JPH0898863A - 超音波治療システム - Google Patents

超音波治療システム

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JPH0898863A
JPH0898863A JP7107400A JP10740095A JPH0898863A JP H0898863 A JPH0898863 A JP H0898863A JP 7107400 A JP7107400 A JP 7107400A JP 10740095 A JP10740095 A JP 10740095A JP H0898863 A JPH0898863 A JP H0898863A
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JP
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transducer
energy
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Application number
JP7107400A
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English (en)
Inventor
Michael John Radley Young
マイケル・ジョン・ラドリー・ヤング
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Orthosonics Ltd
Original Assignee
Orthosonics Ltd
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Publication date
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00—Ultrasound therapy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00137—Details of operation mode
    • A61B2017/00154—Details of operation mode pulsed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00—Ultrasound therapy
    • A61N2007/0078—Ultrasound therapy with multiple treatment transducers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00—Ultrasound therapy
    • A61N7/02—Localised ultrasound hyperthermia

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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
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  • Percussion Or Vibration Massage (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、治療される身体に取付けられ、複
数回の治療の期間中にそこに固定されることができ、予
め定められた間隔で動作される超音波治療装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 人体の一部に固定されて使用されるように構
成されたフレキシブルな基体材料11を備え、この基体材
料11は、２以上の圧電振動子素子Ａ〜Ｄを間隔を有して
アレイの形で設けられている内側部表面と、実質的に人
体と同じ音響インピーダンスを有し、身体に直接適用す
るために各圧電振動子素子に接着されたインピーダンス
整合層14と、各圧電振動子素子Ａ〜Ｄを個々に励起させ
て超音波の放射がインピーダンス整合層を介して身体を
通過するように他の素子と分離されて各圧電振動子素子
Ａ〜Ｄに個別に結合されたフレキシブルな導体22, 23と
を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波振動を使用した
治療システムに関し、特に、治療される人体に取付ける
ことができ、望ましいまたは必要とされるならば、数回
の治療の期間中にそこに取付けたままでいられるような
システムに関するが、それに限定されるものではない。
【０００２】
【従来の技術】低い周波数の超音波振動によって体内の
組織を治療することは本出願人の国際特許出願PCT/GB93
/00374から既に知られている。この出願において、振動
は、治療される場所の周囲およびそこを横切るように移
動される治療ヘッドを通して適用される。ヘッドが移動
しない場合には、ヘッドが固定されている点の組織にお
いて熱が発生される。従って、前記国際特許出願に説明
された装置を使用するには、使用者にある程度の技術が
必要とされ、また、治療期間中には継続して注意を払わ
なければならない。
【０００３】低周波数の超音波振動を使用した治療で効
果があるのは、筋肉の痙攣、皮膚の潰瘍、捻挫、血腫等
である。特に問題であるのは足の静脈瘤性潰瘍であり、
それには数ヵ月または数年にも及ぶ期間に渡って治療す
る必要がある。そのような状態が頻繁に起こるとする
と、治療を施す熟達したスタッフを常に供給することは
不可能であり、患者は苦しむことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、治療
される身体に取付けられ、数回または多数回の治療の期
間中にそこに固定されることができ、予め定められた間
隔で動作される治療装置を提供することである。一度、
装置が取付けられると、それは複数の連続的な超音波パ
ルスで治療される場所を自動的に走査し、それによって
単一の位置におけるデューティサイクルをかなり減少
し、また、身体を局部的に加熱することを避け、従っ
て、患者の患部に定在波状態を発生させずに望ましい治
療をより広範囲に電圧的に分配することができる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の好ましい実施例
は、単一の装置において間隔を隔てられて設置された複
数の超音波圧電振動子を設けることによってこの目的を
達成し、この装置は連続的または断続的な励振を可能に
するように患者の患部に固定または巻付けられ、それに
よって患者の患部は異なる位置から刺激されることがで
き、その結果、超音波エネルギは連続波のベースで一点
だけから身体に入ることはない。各振動子が人間の柔ら
かい組織の音響インピーダンスと実質的に整合する音響
インピーダンスを有する材料のボディを介して超音波エ
ネルギを送出することが好ましく、それによって、整合
しない音響インピーダンスが患者の身体へ進入するのを
を防ぎ、または最小にする。最終的に、患者は移動式ア
プリケータによる治療に関して利益を得ることができ、
また、間隔を隔てられた複数の振動子の１つだけがその
他の振動子から物理的に移動するということはない。
【０００６】本発明の第１の見地によって超音波治療装
置が提供され、それは、人体の一部に固定されて使用さ
れるように構成されたフレキシブルな基体材料を具備
し、前記基体材料は、２以上の圧電振動子素子を間隔を
有して配置されたアレイの形で有する内部表面と、実質
的に人体と同じ音響インピーダンスを有し、身体に直接
適用するために前記各素子に接着されたインピーダンス
整合層と、前記素子を個々に励起させ、それによって超
音波の放射が前記インピーダンス整合層を介して身体を
通過するようにその他の素子と分離して前記各素子に個
々に結合されたフレキシブルな導体手段とを有すること
を特徴とする。
【０００７】装置は、予め定められたシーケンスで前記
振動子素子を個別に励振させるためのフレキシブルなリ
ード線を有している電気信号発生器を具備していること
が好ましく、前記発生器手段は、２０乃至１２０ｋＨｚ
の範囲内の周波数で、および、所定の時間間隔で身体に
送出されたエネルギが３０乃至１００ミリワット／ｃｍ
2 の範囲内に適合されるようなレベルで出力を生成す
る。
【０００８】本発明の第２の見地によって超音波治療シ
ステムの素子のキットが提供され、前記キットは、
（ａ）それぞれ外部表面および内部表面を有する複数の
同様の圧電振動子素子であって、内部表面に接着された
もしくは接着可能な支持体部材と、前記外部表面に接着
されたもしくは接着可能であり、人体の表面部分に直接
適合できるように構成されたインピーダンス整合材料の
層とを有し、前記インピーダンス整合層のインピーダン
スは実質的に人間の組織のインピーダンスと同じである
ような複数の同一の圧電振動子素子と、（ｂ）前記振動
子素子を予め定められた数およびシーケンスで別個に励
振させ、また、２０乃至１２０ｋＨｚの範囲内の周波数
で、および、所定の時間間隔で身体に送出されるエネル
ギが３０乃至１００ミリワット／ｃｍ2 の範囲内になる
ようなレベルで出力を生成する電気信号発生器とを具備
している。
【０００９】
【実施例】図１において、本発明の好ましい実施例が細
長い包帯10の形態で示されており、そこにおいて、包帯
10は、例えば、いわゆるエース(ace) 包帯に使用される
ような通常の包帯材料のベース11を有し、また、包帯10
のそれぞれの端部において、取外しおよび結合可能なフ
ック・ループパッチ12,13 等の手段を有し、それによっ
て、患者の患部の周囲に取付けるための引張りの強度を
選択することができる。柔らかい人体組織の音響インピ
ーダンスに近いまたは実質的に整合する音響インピーダ
ンスを有するプラスチック材料の細長いフレキシブルな
ストリップ14は、包帯材料11の下面に設けられ、複数の
同一の圧電振動子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅはストリップ14上
で長手方向に間隔を隔てられて位置している。各振動子
素子は、包帯材料と、プラスチックのインピーダンス整
合ストリップ14の隣接する表面との間に設けられ、それ
によって、ストリップ14の反対側の表面は、患者の治療
される皮下領域の近くまたは隣接した組織（皮膚）に適
用および固定することができることが図２から理解され
る。ストリップ14の材料はアセタール、ポリプロピレ
ン、ポリカーボネート、または適切な樹脂マトリックス
にカーボンまたはグラスファイバ素子を使用して補強し
た積層体であることが好ましい。
【００１０】特に、各振動子素子は、別個の圧電層15,1
6 が中央の導電プレート17に接着され、外部の導電性の
箔電極18,19 が圧電層15,16 のそれぞれの外部表面を覆
っているサンドイッチ構造を具備している。支持体素子
20は、（箔18で）圧電層15に接着され、圧電層16の残り
の表面または有効表面は（箔19で）プラスチックのスト
リップ14に接着されている。ガスまたは空気で膨脹され
た弾性発泡体等の、音響圧力解放材料の保護ジャケット
または被覆21は、支持体素子20を覆い、また、それは、
プラスチックストリップ14およびそれの皮膚との直接の
接触を通して患者に音響で結合されるように適合された
各振動子の、有効表面以外の全ての面も覆うことが好ま
しい。
【００１１】さらに、図１において、それぞれの振動子
素子の全ての第１の箔電極18への個々のリード線（まと
めて22で示されている）と、全ての第２の箔電極19への
個々のリード線（まとめて23で示されている）とが設け
られている。全ての導電プレート17への接地接続は特に
図示されていないが、電気コンミュテータ手段25の出力
への単一のフレキシブルケーブル24の各導体によってそ
れぞれの振動子素子が駆動される。そのようなリード線
の全ては、印刷回路技術を使用して、インピーダンス整
合プラスチックストリップ14の内部表面上に金属被覆す
ることによって設けられる。
【００１２】図示されているように、適切な電力供給手
段27によって供給された発振器手段26は、その振動のそ
れぞれは同一であるが、個々に特徴付けられたパルス変
調器28へ所定の低周波数の超音波周波数の別々の出力を
供給し、それらのそれぞれは、図１に各変調器28につい
て挿入された表記によって示唆されているように、別個
の励振をコンミュテータ手段を介して各振動子素子に供
給することが理解されるであろう。
【００１３】特に、図１および２に関連してその特徴が
説明されている８個の振動子素子（Ａ、Ｂ、Ｃ…Ｈ）の
アレイの転流周期プログラムが図５の（ａ）において示
されている。図５の（ａ）によると、各パルス変調器28
は、パルス変調の同一の包絡線を発振器手段26からの低
周波数の超音波の出力に対して個々に供給するが、変調
器28のそれぞれの出力は、それぞれの振動子に予め定め
られた時間シーケンス内にある。すなわち、図５の
（ａ）において、パルス変調の第１の周期は、振動子Ａ
だけの超音波励振のバースト（Ａ１）で始まり、次に、
同じ第１の周期において振動子Ｂだけの超音波励振の同
一のバースト（Ｂ１）が生じる。各パルス変調器28とそ
れに対応する振動子に対して同じ第１の周期は段階を有
するシーケンスで続行し、最後の振動子（Ｈ）の超音波
の励振の最後のバーストが終わって周期が完了したとき
に、次の周期が第１の振動子ＡのバーストＡ２で開始す
る。
【００１４】再び図１に関して、オプションにおいてシ
ーケンスの選択があることが29において示されており、
それによって、パルス変調器28の各出力によって振動子
の励振のシーケンスを選択的に変えることができる。従
って、例えば、29における選択（図５の（ａ）に関連し
て説明された通常のシーケンスのパターン以外の選択）
に応じて、バーストＡ１は振動子Ａの励振で異なる周期
プログラムを開始し、同様に、次に振動子Ｄの励振のた
めに接続されたバーストＢ１が生じ、その後、すぐに振
動子Ｂに与えられるバーストＣ１が続き、３つの振動子
の交互に起こる前半のパターンと２つの振動子の後半の
パターンが挿入するように組合わされ、それによって８
個の振動子をＡ、Ｄ、Ｂ、Ｅ、Ｃ、Ｆ、Ｄ、Ｇ、Ｅ、
Ｈ、Ｆ、Ａ、Ｇ、Ｂ、Ｈ、Ｃの順序で動作させるシーケ
ンスが生じ、そこの点において、第２の同じ周期が励振
Ａ、Ｄで開始する。
【００１５】図５の（ｂ）は、振動子Ａ、Ｂ…Ｈからの
超音波エネルギのバーストを連続して発生させるという
29におけるシーケンスの選択を示しており、そこにおい
て、全てのバーストは図５の（ａ）のバーストの２倍の
継続期間を有し、また、バーストはオーバーラップする
ため、２つの異なった振動子は常に振動して放射してい
ることになる。すなわち、第１のバースト２Ａ１は、図
１のパルス変調器Ａ´の場合の２倍の長さのパルス変調
包絡線の後半の半分であり、バースト２Ａ１のこの後半
の半分は、パルス変調器Ｂ´によるバースト２Ｂ１の前
半の半分と一致する。従って、振動子Ａ、Ｂ…Ｈが継続
的にオーバーラップして駆動される場合、患部領域にお
ける組織は治療超音波エネルギの移動を“滑らか”なも
のと見なし、２個の振動子は周期において所定の時間間
隔で励起される。また、振動子の励振は、連続して隣接
する振動子の継続するオーバーラップの一部である必要
はないことは言うまでもない。従って、例えば、29にお
いて８個の振動子を動作させるシーケンスを後述のよう
にする場合、つまり、ＡにはＥを、ＥにはＢを、Ｂには
Ｆを、ＦにはＣを、ＣにはＧを、ＧにはＤを、ＤにはＨ
を、ＨにはＡを重ねて周期を完了させる場合、図５の
（ｂ）のパターンが適用される。
【００１６】さらに、シーケンス選択手段29において選
択可能である、図５の（ｃ）に示されている別のプログ
ラムにおいて、パルス変調の２つの周期が図５の（ａ）
および（ｂ）で説明されたものと同じ周期期間で同じ長
さの超音波エネルギのバーストを発生させること以外
は、パルス変調されたバーストは図５の（ａ）において
示されているものと同じである。この状況は、前半の２
重周期における表示Ａ11およびＡ12によって認識され、
次に、後半の２重周期においてＡ21およびＡ22（グラフ
のスペースが許す限り）が来る。
【００１７】図６および７の実施例において、２つの長
手方向に連続している振動子素子の列Ａ1 、Ａ2 …Ａn
およびＢ1 、Ｂ2 …Ｂn は、包帯材料のベース30と単一
のプラスチックストリップ31との間で、横方向に間隔を
隔てたアレイで設けられている。各振動子素子は、その
上部表面に第１の箔電極33を、その下部表面に第２の箔
電極34を有するＰＺＴ等の圧電材料の単一の層32を具備
している。支持プレート35と箔電極33は圧電層32の上部
表面に接着されており、箔電極34は、圧電層32の下部表
面と共にストリップ31に接着されている。図７の36にお
いて示されているように、ストリップ31の上部表面が金
属被覆されていると特に有用であり、この金属被覆され
た表面は、全ての振動子素子のためのアース（すなわち
接地）端子として役立ち、これらは図６および７の37に
おいて接地を象徴する記号で示されている。図６におい
て仮想輪郭線38で示されているような別個の絶縁材料の
細長いフレキシブルな基体はストリップ31に接着され、
それによって、印刷回路は電気的に駆動される上部箔電
極33にリード線によって接続される。選択的に、ストリ
ップ31の金属被覆層36は、全ての振動子の下部の箔電極
として機能するように、また、仮想線38に相当する空間
をそれらの間に残すように環状または蹄鉄形のものに限
定され、その場合、印刷回路のリード線接続は前記環状
または蹄鉄形の形状内に収容され、それによって基体の
別個の積層体は必要とされず、それは地電位からの絶縁
を確実にするためだけに使用される。
【００１８】予め定められたシーケンスのパターンに応
じた信号電圧の供給が図６において示されており、それ
は、増幅器41および整合回路42を含み、発振器へのフィ
ードバックリターン接続43を有する位相ロックループに
おける発振器40に依存する。基本的な制御は、発振器40
と、コンミュテータ手段46を動作させるためにシーケン
ス選択するデジタル手段45とに接続されたマイクロプロ
セッサ44を介して行われる。転流切換え動作は符号46で
示された半導体リレーを介して行われ、それによって、
位相ロックループの出力をフレキシブルケーブル47,48
を介して予め選択された連続した振動子Ａ1 、Ａ2 …Ａ
n およびＢ1 、Ｂ2 …Ｂn に導くのに役立つ。図５の
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に関連して説明された種々の励
振のパターンは、図６および７の装置で達成できる変化
に等しく適用することができ、もちろん、より広い波幅
の励振のパターンが、平行に間隔を隔てた振動子のアレ
イＡ1 、Ａ2 …Ａn およびＢ1 、Ｂ2 …Ｂn によって達
成される。
【００１９】図８は、図７のインピーダンス整合ストリ
ップ31の変形を示しており、そこにおいて各振動子はス
トリップ31' に設置されており、下部（皮膚接触）表面
は球もしくは円筒のいずれかを切断した凸形の膨み50の
外形を有しており、それによって、組織との局部的な接
触において超音波エネルギが効果的に移動する可能性を
高めるだけでなく、患者の身体の患部にそのようなエネ
ルギが広く拡散して伝播するようになる。
【００２０】本発明は、特に巻き包帯形の実施例に関し
て詳細に説明されてきたが、種々の実施例が考えられ
る。例えば、図３に示されている基本的な振動子素子35
は、それ自体で別個の製品として、もしくは、専門的な
セラピストが各患者の問題によって異なる特別な目的に
使用するためにそのキットと共に多重素子システムを設
計することができるように結合した状態で市場に出すこ
とができる。そのようなキットは、図３のような複数の
振動子素子と、１以上のシートもしくは予め切断された
形状のインピーダンス整合プラスチック材料14とを具備
し、それは、図１に示されている電子励振装置に包帯、
テープ、接着剤、およびワイヤ接合で接続させる等の、
１以上の特定の目的に役立つ。特に、例えば、図３の素
子35に関して、振動子の有効表面36は、インピーダンス
整合ストリップ14またはそのような材料の別の形状のも
のに直接組立てるために、剥離解放ストリップ37によっ
て保護されている適切な接着剤で予め被覆されている。
図３において、音圧解放材料の被覆21' の周縁フランジ
38は、振動子素子の有効表面36以外の全てを収容し、フ
ランジ38は、インピーダンス整合ストリップまたは層14
の所定の選択された地域における振動子の位置をより確
実にするために感圧性の接着剤で予め被覆される。図３
の説明の締括りとして、振動子の励振電極および接地プ
レート17に接続するために、３本の別個の絶縁されたリ
ード線が圧力解放被覆21' から導出されている。類推に
よって、図６のシステムの個々の振動子素子は、図３の
それと同じ外観を有しているが、１つのまたはせいぜい
２つのリード線が必要とされる点で異なっており、それ
は、素子と共に使用されるインピーダンス整合材料が、
図６および７に関連して説明されている接地の目的を達
成するために導電的に被覆されているか否かに依存して
いる。
【００２１】図９において、インピーダンス整合プラス
チック材料53のフレキシブルな地域の形態は、図１の実
施例のものを２次元にしたものである。図９において、
材料53はほぼ円形であり、それは患者の身体の選択され
た部分への取付けを維持するように接着テープまたは包
帯材料54に設けられたパッチの性質を有している。図示
されている２次元アレイの振動子素子55は、図３の35の
ように、有効表面36が材料53に接着されている装置にお
いて、材料53とテープまたは包帯材料54との間で分布さ
れている。
【００２２】圧電層が単一または２重のサンドイッチ構
造において振動子は長方形の外形で表されているが、図
１または８の励振／駆動装置と共に使用される基本的な
振動子は、圧電層が単一または２重の円形のディスクの
形状であってもよく、従って、図１０の装置において
は、インピーダンス整合材料53に接着された有効表面を
それぞれ有する円形ディスク振動子素子56のアレイが材
料53とテープまたは包帯材料54との間で分布されてい
る。
【００２３】開示された本発明の全ての実施例におい
て、超音波励振の低周波数は２０ｋＨｚ乃至１２０ｋＨ
ｚの範囲にあり、好ましい状態は約４５ｋＨｚプラスマ
イナス５ｋＨｚの範囲である。所定の時間間隔で、患者
の身体に与えられたエネルギのレベルは３０乃至１００
ミリワット／ｃｍ2 の範囲内でなければならず、好まし
くは約７５ミリワット／ｃｍ2 である。パルスの包絡線
は、体内に定在波状態が設定されることを避けるため
に、各パルスを伝達するには十分に短くなければならな
い（１０秒以下）。人間の組織の音響インピーダンス、
すなわち、１．６５×１０6 ｋｇｍ-2ｓｅｃ-1に音響イ
ンピーダンス整合するための許容可能な方法は、14にア
セタール材料を使用することによって行うことができ、
その場合、そのような材料の音響インピーダンスは１．
８６×１０6 ｋｇｍ-2ｓｅｃ-1である。すなわち、現在
好まれているような人間の体内組織とのインピーダンス
整合は、人間の体内組織の音響インピーダンスの１乃至
１．２倍の範囲内にある。
【００２４】今まで、本発明は、個々の振動子素子の有
効表面よりも実質的に大きいインピーダンス整合材料の
地域（例えば、14,31,53等）について説明されてきた
が、各振動子素子はそれ自体の有効表面に完全に接着さ
れて組立てられ、また、図８の素子ユニット50の場合の
ように、実質的に整合地域に接着されていることもあ
る。また、細長いストリップ（14,31 ）またはパッチ
（53）は、それに設けられた各振動子素子の近隣に予め
付加的な厚さを有して形成され、また、層（31' ）の表
面は、人体の皮膚へ適用される場所である50において膨
みを有してまたは球状に形成され、従って、一定の場合
において、患者の身体への音波結合の効率が増加され
る。
【００２５】図１および８のような多重素子のアレイを
動作する正確なメカニズムは現在では完全には理解され
ていないが、同じインピーダンス整合ストリップ14（ま
たは30）に接着された２つの隣り合って間隔を隔てられ
た振動子素子（図１のＡ、Ｂ；図６のＡ1 、Ａ2 または
図６のＡ1 、Ｂ1 ）が同位相の関係において励起された
場合、それはストリップ14（または30）におけるたわみ
波の発生を励起させ、それによって、体内の組織へ移動
するエネルギが、装置に含まれている隣り合った振動子
素子の間で大きな振幅となる可能性がある。この可能性
は、振動子が図１１の隣接した振動子60,61,62のような
場合、図１２の波形図に示されているようになり、そこ
において、インピーダンス整合ストリップ63は、少なく
とも１つが前述の印刷回路導体を有する積層体64,65 で
一体化され、また、単一のストリップを積層して一体化
することによって、積層された境界面内で導体を保護す
ることができる。発泡させたエラストマー等の圧力解放
材料の層67は、全ての振動子の裏側および隣接した個々
の振動子素子の間の地域におけるストリップ14の裏側を
覆う。
【００２６】図１１および１２は、振動子素子の中心−
中心間が同じ寸法で示されており、それによって、例え
ば、個々の振動子の出力のそれぞれの軸 60',61',62'の
間の間隔Ｘが、合体した積層体64,65 にトラバースして
伝播する波長の整数倍である場合に、身体への主要なエ
ネルギの移動は軸 60',61',62'の間の中間の領域66にお
いて行われることが示されている。
【００２７】説明されたいずれの実施例においても、振
動子素子の形状および形式は重要な要素ではない。しか
しながら、図１および８のような包帯形の種類の装置に
おいて、巻きのフレキシビリティのために、および患部
の周囲に間隔を隔てた身体上の位置に送出された超音波
エネルギの結合を確実にするために、全体の幅の寸法は
制限される。従って、包帯全体の幅は、３．８乃至６．
４センチメートル（１．５乃至２．５インチ）の範囲内
であることが好ましく、そのような場合において、（例
えば図１０の56のような）円形の圧電素子が図１のよう
に配置されたならば、その直径は２．５センチメートル
（１インチ）またはそれ以下であり、図６のように配置
されたならば、そのような円形の素子の直径は１．３セ
ンチメートル（１／２インチ）またはそれ以上である。
同様に、圧電素子が長方形もしくは正方形である場合、
図１のアレイは例えば１．３×２．５センチメートル
（０．５×１インチ）または一辺が２．５センチメート
ル（１インチ）の正方形においては、その素子の長手の
寸法は２．５センチメートル（１インチ）またはそれ以
下であり、図６のアレイにおいては、振動子素子は１．
３×１．３センチメートル（０．５×０．５インチ）ま
たはそれ以上である。
【図面の簡単な説明】
【図１】患者の手足またはその他の患部の周囲に適用で
きるように構成された本発明の１実施例の細長い包帯の
有効な下面または内側の簡略化された平面図。
【図２】図１の線２−２で切断された振動子素子の拡大
断面図。
【図３】図１の包帯の実施例の振動子の１つである単一
の振動子素子の斜視図。
【図４】完成された図１の包帯が人間の手足の周囲に巻
かれて環状になっている簡単化された側面図。
【図５】振動子の励振の第１、第２、第３の時間シーケ
ンスを示す単一の時間周期の簡単化されたタイミング
図。
【図６】図１に類似した本発明の別の実施例の概略図。
【図７】図２のものに類似しており、図６の振動子素子
として適用可能な振動子素子の部分断面図。
【図８】図７の素子を変形した振動子素子の側面図。
【図９】本発明による別の多重素子振動子装置の有効な
下面すなわち内側面図。
【図１０】図７の多重素子振動子装置の有効な下面すな
わち内側の変形図。
【図１１】身体に直接適用される２層の積層体に設けら
れた３つの連続した振動子素子の簡単化された側面図。
【図１２】図１１の長手方向の寸法に関連した横断波形
を示すグラフ図。

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 人体の一部に固定されて使用されるよう
    に構成されたフレキシブルな基体材料を具備し、前記基
    体材料は、２以上の圧電振動子素子を間隔を有してアレ
    イの形で設けられている内部表面と、実質的に人体と同
    じ音響インピーダンスを有し、身体に直接適用するため
    に前記各素子に接着されたインピーダンス整合層と、前
    記圧電振動子素子を個々に励起させて超音波の放射が前
    記インピーダンス整合層を介して身体を通過するように
    他の圧電振動子素子と分離されて前記各圧電振動子素子
    に個別に結合されたフレキシブルな導体手段とを有する
    ことを特徴とする超音波治療装置。
  2. 【請求項２】 前記インピーダンス整合層は細長いスト
    リップであり、前記圧電素子は前記ストリップに沿って
    間隔を有して配置されたアレイとして設置されているこ
    とを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記アレイは１次元のアレイであり、前
    記素子は、長手方向に間隔を有して配置されている請求
    項２記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記アレイは２次元のアレイであり、前
    記素子は、長手方向および横方向に間隔を有して配置さ
    れたアレイとして設置されていることを特徴とする請求
    項２記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記インピーダンス整合層は、各圧電素
    子と協同する別個に組立てられた素子であることを特徴
    とする請求項１記載の装置。
  6. 【請求項６】 導体手段は、少なくとも部分的に、前記
    インピーダンス整合層によって保持された印刷回路を具
    備していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
    １項記載の装置。
  7. 【請求項７】 各圧電振動子素子は長方形であり、長方
    形の支持体部材を含んでいることを特徴とする請求項１
    乃至６のいずれか１項記載の装置。
  8. 【請求項８】 各圧電振動子素子は円形であり、円形の
    支持体部材を含んでいることを特徴とする請求項１乃至
    ６のいずれか１項記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記インピーダンス整合層は細長いスト
    リップであり、前記２次元のアレイは、長手方向および
    横方向に間隔を隔てられて細長いストリップ上に設置さ
    れた振動子素子の第１および第２の列を具備しているこ
    とを特徴とする請求項３または４のいずれか１項記載の
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記インピーダンス整合層はほぼ円形
    であり、前記２次元のアレイは前記インピーダンス整合
    層の周囲内で角度間隔を有して分配された振動子素子を
    具備していることを特徴とする請求項４記載の装置。
  11. 【請求項１１】 インピーダンス整合層は、インピーダ
    ンス整合材料の２つの積層体によって構成されており、
    前記印刷回路は、前記積層体の１つの内側表面上に設け
    られ、それによって実質的に一体化された積層体間に収
    容されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいず
    れか１項記載の装置。
  12. 【請求項１２】 圧力解放層は各振動子素子の少なくと
    も後側を覆い、また、隣接した振動子素子の間の間隔に
    おける前記インピーダンス整合層の後側も選択的に覆う
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載
    の装置。
  13. 【請求項１３】 前記インピーダンス整合層は、各振動
    子素子に接着された平坦な表面を有し、反対側の放射す
    る表面は、個々の振動子素子に一致した凸形の外形をそ
    れぞれ有していることを特徴とする請求項１乃至１２の
    いずれか１項記載の装置。
  14. 【請求項１４】 少なくとも２つの隣接した振動子素子
    のための前記導体手段は、前記隣接した振動子素子を同
    時に励振するために接続されていることを特徴とする請
    求項１乃至１３のいずれか１項記載の装置。
  15. 【請求項１５】 予め定められたシーケンスで前記振動
    子素子を個別に励振させるためのフレキシブルなリード
    線を有し、２０乃至１２０ｋＨｚの範囲内の周波数で、
    および、所定の時間間隔で身体に送出されたエネルギが
    ３０乃至１００ミリワット／ｃｍ2 の範囲内に適合され
    るようなレベルで出力を生成する電気信号発生器を具備
    していることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか
    １項記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記出力の周波数は４５ｋＨｚプラス
    マイナス５ｋＨｚの範囲内にあることを特徴とする請求
    項１６記載の装置。
  17. 【請求項１７】 身体に送出される前記エネルギは７５
    ミリワット／ｃｍ2の領域内にあることを特徴とする請
    求項１５記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記エネルギの送出は、所定の時間に
    １つの振動子素子に送出されるディスクリートなバース
    トの形式で行われることを特徴とする請求項１５乃至１
    ７のいずれか１項記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記エネルギの前記振動子素子への送
    出は、１０秒以下のディスクリートなバーストの形式で
    行われ、それは１以上の別の振動子素子への類似したバ
    ーストと連続して交替することを特徴とする請求項１５
    乃至１７のいずれか１項記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記エネルギの送出は、少なくとも１
    つの別の振動子素子に所定の時間に送出されたバースト
    と同時にディスクリートなバーストが発生するという形
    式で行われ、前記素子は、前記アレイの隣接した素子で
    ある請求項１５乃至１７のいずれか１項記載の装置。
  21. 【請求項２１】 前記エネルギの送出において、１つの
    振動子素子に送出される単一のバーストはディスクリー
    トなバーストであり、その単一のバーストは、（ａ）第
    ２の振動子素子に送出される第２のバーストの一部分と
    同時に発生する単一のバーストの第１の予め定められた
    部分と、（ｂ）第３の振動子素子に送出される第３のバ
    ーストの一部分と同時に発生する前記単一のバーストの
    第２の予め定められた部分とを含んでいることを特徴と
    する請求項２０記載の装置。
  22. 【請求項２２】 （ａ）それぞれ外部表面および内部表
    面を有する複数の同様の圧電振動子素子であって、内部
    表面に接着されもしくは接着可能な支持体部材と、前記
    外部表面に接着されもしくは接着可能であり、生体の表
    面部分に直接適合できるように構成されたインピーダン
    ス整合材料の層とを有し、前記インピーダンス整合層の
    インピーダンスは実質的に生体の組織のインピーダンス
    と同じであるような複数の同一の圧電振動子素子と、
    （ｂ）前記振動子素子を予め定められた数およびシーケ
    ンスで別個に励振させ、また、２０乃至１２０ｋＨｚの
    範囲内の周波数で、および、所定の時間において身体に
    送出されるエネルギが３０乃至１００ミリワット／ｃｍ
    2 の範囲内になるようなレベルで出力を生成する電気信
    号発生器とを具備していることを特徴とする超音波治療
    システムの素子のキット。
  23. 【請求項２３】 直接かつ非侵入状態で生体の一部に超
    音波エネルギを放射する超音波治療装置の動作制御方法
    において、（ａ）複数の圧電振動子素子をインピーダン
    ス整合材料を介して生体の間隔を隔てた表面部分に活性
    エネルギを放射可能に配置し、前記インピーダンス整合
    材料は実質的に生体の組織のインピーダンスと同じイン
    ピーダンスを有するものを選択し、（ｂ）前記圧電振動
    子素子を別々に予め定められたシーケンスにしたがって
    連続的に励振し、その超音波励振周波数は２０乃至１２
    ０ｋＨｚの範囲内に選定し、所定の時間に生体に送出さ
    れるエネルギが３０乃至１００ミリワット／ｃｍ2 の範
    囲内になるようなレベルで励振することを特徴とする超
    音波治療装置の動作制御方法。
  24. 【請求項２４】 前記ステップ（ｂ）は、４５ｋＨｚプ
    ラスマイナス５ｋＨｚの範囲の周波数で行われる請求項
    ２３記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記ステップ（ｂ）において、前記エ
    ネルギが約７５ミリワット／ｃｍ2 で送出される請求項
    ２３または２４記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記ステップ（ｂ）は、所定の時間に
    １つの振動子素子がディスクリートなバーストの超音波
    エネルギを送出することによって行われる請求項２３乃
    至２５のいずれか１項記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記ステップ（ｂ）は、所定の時間に
    ２以上の振動子素子が同時のディスクリートなバースト
    の超音波エネルギを送出することによって行われる請求
    項２３乃至２５のいずれか１項記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記ステップ（ｂ）は、１つの振動子
    素子により送出される単一のバーストはディスクリート
    なバーストの超音波エネルギの送出によって行われ、そ
    の単一のバーストは、（ａ）第２の振動子素子により送
    出される第２のバーストの一部分と同時に発生する単一
    のバーストの第１の予め定められた部分と、（ｂ）第３
    の振動子素子により送出される第３のバーストの一部分
    と同時に発生する前記単一のバーストの第２の予め定め
    られた部分とを含んでいる請求項２３乃至２５のいずれ
    か１項記載の方法。
  29. 【請求項２９】 前記ステップ（ｂ）において、前記振
    動子素子の任意の１つによりエネルギが送出される時間
    は生体内における定在波状態を避けるように設定される
    請求項２３乃至２８のいずれか１項記載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記ステップ（ｂ）において、前記振
    動子素子の任意の１つが１０秒以下のディスクリートな
    バーストの超音波エネルギを送出し、実質上類似したバ
    ーストを１以上の他の振動子素子が順次交互に送出する
    請求項２３乃至２９のいずれか１項記載の方法。
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