JP2019111204A - 生体刺激装置 - Google Patents
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Abstract
Description
<基本構成>
図1は、本実施形態の生体刺激装置1の構成の説明図である。図中の符号Zは、生体(例えば人体)の抵抗である。生体抵抗Zの等価回路(図2B参照)については、後述する。
まず、本実施形態について説明する前に、比較例について説明する。
ところで、図2Bに示す等価回路からすると、容量性素子への充電時には、容量性素子(細胞膜)に対して直列に配置された細胞内液の抵抗成分が影響することになる。一方、容量性素子の放電時には、細胞内液と細胞外液とで合成された抵抗成分が影響することになる。つまり、生体のリアクタンス特性には、充填抵抗と放電抵抗に違いがあることになる。この結果、容量性素子に対する充電は比較的速くなるのに対し、放電は比較的遅くなることになる。
図3は、第1実施形態の各種信号の説明図である。図中の横軸は、時間を示しており、縦軸は電圧を示している。図中の各種信号は、上から順に、設定電圧、第1駆動信号、第2駆動信号、及び、仮想的な刺激信号である。
生体に同じ刺激を付与し続けると、その刺激に対して生体が慣れてしまい、生体が刺激を感じにくくなる。そこで、生体に付与する刺激を変化させるために、刺激信号の周波数を変更することがある。
理想的な正弦波の電圧波形では、最高電位点に達した直後に電圧が降下するとき、電圧変化(傾き)が徐々に急になるように電位が降下することになる。同様に、理想的な正弦波の電圧波形では、最低電位点の後、電圧変化(傾き)が徐々に急になるように電位が上昇することになる。このため、放電用パルス群によって疑似正弦波の頂点(最高電位点又は最低電位点)における電圧一定の波形(歪んだ波形)を正弦波に近づけるときも、電圧変化(傾き)が徐々に急になることが望ましい。
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。
上記の実施形態では、第1スイッチ21が出力トランスの一次側巻線の一端側に接続されており、第2スイッチ22が出力トランス10の一次側巻線の他端側に接続されており、出力トランス10のセンタータップ13に所定の電圧V1が印加されているため、一次側巻線の分割が不要であり、安価な出力トランス10を利用可能である。但し、出力トランス10の一次側巻線が2つに分割されていても良い。
11 第1入力端子、12 第2入力端子、13 センタータップ、
14 第1出力端子、15 第2出力端子、
21 第1スイッチ、22 第2スイッチ、
31 出力部(導子)、40 制御部、
41 処理装置、42 電圧設定部、
42A D/Aコンバーター、42B アンプ、
43 駆動信号生成部、
Z 人体抵抗
Claims (8)
- 生体に刺激信号を出力する出力部を備え、
前記刺激信号は、プラス側に電位の立ち上がる複数のパルスから構成された正パルス群と、マイナス側に電位の立ち下がる複数のパルスから構成された負パルス群とが所定周期で交互に現れる信号であり、
前記刺激信号の1周期を第1期間、第2期間、第3期間及び第4期間の4つの期間に分けたとき、
前記正パルス群は、前記第1期間及び前記第2期間に現れ、前記第1期間では、パルス幅が徐々に広がり、前記第2期間では、前記第1期間における前記パルス幅の時間変化とは逆の時間変化をたどるように前記パルス幅が徐々に狭まり、
前記負パルス群は、前記第3期間及び前記第4期間に現れ、前記第3期間では、パルス幅が徐々に広がり、前記第4期間では、前記第3期間における前記パルス幅の時間変化とは逆の時間変化をたどるように前記パルス幅が徐々に狭まり、
前記刺激信号は、前記正パルス群の直前にプラス側に電位の立ち上がる放電用パルスと、前記負パルス群の直前にマイナス側に電位の立ち下がる放電用パルスとを有する
ことを特徴とする生体刺激装置。 - 請求項1に記載の生体刺激装置であって、
前記放電用パルスのパルス幅をAとし、前記正パルス群又は前記負パルス群の最初のパルスのパルス幅をBとしたとき、AはB以下に設定されている
ことを特徴とする生体刺激装置。 - 請求項1又は2に記載の生体刺激装置であって、
前記刺激信号は、複数の前記放電用パルスによって構成された放電用パルス群を有する
ことを特徴とする生体刺激装置。 - 請求項3に記載の生体刺激装置であって、
前記放電用パルス群を構成する複数の放電用パルスの周波数は、前記正パルス群又は前記負パルス群を構成する複数の前記パルスの周波数よりも高い
ことを特徴とする生体刺激装置。 - 請求項3に記載の生体刺激装置であって、
前記刺激信号の周波数に応じて、前記放電用パルス群を構成する前記放電用パルスの数を変更可能である
ことを特徴とする生体刺激装置。 - 請求項3に記載の生体刺激装置であって、
前記正パルス群と前記負パルス群との間の休止期間に応じて、前記放電用パルス群を構成する前記放電用パルスの数を変更可能である
ことを特徴とする生体刺激装置。 - 請求項3に記載の生体刺激装置であって、
前記放電用パルス群は、少なくとも3個の前記放電用パルスから構成されており、
前記放電用パルスの間の休止期間は、徐々に短くなるように設定されている
ことを特徴とする生体刺激装置。 - 生体に刺激信号を出力する生体刺激装置であって、
出力トランスと、
前記出力トランスの一次側に所定方向の電流を流すための第1スイッチと、
前記出力トランスの一次側に前記所定方向とは逆方向の電流を流すための第2スイッチと、
前記第1スイッチを駆動する第1駆動信号と、前記第2スイッチを駆動する第2駆動信号を生成する制御部と
前記出力トランスの二次側において前記刺激信号を出力する出力部と、
を備え、
前記第1駆動信号及び前記第2駆動信号は、それぞれ、複数のパルスから構成されたパルス群が所定周期で現れる信号であり、
1周期を第1期間、第2期間、第3期間及び第4期間の4つの期間に分けたとき、
前記第1駆動信号の前記パルス群は、前記第1期間及び前記第2期間に現れ、前記第1期間では、パルス幅が徐々に広がり、前記第2期間では、前記第1期間における前記パルス幅の時間変化とは逆の時間変化をたどるように前記パルス幅が徐々に狭まり、
前記第2駆動信号の前記パルス群は、前記第3期間及び前記第4期間に現れ、前記第3期間では、パルス幅が徐々に広がり、前記第4期間では、前記第3期間における前記パルス幅の時間変化とは逆の時間変化をたどるように前記パルス幅が徐々に狭まり、
前記第1駆動信号及び前記第2駆動信号は、それぞれ、前記パルス群の直前に放電用パルスを有する
ことを特徴とする生体刺激装置。
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