JP2782649B2 - 電気刺激装置 - Google Patents
電気刺激装置Info
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- JP2782649B2 JP2782649B2 JP17778392A JP17778392A JP2782649B2 JP 2782649 B2 JP2782649 B2 JP 2782649B2 JP 17778392 A JP17778392 A JP 17778392A JP 17778392 A JP17778392 A JP 17778392A JP 2782649 B2 JP2782649 B2 JP 2782649B2
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- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気刺激装置に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】心電図、脈波などの生体信号から拡張期
を検出し、この拡張期に重点をおき刺激を加えることに
よって、従来の電気マッサージ器、低周波治療器、その
他電気刺激装置とは、比較にならないほどすぐれた血行
促進効果を図ることができ、しかも血行促進に起因し
て、痩身効果を得ることを可能とする装置が提案され
た。
を検出し、この拡張期に重点をおき刺激を加えることに
よって、従来の電気マッサージ器、低周波治療器、その
他電気刺激装置とは、比較にならないほどすぐれた血行
促進効果を図ることができ、しかも血行促進に起因し
て、痩身効果を得ることを可能とする装置が提案され
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したような装置に
おいては、拡張期を検出することが重要となる。拡張期
を得る為の手段として、まず収縮期を検出しこの収縮期
を反転又は除くことによる方法があげられる。収縮期
は、図３でしめす（ＳＳ）のように最低値から２つめの
ピーク値までをしめすものであるが、この収縮期の始ま
り示す最低値は、実際明確に検出されるものでは無く、
アーチファクトや生体信号を検出する部位によって非常
に困難である。また、脈拍計などとは異なり、脈拍だけ
を検出するだけでなく更に電気刺激パルスを出力させ更
に停止させなければならず、なるべく簡単でかつ正確な
手段をもって、収縮期乃至拡張期を検出することが求め
られた。
おいては、拡張期を検出することが重要となる。拡張期
を得る為の手段として、まず収縮期を検出しこの収縮期
を反転又は除くことによる方法があげられる。収縮期
は、図３でしめす（ＳＳ）のように最低値から２つめの
ピーク値までをしめすものであるが、この収縮期の始ま
り示す最低値は、実際明確に検出されるものでは無く、
アーチファクトや生体信号を検出する部位によって非常
に困難である。また、脈拍計などとは異なり、脈拍だけ
を検出するだけでなく更に電気刺激パルスを出力させ更
に停止させなければならず、なるべく簡単でかつ正確な
手段をもって、収縮期乃至拡張期を検出することが求め
られた。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】上記に鑑み本発明は、脈波
センサと前記脈波センサから出力した脈波信号を微分す
る手段と前記微分手段で得られた微分波の主にピーク電
位を保持し、更にこの保持されたピーク電位を所定の時
定数で降下させるピークホールド手段と前記微分手段の
出力微分波と前記ピークホールド手段の出力電位とを比
較し、微分波が、ピークホールド電位を越えた時点でパ
ルスを立ちあげるまたは、立ち下げることによりこの立
ち上がりまたは立ち下がりの時点が脈波信号の最低値つ
まり収縮期の始まりとなり、すくなくともこの時点で電
気刺激を停止させることにより、正確な拡張期における
電気刺激を実現した。この電気刺激の開始時期は、収縮
期の始まりから、任意の時間後を設定すれば良く又その
他の手段で設定しても良い。尚、ここで、少なくともこ
の時点で電気刺激を停止させるというのは、その他の場
合もあることを示している。つまり、収縮期の始まりか
ら、任意の時間幅に電気刺激間隔が長くなる様に、収縮
期の始まりで電気刺激が調整される場合等である。
センサと前記脈波センサから出力した脈波信号を微分す
る手段と前記微分手段で得られた微分波の主にピーク電
位を保持し、更にこの保持されたピーク電位を所定の時
定数で降下させるピークホールド手段と前記微分手段の
出力微分波と前記ピークホールド手段の出力電位とを比
較し、微分波が、ピークホールド電位を越えた時点でパ
ルスを立ちあげるまたは、立ち下げることによりこの立
ち上がりまたは立ち下がりの時点が脈波信号の最低値つ
まり収縮期の始まりとなり、すくなくともこの時点で電
気刺激を停止させることにより、正確な拡張期における
電気刺激を実現した。この電気刺激の開始時期は、収縮
期の始まりから、任意の時間後を設定すれば良く又その
他の手段で設定しても良い。尚、ここで、少なくともこ
の時点で電気刺激を停止させるというのは、その他の場
合もあることを示している。つまり、収縮期の始まりか
ら、任意の時間幅に電気刺激間隔が長くなる様に、収縮
期の始まりで電気刺激が調整される場合等である。
【０００５】
【実施例】図１において、（31）は脈波センサーであ
り、発光ダイオード、ｃｄｓ、又はＬＥＤ、フォトトラ
ンジスタの組み合わせよりなる。脈波センサー（31）は
血流による光の変化を電気的変化に変換して出力する。
（32）は微分回路であり、入力波形を微分波に変換し出
力するものであ。なお、ここでは増幅手段を兼ねた構造
を有するものとした。（33）はピークホールド回路であ
り入力に対し、その電位を保持した出力を行なうもので
あって、入力信号のピークに対しこれを保持すると共に
所定の時定数で電位を降下させるものである。（34）は
コンパレータであり、少なくとも２つの入力を有し、こ
れら２つの入力の一方向乃至他方向へ生じた電位差によ
って出力をＯＮ、ＯＦＦさせるものである。一方向に電
位差が生じた場合の一方向とは正極、又は負極の何れ
か、他方向とはその反対極を示す。尚、正極、負極とは
コンパレータ（34）の入力の内どちらかの入力を基準と
し、他の入力電位の相対電位差方向を示す。（35）はマ
イコンであり、内蔵する記憶手段に基づき入力信号に対
し、信号処理判定を行ない、ドライブパルスを出力す
る。ドライブパルス（３ａ）、ドライブパルス（３ｂ）
（３ｃ）は各々周波数、Ｄｕｔｙが異なり（３ａ）は数
ＫＨZの昇圧パルス生成用ドライブパルス、（３ｂ）
（３ｃ）は、低周波数を有する電気刺激生成用ドライブ
パルスであり、（３ｂ）（３ｃ）は各々極性変換用に出
力されるものであり、（３ｂ）は正極用ドライブパル
ス、（３ｃ）は負極用ドライブパルスである。（36）は
スイッチングトランジスタであり、マイコン（35）から
出力されるドライブパルス（３ａ）によってスイッチン
グ動作を行なう。（37）は昇圧用インダクタであり、イ
ンダクタに流れる励磁電流を断続される如に昇圧パルス
を生成するものである。（38）は蓄積手段であり、主に
コンデンサよりなる。（39）はスイッチング手段であ
り、（39ａ）（39ｃ）は、ＰＮＰ型（39ｂ）と（39ｄ）
はＮＰＮ型スイッチングトランジスタである。（40）は
出力端であり、各々に導子が装着され、生体治療患部に
貼着乃至装着されるものである。
り、発光ダイオード、ｃｄｓ、又はＬＥＤ、フォトトラ
ンジスタの組み合わせよりなる。脈波センサー（31）は
血流による光の変化を電気的変化に変換して出力する。
（32）は微分回路であり、入力波形を微分波に変換し出
力するものであ。なお、ここでは増幅手段を兼ねた構造
を有するものとした。（33）はピークホールド回路であ
り入力に対し、その電位を保持した出力を行なうもので
あって、入力信号のピークに対しこれを保持すると共に
所定の時定数で電位を降下させるものである。（34）は
コンパレータであり、少なくとも２つの入力を有し、こ
れら２つの入力の一方向乃至他方向へ生じた電位差によ
って出力をＯＮ、ＯＦＦさせるものである。一方向に電
位差が生じた場合の一方向とは正極、又は負極の何れ
か、他方向とはその反対極を示す。尚、正極、負極とは
コンパレータ（34）の入力の内どちらかの入力を基準と
し、他の入力電位の相対電位差方向を示す。（35）はマ
イコンであり、内蔵する記憶手段に基づき入力信号に対
し、信号処理判定を行ない、ドライブパルスを出力す
る。ドライブパルス（３ａ）、ドライブパルス（３ｂ）
（３ｃ）は各々周波数、Ｄｕｔｙが異なり（３ａ）は数
ＫＨZの昇圧パルス生成用ドライブパルス、（３ｂ）
（３ｃ）は、低周波数を有する電気刺激生成用ドライブ
パルスであり、（３ｂ）（３ｃ）は各々極性変換用に出
力されるものであり、（３ｂ）は正極用ドライブパル
ス、（３ｃ）は負極用ドライブパルスである。（36）は
スイッチングトランジスタであり、マイコン（35）から
出力されるドライブパルス（３ａ）によってスイッチン
グ動作を行なう。（37）は昇圧用インダクタであり、イ
ンダクタに流れる励磁電流を断続される如に昇圧パルス
を生成するものである。（38）は蓄積手段であり、主に
コンデンサよりなる。（39）はスイッチング手段であ
り、（39ａ）（39ｃ）は、ＰＮＰ型（39ｂ）と（39ｄ）
はＮＰＮ型スイッチングトランジスタである。（40）は
出力端であり、各々に導子が装着され、生体治療患部に
貼着乃至装着されるものである。
【０００６】次に該動作を説明する。脈波センサー（3
1）は、生体諸部位に装着され、血流の変化を電位の変
化に変換する（図２（１））。この電位の変化が電流信
号に変換され、微分回路（32）に入力される。血流信号
は微分回路（32）に於いて微分信号に変換され（図２
（２））、ピークホルド回路（33）及びコンパレータ
（34）の一端出力される。ピークホールド回路（33）は
微分信号の立ち上がりから電位を保持し、さらに微分波
のピーク電位を保持する。微分波がピークを過ぎたあと
所定の時定数で電位を降下させる。このピークホールド
電位はコンパレータ（34）の他端に入力される。コンパ
レータ（34）はピークホールド回路（33）の出力信号に
対し、微分回路（32）の微分信号の電位を比較し所定の
電位差が生じた時、パルスを出力する（図２（３））。
該パルスは脈波信号の最低値を立ち上がりとしたものと
なる。マイコン（35）はこのパルスを入力し、このパル
スの立ち上がりに対し数（μｓｅｃ）〜数十（ｍｓｅ
ｃ）の遅延（図２（４）で示すＤＥ）をかけ、この遅延
部から、次の脈波パルスの立ち下がり迄が電気刺激出力
許容期間となる。マイコン（35）は、ドライブパルスを
端子（３ａ）、端子（３ｂ）、端子（３ｃ）を出力す
る。端子（３ａ）に出力されたパルスは周波数が数ＫＨ
ｚの矩形波パルスであり、該パルスによってトランジス
タ（36）がオン、オフする。トランジスタ（36）がオン
オフすると、インダクタ（37）に流れる電流を断続させ
る。インダクタ（37）は電流が断続される際、逆起電力
が発生し、ダイオードを介してコンデンサ（38）に蓄積
される。端子（３ｂ）、端子（３ｃ）は数（ＨZ）の矩
形波パルスを出力し、端子（３ｂ）がパルスを出力する
時、トランジスタ（39ｂ）（39ｃ）がオンオフを駆り返
す。コンデンサ（38）に蓄積された電荷は、トランジス
タ（39ｃ）、出力端（40）、負荷（ＲＺ）、トランジス
タ（39ｂ）を介して放電される。端子（３ｃ）がパルス
を出力する時、トランジスタ（39ａ）、（39ｄ）がオン
オフを駆り返す。コンデンサ（38）に蓄積された電荷は
トランジスタ（39ａ）、出力端（40）、負荷（ＲＺ）、
トランジスタ（39ｄ）を介して放電される。端子（３
ｂ）がパルスを出力する場合と端子（３ｃ）がパルスを
出力する場合とは、出力端（40)から見た場合、極性が
逆となる電気刺激パルスが出力される。従ってマイコン
（35）から端子（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）へ出力さ
れるパルスによって出力端（40）へ電気刺激パルスが出
力され、端子（３ｂ）と端子（３ｃ）のパルスの有無に
よって極性が変わり、端子（３ａ）〜端子（３ｃ）のパ
ルス幅、パルス間隔が変わる場合、変化のある電気刺激
を出力端（40）へ出力することが可能である。次に図２
（５）に示す様に脈波パルスが短くなった時の動作につ
いて説明する。電気刺激パルスは、脈波パルスの立ち上
がりから所定時間ディレイをかけた後、所定の時間幅だ
け電気刺激パルスを出力する。従って拡張期が電気刺激
パルスの幅より短くなった時、収縮期の始まりを示すパ
ルスの立ち下がり（ＭＤ）で強制的に停止させれば、拡
張期の最後と電気刺激パルス出力期間の最後は一致す
る。図２（６）はその動作を示した図である。図２
（６）の動作は、拡張期が電気刺激パルスの幅より短く
なった時顕著であるが、その他の場合、例えば図２
（４）の様な場合でも動作はしている。
1）は、生体諸部位に装着され、血流の変化を電位の変
化に変換する（図２（１））。この電位の変化が電流信
号に変換され、微分回路（32）に入力される。血流信号
は微分回路（32）に於いて微分信号に変換され（図２
（２））、ピークホルド回路（33）及びコンパレータ
（34）の一端出力される。ピークホールド回路（33）は
微分信号の立ち上がりから電位を保持し、さらに微分波
のピーク電位を保持する。微分波がピークを過ぎたあと
所定の時定数で電位を降下させる。このピークホールド
電位はコンパレータ（34）の他端に入力される。コンパ
レータ（34）はピークホールド回路（33）の出力信号に
対し、微分回路（32）の微分信号の電位を比較し所定の
電位差が生じた時、パルスを出力する（図２（３））。
該パルスは脈波信号の最低値を立ち上がりとしたものと
なる。マイコン（35）はこのパルスを入力し、このパル
スの立ち上がりに対し数（μｓｅｃ）〜数十（ｍｓｅ
ｃ）の遅延（図２（４）で示すＤＥ）をかけ、この遅延
部から、次の脈波パルスの立ち下がり迄が電気刺激出力
許容期間となる。マイコン（35）は、ドライブパルスを
端子（３ａ）、端子（３ｂ）、端子（３ｃ）を出力す
る。端子（３ａ）に出力されたパルスは周波数が数ＫＨ
ｚの矩形波パルスであり、該パルスによってトランジス
タ（36）がオン、オフする。トランジスタ（36）がオン
オフすると、インダクタ（37）に流れる電流を断続させ
る。インダクタ（37）は電流が断続される際、逆起電力
が発生し、ダイオードを介してコンデンサ（38）に蓄積
される。端子（３ｂ）、端子（３ｃ）は数（ＨZ）の矩
形波パルスを出力し、端子（３ｂ）がパルスを出力する
時、トランジスタ（39ｂ）（39ｃ）がオンオフを駆り返
す。コンデンサ（38）に蓄積された電荷は、トランジス
タ（39ｃ）、出力端（40）、負荷（ＲＺ）、トランジス
タ（39ｂ）を介して放電される。端子（３ｃ）がパルス
を出力する時、トランジスタ（39ａ）、（39ｄ）がオン
オフを駆り返す。コンデンサ（38）に蓄積された電荷は
トランジスタ（39ａ）、出力端（40）、負荷（ＲＺ）、
トランジスタ（39ｄ）を介して放電される。端子（３
ｂ）がパルスを出力する場合と端子（３ｃ）がパルスを
出力する場合とは、出力端（40)から見た場合、極性が
逆となる電気刺激パルスが出力される。従ってマイコン
（35）から端子（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）へ出力さ
れるパルスによって出力端（40）へ電気刺激パルスが出
力され、端子（３ｂ）と端子（３ｃ）のパルスの有無に
よって極性が変わり、端子（３ａ）〜端子（３ｃ）のパ
ルス幅、パルス間隔が変わる場合、変化のある電気刺激
を出力端（40）へ出力することが可能である。次に図２
（５）に示す様に脈波パルスが短くなった時の動作につ
いて説明する。電気刺激パルスは、脈波パルスの立ち上
がりから所定時間ディレイをかけた後、所定の時間幅だ
け電気刺激パルスを出力する。従って拡張期が電気刺激
パルスの幅より短くなった時、収縮期の始まりを示すパ
ルスの立ち下がり（ＭＤ）で強制的に停止させれば、拡
張期の最後と電気刺激パルス出力期間の最後は一致す
る。図２（６）はその動作を示した図である。図２
（６）の動作は、拡張期が電気刺激パルスの幅より短く
なった時顕著であるが、その他の場合、例えば図２
（４）の様な場合でも動作はしている。
【０００７】
【発明の効果】以上、詳述のごとく本発明は、脈波より
微分波を検出し、この微分波をピークホールド手段によ
りピークホールド電圧に変換し、前記微分波と前記ピー
クホールド電圧とを比較手段で比較し、前記微分波が前
記ピークホールド電圧を越えた時点でパルスを立ち上げ
または立ち下げることによりこの立ち上げまたは立ち下
げた時点が収縮期の始まりと一致することから少なくと
もこの時期に電気刺激を停止させることによって、電気
刺激許容期間を明確にすることができ、拡張期における
正確な電気刺激出力がおこなえる等の効果を有する。
微分波を検出し、この微分波をピークホールド手段によ
りピークホールド電圧に変換し、前記微分波と前記ピー
クホールド電圧とを比較手段で比較し、前記微分波が前
記ピークホールド電圧を越えた時点でパルスを立ち上げ
または立ち下げることによりこの立ち上げまたは立ち下
げた時点が収縮期の始まりと一致することから少なくと
もこの時期に電気刺激を停止させることによって、電気
刺激許容期間を明確にすることができ、拡張期における
正確な電気刺激出力がおこなえる等の効果を有する。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。
【図２】図１で示したプロック図の各部出力波形図。
【図３】脈波を示す図。
３１ 脈波センサ ３２ 微分手段 ３３ ピークホールド手段 ３４ 比較手段 ３５ マイクロコンピュータ
Claims (1)
- 【請求項１】脈波センサ、前記脈波センサより得られた
脈波電気信号を微分する微分手段、前記微分手段で得ら
れた微分信号波のピーク値を保持し、更にその後所定の
時定数で値を降下させるピークホールド手段、前記微分
手段の出力微分波と前記ピークホールド手段のピークホ
ールド出力とを比較し、前記微分波と前記ピークホール
ド出力の値の間に一方向の電位差が生じてから、前記微
分波とピークホールド出力の値の間に他方向に電位差が
生じるまでをパルスとして出力するための比較手段、前
記比較手段の出力パルスにもとずいて設定された期間に
電気刺激パルスを出力する電気刺激パルス出力手段より
なることを特徴とする電気刺激装置。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17778392A JP2782649B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 電気刺激装置 |
| AU39926/93A AU663948B2 (en) | 1992-06-12 | 1993-06-01 | Electrical stimulator |
| TW082104425A TW252922B (ja) | 1992-06-12 | 1993-06-03 | |
| EP93109136A EP0573946A3 (en) | 1992-06-12 | 1993-06-07 | Electric stimulator. |
| US08/075,399 US5575809A (en) | 1992-06-12 | 1993-06-11 | Electrical stimulator |
| CA002098226A CA2098226A1 (en) | 1992-06-12 | 1993-06-11 | Electrical stimulator |
| KR1019930010733A KR960003910B1 (ko) | 1992-06-12 | 1993-06-12 | 전기 자극장치 |
| US08/482,813 US5623937A (en) | 1992-06-12 | 1995-06-07 | Artifact detector for stimulator |
| AU21764/95A AU676636B2 (en) | 1992-06-12 | 1995-06-20 | Electrical stimulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17778392A JP2782649B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 電気刺激装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05337196A JPH05337196A (ja) | 1993-12-21 |
| JP2782649B2 true JP2782649B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=16037032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17778392A Expired - Fee Related JP2782649B2 (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 電気刺激装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2782649B2 (ja) |
-
1992
- 1992-06-12 JP JP17778392A patent/JP2782649B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05337196A (ja) | 1993-12-21 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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