JPH0292369A

JPH0292369A - 低周波治療器

Info

Publication number: JPH0292369A
Application number: JP24516488A
Authority: JP
Inventors: 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

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、低周波の刺激用パルス電流を人体の治療点に
流して治療を行なう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、Ｔｉ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り用電掩とを一つの本体に設け
、電池１ｉ圧を昇圧して高電圧を］ンデンザに蓄積して
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、このように刺激の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、たとえば昇圧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療器においては、昇圧ト
ランスと出力用電極との問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。ところが、−膜内に可変抵抗器は、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、摩耗などのため劣化してくる。

（発明が解決しようとする課題）上述のように、Ｉ’ｌｌ？！Ｉｔ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制御する構造とな
っていたため、機械的な寿命がある問題があった。

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（！する
低周波治療器において、刺激の強さの調節を可能とし、
かつ、耐久性を高め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、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、前記刺激用パルス電流の電源となるコン
デンサと、このコンデンサに第１スイッチング素子を介
して直列に接続された放電抵抗と、これら第１スイツヂ
ング素子および放電抵抗の中間点と前記出力用電極との
間に接続された第２スイッチング素子と、前記第１スイ
ツヂング素子のスイッチングのタイミングに対して前記
第２スイッチング素子のスイッチングのタイミングを変
化させるマイクロコンピュータなどからなるスイッチン
グ制御手段とをｎ１るものである。

（作用）本発明の低周波治療器では、第１スイッチング素子のオ
フ時にコンデンサが充電され、第１スイッチング素子の
オン時にコンデンサから第１スイッチング素子および放
電抵抗を介して放電される。さらに、第１スイツヂング
素子に加えて第２スイッチング素子がオンすると、コン
デンサから両スイッチング素子および出力用電極を介し
て人体へも放電される。こうして、コンデンサの充放電
および両スイッチング素子のオン・オフが繰返されて、
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、第１スイッチング素子がオンした後、こ
の第１スイッチング素子と放電抵抗との中間点の電圧は
徐々に低下していくので、スイッチング制御手段の制御
によって、第１スイッチング素子がオンしてから第２ス
イッチング素子がオンするまでの時間が変化することに
より、出力用電極から出力される電圧が変化し、刺激の
強さが変化する。

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

第５図および第６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６図に示すように、正
負一対の出力用電極１２ａ。

１２ｂが設けられているが、これら出力用電極１２ａ。

１２ｂには必要に応じてｌｌｆ性のある粘着性含水ゲル
がそれぞれ貼着される。さらに、前記治療藁本体１１の
天面部には、第５図に示すように、刺激用パルス′７４
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チ１３の開
閉ボタンと、電源スイッチ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（ＣＰｔＪ）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！ＩＩμＰ
Ｄ７５５４からなっている。このマイクロコンピュータ
２１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＣ。

ＡＬＵ、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、この人カボートに前
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、マイクロコンピュータ２１とは別に発振手段を設
け、その発振のオン・オフをマイクロコンピュータ２１
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昇圧し高電圧
を発生させるとともに一時的に蓄！ｉ！ｉ″ｔｊ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ＩＸＭ圧発生・蓄積手段２３の放
電をυ＋ａする出力手段２４に接続されており、この出
力手段２４が前記出力用電極１２ａ。

１２ｂからなる導子出力部２５に接続されている。

さらに、前記導子出力部２５は、その出力用電極１２ａ
　、　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２６に接続されている。そして、この人体
検出手段２６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、前記電子回路の置体的構成を第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■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、電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■が一時的にＨＩＧＨ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、ｉｙｒ記
マイクロコンピュータ２１のボート００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ピュータ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、前記電池３１の正極とＮＰＮ型トランジスタ４１
のコレクタと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の負極との闇にダイオード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を介して第１
スイッチング素子としてのＰＮＰ型トランジスタ４７の
エミッタが接続されている。この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４
９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。

また、前記ＰＮＰ型トランジスタ４７のコレクタは、ｔ
Ｉｌｉ！抵抗５１を介して電池３１の負極に接続されて
いるとともに、第２スイッチング素子としてのＰＮＰ型
トランジスタ５２のエミッタに接続されている。このト
ランジスタ５２は、コレクタが一方の前記出力用電極１
２ａに接続されているとともに、ベースが抵抗５３を介
してＮＰＮ型トランジスタ５４のコレクタに接続されて
いる。このトランジスタ５４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５５を介
して、前記トランジスタ４７のスイッチングのタイミン
グに対してトランジスタ５２のスイッチングのタイミン
グを変化させるスイツヂング制御手段の機能を備えた前
記マイクロコンピュータ２１の出力ボート０にＩＣ続さ
れている。

さらに、他方の出力用電極１２ｂと電池３１の負極との
間には」ンデン＋１６１、ダイオード６２および抵抗６
３が並列に接続されている。また、前記他方の出力用ｆ
ｆｉ極＋２ｂが抵抗６４を介してＮＰＮ型トランジスタ
６５のベースに接続されており、この１−ランジスタロ
５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、前記トランジスタ６５の］レクタが、抵抗６６
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７１と発光ダイオード
７２とが直列に接続されている。前記マイクロコンピュ
ータ２１は、前記人体検出手段２６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
いないとき油泥発光ダイオード７２を刺激用パルス電流
の周波数と同じ周波数で点滅さけ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、上記実膿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￥Ｒ１
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７２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、治療器本体１１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
１３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、実際の刺激感に応じて調節を行なう。そして、
出力用電極１２ａ　、　ｔ２ｂ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、マイクロコンピュー
タ２１のボート０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
セット侵、初１！ＩＩ設定が行なわれ、Ａ＝Ｏ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＝Ｏとなる。その後、スイッチ人力
時期状態（ステップ０）となるが、タクトスイッチ１３
が押圧操作され、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
により出力用型１４１２ａ　、　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）。出力用電極
１２ａ　、　１２ｂが人体に装着されていなければ、両
型１ｊ１２ａ　、　１２ｂは非導通状態であるから、ト
ランジスタ６５はオフで、入力ボート■の状態はＨＩ　
Ｇ　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３ｔｌｚ→７１１Ｚ→１０ｔｌ
ｚ→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７２が点滅する。

一方、出力用電極１２ａ　、　１２ｂが人体に装着され
ていれば、画電極１２ａ　、　１２ｂは人体を介して導
通状態となり、トランジスタ６５のベースの電圧が上が
り、このトランジスタ６５がオンになるから、入力ボー
ト■の状態はＬＯＷになる（Ｐ２Ｎ２）。

Ｐ３　”；Ｏであれば、ボートのが常時ＨＩＧＨになつ
で、発光ダイオード７２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力電圧値の設定が変
えられる（ステップの）。この出力電圧値の設定は、出
力ボート■がＬＯＷから）（ＩＨＧになった後出力ボー
トＯがＬＯＷからＨＩＧＨになる時間ｔの設定としてな
され、タクトスイッチ１３の操作に対応して、ｔの値は
、ある値から段階的にまたはほぼ連続的に０まで減少し
、０まで減少して前記ある値に戻る。

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１００〜３００ｆｆｉｓ（４Ｃ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１０ｋｌｌｚ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４
１のコ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ＶＤ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Ｂ電圧がコンデンサ４５
に徐々に蓄積されていく。

なお、！この間、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■）、スイッチ入力があ
ればＡ＝１とする（ステップＯ）。

そして、タイマーがオンした後刺激用パルス電流の１周
ｍ分の時間が経過したところで、タイマー割込が入り、
第４図■に示すように、それまでＬＯＷだった出力ボー
ト■がＨＩＧＨになる。

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、抵抗４６、トランジスタ４１および放電
抵抗５１を介して放電され、この放電抵抗５１により消
費される。したがって、１−ランジスタ４７と放電抵抗
５１との中間点Ｃの電圧は、第４図Ｃに示すように、ボ
ート■がＨＩＧＨになっている量体々に低下していく。

さらに、ボート■がＬＯＷからＨＩＧＨになってよりｔ
の時間遅れをもって、第４図０に示すように、ボート０
がＬＯＷからＨＩＨＧになる。

ボート０がＨＩＧＨになると、トランジスタ５４゜５２
がオンし、コンデンサ４５から抵抗４６、トランジスタ
４７．５２および出力用電極１２ａ　、　１２ｂを介し
て、外部負荷としての人体にも放電され、この人体に第
４図１２ａに示すような刺激用パルスが出力される（ス
テップ■）。なお、出力ボート０からパルスが出力され
る時間すなわち刺激用パルスのパルス幅は約０．１ｍ５
ｅｃである。

その際、ボート■のオン後Ｃ点の電圧は徐々に低下して
いくので、ボート■のオンからボート■のオンまでの時
間ｔによって、人体への出力電圧は変化する。第４図（
１）に示すように、ｔ＝０であれば出力電圧は最大でＶ
ｌになり、第４図（１１）に示すように、ｔキＯであれ
ば出力電圧はより小さい■２になる（Ｖｌ　＞Ｖ２　）
。ｔが小さくなるほど、出力電圧は大きくなる。こうし
て、タクトスイッチ１３の操作に基づいてマイクロコン
ピュータ２１のソフトウェア上で設定されたｔの値すな
わち出力ボート■０のオンのタイミングのずれに応じて
、刺激の強弱が変わることになる。

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
プの）。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＠）Ａ＝０ならばそのままステップ■
に戻り、ＡキＯならば△−０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◎）。

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ｍ１ｌｌ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ＨＩＧ
Ｈになることにより、５ＴＯＰモードから復帰する。

一ト記構成によれば、コンデンサ４５の充放電により所
要の生体１１激を得る低周波治療器にあって、刺激の速
さと強さとを調節することができる。そして、す１激の
強さの制御においては、コンデンサ４５および放雷抵抗
５１の中間点と出力用電極１２ａとの間のトランジスタ
５２のスイッチングのタイミングをずらすことにより、
人体への出力電圧を変化させ、かつ、スイッチングのタ
イミングは、タクトスイッチ１３からの入力に応じてマ
イクロコンピュータ２１により制御するので、可変抵抗
器を用いて出力電圧を変化させる場合のように、礪械的
な摺動部の劣化などがもとより生じることはなく、耐久
性が高く、寿命が長くなるとともに、使用が長期に渡っ
ても正確な制御が可能である。また、コンデンサ４５の
充電電圧を検出してこの充１ｍ圧自体を制御する場合と
は異なり、充電電圧をフィードバックさせる必要がなく
、電子回路を単純化できる。そして、出力電圧を変化さ
せるためのスイッチングのタイミングのずれ時間ｔは、
製造上、電子回路には変更を加えることなく、マイクロ
コンピュータ２１におけるソフトウェア上で自在に設定
、変更することができる。そして、ｔを変えることで、
出力電圧すなわらり１激の強さのどんな１設定も可能で
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、コンデンサに第１スイッチング素子を
介して放電抵抗を接続し、第１スイッチング素子および
放電抵抗の中間点と出力用電極との間に第２スイッチン
グ素子を接続し、両スイッチング素子のスイッチングの
タイミングをスイッチング制御手段により変化させるの
で、コンデンサを電源とする刺激用パルス電流の強さを
調節することができ、また、刺激の強さを調節するため
に機械的摺動部のある可変抵抗器が不要なので、耐久性
が向上して、寿命が長くなり、さらに、たとえばスイッ
チング制御手段がマイクロコンピュータである場合など
には、製造上、スイッチングのタイミングの設定したが
って刺激の強さの設定を容易に自在に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の低周波治療器の一実施例を小す回路図
、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図は同上放電出力波形とスイッチングのタイミ
ングの説明図、第５図は同上治療器本体の斜視図、第６
図は同上治療器本体の底面図である。１２ａ　、　１２ｂ　・・出力用電極、２１・・スイッ
チング制御手段としての機能を備えたマイクロコンビ１
−夕、４５・・コンデンサ、４７・・第１スイッチング
素子としてのトランジスタ、５１・・放電抵抗、５２・
・第２スイッチング素子としてのトランジスタ。冴しトに

Claims

【特許請求の範囲】

（１）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、前記刺激用パルス電流の電源となるコ
ンデンサと、このコンデンサに第１スイッチング素子を
介して直列に接続された放電抵抗と、これら第１スイッ
チング素子および放電抵抗の中間点と前記出力用電極と
の間に接続された第２スイッチング素子と、前記第１ス
イッチング素子のスイッチングのタイミングに対して前
記第２スイッチング素子のスイッチングのタイミングを
変化させるスイッチング制御手段とを有することを特徴
とする低周波治療器。