(57)【要約】【課題】  局所的な血流やリンパの流れを改善することにより、局所的な痛み等を解消することができる生体密着型音響振動装置を提供することにあること。【解決手段】  外部から入力された音響信号を振動に変換する振動部材１０２を具備する振動生成手段１００と、振動生成手段１００を着用者の生体部位に密着固定するための固定手段２００とを備え、振動生成手段１００により生成された振動を生体部位に伝播させることを特徴とする音響を利用した生体密着型音響振動装置１０である。【選択図】図２
2017055953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入力された音響信号を振動に変換する振動部材を具備する振動生成手段と、該振動生成手段を着用者の生体部位に密着固定するための固定手段とを備え、前記振動生成手段により生成された振動を前記生体部位に伝播させることを特徴とする音響を利用した生体密着型音響振動装置。
【請求項２】
振動生成手段が、音響信号に基づいて着用者が聴取可能な音響を生成することを特徴とする請求項１記載の生体密着型音響振動装置。
【請求項３】
振動生成手段が、可撓性を有する平面状の手段であることを特徴とする請求項１又は２記載の生体密着型音響振動装置。
【請求項４】
振動生成手段が、複数の振動部材を具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の生体密着型音響振動装置。
【請求項５】
複数の振動部材が、振動生成手段の屈曲方向に沿って配設されていることを特徴とする請求項４記載の生体密着型音響振動装置。
【請求項６】
複数の振動部材が、電気的に並列に接続されていることを特徴とする請求項４又は５記載の生体密着型音響振動装置。
【請求項７】
振動部材が、セラミックス振動板からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の生体密着型音響振動装置。
【請求項８】
固定手段が、生体部位に巻着する手段であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の生体密着型音響振動装置。
【請求項９】
固定手段が、可撓性を有する布、金属、樹脂材又は皮から構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載の生体密着型音響振動装置。
【請求項１０】
音響信号が、２０Ｈｚ〜２５ｋＨｚの範囲の周波数成分を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか記載の生体密着型音響振動装置。
【請求項１１】
音響信号が、２００Ｈｚ〜１８ｋＨｚの範囲の周波数成分を含むことを特徴とする請求項１０記載の生体密着型音響振動装置。
【請求項１２】
音響信号を再生する音響再生手段と、該音響再生手段によって再生された音響信号を増幅する増幅手段と、該増幅手段によって増幅された音響信号が入力される請求項１〜１１のいずれか記載の生体密着型音響振動装置と、を備えたことを特徴とする生体密着型音響振動システム。
【請求項１３】
さらに、音響再生手段が再生可能な音源を備えたことを特徴とする請求項１２記載の生体密着型音響振動システム。
【請求項１４】
音源が、記憶媒体又は音響再生手段の記憶領域に格納されたことを特徴とする請求項１３記載の生体密着型音響振動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体密着型音響振動装置に関する。具体的に、本発明は、音響信号に基づいた振動を直接生体表面に伝播させると共に、音響を発生させる生体密着型音響振動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、弾性振動波を医学的分野に適用したものとしては、いわゆる超音波診断装置が知られている。例えば、Smith and Nephew社製の超音波治療器（Sonic Accelerated Fracture Healing System：SAFHS）等がある。超音波を生体に照射すると、生体内に伝達され、生体組織で反射されるので、この反射した超音波強度を測定することで、生体内組織を観察できる。また、超音波はいわゆる弾性波であり、パルス状超音波を照射することで、機械的エネルギーの形態として、特に骨の癒合を促進することが知られており、すでに商品化されている。このような癒合を促進する超音波の出力条件は、およそ超音波周波数１．５ＭＨｚ、超音波出力３０ｍＷ／ｃｍ２、照射時間２０分などとされている。
【０００３】
また、非侵襲な機械的な振動を用いた治療法として、サイクロイダル振動法（Cycloidal vibration technology:ＣＶＴ）が知られている。この方法は、特殊なモーターを使用して、非衝撃的な振動を表面上で３次元的に発生させるものである。この時に使用される振動の振幅は、０．１〜０．５ｍｍ程度とされている。また、周波数範囲は１５〜７５Ｈｚ程度である。最近、このＣＶＴを用いて、床ずれ治療についての結果が報告されている。
【０００４】
この研究においては、４７Ｈｚの周波数で振動強度として６００、８００、１０００ｍＶｐｐを使用して、麻酔したオスのマウスの耳に適用したものである。結果は、４７Ｈｚでの振動によって、血流が増加するというものであった。また、血流増加の作用によって、床ずれを起こす組織が正常化することも示された（非特許文献１参照）。
同様の研究は以前から行われており、ウサギの実験では２２〜６２Ｈｚでのサイコロイダル振動は１〜２分で血流が増加することが報告されている（非特許文献２参照）。
【０００５】
同様に、このＣＶＴを用いた、リンパ流への作用についても研究なされている。ＣＶＴの適用によって、創傷治癒で重要な微細なリンパ管の再生が見られ、切断された静脈やリンパ管が９〜１３日で再生することや、リンパが流れやすくなって、浮腫が低下することなどが報告されている（非特許文献３参照）。
【０００６】
しかしながら、サイコロイダル振動装置は、かなり複雑なモーター制御が必要であるために、安価に製造できないという問題があった。
【０００７】
一方、可聴音も弾性波として作用する。音波と生体との相互作用は、一般には聴覚を介して音として聞くことである。具体的には、人と人との会話からはじまり、音楽を楽しむことや、あるいは、しゃべることによっても音が発生し、その音を聞き分けることは人間の一般的行動の一部である。同時に、動物も音を発して、相互にコミュニケーションをとることも知られている。このように人や動物において音は非常に重要な意味をもっている。近年は、音楽療法というジャンルが発達してきている。
【０００８】
音楽を聴く場合、一つは空気中を伝搬してくる音波によるものと、もう一つは楽器からの直接振動が聴覚系に伝搬されるいわゆる、ボーンコンダクション(骨伝導)とがある。この種の手段は、いわゆるボディソニックとして知られている。ボディソニック法とは、聴覚できく音と同時に音楽の主として低音成分を電気―機械振動変換器によって、体感音響振動に変えて、身体に体感させながら、音楽を聴くリスニングシステムである（非特許文献４、特許文献１、特許文献２等参照）。
【０００９】
このボディソニック装置は、音楽療法に用いられており、この音楽療法においては、聴覚や、身体全体もしくは広い範囲に振動波を付与する体感音響振動が利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開昭５５−９７７９９号公報
【特許文献２】実開昭５８−１７２２８５号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】[Effect of vibration on skin blood flow in an in vivo microcirculatory model] Nkagami G.et al, Biosci.Trends. 2007 Dec.1(3)161-６
【非特許文献２】[The effect of multidirectional mechanical vibrations on peripheral circulation of humans] clinical physiology Imaging 27(49 222-6, Button C. et al (1978)
【非特許文献３】「Home Use of Massage Pads for Vibration Leg Lymphedema」 Lymphology 37,(suppl) Piler,N(2003)
【非特許文献４】標準音楽療法入門・１９９８年７月、小松  明：医療における受容的音楽療法
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述のとおり、ボディソニック装置を用いた音楽療法は、身体全体もしくは広い範囲に振動波を付与する体感音響振動を利用するものであり、音（音響波）を直接人体の部位に物理的に付与というものではなかった。
本発明の課題は、音響波を生体部位（患部）に直接的に付与して、局所的な血流やリンパの流れを改善することにより、局所的な痛み等を解消する生体密着型音響振動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、音響波振動の生体への治癒機能について鋭意調査・研究したところ、音響波振動を生成する振動生成手段を、局所的に虚血状態になっている生体部位等に密着させて、音響波振動を直接伝播させることで、高い治癒効果が得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、本発明は、外部から入力された音響信号を振動に変換する振動部材を具備する振動生成手段と、該振動生成手段を着用者の生体部位に密着固定するための固定手段とを備え、前記振動生成手段により生成された振動を前記生体部位に伝播させることを特徴とする音響を利用した生体密着型音響振動装置に関する。
【００１５】
本発明の振動生成手段は、音響信号に基づいて着用者が聴取可能な音響を生成することもできる。
【００１６】
本発明の振動生成手段は、可撓性を有する平面状の手段であることが好ましい。
【００１７】
本発明の振動生成手段は、複数の振動部材を具備することが好ましい。
【００１８】
本発明の振動部材は、振動生成手段の屈曲方向に沿って配設されていることが好ましい。
【００１９】
本発明における複数の振動部材は、電気的に並列に接続されていることが好ましい。
【００２０】
本発明の振動部材は、セラミックス振動板からなることが好ましい。
【００２１】
本発明の固定手段は、生体部位に巻着する手段であることが好ましい。
【００２２】
本発明の固定手段は、可撓性を有する布、金属、樹脂材又は皮から構成されていることが好ましい。
【００２３】
本発明の音響信号は、２０Ｈｚ〜２５ｋＨｚの範囲の周波数成分を含むことが好ましく、２００Ｈｚ〜１８ｋＨｚの範囲の周波数成分を含むことがさらに好ましい。
【００２４】
また、本発明は、音響信号を再生する音響再生手段と、該音響再生手段によって再生された音響信号を増幅する増幅手段と、該増幅手段によって増幅された音響信号が入力される上記生体密着型音響振動装置と、を備えたことを特徴とする生体密着型音響振動システムに関する。
【００２５】
また、本発明の生体密着型音響振動システムは、音響再生手段が再生可能な音源を備えることもできる。
【００２６】
また、本発明の音源は、記憶媒体又は音響再生手段の記憶領域に格納されることもできる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の生体密着型音響振動装置によれば、振動生成手段を密着固定させた着用者の生体部位に振動を直接伝播させることで、局所的な血流やリンパの流れが改善し、局所的な痛み等を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る生体密着型音響振動システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る生体密着型音響振動装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の振動生成手段の変形例を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る生体密着型音響振動装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る生体密着型音響振動装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る生体密着型音響振動装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の音響を利用した生体密着型音響振動装置（以下、単に「振動装置」という）は、外部から入力された音響信号（電気信号）を振動に変換する振動部材を具備する振動生成手段と、該振動生成手段を着用者の生体部位に密着固定するための固定手段とを備え、前記振動生成手段により生成された振動を前記生体部位に伝播させることを特徴とする。ここで、本発明の振動装置における「外部」とは、振動装置の外部を意味し、例えば、後述する音響再生手段等が該当する。
【００３０】
本発明の振動装置では、音響信号に基づく振動を密着状態で着用者の生体部位（患部）に伝播させることにより、患部の局所的な血流やリンパの流れを改善することができ、これにより、患部の局所的な痛み等を解消することができる。本発明の振動装置を適用する部位としては、例えば、手首、肘、腕、肩等の手や、足首、ふくらはぎ、膝、太もも等の足、腰、首等の部位を挙げることができる。
【００３１】
以下、上述した振動装置を構成する各手段について、具体的に説明する。
【００３２】
［振動生成手段］
振動生成手段は、外部より入力された音響信号に基づいた振動を生成し、この生成した振動を着用者の生体部位（患部）に伝播させる手段である。この振動生成手段は、可撓性を有する平面状の手段であることが好ましい。これにより、振動生成手段は、着用者の患部が屈曲した部位や状態であっても患部に密着して固定され、また、着用者が屈伸動作した場合にも、剥がれ落ちることなく密着状態が保持される。ここで、振動生成手段の厚さとしては、例えば、２〜２０ｍｍ程度であり、３〜１５ｍｍ程度であることが好ましく、３〜１０ｍｍ程度であることがより好ましい。
【００３３】
固定手段に設けられる振動生成手段の数は、１個に限定されず、複数設けてもよい。音響信号を振動に変換する本発明の振動装置において、振動を付与する範囲は、患部によって異なる場合がある。例えば、痛みの発生箇所が一か所の局所的な場合には、１個の振動生成手段を固定手段に設けておけば十分であることが多い。一方、所定の領域に振動を付与する場合には、複数個の振動生成手段を固定手段に設けることが好ましい。振動生成手段を複数設ける場合、例えば固定手段が帯状の場合には、固定手段の屈曲方向に沿って振動生成手段を列状に複数配設することが好ましい。これにより、着用者の患部への巻着が容易になると共に、振動発生装置の密着性を高めることができる。また、振動生成手段は、固定手段にマトリクス状に配設されてもよい。これにより、振動装置は縦方向と横方向に対する柔軟性を有することとなり、着用者の患部の表面に凹凸や屈曲を有する場合であっても、着用者の患部に振動生成手段をより確実に密着固定でき、かつ、着用者が屈伸運動等により振動生成手段が剥がれ落ちることを抑制することができる。すなわち、振動生成手段が設けられた固定手段は、着用者の状態や動作に合わせて形態が変化することで着用者との密着状態を保持する。
【００３４】
また、１つの振動生成手段（１又は複数の振動部材を具備する）の形状としては、例えば、縦横の長さがそれぞれ５０〜３００ｍｍ程度、好ましくは１００〜２００ｍｍ程度の四角形のものや、直径が５〜３００ｍｍ程度、好ましくは１００〜２００ｍｍ程度の円形のもの等を挙げることができ、大きい形状から小さな形状まで種々の形状とすることができる。振動生成手段の大きさを、着用者の患部のみを覆う程度の大きさとすることで、より密着性を高め、振動を局所的に集中して付与することができる。
【００３５】
ここで、振動を生体内により効率的に伝播させるために、振動生成手段と生体部位（患部）との間のインピーダンスマッチングを得ることが好ましく、例えば、振動生成手段と生体部位（患部）との間に適切な物質を塗布することでかかるインピーダンスマッチングが得られる。適切な物質としては、例えば、生体に近い固有音響インピーダンス（音速と密度の積）を持つ物質であり、超音波診断装置に使用するようなゼリー状の物質（エコーゼリー）が挙げられる。このような物質を用いることで、振動部材と生体部位との間に空気が混入することを抑制することができ、その結果、振動を効率的に伝播させることができる。
【００３６】
［振動部材］
振動部材は、音響信号を振動に変換する部材であり、振動部材単独で振動生成手段を構成してもよいが、通常は、例えば振動生成手段の内部に配設されて保護される。音響信号が入力されると、音響信号を振動に変換し、この音響信号に基づいた振動を着用者の患部に伝播させる（振動を付与する）。これにより、振動を受けた患部では、局所的な血流やリンパの流れが改善し、局所的な痛みが解消する等の効果が生じる。このように、本発明では、振動部材（振動生成手段）を着用者の患部に密着固定し、この振動部材まで音響信号を送信すると共に、患部に密着した振動部材において振動に変換することにより、振動の減衰等の変動を抑制し、患部に直接的に好ましい強度の振動を正確かつ確実に付与することを可能としている。
【００３７】
また、振動部材は、音響信号が入力されると、音響信号に基づいた振動を発生させると共に、着用者が聴取可能な音響を生成するように構成されていることが好ましい。換言すると、振動部材は、着用者の患部に振動を付与すると共に、着用者に聴取可能な音響を発生させる。ここで、着用者が聴取可能な音響とは、例えば、２０Ｈｚ〜２５ｋＨｚの周波数範囲の音響を指し、２００Ｈｚ〜１８ｋＨｚの範囲の周波数成分を含むことが好ましい。
【００３８】
これにより、着用者は、患部に振動を受けると共に、音響効果によりリラックス効果を得ることができ、その結果、患部の治癒効果を相乗的に高めることができる。また、音楽を聴きながら治療することができるので、治療に対する精神的な負担が軽減され、所定時間の治療を苦痛に思うことなく楽しんで行うことができ、また繰り返しの治療も同様に苦痛に思うことなく行うことができる。
【００３９】
本発明の振動装置を使用する際、振動部材から放出する音の強さは、振動部材の固定位置から概略１ｍ離れた位置における音量として、４０〜１００ｄＢ ＳＰＬ（Sound Pressure Level）程度であることが好ましく、６０〜９０ｄＢ ＳＰＬ程度であることがより好ましい。このような音強度であることにより、所望の振幅を得ることができ、本発明の作用効果が特に顕著に発揮される。本発明の振動装置においては、このような音強度を発生できる増幅器を選択することが好ましい。
【００４０】
ここで、電気−機械振動変換装置において、振動板やダイナミック・スピーカー等の振動発生手段が発する音圧が６０〜９０ｄＢにおいて、どの程度振動板等を動かして所定の振幅が得られるかを計算によって求めることは可能である。機械的振動による音圧が大きければそれだけ発生する振幅は大きくなる。
公知のように振動板の速度に音圧は比例するが、変位を
ｘ(ｔ)＝ｘｍ ｓｉｎωt  とすると、
速度は、
Ｖ(ｔ)＝ｄｘ/ｄｔ＝ωｘｍ ｃｏｓωｔ
であるので、
絶対音圧は、
｜Ｐ｜＝ω２ρa２ /２√２×ｘｍで求められる。
なお、ｘｍは振幅を示し、ωは角速度を示し、ｔは時間を示す。
この式を用いて、デシベル単位の音圧を求めるに必要な振幅を計算できる。
例えば、周波数１ｋＨｚ，ダイナミック・スピーカーの口径が２ｃｍとし、かつ、音源（振動部材の固定位置）から概略１ｍ離れた位置における絶対音圧が８０ｄＢとした場合の振動子の振幅は、１．２ｍｍが得られる。したがって、この振幅が生体組織へ伝達された場合には振幅１．２ｍｍの音波が体内へ伝達されることになる。絶対音圧を一定にした場合には、周波数が高域になるにしたがって振幅は小さくなり、低域になるにしたがって振幅は大きくなることがわかる。
【００４１】
一例として、絶対音圧８０ｄＢ及び６０ｄＢの場合に周波数が１ｋＨｚと５ｋＨｚの場合の計算結果の一例を表１に示す。
ただし、スピーカーの口径を２ｃｍ（ａ＝０．０１ｍ）,ρ(空気密度)＝１．１８４ｋg/ｍ３とした。
各音圧における振動子振幅（計算結果）
【００４２】
【表１】
2017055953.tif 000003
【００４３】
このように、音源から得られる音の周波数を変化させると、それに応じて振動子の振幅が変化し、体内に伝達する音波の振幅が変化することになる。
【００４４】
上述した振動部材としては、立体的又は平面的であってもよいが、可撓性を有する振動板（平面状の部材）を用いることが好ましい。振動板の面を直接的に患部に密着させることで、振動部材により発生させた振動（振動波）を生体内に直接的に伝播（導入）することを可能となり、本発明の効果をより有効に享受することができる。具体的に、振動部材としては、薄くて強固な材料からなるセラミックス振動板が好ましい。また、立体的なものとしては、コイル面に直接振動体をルーズに結合させたダイナミック・スピーカーを挙げることができる。
【００４５】
振動部材の数は、１個に限定されず、振動生成手段に複数個具備されていてもよい。複数個の振動部材を振動生成手段に具備する場合には、振動部材は、振動生成手段（固定手段）の屈曲方向に沿って配設されていることが好ましい。屈曲方向に沿って複数個配設することで、振動生成手段の可撓性が保持され、より高い密着性を担保することができる。ここで、屈曲方向とは、振動生成手段（固定手段）が屈曲する方向であり、振動生成手段が帯状に形成されている場合には、帯状の長手方向を指す。特に、矩形の振動板を、屈曲方向の辺が短辺となるようにして、振動生成手段（固定手段）の屈曲方向に沿って配設することが好ましい（図２参照）。
【００４６】
振動部材の形状としては、矩形等の多角形状、円形状などの各種形状を挙げることができる。例えば、縦横の長さがそれぞれ１０〜１５０ｍｍ程度の四角形のものや、直径１０〜１５０ｍｍ程度の円形のもの等を挙げることができ、縦１０〜４０ｍｍ、横６０〜１２０ｍｍ程度の矩形のものが好ましい。また、振動部材の厚さとしては、例えば、０．１〜１５ｍｍ程度であり、０．１〜５ｍｍ程度であることが好ましく、０．３〜２ｍｍ程度であることがより好ましい。このような大きさ及び厚さ振動部材を用い、適切に配設することにより、振動発生手段の可撓性を損なうことなく、着用者の患部に密着固定して、振動を直接かつ確実に伝播することができる。
【００４７】
また、振動部材が複数個の場合、振動部材は電気的に並列に接続されていることが好ましい。振動部材を電気的に並列に接続することで、各振動部材には同量の電流が供給され、各振動部材では同じ大きさの振動が発生する。これにより、振動生成手段では面内で均一に振動を付与することができる。
【００４８】
［固定手段］
固定手段は、振動生成手段を着用者の患部に密着固定するためのものであり、振動部材を具備した振動生成手段が取付けられる。この固定手段は、可撓性を有する布、金属、樹脂材、皮等により構成されることが好ましく、伸縮性を有するものであることがさらに好ましい。これにより、振動発生手段の患部への密着性を高めることができると共に、患部に確実に固定することができる。また、固定手段の形状は特に限定されず、例えば、矩形等の多角形状、円形状とすることができる。例えば、固定手段を帯状（矩形状）に形成し、この固定手段を着用者の患部（腕、足、腰等）に巻着することで、着用者の患部に振動生成手段を密着固定することができる。また、固定手段を多角形状や円形状に形成し、この固定手段を着用者の患部（背中、掌等）に貼着することで、着用者の患部に振動生成手段を密着固定することができる。
【００４９】
上述した構成を有する本発明の振動装置では、外部より音響信号が入力されると、この音響信号に起因して振動部材が発振し、音響信号に基づいた振動波を生成する。この振動波は、振動装置が密着固定された着用者の患部に伝播され、この患部に音響信号に基づいた振動が付与される。これにより、振動を受けた着用者の患部では、血流やリンパ流が改善する。また、振動部材で生成された振動波の周波数及び音圧が所定の範囲内にある場合には、この振動波は音響として着用者の聴覚で認識される。
振動装置の適用時間としては、５〜１８０分程度であることが好ましく、５〜１２０分程度であることがより好ましく、１５分〜６０分程度であることがさらに好ましい。なお、本発明の振動装置では、使用時間が８時間を超えても何らの異常は認められなかった。
【００５０】
本発明の振動装置によれば、着用者は、音響信号に基づいた音響を聴取できると共に、患部では密着状態で音響信号に基づいた振動を局所的かつ直接的に受けることで、リラックスした状態で患部の治療を受けることができ、その結果、今までにない治療効果を得ることができる。痛みを訴えている部位への音響波伝達効果は、音響波を付与した後で痛みが一時的に解消することから、血液やリンパ液の流れが増加することによって、その部位での生体組織に機能が一時的に向上することによるものと考えられる。
【００５１】
具体的には、直接的に振動を受けた生体組織内には微小な血管やリンパ管が含まれているために、生体組織の振動と同時に、これらの血管やリンパ管は振動する。その結果、血管やリンパ管の管抵抗が減少することが予想される。また、入力される音響信号の変化によって、振動（振動波）の波形は変化し、音響信号の周波数成分が低周波の場合には振動波形（振幅）は大きくなり、音響信号の周波数成分が高域（高周波）の場合には振動波形（振幅）はより小さくなり、種々の振動をランダムに得ることができる。なお、管抵抗は摩擦抵抗と慣性抵抗からなる。
【００５２】
［生体密着型音響振動システム］
次に、上述した生体密着型音響振動装置を備えた生体密着型音響振動システムについて説明する。この生体密着型音響振動システムは、音響信号を再生する音響再生手段と、この音響再生手段によって再生された音響信号を増幅する増幅手段と、この増幅手段によって増幅された音響信号が入力される上記生体密着型音響振動装置と、を備えたことを特徴とする。この生体密着型音響振動システムは、音響再生手段が再生可能な音源を備えていてもよい。
【００５３】
［生体密着型音響振動装置］
生体密着型音響振動装置は、本システムの特徴的な構成要素である。この生体密着型音響振動装置の説明については、上記説明と重複するため省略する。
【００５４】
［音響再生手段］
音響再生手段は、音源（音響データ）を読み出して音響信号（電気信号）を再生する手段であり、音響再生手段により再生された音響信号は増幅手段に出力される。この音響再生手段を具備する装置としては、例えば、ＣＤラジカセ、ＣＤプレイヤ、ＨＤＤ内蔵コンポ、スマートフォン、パーソナルコンピュータ等の音楽再生可能な電子機器を挙げることができ、これらの機器は増幅手段を具備する場合もある。
【００５５】
［増幅手段］
増幅手段とは、音響再生手段によって再生された音響信号を増幅する手段であり、この増幅手段により、音響信号は増幅され、聴取可能な音響となる。増幅手段により増幅された音響信号は、生体部位密着振動装置に出力される。増幅手段としては、例えば、アンプを挙げることができる。この増幅手段は、例えば、１０Ｗ以上、好ましくは１５Ｗ以上の出力可能なものが好ましい。
【００５６】
［音源］
音源（音響データ）としては、周波数が２０Ｈｚ〜２５ｋＨｚまでの周波数成分を含む音響データであることが好ましく、２００Ｈｚ〜１８ｋＨｚの範囲の周波数成分を含むことがより好ましい。この音源は、例えば、ストリーミング等の方法により外部から供給され、その他、ＣＤ等の記憶媒体、パソコンまたはスマートフォン等の音響再生手段の記憶領域に格納される。この音源の種類としては、クラシック、演歌、ジャズ、ロック等の種々のジャンルの音楽を適宜選択できるが、中でも、音域が広範囲のクラシックが好ましい。
【００５７】
また、本発明の音源としては、治療用に人為的に形成された音源であってもよい。このような人為的な音源としては、低周波領域として２０〜１００Ｈｚの範囲の周波数成分と、高周波領域として１〜５ｋＨｚの範囲の周波数成分を含んでいることが好ましい。
【００５８】
上述した本発明の生体密着型音響振動装置を備えた生体密着型音響振動システムについて、図面を参照して更に具体的に説明する。
【００５９】
図１は、本発明の生体密着型音響振動システムの概要構成を示すブロック図である。図１に示すように、生体密着型音響振動システム１は、本発明の特徴となる構成である生体密着型音響振動装置１０と、音響再生手段２０と、増幅手段３０とを備える。音響再生手段２０は、内部に記憶領域４０を備え、この記憶領域４０に音源を格納できるように構成されている。音響再生手段２０と増幅手段３０とは伝送路５０により電気的に接続され、増幅手段３０と振動装置１０とは伝送路６０により電気的に接続されている。なお、伝送路５０及び６０は、有線であってもよいが、無線であってもよい。
【００６０】
振動装置１０は、着用者の患部に密着固定されるものであり、この患部に音響信号に基づいた振動を付与する（伝播させる）ものである。図２に示すように、この振動装置１０は、音響信号に基づいた振動を生成する振動生成手段１００と、振動生成手段を着用者の生体部位に密着固定する固定手段２００とにより構成されている。
【００６１】
振動生成手段１００は、外部から供給される音響信号が入力される入力部１０１と、この入力部１０１を介して入力された音響信号を振動に変換する振動部材１０２とを具備しており、入力部１０１と振動部材１０２は伝送路１０３により接続されている。
【００６２】
振動部材１０２は、矩形状の部材であって、その短辺が振動生成手段１００の長辺方向となるように、振動生成手段１００に複数個（例えば６個）並列に配設されている。振動部材１０２を複数個並列に配設することで、振動生成手段１００は長辺方向（並列方向）への屈曲が容易になり、より密着性を高めることができる。
【００６３】
また、固定手段２００は、その表面に振動生成手段１００が固着されており、振動生成手段１００を着用者の生体部位に密着固定させる。この固定手段２００は、例えば、一方向に長い矩形状（帯状）に形成されており、長辺方向の端部には、面ファスナー等の着脱部２０１，２０２が設けられている。
【００６４】
なお、振動部材１０２の態様は、これには限定されず、例えば、図３に示すような態様としてもよい。例えば、図３（ａ）に示すように、矩形状の振動部材１０２を振動生成手段１００Ａに１個配設してもよい。また、図３（ｂ）に示すように、円形の振動部材１０２Ａを振動生成手段１００Ｂに複数個（例えば４個）配設してもよい。さらに、図３（ｃ）に示すように、円形の振動部材１０２Ａを振動生成手段１００Ｃに１個配設してもよい。
【００６５】
かかる構成を有する振動生成手段１００では、固定手段２００により振動生成手段１００が着用者の生体部位（腕等の患部）に密着するように固定される。振動生成手段１００には、外部より音響信号が入力部１０１を介して入力される。振動生成手段１００に入力された音響信号は伝送路１０３を介してそれぞれ振動部材１０２に入力され、振動部材１０２は音響信号を振動に変換する。これにより、着用者に音響信号に基づいた振動が付与される。ここで、振動生成手段１００を着用者の生体部位に密着固定することで、この生体部位に直接的、かつ、集中的に振動を付与することができ、効果的に患部を治療することができる。また、音響信号により発せられた振動は聴取可能な振動であるため、着用者は音響を聴きながら振動（マッサージ）を受けることができ、リラックスした状態で患部を治療することができ、この相乗効果により、従来にない治療効果を得ることができる。
【００６６】
上述した実施形態における振動装置１０では、１つの振動生成手段１００を配設するようにしたが、これには限定されず、例えば、複数の振動生成手段１００を配設してもよい。例えば、図４に示すように、振動装置１０Ａは、複数の振動生成手段１００Ａと固定手段２００Ａとを備える。例えば、振動装置１０Ａでは、固定手段２００Ａの長手方向に沿って一列に、振動生成手段１００Ａを複数個配設している。
【００６７】
また、複数個の振動生成手段をマトリクス状（行列状）に配設することもできる。例えば、図５に示すように、振動装置１０Ｂは、振動生成手段１００Ｂと固定手段２００Ｂとを備えている。振動生成手段１００Ｂは、固定手段２００Ｂの表面にマトリクス状に複数個（例えば３×３個）配設されている。振動装置１０Ｂは、比較的広範囲の腰等の患部に適用される。
【００６８】
また、振動部材として、図６に示すような、ダイナミック・スピーカーを用いることもできる。この振動部材１０Ｃは、円柱状の部材であって、例えば、ボビン（コイルベース）３０１に巻設されたボイスコイル３０２に電流が流れると、ローレンツ力によって、振動部が振動する。本発明に適用する場合には、振動部先端とルーズに接触している振動体３０６によって、音響波として患部に伝達できるようになる。なお、符号３００は、振動生成手段又は固定手段に取り付けるための取り付け用基板を表す。
【実施例】
【００６９】
本発明の生体密着型音響振動装置を備えた生体密着型音響振動システムを用いて、以下の試験を行った。
【００７０】
[試験例１]
（条件）
音源：モーツアルト（交響曲  第一番）
設定出力：出力増幅器３０Ｗ設定
装置構成：振動部材として円形セラミックス振動板４個を具備した振動生成手段を巻着式固定手段に１個配設
音響波印加時間：３０分
被験者：痛風により歩行機能が低下した人
（結果）
痛風によって足の関節部が腫れていた箇所（病変部）に音響による振動を付与したところ、足の痛みが解消し、足を引きずるような歩き方が、通常の歩き方に戻った。痛みが解消した時間は約４時間であった。
【００７１】
[試験例２]
（条件）
音源：クイーン(ロック)  グレーテスヒット  ＣＤ
設定出力：出力増幅器２０Ｗ設定
装置構成：振動部材として矩形セラミックス振動板３個を具備した振動生成手段を巻着式固定手段に１個配設
印加時間：３０分
被験者：パソコンマウスの過度の使用により、肘を痛めた人
（結果）
ツボ(手三里)に音響による振動を付与したところ、痛みが緩和した。痛み緩和の継続時間は、約４時間であった。
【００７２】
[試験例３]
（条件）
音源：電気的に構成した音源使用
設定出力：出力増幅器１５Ｗ設定
装置構成：ダイナミック・スピーカー２個を固定手段（ベルト）に配設
印加時間：３０分
被験者：足を捻挫した人
（結果）
足の捻挫で痛みのある部位へ音響による振動を付与したところ、捻挫による痛みはほぼ解消した。痛み緩和の継続時間は、約５時間であった。
【００７３】
[試験例４]
いわゆる腰痛のある人に対して、増幅器の出力値１５〜３０Ｗ，印加時間３０分〜１時間で、音響による振動を付与した。この結果、痛みの緩和と共に、腰を使う動きがよくなった。処置後の緩和が継続した時間は、２〜６時間程度であった。毎日実施していくと、少しずつ腰の痛みが減っていった。
【００７４】
[試験例５]
歯茎のしくしく感があり、不快な状態にあった人に対して、不快を感じる部分に音響波を印加した。印加条件等は試験例１の例と同じである。その結果、左の歯茎部のしくしく感は完治し、右の歯茎部はもう少しで不快感が解消できそうな状態となった。音響波の印加は、毎日１回、２週間行った。
【００７５】
音源の違いによる効果への影響の検討を行った。
音源として、どのような種類の音楽が効果的かを試験した。その結果、クラシックではモーツアルトの「アイネクライネハナトムジーク」、「交響曲第一番」、「ディヴェルティメント１７番」等は顕著な効果がみられた。また、現在のポップミュージックでも効果があり、またジャズでもカルテット以上の楽器が多い方がより良い結果が得られた。ロックは、おおよその曲において効果があった。このように音源としては、全域にわたって音が生じているような音楽であれば、音響波振動の音源とて効果的であることがわかった。
【００７６】
さらに、有効性の高い音楽の周波数解析を行って、どのような周波数分布をしているかを測定した結果、周波数範囲として２００Ｈｚ〜１ｋＨｚ範囲の周波数成分と、９〜１８ｋＨｚ範囲の周波数成分とを有する音源がより効果的であるという結果が得られた。同様に、１００Ｈｚ以下の周波数成分と１〜５ｋＨｚまでの周波数成分とを有する音源がより効果的であるという結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の生体密着型音響振動装置は、着用者の患部に密着固定が可能であるため、例えば着用者の患部に局所的かつ集中的に振動を付与することで、血流改善等の患部の治療をすることができ、例えば医療機器の販売事業といった新規事業展開も可能となる。
【符号の説明】
【００７８】
１        生体密着型音響振動システム
１０      生体密着型音響振動装置
１０Ａ    生体密着型音響振動装置
１０Ｂ    生体密着型音響振動装置
１０Ｃ    生体密着型音響振動装置
２０      音響再生手段
３０      増幅手段
４０      記憶領域
５０      伝送路
６０      伝送路
１００    振動生成手段
１００Ａ  振動生成手段
１００Ｂ  振動生成手段
１００Ｃ  振動生成手段
１０１    入力手段
１０２    振動部材
１０２Ａ  振動部材
１０３    伝送路
２００    固定手段
２００Ａ  固定手段
２００Ｂ  固定手段
２０１    着脱部
２０１Ａ  着脱部
２０１Ｂ  着脱部
２０２    着脱部
２０２Ａ  着脱部
２０２Ｂ  着脱部
３００    取り付け用基板
３０１    コイルベース
３０２    ボイスコイル
３０３    弾性接着剤
３０４    ラバー
３０５    コバルト磁石
３０６    振動体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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