JP2023117155A - 電気刺激装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凹凸を有するまたは湾曲の大きな、顔や頭部の表面では電極が接触して電気信号が提供される面積は非常に小さく、治療の効果が狭い範囲に限定されて美容施術、すなわち施術の効果が十分に得られない。【解決手段】導子と、前記導子に電気信号を供給する波形生成部と、前記波形生成部を制御する制御部を有する電気刺激装置であって、前記導子は、前記導子の遠位端に配置された基部に３つの電極を有し、前記電極の前記基部からのそれぞれの高さが、一つの電極だけ異なることを特徴としている。【選択図】図５

Description

本発明は、治療、リハビリテ―ション、検査、マッサージ、あるいは美容に際して患部や検査部位あるいは施術部位に供給されるである電気信号を供給する電気刺激装置に関する。

超短波やマイクロ波などの電磁波、低周波数や高周波数の電流、電位、微弱電流、あるいは超音波など、物理的なエネルギーを外部から必要な部分に与えて治療、マッサージ、診断、トレーニングあるいは美容施術を提供することが注目されており、これらを実現する医療機器、診断装置、トレーニング装置、美容機器が数多く実用化されている。本明細書において、治療や美容または診断に使用される物理エネルギー、例えば低周波や高周波などの交流成分あるいは周波数成分を有する電流や電圧あるいは電力を総称して、あるいはそれぞれをパルスという。または治療波、または電気刺激、あるいは電気信号ということもある。さらに電気信号は矩形パルスや方形パルスあるいは階段状パルスによるパルス列でも、複合パルスによるパルス列であってもよく、正弦波、三角波、ノコギリ波、あるいはインパルス列であってもよい。さらに複数のパルスの相互作用によって生成される合成波や干渉波もパルスあるいはあるいは合成パルスと称し、正弦波によって生成される合成波も単にパルスまたは合成パルスということがある。

以後、本明細書において、電気刺激のために使用する治療装置、医療機器、マッサージ機、トレーニング機、診断装置や美容機器を総称して電気刺激装置という。電気刺激装置を使用した治療や診断、マッサージ、トレーニングあるいは電気刺激を使用する美容機器による施術のそれぞれを、または総称して治療という。電気刺激装置を使用して治療を行う者やマッサージを行う者、電気刺激装置による診断を行う者、あるいは電気刺激装置を使用して美容施術やトレーニングを行う者を使用者といい、治療をうける者を患者という。さらに、電気刺激による治療が施される人体の部位を患部という。患部に電気信号を提供または供給するために使用される器具または部材を導子という。したがって、特に明示が無い限り、電気刺激装置の記載はマッサージ器や診断機器や美容機器を排除するものではないし、患者と記載していても怪我や疾患を持つ者のみを意味しているのではなく、疲労回復やけが予防の施術やマッサージを受ける者、さらには検査を受ける者や美容施術を受ける者を含む。同様に患部と記載していても怪我や疾患のある部分のみを意味しているのではなく、疲労回復やけが予防の施術やマッサージを受ける部位の他、検査する体の一部や美容施術が施される体の一部をも示す。したがって治療に使用されるパルスは特に明示が無い限り、マッサージや診断や美容の為に使用されるパルスを排除するものではない。

昨今、電気刺激装置は、複数の電極を顔の特定部分、例えばあごや頬、または頭部に配置してそれぞれの電極から高周波や低周波の電気信号を出力し、顔の筋肉の引き締めや肌や皮膚または頭部の状態を改善する機器が注目されている。

特開２０１３－２３６６８８号公報

電気信号を付与する部分（患部）が、比較的平滑な場合は、電気信号を付与する導子として使用される電極として、粘着性を有するパッドや、患部に発生された負圧によってカップを吸着する吸引カップが使用できる。患部が平面でなく凸凹または湾曲している場合では、その凹凸によって負圧が維持できずに吸引カップは使用できない。この場合は粘着性を有するパッドが有効である。ところが、患部が顔や頭部の場合は、粘着性を有するゲルによるアレルギー症状等による炎症が発生しやすく、粘着性のパッドは必ずしも適切ではない。そこで皮膚に接触する平面に複数の小さな電極が設けられた導子が一般的に使用される。このような導子は手にもって顔や頭部に複数の小さな電極を押し当てて使用される。しかし凹凸を有するまたは湾曲の大きな、顔や頭部の表面では当該電極がすべて皮膚に接触するとは限らず、電極が接触して電気信号が提供される面積は非常に小さく、治療の効果が狭い範囲に限定されて美容施術、すなわち施術の効果が十分に得られない。一方で文献１のような導子も提案されいる。文献１では導子は異なる長さの支柱にとりつけられた棒状の電極を有する。ところが、開示された電極は、顔の湾曲があっても使用できるが、使用される電極が棒状の電極であるので、湾曲部や凹凸部では電極と接触する皮膚は一点で接触し、電極の幅が非常に広くても、形成される電流路が小さく、非常に扱いにくい。電気信号が提供される面積は非常に小さく、治療の効果が狭い範囲に限定されるので、美容施術、すなわち治療の効果が十分に得られず治療効率が悪い。例えば顔や頭部などについては十分な治療効率が得られない。本発明はこれらの課題を解決して、治療効率の高い電気刺激装置を提供することを目的としている。

（１）上記の課題解決を達成するため、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明に係る電気刺激装置は、導子と、前記導子に電気信号を供給する波形生成部と、前記波形生成部を制御する制御部を有する電気刺激装置であって、前記導子は、前記導子の遠位端に配置された基部に３つの電極を有し、前記電極の前記基部からのそれぞれの高さが、一つの電極だけ異なることを特徴としている。

（２）さらに本発明の前記電気刺激装置は、前記基部の遠位端側に配置された電極の高さより、前記導子の近位端側に配置された電極の高さが低いことを特徴としている。

本発明により、高い治療効率が維持でき、効率的な治療を提供できる電気刺激装置を提供できる。

本発明の電気刺激装置の本体部を説明する説明図である。 本発明の電気刺激装置で使用する電気信号を説明する説明図である。 本発明の電気刺激装置の回路基板を説明する説明図である。 本発明の電気刺激装置で使用する導子を説明する説明図である。 本発明の電気刺激装置で使用する導子を説明する説明図である。 本発明の電気刺激装置で使用する導子を説明する説明図である。 本発明の電気刺激装置で使用する導子を説明する説明図である。 本発明の電気刺激装置で使用する導子を説明する説明図である。 本発明の電気刺激装置で使用する導子を説明する説明図である。

図１は本実施形態において本発明の説明に使用する電気刺激装置１を示す。電気刺激装置１は例えば顔または頭部に使用されてマッサージ効果または美容効果を与える、マッサージ器または美容機器として使用できるだけでなく、例えば低周波治療器等としても使用できる。電気刺激装置１は本体１１にケーブル１４によって導子１５が接続されて使用される。電気刺激装置１の本体１１の正面に、表示部１７、エンコーダ１８、スイッチ１６が設けられ、本体１１の右側面には、ケーブル１４が接続されるコネクタ１３が、本体１１の上部には主電源１２設けられている。また本体１１内部には、後述のように本体１１を制御するとともに、電気信号を出力する回路基板１７が配置されている。

図２は本発明によって人体、例えば患部に供給される電気信号を模式的に示している。横軸は時間を示し、縦軸は振幅、例えば電流値の振幅を示す。電気信号は５ｋＨｚの正弦波がＴ１において出力され、Ｔ２において出力が停止し、それが繰り返される。図２ではＴ１とＴ２が同じ場合であって共に０．２５秒の場合を示しており、電気信号は５ｋＨｚの正弦波が２Ｈｚ及びＤＵＴＹ５０％で繰り返して出力される。本発明に使用される電気信号はこれに限定されず、たとえは低周波数のＴＥＮＳ（Ｔｒａｎｓｃｕｔａｎｅｏｕ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｎｅｒｖｅ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）等の電気信号も使用できる。

図３は回路基板１７のブロック図を示す。回路基板１７は、本体１１内部に配置されて、本体１１の動作を制御する。回路基板１７は電気信号を出力する出力回路である波形生成部２０４、波形生成部２０４を制御する制御部２０３、タイマ２０７、ユーザーＩＦ部２０１、電源部２０６、メモリ２０５等から構成される。制御部２０３はＣＰＵや内部メモリの他、上記の各部と接続するインターフェース部を内蔵し、電気刺激を与える電気信号を生成する波形生成部２０４、出力の時間を管理する為のタイマ２０７、表示部１７に接続されたユーザーＩＦ部２０１やメモリ２０５に接続されてこれらを制御する。各部で消費される電力は電源部２０６によって所定の一定電圧値に制御されて制御部２０３を介して各部に供給される。

電気刺激装置１は次のように使用される。まず使用者が主電源１２をオンにし、導子１５を患部に接触させる。主電源１２がオンにされると表示部１７に本体１１の状態や各種設定のためのインターフェースであるボタン類が表示され、例えば美容モードやトレーニングモードなどの治療モードや出力レベルを選択または設定するボタンが表示される。表示部１７は例えばタッチパネル式の液晶ディスプレイであり、表示手段と入力手段を兼ねる。表示された出力レベルの表示をタップするとエンコーダ１８が有効となり、エンコーダ１８を回転させることによって後述する電気信号の出力である振幅を設定できる。さらに使用者が治療モードを、表示部１７を使用して選択すると、選択された治療モードで使用される電気信号の各パラメータがメモリ２０５から読みだされて波形生成部２０４に供給され、続けて使用者が表示部１７に表示されたスイッチを押すと、その情報はユーザーＩＦ部２０１を介して制御部２０３に送られ、制御部２０３は上記の電気信号を出力するように波形生成部２０４に指示を出す。波形生成部２０４は供給されたパラメータにしたがって電気信号を出力し、出力された電気信号は本体１１に接続されているケーブル１４を介して導子１５によって患部に供給される。同時に電気信号が出力された情報はタイマ２０７に送られてタイマ２０７が時間、例えば治療時間であって電気信号が波形生成部２０４により、出力される時間、すなわち患部に電気信号が供給される時間である、例えば２０分の計測を開始する。タイマ２０７の計測に関する情報、例えば所定の時間が経過した旨の情報は制御部２０３にフィードバックされて、当該フィードバックにより、制御部２０３は波形生成部２０４への電力供給を停止するように制御することによって電気信号の出力を停止する。治療時間は２０分に限定されず、２０分以上でも未満でもよく、使用者が患部の状態を考慮して適宜設定または調整できるような構成でもよい。なお、スイッチ１６は不測の事態において強制的にすべての電気信号の出力を停止するために使用される。

図４は導子１５を示している。図４（ａ）乃至図４（ｆ）はそれぞれ、導子１５の右側面図、底面図、左側面図、上面図、正面図、背面図、を示している。導子１５の近位端側にケーブル１４が接続される接続部４７が配置され、導子１５の遠位端（導子１５における接続部４７の反対側の端部）に配置された先端部４１には電極配置される基部４５が設けられ、基部４５から導子１５の長手方向に対して垂直または垂直な方向成分を有して突起状に、または柱状に構成された複数の電極が導子の長手方向にそって配置されいる。導子１５では、電極－Ａ４２、電極－Ｂ４３、電極－Ｃ４４が先端部４１に設けられた基部４５に配置されている。電極－Ａ４２と電極－Ｂ４３が基部４５の遠位端側に、電極－Ｃ４４は基部の近位端側に配置されている。接続部４７と先端部４１の間の把持部４６を使用者が把持して導子１５を使用する。上記の各電極は先端に球状の部分を有する形状であるが電極形状としてはこれに限定されず、電極が皮膚に接触したときに皮膚が傷つかないような形状であればよい。

導子１５は電極－Ａ４２乃至電極－Ｃ４４の先端を球状としているので各電極が皮膚に接触したときに皮膚を傷つける可能性がなくより望ましい。さらに電極の先端が球状であるので、導子１５を患部に押し当てて皮膚を滑らせるように移動させると適度な押圧の体感がえられて、電気的なマッサージに加えて、物理的なマッサージ効果も同時に得られてより望ましい。

電極－Ａ４２などは、例えばステンレス製であるが、本発明はこれに限定されず、例えばアルミニウム製などの金属製などでもよい。したがって、基部４５に配置されて皮膚と接触する電極としては、皮膚との接触面が導電性があればよく、例えば樹脂の支柱の先端に導電性部材を配置したような構成でもよく、本明細書においてはこのような構成も電極として表す。例えば、ステンレス製の一つの部材からなる構成も、導電性樹脂の一つの部材からなる構成も、絶縁性部材の先端に導電性の部材を配置している構成も電極と表現される。

導子１５は各電極を上記の如くステンレス製、つまり金属からなる剛体としている。本発明はこれに限定されず、例えば導電性を有するシリコンゴム等であってもよい。または絶縁性ゴム材料を使用して先端に導電性部材を配置するような電極の構成でもよい。ただし導子１５は上記のように各電極を剛体のステンレス製材料で構成しているので、上記のように導子１５を、皮膚を滑らせて使用してマッサージ効果をえることができるのでより望ましい。

図５は図４（ｅ）を拡大して示している。図５のように電極－Ｃ４４の長さであるＬＣ３が、他の電極である電極－Ｂ４３の長さＬＣ２、及び電極－Ａ４２の長さＬＣ１より短い。または、電極－Ｃ４４について基部４５から電極先端部分までの高さでもあるＬＣ３が、他の電極、例えば、電極－Ｂ４３について基部４５から電極先端部分までの高さでもあるＬＣ２、及び電極－Ａ４２について基部４５から電極先端部分までの高さでもあるＬＣ１より短い。換言すれば、基部４５に配置された電極の少なくとも一つが他の電極より長さが異なると言える。または基部４５に配置された電極の少なくとも一つの電極の基部４５から先端部分までの高さが、他の電極の基部４５から先端部分までの高さと異なると言える。

図５のように複数の電極を使用するメリットの一つは、患部の凹凸の影響を受けにくいことである。例えば導子１５のように高さのある３つの電極を配置することによって任意の凹凸についてもすべての電極を皮膚に接触させることができ、確実に電気信号を患部に供給できる。特に凹凸が細かい場合でも使用する各電極の総てが皮膚に接触できる。これに対して、文献１では、患部に、棒状の電極より小さな凹部がある場合、当該凹部に電極は接触できず、導子は凹部に電気信号を供給できず適切な治療を提供できない。ところが、導子１５は、すべての電極を患部に接触させることができるので患部の凹凸にかかわらず必要な電気信号を患部に確実に供給でき、適切な治療を提供できる。

図５では、電極－Ｃ４４の長さが、他の二つの電極より短い状態を示しているのに対して、例えば電極－Ａ４２のみが長くても電極－Ｂ４３のみが長くてもよい。すなわち電極－Ｃ４４を含む複数の電極が他の電極より低く形成されていてもよい。

図４と図５は配置された電極のうち、少なくとも導子１５の近位端側に配置された電極が短い、あるいは低い場合を示している。図４と図５では、基部４５における導子１５の近位端側に配置された電極は電極－Ｃ４４に該当し、逆に遠位端側に配置された電極は電極－Ａ４２と電極－Ｂ４３に該当する。本発明では、図４や図５と逆に、少なくとも導子１５の近位端側に配置された電極が長いまたは高さが高い場合でもよいが、次に説明するように、少なくとも導子１５の近位端側に配置された電極が短いまたは低い方がより望ましい。

導子１５は頭部にも使用されうる。導子１５を頭部に使用することによって頭皮の血行を促進して頭皮のコンディションを改善して、さらには毛髪のコンディションの改善も期待できる可能性がある。図６は導子１５を頭部に使用する状態を模式的に示している。図６の矢印Ｃは頭頂部の方向であり、矢印Ｄはその逆方向で、例えば顔や胴体の方向である。図６では毛髪は煩雑になるので省略されている。図６のように頭部の一部である頭部７１に対して導子１５が使用されると、電極－Ｃ４４が他の電極より短いので、導子１５または先端部４１は図の破線Ｅに沿うことになる。そのときの破線Ｅと鉛直方向との角度を角度Ｇとする。一方、図７のように各電極の高さが同じである導子１５が使用される場合は、導子１５は破線Ｈに沿う。破線Ｈと鉛直方向との角度Ｊは角度Ｇよりおおきくなるので、使用者は導子１５使用するためにより大きく手を動かす必要があり、図７に示す導子１５は、図６に示す導子１５より使いにくい。逆に、図６に示す導子１５は電極－Ｃ４４の長さが短いので先端部４１の角度が鉛直方向に近くなり、使用者は導子１５を使用するために、大きく手を動かす必要がない。このため、図６に示す導子１５は、図７に示す導子１５より使いやすい。これは少なくとも図６に示す導子１５の近位端側に配置された電極が遠位端に配置された電極より短い特徴を持つ導子がより望ましいことを示している。

図６において矢印Ｋの方から見た図を図８に示す。図８のように頭部に使用した場合は電極－Ａ４２と電極－Ｂ４３も頭部７１に接触でき、すべての電極が患部に接触可能であるので、すべての電極を使用して電気信号を患部に提供でき、より広い面積に対して電気信号を提供できる。よってより治療効率のより高い導子が提供できる。

導子１５のように配置する、平行な電極の長さを変える、または高さを変えることによって、平行な複数の電極を使用した場合であっても皮膚に形成される電流路を長くすることができる。あるいは遠位端側に配置された電極－Ａ４２と皮膚が接触してできる接触部と、近位端側に配置された電極－Ｃ４４と皮膚が接触してできる接触部を結んでできる直線が、導子の長手方向に対して角度を持つようにすることによって、皮膚に形成される電流路を長くすることができる。図９はこの状態を示している。図９は導子１５の先端部４１及び基部４５を拡大して示している。図９のように電極－Ｃ４４と電極－Ａ４２によって、導子１５が皮膚に押し当てられたときに形成される電流路－Ａ９１は図上の鉛直方向に対して斜めとなる。一方、電極－Ｃ４４の代わりに、電極－Ａ４２と同じ高さの電極を使用した場合は、図９において左方向に電極が伸びることになるので、電極－Ａ４２の先端の図面真下、電極－Ｃ４４の先端よりさらに図面で左側に、電極－Ａ４２と同じ高さの電極と皮膚との接点が形成されて電流路が形成され、電流路－Ｂ９２となる。ここで図９から明らかなように、電流路－Ａ９１と電流路－Ｂ９２は電流路－Ａ９１の方が長くなり、より広い範囲の患部に電気信号が適用されることになる。すなわち、電極－Ｃ４４の長さを短く、あるいは低くすることによってより広い範囲の患部に対して電気信号を供給して治療が可能で、治療効率を向上させることができる。

図４のように導子１５に配置された複数の電極の数は３であるが、本発明はこれに限定されず、４つ以上の電極が配置されていてもよい。ただし、配置された電極のうち、導子１５の近位端側に配置された電極の長さが、遠位端側に配置された電極の長さより短い必要がある。

上記の本体１１において、電気信号の出力が開始されると、例えば治療時間の２０分が経過するまでの間は、常に設定された通りの電気信号が出力されていてもよいが、導子１５が皮膚に接触しているか否かによって電気信号の出力を変更してもよい。例えば図２の電気信号は定電流制御によって出力されている。この場合に導子１５が皮膚から離れると実効的なインピーダンスが無限大になるので、出力電圧は最大値になる。この状態で導子１５を皮膚に接触させると、当該最大の出力電圧が一時的に皮膚に付与されて、患者は痛みなどを感じやすい。この場合は出力電圧を最大にしないようにして、患者が不快な感じを感じないようにする制御が望ましい。そこで本体１１は出力電圧が通常の最大値である第１の最大値に達した場合に、導子１５が皮膚から離れたと判断して、出力電圧の最大値を低く制御して第２の最大値に制御し、上記のように最大の電圧が皮膚に付与されないように制御している。例えば波形生成部２０４の出力電圧の最大値が、すなわち第１の最大値が２０Ｖであり、電気信号の出力中に出力電圧が２０Ｖに達したときは、導子１５が皮膚から離れたと判断して、出力電圧の最大値を第２の最大値、例えば１０Ｖに低下させる。その後、導子１５が皮膚から離れている限り、出力電圧は当該１０Ｖに維持される。その後、導子１５が皮膚に接触すると、出力電圧は第２の出力電圧である１０Ｖ以下となるので、出力電圧が第２の最大値以下なったことを検出すると最大の出力電圧を通常の最大値、すなわち第１の最大値である２０Ｖに戻すように制御している。このような制御によって定電流制御であっても使用者が不快に思わない装置を提供できる。

上記のように本発明は、治療効率、例えば美容施術やマッサージの効率が高く、安定した治療機器、例えば美容機器やマッサージ機器を提供できる。

１ 電気刺激装置
１１ 本体
１２ 主電源
１３ コネクタ
１４ ケーブル
１５ 導子
１６ スイッチ
１７ 表示部
１７ 回路基板
１８ エンコーダ
４１ 先端部
４２ 電極－Ａ
４３ 電極－Ｂ
４４ 電極－Ｃ
４５ 基部
４６ 把持部
４７ 接続部
７１ 頭部
２０１ ユーザーＩＦ部
２０３ 制御部
２０４ 波形生成部
２０５ メモリ
２０６ 電源部
２０７ タイマ

Claims (2)

1. 導子と、前記導子に電気信号を供給する波形生成部と、前記波形生成部を制御する制御部を有する電気刺激装置であって、
   前記導子は、前記導子の遠位端に配置された基部に３つの電極を有し、
   前記電極の前記基部からのそれぞれの高さが、一つの電極だけ異なることを特徴とする電気刺激装置。
2. 前記基部の遠位端側に配置された電極の高さより、前記導子の近位端側に配置された電極の高さが低いことを特徴とする請求項１記載の電気刺激装置。