JP2009153975A

JP2009153975A - 携帯型温熱治療器およびその温熱生成方法

Info

Publication number: JP2009153975A
Application number: JP2008316281A
Authority: JP
Inventors: Jing-Jang Bai; 敬章白; Ming-Hong Tsai; 明宏蔡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2009-07-16
Also published as: TW200927208A; KR20090069220A

Abstract

【課題】携帯型温熱治療器およびその温熱生成方法を提供する。
【解決手段】携帯型温熱治療器およびその温熱生成方法であって、ケーシング１、発熱ユニット２、温度検知ユニット３、演算ユニット４、回路制御ユニット５、電力供給ユニット６を備え、温度調整は発熱ユニット２の温度を検知し、発熱ユニット２の熱エネルギ生成のタイミングを決定し、動態の電気エネルギをフィードバックして発熱ユニット２が生成する熱を低温から高温へ、高温から低温へと調整し、人体部位（時間関数）が必要とする温度に基づき、変動する熱エネルギを提供することによって行なわれる。携帯に便利であり、簡単で即座に人体の疾病部位に使用することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、携帯に便利な温熱治療器およびその温熱生成方法に関する。

針灸は、中国医学において重要な学問および治療法であり、広義的には物理療法に属する。「針」は、針によって人体のつぼを刺激し、つぼおよび経絡を調整して治療を行なう方法である。「灸」は、もぐさを人体のつぼ上で燃焼させ、主に温熱刺激によって治療を行なう方法であり、各部位の生理機能を調整し、健康増進を達成し、疾病治療および疾病予防を行なうものである。針および灸は、即効性を有し、安全で簡単に使用できるので、医学界および多くの患者に重視され、臨床においては両者が併用されるので、針灸法と称される。

医学の発展に伴い、針灸の世界も多くの科学的な機器、学術理論および技術が導入されている。例えば、電気、磁気、レーザ、赤外線およびマイクロ波などによってつぼを刺激する方法、針および電気を複合した電気針治療法または薬剤をつぼに注射する方法を組み合わせた方法などが導入されている。

本発明は「灸」に関するものである。従来技術における灸治療法は、もぐさまたは特殊な薬物をつぼの表面で燃焼させたり、温めたりしてもぐさの熱および薬物の作用を経絡を通じて伝導させ、疾病治療または疾病予防効果を達成するものである。従って、熱によって皮膚を刺激し、皮膚を局部的に赤くさせたり、発熱させたり、気泡を作ったり、皮膚の感覚神経に刺激を与えたりして、身体の免疫調整機能を調整し、疾病治療または疾病予防効果を達成する。皮膚に熱刺激を与えるために、電気エネルギを熱エネルギに変換する方式を採用した装置が案出された（電気温灸装置と称する）。しかし、この電気温灸装置は、使用初期の段階では皮膚は刺激を感じて前述の効果を達成できるが、使用時間が長くなると、皮膚の神経は熱に対して鈍感になるので、温灸効果も低下する。また、電気温灸装置の温度を上昇させることもできるが、人体の皮膚の耐久温度には限界がある。また、一部の従来技術による電気温灸装置は、外界温度の変化の影響を受けるので、全ての従来技術による電気温灸装置において、灸の効果を高めることができなかった。

前述の従来技術による電気温灸装置は、通常医療機関において使用されるので、携帯に不便であり、患者は頻繁に使用することができず、その機能を十分に発揮することができなかった。
また、下記特許文献１に開示されるような、携帯の電気温灸装置も開発されてはいるが、熱エネルギ生成のタイミングが適切ではなく、灸の効果を高めることは困難であった。
特開２００３−２６０１１０号公報

本発明の課題は、簡単で即座に使用することができる携帯型温熱治療器およびその温熱生成方法を提供することにある。

本発明は、携帯型温熱治療器およびその温熱生成方法を提供するものであり、携帯型温熱治療器は、ケーシングと、発熱ユニットと、発熱ユニットと接続されて温度検知を行なう温度検知ユニットと、温度検知ユニットと電気的に接続され、発熱ユニットの熱エネルギ生成のタイミングを決定する演算ユニットと、演算ユニットと電気的に接続される回路制御ユニットと、回路制御ユニットと電気的に接続され、発熱ユニットの電気エネルギを熱エネルギに変換する線路と接続される電力供給ユニットと、を備える。

発熱ユニットの温度調整は、発熱ユニットの温度を測定し、発熱ユニットの熱エネルギ生成のタイミングの決定を行ない、動態の電気エネルギをフィードバックすることによって行なわれ、発熱ユニットへの電気エネルギ供給を断続的に制御し、発熱ユニットの温度変化を断続的に制御する。中国医学の熱療法の原理と組み合わされて、発熱ユニットが生成する熱は、低温から高温へ、高温から低温へと調整され、人体部位の必要に応じて好適な変動する熱エネルギが提供され、長時間疾病部位に貼設して毛穴を拡張し、血行を促す。また、携帯に便利で、即座に使用することができる。

温熱生成方法は、電力供給ユニットが発熱ユニットに電力を提供して電気エネルギを熱エネルギに変換し、温度検知ユニットが発熱ユニットの温度が設定された温度範囲内であるかどうかを検知し、範囲内である場合、電力の供給を停止し、範囲内でない場合、継続して電力を提供し、発熱ユニットの熱エネルギ生成のタイミングを決定し、動態の電気エネルギをフィードバックして発熱ユニットの温度調整を行なう。

すなわち、請求項１の発明は、携帯型温熱治療器であって、ケーシングと、前記ケーシング内部に設けられる発熱ユニットと、前記ケーシング内部に設けられ、前記発熱ユニットと接続されて温度検知を行なう温度検知ユニットと、前記ケーシング内部に設けられ、前記温度検知ユニットと電気的に接続され、前記発熱ユニットの熱エネルギ生成のタイミングを決定する演算ユニットと、前記ケーシング内部に設けられ、前記演算ユニットと電気的に接続される回路制御ユニットと、前記ケーシング内部に設けられ、前記回路制御ユニットと電気的に接続され、前記発熱ユニットの電気エネルギを熱エネルギに変換する線路と接続され、前記発熱ユニットの温度を測定し、前記発熱ユニットの熱エネルギ生成のタイミングの決定を行ない、動態の電気エネルギをフィードバックして発熱ユニットの温度調整を行なう電力供給ユニットと、を備えることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の携帯型温熱治療器であって、前記温度検知ユニットは、前記発熱ユニットに対して温度検知を行ない、銅、銀、アルミニウム、金、純鉄またはＹＢＣＯなどの高温伝導材料が熱伝導媒体とされることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１記載の携帯型温熱治療器であって、前記発熱ユニットは、セラミック発熱体であることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１記載の携帯型温熱治療器であって、前記温度検知ユニットは、既に蒸発した薄膜炭素または炭素混合物、或いは銅、コバルト、マンガン、マグネシウム、ニッケルまたはウランの酸化物から形成されたセラミックのような半導体から製造されたサーミスタであることを特徴とする。
請求項５の発明は、前記温度検知ユニットは、プラチナＲＴＤであることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１記載の携帯型温熱治療器であって、前記発熱ユニットは、カーボンセラミックが合成された発熱体であることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１記載の携帯型温熱治療器であって、前記発熱ユニットは、カーボンシリコンゴムが合成された発熱体であることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１記載の携帯型温熱治療器であって、前記発熱ユニットは、ニッケルクロム合金から製造された発熱体であることを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項１記載の携帯型温熱治療器であって、前記演算ユニットは、システムオンアチップであることを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項１記載の携帯型温熱治療器であって、前記演算ユニットは、差動比較器のチップであることを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項１記載の携帯型温熱治療器であって、前記回路制御ユニットは、ＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする。
請求項１２の発明は、請求項１記載の携帯型温熱治療器であって、前記回路制御ユニットは、ＩＧＢＴであることを特徴とする。
請求項１３の発明は、請求項１記載の携帯型温熱治療器であって、前記回路制御ユニットは、ダーリントン回路であることを特徴とする。
請求項１４の発明は、請求項１記載の携帯型温熱治療器であって、前記電力供給ユニットは、リチウムイオン電池、ニッケル水素充電電池または燃料電池であることを特徴とする。

請求項１５の発明は、携帯型温熱治療器の温熱生成方法であって、電力供給ユニットが発熱ユニットに電力を提供して電気エネルギを熱エネルギに変換し、温度検知ユニットが前記発熱ユニットの温度が設定された温度範囲内であるかどうかを検知し、範囲内である場合、電力の供給を停止し、範囲内でない場合、継続して電力を提供し、前記発熱ユニットの熱エネルギ生成のタイミングを決定し、動態の電気エネルギをフィードバックして前記発熱ユニットの温度調整を行なうことを特徴とする。

請求項１６の発明は、請求項１５記載の携携帯型温熱治療器の温熱生成方法であって、前記発熱ユニットの温度調整は、前記発熱ユニットの温度を検知し、前記発熱ユニットの熱エネルギ生成のタイミングを決定し、動態の電気エネルギをフィードバックして前記発熱ユニットが生成する熱を低温から高温へ、高温から低温へと調整し、人体部位および時間関数が必要とする温度に基づき、変動する熱エネルギを提供することによって行われることを特徴とする。

本発明の携帯型温熱治療器およびその温熱生成方法によれば、低温から高温へ、高温から低温へと温度を周期的に調整することができ、最大の長所は、即座に直接長時間疾病部位に貼設し、毛穴の拡張および血行の促進を行ない、患部の血液循環および栄養状況を改善し、細胞組織の成長および破損した組織の修復を促進させることができるので、疾病を根本治療する効果を有する点にある。特に、本発明の使用時、皮膚は低温から高温へ、高温から低温への継続した波動的な刺激を感じ、毛穴の拡張および血行の促進が行なわれ、患部の血液循環を改善して灸治療の効果を達成できる。

本発明の携帯型温熱治療器は、電池によって、１０時間以上（運転時間は使用環境によって決定される）運転することができ、長時間の治療を行なうことができ、皮膚と接触する部分の温度が高すぎることがないので、安全性が高い。

中国医学の学術理論によると、痛みは気および血液が滞留することによって生じると考えられている。灸は中国医学においては一種の治療法であり、熱によって寒を除去し、血流を促して脈を活性化する働きを有する。疾病部位および関連するつぼに灸治療を行なうことによって、局部の神経が改善され、即効性を有し、治療効果が高く、副作用もなく、使用しやすく、費用も安い。また、「皇帝内経」に「針治療が適さない場合は、灸治療が適する」と記載されている。

本発明は、温熱を生成して中国医学の灸治療と同一の効果を達成するものであり、長時間の治療においても皮膚に損傷を与えない。また、本発明は、自然、実用的、無痛、安全および廉価という特徴を有する。また、体積が小さく、軽量なので、携帯に便利であり、即座に使用ができる。

本発明の目的、特徴および効果を示す実施例を図に沿って詳細に説明する。
図１、２、３は、本発明の実施例の携帯型温熱治療器を示すものであり、ケーシング１、発熱ユニット２、温度検知ユニット３、演算ユニット４、回路制御ユニット５、電力供給ユニット６を備える。

ケーシング１は、熱伝導性の高い銅から製造することができる。ケーシング１には充電器が接続される接続端子１１が設けられ、接続端子１１は後述の電力供給ユニット６（電池）と接続される。ケーシング１には制御スイッチ１２およびＬＥＤ指示灯１３が設けられる。ＬＥＤ指示灯１３の部分は、必要に応じて温度調整スイッチにすることができる。

発熱ユニット２（図１を参照）は、ケーシング１内部に設けられ、ケーシング１の壁部に隣接し、発熱ユニット２からの熱はケーシング１に伝導される。発熱ユニット２はセラミック発熱体が採用され、エネルギ消費が少なく、無煙無臭で、環境汚染が少なく、安全である。その定格電圧は３〜４．３Ｖであり、定格電流は５００ｍＡである。本発明の発熱ユニット２は、発熱温度を使用者が快適な温度範囲に維持させることができ、例えば、４３℃を上限範囲として温度を上下させて温灸効果を達成する。また、本発明の発熱ユニット２はカーボンセラミックから製造された発熱体、カーボンシリコンゴムから製造された発熱体、またはニッケルクロム合金から製造された発熱体とすることができる。

温度検知ユニット３は、ケーシング１内部に設けられ、発熱ユニット２と接続されて温度検知を行なう。温度検知ユニット３は発熱ユニット２の温度検知を行ない、銅、銀、アルミニウム、金、純鉄またはＹＢＣＯ（ＹＢａ₂Ｃｕ₃Ｏ_7-x：超電導線材）などの高温伝導材料を熱伝導媒体とする。熱伝導媒体は温度検知ユニット３内部に設けることができる。また、本発明の温度検知ユニット３は、既に蒸発した薄膜炭素または炭素混合物、或いは銅、コバルト、マンガン、マグネシウム、ニッケルまたはウランの酸化物から形成されたセラミックのような半導体から製造されたサーミスタとすることができる。また、プラチナＲＴＤ（resistance temperature device）とすることができる。

演算ユニット４は、ケーシング１内部に設けられ、温度検知ユニット３と電気的に接続され、発熱ユニット２の熱エネルギ生成のタイミングの決定を行なう。本発明の演算ユニット４はシステムオンアチップとすることができる。システムオンアチップは多種のＩＣ素子が統合されたプロセッサ（メモリ、ＣＰＵまたはＩ／Ｏを含む）であり、主に、４ビット、８ビット、１６ビット、３２ビットおよび６４ビットなどの製品に分類される。また、差動比較器のチップ（differential comparators Chip）とすることができる。

回路制御ユニット５は、ケーシング１内部に設けられ、演算ユニット４と電気的に接続される。本発明の実施例の回路制御ユニット５は、ＭＯＳＦＥＴである。また、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）またはダーリントン回路（Darlington Circuit）とすることができる。

電力供給ユニット６は、ケーシング１内部に設けられ、回路制御ユニット５と電気的に接続される。また、発熱ユニット２の電気エネルギを熱エネルギに変換する線路に接続される。電力供給ユニット６は電池とすることができ、その電池は充電電池とすることができ、その電池には過充電および過放電保護モジュールが設けられる。電池は、リチウムイオン電池とすることができ、メモリー効果が無く、使用寿命が長い。また、ニッケル水素充電電池または燃料電池などの電池を採用することができる。本発明では充電電池をエネルギ源とすることができるので、作業電圧が低く、安全性が高く、何度も使用することができ、使用コストが低い。また、過充電および過放電保護回路モジュールが電池が充放電される電圧および電流の監視制御および保護を行なう。電池の電圧が過充電電圧（４.３０±０.０５Ｖ）まで充電されたとき、保護回路が作動して充電回路を遮断して保護を行なう。電池電圧が過放電電圧（３.０±０.１０Ｖ）まで下降したとき、保護回路が作動して放電回路を遮断して保護を行なう。電池の過電流保護機能は、ショート時または放電電流が過電流保護電流（３Ａ）に達したとき、保護回路が即座に作動し、放電回路を遮断して保護を行なう。

本発明は前述の構造によって、図５に示すような熱を生成することができ、電力供給ユニット６が発熱ユニット２に電力を提供して電気エネルギを熱エネルギに変換し、温度検知ユニット３が発熱ユニット２の温度が設定された温度範囲内であるかどうかを検知し、範囲内である場合、電力の供給を停止し、範囲内でない場合、継続して電力を供給し、発熱ユニット２の熱エネルギ生成のタイミングを決定し、動態の電気エネルギをフィードバックして発熱ユニット２の温度調整を行なう。

発熱ユニット２の温度は、発熱ユニット２が所定の温度まで達した後、加熱しない状態が継続された場合、接触する人体部位による冷却（熱が吸収される）または室温環境に放置されることによって徐々に低下する。「発熱ユニット２の冷却速度」と「発熱ユニット２と人体温度または室温との温度差」は正比例し、物体の温度をT(t) とし、t=t₀時の温度をT₀とし、室温をHとした場合、ニュートンの冷却の法則は、数式１となる。

（数式１）Ｔ’（ｔ）＝−α（Ｔ（ｔ）−Ｈ）

この中で、^α＞０は、この物体と関連する定数であり、^−αの負の符号は物体温度が室温よりも高いとき、物体温度は下降して冷却され、物体温度が室温よりも低いとき、物体温度は上昇することを表す。数式２の不定積分を用い、T(t)=T₀を代入することによって、数式３が得られる。

（数式２）

（数式３）

従って、通常、室内環境の温度の下では、人体温度は発熱ユニット２の冷却速度と関連がある。そこで、発熱ユニット２の冷却速度から人体温度の昇降を計算することができる。つまり、温度検知ユニット３は発熱ユニット２の温度を随時測定し、同時に演算ユニット４および回路制御ユニット５によって、冷却速度が計算される。同時に、人体の温度変化状況が計算され、電力供給ユニット６が適時電力を供給し、発熱ユニット２の温度を上昇させ、人体温度の変化と電力供給ユニット６による電力供給に関連性を持たせる。

図５に示すように、人体部位の温度が低温度のとき、電力が供給される時間は増加される。電力供給ユニット６が継続して電力を供給する状態のとき、人体部位の温度は受熱して徐々に上昇する。温度が制限値まで上昇したとき、電力供給ユニット６は遮断され、このとき、人体温度は急速に下降する（冷却速度が速い）ので、電力供給ユニット６は短い間隔で電力供給状態を回復する。これを繰り返し、断続的な電力供給状態が形成される。

図６は、人体部位の温度が中温度の場合を示す。電力供給ユニット６が電力供給状態を継続する場合、人体部位の体温は受熱して徐々に上昇する。温度が制限値まで上昇したとき、電力供給ユニット６は遮断され、このとき、人体温度は中速度で下降する（冷却速度が中速度）ので、電力供給ユニット６は中くらいの間隔で電力供給状態を回復する。これを繰り返し、断続的な電力供給状態が形成される。

図７に示すように、人体部位の温度が高温度のとき、電力供給時間は短縮される。電力供給ユニット６が電力供給状態を継続する場合、人体部位の体温は受熱して徐々に上昇する。温度が制限値まで上昇したとき、電力供給ユニット６は遮断され、このとき、人体温度は低速度で下降する（冷却速度が低速度）ので、電力供給ユニット６は長い間隔で電力供給状態を回復する。これを繰り返し、断続的な電力供給状態が形成される。

灸は、中国医学の熱療法の原理に基づき、使用時、先ず高温で表皮を加熱し、続いて人体の神経系統を刺激し、人体の疾病部位のエネルギを活性化し、生理機能を高めて治療を行なうものである。本発明の発熱ユニット２が生成する熱は、低温から高温へ、高温から低温へと調整され、人体部位の必要に応じて好適な変動する熱エネルギを提供し、長時間疾病部位に貼設して毛穴を拡張し、血行を促し、患部の血液循環および栄養状況を改善し、細胞組織の成長および破損した組織の修復を促進させることができるので、疾病を根本治療する効果を有する。また、長時間使用することができ、携帯に便利なので即座に使用することができる。

図８は、本発明の実施時における電力供給と人体部位の温度との関係を示す図である。使用開始時の電力供給ユニット６の電力供給と人体部位の温度との関係は図５から図７に示す。一定時間使用した後、接触部位の組織は既に活性化され、自ら熱を生成するので、電力供給時間は徐々に減少し、それによってエネルギが節約されて長時間使用することができる。このことも本発明が従来技術による温灸装置と異なる特徴の一つである。

上述のように、本発明は産業上の利用性を有し、未公開であり、特許要件に符合する。なお、上述の詳細な説明は、本発明の好適な実施例を示すものであり、本発明の特許請求の範囲に基づく同等効果の変更などは全て本発明に含まれる。

本発明の内部構造を示す斜視図である。本発明を示す斜視図である。本発明のシステムアーキテクチャを示すブロック図である。本発明の温度調整方法を示す流れ図である。人体部位の温度が高速度で低下するときの電力供給状況を示す図である。人体部位の温度が中速度で低下するときの電力供給状況を示す図である。人体部位の温度が低速度で低下するときの電力供給状況を示す図である。本発明を実施するときの電力供給と人体部位の温度との関係を示す図である。

符号の説明

１ケーシング
１１接続端子
１２制御スイッチ
１３ＬＥＤ指示灯
２発熱ユニット
３温度検知ユニット
４演算ユニット
５回路制御ユニット
６電力供給ユニット

Claims

ケーシングと、
前記ケーシング内部に設けられる発熱ユニットと、
前記ケーシング内部に設けられ、前記発熱ユニットと接続されて温度検知を行なう温度検知ユニットと、
前記ケーシング内部に設けられ、前記温度検知ユニットと電気的に接続され、前記発熱ユニットの熱エネルギ生成のタイミングを決定する演算ユニットと、
前記ケーシング内部に設けられ、前記演算ユニットと電気的に接続される回路制御ユニットと、
前記ケーシング内部に設けられ、前記回路制御ユニットと電気的に接続され、前記発熱ユニットの電気エネルギを熱エネルギに変換する線路と接続され、前記発熱ユニットの温度を測定し、前記発熱ユニットの熱エネルギ生成のタイミングの決定を行ない、動態の電気エネルギをフィードバックして発熱ユニットの温度調整を行なう電力供給ユニットと、を備えることを特徴とする携帯型温熱治療器。
前記温度検知ユニットは、前記発熱ユニットに対して温度検知を行ない、銅、銀、アルミニウム、金、純鉄またはＹＢＣＯなどの高温伝導材料が熱伝導媒体とされることを特徴とする請求項１記載の携帯型温熱治療器。
前記発熱ユニットは、セラミック発熱体であることを特徴とする請求項１記載の携帯型温熱治療器。
前記温度検知ユニットは、既に蒸発した薄膜炭素または炭素混合物、或いは銅、コバルト、マンガン、マグネシウム、ニッケルまたはウランの酸化物から形成されたセラミックのような半導体から製造されたサーミスタであることを特徴とする請求項１記載の携帯型温熱治療器。
前記温度検知ユニットは、プラチナＲＴＤであることを特徴とする請求項１記載の携帯型温熱治療器。
前記発熱ユニットは、カーボンセラミックが合成された発熱体であることを特徴とする請求項１記載の携帯型温熱治療器。
前記発熱ユニットは、カーボンシリコンゴムが合成された発熱体であることを特徴とする請求項１記載の携帯型温熱治療器。
前記発熱ユニットは、ニッケルクロム合金から製造された発熱体であることを特徴とする請求項１記載の携帯型温熱治療器。
前記演算ユニットは、システムオンアチップであることを特徴とする請求項１記載の携帯型温熱治療器。
前記演算ユニットは、差動比較器のチップであることを特徴とする請求項１記載の携帯型温熱治療器。
前記回路制御ユニットは、ＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする請求項１記載の携帯型温熱治療器。
前記回路制御ユニットは、ＩＧＢＴであることを特徴とする請求項１記載の携帯型温熱治療器。
前記回路制御ユニットは、ダーリントン回路であることを特徴とする請求項１記載の携帯型温熱治療器。
前記電力供給ユニットは、リチウムイオン電池、ニッケル水素充電電池または燃料電池であることを特徴とする請求項１記載の携帯型温熱治療器。
電力供給ユニットが発熱ユニットに電力を提供して電気エネルギを熱エネルギに変換し、温度検知ユニットが前記発熱ユニットの温度が設定された温度範囲内であるかどうかを検知し、範囲内である場合、電力の供給を停止し、範囲内でない場合、継続して電力を提供し、前記発熱ユニットの熱エネルギ生成のタイミングを決定し、動態の電気エネルギをフィードバックして前記発熱ユニットの温度調整を行なうことを特徴とする携帯型温熱治療器の温熱生成方法。
前記発熱ユニットの温度調整は、前記発熱ユニットの温度を検知し、前記発熱ユニットの熱エネルギ生成のタイミングを決定し、動態の電気エネルギをフィードバックして前記発熱ユニットが生成する熱を低温から高温へ、高温から低温へと調整し、人体部位および時間関数が必要とする温度に基づき、変動する熱エネルギを提供することによって行われることを特徴とする請求項１５記載の携帯型温熱治療器の温熱生成方法。