KR100354160B1

KR100354160B1 - 골절치료용음향시스템

Info

Publication number: KR100354160B1
Application number: KR1019970704474A
Authority: KR
Inventors: 제이. 탤리쉬 로저; 피. 랴비 존; 에이. 윈더 앨런
Original assignee: 엑조겐 인코포레이티드
Priority date: 1994-12-30
Filing date: 1995-02-17
Publication date: 2003-01-30
Also published as: ES2154331T3; TW283087B; MX9704906A; AU1924495A; CN1123324C; WO1996020651A1; DE69519686T2; DE69519686D1; PT802770E; EP0802770A1; GR3035474T3; EP0802770A4; JPH08187265A; CA2206242C; CA2206242A1; ATE198133T1; NZ282199A; CN1171730A; AU702853B2; DK0802770T3

Abstract

골절 부위에 인접한 체조직 및/또는 체액에 펄스형 극초단파 음향 방사의 비침습적·경피적 전달을 위한 트랜스듀서는 트랜스듀서의 길이 응답 로브 내에 전파된 에너지의 일부가 약간 이격된 골절 벽간의 갭, 즉 공간에 부딪힐 때 "온 타겟(on target)" 상태가 된다. 극초단파 음향 방사는 도파관으로의 입사와 같은 "온 타겟" 특징을 보여, 이것에 의해 펄스형 극초단파 음향 방사는 균열 내로 안내된다. 이러한 음향 방사 펄스가 적어도 1/4 파장 길이(극초단파에서)의 갭에 부딪혔을 때, 정상파 상태는 자체적으로 확립되며, 극초단파 주파수가 이산되고, 골절 부위 내에서 치료상 이로운 저주파수 음향 상태를 확립하기 위해 복조되며, 가장 필요한 곳, 즉 골절된 골에 인접한 골편의 벽 영역 및 그 사이에서 동작한다.

Description

골절 치료용 음향 시스템{ACOUSTIC SYSTEM FOR BONE-FRACTURE THERAPY}

듀아르테(Duarte)에게 허여된 미국 특허 제4,530,360호에는 트랜스듀서를 통해 환자의 피부에 가해지는 펄스형 무선 주파수 초음파 신호를 사용하여, 치료되어야 할 골 손상 부위에 음향을 유도함으로써, 골절, 가관절(pseudarthroses) 등과 같은 골 손상을 치료하는 방법이 기재되어 있다. 듀아르테 특허의 교시는 외부의 전자장(electromagnetic field)을 이용하여 골 성장을 촉진하는 전류를 유도하거나, 또는 그러한 전류를 직접 발생시키는 대신에, 골이 압전성을 구비하고 있다라는 사실로부터 착안된 것이라고 말할 수 있다. 듀아르테 특허의 초음파가 갖는 기계적 에너지는 골 내에서 전류로 변환되고, 변환된 전류에 의해 치료가 촉진된다.

탤리쉬(Talish) 등에게 허여된 특허 제5,003,965호 및 제5,186,162호는, 펄스 발생 모듈과 전원을 국부 저전력 무선 주파수 발생기로부터 전기적으로 분리시킴으로써 환자 육체의 환부에 펄스형 극초단파 음향을 주기적으로 사용하는데 있어 높은 안정성이 부여된다라고 하는 특성을 제공하는 점에서 듀아르테 특허 기술보다진보한 것이다. 배터리로 동작되는 국부 무선 주파수 발생기는 소형 엔클로져(enclosure)에 내장되어 있으며, 또한 환자가 조작하여 이용하기 위한 압전성 트랜스듀서가 환자의 사지의 손상부를 고정 캐스트(fixation cast)로 고정하는 특별한 장착 부품에 탑재되어 있다. 트랜스듀서의 국부 고주파수 출력은 전원/펄스 발생 모듈과 소형 엔클로져(즉, 내부에 장착된 트랜스듀서) 사이의 광섬유 링크를 통해 펄스 변조가 행해진다.

듀아르테 특허의 펄스형 극초단파 음향 치료의 골형성(osteogenic) 특성은 다른 것들에 의해 확인되고 왔지만, 대부분 이러한 다른 것들은 공지된 골절 위치에 관하여 어떻게 그리고 어디에 이 음향 치료를 실시할 것인가에 대해 구체적으로 시사하고 있지 못하다라고 말할 수 있다. 적어도, 두 명의 의사(H. -G. Knoch and W. Klug, "Stimulation of Fracture Healing with Ultrasound, Springer-Verlag, Berlin, Heigdelberg 1990(transkation))는 음향 신호의 방향 축은 골에 대하여 수직으로, 골절부로부터 종방향으로 거의 2인치 어긋난 위치에 위치되어야 한다라고 구체적인 시사를 하고 있다. 크노치/클러그(Knoch/Klug) 에너지 준위가 만일 골절 부위에 직접 방사되는 경우엔 조직 손상을 초래하게 될 가능성이 있다라고 언급되고 있다.

본 발명은 비교적 저주파수(예컨대, 5Hz 내지 10KHz) 및 저강도(예컨대, 100 mW/cm²이하)의 음향 신호가 아마 골형성 치료에 있어서 최적치이고 유효하다라는 인식에서 시작되지만, 종래의 지식에는 비침습적으로 육체에 송출되는 이러한 신호가 골절 부위에 전달되어 치료 효과를 높일 가능성은 거의 없다라고 인식되지 않을 수 없다. 골절된 뼈가 경골(脛骨; tibia)로서 피부의 근방에서 골절되어 비침습적 접근(access)가 가능할 만큼 가까이 있다 하더라도, 골편의 대향 분리 영역이 분리 공간 또는 갭(gap)을 사이에 두고 대향하는 골편 간의 공간을 폐쇄하기 위한 초기의 콜라겐(collagen) 생성 및 가골(callus) 형성에 필요하다고 여겨지는 저주파 여기(勵起; excitation)를 수용할 것이라고 확신할 수 없다.

본 발명은 골절(bone fractures)의 외과적·비침습적(surgically non-invasive) 치유·치료를 위해 생체 조직 내부로의 비교적 낮은 레벨의 초음파 방사를 이용하는 골절 치료용 음향 시스템(acoustic system)에 관한 것이다.

본 발명은 첨부 도면을 참조로 상세히 기술될 것이다.

도 1은 캐스트로 고정된 골절 경골의 치료를 촉진하기 위해 신체 장착 유닛을 고정 배치한 상태에서 본 발명에 의한 원격 제어 및 신체 장착 유닛을 도시한투시도이다.

도 2는 도 1의 신체 장착 유닛을 한쪽에서 보고, 도 1의 캐스트에 끼우기 위한 끼워맞춤 고정구를 반대측에서 본 도면을 다른 측에서 본 확대 투시로서, 이 고정구는 신체 장착 유닛을 착탈 가능하게 탑재 수용할 수 있는 것을 도시한 도면이다.

도 3은 도 1 및 도 2의 원격 제어 시스템의 구성 요소의 블록도이다.

도 4는 도 2와 같은 끼워맞춤 고정구의 변형을 도시한 투시도이며, 예를 들면 외부 고정구(도시되지 않음)에 의해 다른 방법으로 고정된 사지에 스트랩핑을 이용하여 장착되는 것에 적당한 일례를 도시하고 있다.

도 5는 골절 부위를 음향으로 주사하는 원뿔형 모드를 도시한 개략도이다.

도 5A는 음향 주사의 원통형 모드를 도시한 도 5와 같은 개략도이다.

도 6은 음향 주사의 왕복 직선 모드를 도시한 도 5와 같은 도면이다.

도 7은 골절 치료에서 2개의 트랜스듀서를 조합하여 사용하는 일례를 도시한 개략도이다.

도 8은 다수개의 트랜스듀서를 조합하여 사용하는 일례를 도시한 도 7과 같은 도면이다.

도 9는 직선적으로 배열된 다수개의 트랜스듀서 사용을 도시한 도면이다.

도 10은 동심적으로 배열된 다수개의 트랜스듀서의 사용을 도시한 도면이다.

도 11은 본 발명에 의한 골절 치료 단계의 일부로서 모드 컨버터의 사용을 도시한 개략도이다.

도 12는 본 발명의 사용에 속하여 선택적으로 이용 가능한 일정 특성을 도시한 블록도이다.

본 발명의 목적은 골절 치료를 촉진시키기 위해 극초단파 음향 에너지를 외과적·비침습적으로 이용하기 위한 방법 및 음향 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 골절 부위 내부 및 그 골절 부위에서 골형성치를 갖는 저주파수 신호의 국부 검출에서 분리된 골편의 대향면을 외과적·비침습적으로 이용하는데 있다.

본 발명의 통상적인 목적은 환자가 안전하고 간단하게 사용할 수 있고, 기존의 장치를 최소한으로 변경시킨 장치를 이용하여 상기 목적들을 달성하는 데에 있다.

본 발명에 의하면, 극초단파 반송 신호를 부여하여 생체의 사지 또는 그 이외의 부분에 음향적으로 커플링되는 음향 트랜스듀서를 저출력으로 여기시키고, 적어도 골절부에 인접한 체조직 및/또는 체액에 음향 에너지를 외과적·비침습적·경피적으로 송출함으로써 상기 목적들이 달성되며, 상기 골절은 적어도 골절부의 대향면의 공간에 의해 특징지워진다. 반송 주파수는 골절부의 대향면의 적어도 하나의 공간에 있어서 정상파 상태를 확립하기에 충분할 정도로 높아진다. 공간이 반송 주파수의 적어도 1/4 파장 길이에 의해 특징지워지는 한, 그것에 의해 골절 부위에서 반송파를 복조하는 것이 가능해진다. 대체로, 골절부의 대향 골편 간의 거리의 하한치는 0.04 또는 0.05mm 정도이고, 비교적으로 이격 거리가 짧은 골의 이상(異常)은 통상 압박 골절이다. 반송파상의 변조 성분으로서 존재하는 저주파 신호는 상술된 바와 같은 복조의 산물이고, 따라서 골절 내부의 공간의 내부 및 그 주변에서 치료가 가장 요구되는 장소에 치료 효과를 높이기 위해 직접적으로 사용가능한 것이 바람직하다. 수 일 동안에 이러한 복조 환경에서 치료가 가속으로 진행되고, 그 결과 콜라겐, 가골 및 연골이 성장하여 공간이 감소하고, 정상파 생성에는 치수적으로 불충분한 상태가 된다. 그러나, 음향 전파의 중심축 주변의 체조직 및/또는 체액내에서의 반송파 전파의 패턴은 치료상 유익한 음향 에너지 전단파에 풍부하고, 그 음향 에너지 전단파가 골절부의 주위 영역에 가득 차게 된다. 골절 치료는 골절 부위 및 그 주변에 동일한 음향 전파나 적절하게 변형된 음향 전파를 계속하여 사용하지 않는다. 전술한 특징을 갖는 골 치료에 대하여 여러 가지 구체적인 실시예가 기술되고 있지만, 하루에 대략 20분 치료를 1회 이상 행하는 것이 적당하다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 본 명세서에 참고로 인용한 미국 특허 제5,186,162호에 기술된 것과 동일한 기본 구성 요소를 이용하고 있다. 이러한 도면에서 신체 장착 유닛(10)이 인간 팔(12)의 경골 골절 등의 골절 치료용의 정형외과용 캐스트(11)에 장착된다. 별개로 외장된 광학 섬유선(14, 15)으로 된 가요성 케이블(13)은, 운송 핸들(17)에서 알 수 있듯이 비교적 소형이고 휴대 가능한 원격 제어 유닛(16)에 신체 장착 유닛(10)을 접속시킨다. 광전송선(14, 15)의 착탈 가능한 커넥터는 제어 유닛(16)의 프론트 패널에 플러그를 꽂아 접속된다.

신체 장착 유닛(10)의 하우징(20)내부의 전기적인 구성 요소에 대해서는, 대개 상기 미국 특허 제5,003,965호에서 상세히 기술되어 있지만, 다만 이하에서 기술되는 중요한 차이점이 있을 수 있다. 하우징(housing)(20)은 발진기(oscillator)/구동기(driver)를 구성 요소(때로는 초음파 발진기라고도 칭함)로서 갖는 회로, 및 축전지를 구비하고 있고, 얇고 평평한 트랜스듀서 엘리먼트(24)에 가요성 리드선을 통해 접속된다. 엘리먼트(element)(24)로서 적당한 것은 PZT-4로 시판되고, 공지의 납-지르코늄-티탄산염 재료로 구성된 압전성 디스크이다. 엘리먼트(24)는 그의 앞면과 이면 각각에 접합된 독립된 포일(foil) 전극을 포함하고 있고 여기의 구동에 따른 두께 변동을 하게 된다. 트랜스듀서(24)는 에폭시로 구성된 외부의 임피던스 정합층(25)으로 코팅되고, 그 이외의 부분은 유연성을 갖는 엘라스토머 재료를 형성하여 이루어진 실폰형(sylphontype) 주름통(27)의 외부 단부에 고정 밀폐된 구성 요소(26)의 일부가 된다. 주름통(27)의 베이스 단부(28)는 하우징내의 전기 구성 요소 회로의 출력에 트랜스듀서를 리드선으로 접속하기 위한 개구부(도시되지 않음)의 주변에서 하우징(20)의 프론트 패널에 죄어진다.

또한, 도 2는 환자에게 고정될 수 있고 치료 헤드(10)를 착탈 가능하게 탑재하기 위해 이용되는 탑재 고정구(mounting fixture)(30)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 고정구(30)는 주변 플랜지(31)를 갖는 경량이면서 거의 직사각형인 외측 프레임을 포함하고, 그 플랜지(31)는 정형외과용 캐스트(11)의 경우에 있어서는 캐스트의 경화 재료에 끼워진다. 플랜지(31)의 경계부 내에는 직립 구조체(32)에 중앙 개구부가 설치되어 있고, 이 개구부는 직경 방향 양측에 위치하는 한 쌍의 궁형 슬롯 형성부(34)를 갖는 링 부재(33)에 대한 회전 지지를 제공한다. 슬롯 형성부(34)는 치료 헤드(10)의 프론트 패널로부터 연장하는 탑재용 스터드(35)를 통해 치료 헤드를 착탈 가능하게 결합 유지하는 것이 가능하다. 스터드(35)의 헤드 단부가 슬롯 형성부(34)의 넓은 단부에 삽입 가능하게 된다. 치료 헤드(10)는 링(33)에 대하여 헤드(10)가 베이어닛과 같이 회전될 때 탑재 고정구(30)에 마찰 또는 그 이외의 수단에 의해 고정된다.

후술하는 바에 의해 명백하듯이, 본 발명의 특징은, 고정구(fixture)(30)의 회전가능한 부분에 고정된 치료 헤드(10)와 함께, 조정가능한 치료 헤드 회전의 중심축(36)이 탑재된 헤드(10)에 대하여 정해지지만; 하우징(housing)(20)의 프론트패널이 탑재된 치료 헤드의 회전 조정의 트랜스듀서 축(36)의 위치를 결정한다는 것이다. 그러므로, 축(37) 주위의 치료 헤드의 회전 조정에 의해 회전 조정축(36) 주위의 트랜스듀서(25)의 중심 종방향 반응 축(37)의 편심 선회 궤도 변위가 결정된다. 도 2에서, 트랜스듀서 축(37)의 이러한 선회 궤도의 변위의 한계는 37', 37"로 표시된다.

상기에서 기술되었듯이, 본 발명에 있어서의 중요한 것은 트랜스듀서(24)를 구동하는 극초단파 신호를 골절된 골부의 골편 간의 공간의 체조직 및/또는 체액 내에서 정상파 상태를 확립할 수 있을 정도로 높아지게 한다는 것이다. 이와 같은 공간은 0.04mm 이상이다. 또한, 대략 0.04mm 미만의 경우는 통상 압박 골절을 나타낸다. 골편 간의 공간이 비교적 넓은 경우에는 골 구조의 물리적인 파손을 의미하고 있고, 정상파 상태를 확립하기 위해서는 골편 간의 공간은 여기 신호의 주파수의 적어도 1/4 파장 길이 정도면 충분하다. 예를 들어, 체조직 및/또는 체액에서 0.04 mm 또는 0.05 mm의 공간에 대하여, 상기 극초단파는 인접한 골절의 대향면 사이에서 정상파 상태를 설정하기 위해서 10메가헤르츠(10MHz) 이상이어야 한다. 그러나, 골절된 골부의 대향면 간의 공간은 0.04 mm보다 훨씬 크게 된다. 그러므로, 양호한 범위의 트랜스듀서 극초단파 신호는, 정상파 상태를 위한 1/4 파장이 0.04 mm인 주파수에서 적어도 10MHz 이내의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

도 3의 단순 블록도에서, 신체 장착 유닛(10)은 자체 전원으로서 배터리(40)를 갖고, 저주파 펄스 반복률을 갖는 펄스 발생기인 저주파 신호 발생기(43)와 극초단파 발생기(42)를 동작시키기 위한 전원 공급 수단(41)을 포함하고 있는 점에서독립하여 충분히 동작 가능하다. 발생기(42, 43)에 접속된 변조기(44)는, 커플링 겔(coupling gel)의 삽입을 통해 골절 부위에 펄스 변조 음향 신호를 전송하는 트랜스듀서(24)에 펄스 변조 극초단파 신호를 공급한다. 예를 들면, 커플링 겔은 음향이 전송되기 쉬운 가요성 플라스틱 필로우(pillow) 또는 엔벨로프(envelope) 충전재일 수 있다.

신체 장착 유닛의 전술된 구성 요소에 있어서 필요한 모든 설정을 실행, 요구되는 모든 치료 동작을 제공할 수 있도록 하고, 외부 조작에 의한 제어로서 단지 온/오프 스위치를 이용하도록 하는 것도 가능하다. 그러나, 도 3에서 안전 목적을 위해 그리고 약간의 변수를 변화시키거나 감시하는 것이 많기 때문에, 이와 같은 작업은 원격 제어 장치(16)에서 행해진다. 이로써, 신체 장착 유닛(10)의 감시 및 제어를 위해 광섬유선(14, 15)이 이용된다. 또는, 배터리 작동식 원격 유닛(16)의 경우는 신체 장착 유닛(10)의 전원 케이블 제어가 바람직하다.

도 3에서, 원격 제어 유닛(16)은 광섬유(14)에 접속된 레이저 수단(52)에 가정용 전류 접속선(51)을 이용하여 전력을 공급하는 전원(50)을 구비하고 있다. 원격 제어 유닛(16)에서는 마이크로컴퓨터를 구비한 코맨드(command) 모듈(54)로부터의 명령에 따라 엔코더(53)의 디지털 부호화가 행해진다. 한 쪽의 광섬유(14)의 수신단에서 디코더(55)가 신체 장착 유닛(10)의 구성 요소에 대한 여러 가지 명령을 분류한다. 또한, 신체 장착 유닛은 자신의 배터리 전원식 레이저 수단(56)을 구비하며, 엔코더(57)로의 다수개의 화살표는 다수개의 "보고 귀환(report-back)" 접속선(도시되지 않음)이 감시 목적으로 신체 장착 유닛(10)의 모듈식 동작 구성 요소에 대하여 제공되는 것을 나타내고 있다. 상기 엔코더(57)에 보고되어 상기 엔코더에서 부호화된 모든 감시 데이타는 레이저 수단(56)을 통해 디지탈 전송되어 원격 제어 장치(16)로 되돌아 오는데, 여기서 디코더(58)에 의해 부호화되어, 디스플레이(59)에 표시된다.

도 4는 도 2의 탑재 고정구(30)가 훅-앤-루프 조임 수단(hook-and-loop fastener mean)으로 유지되는 조절 가능한 스트랩 수단(60)을 통해 인체의 일부에 조절 가능하게 장착된 상태를 도시하는 투시도이며, 피부가 벗겨지는 것을 피하기 위해 인체 부위와 각 스트랩간에 보호용 가제 또는 플란넬을 이용하고 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 도 4와 같은 구성은 도시된 스트랩 장착식 어셈블리와 부딪치지 않는 골 스크루(도시되지 않음)간의 외부 고정(도시되지 않음)을 이용하고 있는 환자의 이용에 제공되는 것은 말할 필요도 없다.

도 5는 트랜스듀서(64)를 통해 송출되고 적정 겔을 통해 신체와 결합되는 변조 극초단파 음향 신호가 모터 수단(65)에 의한 저속 구동에 따라 기계적으로 변위하여 원추형으로 선회하는 주사 운동을 변화시키는 것을 나타내는 개략도이다. 도시된 바와 같이, 트랜스듀서(64)가 축(67)의 주변을 모터 동작에 의해 이동하는 디스크(66)에 탑재된다. 도 5에 도시되어 있듯이, 트랜스듀서(64)는 그 음향 전파의 중심축(64)이 회전축(67)에 대하여 예각이 되도록 디스크(66)에 대하여 비스듬하게 탑재된다. 도 5에서 도면 부호 '69'로 도시된 바와 같이, 모터(65)에 의한 회전은 엣지 구동(edge-drive)으로 디스크(66)에 연결되고, 따라서 골절 부위의 편심 선회 원추형 주사를 생성시킨다.

도 5A의 장치에서, 도 5와 동일한 부분에는 동일 참조 번호가 부여된다. 도 5A에서의 차는 음향 전파의 중심축(68')이 디스크(66')의 회전축(67')과 평행하고, 또 반경 방향으로 비켜 놓아 트랜스듀서(64')가 디스크(66')에 탑재된다라는 데 있다. 그 결과, 트랜스듀서에 원통형 선회 궤도의 전송을 행하게 되어, 트랜스듀서로부터의 음향 전파의 중심축에 대하여 직경이 D인 원형 음향 주사가 얻어진다.

도 6의 장치에서, 트랜스듀서(64")는 접동 안내되어, 거리 S 만큼 떨어진 직선적 주사 한계사이에서 음향 전파의 중심축(68")을 주기적으로 그리고 직선적으로 변위시키는 플레이트(66")에 장착된다. 모터(65")는 이와 같은 주기적 변위를 야기시키기 위해 플레이트(66")와의 크랭크 앤 링크(crank and-link) 접속선을 구동시킨다.

도 7의 개략도는 종횡 양 방향의 성분을 모두 갖는 경로에 따라 파단면(71)으로 도시된 바와 같이 골절(70)에 대해서 도시한 개략도이고, 경우에 따라서는 도 4에서 기술된 방법에 따라 2개의 트랜스듀서(72, 73)를 2개 위치에 각각 배치하는 것이 바람직하며, 치료상 보다 효과적인 것을 설명하기 위한 도면이다. 즉, 골절부의 정반대 횡방향 양 측면으로서, 일반적으로 골절부의 경로의 양 측면에서 중첩되도록 종방향으로 치우친 위치에 2개의 트랜스듀서(72, 73)를 배치한다. 이 경우, 스위칭 수단(74)은 라인(72', 73')을 통해 각 트랜스듀서(72, 73)에 대하여 교호적으로 변조 극초단파 반송파를 정류한다.

스위칭 수단(74)과의 추가 접속선(75)은 스위칭 속도의 선택 제어를 위한 신호를 전송한다. 즉, 한편의 저주파 펄스 변조(라인(72'))에서 다음 라인(73')으로,또는 라인(72')에서의 펄스 변조의 제1 버스트로, 그리고 라인(73')에서의 펄스 변조의 동일한 다음 버스트, 또는 어느 트랜스듀서를 독립적으로 또는 다른 트랜스듀서와 교호적으로 구동하는 가에 대하여 수동 원격 제어 등으로 변동시킨다.

도 8에 개략적으로 도시된 장치에는 스트랩핑 등에 의해 골(84)의 골절 부위 주변에 소정의 각도 간격을 두고 탑재되어 있는 3개의 동일한 트랜스듀서(80, 81, 82)를 도시하고 있으며, 트랜스듀서(80, 81, 82)는 각각의 트랜스듀서에 공급되는 각각의 정류 공급선과 변조 반송 신호 공급원 사이에 배치된 수단(85)에 의해 정류 시퀀스로 여기된다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 도 8의 수단(75)에 대하여 기술된 방법으로, 도 8에서의 도면 부호 75'는 교번률 제어 및 선택적 원격 제어를 행한다.

본 발명의 특징은 골절면 간의 적어도 한 쪽의 공간이 반송 주파수에서의 정상파 상태를 유지할 가능성이 없을 정도로 폐쇄되며, 동일 저주파수 변조를 골절부의 길이 방향 양측의 골절부 영역에 보다 광범위하게 확산한 전파 용적 이상으로 전달할 수 있다는 것이다. 이것은 도 9, 도 10 및 도 11를 참조하여 논의되는 다양한 방법을 통해 이루어질 수 있다.

도 9에서, 제1의 트랜스듀서(90)에는 예를 들면 몇 일, 또는 거의 1주간의 기간 동안 골절 치료의 초기 공간 폐쇄 단계를 위한 변조 반송파가 스위칭 수단(91)을 경유하여 제공된다. 그 후, 도면 부호 92의 원격 제어 구동을 위한 신호에 의해 트랜스듀서(90)를 제외한 2개의 외부 트랜스듀서(93, 94)에 변조 반송파를 재공급하고, 그것에 의해 트랜스듀서(93, 94)로부터 계속되는 음향 전파를 통해보다 확대시켜 전단파에 가득차게 한다. 이와 같이 함으로써, 펄스형 반송파 음향 전파의 보다 대용량적인 송출이 촉진된다. 도시된 바와 같이, 트랜스듀서(93, 90, 94)는 종방향으로 배열된다. 즉, 비침습적 전파의 대칭 골(도시되지 않음)의 길이 방향을 따라 배열된다.

도 10에서, 연속 트랜스듀서(95, 96)는 동심 원형으로 배열되며, 중앙 트랜스듀서(95)는 골절 치료의 초기 단계에서 정상파 성장과 저주파 신호 복조를 위해 이용된다. 그 결과, 도 9의 스위칭 수단(91)과 같이, 도 10의 스위칭 수단(91')은 중앙 트랜스듀서(95)를 제외한 외측의 동심 환형의 트랜스듀서(96)에 대하여 변조 반송파 신호를 송출하도록 구동되어, 트랜스듀서와 골절 부위간 영역의 체조직 및/또는 체액 내에 있어서 보다 많이 확산된 전단파가 생성하게 된다.

도 11의 개략도에, 음향 트랜스듀서(98)와 적절하게 결합된 체조직 및/또는 체액 사이에 배치되어 음향 전단파 에너지를 매우 상당히 이산시키는 소위 모드 컨버터(97)가 도시되어 있다. 그 결과로 생성된 확산은 골절 치료의 제2 단계에서만 바람직하지만, 도 11에서 입체각(δ)으로서 개략적으로 도시하고 있다.

도 12의 개략도는 도 3의 회로의 일부를 도시하고 있고, 골절 치료의 1개 이상의 단계에 이용되는 장치의 조절 가능하고 적절하게 변화되는 특징을 도시하고 있다. 그러므로, 트랜스듀서(24)에 공급되는 변조 반송파 신호는 발생기(43')의 저주파 신호 또는 골형성 신호 및 발생기(42')에서 출력된 UHF 반송 신호를 이용하는 변조기(44')의 출력으로서 부여된다. 용도에 따라 반송파의 주파수를 변화시키는 것이 바람직하고, 또 이러한 변경은 임의적으로 선택가능한 여러 가지의 제어 조정특성과 함께 나타나는 적절한 수단(99)에 의해 부여된다. 예를 들어, 메가헤르츠 범위내, 바람직하게는 5∼10MHz 범위의 극초단파 반송파를 생성하는 제1 단계에서, 수동 조정 수단(99)은 이러한 반송 주파수 선택에 대하여, 그리고 골절 공간이 폐쇄된 후의 보다 넓은 범위, 예를 들면 500kHz 내지 5MHz 범위내 정도의 다음 수동 변화에 대해서, 또 변조 반송파의 보다 확산된 전단파의 전파가 요구되는 다음 치료 단계에 대해서는 수단(99)의 수동 조정으로 충분히 대응 가능하다.

도 12에서는 주파수 변경 수단(99)에 대해서 기술되고 있다 상기 제1 단계에 있어서는 예를 들면 5MHz 내지 10MHz인 상한치와 하한치 사이에서, 골절 치료의 다음 단계에 있어서는 보다 넓은 상한치와 하한치(예를 들어, 500kHz 내지 5MHz)에서 반송 주파수를 점진적 및/또는 주기적으로 스위핑하는 것이 어떤 경우에 있어서는 바람직하다고 생각된다. 스위핑 속도를 포함한 이와 같은 상한치 및 하한치 조정의 선택적 이용은 참조 문자가 기재된 화살표로 표시되는 제어 신호에 의해 실현된다.

본 기술을 마무리하기 위해, 본 발명의 중요한 특징을 요약하여 기술하면 이하와 같다.

(a) 골절 치료는 2개의 단계, 즉 골절내부의 갭(즉, 공간)을 폐쇄하는 제1 단계와, 골절 부위의 외측의 넓은 포위 영역에서 1차 전단파에 많은 용적 환경을 제공하는 제2 단계에 대하여 각각 독립적으로 처리할 수 있고 또 그렇게 해야 한다라는 사실을 인식하고 있다.

(b) 공지된 골형성치를 나타내는 저주파 신호로 변조되어 상당히 높은 주파수의 극초단파 음향 반송파를 사용한다. 이 반송파의 주파수는 골절에 기인하는 최소의 공간에 관하여 체조직 및/또는 체액에서 상기 공간 길이가 1/4 파장 길이가 되는 주파수를 가지며, 이것에 의해 변조된 반송 음향파를 골절부내의 적어도 1개의 공간의 골절에 의해 분리된 경계 사이의 도파로(道破路) 형태의 장소에 도입하는 것이 가능하다. 이 공간은 골절에 의해 분리된 공간 내에서 정상파 현상을 생성하기에 충분할 정도로 크기 때문에 반송파를 복조하고 골절 치료의 제1 단계에서 가장 시급하게 치료가 요구되는 장소, 즉 골절 부위 및 그 골절 내부에 공지된 골형성치를 나타내는 저주파수 전단파의 영역을 이차적으로 확립한다.

(c) 골절 내부의 공간이 폐쇄되는 경우, 골절 치료의 제2 단계를 위해서는 다른 방법이 이용된다. 이것에 의해, 동일 극초단파 반송파의 저주파 변조를 계속적으로 사용하여 만족하지 않고, 골절부 주변의 치료를 위한 환경을 충실하게 한다.

생체내 골절의 성질은 여러가기 요인에 의해 광범위하게 변화하며, 따라서 음향 골절 치료 기술과 파라미터의 선택은 많은 골절 사례의 전문적 경험에 의해 주로 결정된 값의 범위에 기초한다. 이와 같은 환경 및 현재까지의 경험에는 한계가 있다라는 사실로부터, 여기서 현시점에서 요망되는 파라미터값 및 파라미터값의 범위를 이하에 리스트화하는데 다음과 같이 도움이 된다.

1. 신체 내에 외과적 비침습적으로 음향을 송출하는 주파수는 골절 부위 내에 정상파를 성장시켜, 체조직 및/또는 체액에 전파하기 위해 산출되고, 적어도 낮은 메가헤르츠 범위(예를 들면, 250 킬로헤르츠 이상)내에 있어야 있어야 하고, 또 그 범위에 적어도 근접해야 한다. 골절에 기인하는 적어도 0.04mm로 추정되는 최소유효 골절 공간에 대하여 반송 주파수는 적어도 10MHz 이상이어야 한다.

2. 골절 치료의 제1 단계에서 적어도 갭을 폐쇄하기 위해 사용되는 저주파수 신호는 공지된 골형성치로부터 선택된다. 이것으로 하여금 펄스 반복률이 5Hz 내지 10kHz의 범위, 바람직하게는 약 1KHz 이고, 5% 내지 90% 범위의 충격 계수를 갖는 반송파의 펄스 변조를 선택하는 것이 바람직하다.

3. 골절 부위에서 음향 강도는 100mW/㎠ 이하가 바람직하고, 트랜스듀서에서의 음향 강도는 5mW/㎠ 내지 75mW/㎠ 범위 내에 있고, 거의 30mW/㎠가 바람직하다.

4. 반송파의 주파수는 조정 가능하여, 조정된 한계치 간의 주파수 스위핑 수단을 구비할 필요가 있다. 예를 들어, 현재 유용한 트랜스듀서는 적어도 1개 또는 2개의 옥타브 주파수 응답 범위를 갖는 것을 선택해야 한다.

5. 펄스 변조 주파수는 조정 가능하여, 조정된 한계치 간의 주파수 스위핑 수단을 구비할 필요가 있다.

6. 트랜스듀서의 구성으로서는 적어도 한 개의 엘리먼트를 구비하고, 그 엘리먼트 축은 상호 임의의 관계에 있으며, 예정된 동기형이나 반복형 시간적 변화 방식에서 복수의 엘리먼트를 여기하기 위한 수단(예를 들면, 여기 타이밍이 겹치지 않도록 한 수단)을 설치할 필요가 있다.

기재된 바와 같이 초음파 시뮬레이션에 의한 골절 치료의 촉진에 관련된 메카니즘은 완전하게는 해명되지 않지만, 이하와 같이 여겨지고 있다.

1. 체조직 및/또는 체액내의 정상파 상태가 골절 부위의 골막의 노출 신경단말을 자극한다.

2. 골절 부위를 특징짓는 "공간"은 체액의 유무, 조직의 유무와는 상관없다.

3. 명세서 상에서 설명된 멀티 트랜스듀서 구성은 복합 골절을 포함하는 영역에서 음향 에너지의 공간적, 시간적 및 주파수 분포를 제어하기 위해 제공된다.

4. 본 발명의 특징으로서 적어도 다음의 5가지를 들 수 있다:

(a) 반송 주파수의 公稱값(nominal value)은 골절 상태를 특징짓는 공간에서 정상파 상태를 확립하고, 골막이 노출된 신경 말단을 자극하기에 충분한 값이다.

(b) 골절 공간 내의 정상파 상태는 펄스 반복 주파수에 있어서의 전단파(shear wave)로서 복조된다.

(c) 골절 부위 내의 음향 강도는 생물학적 임계치를 초과하여 생물학적 조절 피드백 메카니즘을 유발한다.

(d) 펄스 반복 주기는 유의성있는 조절 치유(治癒) 메카니즘의 완화 시간(relaxation time)보다 작다.

(e) 복수 엘리먼트 배열 구성, 펄스 변조, 반송 주파수 제어 및 시간 제어에 의해 어느 한 개의 특별한 골절의 복잡한 구조에 대하여 음향 에너지의 공간 주파수 및 시간 분포를 매칭시킬 수 있고, 이것에 의해 치료 과정이 최적화된다.

골절 부위에서 음향 강도는 AIUM-NEMA 1981 Standared에 의해 규정된 공간 평균 시간 평균(SATA: Spatial Average Temporal Average) 강도를 참조한다.

Claims

골절부의 대향면 간의 공간에 의해 적어도 어느 정도는 특징지워지는 골절의 치료를 촉진시키기 위해 외과적·비침습적으로 이용되는 저주파수 음향 에너지를 발생시키는 초음파 발생 방법으로서,

적어도 골절부의 일부분에 인접하는 체조직 및/또는 체액에 대하여 상기 공간이 적어도 1/4 파장 길이가 되도록 한 파장으로 극초단파 음향 반송 주파수 에너지를 비침습적·경피적으로 송출함으로써, 상기 공간 내에 정상파 진동 상태를 확립하는 단계를 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 골형성치(osteogenic value)를 갖는 저주파수 신호로 상기 극초단파를 변조함으로써, 상기 저주파 신호로의 국부적 복조에 기인한 정상파 상태를 이용하고, 상기 공간의 내부 및 그 공간의 양측의 골조직에 대하여 골형성치를 갖는 치료 상태를 확립하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제2항에 있어서, 상기 변조는 골 내부에서의 골형성 온도 상승을 반영하는 듀티 사이클(duty cycle) 및 펄스 진폭(pulse amplitude)으로 행해지는 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제3항에 있어서, 상기 소정의 온도 상승은 0.01 ℃ 이상인 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제4항에 있어서, 상기 온도 상승은 2℃ 미만인 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
골절의 치료를 촉진시키기 위해 외과적·비침습적으로 이용되는 저주파수 음향 에너지를 발생하는 초음파 발생 방법으로서,

(a) 피부에 극초단파 에너지를 직접 가하기 위한 전기 음향 트랜스듀서(electro-acoustic transducer)를 선택하는 단계;

(b) 골절부에 인접하는 체조직 및/또는 체액에 음향적·경피적으로 커플링되는 영역에 상기 트랜스듀서를 배치 및 유지하는 단계;

(c) 반송파의 주파수가 10MHz 이내의 범위에 있고 변조 주파수가 5Hz 내지 10kHz의 범위에 있는 저주파 변조된 극초단파 반송파로 상기 트랜스듀서를 여기(勵起)시키고, 이것에 의해 골절부의 인접하는 골 부분 간의 공간에서 적어도 반송 주파수의 1/4 파장 길이의 공간에 대하여 정상파 상태가 상기 골절부의 내부에 확립되어, 상기 골절부 및 그 골절부의 내부에 국부적인 공지의 골형성치를 갖는 복조된 저주파수 음향 전단파 신호를 발생시키는 단계;

(d) 체조직 및/또는 체액에 음향 에너지를 커플링하기 위해 골절 부위에서 100mW/㎠ 미만의 강도로 상기 트랜스듀서의 상기 여기 상태를 유지하고, 그 여기상태를 하루에 소정의 시간 동안 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제6항에 있어서, 상기 소정의 시간은 하루에 5분 이상인 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제6항에 있어서, 상기 소정의 시간은 하루에 4 시간 미만인 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제6항에 있어서, 상기 단계 (d)는 하루에 1회 이상 약 20분 동안 행해지는 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제6항에 있어서, 상기 단계 (d)는 하루에 2회 이상 약 20분 동안 행해지는 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제6항에 있어서, 상기 변조 주파수는 상기 변조 주파수 범위내의 한계치 사이에서 변동하는 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제11항에 있어서, 상기 변조 주파수의 변동은 연속적으로 변동되는 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제12항에 있어서, 상기 변조 주파수의 변동은 각 변동 사이클이 대략 1분간의 주기를 갖는 반복 사이클 변동인 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제12항에 있어서, 상기 변조 주파수의 변동은 1분 이상의 주기를 갖는 반복 사이클 변동인 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제6항에 있어서, 상기 배치 및 유지 단계 (b)는 음향적·경피적으로 커플링된 영역에 대하여 상기 트랜스듀서의 배치 방향을 각도적으로 변위시키는 단계를 포함하며, 상기 각도적 변위는 적어도 1초에 0.5°의 반복 사이클 변위인 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제15항에 있어서, 상기 반복 사이클 변위는 소정의 한계치 사이에서 약 1분간의 순환 주기로 행해지는 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제6항에 있어서, 상기 단계 (c)에서의 변조는 5% 내지 90% 범위의 충격 계수를 갖는 펄스 변조인 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제6항에 있어서, 상기 단계 (a)에서의 송출은 골절부의 한 쪽 측면의 체조직 및/또는 체액에 경피적으로 커플링된 제1 선택 트랜스듀서를 통하여 행해지고, 또상기 골절부의 다른 쪽 측면의 체조직 및/또는 체액에 경피적으로 커플링된 제2 선택 트랜스듀서를 통해 행해지는 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제18항에 있어서, 상기 송출은 각각 시간적·교호적으로 동일한 펄스 변조를 통해 행해지는 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제6항에 있어서, 상기 단계 (a)에서의 송출은 골절부의 한 쪽 측면의 체조직 및/또는 체액에 경피적으로 커플링된 제1 선택 트랜스듀서를 통해 행해지며, 상기 제1의 트랜스듀서는 골절 부위로 향하는 배치 방향으로 서로 이격되어 배치되고 상기 제1의 트랜스듀서와 같이 커플링된 다수의 트랜스듀서 중 하나인 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제20항에 있어서, 상기 다수의 트랜스듀서는 상기 골절된 골의 축에 대략 평행하게 길이 방향으로 이격되어 배열되는 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제21항에 있어서, 상기 다수의 트랜스듀서 중 각각의 트랜스듀서는 단계 (c)에 따라 연속적으로 여기되는 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제20항에 있어서, 상기 다수의 트랜스듀서는 상기 골절 부위의 주위에 대략 원주 방향으로 이격되어 배열되는 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
제23항에 있어서, 상기 다수의 트랜스듀서 중 각각의 트랜스듀서는 단계 (c)에 따라 연속적으로 여기되는 것을 특징으로 하는 초음파 발생 방법.
골절의 치료를 촉진시키기 위해 저주파 음향을 이용하는 골절 치료용 음향 장치로서,

지향성 전파의 종방향 축에 중심을 둔 전면을 가지며, 골절에 의해 이격된 대향 벽을 갖는 골절 부위에 인접한 체조직 및/또는 체액에 피하(皮下)적으로 커플링되고, 피부의 외부에 비침습적으로 직접 커플링되는 데 적합한 전기 음향 트랜스듀서; 및

상기 트랜스듀서를 여기시키기 위한 전기 신호를 출력하는 발생기 수단을 포함하고,

상기 발생기 수단으로부터 출력되는 전기 신호는,

(ⅰ) 체조직 및/또는 체액으로의 음향 전송을 위해, 20KHz 내지 10MHz 범위내의 초단파 반송파가 (a) 상기 축 상 및 주로 그 축의 종방향에 중심을 둔 비교적 좁은 지향성 응답 로브(directional-response lobe)와, (b) 상기 로브를 둘러싸며 그 외측의 공간 내에 있는 1차 전단파에 풍부한 비교적 넓은 영역을 확립하도록 전면 영역에 관하여 높게 평가되고;

(ⅱ) 상기 반송 주파수의 저주파수 골절 치료 변조가 5Hz 내지 10kHz 범위 내에 있으며;

(ⅲ) 골절 부위의 음향 강도가 100mW/㎠ 미만인 기준에 부합하고;

이것에 의해, (a) 상기 골절 부위의 적어도 일부분에 상기 지향성 응답 로브를 통해 변조 반송파 음향 에너지의 지향성 전달을 가능하게 하고, (b) 상기 골절 부위의 적어도 일부분 내에서 반송 주파수의 정상파 상태를 확립하기 위한 도파로로서 상기 골절에 의해 이격된 대향 벽을 이용하여, 정상파 상태에 의해 정상파 작용 부위에서 변조 반송파의 국부적인 복조가 행해짐에 따라서 골절 및 그 골절 부위의 내부로 국부적인 저주파수 골절 치료성 음향 신호의 2차 전단파가 발생되며, (c) 골절부의 외측의 체조직 및/또는 체액 영역에 1차 전단파를 충분히 주입하도록 한 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제25항에 있어서, 상기 저주파수 변조는 펄스 변조인 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제26항에 있어서, 상기 펄스 변조는 5% 내지 90% 범위의 듀티 사이클을 갖는 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제25항에 있어서, 상기 트랜스듀서의 음향 강도는 5mW/㎠ 내지 75mW/㎠ 범위에 있는 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제28항에 있어서, 상기 트랜스듀서의 음향 강도는 대략 30mW/㎠인 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제25항에 있어서, 상기 반송파의 주파수는 적어도 1MHz 이상인 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제25항에 있어서, 상기 반송파의 변조 주파수는 상기 5Hz 내지 10kHz 범위내의 소정의 상한치와 소정의 하한치의 주파수 사이에서 주기적으로 스위핑되는 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제25항에 있어서, 상기 반송파의 주파수는 상기 범위내의 소정의 상한치와 하한치의 주파수 사이에서 스위핑되는 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제32항에 있어서, 상기 범위는 2.5MHz와 10MHz 사이에 있는 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제25항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 다수개의 트랜스듀서 중 1개이며, 상기 다수개의 트랜스듀서는 갭을 두고 체조직 및/또는 체액에 직접 커플링되고 전송의 길이 방향 축이 각각 골절 부위의 적어도 1개의 부분을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제25항에 있어서, 상기 트랜스듀서용 탑재 구조는 환자의 신체의 환부에 탑재하는데 적합한 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제35항에 있어서, 상기 탑재 구조는 상기 신체 부분에 대하여 상기 트랜스듀서의 배치 방향을 이동 가능하게 조정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제36항에 있어서, 상기 탑재 구조는 갭을 두고 체조직 및/또는 체액에 직접 커플링되며 전송의 종방향 축이 각각 골절 부위의 적어도 한 부분을 향하도록 배치되는 다수개의 동일한 트랜스듀서를 선택적으로 탑재하기 위한 탑재 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제34항에 있어서, 상기 발생기 수단은 상기 다수개의 트랜스듀서 중 적어도 2개의 트랜스듀서에 대하여 독립된 출력 접속선을 가지며, 상기 저주파 변조는 펄스 변조이고, 상기 트랜스듀서 중 하나로 전송되는 펄스 변조가 상기 트랜스듀서 중 다른 트랜스듀서로 전송되는 펄스 변조와 시간적·교호적인 관계에 있는 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제34항에 있어서, 상기 발생기 수단은 다수개의 상기 트랜스듀서에 대하여 독립된 출력 접속선을 가지며, 상기 저주파 변조는 펄스 변조이며, 각 트랜스듀서에 전송되는 펄스 변조가 상기 트랜스듀서중 다른 트랜스듀서로 전송되는 펄스 변조와 시간적으로 교호적인 관계에 있는 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제25항에 있어서, 상기 전기 음향 트랜스듀서는 상기 트랜스듀서의 출력 모드 변환을 위한 모드 변환 수단을 추가로 포함하는 트랜스듀서 수단인 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제40항에 있어서, 상기 트랜스듀서 수단은 상기 트랜스듀서 출력에 대하여 상기 모드 변환 수단의 선택적인 이용을 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제25항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 상기 전면 영역을 갖는 제1 트랜스듀서 구성 요소와, 제2 트랜스듀서 구성 요소를 포함하며, 상기 제2의 트랜스듀서 구성 요소는 상기 제2의 트랜스듀서 구성 요소가 여기될 때 1차 전단파의 전송량 증가를 촉진시키도록 전면 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제42항에 있어서, 상기 제1 트랜스듀서 구성 요소의 전면은 원형이고, 상기 제2 트랜스듀서 구성 요소의 전면은 제1 트랜스듀서 구성 요소를 둘러싸는 적어도 하나의 고리 형태인 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제42항에 있어서, 상기 제2 트랜스듀서 구성 요소는 상기 제1 트랜스듀서 구성 요소에 인접하고 서로 이격된 적어도 1개의 전면 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.
제42항에 있어서, 상기 제2 트랜스듀서 구성 요소의 전면은 상기 제1 트랜스듀서 구성 요소에 인접하고 상기 제1 트랜스듀서 구성 요소의 양쪽 대향 측면에 대칭적으로 배치되어 서로 이격된 적어도 2개의 전면 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 골절 치료용 음향 장치.