JPH02502970A - 電気刺激装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電気刺激装置 発明の分野 本発明は医科及び歯の領域で使用する電気刺激装置に関する。

更に具体的には、本発明は、インパルスセラビイ又は皮下神経゛の刺激に利用さ れる、筋肉の特殊領域の生理学的、合理的かっｎｏｎ−１ｎｖａｓ　ｉｖｅな弛 緩の手段であって、ＴＥＮＳと呼ばれる医学、臨床及び歯科的な処置のための一 連の装置を提供する。

従来技術 人間にとって痛みは生涯の伴侶であり、生のある限り人々に付き纏う数多い不安 の中の一つは、痛みに対する恐怖である。

例えば、医科の治療に於いて、近代歯科学の進歩によって、患者が経験した不快 感を特殊な方法で緩和することができるようになったという事実にも拘わらず、 人々は略例外なく痛みに対する恐れを抱いている。緊張と不安は猶根強く残って おり、多くの患者が懐く痛みに対する心配は、歯科医に行くのを躊躇させる要因 となっており、それらの人々の数は、他の多くの理由にかこつけて歯医者からう まく逃れる者よりもずっと多い。

歯科の患者のストレス軽減策の研究は、歯科学上重要な問題テあった。インパル スセラビイ又は皮下神経の電気刺激“ＥＮＴ”又は“ＴＥＮＳ”は、筋肉の特殊 領域の生理学的、合理的かつｎｏｎ−１ｎｖａｓ　ｉｖｅな弛緩を達成する効果 的な方法の一つである。

１９７５年にバーナードヤンケルソンは、歯科の分野で、この技術の応用研究を 開始し、そして歯科の特殊用途のための装置、マイオ〔筋肉〕モニターを開発し た。以降同じ目的をもって、即ち、歯〜口腔系の筋肉の弛緩と調整を目的として 、同種の装置が多数開発された。この目的を達成するため、これらの全ては一定 又は可変周波数（インパルス繰り返し周波数毎分４０乃至３５０）の低周波を用 いている。これらの装置は、満足と考えられる結果を招来したにも拘わらず、電 気刺激信号パフォーマンスに特殊バンドを採用したため、幾つかの制約を受ける こととなった。

その最も重大なものは下記の通りである。

別途使用される高周波が、急速な無痛性筋肉弛緩効果を生じるが、その使用後、 有効期間が短い。

別途使用される低周波が、使用後のより長い無痛性の弛緩時間を実現するが、然 しながら、効果を発生させるために長い時間を必要とし、そのため、患者が不快 を感じる。

毎分３００パルス迄の低周波のみしか使用されない。それ以上の周波数は、筋肉 のストレスを生じさせ、総合的に望ましくない効果を生じる。

発明の開示 この改良された電気刺激装置は、経験と、他の筋肉弛緩装置に就いてなされた研 究とに基づく新たな技術革新を賓らすものであり、高周波又は低周波で変調され た高周波の併用、独立又は重畳しての併用により、筋肉弛緩と痛みの対症療法の 分野に於いて、ＴＥＮＳ効果の効率を大幅に改善する。

而して、下記は本発明にかかる電気刺激装置の主な改良点である。

高周波の低周波パルス変調を併用。周波数のみでなく位相に於いても。これらの 条件下で、パルス長さに関する定数は安定に保たれ、かつその強さとは独立に調 節さ低周波の三角又は正弦波シグナル（０，５乃至８，３３３　Ｈｚ）による高 周波シグナル変調の導入。内部的に変調率は０から１００％の間で調整される。

インパルスセラビイへの応用例に於いて、使用経験は、連続した低周波シグナル の残留効果のため、５０％の変調率が効率の良いことを示している。

三つのシグナルの同時臨床使用を可能とする上記供給源の併用。

この様な改良は、利用できる周波数を組み合わせることにより、装置の応用でき る範囲を拡大する。その結果として、装置は歯科、自然治療及び臨床に応用すべ く計画され、一連の筋肉刺激装置が作り上げられた。

出力機能を得るために、電気刺激装置は、二つのベースタイムパルスの発振器と 、その付属回路とを有する。

発振器の一方は、高低画周波数のシグナルを発生するためのものであり、他の一 方は、変調を行うためのシグナルを発生するためのものである。

出力波は、エキスポーネンシャルを有するか又は有しない両極性方形波、又は両 極性の略方形波、又は単極性（正又は負）の方形波である。他の可能な波形は、 二相又は単相の三角波、正弦波である。

それぞれの刺激は、６０から２０．　ｏｏｏｌＳ迄の範囲で調整されるパルス幅 と５０ｍＡ以下に限定されたピーク電流を持たねばならず、それぞれの刺激を生 じるシグナルは、特殊な又は“ｂｕｒｓｔ＠タイプのものでなければならない。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明にかかる歯科用の電気刺激装置の基本構成ユニットを示すブロ ックダイヤグラムである。

第２図、第３図及び第４図は、他の医学分野及び歯科の分野に応用される電気刺 激装置の、別異の形式の基本構成を示すブロックダイヤグラムである。

第５図は、三角波シグナル発生回路、増幅回路、変調制御回路及び計測回路を示 す回路図。

第６図は、方形波シグナル発生回路、第一のシグナルコンフォメータ回路、分割 回路、第二のシグナルコンフォメータ回路、第三のシグナルコンフォメータ回路 、低周波シグナルコンフォメータ回路及び出力変換回路を示す回路図である。

発明を実施する最良のモード 歯科用の装置の構成を示す第１図中、第２．３及び４図に示された他の構成要素 を含み、電気刺激装置は、三角波シグナル発生器１、その後段に接続される増幅 器２及び変調制御回路３を有する。

第一のシグナルコンフォメータ回路ｌＯは、治療上の要求に応じて他の波形を発 生する方形波発生回路１１に接続され、その後段には、デバイダ６、出力増幅器 ７及び第二のシグナルコンフォメータ回路９が並列に接続され、第二のシグナル コンフォメータ回路９には、上記とは別異の出力増幅器８が接続される。デバイ ダ６は二極（Ａ、Ｂ及びＣ）スイッチ介して第三のシグナルコンフオメータ回路 ５に接続され、第三のシグナルコンフオメータ回路５は低周波シグナル制御回路 ４に接続される。

この装置は次の如き特性を有する。

主な適応：咀噴及び顔面筋肉の弛緩とアンプログラミング、顎のモニタリング及 び顔面部分の他の電気治療。

抜亜煎豊飛：連続高周波（１００Ｈｚ）　、変調された高周波（０，６６６Ｈ２ ）　、低周波（４０ｐｐｍ、　１１００ｐｐ、　３００ｐｐｍ）、低周波と並列 される変調された高周波。

制　御：高周波強度、低周波強度、平衡、低周波セレクタ、連続／変調高周波セ レクタ、開閉器。

出　力二二つの出力端子、右及び左、接地端子。

第２図には、他の実施例として、変更された装置のブロックダイヤグラムが示さ れている。第１図に示されたものと同様な基本的構成が示されているが、主な相 違点は、第１図に示されたデバイダ６が、これとは異なった特性を有するデバイ ダ６′により置き換えられている点である。

この装置の主な特性は次の通りである。

主な適応：無痛覚、筋肉刺激、癒痕突起活性化、一般的電気療法。

技術的機能：連続高周波（１００Ｈｚ）　、変調された高周波（０，６６６Ｈｚ ）　、低周波（８０ｐｐｍ、　１１００ｐｐ、　３００ｐｐｍ）、低周波と並列 ゛される連続高周波、低周波と並列される変調された高周波。

制　御：高周波強度、低周波強度、平衡、低周波セレ第３図は装置の他の変更例 を示す。この特徴は、低周波制御回路４、第三のシグナルコンフォメータ回路５ 及びデバイダ６を用いていないことにある。そして更に第−及び第二〇のシグナ ルコンフォメータ回路９及び１０を取り除くことも可能である。

この変更例は、次の特性を示す。

主な適応：弛緩、無痛覚、筋肉刺激、リンパ液排出、細胞活性化。

波（０，６６６Ｒ２）　、それｊこは低周波変調が加えられること高周波セレク タオンオフ。

出　力二二つの出力端子、右及び左、接地端子。

第４図には、第３図に示した装置と軌を−にするが、゛第一及び第二のシグナル コンフォメータ回路１０及び９が用いられておらず、その代わりにインバーター １２が導入され、出力増幅器８に接続されている点が相違する更に別異の変更例 の基本構成を示すダイアグラムが示されている。

これの主な特性は次の通り。

主な適応：無痛覚、弛緩、刺激。

技術的機能：連続高周波（１００Ｈｚ）　、変調された高周波（０，６６６Ｈｚ 変調）。

添付された第５図及び第６図は、第１図に示した本発明にかかる電気刺激装置の 一般的基本回路を示す。

第５図に依って、この改良された装置は、三角又は正弦波状で０．６６６　Ｈｚ の変調周波数を有し、高周波を振幅変調する三角波シグナルを発生する装置を具 備する。

このユニットは、Ｃｌ−１回路とその支援素子とから成り、テンションによって 制御され、三角波（ピン４）及び方形波（ピン３）出力を発生する。周波数の調 節は、Ｒ３及びＣ２により行われる。Ｃｌ−１の出力のうち、三角波シグナル（ ピン４）のみが使用され、略１０倍のゲインを有するインバータータイプの演算 増幅器Ｃｌ−２に送られ条。この演算増幅器Ｃｌ−２は可変抵抗ＲＩＯを介して 、変調制御回路のトランジスタＱｌのベース極性を変える。制御器では、低周波 は、Ｑｌの変数と、Ｐｌ、Ｒ１１及びＱ２の変数とによって制御される。これら の変数は、上記の発振器の周波数と整合され、高周波シグナルの三角波又は正弦 波変調が行われる。変調百分比は可変抵抗ＲＩＯによって調節される。接点Ｓ２ は変調をするかどうかの切替えに用いられ、それがターンオフ位置にあるときは 、Ｑｌ）ランジスタのベースは、正電圧が負荷されるのでそれは電流を導通する 。この場合、高周波の強度はＰｌによって調節することができる。

Ｑ２及びＱ４の出力シグナルのの実際の制御（ｖｉｓｕａｌ）（相対制御）は、 ＶＵ型の装置で行われ、そしてスケールのボトムの読みは高周波領域ではＲ２３ により、又低周波領域では周波数に応じて切り換えられるスイッチ５１−Ｃによ り選択されるＲ２４、Ｒ２５及びＲ２６によって、それぞれ調節され、低周波パ ルスはＤ７及びＣ８により積分（ａｍｏｒｔｉｚｅ）され、その結果として、計 測器の読みのビジュアリゼイションが大幅に改善される。この測定は又レッグ（ ｌｅｄｓ）でも得られる。

第６図には、積分回路Ｃｌ−３から成る発振器によって得られる高周波刺激のた めの方形シグナル発生回路が見られるであろう。

この回路は、その構造により、ピン３に方形波状の出）シグナルを供給する。抵 抗Ｒ１２及びＲ１３は発振周波数を決定する時定数を定める。可変抵抗Ｒ１３に 依って発生回路は所望の周波数に調整される。

Ｃｌ−３によって送出されるシグナルは、モノステーブル回路から成る第一のシ グナルコンフォメータ回路に送られ、一つのナンド型の論理回路、即ちＣ１５− Ｃ回路と、二つのシュミットトリガ型のインバータ回路、即ちＣ１６−Ｅ回路及 びＣ１６−Ｆ回路により整形される。このユニットでは、抵抗Ｒ２０と容量Ｃ７ によって、変圧器Ｔ１の出力側で得られるパルスの長さを調節する時定数が決定 される。上記のモノステーブル回路は方形波シグナルの後縁に感応する。゛ Ｃ１６−Ｆのピン８は、上記のモノステーブル回路によって定められた長さの方 形波パルスを一定の周波数で、最終段増幅器７のみならず、第二のシグナルコン フォメータ回路９及び周波数デバイダブロック６に供給する。

第一のシグナルコンフォメータ回路１０のシグナルは、叙上の如く、回路Ｃ１５ −Ｂ、Ｃ１６−Ｃ及びＣ１６−Ｄから成る第二のシグナルコンフォメータ回路９ に送られ、回路９の出力は更に第二の最終増幅器８に送られる。

出力変圧器は、その中央点に連続電圧を与えられており、それがシグナルコンフ ォメータ回路の二つのシーケンシャルシグナルに加えられると、変圧器の磁気フ ローが反転し、誘導によって二次コイル内に、二つのモノステーブル回路で設定 された長さに比例する半周期長さの正負の半波交番信号が発生する。出力シグナ ルの強さは、変圧器の中点に加えられる電圧レベルを変化させることにより調節 できる。これはＰＩと、Ｑ２のベース電圧の調節によって達成される。

低周波刺激は、第一のシグナルコンフォメータ回路１０の出力から得られる。回 路Ｃ１４−Ａ及びＣ１４−Ｂは周波数デバイダを形成する。

実際には、これらの回路は、バイナリ−タイプのシンクロナスメータであり、第 一の回路Ｃ１４−Ａは１０分の１分割回路として構成され、第との回路Ｃ１４− Ｂは２．６及び１５分割用の選択式分割回路として構成されており、元の周波数 から所望の周波数が得られるようになっている。

デバイダから得られたパルス列は、スイッチ５ｌ−ａによって選択され、前述の もの（第−及び第二の）と同様の構成で、回路Ｃ１５−Ａ、Ｃ１６−Ａ及びＣ１ ６−Ｂから成る第三のシグナルコンフォメータ回路５に送られる。

このシグナルコンフォメータ回路５でパルスの長さは抵抗Ｒ１６で調節され、第 −及び第二のシグナルコンフォメータ回路の出力に比して二倍の長さが得られる 。

第三のシグナルコンフォメータ回路５の出力は、低周波パルスのみを通す低周波 制御回路４のトランジスタＱ３に供給される。このトランジスタＱ３とポテンシ ョメータＰ２とは、出力変圧器の一次捲線回路に供給される電圧レベルを制御す るトランジスタＱ４のベース電圧を決定するポテンショメータを形成する。低周 波パルスは、高周波発振器からポテンショメータを介して得られるので、それら は常に高周波と同期している。

この改良された装置には更に、トランジスタＱ２及びＱ４の不測の逆電圧がかか るのを防止するため、ダイオードＤＩ及びＤ２が設けられる。

低周波によって並列（ｊｕｘｔａｐｏｓｅｄ）された高周波出力が得られ、選択 され、そして独立の強度コントローラーを有し、そして装置の出力端には、人の 皮膚との接触抵抗の起こり得る相違に対応して、電極Ｅ、Ｄに加えられる刺激を バランスさせる平衡ポテンショメータＰ３に接続された、二つの独立した二次捲 線を有する昇圧型の出力変圧器が設けられる。

上記の説示は、前述の如く、第１図のブロックダイヤグラムに示された基本的な 電気刺激装置に関するものであり、出力シグナルの形式の変更、次第に強くなる か又は一定の形状、半サイクルの交番型出力刺激、方形波の形及び他のイクスポ ーネンシャル形等に変更することが可能である。

本発明にかかる電気刺激装置の出力端子に現れる諸機能は次の如くである。

連続高周波；それは既に述べた通り、二相または単相の波形であり、強度がＯか ら１００％の間で調節でき、５０から５，０００　Ｈｚ迄変えられる、１００１ （Ｚオーダーの周波数を有する。

低周波：これは既に述べた如く、二相または単相のシグナルで、０．３３３から ｌ０Ｈｚ迄のレンジで周波数が（内部的に）調整でき、そして使用者によって０ ．６６６　Ｈｚ　（４０ｐｐｍ　）、１．６６６　Ｈｚ　（１００ｐｐｍ）、５ 　Ｈｚ　（３００ｐｐｍ）の周波数の中から選択できるようにしてもよく、その ような選択は最良の使用条件に合わせて変更できるものである。

低周波パルスの持続時間は臨床上の要求に合わせて調節できる。

強度はＯから１００％迄連続的に調節できる。

低周波を並列した高周波：前記の連続高周波シグナルと、低周波シグナルとから 成り、この場合、強度と独立の調節器が付いていて、ここでは低周波シグナルが 高周波シグナルに並列され、そうして、シグナルは位相と周波数に於いて同期し ていなければならない。この並列は高周波変調によって達成され、ここでは、繰 り返し及び調整可能な周期性に於いて、高周波アルターナンスは高い強度を有す る。

連続高周波、低周波及び変調された高周波の併用：これ自身の名称の特質によれ ば、これは、刺激の組合せであり、そこでは変調された高周波が低周波と並列さ れ、そのため、高周波と低周波の並列のみが同期した形で形成され、変調シグナ ルと低周波シグナルとは、たとえ同じ周波数であっても、刺激を引き起こさない 。

本発明が基本回路の使用を懲悪する筋肉刺激シリーズの装置は、歯科用のもので ある。この装置は、他のものと同様に、複数のモデルが市販されるであろう。こ れはｒ標準１又は「特上（ＬＵＸＥ）Ｊであり、こらのモデルはその仕上げと、 タイムプログラマ−１電流計、自動停止等の補助電気回路とが異なる。更に本発 明は、高低周波数の結合原理が応用された如何なる装置も包含する。

全ての装置は、電気エネルギの商用供給網に接続される電源を有するが、それは 蓄電池又は乾電池を使用するよう構成してもよい。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．下記の構成要素から成る、医科又は歯科の分野で使用される電気刺激装置。 ａ　三角波シグナル発振器（１） ｂ　演算増幅器（２） ｃ　変調制御器（３） ｄ　方形波シグナル発振器（１１） ｅ　第一のシグナルコンフォメータ回路（１０）ｆ　周波数デバイダ（６） ｇ　第二のシグナルコンフォメータ回路（９）ｈ　第三のシグナルコンフォメー タ回路（５）ｉ　低周波シグナル制御器（４） ｊ　二つの最終段増幅器（７、８） ２．三角波シグナル発振器（１）により発振された三角波シグナルが、０．６６ ６Ｈｚのオーダーで、高周波を振幅変調し、この発振器は、電圧により制御され る回路ＣＩ−１から成り、その三角波出力シグナルが演算増幅器（２）に送られ る請求項１に記載の電気刺激装置。 ３．演算増幅器（２）がインバータ型であり、回路ＣＩ−２から成り、可変抵抗 Ｒ１０を介して、変調制御器（３）のトランジスタＱ１のベース電圧を制御する 請求項１に記載の電気刺激装置。 ４．ｃ　変調制御器（３）が、ポテンショメータＰ１と、抵抗Ｒ１１と、トラン ジスタＱ２と、スイッチＳ２とから成る請求項１に記載の電気刺激装置。 ５　方形波シグナル発振器（１１）が、回路ＣＩ−３と、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３及 び容量Ｃ４とを包む時定数設定回路とから成る発振器である請求項１に記載の電 気刺激装置。 ６．第一、第二及び第三のシグナルコンフォメータ回路（１０、９、５）が、そ れぞれ、モノステーブル回路Ｃ１５−Ｃ、Ｃ１６−Ｅ及びＣ１６−Ｆ：Ｃ１５− Ｂ、Ｃ１６−Ｃ及びＣ１６−Ｄ：Ｃ１５−Ａ、Ｃ１６−Ａ及びＣ１６−Ｂを含む 請求項１に記載の電気刺激装置。 ７．シグナルコンフォメータ回路のモノステーブル回路が、ナンド型の論理回路 と、二つのシュミットトリが型のインバータ回路とにより構成され、方形波シグ ナルの後縁を検出する請求項１に記載の電気刺激装置。 ８．最終段増幅器（７、８）がトランジスタ化されており、かつ、ダーリントン 結合（Ｑ７、Ｑ８、Ｑ６及びＱ５）に於いてそれらは互いに出力変圧器の一次捲 線の一端に結合さている請求項１に記載の電気刺激装置。 ９．周波数デバイダ（６）が、バイナリ型のシンクロナスメータである回路Ｃ１ ４−Ａ及びＣ１４−Ｂから成る請求項１に記載の電気刺激装置。 １０．低周波シグナル制御器（４）が、トランジスタＱ３、Ｑ４と、ポテンショ メータＰ２とから成る請求項１に記載の電気刺激装置。 １１．トランジスタＱ２及びＱ４の逆電圧防止器として、ダイオードＤ１及びＤ ２を含む請求項４又は１０に記載の電気刺激装置。 １２．二つの独立した二次捲線を有し、平衡ポテンショメータＰ３に内部接続さ れた、昇圧型の出力変圧器を具備する請求項１に記載の電気刺激装置。 １３．医科又は歯科の用途に応じて、補助的電子回路のみでなく、その基本的構 成も変更された請求項Ｉに記載の電気刺激装置。