JP5982656B2

JP5982656B2 - 生体刺激装置

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Publication number: JP5982656B2
Application number: JP2013262574A
Authority: JP
Inventors: 辰之小林
Original assignee: Techno Link Co Ltd
Current assignee: Techno Link Co Ltd
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2033-12-19
Also published as: JP2015116382A

Description

本発明は、直流から低周波の範囲の電流を生体に流して刺激を与える生体刺激装置に関する。

一般に、この種の生体刺激装置は例えば特許文献１などに示すように、内部回路からの低周波電流を刺激信号として生体に流すことで、生体内の神経を刺激し、筋肉を動かして治療を行なうものであり、特に患者との安全確保や、刺激信号を昇圧する目的で、装置の内部回路と出力回路は変圧器としての出力トランスで絶縁されている。

図４は、そうした従来の生体刺激装置の回路構成を示している。同図において、１は商用の交流入力を安定化した状態で第１直流電圧に変換する第１絶縁電源、２は内蔵するトランジスタなどのスイッチ手段３のスイッチング動作により、第１絶縁電源１からの第１直流電圧を利用して、所定の時間幅，周波数及び振幅を有する低周波パルス信号を生成する主制御回路である。前述のように、主制御回路２には入力側の一次巻線４Ａと出力側の二次巻線４Ｂとを絶縁した出力トランス４が接続され、この出力トランス４は、主制御回路２からの駆動信号により、その入力側に印加される低周波パルス信号を所定の電圧に昇圧すると共に、装置の内部回路となる第１絶縁電源１や主制御回路２と、それ以外の例えば生体に接触する導子５などの出力回路とを電気的に絶縁して、患者への安全を図っている。

図４では、出力トランス４で昇圧された低周波パルス信号が、導子５を介して生体に第１刺激信号として出力される。第１刺激信号のオンパルス幅は、通常数十マイクロ秒から数ミリ秒となっているが、それよりも広いパルス幅が必要な場合は、出力トランス４を経由すると波形が歪んだり通過できなくなったりする。そこで従来は、商用の交流入力を第２直流電圧に変換する医療器用の第２絶縁電源６と、第２絶縁電源６からの第２直流電圧を利用して、超低周波パルス信号又は直流信号を第２刺激信号として生成する出力制御回路７と、主制御回路２と出力制御回路７との間で双方向の通信を可能にする２つのフォトカプラ８Ａ，８Ｂを備えた絶縁手段８と、出力トランス４または出力制御回路７の何れか一方を、導子５と電気的に接続するための切替スイッチ９とを備えている。

特開２０１２−１３０５０２号公報

従来の生体刺激装置では、切替スイッチ９により出力制御回路７と導子５とを接続し、主制御回路２から絶縁手段８を介して出力制御回路７を動作させる指令信号を与えることで、商用の交流入力から第２絶縁電源６を用いて出力制御回路７を絶縁し、出力トランス４を経由せずに、出力制御回路７から直流を含む各種波形を導子５ひいては生体に出力することができる。

しかし、患者に直流のような電流波形を第２刺激信号として与える場合、直流を通せない出力トランス４は使用できず、内部回路と出力回路との絶縁を図るために、新たに強化絶縁や二重絶縁を施した高耐圧・高規格の第２絶縁電源（医療用電源）６を設けなければならない。そのため、製品コストの増大と、設置面積の増大に伴う製品の大型化を招いていた。

なお、この第２絶縁電源６からの第２直流電圧は、主制御回路２を駆動している第１直流電圧を利用して生成することもできるが、第２絶縁電源６でトランスを用いた回路を新たに構成することは、商用の交流入力から直接第２直流電圧を生成する方法と同様であり、やはり製品の低コスト化や省スペース化には向いていない。

そこで本発明は、第１刺激信号を出力する必要が無いときの変圧器に着目し、この変圧器を出力制御回路の絶縁電源用変圧器として用いることで、医療用電源を不要にして高耐圧の絶縁を実現しつつ、製品の省コストと省スペースを図ることが可能な生体刺激装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明では、上記目的を達成するために、主制御回路と、出力制御回路と、一次巻線と二次巻線とを電気的に絶縁した変圧器と、生体に接触可能な導子とを備え、前記主制御回路からの交流出力を前記一次巻線に印加し、前記二次巻線に誘起した電圧を前記導子に第１刺激信号として出力すると共に、前記第１刺激信号よりも低周波若しくは直流の第２刺激信号を、前記出力制御回路から前記導子に出力する生体刺激装置において、前記二次巻線に誘起した電圧を前記出力制御回路への入力電圧に変換する変換回路と、前記二次巻線を前記導子または前記変換回路の何れかに接続する切替手段と、を備え、前記二次巻線を前記導子に接続した時に、前記導子に前記第１刺激信号が出力され、前記二次巻線を前記変換回路に接続した時に、前記導子に前記第２刺激信号が出力される構成を有している。

請求項２の発明では、前記主制御回路は、前記導子に前記第１刺激信号を出力する場合よりも、前記導子に前記第２刺激信号を出力する場合に、前記一次巻線に印加する交流出力の周波数を高くする構成としている。

請求項１の発明では、二次巻線に誘起した電圧を第１刺激信号として導子に出力する場合に、装置の内部回路となる主制御回路と、出力回路となる導子との間が、変圧器により電気的に絶縁されるが、この変圧器は、切替手段により二次巻線と変換回路とを接続して、出力制御回路から導子に第２刺激信号を出力する場合にも、主制御回路と出力制御回路や導子との間を電気的に絶縁する機能を有する。つまり、導子に第１刺激信号を出力する必要が無いときの変圧器に着目し、予め絶縁が取れている変圧器を出力制御回路の絶縁電源用変圧器として用いることで、従来の高絶縁が要求される医療用電源を不要にし、生体刺激装置として高耐圧の絶縁を実現することが可能になる。

また、出力制御回路や導子などの出力回路への絶縁に対し、商用電源からの配線などの影響や、医療用電源の設置場所を気にしなくても良くなり、主制御回路を含む装置の内部回路を理想的な配置して、部品配置の自由度を高めることができる。

請求項２の発明では、この場合、一次巻線に印加する交流出力の動作周波数を主制御回路で自由に設定できることから、導子に第２刺激信号を出力する場合に、交流出力の動作周波数を高く設定することで、変圧回路として例えば平滑コンデンサを組み込んだ場合に、そのコンデンサの容量が小さく済み、製品の省コストと省スペースを図ることが可能となる。

本発明の生体刺激装置の電気的構成を示すブロック図である。同上、出力制御回路とその周辺の内部構成を示すブロック図である。同上、動作時における各部の波形図である。従来の生体刺激装置の電気的構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して、本発明における生体刺激装置の好適な一実施形態について説明する。

図１は、本実施形態の概要を示す生体刺激装置のブロック図である。図４と同一部分に同一符号を付して説明すると、本実施形態では、内部回路である第１絶縁電源（以後、単に絶縁電源という）１や主制御回路２との間で絶縁を必要とする出力制御回路７の電源として、新たな第２絶縁電源６を用いず、低周波パルス信号を出力するのに用いられる出力トランス４を、低周波パルス信号の非出力時に利用することを特徴としている。これにより、特殊な医療器用の電源である第２絶縁電源６が不要になるため、製品の低コスト化や省スペース化が可能になる。

より具体的には、図１において、出力トランス４の入力側には、従来例と同様に主回路制御回路２が接続される一方で、出力トランス４の出力側には、前述した出力制御回路７の他に、出力制御回路７の入力側に接続する整流平滑回路１１や、切替スイッチ１２，１３が配設される。特に本実施形態では、出力トランス４から第１刺激信号として低周波パルス信号が出力される場合には、出力トランス４の出力側と導子５とを直接接続し、出力トランス４から低周波パルス信号よりも高い周波数の電源用パルス信号が出力される場合には、出力トランス４の出力側と導子５との間に、縦続接続された整流平滑回路１１と出力制御回路７を挿入接続するように、主制御回路２からの制御信号が、直接若しくは絶縁手段８を経由して切替スイッチ１２，１３に送出するようになっている。

出力トランス４は周知のように、電気的に絶縁した一次巻線４Ａと二次巻線４Ｂとを磁気結合して構成され、主制御回路２に組み込まれた２個のスイッチ手段３Ａ，３Ｂが、一次巻線４Ａの一端（ドット側）と他端（非ドット側）にそれぞれ接続される。そして、主制御回路２から一次巻線４Ａの中間タップに、所定の電圧レベルを有する可変出力電圧を印加した状態で、一次巻線４Ａの一端に接続するスイッチ手段３Ａをスイッチング動作させ、一次巻線４Ａの他端に接続するスイッチ手段３Ｂをオフにすることで、二次巻線４Ｂの他端を基準として、二次巻線４Ｂの一端に可変出力電圧に比例した誘起電圧が発生し、逆に一次巻線４Ａの他端に接続するスイッチ手段３Ｂをスイッチング動作させ、一次巻線４Ａの一端に接続するスイッチ手段３Ａをオフにすることで、二次巻線４Ｂの一端を基準として、二次巻線４Ｂの他端に可変出力電圧に比例した誘起電圧が発生するようになっている。

本実施形態では、出力トランス４からそのまま導子５に第１刺激信号となる低周波パルス信号を出力する場合に、主制御回路２に内蔵するスイッチ手段３Ａ，３Ｂのスイッチング周波数、ひいては一次巻線４Ａに印加される交流入力の周波数を低くし、整流平滑回路１１からの第２直流電圧を利用して、出力制御回路７から導子５に第２刺激信号となる超低周波パルス信号や直流信号を出力する場合に、スイッチ手段３Ａ，３Ｂのスイッチング周波数、ひいては一次巻線４Ａに印加される交流入力の周波数を高くする構成を有する。すなわち主制御回路２は、特に第２絶縁電源６の代わりとなる出力トランス４や整流平滑回路１１を、出力制御回路７の電源として利用する時に、内蔵するスイッチ手段３Ａ，３Ｂの動作を、導子５に第１刺激信号を出力する低周波出力モードから、導子５に第２刺激信号を出力するスイッチング電源モードに切替えるようなソフトウェア構成を備えている。

整流平滑回路１１は、出力トランス４の二次巻線４Ｂに発生する誘起電圧を整流する整流器としてのダイオードＤ１と、整流された誘起電圧を平滑して、第２直流電圧を生成するコンデンサＣ１とにより構成される。とりわけ出力制御回路７の消費電力が少ない場合には、非常に少ない部品（最小構成は１個のダイオードＤ１と１個のコンデンサＣ１である）による整流平滑回路１１で、簡便に絶縁電源を構成できる。また、本実施形態の生体刺激装置を低周波治療器として使用する場合は、主制御回路２のソフトウェア構成により、様々なパルス幅，周波数，パルス電圧（振幅）の低周波パルス信号が出力トランス４から導子５に与えられるので、その特性を電源制御に応用して安定化電源を作れば、もともと高絶縁な出力トランス４を利用している関係で、出力制御回路７に対しても自動的に高絶縁の電源が構成できる。

このように、昇圧した低周波パルス信号を生成する出力トランス４を、出力制御回路７に対する電源トランスとして共用し、商用電源周波数よりも遥かに高い周波数（例えば数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚ程度）でスイッチ手段３Ａ，３Ｂを動作させて、そのときに出力トランス４の二次巻線４Ｂに発生する誘起電圧を整流平滑回路１１に印加することで、少ない容量の平滑コンデンサＣ１でも電源回路を構成でき、装置の小型軽量化に寄与することが可能となる。

図２は、出力制御回路７の内部構成を示している。同図において、出力制御回路７は、直流電源２１の一部と、ワンチップのＣＰＵ（中央演算処理装置）２２と、直流電力増幅器２３と、により構成される。直流電源２１は、図１に示す整流平滑回路１１の後段に、図示しないシリーズレギュレータや安定化回路を接続して構成され、整流平滑回路１１からの第２直流電圧を、ＣＰＵ２２への制御回路電源電圧と、直流電力増幅器２３への出力回路電源電圧に変換して出力するもので、これらの出力制御回路７内部で生成される電源電圧は何れも直流である。特に本実施形態では、主制御回路２からの電源制御により、制御回路であるＣＰＵ２２や出力回路である直流電力増幅器２３の消費電力が少ない場合に、直流電源２１に組み込まれたシリーズレギュレータを使用して電源電圧の監視を行なう一方で、ＣＰＵ２２や直流電力増幅器２３の消費電力が多い場合に、直流電源２１に組み込まれた安定化回路を利用して、既存のスイッチング電源と同じような閉ループ制御を行ない、電源電圧の安定化を図る構成となっている。

ＣＰＵ２２は何れも図示しないが、入出力手段や、記憶手段や、演算処理手段などを内蔵しており、主制御回路２と出力制御回路７のＣＰＵ２２との間は、送信データであるＴＸＤや、受信データであるＲＸＤによる双方向のシリアル通信が、絶縁手段８により電気的に絶縁した状態で行なわれる。これにより主制御回路２からは、主に前述したＣＰＵ２２を経由した直流電源２１への電源制御や、直流電力増幅器２３から出力される第２刺激信号の波形や電圧レベルの制御や、各種の監視を行なう他に、上記電源電圧や、直流電力増幅器２３からの電流フィードバック情報や、出力制御回路７の情報などを、絶縁手段８を経由した通信により主制御回路２が把握する構成となっている。

また本実施形態では、ＣＰＵ２２に記憶される波形データを、出力手段として組み込まれたＤ／Ａコンバータにより波形信号に変換して出力し、トランスやコンデンサなどの周波数特性を持った部品を経由することなく直流電力増幅器２３で増幅することにより、第２刺激信号となる超低周波パルス信号や直流信号を直流電力増幅器２３から出力する。このような構成を採用することにより、ＣＰＵ２２から片極性の波形信号や、正極性と負極性のバランスが取れていない波形信号が出力される場合でも、導子５に安定して第２刺激信号を出力することが可能となる。

なお、前述の波形データは、ＣＰＵ２２の記憶手段である不揮発性メモリに格納されているので、通常は波形信号に関する通信を行なわず、波形の変更があった場合にのみ、更新のための通信が波形信号として直流電力増幅器２３に行なわれる。また、第２刺激信号の電圧レベルは、生体への刺激レベルを決定するので、主制御回路２に繋がれた操作部としての図示しないレベル可変ツマミからの操作情報を、遅滞なく出力制御回路７に通信し、あたかも線で繋がれたような感覚で人体を刺激することが可能になる。

次に、上記構成の生体刺激装置について、図３の波形図を参照しながら、その作用を詳しく説明する。なお、図３の（Ａ）は低周波出力モード時における出力トランス４の二次巻線４Ｂに発生する波形の一例、（Ｂ）はスイッチング電源モード時における出力トランス４の二次巻線４Ｂに発生する波形の一例、（Ｃ）〜（Ｅ）は第２刺激信号として導子５に出力する超低周波の波形の第１〜第３例、（Ｆ）は第２刺激信号として導子５に出力する直流の波形の一例をそれぞれ示している。

主制御回路２に接続する操作部のモード選択スイッチにより、低周波出力モードまたはスイッチング電源モードの何れかを所望の刺激モードとして選択し、次に操作部のスタートスイッチを操作すると、主制御回路２は選択された刺激モードに対応する刺激信号が導子５に出力されるように、各スイッチ手段３Ａ，３Ｂの動作を制御すると共に、絶縁手段８を介して切替スイッチ１２，１３や、直流電源２１や、ＣＰＵ２２や、直流電力増幅器２３などを制御するための制御信号を送出する。

具体的には、低周波出力モードが選択された場合には、操作部のレベル可変ツマミからの操作情報に基づいた電圧レベルの可変出力電圧が、主制御回路２から一次巻線４Ａの中間タップに印加され、主制御回路２のスイッチ手段３Ｂをオフにしたまま、別なスイッチ手段３Ａをスイッチングすることで、二次巻線４Ｂの他端を基準として、二次巻線４Ｂの一端に正の低周波パルス信号が誘起される。逆に、スイッチ手段３Ｂをオフにしたまま、別なスイッチ手段３Ａをスイッチングすると、今度は二次巻線４Ｂの他端を基準として、二次巻線４Ｂの一端に負の低周波パルス信号が誘起される。これにより、主制御回路２から一次巻線４Ａへの交流出力と同じ周波数で、正または負の低周波パルス信号を二次巻線４Ｂの両端間に生成することができるが、何れの極性であっても、二次巻線１７に誘起される低周波パルス信号の振幅は、可変出力電圧の電圧レベルに依存し、個々のパルスの時間幅と周波数はスイッチ手段３Ａまたはスイッチ手段３Ｂのオン時間幅とスイッチング周波数に依存する。

また、低周波出力モードが選択された場合、主制御回路２からの制御信号によって、出力トランス４の二次巻線４Ｂの両端に対をなす導子５がそれぞれ直接接続されるように、切替スイッチ１２，１３の動作がそれぞれ制御される。これにより、二次巻線４Ｂに誘起される低周波パルス信号が、そのまま導子５に第１刺激信号として出力される。

図３（Ａ）は、低周波出力モードで二次巻線４Ｂに発生する低周波パルス信号の一例を示している。この例では、複数の正の低周波パルス信号からなる正のパルス群と、複数の負の低周波パルス信号からなる負のパルス群が同じ時間幅Ｔ１で繰り返し発生しており、時間幅Ｔ１の逆数である一つのパルス群の周波数ｆ１は、例えば数Ｈｚ〜数ｋＨｚの範囲に設定される。また、各々の低周波パルス信号のオンパルス幅は、通常数十マイクロ秒から数ミリ秒の範囲内に設定される。図３（Ａ）では、正負で２つずつの低周波パルス信号が発生しているが、各パルス群における低周波パルス信号の数や、正のパルス群と負のパルス群の時間幅を、操作部で任意に可変できるように構成してもよい。そして、こうした低周波パルス信号を導子５から生体に与えることで、生体内の神経を刺激し、筋肉を動かして治療を行なうことが可能になる。

一方、スイッチング電源モードが選択された場合、主制御回路２は一次巻線４Ａへの交流出力の周波数が、低周波出力モードの場合よりも高い周波数となるように、スイッチ手段３Ａ，３Ｂの動作を各々制御する。また、主制御回路２からの制御信号のよって、整流平滑回路１１と出力制御回路７が二次巻線４Ｂと導子５との間に接続されるように、切替スイッチ１２，１３の動作がそれぞれ制御される。これにより、二次巻線４Ｂに誘起される交流電圧が、直流電源２１の内部で整流平滑回路１１により整流平滑されて第２直流電圧となり、さらに内蔵するシリーズレギュレータや安定化回路により、第２直流電圧から制御回路電源電圧や出力回路電源電圧が生成され、それぞれがＣＰＵ２２や直流電力増幅器２３に印加される。

ＣＰＵ２２は、主制御回路２からの制御信号を受けて、第１刺激信号よりも低周波若しくは直流で、所望の波形を有する第２刺激信号が直流電力増幅器２３で生成されるように、直流電力増幅器２３に対して波形信号を送出する。この波形信号を増幅して得た直流電力増幅器２３からの第２刺激信号は、切替スイッチ１３を通して導子５に出力される。その際、主制御回路２に接続するレベル可変ツマミを手動で操作すると、そのレベル可変ツマミからの操作情報がＣＰＵ２２に送出され、ＣＰＵ２２から新たな波形信号が直流電力増幅器２３に出力される。これにより、第２刺激信号の電圧レベルを遅滞なく可変することができる。

図３（Ｂ）は、スイッチング電源モードで二次巻線４Ｂに発生する低周波パルス信号の一例を示している。この例では、電圧レベルの可変出力電圧が、主制御回路２から一次巻線４Ａの中間タップに所定の電圧を印加した状態で、主制御回路２のスイッチ手段３Ａ，３Ｂを交互にオン・オフさせることで、二次巻線４Ｂの両端に正負のパルスが時間Ｔ２毎に繰り返し発生しており、時間Ｔ２の逆数であるパルスの周波数ｆ２は、例えば数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚの範囲に設定される。この二次巻線４Ｂに発生した電圧を整流平滑回路１１に印加することで、ＣＰＵ２２や直流電力増幅器２３の動作電圧とある第２直流電圧が出力トランス４の出力側で生成される。

なお図３（Ｂ）の例では、パルス波形が正極性と負極性に現れるので、整流平滑回路１１に全波整流回路を組み込むのが好ましい。代わりに、図１で示したような単独のダイオードＤ１を半波整流回路として整流平滑回路１１に組み込み、二次巻線４Ｂに発生する出力をダイオードＤ１で半波整流する場合は、他方のスイッチ手段３Ｂをオフにしたまま、一方のスイッチ３Ａだけをスイッチングさせ、二次巻線４Ｂに正極性のみのパルス波形が現れるようにしてもよい。

図３（Ｃ）〜図３（Ｆ）は、スイッチング電源モードにおいて、直流電力増幅器２３から導子５に出力される第２刺激信号の波形例を示している。ＣＰＵ２２には、図３（Ｃ）〜図３（Ｆ）の各波形例に対応した波形データがそれぞれ記憶格納されており、操作部の手動操作によって、主制御回路２からＣＰＵ２２に送出された制御信号に基づき、記憶手段から一つの波形データを選択して直流電力増幅器２３に波形信号を送出する。これにより、図３（Ｃ）に示す周期信号や、図３（Ｄ）に示す正弦波信号や、図３（Ｅ）に示す矩形波信号による超低周波信号だけでなく、図３（Ｆ）に示す直流信号を、第２刺激信号として導子５から生体に与えることができる。

なお、図３（Ｃ）〜図３（Ｅ）に示す第２刺激信号の波形例は、何れも周期Ｔの繰り返し信号となっているが、その周期Ｔの逆数である繰り返し信号の周波数ｆは、例えば数０．０１Ｈｚ〜１Ｈｚの範囲に設定され、その上限と下限に関して特に制限はない。

上述した低周波出力モードやスイッチング電源モードの何れにおいても、装置の内部回路である絶縁電源１や主制御回路２と、装置の出力回路である導子５や出力制御回路７との間は、出力トランス４によって電気的な絶縁が確実に図られている。そのため、主制御回路１からの交流出力を一次巻線４Ａと二次巻線４Ｂとの巻数比に比例した所望の電圧に昇圧して、導子５や整流平滑回路１１に出力できると共に、出力トランス４を通して導子５から生体に過電流が流れないように、患者への安全を確保することが可能になる。

こうして本実施形態では、絶縁電源１からの第１直流電圧を交流電圧に変換出力する主制御回路２と、主制御回路２とは別の出力制御回路７と、一次巻線４Ａと二次巻線４Ｂとを電気的に絶縁した変圧器としての出力トランス４と、生体である患者の皮膚表面に接触可能な導子５とを備え、主制御回路２からの交流出力を出力トランス４の一次巻線４Ａに印加し、二次巻線４Ｂに誘起した電圧を導子５にそのまま第１刺激信号として出力すると共に、導子５に第１刺激信号を出力しない場合には、その第１刺激信号よりも低周波若しくは直流の第２刺激信号を、出力制御回路７から導子５に出力する生体刺激装置において、出力トランス４の二次巻線４Ｂに誘起した電圧を出力制御回路７への入力電圧である第２直流電圧に変換する変換回路に相当する整流平滑回路１１と、出力トランス４の二次巻線４Ｂを導子５または整流平滑回路１１の何れかに接続する切替手段としての切替スイッチ１２と、を備え、この切替スイッチ１２により二次巻線４Ｂを導子５に接続した時には、導子５に第１刺激信号が出力され、二次巻線４Ｂを整流平滑回路１１に接続した時には、導子５に第２刺激信号が出力される構成を採用している。

こうすると、出力トランス４の二次巻線４Ｂに誘起した電圧を第１刺激信号として導子５に出力する場合に、生体刺激装置の内部回路となる主制御回路２と、出力回路となる導子５との間が、出力トランス４により電気的に絶縁されるが、この出力トランス４は、切替スイッチ１２により二次巻線４Ｂと整流平滑回路１１とを接続して、出力制御回路７から導子５に第２刺激信号を出力する場合にも、主制御回路２と出力制御回路７や導子５との間を電気的に絶縁する機能を有する。つまり、導子５に第１刺激信号を出力する必要が無いときの出力トランス４に着目し、予め絶縁が取れている出力トランス４を出力制御回路７の絶縁電源用トランスとして用いることで、従来の高絶縁が要求される医療用電源を不要にし、生体刺激装置として高耐圧の絶縁を実現することが可能になる。

また、出力制御回路７や導子５などの出力回路への絶縁に対し、絶縁電源１に接続する商用電源（図示せず）からの配線などの影響や、医療用電源の設置場所を気にしなくても良くなり、絶縁電源１や主制御回路２を含む内部回路を理想的な配置して、部品配置の自由度を高めることができる。

また、本実施形態における主制御回路２は、導子５に前記第１刺激信号を出力する場合よりも、導子５に第２刺激信号を出力する場合に、出力トランス４の一次巻線４Ａに印加する交流出力の周波数を高くする構成を有している。

この場合、出力トランス４の一次巻線４Ａに印加する交流出力の動作周波数を、主制御回路２で自由に設定できることから、導子５に第２刺激信号を出力する場合に、交流出力の動作周波数を、第１刺激信号を出力する場合よりも高く例えば数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚに設定することで、変圧回路として例えば平滑コンデンサＣ１を組み込んだ場合に、そのコンデンサＣ１の容量が小さく済み、製品の省コストと省スペースを図ることが可能となる。

さらに本実施形態では、導子５に第１刺激信号または第２刺激信号の何れかを出力する場合に、切替スイッチ１２の動作を主制御回路２からの切替制御信号で切替えるように構成している。この場合、交流出力の動作周波数を変えることと、切替スイッチ１２の動作を連動させて、導子５から生体に対して常に所望の刺激信号を与え続けることが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施形態では、切替スイッチ１３を利用して、第１刺激信号と第２刺激信号を共通する導子５に出力する構成としたが、切替スイッチ１３を用いずに、第１刺激信号と第２刺激信号を別々の導子に出力する構成としてもよい。また、切替スイッチ１２，１３は電磁式のものではなく、半導体素子を用いたものでもよい。

２主制御回路
４出力トランス（変圧器）
５導子
７出力制御回路
１１整流平滑回路（変換回路）
１２切替スイッチ（切替手段）

Claims

主制御回路と、出力制御回路と、一次巻線と二次巻線とを電気的に絶縁した変圧器と、生体に接触可能な導子とを備え、
前記主制御回路からの交流出力を前記一次巻線に印加し、前記二次巻線に誘起した電圧を前記導子に第１刺激信号として出力すると共に、
前記第１刺激信号よりも低周波若しくは直流の第２刺激信号を、前記出力制御回路から前記導子に出力する生体刺激装置において、
前記二次巻線に誘起した電圧を前記出力制御回路への入力電圧に変換する変換回路と、
前記二次巻線を前記導子または前記変換回路の何れかに接続する切替手段と、を備え、
前記二次巻線を前記導子に接続した時に、前記導子に前記第１刺激信号が出力され、前記二次巻線を前記変換回路に接続した時に、前記導子に前記第２刺激信号が出力される構成としたことを特徴とする生体刺激装置。
前記主制御回路は、前記導子に前記第１刺激信号を出力する場合よりも、前記導子に前記第２刺激信号を出力する場合に、前記一次巻線に印加する交流出力の周波数を高くする構成としたことを特徴とする請求項１記載の生体刺激装置。