JP6266139B2 - 疼痛位置が入力される光線療法デバイス - Google Patents

Description

本発明は、ユーザの身体部分の侵害受容性疼痛を緩和するためのデバイスの分野に関する。より詳細には、本発明は、疼痛の位置又は部位をユーザが示すための入力を伴う光線療法デバイスを提供し、本デバイスは、ユーザの入力に応じて光線療法をもたらす。

疼痛は、侵害刺激又は身体的損傷の不快な認識として説明され得る知覚経験である。国際疼痛学会（ＩＡＳＰ）によれば、疼痛は、実際の又は可能性のある組織損傷に関連する、又はそのような損傷の観点で表される、不快な知覚的且つ精神的な経験として定義されている。業界アナリストは、世界中で１５億を超える人が慢性疼痛に苦しんでおり、慢性疼痛を、患者が医療ケアを求める最大の理由にしている、と推定している。肩−首領域又は上側背部若しくは下側背部における筋痛は、非常に一般的な問題である。

疼痛は、文化的学習の影響の下での、生理的であることに加えて（感情的及び非感情的である）心理的な要素を有する、個人ごとの主観的で多面的な複合心象である。したがって、一方では、同一の生理的症状を有する２人の患者は、以前の経験からの、これら２人の患者の疼痛に対する感度又は疼痛に対する馴化の差異に起因して、全く異なる疼痛を経験する可能性があるため、真に客観的に評価することは、不可能ではないとしても、本質的に難しい。

投薬及び身体運動等の、疼痛治療のための多くの技術が存在している。他の解決策は、光熱療法（例えば、赤外線ランプ）を使用する。温度の上昇は、深部組織における温度受容器を刺激する。次いで、身体が発生させた温度信号が、信号受容性信号の伝達を抑制する。さらに、これは、血流及び代謝の増加等の生理的反応を生じさせ、後角からのα運動活動を低減させることにより筋肉を緩和するために伝えられる。

光線療法デバイスの一例が、Ｐｈｉｌｉｐｓ（登録商標）により開発されており、この光線療法デバイスは、背部筋痛用にユーザの身体の周りでストリップするように設計されている電子パッチの形態を有する。このパッチは、その内部部分に青色発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイを有し、これらの青色ＬＥＤは、ユーザの身体の皮膚の領域に光線療法青光を照射するために、オンに切り替えることができる。ユーザは、伸縮性バンドを使用して、ユーザの身体の周りにこのパッチを固定することができ、これにより、ユーザは、光線療法を受けている間、このパッチが適切な位置に保たれたまま歩き回ることができる。

個々人の疼痛の知覚に対して改善された疼痛緩和効果を有する光線療法デバイスを提供することが有効であろう。さらに、そのようなデバイスが電力を節約できることが有効であろう。さらに、より高い強度の光線療法光を提供できることが有効であろう。

第１の態様において、本発明は、ユーザの身体部分の侵害受容性疼痛を、身体部分のうちの少なくとも一部の照射によって緩和するための光線療法デバイスを提供する。本光線療法デバイスは、
−身体部分のうちの少なくとも一部に適合するよう構成されているパッチ構造体と、
−パッチ構造体が身体部分上に配置されているときに、ユーザの身体部分のうちの少なくとも一部の光線療法照射を可能にするために、パッチ構造体上に配置されている少なくとも１つの光源を含む制御可能な光源系と、
−身体上の空間位置に関する、ユーザからの入力を受けるよう構成されているユーザインタフェースと、
−ユーザからの入力に応じて、制御可能な光源系を制御するよう構成されている制御系であって、ユーザインタフェースは、さらに、パッチ構造体上に配置されているタッチ感知パネルを含み、タッチ感知パネルは、身体部分のうちの少なくとも一部に適合するサイドと反対のサイドに配置されている、制御系と、
を有する。

ユーザインタフェースは、ユーザが疼痛を感じた、身体上の正確な位置をユーザが示すことを可能にし、その後、制御系は、ユーザにより示された身体上の空間位置に、光線療法照射を空間的に向けることができるので、このようなデバイスは有効である。これにより、ユーザが疼痛を感じた、身体の部分に、光線療法照射が当てられる。あるいは、ユーザが疼痛の知覚を示した、身体上の空間位置を鑑みて、最適な効果を得るために生理学的知識に基づいて光線療法照射を当てるのが有効であると見出された身体の部分に、光線療法照射が当てられる。したがって、ユーザのニーズに合わせて光線療法をユーザ別に適合させることが可能であり、よって、光線療法効果を高めることが可能である。１つの汎用的な制御可能な光源系及び広い身体領域をカバーすることができるパッチ構造体を製造することが可能であり、さらに、ユーザが、疼痛の位置を正確に示し、必要とされる位置でのみ、侵害受容性疼痛緩和光線療法を受けることが可能である。

ユーザインタフェースは、空間的に異なる位置においてユーザによるタッチを感知するよう構成されているタッチ感知パネルを含む。特に、タッチ感知パネルは、パッチ構造体の、少なくとも１つの光源のサイドとは反対のサイドに配置され得る。これにより、ユーザは、パッチを装着している間、すなわち、例えば背部や肩−首領域といった身体部分にパッチを固定させている間、疼痛の位置を示すことができ、ユーザが、パッチの上部で疼痛がある位置又は１以上の領域をタッチすることにより、タッチ感知パネルは、疼痛がある領域を感知するよう構成される。これは、ユーザにとって、疼痛がある領域を示す簡便な方法である。なぜならば、ユーザは、ユーザの片手（又は両手）によって、疼痛がある領域を直接タッチするだけでよいからである。タッチ感知パネルは、弾性（acoustic）タッチパネル、光学センサパネル、掃引周波数静電容量式（ＳＦＣ：swept frequency capacitive）センサパネル、及びナノタッチ（nano-touch）センサパネルのうちの少なくとも１つを含み得る。すなわち、一般に、タッチ感知パネルは、当業者により知られている様々な技術のうちの１つを使用することができる。

ユーザにより必要とされる領域のみに空間的に限定されるように照射を制御することができるということは、光源を空間的に制御することができない光線療法デバイスと比較して、バッテリ電力を節約することを助ける。これは、より小さなバッテリの使用を可能にし、且つ／又は、バッテリを再充電する必要なく、より長い継続時間の治療を可能にする。これらの両方は、例えば毎日といった長い期間の間患者が光線療法デバイスを装着することを要する慢性疼痛を有する患者にとって、有効である。さらに、ユーザが疼痛を感じた空間的に限定された領域にのみ照射することは、過度の熱を発生させることなく、さらには、疼痛がある領域を照射するのに必要とされるバッテリ電力だけを用いて、この限定された領域において強度を増大させることができることを意味する。

本発明は、光線療法がユーザの個々のニーズに合わせて適合される場合に、改善された光線療法を得ることができる、すなわち、改善された疼痛緩和効果を得ることができるという洞察に基づく。さらに、個々のユーザにあっては、疼痛の知覚は、強度だけでなく知覚される空間位置の両方に関して、１日の間で変化することがある。第１の態様に従った本デバイスを使用すると、この変化を考慮することができ、したがって、ユーザの疼痛緩和効果を改善することができる。

好ましい実施形態において、光源は、青光発光ダイオード（ＬＥＤ）、すなわち、４３０〜４８０ｎｍの範囲内の波長を有する光を提供することができるＬＥＤ、を含む。特に、そのような青光は、連続光の代わりにパルス光を使用することにより、筋痛に対して改善された疼痛緩和効果を与えることができることが、最近になって確認されている。これは、熱負荷を増大させることなく、組織への光の浸透深度を高めることが可能であるからである。したがって、そのようなパルス光の様々なパラメータも、例えば、疼痛強度をユーザが示すことを可能にするユーザインタフェースによって制御することができる。例えば、ユーザインタフェースへのこのユーザ入力に応じて、光強度及び／又は光パルス周波数が適応され得る。

以下において、複数の実施形態及び特徴が説明される。

制御系は、ユーザにより入力された、身体上の空間位置に、光線療法照射を空間的に適応させるように、ユーザからの入力に応じて、制御可能な光源系からの光線療法照射を制御するよう構成され得る。したがって、ユーザは、ユーザの身体上の疼痛の位置を入力することができ、次いで、ユーザが疼痛を感じた位置に光線療法照射が向けられ、それにより、本デバイスは、ユーザの個々のニーズに合わせて適合できるようになる。これにより、（バッテリ）電力を節約することができる。なぜならば、利用可能な光源のうちの一部しかアクティブ化される必要がないからである。さらに、不要な熱が発生しない。なぜならば、本デバイスは、疼痛がある位置又は領域にのみ光線療法照射を提供するよう適合することができるからである。

制御系は、ユーザにより入力された、身体上の空間位置に応じて、光線療法照射の少なくとも１つのパラメータを変更するように、制御可能な光源系を制御するよう構成され得る。特に、少なくとも１つのパラメータは、照射光継続時間、照射光強度、照射光波長、照射光パルス幅、及び照射光パルス周波数のうちの少なくとも１つを含み得る。また、次のものの任意の組合せが使用されてもよい：強度、波長、パルスを変更するパターン、及び、各ＬＥＤが同じ時間に異なって挙動する複数のＬＥＤのパターン（例えば、マトリックスディスプレイ上のアニメーション）。さらに、所定のパターンの周期的実行が用いられてもよい（例えば、特定の継続時間によるオン−オフ−オン−オフ）。さらに、ユーザにより示された２以上のポイントを使用して、例えば、これらの２以上のポイントの間で治療を交互にしてもよい。代替的に、ユーザは、疼痛の領域又は方向を示すために、ジェスチャ又はストロークを行ってもよい。プログラム／シーケンスは、疼痛治療プログラムを作成するときに、これを考慮してもよい。したがって、本デバイスは、ユーザからの空間位置入力を使用して、例えば、疼痛があるとしてユーザにより示された身体位置又は１以上の領域において照射及び／又は照射光パルス周波数を強める等の異なる方法で、照射光を制御することができる。代替的に、制御系は、疼痛があるとしてユーザが示した身体位置又は１以上の領域にて配置されている１以上の光源のみをオンに切り替えるよう構成されてもよい。

ユーザからの入力は、ユーザからの入力を空間照射パターンに変換するように、制御アルゴリズムに従って処理され得、制御系は、それに従って制御可能な光源系を空間的に制御するよう構成される。特に、制御アルゴリズムは、予め記憶されている生理学的情報に応じて、ユーザからの入力を空間照射パターンに変換することができる。これは、ユーザにより示された疼痛がある位置又は１以上の領域のインテリジェントな処理を可能にする。なぜならば、所定の疼痛の知覚は、例えば、普段生じている複数の疼痛の知覚のうちの１つとしてユーザによる入力を認識したことに応じて、それに従って、予め記憶されている照射をアクティブ化することにより、ユーザにより示された位置又は１以上の領域とは異なる身体領域の照射によって、最も効果的に治療される場合があることが考慮され得るからである。

ユーザインタフェースは、ユーザが、疼痛強度のインジケーションを入力することを可能にし、疼痛強度に応じて光線療法照射の少なくとも１つのパラメータを適応させるよう構成される。特に、照射光継続時間、照射光強度、照射光波長、照射光パルス幅、及び照射光パルス周波数が、ユーザにより示された疼痛強度に応じて適応され得る。特に、ユーザインタフェースは、ユーザにより加えられた力を感知する手段（例えば、当技術分野において知られているような力センサ）を用いることによって、ユーザが、疼痛強度を示すことを可能にするよう構成され得る。例えば、力センサは、疼痛がある位置を示したのと同時に力を感知するよう構成され得る。代替的に、ユーザインタフェースは、例えば、数字を入力する手段を用いることやつまみを回すことによって、疼痛強度のインジケーションのために構成されてもよい。

制御可能な光源系は、パッチ構造体に対してそれぞれ空間的に異なるゾーンに配置される複数の個々に制御可能な光源を含み得る。特に、制御系は、ユーザが疼痛を感じた身体部分の侵害受容性疼痛緩和のための光線療法照射を可能にするために、ユーザからの入力に応じて、限定された数の個々に制御可能な光源をアクティブ化するよう構成され得る。これにより、最適な疼痛緩和効果を得ることができるとともに、電力を節約することができ、したがって、全ての光源が常にアクティブ状態にある従来技術デバイスと同じ電力消費量で、より強い光強度又はより高いパルスの光を使用することが可能になる。より具体的には、制御可能な光源系は、複数の空間的に分離された個々に制御可能な光源グループを含み得るものであり、複数の空間的に分離された個々に制御可能な光源グループの各光源グループは、複数の単一光源を含む。

本デバイスの別のグループの実施形態において、ユーザインタフェースは、例えば、ユーザがユーザの手によって示した空間位置等の、ユーザが示した空間位置又は身体部分を認識するよう構成されているカメラシステムを含む。したがって、そのようなシステムは、好ましくは、カメラと、カメラからの１以上の画像に応じて、ユーザがどの空間位置又は身体部分を示したかを決定するよう構成されている画像処理アルゴリズムと、を含む。

本デバイスのさらに別のグループの実施形態において、ユーザインタフェースは、パッチ構造体から分離している制御デバイスを含み得る。制御デバイスは、例えば疼痛が感じられた位置といった身体上の空間位置を示すためにユーザが操作するように構成される。この分離している制御デバイスは、多種多様な形で実現することができる。特に、制御デバイスは、制御スティック、コンピュータマウス、トラックボール、ボタンのセット、タッチパッド、及びタッチスクリーンのうちの少なくとも１つを含み得る。特殊な実施形態において、制御デバイスは、ユーザの自身の身体の表現としての、タッチ感知式である身体人形（physical doll）を含み、疼痛治療は、ユーザが身体人形の身体上にユーザの手を置いた位置に対応する、ユーザの身体部分に対して行われる。身体上の空間位置のインジケーションを容易にするのを助けるために、ユーザインタフェースは、ユーザが疼痛の位置を示すことが可能である、身体の少なくとも一部のマップを表示するよう構成されてもよい。

本デバイスのさらに別のグループの実施形態において、ユーザインタフェースは、外部デバイスからユーザ入力を受信するよう構成される。例えば、外部デバイスは、スマートフォン、タブレット、及びパーソナルコンピュータのうちの１つである。特に、ユーザインタフェースは、ユーザが外部デバイス上で入力した、身体上の空間位置を示すデータを受信するよう構成される。具体的には、ユーザインタフェースは、近距離無線通信（ＮＦＣ）標準、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を介して等、外部デバイスへの無線接続を介して、そのようなデータを受信するよう構成され得る。特定の実施形態において、本デバイスは、例えば、パッチ構造体の一部として取り付けられる等の、パッチの近くに配置される無線受信機であって、ユーザが外部デバイス上で入力した、身体上の空間位置を示すデータを無線形態で受信するよう構成されている無線レシーバを有する。さらに、本デバイスは、例えばスマートフォンといった外部デバイスのためのアプリケーションプログラムを有し、このアプリケーションプログラムは、ユーザが、外部デバイス上で、身体上の空間位置を示すことを可能にし、外部デバイスは、その後、身体上の空間位置を示すデータを無線受信機に無線で送信する。

制御可能な光源系は、好ましくは、４３０〜４８０ｎｍの範囲内の少なくとも１つの波長を有する光、すなわち、疼痛緩和効果を与えることが確認されている青光、を提供するよう構成されている少なくとも１つの光源を含む。特に、制御可能な光源系は、例えば、１０×１０ｃｍ以上の領域をカバーする２Ｄアレイの形で空間的に配置される複数のＬＥＤ等の、複数のＬＥＤを含み得る。

本デバイスは、ユーザが、パッチ構造体を身体部分に固定することを可能にするための固定構造を有することができる。パッチ構造体は、パッチが、異なる形状の身体部分に適合することを可能にするように、可撓性材料で作ることができる。

特定の実施形態において、本光線療法デバイスは、所定のゾーン又は領域をカバーするように空間的に分散されている複数の青光ＬＥＤを有する。プロセッサと、少なくともプロセッサ及びＬＥＤに電力を供給するためのバッテリと、ユーザが疼痛位置を示すことを可能にする制御パネルと、が全て、パッチ構造体とともに設けられるので、ユーザは、そのようにすることができる。パッチ構造体は、好ましくは、ユーザが、ユーザの背部、肩、又は四肢に装着するのに適したサイズ及び形状である。好ましくは、本光線療法デバイスは、ユーザの身体部分に固定することを可能にするよう機能する固定要素を有する。

本デバイスは、好ましくは、必要な全ての電力を供給する、すなわち、本デバイスに電力を供給するよう構成されているバッテリ（例えば、再充電可能なバッテリ）を有する。これは、ユーザが、本デバイスを装着して、電源に配線する必要なく歩き回ることを可能にする。さらに、本発明は、電力を節約することができるので、より小さなバッテリの使用を可能にする、又は、所与のバッテリ容量で、より長い継続時間の光線療法を可能にする。

第２の態様において、本発明は、第１の態様に従った光線療法デバイスを含む製品を提供する。このような製品において、少なくとも、パッチ構造体及び少なくとも１つの光源が、さらなるデバイスの上に又は中に設けられ得る。例えば、光線療法デバイスが、さらなるデバイスの一体部分を形成するように、又は、さらなるデバイスと一緒になって１つの単一ユニットを構成するように、少なくとも、パッチ構造体及び少なくとも１つの光源は、さらなるデバイスの上に又は中に設けられ得る。特に、さらなるデバイスは、衣類、例えばマッサージチェアといった家具、車椅子、医用治療デバイス等であり得る。さらに、さらなるデバイスは、自動車、バス、列車、飛行機、船における運転者椅子又は乗客椅子、病院用ベッド、装着型乳幼児キャリア、バックパック、若しくは、大型の装着型楽器（チューバ、アコーディオン等）のベルト、又は、時計、ブレスレット等の任意の手首装着型デバイス等を含み得る。さらに、さらなるデバイスは、例えばブラジャーといった下着又は肌着を含み得る。

第３の態様において、本発明は、ユーザの身体部分の侵害受容性疼痛を、身体部分のうちの少なくとも一部の照射によって緩和するための光線療法デバイスを制御するための方法を提供する。光線療法デバイスは、身体部分のうちの少なくとも一部に適合するよう構成されているパッチ構造体と、パッチ構造体上に配置されている少なくとも１つの光源と、を有する。本方法は、
−身体上の空間位置に関する、ユーザからの入力を受けるステップと、
−ユーザからの入力に応じて、パッチ構造体上に配置されている少なくとも１つの光源を制御するステップと、
を含む。

このような方法は、第３の態様に従った方法のステップを実行することができるコンピュータ実行可能なプログラムコードとして実装することができる。したがって、本方法は、例えば、光線療法デバイスにおける既存のソフトウェアのアドオン又は変更として、ソフトウェアの形態とすることができる。コンピュータ実行可能なプログラムコードは、特に、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体上に存在してもよいし、当該プログラムコードを実行するよう構成されている処理システムのメモリにロードされてもよい。

第４の態様において、本発明は、例えば、スマートフォン等のモバイルデバイスといった外部デバイスに、
−身体上の空間位置に関する、ユーザからの入力を受けさせ、
−ユーザからの入力に応じて、第１の態様に従った光線療法デバイスのパッチ構造体上に配置されている少なくとも１つの光源を制御させる
よう適合されているコンピュータ実行可能なプログラムコードを提供する。特に、プログラムは、モバイルデバイスに、人の身体のマップを表示させることができ、ユーザが疼痛を感じた、身体上の空間位置に関する入力として、人の身体上の位置又は領域をユーザが入力することを可能にさせることができる。代替的に、外部デバイスにおけるカメラが、身体上の空間位置のインジケーションとして、疼痛がある領域の写真を撮るために、ユーザにより使用されてもよい。外部デバイスは、好ましくは、ユーザ入力に応じて、制御可能な光源系を制御するために、無線データを光線療法デバイスに送信することができる。さらなるオプションとして、治療者が、デバイスのプログラム又は処理を設定できてもよく、その後、ユーザが疼痛を感じたときに、そのように設定されたプログラム又は処理が、ユーザにより後でトリガされてもよい。

第１の態様の利点及び実施形態は、第２の態様、第３の態様、及び第４の態様にも同じく当てはまることが理解されよう。概して、第１の態様、第２の態様、第３の態様、及び第４の態様は、本発明の範囲内で可能な任意の形で、組み合わせて結合することができる。本発明のこれらの態様及び他の態様、特徴、並びに／又は利点は、以下で説明する実施形態から明らかになり、以下で説明する実施形態を参照すると明瞭になるであろう。

本発明の実施形態が、図面を参照しながら、単なる例示として説明される。
一実施形態のブロック図。 青光ＬＥＤを有する従来技術デバイスを示す写真。 パッチ構造体の一方のサイドに配置されているタッチ感知パネルの形態のユーザインタフェースの写真。 一方のサイドに配置されているタッチ感知パネルの形態のユーザインタフェースと、反対のサイドに配置されている光源と、を含むパッチ構造体のブロック図。 ユーザがユーザの手によって疼痛の位置を示し、この位置がカメラを介して光線療法によりレジストレーションされる一実施形態を示す図。 ユーザがジョイスティックを介して疼痛の位置を示す一実施形態のブロック図。 方法の実施形態のステップのブロック図。

図１は、ユーザの身体部分の侵害受容性疼痛を緩和するための光線療法デバイスの実施形態のブロック図の基本的な部分を示している。この実施形態において、制御可能な光源系は、空間的に異なって配置される３つのグループの光源ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３を含む。好ましくは、これらの光源の各々は、複数の青光ＬＥＤであって、例えば、各青光ＬＥＤが所定の領域又はゾーンをカバーするようにアレイ状に配置される複数の青光ＬＥＤを含む。このような青光ＬＥＤは、ユーザの身体部分の皮膚を照射するときにユーザの身体のうちの一部の照射によって、侵害受容性疼痛緩和効果を与えることが分かっている。光源グループＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３の光源器（light sourcer）は、例えば人の背部といった身体部分のうちの少なくとも一部に適合するよう構成されている、織布材料、不織布材料、高分子材料等の例えば可撓性材料といったパッチ構造体ＰＳ上に配置される。したがって、パッチ構造体ＰＳが、ユーザの身体部分上に配置されているときに、光源は、身体部分の光線療法照射を提供することができる。

ユーザインタフェースＵ＿Ｉは、ユーザの身体上の空間位置に関する、ユーザからの入力を受けるよう機能する。これは、例えば、スマートフォン等の外部デバイスを介してや、パッチ構造体の反対サイドに取り付けられたタッチパネルを使用して等、様々な方法で行うことができ、これにより、パッチ構造体が身体部分に固定されると、ユーザは、身体部分をタッチすることによって、身体上の適切な位置を示すことが可能になる。

制御系ＣＳは、ユーザからの入力に応じて、例えば、疼痛があるとしてユーザにより示された身体位置に配置されている、光源ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３のうちの１以上のグループのみをオンに切り替えることにより、制御可能な光源系ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３を制御するよう機能する。追加的又は代替的に、制御系ＣＳは、疼痛があるとしてユーザにより示された身体位置に最高量の光線療法照射を提供するために、異なる光源グループＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３に異なる照射強度及び／又はパルス周波数を提供することにより、制御可能な光源系を制御してもよい。

図示される実施形態において、ユーザインタフェースＵ＿Ｉからの入力は、アルゴリズムに適用される。このアルゴリズムでは、示された疼痛位置が、生理学的モデルに従って処理され、示された疼痛位置が、ユーザにより示された疼痛位置ではない別の領域に光線療法を提供することによって最善に緩和される疼痛であることが、生理学的モデルによって検出された場合には、必要に応じて、ユーザにより示された疼痛位置とは異なる領域に光が照射される。これは、ある位置で感じた疼痛が、実際には、異なって位置する神経又は筋肉によって引き起こされていることによる場合があるからである。例えば、ユーザが、特定の疼痛ポイントを示したとしても、筋肉の領域全体に光が照射される場合がある。

図２は、ユーザの皮膚との直接接触に適した、パッチ構造体ＰＳ上に配置されている５０個の青光（４５０ｎｍ波長）ＬＥＤを有する従来技術デバイスの写真を示している。ベルトＦＢは、ユーザが、このデバイスを身体（図２では、下側背部として示されている）に固定することを可能にする。この従来技術デバイスにおいて、ユーザは、光源ＬＳへの電力供給を「オン」又は「オフ」に切り替えることができる。

図２に示される従来技術青光パッチデバイスは、本発明に従った制御可能な光源系、制御系、及びユーザインタフェースを備えるならば、本発明に従ったデバイスのための基礎を形成し得ることを理解されたい。これは、ユーザのニーズに対する個別的適応のための改善されたユーザインタラクションを伴うインテリジェントな青光パッチデバイスを可能にする。様々なセンサは、ユーザの疼痛の（特定の）位置特定に関する情報をキャプチャすることができ、この情報が、結果として、制御系に送信され、次いで、制御系は、疼痛の発生源（示された領域）において（青）光特性を適応させる。ユーザの疼痛の位置を認識するためのユーザインタフェースは、好ましくは、ユーザのタッチイベントを認識することができる。これは、次のシステムを使用することにより行うことができる：タッチセンサを使用するシステム、タッチ位置のカメラ認識を使用するシステム、及び疼痛位置を示すためのコントローラを使用するシステム。

本発明に従ったこのようなインテリジェントなシステムは、ユーザの疼痛の発生源（示された領域）を認識することができ、結果として、例えば、示された領域において（青）光の幅、周波数又はパルス周波数を適応させる光線療法光システムをアクティブ化することによって、このアクションに応答することができる。さらに、ユーザが、より長い時間期間の間ポイントを押したままにしているとき、又は、より強い圧力を加えたとき、このことは、その領域において強度を増大させるためのアクションとして解釈され得、ユーザがタッチしていない場合には強度を低減させる。

図３ａは、本発明に従った、パッチ構造体を有する光線療法デバイスを装着しているユーザを示している。このパッチ構造体は、例えば、図２の従来技術デバイスのパッチ構造体に類似するものであるが、このパッチ構造体では、ユーザインタフェースが、パッチ構造体の、光源（例えば、青光ＬＥＤ）が配置されているサイドとは反対サイドに配置されているタッチパネルＴＰを含み、制御系は、タッチパネル上でユーザにより示された身体位置に応じて、光源を制御することができる。次いで、このデバイスは、例えば、ユーザにより示された領域において光を強めることによって、ユーザが良好な疼痛緩和効果を得るために光を必要とする位置に光を提供するように、相応に光線療法を適応させる。この写真は、ユーザの下側背部上で使用されているデバイスを示している。しかしながら、このデバイスは、身体の他の部分でも使用できることを理解されたい。タッチパネルＴＰは、ユーザが、タッチパネルＴＰ上で示された身体位置で感じた疼痛の強度を示すことが可能となるように、ユーザにより加えられた力を感知するよう構成され得、これにより、制御系は、ユーザにより加えられた力、したがって、疼痛強度に応じて、光源を制御することが可能になる。

図３ｂは、図３ａのデバイスのブロック図を示している。図３ｂにおいて、タッチパネルＴＰは、パッチ構造体ＰＳの反対サイドに配置されていることが確認される。制御系（図３ｂには示されていない）は、ユーザのニーズに応じて、結果として生じる光線療法照射を適応させるために、様々な方法で、光源ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３のグループのうちの１以上からの光を適応させることにより、タッチパネルＴＰからの位置入力に応答することができる。例えば、ユーザが、光源グループＬＳ２の位置より上側の領域においてタッチパネルＴＰにタッチしたときには、制御系は、光源グループＬＳ２のみをオンに切り替えるようにプログラムされ得る。しかしながら、すでに説明しているもの等のように、種々のより複雑なパターンの照射を提供することができる。

様々なタッチパネル技術が、タッチパネルＴＰのために使用され得る。例えば、パッチ構造体ＰＳの上部の基板が、ユーザのタッチに起因する摂動を認識して位置特定することが可能な弾性表面パネルを含む、弾性タッチ位置パネルシステム（acoustic touch position panel system）が、使用され得る。このシステムはまた、基板表面上でのタッチの位置を示す１以上のタッチ摂動表面波（touch perturbed surface wave）に反応するトランスデューサを含み得る。触覚タッチセンサパネル及び／又は触覚圧力センサが使用されてもよい。例えば、オシレータ出力の周波数の変化を発生させることによって人のタッチに反応するセンサを含む静電容量式作動トランスデューサシステム（capacitive activated transducer system）が使用されてもよい。掃引周波数静電容量式（ＳＦＣ）センサが使用されてもよい。例えば、そのようなＳＦＣセンサは、パッチ構造体ＰＳの上部の基板内に統合されてもよい。ＳＦＣセンサは、タッチイベントに対応する、電気信号の変化を検出することができる。ナノタッチセンサが使用されてもよい。押される又はタッチされると、ナノタッチパッド内部のシリコーンのソレノイドが、マイクロスイッチにより生成されるのと類似する触覚フィードバック確認を提供する。触覚圧力センサが使用されなくてもよい。目立たない（un-obtrusive）静電容量式センサシステムは、例えば、タッチ型トラックボール内で使用するものと同様に、スイッチの機械的作動又は押圧を要することなく、ユーザの手からの接触を検出することができる。好ましくは、このシステムは、信号を解釈して、いつタッチされたか（接触されたか）と、いつ放されたかと、をタッチパッドに通知するためのマイクロコントローラを有する。光学センサが使用されてもよい。例えば、散乱光（diffuse light）の変化が、デバイスの表面にユーザがタッチしたかどうか（配置させたかどうか）を示す散乱赤外線（ＩＲ）光センサが使用されてもよい。さらに、利用可能な青色ＬＥＤ光源の一部を、パッチ構造体ＰＳのそのサイドのフォトダイオードにガイドするＸ及びＹのマトリックスのライトガイドが使用されてもよい。ユーザが、パッチ構造体ＰＳの後ろ側を押すと、対応するＸ及びＹのガイドを介する光が遮断され、これにより、このシステムに、パッチがタッチされた位置についての情報を提供する。さらに、高分子発光高分子フォトダイオード（polymer light-emitting polymer photodiode）に基づく光学タッチセンサを使用するタッチスイッチが利用される可撓性ポリＬＥＤ（flexible poly LED）タッチセンサが使用されてもよい。このセンサの薄膜光源及び検出器は、可撓性であり、パッチ構造体ＰＳの上部に統合することができる。

図４は、（破線の領域で示される）ユーザの手によって疼痛の位置を示しているユーザの写真を、左側に示している。右側には、ブロック図が、例えば、図１に関連してまさに説明したような、光源グループＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３、パッチ構造体ＰＳ、及び制御系ＣＳを有するデバイスの実施形態の要素を示している。この実施形態におけるユーザインタフェースは、疼痛が感じられた、身体上の位置を示すユーザの１つの画像又は一連の画像を提供するよう構成されているカメラＣＭを含む。カメラＣＭからのこの画像又はこれらの画像は、これに応じて、例えば、ｘ，ｙ，ｚ座標として、又は、身体の予め記憶されている空間セグメンテーションのうちの選択部分として、身体上の示された位置を決定する画像処理ＩＭ＿Ｐアルゴリズムに適用される。次いで、この情報は、制御系ＣＳに提供され、制御系ＣＳは、すでに説明しているように、これに応じて光源系ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３を制御する。

使用されるカメラＣＭ及び画像処理ＩＭ＿Ｐは、専用アプリケーションプログラムを備えるスマートフォンにより提供され得る。したがって、ユーザは、疼痛のある身体部分の写真を撮ることができ、又は、指又は手によって身体部分上に示した写真を撮ることができ、次いで、処理された結果が、パッチ構造体ＰＳ及び光源ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３とともに１つのユニットにおいて配置され得る制御系ＣＳに無線で通信され得る。したがって、実質的には、このような実施形態において、光線療法デバイスの機能は、ユーザのスマートフォンから制御される。

図５は、例えば、図１に関連して上述したコンポーネントと同じコンポーネントを有する一実施形態のブロック図を示している。しかしながら、このような実施形態において、ユーザインタフェースは、ユーザが、身体上の位置を示し、したがって、療法の（青）光の光特性（例えば、強度及びパルス）が適応されるべきである位置にガイドするよう構成されているコントローラＪＳ（例えば、ジョイスティック）を含む。次いで、ユーザにより示された座標ｘ，ｙ，ｚが、すでに説明しているように機能する制御系ＣＳに提供される。

ジョイスティックＪＳを使用して、ユーザが、制御系ＣＳとやり取りすることを可能にし得る。信号出力が、ジョイスティックＪＳにより生成される。このようなジョイスティックＪＳは、２つのセンサとともに、動かすことが可能な制御スティックを含み得る。これらの２つのセンサのうちの第１のセンサは、位置又は方向を示すためのものであり、これらの２つのセンサのうちの第２のセンサは、制御スティックに接続され、光の特性を適応させることができる。代替的に、コントローラＪＳは、マウス、トラックボール、ボタン、タッチパッド、タッチスクリーン、又は、このシステム用に特定的に設計される任意の他のコントローラ、若しくはスマートフォンやタブレット上で利用可能な任意の他のコントローラであってもよい。ユーザが疼痛位置を正確に示すことが可能な、身体の（部分）画像が、表示され得る。次いで、この情報が、制御系に無線で送信され得、その挙動が、この情報に応じて、例えば、所望されるポイントにおいて光の強度及び／又は周波数を適応させることによって、変更される。

図６は、方法の実施形態のステップ、すなわち、ユーザの身体部分の侵害受容性疼痛を、身体部分のうちの少なくとも一部の照射によって緩和するためのデバイスを制御するための方法のステップを示している。このデバイスは、身体部分のうちの少なくとも一部に適合するよう構成されているパッチ構造体と、このパッチ構造体上に配置されている少なくとも１つの光源と、を有する。第１のステップＲ＿Ｉにおいて、この方法は、例えばユーザが疼痛を感じた、身体上の空間位置に関する、ユーザからの入力を受けることを含む。第２のステップＰＲ＿Ｉにおいて、この入力が処理されて、ユーザが疼痛を感じたのが、身体のどの部分であるかが決定される。次のステップＧ＿Ｌ＿Ｐにおいて、ユーザの身体上でパッチ構造体が配置されている位置に関する知識に基づいて、ユーザが疼痛を感じた位置と、ユーザの身体に対してパッチが配置されている位置と、に応じて適応された光パターンが生成される。最後に、生成された光パターンに従って、パッチ構造体上に配置されている少なくとも１つの光源を制御するステップＣ＿Ｌが実行される。

以下において、複数のさらなる実施形態が説明される。例えば、複数の静電容量式タッチパッドセンサは、パッチ構造体の上部に統合することができる。さらなる実施形態において、デバイスは、第１のタッチセンサにより検出されたタッチを確認し、該タッチをユーザの誤タッチと区別するように設計されているさらなる第２のタッチセンサを含み得る。好ましくは、このようなセンサ群は、異なるタイプである。第１のタッチセンサにより検出されたタッチが、第２のタッチセンサにより確認されない場合、このタッチは、有効であるとはみなされず、制御系は、この入力を考慮しない。

特に、誤タッチは、タッチ技術に応じて、パッチ上にカバーが掛けられている場合に引き起こされる可能性がある。しかしながら、これは、ユーザインタフェースが、手のタッチ（すなわち、所望される入力）を、カバーからのタッチ（すなわち、所望されない入力）と区別するように入力信号を処理するよう構成されることにより、排除又は低減され得る。

以前からの疼痛の位置（示された領域）を覚えておくために、メモリシステムがデバイスに統合され得る。これは、例えば、ユーザが慢性疼痛に苦しんでいる場合に、有用である。カメラを使用して疼痛の位置を示す場合、人の筋肉が痛むポイントの上に人によって配置されるマーカー（又はタグ）も使用され得る。これらのマーカーは、カメラにより検出され、例えば、標的治療のために使用され得る。

本発明は、複数の利点を提供する。例えば、そのような利点には、本光線療法デバイスの疼痛緩和効果のパーソナライゼーション及び最適化がある。さらに、本光線療法デバイスは、皮膚についての緩和時間（relaxation time）をもたらす。なぜならば、光パルスが短いほど、緩和時間が長くなるからである。さらに、本光線療法デバイスは、疼痛の発生源、すなわち、示された領域に、照度ピークにある光を照射することにより、浸透深度を高める。

まとめると、本発明は、ユーザの身体部分の侵害受容性疼痛を、身体部分のうちの少なくとも一部の照射によって緩和するための、疼痛位置が入力される光線療法デバイスを提供する。制御可能な光源系ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３は、身体部分の光線療法照射を可能にするために、パッチ構造体ＰＳ上に配置されている少なくとも１つの光源を含む。例えばタッチパネルＴＰといったユーザインタフェースＵ＿Ｉは、ユーザが疼痛を感じた、身体上の空間位置に関する、ユーザからの入力を受けるよう構成されている。制御系ＣＳは、ユーザからの入力に応じて、例えば、ユーザが疼痛の知覚を示した位置において照射を空間的に強めるように、制御可能な光源系ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３を制御するよう構成されている。例えば、本デバイスは、スマートフォンから無線で制御することができ、スマートフォンにおいて、身体のマップを表示することができ、スマートフォンにおいて、ユーザは、ユーザが疼痛を感じた位置を、このマップ上に示す。

本発明が、図面及び上記記載において、図示され詳細に説明されたが、このような図示及び説明は、限定ではなく例示と考えられるべきである。本発明は、開示した実施形態に限定されるものではない。開示した実施形態に対する他の変形形態が、図面、本開示、及び特許請求の範囲を検討することから、特許請求される発明を実施するにあたり、当業者により理解されてもたらされ得る。請求項において、「有する、含む、備える（comprising）」という用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「a」又は「an」は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項中に記載された複数のアイテムの機能を満たしてもよい。所定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組合せが有利に使用され得ないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに提供される又は他のハードウェアの一部として提供される光記憶媒体又は固体媒体等の適切な媒体上に記憶／配布され得るが、インターネットや他の有線通信システム又は無線通信システムを介して等、他の形で配布されてもよい。請求項中のいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (11)

1. ユーザの身体部分の侵害受容性疼痛を、前記身体部分のうちの少なくとも一部の照射によって緩和するための光線療法デバイスであって、
   前記身体部分のうちの少なくとも一部に適合するよう構成されているパッチ構造体と、
   前記パッチ構造体が前記身体部分上に配置されているときに、前記ユーザの前記身体部分のうちの少なくとも一部の光線療法照射を可能にするために、前記パッチ構造体上に配置されている少なくとも１つの光源を含む制御可能な光源系と、
   身体上の空間位置に関する、前記ユーザからの入力を受けるよう構成されているユーザインタフェースであって、前記ユーザインタフェースは、前記パッチ構造体上に配置されているタッチ感知パネルを含み、前記タッチ感知パネルは、前記身体部分のうちの前記少なくとも一部に適合するサイドと反対のサイドに配置されている、ユーザインタフェースと、
   前記ユーザが前記タッチ感知パネルにタッチした位置に対向する前記身体上の前記空間位置に前記光源が照射するように、前記制御可能な光源系を制御する制御系と、
   を有する、光線療法デバイス。
2. 前記制御系は、前記ユーザにより入力された、前記身体上の前記空間位置に、前記光線療法照射を空間的に適応させるように、前記ユーザからの前記入力に応じて、前記制御可能な光源系からの前記光線療法照射を制御するよう構成されている、請求項１記載の光線療法デバイス。
3. 前記制御系は、前記ユーザにより入力された、前記身体上の前記空間位置に応じて、前記光線療法照射の少なくとも１つのパラメータを変更するように、前記制御可能な光源系からの前記光線療法照射を制御するよう構成されている、請求項１記載の光線療法デバイス。
4. 前記少なくとも１つのパラメータは、照射光継続時間、照射光強度、照射光波長、照射光パルス幅、及び照射光パルス周波数のうちの少なくとも１つを含む、請求項３記載の光線療法デバイス。
5. 前記ユーザからの前記入力は、前記ユーザからの前記入力を空間照射パターンに変換するように、制御アルゴリズムに従って処理され、前記制御系は、それに従って前記制御可能な光源系を空間的に制御するよう構成されている、請求項１記載の光線療法デバイス。
6. 前記ユーザインタフェースは、ユーザが、疼痛強度のインジケーションを入力することを可能にし、それに応じて前記光線療法照射の少なくとも１つのパラメータを適応させるよう構成されている、請求項１記載の光線療法デバイス。
7. 前記制御可能な光源系は、前記パッチ構造体に対してそれぞれ空間的に異なるゾーンに配置されている複数の個々に制御可能な光源を含む、請求項１記載の光線療法デバイス。
8. 前記制御系は、前記ユーザが疼痛を感じた前記身体部分の侵害受容性疼痛緩和のための光線療法照射を可能にするために、前記ユーザからの前記入力に応じて、限定された数の前記個々に制御可能な光源をアクティブ化するよう構成されている、請求項７記載の光線療法デバイス。
9. 前記制御可能な光源系は、４３０〜４８０ｎｍの範囲内の少なくとも１つの波長を有する光を提供するよう構成されている少なくとも１つの光源を含む、請求項１記載の光線療法デバイス。
10. 前記制御可能な光源系は、複数の発光ダイオードを含む、請求項１記載の光線療法デバイス。
11. ユーザの身体部分の侵害受容性疼痛を、前記身体部分のうちの少なくとも一部の照射によって緩和するための光線療法デバイスを制御するための方法を実行するための、処理システムにより実行されるプログラムであって、前記光線療法デバイスは、前記身体部分のうちの少なくとも一部に適合するよう構成されているパッチ構造体と、前記パッチ構造体が前記身体部分上に配置されているときに、前記ユーザの前記身体部分のうちの少なくとも一部の光線療法照射を可能にするために、前記パッチ構造体上に配置されている少なくとも１つの光源を含む制御可能な光源系と、前記パッチ構造体上に配置されているタッチ感知パネルを含むユーザインタフェースであって、前記タッチ感知パネルは、前記身体部分のうちの前記少なくとも一部に適合するサイドと反対のサイドに配置されている、ユーザインタフェースと、を有し、前記方法は、
    前記ユーザインタフェースを介して、身体上の空間位置に関する、前記ユーザからの入力を受けるステップと、
    前記ユーザが前記タッチ感知パネルにタッチした位置に対向する前記身体上の前記空間位置に前記光源が照射するように、前記制御可能な光源系を制御するステップと、
    を含む、プログラム。

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