JPH0345271A - イオントフォレーシス用デバイス - 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】 １゜ ［産業上の利用分野］ 本発明は、医療分野で鋭意研究が行なわれているＤ　Ｄ
　３　（ｄｒｕｇ　ｄ６１ｉｖｅｒｙ　ｓｙｓｔｅｍ）
の−手段とし・て、イオントフＡレーシスの原理を用い
た経皮的薬剤投与に使用するイオントフＡレーシス用デ
バイスに関する。

［従来技術とその問題点］ イオントフォレーシスは公知の通り、微弱な直流電流に
より薬剤を経皮的且つ無痛的に投与する方法であり、有
効成分の薬剤を体外から皮下へ浸透させる基本的な駆動
力は電界即ちクーロン力である。

ところで、皮膚の最外層を構成する角質は、電気的に絶
縁体の性質を持つため直流電界をかけると絶縁体は誘導
分極を起こす。そこで、公知の通り、皮膚の電気等価回
路はキャパシタンス（Ｃ）とレジスタンス（Ｒ）との並
列結合回路で表現される。

従って皮膚に直流電界をかけるとキャパシタンスに対す
る充電電流が過渡的に流れるが、レジスタンスの抵抗値
がかなり大きな値を持つため定常的にはほとんど電流が
流れない状態になる。

このため直流電界によるイオントフォレーシスは、駆動
力である電流が流れないため、薬剤の浸透の効率が極め
て悪くなる問題がある。この問題を解消する方法として
特開昭６０−１５６４７５号公報。

特開昭６０−１８８１７６号公報、特開昭６１−３１１
６９号公報等には、電極間に治療パルスを出力し、パル
ス休止期間中に関導子と不関導子の両電極間を短絡する
スイッチ機構や該両電極間に逆極性のパルスを印加する
機構を設けて脱分極させる方法が開示されている。しか
しながらこの方法では脱分極の機構と、休止期間中に該
機構を動作させるための同期ｔａ構が必要となるため装
置が大型化してしまう問題がある。

方、糖尿病患者へのインスリン投与等実際の使用におい
ては、デバイスを携行容易な腕時計や腕章サイズに小型
化して、患者の日常生活や就労の不便を無くすことが望
まれている。

［発明の目的］ 本発明は、かかる問題を解消すべく研究の結果なされも
ので、小型で、しかも、イオントフォレーシスに必要な
電流を効率良く流すことのできるイオントフォレーシス
用デバイスを目的としたものである。

［発明の構成・作用］ 前述の目的は以下の本発明により遠戚される。

すなわち本発明は電極間に治療パルスを出力するように
したイオントフォレーシス用デバイスにおいて、該電極
間の出力インピーダンスを１ＫΩ以下としたことを特徴
とするイオントフォレーシス用デバイスである。

上述の通り、本発明では、電極間の出力インピーダンス
が１ＫΩ以下の低インピーダンスとしであるので、治療
パルスの休止時にこの出力インピーダンスを通して皮膚
に貯えられた分極電荷は放電し、自動的に脱分極される
ので、分極電荷の影響を受けることなく、必要な電流を
効率良く流すことができる。その上、従来例の如く何ら
脱分極手段を設ける必要もないので、回路構成が簡単で
３ 小型で安価なデバイスが実現できる。

以下本発明の詳細を実施例に基いて説明する。

第１図は本発明に係わるデバイスの全構成を示すブロッ
ク図、第２図は実施例のパルス発生手段の詳細ブロック
図、第３図は比較例のパルス発生手段の詳細ブロック図
、第４図のくのは確認テストに用いた治療パルスの波形
図、＜ｂ〉は実施例の電流波形図、（Ｃ〉は比較例の電
流波形図、第５図は皮膚のインピーダンスの周波数特性
の測定結果を示すグラフである。

第１図において、１は乾電池等よりなる電源、２は所定
周期の治療パルスを発生するパルス発生手段、３，４は
人体５の所定個所にセット、する電極で、その一方例え
ば３がイオン性薬剤を含有した電極で関導子と云われ、
他方の４は単なる導電性電極で不関導子と云われる。こ
の基本構成は、前述の特開昭６０ｉ５６４７５号公報等
で公知のものと同じであり、関導子３．不関導子４の画
電極については公知のもの例えば該公報記載のものがそ
のまま適用できるのでその詳細説明は省略する。

一 ところで、本発明は前述の通りかかる構成のイオントフ
ォレーシス用デバイスにおいて、電極間すなわち第１図
の関導子３と不関導子４との間の出力インピーダンスを
１ＫΩ以下の低出力インピーダンスとしたものであり、
その−例を第２図に示す。

本実施例はパルス発生手段２の出力インピーダンスを略
零とした例で、その全体構成は第１図ど同じであり、従
って第２図にはそのパルス発生手段２のみが示しである
。すなわち、第２図は本発明のデバイスのパルス発生手
段２の一実施例であり、電気的出力インピーダンスを１
ＫΩ以下に設計したものである。図において、２１は正
弦波信号発生器であり、ダイオード２２により正の半サ
イクルのみすなわち一方向の正弦波パルスが通過し、オ
ペアンプからなる増巾器２３で通常イオントフォレーシ
スに使用される３〜６■の波高値迄増中後、電流制限抵
抗２４を経由して関導子３と不関導子４間に治療パルス
を出力する。

よって、本例では治療パルスは第４図〈加に示すような
正弦波パルスとなる。なお、２５は中正線を示す。

ところで上述のパルス発生手段２においては、増巾器２
３にオペアンプを用いであるので、その出力インピーダ
ンスは殆んど零となり、第２図の関導子３と不関導子４
の出力インピーダンスは電流制限抵抗２４の値に等しく
なるので、任意の出力インピーダンスに設定することが
出来る。よって電流制限抵抗２４を１ＫΩ以下に設定す
れば良い。

方策３図は、第２図の電流制限抵抗２４の後に、ダイオ
ード２６を取りつ（プて関導子３と不関導子４間の出力
インピーダンスをほぼ無限大とした従来例を模擬した比
較例である。

次に上述の実施例及び比較例による確認テストの結果を
説明する。ところでイオントフォレーシスにおいては薬
剤の人体への浸透は流れる電流に比例することが知られ
ており、よって確認テスト【よ、人体の腕部に関導子３
及び不関導子４を装着し、薬剤は用いず、単に流れる電
流のみを測定づ−ることによって行なった。その結果を
第４図に示す。

第４図において、（ａ）図は確認テストに用いた治療パ
ルス、具体的に関導子３と不関導子４の画電極から出力
される電圧、すなわち人体への印加電圧で、図の例は周
波数５０に目１．波高値３Ｖの半波正弦波パルスである
。りｂ〉図は第２図の実施例において、（ａ）図の治療
パルスを印加した時に電流制限抵抗２４従って人体５に
流れた電流値を示しており、＜Ｃ〉図は第３図の比較例
における同様の電流値である。

曲図の実施例では図示の波形のように電流は流れ、極性
が正の電流値が最大で約３．４′ｒｒＬＡ流れており、
且つ極性負の電流も流れる。一方、（Ｃ）図の比較例で
は、極性が正の電流のみが流れ、その最大値は約０．４
７７ＬＡであった。すなわち、本発明のデバイスでは従
来例を模擬した比較例に対して１０倍近くの電流が流れ
ること、換言すれば非常に効果的に薬剤滲透ができるこ
とが確認できた。

この両者の相違は、比較例（第３図〉のダイオード２６
換言すれば出力インピーダンスによるもの７− であり、皮膚のキャパシタンスに充電された電荷が、ダ
イオード１０の阻止作用すなわち人出ノコインピーダン
スのため、放電できないことに理由があると考えられる
。そして実施例（第２図）は、パルス発生手段２の出力
インピーダンスが小さいため、治療パルスの休止期間す
なわち、第４図（ａ）のパルスＰとパルスＰの間の期間
中に人体５のキャパシタンスに充電された電荷が放電を
行うことが可能で各ザイクル毎、皮膚の電荷状態が初期
化され、イオントフＡレーシスに有効な正の電流値を大
きくとることが実現されていると考えられる。

方、比較例（第３図）は前述の通りパルス休止期間中、
ダイオード２６によりパルス発生手段２の出力インピー
ダンスは無限大になるため皮膚の電荷状態は、飽和状態
となり有効な正の電流値は極微小となると考えられる。

従って脱分極という面からは出力インピーダンスはでき
るだけ小さくすることが好ましい。

ところで、第４図は、皮膚インピーダンスの周波数特性
を実測したものであるが、測定の電源周８ 波数が５　Ｋ　Ｈ２以上になると、インピーダンスは１
ＫΩ以下となり、２００〜３００Ｋ　Ｈｚで約１００Ω
迄低下する。このことは、皮膚の等価回路から容易に推
定できる現象であるが、更に、皮膚の比誘電率に周波数
依存性があり、高周波域では数ＩＩＩＦ迄キャパシタン
スが低下することにも起因している。

このようなインピーダンス特性を皮膚が持つことから、
イオントフォレーシスでは１０ＫｌｌＺ以」二の正パル
ス電圧を用いることが好ましい。

しかし、人体への安全面や火傷、かゆみを防止するため
に、電圧波高値と電流値を低くおさえることも必要であ
る。そのため、電流制限抵抗２４の抵抗値をＲ２皮膚の
インピーダンスをｒ、印加電圧をＶとした時、イオント
フォレーシスで有効な電流■はＩ＝Ｖ／　（Ｒ＋ｒ　）
で求められるが、安全面等から■≦１５〜２０７７Ｌ　
Ａであり且つエネルギー効率からＲ≦ｒの２条件を考慮
して電流制限抵抗すなわち出力インピーダンスを設定す
べきである。

印加電圧Ｖを６Ｖ、周波数５０に＋−１；ｌ！を採用し
た時、皮膚インピーダンスｒは、約２０００となるので
、電流制限抵抗Ｒは、１０００程度の値を設定すれば良
いことが判る。

皮膚インピーダンスに関しては、電極部分に薬剤を含浸
させたパッドが皮膚と電極間に介在するため薬剤の導電
率がパルス発生手段の負荷インピーダンスに加算される
こと、また、電極面積や電極間距離１人体の部位９個人
差などが皮膚インピーダンスのバラ付き原因となるため
前記で求めた出力インピーダンスの値は医療目的に応じ
て、最適化することが好ましいが、本発明老の研究結果
では周波数を１ＫＩ−１７以上とし、電極間の出力イン
ピーダンスを１ＫΩ以下とすれば、脱分極作用も充分で
、はとんどの目的に対応できることがわかった。

以上実施例に基いて、本発明を説明したが、本発明はか
かる実施例に限定されるものでないことは、その趣旨よ
り明らかである。

以上の如く、本発明のデバイスは、安全で且つ無痛的に
、イオンフオレーシスに必要な直流電流を流すことが出
来、且つ、小型化できるというすぐれた効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わるデバイスの全体の構成を示す
ブロック図、第２図は実施例のパルス発生手段の詳細ブ
ロック図、第３図は比較例のパルス発生手段の詳細ブロ
ック図、第４図の（ａ）は確認テストに用いた治療パル
スの波形図、〈ｂ〉は実施例の電流波形図、（Ｃ〉は比
較例の電流波形図、第５図は皮膚のインピーダンスの周
波数特性の測定結果を示すグラフである。 １：電源　　　　　２：パルス発生手段３：関導子　　
　　／４：不関導子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電極間に治療パルスを出力するようにしたイオント
   フォレーシス用デバイスにおいて、該電極間の出力イン
   ピーダンスを１ＫΩ以下としたことを特徴とするイオン
   トフォレーシス用デバイス。 ２、治療パルスを発生するパルス発生手段の出力インピ
   ーダンスが１ＫΩ以下である請求項第１項記載のイオン
   トフォレーシス用デバイス。 ３、パルス発生手段がパルス発生回路とその出力を増巾
   する出力インピーダンスの小さい増巾器と出力電流を制
   限する電流制限抵抗よりなる請求項第２項記載のイオン
   トフォレーシス用デバイス。