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公開番号2025068259
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-28
出願番号2023178036
出願日2023-10-16
発明の名称超音波照射器
出願人国立大学法人東京科学大学
代理人個人
主分類H04R 17/00 20060101AFI20250421BHJP(電気通信技術)
要約【課題】マイクロバブル発生範囲を広くかつ均一にし、超音波の生体への侵襲を少なくした超音波照射器を提供する。
【解決手段】圧電素子1は所定の周波数の交流電圧で駆動され、矢印Hに示すごとく径方向に大きく伸縮振動する。圧電素子1の下面には、音響振動子2が接着されている。音響振動子2は、圧電素子1に対向した上部円形平面2aと、上部円形平面2aに対向した下部凹状半球面2bを有する。上部円形平面2aの中心にはシンバル構造用上部凹状面2a-1が形成され、音響振動子2の中央には薄いシンバル構造Sが形成されることになる。下部凹状半球面2bの下方エッジ部分2c、2dは、圧電素子1の径方向の伸縮振動Hに伴い、矢印Cに示すごとく、曲げ振動する。この曲げ振動Cはシンバル構造Sの垂直振動Vによって増進する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
円盤状の超音波振動子と、
前記超音波振動子の下面に接着した音響振動子と
を具備し、
前記音響振動子は、
前記超音波振動子に対向した上部平面と、
該上部平面に対向した下部凹状半球面と
を有する超音波照射器。
続きを表示（約 250 文字）【請求項２】
さらに、前記超音波振動子を径方向に振動させるために、該超音波振動子に所定周波数の駆動信号を発生するための交流駆動手段を具備する請求項１に記載の超音波照射器。
【請求項３】
前記音響振動子の前記上面平面の中央部にシンバル構造用上部凹状面を形成した請求項１に記載の超音波照射器。
【請求項４】
前記音響振動子の前記下部凹状半球面の開口径は該下部凹状半球面内に媒質を満たした場合の該媒質中の音波の半波長の整数倍である請求項１に記載の超音波照射器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は皮膚、粘膜等の生体表面に超音波を照射させて薬物たとえば麻酔薬を経皮輸送させるための超音波照射器に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
図５は超音波照射器の原理を示す図である。図５において、媒質たとえば水Ｗ中の皮膚、粘膜等の生体Ｂの表面に超音波Ｕを照射すると、生体Ｂの表面上に超音波キャビテーション気泡と呼ばれる振動するマイクロバブルＭＢが発生する。このマイクロバブルＭＢは血管、神経等を損傷することなく、薬物たとえば麻酔薬の生体浸透性を促進するために使用される。
【０００３】
図５においては、超音波Ｕは生体Ｂの血管、神経等を損傷させない程度に強くする。他方、マイクロバブルＭＢは生体Ｂの表面上に均一かつ存在範囲を大きくなるようにする。
【０００４】
図６は第１の従来の超音波照射器を示す正面図である。
【０００５】
図６においては、マイクロバブルＭＢを発生するために、強い超音波を発生するボルト締めランジュバン振動子（ＢＬＴ）を超音波振動子１００として用いている。すなわち、超音波振動子１００においては、電極板１０１が圧電素子１０２、１０３によって挟まれ、さらに、圧電素子１０２、１０３の外側に金属体１０４、１０５が設けられている。電極板１０１は接地され、金属体１０４、１０５に交流電圧±Ｖを印加する。金属体１０４、１０５間は、図示しないボルトによって機械的に固定されて堅牢となっている。
【０００６】
超音波振動子１００の上部にはグリップ１１０が設けられ、超音波振動子１００の下部には、媒質としてのたとえば水Ｗを保持するための包囲体１２０が設けられる。
【０００７】
図６においては、金属体１０５の下面の放射面Ｒから放射された超音波Ｕは水Ｗ中を伝播し、生体Ｂの表面にマイクロバブルＭＢを発生させると共に、生体Ｂ中に侵襲する可能性がある。
【０００８】
図７は第２の従来の超音波照射器を示す断面図である（参照：特許文献１）。
【０００９】
図７において、超音波照射器は、圧電素子よりなる超音波振動子２０１と、超音波振動子２０１の下方に設けられた本体２０２ａ及び軸体２０２ｂよりなる音響伝搬体２０２と、超音波振動子２０１の上方に設けられたグリップ２０３とによって構成されている。本体２０２ａは、超音波振動子２０１に接合される平坦面２０２ａ－１、下方へ膨らんだ凹型の一次反射面２０２ａ－２、及び平坦面２０２ａ－１に連なる凹型の二次反射面２０２ａ－３よりなる。
【００１０】
図７においては、超音波振動子２０１の下面の放射面Ｒから放射された超音波Ｕは、本体２０２ａの平坦面２０２ａ－１から入射し、一次反射面２０２ａ－２を反射し、軸体２０２ｂを透過し、図示しない水中を伝播し、軸体２０２ｂの直下の生体Ｂの細胞に超音波が照射される。
（【００１１】以降は省略されています）

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