JP2008119290A - 低周波治療器 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストかつ簡易な構成にて、パッドの装着状態を検査するための安定した検査用電圧を得ることができる低周波治療器を提供する。
【解決手段】低周波治療器は、パッド３００，３００間に検査用電圧を印加しパッド間に電流が流れるか調べることによってパッド３００の装着状態を検査する。ここで用いられる検査用電圧は、ＣＰＵ２３０の駆動電圧Ｖ２を生成するために設けられている電源回路２４２の出力電圧Ｖ４から作られる。電源回路２４２は、電池電圧Ｖ１を安定化してＣＰＵの駆動電圧Ｖ２を生成する回路である。
【選択図】図３

Description

本発明は、低周波治療器に関する。

身体に装着された電極パッド間に低周波の治療電流を通電することで治療を施す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、治療動作中にパッドの装着状態を検査し、装着異常が検出された場合に出力を停止する機能をもつものが多い。その一般的な検査手法は、パッド間に治療電流が流れているかどうかを調べ、電流が流れていない場合はパッドの装着状態に異常があるとみなす、というものである（特許文献１参照）。
特許第２８１０４６３号公報（特開平３−１９３０６４号公報）

パッド装着→電源投入→治療開始という正しい手順で治療器が使用された場合は、従来の検査手法でパッド剥がれ等を好適に検出することができる。しかし、パッドを身体に貼り付ける前に誤って治療開始操作が行われた場合、次のような問題が生じることがある。例えば、パッド貼り付け前は当然にパッド間に治療電流が流れないため、治療開始操作後すぐにパッド装着異常と判断され出力が停止する。このような現象が起きると、仕組みをよく知らない使用者は、治療器が故障したと誤解してしまう可能性がある。また、タイミング悪く、治療電流の停止前に使用者がパッドの電極に触れてしまうと、不意に電気刺激を感じて驚いたり、故障と勘違いしてしまったりする可能性がある。

上記問題を解決するために、電源投入から治療開始までのあいだは、体感できない程度の微弱な電流を用いてパッドの装着状態を監視する、という方法が考えられる。例えば、治療開始前は治療電流を弱めて（治療用電圧を降圧して）検査用の微弱電流を生成するのである。

しかしながら、電池式の低周波治療器では上記のような単純な構成を採用することができない。電池電圧は電池の消耗に応じて大きく変動するため、電池が新しい間はパッド検査用の電流が強くなりすぎ体感できてしまう一方で、電池が消耗してくると電流が微弱になりすぎパッド装着を検査できないという問題が生じるからである。とはいえ、最適な検査用電圧（ほとんど若しくは全く体感できず、かつ、電流検出が可能な範囲の電圧）を安定して得るために専用の電源や定電圧回路を設けると、コストの増大や回路構成の複雑化を招くため好ましくない。

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、低コストかつ簡易な構成にて、パッドの装着状態を検査するための安定した検査用電圧を得ることができる低周波治療器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の低周波治療器は、以下の構成を採用する。

本発明に係る低周波治療器は、パッド間に検査用電圧を印加し前記パッド間に電流が流れるか調べることによって前記パッドの装着状態を検査する低周波治療器において、前記検査用電圧が、ＣＰＵ（中央演算処理装置）の駆動電圧を生成するために設けられている電源回路の出力電圧から作られることを特徴とする。

通常、低周波治療器にはＣＰＵ及びそのＣＰＵの駆動電圧を生成するための電源回路が設けられている。そして、そのＣＰＵの駆動電圧（電源回路の出力電圧）は、ＤＣ３．３ＶあるいはＤＣ５Ｖといった安定した低電圧である。このＣＰＵ駆動電圧を流用して検査用電圧を生成すれば、専用の電源や定電圧回路のような特別な回路を追加することなく、パッドの装着状態を検査するための安定した検査用電圧を得ることができる。

前記電源回路は、電池電圧を安定化して前記ＣＰＵの駆動電圧を生成する回路であるとよい。また、前記検査用電圧は、パッド間に治療電流を流すために印加される治療用電圧よりも低い値に設定されているとよい。治療用電圧は治療電流が治療効果である体感を生み出すような値に設定されるが、検査用電圧はそれよりも低い値、つまり検査用の電流がほとんど若しくは全く体感できない程度の値に設定されることが好ましい。ただし、検査が目的であるため、検査用電圧の印加により人体に流れる電流が検知可能でなければならない。

より具体的な回路構成として、低周波治療器が、昇圧回路と、前記昇圧回路に入力する電圧を前記電池電圧と前記電源回路の出力電圧との間で切り替える切替回路と、をさらに備え、前記検査用電圧は、前記電源回路の出力電圧を昇圧して作られ、前記治療用電圧は、前記電池電圧を昇圧して作られることが好ましい。

通常、電圧の大小関係は、電源回路の出力電圧（ＣＰＵ駆動電圧）＜電池電圧＜治療用電圧となる。比較的高圧である治療用電圧を生成するには、一旦降圧された電源回路の出力電圧を昇圧するよりも、電池電圧を直接昇圧するほうが、ロスが少なく効率的である。

なお、ロスが大きいというデメリットはあるが、治療用電圧も電源回路の出力電圧を昇圧して作るようにしてもよい。この回路構成では切替回路が不要になるという利点がある。

低周波治療器が、前記検査用電圧による検査によってパッドの装着異常が検出された場合に、パッドの装着を促すメッセージを表示する表示部をさらに備えることも好ましい。このメッセージにより、使用者はパッドの装着に異常があること及び故障ではないこと、を容易に知ることができる。

前記検査用電圧による検査が、低周波治療器の電源投入後から治療電流の出力開始前の間に実行されることが好ましい。この間のパッド装着検査は、ほとんど若しくは全く体感できない程度の微弱電流を用いて行われることが好ましいからである。

前記検査用電圧による検査によってパッドの装着異常が検出されている間は、治療電流の出力動作へ進むことが禁止されることが好ましい。この構成によれば、パッドが正しく装着された後でなければ治療電流が出力されないため、安全性が高まる。

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、上記処理の少なくとも一部を含む低周波治療器のパッド装着検査方法、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ることもできる。なお、上記手段及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。

本発明によれば、低コストかつ簡易な構成にて、パッドの装着状態を検査するための安定した検査用電圧を得ることができる。

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。

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、複数の電極３０１が形成されている。本実施形態では、３つの電極３０１がパッド３００の長手方向に並んで配置されている。パッド３００の長手方向の一方の端部には凸状の把持部３００ａが設けられている。この把持部３００ａはパッド３００の上下を判断する目印の役目も果たしている。

パッド３００の電極側の表面は粘着性を有するゲル状材料によって被覆されている。このゲル状材料の膜はパッド全面に一様に形成されており、電極同士の間はゲル状材料の膜を介すことにより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のジャックに差し込むことで、治療器本体２００とパッド３００（電極３０１）との接続がはかられる。

治療器本体２００には、スイッチやダイヤルで構成される操作部２１０と、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）で構成される表示部２２０とが設けられている。操作部２１０には、図２に示すように、電源のオン／オフを切り替えるための電源スイッチ２１１、治療モードの選択を行うためのモード選択スイッチ２１２、強さの調整を行うための強さ調整ダイヤル２１３、通電エリアを移動させるための位置変更スイッチ２１４、通電エリアの大きさ（面積）を変更するためのサイズ変更スイッチ２１５、電極３０１を個別に選択するための電極スイッチ２１６などが設けられている。表示部２２０のＬＣＤには、現在の動作状態が表示されたり、操作やパッド貼り付けのナビゲートやメッセージが表示されたりする。

＜低周波治療器の内部構成＞
図３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に示すように、治療器本体２００には、概略、操作部２１０、表示部２２０、ＣＰＵ（制御部）２３０、電源部２４０、波形生成・出力部２５０が設けられている。

操作部２１０には上述のように各種のスイッチ及びダイヤルが設けられている。使用者によってスイッチやダイヤルが操作されると、その信号がＣＰＵ２３０に入力される。また表示部２２０には、ＬＣＤ２２１と、ＣＰＵ２３０からの信号に従ってＬＣＤ２２１を制御するＬＣＤ制御部２２２とが設けられている。

電源部２４０には、電源回路２４２及び電源状態監視回路２４３が設けられている。この低周波治療器は電源２４１として４本の単３アルカリ乾電池を用いる。電池電圧Ｖ１は電池の消耗に応じて大きく変動する（約７Ｖ〜３．５Ｖ）ため、電源回路２４２が電池電圧Ｖ１を降圧・安定化してＣＰＵ２３０に供給する駆動電圧Ｖ２（ＤＣ３．３Ｖ）を生成
する。電源回路２４２からのＤＣ出力はＣＰＵ２３０に供給されるとともに、電源状態監視回路２４３にも入力される。電源状態監視回路２４３は、電源回路２４２からの出力電圧Ｖ３を監視し、その電圧が３．３Ｖより低下した場合にＣＰＵ２３０（治療器本体２００）を停止させる回路である。

波形生成・出力部２５０は、電源電圧の昇圧や治療電流（治療波形）の生成・出力を担う機能ブロックであり、電源切替回路２５１、昇圧回路２５２、強さ調整回路２５３、出力回路２５４、ジャック２５５、人体装着検知回路２５６などを備えている。電源切替回路２５１は、昇圧回路２５２へ供給する電源電圧を切り替えるための回路であって、治療動作中は電源（電池）２４１からの電圧Ｖ１を、治療時以外は電源回路２４２からの３．３Ｖ電圧Ｖ４を選択する。昇圧回路２５２は、電源電圧を所定の電圧に昇圧する回路である。強さ調整回路２５３は、昇圧回路２５２で昇圧された電圧を設定された強さにあった電圧になるように調整する回路である。本実施形態では、強さ調整ダイヤル２１３で０〜２０の２１段階の強さ調整が可能であり、そのダイヤルで設定された強さ段階指示値がＣＰＵ２３０を介して強さ調整回路２５３に入力される。出力回路２５４は、強さ調整回路２５３で調整された電圧をもとに、治療モードに応じた波形を生成し、その治療波形をジャック２５５を介してパッド３００の電極３０１に出力する回路である。操作部２１０で治療モードの切替、通電エリアの変更、電極の選択などの操作が行われると、その操作内容に応じた制御信号がＣＰＵ２３０から出力回路２５４に入力される。出力回路２５４は、その制御信号に従って、治療波形の生成、極性の切替、電極それぞれの導通／切断の切替を行う。

人体装着検知回路２５６は、一対のパッド３００間に電流が流れているか否かを検知することで、パッド３００が人体に正しく装着されているかどうかを判定する回路である。パッド３００が正しく貼られていない場合には、一方のパッド３００から出力され、人体を通り、他方のパッド３００に戻るという電流ループが成立しないため、電流が流れない、という原理を利用している。人体装着検知回路２５６によるパッド装着検査の詳細については後述する。

＜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２１０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、「もみ」「たたき」「押し」「さすり」といった治療方法や、「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、ダイヤルを操作することで、強さの調整も可能である。

出力回路２５４は、ＣＰＵ２３０からの制御信号に従って低周波の治療電流を生成する。図４はパルス電流を用いた治療波形の一例を示している。パルスとしては、パルス幅約１００μｓｅｃの極めて短いものを用いている。パルス振幅の最大値は約１００Ｖである。このパルスの極性、間隔、配列などを変えることで、「もみ」「たたき」「押し」「さすり」といった様々な種類の治療モードを作り出すことができる。また、パルスの振幅やパルス幅を変えることで「強さ」の調整が、パルス群の出現サイクルを変えることで「速さ」の調整が可能である。なお、治療電流としてはパルス電流でなく交流を用いてもよい。

治療電流は高電位側のパッド３００の電極３０１に出力される（複数の電極が導通状態にある場合は一系統の電流がそれら導通電極に分配されることになる）。そして、高電位側のパッド３００の電極３０１から、人体を介して、低電位側のパッド３００の電極３０
１に電流が流れる。このパッド間を流れる治療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。

＜パッド装着検査＞
治療動作中（治療電流の出力中）、人体装着検知回路２５６は、治療電流を検知できるか否かを常に若しくは定期的に判定することによって、パッド３００の剥がれ等を監視している。治療電流が検知できなくなった場合若しくは電流値に大きな変化が生じた場合は、パッド装着異常と判断し、治療動作を中断する。

しかし、治療時以外（電源投入後から治療動作の開始前の間、若しくは、治療動作と治療動作の間）は、治療電流と同等の電流をパッド装着検査に用いることは好ましくない。治療時以外に不意に電気刺激があると、使用者を驚かせてしまったり、使用者に故障であるかの誤解を与えてしまったりする可能性があるからである。

そこで本実施形態の低周波治療器１００は、治療時以外には、ほとんど若しくは全く体感できないレベルの微弱な電流を用いてパッド装着検査を行う。具体的には、電源回路２４２の出力電圧Ｖ４（ＤＣ３．３Ｖ）を約１０Ｖ〜２０Ｖに昇圧したものを検査用電圧として用いる。なお、パッド間に治療電流を流すために印加される治療用電圧は、電池電圧Ｖ１を直接昇圧して作られ、約２０〜１００Ｖの値をとる。

では、図５のフローチャートに沿って、電源投入から治療電流出力までの処理フローを説明する。

電源スイッチ２１１が押されると、治療器本体２００の電源がオンになり、所定のイニシャライズ処理が実行される（ステップＳ１０）。

表示部２２０には、まず「治療部位を選ぶ」というメッセージが表示される（ステップＳ１１）。このメッセージにより、使用者に治療部位の選択操作を促すことができる。モード選択スイッチ２１２の操作によって治療部位が選択されると、次のステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、ＣＰＵ２３０の制御信号に従って、波形生成・出力部２５０が一対のパッド間に検査用電圧を印加する。このとき電源切替回路２５１は、電源回路２４２の出力電圧Ｖ４（ＤＣ３．３Ｖ）を電源電圧として選択している。昇圧回路２５２は、その３．３Ｖ電圧を昇圧して１５Ｖの検査用電圧を出力する。検査用電圧は強さ調整回路２５３をスルーして出力回路２５４に入力される。出力回路２５４はその検査用電圧をもとにパッド装着検査用の波形を生成し、高電位側のパッド３００の電極３０１に出力する。もし両方のパッド３００が人体に正常に装着されている場合は、パッド間に微弱な電流が流れることになる。

次に、人体装着検知回路２５６は、上記微弱な電流が検知できるか否かを調べることによって、パッド３００が人体に貼られているかを判定する（ステップＳ１３）。電流が検知できなかった場合、つまりパッド３００の装着異常が検出された場合には（ステップＳ１３；ＮＯ）、表示部２２０に「パッドを貼る」というメッセージが表示される（ステップＳ１４）。このメッセージにより、使用者にパッド３００の装着を促すことができる。またパッド３００を装着したつもりでも電極３０１が肌に密着していないこともあるが、このようなメッセージが出力されれば、使用者はパッド３００の装着に異常があることや故障ではないことを容易に知ることができる。

人体装着検知回路２５６は、電流が検知できるまで、所定時間ごと（例えば１ｓｅｃご
と）に上記検査を繰り返す。その間、ＣＰＵ２３０は表示部２２０に「パッドを貼る」というメッセージを表示し続け、電源オフ以外の操作を受け付けない。つまり、パッド３００の装着異常が検出されている間は、治療電流の出力動作に進むことができない仕様になっている。この構成によれば、パッド３００が正しく装着された後でなければ治療電流が出力されないため、安全性が高まる。

電流が検知できた場合、つまりパッド３００が正常に装着された場合には（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、「パッドを貼る」というメッセージが消え、表示部２２０に「もみ方を選ぶ」というメッセージが表示される（ステップＳ１５）。このメッセージにより、使用者に治療方法の選択操作を促すことができる。モード選択スイッチ２１２の操作によって治療方法（もみ方）が選択されると、ＣＰＵ２３０の命令に従って電源切替回路２５１が電源電圧を電池電圧Ｖ１に切り替え、ＣＰＵ２３０が治療電流の出力を開始する（ステップＳ１６）。

以上述べたように、本実施形態では、治療時以外のパッド装着検査にほとんど若しくは全く体感できないレベルの微弱電流が用いられるので、使用者に気付かれず（使用者に違和感を与えることなく）パッドの装着状態を監視することができ、安全性及び利便性に優れた低周波治療器を提供できる。

また、微弱電流を出力するための検査用電圧が電源回路２４２から出力される定電圧Ｖ４から作られるので、電池電圧Ｖ１の変動に依存することなく、最適な検査用電圧（ほとんど若しくは全く体感できず、かつ、電流検出が可能な範囲の電圧）を安定して得ることができる。しかも、もともとＣＰＵ駆動電圧Ｖ２を生成するために設けられている電源回路２４２を利用しているので、検査用電圧の生成のために特別な回路の追加が必要なく、低コスト化に有利である。

一方、検査用電圧（約１０Ｖ〜２０Ｖ）よりも高圧である治療用電圧（約２０Ｖ〜１００Ｖ）は、電源回路２４２の出力電圧Ｖ４（３．３Ｖ）ではなく、電池電圧Ｖ１（約７Ｖ〜３．５Ｖ）を直接昇圧することで作られる。比較的高圧である治療用電圧を生成するには、一旦降圧された電源回路２４２の出力電圧Ｖ４を昇圧するよりも、電池電圧Ｖ１を直接昇圧するほうが、ロスが少なく効率的だからである。

なお、上記実施形態は本発明の一具体例を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。１つや２つでもよいし、３つより多くてもよい。電極の形状や分割の仕方についても任意である。長手方向に分割するだけでなく、短手方向にも分割して、二次元的に通電エリアの位置及び大きさを変更でき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、操作部の外観を示す図である。 図３は、低周波治療器の構成を模式的に示すブロック図である。 図４は、パルス電流を用いた治療波形の一例を示す図である。 図５は、電源投入から治療電流出力までの処理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
２１０ 操作部
２１１ 電源スイッチ
２１２ モード選択スイッチ
２１３ 強さ調整ダイヤル
２１４ 位置変更スイッチ
２１５ サイズ変更スイッチ
２１６ 電極スイッチ
２２０ 表示部
２２１ ＬＣＤ
２２２ ＬＣＤ制御部
２３０ ＣＰＵ
２４０ 電源部
２４１ 電源
２４２ 電源回路
２４３ 電源状態監視回路
２５０ 波形生成・出力部
２５１ 電源切替回路
２５２ 昇圧回路
２５３ 強さ調整回路
２５４ 出力回路
２５５ ジャック
２５６ 人体装着検知回路
３００ パッド
３００ａ 把持部
３０１ 電極
３０２ スナップ
４００ コード
４０１ プラグ
４０２ スナップ
Ｖ１ 電池電圧
Ｖ２ ＣＰＵの駆動電圧
Ｖ４ 電源回路からの出力電圧

Claims (7)

1. パッド間に検査用電圧を印加し前記パッド間に電流が流れるか調べることによって前記パッドの装着状態を検査する低周波治療器において、
   前記検査用電圧が、ＣＰＵの駆動電圧を生成するために設けられている電源回路の出力電圧から作られることを特徴とする低周波治療器。
2. 前記電源回路は、電池電圧を安定化して前記ＣＰＵの駆動電圧を生成する回路であることを特徴とする請求項１に記載の低周波治療器。
3. 前記検査用電圧は、パッド間に治療電流を流すために印加される治療用電圧よりも低い値に設定されている請求項１または２に記載の低周波治療器。
4. 昇圧回路と、前記昇圧回路に入力する電圧を前記電池電圧と前記電源回路の出力電圧との間で切り替える切替回路と、をさらに備え、
   前記検査用電圧は、前記電源回路の出力電圧を昇圧して作られ、
   前記治療用電圧は、前記電池電圧を昇圧して作られることを特徴とする請求項３に記載の低周波治療器。
5. 前記検査用電圧による検査によってパッドの装着異常が検出された場合に、パッドの装着を促すメッセージを表示する表示部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の低周波治療器。
6. 前記検査用電圧による検査が、低周波治療器の電源投入後から治療電流の出力開始前の間に実行されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の低周波治療器。
7. 前記検査用電圧による検査によってパッドの装着異常が検出されている間は、治療電流の出力動作へ進むことが禁止されることを特徴とする請求項６に記載の低周波治療器。

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