JP6094964B2 - 人体温冷刺激装置 - Google Patents

Description

本発明は、人体の局所の血流を増加させて浮腫み（むくみ）等を治療するために、温熱又は冷却を行う人体温冷刺激装置に関するものである。

疾病治療や美容の分野において、血液循環の停滞による疲労、浮腫み（むくみ）、又は、凝りなどは、大きな問題であり、血液循環を促進する機器の開発が望まれている。

そこで、血液循環を促進する機器として、これまでにペルチェ素子を身体に貼付する人体温冷刺激装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１８は、従来の人体温冷刺激装置の要部構成図である。従来の人体温冷刺激装置は、直流電源に直列に接続された１つ以上の熱電変換素子を温熱・冷却部１とし、この温熱・冷却部１を用いて温冷サイクルを繰り返すことで、患部の血流を促進させて人体６の温冷刺激を行うものである。この人体温冷刺激装置は、この温熱・冷却部１、放熱ブロック２、温冷パッド３、チューブ４、および、シート材５から構成される。温冷パッド３は、温熱・冷却部１の利用面(人体側の面)と反対側に放熱ブロック２を積層して構成される。また、この温冷パッド３は、可撓性を有するシート材５の間に複数配置され、それぞれの放熱ブロック２がチューブ４によって連結されている。この人体温冷刺激装置を人体６に装着させる際は、シート材５を所望の治療局部に固定する。

特開平７−２４０００号公報

しかしながら、従来の人体温冷刺激装置は、装置内の全ての熱電変換素子が直列で接続されており、全ての熱電変換素子が同時に温熱又は冷却を行うため、人体に装着した熱電変換素子の全てが同位相で温冷を繰り返すものである。そのため、従来の人体温冷刺激装置では、血流促進効果が不十分な場合があった。また、従来の人体温冷刺激装置では、温冷サイクルに対する血流変化の特性の個人差に対応して、温冷サイクルを変化させることができなかった。

本発明は、血流促進効果を一層向上させることができる人体温冷刺激装置を提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明の各態様は以下のように構成する。

本発明の１つの態様によれば、所定の間隔をあけて人体に配置される少なくとも２つ以上の温冷ユニットと、前記２つ以上の温冷ユニットを血流方向に沿って、時間遅れをもって順次に温駆動及び／又は冷駆動する制御部とを備え、
前記複数の温冷ユニットのうちの血流方向に沿って前記人体の心臓側に近い近位側に配置される近位側温冷ユニットの近傍の血流量を測定する血流量検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記複数の温冷ユニットのうちの前記人体の近位とは反対側の遠位側に配置された遠位側温冷ユニットを温駆動もしくは冷駆動し、その後、前記血流量検出部が所定の血流量に達したことを検知した後、前記近位側温冷ユニットを温駆動もしくは冷駆動開始するように制御する、
人体温冷刺激装置を提供する。

以上のように、本発明にかかる人体冷却刺激装置によれば、従来に比べて血流促進効果を一層向上させることができる。

本発明の第１実施形態における人体温冷刺激装置の概略斜視図 本発明の第１実施形態における人体温冷刺激装置の構成図 本発明の第１実施形態における人体温冷刺激装置の制御方法のフローチャート 本発明の第１実施形態における駆動指令および流量変化の説明図 本発明の第１実施形態における分離パターンでの駆動指令の説明図 本発明の第１実施形態における重畳パターンでの駆動指令の説明図 本発明の第１実施形態の変形例における人体温冷刺激装置の構成図 本発明の第１実施形態の変形例における人体温冷刺激装置における熱電遅延時間算出のフローチャート 本発明の第２実施形態における人体温冷刺激装置の構成図 本発明の第２実施形態の変形例における人体温冷刺激装置の構成図 本発明の第２実施形態におけるリアルタイムモードの人体温冷刺激装置の制御方法のフローチャート 本発明の第２実施形態におけるオフラインモードの人体温冷刺激装置の制御方法のフローチャート 本発明の第２実施形態における比較部の一例の説明図 本発明の第２実施形態における比較部の一例の説明図 本発明の第２実施形態における比較部の一例の説明図 本発明の第２実施形態の変形例における人体温冷刺激装置の人体温冷刺激装置の制御方法のフローチャート 本発明の第３実施形態における人体温冷刺激装置の概要図 本発明の第３実施形態における流速選択部の記憶部に記憶されている人体の部位と静脈の血流速度との関係情報をテーブル形式で示す図 本発明の実施形態の第１変形例における複数の温冷ユニットの区別の仕方を説明する説明図 本発明の実施形態の第１変形例における複数の温冷ユニットの区別のためのマークの例を示す説明図 本発明の実施形態の第２変形例における温冷ユニットの配置を示す説明図 本発明の実施形態の第３変形例における複数の温冷ユニットを配置する際に、大動脈側及び末梢側がわかるように配置部位に応じて固定冶具を用いるときの説明図 特許文献１に記載された従来の人体温冷刺激装置を示す図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体として模式的に示している。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における人体温冷刺激装置１０の全体の概略斜視図である。

本発明の第１実施形態における人体温冷刺激装置１０は、図１に示したように、制御器１３によって温度を制御される複数の温冷ユニット１１ａ、１１ｂを、人体２７の一部（例えば、下腿部）に対して配置して使用される。温冷ユニット１１ａ、１１ｂは、それぞれ温冷を周期的に繰り返すことで、配置された人体２７の部位の血流を促進することができる。本第１実施形態の人体温冷刺激装置１０は、このようにして、人体２７を遠位側から近位側に向かって段階的に温冷することで、血流の流れに対して効果的に血管のポンピングを実現することができる。

温冷ユニット１１ａ、１１ｂは、図１では、一例として下腿部に配置したが、それに限るものではなく、足部、上腿部、体幹部、前腕部、上腕部、鎖骨部、頚部、顔面部などに配置してもよい。また、温冷ユニット１１ａ、１１ｂは、それらの複数部位に配置してもよい。

後述する本第１実施形態の人体温冷刺激装置１０の制御方法を実行することで、温冷による血管の収縮及び拡大による脈動を利用して血流を促進させるときに、複数箇所の血管を連動して脈動させ、血流を確実かつ十分に促進させることができる。

なお、本第１実施形態では、温冷ユニットの個数Ｎは、２以上の自然数とする必要である。すなわち、本第１実施形態では、温冷ユニットは、少なくとも２以上が必要である。

図２は、本発明の第１実施形態における人体温冷刺激装置１０の構成図である。

図２に示すように、人体温冷刺激装置１０は、複数の温冷ユニット１１ａ、１１ｂと、血流量検出部１２と、制御部１３と、駆動指令発生部１４とを備えている。人体温冷刺激装置１０は、さらには、モード選択スイッチ１００と、事前加熱モード用スイッチ１０１を備えていても良い。

本第１実施形態は、少なくとも２つ以上の温冷ユニット１１ａ、１１ｂを必要とするものである。複数の温冷ユニット１１ａ、１１ｂは、それぞれバンド状の部材で構成され、内部にそれぞれ熱電変換器を備えている。複数の温冷ユニット１１ａ、１１ｂは、人体２７の心臓から見て遠位側（図２の紙面下側）から近位側（図２の紙面上側）に向けての血流方向沿い（血管沿い）に、所定の間隔をあけて配置される。バンド状の温冷ユニット１１ａ、１１ｂは、例えば、人体２７の腕又は脚などにそれぞれ巻き付けて配置される。

駆動指令発生部１４は、複数の温冷ユニット１１ａ、１１ｂの温度指令値を生成して、駆動指令信号として制御部１３に出力する。温度指令値は、温冷ユニット１１ａ、１１ｂをそれぞれ所定の温度に上昇又は下降させるための指令値である。

血流量検出部１２は、赤外線センサなどにより、近位側温冷ユニット１１ｂの近傍の血流量Ｑを計測する。本第１実施形態では、血流量検出部１２は、後述する近位側温冷ユニット１１ｂに組み込まれて一体化している。

制御部１３は、血流量検出部１２で計測された血流量Ｑに基づいて、温冷ユニット１１ａ、１１ｂの温度をそれぞれ独立して個別に制御する。

ここで、任意の２つの温冷ユニット１１ａ、１１ｂのうち、人体２７の心臓から見て遠位側（人体２７の末梢側、図２の紙面下側）にある温冷ユニットを遠位側温冷ユニット１１ａとし、近位側（人体２７の中枢側、図２の紙面上側）の温冷ユニットを近位側温冷ユニット１１ｂとする。このとき、制御部１３は、少なくとも、遠位側駆動部１５ａと、近位側駆動部１５ｂと、基準流量値発生部の一例としての基準流量値発生器１６と、比較部の一例としての比較器１７と、時間計測部の一例としての時間計測器１８と、基準遅延時間発生部の一例としての基準遅延時間発生器１９と、変調部の一例としての変調器２０と、遅延部の一例としての遅延器２１とで構成される。なお、図２中の２２，２３，２４，２５は、それぞれ第１，第２，第３，第４スイッチである。

遠位側駆動部１５ａは、第１スイッチ２２を介して入力された駆動指令発生部１４からの駆動指令信号に基づいて、遠位側温冷ユニット１１ａを温度制御する。

近位側駆動部１５ｂは、第２スイッチ２３及び変調器２０及び遅延器２１を介して入力された駆動指令発生部１４からの駆動指令信号に基づいて、近位側温冷ユニット１１ｂを温度制御する。

基準流量値発生器１６は、血流量検出部１２で計測される近位側温冷ユニット１１ｂ近傍の血流量Ｑの基準値（例えば、予め定められた閾値Ｑ_ｔｈ）を生成する。閾値Ｑ_ｔｈは、例えば、事前実験などから標準となる値を求めておき、この値を閾値として予め設定しておけばよい。また、必要に応じて、キーボードなどの入力手段を用いて、使用者が閾値Ｑ_ｔｈを変更できるようにしておいてもよい。

閾値Ｑ_ｔｈは、例えば、遠位側温冷ユニット１１ａの温熱を開始する前の平常時の血流を一定時間計測し、そのときの平均血流量Ｑ_ａｖｇ、標準偏差Ｑ_ｓｄをもとに、Ｑ_ｔｈ＝Ｑ_ａｖｇ＋３Ｑ_ｓｄとして設定することができる。

比較器１７は、血流量検出部１２で計測される血流量と基準流量値発生器１６で生成された基準値とがそれぞれ入力されて、それぞれ入力された血流量と基準値とを比較して、比較判断結果を出力する。例えば、比較器１７は、近位側温冷ユニット１１ｂ近傍に設置された血流量検出部１２で計測される流量Ｑが、基準流量値発生器１６において予め定められた閾値Ｑ_ｔｈを超えるか否かを、比較して判断する。ここで、比較器１７が、血流量検出部１２で計測される流量Ｑが閾値Ｑ_ｔｈを超えたと判断すると、比較器１７からの信号により、第４スイッチ２５の接点がＢ側からＡ側に切り換えられる。

時間計測器１８は、駆動指令発生部１４からの駆動指令信号と比較器１７からの比較判断結果とが入力されて、駆動指令発生部１４で駆動指令信号が発生してから比較器１７で変化を検出するまでの伝達遅れ時間を、カウントする。そして、カウントした伝達遅れ時間を、第３スイッチ２４を介して、基準遅延時間発生器１９に出力する。

基準遅延時間発生器１９は、駆動指令発生部１４から入力された駆動指令信号に対して、時間計測器１８で算出した伝達遅れ時間分を遅延させて、遅延した駆動指令信号を第４スイッチ２５の接点Ａ側に出力する。

変調器２０は、駆動指令発生部１４から近位側温冷ユニット１１ｂに向けて発生した駆動指令信号において、高温設定値及び低温設定値及び温冷サイクルが変化するように駆動指令信号を変調し、変調された駆動指令信号を遅延器２１に出力する。

遅延器２１は、変調器２０により変調された駆動指令信号が入力される。それとともに、遅延器２１は、第４スイッチ２５の接点がＡ側に接触しているときには、基準遅延時間発生器１９から出力される信号が入力され、第４スイッチ２５の接点がＢ側に接触しているときには、比較器１７からの判断結果の信号が入力される。この結果、遅延器２１は、第４スイッチ２５を介して入力される信号を基に、変調器２０により変調された駆動指令信号に対して更に遅延を発生させて、当該駆動指令信号を、第２スイッチ２３を介して近位側駆動部１５ｂに出力する。

第１スイッチ２２は、駆動指令発生部１４と遠位側駆動部１５ａとの間の接続を開閉し、遅延器２１および駆動指令発生部１４からの信号を遠位側駆動部１５ａに伝達するか否かを決定するスイッチである。

第２スイッチ２３は、遅延器２１と近位側駆動部１５ｂとの間の接続を開閉し、遅延器２１からの信号を近位側駆動部１５ｂに伝達するか否かを決定するスイッチである。

第３スイッチ２４は、時間計測器１８と基準遅延時間発生器１９との間の接続を開閉し、時間計測器１８で計測された伝達遅れ時間を実際に遅延させるか否かを決定するスイッチである。

第４スイッチ２５は、判断器１７又は基準遅延時間発生器１９からの信号に基づき、遅延器２１と基準遅延時間発生器１９とを接続するか、又は、遅延器２１と比較器１７とを接続するかのいずれかを行う切り換えスイッチである。すなわち、第４スイッチ２５は、接点を基準遅延時間発生器１９（接点Ａ）と比較器１７（接点Ｂ）とで、切り替えるスイッチである。

これら第１スイッチ２２、第２スイッチ２３、第３スイッチ２４の開閉は、駆動指令発生部１４からの信号に基づいて行われる。

図３は、第１実施形態にかかる人体温冷刺激装置１０において、温冷ユニット１１ａ、１１ｂの温熱及び／又は冷却を実施する際の装置の制御方法の動作手順を示すフローチャートである。

なお、後述する「リアルタイムモード」と「オフラインモード」となどのモード（動作形態）を選択する場合には、以下のステップに入る前に、モード選択スイッチ１００で使用者が所望のモードを使用者が選択することで、当該モードを実行するための信号がモード選択スイッチ１００から駆動指令発生部１４に入力される。

図３に示すように、ステップＳ０１で、駆動指令発生部１４において、遠位側温冷ユニット１１ａ及び近位側温冷ユニット１１ｂの温冷駆動指令を、事前に設定する。ステップＳ０１の駆動指令は、具体的には、遠位側温冷ユニット１１ａの人体接触面を温熱し、近位側温冷ユニット１１ｂの温冷を行わない指令である。

次いで、ステップＳ０２で、閾値Ｑ_ｔｈを設定するために、血流量測定部１２を用いて初期血流量を測定する。

次いで、ステップＳ０３で、駆動指令発生部１４から制御部１３に出力された駆動指令に基づき、遠位側温冷ユニット１１ａの人体接触面を温熱し、近位側温冷ユニット１１ｂの温冷を行わない。このとき、図２において、第１スイッチ２２及び第２スイッチ２３はオンであり、第４スイッチ２５はＢ側に接点を持つ。このようにして、遠位側温冷ユニット１１ａにより人体２７の遠位側（末梢側）の温熱が開始されることにより、遠位側温冷ユニット１１ａが接触している人体接触面の直下の血液が温められ、その血流が近位方向（図２の紙面上方向）に向けて流れることになる。

次いで、ステップＳ０４で、近位側温冷ユニット１１ｂ近傍に設置された血流量計測部１２で計測される血流量Ｑが、初期血流量に基づいて基準流量値発生器１６で定められた閾値Ｑ_ｔｈを超えるか否かを、比較器１７で判断する。比較器１７において、血流量計測部１２で計測される血流量Ｑが閾値Ｑ_ｔｈを超えたと判断する（ステップＳ０４のＹｅｓ）と、比較判断結果の信号を出力すると共に、ステップＳ０５に進む。

ステップＳ０５では、比較器１７からの比較判断結果の信号に基づき、第４スイッチ２５の接点がＢ側からＡ側に切り換わり、駆動指令発生部１４より生じる駆動指令信号が遅延器２１に出力される。さらに、その駆動指令信号が遅延器２１から第２スイッチ２３を介して近位側駆動部１５ｂに入力され、近位側温冷ユニット１１ｂが駆動を開始する。

これらステップＳ０１〜Ｓ０５により、本第１実施形態の人体温冷刺激装置１０は、人体２７の血流の状態（血流量）をリアルタイムに観測しながら、温冷ユニット１１ａにより温められた血流を、順次、遠位側から近位方向に連鎖的に押し出すことができる。その結果、本第１実施形態の人体温冷刺激装置１０は、より高い血流のポンピング効果を得ることができる。さらに、本第１実施形態の人体温冷刺激装置１０は、血流量検出部１２を用いてリアルタイムに血流量を計測しているので、皮下脂肪の量又は血管径の大きさなどによる個人差又は部位差によって温冷刺激の伝達特性が異なる場合でも、温冷刺激の伝達特性に適応した血管ポンピングが可能となる。

ここで、本第１実施形態では、上記に説明したようにリアルタイムに血流量を推定し、温冷ユニット１１ａ，１１ｂの駆動に遅延を与えるモードを、「リアルタイムモード」と呼ぶこととする。

本第１実施形態において、駆動指令発生部１４において設定される駆動指令信号に含まれる温度条件は、周期的に温冷を繰り返すように設定されている。ここで、図５に示すように、温度指令値において、最も高い温度の状態を高温と定義して、その温度を高温設定温度とし、最も低い温度の状態を低温と定義して、その温度を低温設定温度とする。また、低温の状態から高温の状態に移ることを温熱と定義し、高温の状態から低温の状態に移ることを冷却と定義する。このとき、高温設定温度は人体２７の皮膚温度を上回る値とし、低温設定温度は人体２７の皮膚温度を下回る値とすることが望ましい。設定される皮膚温度は、温熱を開始する前の温冷ユニット１１ａ、１１ｂの温度を制御するための温度センサの値としても良いし、一般的な人間の体温（例えば、３６℃など）と設定しても良い。これにより、温冷（温熱又は冷却）を実施していることが実感しやすくなり、感覚的な効果を得やすくなる。

また、ここで、高温設定温度は、例えば４２℃などのように、４３℃未満に設定することが望ましい。これは、一般的に、４３℃以上の高温になると、人体ポリモーダル受容器の興奮による痛みが発生する可能性があり、好ましくないためである。このように、温冷ユニット１１ａ、１１ｂの高温設定温度を４３℃未満に設定することで、人体ポリモーダル受容器の興奮による痛みの発生を抑えることができる。

さらに、温冷ユニット１１ａ、１１ｂを温熱するときに、皮膚温度より低温領域では温度勾配を大きくすると共に、皮膚温度より高温領域では温度勾配を小さくして、温度勾配を複数の段階にコントロールすることで、急激に温度が変化するときに生じる痛みを軽減することができる。すなわち、駆動指令発生部１４は、温冷ユニット１１ａ，１１ｂを温めるときは、皮膚温度までは第１温度勾配で加熱し、温冷ユニット１１ａ，１１ｂが皮膚温度に達した後は、第１温度勾配より低い第２温度勾配で加熱するような駆動指令信号を生成して制御部１３に出力し、温冷ユニット１１ａ，１１ｂをそれぞれ独立して制御するのが好ましい。より具体的には、３５℃から３８℃へは７．５℃／ｍｉｎとし、３８℃から４０℃へは３．３℃／ｍｉｎとし、４０℃から４２℃へは２．０℃／ｍｉｎとすることが望ましい。このような複数の段階に分かれた温度勾配を設定することで、特に体温（皮膚温度）を超える温度領域において急激に温度が変化するときに生じる痛みを軽減することができる。

また、冷却に関しては、所定の時間勾配で急速に冷却を行うことが望ましい。具体的には、冷却時は、図４に示すように、１５℃まで一気に冷却することが望ましい。このように設定すれば、低温刺激による痛みの発生を抑えることができる。このときの冷却に必要な時間Ｔ_ｃが、温冷サイクル周波数を決定する際の主要因となる。低温保持時間をＴ_ｃｋとし、温熱に必要な時間をＴ_ｈとし、温熱保持時間をＴ_ｈｋとすると、（Ｔ_ｃ＋Ｔ_ｃｋ＋Ｔ_ｈ＋Ｔ_ｈｋ）が温冷サイクルの１周期となる。なお、冷却に関しても、温熱の順番と同様に、遠位側温冷ユニット１１ａを冷却した後、近位側温冷ユニット１１ｂを冷却するのが好ましい。冷却動作は、制御動作は温熱動作と同様であるため、詳細な説明は省略する。

また、人体の特性上、皮膚温度を挟んで温熱及び冷却を行う場合、急速な温熱よりも急速な冷却の方が、体で痛みを感じる可能性は小さい。そのため、最高温度までの加熱幅よりも最低温度までの冷却幅の方を大きくする、すなわち、最高温度までの加熱時の温度勾配よりも最低温度までの冷却時の温度勾配を大きくしておくことが望ましい。

また、近位側温冷ユニット１１ｂの駆動指令の開始を遠位側温冷ユニット１１ａに対して遅延させる時間は、前述のリアルタイムモードによる計測結果に基づくものではなく、事前に血流の熱電特性に基づいて実験等により予め算出した時間を用いてもよい。本第１実施形態では、この方法を「オフラインモード」と呼ぶ。

オフラインモードで温熱又は冷却を行う際について、説明する。

オフラインモードで温熱又は冷却を行う際には、まず、図４に示すように、遠位側温冷ユニット１１ａの温熱が開始された時間（ｔ＝０）から、血流量Ｑが基準流量値発生器１６において予め定められた閾値Ｑ_ｔｈを超えたと比較器１７で判断された時間（ｔ＝ｔ_ｄ）までの時間を、時間計測器１８で計測する。ここで、血流量Ｑは、近位側温冷ユニット１１ｂ近傍に設置された血流量検出部１２ｂで計測される。ｔが０からｔ_ｄまでの時間が、伝達遅れ時間である。時間計測器１８で計測された伝達遅れ時間ｔ_ｄを、基準遅延時間として基準遅延時間発生器１９に設定する。このとき、第１スイッチ２２はオン、第２スイッチ２３はオフ、第３スイッチ２４はオンであり、第４スイッチ２５はＡ方向に接点を有する。次いで、第１スイッチ２２をオン、第２スイッチ２３をオン、第３スイッチ２４をオフとし、第４スイッチ２５をＡ側に接点を有する状態にする。この状態で駆動指令発生部１４から駆動指令信号を制御部１３に出力すると、基準遅延時間発生器１９による伝達遅れ時間ｔ_ｄが経過した後に、基準遅延時間発生器１９から遅延器２１を介して、近位側駆動部１５ｂに駆動指令信号が伝送される。

さらに、遠位側温冷ユニット１１ａ及び近位側温冷ユニット１１ｂの温熱（又は冷却）の関係は、図５Ａに示すように、両温冷ユニット１１ａ，１１ｂの温熱時間（又は冷却時間）が重ならないものとすることが望ましい。このように制御する場合を「分離タイプ」と呼ぶ。分離タイプで温度制御することにより、高速に血流ポンピングを実現することができるので、より短時間で血流を促進することができる。

なお、図２においては、血流量検出部１２は、近位側温冷ユニット１１ｂ近傍に組み込まれる形で配置されているが、遠位側温冷ユニット１１ａと近位側温冷ユニット１１ｂとの中間位置に血流量検出部１２を配置してもよい。

また、遠位側温冷ユニット１１ａ及び近位側温冷ユニット１１ｂの温熱（又は冷却）の関係は、図５Ｂに示すように、近位側温冷ユニット１１ｂと遠位側温冷ユニット１１ａの温熱時間（又は冷却時間）が重なるものとしてもよい。このように制御する場合を「重畳タイプ」と呼ぶ。重畳タイプで温度制御することにより、近位側温冷ユニット１１ｂと遠位側温冷ユニット１１ａが共に温かく、遠位側温冷ユニット１１ａと近位側温冷ユニット１１ｂとを配置した部位が全体として温かい状態にして、リラックス効果を高めることができる。また、重畳タイプで温度制御することにより、遠位側温冷ユニット１１ａと近位側温冷ユニット１１ｂの温度差を小さくすることができるので、人体温冷刺激装置１０の使用者にとって優しくかつ安全でもある。

（第１実施形態の変形例）
以上の説明では、温冷ユニット１１ａ、１１ｂの個数Ｎ個（Ｎは、自然数）がＮ＝２のときについて説明したが、Ｎが３以上としてもよい。Ｎ＝３の場合の第１実施形態の変形例について、図６及び図７を用いて説明する。

図６は、Ｎ＝３の場合の人体温冷刺激装置１０Ａの構成図である。図６に示すように、人体温冷刺激装置１０Ａは、遠位側温冷ユニット１１ｃ、中間温冷ユニット１１ｄ、近位側温冷ユニット１１ｅを人体２７の遠位側から配置すると共に、これらの間に血流量検出部１２ｄ、１２ｅを配置したものである。中間の血流量検出部１２ｄは、遠位側温冷ユニット１１ｃと中間温冷ユニット１１ｄの間に配置され、中間温冷ユニット１１ｄに組み込まれている。また、近位側の血流量検出部１２ｅは、中間温冷ユニット１１ｄと近位側温冷ユニット１１ｅの間に配置され、近位側温冷ユニット１１ｅに組み込まれている。この変形例の人体温冷刺激装置１０Ａにおいて、前述のオフラインモードで伝達遅れ時間を計測するときには、図７に示すように、遠位側温冷ユニット１１ｃより順次温熱を行う。

このように、温冷ユニットの個数をＮ≧３とすると、Ｎ＝２のときと比較して温冷ユニットをより高密度で配置することができ、血液の流れに対してより連続的な血流のポンピングが可能となる。また、温冷ユニットの個数をＮ≧３とすると、Ｎ＝２のときと比較して温冷ユニットをより長い区間に対して配置することができ、より近位側まで血流の促進を実現することができる。

図６に示す人体温冷刺激装置１０Ａの場合、まず、図７のステップＳ６１において、駆動指令発生部１４から制御部１３に出力する駆動指令を設定する。

次いで、ステップＳ６２において、血流量検出部１２ｄ、１２ｅで初期血流量を計測する。それぞれの血流量検出部１２ｄ、１２ｅの初期血流量を計測することで、それぞれの温冷ユニット１１ｄ、１１ｅにおける閾値Ｑ_ｔｈ２、Ｑ_ｔｈ３を算出する。

次いで、ステップＳ６３において、遠位側温冷ユニット１１ｃへの温熱を開始して、遠位側温冷ユニット１１ａの人体接触面を温熱する。このとき、中間及び近位側温冷ユニット１１ｄ，１１ｅの温冷は行わない。

次いで、ステップＳ６４において、中間温冷ユニット１１ｄの近傍に設置された血流量検出部１２ｄで計測される血流量Ｑ２が、血流量検出部１２ｄの初期血流量に基づいて基準流量値発生器１６において予め定められた閾値Ｑ_ｔｈ２を超えるか否かを、比較器１７で判断する。血流量検出部１２ｄで計測される流量Ｑ２が閾値Ｑ_ｔｈ２を超えたことが比較器１７において判断される（ステップＳ６４のＹｅｓ）と、ステップＳ６５に進む。

次いで、ステップＳ６５では、中間温冷ユニット１１ｄにおける伝達遅れ時間を計測する。伝達遅れ時間の計測は、前述の方法と同様であるため、詳細な説明は省略する。

次いで、ステップＳ６６では、駆動指令発生部１４から制御部１３に出力された駆動指令に基づき、中間温冷ユニット１１ｄへの温熱を開始する。

次いで、ステップＳ６７では、近位側温冷ユニット１１ｅの近傍に設置された近位側の血流量検出部１２ｅで計測される流量Ｑ３が、血流量検出部１２ｅの初期血流量に基づいて基準流量値発生器１６において予め定められた閾値Ｑ_ｔｈ３を超えるか否かを、比較器１７で判断する。血流量検出部１２ｃで計測される流量Ｑ３が閾値Ｑ_ｔｈ３を超えたことが比較器１７において判断される（ステップＳ６７のＹｅｓ）と、ステップＳ６８に進む。

ステップＳ６８では、近位側温冷ユニット１１ｅにおいて伝達遅れ時間を計測する。伝達遅れ時間の計測は、前述の方法と同様であるため、詳細な説明は省略する。

次いで、ステップＳ６９で、近位側温冷ユニット１１ｅへの温熱を開始する。このようにして、３つの温冷ユニット１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを用いることで、温冷ユニットが２つの場合よりも血流のポンピング作用を強くすることができる。

ここで、中間温冷ユニット１１ｄへの温熱を開始してから近位側温冷ユニット１１ｅにおいて伝達遅れ時間を計測し、中間温冷ユニット１１ｄが常温に戻った後に遠位側温冷ユニット１１ｃへの温熱を開始することで、中間温冷ユニット１１ｄにおいて伝達遅れ時間を計測するよりも、より短時間で伝達遅れ時間を計測することができる。

なお、本第１実施形態では、血流の伝達遅れ時間を、温冷ユニット１１の人体接触面を温熱することで算出したが、冷却することで伝達遅れ時間を算出してもよい。冷却することで伝達遅れ時間を算出する場合は、例えば、近位側温冷ユニット１１ｂの血流量検出部１２の血流は減少するので、減少量に関する閾値を基準流量値発生器１６で予め設定し、比較器１７において、血流量の減少量がその基準流量値発生器１６で予め設定した閾値を超えているかを判断し、超えたタイミングで近位側温冷ユニット１１ｂの駆動を開始する。

本第１実施形態のさらに別の変形例として、短時間で血流を促進できる「分離タイプ（温熱時間が重ならないタイプ）」とリラックス性を高められる「重畳タイプ（温熱時間が重なるタイプ）」とを組み合わせた温冷バリエーションを用いても良い。この場合、まず「分離タイプ」による温冷を行った後に「重畳タイプ」による温冷を行う方法や、逆に、まず「重畳タイプ」による温冷を行った後に「分離タイプ」による温冷を行う方法が考えられる。前者は、短期間で血流を促進させた後に全体的に温かくするので、高いリラックス効果を実現できる。後者は、温冷ユニット近傍だけでなく全体を温冷した後に局所的に短時間の温冷を行うので、電気刺激のような刺激を擬似的に与えることができる。なお、これらのバリエーションをさらに組み合わせることもできる。

これらのバリエーションは、制御部１３のそれぞれのスイッチと連携可能なタイプ切替スイッチを設けるか、又は、プログラムで選択するか、若しくは、シーケンスとして予め決定しておく。

以上のように、本第１実施形態にかかる人体冷却刺激装置１０、１０Ａによれば、制御部１３により、温冷ユニット１１を血流方向に沿って時間遅れをもって順次独立して個別に温駆動及び／又は冷駆動することで、従来に比べて血流促進効果を一層向上させることができる。

（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態における人体温冷刺激装置１０Ｂの構成図である。以下、主として、本第２実施形態が前述の第１実施形態と異なる点について、図面を参照しながら説明する。

図８に示すように、人体温冷刺激装置１０Ｂは、所定の間隔をあけて人体２７に配置された複数の温冷ユニット１１ａ，１１ｂと、サーミスタなど温度を計測できる温度計測部５２と、計測された温度に基づいて温冷ユニット１１ａ，１１ｂの温度の制御をそれぞれ独立して個別に行う制御部５３と、駆動指令発生部１４とで構成されている。すなわち、本第２実施形態の人体温冷刺激装置１０Ｂは、前述の第１実施形態の人体温冷刺激装置１０の血流量検出部１２の代わりに温度計測部５２を有するものである。一般的に、血流が増加すると血行が良い状態となり、結果的に体温が上昇するので、温度計測部５２により体温を計測することで、血流量の増加又は減少を温度の上昇又は降下として検出することができる。

温度計測部５２は、近位側温冷ユニット１１ｂ近傍の人体接触面の温度Ｔを計測する。温度計測部５２は、人体の温度（体温）に基づいて血流量を検出する血流量検出部の一例である。

また、任意の２つの温冷ユニット１１ａ、１１ｂのうち、心臓から見て遠位側（人体２７の末梢側）にある温冷ユニットを遠位側温冷ユニット１１ａとし、近位側（人体２７の中枢側）の温冷ユニットを近位側温冷ユニット１１ｂとする。制御部５３は、遠位側駆動部１５ａと、近位側駆動部１５ｂと、基準温度値発生部の一例としての基準温度値発生器５６と、比較部の一例としての比較器５７と、時間計測部の一例としての時間計測器１８と、基準遅延時間発生部の一例としての基準遅延時間発生器１９と、変調部の一例としての変調器２０と、遅延部の一例としての遅延器２１とで構成される。第１実施形態と大きく異なる点は、血流量検出部の一例として機能する温度計測部５２と、基準温度値発生器５６と、比較器５７とである。遠位側駆動部１５ａと近位側駆動部１５ｂとは、第１実施形態と同様に作用する。

温度計測部５２は、人体２７の人体接触面の温度を計測しているが、間接的には血流量の変化を検出するものである。以下、説明の便宜上、温度を計測して、温度の閾値と比較しているが、目的は、血流量の変化を検出することである。

基準温度値発生器５６は、温度計測部５２で計測される温度Ｔの基準値（例えば、初期体温に基づいて予め定められた閾値Ｔ_ｔｈ）を生成する。

比較器５７は、温度計測部５２で計測される温度Ｔと基準温度値発生器５６が生成する基準値（例えば、初期体温に基づいて予め定められた閾値Ｔ_ｔｈ）とがそれぞれ入力されて、温度計測部５２で計測される温度と基準温度値発生器５６が生成する基準値とを比較する。例えば、近位側温冷ユニット１１ｂ近傍に設置された温度計測部５２で計測される温度Ｔが、基準温度値発生器５６において予め定められた閾値Ｔ_ｔｈを超えるか否かが、比較器５７で判断される。温度計測部５２で計測される温度Ｔが、基準温度値発生器５６において予め定められた閾値Ｔ_ｔｈを超えたことが比較器５７において判断されると、比較器５７からの信号により、第４スイッチ２５の接点がＢ側からＡ側に切り換えられる。

時間計測器１８は、駆動指令発生部１４からの駆動指令信号と比較器５７からの判断結果とが入力されて、駆動指令発生部１４より駆動指令信号が発生してから、比較器５７が変化を検出するまでの時間をカウントして、第３スイッチ２４を介して、基準遅延時間発生器１９に出力する。

基準遅延時間発生器１９は、駆動指令発生部１４からの駆動指令信号が入力されて、駆動指令発生部１４から発生する駆動指令信号に対して、時間計測器１８で算出した伝達遅れ時間分を遅延して、第４スイッチ２５の接点Ａ側に出力する。

さらには、変調器２０は、駆動指令発生部１４から遠位側温冷ユニット１１ａに向けて発生する駆動指令信号の高温設定温度と、低温設定温度と、温冷サイクルとを変化させるように、変調された駆動指令信号を遅延器２１に出力する。

遅延器２１は、変調器２０により変調された駆動指令信号が入力されるとともに、第４スイッチ２５の接点がＡ側に接触しているときには、基準遅延時間発生器１９から出力される信号が入力され、第４スイッチ２５の接点がＢ側に接触しているときには、比較器５７からの判断結果の信号が入力される。この結果、遅延器２１は、第４スイッチ２５を介して入力される信号を基に、変調器２０により変調された駆動指令信号に対して更に遅延を発生させて、当該駆動指令信号を、第２スイッチ２３を介して近位側駆動部１５ｂに出力する。

第１スイッチ２２〜第３スイッチ２４は、第１実施形態と同様に作用する。

第４スイッチ２５は、判断器５７からの信号に基づき、遅延器２１と基準遅延時間発生器１９とを接続するか、又は、遅延器２１と比較器５７とを接続するかのいずれかを行う切り換えスイッチである。

図１０Ａは、本第２実施形態におけるリアルタイムモードの人体温冷刺激装置１０Ｂにおいて温冷ユニットの温熱及び／又は冷却を実施する際の装置の制御方法の動作手順を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１１において、駆動指令発生部１４において、遠位側温冷ユニット１１ａと近位側温冷ユニット１１ｂとの温冷の駆動指令を事前に設定する。例えば、遠位側温冷ユニット１１ａの人体接触面を温熱し、近位側温冷ユニット１１ｂの温冷を行わないとする。

次いで、ステップＳ１２で、温度計測部５２を用いて人体２７の人体接触面の初期体温を計測する。

次いで、ステップＳ１３で、図７に示すように、駆動指令発生部１４から制御部５３に出力されかつ事前に設定された駆動指令に基づき、遠位側温冷ユニット１１ａの人体接触面を温熱し、近位側温冷ユニット１１ｂの温冷を行わない。遠位側温冷ユニット１１ａの人体接触面の温熱が開始されることにより、遠位側温冷ユニット１１ａが接触している人体接触面の直下の血液が温められ、その血流が近位方向に流れることになる。

次いで、ステップＳ１４で、近位側温冷ユニット１１ｂ近傍に設置された温度計測部５２で計測される温度Ｔが、基準温度値発生器５６において予め定められた閾値Ｔ_ｔｈを超えるか否かが、比較器５７で判断される。温度計測部５２で計測される温度Ｔが、基準温度値発生器５６において予め定められた閾値Ｔ_ｔｈを超えたことが比較器５７において判断される（ステップＳ１４のＹｅｓ）と、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、比較器５７からの判断結果の信号に基づき、第４スイッチ２５がＢ側からＡ側に接点を切り換えて、駆動指令発生部１４より生じる駆動指令信号が遅延器２１に伝わる。さらに、その駆動指令信号が、遅延器２１から第２スイッチ２３を介して近位側駆動部１５ｂに入り、近位側温冷ユニット１１ｂへの温熱を開始する。

これにより、温度を計測することにより間接的に血流状態をリアルタイムに観測しながら、温められた血流を、順次、遠位側から近位方向に連鎖的に押し出すことができ、より高いポンピング効果を得ることができる。さらに、リアルタイムに体温を介して血流を計測しているので、皮下脂肪の量又は血管径の大きさなどによる個人差又は部位差によって異なる伝達特性に適応した血管ポンピングが可能となる。さらに、第１実施形態のように血流量を測定した場合には、信号のＳＮ比が悪くなりやすく、ノイズの小さい信号を得るためには高額な計測系が必要となるのに対して、本第２実施形態で用いる温度計測部５２は非常に安価に低ＳＮ比の信号を計測することができ、正確に熱電を計測することができる。

なお、温熱により血流量が上昇し、その結果、人体接触面の温度が上昇するので、温度上昇が発生するまでには時間遅れが生じる。そのため、比較部として機能する比較器５７の１つの具体的な例としては、リアルタイムモード及びオフラインモードのいずれにおいても、図１１Ａに示すように、温度計測部５２で計測される温度（センサ値）Ｔが第１閾値（例えば、前記閾値Ｔ_ｔｈ）を超えるタイミングを観測する比較器８１で構成してもよい。

しかしながら、これに限られず、比較器５７の別の具体的な例として、図１１Ｂに示すように、温度計測部５２で計測される温度を時間で微分して温度変化量を算出する時間微分器８５と、時間微分器８５が算出した温度変化量が予め定められた第２閾値を超えるタイミングを観測する比較器８２とで構成してもよい。これにより、時間微分器８５で算出した温度変化量を使用することにより、時間遅延分を除去することができて、より早いタイミングで正確に血流伝達を計測することができる。

また、比較器５７のさらに別の具体的な例として、図１１Ｃに示すように、温度計測部５２で計測される温度を時間で微分した微分値を算出する時間微分器８６と、温度計測部５２で計測される温度をと時間微分器８６で算出された微分値とを加算する比較器８４と、比較器８４からの加算値が第３閾値を超えるタイミングを観測する比較器８３とで構成するようしてもよい。これにより、時間微分器８６で算出した微分値を使用することにより、時間遅延分を除去することができる上に、微分のみでは不安定になりやすい判断を、より安定かつ早期にできるようになる。

また、近位側温冷ユニット１１ｂの駆動指令開始を遠位側温冷ユニット１１ａに対して遅延させる時間は、前記のリアルタイムモードではなく、事前に血流の温度伝達特性を計測し、予め算出してもよい。一例として、温冷ユニット１１ａ，１１ｂを、それぞれ、一対のペルチェ素子によって構成し、ペルチェ素子を温度センサとして使うことで、初期体温に基づいて温度伝達特性を予め算出するようにしてもよい。

オフラインモードで人体温冷刺激装置１０Ｂの制御を行う際には、まず、図１０Ｂに示すように、図１０Ａと同様に、ステップＳ１１において、駆動指令発生部１４において、遠位側温冷ユニット１１ａと近位側温冷ユニット１１ｂとの温冷駆動指令を事前に設定する。

次いで、ステップＳ１２で温度計測部５２を用いて人体２７の人体接触面の初期温度を計測した後、ステップＳ１３で、遠位側温冷ユニット１１ａの人体接触面を温熱する。

次いで、図１０ＢのステップＳ１６では、近位側温冷ユニット１１ｂの温冷を行わないときに、遠位側温冷ユニット１１ａの温熱が開始してから、近位側温冷ユニット近傍に設置された温度計測部５２で計測される温度Ｔが基準温度値発生器５６において予め定められた閾値Ｔ_ｔｈを超えたことが比較器５７において判断されるまでの時間ｔ_ｄを、時間計測器１８で伝達遅れ時間として計測する。

次いで、ステップＳ１７において、時間計測器１８で計測された伝達遅れ時間ｔ_ｄを基準遅延時間発生器１９で基準遅延時間として設定する（このとき、第１スイッチ２２はオン、第２スイッチ２３はオフ、第３スイッチ２４はオン、第４スイッチ２５はＡ側に接点を有する。）。このステップＳ１７完了後に、駆動指令発生部１４からの信号により、後述するステップＳ１８の状態に各スイッチが切り替わる。

次いで、ステップＳ１８において、第１スイッチ２２をオン、第２スイッチ２３をオン、第３スイッチ２４をオフ、第４スイッチ２５をＡ側に接点を有するものとし、駆動指令発生部１４から駆動指令信号が出力されてから、基準遅延時間発生器１９によって、伝達遅れ時間ｔ_ｄが経過したか否かが判断される。基準遅延時間発生器１９によって、駆動指令発生部１４から信号を出力されてから伝達遅れ時間ｔ_ｄが経過したと判断されると、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５においては、基準遅延時間発生器１９からの判断結果の信号に基づき、第４スイッチ２５がＢ側からＡ側に接点を切り換えて、駆動指令発生部１４より生じる駆動指令信号が遅延器２１に伝わる。さらに、その駆動指令信号が、遅延器２１から第２スイッチ２３を介して近位側駆動部１５ｂに伝送される。その結果、近位側温冷ユニット１１ｂが駆動を開始する。

これにより、１回の計測により皮下脂肪の量又は血管径の大きさなどによる個人差又は部位差によって異なる伝達特性に適応した伝達遅れ時間を簡易的に算出することができ、温かい血液を簡易的な順次送り出しによる血管ポンピングが可能となる。

（第２実施形態の変形例）
第２実施形態において、温度センサの代替として、近位側温冷ユニット１１ｂ内の熱電変換器（例えば、一対のペルチェ素子）が有するゼーベック効果を利用した電圧検出部６２を使用してもよい。この場合の人体温冷刺激装置１０Ｃは、図９に示すように、複数の温冷ユニット１１ａ，１１ｂのうちの近位側温冷ユニット１１ｂの中の電圧検出部６２と、近位側温冷ユニット１１ｂへの通電を制御する第２スイッチ２３と、近位側温冷ユニット１１ｂで計測された温度変化に基づいて遠位側温冷ユニット１１ａの温度の制御を行う制御部６３を有する。

図１２は、第２実施形態の変形例における人体温冷刺激装置１０Ｃにおいて、温冷ユニット１１ａ、１１ｂの温熱及び／又は冷却を実施する際の装置の制御方法のフローチャートを示す。

まず、任意の２つの温冷ユニット１１ａ、１１ｂのうち、近位側温冷ユニット１１ｂの通電を行わないように第２スイッチ２３を切断し（ステップＳ２１）、遠位側温冷ユニット１１ａの人体接触面を温熱する（ステップＳ２２）。

その後、遠位側温冷ユニット１１ａの温熱により流量が増した血流が近位側に流れ、温度が上昇する。このとき、近位側温冷ユニット１１ｂ内の電圧検出部６２における熱電変換素子のゼーベック効果により、熱電変換素子は電圧を生じる。遠位側温冷ユニット１１ａの温熱が開始してから、近位側温冷ユニット１１ｂ近傍に設置された電圧量検出部６２で計測される温度の電圧Ｖが、基準電圧値発生器６６において予め定められた閾値Ｖ_ｔｈを超えるか否かを、比較器６７において判断する（ステップＳ２３）。電圧量検出部６２で計測される温度の電圧Ｖが、閾値Ｖ_ｔｈを超えたと比較器６７で判断される（ステップＳ２３のＹｅｓ）と、ステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４においては、電圧量検出部６２で計測される温度の電圧Ｖが閾値Ｖ_ｔｈを超えたと比較器６７において判断されると、遠位側温冷ユニット１１ａの温熱が開始してから電圧Ｖが閾値Ｖ_ｔｈを超えたと比較器６７において判断されるまでの時間ｔ_ｄを、時間計測器１８で伝達遅れ時間として計測する。計測された伝達遅れ時間ｔ_ｄを基準遅延時間発生器１９に基準遅延時間として設定する。

次いで、第１スイッチ２２をオン、第２スイッチ２３をオン、第３スイッチ２４をオフ、第５スイッチ２５をＡ側の接点に切り替え、駆動指令発生部１４から駆動指令信号が出力されてから、基準遅延時間発生器１９によって、伝達遅れ時間ｔ_ｄが経過したか否かが判断される。基準遅延時間発生器１９によって、駆動指令発生部１４から信号を出力されてから伝達遅れ時間ｔ_ｄが経過したと判断されると、基準遅延時間発生器１９からの判断結果の信号に基づき、第４スイッチ２５がＢ側からＡ側に接点を切り換えて、駆動指令発生部１４より生じる駆動指令信号が遅延器２１に伝わる。さらに、その駆動指令信号が、遅延器２１から第２スイッチ２３を介して近位側駆動部１５ｂに伝送される。その結果、近位側温冷ユニット１１ｂが駆動を開始する（ステップＳ２５）。

その後、ステップＳ２６では、ステップＳ０１と同様に、駆動指令発生部１４において、遠位側温冷ユニット１１ａと近位側温冷ユニット１１ｂとの温冷駆動指令を事前に設定する。例えば、遠位側温冷ユニット１１ａの人体接触面を温熱し、近位側温冷ユニット１１ｂの温冷を行わないとする。

次いで、ステップＳ２７で、駆動指令発生部１４から制御部６３に出力されかつ事前に設定された駆動指令に基づき、遠位側温冷ユニット１１ａの人体接触面を温熱し、近位側温冷ユニット１１ｂの温冷を行わない（このとき、図９において第１スイッチ２２及び第２スイッチ２３はオン、第４スイッチ２５はＢ側に接点を持つものとする）。

次いで、ステップＳ２８で、遠位側温冷ユニット１１ａの温熱が開始されてから伝達遅れ時間ｔ_ｄが経過したことを基準遅延時間発生器１９で判断した後、基準遅延時間発生器１９からの判断結果の信号に基づき、第４スイッチ２５がＢ側からＡ側に接点を切り換えて、駆動指令発生部１４より生じる駆動指令信号が遅延器２１に伝わる。さらに、その駆動指令信号が、遅延器２１から第２スイッチ２３を介して近位側駆動部１５ｂに伝送される。その結果、近位側温冷ユニット１１ｂが駆動を開始する。

これにより、１回の計測により、皮下脂肪の量又は血管径の大きさなどによる個人差又は部位差によって異なる伝達特性に適応した伝達遅れを、簡易的に算出することができ、温度センサを用いることなく、コストを抑えることができる。

（第３実施形態）
図１３は、本発明の第３実施形態における人体温冷刺激装置１０Ｄの構成図である。

図１３に示すように、人体温冷刺激装置１０Ｄは、少なくとも、所定の間隔をあけて人体２７に配置された複数の温冷ユニット１１ａ，１１ｂと、ユニット間距離検出部１０２と、流速選択部１２４と、制御部１０３とで構成される。

ユニット間距離検出部１０２は、それぞれの温冷ユニット１１ａ，１１ｂの間の距離を計測する。

流速選択部１２４は、温冷ユニット１１ａ，１１ｂを接触させる部位を選択する部位入力部１２２と、座位又は立位などそのときの人体の姿勢を選択する姿勢入力部１２３とで構成され、温冷ユニット１１ａ，１１ｂにおける血流の速度を決定する。

制御部１０３は、ユニット間距離検出部１０２と流速選択部１２４と駆動指令発生部１４とからの情報を基にそれぞれの温冷ユニット１１ａ，１１ｂの温度をそれぞれ独立して個別に制御する。

なお、流速選択部１２４では、内蔵する記憶部に、文献値などから人体の部位と静脈の血流速度との関係情報が図１４に示すようにテーブル形式で予め登録されている。そして、部位入力部１２２で入力された部位（脹脛又は前腕など）と姿勢入力部１２３で入力された姿勢（立位又は座位又は臥位など）とが流速選択部１２４に入力されると、入力された部位と入力された姿勢とに対応した血流速度を流速選択部１２４から出力する。なお、流速選択部１２４の記憶部に登録されたテーブルは、部位及び姿勢に加え、年齢及び性別により異なり、年齢及び性別を選択することで、テーブルを選択するものであっても良い。なお、性別及び年齢以外にも、関節の屈曲進展、体重、又は、体脂肪率にも、血流速度は依存する。また、関節を挟んで複数の温冷ユニット１１ａ，１１ｂが配置される場合、関節を挟む腕又は脚の姿勢（関節を曲げるか、伸ばすか）により温冷が変化するので、関節部は、別条件として追加されている（図１４の膝関節、股関節、肘関節など参照）。

なお、人体温冷刺激動作としては、図１４の部位と、先に述べた「リアルタイムモード」と「オフラインモード」となどのモードとの組み合わせで、種々の種類の人体温冷刺激動作を実現することができる。

流速選択部１２４から出力された血流速度とユニット間距離検出部１０２から出力されるユニット間距離とを掛け合わせることで、簡易的に、ユニット間で血流の伝達遅れ時間ｔ_ｄを遅延時間算出部１１８で算出することができる。駆動指令発生部１４から信号を出力されてから、基準遅延時間発生器１９によって伝達遅れ時間ｔ_ｄが経過したと判断されたならば、近位側駆動部１５ｂに駆動指令信号が伝送される。駆動指令を実行する前に伝達遅れ時間分だけ遅らせて駆動指令信号の伝送を行うことで、部位又は姿勢によって異なる伝達特性に適応した伝達遅れを簡易的に算出することができ、温かい血液を簡易的な順次送り出しによる血管ポンピングが可能となる。

さらに、皮膚の厚み、脂肪量、又は、筋肉量により表皮から血管までの熱伝導時間は異なるので、温冷ユニット１１ａ、１１ｂの熱が血管及び血液に伝わる時間を流速選択部のパラメータとしてもよい。具体的には、体脂肪量又は筋肉量をパラメータとした熱伝導時間が事前の実験により取得されており、その熱伝導時間を遠位側温冷ユニット１１ａでｔ_ｉとし、近位側温冷ユニット１１ｂでｔ_ｉ＋１としたときには、時間（ｔ_ｄ＋ｔ_ｉ−ｔ_ｉ＋１）だけ遅らせて、近位側温冷ユニット１１ｂの駆動指令を開始する。これにより、より正確に血流の熱電遅れを推定することができ、連続的な血管ポンピングが可能になる。

なお、第３実施形態において、ユニット距離計測部１０２においてユニット間距離を計測するものとしたが、一定のユニット間距離となるように予めユニット同士をワイヤなどの剛体などで固定してもよい。この場合には、テーブルから決定される血液速度とユニット間距離を掛け合わせることで、ユニット間で血流の伝達遅れ時間ｔ_ｄを算出することができる。

なお、本第１〜第３実施形態において、駆動指令発生部１４からの駆動指令信号に基づき、温冷ユニット１１ａ，１１ｂを人体２７に接触させる前に、温冷ユニット１１ａ，１１ｂを事前に人肌温度とおよそ等しくなる３６℃程度まで温めておいても良い。これは、例えば、事前加熱モード用スイッチ１０１などを設けて、事前加熱モード用スイッチ１０１をオンすることにより駆動指令発生部１４から事前加熱制御が行われるように信号を制御部３に出力するようにしてもよい。これにより、温冷ユニット１１ａ，１１ｂを人体２７に接触させるときに人体２７に与える刺激が少なくなる。また、遅延時間を決定するための血流量の閾値を算出する際には、温冷ユニット１１ａ，１１ｂの温度が皮膚温度と等価になっているときの血流量を基準として算出するので、事前に皮膚温度となっていると短時間で閾値を算出することができる。

（実施形態の第１変形例）
本第１〜第３実施形態の第１変形例として、複数の温冷ユニット１１ａ，１１ｂの遠位側と近位側とを明確に区別するため、マークをそれぞれの複数の温冷ユニット１１ａ，１１ｂに付けるようにしてもよい。例えば、複数の温冷ユニット１１ａ，１１ｂが互いに連結帯１１Ｘで連結されているときに、図１５Ａのように遠位側温冷ユニット１１ａに「足」又は「手」などの特徴的なマーク（図１５Ｂ参照）、若しくは、「遠」などの文字を、印刷などにより形成しておくことが望ましい。これにより、使用者が遠位側温冷ユニット１１ａと近位側温冷ユニット１１ｂとの配置を逆に配置することがなくなり、意図したタイミングで温冷を実施することができる。なお、近位側温冷ユニット１１ｂに「心臓」などのマーク又は「近」などの文字を印刷などにより形成しておいてもよい。

（実施形態の第２変形例）
また、本第１〜第３実施形態の第２変形例として、１つの温冷ユニットを、人体の周方向沿いに独立して配置された複数の熱電変換素子で構成し、１つの温冷ユニットの周方向の複数の熱電変換素子の中で、温冷のタイミングに遅延を与える構成としても良い。例えば、遠位側温冷ユニット１１ａにおいては、熱電変換素子１１ａ１、１１ａ２、…を周方向に配置し、近位側温冷ユニット１１ｂにおいては、熱電変換素子１１ｂ１、１１ｂ２、…を周方向に配置する。遅延の与え方は、一般的な静脈位置を参考にして、静脈の抹消血管側を先に温め、遅延を持って静脈の大静脈側に高温部を移動するように温めるものとする。例えば、足首の場合には、足首の周方向のうちの外側を先に温め、その後、足首の周方向のうちの内側を温めるものとする。これにより、１つの温冷ユニットを画一的に温冷するよりも、より効率的に大静脈に血流を促進することができる。これも、例えば、大静脈血流促進用スイッチ（図示せず）などを設けて、大静脈血流促進用スイッチをオンすることにより駆動指令発生部１４から複数の熱電変換素子の中で、温冷のタイミングに遅延を与えるように信号を制御部３に出力するようにしてもよい。

（実施形態の第３変形例）
本第１〜第３実施形態の第３変形例として、温冷ユニット１１ａ、１１ｂを配置する際に、大動脈側及び末梢側がわかるように、配置部位に応じた固定冶具を設けてもよい。例えば、図１７に示すように足首２７ａの場合には踵に引っ掛けられる紐又は帯などの冶具１１Ｙを付けることで、足首２７ａに対する複数の温冷ユニット１１ａ，１１ｂの配置を簡単に決定することができる。このようにすることで、複数の温冷ユニット１１ａ，１１ｂの位置を規定した状態で、容易に配置することができる。

なお、前記実施形態の変形例として、複数の温冷ユニット１１ａ，１１ｂを腕又は足に巻き付けるタイプ以外に、マッサージチェアや、電気毛布などの応用例が考えられる。

マッサージチェアにおいては、特に、マッサージチェアの脚用マッサージ部に、複数の温冷ユニット１１ａ，１１ｂを含む人体温冷刺激装置を内蔵することで、マッサージと同時に血流を促進させることができる。

電気毛布においては、電気毛布に帯状に、多数の温冷ユニット１１ａ，１１ｂ，…を配置することで、電気毛布にくるまれた人の血流を促進させることができる。温冷ユニット１１の配置は、電気毛布全体ではなく、胸側の半分を除く脚側の半分だけでも良い。電気毛布では、一般的に電源部が脚側にあるので、電気毛布において、脚側の特定は可能である。

なお、本発明を第１〜第３実施形態及び変形例に基づいて説明してきたが、本発明は、前記の第１〜第３実施形態及び変形例に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。

前記各制御部の一部又は全部は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭ又はハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各部は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。

例えば、ハードディスク又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。なお、前記実施形態又は変形例における制御部を構成する要素の一部又は全部を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、所定の間隔をあけて人体に配置された少なくとも２つ以上の温冷ユニットを制御する制御プログラムであって、コンピュータに、前記２つ以上の温冷ユニットを血流方向に沿って、時間遅れをもって順次に温駆動及び／又は冷駆動する制御部として機能させるための制御プログラムである。

また、このプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスク、磁気ディスク、又は、半導体メモリなど）に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。

また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。

なお、上記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明の人体温冷刺激装置は、血流循環促進を行う医療又は美容などの分野で有用である。

１ 温熱・冷却部
２ 放熱ブロック
３ 温冷パッド
４ チューブ
５ シート材
６ 人体
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 人体温冷刺激装置
１１ 温冷ユニット
１１ａ，１１ｃ 遠位側温冷ユニット
１１ｂ，１１ｅ 近位側温冷ユニット
１１ｄ 中間温冷ユニット
１１Ｘ 連結帯
１１Ｙ 冶具
１２，１２ｄ，１２ｅ 血流量検出部
１３，５３，６３，１０３ 制御部
１４ 駆動指令発生部
１５ 温冷ユニット駆動部
１５ａ 遠位側駆動部
１５ｂ 近位側駆動部
１６ 基準流量値発生器
１７，５７，６７ 比較器
１８，１１８ 時間計測器
１９ 基準遅延時間発生器
２０ 変調器
２１ 遅延器
２２ 第１スイッチ
２３ 第２スイッチ
２４ 第３スイッチ
２５ 第４スイッチ
２７ 人体
５２ 温度計測部
５６ 基準温度値発生器
６２ 電圧検出部
６６ 基準電圧値発生器
１００ モード選択スイッチ
１０１ 事前加熱モード用スイッチ
１０２ ユニット間距離検出部
１２２ 部位入力部
１２３ 姿勢入力部
１２４ 流速選択部

Claims (5)

1. 所定の間隔をあけて人体に配置される少なくとも２つ以上の温冷ユニットと、
   前記２つ以上の温冷ユニットを血流方向に沿って、時間遅れをもって順次に温駆動及び／又は冷駆動する制御部とを備え、
   前記複数の温冷ユニットのうちの血流方向に沿って前記人体の心臓側に近い近位側に配置される近位側温冷ユニットの近傍の血流量を測定する血流量検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記複数の温冷ユニットのうちの前記人体の近位とは反対側の遠位側に配置された遠位側温冷ユニットを温駆動もしくは冷駆動し、その後、前記血流量検出部が所定の血流量に達したことを検知した後、前記近位側温冷ユニットを温駆動もしくは冷駆動開始するように制御する、
   人体温冷刺激装置。
2. 前記血流量検出部は、前記血流量検出部を配置した前記人体の温度検知により血流量の変化を検出して、前記血流量検出部が前記所定の血流量に達したことを検知する、
   請求項１に記載の人体温冷刺激装置。
3. 前記温冷ユニット間の距離を計測するユニット間距離検出部と、
   前記温冷ユニットを配置する部位及び姿勢と血流速度との関係から、前記温冷ユニットを配置する部位での血流速度を決定する流速選択部とをさらに備え、
   前記制御部は、前記流速選択部で決定された前記血流速度と前記ユニット間距離検出部で計測したユニット間距離とを掛け合わせることで、前記複数の温冷ユニット間での血流の伝達遅れ時間を求める遅延時間算出部を有し、
   前記制御部は、前記温冷ユニットに対する駆動指令信号が出力されてから前記伝達遅れ時間が経過した後、前記複数の温冷ユニットのうち近位側の温冷ユニットが温駆動もしくは冷駆動開始するように制御する、
   請求項１に記載の人体温冷刺激装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の人体温冷刺激装置を備えた、
   マッサージチェア。
5. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の人体温冷刺激装置を備えた、
   電気毛布。

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