JP2513361B2 - 生体刺激装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電極を内蔵した導子を人
体に直接装着して人体にパルス電流を流し刺激を与える
低周波治療器などの生体刺激装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の生体刺激装置は発振器
から出力される低周波のパルス電流を導子を介して患部
に流して神経機能などの治療を行っており、パルス電流
の波形、パルス幅、周波数、極性などの各種モードがモ
ード切換スイッチの操作により切換わるようになってい
る。例えば波形変換スイッチの操作毎に直流間欠パルス
と交流間欠パルスと交互間欠パルスとバーストパルスと
が順次切換わり、減速用スイッチの操作毎に間欠パルス
の周期が段階的に減速し、増速用スイッチの操作毎に間
欠パルスの周期が段階的に増速し、タイマセットスイッ
チの操作によりパルス発生を停止させる時間をセットす
る機能を備えた生体刺激装置が特開平１−１４６５６２
号公報で開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の装置による生
体刺激は、短時間で知覚神経に麻酔作用を及ぼすことに
よる局部的な痛みの除去，緩和効果が認められている。
しかし、上記従来公報におうてはスイッチ操作で選択さ
れたモードで設定される一定のパルス電流が人体に流れ
るものであるため、人体がそのパルス電流による刺激具
合に慣れてしまい痛みの除去，緩和効果が次第に低下す
るという問題があった。

【０００４】こうした問題を解決するために、例えば特
開昭５８−７２６５号公報には、精神を安定させること
のできる特定のパワースペクトル特性を有する入力信号
を増幅して、人体にランダムな刺激信号を与えることの
できる低周波治療器が開示されている。しかし、こうし
た構造のものは、入力信号自体の周波数や振幅が相互に
係わり合いながら連続的にかつ緩やかに変化するもので
あるため、いわゆる人の手により叩いたり、揉んだりす
るような感覚を得ることができないという問題を有す
る。

【０００５】一方、特開昭５７−８６３６４号公報に
は、周波数の異なる複数の発振器からの出力を加算し
て、これを出力トランスに印加することで、刺激パルス
の振幅を不規則に変化させる構成が開示されている。ま
た、この公報には、完全にランダムではないものの、発
振器からの出力を受取って、刺激パルスのパルス幅およ
び周波数を、刺激パルスの振幅とともに適宜変化させる
構成も開示されている。したがって、刺激パルスの振幅
をランダム化させる複数の発振器とは別に、周波数の異
なる複数の発振器を独立して設ければ、刺激パルスの振
幅と、刺激パルスの パルス幅および周波数とを、互いに
無関係にランダム化させることができる。

【０００６】また、特開昭６３−１８３０７４号公報に
は、パルス列の出力休止期間を設けるために、刺激信号
発生器たる疑似ランダムパルス発生部にリセット信号を
印加する低周波発振器の開示がある。したがって、この
リセット信号をランダムに出力する手段として、単一の
低周波発振器に代わり複数の発振器を組み込めば、パル
ス列の出力休止期間もランダムに変えることが可能とな
る。

【０００７】しかし、上記構成では、刺激パルスの振幅
と、刺激パルスのパルス幅および周波数と、パルス列の
出力休止期間とをランダム化させるのに、各々独立した
複数の発振器が必要となり、装置の構成を簡素化するこ
とはできない。また、本来外部に出力する必要のない刺
激パルスの出力休止期間中にも、パルスの振幅を増大さ
せようとする動作が行なわれるため、無駄な電力消費を
招くといった問題もある。

【０００８】そこで、本発明は上記問題点を解決して、
装置の簡素化を図り、しかも、不必要な電力消費を抑え
ながら、人の手に近い感覚で人体に刺激を与えることが
できる生体刺激装置を提供することをその目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は人体に導子を当
て、この導子を介して人体にパルス電流を流して刺激を
与える生体刺激装置において、周波数およびパルス幅が
各々異なる複数の発振器からなる第１の制御手段と、こ
の第１の制御手段の各発振器からの出力に応じて、周波
数およびパルス幅の異なる複数種のパルスを発生する刺
激信号発生器と、この刺激信号発生器からの複数種のパ
ルスを人体へ出力する出力回路と、前記第１の制御手段
の各発振器からの出力が入力側に供給される第１のゲー
ト素子と、前記第１の制御手段とは別に、周波数および
パルス幅が各々異なる複数の発振器の出力を第２のゲー
ト素子の入力側に供給して構成される第２の制御手段
と、この第２の制御手段からの出力信号により前記刺激
信号発生器からのパルスの振 幅を増大させる強刺激信号
を前記出力回路に供給する強刺激発生手段とを備え、前
記第１のゲート素子の出力を前記刺激信号発生器および
前記第２の制御手段に供給するとともに、この第１のゲ
ート素子からリセット信号が出力された場合には前記刺
激信号発生器の動作を停止して人体へのパルス出力を休
止し、前記第１のゲート素子からリセット反転信号が出
力された場合には、前記第２のゲート素子からの出力に
よりランダムな出力信号を前記第２の制御手段から前記
強刺激発生手段に供給するように構成したものである。

【００１０】

【作用】上記構成により、第１の制御手段を構成する複
数の発振器は、単に周波数およびパルス幅の異なる複数
種のパルスを刺激信号発生器から発生させるだけでな
く、第１のゲート素子を介してリセット信号を出力し
て、刺激信号発生器の動作を停止させるようにしている
ので、出力回路から出力されるパルスの周波数およびパ
ルス幅とパルス列の出力休止期間とを、共通する第１の
制御手段の発振器でランダム化させることができ、装置
の簡素化を図ることが可能となる。また、この第１の制
御手段の発振器は、第１のゲート素子からリセット反転
信号を出力すると、今度は第２の制御手段を構成する別
の発振器および第２のゲート素子から、強刺激発生手段
にランダムな出力信号を供給させるようにしているの
で、刺激信号発生器からパルスが出力されているときに
だけ、強刺激発生手段により人体に出力するパルスの振
幅をランダムかつ確実に増大させることができ、不必要
な電力消費を抑えることができる。しかも、人体へ出力
するパルスの周波数およびパルス幅をランダムに変化さ
せつつ、パルス列の休止期間とパルスの強刺激とを、各
々独立した第１および第２の制御手段の各発振器によ
り、全く無関係に適当な間隔で付与することができるた
め、いわゆる叩いたり揉んだりするような、人の手に近
い感覚で人体に刺激を与えることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
て説明する。

【００１２】図１に示すように出力波形の基本となる複
数種のパルスを発生する刺激信号発生器たる可変周波数
発振器１を有している。この可変周波数発振器１の入力
端子にはアナログＩＣなどからなる第１のスイッチ２と
第１の抵抗３の直列回路と、アナログＩＣなどからなる
第２のスイッチ２Ａと第２の抵抗３Ａの直列回路と、ア
ナログＩＣなどからなる第３のスイッチ２Ｂと第３の抵
抗３Ｂの直列回路との並列回路が接続されており、第１
乃至第３のスイッチ２，２Ａ，２ＢのＯＮ，ＯＦＦによ
って抵抗値がそれぞれ異なる第１乃至第３の抵抗３，３
Ａ，３Ｂの接続関係が８通りに切換わることによってＣ
Ｒ時定数が多種に可変し、発振周波数が約１ＫＨｚで多
種に変化するようになっている。また、可変周波数発振
器１からの出力は図示しない昇圧トランスを有する出力
回路４により適正なパルス電流として人体へ出力され
る。

【００１３】第１乃至第３のスイッチ２，２Ａ，２Ｂは
人体へ出力するパルスの周波数およびパルス幅の組み合
わせと出力休止期間とをランダムに変化するように制御
する第１の制御手段たる制御手段５を構成する第１乃至
第３の発振器６，６Ａ，６Ｂからの信号によってＯＮ，
ＯＦＦ制御される。第１乃至第３の発振器６，６Ａ，６
Ｂは２乃至８Ｈｚの範囲で周波数およびパルス幅がそれ
ぞれ異なるものであり、第１の発振器６からの信号によ
り第１のスイッチ２が、第２の発振器６Ａからの信号に
より第２のスイッチ２Ａが、第３の発振器６Ｂからの信
号により第３のスイッチ２ＢがそれぞれＯＮ，ＯＦＦ制
御される。また発振器６，６Ａ，６Ｂは必要に応じて周
波数、パルス幅を可変できるようになっている。

【００１４】第１乃至第３の発振器６，６Ａ，６Ｂから
の出力はさらに人体へのパルス出力を休止させる出力休
止手段を構成する第１のゲート素子たる第１のＯＲゲー
ト７の入力側に供給され、ＯＲゲート７からの出力は可
変周波数発振器１のリセット端子に入力することにより
第１乃至第３の発振器６，６Ａ，６Ｂからの出力の全て
がＯＦＦである期間にリセット端子にＬレベルのリセッ
ト信号が供給され人体へのパルス出力を休止する。

【００１５】出力回路４の昇圧トランスにはさらに強刺
激発生手段たる単安定発振器８からの強刺激信号が数ｍ
ｓの周期で供給されて、可変周波数発振器１からの出力
波形の振幅を増大するようになっている。前記単安定発
振器８は制御手段５とは別に強刺激信号の供給がランダ
ムになるように制御する第２の制御手段９からの信号に
よって出力するようになっている。第２の制御手段９は
１乃至２Ｈｚの範囲で周波数およびパルス幅がそれぞれ
異なる第４乃至第６の発振器10，10Ａ，10Ｂと、これら
の発振器10，10Ａ，10Ｂからの出力がその入力側に供給
される第２のゲート素子たる第２のＯＲゲート11と、こ
の第２のＯＲゲート11と第１のＯＲゲート７の出力が供
給されるＮＡＮＤゲート12とを有し、このＮＡＮＤゲー
ト12の出力が単安定発振器８に供給されるようになって
いる。

【００１６】また、図１の構成では、第１のＯＲゲート
７からＨレベルのリセット反転信号が出力された場合、
第２のＯＲゲート11の出力がＨレベルのときには、ＮＡ
ＮＤゲート12からＬレベルの出力信号が単安定発振器８
に供給される一方、第２のＯＲゲート11の出力がＬレベ
ルのときには、ＮＡＮＤゲート12からＨレベルの出力信
号が単安定発振器８に供給され、結果的に、第２のＯＲ
ゲート11の出力によりランダムな出力信号が第２の制御
手段９から単安定発振器８に供給される。

【００１７】上記構成につき、その作用を説明する。

【００１８】第１乃至第３の発振器６，６Ａ，６Ｂから
の周波数，パルス幅の異なる信号によって第１乃至第３
のスイッチ２，２Ａ，２Ｂによる８通りのＯＮ，ＯＦＦ
状態がランダムに切換わり、これによって可変周波数発
振器１から出力し出力回路４を介して人体に与えられる
パルス電流は図２に示す１秒間の拡大された波形図で判
るように周波数，パルス幅がランダムに変化し、さらに
ランダムに生じる第１乃至第３の発振器６，６Ａ，６Ｂ
からの出力が全てＯＦＦする期間において第１のＯＲゲ
ート７からの信号によって人体へのパルス出力が休止す
ることにより、図２のＡ部分に示すように出力休止期間
もランダムに与えられる。さらにまた、ランダムに生じ
る第１乃至第６の発振器６，６Ａ，６Ｂ，10，10Ａ，10
Ｂからの出力が全てＯＮした期間においてＮＡＮＤゲー
ト12の出力がＬレベルになって単安定発振器８から強刺
激信号が出力することにより、人体に与えられる刺激が
図２のＢ部分に示すようにランダムに強められる。

【００１９】このように上記実施例においては、制御手
段５を構成する複数の発振器６，６Ａ，６Ｂが、単に周
波数およびパルス幅の異なる複数種のパルスを可変周波
数発振器１から発生させるだけでなく、第１のＯＲゲー
ト７を介してＬレベルのリセット信号を出力して、可変
周波数発振器１の動作を停止させるようにしているの
で、出力回路４から出力されるパルスの周波数およびパ
ルス幅と、パルス列の出力休止期間とを、共通する制御
手段５の各発振器６，６Ａ，６Ｂでランダム化させるこ
とができ、装置の簡素化を図ることが可能となる。ま
た、この制御手段５の各発振器６，６Ａ，６Ｂは、第１
のＯＲゲート７からＨレベルのリセット反転信号を出力
すると、今度は制御手段９を構成する別の発振器10，10
Ａ，10Ｂおよび第２のＯＲゲート11から、単安定発振器
８にランダムな出力信号を供給させるようにしているの
で、可変周波数発振器１からパルスが出力されていると
きにだけ、単安定発振器８により人体に出力するパルス
の振幅をランダムかつ確実に増大させることができ、不
必要な電力消費を抑えることができる。

【００２０】さらに、出力回路４から人体に出力される
パルスの周波数とパルス幅の少なくとも一方と、パルス
幅の休止期間とを制御手段５によりランダムに変化させ
るとともに、この制御手段５とは別に、パルスの出力波
形の振幅を第２の制御手段９によりランダムに強めるこ
とによって、人体に与えられるパルス電流が適度の休止
と強刺激とを独立して有するようにできるため、いわゆ
る叩いたり、揉んだりするような人の手による如くの自
然に近い感覚が得られ、気持ちよい刺激として感じるこ
ともできるようになる。また、人体に導子を当て、この
導子を介して人体に与えられるパルス電流の周波数，パ
ルス，振幅，休止期間の組み合せがランダムに変化する
ものであるため、人体がその刺激に慣れてしまうことが
なく、痛みの除去，緩和などの良好な治療効果を継続し
て得ることができる。

【００２１】なお本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施
が可能である。例えば可変周波数発振器のスイッチの数
並びにスイッチを制御する発振器の数は適宜選定すれば
よい。さらにまた第１乃至第６の発振器の周波数やパル
ス幅あるいは可変周波数発振器の可変レベルなどは各人
に応じて可変すればよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明は人体に導子を当て、この導子を
介して人体にパルス電流を流して刺激を与える生体刺激
装置において、周波数およびパルス幅が各々異なる複数
の発振器からなる第１の制御手段と、この第１の制御手
段の各発振器からの出力に応じて、周波数およびパルス
幅の異なる複数種のパルスを発生する刺激信号発生器
と、この刺激信号発生器からの複数種のパルスを人体へ
出力する出力回路と、前記第１の制御手段の各発振器か
らの出力が入力側に供給される第１のゲート素子と、前
記第１の制御手段とは別に、周波数およびパルス幅が各
々異なる複数の発振器の出力を第２のゲート素子の入力
側に供給して構成される第２の制御手段と、この第２の
制御手段からの出力信号により前記刺激信号発生器から
のパルスの振幅を増大させる強刺激信号を前記出力回路
に供給する強刺激発生手段とを備え、前記第１のゲート
素子の出力を前記刺激信号発生器および前記第２の制御
手段に供給するとともに、この第１のゲート素子からリ
セット信号が出力された場合には前記刺激信号発生器の
動作を停止して人体へのパルス出力を休止し、前記第１
のゲート素子からリセット反転信号が出力された場合に
は、前記第２のゲート素子からの出力によりランダムな
出力信号を前記第２の制御手段から前記強刺激発生手段
に供給するように構成したものであり、装置の簡素化を
図り、しかも、不必要な電力消費を抑えながら、人の手
に近い感覚で人体に刺激を与えることができる生体刺激
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路構成図である。

【図２】人体に与えられるパルス電流の波形図である。

【符号の説明】

１ 可変周波数発振器（刺激信号発生器） ４ 出力回路 ５ 制御手段（第１の制御手段）６ 第１の発振器（発振器） ６Ａ 第２の発振器（発振器） ６Ｂ 第３の発振器（発振器） ７ 第１のＯＲゲート（第１のゲート素子） ８ 単安定発振器（強刺激発生手段） ９ 第２の制御手段10 第４の発振器（発振器） 10Ａ 第５の発振器（発振器） 10Ｂ 第６の発振器（発振器） 11 第２のＯＲゲート（第２のゲート素子）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人体に導子を当て、この導子を介して人
   体にパルス電流を流して刺激を与える生体刺激装置にお
   いて、周波数およびパルス幅が各々異なる複数の発振器
   からなる第１の制御手段と、この第１の制御手段の各発
   振器からの出力に応じて、周波数およびパルス幅の異な
   る複数種のパルスを発生する刺激信号発生器と、この刺
   激信号発生器からの複数種のパルスを人体へ出力する出
   力回路と、前記第１の制御手段の各発振器からの出力が
   入力側に供給される第１のゲート素子と、前記第１の制
   御手段とは別に、周波数およびパルス幅が各々異なる複
   数の発振器の出力を第２のゲート素子の入力側に供給し
   て構成される第２の制御手段と、この第２の制御手段か
   らの出力信号により前記刺激信号発生器からのパルスの
   振幅を増大させる強刺激信号を前記出力回路に供給する
   強刺激発生手段とを備え、前記第１のゲート素子の出力
   を前記刺激信号発生器および前記第２の制御手段に供給
   するとともに、この第１のゲート素子からリセット信号
   が出力された場合には前記刺激信号発生器の動作を停止
   して人体へのパルス出力を休止し、前記第１のゲート素
   子からリセット反転信号が出力された場合には、前記第
   ２のゲート素子からの出力によりランダムな出力信号を
   前記第２の制御手段から前記強刺激発生手段に供給する
   ように構成したことを特徴とする生体刺激装置。