JP2005130876A

JP2005130876A - 電気刺激装置

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Publication number: JP2005130876A
Application number: JP2003366817A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sakamoto; ▲高▼士阪本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2005-05-26

Abstract

【課題】身体に対して、安全に、安定的に、且つ連続的に通電できる電気刺激装置を提供すること。
【解決手段】関電極１６、１７は電気的刺激を与える必要がある疼痛等の刺激部位に装着され、不関電極１８は前記関電極１６，１７から離れた部位に装着され、電源／開始ボタン１１をオンすると、治療電流が前記不関電極１８から前記関電極１６又は１７に流れ、疼痛、筋肉痛、筋疲労、抹消の痺れ、肩こり等が緩和されるようになっている。この治療電流は、出力調整用ボリューム１９によって０〜４ｍＡまで調整できるが、所定のボリュームでは電流量が略変化しないで、安定的に身体に供給されることで不変電流と称することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、身体の疼痛等を緩和することができる電気刺激装置に関する。

人体に外部から電気的刺激を与えて、身体の疼痛等を緩和する治療装置として、従来から低周波治療装置(例えば、特許文献１参照)や、電位治療装置(例えば、特許文献２参照)が知られている。

特開平９−８４８８３特開平１１−２１６１９１

上記電気治療装置の内、低周波治療装置は患者の患部に貼り付けた電極を通じて電流を身体に通電して治療を行うものであるが、次のような問題点があった。
即ち、定電圧で負荷に通電すれば、その負荷の抵抗の変動によって、通電される電流量が変動するが、負荷が人体の場合には抵抗値の変動が大きく、電流値の変動も大きかった。
その結果、火傷の恐れもあり、人体への危険を避けるため、通電時間を短くしたり、或いはパルス状の短時間のものにしていた。

そこで、本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、安全に、安定的に、且つ連続的に通電できる電気刺激装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本願発明は、身体の刺激部位に貼着される２つの関電極の一方をA端子に、他方をＢ端子にそれぞれ接続し、身体の刺激部位以外に貼着される不関電極を共通端子に接続する電気刺激装置において、電源の電圧を略９０ボルトまで昇圧する９０V発生回路により生成された電圧を、身体の抵抗の変動に対応させて自動的に変化させ、定量の直流電流を生成する電流制御回路を備え、その直流電流を前記共通端子を介して不関電極に出力すると共に、前記A端子及び前記Ｂ端子を交互に通電させる切換え回路を備えたことを特徴とする電気刺激装置とした(請求の範囲１に記載の発明)。

本願発明の電気刺激装置では、身体の刺激部位に貼着される２つの関電極の一方をA端子に、他方をＢ端子にそれぞれ接続すると共に、前記A端子及び前記Ｂ端子を交互に通電させる切換え回路を備えたので、関電極が１つのときに比べ、一回の治療時間(例えば、略３分間)に、身体の刺激部位を広げることができる。
また前記A端子及び前記Ｂ端子を交互に通電させることで、直流電流のパワーを落とさずに通電させることができる。
また、身体に通電される直流電流は、安定的であり、また連続的であるので、即効的な除痛を期待することができる。
さらに、前記電流制御回路によって、最大限の電流量は、略４ｍＡに抑えられ、身体に安全な電気刺激装置となっている。

上記発明において、前記直流電流に交流を乗せることを特徴とする電気刺激装置とした（請求項２に記載の発明）。
前記直流電流に交流を乗せることで、被治者の通電感覚を刺激することができる。

上記発明において、前記直流電流に遅延をかけることを特徴とする電気刺激装置とした（請求項３に記載の発明）。
この電気刺激装置による刺激開始時等に、ソフト立ち上げを行うことができる。

本発明によれば、身体に通電される直流電流は、安定的であり、また連続的であるので、即効的な除痛等を期待することができる。

実施形態に係る電気刺激装置の構成例を図面に基いて説明する。
図１(Ａ)〜(Ｅ)は、同電気刺激装置の平面図、正面図、左右側面図及び背面図、図２は同電気刺激装置の使用例図、図３は同電気刺激装置の構成ブロック図、図４は図３の詳細な回路図、図５は同電気刺激装置の制御手順を示すメインルーチン図、図６は同電気刺激装置の制御手順を示すサブルーチン図である。
これらの各図及び後述する各図において、同一の符号を付した構成は、同一の構成を示すものとする。

図１(Ａ)に示したように、実施形態に係る電気刺激装置１は筐体１０の上面１００に電源／開始ボタン１１と出力レベルインジゲータ１２が配置され、同(Ｂ)に示したように、筐体１０の正面１０１に共通端子１３とＡ端子１４及びＢ端子１５が配置され、同(Ｃ)に示したように筐体１０の側面１０２に出力調整用ボリューム１９が配置されている。
前記Ａ端子１４及びＢ端子１５は、各端子に差込まれるコネクタ1４Ａ、１５Ａ及びこれらのコネクタ1４Ａ、１５Ａに接続されているコードを介して関電極１６、１７（図２参照）に接続される。
一方、前記共通端子１３は、その端子に差込まれるコネクタ１３Ａ及びこのコネクタ１３Ａに接続されているコードを介して不関電極１８に接続される（図２参照）。

図２に示したように、前記関電極１６、１７は電気的刺激を与える必要がある疼痛等の刺激部位に貼着され、前記不関電極１８は前記関電極１６，１７から離れた部位に貼着される。
前記電源／開始ボタン１１をオンすると、治療電流が前記不関電極１８から前記関電極１６又は１７に流れ(電子は関電極１６又は１７から不関電極１８方向に移動するマイナス通電)、疼痛、筋肉痛、筋疲労、抹消の痺れ、肩こり等が緩和されるようになっている。
この直流の治療電流は、前記出力調整用ボリューム１９によって０〜４ｍＡまで調整できるが、所定のボリュームでは電流量が略変化しないで、安定的に身体に供給されることで不変電流と称することができるもので、前記電気刺激装置１の特徴の１つとなっている。
また、筐体１０のサイズは、縦約９２ミリメートル、横約６７ミリメートル、高さ約２８ミリメートルで携帯性に優れている。
また、電源は、略９ボルトの電池を使用しており、フィールドでも使用できる仕様となっている。
また、前記出力調整用ボリューム１９による調整可能な最大電流は、略４ｍＡとなっており、安全性が高い電気刺激装置となっている。
さらに、前記関電極１６，１７と前記不関電極１８を貼着し、電源／開始ボタン１１をオンすればよく、また刺激電圧が略９０Vであることから、家庭内でも手軽に使用できる。

次に前記電気刺激装置１の内部の構成例を説明する。
この電気刺激装置１の構成は、図３に示したように、中央制御装置(ＣＰＵ)２と、この中央制御装置２の入力側に接続されている電源スイッチ（ＳW）２１、電圧検出回路２２及びリセット(ＲＳＴ)２３と、前記中央制御装置２の出力側に接続されている遅延回路２４、表示ＬＥＤ回路２５及び切換え回路２６と、システムの電源を生成し、各回路に電力を供給するシステム電源２７と、前記電源スイッチ２１の電圧を略９０ボルトまで昇圧して前記遅延回路２４に供給する９０V発生回路３と、前記システム電源２７から供給される電力に基き交流を生成し、後述の電流制御回路５に供給する交流発生回路４と、前記遅延回路２４及び前記交流発生回路４にそれぞれ接続され、身体の抵抗の変動に対応させて通電電圧を自動的に変化させて常時定量の直流の不変電流を供給する電流制御回路５を供えている。

前記中央制御装置２は、電気刺激装置１の制御プログラムが書込まれた記憶手段としてＲＯＭを備え、また各回路からの信号情報、各回路への送出信号、前記中央制御装置２の演算結果等を一時的に記憶する記憶手段としてＲＡＭを備えている。

前記電源スイッチ２１は、前記電源／開始ボタン１１のオン、オフにより動作するもので、例えば略９ボルトの乾電池の電源を備えている。この乾電池に代えて、家庭内で充電できる蓄電池等の電源を用いてもよい。

前記電圧検出回路２２は、前記９０V発生回路３によって生成される刺激電圧の低下を検出し、その検出信号を前記中央制御装置(ＣＰＵ)２に出力する。

前記遅延回路２４は、不変電流による刺激開始時及び前記切換え回路２６による前記Ａ端子１４又はＢ端子１５の通電の切換え毎に、不変電流のソフト立ち上げを行うもので、例えば１００mｓの時間内に、徐除に不変電流の電流量を高めるものである。

前記交流発生回路４は、例えば２００Hzの交流を生成し、不変電流に乗せる（重畳させる）もので、不変電流による電気的刺激に対する患者の知覚を惹起させる効果が期待される。

前記切換え回路２６は、図４に詳細に示されているように、Ａリレー２６０とＢリレー２６１が設けられ、各リレー２６０、２６１のオン、オフにより、Ａ端子１４又はB端子１５のオン、オフを行うものである。
この切換え回路２６には、前記出力レベルインジゲータ１２に表示信号を出力するレベル表示回路６が接続されている。

前記電流制御回路５は、不変電流を生成するもので、身体の抵抗（負荷）の変動に対応させて通電電圧を自動的に変化させて、常時定量の直流電流を生成するものである。
この電流制御回路５には図４に示したように、前記出力調整用ボリューム１９が組み込まれており、０〜略４ｍボルトまで調整できる。

前記関電極１６、１７及び不関電極１８は、ゲル粘着型の電極又は吸水スポンジ付きの電極を用いるが、感染症対策のため、使捨てタイプのもの或いは個人専用のものを用いることが望ましい。
吸水スポンジ付きの電極については、スポンジの代わりに綿、ガーゼ等の繊維でもよい。

次に、前記ＲＯＭに格納されている制御プログラムに従って、前記中央制御装置２が実行する処理手順を図５及び図６のフローチャート図に基き、説明する。
前記電源／開始ボタン１１がオンされると共に、処理が開始され、まず、前記ＲＡＭ等のメモリの初期化が行われ（ステップ１）、次にタイムが設定される（ステップ３）。
このタイム設定は、この実施形態に係る電気刺激装置１の治療時間である略３分用の１秒の設定、Ａ端子１４又はB端子１５の切換え時間単位の６秒用の１秒の設定、アラーム用の１秒の設定等を行うものである。
次に、順次タイマ初期値を設定し（ステップ５）、ソフトタイマ用の１秒の初期設定を行う（ステップ７）。
その後、この設定に基きスタートスイッチウエイト処理を行う（ステップ９）。
これは、ソフトタイマ用の１秒の時間内で、システム全体の安定を図るものである。
その後、Ａ／Ｂ切換え処理１１にジャンプする。

Ａ／Ｂ切換え処理では、図６のサブルーチンに示されているように、まず遅延処理を行う（ステップ１００）。
これは前述のように、不変電流による刺激開始時に、不変電流のソフト立ち上げを行うため、前記遅延回路２４を制御するもので、不変電流の立上り時間を長くし、急激な立ち上がりを避けるものである。
その後、順次、Ａリレー２６０のオン（ステップ１０２）、ＡＬＥＤ２５０のオン（ステップ１０４）、Ｂリレー２６１のオフ（ステップ１０６）、ＢＬＥＤ２５１のオフ（ステップ１０８）を行い、３分が経過したか否かの判断を行う（ステップ１１０）。

ここでは、前記電源／開始ボタン１１がオン後の最初のルーチンであるので、「否」と判断され、ステップ１１２に進み、ストップスイッチがオンか否かが判断される。
このストップスイッチは、前記電源／開始ボタン１１と兼用のもので、前記電源／開始ボタン１１のオン後に、再び前記電源／開始ボタン１１を押し下げることで機能し、前記電源スイッチ２１をオフにし、身体への通電を遮断する。

前記ステップ１１２で、ストップスイッチが押下げられていないと判断された場合には、刺激電圧が低下していないか否かの判断が行われる（ステップ１１４）。
ここで電圧低下と判断された場合にはアラーム処理（ステップ１１６）の後、ステップ１１１８に進む。よって、電源である乾電池のローバッテリ等がブザーなどで警告される。

前記ステップ１１８では、Ａ端子１４からＢ端子１５への切換え時間単位の６秒が経過したか否かが判断され、経過していなければ、前記ステップ１１２に戻り、このステップ１１２からステップ１１８までの処理が６秒経過するまで、繰り返し行われる。

一方、前記ステップ１１８において、６秒の経過が判断された場合には、ステップ１２０に進み、以後順次、遅延処理、Ａリレー２６０のオフ、ＡＬＥＤ２５０のオフ、Ｂリレー２６１のオン、ＢＬＥＤ２５１のオン、ストップスイッチのオン又はオフの判断が行われる（ステップ１２０〜１３０）が行われる。
ここでもストップスイッチのオンと判断されれば、前記電源スイッチ２１をオフにし、身体への通電を遮断する。

一方、ストップスイッチが押されていなければ、ステップ１３２に進み、Ｂ端子１６からＡ端子１５への切換え時間単位の６秒が経過したか否かが判断される。
経過していなければ、前記ステップ１３０に戻り、このステップ１３０からステップ１３２の処理が６秒経過するまで、繰り返し行われる。

６秒経過すると、前記ステップ１００に戻り、順次ステップ１００〜１３２の処理が繰り返し行われ、この処理中に前記ステップ１１０で、治療時間の３分が経過した時点で、前記電源スイッチ２１をオフにし、身体への通電を遮断する。

最後に上記電気刺激装置１の使用方法について、図２を参照しつつ説明する。
準備のため、各電極１６、１７、１８を貼付する刺激部位をアルコールで清浄する。
不関電極１８は、一般的に膝より下のふくらはぎや、頚等にはり、関電極１７、１８は、治療ポイントに貼る。例えば、何もしなくても痛い部位、動かすと痛みが出る部位、圧迫すると痛みが出る部位に貼る。肩こりの場合には、しこり(硬結)のある部位等に貼る。

準備が完了した後、前記ボリューム１９を最低にして、前記スイッチ１１を押すと、Ａ端子１４、Ｂ端子１５が交互に６秒毎に通電し、またＬＥＤ２５０、２５１が交互に点灯し、３分間継続した後、自動的に停止される。この間に前記スイッチ１１が押されると、治療が中止される。
治療後は、各電極１６、１７、１８を患部から取外す。

一般的に、身体への電気的刺激は、血管拡張による血流量の増加につながり、細胞の新陳代謝の亢進につながるとされている。

本発明の電気刺激装置１による不変電流の通電は、連続的、且つ、安定的に陰極の直流を流すことが特徴で、従来例の低周波治療装置のように電圧波形も周波数もない。
このことは、不変電流の極性が時間軸で変化することなく、投与される電気量の絶対量、即ち、積分値が大きいことが最大の特徴である。
即効的な除痛、筋スパズムに対する瞬間的な解消効果は、上述のような安定した通電と、短時間に投入される刺激量の多さに起因するものと推定される。

上記実施形態では、前記Ａ端子１４、Ｂ端子１５が交互に６秒毎に通電し、３分間継続して通電される構成であるが、前記６秒に限定されることはなく、例えば１〜５秒、７〜１０秒、また１０秒〜３０秒、さらに３０秒〜１分でもよい。
また、前記３分間に限定されることはなく、例えば２分、４分、５分でもよい。
また、前記３分間は一回の通電時間であるが、引き続き、２回目の３分の通電を行ってもよい。
さらに、関電極は、前記Ａ端子１４、Ｂ端子１５に限定されるものでもなく、１つでも良いし、３個以上でもよい。

（Ａ）〜（Ｅ）実施形態に係る電気刺激装置の平面図、正面図、左右側面図、背面図、同装置の使用説明図、同装置の構成ブロック図、同装置の回路図、同装置の制御手順図、同装置の制御手順図。

符号の説明

１電気刺激装置１０筐体
１１電源／開始ボタン１２出力レベルインジケータ
１３共通端子１４Ａ端子
１５Ｂ端子１６、１７関電極
１８不関電極
１９出力調整用ボリューム 1４Ａ、１５Ａコネクタ
１３Ａコネクタ
１００上面１０１正面
１０２側面

２中央制御装置(ＣＰＵ) ２１電源スイッチ（ＳW）
２２電圧検出回路２３リセット(ＲＳＴ)
２４遅延回路２５表示ＬＥＤ
２６切換え回路２７システム電源

３９０V発生回路４交流発生回路
５電流制御回路
２５０ＡＬＥＤ２５１ＢＬＥＤ
２６０Ａリレー２６１Ｂリレー

Claims

身体の刺激部位に貼着される２つの関電極の一方をA端子に、他方をＢ端子にそれぞれ接続し、身体の刺激部位以外に貼着される不関電極を共通端子に接続する電気刺激装置において、
電源の電圧を略９０ボルトまで昇圧する９０V発生回路により生成された電圧を、身体の抵抗の変動に対応させて自動的に変化させ、定量の直流電流を生成する電流制御回路を備え、その直流電流を前記共通端子を介して不関電極に出力すると共に、
前記A端子及び前記Ｂ端子を交互に通電させる切換え回路を備えたことを特徴とする電気刺激装置。
前記直流電流に交流を乗せることを特徴とする請求項１に記載の電気刺激装置。
前記直流電流に遅延をかけることを特徴とする請求項１に記載の電気刺激装置。