JP2008259521A - 超音波治療器及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 患部の状態に応じたきめの細かい治療を行うことができる超音波治療器を提供する。
【解決手段】 各チャンネルＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３のコネクタＣＮ１，ＣＮ２，ＣＮ３には、超音波振動子１，２，３が選択的に接続される。接続の有無はセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３で検出される。メモリＥＰ１，ＥＰ２，ＥＰ３には各超音波振動子のパラメータが記録されている。ＣＰＵ５はセンサＳ１，２，３の検出に応じてゲート回路８を制御するゲート信号９及びスイッチＳＷ１，２，３を制御するスイッチ信号１１を作成すると共に、発振器４の超音波出力を各超音波振動子のパラメータに応じて制御する。信号９，１１に応じてスイッチＳＷ１，２，３及びコネクタＣＮ１，２，３を介して出力される超音波出力の８通りの出力パターンが得られる。
【選択図】 図１

Description

本発明は骨の治療等に用いられる超音波治療器及びこの超音波治療器のコンピュータが実行するプログラムに関するものである。

従来より骨折等の治療において、患部に超音波振動を与えることで新しい骨組織の形成を促進するようにした超音波治療器が知られている。また、従来より人体に複数の低周波数振動を選択的に与えることで治療効果を得るようにした低周波治療器がある（例えば、特許文献１，２参照）。
特開昭６０−２０３２７１号公報 特開平１１−２２１２９０号公報

従来の超音波治療器は、患部に超音波振動を与えるための超音波振動子の超音波出力レベルや出力タイミング、治療時間等を変えながら治療を行うようにしているが、治療が単調にならざるを得ず、患部の状態に応じたきめの細かい治療を行うことができなかった。
本発明は複数の超音波振動子を患部の状態に応じて切り換えることにより、治療効果の向上を図ることを課題とする。

本発明による超音波治療器は、超音波信号を発振する発振手段と、それぞれ超音波振動子が接続可能な複数のコネクタ手段と、前記各コネクタ手段に前記超音波振動子が接続されているか否かをそれぞれ検出する検出手段と、前記発振手段から発振される前記超音波信号を前記超音波振動子が接続されたコネクタ手段に供給する複数のスイッチ手段と、前記検出手段の検出に応じて前記各スイッチ手段を制御する制御手段とを設けたことを特徴とするものである。

また、本発明によるプログラムは、超音波信号を発振する発振処理と、それぞれ超音波振動子が接続可能な複数のコネクタ手段に前記超音波振動子が接続されているか否かをそれぞれ検出する検出処理と、前記検出処理の検出に応じて前記発振された超音波信号を前記超音波振動子が接続されたコネクタ手段に供給する供給処理とをコンピュータに実行させるものである。
さらに本発明は、上記超音波治療器によって治療対象部へ照射された超音波の透過または反射を測定する測定手段と、該測定手段の測定結果から治療対象部の骨再生状態を判別し、その結果によって前記超音波治療器の出力を制御する制御手段とを有することを特徴とするものである。
このように構成することにより、超音波を歯に照射して歯を間に挟んだ反対側で超音波を受診すると、まだ骨が生成されていない場合には、透過する超音波が多くなるので、より強く超音波を出力し、次第に骨が生成された場合には、透過する超音波が少なくなるので、超音波の出力を弱くするといった制御をすることができる。なお、治療対象部位を透過して発振器側へ戻った超音波を検出しても同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、複数の超音波振動子を選択的に用いることにより、患部に対して最も適切な治療を行うことができる。また、超音波周波数を変更したり、あるいは超音波出力を超音波振動子に固有のパラメータに応じて制御することにより、患部の状態に応じてさらにきめの細かい超音波治療を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の実施の形態による超音波治療器の構成を示すブロック図である。
図1において、ＣＮ１はＣＨ１（チャンネル１）の超音波出力が得られるコネクタで、超音波振動子１が接続される。ＣＮ２はＣＨ２の超音波出力が得られるコネクタで、超音波振動子２が接続される。ＣＮ３はＣＨ３の超音波出力が得られるコネクタで、超音波振動子３が接続される。各コネクタＣＮ１，２，３は、超音波振動子１，２，３の接続の有無を検出するセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３と、超音波振動子１，２，３の振動子パラメータが記録されたＥＥＰＲＯＭ等のメモリＥＰ１，ＥＰ２，ＥＰ３を内蔵している。振動子パラメータは例えばインピーダンス情報、共振周波数等である。

４は超音波信号を発振する発振器、５は装置全体の動作を制御するＣＰＵ、６は出力方法選択部、７は周波数設定部、８はＣＰＵ５からのゲート信号９により発振器４の発振出力をゲートするゲート回路、１０はゲート回路８を通った超音波信号を増幅する出力増幅器、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は、増幅された超音波信号をコネクタＣＮ１，２，３に選択的に供給するスイッチで、ＣＰＵ５からのスイッチ信号１１により切り換え制御される。これらのスイッチＳＷ１，２，３は実際にはトランジスタやＦＥＴで構成されている。尚、ゲート信号９は、ＣＰＵ５からスイッチＳＷ１，２，３毎に出力されるスイッチ信号１１を加算したものである。

次に、上記構成による動作について説明する。
ＣＰＵ５はセンサＳ１，２，３の検出に応じてゲート回路８を制御するゲート信号９及びスイッチＳＷ１，２，３を制御するスイッチ信号１１を作成する。これらの制御信号９，１１に応じて図２に示すようにコネクタＣＮ１，２，３から出力される各チャンネルＣＨ１，２，３の超音波出力の複数（図示では８通り）の出力パターンが得られる。図２（ａ）は第１の出力方法の一例を示し、（b）は第２の出力方法の一例を示す。第１又は第２の出力方法は、出力方法選択部６により選択される。

図２において、各チャンネルに示すパルスは超音波信号を抜き出すゲート信号９あるいはスイッチ信号１１として示されている。コネクタＣＮ１，２，３に対する超音波振動子１，２，３の接続は８通りの組み合わせがあり、これを「０００」、「１１１」…の３ビットのステータスＳＴＳで表している。このステータスに応じて自動的に超音波信号の出力タイミングが変更される。ステータスが０の場合は出力しない。

図２（ａ）の第１の出力方法の場合は、ＣＨ１，２，３の出力タイミングがステータスに拘らず順次隣接している。例えば「１１１」の場合は３つのチャンネルのパルスが順次隣接し、「１０１」の場合はＣＨ１のパルスとＣＨ３のパルスが隣接している。このようにチャンネルに関係なくパルスの無い所は詰めて出力される。図２（b）の第２の出力方法の場合は、「１１１」の場合は３つのチャンネルのパルスが順次隣接し、「１０１」の場合はＣＨ１のパルスとＣＨ３のパルスとの間は詰めないでＣＨ２のパルス分だけ空いている。
この図２（ａ）（ｂ）の出力タイミングのパターンは一例であって、このほかパルスの位置やパルス幅等については各チャンネルで様々な変形パターンが可能である。

ＣＰＵ５は、上記のようにしてゲート信号９及びスイッチ信号１１を作成すると共に、各コネクタＣＮ１，２，３に内蔵されたメモリＥＰ１，ＥＰ２，ＥＰ３に記憶された超音波振動子１，２，３の振動子パラメータを読み取り、読み取ったパラメータに応じた超音波信号が出力されるように発振器４を制御している。即ち、各超音波振動子に固有のインピーダンス情報、共振周波数等に応じた超音波信号が各チャンネルの上記パルスの期間（スイッチＳＷ１，２，３の各ＯＮの期間）に出力されるように制御している。

また、発振器４を可変周波数発振器に構成し、周波数設定部７により発振周波数を選択することにより、各超音波振動子１，２，３の超音波出力周波数を変更することができる。

発振器４の出力は出力増幅器１０からスイッチＳＷ１，２，３を介して超音波振動子１，２，３に供給され、スイッチＳＷ１，２，３の切り換え状態に応じて各超音波振動子を超音波振動させる。

尚、本実施の形態では超音波振動子を３個用いているが、２個又は３個以上用いてもよい。また、発振出力タイミングを制御するゲート回路８は省略してもよい。

以上説明した本実施の形態によれば、複数（実施の形態では３個）のコネクタを設けてそれぞれ超音波振動子を接続可能となし、この超音波振動子の接続状態に応じて接続された超音波振動子に対してそれぞれ所定の出力タイミングで所定期間毎に超音波信号を供給するようにしたので、複数の超音波振動子を選択的に用いることにより、患部に対して最も適切な治療を行うことができる。

また、超音波周波数を変更することにより、一つの超音波振動子による多周波出力を実現することができ、患部の状態に応じて周波数を設定することにより、きめの細かい治療を行うことができる。また、超音波出力を超音波振動子に固有のパラメータに応じて制御することにより、さらにきめの細かい超音波治療を行うことができ、従来の此種の超音波治療器に比べて格段に優れた治療効果を得ることができる。

次に、本実施の形態によるプログラム及びこのプログラムを記録する記録媒体について説明する。
本実施の形態による超音波治療器の前述した動作に基づく処理をコンピュータシステムにおけるＣＰＵ５が実行するためのプログラムは、本発明によるプロラムを構成する。

また、このプログラムを記録するための記録媒体としては、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ、磁気記録媒体等を用いることができ、これらをＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＤ−ＲＯＭ，フレキシブル・ディスク、メモリカード等に構成して用いてよい。

またこの記録媒体は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部のＲＡＭ等の揮発性メモリのように、一定時間プロラムを保持するものも含まれる。

また上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから伝送媒体を介して、あるいは伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されるものであってよい。上記伝送媒体とは、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように、情報を伝送する機能を有する媒体をいうものとする。

また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

従って、このプログラム及び記録媒体を図１のシステム又は装置とは異なるシステム又は装置において用い、そのシステム又は装置のコンピュータがこのプログラムを実行することによっても、実施の形態で説明した機能及び効果と同等の機能及び効果を得ることができ、本発明の課題を解決することができる。

本発明の実施の形態による超音波治療器の構成を示すブロック図である。 各チャンネルの超音波出力タイミングを示すタイミングチャートである。

符号の説明

１，２，３ 超音波振動子
ＣＮ１，ＣＮ２，ＣＮ３ コネクタ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ センサ
ＥＰ１，ＥＰ２，ＥＰ３ メモリ
４ 発振器
５ ＣＰＵ
６ 出力方法選択部
７ 周波数設定部
８ ゲート回路
９ ゲート制御信号
１０出力増幅器
１１ スイッチ信号
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３ スイッチ

Claims (10)

1. 超音波信号を発振する発振手段と、
   それぞれ超音波振動子が接続可能な複数のコネクタ手段と、
   前記各コネクタ手段に前記超音波振動子が接続されているか否かをそれぞれ検出する検出手段と、
   前記発振手段から発振される前記超音波信号を前記超音波振動子が接続されたコネクタ手段に供給する複数のスイッチ手段と、
   前記検出手段の検出に応じて前記各スイッチ手段を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする超音波治療器。
2. 前記制御手段は、前記超音波信号を前記超音波振動子が接続されたコネクタ手段に対してそれぞれ異なるタイミングで所定期間毎に供給することを特徴とする請求項１記載の超音波治療器。
3. 前記発振手段の発振周波数を変更する変更手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の超音波治療器。
4. 前記各超音波振動子の振動子パラメータを記憶する記憶手段を設け、前記制御手段は、前記コネクタ手段に接続された超音波振動子の振動子パラメータを前記記憶手段から読み取り、読み取った振動子パラメータに応じて前記発振手段の発振出力を制御することを特徴とする請求項１，２又は３記載の超音波治療器。
5. 前記記憶手段は前記各コネクタ手段にそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の超音波治療器。
6. 超音波信号を発振する発振処理と、
   それぞれ超音波振動子が接続可能な複数のコネクタ手段に前記超音波振動子が接続されているか否かをそれぞれ検出する検出処理と、
   前記検出処理の検出に応じて前記発振された超音波信号を前記超音波振動子が接続されたコネクタ手段に供給する供給処理とをコンピュータに実行させるプログラム。
7. 前記制御処理により、前記超音波信号を前記超音波振動子が接続されたコネクタ手段に対してそれぞれ異なるタイミングで所定期間毎に供給することを特徴とする請求項６記載のプログラム。
8. 前記発振手段の発振周波数を変更する変更処理をコンピュータに実行させる請求項６又は７記載のプログラム。
9. 前記各コネクタ手段に接続される各超音波振動子の振動子パラメータを記憶する記憶手段から前記コネクタ手段に接続された超音波振動子の振動子パラメータを読み取り、読み取った振動子パラメータに応じて前記発振出力を制御する制御処理をコンピュータに実行させる請求項６，７又は８記載のプログラム。
10. 請求項１〜５のいずれかに記載の超音波治療器によって治療対象部へ照射された超音波の透過または反射を測定する測定手段と、
    該測定手段の測定結果から治療対象部の骨再生状態を判別し、その結果によって前記超音波治療器の出力を制御する制御手段と
    を有することを特徴する超音波治療器。

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