專利名稱：超聲液體輸送裝置和使用超聲能量將液體輸送到身體中的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲液體輸送裝置以及使用對于將液體引入到身體中有 用的超聲能量的方法。
背景技術(shù)：
身體的多種感染、狀態(tài)、失調(diào)和疾病(下文統(tǒng)稱為"病，，)難以通過 藥理來治療，這是由于藥理活性化合物(通常被稱為"藥物")很難進入 疾病部位，所述藥理活性化合物例如但不限于化學化合物、化學品、小分 子、蛋白、基因和/或它們的組合。上述部位包括身體管腔和身體空腔，例 如但不限于，尿道、鼻竇、陰道、子宮、外耳、肺、胸腔和結(jié)腸，以及例 如但不限于骨骼的血液循環(huán)不良的組織。雖然與生物領(lǐng)域以外的那些技術(shù) 人員通常所認為的不同，但管腔和體腔是在身體的外部。這種有些反常的 陳迷可通過考慮口服藥物行進至作為尿路的一個組成部分的尿道的路徑 來得到最好的理解。
含有藥物的丸劑在被吞服后首先溶解在胃和/或小腸中，從而釋放小藥 物分子。小藥物分子然后通過在形成小腸壁的細胞的表面上運載分子而被 運載至形成小腸壁的細胞中?？蛇x擇地，該藥物可通過經(jīng)由細胞膜擴散或 者穿過位于細胞膜內(nèi)的孔隙而直接主動地進入小腸的細胞中。 一旦在形成 小腸壁的細胞內(nèi)，該藥物分子通過類似機制被運載至患者的血流中。該藥 物分子然后^皮散布到患者的整個血流，在血流中它們-波血液內(nèi)的各種成分 所降解和/或滅活。血流還將藥物分子運載至降解、滅活和/或排泄的潛在
部位，例如但不限于腎和肝。盡管由于廣泛分布、滅活、降解和/或排泄導 致稀釋，但藥物分子中的一些藥物分子到達了與尿道相鄰的血流區(qū)域。然而，為了有效治療尿道內(nèi)的疾病，該藥物必須通過形成尿道的細胞從血流 中出來，然后沉積到尿道的開放空間中。藥物分子也可通過排泄到流過尿 道開放空間的尿液中而到達尿道。遺憾的是，尿液不保持在恒定的pH,并 且可變成充分酸性或堿性，以致滅活和/或降解藥物分子。
對于在血液循環(huán)不良和/或灌注不良的組織內(nèi)的疾病，藥理治療受到不 良供血的限制。將藥物輸送到身體的大多數(shù)方法依靠于血流以將藥物分子 輸送到待治療的疾病部位。結(jié)果，所輸送的藥物量與輸送到疾病部位的血 液量正相關(guān)。因此，接受漸少、減少、受損或少量供血的身體的部位或組 織不容易來藥理治療。已經(jīng)開發(fā)了各種醫(yī)療裝置和程序來補充位于管腔、 開放體腔和/或灌注不良的組織內(nèi)的疾病的藥理治療。
已經(jīng)開發(fā)了導管藥物輸送方法和裝置來克服藥理治療的局限。將導管 插入到管腔或者體腔，并且通過導管或從導管中注射藥物，使得藥理活性 化合物進入疾病部位。通過小或窄的身體管腔如尿道運行導管，對于患者 來說可能是不適的。在插入導管的同時施加損傷，可能產(chǎn)生嚴重的并發(fā)癥， 例如使得管腔或體腔的內(nèi)壁上的感染進入血流，從而使感染擴散到整個身 體。而且，在插入導管時發(fā)現(xiàn)待治療的疾病部位也可能是困難的。
為了克服用于治療身體的淺的管腔或體腔內(nèi)疾病的藥物的輸送局限 性，已經(jīng)開發(fā)了霜劑和其他藥用軟膏。該霜劑或軟膏用手指、藥簽或類似 裝置涂敷在空腔的壁上。雖然這些霜劑和軟膏可能是有效的，但患者一般 不優(yōu)選使用它們，因為它們可能是棘手的，可能會漏出，并且施用時常常 是令人不愉快的。
已經(jīng)用各種噴霧和/或霧化裝置來實現(xiàn)將藥物輸送到就施用霜劑來說 不能充分達到的開放體腔和/或管腔如鼻竇。本領(lǐng)域所熟知的示例性裝置是 鼻噴霧器和吸入器。這些裝置一般通過使用泵或氣溶膠來產(chǎn)生噴霧或薄 霧。然而，難以使用鼻噴霧器和吸入器將藥物輸送到開放空腔內(nèi)的深處。 實現(xiàn)深處藥物輸送的困難歸因于由這些裝置所產(chǎn)生的低壓力、低流速噴 霧。噴霧或薄霧的產(chǎn)生一般是通過加壓待輸送的藥物以及然后迫使藥物通 過小孔來實現(xiàn)的。為了避免對藥物將被輸送到的空腔或管腔內(nèi)的組織的損 傷，使用低壓力來驅(qū)動藥物輸送。因為該壓力是驅(qū)動藥物輸送的唯一的力，所以使用低壓力產(chǎn)生了低流速噴霧，限制了藥物滲入的深度。結(jié)果，難以 將藥物從這種裝置輸送到體腔或管腔內(nèi)深處的疾病部位。
保持骨骼，尤其是骨髓的完整性對于保持患者健康來說是非常重要 的，因為骨骼是紅血細胞和白血細胞合成的部位。骨駱內(nèi)的疾病例如白血 病和/或骨髓炎可導致貧血和免疫系統(tǒng)受損。由于藥物不能充分穿透骨組 織，所以治療這些疾病常常涉及令人痛苦的手術(shù)。在白血病的情況下，患 者常常用令人痛苦的骨髓移植來治療，在此期間，不健康的骨髓用來自供 體的健康骨髓替代。關(guān)于骨髓炎的治療，外科清創(chuàng)術(shù)是主要的治療手段。 在手術(shù)期間，將骨打開，刮除患病的組織。清創(chuàng)術(shù)常常留下了大的骨缺陷
(死腔)。血液循環(huán)不良的死腔的存在使患者易遭受持續(xù)的感染。結(jié)果， 死的骨組織必須用耐久的血管化的組織代替。清創(chuàng)術(shù)之后可能需要固定， 例如外固定或內(nèi)固定。內(nèi)固定裝置常常產(chǎn)生感染，導致對患者來說痛苦的
并發(fā)癥。外固定是勞動密集型的，且需要平均8.5個月的長期治療。
已經(jīng)開發(fā)了超聲藥物輸送裝置，以圖克服藥物治療的一些局限。 D，Angelo等人的專利No.5,405,614、Henley的專利No.5,415，629、Lipkovker 的專利No.5,421,816 、 Henley的專利No.5,538,503 、 Henley的專利 No.5,658，247 、 Henley的專利No.5,667,487 、 Johnson等人的專利 No,5，947,921、 Kost等人的專利No.6,041,253、 Kost等人的6,190,315、 Roe 等人的6,234,990、 D，Sa等人的6,322,532和Rowe等人的6,491,657,描述 了使用超聲能量來驅(qū)動藥物穿過患者皮膚的透皮超聲藥物輸送裝置。然 而，用這些裝置難以實現(xiàn)將藥物輸送到深處的組織，例如但不限于骨髓。 本發(fā)明人的專利No.6,601,581描述了一種利用超聲能量來產(chǎn)生微小的藥物 薄霧的超聲吸入器。雖然在將藥物輸送到肺和支氣管上是有效的，但該裝 置不能產(chǎn)生足夠速度的噴霧以使藥物輸送到身體的管腔和空腔內(nèi)的深處。
盡管藥物在治療各種身體疾病中通常是有效的，但是它們不總是必需 的。許多身體疾病只通過清洗和/或沖洗感染區(qū)就可治療好。用例如但不限 于鹽水或水的簡單的、無藥物的流體清洗和/或沖洗，具有避免藥物所可能 具有的各種副作用以及并發(fā)癥的益處。遺憾的是，與藥物輸送一樣，由于 缺乏能夠?qū)⒁后w深入地輸送到受感染的管腔、空腔，以及灌注不良的組織的裝置，阻礙了清洗和/或沖洗體腔、身體管腔，以及灌注不良的組織的可 行性。
用目前的裝置和傳統(tǒng)給藥途徑在身體管腔、體腔和灌注不良的組織中 獲得治療有效的藥物濃度或者允許清洗和/或沖洗身體管腔、體腔和灌注不 良的組織的困難，產(chǎn)生了對新的輸送裝置的需求，這種新的輸送裝置能夠 噴出具有足以深入地穿透到身體管腔、體腔和灌注不良的組織的速度以及 對液流被注入的身體管腔、體腔和灌注不良的組織無傷害的壓力的液流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種超聲液體輸送裝置，其包括超聲換能器、超聲變幅桿
(ultrasound horn)、至少部分穿過所述變幅桿的通道，以及在變幅桿的遠端 處的阻尼墊環(huán)(dampening grommet)。本發(fā)明的裝置可進一步包括排空到 所迷通道中的液體供給裝置。超聲變幅桿的通道內(nèi)的液體經(jīng)歷由變幅桿發(fā) 出的超聲能量，引起液體的流速加速，從而產(chǎn)生更高流速、低壓力的液流。 本發(fā)明能夠?qū)⒁后w輸送到身體深處的管腔、空腔和組織中。
用本發(fā)明治療身體的管腔、空腔和/或組織的疾病需要首先選擇適當?shù)?液體。選擇包括具有已知的或者被認為能治療所存在的疾病的性能的藥用 活性化合物或者藥物的液體，可能是有利的?？蛇x擇地，所選擇的液體可 具有對于清洗待治療的管腔、空腔和/或組織(下文稱為"治療區(qū)")中的 污染物、感染微生物、細菌、真菌、粘連、阻生物、灰塵、碎片、壞死組 織和/或其他不希望有的成分來說理想的特性。選擇能夠?qū)⒆兎鶙U的內(nèi)部通 道與治療區(qū)耦合以便允許將釋放到變幅桿的內(nèi)部通道中的超聲能量傳輸 到治療區(qū)的液體，也可能證明是有利的。耦合的超聲能量可引起治療區(qū)內(nèi) 的空化。耦合的超聲能量可有助于溶解粘連，從治療區(qū)中除去不希望有的 成分，促進治療區(qū)內(nèi)的健康組織的生長，阻止治療區(qū)內(nèi)不想要的組織的生 長和/或殺死治療區(qū)內(nèi)不想要的組織，阻止治療區(qū)內(nèi)的感染微生物的生長和 /或殺死治療區(qū)內(nèi)的感染微生物，增強藥物進入治療區(qū)內(nèi)和治療區(qū)附近的細 胞中，和/或提供其他積極的治療益處。所選擇的液體可具有上述性能中的 全部或一些性能。本發(fā)明的超聲液體輸送裝置還可用于預防目的。例如，本發(fā)明可用于 清洗治療區(qū)，以便防止和/或減小在治療區(qū)內(nèi)疾病發(fā)展的可能性。用本發(fā)明 輸送包括維生素、礦物質(zhì)、藥物，和/或已知的和/或據(jù)認為對治療區(qū)具有 積極效果的其他成分的液體，也可有助于維持治療區(qū)的正常功能，并防止 疾病在此發(fā)展。防止在治療區(qū)內(nèi)發(fā)生生物過程，例如但不限于排卵、受精 和/或植入，也可以通過使用本發(fā)明以將已知的和/或據(jù)認為具有阻止這些 不希望有的過程的特性的液體輸送到治療區(qū)來實現(xiàn)。反之，引起想要的生 物過程發(fā)生，例如但不限于腸運動、免疫抑制、組胺抑制和/或支氣管擴張， 可通過使用本發(fā)明以將具有已知的和/或據(jù)認為可促進所需過程的特性的 液體輸送到治療區(qū)來實現(xiàn)。
一旦選擇好液體，將它裝入到如果存在的液體供給裝置中，或者超聲 變幅桿內(nèi)的通道中。如果使用了液體供給裝置，它可以是注射器、泵、具 有重力供給的貯器、移液管，和/或能夠?qū)⒘黧w分配到超聲變幅桿的通道中 的類似裝置。使用能夠輸送固定量和/或預定量的液體或者另外的能夠指示 或監(jiān)測液體輸送量的液體供給裝置，允許本發(fā)明的使用者監(jiān)測和/或計量液 體輸送量。該液體供給裝置可通過柔性軟管與超聲變幅桿結(jié)合。衰減、防 止和/或減小振動從變幅桿傳輸?shù)揭后w供給裝置，柔性軟管防止液體供給裝 置的針狀物和/或精致的尖端在操作期間破壞和/或切斷。
在液體輸送之前，如果治療區(qū)不能被進入，則必須使得治療區(qū)可進入。 可進入的治療區(qū)包括引導到該治療區(qū)中的天然存在的或者產(chǎn)生的外孔和/ 或從外部可進入的孔。如果引導到該治療區(qū)中的孔包括由于待治療的疾病 而產(chǎn)生的瘡或傷口，則它被認為是天然存在的孔。如果治療區(qū)不能被進入，
則應該產(chǎn)生孔。副孔(secondary orifice )的產(chǎn)生允許將所選擇的液體從多 個部位輸送到治療區(qū)中。從多個孔輸送液體可提供所選擇的液體至治療區(qū) 中的更均勻的輸送?？蛇x擇地，副孔可提供所輸送的液體的出口部位，能 夠?qū)⒅委焻^(qū)內(nèi)的所輸送液體和/或流體排出，從而允許從治療區(qū)排出所釋放 的不希望有的成分。引導到治療區(qū)中的孔，不論是天然存在的還是產(chǎn)生的， 可通過將套管植入到該孔內(nèi)來增強，從而防止孔閉合。
已經(jīng)選擇了適當?shù)囊后w、準備了液體供給裝置和如果需 的引導到治療區(qū)中的孔，本發(fā)明的使用者然后選擇適當?shù)淖枘釅|環(huán)。選擇適當?shù)膲|環(huán) 需要考慮延伸至治療區(qū)中的孔。所選擇的墊環(huán)的遠端可具有足夠小的外 周，以允許墊環(huán)的至少一部分可舒適地插入到孔內(nèi)?？蛇x擇地，所選4奪的 墊環(huán)的遠端的外周可足夠大，以允許墊環(huán)在被壓向患者的身體時包圍該 孔。在墊環(huán)內(nèi)第二通道的并入，允許所輸送的液體和/或流體從治療區(qū)放出； 能夠使所釋放的不希望有的成分從治療區(qū)中排出。墊環(huán)的選擇還可在選擇 適當?shù)囊后w之前或與選擇適當?shù)囊后w同時進行。墊環(huán)的至少 一部分必須能 夠衰減、減小和/或防止振動從變幅桿傳輸?shù)交颊吆?或孔。通過衰減、減 小和/或防止振動的傳輸，阻尼墊環(huán)防止和/或減小了對患者損傷的發(fā)生， 例如但不限于超聲燒傷和/或組織撕裂。
在選擇和連接阻尼墊環(huán)之后，在墊環(huán)和引導至治療區(qū)中的孔之間形成 密封。然后啟動換能器。如果使用液體供給裝置，那么將所選擇的液體輸 送到超聲變幅桿的通道中。當液體通過該通道時，該液體通過超聲能量加 速，并且作為更高流速的液流從墊環(huán)的遠端噴射到治療區(qū)中。如果不使用 液體供給裝置，那么所選擇的液體通過從變幅桿發(fā)出到通道內(nèi)的超聲能量 來加速并從變幅桿內(nèi)的通道中排出，且被注射到治療區(qū)中。


參考優(yōu)選實施方案的附圖來詳細描述和說明本發(fā)明，從而更清楚地理 解本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明超聲液體輸送裝置的一個實施方案的截面圖。
圖2是本發(fā)明液體輸送裝置的一個實施方案的分解圖。
圖3是將阻尼墊環(huán)連接于超聲變幅桿的可供選擇的裝置的圖示。
圖4是與本發(fā)明超聲液體輸送裝置一起使用的阻尼墊環(huán)的示例構(gòu)造。
圖5是流程圖，描述了用本發(fā)明治療各種治療區(qū)內(nèi)的疾病的方法。
圖6是用本發(fā)明的液體輸送裝置的一個實施方案治療骨髓的圖示。
具體實施例方式
圖1示出了超聲液體輸送裝置的一個實施方案的截面圖。該液體輸送
裝置包括超聲換能器101、被連接到所述換能器101的遠端103的超聲變 幅桿102、至少部分穿過所述變幅桿102的通道104和,皮連接到所述變幅 桿102的遠端106的阻尼墊環(huán)105。該換能器101包含近端107，近端107 包括近端表面108。與它的近端107相對，換能器101具有遠端103，遠 端103包括遠端表面109。在換能器101的近端107和遠端103之間延伸 的是徑向表面110。變幅桿102包含被連接到換能器101的遠端103的近 端111，近端111包括近端表面112。與它的近端111相對，變幅桿102具 有包括遠端表面113的遠端106。在變幅桿102的遠端106和近端111之 間延伸的是徑向表面114。阻尼墊環(huán)105包含被連接到變幅桿102的遠端 106的近端115。與它的近端115相對，墊環(huán)105具有遠端116。通道117 從墊環(huán)105的近端115延伸至遠端116，通道117與變幅桿102內(nèi)的通道 104連通。通道104包含起始于變幅桿102的徑向表面114中的近端118， 以及開口于變幅桿102的遠端103內(nèi)的遠端119。
該液體輸送裝置可進一步包括與通道104的近端118連通的至少一個 液體供給裝置120。如圖所示，通道104可起始于變幅桿102的近端111 處或變幅桿102的近端111附近的徑向表面114內(nèi)?？蛇x擇地，通道104 也可穿過至少一部分換能器101。在這種實施方案中，通道104可被認為 是彼此連通的兩個通道。第一通道是這樣一種通道，其起始于換能器101 的非遠端表面109的表面，并且在開口于第二通道中之前至少部分延伸穿 過換能器IOI。第二通道是這樣一種通道，其起始于變幅桿102的近端表 面109內(nèi)，并且在開口于變幅桿102的遠端106處之前延伸穿過變幅桿102。 圖1中所描繪的液體供給裝置是典型的注射器。能夠?qū)⒘黧w分配到通道104 內(nèi)的其他液體供給裝置可能是同樣有效的，所述其它液體供給裝置包括但 不限于泵、具有重力供給的貯器，和/或移液管。本發(fā)明的液體輸送裝置可 進一步包括將液體供給裝置120結(jié)合到通道104的柔性軟管121，以便防 止所選擇的液體供給裝置的精致尖端和/或針狀物的破壞和/或切斷。當由 液體供給裝置120分配到通道104內(nèi)的液體沿著通道104行進時，將超聲能量從變幅桿102發(fā)射到該液體中，從而加速液體的流速。該液體然后作
為更高流速液流23從墊環(huán)]05的遠端被噴出。
雖然在圖1中描述了在超聲變幅桿和流體供給裝置內(nèi)僅包括單一通道 的實施方案，但在變幅桿和多個流體供給裝置中可以具有多個通道。被連 接到變幅桿內(nèi)同一通道或多個通道的多個液體供給裝置的并入，能夠在一 次療程期間將多種液體輸送到治療區(qū)。
圖2描述了圖1所示的液體輸送裝置的實施方案的分解圖。如圖所示， 超聲變幅桿102可通過機械裝置被連接到換能器101。所示的機械裝置包 括變幅桿102的近端111上的螺紋突出201以及換能器101的遠端103中 的配合的螺紋凹進202。可使用其他機械裝置來將變幅桿102連接到換能 器101。可選擇地，變幅桿102和換能器10]可形成為整體件(solid piece )， 或者通過，但不限于焊接(wielding),將兩個獨立件永久地連接而構(gòu)建。 在又一個可供選擇的實施方案中，變幅桿102和換能器101可通過粘合劑 永久連接或暫時連接。被選擇用來將變幅桿102連接到換能器101的裝置 必須允許將換能器101中所產(chǎn)生的振動傳輸?shù)阶兎鶙U102,并防止在操作 期間變幅桿102與換能器101分離。在變幅桿102的遠端106處升高的隆 起部203配合到阻尼墊環(huán)105的內(nèi)表面內(nèi)的凹進中(不可見)。在可供選 擇的實施方案中，變幅桿102的遠端106可包含多重升高的隆起部203。
其他機械裝置，例如但不限于相應的螺紋突出和凹進，可用于將阻尼 墊環(huán)105連接到變幅桿102,如圖3A和3B所示。如圖3A中所示，設(shè)置 在變幅桿102遠端處的螺紋突出301被在墊環(huán)105的近端115處且在通道 117內(nèi)的螺紋部分302接納。圖3B中示出了一種可選擇的實施方案，在該 實施方案中，墊環(huán)105的近端115處的螺紋突出303由變幅桿102的遠端 106處的螺紋凹進304接納。為了允許液體流動，可能需要螺紋突出301 和螺紋突出303分別包括穿過它們的通道305和通道306。同樣地，可能 需要螺紋凹進304與超聲變幅桿102內(nèi)的通道104連續(xù)。
可選擇地，阻尼墊環(huán)105可通過粘合劑被連接到超聲變幅桿102?？?采用將墊環(huán)105連接到變幅桿102的其他方式，只要所選擇的方式防止在 操作期間變幅桿102與墊環(huán)105分離即可。再參考圖2，位于通道104的近端118處的端口 122是柔性軟管121 的連接部位。雖然端口 122作為凸起的突出而示出，但將軟管121連接到 穿過變幅桿102行進的通道104的其他方式，例如但不限于可將軟管121 插入的凹進和/或粘合劑，可以同樣有效，只要它們防止在操作期間軟管 121與通道104分離即可。
為了防止液體從液體供給裝置過早排放到超聲變幅桿內(nèi)的通道中，可 在液體供給裝置和通道之間設(shè)置閥門。類似地，為了防止液體從超聲變幅 桿內(nèi)的通道過早排;故到治療區(qū)中，可以在通道遠端處或通道遠端附近和/ 或阻尼墊環(huán)內(nèi)設(shè)置閥門。
在由換能器101引起以約15千赫和約40兆赫之間的頻率振動時，超 聲變幅桿102將超聲能量發(fā)射到它內(nèi)部的通道104中。所引起的超聲振動 的振幅應該是約至少l微米。所引起的超聲振動的優(yōu)選的低頻率范圍是約 15千赫到約200千赫，其中推薦的頻率為約20千赫到約60千赫。優(yōu)選的 低頻率振幅范圍是大約15微米到大約250微米，其中推薦的振幅為約50 微米。所引起的超聲振動的優(yōu)選的高頻率范圍是約1兆赫到約20兆赫， 其中推薦的頻率為約1兆赫到約2兆赫。優(yōu)選的高頻率振幅范圍是約1微 米到約10微米，其中推薦的振幅為約5微米。
圖1和圖2中作為元件101示出的超聲換能器可通過發(fā)生器驅(qū)動，發(fā) 生器提供了驅(qū)動換能器的動力和信號。發(fā)生器可以是獨立的單元和/或與換 能器為一體。發(fā)生器可由外部電源供電，例如但不限于傳統(tǒng)壁裝電源插座。 發(fā)生器還可具有內(nèi)部電源，例如但不限于電池。
對該孔形成相對密封?？蛇x"l奪地，阻尼墊環(huán)的遠端的尺寸可適合來包圍引 導至治療區(qū)中的孔，并形成對患者身體的密封。而且，阻尼墊環(huán)應該-故制 造和/或構(gòu)造成衰減、防止和/或減小從超聲變幅桿到患者身體的振動傳輸 (下文稱為"阻擋振動傳輸")。阻擋振動傳輸可以通過用橡膠、塑料、硅 和/或能夠吸收、防止、減小和/或衰減傳輸振動(下文稱為"阻尼性能，，) 的其他材料(compound)制造阻尼墊環(huán)的至少一部分來實現(xiàn)。阻尼墊環(huán)的 由具有阻尼性能的材料制造的部分應該被定位成以便與墊環(huán)的不是由這種材料制造的部分分開。可選擇地，阻尼墊環(huán)的由具有阻尼性能的材料制 造的部分可以位于墊環(huán)的近端處，以便阻擋振動從超聲變幅桿向墊環(huán)的遠 端傳輸。由具有阻尼性能的材料制造阻尼墊環(huán)的遠端，也可以是有效的。 可選擇地，可構(gòu)造阻尼墊環(huán)，使得它的至少一部分能夠機械地阻擋振動從 超聲變幅桿向患者傳輸(下文稱為"機械阻尼性能")。這種機械構(gòu)造可包 括但不限于緩沖器、盤簧、板簧和/或它們的任意組合。當使用具有機械阻 尼性能的構(gòu)造時，可能不需要使用具有阻尼性能的材料。當該裝置將通過 身體的一個管腔和/或開放空腔被插入以便進入引導至治療區(qū)中的孔時，例 如但不限于在通過陰道進入子宮時，阻尼墊環(huán)應該被制造和/或構(gòu)造成保護 它所通過的管腔和/或空腔不受到由超聲變幅桿和/或換能器所發(fā)出的振 動。
圖4中描繪了與本發(fā)明的超聲液體輸送裝置一起^f吏用的阻尼墊環(huán)的示 例性構(gòu)造。雖然僅僅示出了一些具體實例，但許多構(gòu)造是可能的。因此，
圖4中所示和下文所詳細描述的構(gòu)造僅僅用于說明，而不是限制性的。圖A、 B、C和D描繪了完全由具有阻尼性能的材料制造的阻尼墊環(huán)的示例性構(gòu)造。 圖4A描繪了具有針狀構(gòu)造的阻尼墊環(huán)的外部圖和截面圖。能夠配合到小孔 中的針狀構(gòu)造，非常適合于將液體輸送到通過窄孔可進入的治療區(qū)中，所 述窄孔例如但不限于是尿道、癡和/或傷口。圖4A中所示的針狀墊環(huán)像所 有阻尼墊環(huán)一樣，包含從墊環(huán)的近端115穿過到遠端116的通道117。位于 通道117內(nèi)的凹進401接納位于超聲變幅桿的遠端上的隆起部，并從而將 墊環(huán)才幾械地固定到變幅桿。如以上所述地，將變幅桿連接到墊環(huán)的其他方 式可以是同樣有效的。圖4B描繪了非常適于將液體輸送到通過例如但不限
和截面圖。圖4C描繪了阻尼墊環(huán)的外部圖和截面圖，該阻尼墊環(huán)具有雙圓 形遠端116和第二通道402,第二通道402分叉于內(nèi)部通道117并且開口于 遠端116處，該阻尼墊環(huán)非常適合于同時通過患者的兩個鼻孔將液體輸送 到鼻竇。圖4D描繪了進一步包括第二通道403的具有圓形構(gòu)造的阻尼墊環(huán) 的外部圖和截面圖，該阻尼墊環(huán)非常適合于沖洗治療區(qū)。不像通道117，來 自液體供給裝置的液體不通過通道403供給。更確切地，通道403作為被 輸送到治療區(qū)的液體和/或治療區(qū)內(nèi)的流體的排出部位。通道403可被連接到收集貯器和/或能夠收集和容納用過的液體和/或所排出流體的其他裝置。
圖5包含描述使用本發(fā)明的超聲液體輸送裝置治療身體的管腔、空腔 和/或組織中的疾病的方法的流程圖。為了使以上說明在讀者的腦海中更具 體化，以下針對骨髓疾病，例如^f旦不限于骨髓炎和/或白血病，來描述該方 法。應該指出的是，在以上描述中，可用身體的任何組織、空腔和/或管腔 來替代骨髓。如方框l中所示，該方法以首先選擇要輸送到骨髓的適當液 體開始。理想地，所選^^的液體應該提供對骨髓的治療益處，例如但不限 于溶解不希望有的粘連，殺死感染生物，阻止感染生物的生長，殺死癌細 胞，阻礙癌細胞的生長，促進健康細胞的生長，清洗骨髓的感染生物，清 洗骨髓的患病組織，清洗骨髓的壞死組織，或它們的任何組合。理想地， 所選擇的液體應該對健康組織的生長的傷害和/或阻礙不超過為獲得預期 的治療益處所必須的。骨髓的活檢可幫助本發(fā)明的使用者選擇適當?shù)囊?體。培養(yǎng)所去除的骨髓可允許使用者鑒別感染微生物，使疾病被治療。骨 髓的活檢還可允許本發(fā)明的使用者鑒別待治療的白血病的具體形式。鑒別 存在的感染微生物和/或具體白血病，允許使用者選擇已知的和/或據(jù)認為 在治療存在的感染和/或白細胞中有效的液體。診斷和/或選擇適當液體的 其他方式是治療領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，并且可以是同樣有效的。
與圖5—致，在選擇適當?shù)囊后w之后，如菱形框2中所示，本發(fā)明的
果已經(jīng)存在以瘡、傷口和/或裂口形式延伸至骨髓中的孔，那么不需要產(chǎn)生 另外的孔。然而，如果不存在這種孔，那么必須產(chǎn)生延伸至骨髓中的孔， 如方框3中所示。產(chǎn)生多個延伸至骨髓中的孔，能夠使本發(fā)明的使用者從 多個部位將所選擇的液體輸送到骨髓中。另外，多個孔的產(chǎn)生能夠使本發(fā) 明的使用者沖洗和/或清洗待治療的骨髓。使用本發(fā)明將液體注入到骨髓 中，迫使被注入的液體通過骨髓，并且從存在的至少一個副孔流出。當治 療目的是除去壞死組織、清洗骨髓的感染微生物、清洗骨髓的患病組織、 從骨髓除去不希望有的成分，和/或它們的任意組合時，沖洗和/或清洗骨 髓可能是有利的?？卓啥ㄎ挥诠趋赖娜我馕恢锰帲灰@些孔允許進入被 治療的骨髓即可。如圖5的方框4中所示，已經(jīng)存在和/或產(chǎn)生的孔可通過將套管植入到 孔中來加強。將套管植入到孔中有助于防止在相繼治療之間的間隔期間的 傷口閉合。理想地，被植入的套管應該延伸到骨髓中。 一旦已經(jīng)產(chǎn)生所有 孔并已插入套管(如果有)，如果尚未做的話就將本發(fā)明完全組裝和準備
好來操作，如方框5中所示。組裝本發(fā)明包括如下步驟選擇適當?shù)淖枘?墊環(huán)并連接到超聲變幅桿的遠端，用所選擇的液體填充超聲變幅桿內(nèi)的一 個通道或多個通道，或者如果使用流體供給裝置，則用所選擇的液體填充 流體供給裝置并將所述流體供給裝置連接到穿過超聲變幅桿的通道，將所 述變幅桿連接到超聲換能器，將所述換能器連接到發(fā)生器，以及將所述發(fā) 生器連接到電源。 一旦已經(jīng)組裝該設(shè)備，已產(chǎn)生孔，并且，如果有，已植 入套管，然后就在至少一個孔和阻尼墊環(huán)之間形成密封，如方框6中所示。 形成密封可通過將墊環(huán)插入到孔中或如果存在的套管中來進行，以便在墊 環(huán)的外部與孔或套管的內(nèi)部之間形成密封。可選擇地，還可將阻尼墊環(huán)壓 向包圍所述孔或者如果存在的套管的患者皮膚區(qū)，以在阻尼墊環(huán)的底部與 孔或套管之間形成密封。如果已經(jīng)植入套管，并且套管從患者身體伸出， 那么在阻尼墊環(huán)與孔之間形成密封，可通過沿著套管滑動墊環(huán)以便在墊環(huán) 的內(nèi)部與套管的外部之間形成密封來實現(xiàn)。如方框7所示，然后啟動超聲 換能器。如果使用液體供給裝置，那么在啟動超聲換能器之后，將所選擇 的液體分配到超聲變幅桿內(nèi)的通道中，如方框8中所示。在啟動超聲換能 器之后，然后用至少約5秒鐘將所選擇的液體輸送到骨髓，如方框9所示。 然而，增加液體輸送的持續(xù)時間可能是必要的，這取決于被治療的疾病的 嚴重度。如果存在多個孔，本發(fā)明的使用者可能希望在將液體輸送到骨髓 的同時，收集、清除或者另外除去從任何副孔排出的任何流體，如方框IO 中所示。將所排出的流體收集在密封的貯器中，可減小所治療的疾病受污 染和/或擴散到治療操作環(huán)境中的可能性。
與圖5 —致地，在完成液體輸送之后，關(guān)停超聲換能器，如方框11 中所示。然后阻尼墊環(huán)從被密封的孔中移除。然后應該清洗和覆蓋所述孔 或者如果有的套管，如方框12中所示。清洗和覆蓋這種孔和/或套管的方 法是治療領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。然后應該拆卸本發(fā)明的超聲液體輸送裝 置，如方框13中所示。應該處理本發(fā)明的一次性部分， 一次性部分可包括阻尼墊環(huán)、柔性軟管和/或流體供給裝置，如方框14中所示。該裝置的 剩余部分應該進行清洗和消毒，如方框15中所示。清洗和消毒這些元件
的方法是治療領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。圖5中所示的操作程序應該每天重 復，持續(xù)至少約10天。然而，取決于待治療的疾病的嚴重度，治療的周 期和/或頻率可能需要增加或減少。在最終療程之后，應該取下所插入的任 何套管。
應該指出的是，在上文所述和圖5中所示的步驟順序僅僅是一種建議 順序。所列舉的步驟的其他組合和/或順序可能是同樣有效的，并且是在本 發(fā)明的范圍內(nèi)。還應該指出的是，以上操作程序適用于治療身體的除了骨 髓以外的管腔、空腔和組織。
圖6中描繪了使用本發(fā)明液體輸送裝置的一個實施方案治療骨髓的圖 示。墊環(huán)105被插到套管601中，所述套管601從患者的皮膚表面602延 伸到骨髓603。可選擇地，墊環(huán)105可^f皮插入到伸入至骨髄603中的孔中。 套管604是延伸到骨髓中的任選的附加套管，它可用作骨髓內(nèi)的流體和/ 或輸送到骨髓的液體的出口部位。套管604還可用作液體輸送的附加孔。
雖然在此舉例說明和描述了具體實施方案和使用方法，但本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員將理解到，打算用于獲得相同目的的任何配置可以替代所示的具 體實施方案和方法。應該理解的是，以上描述意圖是舉例說明性的而非限 制性的。還應該理解的是，在此所公開的液體輸送裝置可用于將液體輸送 到除了人體以外的其他對象。以人體及其構(gòu)成部分為參照意圖僅僅是舉例 說明該裝置的一種潛在應用。在看了本公開內(nèi)容之后，以上實施方案和其
技術(shù)人員來說是明顯的。本發(fā)明的范圍應該根據(jù)所附權(quán)利要求以及這些權(quán) 利要求所賦予的等同物的整個范圍來確定。
工業(yè)適用性
所公開的超聲液體輸送裝置和使用超聲能量的方法能夠?qū)⒁后w輸送 到身體深處的管腔、空腔和組織中，以便治療其中的疾病。
權(quán)利要求
1.一種超聲液體輸送裝置，其包括a.超聲換能器，其包括i.近端，其包括近端表面；ii.遠端，其與所述近端相對，所述遠端包括遠端表面；及iii.徑向表面，其在所述遠端和所述近端之間延伸；b.超聲變幅桿，其包括i.近端，其包括近端表面，所述近端被連接到所述換能器的遠端；ii.遠端，其與所述近端相對，所述遠端包括遠端表面；及iii.徑向表面，其在所述遠端和所述近端之間延伸；c.一個通道或多個通道，其特征在于i.近端，其起始于所述變幅桿的非所述遠端表面的表面中；ii.至少部分穿過所述變幅桿；及iii.遠端，其開口于所述變幅桿的遠端處；及d.阻尼墊環(huán)，其被連接到所述變幅桿的遠端，其特征在于i.近端，其被連接到所述變幅桿的遠端；ii.遠端，其與所述近端相對；iii.通道，其從所述墊環(huán)的近端延伸至所述墊環(huán)的遠端，并且與至少部分穿過所述變幅桿的所述通道連通；及iv.能夠阻擋振動從所述超聲變幅桿傳輸?shù)剿鰤|環(huán)的遠端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進一步包括一個通道或多個通道， 所述一個通道或多個通道起始于所述換能器的非所述遠端表面的表面，至 少部分延伸通過所述換能器，并且與穿過所述變幅桿的通道連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進一步包括液體供給裝置，所述 液體供給裝置與穿過所述變幅桿的所述通道的近端連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其進一步包括柔性軟管，所述柔性 軟管將所述液體供給裝置與穿過所述變幅桿的所述通道結(jié)合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進一步包括在所述變幅桿的遠端 處的一個或多個升高的隆起部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進一步包括在所述變幅桿的遠端 處的螺紋突出。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其進一步包括穿過所述螺紋突出的 通道。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述墊環(huán)的一部分由 具有阻尼性能的材料制造。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進一步包括一個凹進或多個凹進， 所述一個凹進或多個凹進在乂人所述墊環(huán)的近端延伸至所述墊環(huán)的遠端的 所述通道中，所述一個凹進或多個凹進能夠接納位于超聲變幅桿的遠端處 的升高的隆起部。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進一步包括在所述墊環(huán)的近端處 的螺紋突出。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其進一步包括穿過所述墊環(huán)的近端 處的所述螺紋突出的通道。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進一步包括在從所述墊環(huán)的近端 延伸至所述墊環(huán)的遠端的所述通道內(nèi)的螺紋部分。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進一步包括第二通道，所述第二述通道，并且在所述墊環(huán)的遠端處開口 。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進一步包括在所述變幅桿的遠端 處并且與穿過所述變幅桿的所述通道連續(xù)的螺紋凹進。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述換能器能夠引起所述變幅桿以約15kHz和約40MHz之間的頻率振動。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述換能器能夠引起 具有約1微米和約25(H鼓米之間的振幅的在變幅桿內(nèi)的振動。
17. —種治療和/或清洗治療區(qū)的方法，所述治療區(qū)是通過孔可接近的， 所述方法包括下列步驟a.提供超聲液體輸送裝置，所述超聲液體輸送裝置包括i. 超聲換能器，其包含,1. 近端，其包括近端表面；,2. 遠端，其與所述近端相對，所述遠端包括遠端表面；及,3. 徑向表面，其在所述遠端和所迷近端之間延伸；ii. 超聲變幅桿，其包含,1. 近端，其包括近端表面，所述近端被連接到所述換能器的遠端；,2. 遠端，其與所述近端相對，所述遠端包括遠端表面；及,3. 徑向表面，其在所述遠端和所述近端之間延伸；iii. 一個通道或多個通道，其特征在于,1. 近端，其起始于所述變幅桿的非所述遠端表面的表面中；,2. 至少部分穿過所述變幅桿；及,3. 遠端，其開口于所述變幅桿的遠端處；及iv. 阻尼墊環(huán)，其被連接到所述變幅桿的遠端，其特征在于,1. 近端，其被連接到所述變幅桿的遠端；,2. 遠端，其與所述近端相對；,k3. 通道，其從所述墊環(huán)的近端延伸至所述墊環(huán)的遠端，并且 與至少部分穿過所述變幅桿的所述通道連通；及.4.能夠阻擋振動從所述超聲變幅桿傳輸?shù)剿鰤|環(huán)的遠端；b. 在所述孔與所述阻尼墊環(huán)之間形成密封；c. 將待輸送到治療區(qū)的液體分配到至少部分穿過所述超聲變幅桿的 所述通道中；d. 通過啟動所述換能器，將超聲能量輸送到所述變幅桿內(nèi)的所述液 體，其中所述超聲能量加速所述液體；e. 4吏所述液體從所迷墊環(huán)的遠端噴出，及 多個孔中。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其進一步特征在于，將超聲能量 輸送到所述液體的步驟將超聲能量輸送到治療區(qū)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其進一步特征在于，將超聲能量 輸送到所述液體的步驟引起治療區(qū)內(nèi)的空化。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其進一步包括步驟產(chǎn)生所述孔。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其進一步包括步驟將套管植入 到所述孔中。
22. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其進一步特征在于液體的所述 注入進4亍至少約5秒4中。
23. 根據(jù)權(quán)利要求]7所述的方法，其進一步包括步驟覆蓋所述孔。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其進一步包括步驟取下所述套管。
25. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其進一步包括步驟覆蓋所述套管。
26. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其進一步特征在于，所述換能器 的啟動引起所迷變幅桿以約15kHz和約40MHz之間的頻率振動。
27. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其進一步特征在于，所述換能器 的啟動引起具有約1微米和約250微米之間的振幅的在所述變幅桿內(nèi)的振動。
全文摘要
本發(fā)明涉及超聲液體輸送裝置以及使用超聲能量將液體輸送到身體深處的管腔、空腔和組織中的方法。該裝置內(nèi)的液體經(jīng)受超聲能量，使液體的流速加速，以便產(chǎn)生更高流速的低壓力液流。
文檔編號A61H1/02GK101626749SQ200780043827
公開日2010年1月13日 申請日期2007年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者艾拉茲·巴巴耶夫 申請人:艾拉茲·巴巴耶夫