光治療装置
【課題】本発明は、光源からの強い光が、不用意に長時間目に照射されるのを防止することができる光治療装置を提供する。
【解決手段】治療光の波長透過性を有し、生体へ前記治療光を照射する光源１５を有する治療光出力手段９と、前記治療光を受光して前記受光した光の変化に応じて前記生体の存在有無を判定する生体検出手段１０と、前記生体検出手段１０の前記生体の存在有無の判定に基づいて前記治療光出力手段９の出力及び前記生体検出手段１０の受光感度を切り替える制御手段１１とで構成する。
【解決手段】治療光の波長透過性を有し、生体へ前記治療光を照射する光源１５を有する治療光出力手段９と、前記治療光を受光して前記受光した光の変化に応じて前記生体の存在有無を判定する生体検出手段１０と、前記生体検出手段１０の前記生体の存在有無の判定に基づいて前記治療光出力手段９の出力及び前記生体検出手段１０の受光感度を切り替える制御手段１１とで構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筋肉・関節の慢性非感染性炎症による疼痛の緩解やリウマチを発症した関節の治療を行う光治療装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光源からの治療光を直接もしくは導光路を介して手、手首、足、足首、ひざ等の患部に向けて光を照射することにより、筋肉・関節の慢性非感染性炎症による疼痛の緩解やリウマチを発症した関節の治療する光治療装置がある。
【０００３】
光治療装置の光源は、ハロゲンランプ、カーボンアーク灯が用いられ、近年では、近赤外線狭帯域波長で発光効率に優れる半導体レーザや、安価で長寿命な発光ダイオード素子を用いたものが提案ないし実用化されている（例えば、特許文献１〜３）。半導体レーザや発光ダイオード素子を用いた光源の実用化に伴い、簡易に高パワーの出力での治療ができるようになり、深部組織に対する治療効果の向上や治療時間を短縮することが可能となった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１９２３１５号公報
【特許文献２】特開２０００−２５４２４１号公報
【特許文献３】特表２００５−５３７８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、高パワーで出力した光源からの治療光が、眼に長時間にわたって照射される恐れがある。すなわち、治療光が近赤外線光の場合、可視光のような眩しさを感じることもなければ遠赤外光のような熱感を感じることも少ないため、瞬時の対光回避反応が困難となり、その結果として治療光が、眼に長時間にわたって照射される恐れがあるのである。
【０００６】
そこで、本発明は、光源からの強い光が、目に長時間照射されるのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そして、この目的を達成するために本発明は、治療光の波長透過性を有する治療台の一部ないし全体を介して生体へ前記治療光を照射する光源を有する治療光出力手段と、前記治療光を受光して前記受光した光の変化に応じて前記生体の存在有無を判定する生体検出手段と、前記生体検出手段の前記生体の存在有無の判定に基づいて前記治療光出力手段の出力及び前記生体検出手段の受光感度を切り替える制御手段とで構成され、これにより所期の目的を達成することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の光治療装置は、治療光の波長透過性を有し、生体へ前記治療光を照射する光源を有する治療光出力手段と、前記治療光を受光して前記受光した光の変化に応じて前記生体の存在有無を判定する生体検出手段と、前記生体検出手段の前記生体の存在有無の判定に基づいて前記治療光出力手段の出力及び前記生体検出手段の受光感度を切り替える制御手段とで構成されたものであるので、光源からの強い光が、目に長時間照射されるのを防
止することができる。すなわち、本発明では、治療光出力手段からの光を生体検出手段で受光し、その受光した光の変化より生体の存在を確認しない限り、高パワーの治療光が出力されないため、光源からの強い光が、目に長時間照射されるのを防止することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における光治療装置の正面側斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における光治療装置の側面側斜視図
【図３】本発明の実施の形態１における光治療装置の治療光出力手段の断面図
【図４】本発明の実施の形態１における光治療装置の断面図
【図５】本発明の実施の形態１における光治療装置のブロック図
【図６】本発明の実施の形態１における光治療装置の動作フローチャート
【図７】本発明の実施の形態２における光治療装置のブロック図
【図８】本発明の実施の形態２における光治療装置の生体判定を行う方法示す図
【図９】本発明の実施の形態２における光治療装置の生体有無判定の動作フローチャート
【図１０】本発明の実施の形態３における光治療装置のブロック図
【図１１】本発明の実施の形態４における光治療装置のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の光治療装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１及び図２は、本発明の実施の形態１における光治療装置の正面側斜視図及び側面側斜視図である。
【００１２】
図１において、光治療装置１は円盤状の基盤２と、ヒンジ３によりこの基盤２の表面を開閉自在に覆った蓋体４とにより構成されている。蓋体４は下面が開口した有天円筒状をしており、その外周面の前面側、つまりヒンジ３とは反対側の左右には、例えば手等の患部を挿入する挿入口５が設けられている。蓋体４の外周面の前面側で、左右の挿入口５の間部分には、基盤２の係合孔６に係合させて蓋体４を閉めるフック７が設けられ、更に、このフック７の上方には蓋体４を開けるためのフックボタン８が設けられている。また、基盤２の表面上には治療光出力手段９が所定間隔で、左右に各１個ずつ配置されている。更に、蓋体４の内壁面天井部には、左右の治療光出力手段９にそれぞれ対応するように生体検出手段１０が設けられている。なお、この生体検出手段１０には、制御手段１１、及び使用者が所望の治療光の強さを調節できる光出力設定手段１２が電気的に接続されている。光出力設定手段１２は、図２に示す光治療装置１の蓋体４の外表面に有する操作表示部１３を用いて治療光の強さ、治療時間等を設定できる。また、生体検出手段１０で生体が検出されると、制御手段１１が光出力設定手段１２であらかじめ設定された治療光の強さに相当する定電流制御を行うことで治療光出力手段９から一定の治療光の強さの光を生体へ向けて照射される。
【００１３】
図３は、治療光出力手段９の断面図であって、治療光出力手段９は、基盤２上に配置された直径１２０ｍｍ程度の凸半球ドーム状の透明アクリル樹脂からなる治療台１４と、この治療台１４の内部に治療台１４の外部に向けて治療光を照射する方向で複数配置された近赤外ＬＥＤ（発光ダイオード）等の光源１５とにより構成されている。光源１５は、光治療をする上で効果的な出力、波長であれば特に限定されないが、生体透過性に優れる近赤外光を用いることが望ましい。また、光源１５として、ＬＥＤ（発光ダイオード）以外にも有機ＥＬやキセノン光線を用いてもよい。なお、実施の形態１の治療光出力手段９は、波長８３０ｎｍ、光出力最大１５０Ｗ、放射広がり全角１２０°、治療台１４の曲面上
の照射野における光強度（光パワー密度）最大１Ｗ／ｃｍ２程度のプロファイルを有する面光源光を照射する構成であり、左右の治療光出力手段９は同一構造となっている。また、治療台１４の形状は、治療台１４内部の光源１５から治療台１４の外部に光を照射する構成であれば特に限定されないが、実施の形態１においては、治療する生体として手を想定したものであるため、治療台１４への手の乗せ易さ、患者の使い勝手等を考えて略半球ないし略半扁球状の構成としている。更に、治療台１４は、光源１５の光の波長を透過する材質であれば特に限定されないが、実施の形態１においては、近赤外光の波長帯に対して透明であり、皮膚表面温度を過度に上昇させることの無いように、透明のアクリル樹脂を使用している。
【００１４】
図４は光治療装置１の蓋体４を閉めた状態においての係合孔６からヒンジ３にかけて、すなわち図１の矢印（ａ）おける断面図であり、ここでは治療光出力手段９と生体検出手段１０の配置について説明する。
【００１５】
図４に示す通り、基盤２に設けられた治療光出力手段９は、蓋体４の内壁天井部に設けられた生体検出手段１０に対し、挿入口５の奥側、すなわち、生体検出手段１０よりもヒンジ３に近い位置で配置されている。これは、治療光出力手段９から照射された光を生体検出手段１０で受光し、光の変化により生体の存在を検出する上で、挿入口から手を挿入し、凸半球ドーム状の治療台１４に手を乗せた際に手の甲により最も顕著に光の変化が現れ、生体の存在の判別がし易くなるため、このような配置にしている。また、この配置により、治療光出力手段９を挿入口５の奥側に配置することで、光治療時に光治療装置１から外部への光の漏れが抑制されるため、好ましいものとなる。
【００１６】
図５は光治療装置１のブロック図であって、治療光出力手段９、生体検出手段１０、制御手段１１から構成されている。
【００１７】
治療光出力手段９は、制御手段１１により送信された調光制御信号により、生体の存在を判定する場合と治療を開始する場合とで、調光される。すなわち、生体の存在を判定する場合には、治療を開始する場合と比較して低い出力の近赤外光を治療光出力手段９が照射し、治療を開始する場合には生体の存在を判定する場合と比較して、高い出力の近赤外光を治療光出力手段９が照射する構成としている。具体的には、例えば、生体の存在を判定する場合には数ｍＷ程度の近赤外光を治療光出力手段９が出力することで生体の存在を検出し、生体の存在が確認され、治療を開始する場合には、数十〜数百Ｗの出力の近赤外光を治療光出力手段９が照射するようになっている。なお、治療する際の治療光出力手段９から照射される光の出力は、光出力設定手段１２から制御手段１１に出力条件を入力することで、治療する患部の状態に応じて設定することができる。また、より生体の存在が判定し易くするために、生体の存在を判定する場合には、特定のパルスパターンの近赤外光を治療光出力手段９から出力させる構成にしている。
【００１８】
生体検出手段１０は、受光部１６、増幅部１７、検出感度調整部１８、透過光量演算部１９及び生体有無判定部２０から構成されている。治療光出力手段９から出力された近赤外光を、近赤外帯に分光感度を有するフォトダイオードからなる受光部１６で受光し、この受光部１６で受光した信号は、入射光量に比例して増幅させる増幅部１７、治療光出力手段９と受光部１６との間に介在する物体の透過／遮光量ないし比率を演算する透過光量演算部１９を経由し、生体有無判定部２０に入力される。生体有無判定部２０で生体の存在が判定され、その生体有無判定信号は制御手段１１に送信される。治療光出力手段９同様、検出感度調整部１８にも調光制御信号が送信され、検出感度調整部１８により、受光部１６及び増幅部１７は、治療光出力手段９の近赤外光の出力に応じた受光感度に調整される。すなわち、生体の存在を判定する場合には、制御手段１１により調光制御信号がそれぞれ治療光出力手段９及び検出感度調整部１８に送信され、その結果として治療光出力
手段９は治療を開始する場合よりも低い出力の近赤外光を照射するようになる。また、検出感度調整部１８は、治療光出力手段９の出力に応じて受光部１６及び増幅部１７の受光感度を調節する。
【００１９】
具体的には、生体の存在を判定する場合には、検出感度調整部１８により、受光部１６及び増幅部１７の受光感度を、治療を開始する場合と比較して高く設定する。また、このようにして、生体が存在することで受光部１６により受光した光が大幅な変化を生じ、生体有無判定部２０により生体の存在が確認されると、治療が開始される。つまり、生体有無判定部２０により制御手段１１へ体有無判定信号が送信されると、制御手段１１により、治療を開始するための調光制御信号が治療光出力手段９及び検出感度調整部１８それぞれに送信され、その結果として治療光出力手段９からは、生体の存在を判定する場合よりも高い出力の近赤外光が照射されるようになり、治療が開始されるのである。また、検出感度調整部１８は、この治療が開始（治療光出力手段９の出力が大）されると同時、またはその直前に、受光部１６及び増幅部１７の受光感度を低く設定する。以上のように、生体検出手段１０は、治療光出力手段９から出力され、生体検出手段１０で受光した光量の変化、すなわち透過光量により生体の存在を判定する。また、この透過光量に対して所定の受光感度の閾値を設定し、その受光した透過光量が、所定の受光感度の閾値を基準に生体の存在有無が判定される。そして、治療台１４上に生体が存在しない場合には、所定の受光感度の閾値以上の光が受光部１６で受光され、生体が存在する場合には所定の受光感度の閾値以下の光しか受光部１６で受光されないため、その閾値によって生体の有無を判定され、生体の有無に応じて、治療光出力手段９の出力及び生体検出手段の受光感度が調節されるのである。なお、生体は完全な透過物でもなく、完全な遮光物でもないため、生体と判定する条件として上限、下限それぞれの閾値を設定しておくと、より精度の高い判定が可能になる。
【００２０】
以上の構成において、光治療装置１の動作は、図６に示すフローチャートに従う。
【００２１】
治療光出力手段９から光が照射制御され、光治療待機状態にある。最初は、光治療装置１の内部に生体が存在しないため、先ず、制御手段１１から検出感度調整部１８へ調光制御信号が送信され、生体検出手段１０の受光感度は、治療を開始する場合と比較して高く設定される（図６のＳ１）。次いで、図６のＳ１同様、制御手段１１から治療光出力手段９へ調光制御信号が送信され、治療光出力手段９の出力を、治療を開始する場合と比較して低く、かつ、特定のパルスパターンで照射する（図６のＳ２）。図６のＳ１及び図６のＳ２により、生体検出手段１０で特定のパルスパターンの光を生体検出手段１０で受光する（図６のＳ３）。生体検出手段１０で受光した光の所定範囲の透過光量を基に、生体有無判定部２０で生体有り判定（Ｙ）或いは生体無し判定（Ｎ）を行う（図６のＳ４）。生体有無判定部２０で生体無し判定（Ｎ）がされた場合には、再度、図６のＳ３に戻り、生体検出手段１０で特定のパルスパターンの光を受光し、図６のＳ４で生体有り判定（Ｙ）がなされるまで、繰り返しこの工程が行われる。また、生体有り判定（Ｙ）がされた場合は、生体有無判定部２０から制御手段１１に生体有り判定（Ｙ）の生体有無判定信号が送信され、制御手段１１から光治療を開始するため、生体検出手段１０へ調光制御信号が送信されて、生体検出手段１０の受光感度を生体の存在を判定する場合と比較して低く設定する（図６のＳ５）。次に、制御手段１１から治療光出力手段９へ治療を開始する調光制御信号が送信され、治療光出力手段９の出力を、治療を開始する場合と比較して高く照射する（図６のＳ６）。図６のＳ５及び図６のＳ６により、生体検出手段１０で治療を開始する場合の光を受光する（図６のＳ７）。生体検出手段１０で検出した光の所定範囲の透過光量を基に、光治療時においても生体有無判定部２０で生体有り判定（Ｙ）或いは生体無し判定（Ｎ）を行う（図６のＳ８）。先ず、生体有り判定（Ｙ）がされた場合は、図６のＳ７に戻り、生体検出手段１０で光治療時の光を受光し、図６のＳ８で生体無し判定（Ｎ）がされるまで、繰り返しこの工程が行われ、光治療が実施される。また、生体無し判
定（Ｎ）がされた場合には、生体有無判定部２０から制御手段１１に生体無し判定（Ｎ）の生体有無判定信号が送信され、制御手段１１により光治療を中止し、再度生体の存在を判定するため、図６のＳ１の工程に戻る。
【００２２】
以上の構成から、光治療装置１の内部に生体の存在を確認しない限り、治療光出力手段９から高パワーの光が出力されず、光治療時においても常に生体の存在を検出・確認することで、生体の存在の有無に応じて治療光出力手段９からの光の出力を切り替えることができるため、光治療として好ましいものとができる。なお、実施の形態１においては、生体として手を治療する光治療装置１について示したが、形状を変え、両足、肘、膝、肩、腰等、他の関節・筋肉部位に適用することも可能である。
【００２３】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２における光治療装置のブロック図である。
【００２４】
この実施の形態２では、生体検出手段１０の透過光量変動演算部２１が、透過光量の変動に基づいて生体有無の判定を行っている点、すなわち、透過光量の直流成分ではなく超低周波を含む交流成分を抽出している点が実施の形態１の図２の透過光量演算部１９とは異なる。それ以外は、実施の形態１の図と同じである。なお、実施の形態１の図２と同じ機能を有するブロックには同じ番号を付与し、説明を省略する。
【００２５】
図８は、透過光量の変動を模式的に示したものである。
【００２６】
治療光出力手段９を構成する治療台１４上に生体が存在しない場合、図８の（イ）に示すように生体検出手段１０で受光した光に振動はない。この状態で、生体を、治療光出力手段９を構成する治療台１４上に載せる際には、図８の（ロ）に示すように生体検出手段１０で受光した光に大きな振動が現れる。治療光出力手段９を構成する治療台１４上に生体を載せた後に安静にすると、図８の（ハ）に示すように大きな振動はなくなるものの、血流・脈拍や、微細体動により透過光量は常に低周波の微小変動を繰り返している。生体に大きな動きや、治療光出力手段９を構成する治療台１４上から生体を離す際には生体検出手段１０で受光した光に、図８の（ニ）のように大きな振動波形が現れる。その後、生体を、治療光出力手段９を構成する治療台１４上から離した場合には、受光した光に変動波形が見られなくなる。ここで、図８の（イ）、（ホ）に相当する透過光量の変動が全く確認されない場合及び図８の（ロ）、（ニ）相当する透過光量に大きな変動が確認される場合には、治療光出力手段９からの高パワーの治療光を照射待機・照射禁止とし、生体の存在を判定する特定のパルスパターンの光を照射するようにする。また、治療光出力手段９を構成する治療台１４上に生体を載せた後の安静時の場合においては、高パワーの治療光を照射し、確実に治療光出力手段９を構成する治療台１４上に生体が安定して載せられている時だけ治療されることになる。これにより、例えば、治療光出力手段９を構成する治療台１４上に異物や汚れの付着により透過光量がある範囲に遮光された際には、図８の（イ）、（ホ）のように光の振動が現れなくなるため、生体と見分けることができ、光源１５自体の劣化・故障時においても生体と誤認識することが無くなる。
【００２７】
上記の高パワー出力の治療光の照射待機・照射禁止と治療光照射との切替えは、透過光量の変動量の測定値をＶとし、閾値としてＶＬ＜ＶＭ＜ＶＨとなるようなＶＬ、ＶＭ、ＶＨの３つの判定閾値を設けて判定することで行われる。例えば、生体検出手段１０による透過光量の変動量の測定値Ｖが、ＶＬ＜Ｖ＜ＶＭに継続的に収まる範囲ないに限り、高パワー出力の治療光照射をさせないように設定することで、治療光出力手段９を構成する治療台１４上に生体を載せた後に安静状態にあることを識別できる。
【００２８】
以上の構成において、光治療装置の制御手段１１及び生体検出手段１０を中心とした生
体有無判定の動作は、図９に示すフローチャートに従う。
【００２９】
先ず、生体検出手段１０で生体判定時の特定のパルスパターンの透過光量の最新の変動量を測定し、測定値Ｖを算出する（図９のＳ９）。次いで、この測定値Ｖが所定変動量の判定閾値ＶＨを上回らないか継続確認する（図９のＳ１０）。測定値Ｖが判定閾値ＶＨを上回れば、再度透過光量の最新の変動量を測定し、測定値Ｖを得る。一方、測定値Ｖが判定閾値ＶＨを上回らなければ、再度図９のＳ９に戻り、透過光量の最新の変動量を測定し、測定値Ｖを算出する（図９のＳ１１）。測定値Ｖが判定閾値ＶＨを上回り、最新の測定値Ｖを得た後、この測定値Ｖが所定変動量の判定閾値ＶＭを下回らないか継続確認する（図９のＳ１２）。測定値Ｖが判定閾値ＶＭを下回れば、安静状態の生体検出と判定し高パワーの治療光の照射を許可する（図９のＳ１３）。一方、測定値Ｖが判定閾値ＶＭを下回らなければ、再度図９のＳ１１に戻り、透過光量の最新の変動量を測定し、測定値Ｖを算出する。次いで、測定値Ｖが判定閾値ＶＭを下回り、安静状態の生体検出と判定し高パワーの治療光の照射を許可した後にも継続して透過光量の最新の変動量を測定し、測定値Ｖを得る（図９のＳ１４）。この測定値ＶがＶＬ＜Ｖ＜ＶＭの範囲内に収まっていることを継続確認する（図９のＳ１５）。測定値Ｖが判定閾値ＶＬ及びＶＭの範囲内にあれば、安静状態の生体が、治療光出力手段９を構成する治療台１４上に存在し続けていることを意味しているため、継続して高パワーの治療光を照射する。一方、この測定値Ｖが判定閾値ＶＬを下回った或いは判定閾値ＶＭを上回った場合には、高パワーの治療光の照射を停止するとともに初期の生体有無判定に戻る（図９のＳ１６）。すなわち、測定値Ｖが判定閾値ＶＬを下回るとは基盤２上に生体反応がないことを意味し、また、測定値Ｖが判定閾値ＶＭを上回るとは基盤２上で生体が大きく動いたことを意味している。
【００３０】
なお、ここでは透過光量の変動、すなわち交流成分に着目して生体有無判定するものとしたが、実施の形態１に示した透過光量そのものである直流成分と組み合わせて判定精度を高めることも可能である。また、透過光量の測定値Ｖの算出には時間移動平均を用いる等、必要以上に頻繁に状態判定が切り替わらないようにしてもよい。また、判定閾値ＶＬ，ＶＭ，ＶＬは固定値ではなく学習機能を持たせて自動的に閾値が最適値に調整されるようにしてもよい。
【００３１】
以上の構成から、治療光出力手段９を構成する治療台１４上に生体の存在を判定するだけでなく、治療台１４上に存在する遮光物が生体か物体かを判定できるため、治療台１４上の異物や汚れ付着を含む物体が存在するだけの場合に光照射を禁止することで、装置内部の不要な発熱やエネルギーロスを抑制することができる。また、生体の存在有無判定が未確定な場合に光照射を一時的に停止させることで安全性をも向上させることができる。
【００３２】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３における光治療装置のブロック図である。実施の形態１の図２と同じ機能を有するブロックには同じ番号を付与し、説明を省略する。
自動利得増幅部２２は、制御手段１１から治療光出力手段９に伝えられる調光制御信号によって受光感度を調節するのではなく、受光部１６からの受光量に応じて自動的に利得調整する構成である。
【００３３】
フィルタ２３は、０．１Ｈｚ〜１０Ｈｚまでの超低周波成分のみ抽出するバンドバスフィルタである。これにより血流・脈拍や微細体動など安静状態で治療台１４に存在する生体によって影響を受ける透過光量の変動成分のみが生体有無判定部２０に伝えられる。
生体波形テンプレート２４は、典型的な生体波形を多数収納されたデータベースであり、生体有無判定部２０においてフィルタ２３から得られた波形と、この生体波形テンプレート２４とを、照合することで生体有無の判定制度を更に向上させるものである。フィルタ２３から得られた波形と、この生体波形テンプレート２４とを、照合するパターンマッチ
ングには種々の方法があり、ここでは詳述しないが最新数秒間分の時間波形類似性を算出し、所定閾値以上の類似性が認められれば治療台１４上に生体ありとするものである。
【００３４】
以上の構成から、治療光出力手段９を構成する治療台１４上に存在する物体の透過光量ないし透過光量の変動範囲だけで生体の有無を判定するのではなく、血流・脈拍や微細体動など安静状態の生体が存在することによってしか得られない高精度な生体認証がなされるので、判定精度はより向上する。判定精度を高めることで、不用意に光照射が行われないようにすることがでるだけでなく、装置内部の不要な発熱やエネルギーロスを抑制することが可能となる。
【００３５】
（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４における光治療装置のブロック図である。実施の形態１と同じ機能を有するブロックには同じ番号を付与し、説明を省略する。なお、図１１にある第１の受光部１６及び第１の増幅部は、実施の形態１の図２における受光部１６、増幅部１７と同じである。実施の形態１と異なる点は、光源１５からの出力された光を、生体を介さずに常時直接検出する第２の受光部２５と第２の増幅部２６を設け、第１の増幅部１６と第２の増幅部１７との差分を差分演算部２７で演算することによって生体有無判定を行うことである。
【００３６】
第２の受光部２５は治療光出力手段９に近接して配設され、治療光出力手段９から発せられる光量を直接測定する構成である。第１の増幅部１７と第２の増幅部２６は、制御手段１１ら治療光出力手段９に伝えられる調光制御信号によって受光感度を調整させるとともに、第１の受光部１６及び第２の受光部２５の各々が有する受光感度差も校正されており、治療光出力手段９を構成する治療台１４上に介在する物体の遮光量、透過率が光源１５側の光量変化に依存せず、正確に検出できる。差分演算部２７は、第２の受光部２５及び第２の増幅部２６により得られる光量から第１の受光部１６及び第1の増幅部１７により得られる光量の差を演算するものとしたが、第２の受光部２５及び第２の増幅部２６により得られる光量から第１の受光部１６及び第1の増幅部１７により得られる光量を割って比率を算出してもよい。
【００３７】
以上の構成から、生体を介した第１の受光部１６と生体を介さない第２の受光部２５からの光量検出をつき合わせて生体の存在有無を判定することによってその判定精度はさらに向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の光治療装置は、治療光の波長透過性を有し、生体へ前記治療光を照射する光源を有する治療光出力手段と、前記治療光を受光して前記受光した光の変化に応じて前記生体の存在有無を判定する生体検出手段と、前記生体検出手段の前記生体の存在有無の判定に基づいて前記治療光出力手段の出力及び前記生体検出手段の受光感度を切り替える制御手段とで構成されたものであるので、光源からの治療光が不用意に眼に長時間照射させるのを防止することができる。すなわち、本発明では、治療光出力手段からの光を生体検出手段で受光し、その受光した光の変化より生体の存在を確認しない限り、高パワーの治療光が出力されないため、光源からの治療光が不用意に眼に長時間照射させるのを防止することができるのである。
【００３９】
このため、筋肉・関節の慢性非感染性炎症による疼痛の緩解やリウマチを発症した関節の治療を行う光治療装置として広く活用が期待される。
【符号の説明】
【００４０】
１ 光治療装置
２ 基盤
３ ヒンジ
４ 蓋体
５ 挿入口
６ 係合孔
７ フック
８ フックボタン
９ 治療光出力手段
１０ 生体検出手段
１１ 制御手段
１２ 光出力設定手段
１３ 操作表示部
１４ 治療台
１５ 光源
１６ （第１の）受光部
１７ （第１の）増幅部
１８ 検出感度調整部
１９ 透過光量演算部
２０ 生体有無判定部
２１ 透過光量変動演算部
２２ 自動利得増幅部
２３ フィルタ
２４ 生体波形テンプレート
２５ 第２の受光部
２６ 第２の増幅部
２７ 差分演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筋肉・関節の慢性非感染性炎症による疼痛の緩解やリウマチを発症した関節の治療を行う光治療装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光源からの治療光を直接もしくは導光路を介して手、手首、足、足首、ひざ等の患部に向けて光を照射することにより、筋肉・関節の慢性非感染性炎症による疼痛の緩解やリウマチを発症した関節の治療する光治療装置がある。
【０００３】
光治療装置の光源は、ハロゲンランプ、カーボンアーク灯が用いられ、近年では、近赤外線狭帯域波長で発光効率に優れる半導体レーザや、安価で長寿命な発光ダイオード素子を用いたものが提案ないし実用化されている（例えば、特許文献１〜３）。半導体レーザや発光ダイオード素子を用いた光源の実用化に伴い、簡易に高パワーの出力での治療ができるようになり、深部組織に対する治療効果の向上や治療時間を短縮することが可能となった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１９２３１５号公報
【特許文献２】特開２０００−２５４２４１号公報
【特許文献３】特表２００５−５３７８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、高パワーで出力した光源からの治療光が、眼に長時間にわたって照射される恐れがある。すなわち、治療光が近赤外線光の場合、可視光のような眩しさを感じることもなければ遠赤外光のような熱感を感じることも少ないため、瞬時の対光回避反応が困難となり、その結果として治療光が、眼に長時間にわたって照射される恐れがあるのである。
【０００６】
そこで、本発明は、光源からの強い光が、目に長時間照射されるのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そして、この目的を達成するために本発明は、治療光の波長透過性を有する治療台の一部ないし全体を介して生体へ前記治療光を照射する光源を有する治療光出力手段と、前記治療光を受光して前記受光した光の変化に応じて前記生体の存在有無を判定する生体検出手段と、前記生体検出手段の前記生体の存在有無の判定に基づいて前記治療光出力手段の出力及び前記生体検出手段の受光感度を切り替える制御手段とで構成され、これにより所期の目的を達成することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の光治療装置は、治療光の波長透過性を有し、生体へ前記治療光を照射する光源を有する治療光出力手段と、前記治療光を受光して前記受光した光の変化に応じて前記生体の存在有無を判定する生体検出手段と、前記生体検出手段の前記生体の存在有無の判定に基づいて前記治療光出力手段の出力及び前記生体検出手段の受光感度を切り替える制御手段とで構成されたものであるので、光源からの強い光が、目に長時間照射されるのを防
止することができる。すなわち、本発明では、治療光出力手段からの光を生体検出手段で受光し、その受光した光の変化より生体の存在を確認しない限り、高パワーの治療光が出力されないため、光源からの強い光が、目に長時間照射されるのを防止することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における光治療装置の正面側斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における光治療装置の側面側斜視図
【図３】本発明の実施の形態１における光治療装置の治療光出力手段の断面図
【図４】本発明の実施の形態１における光治療装置の断面図
【図５】本発明の実施の形態１における光治療装置のブロック図
【図６】本発明の実施の形態１における光治療装置の動作フローチャート
【図７】本発明の実施の形態２における光治療装置のブロック図
【図８】本発明の実施の形態２における光治療装置の生体判定を行う方法示す図
【図９】本発明の実施の形態２における光治療装置の生体有無判定の動作フローチャート
【図１０】本発明の実施の形態３における光治療装置のブロック図
【図１１】本発明の実施の形態４における光治療装置のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の光治療装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１及び図２は、本発明の実施の形態１における光治療装置の正面側斜視図及び側面側斜視図である。
【００１２】
図１において、光治療装置１は円盤状の基盤２と、ヒンジ３によりこの基盤２の表面を開閉自在に覆った蓋体４とにより構成されている。蓋体４は下面が開口した有天円筒状をしており、その外周面の前面側、つまりヒンジ３とは反対側の左右には、例えば手等の患部を挿入する挿入口５が設けられている。蓋体４の外周面の前面側で、左右の挿入口５の間部分には、基盤２の係合孔６に係合させて蓋体４を閉めるフック７が設けられ、更に、このフック７の上方には蓋体４を開けるためのフックボタン８が設けられている。また、基盤２の表面上には治療光出力手段９が所定間隔で、左右に各１個ずつ配置されている。更に、蓋体４の内壁面天井部には、左右の治療光出力手段９にそれぞれ対応するように生体検出手段１０が設けられている。なお、この生体検出手段１０には、制御手段１１、及び使用者が所望の治療光の強さを調節できる光出力設定手段１２が電気的に接続されている。光出力設定手段１２は、図２に示す光治療装置１の蓋体４の外表面に有する操作表示部１３を用いて治療光の強さ、治療時間等を設定できる。また、生体検出手段１０で生体が検出されると、制御手段１１が光出力設定手段１２であらかじめ設定された治療光の強さに相当する定電流制御を行うことで治療光出力手段９から一定の治療光の強さの光を生体へ向けて照射される。
【００１３】
図３は、治療光出力手段９の断面図であって、治療光出力手段９は、基盤２上に配置された直径１２０ｍｍ程度の凸半球ドーム状の透明アクリル樹脂からなる治療台１４と、この治療台１４の内部に治療台１４の外部に向けて治療光を照射する方向で複数配置された近赤外ＬＥＤ（発光ダイオード）等の光源１５とにより構成されている。光源１５は、光治療をする上で効果的な出力、波長であれば特に限定されないが、生体透過性に優れる近赤外光を用いることが望ましい。また、光源１５として、ＬＥＤ（発光ダイオード）以外にも有機ＥＬやキセノン光線を用いてもよい。なお、実施の形態１の治療光出力手段９は、波長８３０ｎｍ、光出力最大１５０Ｗ、放射広がり全角１２０°、治療台１４の曲面上
の照射野における光強度（光パワー密度）最大１Ｗ／ｃｍ２程度のプロファイルを有する面光源光を照射する構成であり、左右の治療光出力手段９は同一構造となっている。また、治療台１４の形状は、治療台１４内部の光源１５から治療台１４の外部に光を照射する構成であれば特に限定されないが、実施の形態１においては、治療する生体として手を想定したものであるため、治療台１４への手の乗せ易さ、患者の使い勝手等を考えて略半球ないし略半扁球状の構成としている。更に、治療台１４は、光源１５の光の波長を透過する材質であれば特に限定されないが、実施の形態１においては、近赤外光の波長帯に対して透明であり、皮膚表面温度を過度に上昇させることの無いように、透明のアクリル樹脂を使用している。
【００１４】
図４は光治療装置１の蓋体４を閉めた状態においての係合孔６からヒンジ３にかけて、すなわち図１の矢印（ａ）おける断面図であり、ここでは治療光出力手段９と生体検出手段１０の配置について説明する。
【００１５】
図４に示す通り、基盤２に設けられた治療光出力手段９は、蓋体４の内壁天井部に設けられた生体検出手段１０に対し、挿入口５の奥側、すなわち、生体検出手段１０よりもヒンジ３に近い位置で配置されている。これは、治療光出力手段９から照射された光を生体検出手段１０で受光し、光の変化により生体の存在を検出する上で、挿入口から手を挿入し、凸半球ドーム状の治療台１４に手を乗せた際に手の甲により最も顕著に光の変化が現れ、生体の存在の判別がし易くなるため、このような配置にしている。また、この配置により、治療光出力手段９を挿入口５の奥側に配置することで、光治療時に光治療装置１から外部への光の漏れが抑制されるため、好ましいものとなる。
【００１６】
図５は光治療装置１のブロック図であって、治療光出力手段９、生体検出手段１０、制御手段１１から構成されている。
【００１７】
治療光出力手段９は、制御手段１１により送信された調光制御信号により、生体の存在を判定する場合と治療を開始する場合とで、調光される。すなわち、生体の存在を判定する場合には、治療を開始する場合と比較して低い出力の近赤外光を治療光出力手段９が照射し、治療を開始する場合には生体の存在を判定する場合と比較して、高い出力の近赤外光を治療光出力手段９が照射する構成としている。具体的には、例えば、生体の存在を判定する場合には数ｍＷ程度の近赤外光を治療光出力手段９が出力することで生体の存在を検出し、生体の存在が確認され、治療を開始する場合には、数十〜数百Ｗの出力の近赤外光を治療光出力手段９が照射するようになっている。なお、治療する際の治療光出力手段９から照射される光の出力は、光出力設定手段１２から制御手段１１に出力条件を入力することで、治療する患部の状態に応じて設定することができる。また、より生体の存在が判定し易くするために、生体の存在を判定する場合には、特定のパルスパターンの近赤外光を治療光出力手段９から出力させる構成にしている。
【００１８】
生体検出手段１０は、受光部１６、増幅部１７、検出感度調整部１８、透過光量演算部１９及び生体有無判定部２０から構成されている。治療光出力手段９から出力された近赤外光を、近赤外帯に分光感度を有するフォトダイオードからなる受光部１６で受光し、この受光部１６で受光した信号は、入射光量に比例して増幅させる増幅部１７、治療光出力手段９と受光部１６との間に介在する物体の透過／遮光量ないし比率を演算する透過光量演算部１９を経由し、生体有無判定部２０に入力される。生体有無判定部２０で生体の存在が判定され、その生体有無判定信号は制御手段１１に送信される。治療光出力手段９同様、検出感度調整部１８にも調光制御信号が送信され、検出感度調整部１８により、受光部１６及び増幅部１７は、治療光出力手段９の近赤外光の出力に応じた受光感度に調整される。すなわち、生体の存在を判定する場合には、制御手段１１により調光制御信号がそれぞれ治療光出力手段９及び検出感度調整部１８に送信され、その結果として治療光出力
手段９は治療を開始する場合よりも低い出力の近赤外光を照射するようになる。また、検出感度調整部１８は、治療光出力手段９の出力に応じて受光部１６及び増幅部１７の受光感度を調節する。
【００１９】
具体的には、生体の存在を判定する場合には、検出感度調整部１８により、受光部１６及び増幅部１７の受光感度を、治療を開始する場合と比較して高く設定する。また、このようにして、生体が存在することで受光部１６により受光した光が大幅な変化を生じ、生体有無判定部２０により生体の存在が確認されると、治療が開始される。つまり、生体有無判定部２０により制御手段１１へ体有無判定信号が送信されると、制御手段１１により、治療を開始するための調光制御信号が治療光出力手段９及び検出感度調整部１８それぞれに送信され、その結果として治療光出力手段９からは、生体の存在を判定する場合よりも高い出力の近赤外光が照射されるようになり、治療が開始されるのである。また、検出感度調整部１８は、この治療が開始（治療光出力手段９の出力が大）されると同時、またはその直前に、受光部１６及び増幅部１７の受光感度を低く設定する。以上のように、生体検出手段１０は、治療光出力手段９から出力され、生体検出手段１０で受光した光量の変化、すなわち透過光量により生体の存在を判定する。また、この透過光量に対して所定の受光感度の閾値を設定し、その受光した透過光量が、所定の受光感度の閾値を基準に生体の存在有無が判定される。そして、治療台１４上に生体が存在しない場合には、所定の受光感度の閾値以上の光が受光部１６で受光され、生体が存在する場合には所定の受光感度の閾値以下の光しか受光部１６で受光されないため、その閾値によって生体の有無を判定され、生体の有無に応じて、治療光出力手段９の出力及び生体検出手段の受光感度が調節されるのである。なお、生体は完全な透過物でもなく、完全な遮光物でもないため、生体と判定する条件として上限、下限それぞれの閾値を設定しておくと、より精度の高い判定が可能になる。
【００２０】
以上の構成において、光治療装置１の動作は、図６に示すフローチャートに従う。
【００２１】
治療光出力手段９から光が照射制御され、光治療待機状態にある。最初は、光治療装置１の内部に生体が存在しないため、先ず、制御手段１１から検出感度調整部１８へ調光制御信号が送信され、生体検出手段１０の受光感度は、治療を開始する場合と比較して高く設定される（図６のＳ１）。次いで、図６のＳ１同様、制御手段１１から治療光出力手段９へ調光制御信号が送信され、治療光出力手段９の出力を、治療を開始する場合と比較して低く、かつ、特定のパルスパターンで照射する（図６のＳ２）。図６のＳ１及び図６のＳ２により、生体検出手段１０で特定のパルスパターンの光を生体検出手段１０で受光する（図６のＳ３）。生体検出手段１０で受光した光の所定範囲の透過光量を基に、生体有無判定部２０で生体有り判定（Ｙ）或いは生体無し判定（Ｎ）を行う（図６のＳ４）。生体有無判定部２０で生体無し判定（Ｎ）がされた場合には、再度、図６のＳ３に戻り、生体検出手段１０で特定のパルスパターンの光を受光し、図６のＳ４で生体有り判定（Ｙ）がなされるまで、繰り返しこの工程が行われる。また、生体有り判定（Ｙ）がされた場合は、生体有無判定部２０から制御手段１１に生体有り判定（Ｙ）の生体有無判定信号が送信され、制御手段１１から光治療を開始するため、生体検出手段１０へ調光制御信号が送信されて、生体検出手段１０の受光感度を生体の存在を判定する場合と比較して低く設定する（図６のＳ５）。次に、制御手段１１から治療光出力手段９へ治療を開始する調光制御信号が送信され、治療光出力手段９の出力を、治療を開始する場合と比較して高く照射する（図６のＳ６）。図６のＳ５及び図６のＳ６により、生体検出手段１０で治療を開始する場合の光を受光する（図６のＳ７）。生体検出手段１０で検出した光の所定範囲の透過光量を基に、光治療時においても生体有無判定部２０で生体有り判定（Ｙ）或いは生体無し判定（Ｎ）を行う（図６のＳ８）。先ず、生体有り判定（Ｙ）がされた場合は、図６のＳ７に戻り、生体検出手段１０で光治療時の光を受光し、図６のＳ８で生体無し判定（Ｎ）がされるまで、繰り返しこの工程が行われ、光治療が実施される。また、生体無し判
定（Ｎ）がされた場合には、生体有無判定部２０から制御手段１１に生体無し判定（Ｎ）の生体有無判定信号が送信され、制御手段１１により光治療を中止し、再度生体の存在を判定するため、図６のＳ１の工程に戻る。
【００２２】
以上の構成から、光治療装置１の内部に生体の存在を確認しない限り、治療光出力手段９から高パワーの光が出力されず、光治療時においても常に生体の存在を検出・確認することで、生体の存在の有無に応じて治療光出力手段９からの光の出力を切り替えることができるため、光治療として好ましいものとができる。なお、実施の形態１においては、生体として手を治療する光治療装置１について示したが、形状を変え、両足、肘、膝、肩、腰等、他の関節・筋肉部位に適用することも可能である。
【００２３】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２における光治療装置のブロック図である。
【００２４】
この実施の形態２では、生体検出手段１０の透過光量変動演算部２１が、透過光量の変動に基づいて生体有無の判定を行っている点、すなわち、透過光量の直流成分ではなく超低周波を含む交流成分を抽出している点が実施の形態１の図２の透過光量演算部１９とは異なる。それ以外は、実施の形態１の図と同じである。なお、実施の形態１の図２と同じ機能を有するブロックには同じ番号を付与し、説明を省略する。
【００２５】
図８は、透過光量の変動を模式的に示したものである。
【００２６】
治療光出力手段９を構成する治療台１４上に生体が存在しない場合、図８の（イ）に示すように生体検出手段１０で受光した光に振動はない。この状態で、生体を、治療光出力手段９を構成する治療台１４上に載せる際には、図８の（ロ）に示すように生体検出手段１０で受光した光に大きな振動が現れる。治療光出力手段９を構成する治療台１４上に生体を載せた後に安静にすると、図８の（ハ）に示すように大きな振動はなくなるものの、血流・脈拍や、微細体動により透過光量は常に低周波の微小変動を繰り返している。生体に大きな動きや、治療光出力手段９を構成する治療台１４上から生体を離す際には生体検出手段１０で受光した光に、図８の（ニ）のように大きな振動波形が現れる。その後、生体を、治療光出力手段９を構成する治療台１４上から離した場合には、受光した光に変動波形が見られなくなる。ここで、図８の（イ）、（ホ）に相当する透過光量の変動が全く確認されない場合及び図８の（ロ）、（ニ）相当する透過光量に大きな変動が確認される場合には、治療光出力手段９からの高パワーの治療光を照射待機・照射禁止とし、生体の存在を判定する特定のパルスパターンの光を照射するようにする。また、治療光出力手段９を構成する治療台１４上に生体を載せた後の安静時の場合においては、高パワーの治療光を照射し、確実に治療光出力手段９を構成する治療台１４上に生体が安定して載せられている時だけ治療されることになる。これにより、例えば、治療光出力手段９を構成する治療台１４上に異物や汚れの付着により透過光量がある範囲に遮光された際には、図８の（イ）、（ホ）のように光の振動が現れなくなるため、生体と見分けることができ、光源１５自体の劣化・故障時においても生体と誤認識することが無くなる。
【００２７】
上記の高パワー出力の治療光の照射待機・照射禁止と治療光照射との切替えは、透過光量の変動量の測定値をＶとし、閾値としてＶＬ＜ＶＭ＜ＶＨとなるようなＶＬ、ＶＭ、ＶＨの３つの判定閾値を設けて判定することで行われる。例えば、生体検出手段１０による透過光量の変動量の測定値Ｖが、ＶＬ＜Ｖ＜ＶＭに継続的に収まる範囲ないに限り、高パワー出力の治療光照射をさせないように設定することで、治療光出力手段９を構成する治療台１４上に生体を載せた後に安静状態にあることを識別できる。
【００２８】
以上の構成において、光治療装置の制御手段１１及び生体検出手段１０を中心とした生
体有無判定の動作は、図９に示すフローチャートに従う。
【００２９】
先ず、生体検出手段１０で生体判定時の特定のパルスパターンの透過光量の最新の変動量を測定し、測定値Ｖを算出する（図９のＳ９）。次いで、この測定値Ｖが所定変動量の判定閾値ＶＨを上回らないか継続確認する（図９のＳ１０）。測定値Ｖが判定閾値ＶＨを上回れば、再度透過光量の最新の変動量を測定し、測定値Ｖを得る。一方、測定値Ｖが判定閾値ＶＨを上回らなければ、再度図９のＳ９に戻り、透過光量の最新の変動量を測定し、測定値Ｖを算出する（図９のＳ１１）。測定値Ｖが判定閾値ＶＨを上回り、最新の測定値Ｖを得た後、この測定値Ｖが所定変動量の判定閾値ＶＭを下回らないか継続確認する（図９のＳ１２）。測定値Ｖが判定閾値ＶＭを下回れば、安静状態の生体検出と判定し高パワーの治療光の照射を許可する（図９のＳ１３）。一方、測定値Ｖが判定閾値ＶＭを下回らなければ、再度図９のＳ１１に戻り、透過光量の最新の変動量を測定し、測定値Ｖを算出する。次いで、測定値Ｖが判定閾値ＶＭを下回り、安静状態の生体検出と判定し高パワーの治療光の照射を許可した後にも継続して透過光量の最新の変動量を測定し、測定値Ｖを得る（図９のＳ１４）。この測定値ＶがＶＬ＜Ｖ＜ＶＭの範囲内に収まっていることを継続確認する（図９のＳ１５）。測定値Ｖが判定閾値ＶＬ及びＶＭの範囲内にあれば、安静状態の生体が、治療光出力手段９を構成する治療台１４上に存在し続けていることを意味しているため、継続して高パワーの治療光を照射する。一方、この測定値Ｖが判定閾値ＶＬを下回った或いは判定閾値ＶＭを上回った場合には、高パワーの治療光の照射を停止するとともに初期の生体有無判定に戻る（図９のＳ１６）。すなわち、測定値Ｖが判定閾値ＶＬを下回るとは基盤２上に生体反応がないことを意味し、また、測定値Ｖが判定閾値ＶＭを上回るとは基盤２上で生体が大きく動いたことを意味している。
【００３０】
なお、ここでは透過光量の変動、すなわち交流成分に着目して生体有無判定するものとしたが、実施の形態１に示した透過光量そのものである直流成分と組み合わせて判定精度を高めることも可能である。また、透過光量の測定値Ｖの算出には時間移動平均を用いる等、必要以上に頻繁に状態判定が切り替わらないようにしてもよい。また、判定閾値ＶＬ，ＶＭ，ＶＬは固定値ではなく学習機能を持たせて自動的に閾値が最適値に調整されるようにしてもよい。
【００３１】
以上の構成から、治療光出力手段９を構成する治療台１４上に生体の存在を判定するだけでなく、治療台１４上に存在する遮光物が生体か物体かを判定できるため、治療台１４上の異物や汚れ付着を含む物体が存在するだけの場合に光照射を禁止することで、装置内部の不要な発熱やエネルギーロスを抑制することができる。また、生体の存在有無判定が未確定な場合に光照射を一時的に停止させることで安全性をも向上させることができる。
【００３２】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３における光治療装置のブロック図である。実施の形態１の図２と同じ機能を有するブロックには同じ番号を付与し、説明を省略する。
自動利得増幅部２２は、制御手段１１から治療光出力手段９に伝えられる調光制御信号によって受光感度を調節するのではなく、受光部１６からの受光量に応じて自動的に利得調整する構成である。
【００３３】
フィルタ２３は、０．１Ｈｚ〜１０Ｈｚまでの超低周波成分のみ抽出するバンドバスフィルタである。これにより血流・脈拍や微細体動など安静状態で治療台１４に存在する生体によって影響を受ける透過光量の変動成分のみが生体有無判定部２０に伝えられる。
生体波形テンプレート２４は、典型的な生体波形を多数収納されたデータベースであり、生体有無判定部２０においてフィルタ２３から得られた波形と、この生体波形テンプレート２４とを、照合することで生体有無の判定制度を更に向上させるものである。フィルタ２３から得られた波形と、この生体波形テンプレート２４とを、照合するパターンマッチ
ングには種々の方法があり、ここでは詳述しないが最新数秒間分の時間波形類似性を算出し、所定閾値以上の類似性が認められれば治療台１４上に生体ありとするものである。
【００３４】
以上の構成から、治療光出力手段９を構成する治療台１４上に存在する物体の透過光量ないし透過光量の変動範囲だけで生体の有無を判定するのではなく、血流・脈拍や微細体動など安静状態の生体が存在することによってしか得られない高精度な生体認証がなされるので、判定精度はより向上する。判定精度を高めることで、不用意に光照射が行われないようにすることがでるだけでなく、装置内部の不要な発熱やエネルギーロスを抑制することが可能となる。
【００３５】
（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４における光治療装置のブロック図である。実施の形態１と同じ機能を有するブロックには同じ番号を付与し、説明を省略する。なお、図１１にある第１の受光部１６及び第１の増幅部は、実施の形態１の図２における受光部１６、増幅部１７と同じである。実施の形態１と異なる点は、光源１５からの出力された光を、生体を介さずに常時直接検出する第２の受光部２５と第２の増幅部２６を設け、第１の増幅部１６と第２の増幅部１７との差分を差分演算部２７で演算することによって生体有無判定を行うことである。
【００３６】
第２の受光部２５は治療光出力手段９に近接して配設され、治療光出力手段９から発せられる光量を直接測定する構成である。第１の増幅部１７と第２の増幅部２６は、制御手段１１ら治療光出力手段９に伝えられる調光制御信号によって受光感度を調整させるとともに、第１の受光部１６及び第２の受光部２５の各々が有する受光感度差も校正されており、治療光出力手段９を構成する治療台１４上に介在する物体の遮光量、透過率が光源１５側の光量変化に依存せず、正確に検出できる。差分演算部２７は、第２の受光部２５及び第２の増幅部２６により得られる光量から第１の受光部１６及び第1の増幅部１７により得られる光量の差を演算するものとしたが、第２の受光部２５及び第２の増幅部２６により得られる光量から第１の受光部１６及び第1の増幅部１７により得られる光量を割って比率を算出してもよい。
【００３７】
以上の構成から、生体を介した第１の受光部１６と生体を介さない第２の受光部２５からの光量検出をつき合わせて生体の存在有無を判定することによってその判定精度はさらに向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の光治療装置は、治療光の波長透過性を有し、生体へ前記治療光を照射する光源を有する治療光出力手段と、前記治療光を受光して前記受光した光の変化に応じて前記生体の存在有無を判定する生体検出手段と、前記生体検出手段の前記生体の存在有無の判定に基づいて前記治療光出力手段の出力及び前記生体検出手段の受光感度を切り替える制御手段とで構成されたものであるので、光源からの治療光が不用意に眼に長時間照射させるのを防止することができる。すなわち、本発明では、治療光出力手段からの光を生体検出手段で受光し、その受光した光の変化より生体の存在を確認しない限り、高パワーの治療光が出力されないため、光源からの治療光が不用意に眼に長時間照射させるのを防止することができるのである。
【００３９】
このため、筋肉・関節の慢性非感染性炎症による疼痛の緩解やリウマチを発症した関節の治療を行う光治療装置として広く活用が期待される。
【符号の説明】
【００４０】
１ 光治療装置
２ 基盤
３ ヒンジ
４ 蓋体
５ 挿入口
６ 係合孔
７ フック
８ フックボタン
９ 治療光出力手段
１０ 生体検出手段
１１ 制御手段
１２ 光出力設定手段
１３ 操作表示部
１４ 治療台
１５ 光源
１６ （第１の）受光部
１７ （第１の）増幅部
１８ 検出感度調整部
１９ 透過光量演算部
２０ 生体有無判定部
２１ 透過光量変動演算部
２２ 自動利得増幅部
２３ フィルタ
２４ 生体波形テンプレート
２５ 第２の受光部
２６ 第２の増幅部
２７ 差分演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
治療光の波長透過性を有し、生体へ前記治療光を照射する光源を有する治療光出力手段と、前記治療光を受光して前記受光した光の変化に応じて前記生体の存在有無を判定する生体検出手段と、前記生体検出手段の前記生体の存在有無の判定に基づいて前記治療光出力手段の出力及び前記生体検出手段の受光感度を切り替える制御手段とを備えた光治療装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記生体検出手段で生体の存在無しと判定された場合には、前記治療光出力手段の出力を、生体の存在有りと判定された場合と比較して低く設定し、前記生体検出手段の受光感度を、生体の存在有りと判定された場合と比較して高く設定する請求項１に記載の光治療装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記生体検出手段で生体の存在有りと判定された場合には、前記治療光出力手段の出力を、生体の存在無しと判定された場合と比較して高く設定し、前記生体検出手段の受光感度を、生体の存在無しと判定された場合と比較して低く設定する請求項１に記載の光治療装置。
【請求項４】
前記生体検出手段は、前記治療光出力手段から照射された治療光を受光する受光部を備えた請求項１〜３のいずれかに記載の光治療装置。
【請求項５】
前記生体検出手段は、所定の受光感度の閾値を設定し、前記閾値と前記受光部で受光した治療光とを対比させることで前記生体の存在有無を判定する請求項４に記載の生体検出手段。
【請求項６】
前記生体検出手段は、前記受光部で受光した光量が前記所定の受光感度の閾値より減少することにより生体の存在有りを判定する請求項５に記載の生体検出手段。
【請求項７】
前記生体検出手段は、前記受光部で受光した光量の変動が前記所定の受光感度の閾値の範囲内の変動に収まることで前記生体の存在有りを判定する請求項５に記載の生体検出手段。
【請求項８】
前記生体検出手段は、前記光量の変動の変動パターンにより前記生体の存在有無を判定する請求項７に記載の生体検出手段。
【請求項９】
前記生体検出手段は、前記治療光出力手段から照射された治療光を、生体を介在させて受光する位置に配設された第１の受光部と、前記治療光出力手段から照射された治療光を、生体が介在されない位置で受光する位置に配設された第２の受光部とを備え、前記第２の受光部で受光された光量と前記第１の受光部で受光された光量との差分ないし比率から前記生体の存在有無を判定する請求項４〜８のいずれか一つに記載の光治療装置。
【請求項１０】
前記治療光出力手段は、基盤上に形成され、略半球ないし略半扁球である請求項１〜９のいずれか一つに記載の光治療装置。
【請求項１１】
前記基盤上には、表面を開閉自在に覆った蓋体を配置し、前記蓋体には患部の挿入口を設けた請求項１０に記載の光治療装置。
【請求項１２】
前記受光部は、前記治療光出力手段より前記挿入口方向手前に傾斜した上方壁面に取り付けられ、前記治療光出力手段の一部ないし全体から照射された治療光を斜め上方から受光する所定角度以上の視野感度を有する請求項１１に記載の光治療装置。
【請求項１】
治療光の波長透過性を有し、生体へ前記治療光を照射する光源を有する治療光出力手段と、前記治療光を受光して前記受光した光の変化に応じて前記生体の存在有無を判定する生体検出手段と、前記生体検出手段の前記生体の存在有無の判定に基づいて前記治療光出力手段の出力及び前記生体検出手段の受光感度を切り替える制御手段とを備えた光治療装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記生体検出手段で生体の存在無しと判定された場合には、前記治療光出力手段の出力を、生体の存在有りと判定された場合と比較して低く設定し、前記生体検出手段の受光感度を、生体の存在有りと判定された場合と比較して高く設定する請求項１に記載の光治療装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記生体検出手段で生体の存在有りと判定された場合には、前記治療光出力手段の出力を、生体の存在無しと判定された場合と比較して高く設定し、前記生体検出手段の受光感度を、生体の存在無しと判定された場合と比較して低く設定する請求項１に記載の光治療装置。
【請求項４】
前記生体検出手段は、前記治療光出力手段から照射された治療光を受光する受光部を備えた請求項１〜３のいずれかに記載の光治療装置。
【請求項５】
前記生体検出手段は、所定の受光感度の閾値を設定し、前記閾値と前記受光部で受光した治療光とを対比させることで前記生体の存在有無を判定する請求項４に記載の生体検出手段。
【請求項６】
前記生体検出手段は、前記受光部で受光した光量が前記所定の受光感度の閾値より減少することにより生体の存在有りを判定する請求項５に記載の生体検出手段。
【請求項７】
前記生体検出手段は、前記受光部で受光した光量の変動が前記所定の受光感度の閾値の範囲内の変動に収まることで前記生体の存在有りを判定する請求項５に記載の生体検出手段。
【請求項８】
前記生体検出手段は、前記光量の変動の変動パターンにより前記生体の存在有無を判定する請求項７に記載の生体検出手段。
【請求項９】
前記生体検出手段は、前記治療光出力手段から照射された治療光を、生体を介在させて受光する位置に配設された第１の受光部と、前記治療光出力手段から照射された治療光を、生体が介在されない位置で受光する位置に配設された第２の受光部とを備え、前記第２の受光部で受光された光量と前記第１の受光部で受光された光量との差分ないし比率から前記生体の存在有無を判定する請求項４〜８のいずれか一つに記載の光治療装置。
【請求項１０】
前記治療光出力手段は、基盤上に形成され、略半球ないし略半扁球である請求項１〜９のいずれか一つに記載の光治療装置。
【請求項１１】
前記基盤上には、表面を開閉自在に覆った蓋体を配置し、前記蓋体には患部の挿入口を設けた請求項１０に記載の光治療装置。
【請求項１２】
前記受光部は、前記治療光出力手段より前記挿入口方向手前に傾斜した上方壁面に取り付けられ、前記治療光出力手段の一部ないし全体から照射された治療光を斜め上方から受光する所定角度以上の視野感度を有する請求項１１に記載の光治療装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１６７２８１（Ｐ２０１１−１６７２８１Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３２２１６（Ｐ２０１０−３２２１６）
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]