JP2014121592A - 多チャンネル型電気刺激装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作が簡単で、簡便に出力調節をおこなうことのできる多チャンネル式電気刺激装置を提供する。
【解決手段】複数の出力調節器の中の1つを主出力調節部とし、それに対応する出力部を主出力部とし、主出力調節部以外の出力調節部を従出力調節部、主出力部以外の出力部を従出力部とし、主出力調節部を操作して主出力部の出力を設定するとともに、全ての従出力部の出力も主出力部の出力と同じになるように制御し、所定の出力設定時間内に従出力調節部を操作すると、全ての出力調節部を操作して全ての出力部の出力を変更できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は多チャンネル式の電気刺激装置の出力調節に関する。

多チャンネル式電気刺激装置の例を図2に示す。装置は、生体刺激電流を出力する出力部ａとｂ、出力部ａとｂの出力を調節する出力調節部5ａと5ｂ、制御部4、出力部ａとｂの出力を生体に供給するを電極３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２を有する。
出力部ａとｂは、生体刺激信号を発生する刺激信号発生部１ａと1ｂ、刺激信号発生部１ａと1ｂで発生した刺激信号を所望の値に増幅する増幅部2ａと2ｂで構成される。
図には記載していないが、装置には操作パネルを設け、操作パネルに設けた操作部を操作して、刺激電流の波形やパルス幅、周期、治療時間等の刺激条件を入力する。出力調節部5ａと5ｂは操作パネルに設けている。

治療前に、操作パネルの操作部から刺激条件を入力し、電極３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２を刺激したい所望の部位に貼付する。
治療の準備が終了後、出力調節部５ａを操作すると、制御部4は出力調節部５ａの操作量を読み取り、出力調節部５ａの操作量に応じて増幅部2ａの増幅率を調節する。増幅部2ａの出力は、生体刺激電流として、電極３ａ１と３ａ２を介して、生体に供給される。
同様に、出力調節部５ｂを操作して、出力部ｂの出力を適切な値に調節して、電極３ｂ１と３ｂ２を介して、生体に供給する。
図2には2チャンネル出力の例を示しているが、実際には3チャンネルや4チャンネル、それ以上のものも使用される。このような場合、上記の操作を各チャンネルごと繰り返す。
適切な刺激強度としては、例えば、筋収縮閾値や、痛みを感じる強度よりも少し低く最も良く筋収縮を起こす強さになる刺激強度が選択される。このように出力を調節して治療を開始し、治療時間が終了するまで刺激をおこなう。

電気刺激で効果的な治療をおこなうには適切な刺激強度にする必要があるが、適切な刺激強度は、人によって、部位によって、同じ人で同じ部位であっても治療する日によって、異なる。このため、出力チャンネルごとに刺激強度は慎重に設定される。図2には2チャンネル出力の例を示しているが、実際には4チャンネル等、より多くの出力を用いることがある。
このため、従来の多チャンネル式電気刺激装置の出力調節は面倒で多大な手間を要するという問題を有していた。

この問題を解決するために、複数チャンネルを1つのグループにし、グループ内の1つの出力調節部（主調節器）で主調節器に対応する出力部（主出力部）の出力調節をおこなうことで、主出力部以外の出力部（従出力部）の出力を連動させ（連動モード）、装置全体の出力を設定する技術が開示されている（例えば特許文献1など）。

特許文献1は、連動モードと、各出力調節部を個々に操作して各増幅部の出力を個々に設定するする独立モードと、2つのモードを切替えるモード切替手段と、連動モードでの治療終了後に独立モードに自動復帰する復帰手段を備えている。治療開始前に、まず、モード切替手段で連動モードにし、出力調整ダイアルの中の一つダイアルを操作して、そのチャンネルの出力を適切な強さにすると、他の全てのチャンネルの出力も連動して同じ値に調節される。所定時間が経過すると、連動モードから独立モードに移行し、設定した治療時間の間、刺激を行い、治療時間が終了すると、刺激を終了する。

特許代368970号公報

特許文献1は、連動モードにすると、1つのダイアルを操作すると、同時に他の出力全部を同じ出力に調節できるという特長を有するが、モード切替手段（スイッチ）を別途設ける必要があり、コスト増になるという問題があった。また、モード切替時にいちいちモード切替手段を操作する必要があるため、操作の手間がかかるという問題もあった。
本発明は、この課題を解決し、より操作しやすい装置を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、請求項１記載の発明では、
生体刺激電流を出力する出力部と前記出力部の出力を調節する出力調節部を有する出力系統を複数系統備えた多チャンネル式電気刺激装置において、
前記出力調節部を1個の主出力調節部と前記主出力調節部以外の従出力調節部に分け、
主出力調節部を操作して前記主出力調節部に対応する主出力部の出力を調節するとともに、前記主出力部の出力になるように前記主出力部以外の全ての従出力調節部の出力を制御する連動モードと、
個々の前記出力調節部を操作して個々の前記出力部の出力を独立して調節する独立モードと、
を設け、
前記主出力調節部を操作すると前記連動モードになり、
前記連動モードになった後、所定時間ｔ1以内に、前記従出力調節部の中のいずれかの出力調節部を操作すると、前記独立モードになる
ようにした。

請求項２記載の発明では、請求項1記載の多チャンネル式電気刺激装置において、
所定の時間ｔ1を越えると前記連動モードから前記独立モードにすることができないようにした。

請求項３記載の発明では、請求項1又は請求項2記載の多チャンネル式電気刺激装置において、
前記出力部の出力を設定した後、所定時間ｔ2が経過すると、出力を上げることができないようにする出力ロック手段を設けた。

請求項４記載の発明では、請求項3記載の多チャンネル式電気刺激装置において、
前記出力ロック時に、前記出力調節部を操作すると、所定の範囲内で出力を調節することができるようにした。

請求項５記載の発明では、請求項3または請求項4記載の多チャンネル式電気刺激装置において、
前記出力ロック時に、前記出力調節部を操作して出力をゼロにすると、前記出力ロックを解除するようにした。

請求項１記載の発明では、刺激開始時に主出力調節器を調節すると主出力部の出力を所望の値に調節することができるだけでなく、連動モードになり、従出力調節部を操作しなくても、全ての従出力部の出力を主出力部の出力の値に合わせることができる。
このため、出力調節の作業を簡単にをおこなうことができ、省力化することができる。また、モード切替手段（スイッチ）を必要としないため、コストダウンになる。
また、前記連動モードになった後、所定時間ｔ1以内に、前記従出力調節部の中のいずれかの出力調節部を操作すると、前記独立モードになり、各出力をそれぞれ独立して調節することができる。

複数個所に電極を装着して、主出力調節器を操作して出力を調節すると、これと連動して、従出力調節器で調節される従出力部の出力も自動的に主出力部の出力と同じになるように調節される。
このとき、全ての出力が適切な値であれば、そのまま、治療時間が終了するまで治療を続ければよい。
しかし、通常、複数個所に電極を装着すると、部位によってインピーダンスが異なるため、連動モードで全ての出力を同じにしても、電流は各出力で異なり、刺激の強さも異なる。このため、所望の治療効果を得るには、再度、各出力を調節し直すことが必要になる。
本請求項記載の発明では、連動モードにし、主出力調節部を操作して主出力部の出力を調節し、従出力部の出力を主出力部の出力と同じ値に自動的に調節した後、所定時間ｔ1以内であれば、各出力部で出力の過不足がある場合は、各出力調節部を操作して、全ての出力部の出力を適切な値に調節することができる。
このように、本請求項記載の発明の多チャンネル式電気刺激装置は、連動モードにより簡単に全ての出力を設定することができ、しかも、すぐに独立モードに切替えて、刺激部位により刺激強度が異なるときはすぐに過不足のある全ての出力を個々に操作することができるため、全ての出力を、簡単に、しかも適切にきめ細かく調節でき、より効果的な治療を行うことができる。

請求項２記載の発明は、請求項1記載の多チャンネル式電気刺激装置において、
所定の時間ｔ1を越えると前記連動モードから前記独立モードにすることができないようにした。
このため、時間ｔ1経過後は、作為的に又は無作為的に出力調節部を操作しても、治療条件を変更することはないため、治療条件変更による危険性を防止することができる。

請求項３記載の発明では、請求項1又は請求項２により出力を設定した後、所定の時間が経過すると、自動的に、全ての出力が設定した値にロックされ、出力調節器を操作しても出力は変更されない。
このため、刺激中に何らかの理由で出力調節部を誤操作しても出力は変更されず、急激なショックはかからず、安全性を維持できる。

請求項４記載の発明では、前記出力ロック時に、前記出力調節器を操作すると、所定の狭い範囲内で出力を調節することができる。出力をロックしているため、基本的には出力の変更はできないが、例えば数〜十数％程度の狭い範囲での出力変更を可能にするものである。治療の経過とともに刺激に慣れ、インピーダンスが変化し、刺激強度が低下し、治療効果が低下することがあるが、本請求項記載の発明により、この問題を解決することができる。

請求項５記載の発明では、出力ロック時に、出力調節器を操作して出力をゼロにすると、前記出力ロックを解除することができる。
出力ロック時に、出力を大幅に変更したい場合等、ロックを解除したいことがある。本請求項記載の発明により、出力ロックを解除し、大幅な出力変更等をおこなうことができる。

本発明の2系統出力の実施例のブロック図である。 本発明の治療のための出力設定のフローチャートである。

図1は本発明の2系統出力の実施例のブロック図である。装置は、従来の装置と同様、生体刺激電流を出力する出力部ａとｂ、出力部ａとｂの出力を調節する出力調節部5ａと5ｂ、制御部4、出力部ａとｂの出力を生体に供給するを電極３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２を有する。
また、出力部ａとｂは、生体刺激信号を発生する刺激信号発生部１ａと1ｂ、刺激信号発生部１ａと1ｂで発生した刺激信号を所望の値に増幅する増幅部2ａと2ｂで構成される。
図には記載していないが、装置の操作パネルには、刺激電流の波形やパルス幅、周期、治療時間等の刺激条件を入力する操作部を設けており、出力調節部5ａと5ｂも操作パネルに設けている。

図2は本発明の治療のための出力設定のフローチャートである。
例えば出力調節部５ａを主出力調節部、主出力調節部で調節される出力部を主出力部、出力調節部５ｂを従出力調節部、従出力調節部で調節される出力部を従出力部とする。実際にはこれらの主出力調節部等は、装置の設計・製造時に決定される。
治療前に、操作部から刺激条件を入力し、電極３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２を刺激したい所望の部位に貼付する。
治療の準備が終了後、主出力調節部５ａを操作すると、連動モードになり、請求項1記載の発明により、増幅部2ａの増幅率が調節され、刺激信号発生部１ａで発生させた刺激信号は増幅されて生体刺激電流として、電極３ａ１と３ａ２を介して、生体に供給される。主出力部ａの出力を参照して、従出力部ｂの出力も同じ値に設定され、電極３ｂ１と３ｂ２を介して、生体に供給される。つまり、出力部ｂも出力部ａと連動する。

主出力調節部５ａを操作すると、主出力部ａとそれに連動して、従出力部ｂの出力が設定され、治療時間がスタートし、モード切替タイマに時間ｔ１がセットされる。
時間ｔ１経過するまでの間、従出力調節部が操作されたかどうかをチェックし、従出力調節部が操作されないと連動モードを維持する。時間ｔ１が経過する前に従出力調節部が操作されると、連動モードから独立モードに切替えられ、個々の出力調節部を独立して操作することができる。
請求項1により、出力調節の作業を簡単にをおこなうことができ、省力化することができる。また、モード切替手段（スイッチ）を必要としないため、コストダウンになる。しかも、すぐに独立モードに切替えて、刺激部位により刺激強度が異なるときはすぐに過不足のある全ての出力を個々に操作することができるため、全ての出力を、簡単に、しかも適切にきめ細かく調節でき、より効果的な治療を行うことができる。

連動モードで作動中に独立モードに切替えると、全ての出力調節部を操作して出力を調節できるようになるため、作為的に又は無作為的に出力調節部を操作し、一部の又は全部の出力が大きく変化し、患者にショックや違和感、痛みを与える可能性がある。このため、請求項2記載の発明では、モード切替タイマが作動し時間ｔ１が経過した後は、連動モードから独立モードに切替えることができないようにした。
このため、モード切替タイマが終了した後は、連動モードから独立モードに切替えることはできず、作為的に又は無作為的に出力調節部を操作しても、出力は変化せず、患者にショックや違和感、痛みを与えることはない。つまり、請求項2記載の発明により安全性を向上させることができる。

請求項3記載の発明の二より、治療を開始すると、出力ロックタイマに時間ｔ２がセットされる。連動モードでは、出力ロックタイマが作動中、主出力調節部５ａが操作されたかどうかを監視し、時間ｔ２を経過していなければ主出力調節部５ａを調節することができ、出力ロックタイマが終了すると主出力の出力をそのときの設定値にロックし、それ以降は、主出力調節部５ａを操作しても主出力の出力を変更できないようにする。
独立モードになると、出力ロックタイマに時間ｔ２がセットされ、出力ロックタイマが作動中、出力調節部５ｂが操作されたかどうかを監視し、出力調節部５ｂが操作されずにこの出力ロックタイマが終了すると、出力調節が終了し、出力がロックされ、治療を継続する。
出力ロックタイマが終了し、出力をロックすると、出力を変更することはできないため、作為的に又は無作為的に出力調節部を操作しても、出力は変化せず、患者にショックや痛み、違和感を与えることは無く、安全な治療を行うことができる。

請求項４記載の発明により、出力ロック時に、出力調節器を操作すると、所定の範囲内で出力を調節することができる。治療を継続している間に、発汗や血流の変化等により生体のインピーダンスが変化し、また、刺激に慣れてくると、刺激量に物足りなさを感じることがある。このような場合、本請求項記載の発明により、刺激量を再調節して、より効果的な治療を行うことができる。刺激が強すぎる場合は、出力を弱くして、適切な治療をおこなうことができる。

出力をロックして治療しているとき、大幅に出力を上げたい場合、請求項１〜請求項４記載の発明では対応できない。
これに対応するために、請求項５記載の発明では、出力ロック時に、出力調節器を操作して出力をゼロにすると、前記出力ロックを解除することができるようにした。
出力ロック時に、出力を大幅に変更したい場合等、ロックを解除したいことがある。本請求項記載の発明により、出力ロックを解除し、大幅な出力変更等をおこなうことができる。

連動モードでは、主出力調節部のみを操作して主出力部の出力を調節し、従出力調節部は動かさないでソフトウェアで従出力部の出力を調節する方法と、主出力調節部の操作量と同じ量だけ従出力調節部を操作する方法がある。ボリュームを例にすると、主出力調節部のボリュームを所定値まで操作したとき、従出力調節部ボリュームも同じ量だけ動かすか、従出力調節部ボリュームはゼロにしたまま動かさないで、従出力部の出力のみをソフトウェアで調節するかこ2つの方法がある。連動モードで出力ロックを解除するには、主出力調節ボリュームに連動して従出力調節部ボリュームも変化させるときには、各出力ごとに出力をロックを解除して、出力再調節をおこなうことができるが、従出力調節部ボリュームを変化させないでソフトウェアで出力を調節する場合は、主出力調節部のみのロック解除が可能であり、これに従出力調節部も連動する。
独立モードでは、全ての出力調節部で、出力調節部を操作して、出力部の出力をゼロにすると、出力ロックを解除することができる。

以上の説明では2チャンネル出力の例を示しているが、実際には3チャンネルや4チャンネル以上のものも使用される。本発明はこのような多チャンネル式の電気刺激装置に適用できる。
従来の装置は、複数チャンネルの出力を順番に調節していたため、多大な手間がかかっていた。
また、特許文献1の装置では、切替え手段を設け、これを操作する必要があったが、本発明はこれを省略し、連動モードと独立モードの識別を自動化したため、より安価に構成することができ、操作性も向上させることができた。

ａ：チャンネル1の出力系統
ｂ：チャンネル2の出力系統
１ａ、１ｂ：刺激波形発生部
２ａ、２ｂ：増幅部
3ａ1、3ａ2、3ｂ1、3ｂ2：電極
4：制御部
5ａ、5ｂ：出力調節部

Claims (5)

1. 生体刺激電流を出力する出力部と前記出力部の出力を調節する出力調節部を有する出力系統を複数系統備えた多チャンネル式電気刺激装置において、
   前記出力調節部を1個の主出力調節部と前記主出力調節部以外の従出力調節部に分け、
   主出力調節部を操作して前記主出力調節部に対応する主出力部の出力を調節するとともに、前記主出力部の出力になるように前記主出力部以外の全ての従出力調節部の出力を制御する連動モードと、
   個々の前記出力調節部を操作して個々の前記出力部の出力を独立して調節する独立モードと、
   を設け、
   前記主出力調節部を操作すると前記連動モードになり、
   前記連動モードになった後、所定時間ｔ1以内に、前記従出力調節部の中のいずれかの出力調節部を操作すると、前記独立モードになる
   ようにしたことを特徴とする、多チャンネル式電気刺激装置。
2. 所定の時間ｔ1を越えると前記連動モードから前記独立モードにすることができないようにしたことを特徴とする、請求項1記載の多チャンネル式電気刺激装置。
3. 前記出力部の出力を設定した後、所定時間ｔ2が経過すると、出力を上げることができないようにする出力ロック手段を設けたことを特徴とする、請求項1又は請求項2記載の多チャンネル式電気刺激装置。
4. 前記出力ロック時に、前記出力調節部を操作すると、所定の範囲内で出力を調節することができるようにしたことを特徴とする、請求項3記載の多チャンネル式電気刺激装置。
5. 前記出力ロック時に、前記出力調節部を操作して出力をゼロにすると、前記出力ロックを解除するようにしたことを特徴とする、請求項3または請求項4記載の多チャンネル式電気刺激装置。

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