JP5317179B2 - 電極識別機能付き電気刺激装置 - Google Patents

Description

本発明は、多チャンネル型電気刺激装置の導子接続の改良に関する。

電気刺激装置は、
治療用の電気刺激信号を出力する刺激信号発生部と、
前記刺激信号発生部の出力を所定の値に増幅する増幅部と、
刺激信号発生部や増幅部、表示部などを制御する制御部と、
刺激条件や刺激中の状況等を表示する表示部と、
増幅器の出力を生体に供給する電極と、
増幅器と電極を接続する接続コード
などから成る。
使用する場合、制御部に接続している操作部を操作して、刺激信号の周波数や治療時間などの刺激条件を入力し、電極を所定の位置に設置した後、操作部の出力調節つまみを操作し、所望の刺激が得られるように増幅部を制御して、治療時間が経過するまで、電気刺激をおこなう。

電気刺激装置では、同時に複数部位を刺激することが多い。このため、複数の出力を有し、複数の電極を接続して、同時に多点を刺激できるようにした多チャンネル型の電気刺激装置が使用されている。
しかし、多チャンネル型の電気刺激装置では、多数の電極を使用するため、電極を体表面に固定するのが大変である。このため、電極を吸着させて使用する吸着電極が使用されている（例えば特許文献１など）。
吸着電極は、図４に示すように、電極４３を電極カバー４４でカバーし、電極を生体Ｓに接触させると、電極カバー内部は閉空間になる。接続コード４２の一端に電極４３を接続し、他端は増幅器の出力と接続して、電気刺激がおこなえるようにしている。また、空気回路４１の一端は電極カバー４４の内部に接続し、他端はポンプと接続して、ポンプを作動させると、電極カバー４４の内部を陰圧にし、電極を体表面に吸着させることができる。
なお、導体４５は、電極４３と生体の接触を良くするのに用いるもので、通常、スポンジに含水させて使用している。

吸着電極を用いた多チャンネル式の電気刺激装置の例を図５に示す。この図は特許文献１に記載されている装置の例である。
図のＫは本体ケース、Ｈは表示器、１Ａ〜１Ｅは出力部、４ａはプラグ、３ａは接続コードと空気回路が一体になった導子コード、５ａは電極カバー、２ａは電極である。
装置内で発生した刺激電流は出力部１Ａ〜１Ｅに出力する。この例では、プラグ４ａと４ｂを接続部１Ａに接続し、電極２ａと２ｂを対で使用する例を示している。同様に、１Ｂ〜１Ｅに電極を接続すると、５組の電極を使用することができる、
共に吸着させ、使用している。この例では、ペアの電極を５組の電極を使用することができる。

以上のように、多チャンネル型の電気刺激装置では、吸着式の電極が使用されているが、図５に示すように、多数の電極プラグを抜き差ししなければならないので、電極の交換に手間がかかる。図４と図５の電極は、プラグの部分は電気回路と空気回路が一体になっているため、両者を一度に接続できるが、電気回路と空気回路が別々のプラグを使用している場合は、この２倍の手間が必要になる。
つまり、従来の吸着型の多チャンネル型電気刺激装置では、接続コードの抜き差しに多大な手間が必要であるという課題があった、
これを解決するため、複数の電極の空気回路と電気回路を１個の多機能コネクタで接続して、取り扱いを簡単にしたものがある（例えば特許文献２など）。複数の吸着電極を１個のコネクタに接続し、各電極の空気回路は１個の管路接続部に接続され、ポンプに接続されている。一方、各電極の電気回路は、電器接続部の１つのピンに接続され、装置内の各増幅器の出力に接続されている。
このため、１個の導子コネクタを接続するだけで、複数電極の空気回路と電気回路を接続することができ、各電極を吸着させ、それぞれの電極に所定の電流を流すことができる。
特開２０００−３２５４８７ 特開２００３−６２０９０

特許文献２は、複数の電極の電気回路と空気回路すべてを１個のコネクタで接続できるため、電極の交換が簡便になった。
しかし、電気刺激装置では多くの種類の電極を接続しなおして使用することが多い。例えば、吸着電極、粘着電極、普通導子、温熱導子などがある。また、吸着電極にも、通常、大、中、小、極小など、何種類かのサイズが異なるものがある。粘着電極、普通導子、温熱導子も同様である。普通導子は、吸着機能や粘着機能が無いもので、バンドなどで体表面に固定して使用する。温熱導子は温熱機能を有するもので、温熱治療を併用することができる。

特許文献２のコネクタは、電極識別機能を有しないため、所望でない電極を誤って使用する可能性があるが、警告も出ないため、そのまま使用し、電流密度が異なるため、目的の治療効果が得られないことがある。また、例えば温熱電極を用いて温熱治療を併用した電気刺激をおこないたいとき、間違えて温熱機能の無い電極を使用すると、温熱効果を得ることはできないため、期待していた治療効果が得られないことになる。
さらに、広い面積の電極を用いて、全体の電流量を大きくして刺激するモードで、間違えて狭い面積の電極を用いると、過大な電流密度になり、熱傷を生じる危険性がある。逆に、狭い面積の電極で治療しようとして、間違えて大きなサイズの電極を使用すると、電流密度が小さくなり、十分な治療効果が得られない。

また、特許文献２は、コネクタが十分に接続されているかどうかを確認する手段も有しない。サイズと重量が大であるため、機械的なショックが加わったり、長期間使用して勘合が甘くなると、接続が不十分になる可能性がある。接続が甘いまま使用すると、十分な刺激が得られず、期待する治療効果が得られないこともある。また、勘合が甘い状態で使用しているとき、外力等何らかの大きな力が加わると、急激に電流が流れ、ショックとなり、危険である。
本願発明は、これらの課題を解決し、より使いやすく、安全で、治療効果が高い装置を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、請求項１記載の発明では、多チャンネル出力型の電気刺激装置において、
接続部に空気回路と電気回路を１つのコネクタで結合できる複合コネクタを用い、
前記電気刺激装置の各出力とポンプに接続した前記空気回路を前記複合コネクタに接続し、
電極部の導線と各電極の前記空気回路を前記複合コネクタの対側に接続して、
１つのコネクタで前記電気回路及び前記空気回路を同時に接続し、
前記電極部の前記電極と前記複合コネクタを有する電極コードの、前記複合コネクタに前記電極特有の形状のハーネスを設けて、前記ハーネスを光学的に検出して、使用電極の種類を識別することのできる電極識別手段を設けた。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の電極識別機能付き電気刺激装置において、
前記電極識別手段の識別結果を用いて、前記使用電極を用いて設定した治療モードで刺激をおこなうことが妥当であるのかを判断してその結果を表示し、刺激をおこなう場合は前記使用電極に適した出力になるように制御するようにした。
請求項３記載の発明では、請求項１乃至２のいずれかに記載した電極識別機能付き電気刺激装置において、
前記複合コネクタの受け側と挿し側の接続が不十分な場合はこれを表示又は警報若しくはその両方にて警告するようにした。
請求項４記載の発明では、請求項３記載の電極識別機能付き電気刺激装置において、
前記複合コネクタの受け側と挿し側の間で光線を授受して接続状況をモニタし、この光線の光軸が所定値以上、ずれた場合に前記複合コネクタの接続が不十分と判断するようにした。

請求項１記載の発明により、多チャンネル出力型の電気刺激装置において、
接続部に空気回路と電気回路を１つのコネクタで結合できる複合コネクタを用い、
電気刺激装置の各出力とポンプに接続した空気回路を前記複合コネクタに接続し、
電極部の導線と各電極の空気回路を前記複合コネクタの対側に接続して、
１つのコネクタで電気回路に及び空気回路を同時に接続することができるようにするとともに、
使用している電極の種類を認識する電極識別手段を設け、使用している電極の種類を識別することができるようにした。
また、請求項１記載の発明では、前記電極識別機能付き電気刺激装置において、電極コードに、その電極特有の形状のハーネスを設けてマーカとし、これを光学的に検出することで、電極の種類を識別できるようにした。
電極コードに、その電極特有の形状のハーネスを設けてマーカとし、これを光学的に検出することで、電極の種類を識別できるようにした。
請求項１記載の発明により、使用している電極の識別を行うことができるので、電極を正しく選択しているのかがすぐに分る。このため、安全で、効果の高い治療をおこなうことができる。

請求項２記載の発明により、請求項１記載の発明における電極識別手段の識別結果を用いて、使用電極を用いて設定した治療モードで刺激をおこなうことが妥当であるのかを判断してその結果を表示し、刺激をおこなう場合は使用電極に適した出力になるように制御することができる。
このため、現在接続している電極から不正な出力が出ることを防止でき、不都合ならすぐに電極を交換することができる。もし、そのまま使用しても、自動的に装置の刺激条件を変更して、その電極に適した出力を行うので、安全で効果的な治療をおこなうことができる。

請求項３記載の発明により、請求項１乃至２のいずれかに記載した電極識別機能付き電気刺激装置において、複合コネクタの受け側と挿し側の接続状況をモニタし、接続情況を表示又は警報若しくはその両方にて警告するようにした。このため、コネクタは常に正しい接続を維持し、正しい電気刺激をおこなうことができる。また、通電不良や、電撃などの不都合も発生しないので、安全で効果的な刺激をおこなうことができる。
請求項４記載の発明により、請求項３記載の発明において、複合コネクタの受け側と挿し側の間に、光学検出部とコネクタ接続状況を示すハーネスを配置してフォトインタラプタを構成し、フォトインタラプタの出力から、コネクタの接続が十分であるかどうかを判断するようにした。このため、コネクタは常に正しい接続を維持し、正しい電気刺激をおこなうことができる。また、通電不良や、電撃などの不都合も発生しないので、安全で効果的な刺激をおこなうことができる。

本願発明は、複数の電極を一つのコネクタで接続するようにして操作の手間を省力化するとともに、使用している導子の種類を識別して、接続している電極と設定している治療条件の組み合わせが適切であるかを判断し、安全で、効果的な治療が可能な装置を提供することを目的とする。
以下に、実施例に沿って、本発明を説明する。

図１に請求項１記載の発明の実施例を示す。図１（Ａ）は、挿し側のコネクタの、ケースを取り外し、さらに一部カバーを省略し、電気回路と空気回路の接続の様子を示している。
コネクタは、基板６に電気回路用コネクタ１と空気回路用コネクタ２が固定され、４本のコード７乃至１０が、接続されている。４本のコードを用いているのは、４つの電極を使用する干渉低周波治療器への応用を意味する。ただし、吸着電極には２つの電極を内蔵したものもあるが、この場合は２本のコードが接続される。コードの本数は本質的な問題ではない。
１本のコードは、電極に接続する導線４と、電極を吸着させる空気回路からなる。このコード７乃至１０を４本集め、４本の空気回路は空気室３に集められ、図１（Ａ）の空気回路用コネクタ２から図１（Ｂ）の空気回路用コネクタ２を経由して、ポンプに接続される。
４本のコードのそれぞれの導線は、電気回路用コネクタ１の特定のピンに接続されている。挿し側のコネクタを受け側のコネクタに接続すると、電気刺激装置の増幅器の出力部に接続される。
このようにして、図１のコネクタを用いると、電気刺激装置の出力を特定の電極に伝え、また、電極を吸着させ、電気刺激をおこなうことができる。

本発明では、さらに、電極識別手段５を設けている。電極識別手段５により、使用している電極の種類を識別できる。このため、設定した治療条件に適した電極を正しく選択しているのかがすぐに分る。例えば、電極の選択を間違うと、大きなサイズの電極を使用する治療モードで、間違えて小さなサイズの電極を使用すると、電流密度が高くなり、過大な刺激を受ける可能性もあり、電撃や熱傷の危険せいがある。逆に、小さな電極で刺激しようとして治療条件を設定し、間違えて大きな電極を使用すると、電流密度が小さくなり、十分な刺激ができず、十分な治療効果が得られなくなる。温熱電極による温熱作用を併用して治療効果を上げようとする場合、それに適した刺激条件を設定しても、間違えて温熱のない電極を使用すると、所望の治療効果が得られなくなる。
このように、本願発明の装置を使用すると、安全で、効果の高い治療をおこなうことができる。
本請求項記載の発明では、電極識別手段の方法は問わない。ディップスイッチやＰＲＯＭ（プログラム可能な読み取り専用メモリ）、磁気などでコードを設定したり、ＩＣタグにコードをメモリさせて使用したり、対応する電気回路を組んでおくことも含まれる。

図２は、電極識別手段として、複合コネクタの受け側と挿し側に、光学検出部と導子の種類に応じた形状のハーネスを配置してフォトインタラプタを構成し、フォトインタラプタの出力から、使用している電極の種類を識別できるようにした、請求項１記載の電気刺激装置の実施例である。
図２（Ａ）はフォトインタラプタの動作説明図である。光検出部２１の位置に、ハーネス２９の羽根２８が位置するように設計しており、この羽根の有り無しを光学的に検出し、電極の種類を識別する。
図２（Ｂ）は本請求項記載の実施例である。この例では、コネクタの受け側に発光素子２２と受光素子２３とで構成する光検出部２１を４個、設けている。一方、コネクタの挿し側に電極の種類に対応する羽根を有するハーネスを２個、設けており（２５、２６）、羽根の位置はハーネスの所定の位置（光検出部と勘合する部分）である。この組み合わせで、１６種類の電極を識別できる。通常の電気刺激装置では十分である。
本発明は、簡単な構造・方法で、精度良く、導子の識別をおこなうことができる。このため、安全で、効果の高い治療をおこなうことができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明で、電極の識別を行った場合、接続した電極と設定した治療モードの組み合わせが妥当であるのかを判断してその結果を表示し、刺激を続行する場合は使用電極に適した出力になるように装置を制御する。
つまり、電極が正しく選択されているかを識別してその結果を表示し、さらには、電極応じて最適な刺激条件になるように、電気刺激壮途を制御するものである。

請求項３記載の発明は、複合コネクタの受け側と挿し側の接続状況をモニタする接続状況モニタ手段を設け、接続状況を表示するようにした。
請求項４記載の発明は、複合コネクタの受け側と挿し側の間に、光学検出部とコネクタ接続状況を示すハーネスを配置してフォトインタラプタを構成し、フォトインタラプタの出力から、コネクタの接続が十分であるかどうかを判断するようにした。
実際には、図２に記載した構成のフォトインタラプタの、１組の光検出部２１と、コネクタを接続したときに光検出部２１の位置にくる羽根を用いて、コネクタの接続状態をモニタしている。
請求項３又は請求項４記載の発明により、コネクタの接続状況をモニタし、その状況が表示される。接続が不良になれば、警報を出すことができる。
コネクタの接続が不良になれば、電気的な又は空気的な結合が不良になり、電気刺激強度又は吸着力が不足する。電気刺激強度が低下すると、所望の治療効果が得られない。コネクタの接続が甘い状態で使用しているとき、接続を正常に戻すと、刺激が強くなりすぎて、痛みを生じることもある。吸着力が弱くなると、電極が脱落しやすくなり、治療を中断することになり、効率的な治療ができない。

このように、コネクタの接続が不良のまま治療をおこなうと、様々な不都合が生じるが、請求項３又は４記載の発明によると、このような不都合が発生しないので、安全で効果的な効率的な治療が可能になる。
図３は、本願発明により、４つの吸着電極を１つのコネクタで接続できるようにして電極部の外観図である。一見、特許文献２の導子セットと似ているが、電極識別機能とコネクタ接続状態モニタ機能が付いており、安全性、治療効果、治療の効率を一層、高くすることができる。接続する電極の数は４個に限らない。吸着導子に限らない。使用する種類の電極を必要数、接続することができる。

本発明のコネクタ部の概略図である。 フォトインタラプタによる電極識別の説明図であり、（Ａ）はフォトインタラプタの動作説明図、（Ｂ）は実施例の概略図である。 本願発明の、４個の吸着電極を接続した電気刺激装置の電極コードの外観図である。 従来の吸着電極の構造図である。 従来の多チャンネル出力型電気刺激装置の外観例である。

１：電気回路用コネクタ
２：空気回路用コネクタ
３：空気室
４：導線
５：電極識別手段
６：基板
７〜１０：コード
２１：光検出部
２２：発光素子
２３：受光素子
２５，２６，２９：ハーネス
２８：羽根
４１：空気回路
４２：接続コード
４３：電極
４４：電極カバー
４５：導体
Ｓ：生体

Claims (4)

1. 電気刺激装置の出力部に接続部を設け、前記接続部に電極部を接続し、空気回路を介して電極を吸着させながら前記電気刺激装置で発生させた刺激電流を前記電極部の前記電極を介して生体に供給して電気刺激をおこなう多チャンネル出力型の電気刺激装置において、
   前記接続部に前記空気回路と電気回路を１つのコネクタで結合できる複合コネクタを用い、
   前記電気刺激装置の各出力とポンプに接続した前記空気回路を前記複合コネクタに接続し、
   前記電極部の導線と前記各電極の前記空気回路を前記複合コネクタの対側に接続して、
   １つのコネクタで前記電気回路及び前記空気回路を同時に接続し、
   前記電極部の前記電極と前記複合コネクタを有する電極コードの、前記複合コネクタに前記電極特有の形状のハーネスを設けて、前記ハーネスを光学的に検出して、使用電極の種類を識別することのできる電極識別手段を設けた、電極識別機能付き電気刺激装置。
2. 前記電極識別手段の識別結果を用いて、前記使用電極を用いて設定した治療モードで刺激をおこなうことが妥当であるのかを判断してその結果を表示し、刺激をおこなう場合は前記使用電極に適した出力になるように制御するようにした、請求項１記載の電極識別機能付き電気刺激装置。
3. 前記複合コネクタの受け側と挿し側の接続が不十分な場合はこれを表示又は警報若しくはその両方にて警告するようにした、請求項１乃至２のいずれかに記載した電極識別機能付き電気刺激装置。
4. 前記複合コネクタの受け側と挿し側の間で光線を授受して接続状況をモニタし、この光線の光軸が所定値以上、ずれた場合に前記複合コネクタの接続が不十分と判断するようにした、請求項３記載の電極識別機能付き電気刺激装置。

Images