JPH02140176A - 生理的治癒過程促進のため生体組織へ電気エネルギーを供給する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、治癒の相、生長、病状、例えば、血流の低下
、慢性の痛み、液体の組織における欝滞の改変、等を含
めＣの種々の生理過程を支援すると言う観点からと：並
びに腫瘍組織のような可変性状態にある組織に影響を与
える観点から、生体組織へ電気エネルギーを供給するた
めの装置に関するもので、直流電圧源および該電圧源に
接続された少なくとも２個の電極から主としてなり、こ
れ等電極の一つは生理サイクルまたは病的生理サイクル
において支援されるべきである生組織内に、または生組
織面上に取り付けることを意図されたものであり、他の
一つは、生物組織から遠隔に設置されることを意図され
たもので、上記両電極の間に導電性回路が存在して、上
記電圧源から両電極を経て電流が生組織に供給されるよ
うに構成された装置に関する。

［発明の背景］ この種の装置として、治療されるべき生体組成部の内ま
たは外部に設置された種々の設計の電極を介してこの組
成部へ電力（電流）の供給される方法が以前から知られ
ている。この方法の場合、両電極は特別に設計された電
流エミッタに接続されている。この電流エミッタは、Ｉ
Ｉ！１！瘍組織の破壊を目的とするものとして、特にス
エーデン特許第７８１２０９２−０号にて開示された。

ディアテルミの適用に当っても、組織の熱による凝固を
得るために高周波での大きな電力入力にて行われる場合
がある。

また、体内に埋め込んだ電極を通しての、いわゆる骨折
治癒過程の促進のための方法のみならず、骨折外部のへ
ルムホルツ（Ｈｅｌｍｈａｌｔ）・ループからの一定の
、或は可変の電磁場を適用づる方法も知られている。こ
れ等従来法は、知られている限りでは、治癒されるべき
組織の生理的要求に基づいたものではなく、このような
方法は厳格な意味では未知である。

［発明の目的］ 本発明の主たる目的は、良好な治療結果を得るために、
組織の生理的および病理的反応条件に電流エミッション
が適用されるようにした装置を提供することである。

この目的は、冒頭に述べた装置において、生理的治癒過
程の促進のために、上述の電圧源によって、振幅が時間
の経過とともに小さくなる複数個の周期からなる電流（
波）が供給されるように設計することによって達成され
た。

実施例 本発明の実施例を図面を参照して説明する。これは、原
理的に従来の治療装置と対向して、病状の異なるに応じ
て、（患部に）電力（電流）供給の維持または改変の要
求を変える（調節する）ことに基づいている。これ等の
要求は、種々の治療前に具体化しなければならないが、
本発明においでも適用されるもので、１実行に当っては
、種々の機能に対してプログラム化されるのが良い。こ
れ等機能に広範囲のプログラミング可能性を与えること
によって、本発明は幾つかの疾患、例えば、骨折や外傷
の治癒、リュウマチ関節炎、緑内障、さらに腫瘍組織の
治癒、等に適用され得る。

本発明は、本発明者の癌患者に対づる長年にわたる実際
上の経験と治療とに基づくものであるが、本発明の基本
原理によって常に惹起されると見られる組織治癒を支持
する原型どしての告折冶緻をここに弓用することに覆る
。

この原理に従えば、骨折その他の組１１ｆｆｊ害、即ち
、傷害を受けた組織は、その周囲の非傷害部ど比較して
電気化学的ボラリゼーションを発生ずる組織の自然劣化
が認められることである。このボラリゼーションは初期
では数百ｍＶ程度の電気陽性で、組織を材料とした場合
、イオン輸送系（ｅｌｅｃｔｒｏｇｅｎｉｃ　ｔｒａｎ
ｓｐｏｒｔ　ｓｙｓｔｅｍ　）におけるｅｌｅｃｔｒｏ
ｍｏｔｏｒｉｃ　ｐＯＷＯｒを構成する。この原理は、
最近、本発明者によって、具体的には、インビトロ実験
、動物を用いたインビボ実験、および実験の患者につい
てもインビボに適用された。

この原理には、以前から知られた事実、例えば、血管壁
が、導電性媒体に比して高度の抵抗性を有すると言う血
管の新たな機能が含まれる。血管は、毛細血管の媒介で
電気的伝送能力を有しており、毛細血管は重畳されたｅ
ｌｅｃｔｒｏｌｌｌｏｔｏｒｉｃ　ｆｉｅｌｄの作用下
にセグメント単位で接触する。これにより、イオンの輸
送が、毛細血管の内皮細胞およびそれらの間の漏孔（ｌ
ｅａｋｉｎｇ　ｓｔｏｍａ　）を通してイオンチャンネ
ル内にて閉鎖される。従って、拡散による影響、圧力差
、毛細管に加わる浸透圧の差、および重力の影響が除外
される。他方、ＰｅｔｅｒＨｉｃｈｅｌｌにより内ミト
コンドリア膜において初めて実証されたように、重畳さ
れた電気勾配は、顆粒状蛋白質を介しての内皮細胞を通
る電子の移行を誘起する。この事実は、ここでも、内皮
細胞の膜内に存在することが証明された。これによって
、電子の移行に関し、電気透析における電極反応に対し
生物学的等価が得られることになる。結果として、傷害
時に発生するｃｌｅｃｔｒｏｍｏｔｏｒｉｃ　ｐｏｗｅ
ｒは、血管内および間質性導電性組織液内においてイオ
ンを駆動する可能性がある。これが、治癒時において、
傷害によって誘起される物質輸送の基本である。

この輸送系によって、陰イオンの蓄積および陽イオンの
反発が、組織傷害部位の電気陽性相である期間中、可能
となる。遅れの相では、傷害部位がその周囲に対して電
気的陰性どなるよう変換する。それ故、同定され、かつ
プロットされた特殊な電流輸送系では、電流輸送が逆転
し、従って、傷害部位には、陽イオンが蓄積され、そし
て陰イオンが傷害部位から反発される。このサイクルは
、直接の周囲に対して変動し、減衰づる電位差によって
特徴ずけられ、本発明ににっで利用されたちのである。

どのような組織傷害も、その治癒に際しては、陰イオン
および陽イオンの両方を要求するが、これ等は、決った
順序で利用されなければならない。総電流の輸送は決定
的に重要であり、組織傷害部位のり一イズ決定に基づい
て計粋される。

傷害のために解放される総エネル１！−量と、このエネ
ルギーが傷害部位の治癒のために伝達され得る電流輸送
量との間に、直接関係のあることが実証され１〔。簡単
に言えば、傷害そのものは、正常な治癒過程においては
、傷害の治癒に必要なエネルギーを伝達することになる
。

組織傷害部位が単に電気的に陽性であれば、陰イオンの
みがそこに蓄積されることになり、他方、陽イオンはそ
こから反発されることになる。当然の理由から、陰イオ
ンおよび陽イオンの両方とも治癒過程にとって必要であ
る。動物実験においては、傷害部位の電位が時間の経過
と共にゆっくりと変動することが実証されている。それ
故、与えられた傷害の場合、イオンの輸送は、特に、周
囲組織によって影響を受けるにちがいない。導電性の良
い場合、与えられた電子駆動力は、傷害の陽性相および
陰性相の雨期間中とも、短時間の内に十分なイオン量を
輸送する、即ち、傷害が急速に治癒されるかもしれない
。導電性が不良な場合、上述のイオン輸送に長時間かか
り、従って、可変電流源に二につて支援される必要があ
るかも知れない。骨折の治癒における適用可能な変動パ
ターンは、侵蝕性の骨折についての実験研究が行われ、
このパターンは、与えられたサイズの傷害に対し必要な
治癒時間中にお【プるイオン輸送のための極性、電圧、
電流（力）をそれぞれ示す。

非傷害的方法、例えば、Ｘ線法、コンピュータ・断層撮
影法、および磁気共鳴法が、治療前の傷害部位のサイズ
を測定するのに利用される。小ざい傷害の退化（ｄｅｇ
ｒａｄａｔｉｏｎ　）の際、大ぎい傷害に等価である電
圧変化を与えるエネルギーを解放するので、サイズを決
定することによって種々の相において傷害の治癒に必要
なイオン輸送ｎＪｉが計算される。これは、本発明が与
えるべきである電流の時間積分を計算し、かつ適応させ
ることによってか、或は本発明の現電流通過を感知する
とともに、その電圧が、予め決められた時間中、適当な
電気内相において適正なイオン輸送がなされ得るレベル
にまで上昇させることによっても実行され得る。

上述のことを背景どして、本発明は次の特性を有する。

即ち、再充電可能であることが好ましいが、送電線電源
の使用中はそれから分離可能であるバッテリを用いて、
変動する電圧および電流（力）は、傷害部位の電気陽性
および電気陰性両相の適用でもってイオンを骨折部位へ
、かつまた骨折部位から駆動することが可能である。１
実施例においては、十分に陽性電圧を具合良く、然るべ
き時間中、適用して、十分な陰イオン量の蓄積が可叩で
ある。陰イオン蓄積のための計算された電流量（ｆｉｇ
ｕｒｅ）を求めるに際して、傷害部位の４ノイズを前も
って決定した後、電流のｔｈｒｏｕｇｈ−ｆｌｏｗは、
０．１−１０日、好ましくは１週間、の期間中、ゼロ値
へ低下する。その後、所要の陰性相が、電流の逆転、或
は変動を起すべく開始する。このような手段によって、
フロー時間積分が陽性に対応するようにプログラムされ
ることになる。その後、電圧の変動（変りつつある電圧
）は、骨折において、臨床上の安定性が得られるまで、
即ち、傷害部位がほぼ治癒されるまで減衰する。

本発明に実際に応用覆るのに適当なものとして選んだ電
圧源の実施例を第１図のブロック図にて図解した。この
直流電圧源には、送電線から充電可能な電池、またはバ
ッテリ（具体的には図示していない）を具備することが
望ましい。直流電圧源に影響を及ぼす送電線電源に起因
する混乱や過度電圧等の発生防止上、送電線を断路して
おくことが好ましい。

直流電圧源は、水晶２を発振器として利用したクロック
１を備え、これは治癒過程を制御−りるのに役立つ。ク
ロック１によって測定されたリアルタイムは、適当なデ
イスプレィ３上に支持される。

クロック１は、継電器（図示せず）および舌片４゜５を
経て電流発生器６に作用する。これは、患者への両コネ
クション７．８および治療されるべき組織部位に外科的
に埋め込まれた電極（図示せず）を通して、生理的ザイ
クルが維持されるべきである幹部に電流を調節しながら
与える。

水晶クロック１への追加部品として、或はそれに代るも
のとして、治癒過程を制御するだめのプログラミング手
段（図示せず）が備えられるが、これは、例えば、電圧
、電流の経時変化、電流値の調節等に関して、前もって
得られた実験値、限界（値）等が、治療から明らかにさ
れた、或は感知された値とともに（参考データとして記
憶され）、これ等に基づいて、電流発生器から初期値が
出力される。これは、特に、治癒過程の結果をほとんど
即座に感知して、これによって、治癒過程において、次
にどるべぎ処置、即ち、電流がどのように調節されるべ
きであるかを決定するのに役立つ。

この直流電圧源装置は、さらに現時点の電圧および電流
発生器からのＮ梳を連続的に、またはスイッチ手段を経
ての指令によって即座に読み取るための計器を備える。

これ等の計測値はデイスプレィ３に指示される。これに
関連して、チャージイング装置１１が重要であるが、上
述したように、傷害を被った組織へ供給されるべきチャ
ージ容量は傷害そのものの容量と直接関連する。手操作
によって、供給電流は、十分なヂャージイング容量が患
部に供給された場合にゼロに低減する。他方、プログラ
ミングのための装置が用いられると、予めプログラム化
されたチャージング容量はコネクション７．８に供給さ
れるチャージング容量と比較し、これ等値が等し【プれ
ば、電流発生器６からの電流はゼロに低減および／また
は電流供給が自動的に調節される。

さらに、追加すべきか、或は代りに具備するものとして
、電流発生器からの電流供給を開始覆るに先立ち、生理
的治癒過程の電流方向を感知し、かつこれに応じて電流
発生器から供給する電流の方向を調整する目的で生体組
織内に埋め込まれた電極を利用することが考えられる。

しかしながら、−殻内には、自然治癒過程の開始に応じ
て、傷害を受けた組織からの方向付けられた電流でもっ
て最初から治療を開始することが極めて好ましい。クロ
ック１によって制御される電流発生器６からの電流を上
述したように増減することによって、患者への供給電流
が時間制御と共に、段階的増減が得られるが、しかし、
適当な手段によって供給電流を連続的に増減することも
、勿論可能である。

第２図は、コネクション７．８を経て電流発生器６によ
って印加される電流の経時変化を示す。

電圧は、当然ながら、生体組織の一定の抵抗性において
ほぼ対応する電流変動よりも簡単である。

第２図にお（）る時間軸Ｔは３−４週間にわたるもので
、カーブから明らかなように、電流は非相称的に減衰し
、最終的にゼロになる。電流の供給開始後、最初の波の
極大値までは数秒以内で起り、それよりゼロへの変化は
、０．１−２日から７−１０日の長時間にわたり段階的
または連続的に起り、さらに電流の負の極大値への変化
が続ぎ、そしておよそ同様な時間間隔内にて再びゼロに
なる。即ち、電流でも、電圧でも、周期はほぼ一定（７
日）である。それ故、電極およびコネクション７．８へ
の電流は極めてゆっくりと変化する。電流方向の３−４
回の変更後、傷害のチャージ容量におよそ相当する総チ
ャージ容量が組織に供給されるような条件下で治癒がほ
ぼ得られる。

本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本
発明の思想および添付の特許請求の範囲に述べたものか
ら逸脱しない限り、種々の改変は可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための手段のために選定され
た適当な電圧源のブロック図である；および 第２図は電圧の経時的変化を示すグラフである。 手 続 ネ１ｆｌ 正 書 （方式） 事件の表示 昭和６３年特許願第２８５９２９号 発明の名称 生理的治癒過程促進のため生体組織へ電気エネルギーを
供給する装置 補正をする者 事件との関係　　　特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　治癒の相、生長、病状、例えば、血流の低下、慢性
   の痛み、液体の組織における鬱滞の改変、等を含めての
   種々の生理過程を支援すると言う観点からと；並びに腫
   瘍組織のような可変性状態にある組織に影響を与える観
   点から、生体組織へ電気エネルギーを供給するための装
   置にして、直流電圧源および該電圧源に接続された少な
   くとも２個の電極から主としてなり、これ等電極の一つ
   は生理サイクルまたは病的生理サイクルにおいて支援さ
   れるべきである生組織内に、または生組織面上に取り付
   けることを意図されたものであり、他の一つは、生物組
   織から遠隔に設置されることを意図されたもので、上記
   両電極の間に導電性回路が存在して、上記電圧源から両
   電極を経て電流が生組織に供給されるように構成された
   装置において、生理的治癒過程の促進のために、上述の
   電圧源によつて、振幅が時間の経過とともに小さくなる
   複数個の波からなる電流（波）が供給されるように設計
   したことを特徴とする装置。 ２　上記電圧源によつて供給される電流（波）の周期が
   ０．１−１０日、好ましくは約７日以内であるように設
   計されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の装置。 ３　上記両電極を通して上記電圧源によつて供給される
   電流（波）が時間の経過とともに積分する装置を具備し
   、この積分量の合計が支援されるべき組織の容量に関し
   て予め選定され、並びに上記総積分量に達するや、自動
   的に上記電圧源を断路して電流の供給が停止されるよう
   に設計されたことを特徴とする前記いずれの特許請求の
   範囲にも記載の装置。 ４　促進された生理的治癒過程の結果を感知するための
   センサを具備して、該センサによつて感知される結果に
   よつて上記電圧源が制御されで、供給電流がリアルタイ
   ムに調節されるように設計されたことを特徴とする前記
   いずれの特許請求の範囲にも記載の装置。 ５　上記電圧源からの供給される電流（波）が、ゆっく
   りと、連続して、或は段階的に電流値が変化する複数個
   の波からなり、意図された結果が得られるまで振幅が小
   さくなつていく電流（波）であることを特徴とする前記
   いずれの特許請求の範囲にも記載の装置。 ６　前もって得られた実験値、処理電流、感知された値
   に基づいてプログラミングを行うプログラミング装置を
   具備し、該プログラミング装置によつて上記電圧源が制
   御されることを特徴とする前記いずれの特許請求の範囲
   にも記載の装置。 ７　上記電圧源が、１電極から他の電極への方向に流れ
   る電流を先ず発生するように配置されたことを特徴とす
   る前記いずれの特許請求の範囲にも記載の装置。 ８　上記電圧源が、生理的治癒過程の電流方向を有する
   相であるか、または上記相へもたらされる電流を先ず発
   生することを特徴とする前記いずれの特許請求の範囲に
   も記載の装置。