JP3019114U - 自動電流バランス調整機構付き干渉低周波治療器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】干渉低周波治療器の２つの出力電流をさまざま
に変化させて治療をおこなう場合に、２つの出力電流の
バランスを自動的に調整し、常に十分な干渉を得て高い
治療効果を得ることを目的とする。 【構成】中周波発信部１、変調部２、増幅部３、検出部
４、ＣＰＵ５、刺激用電極から構成し、２つの出力電流
を検出し、現在の出力電流制御量と検出された電流から
電流制御しないと仮定したときの電流値を計算で求め、
計算で求めた２つの電流値を等しくなるように出力電流
を制御して、出力電流のバランス調整を自動的におこな
うようにした。 【効果】干渉低周波治療のすべてのモードで、出力電流
バランスを自動調節するので、電流バランス調節の手間
などが省力化できる。そのため従来よりも高い治療効果
を得ることができる。また、出力が定電流にも定電圧に
も応用できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は干渉低周波治療器において、さまざまに出力を変化させながら治療す る場合においても、常に２つの出力電流値を自動的にバランスさせる機構に関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

干渉低周波治療器は、図４のように、発振部５１で発生させたわずかに周波数 の異なる２つの中周波電流を、増幅部５２で増幅し、電極５３から出力電流を交 差するように生体に流し、生体内で発生する干渉電流で刺激をおこなうものであ る。 中周波の周波数は１０００Ｈｚ程度から１０００００Ｈｚ以上までの広い範囲の ものが使用されるが、通常は４０００Ｈｚ程度の正玄波が多く用いられている。 また干渉低周波の周波数は２００Ｈｚ程度までのものが多く用いられる。 ２つの電流値が等しいときは図５（Ａ）のように完全に干渉し、干渉領域は図 ５（Ｂ）のようになる。 ２つの電流値が等しくないと、図６（Ａ）のように不完全な干渉波形になり、 干渉領域は図６（Ｂ）のように変形する。電流値の差が大きくなるにつれて干渉 が弱くなり、干渉波形の谷が浅くなり、ついにはほとんど干渉しなくなる。 干渉が弱くなるにしたがって、生体刺激強度は弱くなる。 そのため干渉療法では、２つの電流値を等しく、つまりバランスさせることが 必要である。 実際に電極を装着して治療を開始すると、最初は電極間の距離の差などにより 電極間インピーダンスが異なるため、２つの電流値は異なり、図６のように不完 全な干渉電流になり、十分な刺激効果が得られない。 そこで２つの電流値のバランスを調節した後、治療を開始していた。 一方、電流をバランスさせると図５（Ｂ）の範囲では十分な刺激効果が得られ るが、この範囲以外では十分な刺激効果を得ることはできない。 このような領域を刺激するために、電流値を相対的に変化させて、図７のように 干渉領域を広くする方法がとられるている。 これは具体的には図２のように両方の電流値を交互に変動させて、広い領域をス イープする方法がとられている。 しかし干渉領域を図７のように拡大しても、電極付近では干渉せず、刺激効果 が殆ど無い。このような領域の刺激を行いたい場合は、刺激装置内部で干渉波形 を発生させておいて、それを電極から通電する方法がとられている。このように するこで、図８のように、電極付近も十分な刺激が可能になる。 なお、図８の斜線部は、電流値の制御により得られる干渉領域で、図７と同じも のである。 干渉低周波療法では、このような機能を組み合わせて、最適な刺激条件を選択 して、効果的な電気治療をおこなっている。

【考案が解決しようとする課題】

電極を装着して治療を開始すると、最初は通常、電極間インピーダンスが異な るので、電流バランスがくずれており、そのため電流バランス調整をとる必要が ある。従来は電流バランス調整ツマミを手動で操作して、調整していた。 また治療を続けるうちに、血流が増加するなどの理由から、電極間インピーダ ンスが変化し、２つの電流値にアンバランスが発生し、十分な刺激効果が得られ なくなることがある。そのため、治療中には常に電流バランスをモニタする必要 があり、バランスがくずれると再調整する必要があった。 しかし実際にはこのような調節ができるのは電流値を変化させない場合だけであ った。この場合は、治療中に電流値のバランスを自動的に調整する方法が実用化 されている。 しかし、出力電流を制御したり、内部干渉電流を発生させたりする複雑な治療 を行う場合は電流バランスをとることは不可能であった。 そのため、治療中に負荷のインピーダンスが変化して電流バランスがくずれ、十 分な治療効果が得られなくなることがあった。

【問題点を解決するための手段】

本考案の目的は、治療中に出力電流を変化させない場合はもちろん、出力電流 を制御したり内部干渉電流を発生させたりする場合においても、常に電流バラン スをとり、最適な治療を可能とする干渉低周波治療器を提供することにある。 そのため図１のように、２つの中周波を発振する発振部１、発振した中周波を 所定の波形に変調する変調部２、変調された信号を増幅する増幅部３、出力電流 などを検出する検出部４、各種信号処理や各部の制御などをおこなうＣＰＵ５、 刺激電流を生体に供給するための２組の刺激用電極６から構成し、図２に示すよ うな自動電流バランス調節機構を入れた。 すなわち、ＣＰＵ５で２つの出力電圧を制御し、一方検出部４で電流を検出し 、出力電圧を制御した制御量と検出した電流値から、電圧制御をおこなわないと 仮定したときの仮想電流を求め、この電流を２つの出力で比較し、２つの出力電 流が等しくなるように出力電圧を制御するようにした。

【作用】

本考案により、出力電流を変化させない場合だけでなく、出力電流電流をダイ ナミックに変化させるような場合においても、電極間インピーダンスの変化やそ の他の外乱があっても、常に自動的に電流バランスをとることができる。

【実施例】

図１は本考案の構成例で、１は中周波発振部、２は変調部、３は増幅部、４は 検出部、５はＣＰＵ、６は刺激用電極である。図１は１つの出力電流を発生する ように見えるが、実際には２組の電極から独立した２つの電流を出力できるもの である。 出力波形は操作パネルから設定する。 図２は本考案の電流バランス調整のフローチャートで、図３は出力電流の制御例 のタイミングチャートである。 図３に示す時刻ｔ₁で、電流バランス調整することを考える。図３の（Ａ）は 出力電圧、（Ｂ）は出力電流を示す。 出力１は、電圧を制御しないときの電圧はＶ₁で、実際の出力電圧はｖ₁に制御さ れている。そのときの出力電流はｉ₁である。 このとき出力電圧ｖ₁をＶ₁にしたとすると、 Ｉ₁＝ｉ₁＊（Ｖ₁／ｖ₁） と計算される。これは現在の出力電圧ｖ₁をＶ₁にしたときに流れると考えられる 仮想の電流である。 出力２の電流は制御されておらず、Ｉ₂と検出されている。 本考案では、この２つの出力電流Ｉ₁とＩ₂が等しくなるように２つの出力電圧を 制御する。これを繰り返し、治療中は常に自動的に電流バランスを調整する。 しかし実際には、一時的な外乱などの影響もあるので、ある幅の時間窓を設け 、２つの電流Ｉ₁とＩ₂の差δＩを移動平均している。さらに移動平均値が一定の 値△Ｉを越えたとき実際に電流バランス調整を行うように、２△Ｉの不感帯を設 けている。 図３（Ｃ）は時刻ｔ₁のときＩ₁＜Ｉ₂となり、その差の移動平均が−△Ｉ以下 になったときの様子を示す。このときは、移動平均値が不感帯に入るように、出 力電圧１を△Ｖ₁だけ大きくしている。その結果、出力電流も△Ｉ₁だけ大きくな り、２つの電流Ｉ₁とＩ₂は等しくなる。つまり電流バランスが得られる。 時間窓の幅は、干渉低周波の低周波領域にも十分に対応できるように設定して いる。 時間窓および不感帯の幅は任意に設定できるようにしている。 本考案による電流バランス調整を、出力電圧制御の周期に同期させることがで きるが、このタイミングでは常に電流制御はおこなわれていないので、出力電流 を検出してそのまま比較し、電流バランス調整をおこなうことができる。これも 本考案の一実施例である。 ただしこの方法では、出力電圧制御の周期よりも短い期間に負荷が大きく変動し ても、追従できない。 電圧制御は、どのような関数を用いてもよい。

【効果】

本考案によると、電流を制御しない場合だけでなく、出力電流をを変化させた り内部干渉を生じさせたりする場合など、どのようなモードにおいても、すばや く、常に自動的に電流バランス調整をおこなうことができる。 そのため、従来おこなっていた治療前の電流バランス調整、電流制御をおこな わない場合の治療中の電流バランスの監視および、バランスが崩れた場合の再調 整などの面倒な手間が省略できる。 また、従来は不可能であった領域でも十分な干渉を得ることができるので、従 来よりも一段と治療効果を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の構成図

【図２】本考案の電流バランス調整のフローチャート

【図３】本考案の電流バランス調整のタイミングチャー
トで、Ａは出力電圧、Ｂは出力電流、Ｃは２つの電流の
差をそれぞれ表す

【図４】従来の干渉低周波治療器の基本構成図

【図５】Ａは完全な干渉波形で、Ｂは干渉領域を示す図

【図６】Ａは不完全な干渉波形で、Ｂは干渉領域を示す
図

【図７】出力電流を変化させたときの干渉領域を示す図

【図８】内部干渉を発生させたときの干渉領域を示す図

【符号の説明】

１ 中周波発生部 ２ 周波数変調部 ３ 増幅部 ４ 検出部 ５ ＣＰＵ ６ 電極部 ｔ₁ 時刻 ｉ₁、ｖ₁ 出力１の出力電流と出力電圧 ｉ₂、ｖ₂ 出力２の出力電流と出力電圧 △Ｉ 不感帯の幅 ５１ 中周波発生部 ５２ 周波数変調部 ５３ 増幅部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】２つの中周波を発振する発振部１、発振し
   た中周波を所定の波形に変調する変調部２、変調された
   信号を増幅する増幅部３、出力電流などを検出する検出
   部４、各種信号処理や各部の制御などをおこなうＣＰＵ
   ５、刺激電流を生体に供給するための２組の刺激用電極
   ６から構成される干渉低周波治療器において、基準とな
   る出力電圧Ｖ₁とＶ₂を変化させてｖ₁とｖ₂にしたとき、
   検出部４で出力電流ｉ₁とｉ₂を検出し、そのときの出力
   電圧ｖ₁とｖ₂がそれぞれＶ₁とＶ₂であると仮定したとき
   の出力電流Ｉ₁とＩ₂を計算して求め、この２つの電流の
   差が常に零になるように基準電圧Ｖ₁とＶ₂を制御する機
   能を有する、自動電流バランス機能付き干渉低周波治療
   器