JPH05337194A

JPH05337194A - 電気刺激装置

Info

Publication number: JPH05337194A
Application number: JP17778992A
Authority: JP
Inventors: Minoru Sasaki; 佐々木　　実
Original assignee: Advance Co Ltd
Current assignee: Advance Co Ltd
Priority date: 1992-06-12
Filing date: 1992-06-12
Publication date: 1993-12-21
Anticipated expiration: 2014-11-15
Also published as: JP2978002B2

Abstract

(57)【要約】【目的】干渉刺激を生体信号から得られた拡張期と正
確に一致させる。【構成】交番波生成用信号を発振する第１の発振手
段、前記第１の発振手段から出力される交番波生成用信
号を昇圧交番波として出力する第１の出力手段、第１の
発振手段が出力する交番波生成用信号と周波数乃至位相
が異なる信号を発振する第２の発振手段、前記第２の発
振手段から出力される交番波生成用信号を昇圧交番波と
して出力する第２の出力手段、前記第１の発振手段と前
記第１の出力手段との電気的接続並びに前記第２の発振
手段と前記第２の出力手段との電気的接続を、生体信号
から得られた拡張期信号に基ずいて制御するゲート手段
よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は干渉式の電気刺激装置に
関する。

【０００２】

【従来例】干渉式の電気刺激装置は、２つの出力部を有
し、これらの出力部は、互いに周波数差を有する数（Ｋ
Ｈｚ）以上の周波数を有する交番波を出力するものであ
って、生体内で、これらの出力部から出力された交番波
が干渉波（うなり）を生じさせ、上述した周波数差の周
波数を有する干渉波刺激を生成するものであり、既にこ
の動作原理を使用した装置も実用化されるに致ってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで生体に対し、
電気刺激を加える場合、同時に脈拍や心電図等の生体信
号を検出し、この生体信号から、拡張期と呼ばれる期間
に刺激を加えることにより、今までとは比較にならない
程の血行促進作用を実現した。干渉式電気刺激装置も
又、この様に主に拡張期間に刺激を与えることができれ
ば、尚より一層の効果が期待できるが、実際干渉式の場
合、２つの出力端から出る昇圧交番波を形成する為の発
振器の動作を拡張期に断続的に動かした時、発振器の発
振が安定するのに多少の時間がかかるため意図する干渉
波刺激が得られない場合も生じ、安定性に欠けてる結果
となった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記に鑑み本発明は、交
番波乃至交番波を生成する為の発振手段と、この発振器
から出力された信号を２つの昇圧交番波として出力する
出力手段との間に同時に検出した生体信号に於ける拡張
期間信号に基ずいて制御するゲート手段を設けることに
より、拡張期間に安定した干渉波刺激の生成を実現し
た。本発明の特徴は、上述した発振手段の動作を停止さ
せず、発振手段と昇圧交番波出力手段との間の電気的接
続を拡張期に於いて接続し、その他の期間で遮断する点
にある。干渉波は、２つの交番波の周波数差乃至位相差
であるから、常に発振手段が発振した状態である為、周
波数差は常に安定に保たれており、２つの昇圧交番波が
断続された状態で出力されても、干渉波刺激は確実に生
成できるのである。

【０００５】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す図である。
(11)は、生体信号変換器であり、生体に貼着使用される
電極、耳たぶ、ゆび先に装着される光電トランスデュー
サ等、生体信号を入力、あるいは電気信号に変換させる
ためのものである。(12)は、拡張期検出手段であり、生
体信号変換器(11)で得られた生体電気信号の性格に応じ
処理生成されるものであり、拡張期を示すパルスを出力
する。(13)は、交番波発振器であり、それぞれ互いに周
波数、乃至位相が異なる交番波を出力する。(14)は、ス
イッチであり、拡張期検出手段(12)の出力パルスでオン
オフする。(15)はスイッチＢであり、スイッチＡ(14)と
同じ構成を有する。スイッチＡ、スイッチＢはゲート手
段に相当する。(16)は昇圧手段Ａであり、交番波発振器
(13)の出力交番波を、昇圧するものであり、主にトラン
ス、電力増幅回路の組合わせよりなる。(17)は昇圧手段
Ｂであり、交番波発振器(13)の出力交番波を、昇圧する
ものであり、昇圧手段Ａ(16)と同じ組合わせよりなる。
(18)は導子Ａであり、生体皮膚に貼着あるいは装着され
るものであり、主に導電性部材と、導電性粘着ゲルの組
み合わせ、あるいは導電性部材によって構成されてい
る。(19)は導子Ｂであり、導子Ａ(18)と同じ構成よりな
る。(20)は導子Ｃ、(21)は導子Ｄであり、いずれも導子
Ａと同じ組織を有する。

【０００６】上記諸構成に於ける接続状態を次に示す。
生体信号変換器(11)は、生体に貼着又は装着され、更に
端子（ｃ）を介して拡張期検出手段(12)と接続する。拡
張期検出手段(12)は、端子（ｄ）を介してスイッチＡ(1
4)、スイッチＢ(15)の制御端の各々に接続している。交
番波発振器(13)は２つの出力端(ａ)、(ｂ)を有し出力端
(ａ)はスイッチＡ(14)の入力端、出力端(ｂ)は、スイッ
チＢ(15)の入力端と接続している。スイッチＡ(14)の出
力端は、昇圧手段Ａ(16)の入力端と接続し、昇圧手段Ａ
(16)の出力は導子Ａ(18)、導子(19)の各々と接続してい
る。スイッチＢ(15)の出力端は、昇圧手段Ｂ(17)の入力
端と接続し、昇圧手段(Ｂ)(17)の出力は、導子Ｃ(20)、
導子(21)の各々と接続している。

【０００７】次に、上記実施例の動作の説明を図２を参
照して詳細に説明する。図２(１)は、生体の耳たぶ、指
先等から光電変換によって得られる脈波の一例である。
生体信号変換器(11)は、図２(１)で示す脈波を電気信
号として検出し、拡張期検出手段(12)へ端子（ｃ）を介
して出力する。拡張期検出手段(12)は、最初に、収縮期
パルスを図２(２)に示す様に検出する。この収縮期パル
スの立ち下がり、から所定時間幅を有する拡張期パルス
を端子（ｄ）へ出力する（図２（３））。この所定時間
幅とは、収縮期パルスの立ち下がりから、収縮期パルス
の立ち下がり迄の間の任意の時間を示すものである。交
番波発振器(13)は出力端(ａ)から図２(４)で示す交番波
を出力し、出力端(ｂ)から図２(５)で示す交番波を出力
する。出力端(ｂ)から出力される交番波は、出力端(ａ)
の交番波に比べ、周波数差ｆｏ（例えば１，２，３…
（Ｈｚ））を有している。出力端(ａ)の交番波は、スイ
ッチＡ(14)に出力され、出力端(ｂ)の交番波は、スイッ
チＢ(15)に出力される。スイッチＡ(14)、スイッチＢ(1
5)は、図２(３)で示す拡張波パルスが立ち上がるまで遮
断状態を形成している。拡張波パルスが立ち上がると、
スイッチＢ(15)は、導通状態を形成し、交番波は、昇圧
手段Ａ(16)、昇圧手段Ｂ(17)へ供給される。昇圧手段(1
6)は、この交番波を巻数に応じて昇圧し、導子Ａ(18)、
導子Ｂ(19)に出力する。昇圧手段Ｂ(17)は、この交番波
を巻数に応じて昇圧し、導子Ｃ(20)、導子Ｄ(21)に出力
する。再び、拡張波パルスが立ち下がると、スイッチＡ
(14)、スイッチＢ(15)は遮断状態となる。この時の導子
Ａ(18)、導子Ｂ(19)間の昇圧交番波を図２(６)導子ｃ(2
0)、導子Ｄ(21)間の昇圧交番波を図２(７)、に示す。導
子Ａ(18)〜導子Ｄ(21)が装着乃至貼着された生体内で
は、周波数ｆｏの干渉刺激波が図２(８)で示す様な状態
で形成されている。

【０００８】次に他の実施例について説明する。(31)
は、光電トランスデューサであり、耳たぶを挟んで使用
する。光電トランスデューサは、ＬＥＤとフォトトラン
ジスタが対向したもの、あるいは並列に並んだもの等が
使用されている。(32)は、増幅器であり、フィルタ作用
を有しながら、脈波信号を増幅する。(33)は収縮期検出
手段であり、脈波信号のピークを検出し、所定の時間幅
を有するパルスを出力する。(34)は、拡張期パルス出力
手段であり、収縮期検出手段(33)で出力されたパルスの
立ち下がりより、所定時間を有するパルスを出力する。
(35)は、数(ＫＨｚ)〜の単極性パルスを出力する高周波
パルス発生手段であり、出力端(ａ１)から出力されるパ
ルスと出力端から出力されるパルス(ａ２)は位相差が18
0゜ある。出力端から出力されるパルス(ａ３)と出力端
から出力されるパルス(ａ４)は、位相差が180゜ある。
出力端(ａ１)(ａ２)から出力されるパルスの周波数と出
力端(ａ３)(ａ４)から出力されるパルスの周波数は、±
ｆｏ(Ｈｚ)の差を有する。(36)〜(39)はゲート回路であ
り、２入力、１出力を有し、各々１入力を制御端とし、
制御端が“１”の時、他の入力端と出力端とは同じ状態
となり、制御端が“０”の時、他の入力端が“０”
“１”いずれであっても、“０”の状態となるものであ
る。(40)〜(43)はスイッチング手段であり、ＮＰＮ型の
トランジスタで例示した。(44)〜(47)はフィルタであ
り、立ち上がりの急俊な部分を遮断する。フィルタは必
要に応じて接続される。(48)〜(51)は、昇圧インダクタ
であり、１次と２次は中間にタップをつけて、タップ部
を１次側、(ｄ)〜(ｇ)を２次側とした。出力端(ｄ)〜
(ｇ)は、図示されていないが、導子と接続される部分で
ある。(３Ａ)は、電源調整部であり、電池電圧Ｖｃｃを
所定の電圧に調整する。又、電源調整部(３Ａ)は、制御
入力部分を有し、制御入力部にパルスが入力されると、
その立ち上がりから、指数関数的に電圧が上昇していく
様な出力を行なうものでもある。

【０００９】次に上記諸構成の接続状態について説明す
る。光電トランスデューサは、増幅器(32)、の入力端と
接続し、増幅器(32)の出力端は、収縮期検出手段(33)の
入力端し、収縮期検出手段(33)の出力端は、拡張期パル
ス出力手段(34)の入力端と接続する。拡張期パルス出力
手段(34)の出力端は１つは電源調整部(３Ａ)の制御入力
端に、他の出力端は、ゲート回路(36)〜(39)の制御端に
各々接続している。高周波パルス発生手段(35)の出力端
(ａ１)はゲート(36)の他の入力端に、出力端(ａ２)はゲ
ート(37)の他の入力端に各々接続している。高周波パル
ス発生手段(35)の出力端(ｂ１)はゲート(38)の他の入力
端に、出力端(ｂ２)はゲート(39)の他の入力端に各々接
続している。ゲート(36)の出力端はスイッチ(40)のベー
スに、ゲート(37)の出力端はスイッチ(41)のベースに、
ゲート(38)の出力端はスイッチ(42)のベースに、ゲート
(39)の出力端はスイッチ(43)のベースに各々接続されて
いる。スイッチ(40)〜(43)のコレクタは電源調整部(３
Ａ)の出力端と接続されている。スイッチ(40)(41)(4
2)(43)のエミッタはフィルタ(44)(45)(46)(47)の一端
に、フィルタ(44)(45)(46)(47)の他端は、昇圧インダク
タ(48)(49)(50)(51)のタップに各々接続し、昇圧インダ
クタの(48)(49)の一端は出力端(ｄ)主力端(ｅ)と接続
し、他端は電源の(−)側に接続している。昇圧インダク
タ(50)(51)の一端は出力端(ｆ)、出力端(ｇ)と接続し、
他端は電源の(−)側に接続している。

【００１０】次に動作を説明する。最初に、電源調整部
(３Ａ)を一定の電圧を供給する様に設定した時の回路動
作について図４を参照して説明する。図４(41)は脈波信
号であり、光電トランスデューサ(31)で、電気信号に変
換した波形図である。脈波信号は、増幅器(32)で増幅さ
れた後、収縮期検出回路(33)に於いて、収縮期パルスに
変換される。これを図４(42)に示す。収縮期パルスは拡
張期パルス出力手段(34)に入力され、図４(43)で示す拡
張期パルスに変換され、出力される。電圧調整手段(３
Ａ)に拡張期パルスも出力されるが、この場合無視され
る。高周波パルス出力手段(35)の出力端(ａ１)は図４(4
4)で示すパルスを出力する。高周波パルス手段(35)の出
力端(ａ２)は図４(45)で示すパルスを出力する。高周波
パルス出力手段(35)の出力端(ｂ１)は、出力端( ａ１)
と周波数乃至位相が異なるパルスを出力し、高周波パル
ス出力手段(35)の出力端(ｂ２)は、出力端(ｂ２)と周波
数乃至位相が異なるパルスを出力する。ゲート（３６）
〜（３９）が導通した状態を維持したとき出力端（ｄ）
（ｅ）間の出力波形を図４（４６）にしめす。又、出力
端（ｆ）（ｇ）間の出力波形を図４（４７）にしめす。
出力端(ａ１)に出力されるパルスはゲート(36)の他の入
力に入力される。拡張期検出手段(34)からの出力が
“０”の時、ゲート(36)は出力は“０”である。拡張期
検出手段(34)の出力が“１”の時、ゲート(36)の出力
は、高周波パルス出力手段(35)の出力端(ａ１)の出力パ
ルスが“１"の時“１”、出力端ａ２の出力パルスが
“０”の時、“０”となる。スイッチ(40)は、出力パル
ス“１”の時、導通し、電源調整手段(３Ａ)の電気エネ
ルギィはフィルタ(44)並びに昇圧インダクタ(48)に供給
される。昇圧インダクタ(48)は、導通過波電流の変化を
とらえ、入力と出力との比に応じ昇圧されたパルスを出
力端(ｄ)出力端(ｅ)間に出力する。高周波パルス発振手
段(35)の出力端(ａ１)のパルスが立ち下がると、スイッ
チ(40)は遮断状態となる。続いて高周波パルス発振手段
(35)の出力端(ａ２)のパルスが立ち上がり、スイッチ(4
1)は、オンする。電気調整手段(３Ａ)の電圧は、フィル
タ(45)を介して、昇圧インダクタ(49)に供給される。昇
圧インダクタ(49)は供給される電流の変化をとらえて、
巻数比に応じて昇圧されたパルスを出力するが、昇圧イ
ンダクタ(48)で昇圧されたパルスに対して、極方向が反
対のパルスを出力端(ｄ)、出力端(ｅ)間に出力する。こ
れを続けることによって図４(48)に示す昇圧交番波が出
力される。又、高周波パルス発振手段(35)の出力端(ｂ
１)(ｂ２)から出力されるパルスも出力端(ａ１)(ａ２)
と同様の経路をたどり、出力端(ｆ)(ｇ)間に昇圧交番波
を出力する。これを図４(49)に示す。尚、上述した様な
昇圧交番波は、拡張期パルス出力手段(34)の出力パルス
が“１”の時だけ、出力端(ｄ)(ｅ)、出力端(ｆ)(ｇ)に
出力される。出力端(ｄ)(ｅ)に接続された各導子、出力
端(ｆ)(ｇ)に接続された各導子は人体に貼着されると、
人体内では、高周波パルス発生手段(35)の出力端(ａ１)
(ａ２)から出力されるパルス周波数と、出力端(ａ３)
(ａ４)から出力されるパルス周波数との差分の周波数を
有する干渉波刺激が形成される。１例を図４(50)に示し
た。

【００１１】次に電圧調整手段(３Ａ)の出力が、拡張期
パルス出力手段の出力パルスに応じて変化する場合の動
作を図５を用いて説明する。図５（４１）は、図４（４
１）と同一である。拡張期パルス(34)が拡張期パルス(5
2)を出力した時、ゲート(36)〜(39)はオン状態となり、
更に、拡張期パルスの立ち上がりから、指数関数的に電
圧調整手段(３Ａ)の出力は上昇する。これを図５(52)に
示す。昇圧インダクタで昇圧される交番波も又、図５
(５３)、図５(５４)で示す様に比例して上昇する。従っ
て干渉波刺激の振幅も、指数関数的に上昇する。（図５
（５５））この様な態様は、実際断続的に生体に干渉波
を供給する際生じるショックを緩和させる為のものであ
り、実用的には非常に重要となる。尚、本発明に於いて
は、主として拡張期に発振手段とこの発振器が出力する
信号を昇圧交番波として出力する出力手段との接続を行
ないその他の時は、遮断する動作を行なわせるものであ
るが、その他時期(収縮期)を完全な遮断とする必要はな
い。つまり、拡張期が、その他の時期に比べ、密度の高
い干渉刺激の出力が行なわれていればよいのである。

【００１２】

【発明の効果】以上詳述の如く本発明は、交番波信号あ
るいは、交番波生成用パルス信号を出力する発振手段
と、この発振手段から出力される上述した信号を昇圧交
番波として出力する出力手段との電気的接続を、生体信
号から検出された拡張期間に主として接続することによ
り、簡単な手段でしかも確実に拡張期間と干渉波刺激を
一致るさせることができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図

【図２】図１の各部波形図

【図３】本発明の他の実施例を示す図

【図４】

【図５】図３の各部波形図

【符号の説明】

11 生体信号変換器 12 拡張期検出手段 13 発振手段 14、15 スイッチ 16、17 昇圧手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交番波生成用信号を発振する第１の発振
手段、前記第１の発振手段から出力される交番波生成用
信号を昇圧交番波として出力する第１の出力手段、第１
の発振手段が出力する交番波生成用信号と周波数乃至位
相が異なる信号を発振する第２の発振手段、前記第２の
発振手段から出力される交番波生成用信号を昇圧交番波
として出力する第２の出力手段、前記第１の発振手段と
前記第１の出力手段との電気的接続並びに前記第２の発
振手段と前記第２の出力手段との電気的接続を、生体信
号から得られた拡張期信号に基ずいて制御するゲート手
段よりなることを特徴とする電気刺激装置。