JPH0657263B2

JPH0657263B2 - 低周波治療器

Info

Publication number: JPH0657263B2
Application number: JP24516388A
Authority: JP
Inventors: 光久米川; 忠男宮林; 勝亀井
Original assignee: 東京電気株式会社
Priority date: 1988-09-29
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1994-08-03
Anticipated expiration: 2009-08-03
Also published as: JPH0292368A

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、小電源にもかかわらず所要の生体刺激を提供
できる小型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、電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力用電極とを一つの本体に設け、
電池電圧を昇圧して高電圧をコンデンサに蓄積しておい
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間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。ところで、一般的に可変抵抗器は、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、摩耗などのため摺動子の位置と抵抗値との関
係が変化してくる。そのため、低周波治療器において
も、使用が長期に渡るにつれて、前記摺動子に連動した
つまみの位置と刺激の強さとの関係がはじめに設定され
たものから変わって誤差を生じ、正確な制御ができなく
なる。

（発明が解決しようとする課題）上述のように、刺激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直接制御する構造となっていた
ため、可変抵抗器における機械的摺動部の摩耗などによ
り、経時的に正確な制御が行なえなくなっていく問題が
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得る低
周波治療器において、刺激の強さの調節を可能とし、か
つ、使用が長期間に渡っても常に正確な刺激の強さの制
御を可能とす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、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、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、電池電圧を昇圧して昇圧パルス
を発生させ前記刺激用パルス電流の電源となるコンデン
サに高電圧を一時的に蓄積する高電圧発生・蓄積手段
と、電圧値を可変的に設定する電圧値設定手段と、この
電圧値設定手段により設定された設定電圧値と前記コン
デンサの充電電圧値とを比較する電圧比較手段と、この
電圧比較手段からの出力に応じて前記充電電圧値が前記
設定電圧値を越えたとき前記コンデンサへの昇圧パルス
を停止させるマイクロコンピュータなどからなる発振制
御手段とを有するものである。

（作用）本発明の低周波治療器では、高電圧発生・蓄積手段が電
池電圧を昇圧して昇圧パルスを発生させコンデンサに高
電圧を一時的に蓄積し、この高電圧が出力用電極を介し
て人体に間欠的に出力されて、この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、電圧
比較手段が電圧値設定手段により設定された可変的な設
定電圧値とコンデンサの充電電圧値を比較し、電圧比較
手段からの出力に応じて発振制御手段が前記設定電圧値
を前記充電電圧値が越えたときコンデンサへの昇圧パル
スを停止させる。したがって、前記設定電圧値を変化さ
せることにより、コンデンサの最終的な充電電圧値が変
化して、人体への出力電圧が変化し、刺激の強さが調節
される。

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

第４図および第５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、偏平な筐状になっている。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５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。さらに、前記治療器本体11の天
面部には、第４図に示すように、刺激用パルス電流の速
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（ＣＰＵ）は、４ビットのワンチップ
マイクロコンピュータ21たとえばＮＥＣ製μＰＤ７５５
４からなっている。このマイクロコンピュータ21は、Ｒ
ＡＭ、ＲＯＭ、ＰＣ、ＡＬＵ、ＳＰなどを内蔵している
とともに、多数の入・出力ポートを有している。そし
て、この入力ポ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、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積する高
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の出力ポートと高電圧発生・蓄積
手段23とが、この高電圧発生・蓄積手段23の放電を制御
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。

また、前記マイクロコンピュータ21の出力ポートには電
圧値設定手段26が接続されている。そして、この電圧値
設定手段26と前記高電圧発生・蓄積手段23および出力手
段24の接続点とが、この接続点の電圧値と前記電圧値設
定手段26により可変的に設定された設定電圧値とを比較
する電圧比較手段27に接続されている。さらに、この電
圧比較手段27は、前記接続点の電圧値が前記設定電圧値
を越えたとき前記発振手段22をオフする発振制御手段の
機能を備えた前記マイクロコンピュータ21の入力ポート
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 ，12
b 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28に接続されている。そして、この人体検出手段28
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の入力ポートに接続されている。

つぎに、前記電子回路の具体的構成を第１図に基づいて
説明する。

Ｖ_Ｄの起電力を有する電池31に電源スイッチ14が接続さ
れている。この電源スイッチ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の電源用のポート
に接続されており、このマイクロコンピュータ21のポ
ートが電池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
信号入力用ポートに接続されている。すなわち、この
ポートは普段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ポートが一時的
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、前記マイクロコンピュータ21のポート
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の入力ポートに
接続され、これらスイッチ13およびポートの接続点
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の出力ポートに接続されている。そして、
前記トランジスタ41のコレクタ電池31の負極との間にダ
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ＰＮＰ型トランジスタ47のエミッタが
接続されており、このトランジスタ47のコレクタが一方
の出力用電極12a に接続されている。前記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
49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
出力ポートに接続されている。さらに、他方の出力用
電極12b と電池31の負極との間にはコンデンサ51、ダイ
オード52および抵抗53が並列に接続されている。

また、前記ダイオード44とコンデンサ45との接続点に抵
抗56が接続されており、この抵抗56にそれぞれ抵抗57，
58，59を介してＮＰＮ型トランジスタ60，61，62のコレ
クタが接続されている。そして、これらトランジスタ6
0，61，62は、それぞれ、エミッタが前記電池31の負極
に接続されているとともに、ベースが抵抗63，64，65を
介して前記マイクロコンピュータ21の出力ポート
に接続されている。また、前記抵抗56と抵抗57，58，59
との接続点がツェナダイオート66を介してスイッチング
素子であるＮＰＮ型トランジスタ67のベースに接続さ
れ、このトランジスタ67のエミッタは電池31の負極に接
続されている。そして、前記トランジスタ67のコレクタ
が、抵抗68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の入力ポートに接続され
ている。

また、前記他方の出力用電極12b が抵抗71を介してＮＰ
Ｎ型トランジスタ72のベースに接続されており、このト
ランジスタ72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72のコレクタが、抵
抗73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の入力ポ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21の
出力ポートとの間に、抵抗76を発光ダイオード77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28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前記発光
ダイオード77を刺激用パルス電流の周波数と同じ周波数
で点滅させ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
線で示してある。

つぎに、上記実施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。電源スイッチ14を操
作してオンにした後、治療器本体11を人体に装着する前
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77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 ，12b 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、電源スイッチ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。

電源スイッチ14をオンにすると、マイクロコンピュータ
21のポート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
後、初期設定が行なわれ、Ａ＝０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＝０となる。その後、スイッチ入力待期状態（ス
テップ）となるが、タクトスイッチ13が押圧操作さ
れ、ポ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は入力ポートの状態を判断し、この状態に
より出力用電極12a ，12b が人体に装着されているか否
かを判断する（ステップ）。出力用電極12a ，12b が
人体に装着されていなければ、両電極12a ，12b は非導
通状態であるから、トランジスタ72はオフで、入力ポー
トの状態はＨＩＧＨである（Ｐ_３＝０）。Ｐ_３＝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３Hz→７Hz→１０
Hz→３Hz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ポートから出力があり、
発光ダイオード77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、両電極12a ，12b は人体を介して導通状態となり、
トランジスタ72のベースの電圧が上がり、このトランジ
スタ72がオンになるから、入力ポートの状態はＬＯＷ
になる（Ｐ_３≠０）。Ｐ_３≠０であれば、ポートが常
時ＨＩＧＨになって、発光ダイオード77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）。この出力電圧
値の設定は、出力ポートのＬＯＷ、ＨＩＨＧの組
合わせによってなされ、抵抗57，58，59の抵抗値を適当
に設定すれば、２^３＝８通りの電圧値の設定が可能であ
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１００〜３００msec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により出力ポート
から約１０kHz 程度の矩形波の発振信号が出力される
（ステップ）。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41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Ｖ_Ｄ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
た高電圧がコンデンサ45に徐々に蓄積されていく。

そして、このコンデンサ45の充電電圧値と３つの出力ポ
ートのＨＩＧＨ、ＬＯＷの組合わせにより設定さ
れている設定電圧値との比較が行なわれる（ステップ
）。すなわち、出力ポートの組合わせによりト
ランジスタ60，61，62のオン・オフの組合わせが決ま
り、抵抗56と抵抗57，58，59との分圧比が決まって、こ
の分圧比により充電電圧が分圧されるが、分圧点である
抵抗56と抵抗57，58，59との接続点ａの電圧がツェナダ
イオード66のツェナ電圧より低い間は、トランジスタ67
はオフであり、入力ポートはＨＩＧＨなので、マイク
ロコンピュータ21は設定電圧値以下と判断する。この場
合、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とし
た（ステップ）後、ステップに戻り、さらにコンデ
ンサ45への充電が行なわれる。

一方、このコンデンサ45への充電が進み、ａ点の電圧が
ツェナ電圧より高くなると、ツェナダイオード66が導通
し、トランジスタ67がオンになり、入力ポートがＬＯ
Ｗになるので、マイクロコンピュータ21は設定電圧値以
上と判断する。この場合、ポートからの発振信号の出
力はもはやなされず、コンデンサ45への昇圧パルスが停
止し、それ以上コンデンサ45への電荷の蓄積は進まず、
スイッチ入力待期状態（ステップ）となる。ここで、
スイッチ入力があれば、Ａ＝１とする（ステップ）。

こうして、ポートのＨＩＧＨ、ＬＯＷ組合わせに
対応して、コンデンサ45に高電圧が蓄えられる。

そして、タイマーがオンした後刺激用パルス電流の１周
期分の時間が経過したところで、タイマー割込が入り、
それまでＬＯＷだった出力ポートがＨＩＧＨになる
（ステップ）。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、出力用電極12a ，12b に接続
された抵抗としての人体のエネルギーを放出する。この
とき、人体に刺激として感じる。なお、出力ポートが
ＨＩＧＨになる時間すなわち刺激用パルスのパルス幅は
約 0.1msecである。その際、コンデンサ45の充電電圧に
よって、刺激の強弱が変わることになる。なお、コンデ
ンサ45の充電電圧値が、ポートのＨＩＧＨ、ＬＯ
Ｗの組合わせによって定まる所定電圧値に達しない場合
であっても、刺激用パルス電流の周期を決めるタイマー
の割込が入れば、出力ポートはＨＩＧＨ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、
入力ポートの状態により出力用電極12a ，12b が人体
に装着されているか否かが判断される（ステップ）。
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≠０ならばＡ＝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ＳＴＯＰ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、たとえば電源投入後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ＳＴＯＰモードになる。この状態でタク
トスイッチ13を押すと、入力ポートがＨＩＧＨになる
ことにより、ＳＴＯＰモードから復帰する。

上記構成によれば、電圧値設定手段26と電圧比較手段27
とマイクロコンピュータ21とにより、刺激用パルス電流
の電源となるコンデンサ45に蓄積される電圧を変化させ
ることができるので、人体への刺激の強さを調節するこ
とができる。そして、人体への出力を与えるコンデンサ
45の充電電圧を直接的に検出し、その検出結果に基づい
てコンデンサ45への充電を制御するので、誤差のない正
確な制御が可能となり、常に所定の強さの刺激を得るこ
とができる。しかも、電圧値設定手段26においては、可
変抵抗器ではなく、固定抵抗56と固定抵抗57，58，59と
の接続関係をトランジスタ60，61，62とマイクロコンピ
ュータ21とにより切換えて、可変的な設定電圧値が定め
られるので、可変抵抗器を用いた場合のように、摺動部
の摩耗により使用が長期に渡ると正確な制御が行なえな
くなるようなことがなく、耐久性が高く、いつまでも正
確な刺激の強さの制御が可能である。

また、可変抵抗器を用いた場合には、刺激の強さを調節
するための操作が摺動操作になり、操作性に問題がある
が、上記実施例の構成では、タクトスイッチ13により刺
激の強さの調節を行なえ、操作が簡単である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、昇圧パルスにより充電され刺激用パル
ス電流の電源となるコンデンサの充電電圧値と電圧値設
定手段により可変的に設定された電圧値とを電圧比較手
段により比較し、前記充電電圧値が設定電圧値を越えた
とき発振制御手段によりコンデンサへの昇圧パルスを停
止させるので、刺激の強さを調節できるとともに、充電
電圧を検出しつつ制御することにより、誤差のない正確
な制御が可能であり、使用が長期間に渡っても常に正確
な刺激の強さの調節が可能となる。

【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示す回路
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図は同上治療器本体の斜視図、第５図は同上
治療器本体の底面図である。 12a ，12b ……出力用電極、21……発振制御手段として
の機能を備えたマイクロコンピュータ、23……高電圧発
生・蓄積手段、26……電圧値設定手段、27……電圧比較
手段、31……電池。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、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、電池電圧を昇圧して昇圧パルスを発生
させ前記刺激用パルス電流の電源となるコンデンサに高
電圧を一時的に蓄積する高電圧発生・蓄積手段と、電圧
値を可変的に設定する電圧値設定手段と、この電圧値設
定手段により設定された設定電圧値と前記コンデンサの
充電電圧値とを比較する電圧比較手段と、この電圧比較
手段からの出力に応じて前記充電電圧値が前記設定電圧
値を越えたとき前記コンデンサへの昇圧パルスを停止さ
せる発振制御手段とを有することを特徴とする低周波治
療器。