JP2004538039A - 定常波を用いる超音波創傷治療方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】創傷治療の改善された治療方法及び装置を提供する。
【解決手段】遠位照射表面つきの先端をもつ超音波変換器を創傷表面に向ける。入射波と創傷表面からの反射波の結果として生ずる超音定常波が超音波照射圧力を生ずる。この圧力が創傷領域の血流を増大し、超音波がバクテリアを殺し、組織細胞を刺激し、創傷を治す。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は超音定常波（ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ｓｔａｎｄｉｎｇ ｗａｖｅｓ）を用いる創傷の治療に関する。特に本発明は空気中で超音定常波をつくりそれらを創傷に向ける方法と装置に関する。これにより超音波圧力や超音波のような空気力学的な力が運ばれるが、超音波照射圧力は創傷域の血流を増加させ、超音波はバクテリアを殺し、健康な組織細胞を刺激し、創傷を治療する。
【背景技術】
【０００２】
超音波は溶接、切断、光学繊維技術、スピードメーター等の多くの工学用途と同様、診断や治療を含む医療用途でも広く用いられている。超音波の診断用途は対象物又は人の組織の内部構造の検知に超音波を用いることが含まれる。この方法では、超音波変換器（トランスデューサ）をカップリング媒体を介して組織又は対象物と接して配して高周波（１〜１０ＭＨｚ）超音波を照射する。種々の下部構造と接触すると、超音波は反射して変換器に隣接する受器にもどる。反射して受けとった超音波を送った超音波の信号と比較することによって下部構造の像をつくることができる。この技術は組織の構成成分間の境界を同定するのに特に有用であり、不規則な塊や腫瘍等の検知に用いうる。
【０００３】
超音波の治療用途にはエーロゾルミストの製造、接触物理療法及び軟質組織の剥離という３つが含まれる。超音波接触物理療法は患者にかなりの不快や痛みを与え、また皮膚も損傷しやすい。エーロゾルミストの製造では噴霧器をつかってエーロゾルミストをつくって湿潤環境をつくりまた薬品を肺に送る。
【０００４】
超音波噴霧器（ネブライザ）は十分な強さをもつ超音波を液体に通して液体内又は液体下の一点から液体の気−液界面に向ける。液体粒子を液体の表面から周辺空気に向けて射出し、超音波で生じた細管波を破壊する。この技術は極めて細かく密な霧又はミストを生じうる。
【０００５】
超音波でつくったエーロゾルミストは粒子サイズが小さいので好ましい。これらの超音波噴霧器の主要な欠点の１つは標的にエーロゾルを向けることができないことである。エーロゾルを標的に向けるために空気流が必要となるが、これは超音波の効果を低下させる。
【０００６】
超音波噴霧器（スプレイヤ）（Ｓｏｎｉｃ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ社、Ｍｉｓｏｎｉｘ社、Ｓｏｎｏ−Ｔｅｋ社、Ｚｅｖｅｘ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社製等）は超音波機器末端の中央ノズルを流体を通過させて操作する。これらは特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０に記載されている。
【０００７】
Ｍｅｄｉｓｏｎｉｃ ＵＳＡ社、３Ｍ社、Ｓｉｅｍｅｎｓ社、Ｔｈｅ Ｐｒｏｃｔｅｒ ＆ Ｇａｍｂｌｅ社、Ｓｈｅｆｆｉｅｌｄ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ社、Ａｒａｄｉｇｍ社製の超音波吸入器（インハラー）は圧電セラミックフイルムを用いて液体を噴霧することによって操作する。これらは特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８、特許文献１９に記載されている。
【０００８】
【特許文献１】
米国特許第３，７６５，６０６号
【特許文献２】
米国特許第４，６５９，０１４号
【特許文献３】
米国特許第５，１０４，０４２号
【特許文献４】
米国特許第４，９３０，７００号
【特許文献５】
米国特許第４，１５３，２０１号
【特許文献６】
米国特許第４，６５５，３９３号
【特許文献７】
米国特許第５，５１６，０４３号
【特許文献８】
米国特許第５，８３５，６７８号
【特許文献９】
米国特許第５，８７９，３６４号
【特許文献１０】
米国特許第５，８４３，１３９号
【特許文献１１】
米国特許第４，２９４，４０７号
【特許文献１２】
米国特許第５，３４７，９９８号
【特許文献１３】
米国特許第５，５２０，１６６号
【特許文献１４】
米国特許第５，９６０，７９２号
【特許文献１５】
米国特許第６，０９５，１４１号
【特許文献１６】
米国特許第６，１０２，２９８号
【特許文献１７】
米国特許第６，０９８，６２０号
【特許文献１８】
米国特許第６，０２６，８０８号
【特許文献１９】
米国特許第６，１０６，５４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は創傷治療の改良された方法及び装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の更なる目的は超音定常波を用いて創傷を治療する改良された方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の更なる目的は血液を増大し、バクテリアを殺し、健康な組織細胞の成長を刺激する方法及び装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の上記及び更なる目的は以下の記載から明らかとなろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は創傷を治療するために超音定常波を用いる方法及び装置である。超音定常波は反対方向に移動する入射波と反射表面からの反射波の結果として生ずる。２つの波が重ね合わさって定常波を形成し、これが超音波照射圧力をつくる。この定常波、実際上は超音波照射圧力、は（ａ）変換器の遠位端（超音波の放射部としての）と（ｂ）反射表面（たとえば創傷の表面）との間の距離がｎ×λ／２、ここでλは波長であり、ｎは正の整数である、であるときに生ずる。この定常波はチューブのような限られた空間又は領域でより効果的である。
【００１４】
本発明によれば、超音波をつくり、空気を通して創傷表面に向けて運び、血流を増加し、バクテリアを殺し、健康な組織細胞を刺激し、また創傷を超音波エネルギーで治療する。この創傷の治療法には連続的な超音波又はパルス化した超音波の定常波の使用が包含される。
【００１５】
より詳しくは、本発明の方法は超音波変換器の自由端表面を用いて超音波定常波をつくった創傷表面に向けるものである。
【００１６】
本発明の方法によれば、超音定常波の照射圧力が創傷領域の血流を増加しまた表面バクテリアを破壊しより高い殺菌をもたらす。また超音波は健康な細胞の成長を刺激して治癒中の組織の顆粒化及び上皮化を助ける。本発明方法はまた対象物や食品の表面の洗浄、乾燥、殺菌及び皮膜形成にも用いうる。
【００１７】
本発明方法は、従来からの超音波の新たな使用法を提供し、創傷の治療方法及び所望により抗生物質なしでのバクテリアの攻撃方法をもたらす。
【００１８】
本発明は広義には、薬品を用いることなしに、空気を通して超音定常波を用いる創傷の治療方法と装置に関する。この創傷治療方法は別のエネルギー波、たとえばレーザー、電流、磁界、紫外線、マイクロ波、ラジオフレクエンシー等と組合せて用いることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は創傷の治療に超音定常波エネルギーを用いる方法とシステムである。このシステムは電気信号の発生器及び手持ち可能な先端（チップ）をもつ超音波変換器からなる。
【００２０】
本発明を図面に基いて説明する。図１は本発明に従って超音定常波で創傷を治療するシステムを示す概略説明図であり、図２は図１のシステムに用いるに適する別の変換器の概略横断面図であり、図３はブシュをもつ変換器の概略横断面図であり、図４は遠位先端を焦点合せしたビームをもたらすように変形している図３の変換器の概略横断面図であり、図５は凝血塊の溶解促進を意図した本発明の一態様の概略横断面図である。
【００２１】
図１においてシステム２はケーブル６を通して容器１０内にある変換器８に操作可能に又は電気的に接続した信号発生器をもつ。変換器８は定常超音波１４を生ずる超音波先端１２をもつ。定常超音波１４を創傷１８の表面１６に向ける。
【００２２】
活性化した超音波先端１２を創傷表面１６に空気を介して向けると入射波と創傷表面からの反射波の結果として定常超音波１４が生じ、超音波照射圧が生ずる。変換器先端１２の遠位端（超音波の放射部としての）は好ましくは創傷表面１６（反射波源）からの距離ｄをもつ。この距離ｄは超音波又は信号の波長λと式：ｄ＝ｎ×λ／２（ｎは正の整数）の関係をもつ。この距離を確保するために、超音波変換器８又は先端１２は作業者によって創傷表面１６方向に前後に頻繁に移動される必要がある。
【００２３】
変換器８によって発生させる超音波の波形は信号発生器中で発生させる電気信号の波形に対応していることが好ましい。たとえば、信号発生器からの電気信号が方形、シヌソイド形、台形又は三角形の波形をもつと変換器８もそれぞれ同様の形の超音波信号を生ずるようにすることが好ましい。
【００２４】
定常波はチューブのような限られた空間又は領域でより効果を示す。図３〜図６の各々ではブシュ２６が超音波照射圧力を増大する。ブシュ２６は容器１０の遠位端２８上でとりはずし可能にしてもまた固定してもよい。
【００２５】
図４に示す本発明の形態では、超音波先端１２の遠位端２８を凹形に変形して超音波１４を焦点合わせ可能にしている。
【００２６】
本発明方法の適用例の一つは超音波エネルギーを用いて凝血塊の溶解を促進することである。図５において、超音波先端１２を凝血塊をもつ血管３０に向ける。この場合、超音定常波３４が血管３０内に空胴を形成して凝血塊３２を溶かす。
【００２７】
本発明の別の態様では、創傷をゲル又は薬品で処理しうる。ゲル又は薬品を創傷表面に付与した後に、超音定常波を創傷に向ける。そうすると超音波照射圧力下で薬品が活性化して組織中に浸透する。
【００２８】
本発明の別の態様では超音波照射圧力を静かに創傷に当てて創傷への拡散又はグラフトを行う。
【００２９】
上記の態様は本発明の実施の一例であり、本発明はこれらには制限されない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に従って超音定常波で創傷を治療するシステムを示す概略説明図。
【図２】図１のシステムに用いるに適する別の変換器の概略横断面図。
【図３】ブシュをもつ変換器の概略横断面図。
【図４】遠位先端を焦点合せしたビームをもたらすように変形している図３の変換器の概略横断面図。
【図５】凝血塊の溶解促進を意図した本発明の一態様の概略横断面図。
【符号の説明】
【００３１】
２ 全体装置（システム）
４ 信号発生器
６ ケーブル
８ 変換器
１０ 容器
１２ 超音波先端
１４ 超音波
１６ 創傷表面
１８ 創傷
２６ ブシュ
２８ 遠位端
３０ 血管
３２ 凝血塊

Claims (18)

1. 遠位照射表面をもつ超音波変換器の遠位照射表面と創傷表面の間の距離ｄが式：
   ｄ＝ｎ×λ１／２
   ここでλは超音定常波の波長であり、ｎは正の整数である、を満足させて、超音定常波を創傷表面に向けるように超音波変換器の位置決めをする工程を含むことを特徴とする創傷の治療方法。
2. 超音波変換器が約１０ＫＨｚ〜１０^３ＭＨｚの周波数で操作される請求項１の方法。
3. ｄが少なくとも１インチ（２．５４ｃｍ）である請求項１の方法。
4. 超音波変換器が定常波を生ずる好ましい距離になるよう操作者によって長さ方向に前後に移動可能である請求項１の方法。
5. 超音定常波が創傷にエネルギーを付与する照射及び／又は圧力を生ずる請求項１の方法。
6. 創傷表面に予めゲル又は薬品を付与する請求項１の方法。
7. ゲル又は薬品の薬理効果が超音定常波によって促進される請求項１の方法。
8. 超音波変換器による超音定常波が超音波の照射、圧力、マッサージ及び又は殺菌の効果をもつ請求項１の方法。
9. 超音波発生器、該超音波発生器に操作可能に接続しており且つ遠位照射表面をもつ超音波変換器、及び該遠位端と創傷表面との間の距離を調節する手段をもつ創傷治療用装置。
10. 超音波変換器が約１０ＫＨｚ〜１０^３ＭＨｚの周波数で操作される請求項９の装置。
11. 超音波変換器がブシュをもつ請求項９の装置。
12. 周波数が変調される請求項９の装置。
13. 周波数がパルス化される請求項９の装置。
14. 超音波の波形がシヌソイド形である請求項９の装置。
15. 超音波の波形が方形である請求項９の装置。
16. 超音波の波形が台形である請求項９の装置。
17. 超音波の波形が三角形である請求項９の装置。
18. 超音波ビームが焦点合せされる請求項９の装置。