JPS5830062B2 - 低周波治療器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低周波治療器に関し、更に詳細には、複数の
針電極を生体に刺入し、あるいは導電性電極を皮膚に貼
付して生体の複数部位に低頻度のパルス通電を行うこと
により疾病の治療等に供する低周波治療器に関する。

低周波治療器は、一般に低周波数（約２ｐｐｓ乃至５０
ｐｐｓ）のパルスを生体に通電し神経や筋の痛みや麻痺
の治療を行うものである。

従来のこの種の機器は一般に第１図の如く構成されてい
る。

パルス発生器（ＰＧ）によって発生されたパルスはトラ
ンスＴの二次側で複数の出力（４出力として例示する）
に分岐される。

各出力Ｄ１〜Ｄ４には２個の電極が可変抵抗器ＶＲ１〜
ＶＲ４を介して夫夫接続され、生体の複数部位に同期し
て電気的刺激を与える。

このように構成される従来の低周波治療器においては、
各出力電流が他の出力電流と相互に影響し合う欠点を有
する。

その影響は、主に各出力Ｄ１〜Ｄ４に接続される生体が
電気的良導体であることに起因する負荷変動によるもの
であるが、電流量が特に多い電極部位を発生させ、生体
に対し必要以上の刺激を与える可能性を生じさせる。

この影響を除去するため各出力の可変抵抗ＶＲ１〜ＶＲ
４を調節するにしても、相互に影響し合うことからその
操作は複雑で煩瑣となり、治療器という機器の性質上好
ましくない。

また、生体の体液が電解質を含むことから、電極間に電
流を流したとき電気分解を起し電極が腐食することがあ
る。

この場合電極として生体に刺入する針電極を使用する場
合には針が途中で折れる危険性がある。

この腐食は、生体に加えるパルスとして正及び負のパル
スから形成される交流とし、その正及び負の電流量を等
しくするとき非常に軽減されることが一般に知られてい
る。

しかし、従来の低周波治療器ではパルスに対する特性が
比較的良″くないとされるトランスを使用すること、電
流方向により特性が異なる場合にその調節手段である可
変抵抗器が共通であること、から正及び負の電流量を等
しくすることが比較的困難であった。

従って、本発明の目的は、生体の複数部位にパルス通電
を行なう際、出力電圧又は電流を夫々独立して調節可能
な低周波治療器を提供することである。

本発明の他の目的は、正パルス部と負パルス部の電流量
を等しく設定することが容易な低周波治療器を提供する
ことである。

本発明を以下実施例に従って詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す回路図である。

第２図において、ＰＧ及びＳはイネーブル信号人力ＥＮ
が正のとき夫々所定時間間隔（例えばＰＧは５００ｍ５
．Ｓは１ｍｓ程の周期である）で出力ＤＵＴにパルス信
号を供給するパルス発生器、ＦはＲＳフリップ、フロッ
プ、ＢＤはクロック入力ＣＰに加えられるパルスを計数
し、計数値に対応して順次出力Ｂ１乃至Ｂ９に正パルス
を出力するｌＯ進カウンタ（例えば２進カウンタとその
出力を］０進に変換する変換器から成し得る）である。

Ｒ１乃至Ｒ１７は抵抗、Ｑｌ乃至Ｑｌ６はトランジスタ
、ＶＲｌ乃至ＶＨ２は出力電圧を調節するための可変抵
抗、Ｅは生体へのパルス電流供給源である電池、Ｄｌ乃
至Ｂ４は出力端子である。

パルス発生器ＰＧの出力ＯＵＴはフリップ、フロップＦ
のセット人力Ｓに接続され、そのイネーブル信号人力Ｅ
ＮはＱ出力に接続される。

パルス発生器Ｓの出力ＯＵＴはカウンタＢＤの入力ＣＰ
に、そのイネーブル信号人力ＥＮはフリップ、フロップ
ＦのＱ出力ｌこ接続される。

フリップ、フロップＦのＱ出力は更にカウンタＢＤのリ
セット人力Ｒに接続される。

カウンタＢＤの出力のうち数値１乃至８に夫々対応する
Ｂ１乃至Ｂ８は出力制御に使用され、数値９に対応する
出力Ｂ９はフリップ、フロップＦのリセット入力Ｈに接
続される。

第２図に示す実施例の動作を第３図のタイムチャートを
使用してら下説明する。

第２図において、パルス発生器ＰＧの出力パルスはフリ
ップ、フロップＦをセットし、このフリップ、フロップ
Ｆの一方の出力ＱはカウンタＢＤのリセットを解除する
と共に、パルス発生器ＰＧの発振を禁示し、他方の出力
Ｑはパルス発生器Ｓ（例えば無安定マルチバイブレーク
から成る矩形波発振器Ｓ）を発振させる。

この矩形波発振器Ｓの出力はカウンタＢＤのクロックパ
ルス入力ＣＰに入り、カウンタＢＤは第３図に示すよう
ｌこ８１〜Ｂ８およびＢ９のパルス列出力を生じる。

このパルス列の各パルスの出力時間は互いに異なり、仮
に重複する時間があるとしてもカウンタＢＤ内の電子ス
イッチの作動時間内であり、無視できる程度の極めて短
かい時間である。

いま、カウンタＢＤの出力Ｂ１に正のレベルのパルス出
力があるとき、（計数値が１のとき）この出力は抵抗Ｒ
１およびＲ４を通してトランジスタＱ１およびＱ４をオ
ンにさせる。

従って、このとき、電池Ｅの陽極、抵抗Ｒ１７、トラン
ジスタＱＣ可変抵抗器ＶＲ１，トランジスタＱ４および
アースのループで電流が流れ、可変抵抗器■１の両端ｌ
こパルス電圧が生じる。

即ち、この組の出力端子Ｄ１の間には、可変抵抗器ＶＲ
１の摺動子の位置に応じて端子Ｄ１に正のパルス電圧が
現れる。

次にカウンタＢＤの出力Ｂ３に正のレベルのパルス出力
があるとき（計数値が３のとき）、この出力は抵抗Ｒ２
およびＲ３を通してトランジスタＱ２およびＱ３をオン
にさせる。

従ってこのとき、電池Ｅの陽極、抵抗Ｒ１７、トランジ
スタＱ３、可変抵抗器ＶＲＩ、 トランジスタＱ２お
よびアースのループで電流が流れ、可変抵抗器■Ｒ１の
両端にパルス電圧が生じる。

即ち、この組の出力端子Ｄ１の間には、可変抵抗器ＶＲ
１の摺動子の位置に応じて、端子Ｄ１に負のパルス電圧
が現れる。

従って出力端子Ｂ１間には正と負が全く同じと見なし得
る交流矩形波パルスを得ることができる。

以下同様にしてカウンタＢＤの出力Ｂ２およびＢ４に正
のパルスがあるとき（計数値が２と４のとき）は出力端
子Ｂ２間に、Ｂ５およびＢ７に正のパルスがあるとき（
計数値５と７のとき）は出力端子Ｂ３間に、Ｂ６および
Ｂ８に正のパルスがあるとき（計数値が６と８のとき）
は出力端子Ｂ４間に夫々対応する可変抵抗器の摺動子の
位置に応じて、それぞれ正と負が全く同じと見なし得る
交流正形波パルスを得ることができる。

次に、上記の如くして各組の出力端子に出力を生じた後
の時間例えば本実施例ではカウンタＢＤのＢ９出力に正
のパルスが生じると、このパルスによって先にセットさ
れていたフリップ、フロップＦをリセットさせる。

このフリップ、フロップＦがリセットされるとそのＱ出
力により先に動作していた矩形波発振器Ｓの発振を停止
させると共に、そのＱ出力によりカウンタＢＤをリセッ
トし、同時に先に禁止していたパルス発生器ＰＧの発振
禁止を解除させる。

ら下、再びパルス発生器ＰＧからパルスが発せられると
、上記と全く同じ動作が繰返され、各組の出力端子に交
流矩形波パルスを得ることができる。

従って、出力端子Ｄｌ乃至Ｄ４に接続された電極には夫
々相互に独立したパルス電圧が発生し、更に正パルスと
負パルスの絶対値が等しいものとなる。

また、カウンタＢＤの計数可能数を増加することにより
生体にパルス通電を行い得る数を容易に設定することが
可能であることは明らかである。

第４図に本発明の他の実施例を示す。

第４図において、Ｇは入力ＩＮに加えられる信号レベル
がアースから正に立上るとき単発パルスをＯＵＴに出力
する微分回路、ＨはＯＲゲート、ＢＣは２進カウンタで
あり、他は第２図と同様である。

前述の実施例との相違点は出力端子の組の数が多いとき
に、出力を制御するトランジスタスイッチ（第２図にお
いてはＱ１〜Ｑ１６）の数を少なくすることおよびカウ
ンタＢＤの出力数を少なくするようにした点にある。

第４図において、パルス発生器ＰＧの出力パルスはフリ
ップ、フロップＦをセットし、このフリップ、フロップ
Ｆの一方の出力ＱはカウンタＢＤのリセットを解除する
と共に、パルス発生器ＰＧの発振を禁止し、他方の出力
Ｑは矩形波発振器Ｓを発振させる。

この矩形波発振器Ｓの出力はカウンタＢＤのクロックパ
ルス入力ＣＰに入り、カウンタＢＤは第５図に示すよう
に計数値１乃至４に対応するＢ１乃至Ｂ４および計数値
５に対応するＢ５のパルス列出力を生じる。

いま、２進カウンタＢＣの出力のＱが正、Ｑがアースの
レベルにあるとすると抵抗Ｒ１０およびＲ１２を通して
トランジスタＱＩＯおよびＱ１２はオンであり、トラン
ジスタＱ９およびＱｌｌはオフである。

このときカウンタＢＤの出力Ｂ１に正のレベルのパルス
出力させると、この出力は抵抗Ｒ１およびＲ２を通して
トランジスタＱ１およびＱ２をオンにさせる。

従ってこのとき、電池Ｅの陽極、抵抗Ｒ１３、トランジ
スタＱＩＯ，Ｑｌ。

可変抵抗器ＶＲＩ、ｌ−ランジスタＱ２（エミッタから
コレクタ方向に電流が流れる）、トランジスタＱ１２お
よびアースのループで電流が流れ、可変抵抗器ＶＲＩの
両端にパルス電圧が生じる。

即ち、この組の出力端子Ｄ１の間には可変抵抗器ＶＲＩ
の摺動子の位置に応じて正のパルス電圧が現れる。

以下同様にして順次カウンタＢＤの出力Ｂ２に正のパル
スがあるときは対応するトランジスタＱ３およびＱ４が
オン、Ｂ３に正のパルスがあるときは対応するトランジ
スタＱ５およびＱ６がオン、Ｂ４に正のパルスがあると
きは対応するトランジスタＱ１およびＱ８がオンとなり
、各々対応する各組の出力端子に各可変抵抗器の摺動子
の位置に応じて出力端子Ｄ２．Ｄ３及びＢ４に正のパル
ス電圧が現れる。

次に上記の如くして各組の出力端子に出力を生じた後の
時間例えば本実施例ではカウンタＢＤのＢ５出力に正の
パルスが生じると、オアゲートＨを通してカウンタＢＤ
をリセットさせると共に２進カウンタＢＣを反転させる
。

これによってカウンタＢＤは再びＢ１から順次出力パル
スを生じると共に２進カウンタＢＣはＱが正、Ｑがアー
スのレベルとなるのでトランジスタＱ９およびＱｌｌが
オン、トランジスタＱ１０およびＱ１２がオフとなる。

このときカウンタＢＤの出力Ｂ１に正のレベルのパルス
出力があると、前記と同様にトランジスタＱ１およびＱ
２をオンにさせる。

従ってこのとき、電池Ｅの陽極、抵抗Ｒ１３、トランジ
スタＱ１１．Ｑ２、可変抵抗器ＶＲＩ、ｌ−ランジスタ
ＱＬ Ｑ９およびアースのループで電流が流れ、可変抵
抗器ＶＲ１の両端にパルス電圧が生じる。

即ちこの組の出力端子Ｂ１間には可変抵抗器ＶＲＩの摺
動子の位置に応じて負のパルス電圧が現れる。

ら下回様にして他の組の出力端子にも順次各可変抵抗器
の摺動子の位置に応じて、端子Ｄ２゜Ｂ３及びＢ４に負
のパルス電圧が現れる。

次にカウンタＢＤのＢ５に正のパルスが生じるとカウン
タＢＤをリセットし、２進カウンタＢＣを反転させるの
は前記の通りであるが、２進カウンタＢＣの出力Ｑが再
び正となったことを微分回路Ｇが検知して先にセットさ
れていたフリップ。

フロップＦをリセットさせる。

このフリップ、フロップＦがリセットされると、先に動
作していた矩形波発振器Ｓの発振を停止させると共に、
カウンタＢＤをオアゲ゛−）Ｈを通してリセットし、同
時に先に禁止していたパルス発生器ＰＧの発振禁止を解
除させる。

以下、再びパルス発生器ＰＧからパルスが発せられると
、上記と全く同じ動作が繰返され、各組の出力端子に交
流矩形波パルスを得ることができる。

なお、第２図に示す実施例では、パルス発生器ＰＧおよ
びフリップ、フロップＦで矩形波発振器Ｓおよびカウン
タＢＤを制御しているが、このパルス発生器ＰＧおよび
フリップ、フロップＦを他のタイマーに置換えても繰返
して出力端子に出力を得ることは可能である。

即ち、例えば矩形波発振器Ｓを常時発振させておき、各
組の出力端子に出力を生じた後の時間のカウンタＢＤの
出力例えばＢ９で制御されるタイマーを設け、このタイ
マーが動作中はカウンタＢＤをリセットするようにして
も良い。

また、第２図に示す実施例に於いて出力端子Ｄ１に対し
てカウンタＢＤの出力の中Ｂ１とＢ３を割り当てている
が、他のパルス出力を割り当てても良い。

また、第４図の実施例ではカウンタＢＤのＢ５出力でカ
ウンタＢＤをリセットしているが、カウンタの計数出力
数が多過ぎない場合は必ずしもリセットを要しない。

更に第２図に於けるトランジスタＱ１乃至Ｑ１６又は第
４図に於けるトランジスタＱ１乃至Ｑ８を他の半導体ス
イッチング素子を使用することも可能である。

更にまた、本実施例ではフリップ、フロップＦＱ出力Ｑ
でパルス発生器ＰＧの出力を禁止しているが、繰り返し
周波数が十分低い場合は必ずしも禁止しなくて良い。

以上詳述したように、本発明による低周波治療器は、各
組の出力端子に生じる出力は、互いに時間が重複しない
ように時間的に割当てられており、かつ各組の出力端子
に出力を生じないときは各出力端子の組毎に電池＋Ｅお
よびアースとの間を電子スイッチにより電気的に切り離
しであるので、ある１つまたは複数の出力電圧を弯えて
も、互いに他の組の出力端子に流れる電流に影響を与え
ることはなく、従って各組の出力毎に独自に出力電圧を
調節できる。

また、実施例で明らかなように、各組の出力は相対的に
正の部と負の部が等しい矩形波交流であるので例えば１
対の電極部位の中の一方のみの神経または筋が興奮する
という現象は少なく、しかも電極を針電極としたときに
おいても、電気分解による針電極の腐食が極めて少ない
という顕著な効果を有する。

更に、従来の低周波治療器は、生体に加えられる電力が
パルス発生器で発生されトランスを介して供給されるの
で電力の損失が大きいのに対し、本願発明による治療器
は電源と出力との間をトランジスタでスイッチングする
ので電力の損失が非常に少ない。

このトランスを省き、半導体制御を採用することにより
装置を集積化することも可能となる。

更に、パルス発生器ＰＧを例えば音楽の音符のように、
様々な周期で発生するランダムパルス発生器とすれば刺
激に対する生体の慣れの現象をも微少にすることが可能
であり、またパルス幅も必要に応じて調節可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の低周波治療器の構成を示す回路図である
。 第２図は、本発明による低周波治療器の一実施例を示す
回路図、第３図はその動作を説明するタイムチャートで
ある。 第４図は、本発明による低周波治療器の他の実施例を示
す回路図、第５図はその動作を説明するタイムチャート
である。 符号説明、ＰＧ：・マルス発生器、Ｓ：矩形波発振器、
Ｆ：フリツプ、フロップ、ＢＤ：カウンタ、Ｇ：微分回
路、ＢＣ：２進カウンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ／くルス発生器と、 複数の出力を有し前記・々ルス発生器より発生されたパ
   ルス毎に前記出力に順次信号を供給するデコーダと、 直流電源と、 生体に前記直流電源の少なくとも一部の電圧を印加する
   ための少なくとも１組の出力端子と、前記デコーダに結
   合され、該デコーダからの出力信号に応答して前記直流
   電源を前記出力端子に順次接続するスイッチング゛装置
   と、 から構成される低周波治療器。 ２ 前記スイッチング装置が、前記出力端子へ前記直流
   電源を接続するに際し、前記直流電源から各出力端子へ
   供給される電圧の極性を交互に反転して接続するところ
   の特許請求の範囲第１項記載の低周波治療器。 ３ 前記デコーダがパルスを計数するカウンタであると
   ころの特許請求の範囲第１項記載の低周波治療器。 ４ 前記パルス発生器がランダムパルス発生器から成る
   ところの特許請求の範囲第１項記載の低周波治療器。