療頭置于患者身體上，并與治療區(qū)域網(wǎng)格對齊；(B2)標(biāo)識要用治療頭掃描的治療區(qū)域；(B3)選擇多個(gè)治療參數(shù)；(B4)校驗(yàn)組織深度和連接；以及(B5)當(dāng)所述換能器激活時(shí)，使用線性移動的脈沖波HIFU換能器施加治療用超聲波。
58.如權(quán)利要求56所述的方法，還包括以下步驟(B6)記憶所有先前的治療位置。
59.如權(quán)利要求56所述的方法，還包括以下步驟(B7)按需重復(fù)步驟B1-B6任意次。
60.一種使用負(fù)載平衡臂定位超聲治療頭的空間位置的方法，所述治療頭包括用于懸置在治療頭內(nèi)的能量施加器的運(yùn)動控制器，所述方法包括以下步驟(A)將力施加在治療頭上；以及(B)向所述運(yùn)動控制器提供電子引導(dǎo)。
61.如權(quán)利要求59所述的方法，其特征在于，步驟(A)中施加的力小于所述治療頭的重量。
62.如權(quán)利要求59所述的方法，其特征在于，步驟(A)中施加的力為人力。
63.如權(quán)利要求59所述的方法，其特征在于，步驟(A)中施加的力為機(jī)械力。
64.如權(quán)利要求59所述的方法，其特征在于，步驟(B)中的電子引導(dǎo)是從計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備中接收的。
65.如權(quán)利要求59所述的方法，其特征在于，步驟(B)中的電子引導(dǎo)是從治療控制器中接收的。
全文摘要
描述了一種使用諸如HIFU換能器的能量施加器來去除脂肪組織的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)具有包含能量施加器的掃描頭、用于承載掃描頭質(zhì)量的機(jī)械臂、以及用于控制掃描頭的操作的諸如計(jì)算機(jī)的治療控制器。治療控制器可以是通用計(jì)算機(jī)的一部分，并可用作機(jī)器人控制器來自動進(jìn)行治療。方法還包括以快速、非侵入方式去除脂肪組織。
文檔編號A61B5/05GK1984601SQ200480035622
公開日2007年6月20日 申請日期2004年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者J·U·奎斯特蓋德, T·艾特切爾司, G·P·達(dá)林頓, C·S·戴斯雷茨 申請人:利普索尼克斯股份有限公司