JPH05115565A - 皮膚貼着型低周波治療器 - Google Patents

皮膚貼着型低周波治療器

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JPH05115565A
JPH05115565A JP8253292A JP8253292A JPH05115565A JP H05115565 A JPH05115565 A JP H05115565A JP 8253292 A JP8253292 A JP 8253292A JP 8253292 A JP8253292 A JP 8253292A JP H05115565 A JPH05115565 A JP H05115565A
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JP
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pulse
output
low frequency
drive pulse
frequency
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JP8253292A
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Inventor
Mitsuaki Takeuchi
三了 竹内
Minoru Sasaki
佐々木  実
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Advance Co Ltd
Original Assignee
Advance Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な操作により変化のある低周波刺激パル
スが出力できる皮膚粘着型低周波治療器を得る。 【構成】 昇圧パルス発生手段3、5、前記昇圧パルス
を蓄積するための蓄積手段6、前記蓄積手段に蓄積され
た電気エネルギイを低周波出力パルスとして出力するた
めのスイッチング手段7、所定のアルゴリズムにもとづ
いて設定されたドライブパルスを出力し、前記ドライブ
パルスに対応して前記スイッチング手段に断続動作を行
わしめる為の信号処理手段2よりなる小型低周波パルス
発生装置と、前記低周波パルス発生装置が一体的に又は
着脱自在に保持される少なくとも一対の皮膚貼着性導子
とを組合わせてなる皮膚貼着型低周波治療器。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、小電源にも拘わらず所
要の生体刺激を提供し得る小型低周波治療器に関し、特
に人体に直接貼着使用可能な超小型化し得る小型低周波
治療器に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、生体が感応できる刺激を一定の周
期で印加することが可能でありながら、その大きさがバ
ンデージやパップ剤等と同様に皮膚に貼着使用し得る小
型低周波治療器が提案されるに至った。しかしながら、
本来低周波治療器の刺激効果は、按摩等の指圧マッサー
ジと近似的効果を与える為に、様々に変化する電気刺激
を与えるべく構成されることが好ましいものである。
又、一定の刺激は生体に対し感応度を著しく低下せしめ
るもので、当然治療効果等も低下することから、バリエ
ーションのある刺激が与えられる小型低周波治療器が希
求されるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、簡単
な操作で変化のある低周波刺激パルスが出力できるだけ
でなく、より小型化すべくそれに必要な高密度実装を行
えるような素子と機構部品を使用した小型低周波治療器
の提供を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、以下に記載されたような技術構成を採用
するものである。即ち、昇圧パルス発生手段、前記昇圧
パルスを蓄積するための蓄積手段、前記蓄積手段に蓄積
された電気エネルギイを低周波出力パルスとして出力す
るためのスイッチング手段、所定のアルゴリズムにもと
づいて設定されたドライブパルスを出力し、前記ドライ
ブパルスに対応して前記スイッチング手段に断続動作を
おこなわせしめる為の信号処理手段よりなる小型低周波
パルス発生装置と、前記低周波パルス発生装置が一体的
に又は着脱自在に保持される少なくとも一対の皮膚貼着
性導子とを組合わせてなる皮膚貼着型低周波治療器であ
る。
【0005】
【作用】本発明に係る皮膚貼着型低周波治療器に於いて
は、予め定められた所定のアルゴリズムに基づいて、パ
ルス幅とパルス間隔を事にする複数個のドライブパルス
のを発生させ、その一部の高周波パルスにより、断続的
な昇圧パルスを発生させて、小さい容量の電池から刺激
用の高電圧を蓄積させると同時に、他方の低周波のドラ
イブパルスにより、該蓄積された高電圧を放電させる様
にすると共に、該両ドライブパルスのパルス幅とパルス
間隔とを適宜に変更させる事によって、任意の時点で任
意の刺激程度を有する電気的刺激パルスを容易に発生さ
せる事が出来る。
【0006】
【実施例】以下、本発明小型低周波治療器の実施例を図
面を参照して説明する。本発明低周波治療器の第1の実
施例を第1図に示す。第1図に於いて、電源部(1)は
コイル(3)の一端に接続され、コイル(3)の他端は
トランジスタ(5)のコレクタ及びダイオードのアノー
ドにそれぞれ接続される。トランジスタ(5)のエミッ
タは電源部(1)のマイナス側に接続されている。ベー
スには信号処理器(2)から出力されるドライブパルス
(c)の出力端(c)が接続されている。
【0007】ダイオード(4)のカソードは、コンデン
サ(6)の一端に接続し且つトランジスタ(7)のコレ
クタに接続されているトランジスタ(7)のエミッタは
脱分極部(8)の一端及び関導子(a)に接続されてい
る。脱分極部(8)の他端は、電源部(1)のマイナス
側と、コンデンサ(6)の他端及び不関導子(b)に各々
接続されている。トランジスタ(7)のベースには、ド
ライブパルス(d)を出力する信号処理器(2)の出力端
(d)が接続されている。
【0008】尚、本発明における該昇圧パルス発生手段
は、断続的に入力される入力パルスの電圧に対して、所
定の昇圧された電圧をもつ昇圧パルスを断続的に発生さ
せる機能を有するものであれば如何なる構成のもので有
っても良く、例えば、第1図に示す様に、駆動ドライブ
トランジスタ5とコイル3の様なインダクタンス成分を
有し、該トランジスタ5から出力される断続的な出力パ
ルスに応答して、ファラデーの原理に従った逆起電力を
発生する回路を用いるものである。
【0009】本発明に於ける該昇圧パルス発生手段に於
ける該インダクタンス成分を有する回路としては、単一
のコイルで有ってもよく、複数のコイルが組み合わされ
てもので有っても良く、又該コイルはトランスフォーマ
として機能するもので有っても良い。電源部(1)はコ
イン型、円筒型、超薄型、ピン型等のマイクロバッテリ
電池より成り、実際使用し得る最小の電池が好ましい
が、一般にICカード、メモリーカード、ウォッチ等の
ハンディタイプ化した機器に使用するものであればよ
い。
【0010】又、信号処理手段である信号処理器(2)
はパルス幅又は/及びパルス間隔が、所定のプログラム
に従い経時的に変化し得る少なくとも2つのドライブパ
ルスを出力するものである。信号処理器(2)には、出
力モードを人為的に設定するための入力端子(9)及び
クロックパルス発生部(10)が各々設けられている。信号
処理器(2)を、例えば汎用ワンチップマイコンにした
場合について、その一構成例を説明する。
【0011】信号処理器(2)は、例えばプログラムを
記憶するROM, RAM, 及びこのプログラムに基づい
てドライプパルスを生成する中央処理部から構成されて
いる。このプログラムは、出力されるドライプパルスの
パルスモードを設定する為のアルゴリズム、及びパルス
モードの組み合わせを実行する為のアルゴリズムであ
り、予めROMにマスクされている。パルスモードは、
例えば下記機能ルーチンに分割される。
【0012】パルス間隔の増加、減少、一定のパルス間
隔に設定、パルス幅の増加、減少、一定のパルス幅に設
定、出力端の変更、等である。入力(9)は、開閉スイ
ッチ、モードSW等で使用者が所望とするパルスモード
を選択する部分である。入力(9)からの選択信号が中
央処理部に入力されると、中央処理部はROMにアドレ
ス信号を送り、このアドレス信号に従ってプログラムが
呼び出され、ドライプパルスが生成される。
【0013】本発明に於ける脱分極部(8)は、電気刺
激を生体に印加した際に被刺激体に生ずる分極電荷を中
和せしめる手段であり、例えば印加パルスの休止期間に
関導子(a)及び不関導子(b)間を短絡せしめれば、分極
状態は極性的に中和状態となる。この短絡する手段は、
抵抗器又は印加パルスの休止期間にONするスイッチン
グトランジスタ等を関導子及び不関導子間に接続するこ
と等を示すものでもある。
【0014】又、脱分極部(8)を第1図に示す部分に
設定するだけでなく、脱分極を行なう際、関導子あるい
は不関導子を電源部(1)に接続することによって分極
電荷を中和せしめてもよい。即ち本発明に於ける電源
は、ボタン電池、シート電池等の通称マイクロバッテリ
を使用してなるものである。故に内部インピーダンスは
極めて小さく、しかも出力電圧は1.5 〜3Vであるか
ら、低周波刺激パルスとして関導子−不関導子間に出力
される50〜100 Vの電圧に比べ近似的に“0" となり、
電源は短絡した状態に等しい。
【0015】尚、電源部(1)で脱分極を行なう際、電
池を2次電池とすれば、脱分極時に流れる電流が回収さ
れ、再び使用することができる。以上様々な形態を持つ
脱分極部(8)は、使用状況に応じ適宜的に選択される
ものである。次に、第1図に示す回路構成図の動作を、
第2図を用いて説明する。第1図に於ける信号処理器
(2)から出力される第1のドライブパルス(c)の出力
波形は、第4図(i)に示す矩形波パルスを出力する。
【0016】第4図(i)に示すパルスの周波数は、例
えば数kHz〜数十kHzである事が好ましく、該パル
スによりトランジスタ(5)がオン・オフし、トランジ
スタ(5)のオン・オフ時にコイル(3)に、ファラデ
ーの法則により生起される逆起電力により、断続的に入
力されたパルスに電圧よりも大きな電圧を持つ出力パル
スが第4図(ii)に示すに断続的に発生し、ダイオード
(4)のカソードに入力される。
【0017】即ち、本発明に於いては、該トランジスタ
5のON、OFF時間の大小により、該コイル3に流れ
る電流が変化する為、該コイル3で発生される起電力の
値が変化する。従って、第4図(i)に示すパルス間
隔、パルス幅の大小により、昇圧パルス電圧が変化す
る。
【0018】一方、信号処理器(2)の出力端(d)から
は第4図(iv)に示すようなドライブパルス(d)が出力
される。このドライブパルスによってトランジスタ
(7)はオン・オフする。トランジスタ(7)のオフ時
に、コンデンサ(6)は第4図(ii)に示す前記した断
続的に出力される昇圧パルスを蓄積し、コンデンサ
(6)の端子間電圧は第4図(iii )に示すように上昇
して、例えば50〜100Vの電圧値を示す様になる。
トランジスタ(7)がオンする時、この蓄積パルスは関
導子(a)を介して人体負荷(RZ)に、第4図(v)に
示す出力が印加される。次にトランジスタ(7)がオフ
すると、人体負荷(RZ)に分極した電荷が脱分極手段
(8)を介して放電消費される。
【0019】従って、トランジスタ(7)のパルス間隔
に於いてコンデンサ(6)は蓄積を行うと同時に、該低
周波のパルスのパルス幅を調整することによって蓄積エ
ネルギィの放電量を制御できることから、本実施例は信
号処理器(2)から出力されるドライブパルスのパルス
幅、あるいはパルス間隔によって低周波刺激パルスの幅
あるいは周期を変化せしめることが可能となる。
【0020】ドライブパルスのパルス幅及び/又はパル
ス間隔を制御するための信号処理器(2)を上述した汎
用ワンチップマイコンにした時、予めストアするプログ
ラムが必要となるが、そのプログラム例を第14図に示す
フローチャートによって説明する。フローチャートの内
容は、ドライブパルスのパルス幅の制御ルーチン、ドラ
イブパルスのパルス間隔の制御ルーチンを行う場合を示
した。又、他には極性変換ルーチンやパルス間隔を増加
ないし減少させるルーチン等の機能ルーチンがある。
【0021】各々パルス幅及び間隔の制御を行なうため
のパラメータは、予めROMに記憶されている。ここで
は以下のようにパラメータを設定した。M1 : ドライブ
パルス(c)のパルス幅、M2 : ドライブパルス(c)のパ
ルス間隔、M3 : ドライブパルス(d)のパルス幅、M4
: ドライブパルス(d)のパルス間隔。又、マイコンに
内蔵されているメモリ(レジスタ)をr1, r2, r3, r4と
した。
【0022】1) スタートSWをONし、r1にM1 をr3
にM3 の値をセットする。ドライブパルス(c)及びドラ
イブパルス(d)は“1", 即ちハイレベルが出力され
る。 2) r3の値が“0" であるかを判定し、“0" でなけれ
ばr3の値を“1" だけ引き、r4にM4 の値をセットして
に進む。 3) r3の値が“0" の時、ドライブパルス(d)は“0"
となりローレベルが出力される。次にr4の値が“0" で
あるかどうかを判定し、“0" でない場合はr4の値が1
だけ引かれてに進む。r4が“0" の場合はドライブパ
ルス(d)は“1" となりハイレベルが出力され、r3にM
3 の値がストアされてに進む。
【0023】4) クロックパルスφ(第1図に示すクロ
ックパルス発生部(10)からの出力パルス)のパルスを確
認した後、r1の値が“0" であるかを判定する。r1の値
が“0" の時、ドライブパルス(c)が“0" となり、ロ
ーレベルが出力される。次にr2の値が“0" であるかを
判定する。r2の値が“0" でない場合はr2の値が1だけ
引かれてに進む。
【0024】r2の値が“0" の場合は、ドライブパルス
(c)は“1" の状態となり、ハイレベルが出力され、r1
にM1 の値がストアされて に進む。 5) r1の値が“0" でない場合、r1の値を1だけ引い
て、r2にM2 の値をセットし、に進む。以上のように
してパラメータM1, M2,M3,M4 に従い、ドライブパ
ルス(c)及び(d)が所望のパルス幅、パルス間隔となっ
て出力される。
【0025】更に、本発明に示す信号処理器を、前述し
た汎用的なマイクロコンピュータの代わりにゲートアレ
イ等のIC化に好適な構成とした信号処理器の1例を第
16図に示し、その構成例を説明する。(16 G)は信号処
理器の内部である。基準発振器(16 −1)の発振パルス
は各々1/N1分周器(16 −4), 1/N2 分周器(16 −5),1/
N3 分周器(16 −6)及びカウンタ(16 −3)に各々接
続される。
【0026】1/N1 分周器(16 −4)及び1/N2分周器(1
6 −5)は選択手段(16 −7)に接続される。選択手段
(16 −7)は単安定発振器(16 −9)に接続されてお
り、単安定発振器(16 −9)の出力端(16c)は信号処理
器(16 G)のドライブパルス(c)の出力端である。選択
手段(16 −7)は1/N1分周器(16 −4)及び1/N2分周器
(16 −5)の何れか1つを単安定発振器(16 −9)に接
続し、外部入力信号(K−2)により、その選択を行な
う機能を有する。
【0027】単安定発振器(16 −9)は選択手段の出力
信号により、外部入力信号(K−3)で設定されたパル
ス幅のパルスを出力端(16c)に出力する機能を有する。
1/N3 分周器(16 −6)の出力は選択手段(16 −8)に
入力され、外部入力信号(K−4)によって定まるパル
ス幅のパルスがドライブパルス(d)として出力される。
尚、選択手段(16 −8)は、複数個に設定された外部入
力信号(K−4)を選択する機能を持ち、制御手段(16
−2)により任意の外部入力信号を選択する。
【0028】カウンタ(16 −3)は基準発振器(16 −
1)の発振パルスをカウントする。外部入力信号(K−
1)の信号が制御手段(16 −2)に入力された時、制御
手段(16 −2)からスタート信号がカウンタ(16 −3)
に入力される。カウンタ(16 −3)の計数値は制御手段
(16 −2)に入力され、制御手段(16 −2)は、所定の
値に達した時、基準発振器(16 −1)に発振を停止せし
めるための信号を出力する。又、基準発振器(16 −1)
の信号出力開始は、外部入力信号(K−1)の入力時に
制御手段(16 −2)が出力する制御信号に依存するもの
である。(16 −10)はインバータであり、その出力信号
はトランジスタをオン・オフするレベルの電圧を出力す
る。
【0029】尚、信号処理器(16 G)の基準発振器(16
−1)の周波数は、例えばドライブパルス(c)が10kHz,
ドライブパルス(d)が約10Hzであれば、20kHz 程度で充
分に低周波治療器としての動作を行なわせしめるもので
ある。このようなドライブパルスは、基準パルス信号を
各々分周することによって生成するものであるから、他
の特定のパルス間隔あるいはパルス幅を有するドライブ
パルスを生成したい場合、更に分周器を加えることによ
って満足し得るものである。
【0030】又、第16図に示した信号処理器は、各ドラ
イブパルスを別々に生成するよう構成されているが、こ
れら相互間でタイミングを取り合うようにすべく構成さ
れてもよいものである。例えばドライブパルス(c)を更
にカウンタによりカウントし、所定計数値に於いてドラ
イブパルス(d)が出力される手段を別途に設け、入力か
らの選択信号により適宜選択されれば、更にパルスモー
ドの拡大が図れる。
【0031】上記構成よりなる本発明の信号処理器
(2)の動作を説明する。第16図に示した基準発振器(1
6 −1)は第1図に示したクロックパルス発生部(10)に
対応し、 第1図に示した入力(9)は第16図の外部入力
信号(K−1)(K−2)(K−3)(K−4)に対応する。
しかしながら、第16図に示した外部入力信号は、人為的
入力信号のみならず、後述する如く各部構成に於ける機
能情報入力でもある。
【0032】基準発振器から出力される基準パルスは、
各々1/N1, 1/N2, 1/N3に分周される。1/N1分周及び1/N2
分周は選択手段(16 −7)に於いて、何れか一方が単安
定発振器(16 −9)のトリガー信号として出力される。
単安定発振器(16 −9)は、このトリガー信号を受けて
ドライブパルス(c)を出力端(16c)から出力する。又、
基準発振器(16 −1)からの出力は、1/N3分周器(16 −
6)で分周され、選択手段(16 −8)を経てドライブパ
ルス(d)を出力端(16d)から出力する。
【0033】基準発振器(16 −1)の基準パルスをスタ
ート信号によりカウンタ(16 −3)で計数し、所定の値
に於いて制御手段(16 −2)に信号を出力する。この信
号により制御手段(16 −2)は、基準発振器(16 −1)
に停止信号を送り、基準発振器(16 −1)の動作を停止
せしめるいわゆるタイマー機能をも供えるものである。
【0034】尚、他にも(16 −10)に示すインバータ、
選択手段(16 −7), (16−8)等の機能があるが、これ
は後述する。又、本発明は第2図に示すような回路構成
を第2の実施例として取り得る。即ち、第1図ではトラ
ンジスタ(5)のオン・オフの動作が信号処理器(2)
から出力されるドライブパルス(c)によって行なわれて
いたものをマルチバイブレータ等の発振器(31)で行なう
ようにしたものである。この発振器(31)の発振パルスを
信号処理器(22)のクロックパルス発振器(10)に代用して
もよい。
【0035】第2図に於ける発振器(31)の他は、第1図
と同様の構成を取るものであるから説明を省略する。
尚、本発明に示す信号処理器は、前述の通り、その全体
の大きさが数mm2 〜数十mm2, 厚さ数mmのマイクロチッ
プICであり、例えばプログラムを記憶する為のRO
M, CPUを内蔵するワンチップマイコンであり、上記
プログラム即ちアルゴリズムをPLD, ゲートアレイ、
スタンダードセルによって表してなるASIC及び/又
は予めドライブパルスのパルス波形情報を記憶素子に記
憶させておき、出力する際記憶素子の記憶された波形情
報を出力するLUTシステム、マイクロプログラム化し
たアルゴリズムによってドライブパルスを生成するマイ
クロプログラムシーケンサ等を示すものであるが、上記
実施例に於いては、汎用型4ビットC- MOSのマイコ
ン(SM-500, SM-590, SM-591(シャープ製))が好
適に使用される。
【0036】以上、本発明は信号処理器が内蔵するアル
ゴリズムに従って出力されるドライブパルス(c)及びド
ライブパルス(d)のパルス幅及び/又はパルス間隔が変
化し、その変化に対応して様々な低周波刺激が出力され
るものである。尚、第1のパルス(c)と第2のパルス
(d)の周波数は、例えば第1のパルス(c)は10k
Hz、又第2のパルス(d)は10Hzを採用する事が
出来る。
【0037】ところで、信号処理器に内蔵されるアルゴ
リズムは、本発明の他の構成要件から各情報を入力した
時、その入力情報に対して種々なアルゴリズムに変化し
得る機能も有する。これは、第4図に示すようなブロッ
ク図として表わされる。第4図に示す(A−1)は第1
図に示す電源部(1)であり、昇圧パルス生成手段(A
−2)は第1図に示すコイル(3)及びトランジスタ
(5)で、蓄積手段(A−3)はコンデンサ(6), 低
周波刺激パルス生成手段(A−4)は第1図に示すトラ
ンジスタ(7), 脱分極手段(A−7)は(8)に各々
対応し、(A−5)は第1図に示す(2)に対応する。
又、ドライブパルス(C−1)及びドライブパルス(D
−1)は、第1図に示すドライブパルス(c)及びドライ
ブパルス(d)に各々対応する。
【0038】第3図に於いて電気エネルギィの流れはE
で示し、出力をOで示した。次に、第3図で信号処理器
(A−5)の入出力動作例を具体的に示し分説する。信
号処理器(A−5)は小型電池(A−1)から電圧情報
(N−1)を受け、この情報信号(N−1)に対応した
アルゴリズムにより昇圧パルス生成手段(A−2)へ所
定のパルス幅を持つドライブパルス(C−1)を出力す
る。
【0039】つまり、信号処理器(A−5)は小型電池
の電圧が第10図(10 i)に示すように徐々に低くなった
場合、第10図(10 −iii )に示すようにパルス幅が次第
に大きくなるような信号を第2のドライブパルス(C−
1)として出力する。第2のドライブパルス(C−1)
のパルス幅が大きくなると、パルス幅に対応して昇圧パ
ルス生成手段(A−2)の出力電圧は、第10図(10 −i
v)の如く大きくなる。これは第1図に於けるコイル
(3)の逆起電力が、同コイルに通電される時間により
その電圧が変化する故である。より詳述する為に、小型
電池の電圧値が低下すると該第2のドライブパルス(c)
のパルス幅が増加する回路例を第15図に示し、その動作
を説明する。電池電圧入力部(401)は、抵抗(413)とダ
イオード(402)の並列回路のアノード側に接続され、ダ
イオード(402)のカソード側は抵抗(403)を介して他端
が接地しているコンデンサ(404)の1端(410)に接続さ
れる。
【0040】入力端(409)を有するNOTゲート(408)
の出力は、NOTゲート(407)の入力及びコンデンサ(4
04)の1端(410)に接続されている。NOTゲート(40
1)の出力端(411)は、第16図のドライブパルス(c)の
出力端(16c)に一致する。電池電圧入力部(401)は、第
16図に於いて外部入力信号(K−3)に該当する。NO
Tゲート(408)の入力端(409)は、第16図に於いて選択
手段(16 −7)の出力部と接続されている。
【0041】第19図の(19 −i)は第18図の電池電圧入
力部(401)に、(19 −ii)は入力端(409)に、(19 −ii
i )は(410)に、(19 −iv)は出力端(411)に各々対応
する。トリガー信号が入力端(409)に入力されない時、
NOTゲート(408)の出力端(410)にはハイレベルが出
力され、NOTゲート(407)の出力端(411)はローレベ
ルが出力されている。トリガー信号(ハイレベル)が入
力端(409)に入力されると、NOTゲート(408)の出力
端(410)はローレベルとなり、NOTゲート(407)の出
力端(411)はハイレベルとなる。次にトリガー信号(40
9)がローレベルになると、NOTゲート(408)の出力
端(410)がハイレベルとなり、コンデンサ(404)は電池
電圧入力部(401),ダイオード(402)及び/又は抵抗(41
3), 抵抗(403)を介して充電される。
【0042】コンデンサ(404)は、充電電流i により充
電され、NOTゲート(407)の入力端電圧は徐々に上昇
し、閾値電圧に達した時、NOTゲート(407)の出力端
(411)がローレベルとなる。ここで、電池電圧入力部(4
01)の電圧が、第19図(19 −i)のように変化した場合
について説明する。
【0043】初め、電池電圧入力部(401)の電圧が高い
時は、コンデンサ(404)の充電電流i による抵抗(413)
の端子間電圧がダイオード(402)の順方向電圧より大き
くなるため、充電電流の流れは電池電圧入力部(401)か
らダイオード(402)及び抵抗(413), 抵抗(403), コン
デンサ(404)となる。これに対し、電池電圧入力部(40
1)の電圧が低下し、抵抗(413)の端子間電圧が順方向
電圧より低くなると、ダイオード電流は停止し、充電電
流i は減少する。このように電池電圧入力部(401)の電
圧が低下すると共に充電電流i が減少し、コンデンサ(4
04)の充電時間は長くなる(第19図(19 −iii)) 。
【0044】次に選択手段第16図(16 −8)の具体的回
路図を第20図に示し説明する。第20図に示した回路は、
クロックパルス発生手段(209)のパルス出力をカウンタ
(202)で計数し、その計数値に従って抵抗群(210)から
特定の抵抗に電池電圧を供給し、供給された合成抵抗
と、コンデンサ(204)及びNOTゲート(207),(205)に
よって構成される単安定発振手段となっている。NOT
ゲート(207)の入力端(201)は、第16図に示した1/N3分
周器(16 −6)の出力端に接続されている。
【0045】NOTゲート(205)の出力端(206)は、第
16図に示したドライブパルス(d)の出力端(16d)であ
る。クロックパルス発生手段(209)の入力端(206)は、
第16図に示した外部入力信号(K−4)を入力する部分
である。外部入力信号(K−4)は、例えば回路を始動
開始させる信号、あるいは出力波形モードを切り換える
時の信号である。
【0046】次に第20図に示した回路の動作を説明す
る。クロックパルス発生手段(209)から出力されるパル
スをカウンタ(202)で計数し、その計数値に対応したレ
ベルの電圧が、スイッチ群(203)のコントロール信号と
して出力される。これにより特定の抵抗に電池電圧V
が接続され、電池電圧V が接続された抵抗の合成抵抗
と、コンデンサ(204)で定まる時定数に従った幅のパル
スがNOTゲート(205)から出力される。即ち、入力端
(201)の入力がローレベルの時、NOTゲート(207)の
出力はハイレベルであり、入力端(201)にハイレベルの
トリガーパルスが入力されると、NOTゲート(207)の
出力(208)はローレベルとなる。
【0047】次にトリガーパルス(201)がローレベルに
なると、NOTゲート(207)の出力(208)は、抵抗群(2
10)で選択された合成抵抗を通してコンデンサ(204)に
充電され徐々に上昇する。NOTゲート(205)の出力(2
06)は、この電圧が閾値に達した時ローレベルとなる。
従って、抵抗群(210)から選択される合成抵抗により、
ドライブパルス(d)のパルス幅を制御できる。即ち第9
図(9−iv)及び(9−v)に示すように、徐々にパル
ス幅を増加させたり減少させたりすることが可能とな
り、人体の感応度を経時的に変化せしめることができ
る。次に第3図(A−3)に示す蓄積手段の蓄積電気エ
ネルギィに応じてドライブパルス(c)を制御する実施例
を第15図に示し、説明する。
【0048】第15図(a)に於ける蓄積電気エネルギィ検
出手段(309)の回路を第15図(b)に示す。蓄積手段とし
てのコンデンサ(306)に定電圧ダイオード(312)及びト
リガーダイオード(313)及び抵抗(314)が並列に接続さ
れ、抵抗(314)に接続されたトリガーダイオード(313)
の1端が、信号処理器(303)へのコントロール信号を出
力するための出力端(k)である。
【0049】この出力端(k)から出力されるコントロー
ル信号は第16図の外部入力信号(K−2), 第3図にお
いては、情報入力信号(N−2)に各々対応する。昇圧
パルスは入力端(e)からコンデンサ(306)に入力され、
充電される。この時、コンデンサ(306)の端子間電圧が
ツェナーダイオード(312)のツェナー電圧とトリガーダ
イオード(313)のブレークダウン電圧を合計した電圧を
超えた時、トリガーダイオード(313)は導通状態とな
り、出力端(k)が“0" から“1" に変わる。
【0050】信号処理器(303)は、出力端(k)がハイレ
ベルであることを検出し、第16図に示す選択手段(16 −
7)に、この前段に設けてある分周器を選択させて、単
安定発振器(16 −9)へのトリガー信号の周期を変え
る。この時選択される分周器は、パルス間隔が長い分周
を行なうものにすれば、第9図(9−i)に示すように
無駄のないドライブパルス(c)を昇圧パルス発生手段に
与えることができる。
【0051】尚、第15図(b)に示す回路で、ツェナーダ
イオード(312)は省略してもかまわない。第3図で、治
療時間を所定の時間だけに設定したい場合でも、スター
ト手段(A−6)からスタート信号(N−3)を信号処
理手段(A−5)が入力し、所定の時間でドライブパル
ス(D−1)の発振を停止せしめればよい。更にスター
ト信号(N−3)が入力された時、ドライブパルス(D
−1)が第9図(9−v)に示すような信号として出力
することもできる。
【0052】又、信号処理手段(A−5)は、ドライブ
パルス(D−1)(第17図(17 −i))の立ち下がりで脱分
極手段(A−7)の動作を開始して、分極電荷を中和せ
しめる。この具体的回路例を第15図に示した。脱分極手
段(308)の回路を第15図(c)に示す。入力(318)は信号
処理器(303)からの出力信号(dp)に接続され、スイッチ
ングトランジスタ(317)のベースに接続されている。入
力(316)はトランジスタ(307)のエミッタと接続され、
出力(315)は不関導子(b)に接続されている。
【0053】この回路の動作を説明する。トランジスタ
(307)のオフ時に、トランジスタ(317)のコレクタとエ
ミッタは、信号処理器(303)からの出力信号(dp)により
導通する。トランジスタ(317)が導通すると、関導子
(a)の電荷は不関導子(b)に流出する。従って低周波刺
激パルスが印加されることにより、人体負荷に残存した
分極電荷は放電されることになる。
【0054】このように、信号処理手段(A−5)の内
部アルゴリズムに従って、ドライブパルス以外の信号を
出力することも可能である。次に低周波出力パルスのパ
ルスエネルギィをより大きくした他の実施例につき、第
11図を参照して説明する。第11図で破線部に示した部分
は、昇圧パルス発生手段である。小型電池(101)の負極
は接地されている。ダイオード(105)のカソード側に示
した出力端(e)は、コンデンサ(106)の1端とトランジ
スタ(107)のエミッタと抵抗r5の1端と抵抗r1を介して
トランジスタ(109)のベースと、抵抗r3の1端と、抵抗
r2の1端に接続されている。
【0055】r3の他端は、 トランジスタ(109)のエミッ
タ及びコンデンサ(110)の1端に接続され、抵抗r2の他
端は、トランジスタ(107)のベースと抵抗r5の他端及び
r6の1端に接続されている。トランジスタ(108)のエミ
ッタは接地され、コレクタはr6の他端に接続され、ベー
スは信号処理器(111)のドライブパルス(d)に接続され
ている。トランジスタ(109)のコレクタは関導子(a)に
接続され、不関導子(b)は接地されている。
【0056】次に、第11図に示した回路動作を説明す
る。ドライブパルス(d)が出力されない時、トランジス
タ(108)がオフの状態であり、トランジスタ(107), (10
9)もオフの状態となる。出力端(e)に出力される昇圧パ
ルスは、コンデンサ(106)及び抵抗r1,r3を介してコン
デンサ(110)に入力蓄積される。
【0057】信号処理機(111)の出力端(d)からドライ
ブパルス(d)がトランジスタ(108)のベースに入力され
ると、トランジスタ(108)はオンし、トランジスタ(10
7)もオンする。これによってコンデンサ(106)の1端
はコンデンサ(110)に直接に接続されることとなる。更
にトランジスタ(108)がオンすることにより、抵抗r6と
抵抗r2によりトランジスタ(109)がオン状態となる。従
って直列に接続されたコンデンサ(110),(106)に蓄積さ
れた電気エネルギィは、トランジスタ(109)を介して関
導子(a)に出力される。
【0058】この時、コンデンサ(110)(106)は直列接続
となるため、低周波刺激パルスは、昇圧パルスにより蓄
積された電圧の2倍の電圧で出力されることになる。次
に、本発明の小型低周波治療器に於いてその出力の極性
を信号処理器のドライブパルスを利用して変換せしめる
他の実施例について、第12図を参照して説明する。
【0059】電池電圧(12 −1)のプラス+側は、信号
処理器(12 −2)の電池V に接続されると共に、コイ
ル(12 −3)の1端に接続されている。コイル(12 −
3)の他端は、トランジスタ(12 −4)のコレクタ及び
ダイオード(12 −10)を介してコンデンサ(12 −5)の
1端とトランジスタ(12 −6),トランジスタ(12 −7)
のコレクタに接続されている。トランジスタ(12 −6)
のエミッタは、出力端(12 −D)とトランジスタ(12 −
9)のコレクタに接続され、トランジスタ(12 −7)の
エミッタは、出力端(12 −E)とトランジスタ(12 −
8)のコレクタに接続されている。
【0060】電池電圧(12 −1)のマイナス−側は、信
号処理器(12 −2)のグランド(GND)に接続される
と共に、トランジスタ(12−4)のエミッタ及びコンデ
ンサ(12 −5)の他端とトランジスタ(12 −8)とトラ
ンジスタ(12 −9)のエミッタに接続されている。信号
処理器(12 −2)のドライブパルス(12 −A)は、トラ
ンジスタ(12 −4)のベースに接続され、ドライブパル
ス(12 −B)は、トランジスタ(12 −7)及びトランジ
スタ(12 −9)のベースに接続され、ドライブパルス(1
2 −C)はトランジスタ(12 −6)とトランジスタ(12
−8)のベースに接続されている。
【0061】次に回路の動作を説明する。本回路で昇圧
パルスはダイオード(12 −10)を介してコンデンサ(12
−5)に蓄積されている。ドライブパルス(12 −B)が
“1", ドライブパルス(12 −C)が“0" の時、トラ
ンジスタ(12 −7)とトランジスタ(12 −9)がオンの
状態となり、コンデンサ(12 −5)に蓄積された昇圧パ
ルスエネルギィは、出力端(12 −E)から人体負荷(R
Z)を通り、出力端(12 −D)へ流れる。
【0062】又、ドライブパルス(12 −C)が“1",
ドライブパルス(12 −B)が“0"となる時、トランジ
スタ(12 −6)とトランジスタ(12 −8)はオンし、コ
ンデンサ(12 −5)に蓄積された昇圧パルスエネルギィ
は、出力端(12 −D)から人体負荷(RZ)を通り、出
力端(12 −E)へ流れる。このようにドライブパルス(1
2 −B), (12−C)をコントロールすることにより、出
力の極性を変えることができる。
【0063】第13図にドライブパルスと出力パルスの関
係を示す。第13図(13 −i)はドライブパルス(12 −
C), 第13図(13 −ii)はドライブパルス(12 −B),
第13図(13 −iii )及び(13 −iv)は出力端(12 −D)
及び(12 −E)間の出力波形に各々対応する。本発明を
用いた種々の出力様式を第5図、第6図、第7図、第8
図を参照して説明する。但し、低周波出力パルスとして
出力される信号処理器からのドライブパルス(c)及びド
ライブパルス(d)のパルス幅あるいはパルス間隔の変化
に伴う信号処理器の内部動作の説明は省略する。第5図
は、信号処理器からのドライブパルス(d)を断続的に出
力した場合を示し、(5−i)はドライブパルス(d)の
出力波形で、(5−ii)は低周波刺激パルスである。
【0064】第6図は、信号処理器からのドライブパル
ス(d)の幅を徐々に広くしたり狭くした場合を示し、
(6−i)はドライブパルス(d)の出力波形で、(6−
ii)は低周波刺激パルスである。低周波刺激パルスの幅
は、人体が感じられる刺激強度に寄与するため、本仕様
では皮膚がマッサージされるような感触が得られる。第
7図は、信号処理器からのドライブパルス(d)の幅を一
定にして、その間隔を変化させた場合を示し、(7−
i)はドライブパルス(d)の出力波形で、(7−ii)は
低周波刺激パルスである。第8図は、信号処理器からの
ドライブパルス(d)の出力間隔を変えて、昇圧パルスが
昇圧パルス蓄積用コンデンサに蓄積され、徐々に電圧が
上昇する過程で出力し、低周波刺激パルスの電圧を変化
させた場合を示す。
【0065】(8−i)はドライブパルス(c), (8−i
i)は昇圧パルス、(8−iii )は昇圧パルス蓄積用コ
ンデンサの蓄積電圧波形、(8−iv)は昇圧イブパルス
(d), (8−v)は低周波刺激パルスを示す。(8−vi),
(8−vii ), (8−viii)は、ドライブパルス(d)の間
隔を一定にして昇圧用ドライブパルス(c)の出力数を変
え、昇圧パルス蓄積用コンデンサの電圧を変化させて低
周波刺激パルスを出力させた場合を示す。(8−vi)は
ドライブパルス(c), (8−vii )はドライブパルス(d),
(8−viii)は低周波刺激パルスを示す。
【0066】以上本発明は、簡単な電子回路でバリエー
ションのある刺激を長時間にわたって与える装置であ
り、且つそれぞれの素子をマイクロチップ化し、これら
のマイクロチップを用いて、今般多方面にわたりその実
用的応用が行われているカスタムIC及びハイブリッド
技術を利用し得るものである。従って、本発明の電子回
路素子は高密度実装が可能であり、ゲートアレイ、BI
- CMOS, HIC等の技術を用いることが可能であ
る。これらの技術を用いることにより全体の大きさを大
きくともおよそ縦20mm, 横20mm,高さ5mmぐらいに製作
することができる。
【0067】以下、低周波パルス発生手段を具備してな
る全体構成を示す実施例を、図面第21図乃至第23図を参
照して詳細に説明する。図に於いて(21 S)は皮膚貼着
型低周波治療器で、関導子(22 S)は、柔軟シート乃至
フィルム状に形成した導電性ゲル層(24 S)と、金属箔
又は導電性ゴム乃至樹脂フィルム等で形成された電流分
散用導電性部材層(25 S)とを積層して一体的に形成し
たものである。
【0068】又、不関導子(23 S)は柔軟シート乃至フ
ィルム状に形成された導電性ゲル層(26 S)と、前記と
同様金属箔等で形成された電流分散用導電性部材層(27
S)とを積層して一体的に形成したものである。前記関
導子(22 S)の上面略中央部には軽量電池、例えばいわ
ゆるボタン状電池を内蔵した低周波パルス発生手段(28
S)が出力の一端を電流分散用導電性部材層(25 S)に
接触するように設置し、他端を例えばアルミニウム箔の
リード線(29 S)により不関導子(23 S)の電流分散用
導電性部材層(27 S)に接続設置されている。(30 S)
は絶縁性パッキング層である。この絶縁性パッキング層
(30 S)は例えば非導電性の合成樹脂を柔軟シート乃至
フィルム状に形成したもので、前記関導子(22 S)及び
不関導子(23 S)はこの絶縁パッキング層(30 S)に離
間して配置固着されている。即ち、関導子(22 S), 不
関導子(23 S)及び低周波パルス発生手段は絶縁バッキ
ング層(30 S)により一体的に支持連結されている。
【0069】次にこのように構成した本発明皮膚貼着型
低周波治療器の作用及び使用方法を説明する。まず人体
の希望位置に関導子(22 S)が当接するように貼着す
る。これと同時に関導子(22 S)と不関導子(23 S)と
は皮膚を通して閉回路を形成し、低周波パルスが人体に
印加される。更に本実施例の導電性ゲル層について説明
する。
【0070】この層は好適には、カラヤガム、トラガカ
ントガム、ザンサンガム等の天然樹脂多糖類又はポリビ
ニルアルコール部分ケン化物、ポリビニルホルマール、
ポリビニルメチルエーテル及びそのコーポリマ、ポリビ
ニルピロリドン、ポリビニルメタクリレート等のビニル
系樹脂、ポリアクリル酸及びそのナトリウム塩、ポリア
クリルアミド及びその部分加水分解物、ポルアクリル酸
テステル部分ケン化物、ポリ(アクリル酸−アクリルア
ミド)等のアクリル系樹脂など、親水性を有する各種天
然又は合成樹脂等を水及び/又はエチレングリコール、
グリセリン等のアルコール類で柔軟可塑化して自己保形
性、皮膚接着性を有する柔軟フィルム乃至シート状ゲル
として提供される。次に他の実施例を図面第23図を参照
して詳細に説明するが、前記第1の全体の実施例と同一
部分には同一符号を付してその説明を省略する。図に於
いて(22 S)は関導子を示し、(23 S)は不関導子を示
す。(28 S)はボタン状電池(28−2)と低周波パルス
生成回路(28 S−1)で、低周波パルス生成回路(28 S
−1)は関導子(22 S)の電流分散用導電性部材層(25
S)に配置接続され、又、ボタン電池(28 S−2)はリ
ード線(31 S)内の導電線(31 S−1)(31S−2)を介
して不関導子(23 S)の電流分散用導電性部材層(27
S)に配置接続されている。
【0071】本実施例の構成によると、関導子と不関導
子とはリード線の長さの範囲で任意に離して人体に貼着
することができ、貼着部位が小さい場合や比較的大きな
曲率の面にも無理無く利用することができる。又、高温
多湿時に使用し、皮膚が多量に発汗した場合も、各導子
は離れているため表皮を流れる電流の影響は全く無い等
の好ましい点を有する貼着型低周波治療器が得られる。
従って、他の構成要件となる小型電池、関導子、不関導
子となる電極及びこれらを包装支持する諸支持部材等を
含む全体の大きさも、厚さ5mm, 縦30mm, 横15mm程度に
構成されるものである。
【0072】
【発明の効果】本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器に
於いては、予め定められた所定のアルゴリズムに基づい
て、パルス幅とパルス間隔を事にする複数個のドライブ
パルスのを発生させ、その一部の高周波パルスにより、
断続的な昇圧パルスを発生させて、小さい容量の電池か
ら刺激用の高電圧を蓄積させると同時に、他方の低周波
のドライブパルスにより、該蓄積された高電圧を放電さ
せる様にすると共に、該両ドライブパルスのパルス幅と
パルス間隔とを適宜に変更させる事によって、任意の時
点で任意の刺激程度を有する電気的刺激パルスを容易に
発生させる事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例を示すブロックダイアグラムである。
【図2】図2は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例を示すブロックダイアグラムである。
【図3】図3は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例を示すブロックダイアグラムである。
【図4】図4は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例に於ける動作を示す波形図である。
【図5】図5は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例に於ける動作を示す波形図である。
【図6】図6は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例に於ける動作を示す波形図である。
【図7】図7は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例に於ける動作を示す波形図である。
【図8】図8は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例に於ける動作を示す波形図である。
【図9】図9は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例に於ける動作を示す波形図である。
【図10】図10は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例に於ける動作を示す波形図である。
【図11】図11は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例を示すブロックダイアグラムである。
【図12】図12は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例を示すブロックダイアグラムである。
【図13】図13は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例に於ける動作を示す波形図である。
【図14】図14は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
に用いられる信号処理器の実施例を示すフローチャート
である。
【図15】図15は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例を示すブロックダイアグラムである。
【図16】図16は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
に用いられる信号処理器の例を示す図である。
【図17】図17は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例に於ける動作を示す波形図である。
【図18】図18は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例の一部を示す回路図である。
【図19】図19は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例に於ける動作を示す波形図である。
【図20】図20は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例の一部を示す回路図である。
【図21】図21は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の全体構成の例を示す図である。
【図22】図22は、図21のI−I線に沿った断面図であ
る。
【図23】図23は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の全体構成の例を示す図である。
【符号の説明】
1…電源部 2…信号処理器 3…コイル 4…ダイオード 5, 7…トランジスタ 6…コンデンサ 8…脱分極部 9…入力 10…クロックパルス発生部 31…発振器 a…関導子 b…不関導子 c…ドライブパルスc の出力端 d…ドライブパルスd の出力端 RZ…人体負荷抵抗 C−1, 16c, 411…ドライブパルスc D−1, 16d, 211…ドライブパルスd

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 昇圧パルス発生手段、前記昇圧パルスを
    蓄積するための蓄積手段、前記蓄積手段に蓄積された電
    気エネルギイを低周波出力パルスとして出力するための
    スイッチング手段、所定のアルゴリズムにもとづいて設
    定されたドライブパルスを出力し、前記ドライブパルス
    に対応して前記スイッチング手段に断続動作を行わしめ
    る為の信号処理手段よりなる小型低周波パルス発生装置
    と、前記低周波パルス発生装置が一体的に又は着脱自在
    に保持される少なくとも一対の皮膚貼着性導子とを組合
    わせてなることを特徴とする皮膚貼着型低周波治療器。
  2. 【請求項2】 前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギ
    イを前記低周波刺激パルス生成手段により低周波電気刺
    激として放出した後、被刺激生体の分極を脱分極するた
    めの脱分極手段を更に有することを特徴とする請求項1
    記載の皮膚貼着型低周波治療器。
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JP2018082870A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 株式会社ジーウェーブ 電気治療器

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JPS58146362A (ja) * 1982-02-26 1983-08-31 東芝テック株式会社 生体刺激装置
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JPS596839U (ja) * 1982-07-07 1984-01-17 日本電気株式会社 半導体装置

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