JP4435590B2

JP4435590B2 - 電気的刺激装置

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Publication number: JP4435590B2
Application number: JP2004024104A
Authority: JP
Inventors: 徳利吉岡; 広二西浦
Original assignee: Nihon Medix Co Ltd
Current assignee: Nihon Medix Co Ltd
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2024-01-30
Also published as: JP2005211465A

Description

本発明は低周波治療器等の電気的刺激装置に関するものである。

電気的刺激装置としての例えば低周波治療器においては、特許文献１に示すように、患者体表面に装着される電極に対して治療用電気信号を印加するものとなっている。この治療用電気信号を低周波の所定周波数とするために、所定周波数の１波形が発生する毎に、治療用電気信号としての例えば電圧信号を出力するようになっている。

治療用電気信号が同じ出力状態のままであると、刺激効果が薄れるために、治療用電気信号の周波数を適宜変更することも行われている。例えば、低周波の周波数として例えば８種類用意するつまり周波数変更可能とする一方、出力時間を例えば４種類というようにに変化させることも行われている。このように、周波数の変更と出力時間の変更とによって、刺激に大きな変化を与えるようになっている。特許文献２、特許文献３には、ある一定電圧とされた治療用のパルス信号を不規則に出力させることによって、ある所定の長い時間での総出力状態を、電力スペクトル密度と周波数ｆとの関係で示したときに、電力スペクトル密度が周波数ｆの増大とともにほぼ１／ｆの特性で減少する関係となるようにしたいわゆる「１／ｆのゆらぎ」（ｆは周波数）を得るようにすることも行われている（低周波ほど全体的に大きな刺激パワーを与え、高周波ほど全体的に小さな刺激パワーを与える）。特許文献４には、治療用パルス信号の頻度とその持続時間の双方または一方を不規則に変化させることも提案されている。
実開平２−５５９６６号公報特開昭５４−１１９７９２号公報特開昭５５−１４３１６８号公報実開昭５５−１５１３４６号公報

ところで、最近では、周波数の変更による刺激の変化以上に、より大きな刺激の変化を体感できるようにすることが望まれつつある。
したがって、本発明の目的は、より大きな刺激の変化を体感できるようにした電気的刺激装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあってはその解決手法として、次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
患者体表面に装着される電極に対して治療用の電気信号を印加するための電気的刺激装置において、
複数の出力時間を乱数的に並べた第１データを記憶している第１記憶手段と、
前記第１記憶手段に記憶されている前記第１データから所定順に１つの出力時間を選択する第１選択手段と、
複数の電圧または電流を乱数的に並べた第２データを記憶している第２記憶手段と、
前記第２記憶手段に記憶されている前記第２データから所定順に１つの電圧または電流を選択する第２選択手段と、
複数の出力時間を乱数的に並べた第３データを記憶している第３記憶手段と、
前記第３記憶手段に記憶されている前記第３データから所定順に１つの出力時間を選択する第３選択手段と、
複数の周波数を乱数的に並べた第４データを記憶している第４記憶手段と、
前記第４記憶手段に記憶されている第４データから所定順に１つの周波数を選択する第４選択手段と、
前記電極に対する治療用電気信号の出力状態を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第１選択手段で選択された出力時間の間について、前記第２選択手段で選択された電圧また電流とされた治療用電気信号を所定周波数の１波形の発生タイミング毎に前記電極に対して出力させると共に、前記第３選択手段で選択された出力時間の間について該所定周波数を前記第４選択手段で選択された周波数に設定する、
ようにしてある。上記解決手法によれば、電極に対する出力状態を、出力時間の変更と周波数の変更に加えて、出力時間の変更と電圧または電流の大きさ変更とを合わせて行うことにより、全体として極めて大きな刺激の変化を体感させることが可能になる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記所定周波数が低周波とされている、ようにすることができる（請求項２対応）。この場合、低周波治療器に適用することができる。

治療用電気信号の電圧または電流を一定にした状態では、治療用電気信号の出力時間が所定時間以上となったときの総出力状態を、電力スペクトル密度と周波数ｆとの関係で示したときに、電力スペクトル密度が周波数ｆの増大とともにほぼ１／ｆの特性で減少する関係となるように設定されている、ようにすることができる（請求項３対応）。この場合、周波数の変更態様を、人体への刺激として好ましい態様とされているいわゆる「１／ｆのゆらぎ」（ｆは周波数）とすることができる。

前記所定周波数を一定にした状態では、治療用電気信号の出力時間が所定時間以上となったときの総出力状態を、電力スペクトル密度と周波数ｆとの関係で示したときに、電力スペクトル密度が周波数ｆの増大とともにほぼ１／ｆの特性で減少する関係となるように設定されている、ようにすることができる（請求項４対応）。この場合、電圧または電流の大きさの変更を、人体への刺激として好ましい態様とされているいわゆる「１／ｆのゆらぎ」（ｆは周波数）とすることができる。

治療用電気信号の電圧または電流を一定にした状態では、治療用電気信号の出力時間が所定時間以上となったときの総出力状態を、電力スペクトル密度と周波数ｆとの関係で示したときに、電力スペクトル密度が周波数ｆの増大とともにほぼ１／ｆの特性で減少する関係となるように設定されており、
前記所定周波数を一定にした状態では、治療用電気信号の出力時間が所定時間以上となったときの総出力状態を、電力スペクトル密度と周波数ｆとの関係で示したときに、電力スペクトル密度が周波数ｆの増大とともにほぼ１／ｆの特性で減少する関係となるように設定されている、
ようにすることができる（請求項５対応）。この場合、請求項３および請求項４に対応した効果をそれぞれ得る上で好ましい設定が提供される。

前記第１データと第３データとが共通化されて、第１記憶手段と第３記憶手段とが互いに共通の１つの記憶手段によって構成されている、ようにすることができる（請求項６対応）。この場合、出力時間に関するデータを共通化して、記憶の負担低減等の上で好ましいものとなる。

前記第１選択手段と第３選択手段とは、前記第１記憶手段と第３記憶手段とが共通化された記憶手段から読み出すデータの読出し開始位置が互いに相違するようされている、ようにすることができる（請求項７対応）。この場合、周波数の変更タイミングと電圧または電流の大きさの変更タイミングとを相違させることが可能になる。

前記第１データおよび第３データが、それぞれ出力時間に対応づけられた共通の第１乱数データ値の集合として設定され、
前記第１選択手段と第３選択手段とは、互いに共通化された前記第１乱数データ値の読出し開始位置が互いに相違するようにされている、
ようにすることができる（請求項８応）。この場合、記憶させる数値を乱数データ値として記憶の負担低減等の上で好ましいものとしつつ、請求項７に対応した効果を合わせて得ることができる。

前記第１データおよび第３データが、それぞれ出力時間に対応づけられた共通の第１乱数データ値の集合として設定され、
前記第２データおよび第４データが、それぞれ電圧または電流に対応づけられると共に周波数にも対応づけられた共通の第２乱数データ値の集合として設定され、
前記第１選択手段と第３選択手段とは、互いに共通化された前記第１乱数データ値の読出し開始位置が互いに相違するようにされており、
前記第２選択手段と第４選択手段とは、互いに共通化された前記第２乱数データ値の読出し開始位置が互いに相違するようされている、
ようにすることができる（請求項９対応）。この場合、第１データから第４データまでを全て乱数データ値として記憶の負担低減等の上で好ましいものとしつつ、請求項７に対応した効果を得ることができ、さらに、同一周波数が継続する継続時間と同一電圧または電流が継続する継続時間とをも相違させて、全体として極めて複雑な刺激を与えることが可能になる。

互いに共通化された前記第１データと第３データとは、それぞれ多数の前記第１乱数データ値を並べた複数の第１データ表からなり、
互いに共通化された前記２データと第４データとは、それぞれ多数の前記第２乱数データ値を並べた複数の第２データ表からなり、
前記各データ表における乱数データ値の数は互いに同一とされ、
前記第１データ表の数と前記第２データ表の数とが同一とされ、
前記第１選択手段と第３選択手段とは、前記複数の第１データ表のうち互いに異なるデータ表から前記第１乱数データ値を読み出し、
前記第２選択手段と第４選択手段とは、前記複数の第２データ表のうち互いに異なるデータ表から前記第２乱数データ値を読み出す、
ようにすることができる（請求項１０対応）。この場合、第１データ〜第４データの全てを乱数データ値として記憶させることにより、記憶の負担低減等の上で好ましいものとなる。また、複数の第１データ表および複数の第２データ表は、それぞれ、設定されている乱数データ値の数がそれぞれ同一であるので、つまり、刺激付与の態様を決定するデータ表が複数用意されているので、どのデータ表から読み出しを開始させるかによって、同じ患者であっても、刺激開始の当初から、異なった刺激を体感させることが可能となる。また、長時間の治療を行う場合でも、同一のデータ表のみを利用する場合に比して、複数のデータ表を利用した刺激付与によって異なった刺激を与え続けることが可能となる。なお、第１データ表の数と第２データ表の数とを同一にしてあるので、つまり、第１データ表に対応した第２データ表が用意されるので、例えばいわゆる「１／ｆのゆらぎ」を与える設定を確実に確保する等の上でも好ましいものとなる。

本発明によれば、より大きな変化に富んだ刺激を体感させることが可能となる。

図１において、Ｋは患者、ＴＣは電気的刺激装置としての低周波治療器である。図１では、患者Ｋの腕部に対して２個一対の吸引式電極装置Ｄが装着されている。一対の吸引式電極装置Ｄに対しては、ケーブルＣを介して、低周波治療器ＴＣから治療用電気信号が印加されて、一対の吸引式電極装置Ｄ間の部位（特に電極装着部位）に対する治療が行われる。また、ケーブルＣは、中空構造とされて、低周波治療器本体ＴＣからの吸引負圧を、吸引式電極装置Ｄに伝達する機能をも有する。

図２は、低周波治療器ＴＣのうち、治療用電気信号の制御に関連する部分の回路例を示すものである。この図２において、Ｕはマイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラ（制御ユニット）であり、演算手段としてのＣＰＵや、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ等を有し、本発明における制御手段を構成するものである。

１は、基本周波数生成回路で、低周波の周波数を発生させるものであり、複数種の低周波の周波数を発生させることが可能となっている。例えば、２ＨＺ〜２０ＨＺの低周波の周波数の中からあらかじめ設定された複数種例えば８種類の周波数のうち、コントローラＵから指令された特定の１つの周波数（の波形α）を発生するものとなっている。なお、低周波の周波数は、高周波治療器との対比によってその数値が決定されるものであって絶対的なものではないが、低周波治療器の分野では一般的には３００ＨＺ以下特に１５０ＨＺ程度以下をいう。

２は、治療用パルス信号の発生回路であり、実施形態では、プラスの電圧波形βを所定時間（例えば６０μｓｅｃ）だけ発生するものとなっている。この電圧波形βと、基本周波数生成回路１で発生された前述の周波数の波形αとが、治療用信号生成回路３で合成される。すなわち、治療信号合成回路３では、基本周波数の１つの波形の発生タイミング毎（例えば１つの波形の立ち上がり時あるいは立ち下がり時）に、電圧波形βを出力するような基本治療用電気信号γが生成される。

治療用信号生成回路３からの出力は、電圧調整回路４で電圧調整されて、最終的な治療用電気信号δとされた後、電極装置Ｄへ出力されることになる。すなわち、回路２および３でのパルス波形βの電圧は基本の一定電圧のままとされるが、電圧調整回路４によって、所定電圧に昇圧（あるいは降圧）された後に、電極装置Ｄへ出力されることになる。

コントローラＵは、基本周波数生成回路１で発生させる周波数の変更指令を行う。また、コントローラＵは、パルス波形βの電圧が所定のの大きさとなるように電圧調整回路４を制御する。なお、基本周波数αの周波数が大きいほど、単位時間当たりに出力されるパルス波形βの数が多くなって大きな刺激を与えることになり、またパルス波形βの電圧が大きいほど大きな刺激を与えることになる。

コントローラＵには、それぞれマニュアル操作される各種スイッチＳ１〜Ｓ３からの指令信号が入力される。スイッチＳ１は、モードの切換えを指令するものである。実施形態では、スイッチＳ１の指令によって切換えられるモードの種類は、第１モード、第２モード、第３モードの３種類とされる。第１モードは、電圧の変更のみを不規則に行うもので（周波数変更なし）、電圧変更制御によるいわゆる「１／ｆのゆらぎ」を得るためのモードである。第２モードは、基本周波数の変更のみを不規則に行うもので（電圧変更なし）、周波数変更制御によるいわゆる「１／ｆのゆらぎ」を得るためのモードである。第３モードは、第１モードと第２モードとが合成されたモードで、周波数変更を不規則に行うと共に電圧変更をも不規則に行うモードである。この第３モードにおいては、周波数の変更の態様は、電圧一定の状態とした場合において周波数変更による「１／ｆのゆらぎ」を得る場合を同じであり、また電圧変更の態様は、周波数一定の状態とした場合において電圧変更による「１／ｆのゆらぎ」を得る場合と同じである。

スイッチＳ２は、治療時間を設定するものであり、例えば２分〜６０分の範囲で任意に設定される。スイッチＳ３は、治療の中断と、中断された治療の再開とを指令するものである。

コントローラＵにおけるＲＯＭには、図３に示すような、出力時間（継続時間）を設定するためのデータが記憶されており、実施形態では、第１モード（周波数変更用）と第２モード（電圧変更用）とで共通化されており、特許請求の範囲における共通化された第１データと第３データとに相当する。図３のデータは、複数（実施形態では８個）のデータ表からなる。すなわち、データ表としては、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８を有する。各データ表Ｒ１〜Ｒ８には、それぞれ多数の乱数データ値（特許請求の範囲における第１乱数データ値）が順番に設定されており、この各データ表Ｒ１〜Ｒ８に設定されている各乱数データ値の数は、例えば２５６個というように同一数に設定されている。すなわち、各乱数データ値は、ｒ１、ｒ２、ｒ３・・・・・・ｒ２５６までの２５６個設定されている。

各データ表Ｒ１〜Ｒ８に設定されている乱数データ値の種類は、０、１、２、３の４種類とされて、各乱数データ値は、所定の出力時間と対応づけられている。例えば、乱数データ値０は１秒に対応づけられ、乱数データ値１は２秒に対応づけられ、乱数データ値３は４秒に対応づけられ、乱数データ値３は８秒に対応づけられている。各データ表Ｒ１〜Ｒ８において、上記の４種類（０〜３）の乱数データ値の並べ順は、互いに相違されている。

コントローラＵにおけるＲＯＭには、図４に示すような、周波数および電圧を設定するためのデータが記憶されており、実施形態では、第１モード（周波数変更用）と第２モード（電圧変更用）とで共通化されており、特許請求の範囲における共通化された第２データと第４データとに相当する。図４のデータは、複数（実施形態では８個）のデータ表からなる。すなわち、データ表としては、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８を有する。各データ表Ｇ１〜Ｇ８には、それぞれ多数の乱数データ値（特許請求の範囲における第２乱数データ値）が順番に設定されており、この各データ表Ｇ１〜Ｇ８に設定されている各乱数データ値の数は、例えば２５６個というように同一数に設定されている。すなわち、各乱数データ値は、ｇ１、ｇ２、ｇ３・・・・・・ｇ２５６までの２５６個設定されている。

各データ表Ｇ１〜Ｇ８に設定されている乱数データ値の種類は、複数、例えば０、１、２、３、４、５、６、７の８種類とされて、各乱数データ値は、所定の周波数および所定の電圧（の大きさ）と対応づけられている。周波数については、例えば最低周波数を２ＨＺ、最高周波数を２０ＨＺに設定したとき、各乱数データ値の小さいほど小さい周波数が割り当てられる。より具体的には、最低周波数と最高周波数との間の周波数は例えば等比級数で８分割して、乱数データ値の小さい値ほど小さい周波数が対応づけられる。例えば、乱数データ値０は２ＨＺに対応づけられ、乱数データ値１は３ＨＺに対応づけられ、乱数データ値２は４ＨＺに対応づけられ、乱数データ値３は５ＨＺに対応づけられ、乱数データ値４は７ＨＺに対応づけられ、乱数データ値５は１０ＨＺに対応づけられ、乱数データ値６は１４ＨＺに対応づけられ、乱数データ値７は２０ＨＺに対応づけられる。

同様に、電圧も各乱数データ値に対応づけられるが、電圧は、所定電圧を１００％としたときに、１００％以下の割合という形式で有り当てられる。すなわち、人体のインピーダンスは患者毎に相違し、また同一人であっても電極装置Ｄの装着部位によっても局所的にインピーダンスが変化するため、このインピーダンスの変化に対応し設定とされる。すなわち、患者の治療部位に実際に電極装置Ｄを装着して試験的に電圧を印加したときに、患者が痛みを感じない最大の電圧を上記所定電圧に対応した１００％として位置づけて、１００％以下の割合が乱数データ値に対応づけられる。例えば電圧を８０％〜１００％の範囲で変化させるとき、最低電圧と最高電圧との間の電圧は例えば等比級数で８分割して、乱数データ値の小さい値ほど小さい電圧が対応づけられる。例えば、乱数データ値０は８０％に対応づけられ、乱数データ値１は８３％に対応づけられ、乱数データ値２は８５％に対応づけられ、乱数データ値３は８８％に対応づけられ、乱数データ値４は９１％に対応づけられ、乱数データ値５は９４％に対応づけられ、乱数データ値６は９７％に対応づけられ、乱数データ値７は１００％に対応づけられる。
各データ表Ｇ１〜Ｇ８において、上記の８種類（０〜７）の乱数データ値の並べ順は、互いに相違されている。

図５の（ａ）には、データ表Ｒ１選択して、その乱数データ値を初期値のｒ１からｒ４までを順次選択した状態が示される。図５の（ｂ）には、データ表Ｇ１を選択して、その乱数データ値を初期値のｇ１からｇ４までを順次選択した状態が示される。乱数データ値ｇ１〜ｇ４は周波数に対応づけられている。時間ｔ０からｔ１までは、乱数データ値ｒ１に対応した出力時間（例えば２秒）であり、ｔ１〜ｔ３までが乱数データ値ｒ２に対応した出力時間（例えば４秒）であり、ｔ３〜ｔ４までが乱数データ値ｒ３に対応した出力時間（例えば１秒）であり、ｔ４〜ｔ７までが乱数データ値ｒ４に対応した出力時間（例えば８秒）である。

乱数データ値ｒ１の出力時間は、データ表Ｇ１の乱数データ値ｇ１に対応した周波数で出力される。乱数データ値ｒ２の出力時間は、データ表Ｇ１の乱数データ値ｇ２に対応した周波数で出力される。乱数データ値ｒ３の出力時間は、データ表Ｇ１の乱数データ値ｇ３に対応した周波数で出力される。乱数データ値ｒ４の出力時間は、データ表Ｇ１の乱数データ値ｇ４に対応した周波数で出力される。

上述のようにして、乱数データ値ｒｉ（ｉはサフィックス）の出力時間の間は、乱数データ値ｇｉに対応した周波数で出力が行われることになる。ある所定の長い時間（例えば１分程度）出力した総合の出力状態を、電力スペクトル密度と周波数ｆとの関係で示したときに、電力スペクトル密度が周波数ｆの増大とともにほぼ１／ｆの特性で減少する関係となるように設定されている。１つのデータ表の乱数データ値ｒ１〜ｒ２５６を出力するのに要する時間は、例えば１７分程度に設定されており、したがって、例えばｒ１〜ｒ１５を出力した状態で、１／ｆのゆらぎが得られる状況となる。すなわち、データ表Ｒ１における乱数データ値の配列順と、データ表Ｇ１における乱数データ値の配列順とが、「１／ｆのゆらぎ」を得るために必要な設定とされている（このことは、他のデータ表との関係についても同じ）。ただし、出力時間に関するデータ表Ｒ１（他のデータ表Ｒ２〜Ｒ８につても同じ）に対して、同一のサフィックスを有するデータ表Ｇ１を選択する場合に限らず、サフィックスが相違するデータ表（例えばデータ表Ｇ２やＧ４等）を選択しても、「１／ｆのゆらぎ」が得られるような設定とされている。すなわち、任意のデータ表Ｒ１〜Ｒ８に対して、任意のデータ表Ｇ１〜Ｇ８を選択して、「１／ｆのゆらぎ」が得れるような設定とされている。

図５の（ｃ）、（ｄ）は電圧についてのものであり、（ｄ）が(ａ）に対応し、（ｃ）が(ｂ）に対応する。すなわち、図５の（ｄ）には、データ表Ｒ５を選択して（周波数用のデータ表Ｒ１とは相違するデータ表を選択するために例えばデータ表Ｒ５が選択されている）、その乱数データ値を初期値のｒ１からｒ４までを順次選択した状態が示される。図５の（ｃ）には、データ表Ｇ５を選択して、その乱数データ値を初期値のｇ１からｇ４までを順次選択した状態が示される。乱数データ値ｇ１〜ｇ４は電圧の大きさ（前述のように最大電圧に対する割合となる％で設定）に対応づけられている。時間ｔ０からｔ２までは、乱数データ値ｒ１に対応した出力時間（例えば４秒）であり、ｔ２〜ｔ５までが乱数データ値ｒ２に対応した出力時間（例えば８秒）であり、ｔ５〜ｔ６までが乱数データ値ｒ３に対応した出力時間（例えば１秒）であり、ｔ６〜ｔ７までが乱数データ値ｒ４に対応した出力時間（例えば２秒）である。

乱数データ値ｒ１の出力時間は、データ表Ｇ５の乱数データ値ｇ１に対応した電圧で出力される。乱数データ値ｒ２の出力時間は、データ表Ｇ５の乱数データ値ｇ２に対応した電圧で出力される。乱数データ値ｒ３の出力時間は、データ表Ｇ５の乱数データ値ｇ３に対応した電圧で出力される。乱数データ値ｒ４の出力時間は、データ表Ｇ５の乱数データ値ｇ４に対応した電圧で出力される。

上述のようにして、乱数データ値ｒｉ（ｉはサフィックス）の出力時間の間は、乱数データ値ｇｉに対応した電圧で出力が行われることになる。電圧変更の場合も、周波数変更の場合と同様に、ある所定の長い時間（例えば１分程度）出力したときの総合出力状態を、電力スペクトル密度と周波数ｆとの関係で示したときに、電力スペクトル密度が周波数ｆの増大とともにほぼ１／ｆの特性で減少する関係となるように設定されている。すなわち、データ表Ｒ５における乱数データ値の配列順と、データ表Ｇ５における乱数データ値の配列順とが、「１／ｆのゆらぎ」を得るために必要な設定とされている。なお、周波数変更の場合と同様に、電圧変更の場合も、任意のデータ表Ｒ１〜Ｒ８に対して、任意のデータ表Ｇ１〜Ｇ８を選択して、「１／ｆのゆらぎ」が得れるような設定とされている。

図５の（ａ）〜（ｄ）から容易に理解されるように、出力時間を設定するデータ表として、周波数変更用と電圧変更用とで互いに相違するデータ表を選択することにより、周波数の変更タイミングと電圧の変更タイミングとを相違させることができ、また同一周波数でも電圧の大きさを途中で変化させることができ、大きな刺激の変化を体感させるという点で好ましいものとなる。

次に、図６のフローチャートを参照しつつ、第２モードが選択されているときの出力制御（周波数変更制御）についてまず説明する。その後、図７に基づいて第１モードが選択されているときの制御（電圧変更制御）について説明し、さらのその後、図８に基づいて第３モードが選択されているときの制御（周波数変更制御と電圧変更制御との合成した制御）する。なお、以下の説明でＱはステップを示す。

図６に示す第２モードの制御は、まず、Ｑ１において、初期時の設定として、データ表Ｒ１とＧ１とが選択され、各データ表Ｒ１、Ｇ１の初期値となる乱数データ値ｒ１、ｇ１が、今回の出力（ｒｉ、ｇｉ）として設定される。Ｑ２では、乱数データ値ｒｉが出力時間に換算され、乱数データ値ｇｉが周波数に換算される。その後、Ｑ３において、換算された周波数が換算された出力時間だけ出力され続ける。

Ｑ３の後、Ｑ４において、設定された治療終了の時間となったか否かが判別される。このＱ４の判別でＹＥＳのときは、治療が終了される。このＱ４の判別でＮＯのときは、Ｑ５において、今回出力されたのが１つのデータ表の最後の乱数データ値となるｒ２５６（ｇ２５６）に対応したものであるか否かが判別される。このＱ５の判別でＮＯのときは、Ｑ６において、乱数データ値の更新が行われる。すなわち、今回出力された乱数データ値の次の乱数データ値が、次の出力のために選択される。すなわち、ｒ１とｇ１の次にｒ２とｇ２が選択され、その次はｒ３とｇ３とが選択され、さらにその次はｒ４とｇ４とが選択されるというようにして、ｒ２５６とｇ２５６まで所定順に選択される。

上記Ｑ５の判別でＹＥＳのときは、１つのデータ表における最後の乱数データ値に基づく出力を終了した時点であり、このときは、Ｑ７に移行して、用いるデータ表の更新が行われる。すなわち、Ｒ１とＧ１の次にＲ２とＧ２が選択され、その次はＲ３とＧ３とが選択され、さらにその次はＲ４とＧ４とが選択されるというようにして、Ｒ８とＧ８まで所定順に選択される。なお、Ｒ８とＧ８の後は、Ｒ１とＧ１に戻る。Ｑ７の後、Ｑ８において、更新されたデータ表の中から乱数データ値の初期値が設定される（Ｑ１の処理対応で、ｒ１とｇ１の選択）。なお、Ｒ８とＧ８とが選択された後の更新は、Ｒ１、Ｇ１に戻るのではなくて、次に用いるデータ表を不規則に（乱数的に）選択するようにしてもよい。

Ｑ６の後、あるいはＱ８の後は、それぞれＱ９に移行して、治療を中断する指令があったか否かが判別される。このＱ９の判別でＮＯのときは、Ｑ２に戻って、治療用電気信号が出力され続けることになる。Ｑ９の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１０において、治療用電気信号の出力が中止されると共に、現在使用されている各データ表とその乱数データ値とがコントローラＵのＲＡＭに記憶される（バックアップ）。Ｑ１０の後、Ｑ１１において、治療を再開する指令があったか否かが判別される。このＱ１１の判別でＮＯのときは、Ｑ１１のステップが繰り返される。Ｑ１１の判別でＹＥＳとなったときは、Ｑ１２において、Ｑ１０でバックアップされている各データ表とその乱数データ値に基づいて、治療用電気信号が出力されることになる。

図７は、第１モードが選択されているときの出力制御（電圧変更制御）の一例を示すフローチャートである。図７のフローチャートは、図６のフローチャートにおける周波数変更を電圧変更に代えたものであり、図６のＱ１〜Ｑ１２は、図７のＱ２１〜Ｑ３２に対応している（Ｑ１とＱ２１とが対応し、Ｑ２とＱ２２とが対応し、Ｑ３とＱ２３とが対応し、・・・・・Ｑ１２がＱ３２に対応する）。したがって、図７の説明は、図６の場合と相違する部分に着目して説明することとし、図６と実質的に同様な処理の点については説明を省略する（このことは、以下の図８の説明でも同じ）。

図７の場合、データ表およぼ乱数データ値を識別するサフィックスとして、図６が「i」を用いているのに対して、区別のために「ｊ」を用いてある。また、図７の制御では、Ｑ２１で用いる初期のデータ表としては、図６の場合と相違するように、Ｒ５、Ｇ５としてある。また、データ表Ｇの乱数データ値ｇに対応するのが、電圧の大きさ（所定最高電圧に対する割合）とされる（Ｑ２２、Ｑ２３参照）。

このような第１モードによって得られた所定の長い時間の総出力状態を、図９および図１０に基づいて説明する。まず、図９は、時間と変化される電圧との関係を示す生データである。この図９の生データをＦＦＴ（ファーストフーリエ変換）することによって、図１０に示すような、周波数特性が得られる。この図１０では、横軸が周波数の対数、縦軸が電力スペクトル密度（ｄＢ）つまり患者に与えた刺激のパワーとなっており、波線が理想的な１／ｆの線を示す。この図１０から明らかなように、電圧変更制御によって、いわゆる「１／ｆのゆらぎ」がほぼ得られているということが理解される。なお、周波数変更を行う第２モードで得られる周波数特性も、図１０のような１／ｆのゆらぎとなるように設定されている。

図８は、第３モード、つまり周波数と電圧とを共に変化させる制御例を示すフローチャートである。この図８のＱ４１〜Ｑ５２は、図６のＱ１〜Ｑ１２（図７のＱ２１〜Ｑ３２）に対応している（Ｑ１、Ｑ２１とＱ４１とが対応し、Ｑ２、Ｑ２２とＱ４２とが対応し、Ｑ３、Ｑ２３とＱ４３が対応し、・・・・・Ｑ１２、Ｑ３２とＱ５２とが対応する）。そして、図８においては、乱数データ値ｒとｇとに関連する処理が、図６での処理と図７での処理とを合わせて行うようになっている点が、図６や図７の場合と相違するのみである。例えば、Ｑ４２においては、図６のＱ２の処理と図７のＱ２２の処理とが合わせて行われる、Ｑ４３においては、図６のＱ３と図７のＱ２３の処理とが合わせて行われる。

図８の第３モードにおいて、電圧変更を例えば図９のように設定し（電圧変更単独でほぼ１／ｆのゆらぎが得られる設定）、周波数変更を例えば図１１に示すように設定したとき（周波数変更単独でほぼ１／ｆのゆらぎが得られる設定）、所定の長い時間での総合の出力状態を、電力スペクトル密度と周波数ｆとの関係で示したときの特性は図１２に示すようになって、電力スペクトル密度が周波数ｆの増大とともにほぼ１／ｆの特性で減少する関係とされる。

図１３は、図２の治療用パルス波形生成回路で生成されるパルス波形βの変形例β２を示すものである。すなわち、図２では、プラスの電圧波形を単発的に発生させるだけであるが、図１１の例では、プラスの波形を所定時間（例えば５０μｓｅｃ）発生させた後、所定時間（例えば５０μｓｅｃ）休止し、その後、プラス側の波形を反転させたマイナス側の波形を所定時間（例えば５０μｓｅｃ）発生させるようになっている。このように、プラス波形とマイナス波形とを順次出力するのは、同一極性の波形のみを長時間印加し続けると、電極装置Ｄの装着部位に痛みを与えてしまう事態を生じかねないことから、これを防止するためである。また、途中の休止時間の設定は、急激にプラスとマイナスとを反転させないようにするためであり、この休止時間を設定しないようにしてもよい。

以上実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば次のような場合をも含むものである。出力時間を設定するデータ表（Ｒ）としては、周波数変更用と電圧変更用とで別個に用意してもよい。同様に、データ表（Ｇ）としては、周波数設定用と電圧設定用とで別個に用意してもよい。乱数データ値を用いる代わりに、直接的に出力時間や、周波数の大きさや、電圧の大きさを示すデータ値を記憶させるようにしてもよい。データ表を複数に分けることなく、１つのデータ表としてもよい（複数のデータ表Ｒ１〜Ｒ８を１つのデータ表にまとめ、同様に複数のデータ表Ｇ１〜Ｇ８を１つのデータ表にまとめる）。

第２モード（周波数変更制御）において、さらに、変化させる周波数の範囲を複数設定、例えば「低」、「中」、「高」のように３種類設定して、どの周波数範囲での周波数変更制御を行うかをマニュアルスイッチによって選択させるようにしてもよい。すなわち、周波数「低」では例えば２ＨＺ〜２０ＨＺの範囲での周波数変更制御とされ、周波数「中」では例えば２０ＨＺ〜６０ＨＺの範囲での周波数変更制御とされ、周波数「高」では例えば６０ＨＺ〜１５０ＨＺの範囲での周波数変更制御とすることができる。

同様に、第１モード（電圧変更制御）において、さらに、変化させる電圧の大きさの範囲を複数設定、例えば「低」、「中」、「高」のように３種類設定して、どの電圧範囲での変更制御を行うかをマニュアルスイッチによって選択させるようにしてもよい。すなわち、電圧範囲「低」では例えば８０％〜１００％の範囲での電圧変更制御とされ、電圧範囲「中」では例えば６５％〜１００％の範囲での電圧変更制御とされ、電圧範囲「高」では例えば５０％〜１００％の範囲での電圧変更制御とすることができる。

第３モード（周波数変更＋電圧変更の制御）において、図３のデータ表からの出力時間の読み出し開始位置を、周波数変更用と電圧変更用とで同じとすることもできる。同様に、図４のデータ表からの読出し開始位置を、周波数変更用と電圧変更用とで同じとすることもできる。さらに、図４のデータ表からの読出し開始位置を、周波数変更用と電圧変更用とで同じとする一方、図３のデータ表からの出力時間の読み出し開始位置を、周波数変更用と電圧変更用とで相違させることもできる。

電圧変更の制御の代わりに電流変更の制御とすることができ、この場合、電圧に関する各種の制御例や変形例等は電流変更制御の場合にも当てはまるものである。電流変更制御の場合、例えば、患者が痛みを感じない最大電流を１００％の出力状態として、電流値として１００％以下の範囲で変更するのが好ましい。実施形態では、第１モードと第２モードと第３モードとの３つのモードの間での切換（選択）を行う場合を示したが、モード切換（選択）えは、２つのモードの間での切換、すなわち第１モードと第２モードとの間での切換、第１モードと第３モードとの間での切換、第２モードと第３モードとの間での切換えを行うものであってもよい。本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。さらに、本発明は、治療用電気信号の出力制御方法あるいは生成方法というような方法としても把握できるものである。

低周波治療器で患者に治療を行っている状態を示す簡略斜視図。本発明の制御系統例を示す図。出力時間設定のためのデータ表の一例を示す図。周波数設定および電圧（電流）設定のためのデータ表の一例を示す図。図３、図４のデータ表を利用して周波数変更、電圧変更を行うときの状態を示すタイムチャート。周波数変更制御の一例を示すフローチャート。電圧変更制御の一例を示すフローチャート。周波数変更と電圧変更とを共に行う制御例を示すフローチャート電圧変更制御を行ったときの一例を示す図。図９のデータから得られる周波数特性を示す図。周波数変更を行ったときの一例を示す図。図９の電圧変更と図１１の周波数変更とを共に行ったときに得られる周波数特性を示す図。治療用パルス波形の変形例を示す図。

ＴＣ：低周波治療器
Ｄ：電極装置
Ｃ：ケーブル
Ｕ：コントローラ（制御手段、記憶手段）
Ｓ１：スイッチ（モード変更用）
１：基本周波数生成回路（周波数変更用）
２：治療用パルス波形生成回路
３：治療用電気信号生成回路
４：出力調整回路（電圧変更用）

Claims

患者体表面に装着される電極に対して治療用の電気信号を印加するための電気的刺激装置において、
複数の出力時間を乱数的に並べた第１データを記憶している第１記憶手段と、
前記第１記憶手段に記憶されている前記第１データから所定順に１つの出力時間を選択する第１選択手段と、
複数の電圧または電流を乱数的に並べた第２データを記憶している第２記憶手段と、
前記第２記憶手段に記憶されている前記第２データから所定順に１つの電圧または電流を選択する第２選択手段と、
複数の出力時間を乱数的に並べた第３データを記憶している第３記憶手段と、
前記第３記憶手段に記憶されている前記第３データから所定順に１つの出力時間を選択する第３選択手段と、
複数の周波数を乱数的に並べた第４データを記憶している第４記憶手段と、
前記第４記憶手段に記憶されている第４データから所定順に１つの周波数を選択する第４選択手段と、
前記電極に対する治療用電気信号の出力状態を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第１選択手段で選択された出力時間の間について、前記第２選択手段で選択された電圧また電流とされた治療用電気信号を所定周波数の１波形の発生タイミング毎に前記電極に対して出力させると共に、前記第３選択手段で選択された出力時間の間について該所定周波数を前記第４選択手段で選択された周波数に設定する、
ことを特徴とする電気的刺激装置。
請求項１において、
前記所定周波数が低周波とされている、ことを特徴とする電気的刺激装置。
請求項１または請求項２において、
治療用電気信号の電圧または電流を一定にした状態では、治療用電気信号の出力時間が所定時間以上となったときの総出力状態を、電力スペクトル密度と周波数ｆとの関係で示したときに、電力スペクトル密度が周波数ｆの増大とともにほぼ１／ｆの特性で減少する関係となるように設定されている、ことを特徴とする電気的刺激装置。
請求項１または請求項２において、
前記所定周波数を一定にした状態では、治療用電気信号の出力時間が所定時間以上となったときの総出力状態を、電力スペクトル密度と周波数ｆとの関係で示したときに、電力スペクトル密度が周波数ｆの増大とともにほぼ１／ｆの特性で減少する関係となるように設定されている、ことを特徴とする電気的刺激装置。
請求項１または請求項２において、
治療用電気信号の電圧または電流を一定にした状態では、治療用電気信号の出力時間が所定時間以上となったときの総出力状態を、電力スペクトル密度と周波数ｆとの関係で示したときに、電力スペクトル密度が周波数ｆの増大とともにほぼ１／ｆの特性で減少する関係となるように設定されており、
前記所定周波数を一定にした状態では、治療用電気信号の出力時間が所定時間以上となったときの総出力状態を、電力スペクトル密度と周波数ｆとの関係で示したときに、電力スペクトル密度が周波数ｆの増大とともにほぼ１／ｆの特性で減少する関係となるように設定されている、
ことを特徴とする電気的刺激装置。
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
前記第１データと第３データとが共通化されて、第１記憶手段と第３記憶手段とが互いに共通の１つの記憶手段によって構成されている、ことを特徴とする電気的刺激装置。
請求項６において、
前記第１選択手段と第３選択手段とは、前記第１記憶手段と第３記憶手段とが共通化された記憶手段から読み出すデータの読出し開始位置が互いに相違するようされている、ことを特徴とする電気的刺激装置。
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
前記第１データおよび第３データが、それぞれ出力時間に対応づけられた共通の第１乱数データ値の集合として設定され、
前記第１選択手段と第３選択手段とは、互いに共通化された前記第１乱数データ値の読出し開始位置が互いに相違するようにされている、
ことを特徴とする電気的刺激装置。
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
前記第１データおよび第３データが、それぞれ出力時間に対応づけられた共通の第１乱数データ値の集合として設定され、
前記第２データおよび第４データが、それぞれ電圧または電流に対応づけられると共に周波数にも対応づけられた共通の第２乱数データ値の集合として設定され、
前記第１選択手段と第３選択手段とは、互いに共通化された前記第１乱数データ値の読出し開始位置が互いに相違するようにされており、
前記第２選択手段と第４選択手段とは、互いに共通化された前記第２乱数データ値の読出し開始位置が互いに相違するようされている、
ことを特徴とする電気的刺激装置。
請求項９において、
互いに共通化された前記第１データと第３データとは、それぞれ多数の前記第１乱数データ値を並べた複数の第１データ表からなり、
互いに共通化された前記２データと第４データとは、それぞれ多数の前記第２乱数データ値を並べた複数の第２データ表からなり、
前記各データ表における乱数データ値の数は互いに同一とされ、
前記第１データ表の数と前記第２データ表の数とが同一とされ、
前記第１選択手段と第３選択手段とは、前記複数の第１データ表のうち互いに異なるデータ表から前記第１乱数データ値を読み出し、
前記第２選択手段と第４選択手段とは、前記複数の第２データ表のうち互いに異なるデータ表から前記第２乱数データ値を読み出す、
ことを特徴とする電気的刺激装置。