Generatore di ultrasuoni di ultima generazione

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1 Presenta

2 Generatore di ultrasuoni di ultima generazione

3 Semplicità di utilizzo Medea offre all operatore la possibilità di scegliere dei programmi predefiniti e specifici per ogni area da trattare, velocizzando le procedure e lavorando in totale sicurezza. Tutte le programmazioni sono controllate da un unica manopola (endcoder) che velocizza e semplifica le procedure. La flessibilità del software di Medea consente di modificare i parametri a seconda delle esigenze o di scegliere il programma custom (opzionale)per personalizzare le funzionalità della macchina.

4 Doppia funzionalità Medea permette di eseguire contemporaneamente due trattamenti, sia nella stessa area che in aree differenti, grazie all opzione del doppio manipolo, per una massima efficacia lavorativa. Medea eroga la sua potenza ultrasonica in maniera ottimale grazie al sistema DFC, l innovativo Controllo Dinamico della Frequenza che interfaccia il microprocessore e il trasduttore del manipolo modificando dinamicamente la frequenza centrale per garantire una corretta erogazione di energia in ogni momento del trattamento.

5 Effetti biologici degli ultrasuoni Gli effetti prodotti dagli US sul materiale biologico (quindi sul tessuto adiposo) possono essere di vario tipo: Effetto micro-meccanico che causa il sovvertimento e la rottura della membrana adipocitaria, del globulo del grasso che caratterizza l adipocita uniloculare, di tutte le altre strutture intracellulari ed extracellulari di natura biologica. Effetto termico: i movimenti molecolari indotti dagli US aumentano l'energia cinetica delle molecole che è, in parte, ceduta sotto forma di calore. Ne consegue un aumento della temperatura del materiale biologico trattato: quando la temperatura supera i 37 C inizia la denaturazione del materiale biologico. L effetto termico contribuisce all aumento dell attività della lipasi intradipocitaria che è temperatura-dipendente. Effetto chimico: sono indotte modificazioni del ph locale con modificazioni della permeabilità delle membrane cellulari e modificazioni molecolari. Effetto di cavitazione: è un fenomeno che si produce in un liquido sottoposto ad un campo ultrasonoro quando le depressioni dinamiche dovute alla propagazione del suono fanno scendere la pressione in un punto del liquido al di sotto della tensione di vapore dei gas disciolti. Quando la pressione assoluta diviene inferiore alla tensione di vapore del liquido si ha un violento sviluppo di vapore sotto forma di minute bollicine. Gli US generano onde di decompressione (o di espansione) e di compressione. Nella fase di decompressione si crea, all interno del liquido, una pressione negativa che determina l origine di numerose bollicine di gas che aumentano in dimensione finché dura questa fase. Durante la successiva fase di compressione l enorme pressione esercitata sulla bollicina appena espansa comprime la stessa, aumentando la temperatura del gas contenuto nella bollicina finché questa non collassa, implodendo con conseguente rilascio di notevole energia d urto che può provocare danni alle strutture circostanti. L effetto cavitazione libera un energia che contribuisce alla frammentazione della membrana adipocitaria, delle membrane delle altre strutture intracellulari, del globulo del grasso che caratterizza l adipocita uniloculare e di ogni altro materiale organico che viene interessato dal fenomeno della cavitazione.

6 Cavitazione US: ottimizzare l utilizzo per ottenere il massimo delle prestazioni ed evitare problemi Come si è visto, durante il passaggio attraverso i tessuti biologici, il fascio ad ultrasuoni emesso dal manipolo subisce un attenuazione (legata a fenomeni di riflessione, rifrazione, diffusione ed assorbimento): parte dell energia meccanica è depositata nei tessuti stessi. Le conseguenze più rilevanti sono: Produzione di calore per assorbimento attraverso la conversione dell energia meccanica ultrasonora in energia termica. L incremento di temperatura, a parità di potenza US applicata, dipende molto dal tipo di tessuto: è minimo nei liquidi e nell adipe, più marcato nei parenchimi solidi, massimo nelle strutture ossee. Cavitazione in profondità. L effetto, molto efficace nella frammentazione dei globuli di grasso, può essere dannoso per le strutture cellulari vicine se non adeguatamente controllato. Dal punto di vista tecnico è indispensabile controllare con precisione ed ottimizzare le prestazioni di una macchina US specificamente progettata per applicazioni in medicina estetica: occorre diffidare dei prodotti per i quali non sono stati accuratamente adattati i parametri chiave che regolano la profondità di penetrazione del fascio US, la sua capacità di focalizzazione in rapporto alla superficie trattata, il controllo in potenza dell effetto cavitazione. Si tratta di ottimizzare: La frequenza di utilizzo dei manipoli US in rapporto alla profondità di penetrazione, alla densità di potenza applicata alla superficie da trattare e alla capacità di focalizzazione del manipolo. ll controllo in tempo reale della potenza US applicata, a parità di potenza impostata, al variare dell impedenza meccanica della zona trattata. Utilizzare la minima potenza necessaria allo scopo. Il controllo di tutti i parametri temporali relativi alla modalità di funzionamento impulsato e/o sweep, per ottimizzare il valore medio della densità di potenza applicata e la capacità di focalizzazione del fascio US nella particolare zona trattata.

7 Modalità generali di applicazione US La modalità a contatto diretto, che è quella più frequentemente utilizzata, consiste nell applicazione della testina emittente a diretto contatto della cute con l interposizione di una sostanza (di solito un apposito gel conduttivo) per favorire la trasmissione US tra testina e cute, l aderenza, lo scivolamento e l eliminazione di possibile aria frapposta fra cute e trasduttore che potrebbe ostacolare, per la sua capacità riflettente, la trasmissione dell onda US. Due richieste contrastanti Da un lato si desidera un apparecchio potente per incrementare l efficacia del trattamento minimizzando i tempi dello stesso, dall altro è opportuno non eccedere nella potenza US applicata (questioni normative a parte ) per evitare eccessivo effetto termico e cavitazionale che possono danneggiare i tessuti, causare distruzione cellulare irregolare e non controllata, difficoltà da parte dell organismo nello smaltimento dei grassi sciolti, etc. E indispensabile utilizzare un sistema di trattamento ad US ottimizzato per il rendimento del manipolo, in grado di applicare la minore potenza US possibile, compatibile con l efficacia del trattamento: il manipolo trasduttore US ed il suo generatore devono essere adattati per garantire il massimo rendimento del manipolo in qualsiasi condizione operativa, con il minor riscaldamento dello stesso.

8 Medea un ottimo mix fra i seguenti fattori: Manipoli PIEZOELETTRICI ottimizzati per rendimento, frequenza di lavoro ed ergonomia; Generatore US in grado di pilotare con le massime prestazioni i manipoli in qualsiasi condizione operativa; Programmabilità di tutti i parametri operativi; Facilità di accesso ai programmi di lavoro; Interfaccia-utente pratica, completa ed esteticamente accattivante; Possibilità di espandere ed aggiornare la funzionalità del sistema seguendo l evoluzione delle tecniche operative; Ampia possibilità di documentare ed archiviare le sessioni di lavoro.

9 La novità di Medea Nel mercato esistono molte e differenti macchine utilizzate per il trattamento degli accumuli adiposi e della cellulite Dall esperienza accumulata dai nostri progettisti nello sviluppo di applicazioni US ad elevato contenuto tecnologico, è nato il sistema Medea. In Medea particolare cura è stata adottata nello sviluppo di un generatore US in grado di controllare in tempo reale la risposta in frequenza ottima del manipolo-trasduttore piezoelettrico (algoritmo proprietario SpectrumPLUS - Dynamic Frequency Control), adattandosi a tutte le condizioni operative, anche quelle più severe. Il risultato è un ottimizzazione dei rendimenti di lavoro e la notevole precisione e ripetibilità nel controllo dei parametri e della potenza erogata: l intelligenza del sistema consente di fornire tutta la potenza che serve nel trattamento, nulla di più, in condizioni di massima sicurezza ed ergonomia operativa. La macchina possiede due cervelli che collaborano per garantire le massime prestazioni tecnicamente ottenibili dalla cavitazione US, ognuno dedicato e specializzato per la propria funzione: il processore SpectrumPLUS controlla il funzionamento del manipolo, il processore Master gestisce tutte le funzionalità della macchina e si occupa dell interfaccia-utente. Medea è la macchina più versatile oggi disponibile sul mercato: è possibile, virtualmente, espandere e personalizzare le possibilità operative di base (programmi di lavoro) fino ad includere tutte le future evoluzioni che caratterizzeranno, negli anni a venire, la tecnica di cavitazione US in campo estetico e medicale.

10 La tecnologia di Medea: Generatori di ultrasuoni (US) gestiti e controllati da microprocessore dedicato; Generatore US indipendente per ogni manipolo utilizzato; Sistema gestito da una scheda elettronica display-interfaccia comandi controllata da microprocessore che funziona da MASTER; Comunicazione seriale opto-isolata fra le schede generatori US e la scheda MASTER; Totale programmabilità di tutti i parametri operativi; Notevoli possibilità di espansione e/o personalizzazione funzionale del sistema; Display grafico ad elevata risoluzione; Possibilità di memorizzare i parametri operativi (programmi e funzioni) su memoria flash esterna (chiavetta USB).

11 Componenti base di Medea Manipolo trasduttore piezoelettrico ad ultrasuoni. Importante è il suo progetto ed il suo processo produttivo: il dispositivo deve essere concepito per operare con il massimo rendimento in prossimità della frequenza di risonanza ottima della ceramica piezoelettrica utilizzata, deve massimizzare la potenza trasmessa verso la testina applicatrice, minimizzando quella dissipata nelle direzioni indesiderate. La frequenza di risonanza del sistema deve essere scelta in modo da garantire adeguata capacità di penetrazione all interno dei tessuti biologici, favorendo l innescarsi della CAVITAZIONE in regime controllato. I valori di frequenza solitamente utilizzati per ottimizzare la capacità di penetrazione dell energia US (migliorando l effetto di cavitazione) sono compresi nell intervallo [25 khz 45 khz]. Generatore US controllato a microprocessore. Il generatore US deve essere in grado di variare, nel modo prescritto dall operatore, tutti i parametri di lavoro della macchina (funzionamento continuo, impulsato e modulazione in frequenza sweep) garantendo sempre il pilotaggio del manipolo in prossimità del sua frequenza di risonanza per tutta la durata del trattamento. Per assicurare la migliore ripetibilità dei parametri operativi e la massima affidabilità del sistema, l algoritmo di controllo (SpectrumPLUS) deve operare in tempo reale compensando tutte le variazioni della risposta in frequenza ed in ampiezza del manipolo. Per garantire la massima flessibilità della macchina si utilizza una scheda generatore US indipendente e dedicata per ogni manipolo (nella versione con doppio manipolo US). Interfaccia-utente di comando. Si tratta di una scheda elettronica a microprocessore (indipendente da quella del generatore) che controlla e gestisce tutte le funzioni della macchina (MASTER). Il sistema comunica, tramite interfaccia seriale opto-isolata, con i moduli generatore US periferici, controllando tutti i parametri operativi possibili per un manipolo US, gestendo i vari programmi di lavoro pre-impostati e quelli custom, memorizzando e temporizzando tutte le sessioni di lavoro. E possibile comunicare e/o trasferire informazioni con il mondo esterno in varie modalità, non tutte accessibili o rese disponibili nel prodotto commerciale, ma comunque predisposte in sede di progetto. Il modulo di comando prevede un elegante display grafico LCD e la possibilità di impostare, variare e memorizzare i parametri operativi tramite manopola encoder, seguendo un menù di istruzioni auto-esplicativo. I parametri delle varie sessioni operative sono memorizzabili in unità di memoria flash esterne (chiavette USB).

12 Parametri controllabili Durata della sessione di lavoro (TIMER programmabile); Livello di Potenza US erogata (ampiezza); Modalità di erogazione US: Frequenza 1. Funzionamento continuo: Il generatore US alimenta il manipolo con una forma d onda sinusoidale di ampiezza opportuna (fissata dal livello di potenza impostato) e frequenza dinamicamente agganciata alla frequenza di risonanza propria del trasduttore. Il fascio US ha una profondità di penetrazione costante ed eroga una potenza continua. Ampiezza 2. Funzionamento impulsato: Il generatore US è modulato ON-OFF in ampiezza. L energia US è trasmessa in modo intermittente (con tempi prefissati di ON e di OFF) in modo da consentire elevati trasferimenti di potenza impulsiva durante la fase ON e conseguente capacità di assorbimento dell energia somministrata durante la fase OFF. Tempo ON Tempo OFF 3. Funzionamento modulato in frequenza (sweep): si varia linearmente la frequenza US con una velocità ed una deviazione stabilite (rispetto a quella di risonanza). Poiché variazioni di frequenza modificano la capacità di penetrazione del fascio US, questa modalità operativa manifesta proprietà focalizzanti. E possibile impostare qualsiasi combinazione mista dei tre modi operativi. La funzione TIMER consente una programmazione complessa ed articolata delle varie fasi di lavoro (programmi utente).

13 Il manipolo piezoelettrico US: la struttura del trasduttore elettro-acustico Effetto PIEZOELETTRICO: applicando alla ceramica piezoelettrica un campo elettrico alternato di frequenza opportuna, il materiale vibrerà meccanicamente alla stessa frequenza. Vibrazione meccanica ad US della ceramica piezoelettrica quando eccitata da un campo elettrico di frequenza prossima a quella di risonanza del trasduttore: sono evidenziate le funzioni dei vari componenti meccanici del sistema (elementi DIRETTORE e RIFLETTORE). Elemento di serraggio del pacchetto trasduttore: è indispensabile per garantire una corretta pre-caricatura meccanica della ceramica piezoelettrica (occorre utilizzare una chiave dinamometrica per garantire una coppia di serraggio assegnata e ripetibile).

14 La propagazione degli US Quando le onde ultrasonore viaggiano attraverso i tessuti perdono una parte della loro energia: è il processo di attenuazione. L attenuazione nei tessuti è determinata da meccanismi di assorbimento dell energia incidente, dalla divergenza del fascio US applicato e dalla deflezione. L assorbimento è la causa principale dell attenuazione degli US. L energia ultrasonora viene assorbita dal tessuto e convertita in calore. La divergenza del fascio può essere caratterizzata dalla facilità in cui il fascio US si disperde dal trasduttore. La divergenza del fascio diminuisce all aumentare della frequenza del segnale US: un segnale a frequenza più elevata è caratterizzato da un fascio più focalizzato. La capacità di focalizzazione del fascio US nei manipoli specializzati per applicazioni di cavitazione [25-45 khz] è inferiore a quella tipica dei manipoli per trattamenti US ad alta frequenza [1-3 MHz]: l applicazione interessa una profondità di penetrazione maggiore con un fascio più disperso. La deflezione include i processi di riflessione, di rifrazione, di dispersione degli US all interno dei tessuti biologici.

15 E molto importante la qualità nella progettazione e nella costruzione dei manipoli Piezo US Un manipolo Piezo US di pessima qualità Si tratta di un trasduttore meccanicamente non adattato alla caratteristica di risonanza della ceramica piezoelettrica utilizzata: questo manipolo non sarà in grado di fornire rendimenti, quindi efficacia, accettabili per applicazioni US in medicina estetica. Il manipolo lavorerà erogando scarsa potenza, senza alcuna garanzia di ripetibilità ed affidabilità rispetto ai parametri operativi impostati (potenza di lavoro, sweep, etc..). Un manipolo Piezo US di ottima qualità Una caratteristica spettrale con pronunciata selettività, priva di massimi secondari parassiti, indica un corretto accoppiamento fra la caratteristica risonante della ceramica piezoelettrica utilizzata e la parte meccanica del manipolo. Se il generatore US è progettato per funzionare in condizioni di risonanza, il sistema sarà caratterizzato da elevate e ripetibili prestazioni.

16 Principio di funzionamento di un manipolo US progettato per ottimizzare l effetto CAVITAZIONE STABILE e CONTROLLATA all interno di un fluido Ogni volta che è attivato il generatore US, il sistema effettua una scansione in frequenza per individuare la frequenza di risonanza propria del manipolo Piezo US: durante il funzionamento il generatore rimane costantemente agganciato a tale frequenza, garantendo un funzionamento ottimale del manipolo in qualsiasi condizione operativa (SpectrumPLUS). Frequenza di risonanza principale del manipolo US: 30 khz Frequenza di risonanza secondaria (parassita) del manipolo US: 35 khz Sistema automatico di aggancio sulla frequenza ottima di funzionamento (frequenza di risonanza) del manipolo Piezo US. Algoritmo SpectrumPLUS.

17 Le caratteristiche dei manipoli variano in funzione delle tolleranze costruttive, del modo operativo (condizioni di carico), della temperatura e dell invecchiamento (usura interna della ceramica piezoelettrica). Variazioni di ampiezza rispetto a quella di risonanza SpectrumPLUS: La frequenza e la potenza del generatore US sono continuamente adattate per ottimizzare la resa del trasduttore rispetto alle mutate condizioni operative. Variazioni di frequenza rispetto a quella di risonanza L algoritmo che gestisce il sistema di controllo del generatore US deve essere in grado di misurare e compensare (in tempo reale) ogni variazione della risposta in frequenza del manipolo al variare delle condizioni operative.

18 Grazie per l attenzione

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