□鎮痛法

│物理療法│

---

●光線療法

Laserとは「放射の誘導放出による光の増幅」　←→共焦点走査型レーザー顕微鏡　→参考 1/2 レーザーとは1960年代にTheodore Maimanが開発した誘導放射による光の増幅を用いた可干渉な光源 Light amplification by stimulated emission of radiation の頭文字を組み合わせた造語 電子のエネルギー準位の変化により放出した光を元にレーザー媒体の中で誘導放出を引き起こし、光共振期で増幅することでレーザー光が発生する。 1916年 Albert Einstein博士が光量子仮説を発表し、レーザーの可能性を指摘した。 1960年 Theodore Maimanがルビーの結晶でレーザー光発振に成功した。 1961年 アメリカの眼科で網膜剥離の手術にレーザーが使われた。 1970年 膀胱結石の手術にレーザーが使われました。 1980年頃 日本で眼科からレーザー医療が始まった。 レーザーの特徴 単色性：　 いろいろな光が混じりあっておらず、純粋な一つの色(波長，周波数)の光である。 指向性：　 光の進行がほとんど広がらずに進む → 計測、測量などに利用 干渉性：　 光の位相(波の山と谷)が揃っているため、干渉性がよい。 高出力：　 レンズで集光すれば太陽光の何百倍ものパワー密度が得られる。 レーザー種類 種類 　 波長[μｍ] 固体レーザー ルビー 0.69 ガラス 1.06 Nd:YAG 1.06 半導体レーザー GaAs, InGaAsPなど 0.6～1.6 液体レーザー 色素レーザーなど 0.4～0.7 気体レーザー He-Ne 0.63 Ar 0.51 エキシマ 0.15～ CO2 10.6 自由電子レーザー　→参考1/ 2/ 2/ 高エネルギーのレーザー光は、レーザーメスや凝固や焼灼に用いられる。 痛みの治療にも低エネルギーレーザーが利用される。 水やヘモグロビンに吸収されにくく、深達度の高い赤色～近赤外線領域の波長のレーザー光が利用されることが多い。 レーザーの光が指向性が高いために、ピンポイントに高い出力密度で照射することが可能であるが、疼痛緩和に用いられる治療器では皮膚への過度の刺激を防ぐため広い範囲で均一に照射される。

近赤外線 Near infrared 波長700nm以上 近赤外線は光としての性質を持つため「見えない、可視光より便利な光」として広く応用されている。 主な用途：赤外線カメラ、赤外線通信 水は、1.6μ以下の可視光線および近赤外線を吸収しにくく、血液は0.6μ以上の可視光線の赤と赤外線を吸収しにくい。

低出力レーザー レーザーによる経穴刺激の疼痛緩和作用の報告を契機に、レーザー治療が注目されはじめ、1980年頃から、半導体（ガリウム-アルミニウム-ヒ素 Ga-Al-As）レーザーやヘリウム・ネオンレーザー（He-Ne）などの媒体による治療器が臨床で使用されてきた。 低出力のレーザー光は、正常状態においては作用を示さないが、病的状態おいては、生体のホメオスタシス回復の方向に働く？ 半導体（Ga-Al-As）を用いたものは、小型、軽量、省電力、および長寿命であるなどお理由で、最も広く普及しているレーザー治療器となっている。 半導体レーザーは、接触型プローブを使用しており、プローブが皮膚に接触圧迫したときに照射される。 ヘリウムネオンレーザーは、皮膚に直接当てての照射も、患部から話しての照射も可能である。 出力密度(power density)は、出力(W) X 照射時間(S)で決定されるので、半導体レーザー(60nW)で10秒照射すれば、ヘリウムネオンレーザーでは70秒照射する必要がある。

直線偏光近赤外線治療 直線偏光近赤外線治療は、生体への深達度が高い波長（可視光線の一部から近赤外線）にある光を複合的に照射することにより鎮痛を得る方法 直線偏光近赤外線：アイオダインランプから発射される白色光からカットフィルターによって、0.6μmより短いおよび、波長1.6μmより長い波長をカットし、さらに直線偏光フィル貸与って取り出す。 キセノン光（キセノンを高電圧で励起して放射された光で、可視光、近赤外までの幅広いスペクトルを持っているが、特殊なフィルターによって380nm以上の人体に有害な紫外線波長はカットされている。） 近赤外線の星状神経節近傍照射は、非侵襲的でありながら、局麻薬による星状神経節ブロックと類似の効果が得られる可能性がある。





	低出力レーザー			直線偏光近赤外線
	持田メディカルシステム/松下 　メディレーザ ソフト1000 　MODEL MLD-1005	ニーク 　ソフトレーザリー 　 MODEL JQ 310	泉工医科工業1/2 　メラレーザー治療器 　PDT-A1	スーパーライザー
レーザー素子	半導体レーザー（GaAlAs）	半導体レーザJQ305	He-Neレーザ	直線偏光近赤外線
波長	830nm	810nm	632.8nm	700nm以上
光出力	1000mW	100mW	8.5mW	1,800mW
効果	疼痛感覚伝導抑制 血流改善 抗炎症			温熱効果 血流改善




半導体レーザー　semiconductor laser　←→低出力レーザー/LED 半導体　semiconductor 金属などの導体と、ゴムなどの絶縁体の中間の抵抗率を持つ物質である。 半導体は、不純物の導入や熱や光・磁場・電圧・電流・放射線などの影響で、その導電性が顕著に変わる性質を持つ。 この性質を利用して、トランジスタなどの半導体素子に利用されている。 半導体の再結合発光を利用したレーザーである。 ダイオードレーザーや、レーザーダイオードという名称も用いられ、LDと表記されることも多い。 半導体の構成元素によって発振する中心周波数、つまりレーザー光の色が決まる。常温で動作するものの他に、共振器構造や出力電力によっては冷却が必要なものもある。 実用的な半導体レーザーには，周期表のIII族元素のアルミニウム（Al）、ガリウム（Ga），インジウム（In）とV族元素の窒素（N）、リン（P）、ヒ素（As）の中から2種類以上の元素を組み合わせた化合物半導体が使われる。




機種	半導体レーザー		直線偏光近赤外線 1,800mW
	150mW	1,000mW
神経走行部 （1ポイント）	連続モード 30-60sec	連続モード 10-15sec	照射4sec休止1sec 1-3min
三叉神経末梢枝	連続モード 5-10min	照射5sec休止2sec 2-3min	1,500mW 照射4sec休止1sec 3-5min
星状神経節近傍	連続モード 3-5min	連続モード 1-3min	1,500mW 照射1sec休止4sec 7min
星状神経節近傍	連続モード 3-5min	連続モード 1-3min	1,500mW 照射1sec休止4sec 7min




光線療法の長所 副作用がほとんどない。 皮侵襲である。 痛みを伴わない。 感染や出血の危険が全くない。 特殊な技術を必要としない。 治療に要する時間が短い 治療後の安静時間が必要ない。 治療費用が安い。

光線療法の短所 神経ブロックに比べて即時効果が劣る。 治療効果出現に時間がかかる。 患者の満足感を満たすことができない。 患者が治療時間の延長を望む。 治療期間が長期化する場合がある。 診療報酬点数が低い。

---

●発光ダイオード　Light Emitting Diode：LED

• ダイオードの1種で、順方向に電圧を加えた際に発光する半導体素子　←→半導体レーザー
• 発光原理にはエレクトロルミネセンス（EL）効果を利用している。
• 有機エレクトロルミネッセンスも分類上は、LEDに含まれる。
• 寿命が長い、消費電力が少ない、応答が速いなどの基本的な特長を持っているので、この特長を照明に利用している
• 赤や橙、黄緑などのLEDは1950年代以降実用化され、主にインジケータなど表示用に使われていた。1993年に明るく点灯する青色LEDが実用化され、1996年には黄色の蛍光体と組み合わせ白色に光るLEDが完成したのに伴い、照明用として着目され、今や従来光源を用いた照明器具を凌ぐほどに、急速に広まっている。
• オプトジェネティクスされている。

---

●電気治療 Electrotherapy

• 電気鎮痛は、電気によって神経を刺激することによって鎮痛を得る方法
• 電気治療器は、人体に直接電流を流すことにより鎮痛、血行改善を行なう治療機器であり、低周波治療器、高周波治療器が含まれる。
  
  

  BC600年頃	Thalse（タレス BC624～547, 古代ギリシャの科学者）は静電気static electricityの引力を発見した：琥珀（ギリシャ語：electron、英語： amber）の棒をこすると糸くずや羽毛がつくことを発見した。古代ギリシャ人は、ペンダントにしたコハクが、いつの間にや輝きを失うが、布でこすると、小さな羽毛や軽い羽毛の切れ端などが引きつけられるのに気がついていた。琥珀 electronは、英語の「electricity」の語源となっている。
  1600年	William Gilbert（1540～1603, Queen Elizabeth Iの侍医）が静電気を研究し、彼の著書「De magnete 磁石について」で地球が大きな磁石であることを示し、磁気の根本的な性質を明らかにした。琥珀が軽いものを引きつける性質を、琥珀のギリシャ語「Electrum」にちなんで「lectrica」と呼んだ。
  1646年	Sir Thomas Browne（1605～1682, 内科医）は初めて「electricity」という用語を使った。（「computer」という用語を初めて使った人でもある。）
  1729年	Stephen Gray（英国の物理学者）は静電気によって300フィート（約100メートル）先の銅線の先端で放電させることに成功した。
  ↓	人工の電気が医療に使われる前から、シビレエイ、デンキナマズ、デンキウナギから発生する電気を痛みの治療に使っていた。シビレエイは、19Cに至るまで用いられ、痛みばかりではなく、他の病気の治療にも役立てられた。
  □痛みと鎮痛の歴史年表 → 鎮痛3-刺激鎮痛SPA、電気治療 Electrotherapy
  ↑	人工の電気が医療に使われるようになったのは、摩擦起電器の発明以後である。

  
  
  

  電気魚　参考1/2 電気魚が発生する電気は、電気刺激装置を使った現代の電気治療に用いられているものとよく似ていて、1Vから350Vまでのパルス波であるが、1kHz以下あるいは200Hz以下の頻度で、100ないし数千パルスが一度に現れる。 電気魚の大部分は、熱帯･亜熱帯の淡水域に住み、弱い電気を発生する「弱電気魚」と、シビレエイ、デンキナマズや、デンキウナギのように強い電気を発生する「強電気魚」とがある。 「弱電気魚」は弱い電気を出して、精巧な電気感覚･運動系を用いて、レーダーのように環境の様子を探索したり、仲間同士でコミュニケーションをしている。 発電器官 電気器官 electric organ 「強電気魚」も「弱電気魚」も「電気器官 electric organ」から電気を発生する。 発電器官のある部位と発電細胞の形、また発電方法は電気魚の種類によって違っています。海に棲む種類と淡水に棲む種類でも異なっている。それぞれの棲息環境に合わせて，また進化上どこから電気器官が作られてきたかによって，発電器官は違った形をしています。 デンキナマズの発電器官は，頭部と尾部以外の体幹部分を腹巻きのように取り囲んでいる。まるで電気器官のジャケットを着ているようである。 デンキウナギでは，腹部から尾部にかけての体幹部分全体が発電器官となっている。 淡水などのようにインピーダンスの高い環境に棲む電気魚の発電器官は、高い電圧を発生する。 海水などのように塩類を含み電気の通りやすい、つまりインピーダンスの低い環境に棲む電気魚の発電器官は，発電電圧はそれほど高くはないが、発電電流は大きくなっている。 発電細胞 Electrocyte 電気器官の中には、電気細胞 electrocyteと呼ばれる興奮性の細胞が並んでいる。 電気細胞は脳にあるペースメーカーから一斉に発電のための信号を受け取り、同時に短時間興奮する。 興奮の瞬間、電気細胞は非対称に分極するので、ちょうど多数の電池を直列に接続したようになり、まとまった電気を発生する(Electric Organ Discharge、EOD)。 resting firing electric organ electro 　cyte 　 ーー ーー ーー ーー ーー ーー ーー ーー insulation electric organ electro 　cyte 　 ＋ー ⇒⇒ ＋ー ＋ー ⇒⇒ ＋ー ＋ー ⇒⇒ ＋ー ＋ー ⇒⇒ ＋ー insulation 強電気魚では、電気器官は巨大で多数の発電細胞がぎっしりつまっている。このため発電電圧も最高で600Vに達する。これに反して、弱電気魚では電気器官は小型で、発電電圧も1V以下の微弱。 電気魚は、発電の仕方により、ミリ秒単位の短い電気パルスを出すパルス種と、連続的に周期波を出すウェーブ種に分けられる。パルス種のパルスの持続時間は0.5－10m秒程度、ウェーブ種での周波数は50から1200Hz程度。 発電 ＝放電 発電器官が電気を作り出すのではないので、「発電」と言うよりは、「電気器官の放電（Electric organ discharges）」という方が正確な表現である。 放電は，筋細胞などの発生する活動電位やシナプス電位が基となり、それがいろいろな方法で増幅されて起こる。 たとえば一個の骨格筋細胞の活動電位はおよそ120ミリボルトぐらい。 デンキウナギの発電細胞では一個の細胞で、約150ミリボルトの活動電位が発生する。 デンキウナギでは，運動神経がシナプスを作っている神経支配側面でのみ活動電位が発生し、反対側面には興奮性がないために静止膜電位がそのまま残る。 このため神経支配面の内向き電流は反対側面に向かって流れ、細胞の両側面をはさんで測定すると全体としておよそ+150ミリボルトの活動電位を発生する。 発電器官では、これが何千個も集まって加算され、数百ボルトの電圧となる。 1個の細胞の活動電位は、数ミリ秒間の非常に短い時間だけ、つまり神経支配面のナトリウムチャネルが開いている時間だけ活動電位が発生しますので，発電器官の一回の発電（放電）も数十ミリ秒以内には完了する。 発電の回数、つまり発電周波数は電気魚の種類によって異なるが、50Vを越えるような大きな電圧を発生するものほど発電の頻度は少なくなる傾向がある。 発電細胞が1回放電を行うと細胞が回復するのにエネルギーと多少の時間が必要ということでもある。 強発電魚はいつも発電しているわけではなく、威嚇や補食などのここぞと言うときに時に数発～数十発の発電しているようである。 たとえばデンキウナギには2種類の発電器官がある。発電器官の大部分を占める主器官では主に高電圧放電を、ザックス器官やハンター器官では約10ボルトの小放電をしています。エサとなる生き物を探すときは小放電を行い、エサを仕留めるときには高電圧放電を行って相手を気絶させ補食しているようである。 強発電魚 シビレエイなどの海の強発電魚は、電気伝導度の良い海水中で生活しているため、高い電圧よりは大きな電流放電をしています。 発電器官の起源は筋細胞であるが、発電の主体はデンキウナギの場合とは違って、シナプス電流がもとになっている。 活動電位は発生しない。 電気魚以外の骨格筋細胞では、運動神経からの指令が神経筋シナプスで筋細胞に伝えられるとき、シナプス電流が発生する。このシナプス電流に続いて、活動電位が発生する。 デンキナマズではこの活動電位を発電の起電力として利用するが、シビレエイではシナプス電位を起電力として利用している。 シナプス電流は、運動神経から放出された伝達物質が骨格筋のレセプターと結合すると、レセプターチャネルをナトリウムイオンやカリウムイオンが流れることで発生します。 レセプターの数が多いほど発生する電流量は多くなります。電圧は静止膜電位より大きくなることはない。約50～60ミリボルト。持続時間は数十ミリ秒で、放電時間も0.1秒以内で終わる。 シビレエイでも発電を補食行動に使うことが報告されているが、この場合も小さい魚を「感電死」させるのではなく，放電によって気絶させてから補食すると言われている。 これは神経や筋肉を刺激するには十分な強さの電圧や電流であるけれども、放電時間が非常に短いために殺傷するほどの電気量は流れていないと考えられます。ただしデンキウナギの500ボルトの放電などでは，数回放電するなど状況次第ではショック死をすることは十分に考えられます。 弱発電魚 弱電気魚と呼ばれる発電電圧が数ボルト以下の種類では、発電周波数が1000Hzを越えるものもあります。この発電波形はサイン波形に近い発電をし、ウエーブ型発電と呼ばれています。ジムノタス類、アイゲンマニア、ステルナルカスといった種類では、少しゆがんだサイン波形状の放電を常にしており，補食よりはむしろ，電気的定位（周囲の環境をレーダーのように探ること）や電気的交信（電気パルスを使ってのコミュニケーション）に利用している。またモルミルス類やハイポポマス類は，発電波形は活動電位に近いパルス状ですが、放電頻度を自由に変えて、同じく電気的定位や電気的交信に利用しています。

  
  
  

  低周波治療器	低周波治療器は、２つの電極を体表面に接触させたり、鍼電極により体内に低周波電流を流すことによって、電流筋刺激、鍼電気刺激、干渉波治療等をおこなう電気治療器である。 筋刺激は、波形として断続正弦波や双極性方形波などの電流を用いており、周波数は１Hz～2,500Hzである。適応は、麻痺筋の機能維持と回復である。 鍼電気刺激はステンレス製の鍼をツボ位置、疼痛部位等に配置し刺激を行う。双極性方形波を用い、周波数は３～500Hzを用いる。 筋肉痛、腰痛など。
  高周波治療器	高周波治療器は、超短波あるいはマイクロ波を体外から照射し、熱を出すことによって、 歯科領域で様々な治療に使われている。電気メスの出力を弱くしたもの。歯茎の処置、手術部位の殺菌消毒、歯茎の 色素沈着、口内炎の治療、知覚過敏、様々な痛みの緩和などに利用される。 超短波は、27.12MHzを使用し平板電極で患部を挟み通電する。鎮痛、血行促進に効果があり、対象疾患は慢性関節症、腰痛、神経痛である。 マイクロ波は、2,450MHzのマイクロ波を直接照射し体表で若干反射されるが、皮下組織を加熱することなく深部組織まで浸透することにより温熱効果が得られる。間欠照射する機器はパルスマイクロ波治療器と呼ばれ、安全に深部加温が可能である。対象疾患は神経痛、慢性関節疾患等であり、治療効果としては鎮痛である。

Pain Relief