JP3216192U - 平面形素子を用いた集束式音波治療装置 - Google Patents
平面形素子を用いた集束式音波治療装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3216192U JP3216192U JP2018000733U JP2018000733U JP3216192U JP 3216192 U JP3216192 U JP 3216192U JP 2018000733 U JP2018000733 U JP 2018000733U JP 2018000733 U JP2018000733 U JP 2018000733U JP 3216192 U JP3216192 U JP 3216192U
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- focused
- sound wave
- planar element
- probe
- planar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N7/00—Ultrasound therapy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N7/00—Ultrasound therapy
- A61N7/02—Localised ultrasound hyperthermia
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Surgery (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
【課題】超音波を発生させる平面形素子を利用して単発の音波を発生させ、発生させた音波を目的の部位に集束させることで、発生させたエネルギーを効率良く目的の部位に集束させる集束式音波治療装置を提供する。【解決手段】治療用探触子部2,高圧パルス発生回路10および交流昇圧回路9を含む装置本体3,治療用探触子部2と装置本体3を接続する信号ケーブル4ならびに電源ケーブル7により構成されている。高圧パルス発生回路10より所定時間内に1個〜数十個の高圧パルス信号を平面型素子に印加することにより平面形素子で発生する音波が、深度調整用ゲルパッド内に内蔵された音響レンズにより集束し、治療用探触子部2の接触部先端に集束し治療を行うことができる。【選択図】図3
Description
本考案は、平面形素子振動子にパルス波を印加し、治療対象となる部位にパルス波による音波を集束させて治療を行う平面形素子を用いた集束式音波治療装置に関する。
本件考案者は、一体形凹面素子を使用した集束式音波治療装置を既に提案している(特許文献1)。図9は、その集束式音波治療装置の構成を示すものである。一体形凹面素子101は、セラミックで構成され、セラミックの凹面側(前面側)111は球面形状となっている。前面側111は音波透過ゲル151によって満たされている。接触部105は焦点の深度が調整できるように取り替えることが可能な構造になっている。一体形凹面素子1による音波の焦点F位置は接触部105の円錐形状の頂部に位置している。前面側111の対角線間の2つの端部それぞれと焦点Fが結ぶ線の角度は略90°になっている。接触部105を治療対象部に押しつけた場合、押し付ける力加減で体表面と接触部5の頂部付近が凹み、焦点Fの位置が治療対象部の内部位置に入り込む構造になっている。
一体形凹面素子101の前面側111にはグランド線141が接続され、背面側116には+信号線142がそれぞれ接続されている。+信号線142とグランド線141との間には例えば500V〜5KVで3μS幅のパルスが所定時間(例えば、1秒)の間に1個または複数個、印加されるようになっている。
一体形凹面素子101の前面側および背面側のグランド線141と+信号線142の接続点は一か所であるが、一体形凹面素子101の厚さが6mm程度であって、印加される電圧が高いため、前面側および背面側の間の各位置にかかる電位は中央部分でも周辺付近でもその差は大きくない。したがって、一体形凹面素子101の各位置は、印加電圧に対応する量だけ歪み、前面側111の各位置において前面側垂直方向に音波が発生する。これが焦点Fに集束することとなる。
一体形凹面素子101の前面側および背面側のグランド線141と+信号線142の接続点は一か所であるが、一体形凹面素子101の厚さが6mm程度であって、印加される電圧が高いため、前面側および背面側の間の各位置にかかる電位は中央部分でも周辺付近でもその差は大きくない。したがって、一体形凹面素子101の各位置は、印加電圧に対応する量だけ歪み、前面側111の各位置において前面側垂直方向に音波が発生する。これが焦点Fに集束することとなる。
印加する音波は、超音波ではなく単発のパルス波を発生させることにより周波数による減衰を排除し、治療部位に音波を効率良く届けることを可能にしている。
この集束式音波治療装置は、図9から明らかなように、凹面形素子の直径と凹面の形状によって治療できる焦点の深さが決定され、集束する音波の形状および強度が決まる構造である。そのため、この提案した集束式音波治療器は、後から焦点を調整するなどして焦点の深度や音波の強度を変更することはできない構造である。したがって、焦点Fの深度より深い部位へのより強力な集束音波を届けることを要請された場合、対応することは困難である。
この集束式音波治療装置は、図9から明らかなように、凹面形素子の直径と凹面の形状によって治療できる焦点の深さが決定され、集束する音波の形状および強度が決まる構造である。そのため、この提案した集束式音波治療器は、後から焦点を調整するなどして焦点の深度や音波の強度を変更することはできない構造である。したがって、焦点Fの深度より深い部位へのより強力な集束音波を届けることを要請された場合、対応することは困難である。
また、治療対象の人体は厚みがあり、5cmを超える深さにある臓器が多数存在し、集束式音波治療器はこれらの臓器に対する治療のアプローチも必要となってくる。
深い部位にある臓器の治療には深い焦点深度の音波治療器が必要であり、焦点深度が深くなると音波の減衰などで、より強い集束音波を発生させなければならない。
凹面形素子の集束式音波治療装置で焦点深度を深くするには、集束角度を鋭角にするとともに、音波強度を増加させるため、素子の発振面積を大きくし、印加するパルス電圧を上げる必要がある。しかし、一体形凹面素子は曲面の反射面を有することから、その製造が難しく直径100mmを超える素子の大量生産は困難である。実際には一体形凹面素子の焦点深度は5cmが限界となっている。
深い部位にある臓器の治療には深い焦点深度の音波治療器が必要であり、焦点深度が深くなると音波の減衰などで、より強い集束音波を発生させなければならない。
凹面形素子の集束式音波治療装置で焦点深度を深くするには、集束角度を鋭角にするとともに、音波強度を増加させるため、素子の発振面積を大きくし、印加するパルス電圧を上げる必要がある。しかし、一体形凹面素子は曲面の反射面を有することから、その製造が難しく直径100mmを超える素子の大量生産は困難である。実際には一体形凹面素子の焦点深度は5cmが限界となっている。
なお、凹面型素子の外形を変えることなく集束角度を変えることも考えられるが、焦点深度を深くすると集束音波が弱くなってしまう。また、印加するパルス電圧を上げることも考えられるが、素子の持つ耐電圧を超えると破損するためこれも限界がある。
このように従来の凹面型素子では、治療できる深さや照射できる音波の強度に限界があり、体内の5cmを超える深さの臓器や部位に対して治療を行うことは困難である。
本考案は、平面形素子を利用することで、より大きな直径の平面形素子と音響レンズを組み合わせることにより、深い部位など、あらゆる臓器を治療できるようにするものである。すなわち、平面形素子の直径を大きくし、より強い音波を発生させることで、深い部位にある臓器や骨などに囲まれた臓器のように大きな減衰が想定される臓器に対しても強い音波を集束させることを可能とする。
本考案は、平面形素子を利用することで、より大きな直径の平面形素子と音響レンズを組み合わせることにより、深い部位など、あらゆる臓器を治療できるようにするものである。すなわち、平面形素子の直径を大きくし、より強い音波を発生させることで、深い部位にある臓器や骨などに囲まれた臓器のように大きな減衰が想定される臓器に対しても強い音波を集束させることを可能とする。
本考案は前述したような状況に鑑みなしたもので、その目的は、超音波を発生させる平面形素子を利用して単発の音波を発生させ、発生させた音波を音響レンズを利用して5cm以上の部位に集束させる構造を有することにより効率的に音波エネルギーを集中させることができる平面形素子を用いた集束式音波治療装置を提供することにある。
前記目的を達成するために、本考案の請求項1は、1〜複数個のパルス状電圧をセラミック素子またはピエゾ素子に印加し、該素子から発生するパルス状の音波を深度調整ゲルパッドに伝播させ焦点位置に集束させることにより、治療対象部分に前記パルス状の音波を到達させる集束式音波治療装置において、前記セラミック素子またはピエゾ素子を円形の平面板形状に形成し、前記平面板の前面に、前記セラミック素子またはピエゾ素子により発生させた単発のパルス状の音波を集束させる音響レンズを組み込んだ円錐状,円錐台形状または台形状の深度調整用のゲルパッドであって、接触部を持つ探触子を配置して構成し、前記セラミック素子またはピエゾ素子から発生するパルス状の音波を前記セラミック素子またはピエゾ素子の平面板の前面に対し略直角方向に放射させ前記音響レンズにより所定の位置に集束させることを特徴とする。
本考案の請求項2は、請求項1記載の考案において、前記探触子は、前記平面板の前面に装着可能に構成したことを特徴とする。
本考案の請求項3は、請求項2記載の考案において、前記装着可能な探触子は、複数個有し、それぞれ組み込まれる音響レンズの集束させる焦点距離は異なるとともに各探触子は音波を加える対象の接触面と前記焦点距離との距離は異なり、音波を加える対象の任意の深さに音波を集束させることを特徴とする。
本考案の請求項4は、請求項3記載の考案において、前記装着可能な探触子は、音波を、前記平面板の前面から60mm、90mmまたは120mmの位置に集束することを特徴とする。
本考案の請求項5は、請求項1,2,3または4記載の発明において、前記音響レンズは材質により音波の進行する速度が異なる2部材を組み合わせて構成され、部材間の接触面は所定の半径の球面または曲面を形成していることを特徴とする。
本考案の請求項6は、請求項5記載の発明において、前記2部材は、エポキシ樹脂部材およびシリコンゴム部材であることを特徴とする。
本考案の請求項7は、請求項1,2,3,4,5または6記載の考案において、前記セラミック素子またはピエゾ素子の背面側の一か所に電圧を印加する信号線を前面側の一か所にグランド線を接続するか、または該セラミック素子またはピエゾ素子の前面側の一か所に電圧を印加する信号線を背面側の一か所にグランド線を接続し、前記探触子に印加する単相のパルス状の電圧を発生するパルス電圧発生手段と、前記パルス電圧発生手段に電力を供給する電力供給手段と、を備え、前記1〜複数個のパルス状電圧を前記パルス電圧発生手段で所定の時間内に前記セラミック素子またはピエゾ素子に印加し、治療対象に前記探触子の接触部を接触させて治療を行い、前記パルス状電圧の幅は数μSであり、前記所定の時間内に発生させる1〜複数個のパルス状電圧は、1秒間に、1個〜数十個のパルス状電圧であり、該パルス状電圧のパルス幅と略同じ幅のパルス波形が深度調整用のゲルパッドを伝搬し治療対象に達することを特徴とする。
本考案の請求項2は、請求項1記載の考案において、前記探触子は、前記平面板の前面に装着可能に構成したことを特徴とする。
本考案の請求項3は、請求項2記載の考案において、前記装着可能な探触子は、複数個有し、それぞれ組み込まれる音響レンズの集束させる焦点距離は異なるとともに各探触子は音波を加える対象の接触面と前記焦点距離との距離は異なり、音波を加える対象の任意の深さに音波を集束させることを特徴とする。
本考案の請求項4は、請求項3記載の考案において、前記装着可能な探触子は、音波を、前記平面板の前面から60mm、90mmまたは120mmの位置に集束することを特徴とする。
本考案の請求項5は、請求項1,2,3または4記載の発明において、前記音響レンズは材質により音波の進行する速度が異なる2部材を組み合わせて構成され、部材間の接触面は所定の半径の球面または曲面を形成していることを特徴とする。
本考案の請求項6は、請求項5記載の発明において、前記2部材は、エポキシ樹脂部材およびシリコンゴム部材であることを特徴とする。
本考案の請求項7は、請求項1,2,3,4,5または6記載の考案において、前記セラミック素子またはピエゾ素子の背面側の一か所に電圧を印加する信号線を前面側の一か所にグランド線を接続するか、または該セラミック素子またはピエゾ素子の前面側の一か所に電圧を印加する信号線を背面側の一か所にグランド線を接続し、前記探触子に印加する単相のパルス状の電圧を発生するパルス電圧発生手段と、前記パルス電圧発生手段に電力を供給する電力供給手段と、を備え、前記1〜複数個のパルス状電圧を前記パルス電圧発生手段で所定の時間内に前記セラミック素子またはピエゾ素子に印加し、治療対象に前記探触子の接触部を接触させて治療を行い、前記パルス状電圧の幅は数μSであり、前記所定の時間内に発生させる1〜複数個のパルス状電圧は、1秒間に、1個〜数十個のパルス状電圧であり、該パルス状電圧のパルス幅と略同じ幅のパルス波形が深度調整用のゲルパッドを伝搬し治療対象に達することを特徴とする。
前述した構成により、以下に示すような利点を有する。
本考案は、平面形の素子と音響レンズを組み合わせて、より深い部位に対して音波の強度を強くして治療することが可能となる。平面形素子は製造方法が比較的容易で、直径100mmを超える大きさの素子の量産が可能であり、安価に製造することができる。なお、直径100mmの凹面型素子を作ることもできるが、年間に製造できる個数は限られ、凹面型素子の単価は高くなる。
素子の直径を大きくし、素子の発信する面積を大きくすることにより発生する音波が強くなり、印加するパルス電圧が同じであっても、より大きな音波を発生させることが可能となる。強力な音波を発生させることにより、集束角度を鋭角にして焦点深度を深くしても、焦点に強力な音波を届けることができる。
平面形素子で発生させた音波は、音響レンズを組み込んだ円錐状又は円錐台形状又は台形状の深度調整用ゲルパッドで集束させ、深度調整用ゲルパッドの種類を多数用意することにより、治療対象によって深度や音波の強度を容易に選択することが可能になる。
本考案は、平面形の素子と音響レンズを組み合わせて、より深い部位に対して音波の強度を強くして治療することが可能となる。平面形素子は製造方法が比較的容易で、直径100mmを超える大きさの素子の量産が可能であり、安価に製造することができる。なお、直径100mmの凹面型素子を作ることもできるが、年間に製造できる個数は限られ、凹面型素子の単価は高くなる。
素子の直径を大きくし、素子の発信する面積を大きくすることにより発生する音波が強くなり、印加するパルス電圧が同じであっても、より大きな音波を発生させることが可能となる。強力な音波を発生させることにより、集束角度を鋭角にして焦点深度を深くしても、焦点に強力な音波を届けることができる。
平面形素子で発生させた音波は、音響レンズを組み込んだ円錐状又は円錐台形状又は台形状の深度調整用ゲルパッドで集束させ、深度調整用ゲルパッドの種類を多数用意することにより、治療対象によって深度や音波の強度を容易に選択することが可能になる。
以下、図面を参照して本考案の実施の形態を詳しく説明する。
図1は、本考案による平面形素子を用いた集束式音波治療装置の探触子付近の基本的構成を説明するための図であり、(a)は探触子部の断面図、(b)は平面形素子の正面図である。
平面形素子1は、例えばセラミックで構成され、セラミック前面側11には音響レンズ43が組み込まれた、音波透過ゲル51により形成されたゲルパッドが配置されている。接触部5を前面に有するゲルパッドは焦点の深度が調整できるように取り替えることが可能な構造になっている。平面形素子1から出力された音波は、ゲルパッド内部にある音響レンズ43によって焦点Fに集束する。接触部5を治療対象部に押しつけた場合、押し付ける力加減で体表面と接触部5の頂部付近が凹み、焦点Fの位置が治療対象部の内部位置に入り込む。
図1は、本考案による平面形素子を用いた集束式音波治療装置の探触子付近の基本的構成を説明するための図であり、(a)は探触子部の断面図、(b)は平面形素子の正面図である。
平面形素子1は、例えばセラミックで構成され、セラミック前面側11には音響レンズ43が組み込まれた、音波透過ゲル51により形成されたゲルパッドが配置されている。接触部5を前面に有するゲルパッドは焦点の深度が調整できるように取り替えることが可能な構造になっている。平面形素子1から出力された音波は、ゲルパッド内部にある音響レンズ43によって焦点Fに集束する。接触部5を治療対象部に押しつけた場合、押し付ける力加減で体表面と接触部5の頂部付近が凹み、焦点Fの位置が治療対象部の内部位置に入り込む。
平面形素子1の前面側11にはグランド線41が接続され、背面側16には+信号線42がそれぞれ接続されている。+信号線42とグランド線41との間には例えば500V〜5KVで3μS幅のパルスが所定時間(例えば、1秒)の間に1個または複数個、印加されるようになっている。
この平面形素子1の前面および背面は全面が銀電極で覆われ、グランド線41と+信号線42の接続点は一か所であるが、平面形素子1の厚さが6mm程度であって、印加される電圧が高いため、前面側および背面側の間の各位置にかかる電位は中央部分でも周辺付近でもその差は大きくない。したがって、平面形素子1の各位置は、印加電圧に対応する量だけ歪み、前面側11の各位置において前面側垂直方向に音波が発生する。これは音響レンズ43により焦点Fに集束することとなる。
この平面形素子1の前面および背面は全面が銀電極で覆われ、グランド線41と+信号線42の接続点は一か所であるが、平面形素子1の厚さが6mm程度であって、印加される電圧が高いため、前面側および背面側の間の各位置にかかる電位は中央部分でも周辺付近でもその差は大きくない。したがって、平面形素子1の各位置は、印加電圧に対応する量だけ歪み、前面側11の各位置において前面側垂直方向に音波が発生する。これは音響レンズ43により焦点Fに集束することとなる。
図2Aは、本考案による平面形素子を用いた集束式音波治療装置に用いる音響レンズの音波集束原理を説明するための概念図である。
平面形素子1の前面側から出る各音波群は進む方向に向けた実線で示してある。例えば、平面形素子1の地点1aから出射した音波は半円を描くように広がり進行する。平面形素子1の各地点1aからの音波は進行しながら合成されていくことになる。音響レンズ43は屈折レンズを物理的に表現したと同様な凸レンズの表記で示されている。すなわち、音波の進行に対し音響レンズ43内では、音波を集束する方向になるような作用が与えられる。音響レンズ43は、図1で示すように音波の進行速度が異なる樹脂素材(シリコンゴム46とエポキシ樹脂45)を球面や曲面で接触させて構成され、組み合わせた樹脂素材により光の屈折作用と同様な効果が与えられる。これら樹脂素材間の音波の速度差および接触球面の曲率により任意の位置に音波の焦点Fを形成することができる。
平面形素子1の前面側から出る各音波群は進む方向に向けた実線で示してある。例えば、平面形素子1の地点1aから出射した音波は半円を描くように広がり進行する。平面形素子1の各地点1aからの音波は進行しながら合成されていくことになる。音響レンズ43は屈折レンズを物理的に表現したと同様な凸レンズの表記で示されている。すなわち、音波の進行に対し音響レンズ43内では、音波を集束する方向になるような作用が与えられる。音響レンズ43は、図1で示すように音波の進行速度が異なる樹脂素材(シリコンゴム46とエポキシ樹脂45)を球面や曲面で接触させて構成され、組み合わせた樹脂素材により光の屈折作用と同様な効果が与えられる。これら樹脂素材間の音波の速度差および接触球面の曲率により任意の位置に音波の焦点Fを形成することができる。
図2Bは、集束式音波治療装置に用いる音響レンズの性能を測定する模型を示す図である。この模型は振動子幅が100mmで、音速が2,600m/sのエポシキ樹脂45と音速が1,000m/sのシリコンゴム46との間の曲率半径は108mmである。シリコンゴム46の音波が出射する側は水47の媒体である。
このような模型の音波の変位の状態を図2Cに示す。上側のグラフは音波が音響レンズ通過直後を示すものである。グラフ中の音波の存在は鎖線で示されている。音響レンズ通過直後の音波は、Y軸40mm,X軸10mm,100mm付近の音響レンズの周辺部分に集中していることが示されている。下側のグラフは音波が焦点距離付近に達した状態を示すものである。Y軸120mm,X軸50mmの付近で音波が集中し、この部分が焦点距離F点となっている。
図2Dは、図2Bの模型における伝搬距離と振幅の関係を示すグラフである。焦点距離101mmの音響レンズにおいて伝搬距離100mm付近が最大の音波振幅(0,25)となっており、その位置が焦点であることが分かる。
このような模型の音波の変位の状態を図2Cに示す。上側のグラフは音波が音響レンズ通過直後を示すものである。グラフ中の音波の存在は鎖線で示されている。音響レンズ通過直後の音波は、Y軸40mm,X軸10mm,100mm付近の音響レンズの周辺部分に集中していることが示されている。下側のグラフは音波が焦点距離付近に達した状態を示すものである。Y軸120mm,X軸50mmの付近で音波が集中し、この部分が焦点距離F点となっている。
図2Dは、図2Bの模型における伝搬距離と振幅の関係を示すグラフである。焦点距離101mmの音響レンズにおいて伝搬距離100mm付近が最大の音波振幅(0,25)となっており、その位置が焦点であることが分かる。
図3は、本考案による平面形素子を用いた集束式音波治療装置の実施の形態を示す概略図である。
治療用探触子部2,高圧パルス発生回路10および交流昇圧回路9を含む装置本体3,治療用探触子部2と装置本体3を接続する信号ケーブル4ならびに電源ケーブル7により構成されている。治療用探触子部2は、平面形素子1,音響レンズ43,接触部5,グランド線41および+信号線42の接続構造を含む。交流昇圧回路9は電源ケーブル7より入力するAC100Vをトランスやインバータにより昇圧する回路である。
治療用探触子部2,高圧パルス発生回路10および交流昇圧回路9を含む装置本体3,治療用探触子部2と装置本体3を接続する信号ケーブル4ならびに電源ケーブル7により構成されている。治療用探触子部2は、平面形素子1,音響レンズ43,接触部5,グランド線41および+信号線42の接続構造を含む。交流昇圧回路9は電源ケーブル7より入力するAC100Vをトランスやインバータにより昇圧する回路である。
高圧パルス発生回路10は、交流昇圧回路9によって昇圧された電圧を1秒間に1個または複数個(例えば、2〜40個)のパルスを発生させるもので、パルス幅は例えば3μSである。出力される電圧値は500V〜5KVであり、これらは電圧調整ノブ14により調整することができる。また、発生するパルスの数も回数調整ノブ13で調整可能である。図5に装置本体3の外観図が示されている。図5において、調整されたパルス繰り返し回数および調整された電圧値は表示部15に表示される。音波エネルギーの強さは平面が素子1にかける電圧の強さ(回数も含め)により調整することができる。
集束式音波治療装置を使用する場合、装置本体3の電源スイッチ12をオンし、必要に応じ発生パルスの数および印加電圧値を調整した後に、治療用探触子部2を治療対象部に当てることとなる。
集束式音波治療装置を使用する場合、装置本体3の電源スイッチ12をオンし、必要に応じ発生パルスの数および印加電圧値を調整した後に、治療用探触子部2を治療対象部に当てることとなる。
図4は、平面形素子に印加されるパルス電圧と発生する音波の波形の関係を示す波形図である。
平面形素子1に3μS幅で4KVの1個のパルス1Aが印加されると、平面形素子1には、所定時間遅れて音波1A’が発生する。次の1秒も同じような一個のパルス1Bが発生して対応の音波1B’が発生し、このような繰り返しのパルス発生となる。一点鎖線で示したパルスnAは2個以上発生させる場合のパルスであり、同様に音波nA’が発生し、同様にして繰り返して発生する。このように1秒間に1〜数十回のパルスを印加して音波を発生する構成であるので、焦点位置へ集束される音波エネルギーは連続波に比較し、制御しやすく、小形で簡易な装置を作ることができる。
平面形素子1に3μS幅で4KVの1個のパルス1Aが印加されると、平面形素子1には、所定時間遅れて音波1A’が発生する。次の1秒も同じような一個のパルス1Bが発生して対応の音波1B’が発生し、このような繰り返しのパルス発生となる。一点鎖線で示したパルスnAは2個以上発生させる場合のパルスであり、同様に音波nA’が発生し、同様にして繰り返して発生する。このように1秒間に1〜数十回のパルスを印加して音波を発生する構成であるので、焦点位置へ集束される音波エネルギーは連続波に比較し、制御しやすく、小形で簡易な装置を作ることができる。
図6は、本考案による平面形素子を用いた集束式音波治療装置の他の実施の形態を示す図で、アンチエイジング用に適したものである。
この実施形態の図3の集束式音波治療装置と異なる点は、治療用探触子部筐体20に高圧パルス発生回路24,交流昇圧回路23を組み込み、治療用探触子部筐体20に直接電源ケーブル26が接続されていることである。高圧パルス発生回路24の信号ケーブル25は治療用探触子21に接続されている。201の位置に、電源スイッチ,パルス繰り返し回数調整ノブおよび印加信号電圧調整ノブが設けられている。
この実施形態の図3の集束式音波治療装置と異なる点は、治療用探触子部筐体20に高圧パルス発生回路24,交流昇圧回路23を組み込み、治療用探触子部筐体20に直接電源ケーブル26が接続されていることである。高圧パルス発生回路24の信号ケーブル25は治療用探触子21に接続されている。201の位置に、電源スイッチ,パルス繰り返し回数調整ノブおよび印加信号電圧調整ノブが設けられている。
図7は、平面形素子を用いた集束式音波治療装置の探触子部の詳細を示す図である。
治療用探触子部筐体20は、平面形素子31を収容する探触子収容部37に一体に把持部36が形成されて構成されている。把持部36は、内部に高圧パルス発生回路24および交流昇圧回路23が収容され、家庭用コンセントに接続する電源ケーブル26が接続されている。
簡易形集束式音波治療機の見た目の形状は家庭内で使用されるマッサージ器とほとんど変わらない。
治療用探触子部筐体20は、平面形素子31を収容する探触子収容部37に一体に把持部36が形成されて構成されている。把持部36は、内部に高圧パルス発生回路24および交流昇圧回路23が収容され、家庭用コンセントに接続する電源ケーブル26が接続されている。
簡易形集束式音波治療機の見た目の形状は家庭内で使用されるマッサージ器とほとんど変わらない。
高圧パルス発生回路24からのグランド線241およびグランド線35は端子40にハンダ付け接続され、グランド線35は振動子ホルダ32に形成されている孔を通って平面形素子31の前面側の端部に接続されている。高圧パルス発生回路24からの+信号線34は同じく振動子ホルダ32に形成されている孔を通って平面形素子31の背面側に接続されている。
探触子収容部37の上部には音響レンズ43を内蔵した円錐台形状のゲルパッド27が設けられ、その頂部付近が音響レンズ43の焦点Fの位置となる。平面形素子31は探触子収容部37内に固定された振動ホルダ32に支持されている。平面形素子31の前面側は、ゲルパッド27の音響レンズ43側に対面している。深度調整ゲルパッド27はシート28の上に配置されている。深度調整ゲルパッド27は深度調整ゲルパッド押さえ33がフランジ部271を押さえることにより探触子収容部37に取り付けられている。深度調整ゲルパッド押さえ33は、探触子収容部37に着脱可能に構成され、深度調整ゲルパッド27の交換が可能である。
図8は、交換可能な、音響レンズ入りの深度調整ゲルパッドの一例を示す図である。交換できる深度調整ゲルパッドは複数種類用意されている。
(a)は、焦点距離Fが深度調整ゲルパッド下面から120mmの位置にあり、深度調整ゲルパッドの音響レンズの上面から100mmの位置にあるものである。したがって、深度調整ゲルパッドの上面を例えば、治療対象である体の皮膚面に当てれば、100mmの深さの部位に音波を集中させることができる。これは比較的深い部位を治療することが可能になる。
(b)は、焦点距離Fが深度調整ゲルパッド下面から90mmの位置にあり、深度調整ゲルパッドの音響レンズの上面から70mmの位置にあるものである。したがって、深度調整ゲルパッドの上面を例えば、治療対象である体の皮膚面に当てれば、70mmの深さの部位に音波を集中させることができる。
また、(c)は、焦点距離Fが深度調整ゲルパッド下面から60mmの位置にあり、深度調整ゲルパッドの音響レンズの上面から40mmの位置にあるものである。したがって、深度調整ゲルパッドの上面を例えば、治療対象である体の皮膚面に当てれば、40mmの深さの部位に音波を集中させることができる。
このように簡単に深度調整ゲルパッドを装着できる構造であるので、治療対象がどんな深さでも容易に対応できる。
(a)は、焦点距離Fが深度調整ゲルパッド下面から120mmの位置にあり、深度調整ゲルパッドの音響レンズの上面から100mmの位置にあるものである。したがって、深度調整ゲルパッドの上面を例えば、治療対象である体の皮膚面に当てれば、100mmの深さの部位に音波を集中させることができる。これは比較的深い部位を治療することが可能になる。
(b)は、焦点距離Fが深度調整ゲルパッド下面から90mmの位置にあり、深度調整ゲルパッドの音響レンズの上面から70mmの位置にあるものである。したがって、深度調整ゲルパッドの上面を例えば、治療対象である体の皮膚面に当てれば、70mmの深さの部位に音波を集中させることができる。
また、(c)は、焦点距離Fが深度調整ゲルパッド下面から60mmの位置にあり、深度調整ゲルパッドの音響レンズの上面から40mmの位置にあるものである。したがって、深度調整ゲルパッドの上面を例えば、治療対象である体の皮膚面に当てれば、40mmの深さの部位に音波を集中させることができる。
このように簡単に深度調整ゲルパッドを装着できる構造であるので、治療対象がどんな深さでも容易に対応できる。
以上の実施の形態は、種々の変形を施すことが可能である。音響レンズが組み込まれている深度調整ゲルパッドは円錐台形状の例を示したが、台形状や円錐状にすることも可能である。また、音響レンズの構成として、シリコンゴムとエポシキ樹脂の組み合わせの例を示したが、音速速度が異なる他の樹脂素材を用いることができる。また、平面形素子の前面側および背面側の接続点をそれぞれ1つの例について説明したが、複数個所接続しても治療器としての性能が変わることはない。さらに、前面側および背面側の一部に導電パターンを形成し、導電パターンに接続する構成にすることもできる。
さらには集束式音波治療装置の形状を図3や図7とする例を説明したが、装置の形状はこれらに限るものではなく、他の形状であってもよい。一体形平面形素子としてセラミックの例を上げたが、ピエゾ素子など印加電圧により歪みを起こし振動する部材を用いることもできる。パルス幅として3μSの例を説明したが、3μSの幅に限定するものではなく、さらに複数のパルスを発生する場合のパルス間の時間間隔も自由に設定することができる。
治療部位に音波をあてて治療を行う平面形素子を用いた集束式音波治療装置である。
1,31 平面形素子
2 治療用探触子部
3 装置本体
4,25 信号ケーブル
5 接触部
7,26 電源ケーブル
9,23 交流昇圧回路
11 前面側
10,24 高圧パルス発生回路
12 電源スイッチ
13 パルス繰り返し回数調整ノブ
14 印加信号電圧調整ノブ
15 表示部
20 治療用探触子部筐体
21 治療用探触子
27 深度調整ゲルパッド
28 シート
30 エポキシ樹脂
32 振動子ホルダ
34 +信号線
35 グランド線
36 把持部
41 グランド線
42 信号線
43 音響レンズ
44 曲率半径
45 エポシキ樹脂
46 シリコンゴム
47 水
51 音波透過ゲル
2 治療用探触子部
3 装置本体
4,25 信号ケーブル
5 接触部
7,26 電源ケーブル
9,23 交流昇圧回路
11 前面側
10,24 高圧パルス発生回路
12 電源スイッチ
13 パルス繰り返し回数調整ノブ
14 印加信号電圧調整ノブ
15 表示部
20 治療用探触子部筐体
21 治療用探触子
27 深度調整ゲルパッド
28 シート
30 エポキシ樹脂
32 振動子ホルダ
34 +信号線
35 グランド線
36 把持部
41 グランド線
42 信号線
43 音響レンズ
44 曲率半径
45 エポシキ樹脂
46 シリコンゴム
47 水
51 音波透過ゲル
Claims (7)
- 1〜複数個のパルス状電圧をセラミック素子またはピエゾ素子に印加し、該素子から発生するパルス状の音波を深度調整ゲルパッドに伝播させ焦点位置に集束させることにより、治療対象部分に前記パルス状の音波を到達させる集束式音波治療装置において、
前記セラミック素子またはピエゾ素子を円形の平面板形状に形成し、前記平面板の前面に、前記セラミック素子またはピエゾ素子により発生させた単発のパルス状の音波を集束させる音響レンズを組み込んだ円錐状,円錐台形状または台形状の深度調整用のゲルパッドであって、接触部を持つ探触子を配置して構成し、
前記セラミック素子またはピエゾ素子から発生するパルス状の音波を前記セラミック素子またはピエゾ素子の平面板の前面に対し略直角方向に放射させ前記音響レンズにより所定の位置に集束させることを特徴とする平面形素子を用いた集束式音波治療装置。 - 前記探触子は、前記平面板の前面に装着可能に構成したことを特徴とする請求項1記載の平面形素子を用いた集束式音波治療装置。
- 前記装着可能な探触子は、複数個有し、それぞれ組み込まれる音響レンズの集束させる焦点距離は異なるとともに各探触子は音波を加える対象の接触面と前記焦点距離との距離は異なり、
音波を加える対象の任意の深さに音波を集束させることを特徴とする請求項2記載の平面形素子を用いた集束式音波治療装置。 - 前記装着可能な探触子は、音波を、前記平面板の前面から60mm、90mmまたは120mmの位置に集束することを特徴とする請求項3記載の平面形素子を用いた集束式音波治療装置。
- 前記音響レンズは材質により音波の進行する速度が異なる2部材を組み合わせて構成され、部材間の接触面は所定の半径の球面または曲面を形成していることを特徴とする請求項1,2,3または4記載の平面形素子を用いた集束式音波治療装置。
- 前記2部材は、エポキシ樹脂部材およびシリコンゴム部材であることを特徴とする請求項5記載の平面形素子を用いた集束式音波治療装置。
- 前記セラミック素子またはピエゾ素子の背面側の一か所に電圧を印加する信号線を前面側の一か所にグランド線を接続するか、または該セラミック素子またはピエゾ素子の前面側の一か所に電圧を印加する信号線を背面側の一か所にグランド線を接続し、前記探触子に印加する単相のパルス状の電圧を発生するパルス電圧発生手段と、前記パルス電圧発生手段に電力を供給する電力供給手段と、を備え、
前記1〜複数個のパルス状電圧を前記パルス電圧発生手段で所定の時間内に前記セラミック素子またはピエゾ素子に印加し、治療対象に前記探触子の接触部を接触させて治療を行い、
前記パルス状電圧の幅は数μSであり、
前記所定の時間内に発生させる1〜複数個のパルス状電圧は、1秒間に、1個〜数十個のパルス状電圧であり、該パルス状電圧のパルス幅と略同じ幅のパルス波形が深度調整用のゲルパッドを伝搬し治療対象に達することを特徴とする請求項1,2,3,4,5または6記載の平面形素子を用いた集束式音波治療装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018000733U JP3216192U (ja) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | 平面形素子を用いた集束式音波治療装置 |
PCT/JP2019/004671 WO2019167592A1 (ja) | 2018-03-01 | 2019-02-08 | 平面形素子を用いた集束式音波治療装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018000733U JP3216192U (ja) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | 平面形素子を用いた集束式音波治療装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3216192U true JP3216192U (ja) | 2018-05-17 |
Family
ID=62143633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018000733U Active JP3216192U (ja) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | 平面形素子を用いた集束式音波治療装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3216192U (ja) |
WO (1) | WO2019167592A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111840829A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-10-30 | 无锡迈普科技有限公司 | 一种多层透镜聚焦超声探头 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030199857A1 (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-23 | Dornier Medtech Systems Gmbh | Apparatus and method for manipulating acoustic pulses |
US7888847B2 (en) * | 2006-10-24 | 2011-02-15 | Dennis Raymond Dietz | Apodizing ultrasonic lens |
WO2008137944A1 (en) * | 2007-05-07 | 2008-11-13 | Guided Therapy Systems, Llc. | Methods and systems for coupling and focusing acoustic energy using a coupler member |
JP5329532B2 (ja) * | 2008-04-25 | 2013-10-30 | 株式会社日立メディコ | 超音波診断装置 |
US20120029393A1 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | General Electric Company | Compact ultrasound transducer assembly and methods of making and using the same |
JP5557800B2 (ja) * | 2011-05-24 | 2014-07-23 | 有限会社ユーマンネットワーク | 集束式音波治療装置 |
JP6440682B2 (ja) * | 2013-03-28 | 2018-12-19 | ユニバーシティ オブ ワシントン スルー イッツ センター フォー コマーシャリゼーション | 集束超音波機器および使用方法 |
KR101563500B1 (ko) * | 2014-02-28 | 2015-10-27 | 삼성메디슨 주식회사 | 프로브용 겔 패치 및 이를 포함한 초음파 진단 장치 |
-
2018
- 2018-03-01 JP JP2018000733U patent/JP3216192U/ja active Active
-
2019
- 2019-02-08 WO PCT/JP2019/004671 patent/WO2019167592A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019167592A1 (ja) | 2019-09-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9555267B2 (en) | Direct contact shockwave transducer | |
KR100991846B1 (ko) | 충격파-초음파 통합형 치료기 | |
KR20180004727A (ko) | 초음파 치료의 제어 향상을 위한 시스템 및 방법 | |
CN109589132A (zh) | 基于柔性衬底的可调节焦距的电容微机械超声换能器阵列 | |
JP2013517100A (ja) | 高周波数衝撃波を発生させるための装置およびシステム、ならびに使用方法 | |
JP2018538071A (ja) | 物体にホログラフィック超音波場を生成するための装置および方法 | |
WO1993019705A1 (en) | Apparatus and method for acoustic heat generation and hyperthermia | |
KR20040048887A (ko) | 조직 치유 응용 분야에서 음향 모드를 제어하기 위한 방법및 수단 | |
TWI635883B (zh) | 壓電式超音波熱電療系統 | |
JP5557800B2 (ja) | 集束式音波治療装置 | |
JP3216192U (ja) | 平面形素子を用いた集束式音波治療装置 | |
Iwamoto et al. | Focused ultrasound for tactile feeling display | |
JPS63130012U (ja) | ||
US20170151446A1 (en) | Method and apparatus for effecting alternating ultrasonic transmissions without cavitation | |
KR102383268B1 (ko) | 단일 구조를 가지는 복합 초음파 발생 트랜스듀서 | |
CN110124207A (zh) | 一种可穿戴柔性光动力治疗装置 | |
KR102532129B1 (ko) | 초음파 발생 소자를 이용한 치과용 장치 | |
US7669478B2 (en) | Ultrasonic driving device with multi-frequency scanning | |
JPH02177957A (ja) | 収斂/発振圧電セラミックを用いる超音波治療器 | |
JP2003033414A (ja) | 超音波美容器 | |
CZ34056U1 (cs) | Multiměničový rotační aplikátor terapeutického ultrazvuku | |
CN214318872U (zh) | 一种面聚焦超声换能器阵列及其换能器 | |
WO2023190834A1 (ja) | 超音波ユニット、回折膨潤テープ、及び超音波集束装置 | |
KR102420176B1 (ko) | 다중 주파수의 초음파를 발생시키는 초음파 발진 프로브 | |
JP2525816B2 (ja) | 超音波治療装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3216192 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |