JP2023093968A

JP2023093968A - 超音波鍼灸装置

Info

Publication number: JP2023093968A
Application number: JP2021209130A
Authority: JP
Inventors: 俊融陳; Chun-Jung Chen; 國俊李; Kuo-Chun Lee; 志偉簡; Zh-Wei Jian
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2021-12-23
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2023-07-05

Abstract

【課題】非侵入式の方法で超音波パルスを用いて経穴に刺激を与える超音波鍼灸装置を提供する。【解決手段】超音波鍼灸装置１００は、超音波源１１０、液体レンズ１３０Ａ、超音波源コントローラ１６２、液体レンズコントローラ１６６、および電源１７０を含む。超音波源は、超音波を生成するために使用される。液体レンズは、前記超音波を集束させるために使用される。超音波源コントローラは、前記超音波源に電気接続され、複数の超音波源電圧パルスを生成して、前記超音波源が生成した前記超音波の振動周波数、振動強度、およびパルス長を制御するために使用される。液体レンズコントローラは、前記液体レンズに電気接続され、複数の液体レンズ電圧パルスを生成して、前記液体レンズの焦点距離を制御することにより、前記超音波を特定の位置に集束させるために使用される。電源は、前記超音波源コントローラおよび前記液体レンズコントローラに接続される。【選択図】図１

Description

本発明は、超音波鍼灸装置に関するものである。

鍼灸は、中国の伝統的な治療方法である。刺鍼や施灸等の方法で特定の経穴（つぼ）に刺激を与えることによって、動揺病（乗り物酔い）等の一部の病気に対して優れた治療効果をもたらす。動揺病は、平衡系の失調に属する。人体内で平衡を司る系統は、目や内耳等である。交通手段に乗る時、交通手段の旋回や方向転換、車の発進や加減速停止、船舶の揺れや衝撃によって、視覚と内耳の平衡機関に混乱が生じ、吐き気や嘔吐（例えば、車酔い、飛行機酔い、船酔い等）の症状が現れる可能性がある。また、仮想現実（Virtual Reality, VR）や拡張現実（Augmented Reality, AR）を使用した時、目眩等の症状を引き起こす可能性がある。

統計によると、地球全体の約２５～３０％の人が動揺病に苦しんでおり、そのうち、最も動揺病になりやすいのは、１２歳の子供である。また、成年女性が動揺病を患う確率は、男性よりも高く、特に、月経中や妊娠中の女性がなりやすい。また、偏頭痛、内耳神経、中枢神経系統に不調のある患者は、いずれも動揺病になるリスクが高い。また、精神状態が悪い、睡眠不足、二日酔いの人も、動揺病になりやすい。

現在、動揺病に対する治療方法は、化学方式と物理方式に大きく分けることができる。化学方式は、交通手段に乗る３０～６０分前に薬を服用して、内耳の前庭の敏感度を下げ、同時に、中枢神経により嘔吐を抑制する方法である。しかし、薬を使用することによって、副作用が生じる可能性があり、例えば、車酔いの薬は、自律神経の副交感神経を遮断する薬で、アセチルコリンの伝達が低下するため、車酔いの薬を飲むことによって、過眠、口乾、視界のぼやけ、排尿困難、便秘になる可能性があり、動悸等の副作用が生じる可能性もある。物理方式は、交通手段に乗る４時間前に酔い止めパッチを使用する、あるいは中国医学の圧穴法、酔い止めブレスレット等を使用する方法である。しかし、一般的には、現在、動揺病を有効に緩和する方法がない。

中国医学の鍼灸は、動揺病を治療する有効な方法と考えられている。しかし、鍼灸にもいくつかの欠点がある。例えば、刺鍼時に患者に強い刺激や創痛を与える。また、刺鍼時に皮膚に突き刺すため、感染しやすい。鍼灸の刺法の技術難度により、刺鍼の効果を容易に複製することができない。また、灸治療の過程において伴う煙霧は、不適切に使用することによって、皮膚に傷跡を残しやすく、さらに、空気を汚染して、患者に永久的な傷を残すことになる。

本発明は、超音波鍼灸装置における液体レンズの焦点深度を任意に動的に調整することにより、非侵入式の方法で超音波パルスを用いて経穴に刺激を与え、中国医学の鍼灸刺鍼に似た効果を得ることのできる超音波鍼灸装置を提供する。

本発明のいくつかの実施形態に基づき、超音波（ultrasound）を生成するための超音波源と、前記超音波を集束させるための液体レンズ（liquid lens）と、前記超音波源に電気接続され、複数の超音波源電圧パルスを生成して、前記超音波源が生成した前記超音波の振動周波数、振動強度、およびパルス長を制御する超音波源コントローラと、前記液体レンズに電気接続され、複数の液体レンズ電圧パルスを生成して、前記液体レンズの焦点距離を制御することにより、前記超音波を特定の位置に集束させる液体レンズコントローラと、前記超音波源コントローラおよび前記液体レンズコントローラに電気接続され、前記超音波源コントローラに電圧を提供して前記超音波源を制御し、前記液体レンズコントローラに電圧を提供して前記液体レンズを制御するための電源と、を含み、前記超音波源コントローラが生成した前記複数の超音波源電圧パルスと前記液体レンズコントローラが生成した前記複数の液体レンズ電圧パルスが互いに整列した超音波鍼灸装置を提供する。

本発明のいくつかの実施形態に基づき、遠赤外線を生成するための赤外線源と、超音波を生成するために使用され、前記遠赤外線を通過させるための孔を設けた超音波源と、前記超音波および前記遠赤外線を集束させるための液体レンズと、前記超音波源に電気接続され、複数の超音波源電圧パルスを生成して、前記超音波源が生成した前記超音波の振動周波数、振動強度、およびパルス長を制御する超音波源コントローラと、前記赤外線源に電気接続され、複数の赤外線源電圧パルスを生成して、前記赤外線源が生成した前記遠赤外線のエネルギーおよびパルス長を制御する赤外線源コントローラと、前記液体レンズに電気接続され、複数の液体レンズ電圧パルスを生成して、前記液体レンズの焦点距離を制御することにより、前記超音波および前記遠赤外線を特定の位置に集束させる液体レンズコントローラと、前記赤外線源コントローラ、前記超音波源コントローラ、および前記液体レンズコントローラに電気接続され、前記赤外線源コントローラに電圧を提供して前記赤外線源を制御し、前記超音波源コントローラに電圧を提供して前記超音波源を制御し、前記液体レンズコントローラに電圧を提供して前記液体レンズを制御するための電源と、を含み、前記超音波源が前記超音波を放射した時、前記赤外線源が前記遠赤外線を放射せず、前記赤外線源が前記遠赤外線を放射した時、前記超音波源が前記超音波を放射せず、前記超音波源コントローラが生成した前記複数の超音波源電圧パルスと前記液体レンズコントローラが生成した前記複数の液体レンズ電圧パルスが互いに整列し、前記赤外線源コントローラが生成した前記複数の赤外線源電圧パルスと前記液体レンズコントローラが生成した前記複数の液体レンズ電圧パルスが互いに整列した超音波鍼灸装置を提供する。

以上のように、本発明は、超音波鍼灸装置を提供する。液体レンズを利用して、超音波パルスのエネルギーを一点に集束させ、液体レンズは、液体レンズの曲率を任意に制御できる特性を有するため、異なる焦点位置の効果を得ることができる。液体レンズの焦点距離を連続して変更し、連続的にエネルギー集束点を生成することにより、超音波パルスは、鍼灸の刺鍼に似た効果をもたらすことができ、さらに、非侵入式であるため、皮膚を刺す方法を用いる必要がない。また、本発明が提供する超音波鍼灸装置は、遠赤外線を利用して、液体レンズを介して特定の経穴に刺激を与えることにより、灸（もぐさに火をつけた後、燻して、経穴を温め、経路を熱することにより経穴に刺激を与えるもの）に似た効果を得ることもできる。したがって、このような超音波鍼灸装置を利用することにより、一部の病気に対して緩和効果をもたらすことができ、例えば、動揺病の場合、服薬や注射をしなくても、車酔いを防ぐことができる。

添付図面は、本発明の原理がさらに理解されるために含まれており、本明細書に組み込まれ、且つその一部を構成するものである。図面は、本発明の実施形態を例示しており、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たしている。

図１は、本発明のいくつかの実施形態に係る超音波鍼灸装置の概略図である。図２Ａ～図２Ｄは、本発明のいくつかの実施形態に係る液体レンズの概略図である。図３は、本発明のいくつかの実施形態に係る液体レンズの概略図である。図４Ａ～図４Ｂは、本発明のいくつかの実施形態に係る別の液体レンズの概略図である。図５は、本発明のいくつかの実施形態に係る液体レンズ電圧と超音波源電圧のタイミング図である。図６は、本発明の別の実施形態に係る液体レンズ電圧と超音波源電圧のタイミング図である。図７は、本発明の別の実施形態に係る液体レンズ電圧と赤外線源電圧のタイミング図である。図８は、本発明のいくつかの実施形態に係る超音波鍼灸装置の操作フロー図である。

本発明をより完全に理解するため、下記の例および添付の図面を参照するが、本発明は、多くの異なる形態で実施することができるため、ここに記載する実施形態に限定されると解釈するべきではない。容易に理解するため、下記の説明では、同一の素子を同一の参照番号で示す。明確に示すため、構成要素およびそれらの相対的大きさは、縮尺通りではない。

図１は、本発明のいくつかの実施形態に係る超音波鍼灸装置の概略図である。図１に示すように、超音波鍼灸装置１００は、超音波源１１０、液体レンズ１３０Ａ、および電極１３０Ｂを含む。超音波鍼灸装置１００は、さらに、コントローラ１６０および電源１７０を含み、コントローラ１６０は、超音波源コントローラ１６２、赤外線源コントローラ１６４、および液体レンズコントローラ１６６を含む。

超音波源１１０は、超音波源コントローラ１６２に電気接続される。超音波源１１０は、高速振動により超音波を生成し、パルス形式で超音波を放射する。超音波源コントローラ１６２は、複数の超音波源電圧パルスを生成し、前記超音波源１１０がパルス形式で超音波を放射できるよう、前記超音波源１１０が生成した前記超音波の振動周波数、振動強度、およびパルス長を制御することにより、特定の経穴に対して鍼灸に似た効果を生成する。選択されたモードに基づいて、超音波源コントローラ１６２は、超音波源１１０が特定の振動周波数および強度の超音波を生成し、超音波源１１０がパルス形式で超音波を放射できるよう、特定の強度のパルス電圧を超音波源１１０に入力する。いくつかの実施形態に基づき、超音波源１１０は、圧電片であってもよく、圧電片の材料は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）、チタン酸亜鉛（ＰｂＴｉＯ₃）、およびチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（ＺｒＴｉ）Ｏ₃、ＰＺＴ）を含む圧電セラミック材料、またはその他の類似する性質を有するものを含むが、本発明はこれに限定されない。いくつかの実施形態に基づき、超音波源１１０は、振動周波数が１～３ＭＨｚ、仕事率の範囲が１００～３００ｍＷの超音波を生成することができるが、本発明はこれに限定されない。いくつかの実施形態に基づき、超音波源１１０が生成する超音波は、２３０ｍＷの仕事率を出力するのが好ましい。いくつかの実施形態に基づき、超音波源１１０が生成する超音波パルスのパルス長の範囲は、０．５～１０秒であり、パルス間隔の範囲は、１～３０秒であるが、本発明はこれに限定されない。いくつかの実施形態に基づき、超音波源１１０の液体レンズ１３０Ａに面する表面１１０Ｓは、平面であっても、曲面であってもよく、本発明はこれに限定されない。表面１１０Ｓが平面の時、超音波源１１０が生成した超音波は、液体レンズ１３０Ａにより集束させることによって、特定の経穴に鍼灸のような刺激を生成する。表面１１０Ｓが曲面の時は、超音波源１１０が生成した超音波を用いて集束させることができる。いくつかの実施形態に基づき、液体レンズ１３０Ａが集束した超音波は、集束後の超音波の白斑の直径を０．５ｍｍよりも小さくすることによって、特定の経穴に鍼灸のような刺激を生成する。

超音波源１１０が生成した超音波は、液体レンズ１３０Ａを介して焦点１５０に集束される。本実施形態において、液体レンズ１３０Ａは凸レンズである。凸レンズは、中央が厚く、辺縁が薄くなったレンズであり、両凸、平凸、凹凸等の形式に分かれる。凸レンズは、光線（エネルギー）を収束する作用を有するため、収束レンズとも呼ばれる。本実施形態において、液体レンズ１３０Ａは、平凸レンズである。別の実施形態に基づき、液体レンズ１３０Ａは、両凸レンズであってもよく、本発明はこれに限定されない。

液体レンズコントローラ１６６は、液体レンズ１３０Ａに電気接続される。液体レンズコントローラ１６６は、複数の液体レンズ電圧パルスを生成し、電極１３０Ｂを介して液体レンズ１３０Ａに入力することにより、液体レンズ１３０Ａの形状を変化させるとともに、液体レンズ１３０Ａの焦点距離を制御して、前記超音波を特定の位置に集束させ、插針や提針に似た効果を生成する。いくつかの実施形態に基づき、超音波源コントローラ１６２が生成した複数の超音波源電圧パルスと前記液体レンズコントローラが１６６生成した複数の液体レンズ電圧パルスは、互いに整列している（図５および図６において説明する）。いくつかの実施形態に基づき、液体レンズ１３０Ａは、１つまたは複数の液体レンズ、あるいは焦点距離を変更することのできる他のレンズであるが、本発明はこれに限定されない。

いくつかの実施形態に基づき、図１に示すように、超音波鍼灸装置１００は、さらに、赤外線源１２０および赤外線源コントローラ１６４を含む。赤外線源１２０は、赤外線源コントローラ１６４に電気接続される。赤外線源１２０は、超音波源１１０の液体レンズ１３０Ａに背向する側に位置する。赤外線源１２０が生成した遠赤外線が超音波源１１０を通過できるよう、超音波源１１０に孔１１２を設け、赤外線源１２０が射出した遠赤外線を通過させる。別の実施形態に基づき、赤外線源１２０を超音波源１１０と液体レンズ１３０Ａの間に配置してもよい。赤外線源１２０を超音波源１１０と液体レンズ１３０Ａの間に配置した時、赤外線源１２０は、超音波源１１０が生成した超音波を部分的に遮蔽するため、超音波源１１０は、特定の経穴が超音波エネルギーを十分に受け取ることができるよう、超音波放射力を調整しなければならない。

赤外線源コントローラ１６４は、複数の赤外線源電圧パルスを生成し、赤外線源１２０が生成した遠赤外線のエネルギーおよびパルス長を制御する。赤外線源１２０が生成した遠赤外線は、液体レンズ１３０Ａを介して集束され、特定の経穴を加熱することにより、灸のような刺激を生成する。いくつかの実施形態に基づき、赤外線源コントローラ１６４が生成した複数の赤外線源電圧パルスと液体レンズコントローラ１６６が生成した前記複数の液体レンズ電圧パルスは、互いに整列している。いくつかの実施形態に基づき、赤外線源１２０は、発光ダイオード、あるいは遠赤外線を生成することのできる他の素子であってもよいが、本発明はこれに限定されない。いくつかの実施形態に基づき、赤外線源１２０が生成する遠赤外線の波長範囲は、８～１４μｍであるが、本発明はこれに限定されない。

電源１７０は、それぞれ超音波源コントローラ１６２、赤外線源コントローラ１６４、および液体レンズコントローラ１６６に電気接続され、超音波源コントローラ１６２、赤外線源コントローラ１６４、および液体レンズコントローラ１６６に対して、それぞれ超音波源１１０、赤外線源１２０、および液体レンズ１３０Ａを制御するための制御電圧を提供する。

図２Ａ～図２Ｄは、本発明のいくつかの実施形態に係る液体レンズの概略図である。図１に示すように、液体レンズ１３０Ａは、電極１３０Ｂにより電圧を印加して電場を形成し、レンズの焦点距離を変更することによって、超音波源１１０が生成した超音波または赤外線源１２０が生成した遠赤外線を集束させることができる。図２Ａ～図２Ｃにおいて、電極１３０Ｂが異なる電圧を通過すると、液体レンズ１３０Ａは、異なる変形を生成することができるため、液体レンズ１３０Ａは、異なる焦点距離を有する。例えば、図２Ａにおいて、電極１３０Ｂが液体レンズ１３０Ａを通過する電圧は、比較的小さいため、この時、液体レンズ１３０Ａは、比較的薄い厚さを有し、この時の液体レンズ１３０Ａは、比較的長い焦点距離ｆ１を有する。図２Ｂの焦点距離ｆ２および図２Ｃの焦点距離ｆ３に示すように、電極１３０Ｂの電圧が徐々に増加するにつれて、液体レンズ１３０Ａの厚さが徐々に増加するため、液体レンズ１３０Ａの焦点距離も徐々に減少する。したがって、図２Ｄに示すように、液体レンズ１３０Ａが異なる電圧を通過することによって、液体レンズ１３０Ａの焦点距離ｆを変更することができ、焦点距離ｆが直線に沿って配列を変えることによって（図の黒い点は、焦点）、液体レンズ１３０Ａを通過する超音波または遠赤外線は、特定の位置に集束し、且つ直線方向に沿って集束することができる。

図３は、本発明のいくつかの実施形態に係る液体レンズの概略図である。図３に示すように、液体レンズ１３２は、図１の液体レンズ１３０Ａおよび電極１３０Ｂの実施形態である。液体レンズ１３２は、電極１３２Ａおよび電極１３２Ｂを含み、超音波または遠赤外線は、電極１３２Ｂから液体レンズ１３２に進入する。

液体レンズ１３２は、さらに、レンズ液１３２Ｃおよび封入液１３２Ｄを含む。レンズ液１３２Ｃおよび封入液１３２Ｄは、２種類の非混和性の液体である。いくつかの実施形態に基づき、レンズ液１３２Ｃは、油であってもよく、封入液１３２Ｄは、水であってもよい。レンズ液１３２Ｃおよび封入液１３２Ｄは、電極１３２Ａと電極１３２Ｂの間に位置し、封入液は、レンズ液１３２Ｃを取り囲んで覆う。液体レンズ１３２は、さらに、レンズ液１３２Ｃと電極１３２Ａを互いに絶縁させるための絶縁層１３２Ｅを含む。

電極１３２Ａと電極１３２Ｂがオンにされた時、生成された電場がレンズ液１３２Ｃの厚さを変更して、液体レンズ１３２の焦点距離を変更するため、超音波または遠赤外線を必要に応じて特定の位置に集束させることができる。

図４Ａ～図４Ｂは、本発明のいくつかの実施形態に係る別の液体レンズの概略図である。図４Ａに示すように、液体レンズ１３４は、図１の液体レンズ１３０Ａおよび電極１３０Ｂの実施形態である。液体レンズ１３４は、ウィンドウ１３４Ａおよびウィンドウ１３４Ｂを含む。いくつかの実施形態に基づき、ウィンドウ１３４Ａおよびウィンドウ１３４Ｂは、ガラス片、あるいは超音波または遠赤外線を通過させることのできる他の透明材料であるが、本発明はこれに限定されない。液体レンズ１３４は、さらに、レンズ液１３４Ｅおよび封入液１３４Ｆを含む。レンズ液１３４Ｅおよび封入液１３４Ｆは、２種類の非混和性の液体である。いくつかの実施形態に基づき、レンズ液１３４Ｅは、油であってもよく、封入液１３４Ｆは、水であってもよいが、本発明はこれに限定されない。電極１３４Ｃおよび電極１３４Ｄは、レンズ液１３４Ｅ／封入液１３４Ｆとウィンドウ１３４Ａの間に位置し、且つレンズ液１３４Ｅ／封入液１３４Ｆと絶縁させるための絶縁層１３４Ｄを覆う。

電極１３４Ｃと電極１３４Ｄがオンにされた時、生成された電場１３４Ｈ（図４Ａに示す）または電場１３４Ｉ（図４Ｂに示す）がレンズ液１３４Ｅの厚さを変更して、液体レンズ１３４の焦点距離を変更するため、超音波または遠赤外線を必要に応じて特定の位置に集束させることができる。

図５は、本発明のいくつかの実施形態に係る液体レンズ電圧と超音波源電圧のタイミング図である。図１に示した超音波鍼灸装置１００は、超音波を使用して鍼灸の効果を模倣するものであるため、ここで、鍼灸の技法について先に簡単に説明する。

一般的に、中国医が鍼灸を施術して経穴に刺鍼する時、経穴の上方でステンレス製の鍼を皮膚の表面から垂直に刺入して、経穴で進鍼、置鍼、抜鍼等の動作を行い、経穴を刺激する。鍼灸を行う時、鍼を経穴の浅層から下向きに深く刺入することを插針と称し、経穴の深層から上向きに浅く引き上げることを提針と称す。このように縦向きの運鍼技法を提挿法と称す。插針および提針の出入り幅、速度は同じであり、均一に力を加えて交互に反復させる。提挿の幅と頻度は、治療の要求に応じて決定することもできるが、大き過ぎたり速過ぎたりするのは不適切である。

異なる病気に対し、多くの刺鍼手技を組み合わせて使用する方法は、治療効果を高める一般的な方法である。以下に、「焼山火」および「透天涼」の２種類の一般的な刺鍼手技を例に挙げて説明する。

「焼山火」は、経穴の刺入深度を浅層、中間、深層の３層に分ける。刺鍼して気を得た後、鍼を浅層に引き上げ、浅層で補法を３～９回行ってから、鍼を中間層に挿入して補法を３～９回行い、さらに深層に挿入して補法を３～９回行った後、最後に鍼を浅層に引き戻す手技であり、これを１度とする。補法は、低下した機能を活発にする鍼法であり、身体に不足する物質を補うために使用される。鍼下に温熱感が生じる、あるいは病人の身体に熱感が生じるまで、これを数回繰り返す。

「透天涼」は、刺鍼して気を得た後、鍼を深層に挿入して、深層で瀉法を６～８回行ってから、鍼を中間層に引き上げて瀉法を６～８回行い、さらに鍼を浅層に引き上げて瀉法を６～８回行った後、最後に鍼を深層に挿入する手技であり、これを１度とする。瀉法は、亢進した機能を正常に戻す鍼法であり、身体に不用または有害な物質を排除するために使用される。鍼下に涼感が生じる、あるいは病人の身体に涼感が生じるまで、これを数回繰り返し、温病に適用される。

鍼灸は、ステンレス製の鍼を使用して皮膚に刺入する必要があるため、強い刺激、創痛、皮膚穿刺、交差感染しやすい等の問題が生じる可能性がある。また、鍼灸時の刺法のリスク、技術難度、および容易に複製できないことにより、刺鍼の重複や正確性が別の問題となっている。

図５の液体レンズ電圧と超音波源電圧のタイミング図により、超音波鍼灸装置１００は、上述した「焼山火」に類似する刺鍼方式をもたらすことができる。タイミング５００は、液体レンズ１３０Ａの印加電圧タイミング図である。タイミング５１０は、超音波源１１０の印加電圧タイミング図である。液体レンズ１３０Ａの印加電圧に基づいて、液体レンズ１３０Ａの焦点距離を変更することができる。印加電圧が大きければ大きいほど、液体レンズ１３０Ａの焦点距離が小さくなるため、超音波源１１０が生成した超音波をさらに浅い位置に集束させることができる。

図５に示すように、タイミング５００において、液体レンズコントローラ１６２は、液体レンズ１３０Ａに対して固定間隔で前記複数の液体レンズ電圧パルス５０２、５０４、５０６を出力する。パルス５０２、パルス５０４、パルス５０６は、異なる電圧を有し、液体レンズ１３０Ａの焦点距離を変更するために使用される。パルス５０２、パルス５０４、パルス５０６のパルス幅は、いずれもｔ１であり、パルス間の間隔幅は、いずれもｔ２であり、パルス間の間隔幅ｔ２は、パルス幅ｔ１よりも大きい。別の実施形態において、パルス間の間隔幅ｔ２は、パルス幅ｔ１に等しくても、またはパルス幅ｔ１よりも小さくてもよく、本発明はこれに限定されない。本実施形態において、「度」、つまり、１つの液体電図電圧周期は、５つのパルス５０２、５つのパルス５０４、および５つのパルス５０６を含む。パルス５０２、パルス５０４、パルス５０６は、それぞれ異なる電圧を有し、図１の液体レンズ１３０Ａの焦点距離を変更する。

一方、タイミング５１０は、複数のパルス５１２を有する。パルス５１２は、パルス５０２、パルス５０４、パルス５０６と同じパルス幅ｔ１、および同じパルス間の間隔幅ｔ２を有し、且つタイミング５１０のパルス５１２は、タイミング５００のパルス５０２、パルス５０４、パルス５０６と同期している。つまり、液体レンズ１３０Ａのタイミング５００の各パルスと超音波源１１０のタイミング５１０の各パルスは、互いに整列している。パルス５１２の電圧を用いて、図１の超音波源１１０は、特定の周波数および強度の超音波を生成する。

図５に示すように、パルス５０２は、電圧Ｖ_L（第１電圧強度）を有し、５回繰り返す（第１複数の液体レンズ電圧パルス）。これがパルス５０２に表れた時、図１の液体レンズ１３０Ａは、電圧Ｖ_Lを印加することにより焦点距離ｆ１を有する。タイミング５１０において、パルス５１２は、電圧Ｖ_USを有し、パルス５０２に対応する時刻に同時に出現する。これがパルス５１２に表れた時、超音波源１１０は、電圧Ｖ_USを印加することにより対応する強度の超音波を生成する。超音波源１１０が生成した超音波が液体レンズ１３０Ａを通過した時、焦点距離ｆ１（第１焦点距離）の位置に集束するため、焦点距離ｆ１の位置に鍼を刺入することに相当する。パルス５０２およびパルス５１２が消えた時、抜鍼を行うことに相当する。図２Ａ～図２Ｃに示すように、液体レンズの印加電圧が小さければ小さいほど、液体レンズの焦点距離が大きくなり、液体レンズの印加電圧が大きければ大きいほど、液体レンズの焦点距離が小さくなる。したがって、図５において、パルス５０２を５回行うことは、「鍼を深層に引き上げて、深層で補法を５回行う」というステップに相当する。

続いて、タイミング５００において、パルス５０４は、電圧Ｖ_M（第２電圧強度）を有し、５回繰り返す（第２複数の液体レンズ電圧パルス）。これがパルス５０４に表れた時、液体レンズ１３０Ａは、電圧Ｖ_Mを印加することにより焦点距離ｆ２（第２焦点距離）を有する。図２Ａ～図２Ｃに示すように、液体レンズの印加電圧が小さければ小さいほど、液体レンズの焦点距離が大きくなり、液体レンズの印加電圧が大きければ大きいほど、液体レンズの焦点距離が小さくなる。印加電圧Ｖ_Mは、Ｖ_Lよりも大きいため、焦点距離ｆ２は、焦点距離ｆ１より小さい。タイミング５１０において、依然として電圧Ｖ_USを有するパルス５１２は、パルス５０４に対応する時刻に出現する。これがパルス５０４に表れた時、超音波源１１０は、電圧Ｖ_USを印加することにより対応する強度の超音波パルスを生成し、液体レンズ１３０Ａを通過した時に、焦点距離ｆ２の位置に集束させるため、焦点距離ｆ２の位置に鍼を刺入することに相当する。したがって、図５において、パルス５０４を５回行うことは、「鍼を中間層に挿入して補法を５回行う」というステップに相当する。

続いて、タイミング５００において、パルス５０６は、電圧Ｖ_H（第３電圧強度）を有し、５回繰り返す（第３複数の液体レンズ電圧パルス）。これがパルス５０６に表れた時、液体レンズ１３０Ａは、電圧Ｖ_Hを印加することにより焦点距離ｆ３（第３焦点距離）を有する。図２Ａ～図２Ｃに示すように、液体レンズの印加電圧が小さければ小さいほど、液体レンズの焦点距離が大きくなり、液体レンズの印加電圧が大きければ大きいほど、液体レンズの焦点距離が小さくなる。印加電圧Ｖ_Hは、Ｖ_Mよりも大きいため、焦点距離ｆ３は、焦点距離ｆ２より小さい。タイミング５１０において、依然として電圧Ｖ_USを有するパルス５１２は、パルス５０６に対応する時刻に出現する。これがパルス５０６に表れた時、超音波源１１０は、電圧Ｖ_USを印加することにより対応する強度の超音波パルスを生成し、液体レンズ１３０Ａを通過した時に、焦点距離ｆ３の位置に集束させるため、焦点距離ｆ３の位置に鍼を刺入することに相当する。したがって、図５において、パルス５０６を５回行うことは、「鍼を浅層に挿入して補法を５回行う」というステップに相当する。

パルス５０６を５回行った後、タイミング５００は、再度パルス５０２に戻る。この時、最後に鍼を深層に挿入することに相当する。つまり、液体レンズ１３０Ａの焦点距離ｆ１の位置である。このように、１つの周期は、５つのパルス５０２、５つのパルス５０４、および５つのパルス５０６を含み、これを１度とする。いくつかの実施形態に基づき、１度は、複数の異なる液体レンズ電圧を含んでもよく、各液体レンズ電圧が出現する回数は、１回以上であってもよく、必要に応じて決めることができるため、本発明はこれに限定されない。

図５において、注意すべきこととして、タイミング５００およびタイミング５１０において、液体レンズ電圧がわずかに変化する。つまり、液体レンズ１３０Ａの焦点距離が変化する。しかし、超音波源１１０の電圧５１２は、常に変化しない。したがって、超音波源１１０が同じ仕事率の超音波を継続して生成することに相当するため、液体レンズ１３０Ａの焦点距離を変更することにより、超音波を特定の経穴の異なる深さの位置に集束させることができる。

図６は、本発明の別の実施形態に係る液体レンズ電圧と超音波源電圧のタイミング図である。図６に示すように、タイミング６００は、液体レンズ１３０Ａの印加電圧タイミング図である。タイミング６１０は、超音波源１１０の印加電圧タイミング図である。図６と図５の対応する参照符号は、類似する性質を有するため、ここでは繰り返し説明しない。図６と図５の差は、以下の通りである。タイミング６００において、パルス６０２は、電圧Ｖ_Lを有する他に、さらに、摂動電圧ΔＶにおいて周期的に変化する。つまり、電圧は、Ｖ_LとＶ_L＋ΔＶの間で周期的に変化し、摂動電圧ΔＶは、電圧Ｖ_Lより小さいか、はるかに小さい。別の実施形態において、電圧変化範囲は、Ｖ_LとＶ_L-ΔＶの間で周期的に変化してもよく、あるいはＶ_LとＶ_L-ΔＶとＶ_L＋ΔＶの間で周期的に変化してもよいが、本発明はこれに限定されない。これは、液体レンズ１３０Ａが電圧Ｖ_Lを印加することにより焦点距離ｆ１を有し、電圧Ｖ_L＋ΔＶ（第１摂動電圧）を印加した時に焦点距離ｆ１?Δｆ（第１摂動焦点距離）を有することを示し、摂動焦点距離Δｆは、焦点距離ｆ１より小さいか、はるかに小さい。つまり、液体レンズ１３０Ａの焦点距離ｆ１は、電圧がＶ_L付近で変化するにつれ、対応して変化する。タイミング６１０において、パルス６１２は、電圧Ｖ_USを有するとともに、パルス６０２に対応する時刻に出現し、各パルス６０２とパルス６１２は、同期しており、且つ互いに整列している。これがパルス６１２に表れた時、超音波源１１０は、電圧Ｖ_USを印加することにより対応する強度の超音波を生成する。この超音波パルスが液体レンズ１３０Ａを通過した時、焦点距離ｆ１の位置に集束するため、焦点距離ｆ１の位置に鍼を刺入することに相当し、且つパルス６０２の電圧変化とともに、ｆ１とｆ１?Δｆの所に集束する。このようなパルス６０２とパルス６１２の組み合わせは、ｆ１の所で小幅の刺鍼と抜鍼を行うこと、つまり、ｆ１の所で摂動を行うことに相当する。同様に、パルス６０４、６０６における電圧も、それぞれＶ_M＋ΔＶ（第２摂動電圧）およびＶ_H＋ΔＶ（第３摂動電圧）であり、それぞれＶ_MとＶ_M＋ΔＶの間で変換し（第２摂動電圧範囲）、Ｖ_HとＶ_H＋ΔＶの間で変換することにより（第３摂動電圧範囲）、それぞれＶ_MとＶ_Hに対応する焦点距離ｆ２とｆ３の所で摂動が生じ、それぞれｆ２?Δｆ（第２摂動焦点距離）、ｆ３?Δｆ（第３摂動焦点距離）を生成する。いくつかの実施形態において、液体レンズ１３０Ａが提供する電圧摂動ΔＶは、焦点距離を０．５～１０ｍｍ変化させるが、本発明はこれに限定されない。実際の応用において、焦点距離の変化量は、経穴の位置および必要な治療方法に応じて決めなければならない。

図７は、本発明の別の実施形態に係る液体レンズ電圧と赤外線源電圧のタイミング図である。タイミング７００は、液体レンズ１３０Ａの印加電圧タイミング図である。タイミング７１０は、赤外線源１２０の印加電圧タイミング図である。図５および図６に示した刺鍼モードと比較して、灸モードを採用する場合、つまり、遠赤外線を使用して経穴を照射する時、液体レンズ１３０Ａの焦点距離を固定値に制御するとともに、経穴に対し遠赤外線を照射して集束させる。灸モードを採用する時、超音波源１１０は、オフの状態である。

図７に示すように、タイミング７００において、液体レンズコントローラ１６２は、液体レンズ１３０Ａに対して固定間隔で前記複数の液体レンズ電圧パルス７０２を出力し、液体レンズ１３０Ａの焦点距離を変更する。パルス７０２のパルス幅は、ｔ３であり、パルス間の間隔幅は、ｔ４である。パルス７０２は、図１の液体レンズ１３０Ａの焦点距離を変更するために使用される。

一方、タイミング７１０は、パルス７１２を有する。パルス７１２は、パルス７０２と同じパルス幅ｔ３、および同じパルス間の間隔幅ｔ４を有し、パルス幅ｔ３は、パルス間の間隔幅ｔ４より大きく、且つタイミング７１０のパルス７１２は、タイミング７００のパルス７０２と同期している。別の実施形態において、パルス間の間隔幅ｔ４は、パルス幅ｔ３に等しくてもよく、あるいはパルス幅ｔ３より大きくてもよいが、本発明はこれに限定されない。パルス７１２の電圧は、図１の赤外線源１２０が特定の強度の赤外線を生成するために使用され、赤外線を使用して中国医学の「灸」に相当する照射を行い、経穴において加熱し刺激を与える。

液体レンズ１３０Ａのタイミング７００において、パルス７０２は、電圧Ｖを有する。これがパルス７０２に表れた時、液体レンズ１３０Ａは、電圧Ｖを印加することにより焦点距離ｆを有する。赤外線源１２０のタイミング７１０において、パルス７１２は、電圧Ｖ_IRを有し、パルス７０２に対応する時刻に同時に出現する。これがパルス７１２に表れた時、赤外線源１２０は、電圧Ｖ_IRを印加することにより対応する強度の赤外線を生成する。赤外線源１２０が生成した赤外線が液体レンズ１３０Ａを通過した時、焦点距離ｆの位置に集束するため、焦点距離ｆの位置を加熱することに相当する。いくつかの実施形態に基づき、パルス長が３０秒で、２つのパルス間の間隔が１０秒である場合、３０秒照射して１０秒休むことに相当するが、本発明はこれに限定されない。

図８は、本発明のいくつかの実施形態に係る超音波鍼灸装置の操作フロー図である。図８に示すように、ステップＳ０２において、適応症運行モードを選択し、図５および図６に示すように、液体レンズと超音波源の印加電圧のタイミングを決定するか、あるいは図７に示すように、液体レンズと赤外線源の印加電圧のタイミングを決定して、液体レンズの集束位置、および超音波源が生成する超音波の強度を決定する。例えば、刺鍼手技として焼山火または透天涼を選択する、あるいは刺鍼手技として補気または泄気を選択するが、本発明はこれに限定されない。

ステップＳ０４において、施術する経穴の組み合わせを選択する。例えば、合谷穴またはその他の複数の経穴の組み合わせを選択するが、本発明はこれに限定されない。選択した経穴の組み合わせに基づいて、液体レンズの焦点距離範囲を決定する。

ステップＳ０６において、鍼灸施術の選択を行う。例えば、「鍼」モードまたは「灸」モードを選択し、超音波源を使用して超音波を生成するか、赤外線源を使用して遠赤外線を生成するかを決定する。

ステップＳ０８において、パラメータを設定する。「鍼」モードを選択した場合、パルス長、パルス周波数、速度、および回数等のパラメータを設定しなければならないが、本発明はこれに限定されない。「灸」モードを選択した場合、パルス長等のパラメータを設定しなければならないが、本発明はこれに限定されない。

ステップＳ１０において、ステップＳ０２～Ｓ０８で設定されたパラメーラに基づいて、施術を開始する。この時、超音波源コントローラ１６２、赤外線源コントローラ１６４、液体レンズコントローラ１６６は、それぞれ制御信号を発信し、生成された超音波または遠赤外線を特定の位置に集束させるよう、超音波源１１０、赤外線源１２０、および液体レンズ１３０Ａを制御する。

ステップＳ１２において、鍼灸プロセスの施術が完了した後、治療を終了する。

したがって、本発明は、液体レンズを利用して超音波または遠赤外線を集束させ、液体レンズの焦点距離を変更することにより、鍼灸の進鍼や抜鍼に似た効果を達成し、非侵入式の治療効果を達成する。

１００超音波鍼灸装置
１１０超音波源
１１０Ｓ表面
１１２孔
１２０赤外線源
１３０Ａ液体レンズ
１３０Ｂ電極
１３２、１３４液体レンズ
１３２Ａ、１３２Ｂ電極
１３２Ｃレンズ液
１３２Ｄ封入液
１３２Ｅ、１３４Ｇ絶縁層
１３４Ａ、１３４Ｂウィンドウ
１３４Ｃ、１３４Ｄ電極
１３４Ｅレンズ液
１３４Ｆ封入液
１３４Ｈ、１３４Ｉ電場
１５０焦点
１６０コントローラ
１６２超音波源コントローラ
１６４赤外線源コントローラ
１６６液体レンズコントローラ
１７０電源
５００、５１０、６００、６１０、７００、７１０タイミング
５０２、５０４、５０６、５１２、６０２、６０４、６０６、６１２、７０２、７１２パルス
ｆ、ｆ１、ｆ２、ｆ３焦点距離
Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１２ステップ
ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４パルス幅
Ｖ、ＶＨ、ＶＬ、ＶＭ、ＶＵＳ、ＶＩＲ電圧
Δｆ摂動焦点距離
ΔＶ摂動電圧

Claims

超音波を生成するための超音波源と、
前記超音波を集束させるための液体レンズと、
前記超音波源に電気接続され、複数の超音波源電圧パルスを生成して、前記超音波源が生成した前記超音波の振動周波数、振動強度、およびパルス長を制御する超音波源コントローラと、
前記液体レンズに電気接続され、複数の液体レンズ電圧パルスを生成して、前記液体レンズの焦点距離を制御することにより、前記超音波を特定の位置に集束させる液体レンズコントローラと、
前記超音波源コントローラおよび前記液体レンズコントローラに電気接続され、前記超音波源コントローラに電圧を提供して前記超音波源を制御し、前記液体レンズコントローラに電圧を提供して前記液体レンズを制御するための電源と、
を含み、前記超音波源コントローラが生成した前記複数の超音波源電圧パルスと前記液体レンズコントローラが生成した前記複数の液体レンズ電圧パルスが、互いに整列した超音波鍼灸装置。
前記液体レンズコントローラが、前記液体レンズに対して固定間隔で前記複数の液体レンズ電圧パルスを出力し、前記複数の液体レンズ電圧パルスが、異なる電圧を有し、前記液体レンズの前記焦点距離を変更するために使用される請求項１に記載の超音波鍼灸装置。
前記複数の液体レンズ電圧パルスのそれぞれの電圧値が、摂動電圧範囲内で周期的に変化する請求項２に記載の超音波鍼灸装置。
前記液体レンズコントローラが、複数の液体レンズ電圧周期を生成し、前記複数の液体レンズ電圧周期のそれぞれが、固定間隔で第１電圧強度により第１複数の液体レンズ電圧パルスを生成することにより、前記液体レンズが前記第１電圧強度に対応する第１焦点距離を生成し、その後、前記固定間隔で第２電圧強度により第２複数の液体レンズ電圧パルスを生成することにより、前記液体レンズが前記第２電圧強度に対応する第２焦点距離を生成し、その後、前記固定間隔で第３電圧強度により第３複数の液体レンズ電圧パルスを生成することにより、前記液体レンズが前記第３電圧強度に対応する第３焦点距離を生成する請求項１に記載の超音波鍼灸装置。
前記第１電圧強度が、第１摂動電圧範囲内で変化することにより、前記液体レンズが前記第１焦点距離および前記第１摂動電圧に対応する第１摂動焦点距離内で変化し、前記第２電圧強度が、第２摂動電圧範囲内で変化することにより、前記液体レンズが前記第２焦点距離および前記第２摂動電圧に対応する第２摂動焦点距離内で変化し、前記第３電圧強度が、第３摂動電圧範囲内で変化することにより、前記液体レンズが前記第３焦点距離および前記第３摂動電圧に対応する第３摂動焦点距離内で変化する請求項４に記載の超音波鍼灸装置。
前記液体レンズにより集束した後の前記超音波の白斑の直径が、０．５ｍｍより小さい請求項１に記載の超音波鍼灸装置。
前記超音波の周波数が、１～３ＭＨｚである請求項１に記載の超音波鍼灸装置。
前記超音波の仕事率が、１００～３００ｍＷである請求項１に記載の超音波鍼灸装置。
前記超音波源の前記液体レンズに面する一側が、平面である請求項１に記載の超音波鍼灸装置。
前記超音波源が、圧電片である請求項１に記載の超音波鍼灸装置。
前記圧電片の材料が、圧電セラミック材料である請求項１０に記載の超音波鍼灸装置。
前記液体レンズが、凸レンズである請求項１に記載の超音波鍼灸装置。
前記液体レンズの焦点距離が、直線に沿って変化する請求項１に記載の超音波鍼灸装置。
前記超音波源の前記液体レンズに背向する側に位置し、遠赤外線を生成するための赤外線源と、
前記赤外線源に電気接続され、複数の赤外線源電圧パルスを生成して、前記赤外線源が生成した前記遠赤外線のエネルギーおよびパルス長を制御する赤外線源コントローラと、
をさらに含み、前記超音波源が、前記遠赤外線を通過させるための孔を設け、
前記電源が、前記赤外線源コントローラに電気接続され、前記赤外線源コントローラに電圧を提供して前記赤外線源を制御し、
前記赤外線源コントローラが生成した前記複数の赤外線源電圧パルスと前記液体レンズコントローラが生成した前記複数の液体レンズ電圧パルスが、互いに整列した請求項１に記載の超音波鍼灸装置。
前記液体レンズコントローラが、前記液体レンズに対して固定間隔で複数の液体レンズ電圧パルスを出力し、前記複数の液体レンズ電圧パルスのそれぞれのパルス長が、パルス間隔より大きい請求項１４に記載の超音波鍼灸装置。
前記赤外線源が、発光ダイオードである請求項１４に記載の超音波鍼灸装置。
前記遠赤外線の波長範囲が、８～１４μｍである請求項１４に記載の超音波鍼灸装置。
遠赤外線を生成するための赤外線源と、
超音波を生成するために使用され、前記遠赤外線を通過させるための孔を設けた超音波源と、
前記超音波および前記遠赤外線を集束させるための液体レンズと、
前記超音波源に電気接続され、複数の超音波源電圧パルスを生成して、前記超音波源が生成した前記超音波の振動周波数、振動強度、およびパルス長を制御する超音波源コントローラと、
前記赤外線源に電気接続され、複数の赤外線源電圧パルスを生成して、前記赤外線源が生成した前記遠赤外線のエネルギーおよびパルス長を制御する赤外線源コントローラと、
前記液体レンズに電気接続され、複数の液体レンズ電圧パルスを生成して、前記液体レンズの焦点距離を制御することにより、前記超音波および前記遠赤外線を特定の位置に集束させる液体レンズコントローラと、
前記赤外線源コントローラ、前記超音波源コントローラ、および前記液体レンズコントローラに電気接続され、前記赤外線源コントローラに電圧を提供して前記赤外線源を制御し、前記超音波源コントローラに電圧を提供して前記超音波源を制御し、前記液体レンズコントローラに電圧を提供して前記液体レンズを制御するための電源と、
を含み、前記超音波源が前記超音波を放射した時、前記赤外線源が前記遠赤外線をオフにし、前記赤外線源が前記遠赤外線を放射した時、前記超音波源が前記超音波をオフにし、
前記超音波源コントローラが生成した前記複数の超音波源電圧パルスと前記液体レンズコントローラが生成した前記複数の液体レンズ電圧パルスが、互いに整列し、
前記赤外線源コントローラが生成した前記複数の赤外線源電圧パルスと前記液体レンズコントローラが生成した前記複数の液体レンズ電圧パルスが、互いに整列した超音波鍼灸装置。