JPH078565A - 骨疾患治療用磁気刺激装置 - Google Patents

骨疾患治療用磁気刺激装置

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JPH078565A
JPH078565A JP14924893A JP14924893A JPH078565A JP H078565 A JPH078565 A JP H078565A JP 14924893 A JP14924893 A JP 14924893A JP 14924893 A JP14924893 A JP 14924893A JP H078565 A JPH078565 A JP H078565A
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JP
Japan
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coil
bone
current
magnetic field
sine wave
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JP14924893A
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English (en)
Inventor
Koki Tamura
弘毅 田村
Naohiko Moriyama
直彦 森山
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 より小さいエネルギーで効果的に骨量の減少
の防止又は骨量の増加を発現し得る骨疾患治療用磁気刺
激装置を提供する。 【構成】 生体表面近くに置かれたコイル手段と、該コ
イルに電流を流すための電源手段と、該コイルに供給す
る電流を変化させるための電流制御手段を有し、該コイ
ルにおける電流の変化によって発生する変動磁場により
生体内に生じる渦電流によって骨を刺激する骨疾患を治
療するための磁気刺激装置において、該電流制御手段が
5Hz以上100Hz以下の実質上正弦波の変動磁場を
発生させものであることを特徴とする骨疾患治療用の磁
気刺激装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は骨疾患を治療するための
装置に関するものであり、更に詳細には、生体表面に置
かれたコイルに正弦波の電流を流し、発生する変動磁場
により生体内に生じる渦電流によって骨を刺激して骨形
成を促進する骨治療装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】骨は骨吸収と骨形成を通じて改変を行っ
ているが、老化と共に両者のバランスが崩れ骨量が減少
することが知られている。このような骨量の減少は、女
性の閉経等によるホルモンの分泌の急激な変化によって
も生じることが知られている。このような骨量の異常な
減少は骨粗鬆症と呼ばれ、骨強度が著しく低下し、わず
かな衝撃によって骨折を生じる。この骨粗鬆症による骨
折は、患者のQuality of lifeを低下さ
せ、更に寝たきりになる可能性が高いことから、大きな
社会問題になりつつある。
【0003】この骨量低下を防止し、骨強度を高く維持
するために、骨吸収を押えあるいは骨形成を促進するた
めの薬の開発が盛んであり、種々の薬が臨床的に適用さ
れている。
【0004】しかし、これらの薬剤の投与においては、
長期間の投与では次第にその効果が小さくなるいわゆる
耐性が見られたり、効果の発現がゆっくりであるため、
一旦骨密度の低下が起こってしまうとその治療中は骨折
発生の危険が長期にわたって継続することになる。さら
に薬剤の投与の場合は副作用がみられる場合があった
り、あるいは副作用の発生のために充分な量の投与が不
可能の場合もある。
【0005】
【発明の解決すべき課題】本発明は、これら骨量の減少
に伴う骨折の危険を回避することを目的とするものであ
り、副作用を伴わず、かつ骨折し易い部位の骨量を短時
間に増加させるための装置を提供することである。
【0006】
【発明の課題を解決するための手段】骨粗鬆症患者に於
ける骨折の発生は、骨密度と強く相関しており(例え
ば、S.L.Hui他J.Clin.Invest.V
ol.81 P1804 1988)、骨折の危険を回
避するための手段の一つとして、骨密度を高く維持する
こと、骨形成を促進し低下した骨密度を高めることを重
要な課題であるとされている。
【0007】本発明は、上記目的を達成するための方法
を鋭意研究した結果、骨組織が微弱な電流に感応して骨
の代謝に影響を与えるという事実に着目し、骨量低下に
よって骨折しやすくなった部位を微弱な変動磁場中に置
くと、生体内に発生する渦電流によって骨組織が刺激さ
れ、骨形成を促進することによって骨量の減少を防止し
あるいは骨量を増加することを見いだし、かかる条件を
満足する装置を提供し、これにより骨折の危険を回避し
ようとするものである。
【0008】即ち本発明は、生体表面近くに置かれたコ
イル手段と、該コイルに電流を流すための電源手段と、
該コイルに供給する電流を変化させるための電流制御手
段を有し、該コイルにおける電流の変化によって発生す
る変動磁場により生体内に生じる渦電流によって骨を刺
激する骨疾患を治療する装置において、該電流制御手段
が5Hz以上100Hz以下の実質上正弦波の変動磁場
を発生させものであることを特徴とする骨疾患治療用の
磁気刺激装置を提供するものである。
【0009】かかる本発明の磁気刺激装置には、該コイ
ル手段がヘルムホルツ・コイル対をなすように設置され
た2個のコイルからなり、処置すべき生体部位を該コイ
ル対の内部に置くことができるように配置するものであ
る磁気刺激装置が含まれる。
【0010】さらに本発明の装置には、該電流制御手段
が、コイルに流す実質上正弦波電流の周波数、強度を規
則的または不規則的に変化させ得るものである磁気刺激
装置が含まれる。
【0011】本発明の磁気刺激装置によれば、骨密度が
低下し骨折の危険度が高い骨粗鬆症患者の骨折多発部位
(橈骨遠位端、大腿骨頸部、腰椎等)に対して実質上の
正弦波からなる変動磁場を与えることが出来、これによ
って生じる渦電流によって該骨折多発部位の骨を刺激す
ることによって骨量減少を軽減し、あるいは骨形成を促
進することによって、骨折の危険度を軽減することがで
きる。また実質上の正弦波を用いることにより、従来公
知の安価なパルス発生装置を電流制御手段に用いること
ができるので、装置の構成の簡単化が容易にできる。
【0012】以下に、必要に応じて図面を用いながら更
に詳細に本発明を説明する。
【0013】本発明で用いる磁気刺激装置は、基本的に
はコイルに変動する電流を供給する電源手段と、変動す
る電流によって変動する磁場を発生させ、生体内に渦電
流を発生させるためのコイル手段と、コイル系に供給す
る電流を制御するための電流制御手段を具備している。
【0014】電源手段としては、5〜100Hzの正弦
波を出力できるものであればよい。磁場発生のためのコ
イルは、単一のコイルでもよいが、2個のコイルをヘル
ムホルツ・コイル対をなすように設置したものが好まし
く用いられる。
【0015】図1は本発明の磁気刺激装置の一つの実施
態様の構成をブロック図により模式的に示したものであ
る。同図において、制御部1からの設定に従い正弦波発
信器2から一定のあるいは規則的または不規則に変動す
る周波数の実質上の正弦波を搬出する。周波数範囲は生
体の感受性の高い100Hz以下、好ましくは50Hz
以下を用いる。
【0016】周波数は、クロナキシーを考慮し100H
z以下が好ましく、また変動磁場の強度ひいては発生す
る渦電流の強度を確保するために5Hz以上が好ましく
用いられる。周波数が5Hz以下になるとコイルに流れ
る電流の変化率が小さく、発生する変動磁場の強度が小
さくなり、その変動磁場の変化率に対応して生じる渦電
流も小さくなるため5Hz以上が好ましく用いられる。
【0017】増幅器3では、正弦波発信器からのシグナ
ルを制御回路1の設定に従って一定のあるいは規則的ま
たは不規則に変化させながら増幅する。増幅された実質
上の正弦波の電圧は、コイル4に供給される。コイルは
単一コイルまたは必要に応じてヘルムホルツ・コイル対
をなすように構成したコイル対を用いる。
【0018】本発明の装置で用いる変動磁場の強さとし
ては、時間平均で0.03〜0.5ミリテスラ(0.3
〜5ガウス)が好ましくかかる変動磁場の強さはコイル
径に応じて、コイルの巻数および供給電圧によって調節
することができるようにしておくことが望ましい。
【0019】かかる変動磁場の強度及び周波数は処置の
全期間を通じて一定でも良いし、規則的あるいは不規則
に変動させておくことが望ましい。それ故、電流制御手
段にそのための機能を具備させておくことが望ましい。
【0020】用いるコイル手段としては、例えば治療対
照が橈骨遠位端の場合には、骨の位置が体表から近いた
めに単一のコイルでも良い。大腿骨頸部や腰椎を治療の
対象にする場合には、単一コイルでは発生する磁場の強
度が減衰し、処置対照の位置で必要な電流密度を得るた
めには強い変動磁場の発生が要求されるので、ヘルムホ
ルツ・コイル対を形成させ、処置する部位をそのコイル
対の中に置くようにすることが出来るようなコイル手段
を用いることが好ましい。
【0021】本発明の装置においては、通電を表示する
ランプ、処置時間あるいは所定の処置時間の残存時間を
表示するタイマー、コイルの断線等の異常を表示する警
報機等を付加することが出来る。
【0022】本発明の装置の使用に際しては、従来公知
の骨量を改善するための薬剤の投与との併用することは
何ら問題ない。この両者の併用により、全身の骨代謝を
改善するための薬剤の効果と、本発明による骨折し安い
部分の集中てきな骨密度の改善の効果により、より大き
な骨折の危険回避効果を得ることが出来る。
【0023】本発明の装置を用いた動物実験例について
以下に説明する。生体外からパルス磁場を与え、生体内
で発生する渦電流によって生体を刺激する方法として
は、難治性骨折治療のための骨刺激装置がある。従来公
知のこの方法においては、例えば特公昭58―4311
4に開示されている様に矩形の非対照のパルスが用いら
れている。かかる技術によると数kHzの周波数を有す
るパルスを数十個連ねたパルス列(pulse bur
st)、あるいは単一パルスが好ましく用いられる。
【0024】かかるパルス列を用いた磁気刺激方式と本
発明の装置を用いた磁気刺激方式とを比較するために、
卵巣摘除術を施したラットをプラスチックの容器にい
れ、容器外側にセットした直径350mmのコイルから
なるヘルムホルツコイルを用いて、磁気刺激を実施し
た。
【0025】パルス列を用いた磁気刺激方式では、パル
ス幅250マイクロ秒の矩形波を20個連ねたバースト
を15Hzで与えた。本発明の装置を用いた磁気刺激方
式では、20Hzの正弦波を用いた。同一の磁場の強さ
(50マイクロ・テラス)を得るために、パルス列の方
式では24Vの電源を必要とするのに対して、本発明の
方式では5V以下で充分である。
【0026】1日1回、各30分の刺激を12週間実施
した後、脛骨を摘出してその曲げ強度を比較した。卵巣
摘除術を施し、磁気刺激を行わない対照群のラットは、
同一時間、同一プラスチック容器に収容しておいた。
【0027】各群とも骨強度の低下が見られたが、磁気
刺激群は低下の割合が小さく、パルス列の方式を用いた
場合の刺激群は、低下が約30%減少していた。これに
対し本発明の正弦波の変動磁場を用いた方式の群では、
低下が60〜70%も減少し、骨強度の減少は無処置ラ
ットの曲げ強度の約3%にとどまっていた。
【0028】すなわち、パルス列を用いた方式の磁気刺
激では渦電流で生体を刺激することにより、卵巣摘除術
に伴う骨量の減少は押さえられるが、本発明の装置によ
る正弦波の刺激では、小さいエネルギーで高い効果を示
している。
【0029】一般に、骨形成には骨にかかる荷重が必要
であり、骨は荷重をかけないと骨密度が減少することが
知られている。また、骨組織は圧電性を有しており、生
体内で骨組織にかかる荷重により電気的な信号を発生
し、これが骨形成に対するシグナルになっているとも言
われている。
【0030】骨に微弱な電流を流す方法は、難治性骨折
・遷延性骨折の治療に用いられており、骨折部位に直流
またはパルス状の電流を流すことにより癒合がえられて
いるが、その作用機序は明確ではない。
【0031】本発明の装置を用いた方式によって得られ
る変動磁場は、磁束の変化によって生体内に渦電流を発
生させ、この渦電流によって骨組織を刺激することによ
って、骨代謝に影響を及ぼし、骨量の減少防止あるいは
骨量の増加を図ることができる。
【0032】
【発明の効果】本発明の装置により発生する変動磁場
は、生体内に渦電流を生じ、この渦電流によって骨組織
を刺激することによって、効果的に骨形成を促進し、骨
量の減少を防止しまたは骨量の増加を図ることが出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気刺激装置の構成に関するブロック
ダイアグラムによる例示。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生体表面近くに置かれたコイル手段と、
    該コイルに電流を流すための電源手段と、該コイルに供
    給する電流を変化させるための電流制御手段を有し、該
    コイルにおける電流の変化によって発生する変動磁場に
    より生体内に生じる渦電流によって骨を刺激する骨疾患
    を治療するための磁気刺激装置において、該電流制御手
    段が5Hz以上100Hz以下の実質上正弦波の変動磁
    場を発生させものであることを特徴とする骨疾患治療用
    の磁気刺激装置。
  2. 【請求項2】 該コイル手段が、ヘルムホルツ・コイル
    対をなすように設置された2個のコイルからなり、処置
    すべき生体部位を該コイル対の内部に置くことができる
    ように配置するものである請求項1の磁気刺激装置。
  3. 【請求項3】 該電流制御手段が、コイルに流す実質上
    正弦波電流の周波数、強度を規則的または不規則的に変
    化させ得るものである請求項1または2の磁気刺激装
    置。
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Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100788920B1 (ko) * 2006-07-28 2007-12-27 (주)매크로비전 골 밀도 성장 촉진을 위한 자기장 발생 장치 및 그동작방법
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