JP2011224106A

JP2011224106A - 光治療装置

Info

Publication number: JP2011224106A
Application number: JP2010095684A
Authority: JP
Inventors: Hisaki Kawase; 悠樹川瀬; Yoshiteru Cho; 吉輝猪
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-04-19
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2011-11-10

Abstract

【課題】本発明は、リウマチが進行した患者の手や足の指関節に対しても光散乱体溶液を用いることで、治療部位に均一な光を効率よく照射でき、その結果、治療ムラのない十分な光治療を行うことができる光治療装置を提供することを目的とする。
【解決手段】内部に所定の容量の光散乱体溶液３を貯める水槽４と、前記水槽４内部へ患部１１を挿入可能な挿入口１０と、前記水槽４内部に設置された複数の治療用光源１４とを有する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光治療装置に関するものである。

従来の光治療装置は、手・足・関節等の患部に光を照射することにより、筋肉・関節の慢性非感染性炎症による疼痛の緩解やリウマチを発症した関節の治療を行うもので、光源から治療光として赤外光を患部に向けて非接触状態で照射する構成となっていた（例えば、特許文献１）。

特開平１０−５３５７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、手や足の指関節のような患部に対して、均一に光を照射することができず、十分な治療が行えないという課題があった。すなわち、これら指関節のような患部は、光照射を十分にできる部位と陰により十分な光照射ができない部位とがあり。患部による治療ムラが生じてしまう。特に、リウマチが進行した患者の指関節は変形することで自由に動かすことが困難になるため、手・足の指を伸ばした状態で光治療を実施することが難しく、十分に光照射できない部位がより多くなってしまう。結果として、リウマチが進行した患者ほど、この治療部位のムラが顕著に現れてしまい、十分な光治療が実施できない。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、リウマチが進行した患者の手や足の指関節に対しても、治療部位に均一な光を効率よく照射することで十分な光治療を行うことができる光治療装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために本発明の光治療装置は、内部に所定の容量の光散乱体溶液を貯める水槽と、前記水槽内部へ患部を挿入可能な挿入口と、前記水槽内部に設置された複数の治療用光源とを有する構成としたもので、これにより初期の目的を達成することを特徴としたものである。

本発明の光治療装置によれば、内部に所定の容量の光散乱体溶液を貯める水槽と、前記水槽内部へ患部を挿入可能な挿入口と、前記水槽内部に設置された複数の治療用光源とを有する構成としたもので、光治療すべき部位によって、光照射を十分にできる部位と陰により十分な光照射ができない部位による治療ムラを大幅に抑制することができ、十分な治療を行うことが可能になる。

また、水槽中の溶液に患部を挿入するだけで、十分な治療を行うことができるため、特にリウマチが進行した手・足の指関節のような、自由に動かすことが困難な患者にとっても、苦痛を伴うこともなく、簡便に十分な光治療を実施することができる。

更に、本発明の光治療装置の光照射体として二酸化チタンを用いることで、殺菌効果を高め、光治療装置の衛生面にも考慮した治療を実施することができる。

本発明の実施の形態１における光治療装置の正面斜視図本発明の実施の形態１における光治療装置の側断面図本発明の実施の形態１における光治療装置の内壁面に設置された光源の配置を示す図本発明の実施の形態１における光治療装置の内壁面に設置された光源を示す図本発明の実施の形態１における光治療装置の制御ブロック図実施の形態１における光治療装置を用いた光治療実施の動作フローチャート実施の形態１における光治療装置を用いた水槽内殺菌実施の動作フローチャート実施の形態１における光治療装置の患部への光照射状態を示す模式図

以下に、本発明の光治療装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光治療装置の正面斜視図である。

図１に示す光治療装置１は、基盤２と基盤２上に水等に光散乱体の粒子を懸濁させた光散乱体溶液３を所定の容量を入れるための箱状の水槽４とで構成されている。この基盤２には、光治療装置１を駆動するためのメインスイッチ５、光治療を実施するための治療用スイッチ６、光散乱体溶液３及び水槽４内部を殺菌するための殺菌用スイッチ７を備えている。また、水槽４の外部上面に端部には、治療用スイッチ６或いは殺菌用スイッチ７が押されて治療或いは殺菌が実施されていることを示す治療実施表示灯８及び殺菌実施表示灯９がそれぞれ設置されている。挿入口１０は、光散乱体溶液３に手や足等の患部１１を挿入するために、水槽４の上面部に開口されたものである。

図２は、本発明の実施の形態１における光治療装置１の側断面図である。

図２に示すように光治療装置１の水槽４内側面の内壁面１２には反射板１３（図４参照）が設置され、この内壁面１２には光散乱体溶液３に向けて光を照射することができるように治療用光源１４と殺菌用光源１５とが複数設置されている。また、水槽４内部の内壁面１２下部には、懸濁させた光散乱体の粒子を光散乱体溶液３中に均一に拡散させるための攪拌装置１６が設置され、患部１１を水槽４内に挿入した際にこの攪拌装置１６に触れることができないようなガード１７が設けられている。ガード１７は、攪拌装置１６により水槽４内の光散乱体溶液３の光散乱体を均一に攪拌できるために、ガード１７内外を光散乱体溶液３が行き来でき、患部１１をガード１７内に挿入できない大きさの透過孔を複数有する。赤外線送信部１８及び赤外線受信部１９は、水槽４内の光散乱体溶液３の液面２２より上で挿入口１０より下に位置する内壁面１２に設置され、患部１１が挿入口１０から水槽４内部に挿入されたことを検知することができるような配置で設置されている。これは、治療用スイッチ６により治療用光源１４で光治療を実施する際に、患部１１が挿入されたことを赤外線送信部１８及び赤外線受信部１９とで検知することで、治療用光源１４から光照射し、一方、殺菌用スイッチ７により殺菌用光源１５で殺菌を実施する際には、患部１１が挿入されたことを赤外線送信部１８及び赤外線受信部１９とで検知することで、殺菌用光源１５からの光照射を中止するものである。

これら赤外線送信部１８及び赤外線受信部１９により正確に患部１１を検知するためには、赤外線受信部１９が、赤外線送信部１８から送信された光のみを受信できる構成にしなければならない。すなわち、赤外線受信部１９が、治療用光源１４や殺菌用光源１５に
より照射された光を受信可能な構成であると、水槽４内部への患部１１の挿入の判定に誤りを生じる可能性がある。従って、本実施の形態１における光治療装置１は、赤外線送信部１８から送信される光は、治療用光源１４とは異なる波長の光を送信するものであり、また、赤外線受信部１９の前面には、赤外線送信部１８から送信された光の波長のみを透過できるバンドパスフィルタを設けてある。

また、この治療用光源１４或いは殺菌用光源１５により光照射されている時には、患者にも分かりやすいようにそれぞれ治療実施表示灯８及び殺菌実施表示灯９が点灯し、治療用光源１４と殺菌用光源１５とが同時に光照射できないように制御されている。この光治療装置１は、基盤２内部に設置された制御部２０により制御され、電源部２１により光治療装置１に電力が供給される。

図３は、本発明の実施の形態１における光治療装置１の内壁面１２に設置された光源の配置を示す図である。

光治療装置１の水槽４内側面の内壁面１２には、図３に示すように水槽４内に所定の容量の光散乱体溶液３を入れた際の液面２２より下に収まるように治療用光源１４と殺菌用光源１５とが設置されている。この治療用光源１４と殺菌用光源１５のそれぞれは、水槽４内部の光散乱体溶液３に十分な光を供給できるように所定の間隔をおいて複数配置されている。この治療用光源１４はリウマチ等の治療に効果がある５００ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の波長範囲の可視光或いは赤外光の任意の波長の光を照射できるＬＥＤで構成され、また、殺菌用光源１５は水槽４内部及び光散乱体溶液３に発生する雑菌等を殺菌する紫外光を照射できるＬＥＤで構成されており、それぞれの光波長帯域が大きく異なることから、治療用光源１４と殺菌用光源１５とをそれぞれ別に設けている。

図４は、本発明の実施の形態１における光治療装置１の内壁面１２に設置された光源を示す図である。

図４に示すように、治療用光源１４及び殺菌用光源１５は、内壁面１２と外壁面２３との間に備えた回路基板２４と連結し、治療用光源１４及び殺菌用光源１５は、内壁面１２に埋め込まれ、これら光源の光照射面２５が内壁面１２から突出するように配置されている。この回路基板２４を通じて治療用光源１４と殺菌用光源１５それぞれが、制御部２０で制御され、電源部２１から電力が供給される。また、光散乱体溶液３が、治療用光源１４或いは殺菌用光源１５の周縁等から回路基板２４に浸漬しないように、その周縁にパッキン２６を設けている。反射板１３は、治療用光源１４から照射した光が内壁面１２に到達した際に、光散乱体溶液３に向けて光を反射するために治療用光源１４及び殺菌用光源１５を設置した箇所を除く内壁面１２上に設けたものであり、光沢アルミで形成されている。また、治療用光源１４と殺菌用光源１５とが光照射することにより生じる熱を放出するために、外壁面２３は放熱作用のあるアルミ板で形成され、この外壁面２３と回路基板２４とが密着して設置されている。

図５は、図１〜４で示した本発明の実施の形態１における光治療装置１の制御ブロック図である。

図５に示す制御部２０には、治療用スイッチ６、殺菌用スイッチ７、治療実施表示灯８、殺菌実施表示灯９、治療用光源１４、殺菌用光源１５、攪拌装置１６、赤外線送信部１８及び赤外線受信部１９が接続されており、電源コード２７で電源を入れてメインスイッチ５を入れることによりこれら各部に電源部２１から電力供給が行われるようになっている。

制御部２０は、治療用スイッチ６を入れると治療実施表示灯８、治療用光源１４、攪拌装置１６、赤外線送信部１８及び赤外線受信部１９が駆動するように制御する。すなわち、制御部２０は、治療を実施していることを示す治療実施表示灯８を点灯させ、攪拌装置１６により水槽４内の光散乱体溶液３を攪拌し、赤外線送信部１８から赤外線受信部１９に向けて赤外線が送信される。送信された赤外線が赤外線受信部１９で受信されている場合には、制御部２０が挿入口１０から水槽４内に患部１１を挿入されていないと判断し、治療用光源１４から光照射を行わない。一方、送信された赤外線が赤外線受信部１９で受信されなくなった場合には、制御部２０が挿入口１０から水槽４内に患部１１を挿入したと判断し、治療用光源１４から光照射を開始する。

これは、挿入口１０から治療用光源１４からの光の漏れや、使用者が挿入口１０から水槽４内部を覗き込んだ際等で眼に治療光が照射されることを防ぐため、挿入口１０から水槽４内に患部を挿入した時のみ治療用光源１４から光が照射される構成としている。

また、殺菌用スイッチ７を入れると制御部２０が、攪拌装置１６、赤外線送信部１８及び赤外線受信部１９に加え、殺菌実施表示灯９及び殺菌用光源１５を駆動するように制御する。すなわち、制御部２０は、殺菌を実施していることを示す殺菌実施表示灯９を点灯させ、攪拌装置１６により水槽４内の光散乱体溶液３を攪拌し、赤外線送信部１８から赤外線受信部１９に向けて赤外線が送信される。送信された赤外線が赤外線受信部１９で受信されている場合には、制御部２０が挿入口１０から水槽４内に患部１１を挿入されていないと判断し、殺菌用光源１５から光照射が行われる。一方、送信された赤外線が赤外線受信部１９で受信されなくなった場合には、制御部２０が挿入口１０から水槽４内に患部１１を挿入したと判断し、殺菌用光源１５からの光照射を中断する。
殺菌用光源１５から照射される紫外線は、水槽４内に繁殖した雑菌の殺菌を簡便に行える反面、皮膚、眼、免疫系等の生体の健康に与える影響が大きい。従って、水槽４内に患部１１が挿入した状態で、紫外線による殺菌を実施することは好ましくない。従って、挿入口１０から水槽４内に生体が挿入されていない場合にのみ、紫外線による殺菌を実施する構成としている。なお、図１〜図４には図示していないが、挿入口１０に開閉可能な蓋体を設け、紫外線による殺菌を実施する際には、この蓋体を閉じて実施することが望ましい。また、光治療を実施している際に、誤って殺菌用スイッチ７を押すことで患部１１に紫外線が照射されることの無いように、光治療実施と殺菌実施とを同時に行えないように制御部２０で制御する構成である必要がある。

以上の構成において、光治療装置１を使用する時には、図６及び図７に示す動作フローチャートの手順に従う。図６は、本発明の実施の形態１における光治療装置１を用いた光治療実施の動作フローチャートである。また、図７は、実施の形態１における光治療装置１を用いた水槽４内殺菌実施の動作フローチャートである。
光治療を開始するにあたって、図６に示すように先ず、光治療装置１のメインスイッチ５を入れ（図６のＳ１）、攪拌装置１６が駆動させる（図６のＳ２）。この攪拌装置１６が駆動することで、光散乱体溶液３内の光散乱体が均一に拡散される。次いで、光治療を実施するための治療用スイッチ６を入れることにより（図６のＳ３）、治療実施表示灯８が点灯し（図６のＳ４）、また、挿入口１０から水槽４内への患部１１の挿入を検知するための赤外線送信部１８から赤外線受信部１９に向けて赤外線が送信される（図６のＳ５）。この赤外線受信部１９による赤外線の受信により、制御部２０で挿入口１０から水槽４内への患部１１の挿入の有無を判定する（図６のＳ６）。まず、挿入口１０から水槽４内への患部１１の挿入がされていない場合、赤外線送信部１８から送信された赤外線は、赤外線受信部１９で断続的に受信される。従って、赤外線受信部１９で赤外線が受信されている間は、制御部２０で患部１１の挿入がされていないと判定し、再度、図６のＳ５及びＳ６を繰り返す。一方、挿入口１０から水槽４内への患部１１の挿入がされた場合、赤外線送信部１８から送信された赤外線は、赤外線受信部１９での受信が途絶えることになる
。この際、制御部２０で、挿入口１０から水槽４内への患部１１の挿入がされたと判定し、治療用光源１４から光照射され、光治療が実施される（図６のＳ７）。
光治療装置１の水槽４内部を殺菌する際には、図７に示すように先ず、光治療装置１のメインスイッチ５を入れ（図７のＳ８）、攪拌装置１６が駆動させる（図７のＳ９）。この攪拌装置１６が駆動することで、光散乱体溶液３内の光散乱体が均一に拡散される。次いで、水槽４内部殺菌を実施するための殺菌用スイッチ７を入れることにより（図６のＳ１０）、殺菌実施表示灯９が点灯し（図７のＳ１１）、また、挿入口１０から水槽４内への患部１１の挿入を検知するための赤外線送信部１８から赤外線受信部１９に向けて赤外線が送信される（図７のＳ１２）。この赤外線受信部１９による赤外線の受信により、制御部２０で挿入口１０から水槽４内への患部１１の挿入の有無を判定する（図７のＳ１３）。まず、挿入口１０から水槽４内への患部１１の挿入がされている場合、赤外線送信部１８から送信された赤外線は、赤外線受信部１９での受信が途絶えることになる。この際、制御部２０で、挿入口１０から水槽４内への患部１１の挿入がされていると判定し、再度、図７のＳ１２及びＳ１３を繰り返す。一方、挿入口１０から水槽４内への患部１１の挿入がされていない場合、赤外線送信部１８から送信された赤外線は、赤外線受信部１９で断続的に受信される。従って、赤外線受信部１９で赤外線が受信されている間は、制御部２０で患部１１の挿入がされていないと判定し、殺菌用光源１５から光照射され、殺菌が実施される（図７のＳ１４）。

なお、水槽４内部の殺菌実施は、光治療の衛生面から鑑みて、光治療を実施する前後の少なくともいずれか一方に行うことが望ましい。従って、光治療実施前に水槽４内部の殺菌を実施する場合には、図６のＳ１〜Ｓ７の工程に加え、図６のＳ２とＳ３との間に殺菌工程として、図７のＳ１０〜Ｓ１４を行い、また、光治療実施後に水槽４内部の殺菌を実施する場合には、図６のＳ７実施後に、図８のＳ１０〜Ｓ１４を行う。

図１〜７において、本発明の実施の形態１における光治療装置１の構成について示したが、本光治療装置１が治療部位に均一な光を効率よく照射でき、その結果、治療部位に依存せず、治療ムラを大幅に低減できることを説明する。

図８は、実施の形態１における光治療装置１の患部１１への光照射状態を示す模式図である。図８（ａ）は光治療装置１内部に光散乱体溶液３を入れていない状態で光治療を実施した場合を示し、図８（ｂ）は光治療装置１内部に光散乱体溶液３を入れていない状態で光治療を実施した場合を示している。また、図８（ａ）及び（ｂ）に示す治療光２８は、図が煩雑になるのを防ぐために治療用光源１４の光の最高光度を結ぶ線である主光軸のみを示している。

図８（ａ）に示すように、治療用光源１４から患部１１に向けて治療光２８が照射される。しかしながら、光照射すべき部位が陰になる等の理由で十分に光照射できず、光照射できない部位２９が現れる。このような光照射できない部位２９は、正常患者においては、指を伸ばす等して治療を行なうことで、ある程度改善することができるが、リウマチを発症した患者においては、手や足の指関節が変形することに加え、十分に指関節を伸ばした状態で治療することが難しいため、光照射すべき部位のうち陰等による光照射できない部位２９が顕著に多くなる。従って、図８（ａ）の構成で光治療を実施しても、十分な効果が得られない。

一方、図８（ｂ）に示すように、光治療装置１内部に光散乱体溶液３を入れた場合、治療用光源１４から光散乱体溶液３に光が照射される。この光散乱体溶液３中には、ポリスチレン粒子で形成された光散乱体３０が含まれており、攪拌装置１６によって均一に拡散されている。治療用光源１４から光散乱体３０に到達した光は乱反射し、乱反射した光３１はさらに乱反射を繰り返し、その結果、光散乱体溶液３内に均一に光が散乱している状
態になる。すなわち、光散乱体溶液３内に均一に光が散乱している状態であるため、図８（ａ）に示した光照射できない部位２９においても治療光２８が十分にいきわたるようになるのである。従って、リウマチを発症した患者のように、手・足の指関節が変形し、また、指関節を十分に動かすことが困難な状態においても十分な効果が得られる光治療を実施することができる。

なお、本実施の形態１に示した光散乱体３０はポリスチレン粒子の他に、ポリエチレン粒子、シリカ粒子等を用いることができるが、これらは光の散乱効率が良好でない。一般的に、光散乱体３０と溶媒の屈折率が大きいほどよく散乱する。例えば、ポリスチレンの屈折率は１．５であり、光散乱体溶液３の溶媒に水を用いた場合、水の屈折率は１．３３となり、ポリスチレンと水との屈折率の差が小さく、光の散乱効率が良好でない。従って、溶媒との屈折率の差が大きい酸化アルミニウム（屈折率約１．７）、二酸化ジルコニア（屈折率２．２）、五酸化タンタル（屈折率２．１）、二酸化チタン（屈折率１．８〜２．３）のような材質を光散乱体３０表面にコーティングして、光の散乱効率を上げることで効果的な光治療を実施することができる構成となる。

また、本発明の光治療装置１において、光散乱体３０のコーティングに二酸化チタンのように溶媒との屈折率の差が大きく、更に光触媒性を有する材質を用いることでより好ましい構成となる。本発明の光治療装置１の特徴として、光照射できない部位２９においても均一の光治療を実施することができることに加え、衛生面を配慮した光治療の実施も含まれる。二酸化チタンは、紫外光の光を照射すると光触媒反応により活性酸素を発生させ、水槽４内部に発生した雑菌等を殺菌する効果を有する。従って、水槽４内部を殺菌する場合には、殺菌用光源１５の紫外光に加え、二酸化チタンの光触媒性から効果的に殺菌を実施することができるので、簡便かつ効率的に、衛生面に配慮した光治療の実施が可能となる。

このため、リウマチ患者の手・足指関節の治療を行う光治療装置として広く活用が期待される。

１光治療装置
２基盤
３光散乱体溶液
４水槽
５メインスイッチ
６治療用スイッチ
７殺菌用スイッチ
８治療実施表示灯
９殺菌実施表示灯
１０挿入口
１１患部
１２内壁面
１３反射板
１４治療用光源
１５殺菌用光源
１６攪拌装置
１７ガード
１８赤外線送信部
１９赤外線受信部
２０制御部
２１電源部
２２液面
２３外壁面
２４回路基板
２５光照射面
２６パッキン
２７電源コード
２８治療光
２９光照射できない部位
３０光散乱体
３１乱反射した光

Claims

内部に所定の容量の光散乱体溶液を貯める水槽と、
前記水槽内部へ患部を挿入可能な挿入口と、
前記水槽内部に設置された複数の治療用光源とを有する光治療装置。
前記光治療装置を制御する制御部と前記光治療装置に電力を供給する電源部とを更に備えた請求項１に記載の光治療装置。
前記挿入口は、前記水槽上面部に配置された請求項１又は２に記載の光治療装置。
前記光散乱体溶液は、前記複数の治療用光源から照射された光を前記光散乱体溶液内で散乱させる光散乱体の粒子を懸濁させた請求項１〜３のいずれか１つに記載の光治療装置。
前記水槽内部には、前記光散乱体溶液を攪拌させる攪拌装置を設けた請求項１〜４のいずれか１つに記載の光治療装置。
前記複数の治療用光源は、前記所定の容量を貯めた光散乱体溶液の液面より下の前記水槽の内壁面に設け、前記光散乱体溶液に向けて光を照射する配置とした請求項１〜５のいずれか１つに記載の光治療装置。
前記治療用光源は、５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲から選択される任意の波長の光を照射する請求項１〜６のいずれか１つに記載の光治療装置。
前記水槽の内壁面には、紫外線の光を照射する複数の殺菌用光源を更に備え、前記殺菌用光源は、前記溶液に向けて光を照射する配置とした請求項１〜７のいずれか１つに記載の光治療装置。
前記光散乱体は、前記治療用光源に加え、前記殺菌用光源の光を散乱させる請求項８に記載の光治療装置。
前記光散乱体は、光触媒性を有する請求項８又は９に記載の光治療装置。
前記光散乱体は、その表面に二酸化チタンがコーティングされている請求項１０に記載の光治療装置。