JP2002000613A

JP2002000613A - 超音波刺激装置

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Publication number: JP2002000613A
Application number: JP2000189955A
Authority: JP
Inventors: Munetaka Haida; 田宗孝灰; Shigeaki Sonoda; 田重昭園; Haruyuki Minamitani; 谷晴之南; Atsuhiko Iijima; 島淳彦飯
Original assignee: NEW OPTO CORP
Current assignee: NEW OPTO CORP
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2002-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】電気的刺激のような苦痛を伴うことなく生体の
筋や神経に刺激を加えることができるようにする。【解決手段】超音波発振器（２）を内蔵した超音波プロ
ーブ（３）の先端に、生体に接触させて使用する音響レ
ンズのような音響伝搬系（５）を取り付け、超音波発振
器（２）から出力された超音波が音響伝搬系（５）を介
して生体内の任意の刺激部位に集束して照射されるよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を生体の筋
や神経に照射することにより、神経において脱分極を起
こさせて刺激を加え、生体の診断、治療あるいはリハビ
リを行なうための超音波刺激装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】病気の診断や治療あるいは治療後のリハ
ビリテーションに電気刺激が用いられている。電気刺激
は、刺激用電極を刺激部位の皮膚に密着させ、電気的パ
ルスを与えることにより、筋や神経に刺激を与えること
ができる。

【０００３】例えば、ヒト下腕正中神経刺激において
は、運動神経伝導路の伝導速度（ＭＣＶ）を測定でき
る。正中神経の刺激の場合、誘発筋電計に接続する導出
電極を手掌に密着させ、繰返周波数１〜数１０Ｈｚ、ピ
ーク電流１〜１００ｍＡ、パルス幅０．１〜１ｍｓ程度
のパルス電流を刺激部位に装着した刺激電極を通じて直
接生体表面から通電させている。測定目的が神経の伝達
特性あるいは伝導速度である場合は、パルス幅は０．１
〜０．２ｍｓ、繰返周波数１〜２Ｈｚが最適である。

【０００４】ヒト下腕正中神経刺激において運動神経伝
導路の伝導速度（ＭＣＶ）を測定することにより、神経
の診断が可能となる。このように、刺激用電極を生体に
密着させ、電気的パルスを与えて生体の神経を脱分極さ
せ、神経刺激をすることにより筋や神経の診断や治療を
行なうことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電気的刺激では、神経に数ｍＡの電流を流すため
に、皮膚表面から電流１〜数Ａ、電圧５０Ｖ程度の電気
パルスを与えなければならないので感電して電気ショッ
クを受けるのと同様に非常な苦痛を伴うだけでなく、刺
激用電極と皮膚との間の電気抵抗により発熱して火傷を
起こすおそれがあった。

【０００６】そこで本発明は、電気的刺激のような苦痛
を伴うことなく生体の筋や神経に刺激を加えることがで
きるようにすることを技術的課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、超音波により生体内の任意の刺激部位を
刺激する超音波刺激装置であって、超音波発振器が内蔵
された超音波プローブの先端に、生体に接触させる音響
伝搬系が取り付けられ、当該音響伝搬系が、前記超音波
発振器から出力された超音波を生体内の任意の刺激部位
に集束して照射するように形成されたことを特徴とす
る。

【０００８】これによれば、超音波プローブの先端に取
り付けられた音響伝搬系を任意の刺激部位の真上に位置
する皮膚面に密着させて、超音波発振器から超音波を出
力させると、その超音波は、音響伝搬系を介して生体に
照射される。音響伝搬系は、超音波を生体内の任意の刺
激部位に集束して照射するように形成されているので、
焦点距離を皮膚面から刺激部位までの距離に一致させれ
ば、超音波は生体内の任意の刺激部位に集束して照射さ
れる。

【０００９】超音波の出力を０．０１〜６０Ｗ／ｃｍ^２
として、これが生体の筋や神経に照射されると、その音
圧により筋や神経が脱分極を起して刺激されるので、電
気刺激と異なり苦痛や火傷を伴うことなく、生体の診
断、特定部位の治療、リハビリを行なうことができる。

【００１０】超音波刺激による診断、治療、リハビリの
対象部位は、頭部、頚部、胴体部、上腕部、前腕部、腰
部、大腿部、脚部、足部等の筋や神経である。より具体
的な神経として、頭部及び頚部には、視神経、三叉神経
鎖神経嚢腕神経嚢、脳、小脳、延髄等があり、肩胴体部
には、肋間神経、上外側上腕神経、えき窩神経、とう骨
神経、胸神経後枝、筋皮神経、尺骨神経、正中神経、内
側前腕皮神経、外側前腕皮神経、後上腕皮神経、後前腕
皮神経、上殿皮神経、中殿皮神経、とう骨神経浅枝、尺
骨神経後枝等があり、腰から脚部には、座骨神経、閉鎖
神経、下殿皮神経、閉鎖神経後大腿皮神経、外側大腿皮
神経、総腓骨神経、頚骨神経伏在神経、内側ひ腹皮神
経、外側ひ腹皮神経、ひ腹皮神経がある。また、筋とし
ては、頭頚部に、前頭筋、帽状腱膜、眼輪筋、鼻筋、上
唇挙筋、大頚骨筋、口輪筋、下唇下制筋、咬筋、口角下
制筋、胸骨舌骨筋、胸鎖乳突筋等があり、肩腕胴体部に
は、三角筋、大胸筋、上腕二頭筋、上腕筋、胸とう骨
筋、円回内筋、とう側手根屈筋、長掌筋、尺骨手根屈
筋、母子球筋、手掌腱膜、前鋸筋、腹直筋、腹直筋鞘、
外腹斜筋、浅指屈筋、腸腰筋、大腿筋膜張筋、小指球筋
等があり、腰から脚部には、恥骨筋、縫工筋、薄筋、張
内転筋、腸けい靭帯、大腿直筋、外側広筋、大腿四頭筋
腱、膝蓋靭帯、長腓骨筋、長指伸筋、ひ腹筋、ヒラメ
筋、上伸筋支帯、下伸筋支帯等がある。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係る超音
波刺激装置を示す概略構成図、図２は駆動装置における
信号波形を示す説明図、図３は据置型の超音波刺激装置
を示す全体構成図、図４は超音波プローブの他の例を示
す説明図である。

【００１２】図１に示す超音波刺激装置１は、超音波に
より生体内の任意の刺激部位を刺激するものであって、
超音波発振器２が内蔵された超音波プローブ３と、前記
超音波発振器２を駆動させて超音波を出力させる駆動装
置４とからなる。

【００１３】超音波プローブ３の先端には、刺激部位の
真上に位置する皮膚に接触させるシリコーン製の音響レ
ンズ（音響伝搬系）５が交換可能に取り付けられてい
る。この音響レンズ５は、超音波発振器２から出力され
る超音波を生体内の任意の刺激部位に集束して照射でき
るように、それぞれの刺激部位に応じて焦点距離の異な
るものが複数種類用意され、その焦点距離は、皮膚から
刺激部位までの距離に等しく設定されている。

【００１４】駆動装置４は、携帯型のバッグなどに収納
され、２０Ｖ程度の直流電源４ａと、パルス幅１μｓ〜
５００ｍｓ、繰返し周波数１Ｈｚ〜１００Ｈｚ程度の間
歇繰返パルスを発生する繰返パルス発生器４ｂと、超音
波発振器２から出力される１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの
超音波の周波数に等しい高周波パルス信号を発生する高
周波発振器４ｃと、これを増幅して超音波発振器２に供
給するアンプ４ｄを備えている。

【００１５】そして、図２（ａ）に示すように、繰返パ
ルス発生器４ｂにより、パルス幅１ｍｓ、周波数１Ｈｚ
の間歇繰返パルスが出力され、この繰返パルスがオン状
態になっている間に、図２（ｂ）に示すように、高周波
発振器４ｃから１ＭＨｚの高周波パルス信号が出力さ
れ、これにより圧電素子などからなる超音波発振器２を
駆動する。これにより、超音波発振器２から、図２
（ｃ）に示すように低周波の間歇繰返パルスに載せられ
たバースト波形の超音波が間歇的に出力される。

【００１６】なお、繰返パルス発生器４ｂから出力され
る繰返パルスのパルス幅及び周波数、高周波発振器４ｃ
から出力される高周波パルス信号の周波数は、コントロ
ーラ４ｅに配された夫々の調整スイッチにより上述の範
囲で調整可能である。また、超音波の出力は最大６０Ｗ
／ｃｍ^２に設定され、出力調整はコントローラ４ｅに配
された出力調整ボリューム（図示せず）で行なわれる。

【００１７】さらに、繰返パルス発生器４ｂから出力さ
れる間歇繰返パルスは、シングルパルスに限らず、図２
（ｄ）に示すようにダブルパルス、トリプルパルス（図
示せず）、あるいはこれらの組み合わせというように任
意に設定することができる。

【００１８】以上が本発明の構成例であって、次にその
作用について説明する。例えば、皮下１ｃｍのところに
刺激しようとする筋や神経などがある場合、超音波プロ
ーブ３の先端に、焦点距離１ｃｍの音響レンズ５を取り
付け、その接触面５ａに超音波の吸収量の少ないゲルを
塗り、刺激部位の真上に位置する皮膚に密着させた状態
で、スイッチをオンする。

【００１９】このときコントローラ４ｅにより、間歇繰
返パルスのパルス幅を１ｍｓ、周波数を１Ｈｚに設定
し、高周波パルス信号の周波数を１ＭＨｚに設定し、超
音波の出力を１Ｗ／ｃｍ^２に設定しておけば、超音波発
振器２から、図２（ｃ）に示すように低周波の間歇繰返
パルスに載せられたバースト波形の超音波が出力され
る。

【００２０】そして超音波は、音響レンズ５を透過して
皮下１ｃｍで集束するように照射されるので、刺激しよ
うとする筋や神経の部位に超音波が集中して、その音圧
により筋や神経が脱分極を起して刺激されるので、電気
刺激と異なり苦痛や火傷を伴うことなく、生体の診断、
特定部位の治療、リハビリを行なうことができる。

【００２１】なお、駆動装置４が携帯可能であるから、
超音波プローブ３を薄型にしてベルトなどに取り付け、
このベルトを腰やその他の刺激部位に巻いておけば、活
動しながら超音波刺激を与えることができ、病院等に通
うことなく超音波治療を行なうことができる。また、超
音波を集束させる音響レンズ５を外して、超音波発振器
２の超音波発射面２ａを直接皮膚に密着させれば、超音
波が発散して生体内に照射されるので、比較的広範な部
位をマッサージするマッサージ装置として使用すること
もできる。

【００２２】図３は、全身の複数の場所に超音波を同時
に照射させることのできるようにした超音波刺激装置を
示す。なお、図１と共通する部分については同一符号を
付して詳細説明は省略する。

【００２３】本例の超音波刺激装置１１は、比較的長時
間（１０分〜３０分）にわたって複数箇所を同時に刺激
するのに用いられるもので、リクライニングチェア１２
のヘッドレスト１２Ａ、バックレスト１２Ｂ、シート部
１２Ｃ、フットレスト１２Ｄの夫々に、超音波プローブ
１３、１３…が設けられている。

【００２４】この超音波プローブ１３は、内部に超音波
発振器２を備えると共にその表面に音響レンズ５を取り
付けた円錐台形に形成されて、両端にフック１４が形成
されたベルト１５が通され、そのフック１４をリクライ
ニングチェア１２の左右両側に形成したレール１６に引
っ掛けることによりリクライニングチェア１２取り付け
られている。

【００２５】したがって、超音波プローブ１３の取り付
け位置は、左右方向はベルト１５に沿って超音波プロー
ブ１３を移動させることにより、上下方向はレール１６
に沿ってベルト１５の引っ掛ける位置をずらすことによ
り調整できる。

【００２６】また、ヘッドレスト１２Ａの上端側には頭
頂部に超音波プローブ１３を密着させるアーム１７Ａが
取り付けられ、バックレスト１２Ｂ、シート部１２Ｃ、
フットレスト１２Ｄの左右両側には腕及び脚の左右外側
に超音波プローブ１３を密着させるアーム１７Ｂ、１７
Ｃ、１７Ｄが取り付けられている。

【００２７】そして、リクライニングチェア１２には、
その内部に、各超音波プローブ３…内の超音波発振器２
を駆動させる駆動装置４が配設され、その駆動装置４と
各超音波プローブ１３が信号線１３ａを介して接続され
ている。また、各種スイッチ類を配したコントロールパ
ネル１８が例えばヘッドレスト１２Ａの背面側に設けら
れており、任意の１又は２以上の超音波プローブ１３…
を選択して超音波を照射できるように成されている。

【００２８】これによれば、患者の体形及び刺激部位に
応じて、リクライニングシート１２上の任意の位置に超
音波プローブ１３…をセットすることができるので、長
時間にわたって超音波で刺激し続ける必要がある場合
に、患者を椅子に座らせたまま施術することができる。

【００２９】図４は、神経の任意の１点だけを刺激する
のではなく、神経に沿って線状に刺激したり、刺激部位
が広く面状に刺激したりする場合に用いる超音波プロー
ブを示す。

【００３０】本例の超音波プローブ２１は、例えばリク
ライニングチェア１２のバックレスト１２Ｂ（図３参
照）などに置いて使用するもので、ケーシング２２内に
配されたＸ−Ｙ移動テーブル２３に取り付けられてお
り、内蔵された超音波発振器２に取り付けられた音響レ
ンズ５の接触面５ａが皮膚に密着した状態で上下左右に
二次元的に走査されるようになっている。

【００３１】これによれば、超音波を照射させながら超
音波プローブ２１を任意の範囲で直線的に又は二次元的
に走査させることができるので、バックレスト１２Ｂに
置いてその上に背中を乗せれば、背中の神経に沿って線
状に刺激したり、広く面状に刺激することができる。

【００３２】なお、音響レンズ５の接触面５ａにゲルを
塗る場合について説明したが、これをシート状に形成し
て接触面に張り付ければ生体には付着しないので、術後
に体を洗う面倒がない。

【００３３】また、ゲルを塗る場合は、厚さ１０μｍ程
度の硬質プラスチックカバーを介して生体と接触させる
ようにすれば、この場合もゲルが直接皮膚に付着しない
ので、生体を洗う必要がない。

【００３４】さらに、リクライニングチェア１２等を用
いれば、自然な体制のままで強い超音波を照射すること
ができるので、末梢の細い神経においても容易に脱分極
を起こさせることができる。このため神経疾患に起因す
る様々な病気のうち末梢神経を電気刺激（磁気刺激）す
ることにより治療可能な病気は、この超音波刺激で全て
治療可能である。また、一般に神経を刺激するとその周
辺の筋肉を刺激することができると考えられる。したが
って、超音波刺激装置により、筋肉の刺激も可能であ
る。特に、老化その他の原因によるあらゆる筋肉の痛み
は、超音波刺激による筋肉のトレーニングにより治療可
能である。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、超
音波は生体内の任意の刺激部位に集束して照射される
と、その音圧により筋や神経が脱分極を起して刺激され
るので、電気刺激と異なり苦痛や火傷を伴うおそれがな
く、生体の診断、特定部位の治療、リハビリを行なうこ
とができるという大変優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超音波刺激装置を示す概略構成
図。

【図２】駆動装置における信号波形を示す説明図。

【図３】据置型の超音波刺激装置を示す全体構成図。

【図４】超音波プローブの他の例を示す説明図。

【符号の説明】

１、１１………超音波刺激装置２………………超音波発振器３、１３、２１………超音波プローブ４………………駆動装置５………………音響レンズ（音響伝搬系）５ａ……………接触面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者南谷晴之神奈川県横浜市港北区日吉本町５−14−８ (72)発明者飯島淳彦神奈川県川崎市宮前区菅生３−53−３Ｆターム(参考） 4C060 JJ25 JJ27 MM22 4C074 AA10 BB05 BB10 CC03 DD05 EE02 FF09 GG03 GG11 5D019 BB02 BB12 FF04 GG03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波により生体内の任意の刺激部位を刺
激する超音波刺激装置であって、超音波発振器（２）が内蔵された超音波プローブ（３，
１３，２１）の先端に、生体に接触させる音響伝搬系
（５）が取り付けられ、当該音響伝搬系（５）が、前記
超音波発振器（２）から出力された超音波を生体内の任
意の刺激部位に集束して照射するように形成されたこと
を特徴とする超音波刺激装置。
【請求項２】前記音響伝搬系（５）が、皮膚から刺激部
位までの距離に等しい焦点距離を有する音響レンズから
なり、当該音響レンズが前記超音波プローブ（３，１
３，２１）に着脱可能に取り付けられてなる請求項１記
載の超音波刺激装置。
【請求項３】超音波を、それより低周波の間歇繰返パル
スに載せたバースト波形にして前記超音波発振器から間
歇的に出力させる駆動装置（４）を備えた請求項１又は
２記載の超音波刺激装置。
【請求項４】前記バースト波形の間歇繰返パルスのパル
ス幅が１μｓ〜５００ｍｓであり、繰返し周波数が１〜
１００Ｈｚである請求項３記載の超音波刺激装置。
【請求項５】前記超音波の周波数が、１００ｋＨｚ〜１
０ＭＨｚである請求項１、２、３又は４記載の超音波刺
激装置。
【請求項６】前記音響伝搬系（５）を生体に接触させた
状態で、その接触面（５ａ）が皮膚面上を１次元的又は
２次元的に走査可能に配されてなる請求項１、２、３、
４又は５記載の超音波刺激装置。