KR900003283B1 - 인체에 직접 이용가능한 저주파 치료기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

인체에 직접 이용가능한 저주파 치료기

제 1 도는 본 발명에 따른 저주파 치료기의 구조를 도해적으로 나타낸 블록도.

제 2 도는 본 발명의 첫번째 실시예를 나타낸 회로도.

제 3a 도 내지 제 3e 도는 제 2 도에 나타난 각 점의 신호파형을 나타낸 파형도.

제 4a 도 및 제 4e 도는 제 2 도에 나타난 신호처리 장치의 동작예를 설명하는 순서도.

제 5 도는 상기 신호처리 장치의 다른 실시예의 구성을 나타내는 블록도.

제 6 도는 제 2 도에 나타난 장치의 변형을 나타낸 회로도.

제 7a 도 내지 제 7c 도는 제 1 도에 나타난 신호처리 장치의 동작예를 설명하기 위한 신호파형도.

제 8 도는 제 5 도에 나타난 원-쇼트(one-shot)회로의 구성예를 나타낸 회로도.

제 9a 도 내지 제 9d 도는 제 8 도에 나타난 회로의 동작을 설명하기 위한 신호파형도.

제 10 도는 제 5 도에 나타난 선택회로(57)의 한 구성예를 나타내는 회로도.

제 11a 도 및 제 11b 도는 제 10 도에 나타난 회로의 동작예를 설명하기 위한 신호파형도.

제 12a 도 내지 제 12c 도는 본 발명의 두번째 실시예를 나타내는 회로도.

제 13a 도 내지 제 13e 도는 제 12a 도 내지 제 12c 도에 나타난 회로의 동작예를 설명하기 위한 신호파형도.

제 14a 도 내지 제 14c 도는 제 12a 도 내지 제 12c 도에 나타난 회로의 다른 동작예를 설명하기 위한 신호파형도.

제 15 도는 본 발명의 세번째 실시예를 나타낸 회로도.

제 16 도는 본 발명의 네번째 실시예를 나타낸 회로도.

제 17a 도 내지 제 17c 도는 제 16 도에 나타난 회로의 동작예를 설명하기 위한 신호파형도.

제 18a 도 및 제 18b 도, 제 19a 도, 및 제 19b 도, 제 20a 도 및 제 20b 도, 제 21a 도 내지 제 21h 도는 본 발명의 장치에 따른 여러가지 출력형태를 설명하기 위한 신호파형도.

제 22a 도 및 제 22b 도는 본 발명에 따른 장치의 전체구조의 한 예를 나타내는 단면도 및 평면도.

제 23 도는 본 발명에 따른 장치의 전체구조의 다른 예를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 저주파 펄스 발생장치 11,21,21a,111,151 : 소형 전원

12,23,25,113,114,153,154 : 승압된 펄스 발생기

13,26,116,123,156 : 축적장치(커패시터)

14,27,117,120,126,157-160 : 저주파 펄스 출력장치

15,22,22a,22b,22,c112,152 : 신호처리장치

16,28,281 : 감극장치 17,29 : 시동장치

27,281 : 트랜지스터 31 : 검출장치

50 : 발전기 51,52 : 제어장치

53,54,55 : 펄스신호 발생장치 56,57,58 : 선택장치

59 : 인버터 104 : 저항기

105,116,123 : 커패시터 117,120,126,157-160 : 스위칭 장치

K,F : 전극 RZ : 자극대상 또는 부하

C₁, S₁, S₁₁, S₂₁: 제 1펄스신호 C₂,S₂,S₁₂,S₂₂,S₂₃:제 2펄스신호

C₃,S₃: 제어신호 S₄: 검출신호

D₃: 입력정보

본 발명은 전원의 소용량에도 관계없이 인체기관과 같은 대상물에 필요한 전기적 자극을 제공할 수 있는 소형 저주파 치료기에 관한 것으로써 특히 인체기관에 직접적으로 이용될 수 있고 초소형으로 제작이 가능한 소형 저주파 치료기에 관한 것이다.

최근의 이용은 피부를 통해 작용하는 전기적 자극장치로 이루어졌는데 예를들면 일정한 주기로 피부에 감각적인 자극을 줄수 있고 밴드, 습포 및 이와 유사한 형태로 피부에 적용될 수 있을 정도로 소형인 소위 저주파 치료기로 이루어져왔다.

그러나 이러한 저주파 치료기는 필수적으로 전기자극 실시 모드가 맛사지 같은 지압치료와 유사한 자극효과를 인식하기 위하여 변화될 수 있도록 구성되어야 한다. 일정하고 변화없는 자극은 일반적인 감각의 정도를 현저하게 감소시키며, 이리하여 치료의 효율성을 감소시킨다. 따라서 여러 종류의 자극효과를 실현할 수 있는 소형 저주파 치료기가 요망된다.

본 발명의 목적은 인체에 여러 종류의 감각적인 저주파 자극효과를 유발시킬 수 있고 장치의 규모를 축소하는데 필요한 고밀도 설치를 가능하게 하는 구성요소를 채용할 수 있는 취급이 간편하고, 소형인 저주파 치료기를 제시하는 것이다.

상기의 목적은 소형 전원, 일련의 승압된 펄스를 발생시키기 위하여 소형 전원과 접속되는 승압된 펄스발생기, 전기적인 에너지를 최소한 전기적으로 자극받는 대상을 위한 자극효과가 이루어질 정도의 소정의 양까지 축적하기 위하여 승압된 펄스 발생기와 접속된 축적장치, 축적장치에서 축적된 저주파 펄스와 같은 전기적 에너지를 출력하기 위하여 축적장치와 접속된 저주파 펄스 출력장치, 저주파 펄스를 저주파 펄스 출력장치로 부터 대상물로 전달하기 위하여 평면상태로 자극받는 대상물에 가해질수 있는 한쌍의 전극, 정해진 알고리즘에 근거한 신호처리를 수행하기 위하여 또한 승압된 펄스 발생기의 구동용으로 첫번째 펄스신호를 출력하고 첫번째 혹은 두번째 펄스신호의 펄스폭과 펄스 간격이 변화되어 여러 종류의 저주파 자극효과가 자극받는 대상물에 적용되는 저주파 펄스 출력장치의 구동으로 두번째 펄스신호를 출력하기 위하여 소형 전원에 접속되는 신호처리 장치로 구성되는 저주파 치료기를 구비함으로써 달성된다.

본 발명의 다른 목적과 특징은 다음의 첨부한 도면을 토대로한 실시예를 통하여 상세히 기술하고자 한다.

제 1 도는 본 발명에 따른 저주파 치료기의 구성을 도해적으로 나타낸 것이다. 기본적인 구성에 따르면, 본 발명의 장치는 소형 전원(11), 승압된 펄스 발생기(12), 축적장치(13), 저주파 펄스 출력장치(14), 신호처리장치(115), 한쌍의 전극 K 및 F로 구성된다. 전극 K는 치료에 이용되고 적극 F는 치료에 이용되지는 않는다. 또한 감극장치(16) 및 시동장치(17)는 여러가지 형태의 실시예에 따라 상기 구조에 우선적으로 부가된다. 제 1 도에 나타난 큰 화살표는 에너지의 흐름을 지시한다.

소형 전원(11)은 하나의 혹은 다수의 버튼형 전지, 박판형 전지, 동전형 전지, 실린더형 전지, 핀형 전지 등으로 구성된다. 소형 전원의 외형은 특별히 제한되는 것은 아니지만 소형, 박형, 경량 전지일수록 좋다. 또한 충전할 수 있는 2차전지 및 그와 유사한 것이면 사용이 가능하다.

승압된 펄스 발생기(12)는 일련의 펄스를 발생하는 발전기로 구성되고, 승압장치는 전원(11)으로부터 전원공급을 받아 일련의 승압된 펄스를 발생하는 인덕터(유도자)로 구성된다.

축적장치(13)는 승압된 펄스 발생기(12)로부터 출력된 승압된 펄스를 출력하기 위하여 적어도 한개의 커패시터로 구성된다. 또한 축적장치(13)는 커패시터에서 축적된 에너지를 검출하는 장치를 구비할 수 있으며 그 구성과 동작은 후술하기로 한다.

저주파 펄스 출력장치(14)는 축적장치(13)에서 축적된 에너지를 전극 K에 전달하기 위하여 혹은 에너지의 흐름을 차단시키기 위하여 트랜지스터 종류의 스위칭 소자로 구성된다.

전원(11)으로부터 전원공급을 받음으로써 신호처리 장치(15)는 정해진 알고리즘에 근거한 신호처리를 수행하고 그 처리를 근거로하여 다른 장치를 제어한다. 기본적인 제어에 따라서 신호처리 장치(15)는 승압된 펄스 발생기를 구동하기 위하여 펄스신호 C₁을 출력하고, 저주파 펄스 출력장치를 구동하기 위해 펄스신호 C₂를 출력한다. 펄스신호 C₁혹은 C₂의 펄스폭 혹은 펄스 간격이 상기의 정해진 알고리즘을 근거로하여 변화되는 곳에서는 전극 K를 경유하여 자극받는 대상물에 적용되는 저주파 출력펄스의 실시모드가 변화한다. 즉 여러 종류의 저주파 자극 효과는 신호 C₁및/또는 C₂의 펄스폭 및/또는 펄스 간격을 적당히 선택함으로써 실현될 수 있다.

대략 5 또는 6㎟ 내지 50 또는 60㎟이고 또는 약 5 또는 6㎜의 두께를 가지는 칩은 본 장치에서 사용되는 신호처리 장치(15)로서 사용된다. 예를들면 신호처리 장치는 프로그램을 저장하기 위한 롬, 램, 중앙처리 장치등으로 구성되는 마이크로 컴퓨터 ; 펄스폭 판별기(PLD : Pulse Length Discriminator), 게이트어레이, 표준전지 등에 의해 상기 프로그램 혹은 알고리즘을 실행하는 ASIC ; 구동펄스의 펄스파형 데이타가 메모리 소자에 미리 저장되고 저장된 펄스파형의 데이타를 필요할때 읽어낼 수 있는 테이블 조사(LUT : Look-Up Table)시스템 ; 혹은 프로그램된 알고리즘 등에 근거하여 구동펄스를 발행하는 프로그램 시퀀서 등과 부합된다. 본 발명의 한 실시예에서 샤프사의 SM-500, SM-590 또는 SM-591 같은 범용 4비트 CMOS 마이크로컴퓨터는 신호처리 장치로써 우선적으로 사용된다.

신호처리 장치는 또한 후에 상세히 설명되는 것처럼 거기에 구비된 알고리즘을 다른 구성요소에 의하여 주어진 입력정보에 따라서 다른 알고리즘으로 변형시킬 수 있다.

예를들면 신호처리 장치(15)는 전원(11)으로 부터 입력정보(D₁)를 받고, 그 입력정보(D₁)과 부합하는 알고리즘을 근거로하여 소정의 펄스폭을 가지는 구동펄스(C₁)를 승압된 펄스 발생기(12)로 출력한다. 신호처리 장치의 한 동작예는 신호파형의 형태로 제 7a 도 내지 제 7c 도에 나타내었다. 즉 전원(11)의 전압이 점차적으로 강하될 때(제 7a 도 참조), 신호처리 장치(15)는 점차적으로 증가하는 펄스폭을 가지는 구동펄스신호 C₁을 출력한다(제 7b 도 참조). 신호 C₁의 펄스폭이 점차적으로 상승하면, 승압된 펄스 발생기(12)는 승압된 펄스신호를 출력하게 되어 신호의 증폭도가 점차적으로 증가한다(제 7c 도 참조). 감극장치(16), 시동장치(17), 제어신호(C₃) 및 입력정보(D₁,D₂,D₃)의 설명은 다수의 실시예를 통하여 이루어질 것이다.

제 2 도는 본 발명의 첫번째 실시예의 회로구성을 나타낸다. 제 2 도에서, 전원(21)의 양극은 신호처리기(22)와 접속되고, 인덕터(23)의 한 단자와 전원(21)의 음극은 신호처리기(22)와 접속되며 접지된다. 인덕터(23)의 다른 단자는 다이오드(24)의 애노드 및 NPN 트랜지스터(25)의 컬렉터와 접속된다. 다이오드(24)의 캐소드는 NPN 트랜지스터(27)의 컬렉터 및 커패시터(26)의 한 단자와 접속되고, 커패시터(26)의 다른 단자는 접지된다. 트랜지스터(27)의 에미터는 감극회로(28)의 일단 및 치료과정에 참여하는 전극 K와 접속되고, 트랜지스터(27)의 베이스는 신호처리기(22)로부터 출력되는 구동펄스 S₂(제 1 도에서는 C₂)에 일치한다. 감극회로(28)는 신호처리기(22)로부터 출력되는 구동펄스S₃(제 1 도에서는 C₃)에 일치하고, 감극회로(28)의 다른 단자는 치료에 참여하지 않고 접지되는 전극 F에 접속된다. 참고부호 RZ는 인체와 같은 자극 받는 대상의 임피이던스와 등가임을 나타낸다.

전원(21)은 하나 혹은 다수의 동전형 전지, 실린더형 전지, 박형 전지, 핀형 전지 등으로 구성된다. IC카드, 메모리 카드, 시계등과 같은 운반가능한 장치에 사용되는 전지가 우선적으로 사용되는데 그런 전지는 이용가능한 최소형의 전지이다.

프로그램 등으로 한정된 정해진 알고리즘에 따라서 신호처리기(22)는 구동펄스(S₁또는 S₂)를 출력시킬 수 있으며 구동펄스의 펄스폭 혹은 펄스간격은 시간이 경과함에 따라서 변화할 수 있다. 또한 신호처리기(22)는 구동신호(제 5 도 참조)를 근거로 하여 구동신호 S₃를 발생시키고 감극회로(28)에 신호 S₃를 공급한다. 결국 나중에 상세히 설명하는 바와같이 인체내에 잔존하는 분극전하는 감극회로(28)를 통하여 방전된다. 신호처리기(22)는 입력부(29)(제 1 도에서 시동장치) 및 클럭펄스를 발생시키는 발전기(30)와 연결된다. 입력부(29)는 장치의 동작을 시동 또는 중지시키는, 펄스 출력모드를 선택하는 등의 용도로 다수의 스위치를 구비하고 있다.

신호처리기(22)는 예를 들면 범용 단일칩 마이크로컴퓨터로 구성될 수도 있다. 그런 경우 신호처리기(22)는 실행되는 프로그램을 저장하기 위한 롬, 프로그램의 실행에 사용되는 램, 프로그램을 근거로 구동펄스(S₁및 S₂)를 발생시키기 위한 중앙처리 장치로 구성될 것이다. 프로그램은 구동펄스의 펄스모드가 출력되도록 설정하기 위한 알고리즘을 나타내며, 펄스모드의 조합을 위한 알고리즘을 나타낸다. 펄스모드는 예를들면 펄스간격의 증가 또는 감소, 일정한 펄스 간격의 설정, 펄스폭의 증가 또는 감소, 일정한 펄스폭의 설정, 출력단자의 변경등과 같은 기능적 경로로 분류될 수 있다. 입력부(29)로 부터의 선택신호(제 1 도의 D₃)가 CPU에 입력될 때, CPU는 롬에 번지신호를 보내고 프로그램을 불러내어 구동펄스(S₁및 S₂)를 발생시킨다.

감극회로(28)는 전기적 자극이 인체에 가해질때 인체내에 발생하는 분극전하를 중화하는 기능을 갖는다. 예를들면 분극전하는 인가되는 펄스가 오프되는 시간동안 정해진 점에서 회로를 단락시키는 전극 K 및 F에 의하여 중화될 수 있다. 회로를 단락시키는 장치는 저항기일 수도 있고 인가되는 펄스가 오프되는 시간동안 온되는 스위칭 트랜지스터일 수도 있다.

제 2 도에 나타난 회로에 있어서, 감극회로는 전극 K 및 F를 가로질러 접속되지만 전극 K 및 F는 감극을 실행하기 위하여 전원(21)과 접속될 수 있고 이에 따라 분극전하는 전원을 통하여 중화된다. 이 경우 전원은 박형 전지, 버튼형 전지 등과 같은 소용량 전지에 의해 실현되기 때문에 내부 임피이던스는 매우 적다. 전원의 출력전압은 약 1.5V 내지 3V 이지만 전극 K 및 F의 양단에 나타나는 전압은 저주파 자극 펄스로써 50V 내지 100V가 된다. 그러므로 전원의 전압은 출력펄스 전압과 비교하면 거의 0V가 된다. 즉 전원은 단락회로가 된다.

감극이 전원을 통하여 실행되는 구성에 있어서, 전원이 2차 전지로 구성된다면 감극동작 동안 유동하는 전하는 축적될 수 있고 재사용될 수 있다. 다양한 형태를 가지는 감극회로는 장치의 이용에 따라서 알맞게 선택된다.

다음, 제 2 도에 나타난 장치의 동작은 제 3a 도 내지 제 3e 도를 참고로 기술하고자 한다.

구동펄스 S₁은 제 3a 도에 도시한 것처럼 직각파 펄스의 형태로 신호처리기(22)로 부터 출력된다. 트랜지스터(25)는 구동펄스 S₁에 따라서 온되거나 오프된다. 트랜지스터(25)가 온 및 오프되면 약 50V 내지 100V의 역기전력(e.m.f)이 인덕터(23)에 유도되기 때문에 결국 제 3b 도에 나타낸 승압된 펄스는 다이오드(24)의 애노드에 나타난다. 반대로 구동펄스 S₂는 제 3d 도에 나타낸 것처럼 구동펄스 S₁의 주파수보다 낮은 주파수를 가지며 신호처리기(22)로 부터 출력된다. 트랜지스터(27)는 구동펄스 S₂에 따라서 온되거나 오프된다. 트랜지스터(27)가 오프될때 커패시터(26)는 다이오드(24)를 통해 승압된 펄스를 축적하고 제 3c 도에 도시한 것처럼 단자전압(Vc)은 점차적으로 상승한다. 트랜지스터(27)가 온되면 축적된 펄스 또는 전하는 전극 K를 통해 부하 혹은 인체(RZ)에 인가된다. 인체는 전기적 자극 효과로써 제 3e 도에 나타난 인가된 저주파 펄스를 감지한다. 트랜지스터(27)가 오프되면 인체(RZ)내에 잔존하는 전하가 방전되고 감극회로(28)를 통하여 분산된다.

위에서 언급한 것처럼 커패시터(26)는 트랜시스터(27)에 인가된 구동펄스 S₂가 오프되는 시간동안 승압된 펄스 혹은 전하를 축적하고 구동펄스 S₁또는 S₂의 펄스폭에 따라서 에너지의 축적량 혹은 방출량을 제어할 수 있다. 그러므로 구동펄스 S₁또는 S₂의 펄스폭 및 펄스간격을 제어함으로써 저주파 출력 자극펄스의 펄스폭 혹은 펄스간격의 변형이 가능해진다. 구동펄스의 펄스폭 및 펄스간격을 제어하기 위한 신호처리기(22)가 상기의 범용 단일칩 마이크로컴퓨터로 구성된다면 마이크로컴퓨터의 동작을 위한 프로그램이 필요하게 된다.

그 프로그램의 한 예를 제 4a 도 및 제 4b 도에 도시한 순서도를 통해 설명하고자 한다.

제 4a 도 및 제 4b 도에 예시한 순서도는 구동펄스의 펄스폭용 제어루틴 및 펄스간격용 제어루틴을 실행하기 위한 과정을 나타낸다. 또한, 각 루틴을 실행하는 과정은 첨부한 도면에 나타나 있지 않지만, 신호처리기(22)는 저주파 출력펄스 극성의 반전을 위한 루틴 또는 펄스간격의 증가 혹은 감소를 위한 루틴을 실행할 수 있다. 펄스폭 및 펄스간격의 제어를 위한 변수는 롬 안에 미리 저장된다. 이 예에서 각 변수를 다음과 같이 구동펄스 S₁의 펄스폭을 정의하는 M₁과 구동펄스 S₁의 펄스 간격을 정의하는 M₂와 구동펄스 S₂의 펄스폭을 정의하는 M₃및 구동펄스 S₂의 펄스간격을 정의하는 M₄로 설정하였다. 또한 마이크로컴퓨터 안에 구비된 메모리 혹은 레지스터는 참고부호(r₁,r₂,r₃,r₄)로 지시하였다.

제 4a 도 및 제 4b 도를 참고로하면, 단계 401에서 신호처리기(22) 혹은 마이크로 컴퓨터는 스타트 스위치가 입력부(19)에서 온인가 그렇지 않은가를 결정한다. 결과가 YES이면 단계 402로 진행하고, NO이면 단계 401로 되돌아간다. 단계 402에서 M₁의 데이타가 메모리(r₁)에 설정되고 M₃의 데이타가 메모리(r₃)에 세트된다. 또한 구동펄스 S₁및 S₂로써 논리적 "1" 혹은 고레벨을 가지는 신호가 출력된다. 단계 403에서 마이크로컴퓨터는 메모리(r₃)에 저장된 값이 제로(0)인가 아닌가를 결정한다. 결과가 YES이면 단계 404로 진행하고 결과가 NO이면 단계 421로 진행한다. 단계 404에서 논리적 제로(0) 혹은 저레벨을 가지는 신호가 구동펄스 S₂로써 출력된다. 단계 405에서 마이크로컴퓨터는 메모리(r₄)에 저장된 값이 제로(0)인가 아닌가를 결정한다. 결과가 YES이면 단계 431로 진행하고 결과가 NO이면 단계 406으로 진행한다. 단계 406에서 메모리(r₄)의 값으로부터 "1"이 감축되고 결과치는 메모리(r₄)에 저장된다. 이리하여 단계 407로 진행하게 된다.

반대로 단계 421에서 메모리(r₃)의 값으로부터 "1"이 감축되고 결과치는 메모리(r₃)에 저장되며, 다음단계 422에서 M₄의 데이타는 메모리(r₄)에 세트되고 단계 407로 진행하게 된다.

단계 431에서 논리적 "1" 혹은 고레벨 신호는 구동펄스 S₂로써 출력된다. 다음단계 432에서 M₃의 데이타는 메모리(r₃)에 세트되고 다음에 단계 407로 진행하게 된다.

단계 407에서 마이크로컴퓨터는 클럭펄스(ψ)가 발전기(30)에 의해 생성되었는지의 여부를 결정한다. 클럭(ψ)이 생성되었으면 단계 408로 진행하고 클럭(ψ)이 생성되지 않았으면 단계 407로 되돌아가게 된다. 단계 408에서 마이크로컴퓨터는 메모리(r₁)에 저장된 값이 제로(0)인가 아닌가를 결정한다.

결과가 YES이면 단계 409로 진행하고 결과가 NO이면 단계 441로 진행한다. 단계 409에서 논리적 "0" 혹은 저레벨신호는 구동펄스 S₁으로써 출력된다. 다음 단계 410에서 마이크로컴퓨터는 메모리(r₂)에 저장된 값이 제로(0)인가 아닌가를 결정한다. 결과가 YES이면 단계 451로 진행하고 결과가 NO이면 단계 411로 진행한다. 단계 411에서 메모리(r₂)의 값으로부터 "1"이 감축되고 결과치는 메모리(r₂)에 저장된다. 그리하여 단계 403으로 되돌아간다.

반대로 단계 441에서는 메모리(r₁)으로부터 "1"이 감축되고 결과치는 메모리(r₁)에 저장된다. 다음단계 442에서 M₂의 데이타는 메모리(r₂)에 세트되고 단계 403으로 되돌아간다.

단계 451에서 논리적 "1"혹은 고레벨 신호는 구동펄스 S₁으로써 출력된다. 다음단계 452에서 M₁의 데이타는 메모리(r₁)에 세트되고 단계 403으로 돌아가게 된다.

위에서 설명한 것처럼 변수(M₁,M₂,M₃및 M₄)의 값을 적당히 선택함으로써 원하는 펄스폭과 펄스간격을 가지는 구동펄스 S₁및 S₂를 생성하는 것이 가능하다.

상기 예에서 신호처리기(22)는 범용 단일칩 마이크로컴퓨터로 구성되지만 또한 하드웨어 회로구성으로 구성될 수도 있다.

제 5 도는 게이트 어레이와 같은 집적회로 용으로 최소화 될 수 있는 제 2 도에 나타낸 신호처리기의 한 예의 구성을 나타내는 블록도를 도시한 것이다.

제 5 도에서 참고번호(50)는 제 2 도의 발전기(30)와 발전펄스(ψ)와 일치하는 발전기를 나타낸다. 발전된 펄스(ψ)는 1/N₁주파수 분주기(53), 1/N₂주파수 분주기(54), 1/N₃주파수 분주기(55) 및 카운터(52)에 입력된다. 참고번호 56은 외부 입력신호 K₂(제 1 도에서 신호 D₃)에 대응하여 1/N₁주파수 분주기(53) 및 1/N₂주파수 분주기(54)의 출력중에서 한 출력을 선택하는 선택회로를 나타낸다. 선택된 출력은 단안정멀티바이브레이터 혹은 원-쇼트(one-shot) 회로(58)에 입력되어 원-쇼트(one-shot) 회로를 구동하기 위한 트리거 펄스로 사용된다. 선택회로(56)의 출력신호에 대응하는 원- 쇼트(one-shot)회로(58)는 펄스폭을 한정하기 위한 외부입력신호 K₃(제 1 도에서 신호 D₃)를 근거로한 펄스폭을 가지는 구동펄스신호 S₁을 출력한다.

반대로 참고번호 51은 외부입력신호 K₁(제 1 도에서 D₃)에 대응하여 발전기(50) 및 카운터(52)를 제어하는 콘트롤러를 나타낸다. 콘트롤러(51)는 발전기(50)에 첫번째 외부입력신호 K₁에 대응하여 발전을 시작하기 위한 제어신호를 제공하는 하나의 기능을 가지며 콘트롤러(51)는 카운터(52)에 두번째 외부입력신호 K₁에 대응하여 카운트하는 동작을 시작하기 위한 제어신호를 제공하는 또다른 기능을 갖는다. 제어신호를 받으면 카운터(52)는 발전기(50)로 부터 발전되는 펄스를 카운트하고 카운트 동작동안 카운트된 값은 콘트롤러(51)에 의하여 제어된다. 카운트된 값이 소정의 값에 도달하면 콘트롤러(51)는 발전기(50)에 발전을 중단시키기 위한 제어신호를 제공한다.

참고번호 57은 1/N₃주파수 분주기(55)의 출력을 수용하고, 펄스폭을 한정하기 위하여 외부입력신호 K₄(제 1 도에서 D₃)에 대하여 내적으로 한정된 여러 값중 한 값을선택하고, 그 펄스 폭을 갖는 구동펄스신호 S₂를 출력한다. 선택회로(57)의 상세한 회로구성은 후에 기술하기로 한다. 참고번호 59는 구동신호 S₂의 논리적 레벨을 반전시키고, 제어신호 S₃를 출력하는 인버터를 나타낸다. 제어신호 S₃는 제 2 도에 도시한 것처럼 감극회로(28)에 입력된다.

발전기(50)의 주파수는 구동펄스 S₁의 주파수가 10KHz로 설정되고 구동펄스 S₂의 주파수가 약 10KHz로 설정되는 곳에서 약 20KHz로 설정된다. 결국 저주파 치료장치에 의한 만족스러운 치료가 실현된다. 또한 구동펄스 S₁및 S₂는 참고 펄스신호(ψ)의 주파수 분할에 근거하여 생성된다. 따라서 각 주파수 분주기(53,54 및 55)의 비율을 적당히 선정함으로써 원하는 펄스폭 및 펄스간격을 갖는 구동펄스 S₁및 S₂가 생성될 수도 있다.

더우기, 제 5 도에 도시한 신호처리기는 구동펄스 S₁및 S₂를 각자 독립적으로 출력하도록 구성되지만 이들 펄스를 상호 의존적으로 출력하도록 구성될 수도 있다. 예를들면 다른 카운터로 구동펄스 S₁을 카운트하고 카운트된 값이 소정의 값에 도달할때 구동펄스 S₂를 출력시키는 장치들이 부가될 수 있다. 그런 장치들을 부가함으로써, 부가적으로 구비된 장치중 한 장치 및 제 2 도에 도시한 입력부(29)로 부터의 명령에 대응하는 원래 구비된 구동펄스 발생장치중 하나를 적당히 선택함으로써 다수의 펄스출력 모드가 실현될 수 있다.

부가적으로, 제 5 도에 도시한 외부입력신호(K₁,K₂,K₃,K₄)는 제 2 도에 도시한 입력부(29)로부터 출력된 입력신호와 일치한다. 그러나 제 5 도에 도시한 외부입력신호는 인위적인 입력신호일 뿐만 아니라 후에 기술하는 것처럼 기능적 정보를 포함하고 있는 입력신호이다.

다음에는 제 5 도에 도시한 신호처리기의 동작을 설명하고자 한다. 발전기(50)로부터 출력된 펄스신호의 주파수는 주파수 분주기(53,54및 55)의 안에서 각각 1/N₁,1/N₂및 1/N₃로 분할된다. 1/N₁신호 및 1/N₂신호는 신호중의 하나가 외부 입력신호 K₃에 대응하여 선택되는 곳에서 선택회로(56)에 입력된다. 선택된 신호는 트리거로써 원-쇼트(one-shot)회로(58)에 입력된다. 트리거를 수용함으로서 원-쇼트 회로(58)는 외부입력신호 K₃를 근거로 한 구동펄스 S₁을 출력한다. 반대로 주파수분주기(55)로부터 출력되는 1/N₃신호는 외부입력신호 K₄를 근거로한 펄스폭을 가지는 펄스신호가 생성되어 구동펄스 S₂로써 출력되는 곳에서 선택회로(57)에 입력된다.

카운터(52)는 콘트롤러(51)로 부터의 출력신호에 대응하여 카운트를 시작하고, 콘트롤러(51)는 카운트 동작기간동안 카운트된 값을 제어하여 카운트된 값이 소정값에 도달할때 "중지"제어신호를 발전기(50)로 보내며, 결국 펄스의 발전이 중지된다. 즉 구동펄스 S₁및 S₂는 소정값에 도달할때 까지 생성된다. 그러므로 소정의 값을 적당히 선택함으로써 인체의 상태에 따라서 최적치료 시간을 실현할 수 있다.

제 6 도는 제 2 도에 도시한 장치의 변형된 회로구성을 나타낸다. 본 장치와 제 2 도에 나타난 장치의 차이는 신호처리기(22)의 입장에 볼때 신호처리기(22a)와 멀티바이브레이터등을 포함하는 발전기(22b)가 구비된다는 것이다. 말하자면, 제 2 도의 장치에서 트랜지스터(25)는 신호처리기(22)로 부터의 신호 S₁에 의해서 구동되지만, 본 예에서는 발전기(22b)로 부터의 구동신호 S₁에 의해서 구동된다는 것이다. 다른 구성요소와 동작의 특징은 제 2 도의 그것들과 동일하므로 설명은 생략한다.

제 8 도는 제 5 도에 도시한 one-shot(58)의 회로구성의 한 예를 나타내며, 밧데리같은 전원의 전압이 어떤 레벨로 강하될때 구동펄스 S₁의 펄스폭을 증가시킬 수 있는 회로를 상세히 나타낸 것이다.

제 8 도에서 K₃는 다이오드(81)의 애노드 및 저항(82)의 일단에 입력되는 전지전압(제 1 도에서의 D₁)을 나타내는 외부입력 신호를 나타낸다. 다이오드(81)의 캐소드는 저항(82)의 다른 단자에 접속되고 저항(83)및 저항(83)을 거처서 A로 표시되는 커패시터(84)의 일단에 접속된다. 커패시터(84)의 다른 단자는 접지된다. 반대로 선택회로(56)로 부터의 출력된 신호는 인버터(85)에 입력되고 그 출력은 절점 A를 지나서 인버터(86)에 입력된다. 인버터(86)의 출력은 구동펄스 S₁으로써 사용된다.

다음에, 제 8 도에 도시한 회로의 동작은 제 9a 도 내지 9d 도를 참고로하여 설명하고자 한다.

선택회로(56)로 부터 출력된 신호가 저레벨일때 즉 트리거 신호가 입력되지 않을 때 인버터(85)의 출력단자는 고레벨이 되고 구동펄스 S₁은 저레벨이 된다. 고레벨 신호 즉 트리거 신호가 인버터(85)에 입력되면 인버터(85)의 출력단자가 저레벨로 떨어지고 구동펄스 S1은 고레벨로 상승한다. 트리거 신호가 저레벨로 떨어지면 인버터(85)의 출력단자는 고레벨로 상승한다. 이때 커패시터(84)는 다이오드(81) 및/또는 저항(82) 및 전지전압을 나타내는 외부입력신호(k₃)에 의한 저항(83)을 거쳐서 방전된다. 결점 A의 전위 즉 커패시터(84)의 단자전압을 커패시터(84)로의 충전에 의해 점차적으로 상승된다. 전위가 한계전압에 이르면 인버터(86)의 출력신호 즉 구동펄스 S₁은 저레벨로 떨어진다.

제 9a 도에 도시한 것처럼 전지전압이 점차적으로 강하하는 것은 변질, 전하의 누설 등에 기인하는 것이다.

처음에, 전지전압이 비교적 높을때 저항(82) 양단의 전압은 커패시터(84)로의 충전때문에 다이오드(81)의 순방향 전압보다 높아지게 된다. 결국 충전전류는 다이오드(81), 저항(82)을 거쳐 커패시터(84)로 유입된다. 반대로 전지전압이 강하되어 저항(82) 양단의 전압이 다이오드(81)의 순방향 전압보다 낮아지게 될때 다이오드를 통해 흐르는 전류가 차단되고 충전전류의 감소를 초래한다. 즉 전지전압이 소정의 레벨로 강하될때 커패시터(84)로 유입되는 모든 충전전류가 축소되고 커패시터를 충전하는데 소요되는 시간이 증가하게 된다. 이것은 제 9c 도 및 제 9d 도에 도시한 것과 같이 구동펄스 S₁의 펄스폭을 감소시킨다.

제 10 도는 제 5 도에 도시한 선택회로(57)의 한 구성예를 나타낸 것이다.

제 10 도에서 K₄는 회로의 동작을 시작하기 위한 신호, 펄스 출력모드를 변형시키기 위한 신호를 나타내는 외부신호를 나타낸다. 신호 K₄는 소정의 시간 간격으로 클럭펄스를 출력하는 클럭발생기(101)에 입력된다. 102는 클럭발생기(101)로부터 출력된 펄스를 카운트하고 카운트된 값에 따라 일련의 선택신호를 출력하는 카운터를 나타낸다. 104는 다수의 저항으로 구성되고 각 저항의 일단이 접지가 되면서 접속된 저항기를 나타낸다. 103은 저항의 수량과 일치하는 수량의 스위치를 갖는 스위치 장치를 나타낸다. 스위치장치(103)는 카운터(102)로부터 선택신호에 따라서 순차적으로 닫혀지고, 이어지는 저항기에 전지전압(V_DD)을 인가한다. 저항들의 공통 접속점(B)은 커패시터(105)의 일단에 접속된다. 커패시터(105)의 다른 단자는 접지된다. 반대로 주파수 분주기(55)로 부터 출력된 1/N₃신호는 인버터(106)에 입력되고 그 출력은 절점(B)을 지나서 인버터(107)에 입력된다. 인버터(107)의 출력은 구동펄스 S₂로써 사용된다.

다음에, 제 10 도에 도시한 회로의 동작을 설명하기로 한다. 신호 K₄에 대응하여 클럭발생기(101)로 부터 출력된 클럭펄스를 수용함으로써 카운터(102)는 카운트를 시작하고, 선택신호로써 카운트된 값과 일치하는 레벨을 가지는 전압을 출력한다. 스위치장치(103)는 선택신호에 따라서 특정스위치를 닫고 결국 전지전압(V_DD)는 특정 스위치를 거쳐 다음의 저항에 인가된다. 즉 전지전압(V_DD)에 근거하는 전류는 선택된 스위치와 다음의 저항을 지나 커패시터(105)로 유입된다. 그러므로 커패시터(105)의 충전시간은 스위치 선택에 의존하면서 변화된다. 말하자면 구동펄스 S₂는 저항기(104)내에서의 저항과 커패시터(105)의 용량과의 결합에 의해 정의되는 시상수와 일치하는 펄스폭을 가질 수 있다.

주파수 분주기(55)로부터 출력된 1/N₃신호가 저레벨에 있을때 인버터(106)의 출력단은 고레벨이 되고 구동펄스 S₂는 저레벨로 된다. 트리거 신호와 같은 고레벨 신호가 인버터(106)에 입력될때 인버터(106)의 출력단은 저레벨로 떨어지고 구동펄스 S₂는 고레벨로 상승된다. 트리거 신호가 저레벨로 떨어지면 인버터(106)의 출력단은 고레벨로 상승한다. 이때 커패시터(105)는 저항기(104)내에서 선택된 결합된 저항을 지나 전지전압(V_CC)에 의하여 충전된다. 절점(B)에서의 전위는 커패시터(105)로 유입되는 전하에 의해 점차적으로 상승되고 전위가 한계전압에 이르면 인버터(107)의 출력신호는 예를들면 구동펄스 S₂는 저레벨로 떨어진다.

위에서 설명한 것처럼 스위치를 적당히 선택하고 결합된 저항값을 변화시킴으로써 커패시터(105)의 시정수를 변화시킬 수 있고 구동펄스 S₂에 원하는 펄스폭을 줄일 수 있게 된다. 예를들면 제 11a 도 및 제 11b 도에 나타낸 것처럼 구동펄스 S₂의 펄스폭을 점차적으로 증가시킬 수 있고 첨부한 도면에는 나타나 있지 않지만 펄스폭을 점차적으로 감소시키는 것도 가능하다.

그러한 제어를 이용하므로써 일반감각의 정도가 시간의 경과에 따라 변화될 수도 있다.

제 12a 도는 본 발명의 두번째 실시예의 회로구성을 나타낸 것이다. 상세히 말하면 제 12a 도는 축적장치(커패시터 26)안에 축적되는 에너지에 따라서 구동펄스 S₁의 발생형태를 변화시킬 수 있는 회로를 나타낸다. 제 22b 도는 제 12a 도에서 31로 표시된 축적된 전기에너지를 검출하기 위한 검출기의 회로구성예를 나타낸 것이다. 제 12c 도는 제 12a 도에 나타낸 감극회로(28)의 회로구성예를 나타낸 것이다.

제 12a 도 및 제 12b 도에서 다이오드(24)의 캐소드는 제너 다이오드(311)의 캐소드에 접속되고 다이액(DIAC), SSS 등과 같은 트리거 다이오드(312)의 일단에 접속된 애노드와 접속된다. 트리거 다이오드(312)의 다른 단자는, 저항(313)을 거쳐 접지된다. 트리거 다이오드(312)와 저항(313)과의 접속점은 제어신호 S₄를 출력하기 위한 출력단으로 사용된다. 제어신호 S₄는 제 1 도의 신호(D₂)에 연결되거나 제 5 도의 신호 K₂에 연결된다. 제너다이오드(311)은 제거될 수도 있음에 주의할 것.

커패시터(26)는 다이오드(24)를 통해 입력 승압된 펄스에 의하여 충전될 수도 있다. 충전과정에서 커패시터(26)의 단자 전압이 다이오드(311)의 제너전압과 트리거다이오드(312)의 항복전압의 합보다 초과할때 트리거 다이오드(312)는 온되고 결국 제어신호 S₄의 논리적 레벨은 저레벨에서 고레벨로 변화된다. 신호처리기(22c)는 고레벨 제어신호 S₄에 대응하여 제 5 도의 선택회로(56)가 주파수 분주기(53 혹은 54)를 선택하도록 유도하고 원-쇼트 회로(58)에 인가되는 트리거 신호의 주기를 변화시키게 하며 결국은 트리거 신호의 주기에 따른 구동펄스 S₁이 트랜지스터(25)에 인가되고 커패시터(26)는 트랜지스터(25)의 온-오프 동작의 주기에 따라서 충전되거나 방전된다.

그러므로 선택회로(56)에 의하여 선택된 주파수 분주기의 비율이 구동펄스 S₁의 펄스간격이 비교적 긴정도로 설정되는 곳에서는 제 13a 도 내지 제 13e 도에 나타낸 것처럼 구동펄스 S₁을 효과적으로 이용할 수 있게 된다. 이것은 만일 신호 S₁의 펄스 간격이 비교적 짧을 경우 커패시터(26)는 포화특성으로 인하여 전하를 효과적으로 축적할 수 없기 때문이다.

또한 제 12a 도에 나타난 회로구성에 있어서 치료시간이 사전에 정해질때 제 1 도에 나타낸 시동장치(17)로부터의 신호와 일치하는 입력부(29)로 부터의 명령신호는 신호처리기(22c)에 입력된다. 결국 정해진 시간이 경과할 때는 구동펄스 S₂의 발전은 중단되고 치료가 종료된다.

다음에, 제 12a 도 및 제 12c 도에서 감극회로(28)는 NPN 트랜지스터(281)로 구성된다. 트랜지스터(281)의 에미터는 트랜지스터(27)의 에미터 및 전극 K와 접속되고 컬렉터는 전극 F와 접속된다. 트랜지스터(281)는 신호처리기(22c)로부터의 제어신호 S₂와 연결되고 저주파 자극펄스가 인체에 인가된 후 인체 RZ 같은 부하에 잔존하는 분극전하를 방전한다.

구동펄스 S₂가 저레벨로부터 고레벨로 변화하면 트랜지스터(27)는 온(ON)되고 커패시터 26에 축적된 전하는 트랜지스터(27)를 거쳐 인체같은 부하 RZ에 인가된다. 이때 분극전하가 인체내에 발생한다. 구동펄스 S₂가 저레벨로 떨어질때 즉 제어신호 S₃가 고레벨로 상승될때(제 5 도 참조), 트랜지스터(27)는 오프되고 트랜지스터 28은 (ON)되어 결국 인체내에 잔존하는 전하는 전극 K, 트랜지스터 281 및 전극 F를 통하여 방전된다. 말하자면 감극회로(28)의 동작은 제 14a 도 내지 제 14c 도에 나타낸 것처럼 구동펄스 S₂의 강하에 대응하여 시작된다. 더우기, 제 14c 도에서 파선으로 표시한 부분은 감극 동작이 실행되지 않을 때의 파형을 나타낸 것이다.

위헤서 설명한 것처럼 신호처리기 22C (제 1 도에서 신호 처리장치 15)안의 내부 알고리즘을 적당히 설정함으로써 구동펄스 S₁및 S₂(제 1 도에서 C₁및 C₂)보다는 신호 S₃(제 1 도에서 신호 C₃)을 발생할 가능성이 있다.

제 15 도는 본 발명의 세번째 실시예의 회로구성을 나타낸 것이다. 상시히 말하면 저주파 출력펄스의 에너지가 증가될 수 있는 회로를 나타낸 것이다.

제 15 도에서 파선으로 표시된 P부분은 소형전지(111), 신호처리기(112), NPN 트랜지스터(113), 인덕터(114) 및 다이오드(115)로 구성된 승압된 펄스 발생회로를 나타낸다. 전지(111)의 음단자는 접지되고, 양단자는 신호처리기(112)와 접속되고 인덕터(114)의 일단과 접속된다. 인덕터(114)의 다른 단자는 다이오드(115)의 애노드와 접속되고 트랜지스터(113)의 컬렉터와 접속된다. 트랜지스터(113)의 에미터는 접지되고 베이스는 신호처리기(112)로부터 출력된 구동펄스 S₁₁(제 1 도에서 C₁)과 일치한다.

다이오드(115)의 캐소드는 커패시터(116)의 일단, PNP 트랜지스터(117)의 에미터 저항(118)의 일단, 및 저항(119)의 일단과 접속된다. 커패시터(116)의 다른 단자는 접지되고, 트랜지스터(117)의 컬렉터는 저항(124)을 거쳐서 접지된다.

반대로 저항(119)의 다른 단자는 저항(121)을 거쳐 트랜지스터(117)의 베이스 및 저항 (118)의 다른 단자에 접속되고, PNP 트랜지스터(120)의 베이스 및 저항(122)의 다른 단자와 접속된다. 트랜지스터(120)의 컬렉터는 전극 K와 접속되고 에미터는 저항 122의 다른 단자 및 커패시터(123)의 일단과 접속된다. 커패시터(123)의 다른 단자는 저항(124)을 거쳐 접지된다. 또한 트랜지스터(117)의 베이스는 저항(125)을 거쳐 NPN 트랜지스터(126)의 컬렉터에 접속된다. 트랜지스터(126)의 에미터는 접지되고 베이스는 신호처리기(112)로부터 출력된 구동펄스 S₁₂(제 1 도에서 신호 C₂)와 일치한다. 다른 전극 F는 접지된다.

다음에 제 15 도에 나타낸 장치의 동작을 설명하기로 한다.

구동펄스 S₁₂가 출력되지 않을때 트랜지스터(126)는 오프되고 트랜지스터(117 및 120)도 또한 오프된다. 반대로 트랜지스터(113)는 다이오드(115)의 캐소드에 승압된 펄스의 출현을 초래하는 구동펄스 S₁₁에 대응하여 온되고 오프된다. 승압된 펄스는 커패시터(116)에 축적되고 저항(119 및 122)을 거쳐 커패시터(123)에 축적된다.

구동펄스 S₁₂가 신호처리기(112)로부터 출력되어 트랜지스터(126)의 베이스에 제공될때, 트랜지스터(126)는 온되고 컬렉터 레벨을 낮춘다. 말하자면 트랜지스터(117)의 베이스 레벨이 낮아지고 결국 트랜지스터(117)가 온된다. 따라서 커패시터(116)의 일단은 트랜지스터(117)를 경유하여 직렬로 커패시터(123)와 접속된다. 또한 트랜지스터(126)의 컬렉터 레벨이 낮아지기 때문에 트랜지스터(120)의 베이스 레벨은 저항(125 및 121)을 지나면서 낮아지고 결국 트랜지스터(120)는 온 상태가 된다. 그러므로 직렬로 접속된 커패시터(116 및 123)에 축적된 전기적 에너지는 트랜지스터(120)을 지나면서 전극 K에 인가된다. 커패시터(116 및 123)의 각 용량이 동일하다면 저주파 자극 펄스의 전압은 축적된 승압된 펄스의 전압의 두 배가 된다.

제 16 도는 본 발명의 네번째 실시예의 회로구성을 나타낸 것이다. 상세히 말하면 제 16 도는 신호처리기에 의해 발생된 구동펄스를 사용하는 저주파 출력 펄스의 극성을 반전시킬수 있는 회로를 나타낸 것이다.

제 16 도에서 전지(151)의 양단자는 신호처리기(152) 및 인덕터(153)의 일단에 접속된다. 인덕터(153)의 다른 단자는 NPN 트랜지스터(154)의 컬렉터 및 다이오드(155)의 애노드와 접속된다. 다이오드(155)의 캐소드는 커패시터(156)의 일단 및 NPN 트랜지스터(157 및 158)의 각 컬렉터와 접속된다.

트랜지스터(157)의 에미터는 전극 K 및 NPN 트랜지스터(160)의 컬렉터와 접속되고 트랜지스터(158)의 에미터는 전극 F 및 NPN 트랜지스터(159)의 컬렉터와 접속된다.

반대로 전지(151)의 음단자는 접지되고 신호처리기(152), 트랜지스터(154)의 에미터, 커패시터(156)의 다른 단자 및 트랜지스터(159) 및 (160)의 각 에미터와 접속된다.

신호처리기(152)는 세 구동펄스 S₂₁, S₂₂및 S₂₃을 발생시킨다. 구동펄스 S₂₁(제 1 도에서 C₁)는 트랜지스터(154)의 베이스에 입력되고, 구동펄스 S₂₂(제 1 도에서 C₂)는 트랜지스터 (157 및 159)의 각 베이스에 입력되고, 구동펄스 S₂₃(제 1 도에서 C₃)은 트랜지스터(158 및 160)의 각 베이스에 입력된다.

다음에, 제 16 도에 나타낸 장치의 동작을 이 장치내의 각 절점에서의 신호파형도를 나타내는 제 17a 도 내지 제 17c 도를 참고로하여 설명하기로 한다.

도시한 예에서, 인덕터(153)의 유도동작 및 트랜지스터(154)의 ON 및 OFF 동작에 의하여 생성된 승압된 펄스는 다이오드(155)를 거쳐 커패시터(156)에 축적된다.

구동펄스 S₂₂가 고레벨에 있고 구동펄스 S₂₃이 저레벨에 있을때 트랜지스터(157 및 159)는 온되고 트랜지스터(158 및 160)는 off 된다. 따라서 커패시터(156)내에서 축적된 승압된 펄스와 일치하는 전하는 트랜지스터(157), 전극 K, 부하 혹은 인체(RZ), 전극 F 및 트랜지스터(159)를 거쳐 흐르고 결국 제 17c에 나타낸 것처럼 저주파 출력펄스(V_OUT)는 전극 K 및 F 양단에 양의 형태로 나타난다.

반대로 구동펄스 S₂₂가 저레벨에 있고 구동펄스 S₂₃의 고레벨에 있을때 트랜지스터(158 및 160)는 온되고 트랜지스터(157 및 159)는 오프된다. 따라서 커패시터(156)내에 축전된 전하는 트랜지스터(158), 전극 F 부하 혹은 인체(RZ), 전극 K 및 트랜지스터(160)를 거쳐서 흐르고 결국 제17c도에 나타낸 것처럼 저주파 출력펄스(V_OUT)는 음의 형태로 나타난다.

그러므로 신호처리기(152)가 구동펄스 S₂₂또는 S₂₃을 출력할 수 있도록 보장함으로써 저주파 출력펄스(V_OUT)의 극성이 쉽게 반전될 수 있다.

다음에, 본 발명의 장치에 따른 다수의 출력형태를 제 18a 도 내지 21h 도를 참고로하여 설명하고자 한다. 구동펄스 C₁및 C₂의 펄스폭 또는 펄스간격의 변화때문에 일어나는 신호처리기의 내부 동작중의 변화에 대한 설명은 생략될 수도 있음에 주의!

제 18a 도 및 제 18b 도는 구동펄스 C₂가 신호처리기로부터 간헐적으로 출력되는 경우를 나타낸다. 제 18a 도는 구동펄스 C₂의 출력파형을 나타내고 제 18b 도는 저주파 출력펄스의 파형을 나타낸다.

제 19a 도 및 제 19b 도는 신호처리기로부터 출력되는 구동펄스 C₂의 펄스폭이 점차적으로 확장되거나 축소되는 경우를 나타낸다. 제 19a 도는 구동펄스 C₂의 출력파형을 나타내고 제 19b 도는 저주파 출력펄스의 파형을 나타낸다.

저주파 출력펄스의 폭은 감각적인 자극효과의 강도를 좌우하기 때문에 본 예는 피부가 맛사지될 때의 감촉과 동일한 감촉을 실현할 수 있다.

제 20a 도 및 제 20b 도는 구동펄스 C₂의 펄스폭은 항상 일정하고 팔스간격은 변화되는 경우를 나타낸다. 제 20a 도는 구동펄스 C₂의 출력파형을 나타내고 제 20b 도는 저주파 출력펄스의 파형을 나타낸다.

제 21a 도 내지 21e 도는 신호처리기가 구동펄스 C₂의 출력간격을 변화시키고, 축적장치로 하여금 승압된 펄스폭을 축적하고 전압상승 과정에서 축적된 펄스를 방전시키도록 하며, 저주파 출력펄스의 전압을 변화시키는 경우를 나타낸다. 제 21a 도는 구동펄스 C₁의 파형을 나타내고, 제 21b 도는 승압된 펄스의 파형을 나타내고, 제 21c 도는 커패시터같은 측적장치의 단자전압의 파형을 나타내고, 제 21d 도는 구동펄스 C₂의 파형을 나타내며, 제 21e 도는 저주파 출력펄스의 파형을 나타낸다.

또한 제 21f 도 내지 제 21h 도는 신호처리기가 펄스폭과 펄스간격을 일정하게 하고, 구동펄스 C₁의 출력되는 수를 변화시키고, 승압된 펄스 축적용 커패시터의 전압을 변화시키고, 저주파 출력펄스의 출력을 유도하는 경우를 나타낸다. 제 21f 도는 구동펄스 C₁의 파형을 나타내고 제 21g 도는 구동펄스 C₂의 파형을 나타내고, 제 21h 도는저주파 출력펄스의 파형을 나타낸다.

위에서 설명한 것처럼 본 발명은 인체에 장시간동안 여러 종류의 감각적인 저주파 자극효과를 줄 수 있는 저주파 치료 장치를 구비시키기 위한 것이며 단순한 전자회로로써 구성된다. 또한 이 장치에 사용되는 각 구성부품은 단일칩에 위치할 수 있으며, 나아가서 여러 분야에 사용할 목적으로 실질적으로 변형될 수 있는 주문형 IC 및 하이브리드 기술을 이용하기 위해서 그러한 단일칩이 사용될 수 있다.

이리하여 본 발명의 장치에서 사용된 전자부품은 고밀도의 단일칩에 구성될 수 있으며 게이트어레이, 바이폴라 CMOS, 하이브리드 IC 등과 같은 기술이 사용될 수 있기 때문에 칩과 같은 장치의 전체 크기를 최대길이 20mm, 최대폭 20mm 및 최대두께 5mm로 축소시킬 수 있다.

저주파 펄스 발생기를 포함하는 전체적인 회로구성의 예는 제 22a 도, 제 22b 도 및 제 23 도를 참고로하여 다음에 기술하고자 한다.

단면도 제 22a 도 및 평면도 제 22b 도에서 211은 상기 도면에 나타난 전극 K와 일치하는 치료에 참여하는 전극을 나타내고, 214는 상기 도면에 나타난 전극 F와 일치하는 치료에 참여하지 않는 전극을 나타낸다.

전극 211은 탄성적인 박판 또는 피막으로 형성되는 피부점착성의 도전성 겔(gel)층 (212)을 얇은 판으로 만들고 알미늄 호일, 도전성 고무, 합성수지 피막, 탄소피막, 도전성 페인트 등과 같은 금속 호일로 형성되는 도전성 물질층(213)을 얇은 판으로 제조함으로써 완전하게 구성된다. 또한 전극 214는 탄성적인 박판 또는 피막으로 형성되는 피부점착성의 도전성 겔(gel)층(215)을 얇은 판으로 만들고 상기의 알미늄 호일 등으로 형성되는 도전성 물질층(216)을 얇은 판으로 제조함으로써 완전하게 구성된다. 저주파 펄스 발생기(217)는 대개 전극 211의 상층 표면 중앙에서 구성된다. 이 펄스발생기(217)는 버튼형 전지같은 경량전원을 구비하기 위하여 제공되고, 한 출력단자 예를 들면 음단자를 도전성 물질층(213)과 접촉하도록 배치하기 위하여 제공된다. 또한 이 펄스발생기(217)의 양단자는 알미늄 호일, 장치의 측단 근처에서는 제외하고 절연물질로 싸인 하부표면의 리드선(218)을 거쳐 전극 214의 도전성물질층(216)에 접속된다. 절연지지층(219)은 예를들면 탄성적인 박판 또는 피막으로 형성되는 비전도성 합성수지로 구성된다. 전극 211 및 전극 214는 절연지지층(219)에서 서로 이격되어 배치되고 층에 부착된다.

말하자면 전극(211 및 214)및 저주파 펄스 발생기(217)는 절연지지층(219)에 의하여 지지되고 완전하게 연결된다.

다음에, 상기 설명과 같이 구성된 피부점착형 저주파 치료장치의 동작과 사용을 설명하고자 한다. 첫번째, 그 장치는 신체에서 치료를 요하는 부분에 부착되어 전극 211은 그 부분과 접촉된다. 이때 전극 211 및 전극 214는 폐회로를 구성하고 이리하여 펄스가 발전될 수 있는 구성이 실현된다. 결국 저주파 펄스는 전극 211을 통하여 신체에 인가될 수 있다.

본 예에 따르면 피부에 직접적으로 인가 될 수 잇고, 취급이 간편하고 경량이며, 만족한 치료효과를 제공할 수 있는 피부점착형 저주파 치료기의 획득이 가능해진다.

다음에, 전체적인 구성의 다른 예를 제 23 도를 참고로 하여 기술하고자 한다. 제 22a도 및 제 22be도에서 사용된 것과 동일한 참고번호를 표시된 성분의 설명은 제외될 수도 있음에 주의!

제 23 도에서 221은 버튼형 전지를 나타내고, 222는 전극 211의 도전성물질층(213)에 위치되어 거기서 접속되는 저주파 펄스발생 회로를 나타낸다. 반대로 전지 221은 전극 214의 도전성물질층(216)에 위치되어 거기서 접속된다. 전지 221 및 저주파 펄스발생회로(222)는 리드선(224 및 225)을 거쳐서 연결성분 (223)내에 접속된다.

본 예에 따르면 전극 211 및 전극 214는 리드선(224 및 225)의 길이 이내의 거리에 적당히 위치한 신체에 연결될 수도 있기 때문에 연결되어야 하는 부분이 작거나 비교적 큰 곡률을 가질 때에도 이 장치를 사용할 수 있다. 또한 덥고 습한 조건에서 사용하는 동안 피부가 땀을 매우 많이 분비시킬 경우에도 전극들은 서로 이격되어있기 때문에 표피를 통하여 흐르는 전류에 의하여 영향을 받지 않는다. 이리하여 양호한 피부점착성 저주파 치료 장치가 얻어질 수 있다.

부가적으로 피부점착성의 도전성 겔(gel)용으로는 예를들면 다음의 공개공보에서 발표된 겔(gel)이 우선적으로 사용된다.

일본특허 공개공보(J.U.P.P) NO. 52-95895, J.U.P.P. NO. 54-77489, J.U.P.P. NO. 55-52742, J.U.P.P. NO. 55-81635, J.U.P.P. NO. 55-129035, J.U.P.P. NO. 56-15728, J.U.P.P. NO. 56-36939, J.U.P.P. NO. 56-36940, J.U.P.P. NO. 56-60534, J.U.P.P. NO. 56-89270, J.U.P.P. NO. 57-55132, J.U.P.P. NO. 57-131428, J.U.P.P. NO. 57-160439, J.U.P.P. NO. 57-164064, J.U.P.P. NO. 57-166142, J.U.P.P. NO. 57-168675, J.U.P.P. NO. 57-4569, J.U.P.P. NO. 58-10066, 일본실용신안 공개공보(J.U.U.M.P.) NO. 54-80689, J.U.U.M.P. NO. 56-135706, J.U.U.M.P. NO. 56-138603, J.U.U.M.P. NO. 57-93305, J.U.U.M.P. NO. 57-179413, J.U.U.M.P. NO. 57-185309.

본 발명은 다수의 실시예를 통하여 발표되었고 설명되었지만, 이 기술에 익숙한 사람들에게 있어서 본 발명의 의도와 필수적인 특징에서 벗어나지 않고도 본 발명의 다른 실시와 변형이 가능할 것임은 분명하다.

Claims (15)

1. 소형전원(11,21,21a,111,151)과, 일련의 승압된 펄스를 발생시키기 위하여 소형전원과 접속되는 승압된 펄스발생기(12,23,25,113,114,154)와 전기적으로 자극 받아야되는 대상물의 자극효과가 이루어지는 최소한으로 정해진 양의 전기적 에너지를 축적하기 위하여 상기 승압된 펄스 발생기에 접속되는 축적장치(13,26,116,123,156)와, 저주파 펄스로써 상기 축적장치에서 축적되는 전기적 에너지를 출력하기 위하여 상기 축적장치에 접속되는 저주파펄스 출력장치(14,27,117,120,126,157-160)와, 저주파 펄스를 상기 저주파 펄스 출력장치로부터 상기 대상물에 전달하기 위하여 상기의 자극받는 대생물에 평면상태로 인가될 수 있는 한쌍의 전극(K,F)과, 소정의 알고리즘을 토대로 신호처리를 수행하고, 상기 승압된 펄스발생기를 구동하기 위한 제 1 펄스신호와 상기 저주파 펄스 출력장치를 구동하고 상기 제 1 또는 제 2 펄스 신호의 펄스폭 또는 펄스간격을 변화시켜 거기서 여러 종류의 저주파 자극효과가 상기의 자극대상에 인가되도록 하기 위한 제 2 펄스신호(C₂,S₂,S₁₂,S₂₂,S₂₃)를 출력하기위하여 상기 소형전원과 접속되는 신호처리장치(15,22,22a,22b,22c,112,152)로 구성됨을 특징으로 하는 저주파 치료기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 저주파 펄스발생기(10)는 상기의 소형전원, 승압된 펄스발생기, 축적장치, 저주파 펄스 출력장치 및 신호처리장치로 구성되고 상기 한쌍의 전극 중에서 적어도 하나가 상기의 저주파 펄스 발생기에 일체로 구비됨을 특징으로 하는 저주파 치료기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 저주파 펄스가 상기 대상물에 인가된 후에도 그 대상물 내에 남아있는 분극전하를 방전시키기 위하여 감극장치(15,28,281)가 상기 저주파펄스 발생기에 추가적으로 구비됨을 특징으로 하는 저주파 치료기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 장치는 그 장치의 동작모드를 선택하는 스위치를 구비하고 그 선택에 따른 입력정보(D₃)를 상기 신호처리장치에 인가시키는 시동장치(17,19)를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 저주파 치료기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기의 신호처리장치는 동작실행용의 정해진 프로그램을 저장하기 위한 제 1 메모리 장치 및 다수의 변수를 저장하기 위한 제 2 메모리장치를 구비하는 단일칩 형태의 마이크로컴퓨터로 구성되고, 상기의 마이크로컴퓨터는 상기 출력장치로부터의 입력저항에 대응하여 동작하고 상기의 프로그램에 의하여 한정된 알고리즘을 토대로 상기의 신호처리를 수행하며 제 2 메모리장치에 저장된 변수의 변화에 따라 상기 제 1 혹은 제 2 펄스신호의 펄스폭 또는 펄스 간격을 변화시킴을 특징으로 하는 저주파 치료기.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 신호처리장치는 상기 입력정보의 제 1 부분(K₁)에 대응하는 상기 장치의 동작을 시동시키거나 중지시키기 위한 제어장치(51,52), 상기 제어장치의 제어에 따라 일련의 클럭펄스를 발생시키기 위한 발전기(50), 각자 상기의 클럭펄스보다 낮은 주파수를 가지며 서로 다른 주파수를 갖는 다수의 펄스신호를 발생시키기 위한 펄스신호 발생장치(53,54,55), 상기 입력정보의 제 2 부분(K₂,K₃,K₄)에 대응하여 상기 다수의 펄스신호 중에서 한쌍의 펄스신호를 선택하고 상기 선택된 신호의 신호처리에 근거한 제 1 펄스신호(S₁) 및 제 2 펄스신호(S₂)를 출력하기 위한 선택장치(56,57,58)로 구성함을 특징으로 하는 저주파 치료기.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 펄스신호(S₁) 및 제 2 펄스신호의 각 펄스폭은 상기 입력정보의 제 2 부분(K₂,K₃,K₄)에 의해 한정되고, 그것의 펄스간격은 다수의 펄스신호를 발생시키기 위하여 상기 펄스신호 발생장치(53,54,55)에 의해 한정됨을 특징으로 하는 저주파 치료기.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 입력정보의 제 2부분의 일부는 상기 소형전원으로부터의 전압정보에 의해서 구성되고, 상기 전압 정보가 상기 전원전압의 강하를 나타낼 때 펄스폭을 증가시키기 위하여 상기 선택장치는 상기 제 1 펄스신호(S₁)를 출력함을 특징으로하는 저주파 치료기.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 선택장치는 커패시터(105) 및 저항값이 상기 입력정보의 제 2부분의 일부(K₄)에 대응하여 변화되도록 구성되는 저항기(104)로 구성되고, 상기 제 2 펄스신호에 상기 커패시터 및 저항기에 의해 정해지는 시정수와 일치하는 펄스폭이 주어짐을 특징으로 하는 저주파 치료기.
10. 제 6 항에 있어서, 상기 축적장치 내에 축적된 전기적 에너지를 검출하고 상기 축적된 에너지가 소정의 양에 도달할 때 검출신호(S₄)를 출력하기 위하여 검출장치(31)가 추가적으로 구성되며, 상기의 신호처리 장치는 검출신호에 대응하여 제 1 펄스신호의 발생형태를 변화시킴을 특징으로 하는 저주파 치료기.
11. 제 10 항에 있어서, 검출신호(S₄)는 상기 입력정보의 제 2부분의 일부(K₂)를 구성하고, 상기 선택장치는 상기 검출 신호에 대응하여 제 1 펄스신호를 발생시키기 위하여 펄스신호의 선택을 수행함을 특징으로 하는 저주파 치료기.
12. 제 6 항에 있어서, 상기 신호처리장치는 상기 제 2 펄스신호(C₂,S₂)의 발생에 근거하여 제어신호(C₃,S₃)를 발생시키고, 상기의 감극장치는 상기 제어신호에 대응하여 전극쌍(K,F) 사이를 단락회로화 하기 위한 장치를 구비하여 구성함을 특징으로 하는 저주파 치료기.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 신호처리기장치에는 상기 제 2 펄스신호(S₂)로부터의 제어신호(S₃)를 발생시키기 위한 인버터(59)가 추가적으로 구비되고, 상기 저주파 펄스 출력장치에는 상기 제 2 펄스신호에 대응하여 상기의 축적장치 내에 축적된 에너지를 전극쌍으로 전달하는 트랜지스터(27)가 구비되고, 상기 감극장치에는 상기 제어신호에 대응히는 트랜지스터(281)가 구비됨을 특징으로 하는 저주파 치료기.
14. 제 2 항에 있어서, 상기 저주파펄스 출력장치에는 상기 제 2 펄스신호(S₁₂)에 대응하여 동작되는 스위칭장치(117,120,126)가 구비되고, 상기의 축적장치에는 다수의 커패시터(116,123)가 구비되고, 상기 다수의 커패시터는 제 2 펄스신호가 소정의 논리레벨에 이르면 스위칭장치를 통해 직렬로 접속되고, 직렬접속된 축적장치 내에 축적된 전기적 에너지는 저주파펄스로 간주됨을 특징으로 하는 저주파 치료기.
15. 제 2 항에 있어서, 상기 신호처리장치는 제 2 펄스 신호(C₂)로서 제 1 구동신호(S₂₂) 또는 제 2 구동신호(S₂₃)를 발생시키고, 상기의 저주파 펄스 출력장치는 축적장치에서 축적된 에너지의 제 1 또는 제 2 구동펄스에 대응하여 상기 전극쌍(K,F)중 한 전극으로의 전달을 개폐제어하기 위한 스위칭 장치(157,158,159 및 160)로 구성함을 특징으로 하는 저주파 치료기.

Images