JPS6112970Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はアースから絶縁した状態で生体へ電気
的な刺激波を与える生体用電気刺激装置に関する
ものである。

従来、この種の装置により例えば誘発筋電図と
測定するためにパルス巾50μsec〜１ｍsec、出力
電圧10V〜300V程度の刺激波を生体へ与える場
合、通常トランスを用いている。したがつて負荷
が変動するとトランスの内部抵抗或はその入出力
回路の抵抗における電圧降下により出力電圧が自
ずと変動し、また出力波形にはトランスの周波数
特性によるサグ或はオーバシユートが生じ、この
ためトランスの１次側における刺激波入力の設定
電圧及び波形は２次側のものと正確に対応し得な
かつた。

よつて本考案の目的は生体へ与えられる刺激波
出力を入力側で正確に設定し得る生体用電気刺激
装置を提供することに在る。

この目的の解決のために、アースと絶縁した状
態で刺激波を伝達し得る結合回路の出力側へ増幅
器を設け、その入力を結合回路の出力とし、増幅
出力と刺激波出力とすることが考えられる。この
場合に増幅器としては直流増幅器例えば負帰還の
加えられる差動増幅器を利用するとしても、結合
回路例えばフオトカプラの温度ドリフト等による
直流出力レベルの変動に起因して増幅出力が変化
する可能性がある。そこで本考案により刺激波入
力と出力の対応関係或は設定された増幅出力の直
流レベルをより正確に確保するために、前述のよ
うな回路に加えて結合回路の直流出力レベルを基
準レベルＥへ自動平衡させることにより前記目的
を解決する。

次に本考案を図示の実施例に基に説明する。

図において点線内は従来の刺激回路であり、ア
ースから出力回路を絶縁するトランス２の１次側
には駆動増幅器１が接続し、その２次側には矩形
波の刺激波に対するアンダシユートをしや断する
ためのダイオード３及び抵抗器４が直列に接続し
ている。そして駆動増幅器１へ刺激波入力を与
え、ダイオード３の出力を生体へ電気刺激として
与えていた。

このような回路へ本考案によりさらに次のよう
な回路が付加されている。

即ち１０は刺激波を出力する直流増幅器として
の差動増幅器であり、その一方の入力としては刺
激波が供給され、他方の入力へは抵抗器１１及び
１２により出力が分圧されて負帰還される。この
差動増幅器の電源電圧としてはダイオード３から
刺激波出力に対して相対的に大きな振幅の刺激波
が供給される。１４は刺激波をその入力側と絶縁
された状態で伝達する結合回路、例えば双対型の
フオトカプラであり、１３はその駆動増幅器であ
る。このフオトカプラ１４は刺激波入力を歪ませ
ることなく出力し得ると共に一方の対の出力は駆
動増幅器１３へ負帰還されることにより刺激波に
対してフオトカプラ１４の入出力間で良好な直線
性を呈し得るようになつている。１５はフオトカ
プラ１４の他方の対の出力と直流補償電圧とを入
力とする差動増幅器であり、その差動出力が差動
増幅器１０の一方の入力となる。

１６は差動増幅器１５の出力電圧から基準レベ
ルを減算する差動増幅器であり、その出力は抵抗
器１７及びコンデンサ１８より成る保持回路に保
持される。１９は刺激波の入力時に出力側フオト
トランジスタがオンとなり、保持回路１７，１８
の入力をしや断するスイツチング素子としてのフ
オトカプラである。２０はフオトカプラ１９のオ
ンの際にコンデンサ１８がこのフオトカプラを介
して放電することを阻止するダイオード、２１は
その際差動増幅器１６を保護する抵抗器、２２は
エミツタホロワ用のトランジスタである。

尚、出力側における差動増幅器１０以外の各回
路の電源はダイオード３の出力を基に派生させる
か或は別途に電池を用意することもできる。

以上説明した回路において、駆動増幅器１へ例
えば矩形状の刺激波入力が設定されたレベルで加
えられると、トランス２の２次側からは１次側と
絶縁された状態で矩形状の刺激波がダイオード３
を通して増幅器１０へ電源電圧として供給され
る。一方駆動増幅器１３へ加えられた刺激波は、
同様にフオトカプラ１４によりアースと直流的に
分離され、かつ良好な波形の伝送帯域及び直線性
の基で差動増幅器１５の一方の入力となる。そし
て差動増幅器１５の他方の入力である直流補償電
圧との差動入力が差動増幅器１０へ供給される。

今、差動増幅器１５の直流出力レベルが基準レ
ベルから変動すると、差動増幅器１６ではそのレ
ベル差に対応する出力が発生してコンデンサ１８
に保持されると共にトランジスタ２２を通して差
動増幅器１５の一方の入力として負帰還され、そ
の直流出力レベルを基準レベルへ自動平衡させ
る。刺激波の入力時には直流補償電圧の変動を防
止するようにフオトカプラ１９が導通して保持回
路１７，１８への刺激波の入力をしや断し、この
間コンデンサ１８は抵抗１７とで定まる時定数に
応じて直流補償電圧を保持する。このようにして
差動増幅器１５の直流出力レベルを常に一定に保
持することにより、温度変化等に起因するフオト
カプラ１４の直流出力レベルの変動による差動増
幅器１０における刺激波出力の振幅変化域はその
ベースとなる直流レベルの大巾な変動が回避さ
れ、また刺激波入力及び出力間の良好な直線性も
確保される。また、前述の如くトランス２の内部
インピーダンス等により差動増幅器１０の電源電
圧に負荷変動域は周波数特性による変動が生じた
にしても、その増幅出力である刺激波への影響は
低減され、さらに差動増幅器１０の出力を抵抗器
１１及び１２により電圧帰還を加える場合、負荷
変動に対してより安定した定電圧の刺激波を供給
できる。同様に負荷電流に対応する電圧を帰還す
るとより安定した定電流の刺激波を供給できる。

尚、差動増幅器１０の電源は場合によつては電
池による直流電圧にすることも当然可能である。

以上の説明から明らかなように、トランスの２
次側から刺激波を供給すること無く、刺激波の供
給される結合回路の出力をその出力側に設けた直
流増幅器、特に負帰還の加えられた差動増幅器の
入力として供給し、その増幅出力を生体へ供給す
ることにより負荷変動に無関係に入力側の設定に
応じた振幅及び波形の刺激波が得られるようにな
り、さらに結合回路の直流出力レベルを常に基準
レベルへ自動平衡させることにより温度変動によ
る刺激波振幅の変化域は直流レベルの変動も無く
なり、一層入力側での設定が正確に行えるように
なる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案による生体用電気刺激装置の１例を
示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 供給された刺激波をアースから絶縁した状態で
   伝達し得る結合回路１４と、この結合回路の出力
   を一方の入力とする差動増幅器１５と、この差動
   増幅器の差動出力を入力として生体へ印加すべき
   刺激波を出力する直流増幅器１０と、前記差動出
   力の直流レベルと基準レベルＥとの差に対応した
   電圧を保持し前記差動増幅器の他方の入力となす
   保持回路１７，１８と、前記刺激波の供給時に前
   記保持回路の入力をしや断するスイツチング素子
   １９と、前記直流増幅器に電源電圧として刺激波
   を供給する、前記結合回路とは別のトランス２と
   を有する生体用電気刺激装置。