JP2016158716A - 低周波にバースト波及び高周波を組み合わせた波形を用いた痩身器具 - Google Patents

低周波にバースト波及び高周波を組み合わせた波形を用いた痩身器具 Download PDF

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【課題】低周波にバースト波及び高周波を組み合わせた波形をもつ電流を人体の皮膚表面から筋肉内部に浸透させて、効果的な痩身トリートメントを行うことを目的とする。【解決手段】本発明の痩身器具は、人体の皮膚に一対以上の電極を貼着して電流を流し、筋肉を運動させる痩身器具において、前記電極から、2.5〜3.5kHzの範囲の周波数をもつ正弦波低周波にハンマー波形をなす10Hzの周波数のバースト波及び95〜105kHzの範囲の周波数をもつ矩形波の高周波を組み合わせた波形の電流を出力して痩身トリートメントを行うことを特徴とする。【選択図】図1

Description

本発明は、低周波にバースト波及び高周波を組み合わせた波形により痩身トリートメントを行う痩身器具に係わり、特に、この種の小型かつ軽量なホームケア用の痩身器具に関する。
人体の顔以外の所望の部位、例えば、腕、背、腹または脚の何れかの部位、の皮膚表面に一対以上の電極を貼着し、これらの電極から低周波または高周波電流を当該皮膚に流して電気的な刺激を与え、当該部位の筋肉を運動させて体内脂肪を燃焼させ、痩身トリートメントを行う痩身器具が広く用いられている。
例えば、特許文献1(特開昭58−195565公報)に示すように、11KH前後の交流電流を発生する中周波発振器と、250Hz前後の交流電流を発生する低周波発振器と、中周波の交流電流と低周波の交流電流とを重ね合わせる加算器と、から痩身器具を構成し、該加算器で重ね合せた交流電流を人体に貼着した電極板から流して筋肉の強化を行うものがあった。
また、特許文献2(特許第3616750号公報)に示すように、人体の皮膚に一対の電極を貼着して、当該一対の電極から中周波信号の出力波形のピーク値と信号の立ち上がり途中の値と一致するように低周波信号を出力して、筋肉の下層部から表層部に亘って筋肉を運動させて、痩身トリートメントを行っていた。
さらに、特許文献3(特許第5102092号公報)に示すように、人体の皮下脂肪厚や身長、体重等の基礎データから体脂肪量や内臓脂肪量を算出し、痩身トリートメントを行う部位を選択し、当該選択した部位に波形の電気信号を選定し、人体に導通接触する電極パッドから、1〜50Hz程度の周波数、数百Hz〜数kHz程度のパルス波、基本周波数を数百Hz〜数kHz程度とするパルス波と1〜50Hz程度の周波数、基本周波数を20〜50Hz程度とし、さらに、1〜50Hz程度の周波数の波を重ね合せた波形、基本周波数を20〜50Hz程度とするパルス波、基本周波数を20〜200Hz程度とし、さらに、1〜50Hz程度の周波数の波を重ね合せた波形、基本周波数を20〜200Hz程度とするパルス波、の電気信号を、それぞれ出力して、筋肉に電気的刺激を与えて筋肉のトレーニングを行う痩身器具があった。
特開昭58−195565公報 特許第3616750号公報 特許第5102092号公報
しかしながら、従来の低周波を用いた痩身器具では、低周波電流を人体の表層部に流すことにより、敏感である筋肉の表層部へ刺激が与えられ、低周波電流の出力を大きくすれば、筋肉の表層部への刺激が強くなり痩身効果が向上する。しかし、流す電流の出力を大きくすれば、当然、筋肉の表層部への刺激が強くなるから、当該痩身器具を使用する者が皮膚に痛みを感じたり、あるいは、電気を流した箇所の皮膚がかぶれたり、赤くなったりするため、筋肉の奥まで低周波電流を到達させることが、極めて困難であるとする問題点があった。
また、従来の低周波及び中周波を用いた痩身器具では、皮膚に痛みを伴わずに人体の表層部の内部まで中周波を浸透させ、表層部から表層部の内部まで到達させることができたが、筋肉部の奥部(インナーマッスル)まで中周波を浸透させて痩身トリートメントを行うことができず、痩身トリートメントとしては、その効果が、未だ不十分なおそれがあった。
そこで、上記した問題点を解決するために、本発明の痩身器具では、正弦波の低周波にバースト波及び矩形波の高周波を組み合わせた波形をもつ電流を人体の皮膚表面(表層部)から筋肉内部に浸透させて、効果的な痩身トリートメントを行うことを特徴とする。
本発明の痩身器具では、人体の皮膚に一対以上の電極を貼着して電流を流し、筋肉を運動させる痩身器具において、前記電極から、2.5〜3.5kHzの範囲の周波数をもつ正弦波低周波に、ハンマー波形をなす10Hzの周波数のバースト波及び95〜105kHzの範囲の周波数をもつ矩形波高周波を組み合わせた波形の電流を出力する。
ここで、本発明の痩身器具では、前記正弦波低周波の周波数の最適値が3kHz、また、前記高周波の最適値が100kHzであることを特徴とする。
また、本発明の痩身器具では、 前記正弦波低周波を継続して、また、前記高周波を周期が1秒、出力期間が500μ秒で、さらに、前記バースト波を周期が100m秒、出力期間が10m秒で、それぞれ出力することを特徴とする。
さらに、本発明の痩身器具を用いた痩身トリートメントが、マッスルトレーニング、リラクゼーショントレーニング、エクササイズ20及びエクササイズ40の各モードからなり、前記前記バースト波の周期が100m秒、出力期間が10m秒であって、前記マッスルトレーニングモードでは、1秒間に6回、前記バースト波を、前記リラクゼーショントレーニングモード、エクササイズ20モード及びエクササイズ40モードでは、20秒周期で、最初の10秒間でスイープアップし、残りの10秒間でスイープダウンするよう所定の回数、前記バースト波を、それぞれ出力することを特徴とする。
また、前記痩身器具を用いた痩身トリートメントのエクササイズ40モードでは、前記バースト波を、20秒周期で、最初の10秒間でスイープアップし、残りの10秒間でスイープダウンするよう、所定の回数出力するとともに、3種の異なった波形A,B及びCを前記した波形に重ねて合わせて出力することを特徴とする。
本発明の痩身器具によれば、提供される痩身トリートメントの各モードを自由に選択することにより、正弦波低周波にバースト波及び矩形波高周波を組み合わせた波形をもつ電流を人体の皮膚表面から筋肉内部に浸透させて、効果的な痩身トリートメントを受けることが出来るようになる。
本発明の痩身器具に用いる波形を示し、(a)は、連続して出力される3kHzの周波数の低周波(基本波)の波形を、また、(b)は、基本波形に100kHz高周波を出力して合成した波形を、さらに、(c)は、(b)で組み合わせた波形にバースト波を出力して組み合わせた痩身トリートメントに用いる波形を、それぞれ示す。 本発明の痩身器具の外観を示す斜視図である。 本発明の痩身器具による痩身トリートメントのモードを示すフローチャートである。 本発明の痩身器具に用いる低周波発生器、中周波発生器及びバースト波発生器の内部構成を示すブロック線図である。 本発明の痩身器具による痩身トリートメントの各モードに用いる波形を示すグラフであって、(a)は、マッスルトレーニングモードの、(b)は、リラクゼーショントレーニングモードの、(c)は、エクササイズ20モードの、(d)は、エクササイズ40モード、に用いる波形のグラフを、それぞれ示す。
本発明は、人体の痩身トリートメント、特に3kHの低周波にハンマー波形の10Hzの周波数のバースト波と100kHz程度の高周波を組み合わせた波形(図1(c)参照)の電流を人体の表皮部から筋肉内に浸透させて痩身トリートメントを行うホームケア用の痩身器具(EMSマシーン)である。
本発明の痩身器具(EMSマシーン)の波形について
そこで、まず、以下に、本発明に用いるEMSマシーン、低周波、バースト波及び高周波について説明する。
ここで、EMSElectrical Muscle Stimulationの略:電気筋肉刺激)マシーンとは、人体の筋肉を電気刺激によって収縮及び弛緩させて痩身を行うトレーニング、痩身器具の総称であって、体を動かさなくても、運動をしているのと同じ状態を創出するものである。従来は、医療用として、自分で運動が出来ない人の筋肉の維持や筋肉の痛みの治療等に用いられていた。しかし、近年は、EMSマシーンは、痩身用の美容器具、健康器具、スポーツ選手の筋肉トレーニング等にも広く用いられるようになった。
通常、人体の運動は、大脳から送られてくる電気的信号によって筋肉を動かしているが、長時間筋肉を動かし続けると疲労が発生し、人の運動意識が低下し、さらに運動をすることが困難となる。これに対して、EMSによる筋肉運動では、通常の運動よりも大きく、かつ、強い筋肉運動が連続してできる上、運動による疲労感が少ないので、簡単に通常の運動よりも高い運動効果が得られるようになる。
ここで、低周波とは、電流の波形の波動数や振動数が他の波動に比べて少ないもので、EMSマシーンでは、人体に対して1秒間に電気刺激を加える回数が少ないものをいい、その単位を、Hで表す。その明確な定義は、今のところないが、多くのEMSマシーンでは、20kHz以下の周波数を指す。低周波は、人体に加えると皮膚抵抗が高いので、電流の出力を上げるとピリピリとした痛みを皮膚に感じる。また、低周波を筋肉の奥部(インナーマッスル)まで到達させることは難しい。
また、バースト波(ハンマーともいう)とは、人体の筋肉の増強を目的とした電流の波形であって、低周波および高周波にバースト波を組み合わせて、出力電圧を一瞬強くしたり、また、弱くして、電流が人体の浅い部分の筋肉にも、また、深い部分の筋肉(インナーマッスル)にも、浸透して、トントンというより感触の良い刺激を筋肉に与えるようになる。
さらに、高周波とは、電流の波動数や振動数が多いことで、EMSマシーンでは、人体に対して、1秒間に電気刺激を加える回数が多いものをいう。その単位は、Hzで表す。高周波の明確な定義は、今のところないが、多くのEMSマシーンでは、20kHz以上の周波数を指す。高周波は、低周波と比較して皮膚の抵抗が余りなく、筋肉の内部に浸透し易い。
そこで、本発明の痩身器具では、痩身トリートメントに用いる電流の出力波形を、図1(a)に示す波形のように、基本波として、基本周波数3kHz、周波数変動を考慮して、2.5kHz〜3.5kHzの範囲、の正弦波連続波形を用い、また、図1(b)に示す波形のように、基本周波数3kHzと、100kHz周波数変動を考慮して、95kHz〜105kHzの範囲、の高周波の波形を周期:1秒、出力期間:500μ(マイクロ)秒で組み合わせ、さらに、図1(c)に示す波形のように、図1(a)に示した基本波と同一の波形を瞬間的に出力レベルを強くして、10Hzの周波数のバースト波を周期:100m(ミリ)秒、出力期間:10m秒で、出力する。これにより、トントンと叩かれるような刺激を使用する者が体感できるようになり、痩身トリートメントの効果が飛躍的に向上するようになる。
このようにして、本発明のEMSを用いた痩身器具によれば、トリートメント時に筋肉の奥部まで電流を浸透させることができる高周波によって人体の広範囲に働きかけ、筋肉の表面層からインナーマッスルまで、より良い体感を受けつつ、筋肉の収縮と弛緩運動ができるようになる。
またさらに、本発明のEMSを用いた痩身器具では、これに適用する基本波の電流の波形を正弦波としたので、電流が肌に滑らかに浸透できるようになるので、従来の矩形波の波形のものとは、体感が全く異なる。正弦波は、電流を人体の皮膚に流した時に、従来用いられていた矩形波のように、パルス状に電流が途切れることがなく、連続して皮膚を流れているから、皮膚が痛みを感じることがなく、かつ、広い範囲に電流を流すことができるので、筋肉や体脂肪の厚みに左右されることなく、電流を流す人体の部位を自由に選択できるようになる。
本発明のEMSを用いた痩身器具の構成
次に、本発明のEMSを用いた痩身器具の構成を、図2に基いて説明する。
図2に示すように、本発明のEMSを用いた痩身器具1は、小型、かつ、軽量で手持ち携帯可能な、平面視で繭(まゆ)型をしたケース2(約21cm×11cm×4cmの大きさ)の表面に、LCD表示部3と電源ボタン4、モードボタン5、タイマー6、サウンドボタン7及び一時停止ボタン8からなる操作部と、ケース2の両端面に設けられた電極パッド(図4参照)を接続する一対のパッドコード接続コネクター9、ケースの表面両端部にも設けられた出力調整ボタン10,11ならびにケース2の背面に設けられたACインコネクター12と、から構成されている。
なお、腕の痩身トリートメントには、一対の電極パッドを、また、腹等の広範な部位の痩身トリートメントには、一対の電極パッドを2組十字状に貼付して使用してもよい。
ここで、電源ボタン4は、別途用意した付属のACアダプターを主電源に接続して、電源の入り/切りを行い、また、モードボタン5は、本発明のEMSを用いた痩身器具が提供する痩身トリートメントの各モードを、詳細に後述するように、準備S1に始まり、マッスルトレーニングS2→リラクゼーショントレーニングS3→エクササイズ20S4→エクササイズ40S5の各モードを選択して利用し、クールダウンS6で痩身トリートメントを終了できるようにする(図3参照)。
また、図2に示す、タイマー6は、発振器からの波形の出力時間を5分刻みで、60分まで設定できるようになっている。サウンドボタン7は、これを押すたびに、音を鳴らす、または音を消すように切り替えることができ、また、一時停止ボタン8は、発振器からの波形の出力を一時停止させる機能をもっている。左右一対の出力調整ボタン10,11は、それぞれ接続された電極パッドからの出力が、その上部を押すと上昇し、また、その下部を押すと低下するようになっている。通常は、左右同一出力で行うが、例えば、腹の痩身トリートメントを行うときには、左右の電極パッドの出力を変えてもよい。
そして、低周波にバースト波及び高周波を組み合わせた波形を形成し、一対の電極パッド26,26から人体の所望の部位に所定波形をもつ電流を流して電気的刺激を与えるために、本発明の痩身器具の波形形成器20は、図4のブロック線図に示すように、構成されている。
即ち、図4に示す低周波発生器21では、最適値で3kHz、この最適値3kHzの上下の周波数変動を考慮して、2.5kHzから3.5kHzの範囲の正弦波の低周波を発生させ、また、高周波発生器22では、最適値で100kHz、この最適値100kHzの上下の周波数変動を考慮して、95kHzから105kHzの範囲の矩形波の高周波を発生させ、さらに、バースト波発生器23では、所定周期でハンマー、即ち、10Hの周波数のバースト波、を発生できるようになっている。ここで、前記した低周波及び高周波を同一の周波数発生器で形成してもよい。
そして、それぞれの周波数発生器21〜23で形成された周波数は、図1(a)(b)(c)の順に組み合わされ波形となり、制御プログラム用IC基板24に格納された各モードのレシピーの制御プログラムに従い、出力制御部25から、例えば、一対の電極パッド26,26へ所定の波形の電流を送り、ここから人体の所定部位の筋肉内に電流が流れて、筋肉部に電気的刺激を与える痩身トリートメントを行うようになる。
本発明のEMSを用いた痩身器具の使用方法
本発明のEMSを用いた痩身器具が用いて痩身トリートメントを行うには、図2に示すように、まず、
1)電源に接続する(付属のACアダプターを痩身器具1のケース2の背部に設けたACインコネクター12に接続し、その電源プラグをコンセントに差し込む)。
2)本体にパッドコードを接続する(痩身器具1のケース2の左右両端部に設けたパッドコード接続コネクター9に付属のパッドコードを接続する)。
3)電極パッドを接続する(一対の付属の電極パッドをパッドコードに接続し、一対の電極パッドを、痩身トリートメントを行う身体の部位に貼り付ける)。
4)電源を入れる(痩身器具1の電源ボタン4を押して電源を入れる)。
5)モードを選ぶ(モードボタン5を押して、モードを選択する。このモードボタン5を押すたびにモードが次のように、切り替わる。
マッスルトレーニング→リラクゼーショントレーニング→エクササイズ20→エクササイズ40)。
6)タイマー時間を選ぶ(タイマーボタン6を押して、出力時間を5分刻みで60分まで設定できる)。
7)出力を開始する(CH1用及びCH2用の出力調整ボタン10,11を押して少しずつ出力を上げて筋肉が心地よく動くまで出力レベルを上げて調整し、痩身トリートメントを行う)。
8)タイマーが終了するまで使用する。
9)終了する(タイマーが終了し、出力が停止したら痩身トリートメントは終了する。電源ボタン4を押して電源を切り、電極パッドを貼着部位から剥がす)。
本発明のEMSを用いた痩身器具の各モードの詳細
最後に、本発明のEMSを用いた痩身器具の各モードの詳細を各モード毎に分節して説明する。
1) マッスルトレーニングモード
マッスルトレーニングモードは、筋肉強化を奏するもので、強い筋肉運動により筋肉の強化、基礎代謝の向上を指向する。筋肉の引き締めや、タルミの解消に効果的である。
3kHzの正弦波の低周波を基本周波数とし、40分のタイムオーバーまで連続して流し(図5(a)(ii)参照)、筋肉刺激のハンマー作用をなす10Hzのバーストパルスを、周期:100m秒、出力期間:10m秒、最大出力時:6vで、1秒間に6回(図5(a)(i)参照)、100kHzの高周波パルスを1秒間に6回組み合わせた波形を用いる。そして、1秒を1サイクルとして所定時間、40分間繰り返して痩身トリートメントを行う。
2)リラクゼーショントレーニングモード
リラクゼーショントレーニングモードは、体のバランスを整えるもので、緩やかな刺激により、血流の流れを促進させる。これにより、緩やかな筋肉運動を促し、コリやむくみ、腰痛の解消に効果的である。
3kHzの正弦波の低周波を基本周波数とし、40分のタイムオーバーまで連続して流し(図5(b)(ii)参照)、筋肉刺激のハンマー作用をなす10Hzのバーストパルスを、周期:100m秒、出力期間:10m秒、最大出力時:6vで、1秒間に回数を変えて出力し(図5(b)(i)参照)、100kHzの高周波パルスを1秒周期で出力する。ここで、リラクゼーショントレーニングモードでは、このバースト波出力は、通常のバースト波出力と異なり、20秒周期で筋肉を揉み解す状態から10秒かけて徐々に強く(スイープアップという)、また、残りの10秒で強い刺激状態から揉み解す(スイープダウンという)状態へ繰り返す出力となっている(即ち、出力は、弱い→徐々に強く→強い→徐々に弱く→弱い、の順となる)。
そして、20秒を1サイクルとして所定時間、40分間繰り返して痩身トリートメントを行う。
3)エクササイズ20モード
エクササイズ20モードは、シェイブアップ機能を奏し、図1(a)に示した低周波、高周波及びバースト波の波形の組み合わせを、さらにリズミカルに重ね、20分間痩身トリートメントを行うことで、効率よく筋肉運動ができるようになる。
3kHzの正弦波の低周波を基本周波数とし、筋肉刺激のハンマー作用をなす10Hzのバーストパルスを、周期:100m秒、出力期間:10m秒、最大出力時:6vで、1秒間に回数を変えて出力し(図5(c)(i)参照)、100kHzの矩形波の高周波パルスを1秒周期で出力して組み合わせた波形に、さらに9秒出力して1秒休止のサイクルで、じんわりと筋肉を刺激できるスイープウエーブ(Sweep Wave)を重ねて用いる(図5(c)(ii)参照)。そして、20分を1サイクルとして痩身トリートメントを行う。
4)エクササイズ40モード
エクササイズ40モードは、シェイブアップ機能を奏し、図1(c)に示した低周波、高周波及びバースト波の波形を複雑に組み合わせ波形により、40分間痩身トリートメントを行うことで、しっかりと体脂肪をほぐし筋肉運動ができるようになる。
3kHzの正弦波の低周波を基本周波数とし、筋肉刺激のハンマー作用をなす10Hzのバーストパルスを、周期:100m秒、出力期間:10m秒、最大出力時:6vで、1秒間に経過時間毎に変化させて4回から10回出力し(図5(d)(i)参照)、100kHzの高周波パルスを1秒周期で出力し、1秒間に4回から10回前後組み合わせた刺激的な3種類のスイープウエーブ〔ここで、正弦波の基本波の出力を徐々に一定の出力まで上げ、次いで、休止(インターバル)をとることで形成する〕、A波(図5(d)(ii)参照,0.9秒出力、0.1秒休止)、B波(図5(d)(iii)参照,1.5秒出力、0.5秒休止)及びC波(図5(d)(iv)参照,9秒出力、1秒休止)、を、前出3)エクササイズ20モードの出力に、さらに、重ねて用いる。そして、40分を1サイクルとして所定時間痩身トリートメントを行う。
本発明の正弦波の低周波基本波にバースト波及び矩形波の高周波を組み合わせた波形を用いた痩身器具は、ホームケア用の痩身器具に限らず、エステチックサロン用の業務用痩身器具、スポーツジムの筋肉トレーニング器具等に広く利用できる。
1 痩身器具
2 ケース
3 LCD表示部
4 電源ボタン
5 モードボタン
6 タイマーボタン
7 サウンドボタン
8 一時停止ボタン
9 パッドコード接続コネクター
10 出力調整ボタン(CH1用)
11 出力調整ボタン(CH2用)
12 ACインコネクター
20 波形形成器
21 低周波発生器
22 高周波発生器
23 バースト波発生器
24 制御プログラム用ICチップ
25 出力制御部
26 電極パッド

Claims (5)

  1. 人体の皮膚に一対以上の電極を貼着して電流を流し、筋肉を運動させる痩身器具において、前記電極から、2.5〜3.5kHzの範囲の周波数をもつ正弦波低周波にハンマー波形をなす10Hzの周波数のバースト波及び95〜105kHzの範囲の周波数をもつ矩形波の高周波を組み合わせた波形の電流を出力することを特徴とする痩身器具。
  2. 前記正弦波低周波の周波数の最適値が3kHz、また、前記高周波の最適値が100kHzであることを特徴とする請求項1に記載の痩身器具。
  3. 前記正弦波低周波を継続して、また、前記高周波を周期が1秒、出力期間が500μ秒で、さらに、前記バースト波を周期が100m秒、出力期間が10m秒で、それぞれ出力することを特徴とする請求項1に記載の痩身器具。
  4. 前記痩身器具を用いた痩身トリートメントが、マッスルトレーニング、リラクゼーショントレーニング、エクササイズ20及びエクササイズ40の各モードからなり、前記前記バースト波の周期が100m秒、出力期間が10m秒であって、前記マッスルトレーニングモードでは、1秒間に6回、前記バースト波を、前記リラクゼーショントレーニングモード、エクササイズ20モード及びエクササイズ40モードでは、20秒周期で、最初の10秒間でスイープアップし、残りの10秒間でスイープダウンするよう所定回数、前記バースト波を、それぞれ出力することを特徴とする請求項1に記載の痩身器具。
  5. 前記痩身器具を用いた痩身トリートメントのエクササイズ40モードでは、
    前記バースト波を、20秒周期で、最初の10秒間でスイープアップし、残りの10秒間でスイープダウンするよう所定回数出力するとともに、3種類の異なった波形のスイープウエーブを前記した波形に重ねて合わせて出力することを特徴とする請求項1に記載の痩身器具。
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WO2022039444A1 (ko) * 2020-08-20 2022-02-24 애터미주식회사 뷰티 디바이스 및 뷰티 디바이스의 동작 방법

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