JP2002306614A - リッツ線コイルを用いた磁気刺激装置 - Google Patents
リッツ線コイルを用いた磁気刺激装置Info
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Abstract
部位を低消費電力で効率良く刺激すること。 【解決手段】 神経、筋肉、疾患部位に変動磁場を発生
させ、治療または診断を行うための磁気刺激装置におい
て、疾患によって適切な交流周波数、インダクタンス、
パルス幅、コイル電流ピーク値、刺激周波数を設定し、
変動磁場を発生させるコイルとしてリッツ線コイルを用
いたので、表皮効果による実効交流抵抗を小さくするこ
とができ、電力消費効率を高めることができ、さらにコ
イルの発熱を減少させることができる。また、その磁気
刺激装置において、変動磁場を発生させるリッツ線コイ
ルに防音材・吸音材を使用したので、巻回されたコイル
間の衝突による騒音を低減することができる。
Description
コイルにパルス電流が給電されることにより、生体に渦
電流を誘起させる変動磁場を発生して磁気的治療を行う
ためのコイル刺激装置に関するものである。
激用電極を患者に装着し、電気的パルスを与えて尿失禁
を治療する周知の電気刺激装置に代えて、本願出願人
は、先に出願した特開平9−276418号公報(アメ
リカ特許第5,984,854)により、磁気刺激によ
る尿失禁治療装置を提案した。この装置は、室内に据え
置かれるコイル据え付け具に磁気刺激コイルが取り付け
られたものであって、そのコイルに繰り返しパルス状の
磁束を発生させ、その磁束が患者の腰から下肢に至る範
囲の部位に及ぶようにして、骨盤底筋群、陰部神経等を
渦電流で刺激するものである。また、本出願人は、同じ
く先に、特開平10−234870号公報に示すような
磁気刺激式尿失禁治療用コイルを提案した。その他に
も、磁気的治療として種々のコイル装置が近年開発され
てきている。
は、一般電線あるいは銅製パイプ(ホローコンダクタ)
が用いられた。このため、従来のコイルの交流実効抵抗
は大きく、電気的損失が大きかった。この結果、使用の
回数がわずかであっても装置の使用を続けているうちに
コイルの発熱が大きくなり、コイル温度が上昇し火傷の
危険があった。そこで従来のコイルは大容量の冷却装置
が必要であった。
たは診断部位を低消費電力で効率良く刺激することがで
きる実用的な磁気刺激装置を提供することである。
刺激装置は、変動磁場を患者の体内に発生させて筋肉ト
レーニングさせることにより神経系を治療するための神
経または筋肉を磁気的に刺激する磁気刺激装置であり、
変動する電流が供給されることにより磁界を発生するリ
ッツ線コイルと、リッツ線コイルに変動する電流を供給
する電源と、電流の交流周波数が1.0〜3.3kH
z、リッツ線コイルのインダクタンスが10〜50μ
H、電流のパルス幅が300μs〜1ms、電流のコイ
ル電流ピーク値が2500〜8000A、刺激周波数が
15〜50Hzの範囲で駆動する駆動制御部を有するこ
とを特徴とする。そのことにより、コイルに発生する熱
を抑え、安全に駆動することができる。
気刺激装置で、腹圧性尿失禁または混合性尿失禁治療の
ために、磁気的に刺激する前記神経または前記筋肉とし
て、仙骨神経、骨盤底筋群または陰部神経を刺激するこ
とを特徴とする。
者にあて筋肉トレーニングまたは温熱療法により神経系
を治療するため磁気的に刺激する磁気刺激装置であっ
て、変動する電流が供給されることにより磁界を発生す
るリッツ線コイルと、リッツ線コイルに変動する電流を
供給する電源と、電流の交流周波数が1.0〜3.3k
Hz、リッツ線コイルのインダクタンスが10〜50μ
H、電流のパルス幅が300μs〜1ms、電流のコイ
ル電流ピーク値が1000〜5000A、刺激周波数が
50〜100Hzの範囲で駆動する駆動制御部を有する
ことを特徴とする。そのことにより、コイルに発生する
熱を抑え、安全に駆動することができる。
気刺激装置において、変形性膝関節症治療のために、磁
気的に刺激する部位として、膝頭を刺激することを特徴
とする。
気刺激装置において、疼痛治療のために、磁気的に刺激
する部位として、疼痛部位を刺激することを特徴とす
る。
気刺激装置において、腰痛治療のために、磁気的に刺激
する部位として、腰部を刺激することを特徴とする。
気刺激装置において、疼痛治療のために、磁気的に刺激
する部位として、疼痛部位を刺激することを特徴とす
る。
気刺激装置において、肩こり治療のために、磁気的に刺
激する部位として、肩または肩治療の指圧部位を刺激す
ることを特徴とする。
気刺激装置において、痙性治療のために、磁気的に刺激
する部位として、痙性部位を刺激することを特徴とす
る。
磁気刺激装置において、腫瘍(ガン)治療のために、磁
気的に刺激する部位として、腫瘍部位を刺激することを
特徴とする。
磁気刺激装置において、前立腺肥大治療のために、磁気
的に刺激する部位として、前立腺肥大部を刺激すること
を特徴とする。
磁気刺激装置において、歩行困難治療のために、磁気的
に刺激する部位として、腰部、大腿部、脚部、膝部、足
首または足部を刺激することを特徴とする。
磁気刺激装置において、骨癒合促進または関節治療のた
めに、磁気的に刺激する部位として骨部位または関節部
位を刺激することを特徴とする。
患者にあて温熱療法により治療するため磁気的に刺激す
る磁気刺激装置であって、変動する電流が供給されるこ
とにより磁界を発生するリッツ線コイルと、リッツ線コ
イルに変動する電流を供給する電源と、電流の交流周波
数が1.0〜3.3kHz、リッツ線コイルのインダク
タンスが10〜50μH、電流のパルス幅が300μs
〜1ms、電流のコイル電流ピーク値が1000〜50
00A、刺激周波数が100Hz〜1MHzの範囲で駆
動する駆動制御部を有することを特徴とする。そのこと
により、コイルに発生する熱を抑え、安全に駆動するこ
とができる。
の磁気刺激装置において、血流改善治療のために、磁気
的に刺激する部位として血流が不十分な部位を刺激す
る。
の磁気刺激装置において、骨癒合促進治療のために、磁
気的に刺激する部位として骨部位を刺激することを特徴
とする。
患者にあて治療するため磁気的に刺激する磁気刺激装置
であって、変動する電流が供給されることにより磁界を
発生するリッツ線コイルと、リッツ線コイルに変動する
電流を供給する電源と、電流の交流周波数が3.3〜1
0kHz、リッツ線コイルのインダクタンスが10〜5
0μH、電流のパルス幅が100μs〜300μs、電
流のコイル電流ピーク値が2500〜8000A、刺激
周波数が1Hz〜10Hzの範囲で駆動する駆動制御部
を有する。そのことにより、コイルに発生する熱を抑
え、安全に駆動することができる。
の磁気刺激装置において、パーキンソン病治療のため
に、磁気的に刺激する部位として頭部を刺激することを
特徴とする。
の磁気刺激装置において、経頭骸脳刺激のために、磁気
的に刺激する部位として頭部を刺激することを特徴とす
る。
の磁気刺激装置において、てんかん治療のために、磁気
的に刺激する部位として迷走神経を刺激することを特徴
とする。
の磁気刺激装置において、切迫性尿失禁治療のために、
磁気的に刺激する部位として骨盤底筋群、仙骨神経また
は陰部神経を刺激することを特徴とする。
の磁気刺激装置において、血流改善治療のために、磁気
的に刺激する部位として血流の不十分な部位を刺激する
ことを特徴とする。
患者にあて治療するため磁気的に刺激する磁気刺激装置
であって、変動する電流が供給されることにより磁界を
発生し、防音材または吸音材を含むリッツ線コイルと、
リッツ線コイルに変動する電流を供給する電源と、電流
を所定条件で駆動する駆動制御部とを有することを特徴
とする。これにより、コイルに発生する熱を抑え、安全
に駆動することができるほか、コイル部分同士の衝突に
よる騒音を防止することができる。
な治療用のリッツ線コイル部を説明する。図1にリッツ
線コイル6の断面図を示す。素線1は、導体部2を絶縁
層3で被覆されて成るものである。第1のリッツ線4
は、素線1を7本撚り合わせ、その外周を絶縁層11に
よって被覆して形成したものである。第2のリッツ線5
は、第1のリッツ線4を7本撚り合わせ、その外周を絶
縁層12によって被覆して形成したものである。リッツ
線コイル6は、第2のリッツ線5を7本撚り合わせ、そ
の外周を絶縁層13によって被覆して形成したものであ
る。絶縁層11、12、13は、ガラス繊維のテープ、
プラスチックテープあるいはゴム系のテープが用いられ
る。また、テープ類の代わりに絶縁性のチューブを採用
しても良いし、シリコーン等の柔軟性のある接着剤で形
成しても良い。なお、絶縁層11および12は省略が可
能である。
表皮効果が生じ、電流が表面に集中し、実効抵抗が増大
し、電気的損失が増加する。表皮の深さδは次式で示さ
れるように、電流の周波数で決まり、周波数が大きいほ
どその深さは小さくなる。 δ={1/(πfμσ)}1/2 μ;透磁率、 σ;電気伝導度、 f;周波数
甚だしく増大すること、およびコイルを巻回する空間の
大きさによって、上記関係式を参照しながら、リッツ線
コイル6の素線1の導体部2の直径、リッツ線コイル6
の断面積等を決定してゆくのがよい。
キ、すずメッキあるいは金メッキされた軟銅線、あるい
は無酸素銅線あるいは銀線が用いられる。リッツ線6の
絶縁層3,11,12,13の絶縁材料は、特に多孔質
PTFE あるいは発泡FEPがよい。電線被覆材料も、多孔質
材料あるいは発泡材料を用いるのがよく、例としては多
孔質PTFE あるいは発泡FEPがよい。あるいは、絶縁材料
は、一般絶縁材料であるPTFE、多孔質PTFE、PFA、FEP、
発泡FEP 、ETFE、PVdF、ミレンフィルムおよびポリイミ
ドフィルムで絶縁した素線をさらに多孔質PTFEあるいは
発泡FEP で覆った複合絶縁材料を用いても良い。あるい
は被覆材料を一般電線被覆材料であるポリエチレン、ナ
イロン、塩化ビニルまたはポリウレタンとし、その上あ
るいは下を多孔質PTFE あるいは発泡FEPで覆った複合絶
縁材料を用いても良い。リッツ線コイル6を巻回してな
るコイル部へのパルス電流による駆動時には、コイルと
コイルの間に生じる引き寄せ合う力によりコイル6同士
が衝突し、その際に生じる騒音が生じる。そのため、そ
の騒音を軽減・防止するため、リッツ線の素線1の絶縁
層3は0.025〜2.0mm、第1のリッツ線4の絶
縁層11は0.05〜3mm、第2のリッツ線5の絶縁
層12は0.1〜5mm、さらにはリッツ線コイル6の
絶縁層13は0.2〜10mmに、防音材あるいは吸音
材を用いてもよい。
宜、特定の素線あるいは絶縁層についての防音材あるい
は吸音材の使用を省略してもよい。リッツ線コイル6の
素線1を含む導体部2の直径は、0.2〜1.5mmが
良い。さらには、磁束の集中と素線1の断線の危険性の
回避の観点からは0.3mm程度がよい。
防音材・吸音材の材料としては、ポリウレタンフォー
ム、フェノールフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリ
スチレンフォーム、シリコーン、ポリサルファイド系、
アクリル系、変性ポリサルファイド系、アクリルウレタ
ン系、ブチルゴム系、SBR系、ガラスウール系、ロッ
クウール、フェルト、ビニルシート、帆布カンバスなど
を用いることができる。性状は多孔性、有孔性にしても
よい。なお、漏電の危険性を避けるため、乾式が良い。
を利用した神経系の治療用コイル駆動方式の第1の方式
としては、交流周波数1.0〜3.3kHz、インダク
タンス10〜50μH、パルス幅300μs〜1ms、
コイル電流ピーク値2500〜8000A、刺激周波数
15〜50Hzを条件とした駆動方式がある。この第1
の駆動方式は、主に筋肉トレーニング効果による治療を
目的とし、特に、尿失禁治療として腹圧性尿失禁、混合
性尿失禁の治療によい。この方式によれば、ピーク値が
大きいコイル電流を流しても、リッツ線を使用すること
により表皮効果を低減でき、大幅にコイル部からの発熱
を低減できる。
コイル装置を臀部下側に配置し、骨盤底筋群、仙骨神
経、陰部神経に磁束が集中するようを刺激する。
を利用した神経系の治療用コイル駆動方式の第2の方式
としては、交流周波数1.0〜3.3kHz、インダク
タンス10〜50μH、パルス幅300μs〜1ms、
コイル電流ピーク値1000〜5000A、刺激周波数
50〜100Hzを条件とした駆動方式がある。この第
2の駆動方式は、主に筋肉トレーニング効果による治療
あるいは温熱効果による治療を目的とし、特に、変形性
膝関節症、腰痛、疼痛、肩こり、痙性、腫瘍(ガン)、
前立腺肥大症、歩行困難、骨癒合促進、関節の治療に良
い。この方式によれば、より刺激周波数を大きくするこ
とで筋肉の強縮が起こりやすくなり、また上記パルス幅
の範囲で大きくすることにより筋肉刺激がより強くな
る。また、刺激周波数を増すことは生体内に電流が流れ
る単位時間当たりの回数を増すことになり、パルス幅を
大きくすることは生体内に電流が流れる時間を増すこと
になるので、生体の抵抗によって電流が消費されて発熱
するため、この発熱により温熱効果も得られる。筋肉の
収縮、弛緩の繰り返しにより筋肉の強化ができる。な
お、筋肉トレーニングは、強縮による筋疲労を避けるた
めにバースト状磁気刺激により行ってもよい。
頭あるいは膝頭周囲に緊切して配置して連続あるいはバ
ースト磁気刺激を加えると、痛みが無くなる、あるいは
軽減する。
接して配置して、連続あるいは、バースト磁気刺激を加
えることにより、痛みを無くす、あるいは軽減できる。
腰痛の原因は様々であるが、一般的な原因は、整形外科
領域、と内科領域および加齢老化あるいは姿勢の悪さに
よるもの等に分けられる。磁気刺激を加えることによ
り、血液循環の促進、筋緊張の軽減、疼痛の軽減効果が
ある。
いる部位またはそれに効く指圧ポイントに当て、連続あ
るいはバースト磁気刺激を加えることにより、痛みがな
くなる、あるいは軽減する。疼痛の原因は、痛みが生じ
た部位に刺激が加わったり、損傷が生じたりした結果、
発痛物質が生じるためといわれる。磁気刺激を加えるこ
とにより血流改善効果が生じ、これが治療につながる。
てまたは肩こりに効く指圧ポイントに磁気が当たるよう
に配置することにより、肩こりを軽減させることができ
る。
亢進し、クローヌスが起こりやすい状態で、一般に錘体
路障害に基づく。また、痙性は固縮とともに生じる。痙
性部位への磁気刺激による抑制効果は、相反神経支配の
原理により説明される。治療条件は、痙性筋の拮抗期に
対して最大収縮が起こる程度の磁気刺激強度で、80〜
100Hzの磁気刺激を15〜30分程度、痙性筋に加え
る。パルス幅は100μs〜1msで選定されるとよ
い。痙性筋の拮抗筋にコイル装置により高頻度、連続あ
るいはバースト磁気刺激を加えることにより、痙性が緩
和される。なお、痙性には、錘体路障害によって両下肢
筋、股内転筋に痙性が見られる痙性歩行などがある。
疾患組織に特異的に反応する薬剤に磁性体を結合させ、
この磁性体結合薬剤を生体内に注入した状態で、ガン疾
患部に連続あるいはバースト磁気刺激を加える。ガン細
胞は熱に弱く、増殖能力を失うため、死滅する。ガン細
胞は一般的に熱に弱く、42〜45度、特に43度付近
で加熱されると増殖能力を失い、やがて死滅するといわ
れる。そこで、周囲の組織の影響を可能な限り小さくし
て、ガン組織だけを選択的に加温して治療する。体外か
ら変動磁場を加えてガン組織のみ加温してガンの治療を
行っても良い。この場合、生体深部にあるガン組織に導
電性の良い金属(白金、金、銀、ステンレス等)を局所
的に埋め込む。次に体外から変動磁場を加えてこの金属
を加温する。加温時はサーミスタ等の温度センサを刺激
部位に挿入する等して、加温温度を制御してもよい。こ
の結果、ガン組織のみ加温することができ、ガンの治療
を行うことができる。無侵襲の加温法としては超音波加
温法がある。超音波加温法は表皮面を温めることなく、
深部局所腫瘍を無侵襲で温めることができる。しかし、
超音波は音響インピーダンスが大きく異なる境界、例え
ば、空気ー軟組織または、骨ー軟組織界面などで、強い
反射や屈折が起きる。このため、超音波加温法は、肺や
消化器などのガスの多い部位や、近くに骨のある部位を
温める方法としては適してはいない。
いわれている。これらの原因により体内のホルモン環境
が変化し、前立腺肥大が発症すると考えられている。前
立腺肥大治療では、コイル装置から前立腺肥大部に、高
頻度、連続あるいはバースト磁気刺激を与えることによ
り、肥大部分の温度を上昇させることができる。治療に
より温める温度を45度以下にする温熱療法と、45度
以上あるいは55度以上とする高温療法がある。
腰部、大腿部、脚部、膝部、足首または足部等に、高頻
度、連続あるいはバースト磁気刺激を加えることによ
り、歩行困難を解消あるいは軽減することができる。
折、骨粗しょう症による骨折、大腿骨頸部内側骨折、手
舟状骨折、感染症偽関節、先天性偽関節などに適用で
き、これら骨折部位、偽関節部位に、高頻度、連続ある
いはバーストの磁気刺激を加えることにより骨癒合促進
が可能である。
を利用した神経系の治療用コイル駆動方式の第3の方式
としては、交流周波数1.0〜3.3kHz、インダク
タンス10〜50μH、パルス幅300μs〜1ms、
コイル電流ピーク値1000〜5000A、刺激周波数
100Hz〜1MHzを条件とした駆動方式がある。こ
の第3の駆動方式は、主に温熱効果による治療を目的と
し、特に、血流改善、骨癒合促進によい。この方式によ
れば、刺激周波数を増すことは生体内に電流が流れる単
位時間当たりの回数を増すことになり、パルス幅を大き
くすることは生体内に電流が流れる時間を増すことにな
るので、生体の抵抗によって電流が消費されて生じる発
熱による温熱効果が得られる。
くなった(不十分な)部位に、高頻度、連続あるいはバ
ースト磁気刺激を加えることにより、血液循環が改善さ
れ、血行が改善される。この温熱効果の要因としては、
皮膚の血管拡張、内臓から皮膚への血液流入、局所的な
新陳代謝の促進、心拍出量と心拍数の増加、血圧の下
降、体液の貯留が考えられる。
を利用した神経系の治療用コイル駆動方式の第4の方式
としては、交流周波数3.3〜10kHz、インダクタ
ンス10〜50μH、パルス幅100μs〜300μ
s、コイル電流ピーク値2500〜8000A、刺激周
波数1Hz〜10Hzを条件とした駆動方式がある。こ
の第4の駆動方式は、主に神経刺激による治療または診
断による治療を目的とし、特に、パーキンソン病の治
療、経頭蓋脳刺激の診断、てんかんの治療、神経改善治
療、切迫性尿失禁、血流改善の治療によい。本条件は、
パルス幅が小さいため、神経刺激に適している。この方
式によれば、第1〜第3の駆動方式よりも、交流周波数
がより高く、より高いコイル電流ピーク値であっても、
リッツ線を用いたことで表皮効果を低減し、コイル部の
発熱を低減することができる。
頭に近接して配置することにより、歩行動作を軽快させ
る等、パーキンソン病特有の症状を軽減できる。パーキ
ンソン病は、黒質線条体ニューロンが障害されて線条体
での神経伝達物質であるドパミンの分泌が障害されるこ
とによって発症する。その主因は、チロシン水酸化酵素
低下によるドーパミン生合成障害であると考えられてい
る。
ア付コイル装置である。これによれば、コイル装置を頭
に近接して配置することにより脳内の刺激したい部位以
外悪影響を与えることなく、脳内の刺激したい部位に、
高頻度、連続あるいはバースト磁気刺激を加えることが
できる。
走神経に、高頻度磁気、連続、あるいはバースト磁気刺
激を加えることにより、てんかん発作の解消あるいは軽
減が図られる。
神経、陰部神経等に磁気刺激が集中するように刺激す
る。
くなった(不十分な)部位あるいはその自律神経に、高
頻度、連続あるいはバースト磁気刺激を加えることによ
り、自律神経が刺激され、血液循環が改善され、血行が
改善される。
治療または診断のための磁気刺激の駆動条件を決定す
る。
を巻回してなるコイル部21とハウジング22からなる
神経系の治療用コイル装置を示す。コイル部21とハウ
ジング22との間には間隙23があるように配置されて
いる。コイル部21にリッツ線コイルを採用することに
より発熱を抑制させ、コイル部21で生じた熱が直接生
体表皮に伝わり低温火傷をしないように、間隙23が設
けられている。コイル部21により生ずる変動磁場によ
り発生する渦電流密度のピーク値は、コイル部の中心軸
側よりも、コイル部の付近にあるので、刺激する部位付
近にコイル装置を当てるようにする。また、表皮効果の
抑制により実効抵抗を小さくすることができ、大きなコ
イル電流を流すことができる。この結果、大きな刺激強
度の磁気刺激を加えることが可能となるため、コアを用
いて磁束を集中させて大きな渦電流を得る工夫は不要と
なる。このように、リッツ線の採用に伴い、コアを用い
ない仕様とすることもできる。
コイル部21を有するコイル装置を配置し、骨盤底筋
群、仙骨神経、陰部神経等に磁束を集中するとよい。リ
ッツ線コイル6の巻数は5〜100ターンがよい。図3
は、コイル部21により生体内に刺激を行った場合の渦
電流密度の分布についての数値解析を示す。X軸はコイ
ル中心からの距離、Y軸は渦電流密度絶対値、Z値は生
体表面からの深さである。この図から明らかなように渦
電流密度分布の最大値は、コイルの法線方向に分布す
る。したがって刺激したい部位の大きさに合わせて、コ
イルの大きさを決定するのがよい。尿失禁治療の場合、
コイルの大きさは骨盤底筋群、仙骨神経、陰部神経等の
広がりから、コイルの直径Dを40〜160mm程度に
するのがよい。
効率を高めるために、コアを用いてもよい。図4は、コ
アを設けたコイル装置要部の外観である。図4に示すよ
うにコア8はW型である。コア8は2つのU字状のコア
要素8a,8bのそれぞれ一方の端部を同じ方向に向け
られて相互に固着されている。コア要素8a,8bは積
鉄心または巻鉄心であり、材料としてはパーメンジュー
ル、方向性珪素鋼板、無方向性珪素鋼板、パーマロイ、
センダスト、純鉄あるいはフェライト等が適している。
コア8はW型としたが、図5のようにカット・コアを用
いてもよいし、W型コアの代わりに、図6のように積鉄
心のをE型としてもよい。特に尿失禁治療用として用い
る場合は、コアを用いる場合と用いない場合のいずれの
場合も、座部の下あるいは座部の中ににコイル部を設
け、椅子として着座できるように構成するとよい。
置の構成を示す。この駆動装置について説明する。コン
デンサ31は、励磁電源部32により充電されるように
なっている。リッツ線コイル6は、サイリスタ33とダ
イオード34が相互に逆方向に向けられて並列接続され
た回路を介してコンデンサ31に接続されている。コン
デンサ31の一端は放電部35に接続されている。制御
部36は、励磁電源部32、サイリスタ33および放電
部35をそれぞれ制御する回路である。操作部37は種
々の指示や制御に必要なデータを制御部36に入力する
ためのものである。
動作を説明する。この例では、最大刺激強度法といっ
て、患者に対する刺激強度を徐々に上げていき患者が我
慢できる最大刺激で刺激する方法を説明する。治療開始
となると操作者は操作部37を操作し、制御部36を介
して、励磁電源部32からコンデンサ31に与える電圧
を徐々に上げていく。制御部36は、コンデンサ31に
蓄えられるエネルギーがその最大充電エネルギーの40
%までは、リッツ線コイル6に一相波形の電流が繰り返
し流れるようにし、40%を越えると二相波形の電流が
繰り返し流れるようにする。なお、ここで、コイル装置
が汎用的なものであれば、操作部37は治療対象を選択
できるように構成させ、これにより選択された治療対象
に対し上記に述べた適切な刺激条件を制御部36により
制御させてもよい。尿失禁治療装置であれば、治療対象
が腹圧性か切迫性か混合性かを選択するスイッチを操作
部37に設け、選択された治療対象に対しての上記に述
べた適切な刺激条件で制御部36により制御させてもよ
い。
る。まず、制御部36は励磁電源部32からコンデンサ
31に電力を供給し充電させ、次にサイリスタ33に制
御パルスを送出してサイリスタ33をオンとすると、コ
ンデンサ31からサイリスタ33を介してリッツ線コイ
ル6に電流が流れる。次に制御部36は、コンデンサ3
1に蓄えられた電気エネルギーを放電部35により放出
する。次に制御部36は、サイリスタ33をオフとす
る。以後、上記の動作は繰り返し行われる。
る。まず、制御部36は励磁電源部32からコンデンサ
31に電力を供給し充電させ、次にサイリスタ33に制
御パルスを送出してサイリスタ33をオンとすると、コ
ンデンサ31からサイリスタ33を介してリッツ線コイ
ル6に電流が流れる。そして、コンデンサ31には逆極
的に再度充電される。次にコンデンサ31に蓄えられた
電気エネルギーは、放電され、リッツ線コイル6とダイ
オード34を通って流れる。次に制御部36は、サイリ
スタ33をオフとする。以後、上記の動作は繰り返し行
われる。図8にこの駆動により二相波形で出力した場合
のコイルにおける波形を示す。
の周辺のある点における電場Eの変化を示す。一相波形
の場合のリッツ線コイル6に電流を流す期間は、放電部
35やサイリスタ33の動作のタイミングを制御するこ
とによって、二相波形における周期Tの1/4や1/2
とすることができる。
を初めは一相波形とし、次に所定以上の刺激強度とする
ためにその電流を二相波形とする。このようにすると、
一相波形期間に患者が刺激に慣れるので、患者に急激な
刺激を与えないで治療を行うことができる。
に変動磁場を発生させて、治療または診断を行うための
磁気刺激方法において、疾患によって適切な交流周波
数、インダクタンス、パルス幅、コイル電流ピーク値、
刺激周波数を設定し、変動磁場を発生させるコイルとし
てリッツ線コイルを用いたので、表皮効果による実効交
流抵抗を小さくすることができ、電力消費効率、刺激効
率を高めることができ、コンデンサ容量の減少、装置の
小型化を図ることができる。近接効果も抑えることがで
きるため、実効抵抗を大きくさせないまま、コイル直径
を小さくすることができ、磁束の集中を図ることができ
る。また、コイルの発熱を減少させることができるの
で、患者の火傷を回避できる。また、本発明によれば、
神経、筋肉、疾患部位に変動磁場を発生させて誘導され
た渦電流で刺激して、治療または診断を行うための磁気
刺激装置において、変動磁場を発生させるリッツ線コイ
ルに防音材・吸音材を使用したので、巻回されたコイル
間の衝突による騒音を低減することができる。
図。
置の例を示す断面図。
生する渦電流密度分布を示す図。
コイルの例を示す図。
コイルの他の例を示す図。
コイルの他の例を示す図。
示す図。
相波形を示す図。
場を示す図。
Claims (23)
- 【請求項1】 変動磁場を患者にあて筋肉トレーニング
させることにより神経系を治療するための神経または筋
肉を磁気的に刺激する磁気刺激装置において、 変動する電流が供給されることにより磁界を発生するリ
ッツ線コイルと、前記リッツ線コイルに変動する電流を
供給する電源と、 前記電流の交流周波数が1.0〜3.3kHz、前記リ
ッツ線コイルのインダクタンスが10〜50μH、前記
電流のパルス幅が300μs〜1ms、前記電流のコイ
ル電流ピーク値が2500〜8000A、刺激周波数が
15〜50Hzの範囲で駆動する駆動制御部を有するこ
とを特徴とする磁気刺激装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の磁気刺激装置は、腹圧
性尿失禁または混合性尿失禁治療のために、磁気的に刺
激する前記神経または前記筋肉として、仙骨神経、骨盤
底筋群または陰部神経を刺激することを特徴とする磁気
刺激装置。 - 【請求項3】 変動磁場を患者にあて筋肉トレーニング
または温熱療法により神経系を治療するため磁気的に刺
激する磁気刺激装置において、 変動する電流が供給されることにより磁界を発生するリ
ッツ線コイルと、 前記リッツ線コイルに変動する電流を供給する電源と、 前記電流の交流周波数が1.0〜3.3kHz、前記リ
ッツ線コイルのインダクタンスが10〜50μH、前記
電流のパルス幅が300μs〜1ms、前記電流のコイ
ル電流ピーク値が1000〜5000A、刺激周波数が
50〜100Hzの範囲で駆動する駆動制御部を有する
ことを特徴とする磁気刺激装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載の磁気刺激装置は、変形
性膝関節症治療のために、磁気的に刺激する部位とし
て、膝頭を刺激することを特徴とする磁気刺激装置。 - 【請求項5】 請求項3に記載の磁気刺激装置は、疼痛
治療のために、磁気的に刺激する部位として、疼痛部位
を刺激することを特徴とする磁気刺激装置。 - 【請求項6】 請求項3に記載の磁気刺激装置は、腰痛
治療のために、磁気的に刺激する部位として、腰部を刺
激することを特徴とする磁気刺激装置。 - 【請求項7】 請求項3に記載の磁気刺激装置は、疼痛
治療のために、磁気的に刺激する部位として、疼痛部位
を刺激することを特徴とする磁気刺激装置。 - 【請求項8】 請求項3に記載の磁気刺激装置は、肩こ
り治療のために、磁気的に刺激する部位として、肩また
は肩治療の指圧部位を刺激することを特徴とする磁気刺
激装置。 - 【請求項9】 請求項3に記載の磁気刺激装置は、痙性
治療のために、磁気的に刺激する部位として、痙性部位
を刺激することを特徴とする磁気刺激装置。 - 【請求項10】 請求項3に記載の磁気刺激装置は、腫
瘍(ガン)治療のために、磁気的に刺激する部位とし
て、腫瘍部位を刺激することを特徴とする磁気刺激装
置。 - 【請求項11】 請求項3に記載の磁気刺激装置は、前
立腺肥大治療のために、磁気的に刺激する部位として、
前立腺肥大部を刺激することを特徴とする磁気刺激装
置。 - 【請求項12】 請求項3に記載の磁気刺激装置は、歩
行困難治療のために、磁気的に刺激する部位として、腰
部、大腿部、脚部、膝部、足首または足部を刺激するこ
とを特徴とする磁気刺激装置。 - 【請求項13】 請求項3に記載の磁気刺激装置は、骨
癒合促進または関節治療のために、磁気的に刺激する部
位として骨部位または関節部位を刺激することを特徴と
する磁気刺激装置。 - 【請求項14】 変動磁場を患者にあて温熱療法により
治療するため磁気的に刺激する磁気刺激装置において、 変動する電流が供給されることにより磁界を発生するリ
ッツ線コイルと、 前記リッツ線コイルに変動する電流を供給する電源と、 前記電流の交流周波数が1.0〜3.3kHz、前記リ
ッツ線コイルのインダクタンスが10〜50μH、前記
電流のパルス幅が300μs〜1ms、前記電流のコイ
ル電流ピーク値が1000〜5000A、刺激周波数が
100Hz〜1MHzの範囲で駆動する駆動制御部を有
することを特徴とする磁気刺激装置。 - 【請求項15】 請求項14に記載の磁気刺激装置は、
血流改善治療のために、磁気的に刺激する部位として血
流が不十分な部位を刺激することを特徴とする磁気刺激
装置。 - 【請求項16】 請求項14に記載の磁気刺激装置は、
骨癒合促進治療のために、磁気的に刺激する部位として
骨部位を刺激することを特徴とする磁気刺激装置。 - 【請求項17】 変動磁場を患者にあて治療するため磁
気的に神経を刺激する磁気刺激装置において、 変動する電流が供給されることにより磁界を発生するリ
ッツ線コイルと、 前記リッツ線コイルに変動する電流を供給する電源と、 前記電流の交流周波数が3.3〜10kHz、前記リッ
ツ線コイルのインダクタンスが10〜50μH、前記電
流のパルス幅が100μs〜300μs、前記電流のコ
イル電流ピーク値が2500〜8000A、刺激周波数
が1Hz〜10Hzの範囲で駆動する駆動制御部を有す
ることを特徴とする磁気刺激装置。 - 【請求項18】 請求項17に記載の磁気刺激装置は、
パーキンソン病治療のために、磁気的に刺激する部位と
して頭部を刺激することを特徴とする磁気刺激装置。 - 【請求項19】 請求項17に記載の磁気刺激装置は、
経頭蓋脳刺激のために、磁気的に刺激する部位として頭
部を刺激することを特徴とする磁気刺激装置。 - 【請求項20】 請求項17に記載の磁気刺激装置は、
てんかん治療のために、磁気的に刺激する部位として迷
走神経を刺激することを特徴とする磁気刺激装置。 - 【請求項21】 請求項17に記載の磁気刺激装置は、
切迫性尿失禁治療のために、磁気的に刺激する部位とし
て骨盤底筋群、仙骨神経または陰部神経を刺激すること
を特徴とする磁気刺激装置。 - 【請求項22】 請求項17に記載の磁気刺激装置は、
血流改善治療のために、磁気的に刺激する部位として血
流の不十分な部位あるいはその自律神経を刺激すること
を特徴とする磁気刺激装置。 - 【請求項23】 変動磁場を患者の体内に発生させ治療
するため磁気的に刺激する磁気刺激装置において、 変動する電流が供給されることにより磁界を発生し、防
音材または吸音材を含むリッツ線コイルと、 前記リッツ線コイルに変動する電流を供給する電源と、 前記電流を所定条件で駆動する駆動制御部とを有するこ
とを特徴とする磁気刺激装置。
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-
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