KR101515061B1

KR101515061B1 - 초음파 치료기 및 프로그램

Info

Publication number: KR101515061B1
Application number: KR1020097024785A
Authority: KR
Inventors: 나오코 가지모토; 교스케 가지모토; 아쓰미 오타; 노부오 오기와라
Original assignee: 바이오 맵 유한회사; 이토쵸탄파 가부시키가이샤
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2015-04-24
Also published as: JP2008295548A; US8469903B2; US20100168623A1; KR20100023832A; EP2153790A1; WO2008146609A1; EP2153790B1; JP5038022B2; EP2153790A4

Abstract

본 발명의 초음파 진동자는, 복수의 초음파 신호를 선택적으로 발진하는 발진부와 초음파 신호의 주파수 데이터를 미리 기억한 복수의 데이터열을 가지고, 복수의 데이터열 중 적어도 1개의 데이터열은 특정 주파수 데이터 및 다른 주파수 데이터가 기억되고 또한 특정 주파수 데이터가 다른 주파수 데이터보다 많이 기억되어 있는 데이터 테이블과, 복수의 데이터열로부터 하나의 적용 데이터열을 선택하는 조작부와, 복수의 공진 주파수를 가지는 복수의 초음파 진동자와, 복수의 초음파 진동자가 각각 접속 가능한 복수의 커넥터와, 복수의 커넥터와 각각 접속되어 있는 복수의 스위치와, 복수의 초음파 신호 중 적용 데이터열에 기초하여 선택된 적용 초음파 신호를, 복수의 초음파 진동자 중 1개의 적용 초음파 진동자에 인가하기 위하여, 복수의 커넥터 중 적용 초음파 진동자에 접속된 적용 커넥터에 적용 초음파 신호를 선택적으로 인가하도록 복수의 스위치를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

초음파 치료기 및 프로그램{ULTRASONIC TREATMENT APPARATUS AND PROGRAM}

본 발명은 피부 및 결합 조직 등의 연조직과 뼈의 치료 등에 사용되는 초음파 치료기 및 이 초음파 치료기의 컴퓨터가 실행하는 프로그램에 관한 것이다.

본원은, 2007년 5월 29일에 일본에서 출원된 일본 특허 출원번호 2007-142122호에 따라 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래, 골절 등의 치료나 이식의 생체로의 정착 촉진을 위하여, 환부에 초음파 진동을 부여함으로써 새로운 골조직의 형성을 촉진하도록 한 초음파 치료기가 알려져 있다. 뼈를 재생시키기 위해서는, 그 주위의 피부 및 결합 조직 등의 연조직의 재생을 촉진할 필요가 있다. 종래, 인체에 복수의 저주파수 진동을 선택적으로 부여함으로써 치료 효과를 얻도록 한 저주파 치료기가 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 2 참조).

[특허 문헌 1] 일본 특허출원 공개번호 소 60-203271호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허출원 공개번호 평 11-221290호 공보

[발명이 해결하고자 하는 과제]

종래의 초음파 치료기는, 환부에 초음파 진동을 부여하기 위한 초음파 진동자의 초음파 출력 레벨이나 출력 타이밍, 치료 시간 등을 변화시키면서 치료를 행하도록 하고 있다. 그러므로, 치료가 단조롭게 되며, 환부의 상태에 따른 꼼꼼한 치료를 행할 수 없었다.

본 발명은 복수의 초음파 진동자를 환부의 상태에 따라 전환하고, 또한 조사하는 초음파 신호의 주파수를 전환함으로써, 치료 효과의 향상을 도모하는 것을 과제로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명에 따른 초음파 치료기는, 주파수가 상이한 복수의 초음파 신호를 선택적으로 발진하는 발진부와; 상기 발진부가 발진하는 초음파 신호의 주파수 데이터를 미리 기억한 복수의 데이터열을 가지고, 상기 복수의 데이터열 중 적어도 1개의 데이터열은 특정 주파수 데이터 및 다른 주파수 데이터가 기억되고, 또한 상기 특정 주파수 데이터가 상기 다른 주파수 데이터보다 많이 기억되어 있는 데이터 테이블과; 상기 복수의 데이터열로부터 하나의 적용 데이터열을 선택하는 조작부와; 상기 복수의 초음파 신호에 대응한 복수의 공진 주파수를 가지고, 또한 초음파 진동하여 초음파를 출력하는 복수의 초음파 진동자와; 상기 복수의 초음파 진동자가 각각 접속 가능한 복수의 커넥터와; 상기 복수의 커넥터와 각각 접속되어 있는 복수의 스위치와; 상기 복수의 초음파 신호 중 상기 적용 데이터열에 기초하여 선택된 적용 초음파 신호를, 상기 복수의 초음파 진동자 중 임의의 1개의 적용 초음파 진동자에 인가하기 위하여, 상기 복수의 커넥터 중 상기 적용 초음파 진동자에 접속된 적용 커넥터에 상기 적용 초음파 신호를 선택적으로 공급하도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 프로그램을 기억한 기록 매체는, 발진부가 발진하는 초음파 신호의 주파수 데이터에 대한 복수의 데이터열로 이루어지고, 또한 상기 복수의 데이터열에는 특정 주파수 데이터 및 다른 주파수 데이터가 기억되고 또한 상기 특정 주파수 데이터가 상기 다른 주파수 데이터보다 많이 기억되어 있는 데이터 테이블을 미리 데이터부에 저장하는 처리와; 상기 복수의 데이터열로부터 하나의 적용 데이터열을 선택하는 선택 처리와; 주파수가 상이한 복수의 초음파 신호 중 상기 적용 데이터열에 기초하여 선택된 적용 초음파 신호를 선택적으로 발진하는 발진 처리와; 복수의 초음파 진동자가 접속되어 있는 복수의 연결 커넥터를 검출하는 검출 처리와; 상기 복수의 연결 커넥터 중 임의의 하나의 적용 커넥터에 상기 적용 초음파 신호를 선택적으로 공급하도록 상기 복수의 스위치를 각각 제어하는 제어 처리를 컴퓨터에 실행하게 한다.

본 발명의 초음파 치료기에 있어서, 상기 제어부는, 상기 측정 결과로부터 상기 치료 대상부의 뼈 재생 상태를 판별하고, 그 결과에 의해 상기 복수의 초음파 진동자의 상기 초음파를 제어해도 된다.

전술한 바와 같이 구성함으로써, 초음파를 뼈에 조사하여 뼈를 사이에 둔 반대측에서 초음파로 진료를 받으면, 아직 뼈가 생성되어 있지 않은 경우에는, 투과할 초음파가 많아야하므로, 보다 강하게 초음파를 출력하고, 서서히 뼈가 생성된 경우에는, 투과하는 초음파가 적어도 되므로, 초음파의 출력을 약하게 제어할 수 있다. 그리고, 치료 대상 부위를 투과하여 발진기측으로 되돌아온 초음파를 검출해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

[발명의 효과]

본 발명에 의하면, 복수의 초음파 진동자를 선택적으로 사용함으로써, 환부에 대하여 가장 적절한 치료를 행할 수 있다. 또, 복수의 데이터열 중 적어도 1개의 데이터열은 특정 주파수 데이터 및 다른 주파수 데이터가 기억되고 또한 특정 주파수 데이터가 다른 주파수 데이터보다 많이 기억되어 있는 구성에 의해, 자극에 익숙해짐에 따른 효과의 저하를 방지할 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 초음파 주파수를 변경하거나, 또는 초음파 출력을 초음파 진동자로 고유의 파라미터에 따라 제어함으로써, 환부의 상태에 따라 더욱 꼼꼼한 초음파 치료를 행할 수 있다. 또, 출력량, 출력의 계속을 랜덤하게 가변할 수 있으므로 초음파 자극에 익숙해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 위상차 검출 회로를 가지고 있으므로, 초음파 진동자의 개체차 및 주위의 온도 환경 등에 의한 공진 주파수의 변화에 추종하도록, 초음파 진동자를 효율적으로 구동할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 치료기의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 초음파 치료기에 있어서의 각각의 CH1, CH2, CH3의 초음파 출력 타이밍을 나타내는 타이밍 차트이다.

도 3은 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 초음파 치료기에 있어서의 데이터 테이블의 구성을 나타낸 도면이다.

도 4는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 초음파 치료기에 있어서의 프로브의 구성을 나타낸 블록도이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1, 2, 3: 초음파 진동자 CN1, CN2, CN3: 커넥터

S1, S2, S3: 센서 EP1, EP2, EP3: 메모리

4: VCO 5: CPU

6: 출력 방법 선택부 7: 주파수 설정부

8: 게이트 회로 9: 게이트 제어 신호

10: 드라이브 회로 11: 스위치 신호

12: 위상차 검출 회로 14: 전환 스위치

16a, 16b, 16c: 저항 18: 가산기

20: 기준 전압 제어부 31: 프로브

32: 메모리 33: 하우징

34: 코드 SW1, SW2, SW3: 스위치

이하, 본 발명의 실시예를 도면과 함께 설명한다.

도 1에 있어서, CH1(채널 1)의 초음파 출력이 얻어지는 커넥터 CN1에는 초음 파 진동자(1)가 접속된다. CH2의 초음파 출력이 얻어지는 커넥터로 CN2에는 초음파 진동자(2)가 접속된다. CH3의 초음파 출력을 얻을 수 있는 커넥터 CN3에는 초음파 진동자(3)가 접속된다. 각 커넥터 CN1, CN2, CN3는, 초음파 진동자(1, 2, 3)의 접속 유무를 검출하는 센서(검출부) S1, S2, S3와, 초음파 진동자(1, 2, 3)의 진동자 파라미터가 기록된 EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등의 메모리(기억부) EP1, EP2, EP3를 내장하고 있다. 진동자 파라미터는, 예를 들면, 임피던스 정보, 공진 주파수 등이다.

초음파 진동자(1, 2, 3)는, 각각 복수의 공진 주파수(구체적으로는, 5MHz, 3MHz, 1MHz)를 가진다.

VCO(Voltage Control Oscilator)(4)는, 초음파 신호를 발진하는 발진부이다. CPU(제어부)(5)는 장치 전체의 동작을 제어한다. CPU(5)에는, 출력 방법 선택부(6)와 주파수 설정부(7)가 접속되어 있다. 게이트 회로(8)는 CPU(5)로부터의 게이트 신호(9)에 의해 VCO(4)의 발진 출력을 게이트한다. 드라이브 회로(10)는 게이트 회로(8)를 통과한 초음파 신호를 증폭시킨다. 스위치 SW1, SW2, SW3는, 증폭된 초음파 신호를 커넥터 CN1, CN2, CN3에 선택적으로 공급하고, CPU(5)로부터의 스위치 신호(11)에 의해 전환 제어된다. 즉, CPU(5)는, 초음파 신호를 공급하는 초음파 진동자(적용 초음파 진동자)에 접속되어 있는 커넥터(적용 커넥터)에 초음파를 송신하도록 스위치를 ON으로 하도록 제어한다. 한편, CPU(5)는 그 외의 스위치를 OFF로 하도록 제어한다. 이 때, 또한 초음파 진동자가 접속되어 있는 커넥터(연결 커넥터)에 초음파 신호가 송신되도록, CPU(5)는 스위치 SW1, SW2, SW3를 제어한다. 한편, 초음파 진동자가 접속되어 있지 않은 커넥터에는 초음파 신호가 송신되지 않도록, CPU(5)는 스위치 SW1, SW2, SW3를 제어한다. 드라이브 회로(10)는, CPU(5)에 의해 출력 제어 가능하도록 구성해도 된다.

이들 스위치 SW1, SW2, SW3는 실제로는 트랜지스터나 FET(field-effect transistor)로 구성되어 있다. 게이트 신호(9)는, CPU(5)로부터 스위치 SW1, SW2, SW3마다 출력되는 스위치 신호(11)를 가산한 신호이다.

위상차 검출 회로(12)는, 각 커넥터 CN1, CN2, CN3로부터의 출력과 각 초음파 진동자(1, 2, 3)를 통하여 출력된 구동 신호 출력이 입력된다.

전환 스위치(14)는, CPU(5)에 의해 스위치 SW1, SW2, SW3과 동기하여 전환 제어된다.

저항(16a, 16b, 16c)은, 초음파 진동자(1, 2, 3)가 사용하는 주파수에 따라 결정되는 저항값을 가진다. 구체적으로는, 저항(16a)은, 5MHz의 공진 주파수에 대응한 저항값을 가진다. 저항(16b)은, 3MHz의 공진 주파수에 대응한 저항값을 가진다. 저항(16c)은, 1MHz의 공진 주파수에 대응한 저항값을 가진다.

예를 들면, 초음파 진동자(1, 2, 3) 중 임의의 1개로부터 5MHz의 초음파를 출력하는 경우를 나타낸다. 이 경우, CPU(5)는 전환 스위치(14)를 저항(16a)에 접속하도록 제어한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 가산기(18)에는, 저항(16a, 16b, 16c)과, VCO(4)와, 기준 전압 제어부(20)가 접속되어 있다. 기준 전압 제어부(20)는, CPU(5)에 의해 스위치 SW1, SW2, SW3가 전환된 직후에, 대응하는 초음파 진동자(1, 2, 3)를 발진시키기 위한 발부(發部)인 VCO(4)에 대하여, 가산기(18)를 통하여 공급하는 기준 전압을 조정한다.

예를 들면, 초음파 진동자(1, 2, 3)가 각각 커넥터 CN1, CN2, CN3에 접속되어 있다고 한다. 초음파 진동자(1, 2, 3) 중 임의의 1개로부터 5MHz의 초음파가 발진되는 경우를 나타낸다. 여기서는, 초음파 진동자(1)가 선택된 것으로 한다. 그 경우, CPU(5)는, 초음파 진동자(1)(적용 초음파 진동자)에 초음파 신호가 인가 되도록 제어한다. 즉, CPU(5)는, 초음파 진동자(1)(적용 초음파 진동자)에 접속된 커넥터 CN1(적용 커넥터)에 초음파 신호가 인가되도록 제어한다. 따라서, CPU(5)는, 스위치 SW1을 ON으로 제어한다. 한편, CPU(5)는, 스위치 SW2 및 스위치 SW3를 OFF로 제어한다. 이 스위치 SW1의 ON에 기초하여, 기준 전압 제어부(20)로부터, VCO(4)에 5MHz의 초음파 신호를 출력하기 위한 전압이 인가된다. 이로써, 커넥터 CN1에 초음파 신호가 인가되고, 또한 이 커넥터 CN1을 통하여 초음파 신호가 초음파 진동자(1)에 인가된다. 그 결과, 초음파 진동자(1)에서 5MHz의 초음파가 출력된다.

도 3은, 데이터 테이블(데이터부)(100)의 구성을 나타낸다. 데이터 테이블(100)은 메모리이다. 데이터 테이블(100)은, 발진부가 발진하는 초음파 신호의 주파수 데이터를 미리 기억한 복수의 데이터열(100a∼100n)로 구성된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, CPU(5)에는 데이터 테이블(100)과 조작부(101)가 접속되어 있다. 조작부(101)는, 데이터 테이블(100)의 복수의 데이터열(100a∼100n)로부터, 하나의 데이터열(적용 데이터열)을 선택한다. CPU(5)는 조작부(101)에 의해 선택 된 데이터열(적용 데이터열)에 기억된 주파수 데이터에 기초하여 발진부의 발진 주파수를 제어한다.

복수의 데이터열(100a∼100n) 중 1개의 데이터열(100d)에는 특정 주파수 데이터 및 다른 주파수 데이터가 기억되어 있다. 또한, 데이터열(100d)에는, 특정 주파수 데이터가 다른 주파수 데이터보다 많이 기억되어 있다. 예를 들면, 특정 주파수를 5MHz, 다른 주파수를 1MHz와 3MHz로 하면, 다음과 같이 된다.

데이터열(100d): 5, 1, 5, 3, 5, 1, 5, 3, 5, 1, 5, 3, 5,···

데이터열(100d)에 기초하여 초음파 치료기로부터 초음파를 출력하는 예를 이하에 나타낸다. 초음파 진동자(1, 2, 3)가 각각 커넥터 CN1, CN2, CN3에 접속되어 있는 것으로 한다. 데이터열(100d)의 첫번째에는 5MHz가 설정되어 있다. 그러므로, CPU(5)는, 초음파 진동자(1, 2, 3) 중 임의의 하나의 초음파 진동자(적용 초음파 진동자)에 초음파 신호가 인가되도록 제어한다. 즉, 적용 초음파 진동자에 접속된 적용 커넥터에 초음파 신호가 인가되도록 제어한다. 여기서는, 초음파 진동자(2)가 선택된 것으로 한다. 따라서, CPU(5)는, 커넥터 CN2에 초음파 신호가 인가되도록 제어한다. 즉, CPU(5)는, 스위치 SW2를 ON으로 제어한다. 한편, CPU(5)는, 스위치 SW1 및 스위치 SW3를 OFF로 제어한다. 이 스위치 SW2의 ON에 기초하여, 기준 전압 제어부(20)로부터, VCO(4)에 5MHz의 초음파 신호를 출력하기 위한 전압이 인가된다. 이로써, 커넥터 CN2에 초음파 신호가 인가되고, 또한 이 커넥터 CN2를 통하여 초음파 신호가 초음파 진동자(2)에 인가된다. 그 결과, 초음파 진동자(2)로부터 5MHz의 초음파가 출력된다. 일정 시간 경과 후에, 다음으로, 데이터 열(100d)의 2번째에 설정되어 있는 1MHz를 출력한다. 그러므로, CPU(5)는, 초음파 진동자(1, 2, 3) 중 임의의 하나의 초음파 진동자에 초음파 신호가 인가되도록 제어한다. 여기서는, 초음파 진동자(3)가 선택된 것으로 한다. 이 경우, CPU(5)는, 커넥터 CN3에 초음파 신호가 인가되도록 제어한다. 그러므로, CPU(5)는, 스위치 SW3를 ON으로, 스위치 SW1 및 스위치 SW2는 OFF로 제어한다. 이 스위치 SW3의 ON에 기초하여, 기준 전압 제어부(20)로부터, VCO(4)에 1MHz의 초음파 신호를 출력하기 위한 전압이 인가된다. 이로써, 커넥터 CN3에 초음파 신호가 인가되고, 또한 이 커넥터 CN3를 통하여 초음파 신호가 초음파 진동자(3)에 인가된다. 그 결과, 초음파 진동자(3)가 초음파 진동하여, 1MHz의 초음파를 출력한다. 이하, 마찬가지로 데이터열(100d)에 기재된 주파수를 출력하도록 마찬가지의 수순을 반복한다.

전술한 예와 같이, 적용 데이터열에 기초하여 선택된 적용 초음파 신호를 순차적으로 출력하는 경우, 적용 데이터열에 설정된 개개의 데이터마다, 커넥터에 접속되어 있는 초음파 진동자로부터 임의로 1개의 초음파 진동자(적용 초음파 진동자)가 선택된다. 이 때, 예를 들면 모두 초음파 진동자(1)만을 사용해도 되고, 초음파 진동자(1, 2, 3)를 차례대로 사용해도 되고, 초음파 진동자(1, 2, 3)를 랜덤하게 사용해도 된다.

데이터열의 데이터는 다음과 같이 해도 된다. 먼저, 복수의 데이터열(100a∼100n)을 확장한다. 확장된 데이터열에, 발진부가 발진하는 초음파 신호의 주파수 데이터 외에, 초음파 신호의 출력 데이터, 사각형파 신호인 초음파 신호의 듀티비 데이터를 함께 저장한다. 이에 대응하여, 발진부가 발진하는 초음파 신호의 주 파수와 함께, 초음파 신호의 출력, 발진부에 입력하는 사각형파 신호의 듀티비를 변화시킨다. 이 때, 미리 조사 에너지의 단위 시간당의 적분값을 정해 두고, 동일 주파수의 경우에 이 범위가 일정하게 되도록, 그 출력과 그 듀티비를 제어해도 된다. 예를 들면 다음의 같다.

데이터열(주파수, 듀티비, 출력): (5, 0.5, 0.125), (1, 0.5, 0.25), (5, 0.25, 0.25), (3, 0.5, 0.125), (5, 0.125, 0.5), …

다음으로, 전술한 구성에 의한 동작에 대하여 설명한다.

CPU(5)는 센서 S1, S2, S3의 검출에 따라 게이트 회로(8)를 제어하는 게이트 신호(9)를 출력한다. 또한, CPU(5)는 스위치 SW1, SW2, SW3 및 전환 스위치(14)를 제어하는 스위치 신호(11)를 출력한다. 이들 제어 신호[게이트 신호(9), 스위치 신호(11)]에 따라 도 2에 나타낸 바와 같이 커넥터 CN1, CN2, CN3로부터 출력되는 각 CH1, CH2, CH3의 초음파 출력의 복수(도 2에서는 8개)의 출력 패턴을 얻을 수 있다. 도 2의 (a)는 제1 출력 방법의 일례를 나타내고, 도 2의 (b)는 제2 출력 방법의 일례를 나타낸다. 제1 또는 제2 출력 방법은, 출력 방법 선택부(6)에 의해 선택된다.

도 2에 있어서, 각 CH1, CH2, CH3에 나타내는 펄스는 초음파 신호를 뽑아내는 게이트 신호(9) 또는 스위치 신호(11)이다. 커넥터 CN1, CN2, CN3에 대한 초음파 진동자(1, 2, 3)의 접속은 8개의 조합이 있으므로, 이를 "000", "111" …의 3비트의 스테이터스 STS로 나타내고 있다. 이 스테이터스 STS에 따라 자동적으로 초음파 신호의 출력 타이밍이 변경된다. 스테이터스 STS가 0인 경우에는 출력하지 않는다.

도 2의 (a)의 제1 출력 방법의 경우에는, CH1, CH2, CH3의 출력 타이밍이 스테이터스 STS에 관계없이 차례로 인접하고 있다. 예를 들면, "111"의 경우에는 3개의 CH1, CH2, CH3의 펄스가 차례로 인접하고, "101"의 경우에는 CH1의 펄스와 CH3의 펄스가 인접하고 있다. 이와 같이 펄스가 없는 곳은 채워넣어서 출력된다. 다음으로, 도 2의 (b)의 제2 출력 방법을 설명한다. "111"의 경우에는 3개의 CH1, CH2, CH3의 펄스가 차례로 인접한다. "101"의 경우에는 CH1의 펄스와 CH3의 펄스 사이는 채워넣지 않고 CH2의 펄스 분만큼 비어있다.

도 2의 (a) 및 (b)의 출력 타이밍의 패턴은 일례이다. 그 외 펄스의 위치나 펄스폭 등에 대해서는 각 CH1, CH2, CH3에서 다양한 변형 패턴이 가능하다.

CPU(5)는, 전술한 바와 같이 하여 게이트 신호(9) 및 스위치 신호(11)를 출력한다. 또한, CPU(5)는, 각 커넥터 CN1, CN2, CN3에 내장된 메모리 EP1, EP2, EP3에 기억된 초음파 진동자(1, 2, 3)의 진동자 파라미터를 판독한다. CPU(5)는, 이 판독한 파라미터에 따른 초음파 신호가 출력되도록 VCO(4)를 제어하고 있다. 즉, 각 초음파 진동자(1, 2, 3)에 고유의 임피던스 정보, 공진 주파수 등에 따른 초음파 신호가 각 CH1, CH2, CH3의 펄스의 기간(스위치 SW1, SW2, SW3의 각 ON의 기간)에 출력되도록 제어하고 있다.

VCO(4)의 출력은, 게이트 회로(8), 드라이브 회로(10) 및 스위치 SW1, SW2, SW3를 통하여 초음파 진동자(1, 2, 3)에 공급되고, 스위치 SW1, SW2, SW3의 전환 상태에 따라 각 초음파 진동자(1, 2, 3)를 초음파 진동시킨다.

본 실시예에서는 초음파 진동자를 3개 사용하고 있지만, 2개 또는 3개 이상 사용해도 된다. 발진 출력 타이밍을 제어하는 게이트 회로(8)는 생략해도 된다.

다음으로, VCO(4)의 발진 주파수를, 주위의 환경 온도 등에 의해 변화된 초음파 진동자(1, 2, 3)의 공진 주파수에 일치시키기 위한 피드백 회로에 대하여 설명한다.

스위치 SW1, SW2, SW3를 통하여 초음파 진동자(1, 2, 3)에 입력된 VCO(4)의 출력과, 초음파 진동자(1, 2, 3)를 통하여 출력된 신호와의 위상차는, 위상차 검출 회로(12)에 공급된다. 위상차 검출 회로(12)는, 예를 들면, 록인 앰프(lock-in amplifier)(12)로 구성된다.

위상차 검출 회로(10)로부터의 위상차의 검출 출력은, 전환 스위치(14), 저항(16a, 16b, 16c)을 통하여 가산기(18)에 입력된다. 전환 스위치(14) 및 저항(16a, 16b, 16c)을 합쳐서, 가변 주파수 변경부라고 한다. 저항(16a, 16b, 16c)에는, 전술한 바와 같이 각각 초음파 진동자(1, 2, 3)의 공진 주파수에 대응한 VCO(4)의 주파수 가변 범위를 설정하기 위한 적절한 저항값이 설정되어 있다. 저항(16a, 16b, 16c)은, 위상차 검출 회로(12)에서 검출된 위상차에 대응하는 전위차로부터, 가산기(18)에 입력하기 위한 조정 전압을 생성한다. 이 조정 전압과 기준 전압 제어부(20)에 의해 생성되는 기준 전압이 가산기(18)에 의해 가산되고, VCO(4)에 입력된다. VCO(4)는, 이 조정 전압에 의해 VCO(4)가 출력하는 발진 주파수의 조정을 행함으로써, 초음파 진동자(1, 2, 3)의 공진 주파수와 VCO(4)의 발진 주파수를 일치시킨다.

이상 설명한 본 실시예에 의하면, 복수(본 실시예에서는 3개)의 커넥터를 설치하여 각각 초음파 진동자와 접속 가능하게 하였다. 또한, 이 초음파 진동자의 접속 상태에 따라 접속된 초음파 진동자에 대하여 각각 소정의 출력 타이밍에서 소정 기간마다 초음파 신호를 공급하도록 했다. 그러므로, 복수의 초음파 진동자를 선택적으로 사용할 수 있으므로, 환부에 대하여 가장 적절한 치료를 행할 수 있다.

초음파 주파수를 변경함으로써, 1개의 초음파 치료기에 의한 다주파 출력을 실현할 수 있다. 그러므로, 환부의 상태에 따라 주파수를 설정할 수 있으므로, 꼼꼼한 치료를 행할 수 있다. 또, 초음파 출력을 초음파 진동자에 고유의 파라미터에 따라 제어할 수 있다. 그러므로, 더욱 꼼꼼한 초음파 치료를 행할 수 있으므로, 종래의 이런 종류의 초음파 치료기에 비해 현격히 우수한 치료 효과를 얻을 수 있다.

다음으로, 본 실시예에 의한 프로그램 및 이 프로그램을 기록하는 기록 매체에 대하여 설명한다.

컴퓨터 시스템에서의, CPU(5)가 실행하는 본 발명의 본 실시예의 프로그램은, 본 실시예에 의한 초음파 치료기의 전술한 동작에 기초한 처리를 행한다.

이 프로그램을 기록하기 위한 기록 매체로서는, 광자기 디스크, 광디스크, 반도체 메모리, 자기 기록 매체 등을 사용할 수 있고, 이들을 ROM, RAM, CD-ROM, 플렉시블·디스크, 메모리 카드 등으로 구성하여 사용해도 된다.

이 기록 매체는, 일정 시간 프로그램을 유지하는 기록 매체도 포함된다. 예를 들면, 인터넷 등의 네트워크나 전화 회선 등의 통신 회선을 통하여 프로그램이 송신된 경우의 서버나 클라이언트가 되는 컴퓨터 시스템 내부의 RAM 등의 휘발성 메모리이다.

상기 프로그램은, 이 프로그램을 기억 장치 등에 저장한 컴퓨터 시스템으로부터 전송 매체를 통하거나, 또는 전송 매체 중의 전송파에 의해 다른 컴퓨터 시스템에 전송되어도 된다. 상기 전송 매체는, 인터넷 등의 네트워크(통신망)나 전화 회선 등의 통신 회선(통신선)과 같이, 정보를 전송하는 기능을 가지는 매체이다.

상기 프로그램은, 전술한 기능의 일부를 실현할 수도 있다. 또한, 전술한 기능을 컴퓨터 시스템에 이미 기록되어 있는 프로그램과의 조합에 의해 실현할 수 있는, 이른바 차분 파일(차분 프로그램)일 수도 있다.

따라서, 이 프로그램 및 기록 매체를 도 1의 시스템 또는 장치와는 상이한 시스템 또는 장치에 있어서 사용하고, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터가 이 프로그램을 실행함으로써도, 본 실시예에서 설명한 기능 및 효과와 동등한 기능 및 효과를 얻을 수 있고, 본 발명의 과제를 해결할 수 있다.

다음으로, 치료의 일례를 기술한다.

생체에 초음파를 조사한 경우, 그 주파수에 의해 도달 심도가 상이하다. 1MHz, 3MHz, 5MHz가 초음파 진동자로부터 출력 가능한 치료기의 경우, 환부가 표 층부이면, 1MHz, 3MHz, 5MHz 중 5MHz의 조사 시간이 전체 조사 시간 중 최장으로 되는 데이터열을 데이터 테이블(100)의 데이터열(100a∼100n)로부터 선택하고, 조사하면 된다. 마찬가지로 심층부에서는 1MHz, 중간부에서는 3MHz의 조사 시간이 전체 조사 시간 중 최장으로 되는 데이터열을 데이터 테이블(100)의 데이터열(100a ∼100n)로부터 선택하고 조사하면 효과가 높은 치료를 행할 수 있다. 따라서, 1MHz, 3MHz, 5MHz의 전체 조사 시간에 대한 비율을 변화시킴으로써 생체 내의 어느 부위에 있어서도 표적이 되는 깊이에 자극을 도달시킬 수 있다. 또, 조사 시간 내에 주파수가 1MHz, 3MHz, 5MHz의 3가지 주파수로 변화되므로, 생체가 자극에 익숙하게 되는 임계값이 쉽게 저하되지 않는다.

조작부(101) 대신, CPU(5)가 일정 시간마다 자동적으로 상이한 데이터열을 선택하고, 이 데이터열에 따른 초음파가 일정 시간 조사되도록 해도 된다. 이 방법에 의해, 생체가 자극에 익숙하게 되는 임계값이 더욱 쉽게 저하되지 않는다. 선택 방법은 랜덤이면 된다. 이 때, 미리 단위 시간당의 조사 에너지의 적분값을 정해 두고, 이 범위가 일정하게 되도록, 조사 시에 출력 및 듀티비를 적절하게 제어해도 된다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 초음파 진동자(1, 2, 3)를 구비하는 프로브(31) 내에, 이 프로브(31)의 사용 시간을 기억하는 메모리(32)를 수용해도 된다. 도 4에 있어서, 프로브(31)는, 초음파 진동자(1, 2, 3)와, 사용 시간을 기억하는 메모리(32)와, 초음파 진동자(1, 2, 3) 및 메모리(32)를 수용하는 하우징(33)과, 초음파 치료기에 접속하기 위한 코드(34)를 구비한다. 이 프로브(31)가 초음파 치료기에 접속되어 있는 동안, CPU(5)가 프로브(31)를 사용한 시간에 맞추어서, 메모리(32)의 데이터를 재기록한다. 이 구성에 있어서, CPU(5)가, 재기록 시에, 메모리(32)의 데이터를 판독하여, 그 데이터에 기록되어 있는 프로브(31)의 사용 시간이 소정의 사용 시간에 도달했다고 판단했을 때, 초음파 치료기가 적절한 수단에 의해 프로브(31)의 교환(수명)을 알려도 된다. 또한, 프로브(31)가 특정 환자 전용인 경우, CPU(5)는, 메모리(32)의 데이터에 기록되어 있는 프로브(31)의 사용 시간을, 적절한 수단에 의해 이 환자의 치료를 위해 이용해도 된다.

또한, 초음파 치료기는, 도 2에 나타내는 측정부(103)를 가져도 된다. 이 측정부(103)는, 초음파 치료기에 의해 치료 대상부에 조사된 초음파의 투과 또는 반사를 측정한다. CPU(5)(제어부)는, 이 측정부의 측정 결과로부터 치료 대상부의 뼈 재생 상태를 판별하고, 그 결과에 의해 초음파 치료기의 출력을 제어한다.

측정부(103)는, 초음파를 뼈에 조사하여 뼈를 사이에 둔 반대측에서 초음파로 진료를 받는다. 아직 뼈가 생성되어 있지 않은 경우에는, 투과할 초음파가 많아진다. 그 경우, CPU(5)는 더 강하게 초음파를 출력하도록 제어해도 된다. 서서히 뼈가 생성된 경우에는, 투과하는 초음파가 적어진다. 그 경우, CPU(5)는 초음파의 출력을 약하게 제어해도 된다. 치료 대상 부위를 투과하여 발진기 측으로 되돌아온 초음파를 검출해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

전술한 바와 같이 본 실시예에 의한 초음파 치료기는, 3종류 이상의 주파수(1MHz, 3MHz, 5MHz)를 출력할 수 있고, 3종류 이상의 출력의 크기(0.5, 0.25, 0.125)의 변화(variation)를 가지고, 3종류 이상의 펄스 형상(듀티비: 0.5, 0.25, 0.125)을 출력할 수 있다. 그러므로, 치료 대상부에 대한 꼼꼼한 자극을 부여할 수 있다. 또한, 꼼꼼한 자극을 부여할 수 있으므로, 뼈를 재생시킬 뿐만 아니라, 그 주위의 피부 및 결합 조직 등의 연조직의 재생을 촉진하고, 종합적 또는 입체적인 관점에서 뼈의 재생에 현저한 효과가 있다.

본 발명은, 피부 및 결합 조직 등의 연조직과 뼈의 치료 등에 사용되는 초음파 치료기에 적용할 수 있다. 이 초음파 치료기에 의하면, 복수의 초음파 진동자를 환부의 상태에 따라 전환하고, 또한 조사하는 초음파 신호의 주파수를 전환함으로써, 치료 효과의 향상을 도모할 수 있다.

Claims

주파수가 상이한 복수의 초음파 신호를 선택적으로 발진하는 발진부;

상기 발진부가 발진하는 초음파 신호의 주파수 데이터를 미리 기억한 복수의 데이터열을 가지는 데이터 테이블을 저장하는 데이터부;

상기 복수의 데이터열로부터 하나의 적용 데이터열을 선택하는 조작부;

상기 복수의 초음파 신호에 대응한 복수의 공진 주파수를 가지고, 또한 초음파 진동하여 초음파를 출력하는 복수의 초음파 진동자;

상기 복수의 초음파 진동자가 각각 접속 가능한 복수의 커넥터;

상기 복수의 커넥터와 각각 접속되어 있는 복수의 스위치; 및

상기 복수의 초음파 신호 중 상기 적용 데이터열에 기초하여 선택된 적용 초음파 신호를, 상기 복수의 초음파 진동자 중 임의의 1개의 적용 초음파 진동자에 인가하기 위하여, 상기 복수의 커넥터 중 상기 적용 초음파 진동자에 접속된 적용 커넥터에 상기 적용 초음파 신호를 선택적으로 인가하도록 상기 복수의 스위치를 제어하는 제어부

를 포함하고,

상기 복수의 데이터열 중 적어도 하나의 데이터열에는, 특정 주파수 데이터 및 다른 주파수 데이터가 기억되고 또한 상기 특정 주파수 데이터가 상기 다른 주파수 데이터보다 많이 기억되며, 상기 적어도 하나의 데이터열은, 상기 특정 주파수 데이터, 상기 다른 주파수 데이터 중 하나, 상기 특정 주파수 데이터, 상기 다른 주파수 데이터 중 다른 하나의 순서로 나열된 주파수 데이터들의 반복으로 이루어져 있고,

상기 조작부가 상기 하나의 적용 데이터열로서 상기 적어도 하나의 데이터열을 선택하면, 상기 적용 초음파 진동자가, 상기 적어도 하나의 데이터열에 따라, 상기 특정 주파수 데이터 및 상기 다른 주파수 데이터의 초음파를 순차 출력하는,

초음파 치료기.
제1항에 있어서,

상기 복수의 커넥터 중 상기 복수의 초음파 진동자가 접속되어 있는 연결 커넥터를 검출하는 검출부를 더 포함하고,

상기 제어부는, 상기 연결 커넥터에만 상기 적용 초음파를 공급하도록 상기 복수의 스위치를 각각 제어하는, 초음파 치료기.
제1항에 있어서,

상기 발진부의 발진 주파수와, 상기 복수의 초음파 진동자를 통하여 출력되는 신호와의 위상차를 검출하여 위상차 검출 결과를 출력하는 위상차 검출 회로를 포함하고, 상기 위상차 검출 결과에 따라 상기 발진부의 상기 발진 주파수를 제어하는, 초음파 치료기.
제3항에 있어서,

상기 발진부의 발진 주파수의 가변 범위를 상기 초음파 진동자 각각에 대응하도록 변경하는 가변 주파수 변경부를 포함하는, 초음파 치료기.
제1항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 적용 커넥터에 대하여 각각 상이한 타이밍으로 소정 기간마다 공급하는, 초음파 치료기.
제1항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 적용 커넥터에 대하여, 소정 기간마다 상이한 적용 데이터열을 선택하는, 초음파 치료기.
제2항에 있어서,

상기 복수의 초음파 진동자의 각각의 진동자 파라미터를 기억하는 기억부를 설치하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 초음파 진동자 중 상기 연결 커넥터에 접속된 초음파 진동자의 진동자 파라미터를 상기 기억부로부터 판독하고, 판독한 상기 진동자 파라미터에 따라 상기 발진부의 발진 출력을 제어하는, 초음파 치료기.
제7항에 있어서,

상기 기억부는 상기 복수의 커넥터에 각각 설치된, 초음파 치료기.
제1항에 있어서,

상기 제어부의 상기 복수의 스위치의 제어에 기초하여, 상기 적용 초음파 신호에 따른 기준 전압을 상기 발진부에 인가하는 기준 전압 제어부를 더 포함하는, 초음파 치료기.
제1항에 있어서,

상기 복수의 초음파 진동자에 의해 치료 대상부에 조사된 초음파의 투과 또는 반사를 측정하고 측정 결과를 출력하는 측정부와,

상기 제어부는, 상기 측정 결과로부터 상기 치료 대상부의 뼈 재생 상태를 판별하고, 그 결과에 의해 상기 복수의 초음파 진동자의 상기 초음파를 제어하는, 초음파 치료기.
제1항에 있어서,

치료 대상부에 조사하는 상기 초음파의 양을 랜덤하게 변경 가능한, 초음파 치료기.
제1항에 있어서,

치료 대상부에 조사하는 상기 초음파의 단속(斷續)을 랜덤하게 변경 가능한, 초음파 치료기.
제1항에 있어서,

사용 시간을 기억하는 메모리와 상기 복수의 초음파 진동자를 가지는 프로브를 포함하고, 상기 제어부가 상기 복수의 초음파 진동자를 사용한 시간에 맞추어서 상기 메모리의 데이터를 재기록하는, 초음파 치료기.
발진부가 발진하는 초음파 신호의 주파수 데이터에 대한 복수의 데이터열로 이루어지는 데이터 테이블을 미리 데이터부에 저장하는 저장 처리;

상기 복수의 데이터열로부터 하나의 적용 데이터열을 선택하는 선택 처리;

주파수가 상이한 복수의 초음파 신호 중 상기 적용 데이터열에 기초하여 선택된 적용 초음파 신호를 선택적으로 발진하는 발진 처리;

복수의 초음파 진동자가 접속되어 있는 복수의 연결 커넥터를 검출하는 검출 처리; 및

상기 복수의 연결 커넥터 중 임의의 하나의 적용 커넥터에 상기 적용 초음파 신호를 선택적으로 공급하도록 상기 복수의 스위치를 각각 제어하는 제어 처리;

를 컴퓨터에 실행하게 하는 프로그램이 기억되고,

상기 복수의 데이터열 중 적어도 하나의 데이터열에는, 특정 주파수 데이터 및 다른 주파수 데이터가 기억되고 또한 상기 특정 주파수 데이터가 상기 다른 주파수 데이터보다 많이 기억되어 있고, 상기 적어도 하나의 데이터열은 상기 특정 주파수 데이터, 상기 다른 주파수 데이터 중 하나, 상기 특정 주파수 데이터, 상기 다른 주파수 데이터 중 다른 하나의 순서로 나열된 주파수 데이터들의 반복으로 이루어져 있고,

상기 선택 처리에서, 상기 적어도 하나의 데이터열이 상기 하나의 적용 데이터열에 따라, 상기 특정 주파수 데이터 및 상기 다른 주파수 데이터의 초음파를 순차 출력하는,

기록 매체.
제14항에 있어서,

상기 제어 처리는 또한, 상기 복수의 초음파 신호를 상기 적용 커넥터에 대하여 각각 상이한 타이밍에서 소정 기간마다 공급하는, 기록 매체.
제14항에 있어서,

상기 제어 처리는 또한, 상기 적용 커넥터에 대하여, 소정 기간마다 상이한 데이터열을 선택하는, 기록 매체.
제14항에 있어서,

상기 제어 처리는, 상기 복수의 연결 커넥터 각각에 접속되는 상기 복수의 초음파 진동자의 각 진동자 파라미터를 기억하는 기억부로부터, 상기 진동자 파라미터를 판독하고, 판독한 상기 진동자 파라미터에 따라 상기 발진 처리를 제어하는, 기록 매체.