JPS60100978A - 生体内の血液循環作用の調節方法 - 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〕 本発明は生体の血液循環作用に変化を生ぜしめるために
生体の組織や細胞の相互作用を調節する方法及びその装
置に関する。

〔従来の技術〕

苦痛を伴っている身体に対して直接誘導結合に米国特許
４２６６５３２号及び４２６６５３３号がある。

これは１つ以上の誘導電圧パルスと付随する電流信号と
を高い特殊パターンに一致させると、苦痛のある身体の
治療２例えば骨折やゆ着工能等の治療の促進において有
益な処理を進展することが見出されている。通常、大き
な身体部位２例えば脚部の治療に良く合った複雑な処理
ヘッドは１つ以上の大きなコイルを有していた。

我々は特性（ｃｈａｒａｃｔｅｒ）指示装置によ多発生
されるパルス状の電磁界も人体の血液循環作用の調節手
段となることを確認した。

〔発明の課題〕

本発明の目的は生体内の血液循環作用を予測可（５） 能にかつ選択的に調節するための方法及びその装置を提
供しようとするものである。

本発明の他の目的は上記目的を生体の選択された各部位
において達成できるようにすることにある。

本発明のよシ他の目的は血液循環において大きな所定の
変化を生ぜしめ、監視しかつ制御する手段を提供するこ
とにある。

〔課題を達成するための手段〕

本発明によれば、上記目的は多数巻のループによるコイ
ルを用い、該ループによシ規制された領域は選択された
生体部位の横方向の突起に対して実質上包囲するかある
いは一致することにより達成される。前記領域は部分的
に血液循環を高めるかあるいは影響を及ぼすために要求
される領域である。ループによシ規制された領域は複雑
な身体部位に隣接ししかも通常は横方向突起に一致して
ループ領域に非侵入的に位置決めされる。ｉ４ルス状の
電気信号は上記したリヤビーその他の発明に説明されて
いるので必要では無いと思われるが。

（６） 特別な血液循環の変化を生ずる方法及び時間の長さに対
してコイルを励磁するように適用される。

図示により詳しく後述するように、コイルのパルス状電
磁界により影響を受けた領域において励磁に対して１４
分間さらすことで血液の強められた存在を生ずることが
知られてお９２強められた存在はその領域において超音
波速度が少なくとも２チ増加するものとして観測され、
励磁の終了時は。

より小さい超音波速度の処理前の状態に戻るには約３０
分の時間が必要とされる。このような観察はパルス状電
磁界にさらされた領域における血液存在及び血流の少な
くとも一方を測定する他の技術によっても確認されてお
シ、測定はコイル励磁を制御するフィードバックの一要
素として利用される。

以上のようにして、処理領域における強められた血流は
一定の・ぐルス標準を用いる結果であシ。

いくつかの波形が血液循環の減少を引起こし得るという
いくつかの目安がある。このようにして。

血管拡張あるいは血管収縮作用は波形と動作点により決
まる。超音波を使用する場合のモニタ方法は、自記温度
計、光学手段であシ、動作点を決定するだめの値である
。

以下余日 〔実施例〕 第１図を参照して２本発明を１例えば部分的な外科８手
術後の治療過程を補助するように局部的に血流を強める
血液循還作用の調節を行うようにされ、しかも長さ方向
の中央領域に位置せしめられた人間の前腕部に適用する
場合について説明する。ノヤルス状の電磁界は、腕１０
０反対側にそれぞれ配置された２つの同じコイル１１．
１２により部分域へ与えられる。コイル１１．１２はそ
れぞれ、多層巻の束であり、Ｂ＆Ｓダージ（Ｂｒｏｗｎ
ａｎｄ　５ｈａｒｐ　Ｗｉｒｅ　ｇａｇｅ　）　２　Ｂ
の被覆銅線５６回巻が適しており、始めに直径２３ｃｒ
ｎの円形に巻回され、その磁束ねられ２通常だ円形に変
形される。

各コイル１１．１２は・ぐルス状電磁界露出域の腕の一
部の横方向突出部に近づいて囲まれた領域を包囲し、し
かもそれぞれ前記突出部が実質上一致し合うと共にコイ
ル自体同士が一致し合う。コイ・−ル１１．１２は磁束
の向きの関係を考慮して接続され、パルス信号発生器１
３の出力により励磁されると、２つのコイルの間に限定
された包囲された幾′何学的な容積の中に実質上一様な
磁束分布をつくり出す。

パルス信号発生器１３及び信号の性質はリヤビーその他
による発明に記載されているので、詳細な説明は省略す
る。・ぐルス信号発生器１３．１４及び１５の規定がｉ
’？ルス信号出力、パルス形状の増幅度調節（オン、オ
フ制御を含む）や繰り返し周波数の調節のためにそれぞ
れ示されている。コイル１１．１２により限定された領
域でのパルス状電磁界の比較的短時間の印加は限定領域
内の血液の存在及び流れを測定可能に強め、パルス状電
磁界作用の延長した時間後、血流の強化は停滞期に達し
、しかもこのような動作が更に続けられれば血流強化の
減少をもたらし得る。

手段及び技術の種類は結果として生ずる変化の原動力及
び量をモニタすることを利用しても良い。

第１図において、モニタされた量は、一方のコイル１１
の内側の領域内の肌に接触してトランスジー−サ１５を
超音波的に励起することにより、超音速での変化であり
、−Ｊ？ルス状の超音波信号の発生器１６はトランスジ
ューサ１５に接続される〇結合された構成要素が信号処
理手段を有する受信部１７を含めて示されており、これ
により表示装置１８はエコーレンジにより腕１０内の骨
から反射した・ぐルスの伝達時間を得るように超音波速
度を表示できる。

前に示したように、超音波速度の少なくとも２チの増加
はパルス状の磁界に対して約１４分の照射で観察できる
。

第２図は音響インピーダンスの変化を測定する適当な手
段２２と接続して腕１０（コイルの間に限定された領域
）の反対側に配置した２つの超音波変換器を用いた場合
の概略図である。音響インピーダンスの観察された変化
は限定された領域における血液存在の変化のための他の
指示計ともなり、音響インぎ−ダンスは通常超音波速度
に比例して変化する。

第３図は腕１０の同じ側に沿って長さ方向に間隔をおい
て配置した２つの超音波トランスジーーサ２５．２６を
用いる場合の概略図であり、超音波発生器２７からの信
号出力は、パルス状電磁界照射領域における血液流の変
化に起因するドツプラー効果の周波数ずれの変化として
２８で観測される。

第１図〜第３図の異る実施例に含まれた検知技術は、単
なる図示で理解できると思われ、他の技術（光学伝送技
術を含む）を血液存在あるいは血液流の変化量を観察す
るために利用しても良い。

所望の変更のために外科医あるいは専門家のモニタが与
えられることは理解できるであろうし、外科処理に際し
すべての障害を除去するために電磁界・９ルス発生のレ
ベルを減少したりあるいは同様に終了する時に注目すべ
きことは、ノクルス状電磁界照射終了後１重要な限定さ
れた領域に強められた血液存在を予想する約３０分の時
間が存在することである。

第４図は自動計測に付与する前述した装置のすべてを示
し、コイル１１内の唯一の変換器１５′は第１図、第２
図あるいは第３図の実施例のすべての変換器システムを
概略的に示すことが理解できよう。同様にして、第４図
において、検出手段３０は血流あるいは血液存在の変化
をモニタするための特別に選択された検知技術に適して
いることが理解できようし、あらかじめ定められた閾値
を選択するための手段３２を有する閾値回路３１は。

血液状態における検出した変化がプリセットされた閾値
に達すると適当な指示計３３に対して出力を与える。指
示計３３はプリセットされた閾値への到達のための単な
る警報１例えば点滅灯あるいは可聴音を発するもので良
い。

第４図は更にセレクタスイッチ３６を含むフィードバッ
ク接続３５を概略的に示し１例えばスイッチ３６が検出
手段３０の出力信号を示す位置の時はパルス信号発生器
１３の出力の制御を行い。

スイッチ３６が別の位置にある場合はプリセットされた
閾値状態に到達すると閾値回路３１の出力信号として出
力し、コイル１１に対する・ぐルス信号発生器１３出力
の自動終了のための手段となることが理解されよう。

第４図では更に次のことが理解されよう。すなわち、第
１図に関連して検討されたように２つの（１３） コイル１１．１２を使用することが提案されるが。

上述した血流制御効果は１つのコイルだけでも達成され
得る。１つのコイル使用と２つのコイル使用との間の第
１の相異点は、パルス状電磁界の身体への侵透の深さ及
び均一性の程度である。

以下の例では第５Ａ図〜第５工図に関連して。

わずかな電磁界照射が行われる遠隔領域における場合に
比して電磁界照射領域において血液存在を強めるパルス
状電磁界の能力を量的に観測する手段としてガンマ放射
線トレーサ技術の適用を示す。

犬が所定の時間にそれぞれの足において検出されたガン
マレベルを同時に測定するために別々に用意した状態で
ガンマカメラにより前足が撮像されるように麻酔をかけ
られ拘束される。第１の一対の電気コイル１１．１２が
一方の前脚の互いに反対側にひもで縛られ、第２の同様
な一対のコイルが同様に他方の前脚にひもで縛られる。

左側のベアコイルは上述した方法で励磁され、他方のイ
アコイルはダミーとして励磁され々い。

第５図は犬のそれぞれの脚の異る時間において（１４） 測定されたガンマレベルの連続記録であり、各々のカー
ブは適用可能な脚部の識別を生ずる。連続記録のために
、記録は放射性物質トレーサ溶液の注入後同じ時間（４
０秒）にわたってなされ、後半は短かい半減時間（例え
ば５秒間）の間選択されている。

第５Ａ図は休止状態、すなわちコイル励磁が無く、シた
がって脚部へのパルス状電磁界の照射も無い。それぞれ
のカーブ内の領域の比は１．５２：１であり、血液の優
位は右側の脚部に検出される。

これは例えば犬は通常その右側の足に一次的な信頼を優
先的に被っているというように推量され得る。

第５Ｂ図のカーブは５分後に記録されたもので。

電磁界パルスの励磁の前に状態のチェックとして。

カーブ内の測定された領域は１．６３：１であり。

再び右側の脚部が優れ、第５Ａ図の測定結果を実質上立
証している。

このように休止状態を記録されてから第１図で説明した
方法で左側の脚部上のコイルが励磁され。

右側の脚部のダミーコイルは除外され、パルス状電磁界
により左側の脚部が作用されるようになる。

励磁開始から５分後、更にアイソトープ注入と記録がな
され、第５Ｃ図のカーブの計数がなされる。

第５Ｃ図において、血液存在の優位は照射されていない
右側の脚部から照射されている左側の脚部に移行したこ
とが認められ、右側と左側の脚部の血液存在の測定比は
０．７７：１となる。注入及び記録処理は、第５Ｄ図、
第５Ｅ図及び第５Ｆ図に記録結果を示したように、励磁
開始後５分、１０分、１５分おきに繰り返される。これ
らの記録されたカーブ内の面積計測結果の右側脚部と左
側脚部との血液存在の比はそれぞれ、０．５０：１゜０
．３３　：　１　、０．５４　：　１である。明らかに
、継続した励磁に比例して約１５分後に２−りに達し。

左側の脚部における血液存在の倍率は右側の脚部に比し
て）約５倍のファクタまで増加した。

第５Ｆ図の記録がなされた後、コイルの励磁は終了し、
注入／計測サイクルはコイルの励磁停止後１０分、２０
分、４０分の継続した間隔で繰り返される。第５Ｇ図、
第５Ｈ図、第５１図の記録はそれぞれ、これらの間隔の
終わりでなされ、右側の脚部と左側の脚部との血液存在
の比は０．８１　：　１　。

１．１８　：　１　、１．６５　：　１を示し、最後は
犬の血液４　存在状態が第５Ａ図、第５Ｂ図の最初の状
態に戻ってしまったことを証明するものと認められる。

結論として、トレーサ存在の局部的な優位は血液存在の
局部的な存在を意味することは明らかである。・やルス
状の電磁界は血管拡張と同種の効果を与え、身体の照射
域における毛細血管の保養に作用すると思われる。第５
図に関連して報告されたデータを再現した・ぐルス状電
磁界信号は、非対称・ぐルスサイクルの繰り返しバース
トとして説明されることができ、各・ぐルスは、第１の
極性のパルス部分は比較的小さい振幅及び長時間（例え
ば。

２５０μＢ　）で９反対極性のノｆルス部分は比較的大
きい振幅及び短時間（例えば、９μｓ）であり、最大パ
ルス振幅は１．６　ｍＶ　、バースト期間は３０ｒｎｓ
。

バースト繰り返し比は２Ｈｚ、１バーストのパルス間隔
時間は２２μＳである。これらのパルスデータ（１７） は、リャビにより説明された軽量の電池による携帯型の
装置に特徴づけられる低消費電力信号に一致すると思わ
れ、そして他のものでは１９８２年８月３１日に出願さ
れた４１３５３９号がある。

引続く人体での血流計測においては１人体において強め
られた血流を同様なパルス状信号で生ずることが確認さ
れており、計測はレーザ／ドツプラ技術を用いて、放射
性物質に頼ること無くなされる。

他の試験は一定の磁界が血管収縮と同種の結果を生ずる
ことを示しており、しかもパルス状電磁界の血液循還作
用における効果は・ぐルス磁界実行の時の初期の生理学
上の状態による。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように２本発明によれば生体の各部位
においてその血液循還作用を調節することができる。

本発明を様々な図示の実施例により説明してきたが９本
発明の権利範囲を逸脱しない範囲内で様様な変更が可能
であることは容易に理解できよう。

／１Ｃ＋）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するに際して身体に使用する構成
要素を概略的に示し、第ｍれぞれ。 第１図の検出要素の代わりに用いられ身体内の血液循還
作用の変化を検出する選択的な手段を簡略化して示し、
第５Ａ〜第５Ｉ図は本発明に関連したデータを説明する
ための一連のグラフ図である。 図中、１１．１２はコイル、１３はｉ４ルス信号発生器
、１４．１５はトランスジー−サ、１６は超音波信号発
生器、１７は受信部、１８は表示装置、２２は可聴イン
ピーダンス測定器、２７は超音波発生器、３０は検出手
段、３１は閾値回路。 ３３は指示計。 （１９） ＦＩＧ、　５Ａ、　ＦＩＧ、　５Ｂ。 ＦＩＧ、　５Ｄ、　ＦＩＧ、　５Ｅ。 ＦＩＧ、　５Ｇ、　ＦＩＧ、　５Ｇ。 ＦＩＧ、　５Ｃ。 ＦＩＧ、　５Ｆ。 ＦＩＧ、　５Ｉ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、生体のあらかじめ定められた領域における血液循環
   に局部的に作用せしめる方法であって。 前記領域の横方向の突起領域に実質上マツチする内側領
   域を含んだ電磁石コイルを選択するステップと、前記突
   起に実質上一致するように生体に隣接して前記コイルを
   配置することにより、前記あらかじめ定められた領域は
   前記コイルが励磁されると発生される電磁界の少なくと
   も一部の領域内にあるように前記コイルを配置するステ
   ップと。 前記コイルによ多発生される電磁界内で生細胞。 組織の少なくとも一方の相互作用を調節可能な電気信号
   で前記コイルを励磁するステップと、前記あらかじめ定
   められた領域内の血液状態の変化を（１） モニタするステップと、前記コイルの励磁の変更を決定
   すべくモニタされた変化を利用するステップとを有する
   生体内の血液循環作用の調節方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において。 前記モニタするステップは前記あらかじめ定められた領
   域の一部を通した非侵入波の伝播と、該伝播の速度変化
   を評価することを含むことを特徴とする生体内の血液循
   環作用の調節方法。 ３、特許請求の範囲第２項記載の方法において。 前記波の伝播は超音波であることを特徴とする生体内の
   血液循環作用の調節方法。 ４、特許請求の範囲第３項記載の方法において。 前記伝播が前記あらかじめ定められた領域における骨に
   対して向けられ、その速度の変化が前記骨に対して参照
   されたエコーレンジにより観測されることを特徴とする
   生体内の血液循環作用の調節方法。 ５、特許請求の範囲第２項記載の方法において。 前記評価は前記波の伝播の位置からのずれを除いて前記
   あらかじめ定められた領域内の位置への非（ＱＸ 侵入式の検出を含み、前記検出の出力信号におけるドッ
   ゾラ変化を観察することを含むことを特徴とする生体内
   の血液循環作用の調節方法。 ６、特許請求の範囲第１項記載の方法において。 前記選択されたコイルは磁束を補い合う関係に接続され
   かつ前記あらかじめ定められた領域の隣接する反対側に
   離した関係で配置されしかも各コイルの中心軸が直線状
   であらかじめ選択された領域を通過するような２つの同
   じコイルのうちの１つであることを特徴とする生体内の
   血液循環作用の調節方法。 ７、　特許請求の範囲第１項記載の方法において。 前記コイルの励磁は脈動信号成分を含むことを特徴とす
   る生体内の血液循環作用の調節方法。 ８、特許請求の範囲第１項記載の方法において。 前記コイルの励磁は非対称の・ぐルスの連続であること
   を特徴とする生体内の血液循環作用の調節方法。 ９、脈動する電磁界に対して生体の少なくとも一部を露
   出することを含む、生体内における血液循環作用を選択
   的に調節する方法。 １０、特許請求の範囲第９項記載の方法において。 １１、生体のあらかじめ選択された一部領域に外部的な
   使用のために適用される電磁コイルと、該コイルにより
   発生された電磁界内での生体細胞。 組織の少なくとも一方の作用を調節することが可能な信
   号で前記コイルを励磁すべく接続された信号発生器と、
   前記選択された領域で生体に使用すべく適用され、血液
   循環作用の変化だ応じて電気信号を送出する変換手段と
   から成る生体内の血液循環作用の調節装置。 １２、特許請求の範囲第１１項記載の装置において、前
   記変換手段から信号発生器へのフィードバック制御接続
   を含む生体内の血液循環作用の調節装置。