电温热刺激装置及电温热刺激控制方法

摘要

本发明涉及一种电温热刺激装置及电温热刺激控制方法，对体表面赋予特定刺激部位的赋予刺激前后的血流量，使用安装在手关节内侧中央部的激光多普勒组织血流速度计进行测定。在刺激部位控制血流量为60％以上，优选为100％以上而提供刺激。

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过对体表面的赋予刺激起源部位用温热进行刺激，来活化末梢循环功能及自律神经功能的电温热刺激装置及电温热刺激控制方法。 

背景技术

在以往技术中，公开了各种电温热刺激装置。例如，在电温热刺激装置中，专利文献1中公开了将发热元件的前端部紧靠在穴位上，按下推按式开关使其通电，对穴位进行加热的方法；以及在专利文献2中公开了在一定时间内连续加热对温热治疗装置进行通电控制的方法；或者在专利文献2中公开了快速加热至指定的温度，然后快速放热的方法。 

(专利文献1)日本登记实用新型公报第3047096号 

(专利文献2)日本专利特开平5-277194号 

(专利文献3)日本专利特开2004-173750号 

发明内容

在专利文献1的装置中，无法进行连续的温热刺激；在专利文献2的加热方法中，要达到目标温度需要花费很长时间，进而由于连续地进行加热，因此容易导致低温烫伤。 

在专利文献2的加热方法中，在进行急剧的温度上升和放热的情况下，难以进行温度控制，难以连续维持所期望的温度分布，并且无法赋予有效的温热刺激。 

本发明是为了解决所述以往问题研制而成的，其目的在于提供一种电温热刺激装置及电温热刺激控制方法，发明人精心研究的结果，发现了可将血流量的增加率作为赋予刺激指标的新见解，从而可以在体表面的赋予刺激起源部位有效进行刺激。此处，电温热刺激装置和电温热刺激控制方法在体表面的赋予刺激起源部位上赋予刺激，使用安装在手关节内侧中央部的激光多普勒组织血流速度计(rheometer)来测定 血流量，使赋予刺激前后的血流量增加。 

解决问题所用的方案 

本发明提供一种电温热刺激装置，其特征在于，包括：热刺激控制装置；所述电温热刺激装置可将加热温度控制在46.5℃至52.5℃，并且至少可以控制热刺激波形、热刺激强度、温热施加时间、温刺激波形的周期、热刺激图案、加温模式、热刺激的协议中的至少一个，使用安装在手关节内侧中央部的激光多普勒组织血流速度计测定所获得的赋予温热刺激前后的血流量的增加率生成为60％以上，优选为100％以上，进而，以该热刺激图案实质上是互不重叠之方式生成相位错开并独立的热刺激波形；此处，所述血流量的增加率作为该赋予刺激的指标来控制刺激。 

电温热刺激控制装置的特征在于，由包括加温波形和放热波形的热刺激波形与达到下一加温曲线的间隔(interval)构成热刺激波形的一个周期，并且以将控制所述热刺激图案的一个周期设定为1秒至30秒，并将该热区域间的间隔设定为1秒至10秒的方式，来控制所述热刺激图案的一个周期。 

电温热刺激控制装置的特征在于，具有由两种不同金属构成的热刺激用导子。 

本发明还提供一种电温热刺激控制方法，其特征在于，可将加热温度控制在46.5℃至52.5℃，并且至少可以控制热刺激波形、热刺激强度、温热施加时间、温刺激波形的周期、热刺激图案、加温模式、以及热刺激的协议中的至少一个，使用安装在手关节内侧中央部的激光多普勒组织血流速度计来测定所获得的赋予温热刺激前后的血流量的增加率生成为60％以上，优选为100％以上，进而，以该热刺激图案实质上是互不重叠的方式生成相位错开并独立的热刺激波形。 

所述温热刺激控制方法的特征在于，由包括加温波形和放热波形的热刺激波形与达到下一加温曲线的间隔构成热刺激波形的一个周期，并且以将热刺激区域设定为1秒至30秒，将所述热区域间的间隔设定为1秒至10秒的，并且该热刺激图案实质上互不重叠的方式，相位错开并独立控制该热刺激图案的一个周期。 

发明效果 

根据本发明，可以通过对赋予刺激起源部位进行有效控制的刺激，来增加血流量。 

可以在赋予刺激起源部位的至少两处非同时并且相互独立地赋予刺激。 

因此，可使体核温度上升，降低收缩血压，减少唾液粘稠度，降低皮质醇，改 善肝功能，降低血脂，减少恶性及良性血脂，降低血糖，减少动脉硬化，降低瘦素。进而，通过心率(heart rate)对自律神经均衡的测定结果是压力抗生级别(degree of resistance)增加。 

附图说明

图1是示出本发明的电温热刺激装置的概要图； 

图2是电温热刺激装置的电路图的概要图； 

图3是示出控制电温热刺激装置获得的热刺激波形以及热刺激波形周期的概要图； 

图4是示出本发明中使用的电温热刺激装置的功能配置的概要图； 

图5是示出脚底的刺激部位的概要图； 

图6是示出脚底刺激部位的热刺激协议的概要图。 

具体实施方式

本发明者通过对体表面的赋予特定刺激部位，使用电温热刺激装置赋予刺激，发现血流量在刺激前后增加。此外，基于通过对体表面的赋予刺激起源部位进行温热刺激，血流量会增加的见解，本发明提供一种电温热刺激装置及电温热刺激控制方法，其用于将对赋予刺激起源部位赋予刺激所获得的血流量的增加率作为指标，对赋予刺激起源部位进行温热刺激，以使其血流量的增加率达到期望值。此处，体表面的赋予刺激起源部位是指赋予温热刺激后血流量增加的部位。 

所述赋予刺激起源部位是在左右脚底的第一及第二指中脚骨头间的部位、第二及第三指中脚骨头间的部位、以及在第一和第二指间内侧边缘的延长线上与内踝垂直线交叉的赋予刺激起源部位中的至少两处。至少要在上述部位中的两处赋予温热刺激，因此，温热刺激装置具有模式选择功能。 

此处，血流量的测定优选使用安装在手关节内侧中央部的激光多普勒组织血流速度计来测定。激光多普勒组织血流速度计ALF21D(Adovans公司制造)是将激光(波长780nm)照射在身体上，由身体组织产生的反射光转换成电信号，并被处理，通过这种方式来获取身体组织血流信息。利用这种激光组织血流速度计ALF21D，在健康的成人手关节横纹的中央安装C型激光探针(laser probe)(直径10mm，厚3m m，激光照射面积2mm，测定深度1mm)，刺激后安静15分钟，测量血流量的变化。 

激光组织血流量测定的原理是：激光与血管内流动的红血球冲突，利用受到干扰时产生的多普勒频率(Doppler frequency)(频率变化)来测定。这种测定方法的特征是无侵扰性、即时应答性、以及可以连续测定。进而，这次所使用的ALF21D可显示ml/min/100g的血流量，这是因为基于Bonner等人的理论来进行信号处理。 

本发明使用温热刺激装置，在体表面的赋予刺激起源部位上赋予刺激，使用安装在手关节内侧中央部的激光多普勒组织血流速度计来测定血流量，并计算赋予该刺激前后的血流量的增加率。此外，为了获得血流量的增加率，使用刺激装置对体表面赋予刺激起源部位进行温热刺激。该增加率作为赋予刺激的指标，对赋予刺激进行控制。优选对赋予刺激的控制以使血流量的增加率为60％以上，优选为100％以上。 

优选在上述赋予刺激起源部位的至少两处，非同时并相互独立地进行刺激。优选在至少不同的两处的部位相位错开赋予刺激。刺激优选温热刺激。根据温热刺激，温热刺激波形包括使温度上升到指定的峰值温度即50±5℃时的加热波形、以及之后的放热波形。此外，优选连续反复实行温热刺激的热周期。加热波形并不局限于正弦波，也可以是锯齿形波、凹凸波等。温热刺激的一个热周期优选分别将加热波形期间设定为10秒至30秒，将放热波形期间和下一加热波形期间的间隔设定为1秒至10秒。 

进而，除了上述部位外，热刺激也可以赋予左脚的拇指末节骨底和基节骨头的内侧结合部的横纹端的外皮之间的部位，或者甲状腺部位。 

使用这种刺激方法，可以对赋予的刺激程度进行评价。赋予温热刺激前后的血流量的增加率作为该赋予刺激的指标，来测定血流量的增加率，通过测定结果来评价刺激。考虑到刺激效果，优选控制温热刺激，使血流量的增加率为60％以上，优选为100％以上。 

一股认为，血管变宽血流量增加的作用是因为刺激导致降钙素基因相关肽(Calcitonin Gene Related Peptide，CGRP)的生产变高的原因。通过刺激神经等增加肌肉血流，因而使CGRP等的放出亢进。也就是说，其机理可以认为是通过对向心神经等的刺激，产生轴索反射(axon reflex)的机智，从末端放出CGRP，使支配区域的血管得以扩张。 

进一步来说，其原因也可以设想为对支配血管的自律神经的影响。肌肉等血管 受肾上腺素能交感神经和胆碱能交感神经的支配。前者是介由α收容体的血管收缩神经，后者是介由乙酰胆碱的血管扩张神经。前者是针对肌肉的血管在安静时和经常紧张时也可以活动，使血管经常维持在一定的收缩状态，另一方面，可以认为后者是与从神经末端放出的乙酰胆碱发生反应，舒展血管的平滑肌，从而增加血流量。 

温热引起的刺激可维持副交感神经的优势，可改善长期的交感神经亢进状态。进而，可以认为因为体核温度的上升、血压变动等，温热刺激介由全身血压或自律神经，来调节各个器官的血流。依据本发明，通过对体表面的赋予刺激起源部位的刺激，血管扩张引起血流量的增大，可显著影响机体和交感神经。 

以下说明对赋予刺激起源部位进行刺激，使血流量增加的机理。 

生物的精神性压力，是通过大脑边缘体、视丘下部下垂体来刺激交感神经的，使血管收缩，导致包含生物的内脏等的微循环(microcirculation)下降。 

进而，作为生物活性荷尔蒙的血管活性肠肽(Vasoactive Intestinal Peptide，VIP)自消化管、胰脏、视丘下部分泌，使肠蠕动亢进，并使包括消化管在内的血流增加。进而，通过血管内皮生长因子(Vascular Endothelial Growth Factor，VEGF)可促进血管新生，并使微小血管的血管穿透性(penetrability)亢进。一般认为，这类VIP及VEGF在对特定部位刺激时会有较大增加，因而引起了VIP和VEGF的两方面的作用，从而使内脏血流及末梢血流增加。 

由此可见，通过生物的精神压力引起的自律神经的交感神经活动以及视丘下部下垂体刺激荷尔蒙的过度反应(over response)，作用于视丘下部，不仅可以抑制压力荷尔蒙的放出，而且可以介由VIP和VEGF使血流增加。 

一股认为，这种血流量的增加是通过因压力引起的交感神经皮肤血流反应(Sympathetic Flow Response，SFR)来减少血流量的速度，抑制压力荷尔蒙，同时介由VIP和VEGF来使血流量增加。 

实施例 

图1是示出本发明的电温热刺激装置的概要图；图2是图1的电温热刺激装置的电路图概要图。 

如图所示，电温热刺激装置包括：具备控制功能的装置本体10、使装置本体10和导线12连接的热刺激用导子14。装置本体10包括：记忆热刺激图案的记忆手段16、 读取来自记忆手段16的热激图案的控制手段(CPU)18、向热刺激用导子14上提供热刺激图案的输出手段20。依据热刺激图案在上述部位内导入热刺激。 

控制手段(CPU)18与记忆手段16连接。记忆手段16记忆用于获得与艾的燃烧具有相同的刺激状态的热刺激波形。控制手段(CPU)18读取来自记忆手段16的热刺激波形，以温度传感器22的检测为基础，控制向发热元件的输出，将热刺激图案输出到热刺激用导子上。 

装置本体10在至少两处不同的部位与用于向上述部位提供热刺激波形的多个热刺激用导子连接。这样一来，介由热刺激用导子向体表面的部位供给所选择的热刺激波形。 

上述赋予刺激起源部位是在左右脚底的第一及第二指中脚骨头间的部位、第二及第三指中脚骨头间的部位、以及在第一和第二指间内侧边缘延长线上与内踝垂直线交叉的赋予刺激起源部位中的至少两处。 

图3是示出控制电温热刺激装置获得的热刺激波形及热刺激波形周期的概要图。 

温热刺激装置具有热刺激控制装置，热刺激控制装置可以控制在热刺激波形、热刺激强度、温热施加时间、温刺激波形的周期、热刺激图案、加温模式、以及热刺激的协议中的至少一个。控制信息从热刺激用导子输出。 

热刺激控制装置依据上述控制信息，使用安装在手关节内侧中央部的激光多普勒组织血流速度计来测定所获得的赋予温热刺激前后的血流量的增加率生成为60％以上，优选为100％以上，并且以所述热刺激图案实质上是互不重叠的方式生成相位错开并独立的热刺激波形。此处，将所述血流量的增加率作为该赋予刺激的指标。 

热刺激波形30包括：将温度加热至指定峰温度即50+5℃的加热波形32、和达到峰温度后停止加热形成的放热波形34。加热波形32和放热波形34所包围的区域是热刺激区域36。热刺激区域36具有加热区域38和放热区域40。波形32具有加热至指定的峰温度即50+5℃时所得到的凸型状。加热波形除了凸型状波形以外，其形状还可以是直线状的加热波形，或者为凹型波形、锯齿状和凹凸状波形。 

此处，如果将加热波形的上升角度(以水平线为准)设为α，停止加热后获得的放热波形的下降角度(以峰温度点的垂直线为基准)设为β，则优选放热波形包括具有β＜α的区域。 

热刺激强度可以改变热刺激区域来获得，热刺激强度可以通过增大热刺激区域的面积、提高峰温度、加大加热波形的上升梯度来获得。 

热刺激图案包括：具有加热波形32和放热波形34的热刺激区域36；具有与下一热刺激区域36之间的间隔的第一热刺激图案38；以及所述第一热刺激图案相位错开而形成的第二热刺激图案40。 

热刺激波形的一个周期优选热刺激区域设定为1秒至30秒，所述热区域间的间隔设定为1秒至10秒。热刺激图案具有实质上互不重叠并且相位错开并独立的热刺激波形。此外，热刺激图案的周期优选为10分钟至30分钟的反复。 

温度传感器(temperature sensor)设置在与人体部位接触的外壳的指定位置，检测该位置的温度，向传感放大器(sensor amplifier)给予检测信号。控制手段(CPU)控制电力产生电路的输出，使得与人体皮肤接触的温度不超过指定的温度。温热装置将热刺激用导子的表面温度控制在40℃至50℃±5℃。 

使用温度传感器检测到的由发热元件产生的加热温度，低于所期望的基准温度时，与温度传感器的输出相对应进行控制，使得脉冲信号的正侧期间变长，负侧期间变短，另外，在基准温度状态下，与之相反，控制为正侧期间变短，负侧期间变长。 

装置本体10与用于向至少两处的上述部位提供热刺激图案的多个热刺激用导子连接，这样一来，所选择的热刺激图案介由热刺激用导子而提供给上述部位。 

温度传感器22设置在发热元件附近与患部温度相关的位置上，热刺激用导子具有以下结构。热刺激用导子14包括：构成装置本体的外壳、外壳内用于施加热刺激的温热源的加热器、用于将加热器的热传导给使用者的皮肤且设置在外壳下面的热传导板、以及设置在外壳上面的密封板。 

温度传感器设置在接触人体部位的外壳的指定位置上，检测该位置的温度，向传感放大器给予检测信号。控制手段(CPU)控制电力产生电路的输出，使得与人体皮肤接触的温度不超过指定的温度。 

使用温度传感器检测到的有发热元件产生的加热温度，低于所期望的基准温度时，与温度传感器的输出信号相对应进行控制，使得脉冲信号的正侧期间变长，负侧期间变短，另外，在基准温度状态下，与之相反，控制为正侧期间变短，负侧期间变长。 

温热导子的热传导板使用以下的材料，由在该材料中至少两种具有不同热传导 率的材料构成。室温附近的材料的热传导率如下所示，将至少两种具有不同热传导率的材料组合使用。单位；W□m^-1□K^-1

碳纳米管(carbon nanotube)：3000～5500，金刚石(diamond)：1000～2000，银：420，铜：398，金：320，铝：236，硅：168，黄铜(brass)：106，铁：84，白金(platinum)：70，不锈钢：16.7～20.9，玻璃：1，环氧树脂(epoxy resin)：0.21，硅橡胶(silicon rubber)：0.16 

一股认为，作为不同热传导率的材料的组合，可以是铝和金、铜、白金、不锈钢或金刚石中的任意一个的组合，或者是不锈钢和金刚石、金或白金等的组合。本发明并不局限于这些的组合。另外，例如，精神上压力的水平越高，优选热传导率差越大的组合。 

被实验者选择成年男女为对象，使用所述的电温热装置对赋予刺激部位进行刺激。探针直径为10mm，将峰温度设定为50+5℃，温热刺激15分钟。探针设置于以下的温热刺激部位的体表面，体表面的温度在40℃～50℃进行温热刺激。 

电温热刺激装置的温热控制操作具体如下。 

以下说明在上述的温热刺激部位的两处固定温热刺激导子的情况。将两个温热导子固定在所选择的两处，在温热刺激装置上接入电源。此处，关于温热导子的温度的设定以及赋予刺激的方法，参照图4，以刺激部位为两处的情况为例进行说明。使用温热导子1及温热导子2。使用温度设定开关来调节温度，每按一下按照1-2-3-4-5的顺序温度控制在46.5℃至52.5℃的范围内。 

设置有具有作为加温模式上可选择交互模式、顺次模式的模式选择功能的模式选择按键。交互模式中，两个温热导子1、2各自交替进行加温和停止。顺次模式中，两个温热导子1、2按照顺序一个一个地进行加温。这样一来，加温(温热)可以非同时且相互独立地供给两个部位。进行四处部位的加温(温热)的情况下，使用四个温热导子。另外，可以选择加温间隔的间隔(时间)模式。选择交互模式后，可选择间隔(时间)模式“短/中/长”。例如，交互模式选择“短”时，温热导子1和温热导子2交互加温5秒(“中”为10秒，“长”为15秒)后停止。顺次模式选择“短”时，温热导子1和温热导子2按照7.5秒的间隔按照顺序加温。 

赋予刺激部位是在左右脚底的①第一及第二指中脚骨头间的部位、②第二及第三指中脚骨头间的部位、以及③在第一和第二指间内侧边缘延长线上与内踝垂直线交 叉的赋予刺激起源部位中的至少两处。此外，可以在所选择的部位上进行温热刺激。该部位的位置如图5所示。这些赋予刺激起源部位是在谋求血流量增加的同时，可使体核温度上升等上述由刺激引起的效果的部位。 

至少两处赋予刺激起源部位的组合是指①和②、①和③、②和③，进而是左右脚的①，左右脚的②，右脚的③等。此外，可以在这些组合的赋予刺激起源部位上非同时相互独立地进行刺激。 

考虑到自律神经对精神性压力的影响，被实验者保持仰卧体位的状态20分钟，保持安静。然后，测量刺激前的血压、体核温度、唾液粘稠度、心率(动脉年龄)，且测量后立即进行刺激。然后进行15分钟的温热刺激，刺激后立即进行再测定。 

热刺激的协议如图6所示，在安静仰卧状态下进行血压等的检查、测定，并采血，然后赋予热刺激。然后，在安静仰卧体位下进行血压的检查、测定，并采血。 

表1是使用电温热刺激装置在赋予刺激起源部位赋予热刺激，利用激光多普勒组织血流速度计测定在手关节的横纹中央部赋予刺激前后的血流量的结果。由表可确认，赋予刺激的前后血流量增加。由该表可知，血流量的增加率达到60％以上，优选为120％以上时，治疗效果显著。 

【表1】 

随着上述温热刺激部位的血流量的增加，体核温度上升(+2.1)。可以达到降 低收缩血压(-4.5)、降低唾液淀粉酶(amylase)、降低皮质醇(cortisol)、改善肝功能、降低总胆固醇(total cholesterol)、减少好胆固醇(高密度脂蛋白胆固醇，High Density Lipoprotein，HDL)以及坏胆固醇(低密度脂蛋白胆固醇，Low Density Lipoprotein，LDL)、降低血糖值(-5.25)、降低AI(动脉硬化指数)(-0.02)、降低瘦素(leptin)。计算和测量由心率引起的自律神经的平衡的结果，压力抗生级别也有增加(+12.25)。 

产业上的可利用性 

本发明可用于消除精神压力的刺激治疗和消除精神压力的电温热刺激治疗。