WO2022201930A1 - 光および熱供給装置 - Google Patents
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Abstract
構造が簡単で使い勝手が良く、適切に皮下を加温しつつ近赤外線の光を供給できる光および熱供給装置であって、人体に接触した状態で固定可能な人体用光源ホルダーであって、人体と接触する側から窪んだ人体用空洞（１８）が形成される、人体用光源ホルダー（１０）と、人体用空洞に設置される人体用光源（１６）と、温度制御用光源ホルダーであって、片側から温度制御用空洞（２８）が形成された温度制御用光源ホルダー（２０）と、温度制御用空洞に設置される、温度制御用光源（２６）と、温度制御用光源ホルダーの温度制御用空洞の入口に設置される温度センサ（５０）と、人体用光源および温度制御用光源に所定の電力を供給する電力源（３０）と、温度センサで測定した温度に基づき、人体用光源および温度制御用光源に供給される電力を調整する制御装置（４０）とを備える、光および熱供給装置（１）。
Description
本発明は、人体に光を照射し、かつ、加温する光および熱供給装置に関する。
がん治療に際し、リンパ節切除やリンパ管断裂、放射線治療、タキサン系薬剤の使用等により、リンパ流路に閉塞や障害を生じ、リンパの流れが悪くなり、体液の貯留が生じ、長期貯留した状態をリンパ浮腫の発症という。リンパ浮腫はタンパク濃度の高い過剰体液が停留した状態であり、タンパクは保水力をさらに高める。また、リンパ浮腫発症の患肢は健肢(健常な脚)より体温が低い傾向にある。その理由は次のように考えられる。皮下の高内圧環境は血液循環にも悪影響を及ぼし、圧迫性阻血(虚血)を招く。持続した圧迫性阻血が細胞の変性、委縮、線維化を招く。これら産生エネルギの低下、圧迫性阻血等などが、血行不良の下地となり、患肢の体温低下の要因になる。
現在、広く行われている治療法に圧迫療法がある。浮腫(過剰体液)軽減を目的に伸縮性のある弾性包帯を患肢に幾重にも(多層)巻きして40mmHg以上の強い外圧を作用させて、過剰体液の移動、または毛細血管へ水分の再吸収を促す。また、同じ圧迫目的の収縮性衣類(スリーブ、ストッキング)もある。他に、常時高い内圧に曝される患肢の上皮結合組織(皮膚)を保護するスキンケア、関節の可動維持及び筋肉のストレッチにより血行やリンパ流の維持を図ることもある。患者は毎日これらを組み合わせて行うことになる。過剰体液を減らしても、タンパク液は皮下に残り、すなわち、現状の治療は「対症療法」が主体であり、完治を目指す治療法は知られていない。リンパ浮腫を発症すると、完治が困難で、生涯にわたり自己管理を中心にして定期的治療を行う必要があり、患者の肉体的・精神的・経済的負担は大きい。
浮腫による内圧の亢進は近在の細胞へ内圧ストレスを与え、生理学的メカニズムの規則性の変調、ヒトの恒常性維持機能の不安定化へと悪循環を生ずる。その防御には細胞への内圧ストレスを軽減するのがよく、細胞で産生するエネルギの増加を促す必要がある。そのためにはシトクロムＣオキシダーゼを活性させることが有効である。シトクロムＣオキシダーゼは、可視域の波長600nmから近赤外線の光の光受容体であることが知られ、光照射により賦活されることが報告されている（例えば、非特許文献１参照）。また、近赤外線は皮下2～6mmの深達度があり、近赤外線の照射は、シトクロムＣオキシダーゼの賦活に有効である。
同時にその細胞を40℃程度に加温することにより血行を促して、動脈側では栄養素や酸素供給を、静脈側では体液の再吸収を促進することも有効である。すなわち、リンパ浮腫の寛解を目指すには、皮下を加温しつつ近赤外線の光を照射する治療が好ましい。
一方、光照射を用いる治療装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、ネオプレン（登録商標）で形成された装置本体に、波長の異なるＬＥＤを層状に配置した装置が開示される。該装置では、異なる形状とされた装置本体を手、腕または足などの各治療部位ごとに装着することで、患部に光を照射する。また、該装置では、皮膚表面温度を測定するセンサを有し、プロセッサと共に装置本体に取り付けられている。
特許文献１に開示された装置では、装着する部位毎に異なる装置本体が必要となる。また、装置本体にセンサやプロセッサが取り付けられており、装置が複雑でかつ大掛かりになる。さらに、センサは皮膚表面温度を計測するもので、治療の対象となる皮下での温度を計測するものではなく、皮下の加温が必ずしも適切に行えるものではない。
そこで本発明は、構造が簡単で使い勝手が良く、適切に皮下を加温しつつ近赤外線の光を供給できる光および熱供給装置を提供することを課題とする。
櫛引、他「低出力レーザーの生体作用」日レ医誌、２０１４年、第３４巻、第４号、３８４－３９３頁
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る光および熱供給装置１は、例えば図１～３に示すように、人体に接触した状態で固定可能な人体用光源ホルダー１０であって、人体と接触する側から窪んだ人体用空洞１８が形成される、人体用光源ホルダー１０と、人体用空洞１８に設置され近赤外線の光を発する人体用光源１６と、温度制御用光源ホルダー２０であって、片側から温度制御用空洞２８が形成され、人体用光源ホルダー１０と同材質で形成され、人体用空洞１８と温度制御用空洞２８とは同一形状である、温度制御用光源ホルダー２０と、温度制御用空洞２８に設置され、人体用光源１６と同じ波長の光を放出する、温度制御用光源２６と、温度制御用光源ホルダー２０の温度制御用空洞２８の入口に設置される温度センサ５０と、人体用光源１６および温度制御用光源２６に同じ電力を供給する電力源３０と、皮下温度が適切な温度となったときに操作される適温スイッチ４６と、温度センサ５０で測定した温度に基づき、電力源３０から人体用光源１６および温度制御用光源２６に供給される電力を調整する制御装置４０とを備え、制御装置４０は、温度センサ５０での測定温度を適温スイッチ４６が操作されたときの温度に維持するように、人体用光源１６および温度制御用光源２６に供給される電力を調整する。
このように構成すると、人体用光源から人体に光を照射し、皮下を加温すると共に、温度センサで光源から照射される光のエネルギを計測して皮膚に与えるエネルギ、ひいては皮下の温度に基づき、供給する光のエネルギを調整できるので、構造が簡単で使い勝手が良く、適切に皮下を加温しつつ近赤外線の光を供給できる光および熱供給装置となる。
上記課題を解決するために、本発明の第２の態様に係る光および熱供給装置１は、例えば図１～３に示すように、人体に接触した状態で固定可能な人体用光源ホルダー１０であっって、人体と接触する側から窪んだ人体用空洞１８が形成される、人体用光源ホルダー１０と、人体用空洞１８に設置され近赤外線の光を発する人体用光源１６と、温度制御用光源ホルダーで２０あって、片側から温度制御用空洞２８が形成され、人体用光源ホルダー１０と同材質で形成され、人体用空洞１８と温度制御用空洞２８とは同一形状である、温度制御用光源ホルダー２０と、温度制御用空洞２８に設置され、人体用光源１６と同じ波長の光を放出する、温度制御用光源２６と、温度制御用光源ホルダー２００の温度制御用空洞２８の入口に設置され、入口を覆う温度センサ５０と、人体用光源１６および温度制御用光源２６に同じ電力を供給する電力源３０と、温度センサ５０で測定される温度の目標温度である設定温度を記憶するメモリ４８と、温度センサ５０で測定した温度に基づき、電力源３０から人体用光源１６および温度制御用光源２６に供給される電力を調整する制御装置４０とを備え、制御装置４０は、温度センサ５０での測定温度を設定温度に維持するように、人体用光源１６および温度制御用光源２６に供給される電力を調整する。
このように構成すると、人体用光源から人体に光を照射し、皮下を加温すると共に、温度センサで光源から照射される光のエネルギを計測して皮膚に与えるエネルギ、ひいては皮下の温度に基づき、供給する光のエネルギを調整できるので、構造が簡単で使い勝手が良く、適切に皮下を加温しつつ近赤外線の光を供給できる光および熱供給装置となる。
本発明の第３の態様に係る光および熱供給装置１では、同じ波長の光は、波長のピークが800nm～820nmである。このように構成すると、800nm～820nmをピークとする波長の光を人体に照射するので、皮下2～6mmの深度、すなわち皮下にエネルギが到達し、シトクロムＣオキシダーゼを活性させることができる。
本発明の第４の態様に係る光および熱供給装置１では、例えば図４に示すように、人体用光源ホルダー１０は、シリコンゴムで形成され、交換可能である。このように構成すると、人体用光源ホルダーがシリコンゴムで形成されるので、皮膚が発汗しても吸収せず乾きやすく、消毒も容易であり、かつ、比重が比較的重く、装着時に患肢の複雑な形状になじみやすい。さらに、人体に接触する人体用光源ホルダーが交換可能であるので、衛生的である。
本発明の第５の態様に係る光および熱供給装置１では、例えば図４に示すように、人体用光源ホルダー１０を複数有し、複数の人体用光源ホルダー１０はシート６０に固着されて、２次元的に配置される。このように構成すると、複数の人体用光源ホルダーがシートに固着されて、２次元的に配置されるので、広い範囲に光および熱を供給することができる。また、人体用光源ホルダーがシートに固着されるので、患肢の形状に沿って光および熱供給装置を装着しやすい。
本発明の第６の態様に係る光および熱供給装置１では、例えば図５に示すように、複数の人体用光源ホルダー１０は、渦巻き状に配置される。このように構成すると、人体用光源ホルダーが渦巻き状に配置されるので、中心部に対応する位置に強い、その周囲に徐々に弱くなるに光および熱を供給でき、中心部をピークとして光および熱を供給できる。
本発明の第７の態様に係る光および熱供給装置１では、例えば図４に示すように、複数の人体用光源ホルダー１０は、格子状に配置され、同じ列の人体用光源ホルダー１０は、前記シートより曲げにくい連結体６６で接続される。このように構成すると、連結体の長手方向と直交する方向に光および熱供給装置を巻き付けやすくなり、例えば、腕や脚に巻きやすくなる。さらに、人体用光源へ電力を供給するケーブルを連結体に沿わせることにより、ケーブルが保護され、また、使用中にケーブルが邪魔にならない。
本発明の第８の態様に係る光および熱供給装置１では、例えば図７に示すように、人体用光源ホルダー１０には、複数の人体用空洞１８が形成され、各人体用空洞１８に人体用光源１６が設置される。このように構成すると、複数の人体用光源ホルダーがシートに固着されて２次元的に配置されるので、所望の位置の皮下に光および熱を適切に供給でき、かつ、シートがたわむことで、複雑な人体の形状に沿って装着しやすい。
本発明の第９の態様に係る光および熱供給装置１では、例えば図６に示すように、人体用光源ホルダー１０を複数有し、複数の人体用光源ホルダー１０をベルト７０に移動可能に取り付ける。このように構成すると、ベルトを巻くことで光および熱供給装置を人体に装着でき、また、複数の人体用光源ホルダーが移動可能であるので、所望の位置の皮下に光および熱を適切に供給できる。
本発明によれば、人体用光源から人体に光を照射し、皮下を加温すると共に、温度センサで光源から照射される光のエネルギを計測して皮膚に与えるエネルギ、ひいては皮下の温度に基づき、供給する光のエネルギを調整できるので、構造が簡単で使い勝手が良く、適切に皮下を加温しつつ近赤外線の光を供給できる光および熱供給装置を提供することができる。
この出願は、日本国で２０２１年３月２３日に出願された特願２０２１－０４８５８１号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
また、本発明は以下の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語（例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。
また、本発明は以下の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語（例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一または相当する装置には同一符号を付し、重複した説明は省略する。先ず図１を参照して、光および熱供給装置１の全体的な構成を説明する。
光および熱供給装置１は、人体に接触した状態で固定可能な人体用光源ホルダー１０を有する。人体用光源ホルダー１０は、後述するように、例えば、腕や脚などの人体に巻き付け固定可能である。人体用光源ホルダー１０は、シリコンゴムで形成されると、皮膚から発汗しても汗を吸収することなく、乾きやすく、また、人体の複雑な形状に沿って人体用光源ホルダー１０を装着するのに適度な重量となるので好ましい。しかし、シリコンゴムに限られず、例えば、クロロプレンゴムなどで形成してもよい。
ここで、図２を参照して、人体用光源ホルダー１０に関して説明する。人体用光源ホルダー１０には、人体と接触する側から窪んだ人体用空洞１８が形成される。人体用空洞１８は、その中に、人体用光源であるＬＥＤ１６を載置し固定するためのＬＥＤ棚１９が形成される。ＬＥＤ棚１９に人体用光源１６が載置され、ＬＥＤ１６から人体に光を照射できるようにする。人体用空洞１８は、人体用光源ホルダー１０を貫通して形成されてもよい。人体用空洞１８を人体用光源ホルダー１０を貫通して形成することにより、人体用光源ホルダー１０の背面（人体と接触するのとは反対側）から、ＬＥＤ１６をＬＥＤ棚１９に載置しやすく、製造が容易になる。なお、人体用光源１６は、ＬＥＤではなく、光ファイバその他、人体に光を照射できるものであればよい。人体用光源１６は、後述するように、近赤外線の波長の光、好ましくは800nm～820nmをピークとする波長の光を発光する。
人体用空洞１８に設置される人体用光源１６は、近赤外線の光を人体Ｐに照射する。典型的にはＬＥＤであるが、光ケーブル、その他の光源であってもよい。近赤外線の光を人体に与えたときの効果については別に説明する。人体用光源１６は、光および熱供給装置１が接する人体から所定の距離だけ離間した位置に配置される。所定の距離は、特に限定はされないが、例えば、3mm～5mmの範囲内であることが好ましい。人体の皮膚に近すぎると皮膚に接触してやけどを生ずる恐れがあり、また、離れすぎると光エネルギの伝達が悪くなったり、人体用光源ホルダー１０が大きくなったりと不都合がある。
図１に戻ると、光および熱供給装置１は、温度制御用光源ホルダー２０を有する。温度制御用光源ホルダー２０は、光および熱供給装置１を制御する制御ボックス４２に収容すると、全体がコンパクトにまとまり使い勝手が良くなる。
ここで、図３を参照して、温度制御用光源ホルダー２０に関して説明する。温度制御用光源ホルダー２０は、人体用光源ホルダー１０と同材質で形成されるのが好ましい。温度制御用光源ホルダー２０には、温度制御用空洞２８が形成され、温度制御用空洞２８には温度制御用光源２６が設置される。温度制御用空洞２８は、人体用空洞１８と同一形状で、同一寸法であるのが好ましい。また、温度制御用光源２６は、人体用光源１６と同一であることが好ましい。なおここでいう、「同一」とは、厳密な同一ではなく、例えば同一型番であったり、同一仕様あるいは同一図面に基づいて製造されたものであれば、同一であるし、経年変化等により違いを生じても同一である。
温度制御用空洞２８の温度制御用光源２６と対向する入口に温度センサ５０が設置される。温度センサ５０は、サーミスタ、その他の公知の温度センサでよい。温度センサ５０は、外面を黒くして、光エネルギの吸収を高めることが好ましい。また、温度センサ５０で温度制御用空洞２８の入口を覆うようにして、温度制御用空洞２８から散逸しようとする、温度制御用光源２６から生じた光エネルギの全てを吸収するようにする。すなわち、温度センサ５０では、人体用光源１６から人体に送られる光エネルギを測定することができる。
再び図１に戻ると、光および熱供給装置１は、人体用光源１６および温度制御用光源２６に電力を供給する電力源３０を有する。電力源３０は、バッテリであっても、家庭用電力から変換する変換器であってもよい。１つの人体用光源１６と温度制御用光源２６とには、同じ電力が供給される。よって、人体用光源１６と温度制御用光源２６とは同じ強さで発光する。
光および熱供給装置１は、制御装置４０を有する。制御装置４０は、温度センサ５０で測定した温度に基づき、人体用光源１６および温度制御用光源２６に供給される電力量を調整する。
光および熱供給装置１は、適温スイッチ４６を備える。人体用光源１６からの照射により、光および熱供給装置１を装着しているユーザ（不図示）の皮下温度が適切な温度となったときに、ユーザあるいは光および熱供給装置１を操作する者（不図示）が適温スイッチ４６を作動する、すなわち、操作する。光および熱供給装置１を使用していて、皮下温度が適切な温度になったとは、皮下が適度に加温され、血行が促進されている状態である。典型的には40℃～42℃であるが、個人差はある。また、特にリンパ浮腫の患肢では、健肢より体温が低くなりがちで、例えば37℃という通常の温度に加温されても血行が促進され、皮下温度が適切な温度になることがある。例えば、毛細血管の血流を測定して血流が増加したときに適温スイッチ４６を操作してもよいし、あるいは、光および熱供給装置１を装着しているユーザ（不図示）が皮下温度が加温され血行が促進されて、入浴時と同様に気持ちよく感じるときに適温スイッチ４６を操作してもよい。そこで、制御装置４０は、適温スイッチ４６が操作された状態を維持するように、すなわち、温度センサ５０で測定される温度を適温スイッチ４６が操作されたときの温度と同じになるように、人体用光源１６および温度制御用光源２６に供給される電力量を調整する。電力量の調整は、サーモスタット４４を備えて、サーモスタット４４により人体用光源１６および温度制御用光源２６への電力供給をオンオフすればよい。あるいは、人体用光源１６および温度制御用光源２６に印加する電圧を調整してもよい。
光および熱供給装置１は、メモリ４８を備えてもよい。メモリ４８には、光および熱供給装置１の装着者の皮下温度が適切となったときの温度センサ５０で測定される温度が設定温度として記憶される。多数の装着者の皮下温度が適切となったときの平均値として設定温度は１つの値でもよいし、装着者ごとに異なる温度でもよいし、光および熱供給装置１の使用目的、例えばリンパ浮腫治療、運動不足による体のコリ、肌の美容等により異なった複数の温度としてもよい。制御装置４０は、温度センサ５０で測定される温度が設定温度と同じになるように、人体用光源１６および温度制御用光源２６に供給される電力量を調整する。メモリ４８を備えるときには適温スイッチ４６を備えていなくてもよい。
このようにすることにより、温度センサ５０で測定した温度に基づいて皮下温度を適切な温度、すなわち血行が促進されて快適な温度に保つことができる。特に、温度制御用光源ホルダー２０と人体用光源ホルダー１０とが、同材質で形成され、かつ、温度制御用空洞２８と人体用空洞１８とが同一形状・寸法であるので、温度制御用光源２６から温度センサ５０が受けるエネルギと、人体用光源１６から皮膚が受けるエネルギとが同じとなり、温度センサ５０での温度測定と装着者の皮下温度との整合性が高くなる。なお、表皮温度と皮下温度は一致しないので、人体から直接皮下温度を測定するのは大掛かりな装置や被検温者への負担が大きく、困難である。さらに、表皮の温度を測定する場合に比べ、温度センサ５０で温度を測定すると、発汗の影響も受けず、人体に装着する装備を小さくできるなどの多くの利点が得られる。
図１に示す光および熱供給装置１では、電力源３０、制御装置４０、サーモスタット４４、適温スイッチ４６、メモリ４８は、制御ボックス４２に収容される。さらに、温度制御用光源ホルダー２０も、すなわち、温度センサ５０も、制御ボックス４２に収容される。このように構成すると、光および熱供給装置１は、人体用光源ホルダー１０、あるいは、後述する人体用光源ホルダー１０付きシート６０若しくは人体用光源ホルダー１０付きベルト７０と、制御ボックス４２で構築されることになり、ハンドリングしやすい。しかし、この構成に限定されることはない。また、適温スイッチ４６とメモリ４８の何れかだけを備えていてもよく、制御装置４０、適温スイッチ４６、メモリ４８等は、パーソナルコンピュータ等の他の装置の一部であってもよい。また、サーモスタット４４を備えていなくてもよい。
続いて、図４を参照して、人体用光源ホルダー１０をシート６０に固着する例を説明する。人体用光源ホルダー１０は、人体側あるいは背面側のどちらでシート６０に固着されてもよいが、図４では、人体側で固着する例を示す。図４（ａ）に示すように、複数の人体用光源ホルダー１０をシート６０に固着する。シート６０には、複数の人体用光源ホルダー１０の人体用空洞１８に対応する箇所に穴６２が形成され、人体用光源１６から照射される光を遮らないようにされる。人体に接触する人体用光源ホルダー１０を交換可能にしすると、衛生的であるので好ましい。その際には、シート６０も交換してもよい。使用後に、あるいは、装着者ごとに人体用光源ホルダー１０を交換して、常に清潔な状態で使用するためである。あるいは、シート６０が皮膚に接触する部分に、交換可能な不織布または不織紙１４を貼付してもよい。人体と接触する部分を交換可能として、使用後に、あるいは、装着者ごとに不織布または不織紙１４を交換して、常に清潔な状態で使用するためである。
図４（ｂ）に、人体用光源ホルダー１０、すなわち人体用光源１６の配置例を示す。人体用光源１６を格子状に配置すると、広い部分に均一に光を照射するのに適する。人体用光源１６の間隔は、光および熱供給装置１の使用目的によっても変わるが、例えばリンパ浮腫の治療では、20～30mmとしてもよい。
シート６０は、伸縮性は小さいが、曲がりやすい素材、例えば、ポリ塩化ビニルなどで形成される。人体用光源ホルダー１０が片側の面に所定の間隔を開けて固着され、人体用光源ホルダー１０の人体用空洞１８に対応する位置には、穴が形成される。また、人体用空洞１８を複数列の直線状に配置してもよく、その際には、一列に並んだ人体用光源ホルダー１０の背面側（人体に接触するのと反対側）をシート６０より曲げにくい連結体６６で接続してもよい。連結体６６を用いることにより、連結体６６の長手方向と直交する方向に人体用光源ホルダー１０付きシート６０を巻き付けやすくなり、例えば、腕や脚に巻きやすくなる。さらに、連結体６６の内部にＬＥＤ１６用のケーブルを通すことにより、ケーブルが保護され、また、使用中にケーブルが邪魔にならない。連結体６６は、容易に曲がらない剛性を有していればよく、その材質、形状等は、特に限定されない。たとえば、連結体６６は塩化ビニル樹脂製板で形成してもよい。なお、複数の人体用光源１６および連結体６６を覆う保護カバー６８を付けると、ケーブルを痛めることを防止出来て好ましい。人体用光源ホルダー１０付きシート６０は、人体に巻き付けた上から紐やバンドで固定する。
図５に図４とは異なる人体用光源１６（人体用光源ホルダー１０）の配置例を示す。人体用光源１６は中心の人体用光源１６－１から渦巻き状に広がって配置される。渦巻き状という場合、人体用光源１６－１から１本の曲線が周囲を回りながら（図５では反時計回り）徐々に中心から離れていく状態をいう。また、中心周りに一回りすると、中心から離れる距離が大きくなる。このように人体用光源１６を配置すると、治療箇所等の光を強く照射したい部位を中心に人体用光源１６を配置することで、中心で強く、その周囲で徐々に弱く光を照射することができる。さらに、人体用光源１６が渦巻き状に広がっているので、人体用光源１６へ電力を供給するケーブル（不図示）を渦巻き状に沿わせることにより、容易に１系列のケーブルで複数の人体用光源１６に電力を供給でき、製造が容易になる。
なお、人体用光源１６を同心円状に配置してもよい。同心円状とする場合に、同心円の間隔を中心近くは狭くして、中心から離れると広くしてもよいし、等間隔としてもよい。人体用光源１６を同心円状に配置することにより、周囲より中心で強く光を照射することができる。
次に図６を参照して、複数の人体用光源ホルダー１０をベルト７０に移動可能に取り付けた人体用光源ホルダー１０付きベルト７０について説明する。人体用光源ホルダー１０にベルト７０を通すためのスリット１７を形成する。スリット１７は、人体用光源１６より背面側に形成することで、人体用光源１６の光照射を妨げない。スリット１７にベルト７０を通すことで、人体用光源ホルダー１０はベルト７０に移動可能に取り付けられる。ベルト７０に取り付ける人体用光源ホルダー１０の数には制限はなく、用途に応じた数を取り付けてよい。
ベルト７０は、どのような材料で形成してもよいが、人体用光源ホルダー１０を固定する強度があり、たわみやすく、比重が大きすぎない素材がよく、例えば、綿を編んだベルトでもよい。ベルト７０を、例えば、腕や脚に巻き付けることにより、人体用光源ホルダー１０を固定することができる。その際に、人体用光源ホルダー１０がベルト７０上で移動可能なので、所望の位置に強く光を照射するように移動させることができる。
これまでの説明では、複数の人体用光源ホルダー１０をシート６０あるいはベルト７０に固着して、人体に固定配置にするものとして説明したが、例えば図７に示すように、人体用光源ホルダー１０そのものが広がり、そこに複数の人体用空洞１８が形成され、人体用光源１６が設置されてもよい。この場合には、人体用空洞１８を繋ぐ人体用光源ホルダー１０の部分である人体用光源ホルダー本体１２を例えばクロロプレンゴムで形成することにより、人体用光源ホルダー本体１２がたわみ、複雑な形状の人体に沿って変形することができる。この場合、人体用空洞１８の周囲の材料と人体用光源ホルダー本体１２の材料とが同じであっても、異なっていても、すなわち異材を組み合わせて人体用光源ホルダー１０を形成してもよい。
あるいは、図３に示す一列に並んだ人体用光源１６を１つの人体用光源ホルダー１０に設置してもよい。この場合には、人体用光源ホルダー１０がたわむ必要がなく、また、人
体用光源ホルダー１０がたわまなければ連結体６６を備える必要もない。
体用光源ホルダー１０がたわまなければ連結体６６を備える必要もない。
次に、近赤外線の光を人体に照射したときの効果について説明する。人体用光源１６から近赤外線の光を人体に照射すると、光エネルギは皮膚から2～6mmの深さの皮下に到達する。浅層の毛細リンパ管網が深度50μm近辺、深層のリンパ管が100～200μm近辺、その奥に少し太いリンパ管や血管が存在するので、いずれも近赤外線照射範囲に存在する。そして、近赤外線の光によりシトクロムＣオキシダーゼが賦活される。シトクロムＣオキシダーゼが賦活されることにより、細胞の産生するエネルギが増加し代謝が促進される。さらに例えば40～42℃という皮下の血行が良くなる温度に加温すれば、動脈側では栄養素や酸素供給を、静脈側では体液の再吸収が高まる。浮腫悪化要因の一つとされる長期内圧ストレスから生じる組織レベルの低体温、低酸素状態が改善に向かい、リンパ浮腫の根本的治療に効果を有する。
なお、発明者らの経験によれば、近赤外線の中でも、波長800～820nmの光が、シトクロムＣオキシダーゼの賦活に効果的である。そこで、800nm～820nmをピークとした波長分布を有する光を照射するのが好ましい。
このように、本発明による光および熱供給装置１によれば、皮下に近赤外線の光を与え、かつ、血行を良くする温度に加温できるので、リンパ浮腫を治療することができる。さらに、皮下のシトクロムＣオキシダーゼの賦活と血行の促進により、生理学的機能の回復や皮膚の若返り等の多くの効果も得られる。
以下、発明による光および熱供給装置をリンパ浮腫の患者に適用した実施例について説明する。使用条件は、下記の通りとした。
（光および熱供給装置）
６×６の36個の定格波長800nmのＬＥＤを3cm間隔で格子状シートに配置した人体用光源ホルダー付きシート、足首には、12個の定格波長800nmのＬＥＤを3cm間隔で等間隔に配置した人体用光源ホルダー付きベルトを用い、温度センサでの測定温度を40℃になるように制御した。
（１回ごとの使用条件）
近位リンパ節群（鼠径部）、近位強線維化部位（大腿部に生じた組織の線維化が集中した部位を中心に）、遠位リンパ節群（膝窩、足首）、遠位の強線維化部位（ふくらはぎ等）を20～25分、光照射した。
（使用頻度）
上記の光照射を週に2回、2020年7月27日～2021年2月9日まで行った。
（光および熱供給装置）
６×６の36個の定格波長800nmのＬＥＤを3cm間隔で格子状シートに配置した人体用光源ホルダー付きシート、足首には、12個の定格波長800nmのＬＥＤを3cm間隔で等間隔に配置した人体用光源ホルダー付きベルトを用い、温度センサでの測定温度を40℃になるように制御した。
（１回ごとの使用条件）
近位リンパ節群（鼠径部）、近位強線維化部位（大腿部に生じた組織の線維化が集中した部位を中心に）、遠位リンパ節群（膝窩、足首）、遠位の強線維化部位（ふくらはぎ等）を20～25分、光照射した。
（使用頻度）
上記の光照射を週に2回、2020年7月27日～2021年2月9日まで行った。
（使用による効果）
リンパ浮腫の患者は、過剰体液により下肢全体、特に左足がむくみ、組織の線維化が進み、膝・足首が曲がらないなどの症状が出ていた。上記の６月半程度の使用により、むくみが改善し、組織の線維化も緩和され、膝・足首も曲げられるようになった。鼠径部での左足の太さの計測結果（cm）を縦軸に、計測した日付を横軸として、図８に示す。図からもむくみが顕著に軽減されたことが理解される。
リンパ浮腫の患者は、過剰体液により下肢全体、特に左足がむくみ、組織の線維化が進み、膝・足首が曲がらないなどの症状が出ていた。上記の６月半程度の使用により、むくみが改善し、組織の線維化も緩和され、膝・足首も曲げられるようになった。鼠径部での左足の太さの計測結果（cm）を縦軸に、計測した日付を横軸として、図８に示す。図からもむくみが顕著に軽減されたことが理解される。
以下、本明細書および図面で用いた主な符合をまとめ示す。
１ 光および熱供給装置
１０ 人体用光源ホルダー
１２ 人体用光源ホルダー本体
１４ 不織布
１６ 人体用光源（ＬＥＤ）
１６－１ 渦巻き状の中心のＬＥＤ
１７ スリット
１８ 人体用空洞
１９ ＬＥＤ棚
２０ 温度制御用光源ホルダー
２６ 温度制御用光源
２８ 温度制御用空洞
３０ 電力源
３２ バッテリ
４０ 制御装置
４２ 制御ボックス
４４ サーモスタット
４６ 適温スイッチ
４８ メモリ
５０ 温度センサ
６０ シート
６２ 穴
６６ 連結体
６８ 保護カバー
７０ ベルト
１ 光および熱供給装置
１０ 人体用光源ホルダー
１２ 人体用光源ホルダー本体
１４ 不織布
１６ 人体用光源（ＬＥＤ）
１６－１ 渦巻き状の中心のＬＥＤ
１７ スリット
１８ 人体用空洞
１９ ＬＥＤ棚
２０ 温度制御用光源ホルダー
２６ 温度制御用光源
２８ 温度制御用空洞
３０ 電力源
３２ バッテリ
４０ 制御装置
４２ 制御ボックス
４４ サーモスタット
４６ 適温スイッチ
４８ メモリ
５０ 温度センサ
６０ シート
６２ 穴
６６ 連結体
６８ 保護カバー
７０ ベルト
Claims (9)
- 人体に接触した状態で固定可能な人体用光源ホルダーであって、人体と接触する側から窪んだ人体用空洞が形成される、人体用光源ホルダーと；
前記人体用空洞に設置され近赤外線の光を発する人体用光源と；
温度制御用光源ホルダーであって、片側から温度制御用空洞が形成され、前記人体用光源ホルダーと同材質で形成され、前記人体用空洞と前記温度制御用空洞とは同一形状である、温度制御用光源ホルダーと；
前記温度制御用空洞に設置され、前記人体用光源と同じ波長の光を放出する、温度制御用光源と；
前記温度制御用光源ホルダーの前記温度制御用空洞の入口に設置され、前記入口を覆う温度センサと；
前記人体用光源および前記温度制御用光源に同じ電力を供給する電力源と；
皮下温度が適切な温度となったときに操作される適温スイッチと；
前記温度センサで測定した温度に基づき、前記電力源から前記人体用光源および前記温度制御用光源に供給される電力を調整する制御装置とを備え；
前記制御装置は、前記温度センサでの測定温度を前記適温スイッチが操作されたときの温度に維持するように、前記人体用光源および前記温度制御用光源に供給される電力を調整する；
光および熱供給装置。 - 人体に接触した状態で固定可能な人体用光源ホルダーであって、人体と接触する側から窪んだ人体用空洞が形成される、人体用光源ホルダーと；
前記人体用空洞に設置され近赤外線の光を発する人体用光源と；
温度制御用光源ホルダーであって、片側から温度制御用空洞が形成され、前記人体用光源ホルダーと同材質で形成され、前記人体用空洞と前記温度制御用空洞とは同一形状である、温度制御用光源ホルダーと；
前記温度制御用空洞に設置され、前記人体用光源と同じ波長の光を放出する、温度制御用光源と；
前記温度制御用光源ホルダーの前記温度制御用空洞の入口に設置され、前記入口を覆う温度センサと；
前記人体用光源および前記温度制御用光源に同じ電力を供給する電力源と；
前記温度センサで測定される温度の目標温度である設定温度を記憶するメモリと；
前記温度センサで測定した温度に基づき、前記電力源から前記人体用光源および前記温度制御用光源に供給される電力を調整する制御装置とを備え；
前記制御装置は、前記温度センサでの測定温度を前記設定温度に維持するように、前記人体用光源および前記温度制御用光源に供給される電力を調整する；
光および熱供給装置。 - 前記同じ波長の光は、波長のピークが800nm～820nmである；
請求項１または請求項２に記載の光および熱供給装置。 - 前記人体用光源ホルダーは、シリコンゴムで形成され、交換可能である；
請求項１または請求項２に記載の光および熱供給装置。 - 前記人体用光源ホルダーを複数有し；
前記複数の人体用光源ホルダーはシートに固着されて、２次元的に配置される；
請求項１または請求項２に記載の光および熱供給装置。 - 前記複数の人体用光源ホルダーは、渦巻き状に配置される；
請求項５に記載の光および熱供給装置。 - 前記複数の人体用光源ホルダーは、格子状に配置され；
同じ列の前記人体用光源ホルダーは、前記シートより曲げにくい連結体で接続される；
請求項５に記載の光および熱供給装置。 - 前記人体用光源ホルダーには、複数の前記人体用空洞が形成され、各人体用空洞に前記人体用光源が設置される；
請求項１または請求項２に記載の光および熱供給装置。 - 前記人体用光源ホルダーを複数有し；
前記複数の人体用光源ホルダーは、ベルトに移動可能に取り付けられる；
請求項１または請求項２に記載の光および熱供給装置。
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