JPH05337198A - Long-term electric stimulation apparatus - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To dissolve a polarized condition by equalizing approximately the amt. of a stimulating pulse in the positive pole direction to the amt. of a stimulating pulse in the negative direction. CONSTITUTION:An electric current signal from a pulse wave sensor 31 is input in a microcomputor 35 through a differential circuit 32, a peak hold circuit 33 and a comparator 34. The microcomputer 35 applies a delay to this input pulse to generate a delayed pulse. The microcomputor 35 outputs a drive pulse and a transistor 36 works on and off by a pulse output to a terminal 3a. When the electric current energized in an inductor 37 is made thereby on and off, the inductor 37 generates a reverse electromotive force in accordance with this and it is stored in a condenser 38. When a terminal 3b outputs a pulse, transistors 39b and 39c repeat on and off and the electric charge accumulated in the condenser 38 is discharged to generate a positive pole electric stimulation pulse. During a terminal 3c outputs a pulse, a negative pole electric stimulation pulse is generated in the similar way and at this time, it is set that the amt. of both pulses are approximately equalized each other.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、長時間連続的または断
続的に使用される電気刺激装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric stimulator which is used continuously or intermittently for a long time.

【０００２】[0002]

【従来例】心電図、脈拍等の生体信号から、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、その他各
種電気刺激装置とは、比較にならないほどすぐれた血行
促進を図ることが、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。[Prior art example] By detecting a diastole from a biosignal such as an electrocardiogram and a pulse, and applying a stimulus with emphasis on this diastole, the conventional electric massager, low frequency treatment device, and other various electric stimulators There has been proposed a device capable of promoting blood circulation that is incomparably superior, and moreover, a slimming effect can be obtained due to the promotion of blood circulation.

【０００３】[0003]

【本発明が解決しようとする課題】この様な装置は、３
０分〜８時間と長時間連続的あるいは断続的に主に腹部
において使用することで上記効果を奏するものである
が、長時間使用する際、従来の電気刺激装置に無い弊害
が生じた。人体は通電にさいし、通電部位付近に電荷を
蓄積する。この電荷は、低周波治療器など電気刺激パル
スの間隔が広いものについてはその期間で放電するため
電荷の蓄積は問題とならなかった。しかしながら実際
は、完全に放電しきっているわけではなく、若干の電荷
が残存していた。この電荷は、短時間の使用であっては
問題が無いが、長時間使用していく場合この電荷の影響
で、皮膚が赤化したり電気火傷が生じたりした。この電
荷を除去するために、脱分極手段なるものが提案され
た、これは、主に電気刺激パルス間隔間で関導子、およ
び不関導子間を電気スイッチング素子で短絡させるよう
な構成を有するものであるが、電気スイッチング素子に
はオン抵抗があり、高いエネルギーを有する電気刺激で
あっては、完全な放電がされず、長時間の使用に際して
は、あまり有効ではなかった。また電気刺激装置ではな
いが脱分極手段として逆方向極性のパルスを加えるもの
も提案はされてはいるが、単に逆パルスを加えただけで
は、特に電気刺激のように高いエネルギーを有する刺激
パルスを長時間人体に加える場合、不十分であった。Such an apparatus has three problems.
The above effect is obtained by continuously or intermittently using it for a long time of 0 minutes to 8 hours mainly in the abdomen, but when it is used for a long time, an adverse effect that the conventional electric stimulation device does not occur occurs. The human body, when energized, accumulates charges near the energized area. This electric charge is discharged during the period of a low-frequency treatment device such as a device having a wide interval between electric stimulation pulses, so that the accumulation of electric charge does not pose a problem. However, in reality, it was not completely discharged, and some electric charge remained. This electric charge is not a problem for a short time use, but when used for a long time, the electric charge causes reddening of the skin and electric burns. In order to remove this electric charge, a depolarizing means has been proposed, which is mainly configured to short-circuit the electrical conductors and the non-insulators between electrical stimulation pulse intervals with an electrical switching element. However, the electrical switching element has an on-resistance, and electrical stimulation having a high energy does not completely discharge, so that it is not very effective when used for a long time. Although a device that applies a pulse of reverse polarity as a depolarizing means, which is not an electrical stimulator, has also been proposed, a stimulating pulse having high energy such as electrical stimulation can be obtained by simply adding a reverse pulse. It was insufficient when it was added to the human body for a long time.

【０００４】[0004]

【課題を解決する為の手段】上記に鑑み本発明は、脈波
パルス間隔間で生成される電気刺激パルスにおいて、正
極方向の刺激パルスの量と負極方向の刺激パルスの量を
約同等とすることにより、分極状態を解消させることを
実現した。本発明でしめすパルス量とは、電気刺激パル
ス１個のパルス振幅とパルス幅とで決定される値のこと
である。また、約同等とは、本発明が、脈波の状態によ
って刺激パルスの出力状態が変化するためであり、実際
この変化を踏まえた上で、約同等となるように設定され
ていれば、充分に分極を解消させられるものであること
から同様に幅をもたせたことを示すものである。In view of the above, according to the present invention, in an electrical stimulation pulse generated between pulse wave pulse intervals, the amount of stimulation pulse in the positive direction and the amount of stimulation pulse in the negative direction are made approximately equal. As a result, it was possible to eliminate the polarization state. The pulse amount shown in the present invention is a value determined by the pulse amplitude and pulse width of one electrical stimulation pulse. Further, the term "approximately equal" is because the present invention changes the output state of the stimulation pulse depending on the state of the pulse wave, and in consideration of this change, it is sufficient if the settings are approximately equal. Since the polarization can be eliminated in the above, it is shown that the width is similarly given.

【０００５】[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、増幅手段を兼ねた構造を有す
る。（33）はピークホールド回路であり入力に対し、そ
のピーク電位を保持しその後所定の時定数で放電したそ
の電圧を出力する。（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つの入力の電位差に
よって出力をＯＮ、ＯＦＦさせるものである。（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）、とドライブパルス（３
ｂ）（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、（３
ｂ）（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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 1, (31) is a pulse wave sensor, which is composed of a combination of a light emitting diode, cds, or LED and a phototransistor. The pulse wave sensor (31) converts a change in light due to blood flow into an electrical change and outputs it.
(32) is a differentiating circuit, which has a structure that also serves as an amplifying means. Reference numeral (33) is a peak hold circuit, which holds the peak potential with respect to the input and then outputs the voltage discharged with a predetermined time constant. Reference numeral (34) is a comparator, which has at least two inputs, and turns the output on and off according to the potential difference between these two inputs. Reference numeral (35) is a microcomputer, which performs a signal processing judgment on an input signal based on a built-in storage means and outputs a drive pulse. Drive pulse (3a), and drive pulse (3
b) (3c) has different frequency and duty (3a)
Is a drive pulse for generating a boosting pulse of several KHz, (3
b) (3c) is a drive pulse for low frequency electrical stimulation generation, (3b) and (3c) are output for polarity conversion, and (3b) is a positive drive pulse (3c). Is a drive pulse for the negative electrode. Reference numeral (36) is a switching transistor, which performs switching operation by the drive pulse (3a) output from the microcomputer (35). (37) is a boosting inductor, which generates a boosting pulse so that the exciting current flowing through the inductor is interrupted. (38) is a storage means, which mainly comprises a capacitor. (39) is a switching means, and (39a) and (39c) are PNP type (39b) and (39d).
Is an NPN switching transistor. (40) is an output end, and a conductor is attached to each of the output ends, and the output end is attached or attached to the affected part of the biomedical treatment.

【０００６】次に該動作を図２を参照して説明する。脈
波センサー（31）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（２１））。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、ピークホールド回路（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
微分信号のピークが入力されたとき、このピーク電位を
保持した電圧を出力し、この電圧は、コンパレータ（3
4）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（２２））。該パルスはピーク域
を立ち上がり、ボトム域を立ち下がりとしたパルス幅を
有するものである。マイコン（35）はこのパルスを入力
し、立ち上がりに対し数（μｓｅｃ）〜数十（ｍｓｅ
ｃ）の遅延をかけ、立ち上がりが遅延した遅延パルスを
生成する。この遅延パルスのパルス幅が電気刺激出力許
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ＫＨｚ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
を発生し、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（39
ｂ）を介して放電され正極電気刺激パルスが生成され、
端子（３ｃ）がパルスを出力する時、トランジスタ（39
ａ）（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、
負極方向の電気刺激パルスが生成される（図２（２
３））。このとき端子（３ｂ）が出力する電気刺激パル
スの量と端子（３ｃ）が出力する電気刺激パルスの量と
は、約同等となるように設定されていればよく様々な態
様が提示される。例えば、図２（２３）は、１脈波パル
ス間隔間で正極方向の刺激パルスを出力端連続させた
後、次に負極方向の電気刺激パルスを正極方向へ同じ量
だけ出力させた例である。また、図２（２４）は、交互
に電気刺激パルスを出力させたものであり、また図２
（２５）は、１脈波おきに正極、負極交互に電気刺激を
加えるものである。マイコン（35）から端子（３ｂ）、
（３ｃ）へ出力されるドライブパルスによって出力端
（40）へ極性が変化する電気刺激パルスが出力される。
このドライブパルスは、マイコン(35)に内蔵されたプロ
グラムによって生成される。プログラムの内容は、特に
限定されることはなく、すくなくとも端子（３ｂ）、
（３ｃ）へ、出力されるドライブパルスのパルス数、パ
ルス間隔、パルス幅が、出力時間において、約同等であ
ればよいのである。尚、出力時間とは、全出力時間また
は、単位時間毎区切られた時間を示すものである。Next, the operation will be described with reference to FIG. The pulse wave sensor (31) is attached to various parts of the living body and converts a change in blood flow into a change in electric potential (Fig. 2 (21)). This change in potential is converted into a current signal and input to the differentiating circuit (32). The blood flow signal is converted into a differential signal in the differentiating circuit (32) and output to the peak hold circuit (33) and one end of the comparator (34). The peak hold circuit (33) outputs a voltage holding this peak potential when the peak of the differential signal is input, and this voltage is output to the comparator (3
Input to the other end of 4). The comparator (34) differentiates the output signal of the peak hold circuit (33) from the differentiation circuit (32).
The potentials of the differential signals are compared, and when a predetermined potential difference occurs, a pulse is output ((22) in FIG. 2). The pulse has a pulse width with a peak region rising and a bottom region falling. The microcomputer (35) inputs this pulse, and several (μsec) to several tens (mse)
The delay of c) is applied to generate a delayed pulse whose rising edge is delayed. The pulse width of this delayed pulse is the electrical stimulation output allowable period. The microcomputer (35) outputs the drive pulse to the terminal (3a), the terminal (3b) and the terminal (3c).
The pulse output to the terminal (3a) is a rectangular wave pulse having a frequency of several KHz, and the transistor (36) is turned on and off by the pulse. When the transistor (36) is turned on / off, the current flowing through the inductor (37) is interrupted. When the current is interrupted, the inductor (37) generates a counter electromotive force and is stored in the capacitor (38) via the diode. The terminals (3b) and (3c) output a few (Hz) rectangular wave pulses, and when the terminal (3b) outputs a pulse, the transistors (39b) (39c) turn back on and off. The electric charge accumulated in the capacitor (38) is transferred to the output terminal (40) of the transistor (39c) and the load (RZ) transistor (39).
b) is discharged to generate a positive electrode electrostimulation pulse,
When the terminal (3c) outputs a pulse, the transistor (39
a) (39d) turns back on and off. Capacitors (38)
The electric charge accumulated in the transistor (39a) output terminal (40)
Discharged through the load (RZ) transistor (39d),
A negative electric stimulation pulse is generated (see FIG.
3)). At this time, the amount of electrical stimulation pulse output from the terminal (3b) and the amount of electrical stimulation pulse output from the terminal (3c) may be set to be approximately equal, and various modes are presented. For example, FIG. 2 (23) is an example in which a positive pulse stimulation pulse is continuously output at one pulse wave pulse interval, and then a negative pulse electrical stimulation pulse is output by the same amount in the positive pulse direction. .. In addition, FIG. 2 (24) is one in which electrical stimulation pulses are alternately output.
In (25), electrical stimulation is alternately applied to the positive electrode and the negative electrode every other pulse wave. From the microcomputer (35) to the terminal (3b),
An electrical stimulation pulse whose polarity changes is output to the output end (40) by the drive pulse output to (3c).
The drive pulse is generated by a program built in the microcomputer (35). The content of the program is not particularly limited, and at least the terminal (3b),
It is sufficient that the number of drive pulses to be output to (3c), the pulse interval, and the pulse width are approximately the same in the output time. The output time is the total output time or the time divided into unit times.

【０００７】[0007]

【発明の効果】上記詳述のごとく本発明は、脈波センサ
より、脈波パルスを生成し、前記脈波パルスのパルス間
隔で電気刺激パルスを出力させる際、正極方向の刺激パ
ルスの量と負極方向の刺激パルスの量を約同等とするこ
とにより、分極を解消させることが出来、長時間連続ま
たは断続して電気刺激パルスを人体に加えることができ
るものである。As described in detail above, according to the present invention, when the pulse wave pulse is generated from the pulse wave sensor and the electrical stimulation pulse is output at the pulse interval of the pulse wave pulse, the amount of the stimulation pulse in the positive direction and By making the amount of the stimulation pulse in the negative direction approximately equal, the polarization can be eliminated, and the electrical stimulation pulse can be applied to the human body continuously or intermittently for a long time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の一実施例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図２】図１で示した図の各部出力波形図。FIG. 2 is an output waveform diagram of each part of the diagram shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

３１ 脈波センサ ３２ 微分手段 ３３ ピークホールド回路 ３４ コンパレータ ３５ マイクロコンピュータ 31 pulse wave sensor 32 differentiating means 33 peak hold circuit 34 comparator 35 microcomputer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 脈波センサ、前記脈波センサより脈波パ
ルスを生成する脈波パルス生成手段、前記脈波パルス生
成手段より出力された脈波パルスのパルス間隔内で生体
に対し、正極方向の刺激パルスの量と負極方向の刺激パ
ルスの量とが電気刺激パルス出力時間に於て約同等とな
る様に出力する電気刺激パルス出力手段よりなることを
特徴とする長時間電気刺激装置。1. A pulse wave sensor, a pulse wave pulse generation means for generating a pulse wave pulse from the pulse wave sensor, and a positive electrode direction with respect to a living body within a pulse interval of the pulse wave pulse output from the pulse wave pulse generation means. A long-term electrostimulation apparatus comprising: an electrostimulation pulse output means for outputting the stimulation pulse amount and the negative direction stimulation pulse amount so as to be approximately equal in the electrostimulation pulse output time.