JP2007159629A - 活性酸素削減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のサプリメントやマイナスイオンの吸引などのように、間接的に供給された物質により、活性酸素を削減するではなく、生体内に直接電子を注入することにより、活性酸素を直接に削減させる活性酸素削減装置を提供する。
【解決手段】本発明による活性酸素削減装置は、生体に接触させる接地電極２と、生体に対向して配置される治療電極１ａと、接地電極の接地電位に対して、相対的に正の電圧である治療電圧を印加する電圧印加部４とを有し、電圧印加部が治療電極に治療電圧を印加し、治療電圧に対応する負電荷を静電誘導により生体内に蓄積させ、この負電荷により生体内の活性酸素を削減させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体内にて発生した活性酸素を削減させる活性酸素削減装置に関する。

人間等の好気性生物は酸素を利用して生命活動に必要なエネルギーを得ている。しかしながら、一方において、酸素から生じる活性酸素の毒性に常に曝されている。
この活性酸素にはスーパーオキサイド、ヒドロキシラジカル、過酸化水素、一重項酸素等が知られており、これらは各種のフリーラジカルを生成する。活性酸素やフリーラジカルは、自身を安定化させるため、近傍の分子から電子を奪い取り、すなわち脂質、糖、蛋白質、ＤＮＡ等を攻撃し、その結果、老化や色々な病気を引き起こすこととなる。

活性酸素は、生体細胞内部において、日常の生体活動で発生するが、紫外線や大気汚染（排気ガス）、加工食品、殺虫剤、レントゲン及び電磁波などである。
元来生体には、スーパーオキサイドを過酸化水素と酸素とに不均一化するＳＯＤ（スーパーオキサイドディスムターゼ）、過酸化水素を分解するカタラーゼ、ペルオキシターゼ、活性酸素から生成するフリーラジカルを捕捉しラジカル連鎖反応を停止するビタミンＣ、ビタミンＥ等のラジカル捕捉剤等の活性酸素 やフリーラジカルに対する防御機構が備わっている。
しかしながら、年とともに上記防御機構が老朽化し、ＳＯＤやカタラーゼ等の酵素の発現量の低下や酵素活性の低下により、活性酸素に抵抗できにくくなる。

そこで、活性酸素を除去する目的で、ＳＯＤ、カタラーゼ等の酵素、アスコルビン酸、トコフェロール、オリザノール、植物エキス（ハマメリス、メリッサ、エンメイソウ、シラカバ、セージ、ローズマリー、エイジツ、バジル、イチョウ、サイコ、シャクヤク、ハンゲ、ケイヒ、タイソウ、オウゴン、ニンジン、甘草、生姜、キナノキ、ショウブ、ツルドクダミ、チョウジ）等を用いたサプリメントが各種販売されている（例えば、特許文献１参照）。
また、空気中にマイナスイオンを発生させ、そのマイナスイオンを空気とともに吸い込むことにより、体内の活性酸素をこのマイナスイオンにより中和させて、血液中の活性酸素濃度を低下させる空調装置などが販売されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−３５７５６０号公報 特開２００５−１７０３２５号公報

しかしながら、上記特許文献１におけるサプリメントにおいては、臨床において十分な効果を得られる実験が行われていない。
また、上記特許文献２における空調装置は、発生させたマイナスイオンを安定に、かつ大量に体内に取り込むことができず、例えば血液中に対して一部しか届かず、発生させたマイナスイオンを効果的に活性酸素の削減に寄与しないことが欠点である。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、従来のサプリメントやマイナスイオンの吸引などのように、間接的に供給された物質により、活性酸素を体内に削減するではなく、生体内に直接電子を注入することにより、活性酸素を直接に削減させる活性酸素削減装置を提供することを目的とする。

本発明の活性酸素削減装置は、生体に接触させる接地電極と、該生体に対向して配置される治療電極と、前記接地電極の接地電位に対して、相対的に正の電圧である治療電圧を印加する電圧印加部とを有し、前記電圧印加部が治療電極に治療電圧を印加し、該治療電圧に対応する負電荷を静電誘導により前記生体内に蓄積させ、この負電荷により生体内の活性酸素を削減させることを特徴とする。

本発明の活性酸素削減装置は、前記治療電極が絶縁体により封止されていることを特徴とする。
これによれば、本発明の活性酸素削減装置は、生体を接地電位とし感電を防止し、かつ治療電圧が印加される治療電極が絶縁体にて封止されているため、前記治療電極が接地電位とショートすることがなく、安全性が保たれる構成となっている。

本発明の活性酸素削減装置は、前記電圧印加部に入力される商用電源における接地線及び非接地線を検出し、該接地線を前記接地電極に接続する極性切替部を、さらに有することを特徴とする。
ＡＣ電源の各線と整流後の出力との間のリーク電流を検知することにより、商用電源（単層１００ＶＡＣライン）の接地側を特定し、接地電極として使用することにより、接地を確実に行い、機器の故障などによって異常なリーク電流が流れたとき、治療電圧の出力を停止することにより、生体に対する感電の危険性を回避させる。

本発明の活性酸素削減装置は、装置の配線が断線しているか否かを、断線及び断線しかかりの際に発生するノイズを検出することにより判定し、断線と判定した場合、前記治療電圧の出力を停止する断線検出回路を、さらに有することを特徴とする。
これによれば、容易に断線であることを検出することができるが、さらに、ノイズを検出して、その回数の計数を行い、一定期間におけるこの計数値が予め設定した検出閾値を超えた場合に、断線と判定する構成とすることで、断線時のノイズと他の原因によるノイズとを区別することができ、装置の各配線における断線及び断線しかかりの状態を正確に判定することができる。

本発明の活性酸素削減装置は、前記電圧印加部が前記治療電圧を、例えば１周期が１／１０〜１／３００秒の矩形波により出力することを特徴とする。
これによれば、治療電圧をＤＣ的に与えないため、生体内に蓄積された負電荷を治療電極に対向する面に偏ることを防止し、この負電荷を生体内に拡散させ、効果的に活性酸素を削減させることができる。

以上説明したように、本発明によれば、生体に負電荷（電子）を誘導的に発生させて蓄積し、この発生した負電荷により生体内に存在する活性酸素を中和させ、活性酸素の量を削減させることができる。
これにより、本発明は、活性酸素の絶対量を効果的に削減することにより、活性酸素により電子を奪取される生体を構成する分子を削減することができ、活性酸素が生体に与えるダメージを減少させることが可能となる。

本発明においては、生体（例えば、人体）をアース電位（すなわち、接地電位）とし、対向する絶縁された電床内の治療電極に対し、正の電圧である治療電圧を、所定周期のパルスとして印加している。
すなわち、生体を導電性の電極と考えると、この電極（すなわち、アース電位）とした生体と対向する治療電極との間に構成されるコンデンサの２極間の静電容量をＣとし、両極間の電位差をＶとすると、生体内に電荷Ｑ（Ｃ×Ｖ）が蓄積されることとなる。この電荷の正負は電位差の正負によって決定されるため、本発明においては、治療電極の電位を基準とした場合、電位差が負のため、生体内に負電荷が生成されて蓄積されることとなる。
そして、本発明は、この負電荷を用いて、生体内の活性酸素を中和し、活性酸素の絶対量を削減することを目的としている。

次に、図１を参照して、本発明の一実施形態である活性酸素削減装置について説明する。図１は、本実施形態による活性酸素削減装置の構成例を示すブロック図である。
電床１は、治療電極１ａを絶縁体１ｂにて被覆した構成となっている。例えば、電床１は柔軟性を有する導体板である治療電極を１ａを、ウレタンゴムなどの絶縁性発泡体により被覆し、その表面をさらに、ビニールなどの高絶縁材料にて被覆して、可とう性を有するように構成する。
この電床１の上部または下部に、アース電極２を直接に接触させた生体Ｈを配置することにより、コンデンサが形成されて、治療電極１ａに印加された電圧に対応した電荷が、この電圧に誘導され生体Ｈに発生して蓄積されることとなる。

アース電極２は、生体の表面に直接に低抵抗接触できる材料であればどのように構成されていても良い。例えば、導電性ベルト、導電性バンド、生体Ｈ表面への適当な固定具を備えた金属板などが用いられる。
ここで、治療電極１ａに対し、パルス駆動部３からアース電位に対して正の電位差を有するパルスが印加されることにより、生体Ｄと電床１とにおけるコンデンサ構造において、このパルスが印加された治療電極１ａと、生体Ｈとの電位差に誘導され、この電位差に対応する負電荷が生体Ｈに蓄積される（静電誘導）ことになる。この負電荷は、治療電極１ａに印加されるパルスの電圧に対応し、パルス駆動部３から供給される。

パルス駆動部３は、電圧印加部４，極性切替部５及び断線検出回路６を有している。電圧印加部４は、出力端子が治療電極１ａに接続されており、アース端子がアース電極２に接続されており、出力端子とアース端子との間に、利用者が設定する所定の電圧及び周期のパルスを出力する。ここで、電圧印加部４は、例えば、１／１０〜１／３００（秒）の範囲において、任意のパルスの周期が設定可能であり、また、２５０Ｖ以上のパルスの波高値を任意に設定が可能であり、設定された周期及び電圧の矩形波として、上記パルスを出力する。

極性切替部５は、コンセント８に対し、パルス駆動部３に対し電力を供給する電源プラグ７を差し込んだ際、商用電源の接地線側１０を特定して、この接地線とアース端子とを電気的に接続する。すなわち、極性切替部５は、利用者がいずれの方向にてコンセント８にプラグ７を差し込んだとしても、非接地側９と接地側１０とにおいて、接地側１０を特定して、常に、生体Ｈに対して接続されるアース電極２を接地している。

上述した構成の活性酸素削減装置において、例えば、電床１の上部に人間が寝て、その人間が手にアース電極２を掴んだ状態で、パルス駆動部３を操作して、装置の動作を開始させる。このとき、パルス駆動部３は、ケーブル３０を介して、治療電極１aに対して所定の電圧のパルスを印加を開始する。
これにより、治療電極１aに印加されるパルス電圧に対応して、アース電極２から負電荷が供給され、人間の体内に負電荷（電子）が蓄積される。
そして、この蓄積された負電荷が活性酸素を中和することにより、体内の活性酸素の量を削減することが予想される。

ここで、一般的に、マイナスイオンを呼吸によって取り込み、マイナスイオンが、電子を供給することにより、活性酸素を中和して無毒化することが知られている。この活性酸素は、電子が１つ取れた、どちらかといえば、プラスイオンであるため、負電荷（例えば、電子やマイナスイオン）により電子が供給され、マイナスの帯電状態を中和することになる。空気清浄機や、エアコンにもマイナスイオンを発生させるものがあり、このマイナスイオンにより、活性酸素を中和させる。
すなわち、活性酸素は「Ｏ_２＋」であり、マイナスイオンの酸素は「Ｏ_２−」であるため、マイナスイオンは、活性酸素のプラスイオンを中和し、他の分子から電子を奪う活性化された状態から、害の無い通常の酸素に戻すことになる。

以下、図２を参照して、極性切替部５における接地側１０の特定方法及びアース電極２の接地方法について説明する。図２は、極性切替部５の構成例を示すブロック図である。
極性切替部５は、入力ライン７ａ及び７ｂを有する電源プラグ７，ヒューズ１３，ライン切替部１４，リーク電流検出部１５，接地線接続部１６，制御回路１７，電源部１８及びエラー表示部１９から構成され、コンセント８のＡＣ電源（１００Ｖ単相商用電源）から生成されたＤＣ電圧を、接地端子５ｂ及びプラス電位を出力する出力部５ａとにより、電圧印加部４に対してパルスを生成するための駆動電力を出力する。上記接地端子５bは、電圧印加部４のアース端子と接続され、アース端子を接地する。

ライン切替部１４は、入力ライン７ａと入力ライン７ｂとのいずれか１線を選択し、選択した１線をライン２２として接地線選択部１６へ接続し、他の１線をライン２１としてリーク電流検知部１５へ接続する。ここで、コンセント８に電源プラグ７を差し込むと、入力ライン７ａ及び入力ライン７ｂのいずれかが接地側１０に接続され、他方が非接地側９に接続される。
リーク電流検知部１５は、上記ライン２１と、出力部５ａ及び接地端子５ｂとの間のリーク電流を測定する。同様に、リーク電流検知部１５は、接地線接続部１６を介して接続されるライン２２と、出力部５ａ及び接地端子５ｂとの間のリーク電流を測定する。
ここで、電源部１８は、整流回路から構成され、入力ライン７ａ及び７ｂから入力される交流電圧を整流して、直流（ＤＣ）電圧として、低いほうの電圧を接地端子５ｂ側に出力し、高いほうの電圧を出力部５ａへ出力する。

そして、リーク電流検知部１５は、ライン２１とライン２２とのいずれが、リーク電流が小さいかの検出を行い、リーク電流が小さい方のラインを接地線側１０に接続されていることを検出する。すなわち、リーク電流の小さい方のラインがライン２２であるか否かを検出し、ライン２２のリーク電流が小さい場合、動作を行わない。
一方、リーク電流検知部１５は、ライン２１のリーク電流が小さい場合、制御回路１７に対して、極性の切替を行う制御信号を出力する。

制御回路１７は、極性の切替を行う制御信号が入力されると、ライン切替部１４に対して、入力ライン７ａ及び入力ライン７ｂと、ライン２１及びライン２２との接続関係を逆、すなわち極性の切替を行う。
これにより、コンセント８に対して、プラグ７がどのように差し込まれていても、接地線接続部１６に対して、常に接地側１０に差し込まれた入力ラインが接続され、確実に接地端子５ｂ（すなわち、アース端子２）が接地されることとなる。

また、上述した入力ラインの接地側検知により、接地端子５ｂを接地した状態で、装置を使用中に、リーク電流検知部１５は、ライン２１及びライン２２と、出力部５ａ及び接地端子５ｂとの間のリーク電流の監視を継続して行う。
そして、リーク電流検知部１５は、測定されるリーク電流値がマイクロアンペアオーダーのレベル（レベル２）以上になったことを検出すると、再度、上述した接地側１０に差し込まれたラインの検出処理を行い、リーク電流がレベル２以上であれば、制御回路１７に対して、異常信号を出力する。

制御回路１７は、上記異常信号が入力されると、電源部１８からの電力の供給を停止するとともに、エラー表示部１９にエラー表示を行う。上述したように、電力の供給が停止されると、パルス駆動部３における電圧印加部４はパルス出力を停止することになる。
また、リーク電流検知部１５は、入力ライン２１及び２２と、出力部５ａ及び接地端子５ｂとのリーク電流が、ナノアンペアオーダーの以下のレベル（レベル１）であるとき、また１００マイクロアンペア以上のレベル（レベル３）であるとき、装置が故障したことを検出し、制御回路１７に対して、異常信号を出力する。

次に、図３及び図４を参照して、パルス駆動部３における断線及び断線しかかりの配線の有無を検出する処理について説明する。図３は、上記断線検出回路６の構成例を示すブロック図である。図４は、放電現象を説明するパルス駆動部３と電床１との接続関係を示す概念図である。
電圧印加部４の出力端子から、治療電極１ａに対して所定電圧のパルスがケーブル３０を介して出力される。コネクタＣにより、ケーブル３０は治療電極１aに接続される。ここで、ケーブル３０が図４における位置Ｇpにおいて断線あるいは断線しかかっているとする。パルス駆動部３は出力端子から電圧Ｖaのパルスを出力し、また、位置Ｇpにおいてはギャップが生じており、このギャップにおける電位差がＶbであるとする。この電位差Ｖbは、図５に示すように、電圧Ｖaが上昇するとともに増加することになる。図５はＶbとＶaとの変化による放電の発生及び消滅を説明する概念図である。

そして、ギャップ間の電圧Ｖbが放電が発生する放電電圧Ｖｕを超えた時点で、このギャップ間において放電が起こり、その瞬間、治療電極１ａの外皮、すなわち絶縁体１ｂのインピーダンス３９、環境インピーダンス４０、大地（アース）、パルス駆動部３及びケーブル３０からなる閉ループにパルス電流が流れる。このとき、出力端子から治療電極１ａへ電圧Ｖaのパルスが出力され、ケーブル３０にパルス電流が流れることにより、電圧Ｖbは放電消滅電圧Ｖ以下まで低下し、ギャップＧpにおける放電が停止する。そして、放電が停止した後、再び、ギャップＧpにおける電圧Ｖbが上昇し、放電電圧Ｖuへ達すると、再度放電が発生する。以後、電圧Ｖaのパルスが出力されている間、同様の放電の発生及び消滅が繰り返され、その放電毎にパルス電流が閉ループに流れ、これにより高調波が発生する。

上述したように、ケーブルに断線または断線しかかりの部分（例えば、上記ギャップＧp）が存在する際、この部分において放電が起こることにより、閉ループのいずれの位置においても高調波が発生し、周囲に輻射ノイズの影響を与えることとなる。
ここで、出力端子から出力される周期的パルスによる放電において、その放電回数ｎは以下に示す式により計算することができる。
ｎ＝４×（Ｖa max／ΔＶ）×ｆ
上記式において、ΔＶは放電開始電圧Ｖu−放電消滅電圧Ｖであり、ｆはパルスの出力される周波数である。

次に、上述した放電を検出する構成例について、図３及び図４を用いて説明する。ピックアップコイル２９は、放電によりケーブル３０に発生するノイズを検出し、ノイズに対応して誘導起電力により発生する電圧のノイズ信号を出力する。このピックアップコイル２９は、巻き芯としてケーブル３０が貫通している（ケーブル３０の任意の位置に通してある）。
フィルタ３１は、ハイパスフィルタであり、ピックアップコイル２９から入力されるノイズ信号の高調波成分、すなわち放電により発生した高調波によるノイズ信号のみをレベル判定部３２へ出力する。

レベル判定部３２は、フィルタ３１から入力されるノイズ信号から、内部に設定されている設定レベル以上のノイズ信号のみを抽出し、計数部３３へ出力する。この設定レベルは、利用者が設定器３６から任意に設定することができる。
計数部３３は、レベル判定部３２から入力されるノイズ信号の数を計数し、所定の計数期間の計数結果が、内部に設定された設定計数値以上であれば、駆動部３４に対して断線信号を出力する。上記計数期間は計数期間設定器３７により、また上記設定計数値は計数値設定器３８により、利用者が任意に設定することができる。

駆動部３４は、計数部３３から上記断線信号が入力されると、ブザー３５をならすとともに、電圧印加部４の出力端子の前段に設けられている開閉スイッチ３９をオン状態からオフ状態に切り替えて、出力端子からのパルスの出力を停止する。この開閉スイッチ３９は、パルス駆動部３の操作面に設けられており、利用者が手動でもオン状態及びオフ状態の切り替えを行える構成となっている。また、オン状態はパルスが出力端子から出力される状態であり、一方、オフ状態はパルスが出力端子から出力されない状態である。

上述した断線検出回路６の構成において、ケーブル３０の断線した位置のギャップＧpにおいて、電圧印加部４から出力されるパルスにより放電が発生し、パルス電流（放電電流）がケーブル３０（閉ループ）に流れる。
このパルス電流により、高調波が発生し、この高調波による誘導起電力により、ピックアップコイル２９にノイズ信号が誘起される。
そして、フィルタ３１は、入力される上記ノイズ信号から、設定されている高調波成分のみを抽出して出力する。

次に、レベル判定部３２は、入力されるノイズ信号から、設定された設定レベル（例えば、ノイズレベルとして７０ｄＢ）以上のノイズ信号を選択して出力する。
そして、計数部３３は、入力されるノイズ信号の計数を設定された計数期間（例えば、３０秒）において行う。ここで、計数部３３は計数期間が経過する毎に、計数値が設定計数値（例えば、２０４８）以上であるか否かの検出を行い、検出処理の後に計数値をリセットして「０」とし、次の計数期間におけるノイズ信号の計数を開始する。また、計数部３３は上記計数値が設定計数値未満であることを検出した場合、計数値をリセットする以外の処理を行わない。一方、計数部３３は、計数値が設定計数値以上であることを検出すると、ブザー３５を鳴らすとともに、駆動部３４に対して断線信号を出力する。

次に、駆動部３４は、断線信号が入力されることにより、電圧印加部４の開閉スイッチ３９をオン状態からオフ状態に遷移させ、パルスの出力を停止させる。
この結果、ブザーが鳴り、パルスの出力が停止されるため、利用者は断線が発生したことを検知する。また、このとき、利用者が開閉スイッチ３９をオン状態へ戻したとしても、断線及び断線しかかりの状態であれば、放電が再度生じるため、再び開閉スイッチ３９がオン状態からオフ状態へ戻ることとなる。

上述したように、ピックアップコイル２９から入力されるノイズ信号の数を計数し、その計数値が設定計数値以上であった場合に、断線が生じたことを検出するため、例えばスイッチングノイズに見られる単発、あるいは高レベルのノイズに対しての誤動作を防止することができる。
また、ピックアップコイル２９を用いてノイズの検出を行うため、直接にケーブル３０をアンテナとして侵入するノイズに対する影響がほとんど無い。
なお、上記実施形態においては、ピックアップコイル２９をケーブル３０に設けたが、電源ケーブル（ＡＣケーブル）に設けてもよい。

また、負電荷による活性酸素削減装置の効果として、昭和大学医学部第一解剖教室が行った実験結果を以下に示す。
マウスを使用した動物実験において、活性酸素の１つである一酸化窒素（ＮＯ）ラジカルの抑制が証明されたものである。
実験としては以下の通りに行われた。
（１）マウス３０匹に対してリポポリサッカライド（ＬＰＳ）という内毒素を投与し、過剰なストレスを与えることで活性酸素を多量に発生させた。
（２）負電荷を生体内に蓄積させた実施群（１５匹）は、ＬＰＳ投与の１時間前から負電荷の蓄積を行い、投与後６時間、計７時間の負電荷の蓄積処理をマウスに与えた。
（３）ＬＰＳ投与６時間後にマウスの肝臓組織よりＮＯラジカルの強度を測定し、負電荷刺激を実施しなかった群（１５匹）と比較した。

上記実験の結果として、負電荷を蓄積させていない不実施群のＮＯラジカル強度に比較し、生体内に負電荷を蓄積させた実施群はＮＯラジカルの強度が１／３程度に抑制されることが確認された。
したがって、生体内に負電荷を蓄積させることにより、生体内の活性酸素を抑制することに効果があることが推定できる。

本発明の一実施形態による活性酸素削減装置の構成例を示す図である。 図１における極性切替部５の構成例を示すブロック図である。 図１における断線検出回路６の構成例を示すブロック図である。 ケーブル３０が断線し、ギャップＧpが形成された際、このギャップＧpにおける放電を説明するための概念図である。 ギャップＧpにおける放電の発生原理を説明するための概念図である。

符号の説明

１…電床
１ａ…治療電極
１ｂ…絶縁体
２…アース電極
３…パルス駆動部
４…電圧印加部
５…極性切替部
６…断線検出回路
７…プラグ
７ａ，７ｂ…入力ライン
８…コンセント
９…非接地側
１０…接地側
１３…ヒューズ
１４…ライン切替部
１５…リーク電流検知部
１６…接地線接続部
１７…制御回路
１８…電源部
１９…エラー表示部

Claims (5)

1. 生体に接触させる接地電極と、
   該生体に対向して配置される治療電極と、
   前記接地電極の接地電位に対して、相対的に正の電圧である治療電圧を印加する電圧印加部と
   を有し、前記電圧印加部が治療電極に治療電圧を印加し、該治療電圧に対応する負電荷を静電誘導により前記生体内に蓄積させ、この負電荷により生体内の活性酸素を削減させることを特徴とする活性酸素削減装置。
2. 前記治療電極が絶縁体により封止されていることを特徴とする請求項１記載の活性酸素削減装置。
3. 前記電圧印加部に入力される商用電源における接地線及び非接地線を検出し、該接地線を前記接地電極に接続する極性切替部を、さらに有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の活性酸素削減装置。
4. 装置の配線が断線しているか否かを、断線及び断線しかかりの際に発生するノイズを検出することにより判定し、断線と判定した場合、前記治療電圧の出力を停止する断線検出回路を、さらに有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の活性酸素削減装置。
5. 前記電圧印加部が前記治療電圧を矩形波により出力することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の活性酸素削減装置。
   

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