JPH0292368A

JPH0292368A - 低周波治療器

Info

Publication number: JPH0292368A
Application number: JP24516388A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhisa Yonekawa; 光久米川; Tadao Miyabayashi; 宮林　忠男; Masaru Kamei; 勝亀井
Original assignee: Tokyo Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 1988-09-29
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1990-04-03
Anticipated expiration: 2009-08-03
Also published as: JPH0657263B2

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、小電源にもかかわらず所要の生体刺激を提供
できる小型低周波治療器に係り、とくに、刺激用パルス
電流の強さを制御する構造に関する。

（従来の技術）従来、電源電池と低周波の刺激用パルス電流を発生する
電子回路と人体への出力用電極とを一つの本体に設け、
電池電圧を昇圧して高電圧をコンデンサに蓄積しておい
て刺激用パルスとして出力することにより所要の生体刺
激を得る小型低周波治療器の多くは、刺激用パルス電流
の強さおよび速さすなわち周波数の調節ができない構造
となっており、単一の刺激しか得ることができなかった
。しかし、このように強さなどの調節ができないのでは
、適切な刺激を得ることができず、不便である。

また、従来、たとえば昇任トランスにより電池電圧を昇
圧して所要の生体刺激を得る低周波治療器が知られてい
るが、従来のこの種の低周波治原器においては、昇圧ト
ランスと出力用電極との間に可変抵抗器を接続した構造
を採っており、この可変抵抗器により人体に通電される
電流を直接制御して、刺激の強さを調節できるようにし
ていた　ところで、−殻内に可変抵抗器は、機械的な摺
動部を有するため、耐久性に限界があり、長期間使用す
るうちに、摩耗などのため摺動子の位置と抵抗値との関
係が変化してくる。そのため、低周波治療器においても
、使用が長期に渡るにつれて、前記活動子に連動したつ
まみの位置と刺激の強さとの関係がはじめに設定された
ものから変わって誤差を生じ、正確な１１ｔｌｌができ
なくなる。

（発明が解決しようとする課題）上述のように、刺激の強さを調節可能とした従来の低周
波治療器においては、可変抵抗器により出力用電極から
人体に通電される電流を直接制御する構造となっていた
ため、可変抵抗器における機械的摺動部の摩耗などによ
り、経時的に正確な制御が行なえなくなっていく問題が
あった。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、コンデンサの充放電により所要の生体刺激を得る低周
波治ｍ器において、刺激の強さの調節を可能とし、かつ
、使用が長期間に渡っても常に正確な刺激の強さの制御
を可能とすることを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、電池と、低周波の刺激用パルス電流を発生す
る電子回路と、この電子回路に接続された出力用電極と
を備えた低周波治療器において、上記目的を達成するた
めに、前記電子回路が、電池電圧を昇圧して昇圧パルス
を発生させ前記刺激用パルス電流の電源となるコンデン
サに高電圧を一時的に蓄積する高電圧発生・蓄積手段と
、電圧値を可変的に設定する電圧値設定手段と、この電
圧値設定手段により設定された設定電圧値と前記コンデ
ンサの充電電圧値とを比較する電圧比較手段と、この電
圧比較手段からの出力に応じて前記充電電圧値が前記設
定電圧値を越えたとき前記コンデンサへの昇圧パルスを
停止させるマイクロコンピュータなどからなる発揚制御
手段とを有するものである。

（作用）本発明の低周波治療器では、高電圧発生・蓄積手段が電
池電圧を昇圧して昇圧パルスを発生させ］ンデン丈に高
電圧を一時的に蓄積し、この高電圧が出力用電極を介し
て人体に間欠的に出力されて、この人体に低周波の刺激
用パルス電流が流れ、治療が行なわれる。その際、電圧
比較１段が電圧値設定手段により設定された可変的な設
定電圧値とコンデンサの充電電圧値を比較し、電圧比較
手段からの出力に応じて発揚制御手段が前記設定電圧値
を前記充電電圧値が越えたときコンデンサへの昇圧パル
スを停止させる。したがって、前配設定電圧値を変化さ
せることにより、コンデンサの最終的な充電電圧値が変
化して、人体への出力電圧が変化し、刺激の強さが調節
される。

（実施例）以下、本発明の低周波治療器の一実施例の構成を図面に
基づいて説明する。

第４図および第５図において、１１は治療器本体で、こ
の治療器本体１１は、少なくとも外殻が絶縁体からなっ
ており、偏平な匣状になっている。

そして、図示していないが、前記治療器本体１１には、
小形電源である小形の電池と、低周波の刺激用パルス電
流を発生する電子回路とが内蔵されている。また、前記
治療器本体１１の底面部には、第５図に示すように、正
負一対の出力用電極１２ａ。

１２ｂが設けられている。さらに、前記治療器本体１１
の天面部には、第４図に示すように、刺激用パルス電流
の速さすなわち周波数および強さたとえば振幅を調節す
るための操作スイッチであるタクトスイッヂ１３の開閉
ボタンと、電源スィッチ１４の開閉つまみと、表示器と
しての発光ダイオード（図示せず）とが設けられている
。

つぎに、前記電子回路の構成を第２図に基づいて説明す
る。

中心となる制御部（ＣＰＵ）は、４ビツトのワンチップ
マイクロコンピュータ２またとえばＮＥＣ￥ＪμＰＤ７
５５４からなっている。このマイク口］ンビュータ２１
は、ＲＡＭ、ＲＯＭ１ＰＣ１ＡＬＬＪ、ＳＰなどを内蔵
しているとともに、多数の入・出力ボートを有している
。そして、この入力ボートに前記タクトスイッチ１３が
スイッチ入力として接続されている。

発振手段２２は、本実施例においては、マイクロコンピ
ュータ２１中の発生プログラムの機能となっている。し
かし、マイクロコンビ１−夕２１とは別に７１撮手段を
設け、その発振のオン・オフをマイクロコンピュータ２
１が行なうようにしてもよい。

そして、前記発振手段２２には、この発振手段２２の発
振を利用して電池電圧を昇圧パルスの形で胃圧し高電圧
を発生させるとともに一時的に蓄積する高電圧発生・蓄
積手段２３が接続されている。また、前記マイクロコン
ピュータ２１の出力ボートと高電圧発生・蓄積手段２３
とが、この高電圧発生・蓄積手段２３の放電をｔＩＩＩ
ＩＩＩする出力手段２４に接続されており、この出力手
段２４が舶記出力用電極１２ａ。

１２ｂからなる導子出力部２５に接続されている。

また、前記マイクロコンピュータ２１の出力ボートには
電圧値設定手段２６が接続されている。そして、この電
圧値設定手段２６と前記高電圧発生・蓄積手段２３およ
び出力手段２４の接続点とが、この接続点の電圧値と前
記電圧値設定手段２６により可変的に設定された設定電
圧値とを比較する電圧比較手段２７に接続されている。

さらに、この電圧比較手段２７は、前記接続点の電圧値
が前記設定電圧値を越えたとき前記発振手段２２をオフ
する発振制御手段の機能を備えた前記マイクロコンピュ
ータ２１の入力ボートに接続されている。

さらに、前記導子出力部２５は、その出クツ用電極１２
ａ　、　１２ｂが人体に装着されているか否かを検出す
る人体検出手段２８に接続されている。そして、この人
体検出手段２８は、その出力信号に応じて前記出力用電
極１２ａ　、　１２ｂが人体に装着されていないとき前
記タクトスイッチ１３の動作を周波数の調節とし人体に
装着されているとき強さの調節とする切換手段の機能を
有する前記マイクロコンピュータ２１の入力ボートに接
続されている。

つぎに、前記電子回路の具体的構成を第１図に基づいて
説明する。

Ｖｏの起電力を有する電池３１に電源スィッチ１４が接
続されている。この電源スィッチ１４は、前記電池３１
の正極と前記電子回路とを接続ないし遮断するものであ
る。

そして、前記電池３１の両極間に接続される電解コンデ
ンサ３２の正極がマイクロコンピュータ２１の電源用の
ボート［株］に接続されており、このマイクロコンピュ
ータ２１のボート［株］が電池３１の負極に接続されて
いる。また、前記電池３１の両極間に直列に接続される
電解コンデンサ３３および抵抗３４の接続点がマイクロ
コンピュータ２１のリセット信号入力用ボート０に接続
されている。すなわち、このボート０は普段ＬＯＷにな
っているが、ｒＲ源投入時前記接続点の電圧値が立上が
ることによりボート０が一時的に）−Ｉ　Ｔ　Ｇ　Ｈに
なって、リセットが行なわれるようになっている。さら
に、前記マイクロコンピュータ２１のボー８００間には
、このマイクロコンピュータ２１に内蔵された発振子の
発振周波数調節用の抵抗３５が接続されている。

また、前記電池３１の正極は常開型の前記タクトスイッ
チ１３を介してマイクロコンビ１−夕２１の入力ボート
■■に接続され、これらスイッチ１３およびボート■■
の接続点と電池３１の負極との間には抵抗３６およびコ
ンデンサ３７が接続されている。

また、前記型ｉ？！！３１の正極とＮＰＮ！ｌＩｎＰＮ
Ｐ型トランジスタ４１の間にチョークコイル４２が接続
され、前記トランジスタ４１は、エミッタが電池３１の
負極に接続されているとともに、ベースが抵抗４３を介
して前記マイクロコンピュータ２１の出力ボート■に接
続されている。そして、前記トランジスタ４１のコレク
タと電池３１の負極との間にダイオード４４とコンデン
サ４５とが直列に接続されている。また、これらダイオ
ード４４およびコンデンサ４５の接続点に抵抗４６を介
してＰＮＰ型トランジスタ４７のエミッタが接続されて
おり、このトランジスタ４７のコレクタが一方の出力用
電極１２ａに接続されている。前記ＰＮＰ型トランジス
タ４７のベースは抵抗４８を介してＮＰＮ型トランジス
タ４９のコレクタに接続されており、このトランジスタ
４９は、エミッタが電池３１の負極に接続されていると
ともに、ベースが抵抗５０を介してマイクロコンピュー
タ２１の出力ボート■に接続されている。ざらに、他方
の出力用電極１２ｂと電池３１の負極との間にはコンデ
ンサ５１、ダイオード５２および抵抗５３が並列に接続
されている。

また、前記ダイオード４４とコンデンサー４５との接続
点に抵抗５６が接続されており、この抵抗５６にそれぞ
れ抵抗５７．５８．５９を介してＮＰＮ型トランジスタ
６０．６１．６２のコレクタが接続されている。

そして、これらトランジスタ６０．６１．６２は、それ
ぞれ、エミッタが前記電池３１の負極に接続されている
とともに、ベースが抵抗６３．６４．６５を介して前記
マイクロコンピュータ２１の出力ボートＯｏＯに接続さ
れている。また、前記抵抗５６と抵抗５７゜５８、５９
との接続点がツェナダイオード６６を介してスイッチン
グ素子であるＮＰＮ型トランジスタ６７のベースに接続
され、このトランジスタ６７のエミッタは電池３１の負
極に接続されている。そして、前記トランジスタ６７の
コレクタが、抵抗６８を介して電池３１の正極に接続さ
れるとともに、マイクロコンピュータ２１の入力ボート
■に接続されている。

また、前記他方の出力用電極１２ｂが抵抗７１を介して
ＮＰＮ型トランジスタ７２のベースに接続されており、
このトランジスタ７２のエミッタが前記電池３１の負極
に接続されている。そして、前記１〜ランジスタフ２の
コレクタが、抵抗７３を介して電池３１の正極に接続さ
れるとともに、マイクロコンピュータ２１の入力ボート
■に接続されている。

さらに、前記電池３１の正極とマイクロコンピュータ２
１の出力ボート■との間に、抵抗１６と発光ダイオード
７７とが直列に接続されている。前記マイクロ」ンビュ
ータ２１は、前記人体検出手段２８からの出力信号に応
じて出力用電極１２ａ　、　１２ｂが人体に装着されて
いないとき前記発光ダイオード７７を刺激用パルス電流
の周波数と同じ周波数で点滅させ人体に装着されている
とき消灯させる表示制御手段の機能を備えている。

なお、第２図のブロック図との対応関係は、第１図に鎖
線で示しである。

つぎに、上記実施例の作用について説明する。

まず、使用方法について説明する。電源スィッチ１４を
操作してオンにした後、治療器本体１１を人体に装着す
る前に、タクトスイッチ１３を押圧操作して刺激用パル
ス電流の速さすなわち周波数を調節する。その際、この
周波数と同じ周波数で発光ダイオード７７が点滅するの
で、この点滅を参照して調節を行なう。つぎに、出力用
電極１２ａ。

１２ｂを肌に接触させて、治療各本体月を人体のつぼな
どの所望の位置に装着する。ここで、タクトスイッチ１
３を操作して刺激用パルス電流の強さを調節する。ここ
では、実際のり１激感に応じて調節を行なう。そして、
出力用電極１２ａ　、　１２ｂを介して人体にパルス電
流が通電され刺激が与えられることにより、肩こり、筋
肉痛などの治療が行なわれる。治療後には、治療器本体
１１を人体から外して、電源スィッチ１４をオフにする
。

つぎに、作用の詳細を第３図のフローチャートをも参照
して説明する。

電源スィッチ１４をオンにすると、マイクロコンビ１−
夕２１のボート■にリセット信号が入力され、このマイ
クロコンピュータ２１のリセットが行なわれる。マイク
ロコンピュータ２１のソフトウェア上の処理として、リ
セット後、初期設定が行なわれ、八−〇とされる（ステ
ップ■）。ここで、Ａはタクトスイッチ１３からの入力
の有無を示し、スイッチ入力があったときＡ＝１となり
、ない場合Ａ＝０となる。その後、スイッチ入力持期状
態（ステップ◎）となるが、タクトスイッチ１３が抑圧
操作され、ボート■に入力があると、出力用電極１２ａ
に低い電圧がかけられる（ステップ◎）。

この電圧は、出力用電極１２ａ　、　１２ｂが人体に装
着されていたとしても、人体に感じない位の比較的低い
ものである。なお、この弱い出力を出すための処理は、
後述の治療時のものと同様である。

そして、前記弱い出力を出している間に、マイクロコン
ピュータ２１は入力ボート■の状態を判断し、この状態
により出力用電極１２ａ　、　１２ｂが人体に装着され
ているか否かを判断する（ステップＯ）。出力用１極１
２ａ　、　１２ｂが人体に￥ｉ着されていな【ノれば、
画電極１２ａ　、　１２ｂは非導通状態であるから、ト
ランジスタ７２はオフで、入力ボート■の状態はＨＩＧ
Ｈである（Ｐ３＝Ｏ）。Ｐ３−０であれば、周波数の設
定が変えられる（ステップ◎）。こうして、人体に装着
していない間にタクトスイッチ１３を押す毎に、周波数
の設定は、たとえば３１ｌｚ−＋　７１１ｚ−＋　１０
１１１！−）　３１１ｚの順に循回的に変化する。この
とき、設定された周波数と同じ周波数で出力ボート■か
ら出力があり、発光ダイオード７７が点滅する。

一方、出力用電極１２ａ　、　１２ｂが人体にｉ着され
ていれば、両Ｎ極１２ａ　、　１２ｂは人体を介して導
通状態となり、トランジスタ７２のベースの電圧が上が
り、このトランジスタ７２がオンになるから、入力ボー
ト■の状態はＬＯＷになる（Ｐ３４０）。

Ｐ２Ｎ２であれば、ボートのが常時ＨＩＧＨになって、
発光ダイオード７７が消灯するとともに、刺激用パルス
電流の強さすなわち人体への出４カ電圧値の設定が変え
られる（ステップ■）。この出力電圧値の設定は、出力
ボート■◎■のＬＯＷ、１−１１１−（Ｇの組合わせに
よってなされ、抵抗５７．５８゜５９の抵抗値を適当に
設定すれば、２３＝８通りの電圧値の設定が可能である
。

その後、前記タイマーがオンになる（ステップ■）。こ
のタイマーは、オン後設定された周波数の逆数すなわち
周期たとえば１００〜３００＋ｎ５ｅｃたって割込を入
れるものである。そして、タイマーがオンになると同時
に、マイクロコンピュータ２１内の発振手段２２により
出力ボート■から約１０ｋＨｚ程度の矩形波の発振信号
が出力される（ステップ０）。この発振信号によりトラ
ンジスタ４１がオン・オフするが、コイル４２によりト
ランジスタ４１のオフ直後にこのトランジスタ４１の］
レクタ側に逆起電力で高電圧が発生する。こうして、低
い電池電圧Ｖｏが昇圧されて昇圧パルスとして高電圧が
発生するが、発生された高電圧がコンデンサ４５に徐々
に蓄積されていく。

そして、このコンデンサ４５の充電電圧値と３ツノ出力
、１？−１＠ｏ（７）ＨＩ　ＧＨ１ＬＯＷ１７）［１合
わせにより設定されている設定電圧値との比較が行なわ
れる（ステップ■）。すなわち、出力ボートｏＯ■の組
合わせによりトランジスタ６０．６１゜６２のオン・オ
フの組合わせが決まり、抵抗５６と抵抗５７．５８．５
９との分圧比が決まって、この分圧比により充電電圧が
分圧されるが、分圧点である抵抗５６と抵抗５７．５８
．５９との接続点ａの電圧がツェナダイオード６６のツ
ェナ電圧より低い間は、トランジスタ６７はオフであり
、入力ボート■はＨＩＧＨなので、マイクロコンピユー
タ２１は設定電圧値以下と判断する。この場合、タクト
スイッチ１３が操作されたか否かの判定が行なわれ（ス
テップＯ）、スイッチ入力があればＡ＝１とした（ステ
ップ０）後、ステップ０に戻り、さらにコンデンサ４５
への充電が行なわれる。

一方、このコンデンサ４５への充電が進み、ａ点の電圧
がツェナ電圧より高くなると、ツェナダイオード６６が
導通し、トランジスタ６７がオンになり、入力ボート■
がＬＯＷになるので、マイクロコンピユータ２１は設定
電圧値以上と判断する。この場合、ボート■からの発振
信号の出力はもはやなされず、コンデンサ４５への昇圧
パルスが停止し、それ以上コンデンサ４５への電荷の蓄
積は進まず、スイッチ入力持期状態（ステップの）とな
る。ここで、スイッチ入力があれば、Ａ＝１とする（ス
テップＯ）。

こうして、ボート０００のＨＩＧＨ，ＬＯＷ組合わせに
対応して、コンデンサ４５にＳ電圧が蓄えられる。

そして、タイマーがオンした後刺激用パルスＮ流の１周
期分の時間が経過したところで、タイマー割込が入り、
それまでＬＯＷだった出力ボート■がＨＩＧＨになる（
ステップ◎）。そうすると、トランジスタ４９がオンに
なるとともに、トランジスタ４７がオンになり、コンデ
ンサ４５に蓄積された電荷は、出力用電極１２ａ　、　
１２ｂに接続された抵′抗としての人体にエネルギーを
放出する。このとぎ、人体に刺激として感じる。なお、
出力ボート■がＨＩＧＨになる時間すなわち刺激用パル
スのパルス幅は約０．１ｍ５ｅｃである。その際、コン
デンサ４５の充電電圧によって、刺激の強弱が変わるこ
とになる。なお、コンデンサ４５の充電電圧値が、ボー
ｔ［０＠１（７）ＨＩＧＨ，ＬＯＷ＋７）Ｉｌわｔ！に
にって定まる所定電圧値に達しない場合であっても、刺
激用パルス電流の周期を決めるタイマーの割込が入れば
、出力ボート■はＨＩＧＨになる。

また、人体に刺激用パルス電流が出力されているとき、
入力ボート■の状態により出力用電極１２ａ　、　１２
ｂが人体に装着されているか否かが判断される（ステッ
プ◎）。そして、人体に装着されている場合、これまで
の１周期分の時間内にスイッチ入力があったか否かが判
断され（ステップ◎入Ａ＝Ｏならばそのままステップ■
に戻り、Ａ４０ならばＡ＝Ｏとして（ステップ◎）、ス
テップ■に戻り、出力電圧値の設定が変えられる。一方
、人体に装着されていないならば、すなわち、治療器本
体１１が人体から外されていたならば、マイクロコンピ
ュータ２１は５ＴＯＰモードになる（ステップ［Ｆ］）
。

なお、フローチャートには図示していないが、前記タイ
マーとは別のタイマーにより、たとえば電源投入後３０
分して割込が入り、治療器本体１１が人体に装着されて
いても、強制的に５ＴＯＰモードになる。この状態でタ
クトスイッチ１３を押すと、入力ボート■がＨＩＧＨに
なることにより、５ＴＯＰモードから復帰する。

上記構成によれば、電圧値設定手段２６と電圧比較手段
２７とマイクロコンピュータ２１とにより、刺激用パル
ス電流の電源となるコンデンサ４５に蓄積される電圧を
変化させることができるので、人体への刺激の強さを調
節することができる。そして、人体への出力を与えるコ
ンデンサ４５の充電電圧を直接的に検出し、その検出結
果に基づいてコンデンサ４５への充電をυ１Ｉｌｌする
ので、誤差のない正確な制御が可能となり、常に所定の
強さの刺激を得ることができる。しかも、電圧値設定手
段２６においては、可変抵抗器ではなく、固定抵抗５６
と固定抵抗５７．５８．５９との接続関係をトランジス
タ６Ｇ、　６１．．６２とマイクロコンピュータ２１と
により切換えて、可変的な設定電圧値が定められるので
、可変抵抗器を用いた場合のように、贋動部の摩耗によ
り使用が長期に渡ると正確なυ１ＩＩｌが行なえなくな
るようなことがなく、耐久性が高く、いつまでも正確な
刺激の強さの制御が可能である。

また、可変抵抗器を用いた場合には、刺激の強さを調節
するための操作が摺動操作になり、操作性に問題がある
が、上記実施例の構成では、タクトスイッチ１３により
刺激の強さの調節を行なえ、操作がｎ単である。

（発明の効果〕本発明によれば、昇圧パルスにより充電され刺激用パル
ス電流の電源となるコンデンサの充電電圧値と電圧値設
定手段により可変的に設定された電圧値とを電圧比較手
段により比較し、前記充電電圧値が設定電圧値を越えた
とき発振制御手段によりコンデンサへの昇圧パルスを停
止させるので、刺激の強さを調節できるとと６に、充電
ｖｇ几を検出しつつｌＩＩ　ｔｉｌｌすることにより、
誤差のない正確な制御が可能であり、使用が長期間に渡
っても常に正確な刺激の強さの調節が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の低周波治ｍ器の一実施例を示す回路図
、第２図は同上ブロック図、第３図は同上フローチャー
ト、第４図は同上治療器本体の斜視図、第５図は同上治
療器本体の底面図である。１２ａ　、　１２ｂ　・・出力用電極、２１・・発振制
御手段としての機能を備えたマイクロコンピュータ、２
３・・′ｔ４電圧発生・蓄積手段、２６・・電圧値設定
手段、２７・・電圧比較手段、３１・・電池。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電池と、低周波の刺激用パルス電流を発生する電
子回路と、この電子回路に接続された出力用電極とを備
え、前記電子回路は、電池電圧を昇圧して昇圧パルスを発生
させ前記刺激用パルス電流の電源となるコンデンサに高
電圧を一時的に蓄積する高電圧発生・蓄積手段と、電圧
値を可変的に設定する電圧値設定手段と、この電圧値設
定手段により設定された設定電圧値と前記コンデンサの
充電電圧値とを比較する電圧比較手段と、この電圧比較
手段からの出力に応じて前記充電電圧値が前記設定電圧
値を越えたとき前記コンデンサへの昇圧パルスを停止さ
せる発振制御手段とを有することを特徴とする低周波治
療器。