JPH06304256A - Locally applicable microprocessor-controlled nerve and muscle stimulator - Google Patents
Locally applicable microprocessor-controlled nerve and muscle stimulatorInfo
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- JPH06304256A JPH06304256A JP9018293A JP9018293A JPH06304256A JP H06304256 A JPH06304256 A JP H06304256A JP 9018293 A JP9018293 A JP 9018293A JP 9018293 A JP9018293 A JP 9018293A JP H06304256 A JPH06304256 A JP H06304256A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は一般的にはＴＥＮＳタイ
プ治療装置に関し、特にマイクロプロセッサ制御のＴＥ
ＮＳタイプ装置に関する。FIELD OF THE INVENTION This invention relates generally to TENS type therapy devices and more particularly to microprocessor controlled TE.
It relates to NS type devices.
【０００２】[0002]
【従来の技術】痛みの制御のために電気的エネルギーを
使用することはよく知られている。電気的に誘導される
痛みの抑制の基礎を成す明確な生理学上の原理は完全に
解明されていないけれども、その効果は極めて現実的で
あり、広範囲の痛みの状態に適用可能な、薬を使用しな
い、外科的でなくかつ精神医学的治療法でない痛みの抑
制方法を提供している。BACKGROUND OF THE INVENTION The use of electrical energy to control pain is well known. Although the precise physiological principles underlying the inhibition of electrically-induced pain are not fully understood, its effects are highly realistic and use drugs that are applicable to a wide range of pain conditions. No, it provides a non-surgical and non-psychiatric remedy for pain control.
【０００３】経皮的電気的神経刺激（ＴＥＮＳ）は種々
の急性及び慢性の痛みの症候を除去する為の証明済みの
手段として一般に認められている。それは付加的な特性
がないことから、薬物を用いることに対する魅力的な代
替手段である。加えて、適切に行われたＴＥＮＳ療法に
は副作用が知られていない。ＴＥＮＳ装置が痛みの知覚
に影響を与えることの神経生理学上のメカニズムを説明
するために、これまでいくつかの理論が考え出された。
受け入れられた解釈の最も早いものはゲート制御理論で
あり、メルザック及びウォールが１９６５年に最初に仮
定したものである（Ｒ．メルザック，Ｐ．Ｄ．ウォー
ル，”痛みの機構：新しい理論”，サイエンス，第１５
０巻，９７１-９７９頁，１９６５ (Melzack, R. Wall
P. D., "Pain mechanisms: a new theory," Science, V
ol. l50,pp. 971-979 1965)）。この理論は動物実験か
らのデータを用いて求心性神経の刺激がの不快な入力及
び不快でない入力の両方からの伝達を阻止し得ることを
予測している。しかしながら、それに続いて行われた商
業的に利用可能な刺激装置を用いた研究の結果、ＴＥＮ
Ｓ装置の効力はゲート制御理論のみによっては説明され
ないことが明らかになった（Ｒ．Ｄ．シュミット，”脊
椎中枢神経系におけるシナップス前抑制，”エルゲーブ
ン フィジコル，第６３巻 ２０-８６頁，１９７１ (S
chmidt R. D., "Presynaptic inhibition in the verte
brate central nervous system," Ergebn. Physicol.,
Vol. 63 pp. 20ー86, 1971)）。Transcutaneous electrical nerve stimulation (TENS) is generally accepted as a proven means for eliminating various acute and chronic pain symptoms. It is an attractive alternative to using drugs because it lacks additional properties. In addition, there are no known side effects to properly administered TENS therapy. Several theories have so far been devised to explain the neurophysiological mechanisms by which the TENS device influences pain perception.
The earliest accepted interpretation is gate control theory, which was first assumed by Melzac and Wall in 1965 (R. Melzac, PD Wall, "Mechanism of Pain: A New Theory", Science). , 15th
Volume 0, pp. 971-979, 1965 (Melzack, R. Wall
PD, "Pain mechanisms: a new theory," Science, V
ol. l50, pp. 971-979 1965)). This theory uses data from animal studies to predict that afferent nerve stimulation can block transmission from both uncomfortable and uncomfortable inputs. However, subsequent research with commercially available stimulators resulted in TEN
It has become clear that the efficacy of the S device is not explained by gating theory alone (RD Schmidt, "Presynaptic inhibition in the central nervous system of the spine," Elgeven Physicol, 63: 20-86, 1971 ( S
chmidt RD, "Presynaptic inhibition in the verte
brate central nervous system, "Ergebn. Physicol.,
Vol. 63 pp. 20-86, 1971)).
【０００４】より新しい研究によれば、（Ｍ．Ｂ．Ｅ．
エリクソン、Ｂ．Ｈ．スジョーランド及びＳ．ニールセ
ン，”慢性的痛みにおける鎮痛手段としての末梢調節刺
激の長期間の結果”，Ｐａｉｎ，第６巻，３３５-３４
７頁，１９７９ (Eriksson, M. B. E., Sjolund, B. H.
and Nielzen, S., "Long term results of peripheral
conditioning stimulation as an analgesic measure
in chronic pain", Pain, Vol. 6, pp. 335-347, 197
9)）いく人かの患者については、従来の刺激によって不
満足な結果しか得られない場合には新しい刺激技術によ
り補うことによってＴＥＮＳ装置の効果が大きく増大す
ることが明らかになった。一つの一般的方法においては
中国式電気針療法（鍼術）の経験が取り入れられてい
る。この技術の効果が、針療法による効果も同様に、抗
オピオイド(opioid)剤、例えばナロクソン(naloxone)塩
酸塩によって逆転されることの発見（Ｂ．Ｈ．スジョー
ランド及びＭ．Ｂ．Ｅ．エリクソン，”末梢調節刺激に
より生成された痛覚欠如におけるナロクソンの影響”，
ブレイン リサーチ，第１７３巻、２９５-３０１頁、
１９７９ (Sjolund, B. H. and Eriksson, M. B. E., "
The influence of naloxone on analgesia produced by
peripheral conditioning stimulation", BrainRes.,
Vo. l73, pp. 295-301, l979)、及びＤ．Ｊ．メイヤ
ー，Ｄ．Ｄ．プライス，及びＡ．ラフィイ”人の針療法
痛覚欠如の抗麻酔ナロクソンによる拮抗作用”，ブレイ
ン リサーチ第１２１巻、３６８-３７２頁，１９７７
(Mayer, D. J., Price, D. D., and Rafii, A., "Antag
onism of acupucture analgesia in man by the narcot
ic atagonic naloxone", Brain Res., Vol. 121, pp. 3
68-372, 1977)）が内生的アヘン(opiate)システムが疼
痛制御に関与している可能性を示唆している。According to newer research (MBE
Ericsson, B.A. H. Sujoland and S.L. Nielsen, "Long-Term Outcomes of Peripheral Modulation Stimulation as an Analgesic Tool in Chronic Pain," Pain, Vol. 6, 335-34.
P. 7, 1979 (Eriksson, MBE, Sjolund, BH
and Nielzen, S., "Long term results of peripheral
conditioning stimulation as an analgesic measure
in chronic pain ", Pain, Vol. 6, pp. 335-347, 197
9)) For some patients, it has been found that supplementation with new stimulation techniques greatly increases the effectiveness of the TENS device when conventional stimulation produces unsatisfactory results. One common method incorporates Chinese electroacupuncture experience. The discovery that the effect of this technique is reversed by anti-opioid agents, such as naloxone hydrochloride, as well as by acupuncture (BH Sujoland and MBE. Ericsson, “Effect of Naloxone on Analgesia Produced by Peripheral Modulation Stimulation”,
Brain Research, 173, 295-301,
1979 (Sjolund, BH and Eriksson, MBE, "
The influence of naloxone on analgesia produced by
peripheral conditioning stimulation ", BrainRes.,
Vo. L73, pp. 295-301, l979), and D.I. J. Mayer, D.A. D. Price, and A. Rafie “Antagonism of human acupuncture analgesia by anti-anesthesia naloxone”, Brain Research, Vol. 121, 368-372, 1977.
(Mayer, DJ, Price, DD, and Rafii, A., "Antag
onism of acupucture analgesia in man by the narcot
ic atagonic naloxone ", Brain Res., Vol. 121, pp. 3
68-372, 1977) suggest that the endogenous opiate system may be involved in pain control.
【０００５】１９７５年以来、いくつかの内生的モルフ
ィネ類似ペプチッドが分離されており、（Ｊ．ヒューズ
他、”強力なアヘン拮抗を有する脳からの二つの関連す
るペンタペプチドの同定”ネイチャー第２５８巻、５７
７頁、１９７５ (Hughes, J.et al, "Identification o
f two related pentapeptides from the brain withpot
ent opiate agonist activity", Nature, Vol. 258, p
p. 577, 1975))、これには中枢神経系における非常に多
くの部分において発見されているエンドルフィンが含ま
れる。（Ｓ．マツクラ他、”猿の脳における免疫反応性
ベータエンドルフィンの場所的分布”ブレイン リサー
チ、第１５９巻、２２８ページ、１９７８ (Matsukura,
S. et al, "The regional distribution of immunorea
ctive beta-endorphin in the monkey brain", Brain R
es., Vo. 159, p. 228, 1978)）。Since 1975, several endogenous morphine-like peptides have been isolated (J. Hughes et al., "Identification of two related pentapeptides from the brain with potent opiate antagonism", Nature 258). Volume, 57
P. 7, 1975 (Hughes, J. et al, "Identification o
f two related pentapeptides from the brain withpot
ent opiate agonist activity ", Nature, Vol. 258, p
p. 577, 1975)), which includes endorphins found in numerous parts of the central nervous system. (S. Matsukura et al., "Spatial distribution of immunoreactive beta endorphins in the monkey brain" Brain Research, 159, 228, 1978 (Matsukura,
S. et al, "The regional distribution of immunorea
ctive beta-endorphin in the monkey brain ", Brain R
es., Vo. 159, p. 228, 1978)).
【０００６】上述の結果により、幾人かの研究者（Ｍ．
Ｂ．Ｅ．エリクソン、Ｂ．Ｈ．Ｓｊｏｌｕｎｄ、及び
Ｓ．ニールセン”慢性の痛みにおける鎮痛手段としての
末梢調節刺激の長期的結果”，ペイン、第６巻、３３５
-３４７頁、１９７９ (Eriksson, M. B. E., Sjolund,
B.H., and Nielzen, S., "Long term results of perip
heral conditioning stimulation as an analgesic mea
sure in chronic pain",Pain, Vol. 6, pp. 335-347, 1
979)）は経皮的刺激においてはひとつ以上の神経生理学
上の機構が関与しているとの結論に達した。この理論は
臨床的研究によって支持されており、（Ｊ．Ｓ．マナー
ハイマー及びＧ．Ｎ．ランプ”臨床での経皮的電気的神
経刺激”，Ｆ．Ａ．デーヴィスカンパニー，フィラデル
フィア，３４５−３４８頁，１９８４ (Mannerheimer,
J. S. and Lampe, G. N., "Clinical transcutaneous e
lectrical nerve stimulation", F. A. Davis Company,
Philadelphia, pp. 345-348, 1984)）従来のＴＥＮＳ
装置及び針療法に類似したＴＥＮＳ装置に対して表１に
示された如く異なる特性を示している。Based on the above results, some researchers (M.
B. E. Ericsson, B.A. H. Sjolund, and S. Nielsen, "Long-Term Outcomes of Peripheral Modulation Stimulation as an Analgesic Tool in Chronic Pain," Pain, Vol. 6, 335.
-347, 1979 (Eriksson, MBE, Sjolund,
BH, and Nielzen, S., "Long term results of perip
heral conditioning stimulation as an analgesic mea
sure in chronic pain ", Pain, Vol. 6, pp. 335-347, 1
979)) concluded that more than one neurophysiological mechanism is involved in percutaneous stimulation. This theory is supported by clinical studies (JS Mannerheimer and GN Lamp "Clinical Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation", FA Davis Company, Philadelphia, 345-). 348, 1984 (Mannerheimer,
JS and Lampe, GN, "Clinical transcutaneous e
electrical nerve stimulation ", FA Davis Company,
Philadelphia, pp. 345-348, 1984)) Conventional TENS
The device and different acupuncture-like TENS devices exhibit different characteristics as shown in Table 1.
【０００７】[0007]
【表１】 [Table 1]
【０００８】２方式同時刺激の欄にリストされた特性
（即ち刺激モードを組み合わせた場合）は異なる刺激の
機構を用いており、効果は加算的であることを示唆して
いる。この仮定の妥当性は症例の研究によって示されて
いるが（上記Ｊ．Ｓ．マンハイマー他）、より理解し易
い研究が必要である。The properties listed in the Two Mode Simultaneous Stimulation section (ie when combining stimulation modes) use different stimulation mechanisms, suggesting that the effects are additive. The validity of this hypothesis has been shown by case studies (JS Mannheimer et al., Supra), but more comprehensible studies are needed.
【０００９】研究者たちは疼痛感覚作用を扱おうとする
場合に調べなければならない関連の電気信号特性には信
号波形、パルス繰り返し周波数、パルス継続時間、パル
ス振幅及びパルス変調特性が含まれることを発見した。Researchers have discovered that relevant electrical signal characteristics that must be investigated when attempting to treat pain sensations include signal waveform, pulse repetition frequency, pulse duration, pulse amplitude and pulse modulation characteristics. did.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明は縮小電子回路
部品を用いた改良されたＴＥＮＳ装置技術を応用して人
体の特定の治療部位において操作される種々の使用状態
に特化した形状に一体化することが可能な装置を提供す
ることに関する。独特のＴＥＮＳパルス技術を開発する
ことにより、治療部位において必要とされる電力及びピ
ーク電圧が大幅に減少させる。このことによって、現在
利用可能な殆どのＴＥＮＳユニットを用いた場合に経験
する電極下の皮膚の不快な焼けが大幅に減少あるいは除
去される。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention applies improved TENS device technology using reduced electronic circuitry to integrate into a variety of use-specific shapes to be manipulated at a particular treatment site in the human body. To provide a device that can be activated. By developing a unique TENS pulse technology, the power and peak voltage required at the treatment site is greatly reduced. This greatly reduces or eliminates the unpleasant burning of the skin beneath the electrodes that is experienced with most currently available TENS units.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明による電気的刺激
装置は周波数及び振幅成分を含むパルス列である刺激信
号を生成するパルス生成手段と、生体組織に接触するよ
うに配置されて動作可能である少なくとも一つの電極を
含み、前記パルス生成手段は、少なくとも一つの電極の
大きさ及び配置に応じて前記パルス列の周波数が前記少
なくとも一つの電極を組織にインピーダンス整合させる
ように、パルス列のキャリア周波数を生成すべく選択的
に動作させ得ることが特徴である。An electrical stimulator according to the present invention is operable by being arranged so as to come into contact with a living tissue and a pulse generating means for generating a stimulating signal which is a pulse train including frequency and amplitude components. The pulse generating means includes at least one electrode, and the pulse generating means generates a carrier frequency of the pulse train so that the frequency of the pulse train impedance-matches the at least one electrode to a tissue according to the size and arrangement of the at least one electrode. The feature is that it can be selectively operated as much as possible.
【００１２】本発明は商業的に利用可能な電子部品を用
いている。低い外形の表面実装部品が、本発明による密
閉型に形成された治療パッケージとして一体化される全
てのユニットにおいて使用される。充電可能な乾式電解
質バッテリーがパッケージ内に配置され、一回の充電で
少なくとも８時間の動作が可能である。ＯＮ／ＯＦＦ信
号を含む全ての外部制御信号はキーパッドにより入力さ
れ、単一マイクロプロセッサの中央処理装置ユニット
（ＣＰＵ）との相互作用によって実行される。ＣＰＵは
使用の状態に特化した波形の生成ルーチンによりプログ
ラムされる。殆どの治療位置はカスタムプログラムを必
要とする。使用者からの入力はインターフェースを介し
て予めプログラムされた命令が実行されるＣＰＵに送ら
れる。The present invention uses commercially available electronic components. Low profile surface mount components are used in all units integrated as a hermetically sealed treatment package according to the present invention. A rechargeable dry electrolyte battery is placed in the package and can operate for at least 8 hours on a single charge. All external control signals, including ON / OFF signals, are entered via the keypad and executed by interacting with the central processing unit (CPU) of a single microprocessor. The CPU is programmed by a waveform generation routine specialized for the state of use. Most treatment locations require custom programs. Input from the user is sent through the interface to the CPU where pre-programmed instructions are executed.
【００１３】基本ユニットに対して選択可能な特徴とし
て、予めプログラムされたルーチンがメモリ、例えばＥ
ＥＰＲＯＭに記憶され、それらのルーチンは必要に応
じ、オンボードシリアルインターフェースを介してパー
ソナルコンピュータまたは他の専用のコントローラと接
続することにより変更または置換することができる。８
個の接触薄膜スイッチが使用者によって操作され、ユニ
ットの動作を変化させる。スイッチは以下の様に設けら
れている。As a selectable feature for the basic unit, a pre-programmed routine is a memory, eg E
Stored in EPROM, the routines can be modified or replaced as needed by connecting to a personal computer or other dedicated controller via an onboard serial interface. 8
The contact thin film switches are operated by the user to change the operation of the unit. The switch is provided as follows.
【００１４】固定強度を増加／減少させる二つのスイッ
チ；固定変調周波数を増加／減少させる二つのスイッ
チ；変調周波数ディザーを動作／非動作させる一つのス
イッチ；強度ディザーを動作／非動作させる一つのスイ
ッチ； 及びユニットへの電力をＯＮ／ＯＦＦする二つ
のスイッチまた追加のスイッチを加えてプログラムの特
徴を増加させることができる。スイッチの各動作は選択
されたパラメータにおける一つの漸増的変化を起こす。
もしスイッチが閉じたままで有れば、パラメータはそれ
以上変化しない。通常起こり得ないことであるが、スイ
ッチが動作し続ける様な場合に電極に最大電力信号が印
加されることを防止するのはユニットの安全のための特
徴である。Two switches for increasing / decreasing fixed intensity; Two switches for increasing / decreasing fixed modulation frequency; One switch for activating / deactivating modulation frequency dither; One switch for activating / deactivating intensity dither And two switches or additional switches to turn the power to the unit on and off can be added to increase the program features. Each action of the switch causes one incremental change in the selected parameter.
If the switch remains closed, the parameters will not change any further. Although not normally possible, it is a safety feature of the unit to prevent the maximum power signal from being applied to the electrodes if the switch continues to operate.
【００１５】[0015]
【作用】ＣＰＵにより形成した信号から生成した独特の
パルス列を使用て治療部位においてＴＥＮＳ出力回路を
電極／組織負荷に調和させるように高周波キャリアが選
択される。容量性の結合により高周波キャリア信号の低
周波パルス変調が低周波変調周波数を直接印加した場合
に比較して皮膚の表面をより容易に通過することが注目
された。その結果、低い振幅のパルスによって治療位置
において等価な効果を発生することができる。変調パル
スからのエネルギーは皮膚において消失しないため、か
かる変調パルスの存在は皮膚に対して実質的に何も影響
を与えない。The RF carrier is selected to match the TENS output circuit to the electrode / tissue load at the treatment site using a unique pulse train generated from the signal generated by the CPU. It has been noted that due to capacitive coupling, the low frequency pulse modulation of the high frequency carrier signal passes through the skin surface more easily than if the low frequency modulation frequency were applied directly. As a result, low amplitude pulses can produce an equivalent effect at the treatment location. The presence of such modulated pulses has virtually no effect on the skin, since the energy from the modulated pulses does not disappear in the skin.
【００１６】これにより、希望通り治療を行っている間
の皮膚を刺激する不快な感覚作用が減少または除去され
る。この技術が本来的に有する高い電力効率の結果とし
て、バッテリーの寿命が延びることが追加的な利点であ
る。一実施例において、全ての部品を含む電子回路構成
部がネオプレン、リクラスパンデックス、若しくは他の
柔軟性材料から成る密閉ユニット内に装着可能に構成さ
れている。ユニットに電力を供給するバッテリーは密閉
ユニット内に配置することができ、外部のチャージャー
を用いて充電可能である。チャージャーがバッテリーに
接続されているときは、ＴＥＮＳユニットは使用しない
ことが意図されている。電子回路は好ましくは柔軟性プ
リント配線板（ＰＣＢ）上に構成されている。このＰＣ
Ｂは治療部位に特化した治療装置の要求を満たすような
形状に形成されている。This reduces or eliminates the unpleasant sensory effects that irritate the skin during the desired treatment. As a result of the high power efficiency inherent in this technology, extended battery life is an additional advantage. In one embodiment, the electronic circuitry, including all components, is configured to be mountable within a hermetically sealed unit of neoprene, reclause spandex, or other flexible material. The battery that powers the unit can be located in a sealed unit and can be charged using an external charger. The TENS unit is intended not to be used when the charger is connected to the battery. The electronic circuit is preferably constructed on a flexible printed wiring board (PCB). This PC
B is formed in a shape that meets the requirements of a treatment device specialized for the treatment site.
【００１７】この様に、この装置は電子的パッケージ、
電極及びユニットを治療部位に取り付けるために必要な
あらゆる付属品から構成される。またユニット全体が通
常の人間活動の間に長時間快適に着用できるようにつく
られている。Thus, the device is an electronic package,
It consists of electrodes and any accessories needed to attach the unit to the treatment site. The entire unit is also designed to be worn comfortably for long periods during normal human activities.
【００１８】[0018]
【実施例】本発明の具体的実施例について以下図面を参
照しつつ、詳細に説明する。図１を参照すると、発明の
好ましい実施例によるＴＥＮＳユニットの一部ブロッ
ク、一部概略図が図示されている。発明のデータ処理機
能は、好ましくは単一の積回路回路データ処理チップで
あるマイクロコンピュータ若しくはＣＰＵ１によって実
行される。好ましい実施例において、ＣＰＵ１はメモリ
１２を含んでいる。メモリ１２は電気的に消去可能な、
プログラマブルリードオンリーメモリ、例えば外部ＥＥ
ＰＲＯＭ２０の形を取り得る。それに限定されないけれ
ども、ＣＰＵ１は好ましくは＋５ボルトの先進ＣＭＯＳ
技術により製作された単独型高性能シングルチップマイ
クロコントローラであり、これにより低電力消費と高速
動作を提供する。好ましい実施例において、ＣＰＵ１は
６８ＨＣｌｌＥ９型素子であり、これはいくつかのメー
カから入手可能であり、本発明に必要なハードウエア的
特徴、アーキテクチャ的な強化、命令が提供される。外
部ＥＥＰＲＯＭ２０はＣＰＵ１によって波形生成プログ
ラムおよびＣＰＵ１が要求するインターフェース／「ハ
ウスキーピング」ルーチンの記憶のために使用される。
場合によっては、外部メモリとして、スタティックラン
ダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）を用いることが可能で
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, there is shown a partial block and partial schematic view of a TENS unit according to a preferred embodiment of the invention. The data processing functions of the invention are preferably performed by a microcomputer or CPU 1 which is a single product circuit data processing chip. In the preferred embodiment, CPU 1 includes memory 12. The memory 12 is electrically erasable,
Programmable read-only memory, eg external EE
It can take the form of a PROM 20. Although not so limited, CPU1 is preferably + 5V advanced CMOS
It is a standalone high performance single chip microcontroller manufactured by the technology, which provides low power consumption and high speed operation. In the preferred embodiment, CPU1 is a 68HCllE9 type device, which is available from several manufacturers, and provides the hardware features, architectural enhancements, and instructions necessary for the present invention. The external EEPROM 20 is used by the CPU 1 for storing the waveform generator and the interface / "housekeeping" routines required by the CPU 1.
In some cases, a static random access memory (SRAM) can be used as the external memory.
【００１９】発明の好ましい実施例の全ての操作はＣＰ
Ｕ１にとの相互作用により実行される。上記の如く、Ｃ
ＰＵ１は好ましくはＣＭＯＳタイプであり、内部制御プ
ロセッサユニット（ＣＰＵ）、内部発振器およびタイミ
ング回路、２５６バイト の内部ＲＡＭ、６４Ｋバイト
のバス拡張制御、アドレスのための５つのプログラマブ
ルＩ／Ｏパラレルポート、データバス及びＩ／Ｏピン、
２つの１６ビットタイマーイベントカウンタ及び完全双
方向ユニバーサル非同期送受信器（ＵＡＲＴ）及び同期
シフタを有するプログラマブルシリアルポートを有する
ことが特徴である。これらの部品についてはここでは詳
述しない。All operations of the preferred embodiment of the invention are CP
It is performed by interacting with U1. As above, C
PU1 is preferably of the CMOS type and has an internal control processor unit (CPU), an internal oscillator and timing circuit, 256 bytes of internal RAM, 64 Kbytes of bus expansion control, 5 programmable I / O parallel ports for addresses, data. Bus and I / O pins,
It features a programmable serial port with two 16-bit timer event counters and a fully bidirectional universal asynchronous receiver / transmitter (UART) and sync shifter. These parts will not be described in detail here.
【００２０】ユニット１０にはリチャージャブル型ニッ
ケルカドミウムバッテリー２により電力が供給される。
典型としては、このバッテリーは密閉構造であり、これ
は刺激装置のパッケージの密閉ハウジング（図示せず）
内に封入される。バッテリーを「再充電」するために
は、発明の部分ではない外部バッテリーチャージャーが
用いられる。Power is supplied to the unit 10 by a rechargeable nickel-cadmium battery 2.
Typically, the battery is a hermetically sealed structure, which is a hermetically sealed housing (not shown) in the stimulator package.
Enclosed inside. To "recharge" the battery, an external battery charger is used that is not part of the invention.
【００２１】バッテリーチャージャーは、例えばジャッ
ク２４等の適当な方法を用いて回路に接続される。ま
た、ジャック２４はダイオード２３を介してバッテリー
２に接続される。ダイオード２３は充電サイクルの間、
バッテリー２に直列に接続され、誤った充電極性による
損傷を防止するために使用される。充電ユニットにおい
ては充電電流はフィードバック回路によって制御され
る。The battery charger is connected to the circuit using any suitable method, such as jack 24. Further, the jack 24 is connected to the battery 2 via the diode 23. The diode 23 is
It is connected in series with the battery 2 and is used to prevent damage due to incorrect charging polarity. In the charging unit, the charging current is controlled by the feedback circuit.
【００２２】バッテリ２は、２つの通常のリチャージャ
ブルニッケルカドミウムセルから成るものでよく、ソリ
ッドステート電源スイッチ１４に２．４ボルトの電圧を
供給し、後者は安定化された５ボルトの出力を発生す
る。特に、抵抗４６及びコンデンサ４２から成るＲＣ回
路がバッテリーに接続されている。バッテリー２のアノ
ードはＭＯＳスイッチ４３のソース電極に接続されてい
る。ＭＯＳスイッチ４３のゲート電極は抵抗４６及びコ
ンデンサ４２の接続点に接続されている。ゲート電極は
ＣＰＵ１（以下に記述する）の出力端子４４にもまた接
続されている。スイッチ２６Ｉ（閉成前遮断タイプの、
一時プッシュボタンスイッチ）がコンデンサ４２を接続
される。ＭＯＳスイッチ４３のドレイン電極は電極分離
用変圧器４０のセンタータップと、誘導器（インダク
タ）１６及び抵抗１７の共通接続点とに接続されてい
る。ＡＣ‐ＤＣコンバータ１８が電圧ブースタとして動
作し、内部発信器と、誘導器（インダクタ）１６を回路
内外に切り替えるソリッドステートスイッチを用いてそ
の出力端において必要とされる５ボルトの信号レベルを
維持する。即ち、Ｖｃｃがプリセットされた５ボルトの
値以下になると、コンバータ１８内の誤差比較器が内部
のＮチャンネルＭＯＳＦＥＴをＯＮ／ＯＦＦ切り替えす
る４５ｋＨｚの発振器をゲートでオンさせる。The battery 2 may consist of two conventional rechargeable nickel-cadmium cells which supply the solid state power switch 14 with a voltage of 2.4 Volts, the latter producing a regulated 5 Volts output. . In particular, an RC circuit consisting of resistor 46 and capacitor 42 is connected to the battery. The anode of the battery 2 is connected to the source electrode of the MOS switch 43. The gate electrode of the MOS switch 43 is connected to the connection point of the resistor 46 and the capacitor 42. The gate electrode is also connected to the output terminal 44 of CPU1 (described below). Switch 26I (pre-close shutoff type,
A temporary push button switch) is connected to the capacitor 42. The drain electrode of the MOS switch 43 is connected to the center tap of the electrode separation transformer 40 and the common connection point of the inductor (inductor) 16 and the resistor 17. AC-DC converter 18 acts as a voltage booster and maintains the required 5 volt signal level at its output using an internal oscillator and a solid state switch that switches inductor 16 in and out of the circuit. . That is, when Vcc falls below the preset value of 5 volts, the error comparator in the converter 18 turns on the gate of the 45 kHz oscillator that turns on / off the internal N-channel MOSFET.
【００２３】ＭＯＳゲート４３がオンのとき、コンバー
タ１８における交替する半サイクル毎のスイッチの閉成
によりバッテリー２からの入力電圧が直接誘導器（イン
ダクタ１６の両端に接続される。これにより誘導器（イ
ンダクタ）１６は入力バッテリー電圧による充電及び誘
導器（インダクタ）１６における残留磁界の崩壊によっ
て生じる高電圧の放電とを繰り返し、この電圧はフィル
タコンデンサ２１に放電される。コンデンサ２１及び負
荷抵抗４７の両端の一定電圧を維持するために、スイッ
チングパルスは出力電圧のレベルを５ボルトのプリセッ
トレベルに維持するために必要とされるスイッチングサ
イクルの数に比例して省略される。コンバータ１８の一
例としてはＭａｘｉｍにより製造されているモデルＭＡ
Ｘ６３１が挙げられる。When the MOS gate 43 is turned on, the input voltage from the battery 2 is directly connected to both ends of the inductor 16 by closing the switch in the converter 18 which alternates every half cycle. The inductor 16 is repeatedly charged by the input battery voltage and discharged at a high voltage caused by the collapse of the residual magnetic field in the inductor (inductor) 16, and this voltage is discharged to the filter capacitor 21. Both ends of the capacitor 21 and the load resistor 47. In order to maintain a constant voltage on the switching pulses, the switching pulses are omitted in proportion to the number of switching cycles required to maintain the level of the output voltage at the preset level of 5 Volts. Model MA manufactured by
X631 is mentioned.
【００２４】誘導器（インダクタ）１６の他の端子はＤ
Ｃ‐ＤＣコンバータ１８の入力に接続されている。抵抗
１７の他の端子は抵抗１９を介して接地されている。抵
抗１７及び１９の共通接続点はＡＣ‐ＤＣコンバータ１
８のもう一つの入力に接続されている。抵抗１７及び１
９はコンバータ１８における低バッテリー表示信号（Ｌ
ＢＩ）を起動させるための閾値を設定する分圧器を形成
する。ＬＢＩ信号はＣＰＵ１に供給される。低バッテリ
ー信号が入力されると、パワーＭＯＳゲート４３はソフ
トウエア指令を介してＩ／Ｏピン４４によって解放され
る。これによって電力が回路に供給されなくなり、バッ
テリーが再充電されるまで動作が完全に停止される。こ
の動作により低バッテリー電圧を原因として刺激装置の
動作に異常が生じる可能性が無くなる。コンバータ１８
の出力はＣＰＵ１及び刺激装置のサポート回路を安定に
動作させるためにおよそ５ボルトに安定化されている。The other terminal of the inductor 16 is D
It is connected to the input of the C-DC converter 18. The other terminal of the resistor 17 is grounded via the resistor 19. The common connection point of the resistors 17 and 19 is the AC-DC converter 1
8 connected to another input. Resistors 17 and 1
9 is a low battery indicating signal (L
Form a voltage divider that sets the threshold for activating BI). The LBI signal is supplied to the CPU 1. When a low battery signal is input, the power MOS gate 43 is released by the I / O pin 44 via a software command. This removes power from the circuit and completely shuts down until the battery is recharged. This action eliminates the possibility of abnormal operation of the stimulator due to low battery voltage. Converter 18
Output is regulated to approximately 5 volts to ensure stable operation of the CPU1 and stimulator support circuitry.
【００２５】スイッチ２６Ｊは（スイッチ２６Ｉと同様
に）コンバータ１８のＬＢＯ端子及び接地または他の適
当な基準電圧との間に接続されている。スイッチ２６Ｊ
は電源スイッチのＯＦＦ制御を行うものである。ソリッ
ドステート電源スイッチ１４が装置の作動を制御する。
例えば、装置を「オン」するときにはスイッチ２６Ｉは
一時的に閉成され、これによりコンデンサ４２の電荷が
接地に放電される。これがＭＯＳスイッチ４３のゲート
電極を接地し、ＭＯＳスイッチがオンされる。ＭＯＳス
イッチ４３がオンのとき、電圧が＋５Ｖを生成し、ＣＰ
Ｕ１をオンさせるコンバータ１８に印加される。一度Ｃ
ＰＵ１がオンされると、「初期化プログラム」が出力ピ
ンを低レベルに駆動する。出力ピン４４が低レベルであ
ると、ＭＯＳスイッチ４３のゲート電極はスイッチ２６
Ｉが解放された後にも抵抗４５を介して低レベルに保持
される。抵抗４６及びコンデンサ４２は、スイッチ２６
ＩがＣＰＵ１がゲート電極を低レベルに保持できる前に
解放されたとしてもＭＯＳスイッチ４３のゲート電極が
抵抗４６を介して＋２．４Ｖに引き下げられるのを防止
するのに十分な長さのＲＣ時定数を形成する。ここで装
置はＣＰＵ１により能動的にオンに保持される。Switch 26J (like switch 26I) is connected between the LBO terminal of converter 18 and ground or some other suitable reference voltage. Switch 26J
Is for turning off the power switch. Solid state power switch 14 controls the operation of the device.
For example, when turning the device on, switch 26I is temporarily closed, which causes the charge on capacitor 42 to be discharged to ground. This grounds the gate electrode of the MOS switch 43, and the MOS switch is turned on. When the MOS switch 43 is on, a voltage of + 5V is generated and CP
It is applied to the converter 18 which turns on U1. Once C
When PU1 is turned on, the "initialization program" drives the output pin low. When the output pin 44 is at the low level, the gate electrode of the MOS switch 43 is the switch 26.
It is held low through resistor 45 even after I has been released. The resistor 46 and the capacitor 42 are connected to the switch 26.
When RC is long enough to prevent the gate electrode of MOS switch 43 from being pulled down to + 2.4V through resistor 46, even if I is released before CPU1 can hold the gate electrode low. Form a constant. The device is now actively held on by the CPU 1.
【００２６】逆に、電源スイッチはスイッチ２６Ｊを一
時的に閉じることにより「オフ」される。スイッチ２６
Ｊは開放されたドレイン出力に平行に、コンバータ１８
のＬＢＯに接続される。抵抗４７は、低バッテリーレベ
ルまたはスイッチ２６ＪがＬＢＯを接地レベルに引き下
げている以外のときにＬＢＯを高レベルに引き上げる。
もしＬＢＯが低レベルであることがＣＰＵ１により検出
されると、出力ピン４４はソフトウエアにより高レベル
にセットされ、ＭＯＳスイッチ４３のゲートを＋５Ｖに
引き上げる。これによりＭＯＳスイッチ４３がオフさ
れ、バッテリー電圧が電源１４から取り除かれる。これ
により装置全体がオフされる。ＣＰＵ１がオフであって
も、抵抗４６がＭＯＳスイッチ４３のゲート電極を＋
２．４Ｖすなわちオフに保持する。装置はスイッチ２６
Ｊを押すことによってのみ再起動させることができる。
ＣＰＵ１がオフのとき端子４４は高インピーダンスであ
るため、装置がオフのときは電力が消費されることは無
い。Conversely, the power switch is turned "off" by temporarily closing switch 26J. Switch 26
J is parallel to the open drain output and the converter 18
Connected to the LBO. Resistor 47 pulls LBO high except when low battery level or switch 26J is pulling LBO to ground level.
If CPU 1 detects that LBO is low, output pin 44 is set high by software, pulling the gate of MOS switch 43 to + 5V. This turns off the MOS switch 43, and the battery voltage is removed from the power supply 14. This turns off the entire device. Even if the CPU 1 is off, the resistor 46 causes the gate electrode of the MOS switch 43 to be +.
Hold 2.4V or off. Device is switch 26
It can be restarted only by pressing J.
Since the terminal 44 has a high impedance when the CPU 1 is off, no power is consumed when the device is off.
【００２７】容量２７Ａ及び２７Ｂは過渡電流が刺激装
置回路の他の部品に伝達されるのを防止するセラミック
バイパスコンデンサである。特に、コンデンサ２７Ａは
高周波数過渡電流が入力電源からＣＰＵ１に流れるのを
防ぎ、コンデンサ２７Ｂはコンバータ１８からのスイッ
チング過渡電流またはＣＰＵ１の電力回路との相互作用
により電力回路に生じ得る低周波電流に対して同様の作
用を成す。Capacitors 27A and 27B are ceramic bypass capacitors that prevent transient currents from being transferred to other components of the stimulator circuit. In particular, the capacitor 27A prevents a high frequency transient current from flowing from the input power source to the CPU1, and the capacitor 27B protects against a switching transient current from the converter 18 or a low frequency current that may occur in the power circuit due to interaction with the power circuit of the CPU1. And perform the same action.
【００２８】ＣＰＵ１は操作者インターフェース及び出
力信号インターフェースのために必要な全ての機能を提
供するようにプログラムされている。更に、外部からの
コントローラへの通信手段が臨床及び特別な応用プログ
ラミングのために利用されるシリアル通信リンク８によ
り提供されている。その典型として、ＴＥＮＳユニット
１０の使用者コントローラ２０は、例えば使用状態に応
じた個々の容器の必要に応じて密閉容器の内部或いは離
れた場所に位置し得る接触薄膜スイッチ等のいかなる適
当な装置をも含む。The CPU 1 is programmed to provide all the necessary functions for the operator interface and the output signal interface. Furthermore, the means of communication to the controller from the outside is provided by a serial communication link 8 utilized for clinical and special application programming. Typically, the user controller 20 of the TENS unit 10 will be equipped with any suitable device, such as a contact thin film switch, which may be located inside or at a remote location, such as in a closed container as needed for the particular container depending on the conditions of use. Also includes.
【００２９】全ての使用者インターフェース及び入／出
力（Ｉ／Ｏ）の機能は５つのパラレルＩ／Ｏポート及び
シリアルポートインターフェースを通して実行される。
この実施例において、コントローラ２０は、例えば単一
の２×５接触薄膜スイッチキーパッドの形をとった１０
個のスイッチから成るものである。このキーパッドはス
イッチの、使用者との相互相互を通してパラメータを調
節する手段を提供することによってユニット１０の動作
を制御するために使用される。これらのスイッチは以下
のように構成されている。All user interface and input / output (I / O) functions are performed through five parallel I / O port and serial port interfaces.
In this embodiment, controller 20 is in the form of, for example, a single 2x5 contact thin film switch keypad 10.
It consists of individual switches. This keypad is used to control the operation of the unit 10 by providing a means for adjusting the parameters of the switch through interaction with the user. These switches are configured as follows.
【００３０】[0030]
【表２】 [Table 2]
【００３１】発振器２２及び関連するタイミング回路の
ための周波数基準はＣＰＵ１０の外部に搭載された圧電
クリスタル２５によって提供される。コンデンサ２９Ａ
及び２９Ｂとともに、周波数制御クリスタル２５は、Ｃ
ＰＵ１のタイミング及び制御機能の動作のための安定し
た周波数源である精密発振器２２のための外部回路とな
る。安定周波数源は周波数に依存する機能、例えばパル
ス幅タイミング（ＰＷＴ）が不変であることを保証す
る。発振器２２はＣＰＵ１の内部部品として機能する。
容量２９ａ及び２９ｂは所望の周波数において安定した
周波数動作が保証されるように選択される。The frequency reference for oscillator 22 and associated timing circuitry is provided by a piezoelectric crystal 25 mounted external to CPU 10. Capacitor 29A
And 29B, the frequency control crystal 25 is C
It is the external circuit for the precision oscillator 22 which is a stable frequency source for the operation of the timing and control functions of PU1. A stable frequency source ensures that frequency dependent functions, such as pulse width timing (PWT), are invariant. The oscillator 22 functions as an internal component of the CPU 1.
Capacitors 29a and 29b are selected to ensure stable frequency operation at the desired frequency.
【００３２】電気的に消去可能なプログラマブルランダ
ムメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）またはスタティックランダム
アクセスメモリ（ＳＲＡＭ）の形をとるメモリ１２はＣ
ＰＵ１のための外部メモリとして使用され得る。６８Ｈ
Ｃｌｌ上等の内部ＥＥＰＲＯＭが本発明の目的のために
好ましいメモリである。というのはこのメモリに記憶さ
れたプログラム情報は電源オフの状態で保持されるとと
もに必要に応じて変更可能だからである。一方、外部Ｅ
ＥＰＲＯＭの場合は更に外部回路を使用することによっ
てより大きなプログラムが記憶することができる。Memory 12 in the form of an electrically erasable programmable random memory (EEPROM) or static random access memory (SRAM) is C
It can be used as an external memory for PU1. 68H
An internal EEPROM such as CLL is the preferred memory for the purposes of the present invention. This is because the program information stored in this memory is retained while the power is off and can be changed as needed. On the other hand, external E
In the case of EPROM, a larger program can be stored by further using an external circuit.
【００３３】バイフェーズ信号がＣＰＵの端子３０Ａ及
び３０Ｂに発生し、変調器スイッチ３５に供給される。
このアップダウン信号はＵ／Ｄ端子３２及びディジタル
制御されたポテンシオメータ３４に供給される。端子３
２におけるＵ／Ｄ信号のレベルによりポテンシオメータ
３４が減少するか増加するかが決定される。例えば、端
子３２における高電圧レベル信号（＋Ｖｃｃ）によって
ポテンシオメータ３４はその抵抗値が増加するために増
加される。この様にして、増加信号ＩＮＣ（端子３３で
の）の高レベルから低レベル信号、例えば＋Ｖｃｃレベ
ルから接地レベルへの変化の各々の時点でポテンシオメ
ータ３４が１ステップ増加される。Bi-phase signals are generated at terminals 30A and 30B of the CPU and provided to modulator switch 35.
This up / down signal is supplied to the U / D terminal 32 and the digitally controlled potentiometer 34. Terminal 3
The level of the U / D signal at 2 determines whether potentiometer 34 decreases or increases. For example, a high voltage level signal (+ Vcc) at terminal 32 causes potentiometer 34 to increase due to its increased resistance. In this way, the potentiometer 34 is increased by one step at each time of a change of the increase signal INC (at the terminal 33) from a high level signal to a low level signal, for example + Vcc level to ground level.
【００３４】逆に、信号Ｕ／Ｄを高から低、例えば＋Ｖ
ｃｃから接地レベルに変化させることにより端子３３に
おける信号ＩＮＣの各高レベルから低レベルへの変化に
よってポテンシオメータ３４が低い抵抗値側に増加され
る。信号ＣＳがポテンシオメータ３４のチップセレクト
ピンに供給され、ポテンシオメータ３４が能動化され
る。ポテンシオメータ３４が能動化されると、現在の設
定位置をポテンシオメータ３４内の内部不揮発性メモリ
（ＮＯＶＲＡＭ）、図示せず、に記憶するように動作す
る。Conversely, the signal U / D is changed from high to low, for example + V.
Changing from cc to ground level causes potentiometer 34 to increase to a low resistance value side due to each high to low level change of signal INC at terminal 33. The signal CS is applied to the chip select pin of potentiometer 34 to activate potentiometer 34. When the potentiometer 34 is activated, it operates to store the current set position in an internal non-volatile memory (NOVRAM), not shown, within the potentiometer 34.
【００３５】３７ａ及び３７ｂは＋Ｖｃｃ電力回路に生
じ得るとともに変調器スイッチの入力及び電力ドライバ
に供給され得るスイッチング過渡電流を除去するための
フィルタを構成する。出力端子３８（ＶＭ）における電
圧がディジタル的にプログラムされたポテンシオメータ
３４の位置によって制御され、変調器スイッチ３５に供
給される。変調器スイッチ３５は通常のＣＭＯＳ伝送ゲ
ートであり、パワードライバー３９Ａ及び３９Ｂのゲー
ト電極に第１または第２の電圧レベルを交互に供給する
スイッチング経路を提供する。より詳しくは、スイッチ
３５が接地（または他の基準端子に電気的に接続される
ときに、スイッチ３５は低（または接地）レベル信号を
パワードライバー３９Ａ及び３９Ｂに供給する。また、
スイッチ３５がポテンシオメータ３４のＶＷ出力３８に
電気的に接続されたときに、スイッチ３５が異なる（通
常高）レベルの信号をパワードライバー３９Ａ及び３９
Ｂに供給するようにしても良い。37a and 37b form a filter for eliminating switching transients that may occur in the + Vcc power circuit and that may be provided to the modulator switch input and power driver. The voltage at output terminal 38 (VM) is controlled by the position of digitally programmed potentiometer 34 and is applied to modulator switch 35. The modulator switch 35 is a conventional CMOS transmission gate and provides a switching path for alternately supplying the first or second voltage level to the gate electrodes of the power drivers 39A and 39B. More specifically, switch 35 provides a low (or ground) level signal to power drivers 39A and 39B when switch 35 is electrically connected to ground (or another reference terminal).
When switch 35 is electrically connected to VW output 38 of potentiometer 34, switch 35 provides different (usually high) level signals to power drivers 39A and 39.
It may be supplied to B.
【００３６】スイッチ３５の位置はＣＰＵ１によって生
成される出力ライン３０Ａ及び３０Ｂからの信号Ｑ１及
びＱ２によって制御される。スイッチ３５からの電圧信
号がパワードライバー３９Ａ及び３９Ｂによって分離変
圧器４０に供給される出力信号の振幅及びパルス幅を決
定する。即ち、バッテリー２は変圧器４０の一次巻き線
のセンタータップ４２に正電圧を供給するように接続さ
れている。パワードライバー３９Ａ及び３９Ｂは例え
ば、エンハンスメントＮチャンネルＭＯＳＦＥＴであ
る。パワードライバー３９Ａ及び３９Ｂの制御電圧Ｖｇ
ｓ、及び対応するドレイン電流、Ｉｄ、がスイッチ３５
を通してスイッチされる端子３８における電圧ＶＷによ
って制御される。The position of switch 35 is controlled by signals Q1 and Q2 from output lines 30A and 30B produced by CPU1. The voltage signal from switch 35 determines the amplitude and pulse width of the output signal provided to isolation transformer 40 by power drivers 39A and 39B. That is, the battery 2 is connected so as to supply a positive voltage to the center tap 42 of the primary winding of the transformer 40. The power drivers 39A and 39B are, for example, enhancement N-channel MOSFETs. Control voltage Vg of power drivers 39A and 39B
s, and the corresponding drain current, Id, is switch 35
Controlled by the voltage VW at terminal 38 which is switched through.
【００３７】ディジタル制御されたポテンシオメータ３
４を含む振幅コントローラ２４がＣＰＵ１により生成さ
れた信号の振幅を制御するために用いられる。一実施例
においては、コントローラ２４は１００個の個別のステ
ップ抵抗値を有し、この装置に利用した場合に充分に高
い解像度を提供するＸｉｃｏｒ Ｘ９Ｃ５０３である。Digitally controlled potentiometer 3
An amplitude controller 24 including 4 is used to control the amplitude of the signal generated by the CPU 1. In one embodiment, controller 24 is a Xicor X9C503 which has 100 individual step resistance values and provides sufficiently high resolution when utilized in this device.
【００３８】変調器スイッチ３５はＣＤ４０５３アナロ
グ伝送ゲート２８である。ＣＰＵ１はラインＤＣ上でデ
ィジタル制御信号をスイッチ３５に供給する。振幅コン
トローラ２４からの信号は伝送ゲートｌｌを通して正し
い順序でスイッチされてパワードライバー３９Ａ及び３
９Ｂに供給され、そこで分離変圧器４０を駆動する為に
用いられる。分離（またはマッチング）変圧器４０はパ
ワードライバー３９Ａ及び３９Ｂにより生成されたプッ
シュプル波形を電極４１Ａ及び４１Ｂに供給するように
動作する。もし要求があれば、変圧器４０はまた電極に
供給されるパルス電圧のレベルをステップアップするよ
うに構成する。電極４１Ａ及び１Ｂは各使用態様に応じ
てにサイズ及び形状を変化させ得ることに注意すべきで
ある。The modulator switch 35 is a CD4053 analog transmission gate 28. CPU1 supplies a digital control signal to switch 35 on line DC. The signal from the amplitude controller 24 is switched in the correct order through the transmission gate 11 to power drivers 39A and 3A.
9B, where it is used to drive the isolation transformer 40. Isolation (or matching) transformer 40 operates to provide the push-pull waveform generated by power drivers 39A and 39B to electrodes 41A and 41B. If required, transformer 40 is also configured to step up the level of pulsed voltage supplied to the electrodes. It should be noted that the electrodes 41A and 1B can vary in size and shape depending on each use.
【００３９】電極４１Ａ及び４１Ｂは導電性ゴム材料か
ら成り、個々の使用状態において適切なサイズ及び形状
で提供される。これらの電極が変圧器４０の２次巻き線
の出力端子に接続される。電極４１Ａ及び４１Ｂは目的
の治療を行うために使用者の体に取付られるよう成され
ている。こうして、動作状態において、電源スイッチ１
４がオンされて必要な電力を提供するためにバッテリー
２を回路に接続する。スイッチ２６Ａから２６ＪはＣＰ
Ｕ１（以下に記述する）に制御信号を供給するために選
択的に作動される。ＣＰＵ１はポテンシオメータ３４を
漸増的に増加または減少させる出力信号を生成する。ポ
テンシオメータ３４選択された電圧レベルをスイッチ３
５に供給する。スイッチ３５はＣＰＵ１からのＱ１及び
Ｑ２信号に応じて信号を通過させる。スイッチ３５を通
過した電圧レベルはパワードライバー３９Ａ及び３９Ｂ
に供給され、それを通過する信号即ち変圧器４０の一次
巻き線を流れる信号を制御する。変圧器４０２次巻き線
を介して信号を電極４１Ａ及び４１Ｂに印加する。この
電極が目的の治療を行うために使用者に刺激を与える。The electrodes 41A and 41B are made of a conductive rubber material, and are provided in an appropriate size and shape in each use condition. These electrodes are connected to the output terminals of the secondary winding of transformer 40. Electrodes 41A and 41B are adapted to be attached to the body of the user to provide the desired treatment. Thus, in the operating state, the power switch 1
4 is turned on to connect the battery 2 to the circuit to provide the required power. Switches 26A to 26J are CP
U1 is selectively activated to provide control signals to U1 (described below). The CPU 1 produces an output signal that causes the potentiometer 34 to increase or decrease incrementally. Potentiometer 34 Switch 3 to the selected voltage level
Supply to 5. The switch 35 passes a signal according to the Q1 and Q2 signals from the CPU 1. The voltage level passing through the switch 35 is the power drivers 39A and 39B.
Control signals passing through it and flowing through the primary winding of the transformer 40. A signal is applied to the electrodes 41A and 41B via the secondary winding of the transformer 40 2. This electrode stimulates the user to deliver the desired treatment.
【００４０】使用者はコントローラ２０の個々のスイッ
チ２６Ａから２６Ｈを選択的に操作することによって治
療を制御することが可能である。スイッチが操作される
と、ＣＰＵ１への入力が変化され、同様にＣＰＵ１から
の出力が変化される。その結果、電極４１Ａ及び４１Ｂ
における信号を選択的に制御することができる。変圧器
ドライバー３９Ａ及び３９Ｂのプッシュプル的性質によ
り、組織に印加されるＡＣ電圧及び電流波形は時間及び
振幅において完全に対称形になる。これは重要なことで
あり、基本的にはＤＣであるけれども、時間的に対称で
ない波形はイオン転送が純粋にゼロにはならないからで
ある。これは軽いイオンは電流の大部分を電流パルスの
速い部分で運ぶいっぽう軽／重イオンは電流を遅いパル
スで運ぶからである。The user can control the treatment by selectively operating the individual switches 26A to 26H of the controller 20. When the switch is operated, the input to the CPU 1 is changed and the output from the CPU 1 is also changed. As a result, the electrodes 41A and 41B
The signal at can be selectively controlled. The push-pull nature of the transformer drivers 39A and 39B makes the AC voltage and current waveforms applied to the tissue perfectly symmetrical in time and amplitude. This is important, because it is basically DC, but a waveform that is not time-symmetrical does not result in purely zero ion transfer. This is because light ions carry most of the current in the fast part of the current pulse, while light / heavy ions carry the current in the slow pulse.
【００４１】図２及び３は本発明の動作中においてＣＰ
Ｕ１によって実行される種々の機能を示すフローチャー
トである。特に、図２及び３を同時に参照し、ＴＥＮＳ
ユニット１０の動作を説明する。初めにステップ５０に
おいてＣＰＵ１に電力が供給されると、特定の値が自動
的に入力され、刺激装置によって波形が何も生成されな
いように成されている。次のステップは、入力または出
力ポートとしての特定のポートを決定し、出力ロジック
状態を初期化し、すべての作動中の内部ＲＡＭバイトを
クリアし、内部プロセッサの構成を決め、割り込みを可
能にするために使用される種々のハードウエア及びソフ
トウエアオプションの選択及び初期化である。2 and 3 show the CP during operation of the invention.
7 is a flowchart showing various functions executed by U1. In particular, referring to FIGS. 2 and 3 simultaneously, TENS
The operation of the unit 10 will be described. First, when power is supplied to the CPU 1 in step 50, a specific value is automatically input so that the stimulator does not generate any waveform. The next step is to determine the particular port as an input or output port, initialize the output logic state, clear all active internal RAM bytes, configure the internal processor and enable interrupts. Selection and initialization of various hardware and software options used in the.
【００４２】こうして、ステップ５０におけるプロセッ
サの初期化の後、プログラムはオフサイクルを開始し、
ステップ５１及び５２において、ドライバーポートＱ１
及びＱ２が低レベルに設定される。ポートＱ１及びＱ２
は図１のＣＰＵ１上の端子３０Ａ及び３０Ｂに対応して
いる。ポートＱ１及びＱ２の低レベル信号によりオフ期
間のスイッチ３５によっていかなるドライブ信号もＣＭ
ＯＳ伝送ゲート電極に供給されることが禁止される。Thus, after initialization of the processor in step 50, the program begins an off cycle,
In steps 51 and 52, driver port Q1
And Q2 are set low. Ports Q1 and Q2
Corresponds to the terminals 30A and 30B on the CPU 1 of FIG. CM of any drive signal by the switch 35 in the off period by the low level signals of the ports Q1 and Q2
Supply to the OS transmission gate electrode is prohibited.
【００４３】装置が完全に初期化されると、プログラム
が装置をステップ５５及び５６に進め、それにより相補
的ポートＱ１及びＱ２が夫々高、低レベルにセットされ
る。これによりオン持続時間（ＯＮＤＵＲ）または刺激
生成サブルーティンが開始し、その間バイフェーズの電
気的刺激がステップアップ変圧器４０及び電極４１Ａ及
び４１Ｂを介して組織に印加される。ポートＱ１及びＱ
２の状態はＯＮＤＵＲが０に等しくなるまでの動作の持
続時間の間ステップ５７及び５８において相補的に連続
的に反転される。When the device is fully initialized, the program advances the device to steps 55 and 56, which sets complementary ports Q1 and Q2 high and low, respectively. This initiates an on-duration (ONDUR) or stimulus generation subroutine, during which bi-phase electrical stimulation is applied to the tissue via the step-up transformer 40 and electrodes 41A and 41B. Ports Q1 and Q
The 2 state is complementarily continuously inverted at steps 57 and 58 for the duration of operation until ONDUR equals zero.
【００４４】ステップ５９のＤＥＣＲＥＭＥＮＴ ＯＮ
ＤＵＲステップにおいて、高持続時間カウンタが減算さ
れる。もしＯＮＤＵＲカウンタがゼロに達していない場
合は、プログラムはステップ５５にジャンプバックし、
ＯＮＤＵＲカウンタが０に達するまでステップ５５から
５９から成るサブルーティンを実行する。ステップ６０
においてＯＮＤＵＲ＝０が検出されると、装置はステッ
プ５４にジャンプし、Ｑ１及びＱ２を低レベルにリセッ
トする。次にステップ６１により表されるサブルーティ
ンにジャンプし、ＣＰＵ１の入力端子０から７に供給さ
れるコントローラ２０の値を順次読み始める。こうし
て、ＣＰＵ１が８つのスイッチ２６Ａから２６Ｂのうち
のいずれかが押されたか否かを検出する。Step 59: DECREMENT ON
In the DUR step, the high duration counter is decremented. If the ONDUR counter has not reached zero, the program jumps back to step 55,
The subroutine consisting of steps 55 to 59 is executed until the ONDUR counter reaches zero. Step 60
When ONDUR = 0 is detected at, the device jumps to step 54 and resets Q1 and Q2 to a low level. Next, the routine jumps to the subroutine represented by step 61, and starts sequentially reading the values of the controller 20 supplied to the input terminals 0 to 7 of the CPU 1. Thus, the CPU 1 detects whether any of the eight switches 26A to 26B has been pressed.
【００４５】例えば、もしキー０（スイッチ２６Ａに対
応する）が閉成（或いは駆動）されると、プログラムの
ステップ６２によりＪＵＭＰフラグが設定される。その
結果、装置は電極４１Ａ及び４１Ｂにおける出力信号の
強度を増加させるサブルーティンを開始する。このサブ
ルーティンにおいて、サブルーティンのステップ６３が
キーの押圧が解除されたか否かをチェックする。各サブ
ルーティンの「キー押圧の解除のチェック」の機能によ
り自動的にポートＱ１及びＱ２が低レベル状態になり、
問題のキーが解放されるまで刺激信号が効果的に除去さ
れることに注目すべきである。一旦解放されると、ポー
トは再び作動され、プログラムが続行する。もしこのと
きキー０が閉成されると、装置はステップ６４に進みポ
テンシオメータ３４内のカウンタを増加させる。この動
作を実行する際に、図１におけるＣＰＵ１のＵ／Ｄ端子
３２が高レベル（即ち、信号Ｕ＝＋Ｖｃｃ）に設定さ
れ、ディジタル制御されたポテンシオメータ３４に供給
される。次に、装置は（ステップ６５において）ディジ
タルポテンシオメータ３４の出力の最大値をチェックす
る。もしポテンシオメータがソフトウエアカウンタによ
り決められる最大レベルにない場合には、所定数のパル
スがＣＰＵ１のカウンタからディジタル制御されたポテ
ンシオメータ３４に供給され（ステップ６６）、その抵
抗値が増加し、パルス数に応じて出力信号の振幅が増加
する。この実施例において、独立した５０ステップが使
用者によって利用可能である。For example, if key 0 (corresponding to switch 26A) is closed (or driven), step 62 of the program sets the JUMP flag. As a result, the device initiates a subroutine that increases the strength of the output signal at electrodes 41A and 41B. In this subroutine, step 63 of the subroutine checks whether or not the key has been released. By the function of "check of key press release" of each subroutine, ports Q1 and Q2 are automatically set to low level,
It should be noted that the stimulation signal is effectively removed until the key in question is released. Once released, the port is activated again and the program continues. If key 0 is closed at this time, the system proceeds to step 64 and increments the counter in potentiometer 34. When this operation is executed, the U / D terminal 32 of the CPU 1 in FIG. 1 is set to a high level (that is, the signal U = + Vcc) and is supplied to the digitally controlled potentiometer 34. The system then checks (at step 65) the maximum value of the output of the digital potentiometer 34. If the potentiometer is not at the maximum level determined by the software counter, then a predetermined number of pulses are supplied from the counter of CPU 1 to digitally controlled potentiometer 34 (step 66) to increase its resistance and pulse. The amplitude of the output signal increases with the number. In this example, 50 independent steps are available to the user.
【００４６】ＣＰＵ１は次にメインプログラムに戻り、
ステップ６７において、ＣＰＵ１のポート１をサンプル
し、キー１（スイッチ２５Ｂ）が押されたか否かを検出
する。もしキー１が押された場合には、装置は強度減少
サブルーティンを開始する。このサブルーティンにおい
て、装置はステップ６８にいおいてキー押圧の解除をチ
ェックし、次にステップ６９において、抵抗性のポテン
シオメータ３４の減算を行う。このステップによりＵ／
Ｄ端子３２が低レベル、即ちＤ＝接地レベル、に設定さ
れる。この低レベル信号はディジタル制御されたポテン
シオメータ３４に供給される。ステップ７０において、
装置はソフトウエアカウンタによりポテンシオメータ３
４の出力最小レベルをチェックする。もし装置が最小レ
ベルにない場合には、サブルーティンのステップ７１が
多数のパルスをディジタルポテンシオメータ３４に供給
し、これによりポテンシオメータ３４が減算され、出力
信号強度の強度が減少する。The CPU 1 then returns to the main program,
In step 67, the port 1 of the CPU 1 is sampled to detect whether or not the key 1 (switch 25B) is pressed. If key 1 is pressed, the device initiates a strength reduction subroutine. In this subroutine, the device checks for key release in step 68 and then in step 69 subtracts the resistive potentiometer 34. U /
The D terminal 32 is set to a low level, that is, D = ground level. This low level signal is supplied to a digitally controlled potentiometer 34. In step 70,
The device is a potentiometer 3 with a software counter.
Check the output minimum level of 4. If the device is not at the minimum level, subroutine step 71 provides a number of pulses to the digital potentiometer 34, which subtracts the potentiometer 34 and reduces the strength of the output signal strength.
【００４７】装置はステップ７２のメインプログラムを
続行し、「キー２が押された？」状態が存在するか否か
をチェックする。もしキー２が押されていれば、プログ
ラム固定変調周波数増加サブルーティンを開始する。サ
ブルーティンステップ７３において、装置はキー押圧の
解除をチェックする。ステップ７４において、装置はＯ
ＮＤＵＲにロードされる一連の値を増加させるように動
作し、、出力信号の固定した変調周波数を増加させる。
例えば、これは所定の値をＯＮＤＵＲにロードして指定
された変調周波数を生成する「ルクアップテーブル」ル
ーチンであり、一秒当たり一定数のパルスが生成され
る。例えば、この値は範囲一秒当たり２パルスから一秒
当たり０パルスの範囲で変化する。The device continues with the main program of step 72 and checks whether a "key 2 pressed?" Condition exists. If key 2 is pressed, the program fixed modulation frequency increase subroutine is started. In subroutine step 73, the device checks for key release. In step 74, the device
Operates to increase the series of values loaded into the NDUR, increasing the fixed modulation frequency of the output signal.
For example, this is a "lookup table" routine that loads a predetermined value into the ONDUR to produce a specified modulation frequency, producing a fixed number of pulses per second. For example, this value varies in the range of 2 pulses per second to 0 pulses per second.
【００４８】一度これらのステップが終了するとサブル
ーティンはメインプログラムに戻り、ステップ７５にお
いて、キー３が押されたか否かが検出される。もし、押
された場合は装置はステップ７６及び７７において固定
変調周波数減少サブルーティンを実行する。（これはス
テップ７３及び７４の周波数増加サブルーティンに類似
しているけれども、その逆である。）プログラムはステ
ップ７８に続き、キー４が押されたか否かを判別し、ス
テップ７９において、キーの押圧が解除されたか否かを
検出する。もしキー４が押されていれば、装置は周波数
ディザーフラグをステップ８０における現在の状態に依
存してオンからオフまたはオフからオンに反転させる。
ステップ８１において、強度ディザーフラグがリセット
され周波数ディザー及び強度ディザーの両方が同時に動
作することが防止される。Once these steps have been completed, the subroutine returns to the main program and in step 75 it is detected whether the key 3 has been pressed. If so, the device performs a fixed modulation frequency reduction subroutine in steps 76 and 77. (This is similar to the frequency increasing subroutine of steps 73 and 74, but vice versa.) The program continues to step 78 where it determines if key 4 has been pressed and, in step 79, presses the key. It is detected whether or not the pressing is released. If key 4 is pressed, the device will invert the frequency dither flag from on to off or off to on depending on the current state in step 80.
In step 81, the intensity dither flag is reset to prevent both frequency dither and intensity dither from operating at the same time.
【００４９】装置はステップ８２においてメインプログ
ラムに戻り、キー５が押されたか否かが検出される。キ
ー５が押されていたときは、プログラムは強度ディザー
トグルサブルーティンを実行する。この場合、装置はス
テップ８３において（キー５の）キー押圧が解除された
か否かをチェックし、ステップ６４において強度ディザ
ーフラグを反転する。ステップ８５において最大ディザ
ー強度が現在の使用者設定強度に設定され、周波数ディ
ザーフラグがリセットされる。これにより強度及び周波
数ディザーの両方が同時に動作することが防止される。The device returns to the main program in step 82 to detect whether key 5 has been pressed. When key 5 is pressed, the program executes the intensity dither toggle subroutine. In this case, the device checks in step 83 if the key press (of key 5) has been released and in step 64 inverts the intensity dither flag. In step 85 the maximum dither strength is set to the current user set strength and the frequency dither flag is reset. This prevents both intensity and frequency dither from operating at the same time.
【００５０】サブルーティンは次にメインプログラムに
戻り、ステップ８６においてキー６が押されたか否かを
チェックする。キー６が操作されていれば、プログラム
は使用者プログラム１サブルーティンを実行する。この
サブルーティンはステップ８７においてキーの押圧が解
除されたか否かをチェックし、ステップ８５において周
波数及び強度フラグの両方をリセットし、ステップ８９
においてメモリからの使用者プログラム１を実行するた
めの変数をロードする。The subroutine then returns to the main program to check in step 86 whether key 6 has been pressed. If the key 6 is operated, the program executes the user program 1 subroutine. This subroutine checks in step 87 if the key press is released, in step 85 both the frequency and intensity flags are reset, and in step 89.
At, the variables for executing the user program 1 are loaded from memory.
【００５１】キー７が操作されていれば（ステップ９０
を参照）、動作はメモリからの変数が第２のプログラム
２を実行するためのものであることを除いてキー６操作
サブルーティンと同一である。即ち、ステップ９１にお
いてキー７のキー押圧の解除をチェックし；ステップ９
２において周波数及び強度ディザーフラグの両方をリセ
ットし；ステップ９３においてプログラム２の動作のた
めの変数をメモリからロードする。次に、ＬＢＯの状態
がステップ９４においてテストされる。もしＬＢＯが低
レベルであれば、プログラムはステップ９５によって終
了する。If the key 7 is operated (step 90)
The operation is the same as the key 6 operation subroutine except that the variables from memory are for executing the second program 2. That is, in step 91, it is checked whether or not the key press of the key 7 is released;
At step 2, both the frequency and intensity dither flags are reset; at step 93 variables for the operation of program 2 are loaded from memory. Next, the state of the LBO is tested at step 94. If LBO is low, the program ends at step 95.
【００５２】”キーチェック”ステップが終了した（そ
してＬＢＯが１でないとき）後は、装置はステップ９６
において、図３に示された周波数ディザーサブルーティ
ンに進む。このサブルーティンはステップ９７において
周波数ディザーフラグの設定状態をチェックすることか
ら始まる。もし周波数ディザーフラグがセットされてい
なければサブルーティンは直ちに以下に記述する振幅変
調サブルーティンに進む。もしフラグがセットされてい
ればサブルーティンはステップ９８においてディザー方
向がＤｏｗｎであるか否かをチェックする。もし結果が
Ｙｅｓであれば、サブルーティンはステップ９９に進
み、ＯＮＤＵＲが最小アレー値にあるか否かをチェック
する。もし結果がＹｅｓであれば、装置はステップ１０
０に進みディザー方向をＵＰにセットする。もし結果が
Ｎｏであれば、サブルーティンはステップ１０１におい
て周波数を低下させるＯＮＤＵＲアレーを減少させる。After the "key check" step is complete (and when LBO is not 1), the system proceeds to step 96.
At, proceed to the frequency dither subroutine shown in FIG. This subroutine starts at step 97 by checking the setting of the frequency dither flag. If the frequency dither flag is not set, the subroutine immediately proceeds to the amplitude modulation subroutine described below. If the flag is set, the subroutine checks at step 98 whether the dither direction is Down. If the result is Yes, the subroutine proceeds to step 99 to check if ONDUR is at the minimum array value. If the result is Yes, the device goes to step 10.
Go to 0 and set the dither direction to UP. If the result is no, then the subroutine at step 101 decrements the frequency-reducing ONDUR array.
【００５３】しかし、もしステップ９８においてディザ
ー方向＝ＵＰならば、サブルーティンはステップ１０２
に進み、ＯＮＤＵＲが最大アレー値にあるか否かをチェ
ックする。もし結果がＹｅｓであれば、装置はステップ
１０３に進み、ディザー方向をＤＯＷＮにセットする。
もしＮｏであれば、サブルーティンはステップ１０４に
おいてＯＮＤＵＲアレーを増加させ、周波数を増加させ
る。However, if dither direction = UP in step 98, the subroutine returns to step 102.
Proceed to and check if ONDUR is at maximum array value. If the result is Yes, the device goes to step 103 and sets the dither direction to DOWN.
If no, the subroutine in step 104 increases the ONDUR array and increases the frequency.
【００５４】装置が上述の振幅変調サブルーティンに入
ったとき、装置はまたステップ１０５において強度ディ
ザーフラグがセットされているか否かを検出する。もし
結果がＮｏであれば、サブルーティンは終端Ｊにおいて
脱出し、（ステップ１５０）図２に示された第１のプロ
グラムに戻る。もしステップ１０５の結果がＹｅｓであ
れば、サブルーティンはステップ１０６においてディザ
ー方向がＤＯＷＮであるか否かをチェックする。もし結
果がＹｅｓであれば、サブルーティンはステップ１０７
において強度が最小レベルにあるか否かをチェックす
る。もし結果がＹｅｓであれば、装置はステップ１０８
に進み、ディザー方向をＵＰにセットし、その後ステッ
プ１５０においてメインプログラムに戻る（図２も参
照）。When the device enters the amplitude modulation subroutine described above, the device also detects in step 105 whether the intensity dither flag is set. If the result is No, the subroutine exits at terminal J (step 150) and returns to the first program shown in FIG. If the result of step 105 is Yes, the subroutine checks at step 106 whether the dither direction is DOWN. If the result is Yes, the subroutine proceeds to step 107.
Check if the intensity is at a minimum level at. If the result is Yes, the device proceeds to step 108.
To set the dither direction to UP, and then returns to the main program in step 150 (see also FIG. 2).
【００５５】一方、もしステップ１０７において強度が
最小でないことが示されていれば、サブルーティンはス
テップ１０９において強度を減少させ、ステップ１５０
においてメインプログラムに戻る。同様に、もしディザ
ー方向がＵＰである（即ち”Ｎｏ”が表示されているこ
と）がステップ１０６において検出されていれば、サブ
ルーティンはステップ１１０に進み、強度が装置の使用
者により設定された最大レベルにあるか否かをチェック
する。もし結果がＹｅｓであれば、装置はステップ１１
１に進み、ディザー方向をＵＰにセットする。もしＮｏ
であれば、ルーチンはステップ１１２において強度を増
加させ、その後ステップ１５０においてメインプログラ
ムに戻る。On the other hand, if step 107 indicates that the intensity is not a minimum, the subroutine reduces the intensity at step 109 and step 150
Return to the main program at. Similarly, if the dither direction is UP (ie, "No" is displayed) is detected in step 106, the subroutine proceeds to step 110 and the intensity is set by the user of the device. Check if it is at maximum level. If the result is Yes, the device goes to step 11
Go to 1 and set the dither direction to UP. If No
If so, the routine increments the intensity at step 112 and then returns to the main program at step 150.
【００５６】上述の如く、終端Ｊ（又はステップ１５
０）はポートＱ１をＬＯＷにするメインプログラムのス
タートポイントであり、ここで一連の動作が再び開始さ
れる。メインプログラム及びいくつかのサブルーティン
は刺激装置の動作の間、ＬＢＯが０になるか又はオフボ
タン２６Ｊが操作されるまで継続する。上述の如く、ス
イッチ２６Ｃ及び２６Ｄと同様にスイッチ２６Ａ及び２
６Ｂは相補形スイッチである。この様に、通常は何時も
スイッチのこれらの各”セット”の内の一つのみがに操
作される。例えば出力信号は”増加”又は”減少”の何
れかである。このように、適切な動作は装置を”増加”
又は”減少”させることである。同様に、”キーが押さ
れた”ことの検出ステップはセットとして組み合わされ
る。従って、キー０が押されたことが検出されると、キ
ー１が押されたことは検出されないことが典型であると
考えられる。この様にして、交替するサブルーティンは
実行され、相補的サブルーティンは省略される。例え
ば、もしキー０が押されて”増加”サブルーティンが実
行されると、”減少”サブルーティンはキー１が押され
ないため、実行されないと予想される。こうして装置は
ステップ６７からステップ７２に直接ジャンプする。勿
論、逆の操作も同様に行うことができる。As described above, terminal J (or step 15)
0) is the start point of the main program that sets the port Q1 to LOW, where a series of operations is restarted. The main program and some subroutines continue during stimulator operation until LBO goes to 0 or the off button 26J is actuated. As mentioned above, switches 26A and 2 as well as switches 26C and 26D.
6B is a complementary switch. Thus, normally only one of each of these "sets" of switches is operated at any one time. For example, the output signal is either "increase" or "decrease". Thus, proper operation "increases" the device.
Or "decrease". Similarly, the "key pressed" detection steps are combined as a set. Therefore, it is considered that when the key 0 is detected to be pressed, the key 1 is not detected to be detected. In this way, alternating subroutines are executed and complementary subroutines are omitted. For example, if key 0 is pressed and an "increase" subroutine is executed, it is expected that the "decrease" subroutine will not be executed because key 1 is not pressed. The device thus jumps directly from step 67 to step 72. Of course, the reverse operation can be performed in the same manner.
【００５７】ここで第４図を参照すると、図１における
ＣＰＵ１のプログラムの相互的な作用の結果として生成
される出力波形が図式的に示されている。図４における
キャリア波形Ａ及びＡ’はバイフェーズ形であり、相補
形パルス信号１１８及び１１９がＣＰＵ１内のソフトウ
エアサブルーティンにより生成される。このサブルーテ
ィンが呼び出される毎に、４サイクルのキャリア周波数
が相補的な状態でポートＱ１及びＱ２に供給される。こ
のキャリア周波数（ｆｃ）はソフトウエアによって固定
された値であるが、負荷に依存した値である所定の特定
の周波数にプリセットされる。即ち周波数は大部分図１
の電極４１Ａ及び４１Ｂの大きさ及び配置によって決定
される。この様に、電極サイズ及び／または組織が変化
するのに応じて変圧器二次側に存在する負荷も変化す
る。組織の負荷に対して最大の電力の転送を行うため
に、キャリア周波数はその周波数ｆcでＺsec＝ＸLにな
るように調整される。好適な一実施例においては、キャ
リア周波数は１-２ＫＨｚである。Referring now to FIG. 4, there is shown diagrammatically the output waveforms produced as a result of the interaction of the programs of CPU 1 in FIG. The carrier waveforms A and A'in FIG. 4 are biphase type, and complementary pulse signals 118 and 119 are generated by a software subroutine in the CPU 1. Each time the subroutine is called, carrier frequencies of 4 cycles are supplied to the ports Q1 and Q2 in a complementary state. The carrier frequency (fc) is a value fixed by software, but is preset to a predetermined specific frequency which is a load-dependent value. That is, the frequency is mostly
It is determined by the size and arrangement of the electrodes 41A and 41B. Thus, as the electrode size and / or tissue changes, so does the load present on the transformer secondary. In order to transfer the maximum power to the load of the tissue, the carrier frequency is adjusted to be Z sec = X L at that frequency f c. In a preferred embodiment, the carrier frequency is 1-2 KHz.
【００５８】波形１２０の変調周波数サブルーティンは
使用者により変化することができ（例えばおよそ２Ｈｚ
から１００Ｈｚ迄）、図１のキー２６Ｃ及び２６Ｄによ
って図２のステップ７２及び７５の動作に応じて選択さ
れる。ｆcルーチンはソフトウエアにおいてｆmルーチン
と「ＡＮＤ結合」される。ｆmのパルス幅は４ｆcに固定
され、その結果のデューティ周期またはＯＮ／ＯＦＦ比
は可変である。The modulation frequency subroutine of waveform 120 can be varied by the user (eg, approximately 2 Hz).
1 to 100 Hz) by the keys 26C and 26D of FIG. 1 according to the operation of steps 72 and 75 of FIG. The f c routine is "AND-joined" with the f m routine in software. The pulse width of f m is fixed to 4f c, the duty cycle or ON / OFF ratio of the result is variable.
【００５９】周波数または強度ディザーの動作／非動作
は図１に示されたキー２６Ｅ及び２６Ｆ及び図２に示さ
れステップ７８及び８２のプログラム動作によって制御
される。使用者がキー２６Ｅまたは２６Ｆを押す（ステ
ップ７８または８２により検出される）と、ディザー機
能が動作または非動作の何れかにされる。デューティ周
期は一つのｆｍ期間の間にどの位多くのキャリアーパル
ス１２１が電極に供給されるかを決定する。これは、刺
激パルスの平均の持続時間を決定し、ＭＯＳＦＥＴのゲ
ート電圧とともに電極を介して治療部分に変換される全
エネルギーを決定するため、重要なパラメータである。
換言すれば、変調周波数信号１２０がオンであるとき、
波形Ａ及びＡ’はゲート３６Ａ及び３９Ｂを夫々波形Ｂ
及びＢ’として通過する。これらの波形は信号１２１及
び１２２として夫々示されている。逆に、変調周波数信
号１２０がオフのときは、波形Ａ及びＡ’は阻止され、
信号Ｂ及びＢ’は所定のレベル、例えば接地レベルに留
まる。ドライバー３９Ａ及び３９Ｂに伝達された駆動パ
ルス２０（即ち信号１２１及び１２２）の振幅はＶｍｉ
ｎ（例えば２．１Ｖ）からＶｍａｘ（例えば４．７５
Ｖ）まで可変であり、これによって刺激の強度を制御す
る。信号１２１及び１２２の振幅は図１に示されたポテ
ンシオメータ３４から供給される信号ＶＷの電圧レベル
によって制御されることは勿論である。この様にして、
この実施例において５０の独立したステップが提供され
ている。The activation / deactivation of the frequency or intensity dither is controlled by the keys 26E and 26F shown in FIG. 1 and the programmed operation of steps 78 and 82 shown in FIG. When the user presses the key 26E or 26F (detected by step 78 or 82), the dither function is either activated or deactivated. The duty cycle determines how many carrier pulses 121 are delivered to the electrodes during one fm period. This is an important parameter as it determines the average duration of the stimulation pulse and together with the gate voltage of the MOSFET determines the total energy transferred through the electrodes to the treatment area.
In other words, when the modulation frequency signal 120 is on,
Waveforms A and A'are gates 36A and 39B, respectively, in waveform B.
And B '. These waveforms are shown as signals 121 and 122, respectively. Conversely, when modulation frequency signal 120 is off, waveforms A and A'are blocked,
The signals B and B ′ remain at a predetermined level, eg ground level. The amplitude of the drive pulse 20 (that is, the signals 121 and 122) transmitted to the drivers 39A and 39B is Vmi.
n (eg 2.1V) to Vmax (eg 4.75)
V) is variable, which controls the intensity of the stimulus. Of course, the amplitudes of signals 121 and 122 are controlled by the voltage level of signal VW provided by potentiometer 34 shown in FIG. In this way
Fifty independent steps are provided in this example.
【００６０】刺激装置のパルスに与えられる電気的負荷
は基本的には容量性であることが確認されている。この
容量性という結果は主として皮膚の表面が示す高抵抗の
結果である。ここで図５を参照すると、人間の皮膚によ
る影響下での本発明の回路モデルが示されている。特
に、ＭＯＳＦＥＴドライバー３９Ｂ及び３９Ｂには図１
に示されたスイッチ３５から夫々信号Ｂ及びＢ’が入力
され、これらのＭＯＳＦＥＴは変圧器４０の一次巻き線
の両端を駆動する。一次巻き線はセンタータップが設け
られ接地された巻線２０である。２次巻き線の両端（一
次巻き線に対する比は１：Ｎ、Ｎは１より大）は電極４
１Ａ及び４１Ｂに夫々接続されている。電極は使用者の
皮膚に配置されている。中間にある使用者の体の部分
（或いは「組織負荷」）は電極間の組織負荷４００とし
て概略的に表されている。組織負荷４００は皮膚、筋
肉、神経繊維等を含み、抵抗Ｒｓ及びＲｔ並びにコンデ
ンサＣｓから成る電気的な相似的表現によって表され
る。It has been determined that the electrical load presented to the stimulator pulse is essentially capacitive. This capacitive result is primarily a result of the high resistance exhibited by the skin surface. Referring now to FIG. 5, the circuit model of the present invention under the influence of human skin is shown. In particular, the MOSFET drivers 39B and 39B are shown in FIG.
Signals B and B'are respectively input from the switch 35 shown in FIG. 1, and these MOSFETs drive both ends of the primary winding of the transformer 40. The primary winding is a winding 20 provided with a center tap and grounded. Both ends of the secondary winding (the ratio to the primary winding is 1: N, N is greater than 1) have electrodes 4
1A and 41B, respectively. The electrodes are placed on the user's skin. The middle part of the user's body (or "tissue load") is schematically represented as the tissue load 400 between the electrodes. Tissue load 400 includes skin, muscles, nerve fibers, etc., and is represented by an electrical analogy of resistances Rs and Rt and capacitor Cs.
【００６１】人間の皮膚はＤＣ電流の流れに対しては比
較的高抵抗を示すことが知られている。逆に、身体の筋
肉及び神経繊維を形成する皮下の組織はＤＣまたはＡＣ
電流の流れに対して比較的低抵抗を示す。このため、こ
の装置においては、電極４１Ａ及び４１Ｂは組織負荷を
表す大損失の電極間誘導体４００を有するコンデンサの
極板として表される。It is known that human skin has a relatively high resistance to the flow of DC current. Conversely, the subcutaneous tissue that forms the muscles and nerve fibers of the body is DC or AC.
It has a relatively low resistance to current flow. Thus, in this device, electrodes 41A and 41B are represented as plates of a capacitor having a large loss of interelectrode dielectric 400 representing tissue load.
【００６２】分離／ステップアップ変圧器４０（図１も
参照のこと）は身体の内部組織及び神経位置に電気的パ
ルスエネルギーが効果的伝達されるために、Ｆcにおけ
る電極／組織負荷に望ましい状態で電気的に整合され
る。図５に示された電気的モデルにおいて、Ｒｓは皮膚
二層間抵抗、Ｃｓは皮膚二層間容量、Ｒｔは細胞外組織
抵抗である。典型的な身体への適用のためには、Ｒｔは
およそ１００オームであるが、組織の電気的抵抗は１０
キロオームのオーダーであるＲｓが支配的である。Ｒｓ
及びＣｓの値は電極面積及び皮膚とのインターフェース
特性によって決定されることは明かである。The isolation / step-up transformer 40 (see also FIG. 1) is a desirable condition for electrode / tissue loading at F c because of the effective transfer of electrical pulse energy to internal tissue and nerve locations of the body. Are electrically matched with. In the electrical model shown in FIG. 5, Rs is skin bilayer resistance, Cs is skin bilayer capacitance, and Rt is extracellular tissue resistance. For a typical bodily application, Rt is approximately 100 ohms, but the electrical resistance of tissue is 10
Rs, which is on the order of kilohms, dominates. Rs
It is clear that the values of Cs and Cs are determined by the electrode area and the characteristics of the interface with the skin.
【００６３】ここで図６を参照すると、図１に示された
装置のための第１に参照される等価負荷モデルが示され
ている。このモデルは本発明における変圧器４０の動作
を表している。二次巻き線ＤＣ抵抗Ｒｓｅｃ、組織抵抗
Ｒｔ及び電極／組織容量Ｃｓは巻き数比Ｎを適切に決め
ることにより変圧器の一次側に反映される。Ｒｓ及びＲ
ｔの比較的低い値と、ステップアップ変圧器の比較的大
きな巻き数比（Ｎ）とにより、個々の変換された値は一
次ＤＣ抵抗Ｒｐの値に比較して小になる。その結果、こ
れら変換値は分析において無視することができる。同様
に、漏れインダクタンスＬＬ及び漂遊容量ＣＤの値も小
であり、無視される。これらの仮定の結果、破線５０１
で囲まれた範囲内の部品が実質的に考慮の対象から外さ
れた簡略化した一次負荷モデルに至る。この様に、この
モデルは一次ＤＣ抵抗Ｒｐ及び影響された組織容量Ｎ2
ＣS/２から成る単純なＲＣネットワークに簡略化される
ことが容易に理解される。このネットワークは、ｆcを
キャリア周波数としたとき１／２期間ｆc／２のステッ
プ電圧Ｇにより駆動される。この誘導性の負荷が一次巻
き線が飽和に達するのに要する時間を決定する。この様
に、得られるキャリア周波数の範囲とともに、それが一
次巻き線の総数を決定する。Referring now to FIG. 6, there is shown a first referenced equivalent load model for the apparatus shown in FIG. This model represents the operation of the transformer 40 in the present invention. The secondary winding DC resistance Rsec, the tissue resistance Rt, and the electrode / tissue capacitance Cs are reflected on the primary side of the transformer by appropriately determining the winding number ratio N. Rs and R
Due to the relatively low value of t and the relatively large turns ratio (N) of the step-up transformer, the individual converted values are small compared to the value of the primary DC resistance Rp. As a result, these transformed values can be ignored in the analysis. Similarly, the values of leakage inductance LL and stray capacitance CD are also small and ignored. As a result of these assumptions, the dashed line 501
Leading to a simplified primary load model where the components within the box are substantially excluded from consideration. Thus, this model allows the primary DC resistance Rp and the affected tissue volume N 2
Be readily understood that simplifies to a simple RC network consisting of C S / 2. This network is driven by a step voltage G of ½ period f c / 2 where f c is the carrier frequency. This inductive load determines the time it takes for the primary winding to reach saturation. Thus, along with the range of carrier frequencies available, it determines the total number of primary windings.
【００６４】神経の刺激は電極４１Ａ及び４１Ｂの両端
に印加された電圧ではなく、細胞外の組織抵抗Ｒｔを通
過する電流の流れによって行われることが知られてい
る。電極により確定されるコンデンサ内／外への、従っ
てＲｔを通過する最大電流はコンデンサの両端の電圧の
最大の充電率の値になる。この条件は図７においてマイ
クロコントローラ駆動信号Ｂ及びＢに対するタイミング
の関係ととも図示されている。この図から明かなように
キャリア周波数ｆcは信号Ｂ及びＢ’が相補的に逆転す
る前に変圧器コアの最大飽和が得られるように調整され
ねばならない。この様に、変圧器４０における最大コア
飽和が、一次コイルにおける電流の逆転とともに、二次
電圧Ｖｓｅｃの変化の最大の率及び対応する組織負荷Ｒ
ｔを通しての最大刺激電流Ｉｓｅｃを与える。最大キャ
リア周波数の選択は、上記の如くＣｓを制御するマッチ
ング変圧器及び電極の選択された幾何学的配置に大きく
依存する。It is known that nerve stimulation is performed not by the voltage applied across the electrodes 41A and 41B, but by the flow of current through the extracellular tissue resistance Rt. The maximum current in / out of the capacitor defined by the electrodes and thus through Rt is the value of the maximum charge rate of the voltage across the capacitor. This condition is also shown in FIG. 7 along with the timing relationship for the microcontroller drive signals B and B. As can be seen from this figure, the carrier frequency f c must be adjusted so that maximum saturation of the transformer core is obtained before the signals B and B ′ are complementarily reversed. Thus, maximum core saturation in transformer 40 is accompanied by a reversal of the current in the primary coil as well as a maximum rate of change of secondary voltage Vsec and corresponding tissue load R.
The maximum stimulation current Isec through t is given. The choice of maximum carrier frequency depends largely on the chosen geometry of the matching transformer and electrodes controlling Cs as described above.
【００６５】二次巻き線の巻き数は、負荷インピーダン
スに対して二次巻き線インピーダンスを整合させるよう
にｆc、一次巻き線の巻き数及び巻き数比の選択との間
の相互的なプロセスによって決定される。いま、図８、
９及び１０を同時に参照すれば、マッチング変圧器の、
臨界的飽和、過飽和、及び不飽和動作の各々波形が示さ
れている。特に、図８は最適なコア飽和により得られる
最大二次負荷電流Ｉｓｍａｘを示している。最適な飽和
は、Ｆcを与えられた変圧器の形状に対して組織負荷４
００に対する最大の電力変換が得られるような変圧器／
電極／組織の負荷飽和期間となるように調整した結果と
して得られる。臨界飽和動作は電極／組織容量に大きく
依存しており、それゆえ、ｆcは上述の如く各電極の幾
何学的位置に応じて調整されねばならない。この例の場
合、ｆｃの値は５３５Ｈｚに選ばれている。The number of turns in the secondary winding is a reciprocal process between f c , the number of turns in the primary winding and the selection of the turns ratio to match the secondary winding impedance to the load impedance. Determined by Now, FIG.
Referring to 9 and 10 at the same time, of the matching transformer,
Waveforms for critical saturated, supersaturated, and unsaturated operations are shown. In particular, FIG. 8 shows the maximum secondary load current Ismax obtained by optimal core saturation. Optimal saturation is a tissue load of 4 for a transformer geometry given F c.
A transformer / which gives the maximum power conversion for
It is obtained as a result of adjusting the electrode / tissue load saturation period. The critical saturation operation is highly dependent on the electrode / tissue volume, therefore, f c must be adjusted according to the geometrical position of each as described above electrode. In the case of this example, the value of fc is selected to be 535 Hz.
【００６６】図９及び１０は同一の回路の動作を表して
いるが、その動作は図９においてｆｃが最適値以上（９
１３Ｈｚ）の場合が示され、また以下（４６８Ｈｚ）の
場合がそれぞれ示されている。図９から分かるようにピ
ーク及び平均二次電流は図８において得られる値よりか
なり小である。図１０において、変圧器コアはＤＣ直列
抵抗により制限された一次電流Ｉｐによって飽和状態と
なっており、同一の二次電流の振幅低下となることは明
かである。.本発明は独特の周波数及び振幅変調された
パルス列を生成するものである。パルスが周波数変調さ
れているため、刺激信号はより容易に皮膚内部まで通過
し、神経及び筋肉組織に対して同一の効果を得るために
必要な電圧は、現在開発されている従来の刺激装置に比
較してより低い電圧で良い。また、この発明に独特の特
徴は、着用して操作することが可能な使用状態に特化し
たパッケージを開発したことであり、これにより通常の
人間の活動の間に治療を行うことができる。現在使用さ
れている従来の刺激装置はこの種の使用のためには容易
に適用し得す、本発明はこの種の使用によって得られる
明かな利点を提供しているのである。非常に現実的な利
点は使用者が通常の日常活動を行っている間にＴＥＮＳ
治療の恩恵を得られることである。また本発明はいくつ
かのメーカーから容易に入手できる電子部品をもちいて
開発されたものである。これにより、本発明は製造が可
能であり、高い有用性がえられるのである。9 and 10 show the operation of the same circuit, the operation is such that in FIG. 9, fc is greater than or equal to the optimum value (9
13 Hz) and the following (468 Hz). As can be seen from FIG. 9, the peak and average secondary currents are much smaller than the values obtained in FIG. In FIG. 10, it is clear that the transformer core is saturated by the primary current Ip limited by the DC series resistance, resulting in the same secondary current amplitude reduction. The present invention produces a unique frequency and amplitude modulated pulse train. Due to the frequency modulation of the pulses, the stimulation signal passes more easily into the skin and the voltage needed to achieve the same effect on nerve and muscle tissue is less than that of conventional stimulators currently being developed. A lower voltage is sufficient in comparison. Also, a unique feature of the present invention is the development of a use-specific package that can be worn and manipulated to allow treatment during normal human activity. The conventional stimulators currently in use are readily adaptable for this type of use, and the present invention provides the distinct advantages afforded by this type of use. A very real advantage is that TENS can be used during normal daily activities by the user.
To be able to benefit from treatment. The present invention was developed using electronic components that can be easily obtained from several manufacturers. As a result, the present invention can be manufactured and is highly useful.
【００６７】[0067]
【発明の効果】以上の如く、この発明は独特の出力波形
を用いたＴＥＮＳユニットを提供する。このユニットは
治療を受ける人が日常またはスポーツ関連の活動を行っ
ている間に着用できるのである。また独特の出力波形に
より治療範囲に印加される信号の電力及び電圧レベルの
必要レベルを低下させることができ、それにより通常、
従来の殆どのＴＥＮＳ装置を使用する場合に伴っていた
不快な焼けるような感覚を大幅に低減もしくは除去する
ことができるのである。このユニットは、電力源、電子
回路、使用者インターフェース電極及び使用のための装
置（身体に巻き付けるか特別の着物等）の全てが単一の
複合形状内に含まれるように組立られる。この形は典型
として、使用状態に特化したものであり、特定の治療部
位、例えば背中、首、足、膝、足首、尻等のためにデザ
インされるものである。全ての能動回路及び電力源は最
大の安全性及び操作の容易さが得られるようにデザイン
され単一の密閉されたパッケージ内に包含される。As described above, the present invention provides a TENS unit using a unique output waveform. The unit can be worn by the person being treated during daily or sports-related activities. The unique output waveform can also reduce the power and voltage level requirements of the signal applied to the treatment area, which usually results in
The unpleasant burning sensation associated with using most conventional TENS devices can be greatly reduced or eliminated. The unit is assembled so that the power source, electronics, user interface electrodes and devices for use (such as body wraps or special clothing) are all contained within a single composite shape. This shape is typically usage-specific and designed for a particular treatment site, such as the back, neck, feet, knees, ankles, buttocks. All active circuits and power sources are contained within a single sealed package designed for maximum safety and ease of operation.
【００６８】上述の記述は本発明が実施される方法を限
定するように解釈されるべきでなく、本発明の広範な利
益及び発明の目的から外れることのない他の多くの変形
例を含むものである。 以上、皮膚を通した電気的神経
刺激（ＴＥＮＳ）装置の独特のデザイン及び概念が示さ
れ、記述されている。ここで示し、記述した特定の形態
は電気的刺激装置に関するものである。以上の記述は特
定の実施例に関するものであったが、ここに示し、記述
した具体的な実施例の変更を行い、及び／または変形例
を作成することは当業者にとって容易なことである。こ
の明細書の記述の範囲に属する全てのそのような変更ま
たは変形例も同様にこれに含まれるものとみなされる。The above description should not be construed as limiting the manner in which the invention may be practiced, but includes the broad benefits of the invention and many other variations that do not depart from the scope of the invention. . The unique design and concept of a transcutaneous electrical nerve stimulation (TENS) device has been shown and described. The particular configurations shown and described herein relate to electrical stimulation devices. While the above description has been directed to specific embodiments, it will be apparent to one of ordinary skill in the art to make changes to the specific embodiments shown and described and / or to make variations. All such modifications or variations that fall within the scope of the description of this specification are considered to be included therein as well.
【００６９】この明細書に含まれる記述は説明を目的と
したものであり、本発明を限定する意図で記述されたも
のではないことは容易に理解される。寧ろ、ここに記述
された発明の範囲は添付のクレイムによってのみ限定さ
れるものである。It is readily understood that the description contained in this specification is for the purpose of illustration and not for the purpose of limiting the invention. Rather, the scope of the invention described herein is limited only by the accompanying claims.
【図１】本発明の刺激装置の好ましい実施例を示す概略
図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of the stimulator of the present invention.
【図２】本発明の機能的動作手順を記すロジックフロー
チャートである。FIG. 2 is a logic flowchart showing a functional operation procedure of the present invention.
【図３】本発明の機能的動作手順を記すロジックフロー
チャートである。FIG. 3 is a logic flowchart showing a functional operation procedure of the present invention.
【図４】本発明のマイクロプロセッサにより生成される
駆動波形を図式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing drive waveforms generated by the microprocessor of the present invention.
【図５】出力回路のモデルを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a model of an output circuit.
【図６】刺激装置の波形の電気的モデルを示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing an electrical model of a waveform of the stimulator.
【図７】電極／組織、電流／電圧の関係を図式的に示す
図である。FIG. 7 is a diagram schematically showing the relationship between electrodes / tissues and current / voltage.
【図８】不飽和、臨界飽和、及び過飽和の変圧器動作に
おける出力波形を図式的に示す図である。FIG. 8 is a diagram schematically showing output waveforms in unsaturated, critically saturated, and supersaturated transformer operation.
【図９】不飽和、臨界飽和、及び過飽和の変圧器動作に
おける出力波形を図式的に示す図である。FIG. 9 is a diagram schematically showing output waveforms in unsaturated, critically saturated, and supersaturated transformer operation.
【図１０】不飽和、臨界飽和、及び過飽和の変圧器動作
における出力波形を図式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing output waveforms in unsaturated, critically saturated, and supersaturated transformer operation.
１ ＣＰＵ ２６Ａ〜２６Ｈ スイッチ ３９ 変圧器ドライバー ４０ 変圧器 ４１Ａ，４１Ｂ 電極 1 CPU 26A-26H switch 39 Transformer driver 40 Transformer 41A, 41B electrode
Claims (20)
激装置であって、 前記刺激信号を生成するパルス生成手段であり、前記刺
激信号は周波数及び振幅成分を含むパルス列である前記
パルス生成手段と、 生体組織に接触するように配置されて動作可能である少
なくとも一つの電極から成り、前記パルス生成手段はパ
ルス列のキャリア周波数を、前記少なくとも一つの電極
の大きさ及び配置に応じて前記パルス列の周波数が前記
少なくとも一つの電極を組織にインピーダンス整合させ
るように、生成すべく選択的に動作可能であることを特
徴とする電気的刺激装置。1. An electrical stimulator for applying a stimulus signal to a living tissue, which is pulse generation means for generating the stimulus signal, wherein the stimulus signal is a pulse train including frequency and amplitude components. And at least one electrode that is arranged to be in contact with a living tissue and is operable, and the pulse generating means determines the carrier frequency of the pulse train according to the size and arrangement of the at least one electrode. An electrical stimulator that is selectively operable to generate a frequency so as to impedance match the at least one electrode to tissue.
印加する変圧手段及び変圧手段を駆動する駆動手段を更
に有し、前記駆動手段は前記変圧手段をして前記パルス
列内のパルスがそのピーク電圧に到達しないように臨界
飽和させることにより、パルス列の直流成分が組織に伝
達されないように成されていることを特徴とする請求項
１に記載の電気的刺激装置。2. The device further comprises a transformer for applying a stimulus signal to the at least one electrode and a driver for driving the transformer, wherein the driver drives the transformer and the pulse in the pulse train has its peak voltage. The electrical stimulator according to claim 1, wherein the direct current component of the pulse train is prevented from being transmitted to the tissue by performing critical saturation so that the pulse train does not reach.
ントローラ手段を更に有し、前記コントローラ手段は前
記パルス列の振幅パラメータを調節するための第１の手
段と、前記パルス列の周波数パラメータを調節するため
の第２の手段と、前記パルス列の周波数ディザーパラメ
ータを調節するための第３の手段と、前記パルス列の強
度ディザーパラメータを調節する第４の手段とから成る
ことを特徴とする請求項１に記載の電気的刺激装置。3. Controller means for controlling parameters of said pulse train, said controller means comprising first means for adjusting an amplitude parameter of said pulse train and first means for adjusting a frequency parameter of said pulse train. 2. Electricity according to claim 1, characterized in that it comprises two means, a third means for adjusting the frequency dither parameter of the pulse train and a fourth means for adjusting the intensity dither parameter of the pulse train. Stimulator.
れた周波数及び振幅が変化されたパルス列を前記少なく
とも一つの電極に対して発生するように操作可能なマイ
クロプロセッサから成ることを特徴とする請求項１に記
載の電気的刺激装置。4. The pulse generating means comprises a microprocessor operable to generate a pre-programmed pulse train of varying frequency and amplitude for the at least one electrode. The electrical stimulator according to.
メータを記憶する記憶手段を更に有し、前記記憶手段は
記憶されたパラメータを選択的に取り出すことができる
ように前記マイクロプロセッサに接続されていることを
特徴とする請求項４に記載の電気的刺激装置。5. Further comprising storage means for storing preselected parameters of the pulse train stimulation signal, said storage means being connected to said microprocessor such that the stored parameters can be selectively retrieved. The electrical stimulation device according to claim 4, wherein
するポテンシオメータをさらに有し、前記ポテンシオメ
ータは前記パルス生成手段からの出力信号を受け、ポテ
ンシオメータが前記出力電圧を漸増的に増加または減少
させるように成されていることを特徴とする請求項１に
記載の電気的刺激装置。6. A potentiometer for selectively adjusting the output voltage of the pulse train, wherein the potentiometer receives the output signal from the pulse generating means, and the potentiometer gradually increases the output voltage or The electrical stimulation device according to claim 1, wherein the electrical stimulation device is configured to be reduced.
レベルまたは低レベル電圧を印加するためのスイッチ手
段をさらに有し、前記スイッチ手段は該スイッチ手段が
高または低電圧レベルの間で切り替わるように前記パル
ス生成手段からの信号を受けることを特徴とする請求項
１に記載の電気的刺激装置。7. Further comprising switch means for selectively applying a high or low level voltage to said at least one electrode, said switch means for causing said switch means to switch between a high or low voltage level. The electrical stimulator according to claim 1, wherein the electrical stimulator receives a signal from the pulse generator.
ズパルス列を組織に印加するように動作し得る二つの電
極から成ることを特徴とする請求項１に記載の電気的刺
激装置。8. The electrical stimulator of claim 1, wherein the at least one electrode comprises two electrodes operable to apply a biphasic pulse train to tissue.
低バッテリー電力の状態であることを示す低バッテリー
電力検出回路を更に有することを特徴とする請求項１に
記載の電気的刺激装置。9. The electrical stimulator according to claim 1, further comprising a low battery power detection circuit that indicates to the pulse generating means that the stimulator is in a low battery power state.
ングトランジスタからなり、前記少なくとも一つの電極
は二つの電極から成り、前記スイッチングトランジスタ
が前記二つの電極に交互にパルス列を印加することを特
徴とする請求項２に記載の電気的刺激装置。10. The driving means comprises two FET switching transistors, the at least one electrode comprises two electrodes, and the switching transistor alternately applies a pulse train to the two electrodes. Item 2. The electrical stimulator according to Item 2.
刺激装置であって、 前記刺激信号を生成するパルス生成手段であり、該刺激
信号は周波数及び振幅成分を有するパルス列である、前
記パルス生成手段と、 少なくとも一つの電極に刺激信号を印加する変圧手段
と、変圧手段を駆動する駆動手段とから成り、前記少な
くとも一つの電極は組織に接触するように配置されて動
作可能であり、前記駆動手段は前記変圧手段をして前記
パルス列内のパルスがそのピーク電圧に到達せず、パル
ス列の直流成分が組織に伝達されないように臨界飽和さ
せるように成されていることを特徴とする電気的刺激装
置。11. An electrical stimulator for applying a stimulus signal to a biological tissue, which is pulse generation means for generating the stimulus signal, wherein the stimulus signal is a pulse train having frequency and amplitude components. Means, a transformation means for applying a stimulation signal to at least one electrode, and a driving means for driving the transformation means, wherein the at least one electrode is arranged and operable to contact tissue, and the driving means Means for electrically stimulating the transforming means to critically saturate the pulse in the pulse train so that its peak voltage does not reach its peak voltage and the direct current component of the pulse train is not transmitted to the tissue. apparatus.
一つの電極の大きさ及び配置に応じて前記パルス列の周
波数が前記少なくとも一つの電極を組織にインピーダン
ス整合させるような値の前記パルス列のキャリア周波数
を生成するように選択的に動作可能であることを特徴と
する請求項１１に記載の電気的刺激装置。12. The pulse generating means generates a carrier frequency of the pulse train having a value such that the frequency of the pulse train is impedance-matched to the tissue of the at least one electrode according to the size and arrangement of the at least one electrode. The electrical stimulator of claim 11, wherein the electrical stimulator is selectively operable to:
コントローラ手段を更に有し、前記コントローラ手段は
前記パルス列の振幅パラメータを調節するための第１の
手段と、前記パルス列の周波数パラメータを調節するた
めの第２の手段と、前記パルス列の周波数ディザーパラ
メータを調節するための第３の手段と、前記パルス列の
強度ディザーパラメータを調節する第４の手段とから成
ることを特徴とする請求項１１に記載の電気的刺激装
置。13. A controller means for controlling parameters of the pulse train, the controller means comprising first means for adjusting an amplitude parameter of the pulse train and first means for adjusting a frequency parameter of the pulse train. 12. Electricity as claimed in claim 11, characterized in that it comprises two means, a third means for adjusting the frequency dither parameter of the pulse train and a fourth means for adjusting the intensity dither parameter of the pulse train. Stimulator.
された周波数及び振幅が変化されたパルス列を前記少な
くとも一つの電極に対して発生するように操作可能なマ
イクロプロセッサから成ることを特徴とする請求項１１
に記載の電気的刺激装置。14. The pulse generation means comprises a microprocessor operable to generate a pre-programmed pulse train of varying frequency and amplitude for the at least one electrode.
The electrical stimulator according to.
ラメータを記憶する記憶手段を更に有し、前記記憶手段
は記憶されたパラメータを選択的に取り出すことができ
るように前記マイクロプロセッサに接続されていること
を特徴とする請求項１４に記載の電気的刺激装置。15. Further comprising storage means for storing preselected parameters of the pulse train stimulation signal, said storage means being connected to said microprocessor such that the stored parameters can be selectively retrieved. The electrical stimulator according to claim 14, wherein
節するポテンシオメータをさらに有し、前記ポテンシオ
メータは前記パルス生成手段からの出力信号を受け、ポ
テンシオメータが前記出力電圧を漸増的に増加または減
少させるように成されていることを特徴とする請求項１
１に記載の電気的刺激装置。16. A potentiometer for selectively adjusting the output voltage of the pulse train, wherein the potentiometer receives an output signal from the pulse generating means, and the potentiometer gradually increases the output voltage or Claim 1 characterized in that it is designed to reduce.
The electrical stimulator according to 1.
高レベルまたは低レベル電圧を印加するためのスイッチ
手段をさらに有し、前記スイッチ手段は該スイッチ手段
が高または低電圧レベルの間で切り替わるように前記パ
ルス生成手段からの信号を受けることを特徴とする請求
項１１に記載の電気的刺激装置。17. Further comprising switch means for selectively applying a high or low level voltage to said at least one electrode, said switch means for causing said switch means to switch between a high or low voltage level. 12. The electrical stimulator according to claim 11, further comprising receiving a signal from the pulse generating means.
ーズパルス列を組織に印加するように動作し得る二つの
電極から成ることを特徴とする請求項１１に記載の電気
的刺激装置。18. The electrical stimulator of claim 11, wherein the at least one electrode comprises two electrodes operable to apply a biphasic pulse train to tissue.
あることをパルス生成手段に対して表示する低バッテリ
ー電力検出回路をさらに有することを特徴とする請求項
１１に記載の電気的刺激装置。19. The electrical stimulator of claim 11, further comprising a low battery power detection circuit that indicates to the pulse generating means that the stimulator is in a low battery power state.
ングトランジスタからなり、前記少なくとも一つの電極
は二つの電極から成っており、前記スイッチングトラン
ジスタは前記二つの電極に交互にパルス列を印加するこ
とを特徴とする請求項１１に記載の電気的刺激装置。20. The driving means is composed of two FET switching transistors, the at least one electrode is composed of two electrodes, and the switching transistor applies a pulse train to the two electrodes alternately. The electrical stimulator according to claim 11.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9018293A JPH06304256A (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Locally applicable microprocessor-controlled nerve and muscle stimulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9018293A JPH06304256A (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Locally applicable microprocessor-controlled nerve and muscle stimulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06304256A true JPH06304256A (en) | 1994-11-01 |
Family
ID=13991352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9018293A Pending JPH06304256A (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Locally applicable microprocessor-controlled nerve and muscle stimulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06304256A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013106975A (en) * | 2008-05-15 | 2013-06-06 | Boston Scientific Neuromodulation Corp | Implantable stimulator |
| CN109951179A (en) * | 2017-12-19 | 2019-06-28 | 炬芯（珠海）科技有限公司 | A kind of on/off circuit |
-
1993
- 1993-04-16 JP JP9018293A patent/JPH06304256A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN109951179A (en) * | 2017-12-19 | 2019-06-28 | 炬芯（珠海）科技有限公司 | A kind of on/off circuit |
| CN109951179B (en) * | 2017-12-19 | 2022-12-23 | 炬芯科技股份有限公司 | Startup and shutdown circuit |
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