超声波照射装置、超声波照射系统以及超声波照射方法制造方法及图纸

超声波照射装置(10)在防水结构的壳体(12)的内部具有超声波振子(20)、电源(16)以及控制部(17)。超声波振子(20)通过声匹配层(22)安装在壳体(12)的内侧。壳体(12)的外侧设置声扩散层(24)。声扩散层(24)是以与水的声阻抗相差大的材料形成。声扩散层(24)的一例是金网。超声波振子(20)发出的高强度超声波(19)以声扩散层(24)被扩散，作为低强度超声波(21)大面积照射人体(h)。超声波照射装置(10)浮在水槽(52)内的水面或也可以在水槽(52)内的水中使用。可以对人体(h)或哺乳动物(H)的几乎全身的骨头实施超声波刺激。

Ultrasonic irradiation device, ultrasonic irradiation system and ultrasonic irradiation method

The ultrasonic irradiation device (10) has an ultrasonic vibrator (20), a power supply (16) and a control unit (17) in the interior of the shell (12) of the waterproof structure. The ultrasonic oscillator (20) is installed on the inside of the shell (12) through the sound matching layer (22). An acoustic diffusion layer (24) is arranged on the outer side of the shell (12). The acoustic diffusion layer (24) is formed by a material with a large difference from the acoustic impedance of water. Sound diffusion layer (24) is a case of kingnet. The high intensity ultrasound (19) emitted by ultrasonic oscillator (20) was diffused in the acoustic diffusion layer (24) and irradiated the human body (H) in a large area as a low intensity ultrasonic wave (21). The ultrasonic irradiation device (10) is floating in the water tank (52) or can also be used in the water inside the tank (52). Ultrasound stimulation can be carried out for almost body bones of the human body (H) or mammal (H).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波照射装置、超声波照射系统以及超声波照射方法
本专利技术涉及超声波照射装置与超声波照射系统以及超声波照射方法，能够对人或哺乳动物的指定部位的骨头，或者除头部以外的全身骨头给予超声波刺激，其目的是为了提高人和其他哺乳动物(这里的哺乳动物是指人以外的马、牛、狗、猫等)的身体机能。
技术介绍
2015年世界人口达到73亿人，全世界65岁以上的高龄者人口达到6亿人，比例为8.2％，其人数和比例每年都在上升。高龄者增加所引起的社会问题是，医疗和看护以及其他与福利相关费用的增加。因此低成本地维持和改善高龄者的健康已经成为社会的一大需求。以往，健康照护是以西洋医学的精密诊断为基础，以投药和患部手术为治疗方法。但是，使用高端设备的诊断、检查、手术、治疗等是高成本的，在发展中国家不可能每个人都能得到满意的治疗。另一方面，东洋医学是以全身补气，用针灸等进行全身治疗为主要疗法。但是，即使是东洋医学也要依靠专家的特殊技术(针灸等)，还没有广泛的、在家里就能够简单进行的低价的健康照护装置和方法。因此，仅用现有的西洋医学及东洋医学的治疗方法，很难实现用简单的装置低成本地在自家就能进行的健康照护装置和健康照护系统。此外，关于使用音波或超声波的治疗和健康照护，至今已有很多报告。比如，专利文献1中，巴西的圣保罗大学的杜阿尔特(Duarte)公开了用接触式的超声波探头对骨折部位进行低强度脉冲超声波(LowIntensityPulseUltrasound，以下称LIPUS)刺激的方法。此方法报告了对骨折处LIPUS刺激，能够促进骨折治疗的方法。这里超声波探头所用的频率是周期0.67μs的1.5MHz，脉冲重复频率(PulseRepetitionFrequency，以下称RPF)是1,000Hz(周期1ms)，超声波占空比(DutyFactor)是20％，空间时间平均声强度(Intensityspatialaveragetemporalaverage，以下称Isata)是30～60mW/cm2。占空比是指整体时间内实际发送超声波的时间比例，比如说发送200μs，停止800μs的占空比是20％。此报告说明，进行20分钟/天，5～6次/周，3～10周的这种LIPUS刺激，能够促进骨折治疗。专利文献2公开的健康照护装置，是将压缩空气和水从细喷嘴中喷出使水中产生强力的物理应力，利用此泡沫破裂的能量在水槽中对除头部外的全身进行刺激的装置。专利文献3公开了利用机械振动和电磁辐射，提高美颜和减肥等效果的波动美容装置。专利文献4公开了可以向浴缸内的人体放射超声波，进一步调变该超声波来改变声强度，并且播放音乐来提高放松效果的超声波浴。专利文献5公开了用接触式超声波探头，向患部等照射超声波来进行治疗的装置。其指明该装置利用频率0.1～10MHz，间歇重复脉冲的脉冲宽度1μs～500ms(频率1MHz～2Hz)，PRF1～100Hz，超声波强度10mW/cm2～60W/cm2进行刺激。此外，专利文献6公开了使用接触式超声波探头对腹部等照射超声波，利用热效果分解脂肪，实现减体重的装置。另外，专利文献7公开了用超声波刺激治疗关节炎的超声波装置。专利文献8公开了将超声波安装在壳表面或马桶座上，站着或坐着时，从脚跟以及臀部开始照射超声波，增加下肢骨密度的方法。专利文献9公开了用同一个振动子产生三种不同的多种频率，1MHz、2MHz和3MHz超声波的超声波治疗装置。专利文献10公开了作为调整特定的神经细胞活动的超声波设备，用1MHz以下的多种低频率超声波向对象部位照射50～450mW/cm2的中强度脉冲超声波的装置。此外，非专利文献1报告了用LIPUS照射膝盖患部，能够减轻变形性膝关节炎的疼痛和改善步行速度。该论文调查了140名变形性膝关节炎患者的LIPUS治疗效果。报告指出，用此方法进行LIPUS治疗的患者，对其膝盖的疼痛，膝盖的弯曲角度，20m步行速度的指针都有效果，而且试验1年后效果还持续着。超声波装置的用法是，用接触式超声波探头刺激患部膝盖周围。非专利文献2报告，用除去了卵巢的鼠进行LIPUS动物实验，LIPUS照射后骨密度增加了，结果可期待用于预防骨质疏松症。[先前技术文献][专利文献]专利文献1：USP4530360号公报专利文献2：日本特开2004-089474号公报专利文献3：日本特开平9-276354号公报专利文献4：日本特开平10-328056号公报专利文献5：日本特开2002-613号公报专利文献6：日本特表2007-520307号公报专利文献7：日本特表2008-514338号公报专利文献8：日本特开2015-36045号公报专利文献9：USP5460595号公报专利文献10：日本专利第5879402号公报[非专利文献]非专利文献1：Mao-HsiungHuang,Rei-ChengYang,Chia-Lee,Tien-WenChen,Ming-ChengWang,PreliminaryResultsofInterratedTherapyforPatientsWithKneeOsteoarthritis,Arthritis&Rheumatism(ArthtisCare&Research)Vol.53,No.6December15,2005,pp812-820非专利文献2：DohyungLim,等，Low-IntensityUltrasoundStimulationPreventsOsteoporoticBoneLossinYoungAdultOvariectomizedMice,J.Orthop.Res.2011Jan；29(1):116-25.doi:10.1002/jor.21191.
技术实现思路
[专利技术所欲解决的课题]上述
技术介绍
的专利文献1、3、5、6、7、9、10以及非专利文献1、2所公开的方法存在下述问题：所使用的治疗用超声波探头是小型的，同时超声波能够照射的面积只有约10cm2。这些装置只能对涂有超声波凝胶等的人或哺乳动物的体部进行部分刺激，很难对身体的大致全身或大范围地进行均匀的LIPUS照射。专利文献2所公开的方法存在下述问题：用喷射气泡的方法所产生的超声波的频率限于100kHz以下。再者，其是用气泡的喷射量来调整超声波强度，并没有使用特殊装置将超声波均匀地照射到水槽内。另外，这装置为固定式，重达10kg以上，而且噪音很大，不适合在家庭简便使用。专利文献4所公开的方法是用安装在浴缸外面的超声波振动子对浴缸中的人体进行超声波刺激。所用的超声波信号，不仅用连续波，也用脉冲波的调变信号，对人体照射出不同强度的超声波。用这方法，如果水缸中的人不频繁地变换被照射的部位，指向性强的超声波束就会集中照射在身体的某一部分而带来危险，所以只能使用低强度超声波。另外，为了使浴缸整体振动，得到像能够洗净身体那样的强度达数10kW的大功率超声波强度，有装置变得大型化的问题。再者，所期待的超声波效果是洗净身体，音乐仅仅起到放松的作用，并没有提到有关用LIPUS提高身体机能的内容。专利文献8公开了将超声波振子安装在壳表面或马桶座上，站着或坐着时，从脚跟以及臀部开始照射超声波，增加骨密度的方法。但是，并没有公开对身体的全部均匀地照射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波照射装置，其特征在于，具备：能够产生超声波的超声波振子；驱动所述超声波振子的驱动部；保持所述超声波振子以及所述驱动部的壳体；在所述超声波振子与所述壳体之间设置的声匹配层；以及由超声波扩散材料构成的声扩散层，将所述超声波振子发射出的高强度超声波扩散的同时，将其变成单位面积强度低的低强度超声波，并大面积照射；其中，在所述声匹配层内部、所述壳体内部、以及所述壳体外部的至少其中一处具备所述声扩散层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.19 JP 2016-1008221.一种超声波照射装置，其特征在于，具备：能够产生超声波的超声波振子；驱动所述超声波振子的驱动部；保持所述超声波振子以及所述驱动部的壳体；在所述超声波振子与所述壳体之间设置的声匹配层；以及由超声波扩散材料构成的声扩散层，将所述超声波振子发射出的高强度超声波扩散的同时，将其变成单位面积强度低的低强度超声波，并大面积照射；其中，在所述声匹配层内部、所述壳体内部、以及所述壳体外部的至少其中一处具备所述声扩散层。2.如权利要求1所述的超声波照射装置，其特征在于，所述超声波振子为压电振子，所述声扩散层的超声波扩散材料是声阻抗40以上的金属材料，藉由具有多孔的网所构成，网孔径为所使用的超声波的水中波长λ的λ～λ/10之间。3.如权利要求1所述的超声波照射装置，其特征在于，所述超声波振子为压电振子，所述声扩散层的超声波扩散材料是由含有90～99体积％的气泡或气体的泡沫树脂构成。4.如权利要求2或3所述的超声波照射装置，其特征在于，所述超声波振子使用无铅的压电材料。5.如权利要求4所述的超声波照射装置，其特征在于，所述压电振子与其电源的导线的取出位置，为远离所述壳体内的所述超声波振子的位置，在使用状态时位于上部。6.如权利要求1所述的超声波照射装置，其特征在于，所述壳体内配置有所述超声波振子，所述超声波振子具有两种频率和两种脉冲重复频率中的至少任一项，能够由所述驱动部连续并且自动地产生多种超声波。7.如权利要求1所述的超声波照射装置，其特征在于，将包括有所述超声波振子的电源的所述驱动部，与包括有所述超声波振子和所述声扩散层的超声波振荡部分开，分开后的所述超声波振荡部有防水功能且设计成可以和所述驱动部电性连接，将所述超声波振荡部担载在可以漂浮在水面的保持体上，将分开的所述超声波振荡部和所述驱动部连接后，所述超声波振荡部在水面下能够漂浮和摇晃。8.如权利要求1所述的超声波照射装置，其特征在于，具备至少两种材料的所述声匹配层，其厚度是所使用的超声波的水中波长λ的四分之一的倍数，其外形形状的投影面积应是所述超声波振子的120～200％。9.如权利要求1所述的超声波照射装置，其特征在于，所述声匹配层的一部分是构成所述壳体的透明有机材料，其厚度为前述λ的四分之一的倍数。10.如权利要求1所述的超声波照射装置，其特征在于，所述各种超声波振子的基本波频率在0.3MHz～5MHz范围内，将多层所述声匹配层装贴在所述各种超声波振子的压电振子上，这时可产生多种共振频率的所述超声波，至少两种不同频率的所述超声波连续而且自动地由一个所述压电振子...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下洋八，
申请(专利权)人：山下洋八，开开产业有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP