(57)【要約】圧電素子（４）、好適には圧電ホイルが、医療用プラスタユニット（１３）に配置され、医療用プラスタユニット（１３）は、プラスタユニットの下になる領域において、体組織への治療作用又は刺激作用を行う。プラスタユニットは、バッテリ（１１）とマイクロ回路（２）を備え、圧電ユニット（４）に電圧パルス又は振動を与える、プラスタユニット（１３）は、複数のプラスタユニット（１３）からなるシステムの一部として用いられることができ、複数のプラスタユニット（１３）は、まったく同一の組織領域に作用するように同期駆動される。
2004512910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性の背面層（１）と粘着層（５）とを備え、組織に作用するエネルギーを放射する医療用プラスタであって、
少なくとも前記背面層（１）の内又は上に少なくとも一つの圧電素子ユニット（４）及びパルス又は振動を与える電子回路を含む前記ユニットの駆動回路（２）とを備え、前記回路（２）は、前記背面層又は前記粘着層に取付けられ、前記駆動回路（１５）は、分離されていて、ワイヤ接続（９）を介して前記プラスタに連結可能にされていることを特徴とする医療用プラスタ。
【請求項２】
前記駆動回路（２）は、プラスタ上に載置され、制御、又は電力供給、又は制御及び電力供給を他の同様のプラスタ上の優位駆動回路（２）から受けるようにされていることを特徴とする請求項１に記載の医療用プラスタ。
【請求項３】
前記駆動回路（２）は、プラスタ上に載置され、制御、又は電力供給、又は制御及び電力供給を他の同様のプラスタ上の従属駆動回路（２）に対して行うようにされていることを特徴とする請求項１に記載の医療用プラスタ。
【請求項４】
前記駆動回路（２）は自分自身のバッテリ（１１）を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の医療用プラスタ。
【請求項５】
前記駆動回路（２）は、プラスタ上に載置され、制御信号、又は電力、又は制御信号及び電力を外部操作センタ（１４，１７）から、有線（９）又は無線で、受信することを特徴とする請求項１又は３に記載の医療用プラスタ。
【請求項６】
前記圧電ユニットは圧電ホイル（４）であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の医療用プラスタ。
【請求項７】
各々が可撓性の背面層（１）と粘着層（５）とを備える複数のプラスタユニット（１３）を有する、組織に作用するエネルギーを放射する医療用プラスタシステムであって、
すべてのプラスタユニット（１３）は、前記背面層（１）の内又は上に少なくとも一つの圧電素子ユニット（４）を有し、
前記システムは、パルス又は振動を与える電子回路を含む前記圧電素子ユニットのための少なくとも一つの駆動回路（２）とを有し、
双方向圧電駆動に関する制御信号を伝送し、かつ電力伝送も可能な、プラスタユニット（１３）間の接続手段（９）を備えることを特徴とする医療用プラスタシステム。
【請求項８】
前記システムのプラスタユニット（１３）の少なくとも一つは、前記背面層（１）又は前記粘着層（５）に取付けられた自分自身の駆動回路（２）を有することを特徴とする請求項７に記載の医療用プラスタシステム。
【請求項９】
前記接続手段は、各駆動回路（２）間を接続するワイヤ（９）であり、一つのプラスタユニット上の駆動回路（２）と他のプラスタユニット（１３）上の圧電素子（４）とを接続可能であることを特徴とする請求項７又は８に記載の医療用プラスタシステム。
【請求項１０】
ただ一つのプラスタユニット（１３）がバッテリ（１１）を有し、接続ワイヤ（９）が制御信号と電力を伝送するようにされることを特徴とする請求項９に記載の医療用プラスタシステム。
【請求項１１】
接続手段が、無線接続であり、主ユニットである前記プラスタユニット（１３）の一つから、残余の前記システムのプラスタユニットへ、制御信号の伝送のために使用されることを特徴とする、すべてのプラスタユニット（１３）が自分自身の駆動回路及び自分自身のバッテリ（１１）を有する請求項８に記載の医療用プラスタシステム。
【請求項１２】
前記主ユニット（１３）は、制御又は電力又は制御及び電力に関して、外部操作センタ（１４，１７）へ、有線（９）又は無線で、接続されることを特徴とする請求項１１に記載の医療用プラスタシステム。
【請求項１３】
単一の分離している駆動回路（１５）を備え、すべてのプラスタユニットの圧電ユニット（４）に有線により接続されることを特徴とする請求項７に記載の医療用プラスタシステム。
【請求項１４】
圧電ユニットは圧電ホイル（４）であることを特徴とする請求項７に記載の医療用プラスタシステム。
【請求項１５】
特定の組織領域に関連可能である、与えられた幾何学的構造における、前記システムのプラスタユニット（１３）を所定のグループ分けされた配置とするための、位置決めテンプレートを備えることを特徴とする請求項７に記載の医療用プラスタシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、皮膚の外側からの生体組織への作用、望ましくは治療作用に関し、特に、本発明は、皮膚の外側から生体組織に、機械的振動エネルギー又は電気的振動エネルギー又はその両者を供給する、医療用プラスタ及び医療用プラスタシステムに関する。
【０００２】
体組織は、皮膚組織（創傷部）と、筋肉組織と、腺と、脳を含む内部器官とを包含する。ここで「体」は、動物や人間あるいは植物の体を意味するように使用される。
【０００３】
本発明によるプラスタ及びプラスタシステムの使用については、例えば、失禁治療、すい臓への作用、筋肉刺激及び緩和用法、脚部治療、皮膚創傷処置等を考えることができる。
【０００４】
生体組織や器官から電気信号を取り出す粘着性のパッドは、通常のＥＣＧ装置を比べて、従来公知であるが、これは、第一には、エネルギーを受けることに関し、エネルギーを伝えることに関するものではないし、第二には、電気信号のみを受けるものである。
【０００５】
米国特許第４，３１７，４５７号により、生体組織の電気的治療システムは従来公知である。すなわち、このシステムは、体領域に適合した使い捨てのギプスによって位置決めされた２本の電極によって、体領域を通じて電流を流すものである。
【０００６】
米国特許第４，８２３，８１０号により、鍼治療の形態のような、皮膚に対して火花放電を行う治療システムが公知である。火花は圧電発生器によって形成されるとはいうものの、このシステムは実際は、針状電極又は鋸歯状エッジブレードの形態の電極によって、体組織に適用される電気エネルギーを扱うものである。
【０００７】
最後に、米国特許第５，０４８，５２７号により、例えば圧電素子によって形成される（超音波）衝撃波により、例えば腎臓結石を粉砕する治療装置が公知である。しかしながら、この装置は大きく、とりわけベローズの水タンクを備えている。ベローズの水は、変換器と患者の皮膚表面との間の介在する結合媒体を構成している。
【０００８】
今までに提供されているタイプの装置より、より患者にやさしい機械的振動によって治療の作用をする装置への要求がある。本発明は、この目的のために提供され、請求項１に記載の医療用プラスタ及び請求項７に記載の医療用プラスタシステムを含む。本発明の２つの態様の好適な実施形態は、従属クレームに現われ、以下の説明から明らかになる。
【０００９】
以下、添付図面に基づいて、実施形態の例を説明することによって、より詳細に説明される。
【００１０】
図１を参照すると、本発明の単純で基本的な実施形態が記載されている。これは、繊維あるいはプラスチック材料の背面層１と従来公知のタイプの粘着性材料である前面層５とからなる、基本的で周知の医療用プラスタ（粘着プラスタ）を、出発点として採用している。本発明の単純な実施形態によると、圧電ホイル４が、前記した２層間に付加されている。動作させるためには、ホイルは電圧の供給を受けなければならない。すなわち、機械的振動を発生させるためには、時間的に変化する電圧をホイルの両側に与える必要がある。供給ワイヤ９は、プラスタの末端から突き出るように、記載されている。図面に示されていない外部駆動回路がこれらのワイヤ９に接続され、ホイル４を駆動することができる。ちょうどホイル４への終端だけが、概略的に示されている。種々の振動モードを得るために、ホイル４の両側の特別なパターン／金属化部が用いられる。しかし、これらの詳細は、ここではこれ以上説明しない。このような金属化及び配線は非常に細くホイル状に形成可能で、装置は、厚さ／高さをそれほど大きくする必要はなく、通常のプラスタと同様に見える。
【００１１】
しかしながら同時に注意すべきは、これらの考慮は、本発明について何らの限定となるものではないということである。この発明はまた、この後引き続いて言及される、例えばプラスタの中央部あるいは端部が「厚く」なるように、ある部分が外方／上方にいくらか拡大しているプラスタを含んでいる。
【００１２】
これに関連して、プラスタの実施形態はより厚くなるが、圧電ホイル４を他の圧電ユニット例えばバイオモルフ素子で置き換えることができる。しかしながら、好適実施形態では、ここに説明したように、ポリマーホイルが用いられる。
【００１３】
図１の実施形態は、外部の駆動回路に依存している。しかし図２においては、自給型の実施形態が表現されている。この作用プラスタは、図１の外部に伸びるワイヤ９に代えて、自分自身の駆動回路２をもつ。この回路はまた電源（バッテリ）を備えている。それゆえ、給電導体８は、回路２とホイル４との間にのみ存在する。好適には、電力制御は、駆動回路に含まれているマイクロ回路に内蔵された所定のプログラミングに従って、実行される。プラスタが問題の皮膚領域に適用されたとき、マイクロスイッチ（図示せず）の指による起動によって、そのプロセスが開始するか、又は粘着性材料５（図７のカバー層７参照）からカバー層を剥離することによって自動的に開始する。例えばカバー層は、簡単な方法であるが、バッテリの近くの弾性のある２つの導体間に巻き込まれている絶縁性の端部を有しており、そのカバーが取り去られたとき、バッテリのスイッチが入り、それによってそのプロセスが開始する。
【００１４】
駆動回路２は、例えば好適な圧電ホイル４に対してある厚みを有するが、実質的に平坦なユニットとして、概略的にのみ示されている。駆動回路２は、例えば図８に示すような素子、つまり、マイクロプロセッサ、バッテリ、できれば高電圧に変換するための特別なキャパシタを含むことが考えられている。今日の技術をもってすれば、マイクロプロセッサ回路とキャパシタを、ほとんどホイルで構成するように製造することも可能であり、したがってその厚さをこれらの素子にとっても非常に小さくすることができる。（なお、ホイル形状の駆動回路２を用いると、導電体８を必要としないという利点が得られる、すなわちホイル２とホイル４は、実質上１枚の連結したシートに統合される。）今日の技術では、バッテリはしばしばある厚みをもつものであるが、本発明はこの点で何らかの限定を受けるものではない
【００１５】
図３は、組込み駆動回路２をもつ改良型を示す。駆動回路２は外部に伸びるワイヤ９を備え、次の実行可能な目的に対応する。
ａ）バッテリをもつ他のプラスタから、又は外部電源ユニットから、電力を供給する。
ｂ）プラスタ自身のバッテリから他のプラスタへ電力を伝送する。
ｃ）他のプラスタの駆動回路（「優位」駆動回路）から、又は外部操作制御ユニット（前記した電源ユニットと同一のユニットであってよい）から、制御信号又は同期信号を送信する。
ｄ）他のプラスタ（「従属」プラスタである）へ、制御信号又は同期信号を送信する。
ここに言及した特徴を組合わせることはもちろん可能である。すなわち、駆動回路に駆動電力の同時供給を行うことができ、たとえばマイクロプロセッサの駆動とキャパシタの充電を行うことができる。
【００１６】
図４には、駆動回路２が駆動電力について自給型、すなわちバッテリを備えている実施形態が示されている。さらにアンテナ１０が、外部からの制御信号を無線で受信するために備えられる。又は、これは送信アンテナであり、受信アンテナを有する近くの他のプラスタを同期駆動する制御信号を送信することができる。プラスタのその他の要素は先の図面と同様である。
【００１７】
図５は、図１と同様の種類の医療用プラスタを示す。しかし、背面錘３が内蔵され、背面錘は、主要機能として、放射エネルギーのより大きな部分を、圧電素子から「下方」へ、すなわち反対側ではなく皮膚へ放射するために、備えられべきものである。それゆえ、背面錘はホイル４より高密度でなければならず、少なくともホイルの厚みの１０倍は必要である。圧電ホイルの標準的な厚みは２８μｍであるから、このようなホイル４に対して、背面錘は結局少なくとも０．３ｍｍの厚みとなる。
【００１８】
さらに、図５には、背面錘３の厚みが両端部（≧中央部の０．３ｍｍ）から中央部へしだいに減少するように記載されている。これは、圧電ホイル４自体によって形成されて放物面形状となるので、皮下組織に放射されるエネルギーをある程度集束させることになる。もちろん、本発明によるこのようなプラスタの改良型は、わずかではあるがより硬くなる結果となる。また横方向寸法については、何ら制限はないから、そのような背面錘は、分割配置され、ホイルが複数の背面錘領域に沿って曲るような形態とすることができる。しかしながら、単独の放物面状背面錘であっても、プラスタは、その目的に従って、例えばホイル４の前面（下面）の充填領域（図示せず）に作用することができ、粘着材料５が、それにもかかわらず実質的に平坦に備えられ、実質的に平坦な皮膚領域に付着することができる。（なお、実質上放物面形状のプラスタは、体のある領域には非常にうまく適合させることができる。）
【００１９】
図６は、他の特徴的なオプションすなわち、接触ゲル６を示す。これは、プラスタを使用する直前に使用されるのが好適であり、また前記したアーチ状の放物面形状の下をある程度まで充填することができる。
【００２０】
図７には、粘着面を有するプラスタにしばしば必要な要素が示される。すなわち保護カバー層７であって、プラスタが使用に供され、粘着面を露出する際、剥離されるものである。
【００２１】
図１〜７に示した特徴のいくつかは、必要に応じて組合わせることができる。例えば、ほとんどの実施形態で、プラスタは、図７に示されたカバーテープ７を備えるはずである。このカバーテープが除去される際には、多くの場合、図６に示した接触ゲル６を使用することに注意が向けられる。好適実施形態では、プラスタは、図５による背面錘３を備え、この背面錘はおそらく放物面形状となるはずである。さらに、駆動回路が、図２〜４のように、備えられる。
【００２２】
図８には、図２に図５を加えたもの（できれば図４に図５を加えたもの）に対応して考えられる実施形態が示されている。それは、楕円形状で、下側が放物面形状となっているプラスタ１３で、他側に駆動回路を備え、個別のマイクロプロセッサ２と、バッテリ１１と、充電キャパシタ１２を有している。ここに示す実施形態では、プラスタは、プラスタの周辺に沿って「帯」状に配置されるだけの粘着層５を備えている。プラスタ１３がその周辺で接着して強固に取り付けられると、放物面状部分の下の皮膚領域は、通常少し押され、「空洞」を大きくする結果となる。さらには、放物面領域の下には接触ゲルを用いるのが当然ということになる。
【００２３】
図９には、一群の３つのプラスタユニット１３ａ〜１３ｃが示されている。そのうちのユニット１３ａは、制御すなわち３ユニットの同期操作のために、用いられる優位ユニットである。目的は、３つのユニットから同時に（又は制御された順序で）、例えば深い場所にある組織に作用させることである。この実施形態では、すべてのプラスタユニットはそれ自身のマイクロ回路及びバッテリをもつが、制御信号だけは、１３ａから１３ｂと１３ｃへ送られる必要がある。しかし、関連の改良型では、１３ｂと１３ｃはバッテリもまた備えることなく、１３ａのバッテリが１３ｂと１３ｃの回路へも電力を供給する。さらなる改良型では、１３ｂと１３ｃは、基本として図１に示したような、全く単純なタイプ（ただし、図５のような放物面形状／背面錘を採用可能）であり、１３ｂと１３ｃは、完全に１３ａによって操作される。
【００２４】
図１０は、本発明による医療用プラスタの他の実施形態の構造を層ごとに示す。カバー層１に接して、先に言及したように、駆動回路２が配置されている層がくる。この場合、駆動回路２は、区別された層として横方向に分布している。これは、前述のように全く平坦であってもよいし、またある高さまで形成されてもよい。
【００２５】
その後、背面錘層３が続く。図示の場合は放物面形状を有し、その下の圧電ポリマホイル４が同じ形状にされる。その後粘着層５となり、図６に参照番号６で示したような接触ゲル領域がその中央部に破線の長方形で示されている。
【００２６】
図１１には、略図で、本発明によるプラスタシステムの実施形態が示されている。そこでは、３個のプラスタユニット１３ｄ〜１３ｆが身体部分１６に配置され、すべてのユニットが電源（バッテリ）を備えている。しかし、制御は外部の制御ユニットから無線で実行されるもので、受信アンテナ１０がすべてのマイクロ回路２に設けられている。
【００２７】
図１２は、同様に本発明によるプラスタシステムの実施形態が示されている。そこでは、３個の単純なプラスタユニット１３ｇ〜１３ｉは、身体部分１６に配置され、外部操作ユニット１５によって完全に操作される。
【００２８】
図１３は、他の実施形態を示す。そこでは、プラスタユニット１３ｊ〜１３ｌはバッテリを持たず、先の場合と同様の外部操作ユニット１７から電力が供給される。ただし、すべてのプラスタユニットは自分自身の駆動回路を備えている。この場合、例えばプラスタユニット１３ｋの駆動回路が優位駆動回路となり、同期を管理することができる。あるいは同期は、操作ユニット１７によってなされることもできる。
【００２９】
このようなシステムの可能なすべての組合せを図面によって説明することは必要とは思われない。すべての組合せの可能性は、可能な一つの特徴のあるものについての前記した詳細な説明によって、説明されたとみなすべきものである。
【００３０】
圧電ユニット４の駆動は、通常１００ｋＨｚ〜３ＭＨｚの範囲の超音波振動のバーストの形式で実行される。これは、より低周波、例えば８０Ｈｚ正弦波の振動に重畳される。図１４及び図１５には、単なる例として、横軸である時間軸と、縦軸に沿う周波数と電圧をもつ、代表的な周波数と電圧の曲線が示されている。示されている数値は、単なる例として考慮されるべきで、これに限定する意図はない。図の下部には、５秒間の間隔をおいて５秒間動作する、８０Ｈｚの基本振動が示されている。図の上部には、この基本振動に重畳して、５秒間に発生する４個のバーストが示されている。すべてのバーストは非常に高速な振動（１９０ｋＨｚ）からなり、図では時間軸上の高速振動により概略的に示されている。図示した振動は単に説明のためだけのものであり、またスケールに合わせて描かれたものでもないことによく注意していただきたい。さらに、縦軸はヘルツにとってあるが、その一方振動は実際には電圧の振動である。図１５には、電圧のダイアグラムが示され、８０Ｈｚ振動は６〜９ボルトで発生し、一方高周波バーストは、最大電圧約３７ボルトであることがわかる。
【００３１】
当該パラメータ、すなわち電圧、周波数及び時間の数値は、ここでは説明のための一例として示しただけで、本発明を何ら限定するものではないということを再度強調しておきたい。本発明について限定するものがあれば、それは請求項に表れているもののみである。
【００３２】
本発明によるプラスタユニットを使用すれば、プラスタが装着され、その機能がチェックされるときには、例えば患者が自分で治療をすることができるようになる。例えば、バッテリを備えず、外部操作ユニットを備えている、最も単純な実施形態であっても、そのような可能性がある。操作ユニットは、持ち運び可能であり、スイッチにより操作可能となっているか、もしくは、プラスタユニットから外部に伸びるワイヤが単純に操作ユニットに接続されると、その後操作ユニットが起動することが可能となるものである。したがって、治療士が最初にプラスタユニットを装着し、それらの機能をチェックしたときには、治療士との多数回の予約に外出する必要もなく、１〜２週間の期間、例えば１週間に３〜４度、自分で治療することについてはまったく問題はない。
【００３３】
ある場合には、本発明のプラスタユニットの外側、あるいは本発明のプラスタシステムの外側に伸縮性の包帯を付加して、特別の支持を行いまた包帯をきつく締めて効果を増大させることが望ましい。
【００３４】
これの導入部で、関心のある治療領域について述べた。脚部治療に加えて、失禁、すい臓病、皮膚創傷及び筋肉痛の治療等である。しかしまた、治療効果以外に刺激が与える効果を予想することができる。例えば、筋肉組織への刺激作用、生殖器官への刺激、及び脳領域への刺激がある。さらに、例えば脳の腫瘍の超音波治療が従来実行されている。本発明に基づくプラスタユニットは、ここに適用可能な応用領域を発見することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による医療用プラスタの基本実施形態及び分解図で示されるプラスタの異なる層を、圧電ユニットを含んで示す横断概略図である。
【図２】
駆動回路を含む、本発明によるプラスタの１実施形態を、図１と同様の形式で示す図である。
【図３】
内部の駆動回路が外部に伸びるケーブル接続を備える１実施形態を、同様の形式で示す図である。
【図４】
内部の駆動回路が制御信号の交換用アンテナを備える１実施形態を、同様の形式で示す図である。
【図５】
圧電ユニットの背後に設けられた背面錘を有する１実施形態を、同様の形式で示す図である。
【図６】
付加的前面層として接触ゲルを有する１実施形態を、同様の形式で示す図である。
【図７】
前面層として剥離可能な保護シートを有する図１の基本実施形態を、同様の形式で示す図である。
【図８】
本発明によるプラスタのさらに実際的な実施形態、すなわち実質的に図２と図５の組合わせを示す、上方及び外側から見た図及び側断面図である。
【図９】
本発明の１実施形態による相互ケーブル接続プラスタシステムの形式にある、図８に示されたプラスタ３個を示す図である。
【図１０】
本発明による医療用プラスタのさらに他の実施形態を、上面図及び側面図における層の上方の層として示す図である。
【図１１】
本発明によるプラスタシステムの一例を示す図である。
【図１２】
本発明によるプラスタシステムの一例を示す図である。
【図１３】
本発明によるプラスタシステムの一例を示す図である。
【図１４】
本発明によるプラスタにおける圧電ユニットに適用される駆動周波数パターンの一例を示す図である。
【図１５】
図１４に記載された場合の電圧変動の一例を示す図である。
【図１４】
2004512910.tif 000003
【図１５】
2004512910.tif 000004
【国際公開パンフレット】
2004512910.tif 000005
2004512910.tif 000006
2004512910.tif 000007
2004512910.tif 000008
2004512910.tif 000009
2004512910.tif 000010
2004512910.tif 000011
2004512910.tif 000012
2004512910.tif 000013
2004512910.tif 000014
2004512910.tif 000015
2004512910.tif 000016
2004512910.tif 000017
2004512910.tif 000018
2004512910.tif 000019
2004512910.tif 000020
2004512910.tif 000021
2004512910.tif 000022
2004512910.tif 000023
2004512910.tif 000024
2004512910.tif 000025
2004512910.tif 000026
【国際調査報告】
2004512910.tif 000027
2004512910.tif 000028