JPH02249560A - 生体刺激方法およびその装置 - 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】 し産業上の利用分野］ この発明は人間を含む動物生体の皮膚面上から生体内に
超音波と磁力を同時に作用させることによって生体の特
定の領域に電気力を発生させ、主として神経細胞に対す
る電気作用により神経細胞の伝導機能を抑圧または冗進
し、医療分野における除痛や神経系異常の診断に役立つ
生体刺激方法とその装置に関する。

［従来の技術］ 低周波電気刺激装置に用いられるものとじては従来例え
ば特公昭５８−１０１０８号公報などに記載されている
ものがある。

この従来の技術は、電気パルスを患者にあたえるために
患者の額にとりつけるカソードおよび首部位の乳突下側
部分にとりつけられたアノードと、患者の中枢神経系に
全身電子麻酔の第１期の第２レベルを発生するために、
中枢神経系に律動的電流パルスを作用させるユニットと
、前記電流パルスの期間もしくは間歇麻酔を調整する間
歇麻酔ユニットと、スイッチと、電流パルスの振幅を調
整する電流パルス振幅調整ユニットと、患者に何ら副作
用をあたえることなく全身電子麻酔の第２のレベルを発
生せしめ電流パルスの特殊の振幅に達したときに患者保
護ユニットによって前記電流パルスを停止せしめる平均
電流強度値指示装置を含んで構成される装置において、
自動電子麻酔レベル遠隔制御ユニットをそなえ該遠隔制
御ユニットはそれぞれ前記間歇麻酔ユニット、電流パル
ス振幅調整ユニット、および電源ユニットに接続され、
前記ユニットは付加的に前記電源ユニットに結合され、
前記ユニットは前記ユニットの出力において患者の苦痛
の程度に応じて前記電流パルスの周波数、振幅および付
加直流成分を調整するようにしたことを特徴とする中枢
神経系への電流パルス作用装置である。

［発明が解決しようとする課題］ 前記した従来の技術は、周波数が数Ｈ１から数百Ｈｚの
パルスまたは正弦波状の低周波電流を表面電極や針電極
を用いて人体内の特定部位に流す電子麻酔装置や各種の
疾患疼痛を緩快する治療法であって、いわゆる低周波電
気刺激治療としてよく知られている。

表面電極、針電極は低周波治療法としては一長一短があ
る。すなわち非侵襲の表面電極法では皮膚を傷つけるこ
となく、衛生的であり取扱いが簡便である一方電流が皮
膚表面に集中して深部には流れにくいという問題点があ
った。

またこのほかに侵襲形の針電極法として従来例えば実公
昭６１−２５８０６号公報に示すように「血管腫用高周
波電気治療針」がある。

この従来技術は、 （１）高周波電気発生装置に接続されるニードルホルダ
と、そのニードルホルダの先端に突出して設けたニード
ルとよりなり、ニードルホルダ及びニードルの表面に絶
縁被膜を設け、ニードルの先端部のみを露出せしめたこ
とを特徴とする血管腫用高周波電気治療針。

（２）　　ニードルの表面には弗素樹脂よりなる絶縁被
膜を設け、ニードルホルダの表面には下層に弗素樹脂よ
りなる被膜と上層にシリコーン樹脂よりなる被膜の２層
の絶縁被膜を設けたことを特徴とする請求 血管腫用高周波電気治療針である。

この従来技術の「血管腫用高周波電気治療針」では電流
を体内の特定部位に集中して流すことが可能のため効果
が大きい反面、皮膚を傷つけ、非衛生的であるほか取扱
いに少なからず不便さを伴うという問題点がある。

さらに周波数が数ＫＨｚ近辺において２つの周波数成分
を持った電流を流し体内でビート周波数電流を発生させ
る干渉波治療器は電流エネルギが体内深く浸透し上記の
欠点を改善するものであるが、電流エネルギの集中度に
おいては針電極による方法よりも劣る。

これらの他に痛閾を上昇させる現在療法として超音波療
法例えば実開昭６４−９６３６号公報に示されているよ
うに、「超音波・低周波複合導子」が周知である。

このものは導子主体の底面に超音波伝達板を露出させ、
その周りに低周波治療用の関電極と不関電極を同心円周
上に対峙添設し、治療機器本体に接続する電線を導子主
体内に導入して超音波伝達板上に固定した超音波発振素
子と、前記低周波治療用電極とにそれぞれ接続した超音
波・低周波複合導子である。

また磁気療法としては例えば特開昭６０−２１０２６７
号公報に示されているように、「パルス磁場治療器」も
周知である。

このものは商用電源と、この商用電源よりの交流を整流
する整流回路と、前記商用電源と整流回路との電源路を
周期的に断続するスイッチ回路と、このスイッチ回路を
オン、オフ駆動させる周波数可変型の発振器と、前記整
流回路より出力される断続された整流出力に基づき励磁
する電磁石とを具備し、この電磁石から発生するパルス
磁場の周波数を前記発振器の周波数に応じて任意に可変
するようにしたことを特徴とするパルス磁場治療器であ
る。

これら各従来技術のうち、前者すなわち実開昭６４−９
６３６号公報に示される「−超音波・低周波複合導子」
は超音波エネルギの神経繊維に対する機械的振動作用に
よる神経伝導性の低下がその主因とされ、後者すなわち
特開昭６０２１０２６７号公報に示される「パルス磁場
治療器」は血液中に流れる誘導電流による自律神経の刺
激によってもたらされるとの説が有力ではあるが、いず
れの説もその作用機能は確認されておらず、またその慎
痛効果は電気刺激法に比べて弱いとされる。

本発明になる生体刺激方法とその装置は上記の各種除痛
治療装置の間歇点を除去するためになされたもので、生
体に非侵襲な方法と装置であり、通電用表面電極を要せ
ず、深部に電気エネルギを供給し、設計条件により刺激
部位を局在化し、さらに効果を強くすることも可能なこ
とを特徴とする方法と装置であって疼痛緩快用治療器と
してだけでなく、生体内に非侵襲にかつ特定部位に電気
刺激ないし電気エネルギの供給を要する各種の治療や診
断に活用可能な生体刺激方法とその装置を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上記目的は、生体刺激の方法および装置として
音波または超音波エネルギを生体組織内、例えば人の皮
膚深部に照射し、同時に音波の進行方向にほぼ直交する
ように磁界を加えることによって音波、磁界の両者と直
交する方向に電界を発生させて両エネルギの集中する部
位を電気刺激することで達成される。

１作　用］ 音波または超音波を発射する音波放射ユニットから生体
の皮膚面を経て生体内部に向は音波または超音波エネル
ギを放射しつつ前記エネルギの生体内伝搬方向に対しほ
ぼ直交する方向に磁力線放射ユニットから交流または直
流磁界もしくは永久磁石による磁気エネルギを生体に印
加することにより、生体の特定の領域に電気エネルギす
なわち電流を流すことができ、主として神経細胞に対す
る電気作用により神経細胞の伝導機能を抑圧または冗進
し、医療分野における除痛や神経系異常の診断に役立た
せることができる。

［実施例］ 本発明の原理を第１図について先ず説明すると、本発明
になる装置の基本的な構成要素は磁界成分を発生する磁
性コア４、コイル５および直流または交流電源６とから
なる磁力線放射ユニット２と、超音波成分を発生する音
波（超音波）発振子７、筐体９および発振器８などから
なる音波放射ユニット１とからなり幅ｄ　（ｍ）の導電
物質１０は磁束の方向および超音波伝搬方向の各方向に
対して直角方向に電圧を発生することになる。

いまここで磁束密度をＢ（テスラ）、導電物質の振動振
幅Ｓを５＝ＳｏｅＸ（ｉωｌ）（ｍ）とするとファラデ
の電磁誘導ρ法則により発生電圧Ｅ（ボルト）は Ｅ＝Ｂ−ｄ−３ｏωｅＸ（ｉωｊ）となる。

ここでωは超音波振動子の角周波数（ラジアン７秒）で
ある。

一方人体を電気的媒体として考えた場合、人体の主要部
は殆んどイオン化した半導電性物質であり、生体内部に
磁界および超音波振動を互にある一定の方向に印加する
と、上記の法則に従って局部的に電圧が誘起され、その
結果生体内に電流が流れる。

なお直流磁界すなわち非交番磁界の発生源として永久磁
石を用いた磁力線放射ユニット１を用いてもよい。

第２図は第１図と同様の原理に基く装置を生体ａに装着
した実施例である。音波（超音波）発振１子７から発生
する音波または超音波エネルギは生体内部の特定個所１
１に集中する。

この超音波の伝搬刃とその方向が直交するように磁性コ
ア４から発生した磁界成分の存在によって電流がエネル
ギの集中する特定個所１１の近傍を流れる。

この誘導電流は磁界が直流の場合は周波数成分は印加し
た超音波の周波数に等しくなるが、交流の場合は第２図
に示す例のように超音波周波数をｆｌ、磁界周波数をｆ
ｌとすると、ｆｌ　＋ｆ２１　　ｆｌ−ｆｌというヘテ
ロダイン方式による周波数となり、両者の周波数成分の
和または差の周波数すなわちビート周波数となって表わ
れる。

したがって例えば超音波周波数を２０．０ＫＨｘ１磁界
周波数を１９．９Ｋ　Ｈ！とすると差周波数は０、　Ｉ
Ｋ　Ｈ！すなわち　１００Ｈｔのビート周波数による低
周波電流が生体内に誘導される。

神経系または筋組織の電気的刺激を意図するときは数十
Ｈ２から数百Ｈｓの低周波刺激が効果的とされるので、
このようにヘテロダイン方式で周波数差を利用すること
がエネルギの浸透性と集中性を高める上で、直接低周波
電流を生体に非侵襲に印加する方法に比べてより効果的
である。

なおこの発明の他の実施例としては第３図に示すように
、音波（超音波）発振器７．パルス磁界発振器などの磁
力線放射ユニット２、下肢部における誘発電位検知器３
をそれぞれ図示の通り配置する。

すなわち超音波発振器などの音波放射ユニット１を生体
ａの後頭部に、パルス磁界発生器などの磁力線放射ユニ
ット２を側頭部に位置して頭数内部に局部的に電流を印
加し神経系の伝導状態を観測することができる。

第４図はソレノイドコイル内に生体が入るようにした装
置であって、コイル内の一様で強い磁場を利用すること
ができる。

なおこの例でも超音波周波数ｆ１と交番磁界の周波数ｆ
２とを僅かに異ならせてもよい。

第５図は２つの異なる周波数成分子Ｏ，ｆ。

を有する２つの超音波発振器８＾、８Ｂを用いる装置、
または低周波発振器８ａの低周波信号で超音波発振器８
ｂの超音波成分を変調する装置を用いた例で、生体ａの
非直線効果を利用し、直流磁界発生装置と組合せること
によって生体内に低周波電流を流すことを目的としてい
る。

同じ目的のために周波数ｆ、なる超音波信号波形を周波
数ｆの低周波で変調したバースト波形でも良い。

なお、第３図から第５図までの実施例において前記実施
例と同一符号部分はいずれについても同効部分を示す。

超音波発生装置から生体へ超音波エネルギを効率よ（伝
達させるために、生体の一部または全体を水または他の
液体に浸す方法も採用できる。

［発明の効果」 本発明になる請求項１または２記載の生体内電気刺激方
法とその装置は超音波発振器と磁界印加装置を生体に対
しである定められた位置関係に置くことによって始めて
効果を発揮するものであって、単なる両者の効果の単純
な加算ではなく相乗積によって生体内部に電気力を発生
させ得るのである。

生体内にファラディの法則により発生する電気エネルギ
は神経細胞、筋細胞を刺激し、医療分野における除痛治
療装置として、また神経伝導の異常を発見する診断装置
として利用することができる。

本装置は同じ目的をもった従来の装置に比べて治療部位
または診断部位を体内のいかなる部位についてもより局
在化、集中化することが可能である。

請求項３による生体刺激装置においては、例えば超音波
周波数を２０．０ＫＨｚ、磁界周波数を１．９．９ＫＨ
ｘとすると差周波数はＯｌＩ　Ｋ　Ｈ！すなわち　１０
０ＨＫのビート周波数による低周波電流が生体内に誘導
される。

神経系または筋組織の電気的刺激を意図するときは数＋
１４　ｇから数百ＨＫの低周波刺激が効果的とされるの
で、このようにヘテロダイン方式で周波数差を利用する
ことが音波または超音波エネルギの生体への浸透性と集
中性を高める上で、直接低周波電流を生体に非侵襲に印
加する方法に比べてより効果的である。

さらに超音波周波数を用いることで、周囲に騒音を生じ
ることな〈実施できる。

請求項４によれば、磁力線放射ユニットニ永久磁石を用
いたので上記磁力線放射ユニット自体が大幅に簡素化で
き、小型軽量かつ安価に実施できる。

請求項５によれば、磁力線放射ユニット１に永久磁石等
の非交番磁界発生源を用いても生体内に２つ以東の超音
波周波数のビート周波数または超音波を低周波変調して
得た所望の周波数による振動を生体に付与することがで
き、生体内への音波エネルギの浸透性、集中性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の基本構成図、第２図は本発
明に係る装置の生体への適用例を示す構成図、第３図は
本発明に係る装置の人体頭部への適用例を示す略図、第
４図および第５図はそれぞれこの発明の他の実施例を示
す構成略図である。 １・・・音波放射ユニット ２・・・磁力線放射ユニット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、生体に印加された音波エネルギや超音波エネルギの
   生体内伝搬方向にほぼ直交して交流磁界や直流磁界によ
   る磁気エネルギを前記生体に印加して生体内部に電気エ
   ネルギを発生させ、この電気エネルギで生体内部を電気
   的に刺激することを特徴とする生体刺激方法。 ２、生体に音波エネルギや超音波エネルギを印加する音
   波放射ユニット１と、前記エネルギの生体内伝搬方向に
   ほぼ直交して交流または直流磁界エネルギを前記生体に
   印加する磁力線放射ユニット２とからなる生体刺激装置
   。 ３、音波放射ユニット１から放射される音波または超音
   波の周波数と磁力線放射ユニット２から放射される交番
   磁界の周波数とを異ならせた請求項２記載の生体刺激装
   置。 ４、磁力線放射ユニット２として永久磁石による非交番
   磁界発生源を用いてなる請求項２記載の生体刺激装置。 ５、音波放射ユニット１として音波または超音波発振器
   を２個以上設け、これら各発振器の出力周波数を異なら
   せたものを用いてなる請求項２、３または４記載の生体
   刺激装置。