JPH0586357U - 生体刺激装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 疼痛緩快用治療器としてだけでなく、生体内
に非侵襲にかつ特定部位に電気刺激ないし電気エネルギ
の供給を要する各種の治療や診断に活用可能で騒音少な
い生体刺激装置を提供すること。 【構成】 生体に音波エネルギや超音波エネルギを印加
する音波放射ユニットと、前記エネルギの生体内伝搬方
向にほぼ直交して交流または直流磁界エネルギを前記生
体に印加する磁力線放射ユニットとを備えた生体刺激装
置であって、前記音波放射ユニット1 として２個以上の
音波または超音波発信器8A,8B を設け、これら各発信器
の出力周波数をｆ0,ｆ1 と異ならせたものを用いた。 【効果】 生体内に２つ以上の超音波周波数のビート周
波数または超音波を低周波変調して得た所望の周波数に
よる振動を生体に付与することができ、生体内への音波
エネルギの浸透性、集中性を向上させることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は人間を含む動物生体の皮膚面上から生体に２以上の異なる周波数 の音波または超音波と磁力とを同時に作用させることで生体の特定の領域に電気 力を発生させ、主として神経細胞に対する電気刺激作用により神経細胞の伝導機 能を抑圧または亢進し、医療分野における除痛や神経系異常の診断に役立つ生体 刺激装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

音波または超音波と磁力とを合せ用いる生体刺激装置としては、例えば特開昭 ４７−４１０８４号公報に記載のものがある。

【０００３】 この従来技術は、電気刺激すべき生体の内部を通過する音波ビームを生じさせ るための振動子と、音波ビームの進行方向と直交する磁力線を作り出すための電 磁石とからなる人体その他の物体内部の任意の微小部分に誘導起電力を発生させ 、非破壊的に生体内部の微小部分を電流刺激する装置である。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前記した従来技術は、生体の特定部位に電気刺激を集中させることができるが 、生体に有効な刺激を与えるために必要な低周波振動を得る手段として単一の発 信器ではその周波数や波形の可変範囲も狭く、また周波数を変えることにより出 力振幅特性も大きく変化するため、治療効果が減少すると言う問題のほかに低周 波は耳に聴えるので八釜しいという問題が有る。

【０００５】 この考案は前記した問題点を除去するためになされたもので、生体に非侵襲な 装置であり、通電用表面電極を要せず、二つの超音波間のビート出力により生体 の深部に電気エネルギを効率よくしかも騒音なく静かに供給し、設計条件により 刺激部位を局在化し、さらに効果を強くすることも可能な装置であって、疼痛緩 快用治療器としてだけでなく、生体内に非侵襲にかつ特定部位に電気刺激ないし 電気エネルギの供給を要する各種の治療や診断に活用可能な生体刺激装置を提供 することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案の上記目的は生体に音波エネルギや超音波エネルギを印加する音波放 射ユニットと、前記エネルギの生体内伝搬方向にほぼ直交して交流または直流磁 界エネルギを前記生体に印加する磁力線放射ユニットとを備えた生体刺激装置を 構成するに当り、前記音波放射ユニットとして２個以上の音波または超音波発信 器を設け、これら各発信器の出力周波数を異ならせたものを用い、両出力周波数 のビート周波数を得ることで達成できる。

【０００７】

【作用】

異なる周波数の音波または超音波を発射する２個の音波放射ユニットから生体 の皮膚面を経て生体内部に向け個々に音波または超音波エネルギを放射するとと もに、双方の発射ユニットから同時に音波または超音波を発射することで両周波 のビート周波エネルギを放射しつつ前記エネルギの生体内伝搬方向に対しほぼ直 交する方向に磁力線放射ユニットから交流または直流磁界もしくは永久磁石によ る磁気エネルギを生体に印加することにより、生体の特定の領域に電気エネルギ すなわち電流を効率よく流すことができ、主として神経細胞に対する電気作用に より神経細胞の伝導機能を抑圧または亢進し、医療分野における除痛や神経細胞 の診断に役立たせることができる。

【０００８】 また二つの超音波信号のビートを利用することで、上記超音波は耳に不感のた め静かに使用できる。

【０００９】

【実施例】

この考案の構成を図１について先ず説明すると、この考案の基本的な構成要素 は磁界成分を発生するコ字形の磁気コア4 、コイル5 および直流または交流電源 6 とからなる磁力線放射ユニット2 と、超音波成分を発生し前記コア4 の対向部 間に音波を発射する音波（超音波）発振子7 、筐体9 および二つの異なる周波数 ｆ1,ｆ0 で発振する発振器8A,8B などからなるビート音波放射ユニット1 とから なり、前記コア4 の対向部内に配置した幅ｄ（ｍ）の導電物質10は磁束の方向お よび超音波伝搬方向の各方向に対して直角方向に電圧を発生することになる。

【００１０】 いまここで磁束密度をＢ（テスラ）、導電物質の振動振幅ＳをＳ＝Ｓｏ・ＥＸ ・(jωt)（ｍ）とするとファラデの電磁誘導の法則により発生電圧Ｅ（ボルト） はＥ＝Ｂ・ｄ・Ｓｏ・εｘ・(jωt)となる。

【００１１】 ここでωは超音波振動子7 の角周波数（ラジアン／秒）である。

【００１２】 一方人体を電気的導電媒体として考えた場合、人体の主要部は殆んどイオン化 した半導電性物質であり、生体内部に磁界および超音波振動を互にある一定の方 向に印加すると、上記の法則に従って局部的に電圧が誘起し、その結果生体内に 電流を流すことができる。

【００１３】 なお直流磁界すなわち非交番磁界の発生源として永久磁石を用いた磁力線放射 ユニット1 を用いてもよい。

【００１４】 図２は図１と同様の原理に基く装置を生体ａに装着した実施例である。音波（ 超音波）発振子7 から発生するｆ0 ±ｆ1 なるビート音波または超音波エネルギ は生体内部の特定個所11に集中する。

【００１５】 この超音波のビート成分の伝搬方向に対して直交する方向に磁性コア4 から発 生した磁界成分の存在で電流がエネルギの集中する特定個所11の近傍を流れる。

【００１６】 この誘導電流は磁界が直流の場合は周波数成分は印加した超音波のビート周波 数すなわちｆ0 ±ｆ1 に等しくなるが、交流の場合は図１、図２に示す例のよう に超音波ビート周波数Ｆをｆ0 ±ｆ1 、磁界周波数をｆ2 とすると、Ｆ±ｆ2 と いうヘテロダイン方式による周波数となり、両者のまたは三者三つ巴の周波数成 分の和または差の周波数すなわちビート周波数となって現われる。

【００１７】 したがって例えば二つの超音波周波数をそれぞれ20.0ＫＨz 、19.6ＫＨz とし たときこれら２周波のビート周波数の下側はＦ＝ 400Ｈz となり、磁界周波数を 500Ｈz とすると差周波数は 100Ｈz の総合ビート周波数による低周波電流を生 体内に誘導する。

【００１８】 神経系または筋組織の電気的刺激を意図するときは数＋Ｈz から数百Ｈz の低 周波刺激が効果的であるので、このようにヘテロダイン方式で周波数差を利用す ることがエネルギの浸透性と集中性を高める上で、直接低周波電流を生体に非侵 襲に印加する方法に比べてより効果的であり、しかも超音波は耳に不感であるか ら静かに利用できる。

【００１９】 なおこの考案の他の実施例としては図３に示すように、音波（超音波）発振器 7 、パルス磁界発振器などの磁力線放射ユニット2 、下肢部における誘発電位検 知器3 をそれぞれ図示の通り配置する。

【００２０】 すなわち二つの超音波発振器から得た 3〜 600Ｈz のビート音波放射ユニット 1 を生体ａの後頭部に配置し、パルス磁界発生器などの磁力線放射ユニット2 を 側頭部に位置して頭骸内部に局部的に電流を印加し神経系の伝導状態を観測する ことができる。

【００２１】 図４はソレノイドコイル内に生体が入るようにした装置であって、コイル内の 一様で強い磁場を利用することができる。

【００２２】 図５は柱状ソレノイドコイル5 を用いかつ直流磁界を利用した例であり、この 例でも周波数成分ｆ0,ｆ1 を有する２つの超音波発振器8A,8B を用いたり、また は低周波発振器 8ａの低周波信号で超音波発振器 8ｂの超音波成分を変調する装 置を用いた例で、生体ａの非直線効果を利用し直流磁界発生装置と組合せること で生体内にＦ＝ｆ0 ±ｆ1 なるビート低周波電流を流すことを目的としている。

【００２３】 同じ目的のために周波数ｆ1 なる超音波信号波形を周波数ｆ0 の低周波で変調 したバースト波形でも良い。

【００２４】 なお、図３から図５までの実施例において前記実施例と同一符号部分はいずれ についても同効部分を示す。

【００２５】 超音波発生装置から生体へ超音波エネルギを効率よく伝達させるために、生体 の一部または全部を水または他の液体に浸す方法も採用できる。

【００２６】

【考案の効果】

この考案の生体内電気刺激装置は以上のように構成したので、以下に示す効果 を奏する。 ビート源となる二つの超音波周波数を例えばｆ1 ＝20.0ＫＨz 、ｆ0 ＝19.9Ｋ Ｈz とすると差周波数は 0.1ＫＨz すなわち 100Ｈz または39.9ＫＨz のビート 周波数による低周波または超音波電流を生体内に誘導する。

【００２７】 神経系または筋組織の電気的刺激を意図するときは数＋Ｈz から数百Ｈz の低 周波刺激が効果的とされるので、このようにヘテロダイン方式で周波数差つまり Ｆ＝ｆ1 −ｆ0 を利用することが音波または超音波エネルギの生体への浸透性と 集中性を高める上で、直接低周波電流を生体に非侵襲に印加する方法に比べてよ り効果的であり、しかも超音波は耳に不感であるから、周囲に騒音を生じること なく静かに実施できるという格別な効果も有る。

【００２８】 さらに磁力線放射ユニットに永久磁石を用いれば上記磁力線放射ユニット自体 が大幅に簡素化でき、小型軽量かつ安価に実施できる。

【００２９】 加えて、磁力線放射ユニット1 に永久磁石等の非交番磁界発生源を用いても生 体内に２つ以上の超音波周波数のビート周波数または超音波を低周波変調して得 た所望の周波数による振動を生体に付与することができ、生体内への音波エネル ギの浸透性、集中性を向上させることができるといった多くの効果が有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る装置の基本構成図

【図２】本考案に係る装置の生体への適用例を示す構成
図

【図３】本考案に係る装置の人体頭部への適用例を示す
略図

【図４】本考案の他の実施例を示す構成略図

【図５】本考案のさらに他の実施例を示す構成略図

【符号の説明】

1 超音波発射ユニット 2 磁力線放射ユニット 8A,8B 音波または超音波発信器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体に音波エネルギや超音波エネルギを
   印加する音波放射ユニットと、前記エネルギの生体内伝
   搬方向にほぼ直交して交流または直流磁界エネルギを前
   記生体に印加する磁力線放射ユニットとを備えた生体刺
   激装置において、前記音波放射ユニット1 として２個以
   上の音波または超音波発信器8A,8B を設け、これら各発
   信器の出力周波数差を 3〜 600Ｈz 異ならせたものを用
   いてなる生体刺激装置。