JPS60232176A - レーザ光線による治療装置 - 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】 発明の利用分野 本発明は人間の神経障害の治療装置に関する。

従来技術 神経系の種々な要素に損傷を与える非常に多くの傷害が
毎年生じている。例えば、合衆国では約５００．０００
件のを髄、損傷があシ、１年間に１５．０００件の新し
い損傷が起こると推定される。

これらの損傷はひどい痛みを生じ、運動を制限するう 運動に対する最大の障害が痙性であることは、一般に神
経学者の一致した意見である。

痙性による硬直が運動に対して大きな障害が生じ、屈筋
痙彎並びにクローヌス（ｃｌｏｎｕｇ　）による刺激に
よって患者は夜間に０攪め、非常な苦痛を訴える。そし
て残念ながら、この様な痙性の治療は現在のところあま
シ充分でない。

例えば現在性なわれている治療方法は、種々の薬物投与
によるものであるが、副作用を伴う点で明らかに不利で
ある。

また硬膜外を髄刺激の様な神経外科療法は、限られた範
囲で有効であるが、このアプローチは一般には最後の手
段であると考えられているに過ぎない。しかもこの様な
神経外科療法は、ある種の症例では通常よシも大きな苦
痛を患者にもたらす場合さえちる。

ま、た物理的な療法は、非浸透性（ｎｏｎｉｎｖａｓ　
ｉｖｅ　）である点で確かに有利であるが１時間と費用
がかかるばかりでなく、その効果も限られたものである
という欠点を有している。

また経皮神経刺激（ＴＮＳ）と呼ばれる他の方法も、慢
性の痛みの治療に用いられているが、かような治療方法
もその適用が制限されており、しかもその効果について
の報告も殆どない。

この様に神経障害に対する従来の治療方法は、その効果
において満足し得ないものであるばかりか、経費や適用
の容易さという点でも難点を有して℃する。

従って、外傷、伝染病、炎症等による神経障害、特に中
枢神経系の障害に対して、非浸透性で且つ非外傷性の治
療方法が従来から要求されているのである。

発明の概要 本発明者は、実質上単色光を照射することによって、末
梢神経及び中枢神経系の損傷が有効に回復されることを
見出した。

発明の目的 即ち本発明の目的は、中枢神経及び末梢神経系障害の治
療装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、実質上単色光線を照射するこ
とによって上記神経障害を治療するための装置を提供す
るにある。

発明の構成 本発明によれば、非外傷性の出力強度を有し且つ実質的
に単色光である光線を供給する手段を有し、使用に際し
て、患者の特定の神経部位に隣接する皮膚部分に前記光
が照射される様な位置決め機構が設けられていることを
特徴とする治療装置が提供される。

発明の好適態様 本発明の治療装置は、第１図に簡単に示す様に、光線供
給手段２０、患部支持機構２１及び位置決め機構２２と
から成っており、使用に際して、位置決め機構２２によ
り光線供給手段２０からの所定の光線が、患部支持機構
２１上の患者の患部の所定位置（例えば障害を有する神
経組織に隣接する皮膚部分）に照射される様になってい
る。この位置決め機構２２は、例えば光線供給手段２０
を移動せしめるか、或〜・は患部支持機構２１を適当に
移動することによって、上記光線が所定の患部に照射さ
れるものであってよい。

本発明において重要な特徴は、神経組絨の治療用光線と
して、非外傷性の出力強！（ｐｏｗｅｒｄｅｎｇ、ｉ　
ｔｙ　）を有する実質上単色の光線を用いることにある
。

単色光線の照射が加熱及び蒸発効果を有するという事実
に基づいて、レーザ光線を医学的に使用することは十分
に確立されている。

而して低出力レーデの直接の効果は、加熱を伴なわずに
多くの代謝効果をもたらすものである。

またレーザ光線の照射により非熱的機構によって神経が
刺激されると〜・う研究もなされている。

例えば、アルゴンレーザな極めて短時間照射することに
よって、アメフラシ（Ａｐｌｙｓｉａ）の単離した腹壁
神経細胞の放電・母ターンは変化し、またルビーレーザ
の短パルス照射によって単離したアウエルパソノ・神経
差からのアセチルコリンの放出が容易となる。これらの
変化は、標本の温度上昇が感知される前に生じ、また加
熱によってはこの様な変化は生じないことから考えると
、これらの変化は非熱的機構に基づくものだと思われる
。

また最近のダブル−ブラインド試験では、高出カネオミ
ジウムレーザを短時間照射することによって、リューマ
チ性関節炎患者の痛みが和らぎ、運動範囲が広がってい
る。然しなから、この様な高出力レーザの使用は、熱等
を多く伴うために危険である。

従って本発明において、末梢神経及び中枢神経系の障害
の治療に低出力レーデを使用することは、危険を伴わな
い意味で非常に重要である。

かかるレーザの出力は、ｌｏｏミリワット未満、特に１
乃至３ミリワツトの範囲にあることが好適である。

また本発明において使用する単色光線としては、種々の
単色光線を使用し得るが、特に赤色光であることが好ま
しい。可視−赤外スにクトルに及ぶ長波長光は、短波長
光に比して、皮膚に浸透する度合が大きく、例えば赤色
光は人間の手に約５００μｍの深さまで浸透すると考え
られるからである。

また本発明によれば、上記単色光線として約６３２．５
ｎｍの波長を有する単色光線を使用することが好適であ
る。人間の手は５００〜６００　ｎｍの範囲の光線を最
も良く吸収するので、ヘリウム−ネオンレーザ（６３２
，５ｎｍ）を吸収すると考えられる。更にこの様なレー
ザを人間の皮膚に照射すると、その下にある神経から、
体感覚喚起電位によって測定される様な再現可能な電気
−生理学的反応が生ずるのである。勿論上記以外の波長
の光も使用し得る。

また本発明においては、上述した様に単色光が使用され
るが、各波長が特定のクロモフォール（Ｃｈｒｏｍｏｐ
ｈｏｒｅ　）を目標として設定されている様な多重波長
光を使用することも可能である。

上述した様に、本発明の治療装置は、神経系障害の治療
に使用される。

この神経系障害の幾つかはクローヌスとして知られてい
る現象を示すものである。Ｃのクローヌスは、痙性筋肉
が型動的に伸展された後に示す５〜７ヘルツの病的な振
動である。鍵反射が始まった後に筋肉が弛緩し、再び心
性放電を始める紡錘を伸展せしめる。この放電によりα
−運動ニューロンが再び放電し、筋肉がより多く反射収
縮する。即ち、神経学的に完全なを髄では筋紡錘からの
インプットが上述した循環放電を開始するのに不充分と
なっているのである。然しなから、痙性筋肉においては
、を髄の興奮亢進によって同時に起こる紡錘放電がα−
運動ニューロンの循環放電を生じ、これによって反射収
縮が生ずるのである。

この様な閉じた振動フィードバック回路は、神経活動の
同期性を正常に助成する抑制コントロール機構の重要性
を示している。

第２図において、錘内筋の収縮を説明するためのダイヤ
グラムを示す。

錘内筋（ＩＦＭ）１０．１２の伸展によって、抜根神経
節（ｄｏｒｓａｌ　ｒｏｏｔ　ｇａｎｇｌｉｏｎ　）　
１４内に細胞体を有する伸展受容器１０の放電が生じる
。

この場合、前記神経節１４の軸索１９の末端はα−運動
ニューロン１６に達している。即ち伸展受容器１０の活
性化によってα−運動ニューロン１６の放電が生じ、こ
れによって筋肉収縮が生じ、更に錘内筋の伸展受容器１
０の活動が停止する。

またα−運動ニューロン１６の軸索Ｉ８から、レンジヨ
ー細胞２０に副側枝が延びておシ、レンジヨー細胞２０
がα−運動ニューロン１６を抑制する。伸展受容器１０
の感受性は、延髄を髄の支配下にあるｒ運動神経２２に
よっても調節される。

即ち、多重の抑制及び興奮要素がα−運動二一−ロンの
アウトプットを調節して、クローヌスをもたらす循環放
電を阻止するのである。

後述する例に示す通シ、患部及び／又は中枢神経系機能
に大きな衝撃を与える様な末梢神経を単色光を照射する
ことにより、クローヌスが有効に治療される。

発明の効果 かかる本発明の治療装置は、中枢又は末梢神経系に損傷
を受けた患者に、神経学的な治療が施される。

本発明装置が適用される損傷には、具体的には、外傷、
伝染病、炎症或いは脳性小児麻痺の様な先天的障害及び
血管偶発症候を挙けることができる。

即ち、かような障害を有する患者は、損傷の場所に応じ
て、痙性、クローヌス、麻痺、感覚喪失、特殊な種類の
苦痛（求心路遮断痛）、腸及び膀胱失禁、言語乃至はえ
ん下障害、及び意図振顛等の種々の神経徴候を示す。

而して本発明の治療装置は、前述した様に単色光を患部
に照射することによって、腸、膀胱失禁を除き、上述し
た徴候の全てに著効をもたらす。

更に本発明の治療装置は、脱髄性疾患、神経痛、神経障
害及び神経根病の様な神経経路の損傷、並びに帯状庖疹
の様な急性感染症による損傷等の末梢神経障害の治療に
も有効である。

例えば苦痛が神経障害の結果である様な複雑な障害によ
る痛みを対象として本発明の治療装置は使用される。

特にを髄損傷の様な中枢神経系障害により心路遮断痛が
生じるが、これはを髄ニーーロンの異常によって発生す
るてんかん様活性に起因するものと考えられる。この異
常な活性が中枢神経系によって痛みとして知覚されるの
である。この様な痛みは、他の一般的な痛みと異なり、
幾つかの特徴を有している。例えば次に示す様なもので
ある。

（１）難治性であシ、薬物、特に麻酔薬投与、軽灰神経
刺激及びその他の慢性疼痛の治療法に対して一般に不反
応性である。

（２）一般に火傷、絶え間ない痛みとして述べられ、し
ばしば痙性悪化を伴う。

（３）常に病変レベル以下で生ずる。

本発明の治療装置を使用することによシ、上記の様な痛
みを有効に軽減することが可能となる一本発明を次の例
で説明する。

試験方法 慢性外傷性を髄損傷を有する２１人の対象を選択した。

完全な身体検査とルーチンの検査室検査（電解質、ＢＵ
Ｎ、クレアチニン等）を行った後、試験を行った。３人
に１人ずつの患者を２つの対照群の１つに割当てた。褥
街潰瘍、慢性疼痛またけ尿道感染症を有する患者は、こ
れらの要素がクローヌスを生ずる強力な刺激となり得る
ため、試験から除外した。関連した末梢神経損傷を有す
る対象も除外した。対象は試験に参加する前の３か月間
、抗生物質の使用を別として、薬物を摂取しないように
定められた。これらの患者の全ては４０〜３００ビ一ト
間持続する足りローヌスすなわち被動性伸展後の収縮を
有していた。

末梢神経障害の確認は次のように行った：撓骨神経は指
示伸筋の筋腹下の生根屈筋に４ｃｍ近いところに位置し
た。３人の患者の初期徴候によると掌側長鍵の存在が下
に横たわる神経への光の伝達を妨けるので、掌側長鍵間
の正中神経の通常の位置は用いなかった。このために、
これの代りに茎状突起に近い正中神経の位置を用いた。

尺骨神経は生根屈筋に４ｃｒｎ近い尺骨神経溝内に位置
した。伏在神経は中足楔状関節と踵に位置した。

】１１シー二４ ７人の対象には対象の皮膚に向けて保持した繊維光学式
グローブによってヘリウム−ネオンレーザ−（６３２，
５ナノメータ、１ミリワツト、２０ヘルツ）を照射した
。両側の撓骨、正中、尺骨及び伏在神経上に在る０、　
４　ｍ２の皮膚を各部位に対して４０秒間照射した。対
象及び実際の処置を行う看膿婦はどの療法が実験であっ
て、にせの刺激を表しているのかを知らなかった。この
ような試験を５日間実施した。

比較グルー７’Ｉ 外見がヘリウム−ネオンレーザ−装置と同じであるが、
実際には光を放出しない装置からのにせのレーザーに、
７人の対象を暴露させた。この装置は特にこの目的のた
めに考案したものである。

繊維光学式グローブを各末梢神経部位上に４０秒間装い
た。対象はにせのレーザー照射を受けている間、目を閉
じていた。

比較グループ■ ７人の対象の、このような末梢神経の支配を受けていな
い皮膚に対して４０秒間レーザー照射を行った。これら
の患者もこの処置の間口を閉じるように要求され、実験
的なにせの治療を受けた対象と同じスケジュールで照射
を受けた。

レーザー治療または対照治療を受けた対象の他に、５人
の対象が末梢神経の電気的刺激を４５分間受け、５人が
前述のような刺激を１時間受けた。

１０人の対照用対象はこれらの神経によって直接支配さ
れていない前腕及び踵の皮膚部分に対する刺激を４５分
間または１時間受けた。

クローヌスの測定 対象がどのグループに割当てられているかを知らない物
理療法士による足の活発な背屈によって、クローヌスが
誘発された。治療前及び照射後に種種な間隔をおいて、
クローヌス計数を行った。対象間の比較を容易にするた
めに、照射後に記録したビート数をレーザー治療前に記
録したビート数のチとして表現した。従って、１００％
スコア（治療後のビート数／治療前のビート数×１００
チ）はビート数の変化を示さないが、０％スコアは完全
なりローヌス抑制を示した。

１時間の電気的刺激は、刺激中止の３０分間後に、完全
なりローヌス抑制を示した。しかし、４５分間の刺激は
部分的な抑制のみを生じ、刺激期間と効果の大きさとの
間に関係があることを示した。このことは第３図で説明
する。

第３図は電気的刺激すなわちレーザー照射によるクロー
ヌス抑制の時間経過を示す。対象は４５分間または１時
間の電気的刺激を末梢神経部位に受けたまたは末梢神経
上の皮膚に対して２０秒間または４０秒間のレーザー照
射を受けた。比較グループ■はにせの刺激を受けたが、
比較グループ■はこのような末梢神経上ではない皮膚に
４０秒間の照射を受けた。クローヌスは処置前のビート
数のチとして表現した。

レーザー照射も、照射中止の３０分後に測定を始めた場
合に、クローヌスを抑制するように思われた。各末梢神
経部位上の皮膚に対する２０秒間の照射時間では、部分
的な抑制が生ずるにすぎないが、照射時間を４０秒にす
ると、１時間の電気的刺激後に観桜された抑制と同じよ
うにクローヌスの全体的抑制が生ずる。にせの照射（比
較グルーｆｌ）またはこれらの末梢神経上でない皮膚の
照射（比較グルーゾＩＩＨ−ｊ：効果を示さなかった。

このように、各神経上の皮膚に対する４０秒間の照・射
は１時間の電気的刺激後に観桜された抑制規模と同じ規
模のクローヌス抑制効果を生じた。

右側の撓骨、正中、尺骨及び伏在神経に対する４０秒間
の照射は治療中止の９０分間程度後に左側のクローヌス
を抑制した。しかし、治療中止の２時間後に両側の抑制
が生じた。左側への照射は逆のパターンの反応を生じた
。にせの刺激（比較グループ■）または片側に投与した
、末梢神経部位上ではない皮膚の照射（比較グループｎ
）ｖ′ｉ、続いて各側で測定したクローヌスに効果を示
さなかった。従って、照射は正確な神経解剖学的紅路の
活性化によって、を髄興奮にその効果を及はすと思われ
る。

付加的試験と結果 低出力単色光を神経損傷の治療に用いた付加的試験をさ
らに実施した。例えば、脳損傷を有する患者を上述のよ
うな低出力レーザーで治療した。

最初の治療後に非常に改善された手の機能と手先きの器
用さが観察された。身体の種々な位置に末梢神経損傷を
有する患者を低出力単色光の患者への３０分間局所投与
によって治療した。筋電図欠陥の正常化に伴って、感覚
改善が報告された。ブリスターを伴う急性帯状庖疹を有
する患者の患部に３分間ずつ３回単色光を照射した。ブ
リスターの改善ならびに痛みの顕著な軽減が報告された
。

、王女神経の神経痛を有する８０人の患者を上述のよう
なヘリウム−ネオンレーザ−からの単色光によって治療
した。これらの患者を週に３回治療によって１０週間治
療した。二重盲試験を正常な医学的監督下で実施した。

最初の３週間後に、単色光治療を受けた患者は痛みの軽
減、薬物使用に関して有意な改善を示さなかったが、プ
ラセ？を投与された患者に比べると機能的活動の増加を
示した。１０週間後に、両グループの相違はさらに明白
になった。外傷性を髄損傷による麻痺患者を１日に７〜
１０回の単色光照射によって１〜６か月間治療した。手
の機能、体幹安定性及び足の機能の改善が認められ、体
感覚喚起電位の使用によって実証された。

レーザー照射の効果を理解するために、皮膚の光学的性
質について次に考察する。皮膚はクロモフォール（光学
的に活性な分子）を有している。

これらの各分子は独自の特徴的な吸収スペクトルを有し
ている。皮膚またはその他に存在する、全てのクロモフ
ォールは幾つかの共通した特命を有している。これらは
高度に共振する環状構造でちゃ、５００よシ少ない分子
量を有している。環の数が多くなればなるほど、吸収さ
れる波長は長くナル。ミニリン、ニューロン膜内及び二
一一口ン内部では有効なりロモフォールが非常に多く存
在すると考えられる。ヘリウム−ネオンレーザ−照射ま
たは他の同様な単色光源と存在するクロモフォール群と
の相互作用によってイオン浸透性の変化が生じ、このた
めに脱分極が生ずると考えられる。

波長特異性の神経クロモフォール群の存在が幾つかの結
論を導＜’：（１）神経活性に対する光の効果は比較的
波長特異的である、また（２）一定波長では、非常に低
出力のレーザー光線への長時間暴露は高出力レーザーに
よる非常に短時間の照射後に見られる効果と同じ効果を
及はす。４８８ｎｍアルゴンレーザ　、６９４ｎｍルビ
ーレーザー及ヒヘリウムーネオンレーザーへの暴露は全
て、ニー−ロン活性を変化させることが判明している。

赤外レーザー（１，０９’Ｏｎｍ　）の照射は効果を示
さなかった。

従って、４８８−６９４ｎｍ範囲の波長がニー−ロンを
刺激するのに最も有効であると考えられる。

ここで考察したような、本質的単色光は±５０ｎｍの波
長範囲を有し、１００ミリワット未満、好ましくは１〜
３ミリワツトのエネルギーを有する光であると考えられ
る。

この結果、末梢神経系が今までに予想されなかったよう
な度合の光感受性を有することを示している。ニー−ロ
ンクロモフォール群と光との波長特異的相互作用による
作用電位の発生は実験的に実証可能なモデルであると考
えられる。

容易に理解できるように、神経的損傷の治療にすぐれた
効果を有する、本発明の利点は実証されている。本発明
の好ましい実施態様を上述したが、この他の変化及び改
良がことで説明し特許を請求する本発明の精神及び範囲
から逸脱することな〈実施され得ることは当業者にとっ
て明らかであることを、理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の治療装置の構成を簡単に示す図、 第２図は、基本的な伸展反射の部分的ダイヤグラム、 第３図は、クローヌス抑制、即ち電気的刺激の時間的経
過を示すグラフである。 ２０は単色光線供給手段、２１は患部支持機構、２２は
位置決め機構を示す。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１ン　非外傷性の出力強度を有し且つ実質的に単色光
   である光線を供給する手段を有し、使用に際して、患者
   の特定の神経部位に隣接する皮膚部分に前記光が照射さ
   れる様な位置決め機構が設けられていることを特徴とす
   る治療装置。 （２）前記光線が実質的に赤色光である特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 （３）前記光線が約６３２．５ｎｍの波長を有する特許
   請求の範囲第２項記載の装置。 （４）前記光線が赤色のコヒーレント光である特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 （５）前記光線が約１０〜４０秒間、インターバルを置
   いてくり返し０．４ｍ２の皮膚域に照射される特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 （６）　前記光線は、使用に際して撓骨神経、正中神経
   １尺骨神経及び伏在神経に隣接する皮膚部分に照射され
   る様に位置決めされる特許請求の範囲第１項記載の装置
   。