JP2001259048A - 生体刺激装置 - Google Patents
生体刺激装置Info
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/36014—External stimulators, e.g. with patch electrodes
- A61N1/3603—Control systems
- A61N1/36034—Control systems specified by the stimulation parameters
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
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- Biophysics (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
- Finger-Pressure Massage (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 幅広い治療，施術効果を得ると共に、ソフト
な刺激感を得る。 【解決手段】 所定の繰り返し周波数で出力される矩形
波パルスをパルス幅変調する。これにより、矩形波パル
スよりも高い周波数の信号成分を複数含む矩形波パルス
群Ｓの繰り返しが、出力端子24から人体に付与される。
人体はコンデンサ特性を有するため、高い周波数の信号
成分であるほどそのインピーダンスが低くなり、矩形波
パルス群Ｓ全体の波形が歪んで、同じ電流および周波数
を有する矩形波よりもソフトな刺激感となる。しかも、
矩形波パルスよりも高い周波数の信号成分を複数含んで
おり、この信号成分による幅広い治療，施術効果も期待
できる。
な刺激感を得る。 【解決手段】 所定の繰り返し周波数で出力される矩形
波パルスをパルス幅変調する。これにより、矩形波パル
スよりも高い周波数の信号成分を複数含む矩形波パルス
群Ｓの繰り返しが、出力端子24から人体に付与される。
人体はコンデンサ特性を有するため、高い周波数の信号
成分であるほどそのインピーダンスが低くなり、矩形波
パルス群Ｓ全体の波形が歪んで、同じ電流および周波数
を有する矩形波よりもソフトな刺激感となる。しかも、
矩形波パルスよりも高い周波数の信号成分を複数含んで
おり、この信号成分による幅広い治療，施術効果も期待
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電極を内蔵した導
子を生体に当て、この導子から生体に電流を流して刺激
を与える低周波治療器などの生体刺激装置に関する。
子を生体に当て、この導子から生体に電流を流して刺激
を与える低周波治療器などの生体刺激装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】一般に、この種の生体
刺激装置は発信器から導子に出力される低周波のパルス
電流を、患部に流して神経機能などの治療などを行なう
ようにしている。そして、例えば特開平１‐１４６５６
２号公報には、使用者が切換操作スイッチを操作するこ
とにより、出力回路から生体である人体に出力する刺激
信号を、正のパルスを周期毎に出力する直流間欠パルス
と、正のパルスと負のパルスとからなる矩形波パルス群
を周期毎に出力する交流間欠パルスと、正のパルスと負
のパルスとを周期毎に出力する交互間欠パルスのいずれ
かに切換えたり、それぞれの間欠パルスの周期や振幅を
変化させて、刺激の速さや強さを調節できる生体刺激装
置が開示されている。
刺激装置は発信器から導子に出力される低周波のパルス
電流を、患部に流して神経機能などの治療などを行なう
ようにしている。そして、例えば特開平１‐１４６５６
２号公報には、使用者が切換操作スイッチを操作するこ
とにより、出力回路から生体である人体に出力する刺激
信号を、正のパルスを周期毎に出力する直流間欠パルス
と、正のパルスと負のパルスとからなる矩形波パルス群
を周期毎に出力する交流間欠パルスと、正のパルスと負
のパルスとを周期毎に出力する交互間欠パルスのいずれ
かに切換えたり、それぞれの間欠パルスの周期や振幅を
変化させて、刺激の速さや強さを調節できる生体刺激装
置が開示されている。
【０００３】ところで、人体は直流を通しにくく、その
抵抗値は電圧にもよるが概ね１００ｋΩである反面、周
波数の高い交流は通しやすく、例えば周波数が１ｋＨｚ
の交流電圧では１ｋΩ程度で、周波数が倍になると抵抗
値は半分になる。つまり、人体はちょうどコンデンサの
ように容量性があり、周波数の増加と共に生体抵抗が減
少する特性を有している。一方、人体に対する刺激感
は、直流に近い低周波数や、直流成分（直線の部分）が
多い矩形波ほど刺激が強く、同じ周波数であれば矩形波
よりも正弦波のほうが、刺激が柔らかくなる。
抵抗値は電圧にもよるが概ね１００ｋΩである反面、周
波数の高い交流は通しやすく、例えば周波数が１ｋＨｚ
の交流電圧では１ｋΩ程度で、周波数が倍になると抵抗
値は半分になる。つまり、人体はちょうどコンデンサの
ように容量性があり、周波数の増加と共に生体抵抗が減
少する特性を有している。一方、人体に対する刺激感
は、直流に近い低周波数や、直流成分（直線の部分）が
多い矩形波ほど刺激が強く、同じ周波数であれば矩形波
よりも正弦波のほうが、刺激が柔らかくなる。
【０００４】このような正弦波状の刺激信号を人体に与
える生体刺激装置の一例を図５に示す。同図において、
101は制御手段であるＣＰＵ（中央演算処理装置）であ
り、ここから出力されるデジタルデータ信号をＤ／Ａ回
路102によりアナログデータ信号に変換する。そして、
このアナログデータ信号をアンプ回路103により増幅し
た後、トランス104を経由して正弦波状の刺激信号を導
子である出力端子105間に発生させる。この場合、正弦
波の振幅は、例えばアンプ回路103の前段に接続される
出力可変ボリューム106を操作することにより任意に増
減させることができる。
える生体刺激装置の一例を図５に示す。同図において、
101は制御手段であるＣＰＵ（中央演算処理装置）であ
り、ここから出力されるデジタルデータ信号をＤ／Ａ回
路102によりアナログデータ信号に変換する。そして、
このアナログデータ信号をアンプ回路103により増幅し
た後、トランス104を経由して正弦波状の刺激信号を導
子である出力端子105間に発生させる。この場合、正弦
波の振幅は、例えばアンプ回路103の前段に接続される
出力可変ボリューム106を操作することにより任意に増
減させることができる。
【０００５】しかし、こうした正弦波は刺激感がソフト
で人体には好ましい反面、単一の周波数成分しか存在せ
ず、幅広い治療，施術効果を得るには甚だ不利である。
また、装置の出力回路においても、正弦波状の波形を得
るためにＤ／Ａ回路102やアンプ回路103などのいわゆる
アナログ回路を使用せざるを得ず、部品点数が増える上
に回路構成が複雑となって電力効率も悪くなる。すなわ
ち、正弦波を出力する回路では、トランジスタや抵抗，
コンデンサなどの部品が数十個必要とされていた。
で人体には好ましい反面、単一の周波数成分しか存在せ
ず、幅広い治療，施術効果を得るには甚だ不利である。
また、装置の出力回路においても、正弦波状の波形を得
るためにＤ／Ａ回路102やアンプ回路103などのいわゆる
アナログ回路を使用せざるを得ず、部品点数が増える上
に回路構成が複雑となって電力効率も悪くなる。すなわ
ち、正弦波を出力する回路では、トランジスタや抵抗，
コンデンサなどの部品が数十個必要とされていた。
【０００６】本発明は上記問題点を解決しようとするも
のであり、幅広い治療，施術効果を得ることができると
共に、ソフトな刺激感を得ることができる生体刺激装置
を提供することをその目的とする。
のであり、幅広い治療，施術効果を得ることができると
共に、ソフトな刺激感を得ることができる生体刺激装置
を提供することをその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の生体刺激装置
は、前記目的を達成するために、生体に導子を当て、こ
の導子から生体に電流を流して刺激を与える生体刺激装
置において、繰り返し出力される矩形波パルスをパルス
幅変調し、この矩形波パルスよりも高い周波数成分を複
数含む矩形波パルス群の繰り返しを刺激信号として前記
導子に出力する刺激発生手段を備えたものである。
は、前記目的を達成するために、生体に導子を当て、こ
の導子から生体に電流を流して刺激を与える生体刺激装
置において、繰り返し出力される矩形波パルスをパルス
幅変調し、この矩形波パルスよりも高い周波数成分を複
数含む矩形波パルス群の繰り返しを刺激信号として前記
導子に出力する刺激発生手段を備えたものである。
【０００８】本発明は、生体がコンデンサのような特性
を有している点に着目してなされたものである。つまり
上記構成において、刺激発生手段が所定の繰り返し周波
数で出力される矩形波パルスをパルス幅変調すると、矩
形波パルスよりも高い周波数の信号成分を複数含んだ矩
形波パルス群の繰り返しが、出力端子から刺激信号とし
て生体に付与される。このとき、生体はあたかもコンデ
ンサのような特性を有しているため、高い周波数の信号
成分であるほどそのインピーダンスが低くなり、矩形波
パルス群全体の波形が歪んで、同じ電流および周波数を
有する矩形波よりもソフトな刺激感となる。しかも、各
矩形波パルス群には矩形波パルスよりも高い周波数の信
号成分を複数含んでいるため、この信号成分による幅広
い治療，施術効果も期待できる。
を有している点に着目してなされたものである。つまり
上記構成において、刺激発生手段が所定の繰り返し周波
数で出力される矩形波パルスをパルス幅変調すると、矩
形波パルスよりも高い周波数の信号成分を複数含んだ矩
形波パルス群の繰り返しが、出力端子から刺激信号とし
て生体に付与される。このとき、生体はあたかもコンデ
ンサのような特性を有しているため、高い周波数の信号
成分であるほどそのインピーダンスが低くなり、矩形波
パルス群全体の波形が歪んで、同じ電流および周波数を
有する矩形波よりもソフトな刺激感となる。しかも、各
矩形波パルス群には矩形波パルスよりも高い周波数の信
号成分を複数含んでいるため、この信号成分による幅広
い治療，施術効果も期待できる。
【０００９】
【発明の実施形態】以下、本発明における生体刺激装置
の一実施例について、添付図面を参照しながら説明す
る。
の一実施例について、添付図面を参照しながら説明す
る。
【００１０】装置の全体構成を図１に基づき説明する
と、１は交流入力を安定化した状態で直流出力に変換す
る安定化電源であり、ここではＡＣ１００Ｖの交流電圧
を、ＤＣ＋１５ＶおよびＤＣ＋５Ｖの直流電圧にそれぞ
れ変換している。２は、前記安定化電源１からのＤＣ＋
５Ｖの直流電圧と、水晶発信器３からの基準クロック信
号とにより動作する制御手段としてのＣＰＵ（中央演算
処理装置）である。このＣＰＵ２は周知のように、入出
力手段，記憶手段およひ演算処理手段などを内蔵し、記
憶手段に記憶された制御シーケンスにしたがって、所定
のパターンの刺激電流を生体である人体（図示せず）に
与えるようになっている。
と、１は交流入力を安定化した状態で直流出力に変換す
る安定化電源であり、ここではＡＣ１００Ｖの交流電圧
を、ＤＣ＋１５ＶおよびＤＣ＋５Ｖの直流電圧にそれぞ
れ変換している。２は、前記安定化電源１からのＤＣ＋
５Ｖの直流電圧と、水晶発信器３からの基準クロック信
号とにより動作する制御手段としてのＣＰＵ（中央演算
処理装置）である。このＣＰＵ２は周知のように、入出
力手段，記憶手段およひ演算処理手段などを内蔵し、記
憶手段に記憶された制御シーケンスにしたがって、所定
のパターンの刺激電流を生体である人体（図示せず）に
与えるようになっている。
【００１１】前記ＣＰＵ２の入力側ポートには、複数の
刺激モードのなかから特定の刺激モードを選択するモー
ド選択手段としてのスイッチ４が複数接続される。これ
に対応して、ＣＰＵ２の出力側ポートには、どの刺激モ
ードが選択・実行されたのかを示すモード表示手段とし
てのＬＥＤ６が複数接続される。その他、ＣＰＵ２の出
力側ポートには、刺激時間をカウント表示する時間表示
手段としてのセグメントＬＥＤ７と、刺激発生手段８を
構成する２つのＦＥＴ９，10と、人体に与える刺激信号
の振幅およびインターバル（休止期間）を可変する出力
可変回路11が接続される。なお、本実施例では便宜上一
つのセグメントＬＥＤ７だけを図示したが、実際には二
つまたはそれ以上のセグメントＬＥＤ７が並設される。
また、例えば共通のＬＣＤ表示器などにより、前記ＬＥ
Ｄ６とセグメントＬＥＤ７を一体化させて表示させても
よい。
刺激モードのなかから特定の刺激モードを選択するモー
ド選択手段としてのスイッチ４が複数接続される。これ
に対応して、ＣＰＵ２の出力側ポートには、どの刺激モ
ードが選択・実行されたのかを示すモード表示手段とし
てのＬＥＤ６が複数接続される。その他、ＣＰＵ２の出
力側ポートには、刺激時間をカウント表示する時間表示
手段としてのセグメントＬＥＤ７と、刺激発生手段８を
構成する２つのＦＥＴ９，10と、人体に与える刺激信号
の振幅およびインターバル（休止期間）を可変する出力
可変回路11が接続される。なお、本実施例では便宜上一
つのセグメントＬＥＤ７だけを図示したが、実際には二
つまたはそれ以上のセグメントＬＥＤ７が並設される。
また、例えば共通のＬＣＤ表示器などにより、前記ＬＥ
Ｄ６とセグメントＬＥＤ７を一体化させて表示させても
よい。
【００１２】前記出力可変回路11は、安定化電源１から
のＤＣ+１５Ｖの直流電圧により作動するもので、ＣＰ
Ｕ２から出力される各制御信号、すなわち強刺激指令信
号（HAMMER），刺激休止期間設定信号（INTERVAL），お
よび刺激開始信号（START）と、手動操作可能な可変抵
抗14からの出力レベル設定信号とにより、ＤＣ０Ｖから
ＤＣ＋１５Ｖの範囲で振幅変調された所定の繰り返し周
波数で出力される矩形波状の可変出力信号を刺激発生手
段８に供給する。一方、前記刺激発生手段８は、出力可
変回路11からの可変出力信号をパルス幅変調するもの
で、スイッチ手段としての前記ＦＥＴ９，10の他に、一
次側と二次側とを絶縁したトランス21を備えて構成され
る。具体的には、トランス21の一次巻線22は、そのセン
タータップが前記出力可変回路11の可変出力信号ライン
に接続されるとともに、刺激信号を出力する二次巻線23
の両端には、導子に相当する一対の出力端子24がそれぞ
れ接続される。また、ソース接地された一方のＦＥＴ９
のドレインには、トランス21の一次巻線22の一端が接続
され、同じくソース接地された他方のＦＥＴ10のドレイ
ンには、トランス21の一次巻線22の他端が接続される。
そして、ＣＰＵ２からの＋側ＰＷＭ信号が、ＦＥＴ９の
制御端子であるゲートに供給され、ＣＰＵ２からの−側
ＰＷＭ信号が、ＦＥＴ10の制御端子であるゲートに供給
されるようになっている。
のＤＣ+１５Ｖの直流電圧により作動するもので、ＣＰ
Ｕ２から出力される各制御信号、すなわち強刺激指令信
号（HAMMER），刺激休止期間設定信号（INTERVAL），お
よび刺激開始信号（START）と、手動操作可能な可変抵
抗14からの出力レベル設定信号とにより、ＤＣ０Ｖから
ＤＣ＋１５Ｖの範囲で振幅変調された所定の繰り返し周
波数で出力される矩形波状の可変出力信号を刺激発生手
段８に供給する。一方、前記刺激発生手段８は、出力可
変回路11からの可変出力信号をパルス幅変調するもの
で、スイッチ手段としての前記ＦＥＴ９，10の他に、一
次側と二次側とを絶縁したトランス21を備えて構成され
る。具体的には、トランス21の一次巻線22は、そのセン
タータップが前記出力可変回路11の可変出力信号ライン
に接続されるとともに、刺激信号を出力する二次巻線23
の両端には、導子に相当する一対の出力端子24がそれぞ
れ接続される。また、ソース接地された一方のＦＥＴ９
のドレインには、トランス21の一次巻線22の一端が接続
され、同じくソース接地された他方のＦＥＴ10のドレイ
ンには、トランス21の一次巻線22の他端が接続される。
そして、ＣＰＵ２からの＋側ＰＷＭ信号が、ＦＥＴ９の
制御端子であるゲートに供給され、ＣＰＵ２からの−側
ＰＷＭ信号が、ＦＥＴ10の制御端子であるゲートに供給
されるようになっている。
【００１３】次に、上記構成に付きその作用を図２の波
形図に基づき説明する。なお、図２において、最上段に
ある波形は出力可変回路11からの可変出力信号で、以下
＋側ＰＷＭ信号，−側ＰＷＭ信号および出力端子24間の
刺激信号の各波形が示されている。
形図に基づき説明する。なお、図２において、最上段に
ある波形は出力可変回路11からの可変出力信号で、以下
＋側ＰＷＭ信号，−側ＰＷＭ信号および出力端子24間の
刺激信号の各波形が示されている。
【００１４】スイッチ４により特定の刺激モードを選択
し、図示しないスタートスイッチを操作すると、ＣＰＵ
２によって選択した刺激モードに対応するＬＥＤ６が点
灯する。またＣＰＵ２は、この選択した刺激モードに見
合う刺激信号が出力端子24間から出力されるように、刺
激発生手段８や出力可変回路11を含む各部を制御する。
この一連の制御において、ＣＰＵ２から出力可変回路11
に刺激開始信号を出力すると、図２のグラフの左側に示
すように、所定の時間幅ｔ１を有する振幅Ａ１の矩形波
パルスを周期Ｔ毎に繰り返し出力する可変出力信号が、
出力可変回路11から刺激発生手段８に供給される。な
お、ここでの振幅Ａ１は、可変抵抗14によりＤＣ０Ｖか
らＤＣ＋１５Ｖの範囲で適宜可変できるため、使用者が
刺激の度合いを所望の状態に変えることが容易になる。
また、ここには図示していないが、矩形波パルスの周期
Ｔや時間幅ｔ１も、ＣＰＵ２からの指令によって可変で
きるようにすれば、使用者にとってより好ましい刺激を
得やすくなる。しかもこれは、ＣＰＵ２内の制御プログ
ラムを変更するだけで簡単に実現する。
し、図示しないスタートスイッチを操作すると、ＣＰＵ
２によって選択した刺激モードに対応するＬＥＤ６が点
灯する。またＣＰＵ２は、この選択した刺激モードに見
合う刺激信号が出力端子24間から出力されるように、刺
激発生手段８や出力可変回路11を含む各部を制御する。
この一連の制御において、ＣＰＵ２から出力可変回路11
に刺激開始信号を出力すると、図２のグラフの左側に示
すように、所定の時間幅ｔ１を有する振幅Ａ１の矩形波
パルスを周期Ｔ毎に繰り返し出力する可変出力信号が、
出力可変回路11から刺激発生手段８に供給される。な
お、ここでの振幅Ａ１は、可変抵抗14によりＤＣ０Ｖか
らＤＣ＋１５Ｖの範囲で適宜可変できるため、使用者が
刺激の度合いを所望の状態に変えることが容易になる。
また、ここには図示していないが、矩形波パルスの周期
Ｔや時間幅ｔ１も、ＣＰＵ２からの指令によって可変で
きるようにすれば、使用者にとってより好ましい刺激を
得やすくなる。しかもこれは、ＣＰＵ２内の制御プログ
ラムを変更するだけで簡単に実現する。
【００１５】ＣＰＵ２は、前記出力可変回路11から矩形
波パルスが出力される毎に、この矩形波パルスの出力期
間中において、これよりも高い周波数成分を有する複数
のオンパルスを、ＦＥＴ９またはＦＥＴ10に交互に出力
する。このとき、矩形波パルスが立上ってからこの矩形
波パルスの時間幅ｔ１の半分が経過するまでは、ＦＥＴ
９またはＦＥＴ10への各オンパルスの時間幅ｔ２が徐々
に拡がり、その後矩形波パルスの立下がりに近づくに従
って、各オンパルスの時間幅ｔ２が徐々に狭まるように
出力される。
波パルスが出力される毎に、この矩形波パルスの出力期
間中において、これよりも高い周波数成分を有する複数
のオンパルスを、ＦＥＴ９またはＦＥＴ10に交互に出力
する。このとき、矩形波パルスが立上ってからこの矩形
波パルスの時間幅ｔ１の半分が経過するまでは、ＦＥＴ
９またはＦＥＴ10への各オンパルスの時間幅ｔ２が徐々
に拡がり、その後矩形波パルスの立下がりに近づくに従
って、各オンパルスの時間幅ｔ２が徐々に狭まるように
出力される。
【００１６】そして、トランス21の一次巻線22のセンタ
ータップに矩形波パルスが出力されている状態で、ＣＰ
Ｕ２からＦＥＴ９に＋側ＰＷＭ信号が供給されると、オ
ンパルスの出力される期間中にＦＥＴ９がターンオンし
て、一次巻線22の一端側（ドット側）が接地され、二次
巻線23の一端側（ドット側）に電圧が誘起される。ま
た、同じくトランス21の一次巻線22のセンタータップに
矩形波パルスが出力されている状態で、ＣＰＵ２からＦ
ＥＴ10に−側ＰＷＭ信号が供給されると、オンパルスの
出力される期間中にＦＥＴ10がターンオンして、一次巻
線22の他端側（非ドット側）が接地され、二次巻線23の
他端側（非ドット側）に電圧が誘起される。したがっ
て、図２にも示すように、矩形波パルスが出力される期
間中に、ＦＥＴ９のゲートにオンパルスを供給すると、
正極性の刺激信号がパルス状に出力され、矩形波パルス
が出力される期間中に、ＦＥＴ10のゲートにオンパルス
を供給すると、負極性の刺激信号がパルス状に出力され
る。
ータップに矩形波パルスが出力されている状態で、ＣＰ
Ｕ２からＦＥＴ９に＋側ＰＷＭ信号が供給されると、オ
ンパルスの出力される期間中にＦＥＴ９がターンオンし
て、一次巻線22の一端側（ドット側）が接地され、二次
巻線23の一端側（ドット側）に電圧が誘起される。ま
た、同じくトランス21の一次巻線22のセンタータップに
矩形波パルスが出力されている状態で、ＣＰＵ２からＦ
ＥＴ10に−側ＰＷＭ信号が供給されると、オンパルスの
出力される期間中にＦＥＴ10がターンオンして、一次巻
線22の他端側（非ドット側）が接地され、二次巻線23の
他端側（非ドット側）に電圧が誘起される。したがっ
て、図２にも示すように、矩形波パルスが出力される期
間中に、ＦＥＴ９のゲートにオンパルスを供給すると、
正極性の刺激信号がパルス状に出力され、矩形波パルス
が出力される期間中に、ＦＥＴ10のゲートにオンパルス
を供給すると、負極性の刺激信号がパルス状に出力され
る。
【００１７】こうして出力端子24間には、前記振幅Ａ１
に比例した電圧レベルで、しかも可変出力信号の矩形波
パルスをＦＥＴ９，10によりパルス幅変調（ＰＷＭ）し
た刺激信号が繰り返し発生する。この刺激信号は、周期
Ｔ毎に発生する時間幅ｔ１の矩形波パルス群Ｓにより構
成されるが、この矩形波パルス群Ｓは正負交互に現れ、
しかも、矩形波パルス群Ｓが立上ってからこの矩形波パ
ルス群Ｓの時間幅ｔ１の半分が経過するまでは、個々の
オンパルスの時間幅ｔ２が徐々に拡がり、その後矩形波
パルス群Ｓの立下がりに近づくに従って、個々のオンパ
ルスの時間幅ｔ２が徐々に狭まるように出力される。な
お、刺激信号が出力される間は、ＣＰＵ２に内蔵するタ
イマ（図示せず）が時間を計測し、その結果をセグメン
トＬＥＤ７で表示する。
に比例した電圧レベルで、しかも可変出力信号の矩形波
パルスをＦＥＴ９，10によりパルス幅変調（ＰＷＭ）し
た刺激信号が繰り返し発生する。この刺激信号は、周期
Ｔ毎に発生する時間幅ｔ１の矩形波パルス群Ｓにより構
成されるが、この矩形波パルス群Ｓは正負交互に現れ、
しかも、矩形波パルス群Ｓが立上ってからこの矩形波パ
ルス群Ｓの時間幅ｔ１の半分が経過するまでは、個々の
オンパルスの時間幅ｔ２が徐々に拡がり、その後矩形波
パルス群Ｓの立下がりに近づくに従って、個々のオンパ
ルスの時間幅ｔ２が徐々に狭まるように出力される。な
お、刺激信号が出力される間は、ＣＰＵ２に内蔵するタ
イマ（図示せず）が時間を計測し、その結果をセグメン
トＬＥＤ７で表示する。
【００１８】このような刺激信号を人体に通電したとき
の波形を、図３および図４に示す。ここでのサンプル波
形としての刺激信号は、矩形波パルスの繰返し周波数が
2.8ｋＨｚ（Ｔ＝357μSec）で、そのなかに10〜60μSec
の範囲で時間幅ｔ２が可変する高周波成分が含まれてい
る。図３は、参考として出力端子24間に500Ωのダミー
抵抗を負荷として接続したときの波形である。この場合
は、図２に示す刺激信号と概ね同じ波形がダミー抵抗の
両端間に発生する。これに対して、図４は出力端子24を
人体の腰に当てて通電した時の波形で、この場合は人体
があたかもコンデンサのような容量性素子として作用
し、各矩形波パルス群Ｓの波形が歪んで、刺激信号が低
周波の正弦波に近似した波形になる。したがって、同じ
電流および周波数を有する矩形波に比べて非常にソフト
な刺激感を得ることができる。しかも、刺激信号にはＦ
ＥＴ９，10のスイッチングにより得られた高周波成分も
残っているため、その成分の治療効果も期待できる。
の波形を、図３および図４に示す。ここでのサンプル波
形としての刺激信号は、矩形波パルスの繰返し周波数が
2.8ｋＨｚ（Ｔ＝357μSec）で、そのなかに10〜60μSec
の範囲で時間幅ｔ２が可変する高周波成分が含まれてい
る。図３は、参考として出力端子24間に500Ωのダミー
抵抗を負荷として接続したときの波形である。この場合
は、図２に示す刺激信号と概ね同じ波形がダミー抵抗の
両端間に発生する。これに対して、図４は出力端子24を
人体の腰に当てて通電した時の波形で、この場合は人体
があたかもコンデンサのような容量性素子として作用
し、各矩形波パルス群Ｓの波形が歪んで、刺激信号が低
周波の正弦波に近似した波形になる。したがって、同じ
電流および周波数を有する矩形波に比べて非常にソフト
な刺激感を得ることができる。しかも、刺激信号にはＦ
ＥＴ９，10のスイッチングにより得られた高周波成分も
残っているため、その成分の治療効果も期待できる。
【００１９】なお、人体に通電した時の波形を、図４に
示すように略正弦波状にするためには、上述のように、
複数のオンパルスからなる全体で時間幅ｔ１の各矩形波
パルス群Ｓが周期Ｔ毎に正負交互に現れ、しかも、矩形
波パルス群Ｓが立上ってからこの矩形波パルス群Ｓの時
間幅ｔ１の半分が経過するまでは、個々のオンパルスの
時間幅ｔ２が徐々に拡がり、その後矩形波パルス群Ｓの
立下がりに近づくに従って、個々のオンパルスの時間幅
ｔ２が徐々に狭まる刺激信号を出力するように、刺激発
生手段８を構成するのが好ましい。但し、それ以外にこ
のオンパルスの時間幅ｔ２をランダムに可変できる時間
幅可変手段を例えばＣＰＵ２の制御シーケンスに付加す
れば、正弦波のみならず例えば三角波や各種歪波なども
人体に与えることができ、正弦波とは異なる独特の刺激
感が得られる。
示すように略正弦波状にするためには、上述のように、
複数のオンパルスからなる全体で時間幅ｔ１の各矩形波
パルス群Ｓが周期Ｔ毎に正負交互に現れ、しかも、矩形
波パルス群Ｓが立上ってからこの矩形波パルス群Ｓの時
間幅ｔ１の半分が経過するまでは、個々のオンパルスの
時間幅ｔ２が徐々に拡がり、その後矩形波パルス群Ｓの
立下がりに近づくに従って、個々のオンパルスの時間幅
ｔ２が徐々に狭まる刺激信号を出力するように、刺激発
生手段８を構成するのが好ましい。但し、それ以外にこ
のオンパルスの時間幅ｔ２をランダムに可変できる時間
幅可変手段を例えばＣＰＵ２の制御シーケンスに付加す
れば、正弦波のみならず例えば三角波や各種歪波なども
人体に与えることができ、正弦波とは異なる独特の刺激
感が得られる。
【００２０】ところで、上記一定の刺激信号を人体に繰
り返し与えると、人体がその刺激信号に慣れてしまっ
て、傷みの除去や、緩和効果が次第に低下するという欠
点がある。そこで、本実施例では、ＣＰＵ２の制御シー
ケンスとして、このＣＰＵ２から出力可変回路11に刺激
休止期間設定信号が出力される間は、一時的に刺激信号
の出力を停止して、刺激の休止期間を設けたり、あるい
はＣＰＵ２から出力可変回路11に強刺激指令信号が出力
されると、図２のグラフの右側に示すように、予め設定
した振幅Ａ１よりも大きい振幅Ａ２の矩形波パルスが出
力可変回路11から刺激発生手段８に一時的に出力され、
それまでよりも振幅の大きい矩形波パルス群Ｓ’を有す
る強い刺激信号を人体に与えることで、こうした欠点を
除去するようにしている。
り返し与えると、人体がその刺激信号に慣れてしまっ
て、傷みの除去や、緩和効果が次第に低下するという欠
点がある。そこで、本実施例では、ＣＰＵ２の制御シー
ケンスとして、このＣＰＵ２から出力可変回路11に刺激
休止期間設定信号が出力される間は、一時的に刺激信号
の出力を停止して、刺激の休止期間を設けたり、あるい
はＣＰＵ２から出力可変回路11に強刺激指令信号が出力
されると、図２のグラフの右側に示すように、予め設定
した振幅Ａ１よりも大きい振幅Ａ２の矩形波パルスが出
力可変回路11から刺激発生手段８に一時的に出力され、
それまでよりも振幅の大きい矩形波パルス群Ｓ’を有す
る強い刺激信号を人体に与えることで、こうした欠点を
除去するようにしている。
【００２１】以上のように上記実施例では、人体に導子
である出力端子24を当て、この出力端子24から人体に電
流を流して刺激を与える生体刺激装置において、所定の
繰り返し周波数で出力される矩形波パルスをパルス幅変
調し、この矩形波パルスよりも高い周波数成分を複数含
む矩形波パルス群Ｓの繰り返しを刺激信号として出力端
子24に出力する刺激発生手段８を備えている。
である出力端子24を当て、この出力端子24から人体に電
流を流して刺激を与える生体刺激装置において、所定の
繰り返し周波数で出力される矩形波パルスをパルス幅変
調し、この矩形波パルスよりも高い周波数成分を複数含
む矩形波パルス群Ｓの繰り返しを刺激信号として出力端
子24に出力する刺激発生手段８を備えている。
【００２２】この場合、刺激発生手段８が所定の繰り返
し周波数で出力される矩形波パルスをパルス幅変調する
と、矩形波パルスよりも高い周波数の信号成分を複数含
んだ矩形波パルス群Ｓの繰り返しが、出力端子24から刺
激信号として人体に付与される。このとき、人体はあた
かもコンデンサのような特性を有しているため、高い周
波数の信号成分であるほどそのインピーダンスが低くな
り、矩形波パルス群Ｓ全体の波形が歪んで、同じ電流お
よび周波数を有する矩形波よりもソフトな刺激感とな
る。しかも、各矩形波パルス群Ｓには矩形波パルスより
も高い周波数の信号成分を複数含んでいるため、この信
号成分による幅広い治療，施術効果も期待できる。
し周波数で出力される矩形波パルスをパルス幅変調する
と、矩形波パルスよりも高い周波数の信号成分を複数含
んだ矩形波パルス群Ｓの繰り返しが、出力端子24から刺
激信号として人体に付与される。このとき、人体はあた
かもコンデンサのような特性を有しているため、高い周
波数の信号成分であるほどそのインピーダンスが低くな
り、矩形波パルス群Ｓ全体の波形が歪んで、同じ電流お
よび周波数を有する矩形波よりもソフトな刺激感とな
る。しかも、各矩形波パルス群Ｓには矩形波パルスより
も高い周波数の信号成分を複数含んでいるため、この信
号成分による幅広い治療，施術効果も期待できる。
【００２３】また本発明の刺激発生手段８は、前記矩形
波パルスをオン，オフさせて、矩形波パルスよりも高い
周波数の信号成分を複数含む矩形波パルス群Ｓを生成す
るスイッチ手段としてのＦＥＴ９，10を備え、このＦＥ
Ｔ９，10をスイッチングするＰＷＭデジタル信号（＋側
ＰＷＭ信号および−側ＰＷＭ信号）をＦＥＴ９，10に供
給するパルス幅制御手段としてのＣＰＵ２を備えてい
る。
波パルスをオン，オフさせて、矩形波パルスよりも高い
周波数の信号成分を複数含む矩形波パルス群Ｓを生成す
るスイッチ手段としてのＦＥＴ９，10を備え、このＦＥ
Ｔ９，10をスイッチングするＰＷＭデジタル信号（＋側
ＰＷＭ信号および−側ＰＷＭ信号）をＦＥＴ９，10に供
給するパルス幅制御手段としてのＣＰＵ２を備えてい
る。
【００２４】このようにすると、刺激信号の各矩形波パ
ルス群を歪ませるには、スイッチ手段であるＦＥＴ９，
10に対しオンまたはオフのＰＷＭデジタル信号を供給す
るだけでよく、従来のような正弦波状の波形を得るため
のアナログ回路（従来例のＤ／Ａ回路102やアンプ回路1
03）は不要になる。よって、従来正弦波を出力する回路
では、トランジスタや抵抗，コンデンサなどの部品が数
十個必要とされていたが、本実施例ではこれに代わり一
対のＦＥＴ９，10があればよく、刺激信号の出力回路で
ある刺激発生手段８の構成を非常に簡単にすることがで
きる。また、スイッチ手段によるパルス幅変調は、例え
ばモーターのインバータで実証されるように、電力効率
も非常に高い。
ルス群を歪ませるには、スイッチ手段であるＦＥＴ９，
10に対しオンまたはオフのＰＷＭデジタル信号を供給す
るだけでよく、従来のような正弦波状の波形を得るため
のアナログ回路（従来例のＤ／Ａ回路102やアンプ回路1
03）は不要になる。よって、従来正弦波を出力する回路
では、トランジスタや抵抗，コンデンサなどの部品が数
十個必要とされていたが、本実施例ではこれに代わり一
対のＦＥＴ９，10があればよく、刺激信号の出力回路で
ある刺激発生手段８の構成を非常に簡単にすることがで
きる。また、スイッチ手段によるパルス幅変調は、例え
ばモーターのインバータで実証されるように、電力効率
も非常に高い。
【００２５】その他、本実施例のＣＰＵ２は、前記矩形
波パルスを予め設定した振幅Ａ１よりも大きな振幅Ａ２
の前記矩形波パルスを刺激発生手段８に一時的に出力さ
せる強刺激指令手段を備えており、この強刺激指令手段
により、それまでよりも振幅の大きい矩形波パルス群
Ｓ’を有する強い刺激信号を人体に与えることで、人体
が刺激信号に慣れることを防止できる。また、本実施例
のＣＰＵ２は、その他に矩形波パルスひいては刺激信号
の出力を一時的に停止させる刺激休止指令手段を備えて
いるので、この点でも人体が刺激信号に慣れることを防
止できる。特に、上記矩形波パルスの振幅Ａ２や、刺激
信号の休止期間を互いにランダムに可変できるように構
成すれば、刺激信号に対する人体の慣れをより効果的に
防止することができる。そして、これらの強刺激指令手
段や刺激休止指令手段、また前記パルス幅制御手段は、
いずれも共通の制御手段であるＣＰＵ２の制御シーケン
スにより構成されるので、回路構成が複雑化しない利点
もある。
波パルスを予め設定した振幅Ａ１よりも大きな振幅Ａ２
の前記矩形波パルスを刺激発生手段８に一時的に出力さ
せる強刺激指令手段を備えており、この強刺激指令手段
により、それまでよりも振幅の大きい矩形波パルス群
Ｓ’を有する強い刺激信号を人体に与えることで、人体
が刺激信号に慣れることを防止できる。また、本実施例
のＣＰＵ２は、その他に矩形波パルスひいては刺激信号
の出力を一時的に停止させる刺激休止指令手段を備えて
いるので、この点でも人体が刺激信号に慣れることを防
止できる。特に、上記矩形波パルスの振幅Ａ２や、刺激
信号の休止期間を互いにランダムに可変できるように構
成すれば、刺激信号に対する人体の慣れをより効果的に
防止することができる。そして、これらの強刺激指令手
段や刺激休止指令手段、また前記パルス幅制御手段は、
いずれも共通の制御手段であるＣＰＵ２の制御シーケン
スにより構成されるので、回路構成が複雑化しない利点
もある。
【００２６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、種々の変形実施が可能である。本発明にお
ける矩形波パルス群Ｓの繰り返し周波数や、個々の矩形
波パルス群Ｓにおける時間幅ｔ１，ｔ２、および高い周
波数成分（オンパルス）のパルス数などは、必要に応じ
て比較的自由に変更が可能である。
のではなく、種々の変形実施が可能である。本発明にお
ける矩形波パルス群Ｓの繰り返し周波数や、個々の矩形
波パルス群Ｓにおける時間幅ｔ１，ｔ２、および高い周
波数成分（オンパルス）のパルス数などは、必要に応じ
て比較的自由に変更が可能である。
【００２７】
【発明の効果】本発明の生体刺激装置は、生体に導子を
当て、この導子から生体に電流を流して刺激を与える生
体刺激装置において、繰り返し出力される矩形波パルス
をパルス幅変調し、この矩形波パルスよりも高い周波数
成分を複数含む矩形波パルス群の繰り返しを刺激信号と
して前記導子に出力する刺激発生手段を備えたものであ
り、幅広い治療，施術効果を得ることができると共に、
ソフトな刺激感を得ることができる。
当て、この導子から生体に電流を流して刺激を与える生
体刺激装置において、繰り返し出力される矩形波パルス
をパルス幅変調し、この矩形波パルスよりも高い周波数
成分を複数含む矩形波パルス群の繰り返しを刺激信号と
して前記導子に出力する刺激発生手段を備えたものであ
り、幅広い治療，施術効果を得ることができると共に、
ソフトな刺激感を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す生体刺激装置の回路図
である。
である。
【図２】同上各部の波形図である。
【図３】同上出力端子間にダミー抵抗を接続した場合の
刺激信号の波形図である。
刺激信号の波形図である。
【図４】同上出力端子間に人体の腰を当てた場合の刺激
信号の波形図である。
信号の波形図である。
【図５】従来例を示す要部の回路図である。
８ 刺激発生手段 24 出力端子（導子）
Claims (1)
- 【請求項１】 生体に導子を当て、この導子から生体に
電流を流して刺激を与える生体刺激装置において、繰り
返し出力される矩形波パルスをパルス幅変調し、この矩
形波パルスよりも高い周波数成分を複数含む矩形波パル
ス群の繰り返しを刺激信号として前記導子に出力する刺
激発生手段を備えたことを特徴とする生体刺激装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000076884A JP3503135B2 (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | 生体刺激装置 |
| AT01400186T ATE254944T1 (de) | 2000-03-17 | 2001-01-23 | Reizvorrichtung für lebendige körper |
| EP01400186A EP1136097B1 (en) | 2000-03-17 | 2001-01-23 | Living body stimulating apparatus |
| ES01400186T ES2211742T3 (es) | 2000-03-17 | 2001-01-23 | Aparato de estimulacion de cuerpos vivos. |
| DE60101284T DE60101284T2 (de) | 2000-03-17 | 2001-01-23 | Reizvorrichtung für lebendige Körper |
| KR10-2001-0007791A KR100431955B1 (ko) | 2000-03-17 | 2001-02-16 | 생체자극장치 |
| US09/790,472 US6526319B2 (en) | 2000-03-17 | 2001-02-22 | Living body stimulating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000076884A JP3503135B2 (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | 生体刺激装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001259048A true JP2001259048A (ja) | 2001-09-25 |
| JP3503135B2 JP3503135B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=18594550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000076884A Expired - Lifetime JP3503135B2 (ja) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | 生体刺激装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6526319B2 (ja) |
| EP (1) | EP1136097B1 (ja) |
| JP (1) | JP3503135B2 (ja) |
| KR (1) | KR100431955B1 (ja) |
| AT (1) | ATE254944T1 (ja) |
| DE (1) | DE60101284T2 (ja) |
| ES (1) | ES2211742T3 (ja) |
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