JP2010505500A - 頚部領域における筋肉束の弛緩装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、人体の頸椎の筋肉の弛緩装置に関し、釣合錘手段（Ｃ）および当該の釣合錘を頭蓋の後方部に配置するのに適した、頭蓋上の関連する支持手段（１０，１１，１２）から構成され、釣合錘は頭蓋の回転支点に関して、頭蓋の重さと実質的に釣合せるようにしたものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、頚部領域の炎症に起因する症状を防ぎ、そして、緩和するのに適した、筋肉束を弛緩する装置に関する。

知られているように、人体の部分で最も頻繁に痛みと機能不全の源になるのは、外傷性の事象を除いた場合でも、脊柱の頚部領域である。

これらの症状の起点および発達は非常に多様であるが、健康でかつ外傷を受けていない個体に頻繁に発生し、それ故、人口の大部分に起こる。

実際問題として頸椎は、解剖学上どちらかといえば複雑な器官である。それは個体の頚部セグメントを一体に保つ多数の強力な靱帯によって拘束されており、また筋肉器官に組み込まれて、脊椎および頭部の全体を協調させ調和させながら支持しかつ動かしている。脊椎のこの部分に含まれる主筋肉は、首と頭を支える僧帽筋、およびそれらの回転を制御する胸鎖乳突筋である。これらの主筋肉に続いて存在するのは、例えば、４対の頚椎の筋肉のようなたくさんの他の小さな筋肉束である。どちらかといえば短いレバーアームによって機能する全部で１９の筋肉がある。その上、首部分は、狭い空間内に、椎骨、靱帯、筋肉、神経および腺を、全て驚くべき機能と相互関連性を持って含んでいる。さらに脊椎の最終管道には前方に凸状の自然の前湾曲線部があり、これは運動を正しく吸収するのに重要である。

これらの複雑さの要素は全て、想像が出来るごとく卓越した性能を達成することが出来るように完全に釣合せが取れているが、そのバランスはまたどちらかといえばきわどくかつ微妙であり、従って外傷性の事象または長時間の不正な姿勢によって損なわれ、歓迎されない症状を引起す。

初めの不調の兆候は非常にしばしば、不正な姿勢を長時間維持すること（例えばコンピュータ端末に長時間向かっていること）に関連しており、このことは首筋肉の異常な収縮を引き起こし、脊椎要素と関連する椎間板に過度の荷重を負荷する。

「頚部炎症」の症状は、その後時間の経過と共に悪化し、慢性化するが、これはさらなる筋肉の収縮によって炎症の増悪が起こるからである。実際のところ、苦痛の反応として頚部痛に悩まされる個体は、首筋肉を収縮する傾向があり、これはさらに頚部領域の圧迫を増大し、苦痛の症状を悪化させる。

図１は、脊椎の頚部領域に作用する力を図示したものである。 図から明らかなように、頭を支えるために，すなわち頭蓋の重心ＣＧに、回転の支点に関して、作用する重力Ｐと釣合うために、首の筋肉束によって付与される力Ｍは、頚椎上に放出される。特にこの筋力は、理論的には重力Ｐ（回転の支点に関してそれぞれのアーム１および２を介して作用する２つの力）と釣合うのに適した垂直成分と、頚椎上に横方向に放出されてせん断応力を発生する水平成分とに分解されるベクトルＭとして表わされる。

痛みによる筋肉の収縮が大きくなればなるほど、そのような力Ｍの増大の原因となり、このことは椎間板への負荷状態を極端に悪化させ、それが疼痛症状の源泉である。

実際のところ、頚椎のこれら筋肉の痙縮および筋肉痙攣は機能不全、および個体によっては痛みを伴う事象、の根本原因の一つであることが、その明白な実験的証明を得て考察されている。

従って今日まで、非薬理学的矯正手段として、それは椎間板負荷軽減のための理学療法的な応用および機械的システム、に頼ってきている。最も広く流布されている機械的システムの一つは、剛性のまたは膨らますことの出来る整形外科用カラーからなる。

良く理解できるように、整形外科用カラーは、特に長期間の処置が行われる場合には多くの人に歓迎されない。実際のところ、それらは嵩張り、装着に不快感が伴うが、これはそれらが頭の動きを妨げ、かつ首部分の人体の自然な呼吸を制限するという両方の理由により、同時に美的に不愉快でありかつ目立つ。

本発明の目的は、従って頚部炎症から生じる問題を防止し、または軽減することが可能な弛緩装置であって、使用法が簡単で専門家との相談なしでも使用でき、侵襲性が殆ど無く装着がコンセプト的に楽に行い得る弛緩装置を提供することである。

そのような目的は、メインクレームにおいて記載されているその必須の構成要件中で記載されているような装置によって達成される。

本発明の他の発明に係る形態は従属クレーム請求項において記載される。

本発明の着想は、発明者が問題に対処すべく、その問題に存在する既存の偏見を打破した発明者の卓抜な洞察力から得られ、創出されている。実際のところ、頚部の痛みの悩みを解決するためには脊椎の頚部領域に懸かる負荷を軽減することが必要であると、常に信じられてきた。実際問題として、このことが整形外科用カラー、およびこれまでに設計された他の機械的治療システム、の役割になっているのである。

これに対して、厳密な生体力学的研究を通して発明者は、懸かる力を軽減することは厳密には必要なことではなく、その代りに第一椎骨に作用する筋肉の緊張を軽減すべく措置を講ずる方がずっと遙かに有利である、という知見を得たのである。

そのような目的に対して発明者は、頭蓋に働く力の釣り合せを適切に活用するのが効果的であること、すなわち追加の負荷を巧みに加えることによって、椎間板上の実際の負荷をむしろ増加はせずに、うまく軽減することが出来る、ということを知得したものである。

この明白なパラドックスが起こる理由は、図１および図２を参照して容易に説明することが出来る。

本発明による装置のさらなる特性および利点は、以下に続く例を用いて与えられ、添付の図面において示された、幾つかの本発明の好ましい実施形態の詳細な説明から、いずれにしてもより明白である。

図１に見られるように、重心ＣＧに作用する頭蓋の重力Ｐは、第一椎骨への頭蓋の結合に対応して存在する回転支点に関して、首の筋肉束によって付与される力Ｍによって釣合されている。力Ｍはどちらかといえば短いレバーアーム１によって作用し、有意な全体の垂直負荷４（重力Ｐと筋力Ｍの垂直分力Ｍ_ｖの合力として与えられる）を頚部領域に招来している。さらに既に言及したように力Ｍのベクトルはまた水平分力を有し、これは椎骨上に危険なせん断作用を与える。

図２はそれに反して本発明によって、重さＣを頭蓋の後ろ部分にかける場合を示している。この追加の負荷は頭蓋自身の重さを支点に関して釣合わせることが可能で、それによって筋肉束の緊張Ｍの大部分を緩和することが可能である。さらに、支点に関しては重さＣのレバーアーム３は、図１に示されているレバーアーム１より著しく長い。これによって、重さＣの垂直分力は、自然の場合（図１）に要求される分力Ｍ_ｖよりも著しく小さく、これは垂直負荷合力４’を生成し（頭蓋Ｐの重さ、極小の残った垂直分力Ｍ_１および重さＣの合力で与えられる）、それは図１に示された自然の状態よりも小さい。

従って、重さＣを適切な大きさで配置すれば、事実として、頚椎にかかる垂直合力を和らげることだけでなく、筋肉の緊張Ｍ_１のベクトル、および従ってそれの望ましくないせん断分力をもまた強力に減じることを確定する。

実質的には、頭蓋の後方部分に釣合錘を配置することを可能にする装置であって、―その釣合錘の大きさおよび実体はその回転支点に関しては、頭蓋の重心位置に依存するものである―装置を頭蓋に適用することにより、序文において説明したその役割を全く果たすことが可能である。

言い換えれば、機能的支持体を備える、頭に装着される装置により、および好ましくは調整可能な釣合せ負荷または質量、実質的に頸椎上の結合支点に対応して、頭の（および機能的支持体の）重さと釣合うような、および頭の重心を移動（これはもちろんむしろ前方位置にむかって）するような、実体と位置の負荷または質量、により弛緩効果は達成される。

この機能的支持体は、頭に装着可能であればどのような物体の形状であっても良く、好ましくはそれ自体が通常の機能を既に有する物体で良く、そのため直ちにそのまま治療器具として捉える必要はない。従って、機能的支持体は弾性バンド（可能性があるのはスポーツ用のスポンジ材料）、帽子、防護ヘルメット（作業用ヘルメット、二輪車用ヘルメット、・・・）、などの形状であって良い。

一般的に、頭に装着すべき支持体がそれ自身では無視できる重量であれば、釣合せ負荷はかなりの質量の形状（通常２００〜７００グラム）で、集中されて頭の後方部分に位置するべく意図されて提供される。

本発明の第一の実施形態によれば、例えば重量が３０グラムと５５０グラム間の範囲にある一連の鉛板である釣合錘Ｃが、個体の頭に装着されて固定されるのに適したバンド内に挿入される。釣合錘はまた、ゼリー状のものが内蔵された鉛ペレット、またはそれほど大きな容積は持たずに適切な重さを有するように、高比重を有する他の材料からなっていても良い。

図３に示されたもう一つの実施形態では、小型の鉛板Ｃ_Ｌの形状のものである釣合錘Ｃが、織地または革あるいは他の適当なかつ心地よい材料から作られた円周バンド１０のハウジング内に挿入され、このバンドは頭蓋の上部を囲み、円周バンド１０の前方部から同じく後方部までを連結するもう一つの極を通るバンド１１と繋がれる。

代替的な実施形態（図４）によれば、釣合錘Ｃは帽子１２の後方部に得られるポケット内に挿入される。

明らかに、本発明による装置によって取上げられる形状は、それらが頭蓋の後方部にその重心から適度な距離のところにＣＧを有する釣合錘を支持することが可能であれば、他のものであっても良い。

本装置の後方部に適用され、またはともかく頭の重心の釣合せを取るべく配置された調整可能な重さ、すなわちバラストは、いずれにしても制限を受ける。多数の体位条件において頭の釣合せを取るために、重さを吊るすこと、または引伸ばし可能な弾性要素を備えたより複雑なシステムを有すること、もまた考えられることではあるが、複雑な持ち運び可能な、または弾性的機構を一般的に使用者は許容しないということが見出されている。

それ故、釣合せ質量は好ましくは集中し（例えば１０ｃｍ^２を超えない、好ましくは６ｃｍ^２未満の面積に広がり、１０ｃｍ^３を超えない容積を有する）、および装着される装置に近接し、かつしっかりと固定され、その装置は帽子、バンド、ヘルメットまたは他の物体である。従って、上記支持体が頭に対して可能な限りしっかりと固定されて頭に装着されることが好ましく、運動によって負荷に作用する慣性力が、変位および揺れによる不快感を生じないようにする。

この故、装着されるべき支持機能要素は、例えば調整可能で固定可能なレースのような、頭蓋の周りおよび顎の下側、の双方に装着可能な追加の固定手段、を備えることが有利である。

さらに、そのような目的のために、負荷の調整が可能であることを保証するべく釣合せ質量が個別のユニットに分解され得るなら、互いに関して個々の質量ユニットが移動することを防止するために、例えば粘着層のようなそのユニット間で互いを固定するための手段、相互の係合を解放することが出来る手段などが提供される。

全体の釣合せ質量は、解放され得る保持手段（スナップ方式のファスナー、磁気を帯びた対、レバーブロック、・・・）によって、装着されるべき装置上にさらに保持され、あるいはその装置の適切なポケット内に確実に挿入される。そのような目的のためにそのポケットには、内部に収容される負荷の大きさに合うように容器容積を調節する手段が備えられて良く、これにより容器内での揺れや好ましくない変位を防止する。例えば、剛性のポケット（例えば、二輪車用ヘルメットに内蔵されている）は、保持区画への出し入れを提供するヒンジ式の剛性のカバーを有して良い。この区画底部は後方に位置する高弾性係数を持ったバネの推力によって、最大に伸びた位置−これは区画の最小寸法を画定、および最大に圧縮された位置−これは区画／ポケットの最大寸法を画定、の間で変形しやすくなっている。これによって、ポケットへは小さな質量が挿入され、区画内で確実に保持され、そのポケットに大きな質量が導入されると、底部を圧迫してポケット区画内にそれ自身のために必要な空間を創出する。

特に有利なのは、防護ヘルメット、例えば、二輪車用ヘルメット、ビルディング現場用ヘルメットあるいはまた軍隊用ヘルメット（例えばヘリコプター用ヘルメット）に関連した応用である。本発明のもう一つの実施形態によれば、この故に、適切な釣合錘が内蔵された後部区画（例えば、堅い外部層と内部充填層との間）が備えられたヘルメットが提供される。

もう一つの変形によれば、釣合錘は代替的に、既に述べたようにヘルメットの表面に取付けられて、美的に受入れられるようにするべく適切に形状付けされて、あるいは仮の手段（例えば、フックーループ（Hook―and―Loop）ファスナー）、または専用にかつ適切に設計された手段（例えば、結合ピン）を用いて、提供される。好ましくは、この釣合錘はヘルメットの本当のアクセサリとして考えられても良く、夜間後方からでも視認性が向上するようなヘルメットへの重要な機能追加である光反射面をまた備えても良い。

ヘルメットに他の道具（例えば、洞窟用ライト、追跡接眼レンズ、夜間観察用装置、など）を取付ける必要があれば、上述したアクセサリは、前方または中央部に補助装置、後方に本発明による釣合錘を、といったフレームハウジングとして有利に構成可能である。

本発明による装置の有効性をより大きくするには、理解可能なごとく、支点位置に関して作用する個体の頭の重さ（ヘッドギヤ、支持体および関連のアクセサリの重さに加えて）を適切に釣合わせるべく、より大きな釣り合い錘を配置することによって可能である。このことは、おのおのの個別の場合によって重さと重心の位置が識別されることを意味する。

理論的な観点からは、厳密な定義のためには、計器測定の助けを借りる、例えばまた専門的医師の介入が当然必要であるが、核または超音波磁気共鳴を介して得た画像の助けを借りることが可能である。

あるいはまた、複雑なシステムの助けを借りることなく、本発明の好ましい実施形態によれば、この装置は複数の、例えば３つの、異なった釣合錘を備え、人口の代表的サンプルによって得られる一般的な教示に基づいて選択可能である。例えば、平均的に最も適当な釣合錘は、個体の年齢、性別および身長によって選択してよい。明らかにこの場合には最も効果的な結果は得られない可能性があるが、それでも本発明による装置の本質自身が、これは医学的な禁忌から実質的に自由であり（釣合錘が合理的制限範囲である、例えば７００ｇまで、であれば）、個体を損傷する可能性の排除に導く。また一方、この装置の装着に対して個人の医師との相談は強要されないので、この装置は特に簡単で取り扱い容易である。

出願人が格別に有利であると突きとめたさらなる応用は、作業用ヘルメットである。実際上、これらは長時間連続して使用され、さらにその上にそれらは不均等な負荷配分を支えることがしばしばである（ランプ、防護具、道具、光電子工学的追跡装置、など）。これらの要素を使用することは一般的に、筋肉の痙縮原因となり、長く続くと炎症および痛みを生成する。

従って、後方部において釣合せ質量を適切に負荷させた作業用ヘルメットは、ここで教示された方法によって作業者に有利な効果をもたらす。

本発明による装置はすでに希望者によって実験がされている。

装置の有効性の実験的調査の間に、テストを受けている患者は明白な改善を素早く体験するということが見出された。弛緩効果が有効になるやいなや、患者は彼、または彼女の満足さをはっきりと表現し、かけている負荷の調節を要求する。負荷の増大に向けて要求があることが多いが、時にはまたその反対もある。

弛緩効果は、実験された個体において、超音波診断、筋電図検査および筋肉磁気共鳴または他の実験技術（例えば、Ｖａｓａｖａｄａ、Ｐｅｔｅｒｓｏｎ， Ｄｅｌｐ によるＳｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ ２００２、２００２年１０月１８日発行のＥｘｐ Ｂｒａｉｎ Ｒｅｓの「人体頚部筋肉活動の三次元空間的調整」を参照）などの既知の調査技術によってもまた、明らかに見ることが出来た。

かけるべき負荷または釣合せ質量の決定に対しては、最適の方法論的アプローチがまた下記のように実施された。

患者は頚部筋肉を緩め、頭をあるがままにするように導かれ、頭は自然に前方に傾く傾向となる（自然の重心は支点基準に前方に移動するので）。頭は顎によって支えられる。患者が彼の筋肉を完全に緩めることが出来るようになるまで、この動作が数回繰返される。

顎によって支えられることは、秤装置を介して有利に達成されることが可能で、そこから患者が効果的に解放出来る頭の重さの目安を獲得することが出来る。秤装置は二重の機能を有する：ひとつは、患者が実際に彼の頚部筋肉を緩めることを体得したかどうかを理解させること、もうひとつは頭を釣合せるためにかけなければならない釣合錘について第一の目安を提供することである。

この点において、プリセットされた最小に等しい（例えば、２００ｇｒ）重さの、第一の負荷を備えた試行用装置が頭の後方に適用され、患者が筋肉を緩めた頭と完全に釣合せを得るのに十分であるかがその後に確認される。そうでない場合には、本質的な釣合せ状態が達成されるまで、重さが増やされる。

こうして決定された負荷が、装着されるべき最終的な装置、例えば、患者の好みによる帽子などに適用される。

同様な手順が数週間後に繰返され、例えば、数ヵ月後には患者が適した新しい状況に従って再び負荷を調整する。

理解されるように、本発明による装置は前記のように説明した目的を完全に達成する。

実際問題として、頭蓋の後ろに配列された単純な釣合錘を介して、頚部炎症の症状を防止し、効果的に緩和することが可能である。

本発明の装置を使用することによって、非常に効果的な弛緩作用によって、頭を制御するのに拘わる１９の筋肉の働きを楽にすることが可能である。また他方では、この弛緩効果はまた、頚部領域全体において、また脊椎上で動作する筋肉によって部分的に影響される胸郭においても有益に働く。

頚部筋肉の弛緩は、どのようなものでも炎症の過程を減少させることに加えて、例えばこめかみに感知される頭痛、または前庭管の炎症に関連しためまいのような、全ての一連の副次的影響を解決する。

有利なのは、使い勝手の良さと機能性によって、それを予防目的で使用することに対してもまた格別にうまく適合させていることである：実際上本発明の装置は、頚部筋肉の緩めを達成し、従って長い間には脊椎痛の原因となるであろう椎間の圧搾または異常な椎骨負荷を防止する範囲内において誰にでも（例えばビデオ端末のオペレータ)装着が可能である。

さらに、個体の頭蓋に取付けられた釣合錘に対する支持体は、非常に入手しやすいコストで、また美的に好ましい形状で製作することが可能である。高比重を有する釣合錘を使用することによって、その支持体は最小の嵩ばりを有し、従ってそれを装着する個体には無視できる影響を与えることが可能であり、また数時間の間連続して、かつ非常に多様な条件において（仕事中でもまた）不快感なしに使用することが出来る。

しかしながら本発明は、本発明の範囲で、限定されない例のみを代表した、上に例証された本発明の特別の実施形態には限定されず、すべて当業者の理解できる範囲である数多くの変形が本発明の範囲を逸脱することなく可能であることが、理解される。

例えば、特別な場合には、本発明による装置は、手術によって取付け可能な、真の半永久人工器官の性質を獲得することが可能である。

上記したように、人体頭蓋における力の釣合せを図式的に示している。 図１のものに類似の図であり、本発明に従い釣合錘が頭蓋の後ろ部分に加えられている。 本発明のもう１つの実施形態を図式的に示している。 図３におけると同様に、本発明の代替的実施形態を示している。

Claims (14)

1. 人体の頸椎の筋肉の弛緩装置であって、釣合せ質量手段と、前記釣合せ質量手段の重心を頭蓋の後方部に配列するのに適した頭蓋上の関連する支持手段と、を備え、前記釣合せ質量手段は回転支点に関して、頭蓋の重さを実質的に釣合せるようにしたことを特徴とする弛緩装置。
2. 前記支持手段は、ヘッドギヤ形状のものである、請求項１に記載の弛緩装置。
3. 前記支持手段は、ヘルメット形状のものである、請求項１に記載の弛緩装置。
4. 前記釣合せ質量手段は、前記ヘルメット表面に取り外し可能に取付けられるアクセサリに埋め込まれている、請求項３に記載の弛緩装置。
5. 前記アクセサリは、使用中にヘルメットの後方に向けられるべきものである少なくとも光反射表面をさらに有する、請求項４に記載の弛緩装置。
6. 前記支持手段は、人工器官の形状のものである、請求項１に記載の弛緩装置。
7. 前記釣合せ質量手段は、高比重を有する材料から作られた、請求項１から６のいずれか一項に記載の弛緩装置。
8. 前記釣合せ質量手段は、ゲル内蔵の鉛ペレットの形状のものである、請求項７に記載の弛緩装置。
9. 人体の頸椎頸椎の筋肉の弛緩装置であって、頭に装着するための頭蓋上の支持手段と、その重心が支持体の後方部分に配列され、頭および装置の全体の重心を、頸椎上の頭の回転支点に実質的に関連して配列するのに適した釣合せ質量手段と、を備え、前記釣合せ質量手段は集中的であって頭蓋上の前記支持手段に確実に固定されるようにした弛緩装置。
10. 頭蓋上の前記支持手段は、頭に対してしっかりと固定するための手段を備えた、請求項９に記載の弛緩装置。
11. 前記釣合せ質量手段は、調整可能であり、かつ相互固定手段によってその一つを他にしっかりとロック可能なサブユニットに分解出来る請求項１から１０のいずれか一項に記載の弛緩装置。
12. 頭蓋上の前記支持手段はフレームの形状をしており、防護用ヘルメットに取り外し可能に取付けられた視覚および追跡装置を備えた、請求項１から１１のいずれか一項に記載の弛緩装置。
13. それにより人体の頸椎の筋肉を弛緩するものである、請求項１から１２のいずれか一項に記載の弛緩装置の使用。
14. 防護用ヘルメットであって、固定手段と、その重心が個体の頭蓋の後方部に配列されるように前記固定手段と取り外し可能に結合された釣合せ質量手段と、を備え、前記釣合せ質量手段は、頭蓋、およびヘルメットならびに前記釣り合い質量手段で構成された組立体の重さを、個体の脊椎上でその回転支点に関して、実質的に釣合せるようにしたことを特徴とする防護用ヘルメット。

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