JP2008188258A - Phototherapy apparatus - Google Patents

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Koji Ohira
広司 大平
Noriyuki Yoshikawa
典之 吉川
Seiji Sugiyama
征司 杉山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel phototherapy apparatus promoting the cellular activity besides the hyperthermia effect by non-laser light irradiation, reducing a pain of soft tissue by the stimulus of the internal microcirculation, and reducing inflammation. <P>SOLUTION: This phototherapy apparatus is provided with non-laser light source including a visible light and radiating in a wide wavelength band, an optical filter passing or reflecting a light of specific wavelength band out of radiation lights outputted from the light source, a chopper for intermitting the lights radiated from the light source, an optical element for guiding the intermittent lights to an irradiation site, a light irradiation condition setting means variably setting a light energy density in the irradiation site, and a light irradiation control section, wherein the light irradiation control section is a device for irradiating a light according to a setting signal from the light irradiation condition setting means; and is formed of a combination of a light irradiation time and a light irradiation stop time in the pulse irradiation mode. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本願発明は、痛み緩和に用いる光線治療装置に関し、詳しくは皮膚上から光を皮下の目的部位に好ましい条件下に、すなわち、出射される光線の波長範囲、エネルギー密度、光線断続の周波数、光源の色温度を制御して照射できる痛み緩和用光線治療装置に関するものである。   The present invention relates to a phototherapy device used for pain relief, and more specifically, under conditions that allow light to be applied to the target site under the skin from the skin, that is, the wavelength range of emitted light, the energy density, the frequency of light interruption, the light source The present invention relates to a phototherapy device for pain relief that can be irradiated with controlled color temperature.

従来、肩こりや腰痛などの治療手段として低反応レベルレーザー治療機や直線偏光近赤外線治療機などの光線療法機器が利用されていて、このような光線療法機器としては、レーザー光を治療目的部位に照射する装置、あるいは、単色光を治療目的部位に照射する装置などがある。   Conventionally, phototherapy devices such as low-response level laser therapy machines and linearly polarized near-infrared therapy machines have been used as treatments for stiff shoulders and low back pain. As such phototherapy equipment, laser light is used as a treatment target site. There are a device for irradiating, a device for irradiating a treatment target site with monochromatic light, and the like.

一般にこれらの光線療法機器は、皮膚上から様々な波長の光を照射することで、こりや痛みを緩和するものとして知られている。例えば、赤外線治療器等の光線治療装置は赤外線ランプ等から発生させる赤外線を含む光線を直接または反射させ、患部に照射するものが知られている。赤外線を含む光線を患部に照射し光吸収による温熱効果等により患部を治療しようとするものである。   In general, these phototherapy devices are known to relieve stiffness and pain by irradiating light of various wavelengths from the skin. For example, a phototherapy device such as an infrared therapy device is known that directly or reflects a light beam including infrared rays generated from an infrared lamp and irradiates the affected area. This method is intended to treat the affected area by irradiating the affected area with a light beam including infrared rays and the like by a thermal effect by light absorption.

このような光線療法機器を用いた光線治療の作用としては、神経伝達遮断効果が知られており、さらには、循環改善による局所からの痛み関連物質(ブラジキニン、ヒスタミン、プロスタグランジンなど)や疲労関連物質(乳酸など)の拡散除去も意義を有しているとされる。また、このような循環改善効果の主たるメカニズムとして血管平滑筋に対する直接弛緩効果も知られるようになっている。   As a function of phototherapy using such a phototherapy device, a neurotransmission blocking effect is known. Furthermore, local pain-related substances (bradykinin, histamine, prostaglandins, etc.) and fatigue by circulation improvement are known. Diffusion removal of related substances (such as lactic acid) is also considered significant. In addition, a direct relaxation effect on vascular smooth muscle is also known as a main mechanism of such a circulation improvement effect.

そして、以下に述べるように近年生体に対する光線照射の作用機序の具体的解明がさら
に進められている。すなわち、適切なエネルギー照射によって細胞活性が生じることが徐々
に明らかになってきており、この場合の適切なエネルギーとしては、微弱電流、超音波、音響波、光などが挙げられている。
And as will be described below, in recent years, the specific mechanism of action of light irradiation on living bodies has been further elucidated. That is, it is gradually becoming clear that cell activity is generated by appropriate energy irradiation. Examples of appropriate energy in this case include weak current, ultrasonic waves, acoustic waves, and light.

まず、低出力光強度照射により、繊維牙細胞活性がよくなることが知られるようになった。非特許文献(1)によれば、異なるLED(Light Emitting Diode)光源を用いて、照射条件をかえると前駆コラーゲンの合成が人の繊維牙細胞培養の実験でより多く生成している結果が得られている。
また、非特許文献(2)によれば、超音波照射によっても上記同様なコラーゲン産生が生じることが知見されている。
First, it has been known that the activity of fibroblasts is improved by irradiation with low output light intensity. According to Non-Patent Document (1), using different LED (Light Emitting Diode) light sources and changing the irradiation conditions, the result is that more precursor collagen synthesis is generated in human fibroblast culture experiments. It has been.
Further, according to Non-Patent Document (2), it has been found that collagen production similar to the above occurs even by ultrasonic irradiation.

一方、非特許文献(3)によれば、細胞活性化の作用はほぼ次のようなメカニズムによっていると考えられている。光照射によって細胞内のミトコンドリアへの作用が生じる。この場合の可視赤色光の生物学的光連鎖反応モデルは以下のような説明がされている。
ミトコンドリア内にある呼吸連鎖の化合物であるフラビンデヒドロゲナーゼ、チトクローム、チトクロームオキシターザなどが光エネルギーを吸収すると、ミトコンドリアが活性化され、NADが増加し、高い代謝状態になりATPを増加させ、細胞質に放出し、ミトコンドリアと細胞質の酸化還元状態を変化させる。光を介して一連の現象は細胞内で起こり、細胞膜内外での流れであるカルシウムに影響を与え、信号が増幅され、核にも影響をあたえ、RNA,DNAの合成を促進させ、細胞の分化に影響をあたえるとしている。赤外光も同様にアメリカのSmith KC によってモデルが提案されており、可視赤色光と類似した作用によって、細胞分化をもたらすとされている。
On the other hand, according to Non-Patent Document (3), it is considered that the cell activation action is based on the following mechanism. Light irradiation has an effect on intracellular mitochondria. The biological red light chain reaction model of visible red light in this case is explained as follows.
Mitochondrial activity is activated when flavin dehydrogenase, cytochrome, cytochrome oxytaza, etc., which are respiratory chain compounds in mitochondria, absorb light energy, increase NAD, increase metabolic state, increase ATP, and release to cytoplasm And changes the redox state of mitochondria and cytoplasm. Through light, a series of phenomena occur inside the cell, affecting calcium, which flows inside and outside the cell membrane, amplifying the signal, affecting the nucleus, promoting RNA and DNA synthesis, and cell differentiation To affect A model of infrared light is also proposed by Smith KC of the United States, and it is said that cell differentiation is caused by an action similar to that of visible red light.

また、非特許文献(4)によれば、細胞のCa 取込量の増加に関して、マクロファージによるCa 取り込みの光照射効果を検討して、低出力レーザーによる生物学的な影響が明らかにされている。 すなわち、光照射によって細胞活性が生じ、特に光波長、エネルギー密度、周波数による影響を調べた。この結果として光波長としては600-900nm,エネルギー密度としては最大4-8J/cm2に、周波数としては5-5000Hzで活性化が生じた。このデータは今までに得られている関係する傷の修復、痛みなどに関連する臨床的照射条件にほぼ等しく、したがって照射条件を決める基礎とみなすことができる。 In addition, according to Non-Patent Document (4), regarding the increase in the amount of Ca uptake by cells, the biological effect of low-power laser has been clarified by examining the light irradiation effect of Ca uptake by macrophages. . That is, cell activity was caused by light irradiation, and in particular, the influence of light wavelength, energy density, and frequency was examined. As a result, activation occurred at an optical wavelength of 600-900 nm, an energy density of 4-8 J / cm 2 at maximum, and a frequency of 5-5000 Hz. This data is approximately equivalent to the clinical irradiation conditions related to related wound repair, pain, etc. obtained so far, and can therefore be regarded as the basis for determining the irradiation conditions.

さらに、非特許文献(5)に示すような最近の研究結果によれば、光照射が体内免疫細胞に対して影響を及ぼしていることが明らかになっている。630nmのLED光を皮膚にエネルギー密度として94J/cm2照射した場合に皮膚で誘導されたT 細胞が増加し、免疫に影響を及ぼすことが報告されている。 Furthermore, according to recent research results as shown in Non-Patent Document (5), it has become clear that light irradiation has an effect on in vivo immune cells. It has been reported that when 630 nm LED light is irradiated to the skin with an energy density of 94 J / cm 2 , T cells induced in the skin increase and affect immunity.

そして、特表2002−519162(特許文献1)では、波長1.917μmの赤外線照射をすることで免疫システムに刺激を与え、正常な細胞に害を及ぼすことなしに細胞レベルでの治療を可能とする装置が開示され、その作用機序にあってはT細胞を含む免疫システムが刺激され、照射部位を選択することで骨髄におけるB細胞の生産を促すとされている。使用する波長は1.8μmから2.4μmであって、照射光は7.5Hzのパルス照射であり、照射出力として10から200mW/cm2 が好適であるとされている。 And in Japanese translation of PCT publication No. 2002-519162 (Patent Document 1), it is possible to treat at the cellular level without causing harm to normal cells by stimulating the immune system by irradiating infrared rays with a wavelength of 1.917 μm. In this mechanism, the immune system containing T cells is stimulated, and the irradiation site is selected to promote the production of B cells in the bone marrow. The wavelength used is 1.8 μm to 2.4 μm, the irradiation light is pulse irradiation of 7.5 Hz, and the irradiation output is preferably 10 to 200 mW / cm 2 .

また、特表2001−511667(特許文献2)による開示では、損傷性の熱効果に組織を露呈するのではなく、微小循環の刺激により痛みを軽減し、より高いパワーレベルで炎症を低減させ、組織の治癒力を高めるといった治療目的で生体組織に反応性レーザーを安全かつ効果的に運用する方法として、1064nmのNd:YAGレーザーを使用し、その照射エネルギー密度として0.1J/cm2〜約15J/cm2 が好ましい範囲に制限された状態で、望ましい治療効果が生み出されたとしている。この場合に、照射光は干渉性を有するレーザーが最適であるとしている。 In addition, in the disclosure according to JP 2001-511667 (Patent Document 2), the tissue is not exposed to the damaging heat effect, but pain is reduced by stimulation of microcirculation, inflammation is reduced at a higher power level, As a method for safely and effectively operating a reactive laser on a living tissue for the purpose of enhancing the healing power of the tissue, a 1064 nm Nd: YAG laser is used, and its irradiation energy density is 0.1 J / cm 2 to about 15 J. The desired therapeutic effect was produced with / cm 2 limited to the preferred range. In this case, the irradiation light is most preferably a laser having coherence.

ところで、照射光がレーザーである場合には光源から生体組織への導光はミラー・レンズなどの光学部品を使用して容易に高いエネルギー密度をもつ光を形成することができる。
一方、ハロゲンランプ光などの非干渉光を使用した場合には適切なビーム経をうる方法が困難である場合が多い。また、光源から照射部位までの伝送による光量損失もおおくなるなどの欠点がある。他方で、生体組織に入射した干渉性を有する光は表面において回折と干渉によるスペックルが発生し、照射部位での光強度の相違をもたらす可能性、あるいは生体内部への伝送形状が非干渉光とは異なることも予想されるが、作用対象の細胞は照射光が干渉光あるいは非干渉光によって作用効果が異なるのではなく、あくまでも照射エネルギー密度、ピークパワー強度、作用時間によって作用効果が異なると想定される。このことから、ある一定の範囲における光―細胞作用を均一にするには非干渉光であるハロゲンランプ、LED、クセノンランプなどを使用することが好適になる。
By the way, when the irradiation light is a laser, the light from the light source to the living tissue can easily form light having a high energy density by using an optical component such as a mirror or a lens.
On the other hand, when non-interfering light such as halogen lamp light is used, it is often difficult to obtain an appropriate beam path. In addition, there is a disadvantage that a light amount loss due to transmission from the light source to the irradiation site is also increased. On the other hand, coherent light incident on a living tissue may cause speckle due to diffraction and interference on the surface, which may cause a difference in light intensity at the irradiation site, or the transmission shape inside the living body may be non-interfering light. It is expected that the target cells will not have different effects depending on whether the irradiation light is interference light or non-interference light. is assumed. For this reason, it is preferable to use a non-interfering light such as a halogen lamp, an LED, or a xenon lamp in order to make the light-cell action uniform within a certain range.

生体内の細胞に対しての効果的な波長についてはレーザー光の発振波長は単色光であるが生体細胞においてはこのような単色性は必要がないと判断できる。この理由は生体細胞を構成している分子が振動を起こしているとした場合には一般にはガウス分布型の吸収を生じると理解できるからである。従って、ある分子に光を吸収させようとする場合には単色光である必要はなく、一定のバンド幅をもっていることで光と分子の作用は生じる。   Regarding the effective wavelength for cells in a living body, the oscillation wavelength of laser light is monochromatic light, but it can be determined that such monochromaticity is not necessary in living cells. This is because it can be understood that, if the molecules constituting the living cell are vibrating, it generally causes Gaussian absorption. Therefore, when a certain molecule is intended to absorb light, it does not have to be monochromatic light, and the action of light and molecules is caused by having a certain bandwidth.

ここで上記に関連して、生体へ光照射がなされた場合に照射光がどのような振る舞いをするかを理論的に考察する。また、レーザー光と非コヒーレント光がこの光照射でどのような相違をあたえるかなど検討すべき項目は多々ある。ここではとりあえず原則的な検討にとどめる。 Here, in relation to the above, it will be theoretically considered how the irradiation light behaves when the living body is irradiated with light. In addition, there are many items to be examined, such as how the laser light and non-coherent light differ in this light irradiation. Here, for the time being, only a fundamental study will be given.

光が生体に照射された場合に、レーザーと非レーザー光の相違はどこにあるかを明らかにする必要がある。一般的には光透過についてはBeerの法則に基づくことはよく知られている。Beerの法則は次の式で示される。

I(z)=I0 exp(-γz) (1)
γ=α+β
γ:減衰係数
α: 吸収係数
β: 散乱係数
I(z):組織表面上から組織内部位置までの距離zにおける光強度
I0 :組織表面上における光強度
When light is irradiated on a living body, it is necessary to clarify where the difference between laser and non-laser light is. It is well known that light transmission is generally based on Beer's law. Beer's law is given by

I (z) = I 0 exp (-γz) (1)
γ = α + β
γ: attenuation coefficient α: absorption coefficient
β: Scattering coefficient
I (z): Light intensity at a distance z from the tissue surface to the internal position of the tissue
I 0 : Light intensity on the tissue surface

レーザー光の場合にはコヒーレンス特性をもっており、光の直進性が強いことは知られているが、非レーザー光は光の直進性がなく、入射ビームは基本的には表面に直角に入射する成分に加えて、多数の入射角をもつ光の集合として扱う必要がある。直進成分以外は基本的には散乱光としての性質をもつことになる。加えて、皮膚へ光照射をした場合には、皮膚表面では光反射が起こる。反射率をRとすると(1)は以下に表現される。

I(z)=(1-R)I0exp(-γz) (2)

公表されている生体への反射率の測定結果によれば反射率は皮膚の色によりことなり、可視光の範囲では皮膚内部からの反射も40〜60%程度あり波長依存性をもっている。しかしながら2μm近傍で反射成分がほぼ10%程度にまで減少することが知られている。一方、可視光の場合には800nm近傍にピークがあり、およそ半分程度は皮膚内部へ光が透過できないことを示している。
In the case of laser light, it is known that it has coherence characteristics and strong light straightness, but non-laser light does not have light straightness and the incident beam is basically a component that is incident at a right angle to the surface. In addition to this, it is necessary to treat it as a set of light having a large number of incident angles. Other than the straight component, basically, it has properties as scattered light. In addition, when the skin is irradiated with light, light reflection occurs on the skin surface. When the reflectance is R, (1) is expressed as follows.

I (z) = (1-R) I 0 exp (-γz) (2)

According to the published measurement results of the reflectance to the living body, the reflectance varies depending on the color of the skin, and in the range of visible light, the reflection from the inside of the skin is about 40 to 60% and is wavelength-dependent. However, it is known that the reflection component decreases to about 10% in the vicinity of 2 μm. On the other hand, in the case of visible light, there is a peak near 800 nm, and about half shows that light cannot be transmitted into the skin.

生体組織内での光吸収・散乱については多くの研究がおこなわれており、可視光域から近赤外光域では吸収よりは散乱のほうが支配的であることを明らかになっており、可視領域では表面での多重散乱が支配的であることが得られている。非レーザー光の場合には皮膚表面に入射する光成分は垂直方向以外にも異なる入射角をもっている。 Much research has been conducted on light absorption and scattering in living tissues, and it has been clarified that scattering is more dominant than absorption in the visible to near-infrared light region. Then, it is obtained that multiple scattering at the surface is dominant. In the case of non-laser light, the light component incident on the skin surface has a different incident angle in addition to the vertical direction.

生体内で光吸収をもたらすものはよく知られているように以下のものが知られている。
ヘモグロビン、酸化ヘモグロビン、メラニン、細胞内OHなどである。
特に光照射して組織の熱効果によって特定の作用をもたらすような場合にはこれらの吸収物質の作用は重要になるが、例えば生体内細胞に光との相互作用を意図しているような場合には上記のような吸収物資区に照射光が吸収されることは細胞との作用効果を低下させる要因になるはずである。一般に皮膚内では可視域から散乱係数は徐々に低下していき、およそ2μmではほとんど散乱効果が見られなくなることがしられている。それに対して、吸収効果は可視域ではメラニンは波長が長くなるにつれて減少していくが、ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンは400−500nm で特異的な吸収スペクトルを示している。
As well-known are those that cause light absorption in vivo, the following are known.
Examples include hemoglobin, oxygenated hemoglobin, melanin, and intracellular OH.
The action of these absorptive substances is important especially when light irradiation causes a specific action due to the thermal effect of the tissue. For example, when cells in vivo are intended to interact with light In addition, the absorption of irradiation light in the above-mentioned absorbent material section should be a factor that reduces the action effect with cells. In general, the scattering coefficient gradually decreases from the visible range in the skin, and the scattering effect is hardly seen at about 2 μm. On the other hand, the absorption effect decreases in the visible region as the wavelength of melanin increases, but hemoglobin and oxyhemoglobin show specific absorption spectra at 400-500 nm.

以上、要約すれば生体へ照射した光の挙動は次のようにまとめられる。
細胞吸収が主にOHに依存するとすれば、このOH吸収はおよそ1μmから遠赤外線域に強い吸収を持つことになる。したがって、照射光により温熱作用をもたらす波長域としては1μm以上の波長成分を有する必要がある。この理由は照射した光がOH分子振動に吸収され熱に変換される過程によると考えられる。
In summary, the behavior of light irradiated on a living body can be summarized as follows.
If cell absorption depends mainly on OH, this OH absorption has a strong absorption in the far infrared region from about 1 μm. Therefore, it is necessary to have a wavelength component of 1 μm or more as a wavelength region that brings about a thermal effect by irradiation light. The reason for this is thought to be due to the process in which the irradiated light is absorbed by OH molecular vibrations and converted to heat.

OH吸収が強く生じる波長帯域には1μm以上で多数しられているが、一方、一般的な非レーザ光源においては遠赤外域における波長成分は波長が長くなるにつれて、徐々に低下していくことも知られている。したがって、生体内部への深い光透過を考慮しない場合、すなわち皮膚表面での温熱効果をもたらす波長領域としては1〜2μmであれば十分であり、温熱効果に加えて免疫力を増加させることも期待できる。 The wavelength band in which OH absorption is strong is many at 1 μm or more. On the other hand, in a general non-laser light source, the wavelength component in the far infrared region gradually decreases as the wavelength increases. Are known. Therefore, in the case where deep light transmission into the living body is not considered, that is, a wavelength region that brings about a thermal effect on the skin surface is sufficient to be 1 to 2 μm, and in addition to the thermal effect, immunity is expected to increase it can.

一方可視領域においては血液成分であるヘモグロビン、酸化ヘモグロビンの吸収が400〜500nmで強い吸収をもっている。同時に皮膚表面に散在しているメラニン色素は可視域では波長が長くなるにつれて吸収が少なくなることが知られている。 On the other hand, in the visible region, the absorption of hemoglobin and oxyhemoglobin, which are blood components, is strong at 400 to 500 nm. At the same time, it is known that the melanin pigment scattered on the skin surface is less absorbed in the visible region as the wavelength becomes longer.

従って生体内部の各種細胞への作用に好適な波長域としてはおよそ550nmから1μm程度の波長域の光であり、一般的にはこの波長帯域はオプティカルウインドーと名付ける場合がある。 Therefore, the wavelength range suitable for the action on various cells inside the living body is light in the wavelength range of about 550 nm to about 1 μm, and this wavelength range is generally sometimes referred to as an optical window.

最近のNASA報告によれば非レーザー光の一種であるLEDが特に、近赤外線光は細胞内に色素感受性(発色団、チトクローム系)のある化合物を有するものに対して、各細胞のミトコンドリアにおける基本的なエネルギー転送過程を励起し、特に、最適な波長としては680、730,880nmであるとしている。
また、生体内への光透過距離は波長630〜880nmの光フォトンはおよそ23cm伝達するとしている。また動物実験ではこれらの波長を持つ光により、創傷治癒を促進することも報告している。同様に細胞培養で繊維芽細胞と筋肉細胞での成長が5倍ほど増加することも報告している。この種の可視光源を使用することで外傷、骨折、筋肉および骨の萎縮、放射線損傷、皮膚移植、再生などに効果的であるとされている。

なお、本願発明に関連する文献とした以下のものが存在する。
McDaniel DH et al[Light-tissue interactions 1, Photothermolysis versus photomodulationLaboratory findings] Laser Surg Med 2002:14,25 Doan N et al [In vitro effects of therapeuticultrasound on cell proliferation ,protein synthesis ,and monocytes ] J.Oral Maxilofac surgery 57:409-419 Karu TI [Biological action intensity visible monochromatic light andsome of its medical application ] Laser (Galletti G edt) MonduzziEditore,Bologna.1985, p381 S.R.Young [Effect of Light on Calcium Uptake by Macrophages]John Wiley & Sons.Ltd, 1990 , p53」 Shin-ichiro Takezaki et al [Light Emitting Diode at 630 nm ±3nmIncreases Local Level of Skin-homing T-cell in Human Subjects]J.Nippon Med.Sch.2006:73(2) p75-81 特表2002−519162号公報 特表2001−511667号公報 特開2005−152014号公報 特開2006−289098号公報 特開2003−310639号公報 特開平10−309323号公報 特開平 6−190071号公報
According to a recent NASA report, LED, which is a kind of non-laser light, is particularly basic in the mitochondria of each cell, whereas near infrared light has a compound with dye sensitivity (chromophore, cytochrome) in the cell. In particular, it is assumed that the optimum wavelengths are 680, 730, and 880 nm.
The light transmission distance into the living body is assumed to transmit about 23 cm of light photons having a wavelength of 630 to 880 nm. Animal experiments have also reported that light with these wavelengths promotes wound healing. Similarly, it has also been reported that growth in fibroblasts and muscle cells is increased by a factor of 5 in cell culture. Use of this type of visible light source is said to be effective for trauma, fracture, muscle and bone atrophy, radiation damage, skin transplantation, regeneration, and the like.

There are the following documents related to the present invention.
McDaniel DH et al [Light-tissue interactions 1, Photothermolysis versus photomodulationLaboratory findings] Laser Surg Med 2002: 14,25 Doan N et al [In vitro effects of therapeuticultrasound on cell proliferation, protein synthesis, and monocytes] J. Oral Maxilofac surgery 57: 409-419 Karu TI [Biological action intensity visible monochromatic light andsome of its medical application] Laser (Galletti G edt) MonduzziEditore, Bologna. 1985, p381 SRYoung [Effect of Light on Calcium Uptake by Macrophages] John Wiley & Sons.Ltd, 1990, p53 " Shin-ichiro Takezaki et al [Light Emitting Diode at 630 nm ± 3nm Increases Local Level of Skin-homing T-cell in Human Subjects] J. Nippon Med.Sch. 2006: 73 (2) p75-81 JP-T-2002-519162 JP 2001-511667 A JP 2005-152014 A JP 2006-289098 A Japanese Patent Laid-Open No. 2003-310639 Japanese Patent Laid-Open No. 10-309323 JP-A-6-190071

本願発明は、上記の技術的背景に鑑みてなされたものであって、簡便な非レーザー光の照射により、単なる疼痛緩和ばかりか細胞そのものに作用して、細胞の活性化による諸種の効果を奏しえる簡易な構成下に使い易く明確な効果の得られる光治療装置の実現を目的としている。 The present invention has been made in view of the above technical background. By simple irradiation with non-laser light, the present invention acts not only on pain but also on the cell itself, and exhibits various effects due to cell activation. The purpose of the present invention is to realize a phototherapy device that is easy to use and has a clear effect.

本願発明は、光線治療装置を、可視光線を含む広波長帯域の光線を放射する光源と、該光源から放射される光線のうちの特定の波長帯域を選択的に透過または反射させる光学フィルターと、前記光源から放射される光線の断続手段と、前記放射光を照射部位まで導光する光学素子と、照射部位における光線エネルギーの密度条件ならびに前記断続手段の動作条件を設定入力する光照射条件設定手段と、光照射条件設定手段からの設定信号に応じて光源による光量、断続手段の断続動作速度を制御する制御手段と、を具えて構成し、照射部位における光線エネルギーの密度ならびに照射部位における光照射時間、光照射停止時間を自在に選択できるようにして、上記従来の課題を解決しようとするものである。   The present invention relates to a phototherapy device, a light source that emits light in a wide wavelength band including visible light, an optical filter that selectively transmits or reflects a specific wavelength band of light emitted from the light source, and Intermittent means for light rays emitted from the light source, an optical element for guiding the emitted light to an irradiation site, light irradiation condition setting means for setting and inputting light energy density conditions at the irradiation site and operating conditions for the intermittent means And a control means for controlling the amount of light by the light source and the intermittent operation speed of the intermittent means according to the setting signal from the light irradiation condition setting means, and the light energy density at the irradiation site and the light irradiation at the irradiation site. It is intended to solve the above-described conventional problems by allowing the time and light irradiation stop time to be freely selected.

また、上記の光線治療装置において、光線の前記断続手段は光源と前記光学フィルターとの間の照射光経路にあり、光照射時間と光停止時間の繰り返し周波数が4Hzから100Hzに設定できる構成となすことがある。   In the above-mentioned phototherapy device, the light beam intermittent means is in the irradiation light path between the light source and the optical filter, and the repetition frequency of the light irradiation time and the light stop time can be set from 4 Hz to 100 Hz. Sometimes.

さらに、上記の光線治療装置において、光線の前記断続手段は光透過孔を有する回転体とこの回転体の駆動装置からなり、前記回転体の回転により光源から照射部位に至る光放射経路を開閉することにより照射部位における光照射を断続させるように構成することがある。   Further, in the above-described phototherapy device, the light beam interrupting means comprises a rotating body having a light transmitting hole and a driving device for the rotating body, and opens and closes a light emission path from the light source to the irradiation site by the rotation of the rotating body. Therefore, the light irradiation at the irradiation site may be intermittently configured.

さらにまた、上記いずれかに記載の光線治療装置において、光源は照射部位にあって0.1〜100J/cm2の範囲の光照射エネルギーを発生するものであり、光照射条件設定手段は照射部位にあって光照射エネルギーを0.1〜100J/cm2の範囲において所定量に設定できることようになすことがある。 Furthermore, in any of the above phototherapy devices, the light source is at the irradiation site and generates light irradiation energy in the range of 0.1 to 100 J / cm 2 , and the light irradiation condition setting means is at the irradiation site. In some cases, the light irradiation energy can be set to a predetermined amount in the range of 0.1 to 100 J / cm 2 .

また、上記いずれか記載の光線治療装置において、前記光学フィルターの透過できる波長範囲を0.55μmから2μmとなすことがある In any of the above phototherapy devices, the wavelength range that the optical filter can transmit may be from 0.55 μm to 2 μm.

そして、上記いずれか記載の光線治療装置において、前記光源は電極における色温度が摂氏3000度−3400度であるハロゲンランプで構成することがある。 In any of the above phototherapy devices, the light source may be composed of a halogen lamp having a color temperature of 3000 degrees Celsius to 3400 degrees Celsius at the electrodes.

本願発明に係る光線治療装置は上述の構成となしたので、取り扱い等が簡便な非レーザー光の照射により、単なる疼痛緩和ばかりか細胞そのものに作用して、細胞の活性化による諸種の効果を奏しえる。また、構成も簡易で使い易く明確な効果の得られる光治療器を低廉な原価コストで実現しえる。 Since the phototherapy device according to the present invention has the above-described configuration, it can act not only on pain but also on the cell itself by irradiation with non-laser light that is easy to handle, and exhibits various effects due to cell activation. Yeah. In addition, it is possible to realize a phototherapy device that is simple in structure, easy to use, and capable of obtaining a clear effect at a low cost.

前述した種々の知見から、光線治療装置において生体組織内での温熱効果による血液・リンパの流れを促進し、創傷治癒、疼痛緩和および細胞活性などをもたらすための照射光の波長範囲は550nm〜2μmを選択することが好適である。   From the above-mentioned various findings, the wavelength range of irradiation light for promoting the flow of blood and lymph due to the thermal effect in the living tissue in the phototherapy device and bringing about wound healing, pain relief, cell activity, etc. is 550 nm to 2 μm. It is preferable to select

生体への照射光に関しては、連続あるいはパルスのいずれかが可能であり、一般に低出力光照射では連続光が選択されているが、パルス光では細胞修復と再生が促進されるとの知見が多く見られることから、また、カルシウム取込量がパルス周波数に依存していることから、光照射条件としてはパルスが好適である。これに対応して本願発明では照射光線の断続手段を設けている。この断続手段は、光源と前記光学フィルターとの間の照射光経路に位置させて、断続手段の動作により光照射時間と光停止時間の繰り返し周波数を4Hzから100Hzに設定できる構成となす。断続手段は光透過孔を有する回転体とこの回転体の駆動装置からなり、前記回転体の回転により光源から照射部位に至る光放射経路を開閉することにより照射部位における光照射を断続させるように構成するが、回転体は円盤形状とし、この円盤に光透過孔を設けるが、この光透過孔は円盤状において等間隔で3個程度形成し、この円盤を電気モータで回転させ照射光を断続させる。そして、電気モータの回転数の制御により上記範囲で所望のパルス光を発生させる。 With regard to the irradiation light to the living body, either continuous or pulse is possible. Generally, continuous light is selected for irradiation with low output light, but there are many findings that cell repair and regeneration are promoted with pulsed light. Since it is seen and the amount of calcium uptake depends on the pulse frequency, a pulse is suitable as the light irradiation condition. Correspondingly, the present invention is provided with means for interrupting the irradiation light. The intermittent means is positioned in the irradiation light path between the light source and the optical filter, and the repetition frequency of the light irradiation time and the light stop time can be set from 4 Hz to 100 Hz by the operation of the intermittent means. The interrupting means comprises a rotating body having a light transmission hole and a driving device for the rotating body, and the light irradiation at the irradiation site is interrupted by opening and closing the light emission path from the light source to the irradiation site by the rotation of the rotating body. Although the rotating body has a disk shape and is provided with light transmission holes, the light transmission holes are formed in a disk shape at approximately equal intervals, and this disk is rotated by an electric motor to interrupt the irradiation light. Let And desired pulsed light is generated in the said range by control of the rotation speed of an electric motor.

生体組織と光との作用を規定するのは、(1)照射光ピーク出力、(2)照射エネルギー、(3)作用時間、以上の3つのパラメータで規定される。この3つのパラメータで光と物質の相互作用を規定することはレーザーによる材料加工条件でも明らかになっており、生体においても成立することは知られている。この場合、生体に光照射した場合に光生物学的活性化反応を生じる条件としては生体照射時の温度が40度以下である必要があるために、作用時間として10秒〜104秒、光強度が1W/cm2以下、照射エネルギー密度として1〜100J/cm2 程度が選択される。
温熱効果を特に皮膚表面温度の上昇によって得るには照射時での温度として40度を超える場合もあるが、この場合には当然のごとく低温火傷などの副作用が生じる場合があるので照射条件のそれなりの制御が必要となる。
The action of living tissue and light is defined by the following three parameters: (1) irradiation light peak output, (2) irradiation energy, (3) action time. It is known that the interaction of light and substances with these three parameters is clarified even in the material processing conditions by laser, and that it is also established in the living body. In this case, since as the conditions that the photobiological activation reactions that need temperature during biological irradiation is less than 40 degrees when the light irradiated to the living body, 10 seconds to 10 4 seconds as the working time, the light The intensity is selected to be 1 W / cm 2 or less and the irradiation energy density is selected from about 1 to 100 J / cm 2 .
In order to obtain a thermal effect especially by increasing the skin surface temperature, the temperature at the time of irradiation may exceed 40 degrees, but in this case, as a matter of course, side effects such as low-temperature burns may occur, so that the irradiation conditions Control is required.

臨床的に効果が生じる作用部位への照射エネルギー条件は0.1J/cm2〜100J/cm2が好適である。この場合、生体内部へ深く照射したい場合には伝送損失を考慮すれば、照射エネルギー強度は高くなり、表面近傍への作用をする場合には照射エネルギー強度を弱める必要があり、このために装置の出力を可変とする構成が必要である。そして、適切な照射条件は臨床的効果が最大発揮できるように個々に選択する必要がある。 The irradiation energy condition for the action site where clinical effects are effective is preferably 0.1 J / cm 2 to 100 J / cm 2 . In this case, if it is desired to irradiate deeply inside the living body, if the transmission loss is taken into consideration, the irradiation energy intensity becomes high, and if it acts near the surface, it is necessary to weaken the irradiation energy intensity. A configuration in which the output is variable is necessary. Appropriate irradiation conditions must be selected individually so that clinical effects can be maximized.

光照射を行うための光源としてはハロゲンランプ、キセノンランプ、LEDなどの非レーザー光源が選択される。このうちキセノンランプは公知のように波長が250nmからおよそ1μm までの発光波長帯域をもっているがキセノン特有のスペクトル線が重なったものである。このために波長の変化による強度は一様にならず、強いピーク強度を持つ波長域と一様な強度分布の混在したものになる。
光源としては、取り扱いが容易で価格も安価なハロゲンランプを採用し、照射部位にあって0.1〜100J/cm2の範囲の光照射エネルギーを発生するようにし、照射条件を入力するための光照射条件設定手段は照射部位にあって光照射エネルギーを0.1〜100J/cm2の範囲において所定量に設定できるようになし、制御手段は光照射条件設定手段からの信号に対応して光源の光量を条件通りに設定することとなる。
A non-laser light source such as a halogen lamp, a xenon lamp, or an LED is selected as a light source for performing light irradiation. Among these, a xenon lamp has a light emission wavelength band from 250 nm to about 1 μm as is well known, but has spectral lines peculiar to xenon overlapped. For this reason, the intensity due to the change in wavelength is not uniform, and a wavelength region having a strong peak intensity and a uniform intensity distribution are mixed.
As a light source, handle also employ an inexpensive halogen lamp easy price, so as to generate light irradiation energy in the range of 0.1~100J / cm 2 In the irradiation site, light irradiation for inputting irradiation conditions The condition setting means is at the irradiation site so that the light irradiation energy can be set to a predetermined amount in the range of 0.1 to 100 J / cm 2 , and the control means adjusts the light amount of the light source corresponding to the signal from the light irradiation condition setting means. It will be set according to the conditions.

生体組織と光の波長との関係については、種々の知見を中心に前述したが、温熱効果による疼痛緩和、細胞活性化作用等を勘案すれば0.55μmから2μmが望ましく、このため光学フィルターの透過できる波長範囲をこの数値に対応させる。   The relationship between the biological tissue and the wavelength of light has been described above with a focus on various findings. However, in consideration of pain relief due to the thermal effect, cell activation, etc., 0.55 μm to 2 μm is desirable. The wavelength range that can be transmitted corresponds to this value.

なお、光源となりえるLEDは公知のように種々の波長を有する製品が市販されているが、基本的には可視光であるブルー、グリーン、イエローおよび赤色光を放射するものと近赤外域である800〜1000nmまでのものが入手できる。これらのLEDは最大出力を放射する波長をそのLEDの発振波長としている。このために複数の異なる発振波長を有するLEDを組み合わせれば紫外域から近赤外域または遠赤外域のスペクトル分布を持つ光源を構成することができる。   As LEDs, which can be used as light sources, products having various wavelengths are commercially available as known in the art. Basically, blue, green, yellow, and red light that emits visible light and those in the near infrared region are emitted. Ones up to 800-1000 nm are available. These LEDs use the wavelength that emits the maximum output as the oscillation wavelength of the LED. For this reason, if LEDs having a plurality of different oscillation wavelengths are combined, a light source having a spectral distribution from the ultraviolet region to the near infrared region or the far infrared region can be formed.

なお、光源としてのハロゲンランプはプランクの式によって理論的に与えられる分布式と近似される。公知のようにハロゲンランプは規定の電圧を印加したときのフィラメント温度によりその分光特性がことなる。電極の色温度が高ければスペクトルのピーク強度(最大放射)波長は短波長側に、低ければ長波長にシフトすることは知られている。一般的なハロゲン電球の色温度は3000度前後とされ、この場合の最大放射波長はよく知られているように近似的に
λm×T≒K
ここでλm:単色放射発散度(W/cm2)が最大になる波長
K: 2897(μ・deg)
で与えられている。
この式を用いると色温度3000度の最大放射波長は1μmになる。
同様に色温度3200度では0.9μm、3400度では0.85μmとなる。
A halogen lamp as a light source is approximated by a distribution formula theoretically given by Planck's formula. As is well known, halogen lamps have different spectral characteristics depending on the filament temperature when a specified voltage is applied. It is known that the peak intensity (maximum radiation) wavelength of the spectrum shifts to the short wavelength side when the color temperature of the electrode is high, and shifts to the long wavelength when it is low. The color temperature of a general halogen bulb is around 3000 degrees, and the maximum emission wavelength in this case is approximately λm × T ≒ K as is well known.
Where λm is the wavelength at which the monochromatic radiation divergence (W / cm 2 ) is maximized
K: 2897 (μ · deg)
Is given in.
Using this formula, the maximum radiation wavelength at a color temperature of 3000 degrees is 1 μm.
Similarly, the color temperature is 0.9 μm at 3200 degrees and 0.85 μm at 3400 degrees.

細胞への各種作用効果をもたらす光照射光源の波長域が可視光のうち、波長550nmから1μmの範囲であることを鑑みれば、ハロゲン電球の色温度は3200〜3400度が好適になるが、さらに高い色温度をもつハロゲンランプでは放射発散度が高くなることから、波長550nmから1μmでの全体の放射強度が高くなる場合がある。温熱効果を加味する場合には1μmから2μmまでの放射強度が大きければその分温熱効果が高くなることあきらかであることから、色温度の好適範囲は3200度から3400度に限定されるべきでないが、ハロゲンランプの長寿命を得るには印加電圧を規定値よりも低くすることが有効であることから、ハロゲンランプの規定される色温度が比較的高いものを選択し、印加電圧を規定値よりも小さくし、かつ色温度が3200度から3400度の範囲になるような使用条件が好適になる場合がある。 Considering that the wavelength range of the light irradiation light source that brings about various effects on the cells is in the range of 550 nm to 1 μm of visible light, the color temperature of the halogen bulb is preferably 3200 to 3400 degrees. A halogen lamp having a high color temperature has a high radiation divergence, so that the overall radiation intensity at a wavelength of 550 nm to 1 μm may be high. In the case where the thermal effect is taken into account, it is clear that the thermal effect increases as the radiation intensity from 1 μm to 2 μm increases. Therefore, the preferred range of the color temperature should not be limited to 3200 degrees to 3400 degrees. In order to obtain a long life of the halogen lamp, it is effective to make the applied voltage lower than the specified value, so select a halogen lamp with a relatively high color temperature and select the applied voltage from the specified value. In some cases, the use conditions are suitable, such that the color temperature is in the range of 3200 degrees to 3400 degrees.

ところで、過度の温熱効果が生じるようなハロゲンランプを使用した場合の危険性を無くするためには使用する光学フィルターの透過特性を考慮する必要がある。
特にOH吸収が強く生じる波長域が2μm近傍以上にあるために、フィルターの長波長カット端は最大2μmとすることが必要になる。従って光学フィルターの透過波長範囲は550nmから2μmまでのものが好適になる。
By the way, it is necessary to consider the transmission characteristics of the optical filter to be used in order to eliminate the danger of using a halogen lamp that causes an excessive thermal effect.
In particular, since the wavelength region where OH absorption is strong is in the vicinity of 2 μm or more, the long wavelength cut end of the filter needs to be 2 μm at the maximum. Accordingly, the transmission wavelength range of the optical filter is preferably from 550 nm to 2 μm.

光照射時間と光照射停止時間の繰り返しを構成する手段すなわち光線の断続手段としては、上記のように機械的なチョッパーが好適である。ハロゲンランプの場合には点灯、消灯の時常数が長いために、10ms〜250msの繰り返し照射を実現するためには電源によるパルス照射を行うことには課題が多い。一方LEDのような点灯、消灯の時常数が短いものについてはパルス形成回路部を接続することで容易に実現できる。機械的チョッパーは公知のように円盤状に複数の小孔をあけ、光源からの光路中に小孔が配置されるように位置を設定する。断続周波数はチョッパーの回転数と円盤内の小孔の数によって決まる。チョッパーの駆動モータがDC型である場合には印加電圧を可変することで断続周波数も可変できる。
これを具体的に述べれば、円盤内の小孔の直径と小孔間の間隔が等しい場合にはデューテイは50%となり、円盤内の小孔の数が4個の場合には円盤が4Hzで回転した場合には照射部における照射時間は125ms、照射停止時間は125msになり、円盤回転数を100Hzで回転した場合には照射時間と照射停止時間はそれぞれ1.25msになる。
As the means for repeating the light irradiation time and the light irradiation stop time, that is, the beam intermittent means, a mechanical chopper as described above is suitable. In the case of a halogen lamp, the constant of turning on and off is long, so there are many problems in performing pulse irradiation with a power source in order to realize repeated irradiation of 10 ms to 250 ms. On the other hand, a device that has a short constant of turning on and off, such as an LED, can be easily realized by connecting a pulse forming circuit section. As is well known, a mechanical chopper has a plurality of small holes formed in a disk shape, and the position is set so that the small holes are arranged in the optical path from the light source. The intermittent frequency is determined by the number of rotations of the chopper and the number of small holes in the disk. When the chopper drive motor is a DC type, the intermittent frequency can be varied by varying the applied voltage.
Specifically, when the diameter of the small holes in the disk is equal to the interval between the small holes, the duty is 50%, and when the number of small holes in the disk is four, the disk is 4 Hz. When rotating, the irradiation time in the irradiation unit is 125 ms and the irradiation stop time is 125 ms. When the disk rotation speed is rotated at 100 Hz, the irradiation time and the irradiation stop time are 1.25 ms, respectively.

光照射器を携帯型で構成する場合には可能な限り小型化する必要がある。また、光源としてのハロゲンランプが直進する特性を持っていないことから、光路上にシャッターを配置し、光路全体を円板上に配置された小孔を通すように構成した場合にはシャッターの円板外形が大きくなってしまい、実用性にかける場合が生じる。このような場合には、光路を分割するような手段により照射光を断続する方法が好適である。具体的には円板上の小孔が複数であり、この円板が光路上全体を回転するように構成した場合には、照射光はこの小孔を通して照射部位に伝達される。この場合照射部位は複数の小孔を介して伝達された光照射範囲が加算されたものが全体の照射部位面積を構成することになる。 When the light irradiator is configured as a portable type, it is necessary to make it as small as possible. In addition, since the halogen lamp as a light source does not have a characteristic of going straight, if a shutter is arranged on the optical path and the entire optical path is configured to pass through a small hole arranged on the disc, the shutter circle is The outer shape of the plate becomes large, and there are cases where it is put into practical use. In such a case, a method of intermittently irradiating the irradiation light by means for dividing the optical path is suitable. Specifically, when there are a plurality of small holes on the disk and the disk is configured to rotate on the entire optical path, the irradiation light is transmitted to the irradiation site through the small holes. In this case, the irradiation site is the sum of the light irradiation ranges transmitted through a plurality of small holes, which constitutes the entire irradiation site area.

照射部位におけるエネルギー密度を0.1J/cm2から100J/cm2に調整するためには、光源の光強度(W)と照射面積および照射時間を選択することで得ることができる。
一例として、ハロゲンランプ出力75Wの光源を使用し、光源の後方放射部をも利用するために球面状反射板を介して、機械的チョッパーを通過した照射部位での光強度は最大で1000mWとなる。この時の照射部の面積が3cm2であることから、光強度密度は140mW/cm2 となる。エネルギー密度0.1J/cm2を得るには照射時間として0.7秒必要であり、84J/cm2 を得るには10分間の照射が必要となる。 また、照射部の面積はランプからの光学系を操作することで容易に可変することができる。
以上のように、必要なエネルギー密度は照射部位における光強度(W),照射面積、照射時間を適宜選択することで容易に実現できる。
In order to adjust the energy density at the irradiation site from 0.1 J / cm 2 to 100 J / cm 2 , it can be obtained by selecting the light intensity (W) of the light source, the irradiation area and the irradiation time.
As an example, a light source with a halogen lamp output of 75 W is used, and the light intensity at the irradiation site that has passed through the mechanical chopper via the spherical reflector is also 1000 mW at the maximum in order to use the rear radiation part of the light source. . Since the area of the irradiated part at this time is 3 cm 2 , the light intensity density is 140 mW / cm 2 . An irradiation time of 0.7 seconds is required to obtain an energy density of 0.1 J / cm 2 , and an irradiation of 10 minutes is required to obtain 84 J / cm 2 . Further, the area of the irradiation unit can be easily changed by operating the optical system from the lamp.
As described above, the necessary energy density can be easily realized by appropriately selecting the light intensity (W), the irradiation area, and the irradiation time at the irradiation site.

発明の実施例Embodiment of the Invention

本願発明の実施例を説明する。 図1は、本願発明に係る光線治療装置の1実施例に係る制御系を示すブロック図である。 図において、1は光照射条件設定手段であり、スイッチ類、入力キー類を具えた操作パネルからなり、光照射制御部2に連結されている。光照射条件設定手段1は光源からの発光強度ならびに断続手段の回転体の速度を制御するものであってそれぞれの印加電圧または電流値を可変することで光照射条件を設定する。光照射制御部2は、演算手段、記憶手段、CPUを具えた周知のコンピュータで構成されている。   Examples of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a control system according to one embodiment of the phototherapy device according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes light irradiation condition setting means, which comprises an operation panel provided with switches and input keys, and is connected to the light irradiation control unit 2. The light irradiation condition setting means 1 controls the light emission intensity from the light source and the speed of the rotating body of the intermittent means, and sets the light irradiation conditions by varying the applied voltage or current value. The light irradiation control unit 2 is configured by a known computer including a calculation unit, a storage unit, and a CPU.

また、3は光源としてのハロゲンランプ、4はパルス光を生成する断続手段である。図2は、断続手段4の一実施例をしめす図で、断続手段4は円盤形状の回転体41とこれを回転駆動させるモータ42からなり、回転体41はモータ42との間でそれぞれのプーリ部に架装されるベルト等により回転する。   Further, 3 is a halogen lamp as a light source, and 4 is an intermittent means for generating pulsed light. FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the interrupting means 4. The interrupting means 4 includes a disk-shaped rotating body 41 and a motor 42 for driving the rotating body 41. The rotating body 41 is connected to the motor 42 by pulleys. It is rotated by a belt or the like mounted on the part.

円盤形状の回転体41には、図2の(a)に示すように光透過孔としての貫通孔41aが等間隔で3個形成されている。回転体41の回転により光源3からの放射光には断続が生じ、照射部位において照射と照射停止の繰り返しが生起されることになる。図2(b)は、回転体41と駆動源であるモータ42の関連構成を示しており、回転体41は、前記のように回転体41の外周に形成されるプーリ部とモータ42のプーリ部に架装されるベルト(不図示)により回転される。回転数を制御部2の指示により変えることで照射光の断続
周波数が変わることになる。すなわち、モータの駆動電圧を可変することで、回転体41の回転数を制御し、光照射時間、光照射停止時間の長短を変えることになる。なお、通常の使用条件においては固定周波数に設定できるようにモータの駆動電圧は一定電圧になるように作動させてもよい。
As shown in FIG. 2A, the disk-shaped rotating body 41 has three through holes 41a as light transmitting holes formed at equal intervals. Due to the rotation of the rotating body 41, the emitted light from the light source 3 is intermittently generated, and repetition of irradiation and irradiation stop is caused at the irradiated portion. FIG. 2B shows a related configuration of the rotating body 41 and the motor 42 that is a drive source. The rotating body 41 includes a pulley portion formed on the outer periphery of the rotating body 41 and a pulley of the motor 42 as described above. It is rotated by a belt (not shown) mounted on the part. The intermittent frequency of the irradiated light is changed by changing the number of rotations according to an instruction from the control unit 2. That is, by changing the drive voltage of the motor, the rotational speed of the rotating body 41 is controlled, and the length of the light irradiation time and the light irradiation stop time is changed. It should be noted that the motor drive voltage may be operated at a constant voltage so that it can be set to a fixed frequency under normal use conditions.

図3は、光線治療装置の全体構成を示す横断面図である。 図において、5は光源としてハロゲンランプであり、照射部位にあって0.1〜100mJ/cm2の範囲の光照射エネルギーを発生する。6は光源5から放射された光が一様なビーム光になるように円錐体形状に類似した反射板、7は光源3から放射された光のうち所定の波長成分のみを透過させることが出来る光学フィルターであり、この光学フィルター7の透過または反射できる波長範囲が0.55μmから2μmとなっている。
また、8は集光レンズ、9は排熱ファン、10は放熱板、11はケーシングである。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the phototherapy device. In the figure, reference numeral 5 denotes a halogen lamp as a light source, which generates light irradiation energy in the range of 0.1 to 100 mJ / cm 2 at the irradiation site. Reference numeral 6 denotes a reflector similar to a conical shape so that the light emitted from the light source 5 becomes a uniform beam, and 7 can transmit only a predetermined wavelength component of the light emitted from the light source 3. This is an optical filter, and the wavelength range in which the optical filter 7 can transmit or reflect is 0.55 μm to 2 μm.
Further, 8 is a condenser lens, 9 is a heat exhaust fan, 10 is a heat sink, and 11 is a casing.

次に、上記実施例に係る光線治療装置による試験例を説明する。
試験例1
光源: ハロゲンランプ
設定出力: 75W ,12V
出力パワー:400mW(全体放射出力)
照射面積:3cm2
照射モード:連続パルス照射
照射条件: 照射時間100ms,照射停止時間100ms
照射時間:10分
照射エネルギー:17J/cm2
以上により、ボランテア患者(大学相撲部)が持病と見られる程の疼痛部に毎日2回、連続2週間光線治療装置を使用したところ、照射後数回では痛みが感じられないほどに低減し、その後運動ができるほどに至った。
Next, a test example using the phototherapy device according to the above embodiment will be described.
Test example 1
Light source: Halogen lamp setting output: 75W, 12V
Output power: 400mW (Whole radiation output)
Irradiation area: 3 cm 2
Irradiation mode: Continuous pulse irradiation Irradiation conditions: Irradiation time 100 ms, irradiation stop time 100 ms
Irradiation time: 10 minutes Irradiation energy: 17 J / cm 2
With the above, when using a phototherapy device twice a day for a painful part that is considered to be a chronic disease for volunteer patients (university sumo club), it reduces so that pain is not felt several times after irradiation, After that I was able to exercise.

なお、ハロゲンランプ光以外に、可視光から近赤外線光を放射できるLED光源、キセノンランプ光源があり、これを使用する場合、理論的に同様の作用が期待される。
In addition to the halogen lamp light, there are an LED light source and a xenon lamp light source that can radiate near infrared light from visible light. When these are used, theoretically the same effect is expected.

本願発明に係る光線治療装置の1実施例に係る制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system which concerns on one Example of the phototherapy apparatus which concerns on this invention. 断続手段を示す説明図であり、同図(a)は正面図、(b)は回転体と駆動源の関連を示す一部断面図である。It is explanatory drawing which shows an interruption means, the same figure (a) is a front view, (b) is a partial cross section figure which shows the relationship between a rotary body and a drive source. 光線治療装置の全体構成を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the whole structure of a phototherapy apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1........光照射条件設定手段
2........光照射制御部
3........光源
4........断続手段
1. . . . . . . . Light irradiation condition setting means
2. . . . . . . . 2. Light irradiation control unit . . . . . . . Light source 4. . . . . . . . Intermittent means

Claims (6)

可視光線を含む広波長帯域の光線を放射する光源と、該光源から放射される光線のうちの特定の波長帯域を選択的に透過させる光学フィルターと、前記光源から放射される光線の断続手段と、前記放射光を照射部位まで導光する光学素子と、照射部位における光線エネルギーの密度条件ならびに前記断続手段の動作条件を設定入力する光照射条件設定手段と、光照射条件設定手段からの設定信号に応じて光源による光量、断続手段の断続動作速度を制御する制御手段と、を具え、照射部位における光線エネルギーの密度ならびに照射部位における光照射時間、光照射停止時間を自在に選択できるようにしたことを特徴とする光線治療装置。 A light source that emits light in a wide wavelength band including visible light, an optical filter that selectively transmits a specific wavelength band of the light emitted from the light source, and a means for interrupting light emitted from the light source; , An optical element for guiding the emitted light to the irradiation site, a light irradiation condition setting unit for setting and inputting a light energy density condition at the irradiation site and an operating condition of the intermittent means, and a setting signal from the light irradiation condition setting unit And a control means for controlling the light intensity of the light source and the intermittent operation speed of the intermittent means, and the density of the light energy at the irradiation site, the light irradiation time at the irradiation site, and the light irradiation stop time can be freely selected. A phototherapy device characterized by the above. 請求項1記載の光線治療装置において、光線の前記断続手段は光源と前記光学フィルターとの間の照射光経路にあり、光照射時間と光停止時間の繰り返し周波数が4Hzから100Hzに設定できるものであることを特徴とする光線治療装置。 2. The phototherapy device according to claim 1, wherein the intermittent means for the light beam is in an irradiation light path between the light source and the optical filter, and a repetition frequency of the light irradiation time and the light stop time can be set from 4 Hz to 100 Hz. There is a phototherapy device. 請求項2記載の光線治療装置において、光線の前記断続手段は光透過孔を有する回転体とこの回転体の駆動装置からなり、前記回転体の回転により光源から照射部位に至る光放射経路を開閉することにより照射部位における光照射を断続させるようにしたことを特徴とする光線治療装置。 3. The phototherapy device according to claim 2, wherein the light beam intermittent means comprises a rotating body having a light transmission hole and a driving device for the rotating body, and the light emitting path from the light source to the irradiation site is opened and closed by the rotation of the rotating body. By doing so, the light treatment at the irradiation site is made intermittent. 請求項1ないし3のいずれかに記載の光線治療装置において、光源は照射部位にあって0.1〜100J/cm2の範囲の光照射エネルギーを発生するものであり、光照射条件設定手段は照射部位にあって光照射エネルギーを0.1〜100J/cm2の範囲において所定量に設定できるようにしたことを特徴とする光線治療装置。 4. The phototherapy device according to claim 1, wherein the light source is at the irradiation site and generates light irradiation energy in a range of 0.1 to 100 J / cm < 2 >, and the light irradiation condition setting means is the irradiation site. A phototherapy device characterized in that the light irradiation energy can be set to a predetermined amount in the range of 0.1 to 100 J / cm 2 . 請求項1ないし5のいずれか記載の光線治療装置において、前記光学フィルターの透過できる波長範囲が0.55μmから2μmであることを特徴とする光線治療装置。 6. The phototherapy device according to claim 1, wherein a wavelength range in which the optical filter can transmit is from 0.55 μm to 2 μm. 請求項1ないし5いずれか記載の光線治療装置において、前記光源は電極における色温度が摂氏3000度−3400度であるハロゲンランプで構成したことを特徴とする光線治療装置。 6. The phototherapy device according to claim 1, wherein the light source comprises a halogen lamp having a color temperature of 3000 to 3400 degrees Celsius at the electrode.
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