JP2008035917A - 低周波治療器及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】利用者に違和感を与えることなくスムーズに電極の導通を切替可能な技術を提供する。
【解決手段】低周波治療器は、振幅変調された波形をもつ治療用電流を生成する電流生成手段２０４と、導通を切替可能な複数の電極３０１を有し、導通状態にある一つ又は複数の電極を介して前記治療用電流を出力するパッド３００と、前記治療用電流の波形を維持しつつ、その振幅が所定のしきい値より小さくなる期間に前記電極の導通を切り替える制御手段２０５と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、低周波治療器の電極の切替制御に関する。

身体に装着された一対のパッド間に低周波電流を流すことによって治療を行う低周波治療器が知られている。この種の低周波治療器では、治療モードの変更などにより電気刺激が突然変化すると、利用者が衝撃を感じることがある。そこで従来は、利用者がボリュームスイッチで出力レベルを下げないとモードを変更できないようにしてあったり、あるいは、モード切替時に自動的に出力レベルを下げるような制御がなされていた（特許文献１参照）。
特開平９−２３４２５２号公報

本発明者らは、導通を切替可能な複数の電極を備え、治療用の低周波電流を出力しながら各電極の導通を切替可能な機能をもつ低周波治療器を検討している。その検討の中で、電極の導通／切断を切り替える際にも、上述したモード切替時のような衝撃が体感されることがわかってきた。

しかしながら、モード切替時に手動又は自動で出力レベルを下げるといった従来の対策を、電極の切替時にも適用することはできない。なぜなら、電極の切替は、低周波電流の出力中（つまり、治療中）に行われるものであるため、電極切替のたびに出力レベルを低下させると治療上の違和感を利用者に与えてしまうからである。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、利用者に違和感を与えることなくスムーズに電極の導通を切替可能な技術を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用する。

本発明の低周波治療器は、振幅変調された波形をもつ治療用電流を生成する電流生成手段と、導通を個別に切替可能であって、導通状態にある一つ又は複数の電極を介して前記治療用電流が出力される複数の電極と、前記治療用電流の波形を維持しつつ、その振幅が所定のしきい値より小さくなる期間に前記電極の導通を切り替える制御手段と、を備える。

ここで、前記電極が複数設けられたパッドを備えることが好ましい。複数の電極の身体への装着が容易になるからである。ただし、本発明は、各電極が別々のパッドに設けられている構成にも適用可能である。

振幅変調された波形をもつ治療用電流には、周期的に振幅（出力レベル）の小さくなる期間がある。本発明は、この期間を利用し、振幅がしきい値より小さいときに電極の導通を切り替えるのである。これにより、電極切替時の衝撃を可及的に小さくすることができる。しかも、治療用電流の波形は維持したままなので、治療上の違和感を利用者に与えることがない。

ここで、前記制御手段が、プログラムにしたがって自動的に前記電極の導通を切り替え
る自動切替機能を有するとよい。この場合、前記プログラムの中で、前記振幅が前記所定のしきい値より小さくなる期間と前記電極の導通を切り替えるタイミングとの同期がとられていることが好ましい。

また、前記制御手段が、使用者により入力された切替指示にしたがって前記電極の導通を切り替える手動切替機能を有するとよい。この場合、前記制御手段は、前記切替指示が入力された場合に、前記振幅が前記所定のしきい値より小さくなる期間を待って、前記電極の導通を切り替えればよい。

本発明は、上記手段の少なくとも一部を有する低周波治療器として捉えてもよいし、また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む低周波治療器の制御方法、または、かかる方法を実現するためのプログラムやそのプログラムを記録した記録媒体として捉えてもよい。なお、上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。

例えば、本発明に係る低周波治療器の制御方法は、導通を切替可能な複数の電極を備えた低周波治療器が、振幅変調された波形をもつ治療用電流を生成し、導通状態にある一つ又は複数の電流を介して前記治療用電流を出力し、前記治療用電流の波形を維持しつつ、その振幅が所定のしきい値より小さくなる期間に前記電極の導通を切り替えるものである。

本発明によれば、利用者に違和感を与えることなくスムーズに電極の導通を切り替えることができる。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。

＜低周波治療器の外観＞
図１を参照して、本発明の実施形態に係る低周波治療器について説明する。図１は低周波治療器の外観を示す図である。

低周波治療器１００は、概略、治療器本体２００と、治療部位に貼り付けるための一対のパッド３００と、治療器本体２００とパッド３００とを電気的に接続するためのコード４００とから構成される。

治療器本体２００には、ボタンやボリュームスイッチなどで構成される操作部２０１と、液晶ディスプレイなどで構成される表示部２０２とが設けられている。使用者は、操作部２０１を操作することで、電源オン／オフの切り替え、治療モードの選択、強さや速さの調整、電極の切替、その他の各種設定などを行うことができる。

パッド３００は、薄くかつ柔軟性の高い部材により構成されている。パッド３００の一方の面（身体との接触面）には、複数（３つ）の電極３０１が形成されている。それらの電極３０１の表面は粘着性を有する導電性のゲル状材料によって被覆されており、電極同士の間はゲル状材料を介することで特に電気的に絶縁されてはいない。

パッド３００の他方の面には、各電極３０１に対応したスナップ３０２が設けられている。コード４００のスナップ４０２をパッド３００側のスナップ３０２に留め、コード４００のプラグ４０１を治療器本体２００に差し込むことで、治療器本体２００とパッド３００（電極３０１）との接続がはかられる。

＜低周波治療器の内部構成＞
図２は低周波治療器のハードウエア構成を模式的に示すブロック図である。図２に示すように、治療器本体２００の内部には、制御部２０３、電流生成部２０４、電極切替部２０５、電源（不図示）などが設けられている。

制御部２０３は、マイクロコンピュータで構成される回路である。制御部２０３には、操作部２０１からの信号などが入力される。制御部２０３は、これらの入力に基づいて、表示部２０２、電流生成部２０４、電極切替部２０５などを制御したり、各種演算処理を実行する機能を担っている。

電流生成部２０４は、パッド３００から出力する低周波電流（治療用電流）を生成する回路である。低周波電流としては、振幅変調された波形をもつ交流を用いる。低周波電流の変調波の波形や振幅は、制御部２０３から入力される電流制御信号によって決定される。

図３は交流を用いた治療用電流の治療波形の一例として、搬送波周波数が約４ｋＨｚ、変調波周波数が約１２２Ｈｚ、最大振幅が約３５Ｖの振幅変調波を示している。振幅を変えることで「強さ」の調整が、変調波周波数を変えることで「速さ」の調整が可能である。

電極切替部２０５は、６つの電極３０１それぞれの導通／切断を切り替えるとともに、導通状態にある電極３０１に対して低周波電流を分配する機能をもつ回路である。電極３０１の切り替えは、制御部２０３から入力される切替制御信号によって制御される。

＜治療時の動作＞
低周波治療器１００の操作方法及び治療動作について説明する。

使用者は、操作部２０１を操作することで、治療モードを選択できる。治療モードとしては、「肩」「腕」「腰」といった治療部位などを指定できる。また、治療方法が予めプログラムされた「自動」モードを選択することもできる。さらに使用者は、ボリュームスイッチを操作することで、「強さ」や「速さ」を調整することもできる。

制御部２０３は、指定された治療モード、強さ及び速さに従って、電流制御信号を生成し、電流生成部２０４に対してその信号を送出する。電流生成部２０４は、電流制御信号をもとに変調や増幅を行い、治療用の低周波電流を生成する。そして、この一系統の電流が、電極切替部２０５で各電極３０１に分配され、それら複数の電極３０１を介して使用者の身体に出力される。このパッド間を流れる治療用電流によって筋肉が電気的刺激を受け、収縮と弛緩を繰り返し、マッサージと同じような治療効果が得られる。

＜電極の切替制御＞
本実施形態の低周波治療器１００では、各々のパッド３００に、導通を切替可能な複数の電極３０１が設けられており、低周波電流の出力中、手動又は自動で電極３０１の導通／切断を切り替えることができる。低周波電流は、導通状態にある一つ又は複数の電極３０１に分配され、それら導通状態の電極３０１を介して身体に出力されることになる。

図４及び図５に電極の切替例を示す。これらの図において、ハッチングされている箇所が導通状態にある電極を表している。図４は、電極の数（面積）を変化させる例である。３つの電極３０１を全て導通させれば、パッド全体から電流が出力されるので、治療部位を広範囲にカバーできる。逆に、１つ若しくは２つの電極だけを導通させれば、ピンポイ
ントでの治療が可能となる。また、図５は、電極の位置を変化させる例である。導通させる電極の位置を変えることで、治療部位を変更することが可能である。このように、一つのパッドに複数の電極を設けたことで、使い方の幅が増し、柔軟な治療が可能となる。

ところで、低周波電流を出力している最中に突然電極を切り替えると、使用者が衝撃を感じるおそれがある。しかし、上述のように、電極切替のたびに出力レベルを下げたとしたら、使用者に治療上の違和感を与えてしまい、望ましくない。

そこで、本実施形態の低周波治療器１００は、治療用電流の波形の特徴を利用することとした。つまり、図３に示すように、低周波治療器１００の出力する治療用電流は、振幅変調された波形をもつ交番電流であるため、周期的に振幅（出力レベル）の小さくなる期間が現れる。この期間を利用し、変調波振幅が所定のしきい値より小さいとき（図３の「電極切替可能期間」）に電極の導通／切断を切り替えるのである。

しきい値は、電極切替時の衝撃を利用者がまったく感知できない（若しくはほとんど感知できない）程度の値に設定する。ただし、低周波電流の波形や周波数、電極のサイズや形状などによって体感は変わってくるので、機種ごとに臨床実験を行い具体的な数値を決定することが好ましい。また人によっても体感は変わるので、利用者がしきい値を変更できるような構成を採用することも好ましい。なお、本実施形態では、しきい値を最大振幅の２０％の値に設定することとした。つまり、ボリュームスイッチによる「強さ」の設定値に応じてしきい値が動的に変化する。しきい値を固定値にしていないのは、例えば、治療用電流の最大振幅が１０Ｖの場合に１０Ｖのタイミングで電極が切り替わると衝撃を感じるのに対し、最大振幅が５０Ｖの場合に１０Ｖのタイミングで電極が切り替わっても衝撃を感じないというように、治療用電流の強さに応じて体感が変化するからである。

（自動切替）
治療モードとして「自動」が選ばれているときには、制御部２０３は、プログラムにしたがって自動的に各電極３０１の導通を切り替える。このプログラムの中で、低周波電流の振幅がしきい値より小さくなる期間と電極の導通を切り替えるタイミングとの同期がとられている。

例えば、治療部位「肩」の「自動」モードにおいて、最初に３つの電極を導通させて肩全体に治療を施した後、１つの電極だけを導通させ、且つ、その位置を順番に変更しながら治療を施す、というような動作がプログラムされていたとする。この場合、治療用電流の波形の振幅がしきい値より小さくなったときに、電極数「３」→「１」の変更が行われる。また、電極位置の変更も、治療用電流の波形の振幅がしきい値より小さくなったときに行われる。

（手動切替）
使用者は、操作部２０１を操作することで、導通させる電極の数や位置を切り替えることもできる。この場合の処理の流れを図６のフローチャートに沿って説明する。

低周波電流の出力中に（ステップＳ１０）、使用者により電極の切替指示が入力されると（ステップＳ２０）、制御部２０３は、低周波電流の振幅がしきい値より小さくなる期間まで待つ（ステップＳ３０）。なお、低周波電流の振幅を決定する電流制御信号を生成するのも制御部２０３の機能ゆえ、ステップＳ２のウエイト処理は制御部２０３の内部処理で実現できる。そして、振幅がしきい値より小さくなったら、制御部２０３が切替制御信号を電極切替部２０５に送出し、電極３０１の導通／切断を制御する（ステップＳ４０）。

以上述べた本実施形態によれば、低周波電流の振幅が小さいときに電極の導通を切り替えるので、電極切替時の衝撃をゼロ若しくは可及的に小さくすることができる。しかも、低周波電流の治療波形は維持したままなので、治療上の違和感を利用者に与えることがない。これによりスムーズな電極の切替を実現できる。

なお、上記実施形態は本発明の一具体例を例示したものにすぎない。本発明の範囲は上記実施形態に限られるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、パッドの電極数は３つに限られない。２つでもよいし、３つより多くてもよい。また、電極の形状や分割の仕方についても、適宜変形することができる。また、一つのパッドに複数の電極を設けるのではなく、各電極を別々のパッドに設けるようにしてもよい。

図１は、低周波治療器の外観を示す図である。 図２は、低周波治療器のハードウエア構成を模式的に示すブロック図である。 図３は、交流を用いた治療波形の一例を示す図である。 図４は、電極の数（面積）を変化させる例を示す図である。 図５は、電極の位置を変化させる例を示す図である。 図６は、手動切替における処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 低周波治療器
２００ 治療器本体
２０１ 操作部
２０２ 表示部
２０３ 制御部
２０４ 電流生成部
２０５ 電極切替部
３００ パッド
３０１ 電極
３０２ スナップ
４００ コード
４０１ プラグ
４０２ スナップ

Claims (5)

1. 振幅変調された波形をもつ治療用電流を生成する電流生成手段と、
   導通を個別に切替可能であって、導通状態にある一つ又は複数の電極を介して前記治療用電流が出力される複数の電極と、
   前記治療用電流の波形を維持しつつ、その振幅が所定のしきい値より小さくなる期間に前記電極の導通を切り替える制御手段と、
   を備えることを特徴とする低周波治療器。
2. 前記電極が複数設けられたパッドを備えることを特徴とする請求項１に記載の低周波治療器。
3. 前記制御手段は、プログラムにしたがって自動的に前記電極の導通を切り替える自動切替機能を有し、
   前記プログラムの中で、前記振幅が前記所定のしきい値より小さくなる期間と前記電極の導通を切り替えるタイミングとの同期がとられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の低周波治療器。
4. 前記制御手段は、使用者により入力された切替指示にしたがって前記電極の導通を切り替える手動切替機能を有し、
   前記制御手段は、前記切替指示が入力された場合に、前記振幅が前記所定のしきい値より小さくなる期間を待って、前記電極の導通を切り替えることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の低周波治療器。
5. 導通を切替可能な複数の電極を備えた低周波治療器が、
   振幅変調された波形をもつ治療用電流を生成し、
   導通状態にある一つ又は複数の電流を介して前記治療用電流を出力し、
   前記治療用電流の波形を維持しつつ、その振幅が所定のしきい値より小さくなる期間に前記電極の導通を切り替えることを特徴とする低周波治療器の制御方法。

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