JPH0659322B2 - 皮膚貼着型低周波治療器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小電源にも拘わらず所
要の生体刺激を提供し得る小型低周波治療器に関し、特
に人体に直接貼着使用可能な超小型化し得る小型低周波
治療器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、生体が感応できる刺激を一定の周
期で印加することが可能でありながら、その大きさがバ
ンデージやパップ剤等と同様に皮膚に貼着使用し得る小
型低周波治療器が提案されるに至った。 しかしなが
ら、本来低周波治療器の刺激効果は、按摩等の指圧マッ
サージと近似的効果を与える為に、様々に変化する電気
刺激を与えるべく構成されることが好ましいものであ
る。又、一定の刺激は生体に対し感応度を著しく低下せ
しめるもので、当然治療効果等も低下することから、バ
リエーションのある刺激が与えられる小型低周波治療器
が希求されるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、簡単
な操作で変化のある低周波刺激パルスが出力できるだけ
でなく、より小型化すべくそれに必要な高密度実装を行
えるような素子と機構部品を使用した小型低周波治療器
の提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、以下に記載されたような技術構成を採用
するものである。即ち、複数のドライブパルスを出力す
る信号手段７、前記信号手段の出力するドライブパルス
にもとづいて、インダクタへの励磁電流を断続し、断続
時に発生する昇圧パルスを出力する昇圧パルス発生手
段、前記昇圧パルスを蓄積するための蓄積手段、前記信
号手段が出力する低周波ドライブパルスにもとづいて前
記蓄積手段に蓄積された電気エネルギーを断続し、低周
波刺激パルスとして出力するためのスイッチング手段よ
りなる小型低周波パルス発生装置と、前記低周波パルス
発生装置が一体的に又は着脱自在に保持される少なくと
も一対の皮膚貼着性導子とを組合わせてなることを特徴
とする皮膚貼着型低周波治療器である。

【０００５】

【作用】本発明に係る皮膚貼着型低周波治療器に於いて
は、ゲートアレイ等により構成された信号処理手段によ
り、予め定められた所定の論理に基づいて、パルス幅と
パルス間隔を事にする複数個のドライブパルスを発生さ
せ、その一部の高周波パルスにより、断続的な昇圧パル
スを発生させて、小さい容量の電池から刺激用の高電圧
を蓄積させると同時に、他方の低周波のドライブパルス
により、該蓄積された高電圧を放電させる様にすると共
に、該両ドライブパルスのパルス幅とパルス間隔とを適
宜に変更させる事によって、任意の時点で任意の刺激程
度を有する電気的刺激パルスを容易に発生させる事が出
来る。

【０００６】

【実施例】以下、本発明小型低周波治療器の実施例を図
面を参照して説明する。 本発明低周波治療器の第１の実施例を図１に示す。 図１に於いて、電源部（１）はコイル（３）の一端に接
続され、コイル（３）の他端はトランジスタ（５）のコ
レクタ及びダイオードのアノードにそれぞれ接続され
る。トランジスタ（５）のエミッタは電源部（１）のマ
イナス側に接続されている。ベースには信号処理器
（２）から出力されるドライブパルス(c）の出力端(c）
が接続されている。

【０００７】ダイオード（４）のカソードは、コンデン
サ（６）の一端に接続し且つトランジスタ（７）のコレ
クタに接続されているトランジスタ（７）のエミッタは
脱分極部（８）の一端及び関導子(a）に接続されてい
る。脱分極部（８）の他端は、電源部（１）のマイナス
側と、コンデンサ（６）の他端及び不関導子(b）に各々
接続されている。トランジスタ（７）のベースには、ド
ライブパルス(d）を出力する信号処理器（２）の出力端
(d）が接続されている。

【０００８】尚、本発明における該昇圧パルス発生手段
は、断続的に入力される入力パルスの電圧に対して、所
定の昇圧された電圧をもつ昇圧パルスを断続的に発生さ
せる機能を有するものであれば如何なる構成のもので有
っても良く、例えば、図１に示す様に、駆動ドライブト
ランジスタ５とコイル３の様なインダクタンス成分を有
し、該トランジスタ５から出力される断続的な出力パル
スに応答して、ファラデーの原理に従った逆起電力を発
生する回路を用いるものである。

【０００９】本発明に於ける該昇圧パルス発生手段に於
ける該インダクタンス成分を有する回路としては、単一
のコイルで有ってもよく、複数のコイルが組み合わされ
てもので有っても良く、又該コイルはトランスフォーマ
として機能するもので有っても良い。 電源部（１）はコイン型、円筒型、超薄型、ピン型等の
マイクロバッテリ電池より成り、実際使用し得る最小の
電池が好ましいが、一般にＩＣカード、メモリーカー
ド、ウォッチ等のハンディタイプ化した機器に使用する
ものであればよい。

【００１０】又、信号処理手段である信号処理器（２）
はパルス幅又は／及びパルス間隔が、所定のプログラム
に従い経時的に変化し得る少なくとも２つのドライブパ
ルスを出力するものである。信号処理器（２）には、出
力モードを人為的に設定するための入力端子（９）及び
クロックパルス発生部(10)が各々設けられている。本発
明に於ける脱分極部（８）は、電気刺激を生体に印加し
た際に被刺激体に生ずる分極電荷を中和せしめる手段で
あり、例えば印加パルスの休止期間に関導子(a）及び不
関導子(b）間を短絡せしめれば、分極状態は極性的に中
和状態となる。この短絡する手段は、抵抗器又は印加パ
ルスの休止期間にＯＮするスイッチングトランジスタ等
を関導子及び不関導子間に接続すること等を示すもので
もある。

【００１１】又、脱分極部（８）を図１に示す部分に設
定するだけでなく、脱分極を行なう際、関導子あるいは
不関導子を電源部（１）に接続することによって分極電
荷を中和せしめてもよい。即ち本発明に於ける電源は、
ボタン電池、シート電池等の通称マイクロバッテリを使
用してなるものである。故に内部インピーダンスは極め
て小さく、しかも出力電圧は1.5 〜３Ｖであるから、低
周波刺激パルスとして関導子−不関導子間に出力される
50〜100 Ｖの電圧に比べ近似的に“０" となり、電源は
短絡した状態に等しい。

【００１２】尚、電源部（１）で脱分極を行なう際、電
池を２次電池とすれば、脱分極時に流れる電流が回収さ
れ、再び使用することができる。以上様々な形態を持つ
脱分極部（８）は、使用状況に応じ適宜的に選択される
ものである。 次に、図１に示す回路構成図の動作を、図２を用いて説
明する。 図１に於ける信号処理器（２）から出力されるドライブ
パルス(c）の出力波形は、図４（ｉ）に示す矩形波パル
スを出力する。

【００１３】図４（ｉ）に示すパルスの周波数は、例え
ば数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚである事が好ましく、該パルス
によりトランジスタ（５）がオン・オフし、トランジス
タ（５）のオン・オフ時にコイル（３）に、ファラデー
の法則により生起される逆起電力により、断続的に入力
されたパルスに電圧よりも大きな電圧を持つ出力パルス
が図４（ii）に示すに断続的に発生し、ダイオード
（４）のカソードに入力される。

【００１４】即ち、本発明に於いては、該トランジスタ
５のＯＮ、ＯＦＦ時間の大小により、該コイル３に流れ
る電流が変化する為、該コイル３で発生される起電力の
値が変化する。 従って、図４（ｉ）に示すパルス間隔、パルス幅の大小
により、昇圧パルス電圧が変化する。

【００１５】一方、信号処理器（２）の出力端(d）から
は図４（iv）に示すようなドライブパルス(d）が出力さ
れる。このドライブパルスによってトランジスタ（７）
はオン・オフする。トランジスタ（７）のオフ時に、コ
ンデンサ（６）は図４（ii）に示す前記した断続的に出
力される昇圧パルスを蓄積し、コンデンサ（６）の端子
間電圧は図４（iii ）に示すように上昇して、例えば５
０〜１００Ｖの電圧値を示す様になる。トランジスタ
（７）がオンする時、この蓄積パルスは関導子(a）を介
して人体負荷（ＲＺ）に、図４（ｖ）に示す出力が印加
される。次にトランジスタ（７）がオフすると、人体負
荷（ＲＺ）に分極した電荷が脱分極手段（８）を介して
放電消費される。

【００１６】従って、トランジスタ（７）のパルス間隔
に於いてコンデンサ（６）は蓄積を行うと同時に、該低
周波のパルスのパルス幅を調整することによって蓄積エ
ネルギィの放電量を制御できることから、本実施例は信
号処理器（２）から出力されるドライブパルスのパルス
幅、あるいはパルス間隔によって低周波刺激パルスの幅
あるいは周期を変化せしめることが可能となる。

【００１７】次に、本発明に示す信号処理器としてゲー
トアレイ等を主体とするＩＣを使用して構成すると好適
である。 以下に本発明に於ける好適な信号処理器の構成の１例を
図16に示し、その構成及び作動を説明する。 (16 Ｇ）は信号処理器の内部である。基準発振器(16
１）の発振パルスは各々1/N1分周器(16４), 1/N2 分周
器(16５), 1/N3 分周器(16６）及びカウンタ(16３）に
各々接続される。

【００１８】１/N1 分周器(16４）及び1/N2分周器(16
５）は選択手段(16７）に接続される。選択手段(16７）
は単安定発振器(16９）に接続されており、単安定発振
器(16９）の出力端(16c）は信号処理器(16 Ｇ）のドラ
イブパルス(c）の出力端である。 選択手段(16７）は1/N1分周器(16４）及び1/N2分周器(1
6５）の何れか１つを単安定発振器(16９）に接続し、外
部入力信号（Ｋ−２）により、その選択を行なう機能を
有する。

【００１９】単安定発振器(16９）は選択手段の出力信
号により、外部入力信号（Ｋ−３）で設定されたパルス
幅のパルスを出力端(16c）に出力する機能を有する。 １
/N3分周器(16６）の出力は選択手段(16８）に入力さ
れ、外部入力信号（Ｋ−４）によって定まるパルス幅の
パルスがドライブパルス(d）として出力される。 尚、選択手段(16８）は、複数個に設定された外部入力
信号（Ｋ−４）を選択する機能を持ち、制御手段(16
２）により任意の外部入力信号を選択する。

【００２０】カウンタ(16３）は基準発振器(16１）の発
振パルスをカウントする。外部入力信号（Ｋ−１）の信
号が制御手段(16２）に入力された時、制御手段(16２）
からスタート信号がカウンタ(16３）に入力される。カ
ウンタ(16３）の計数値は制御手段(16２）に入力され、
制御手段(16２）は、所定の値に達した時、基準発振器
(16１）に発振を停止せしめるための信号を出力する。
又、基準発振器(16１）の信号出力開始は、外部入力信
号（Ｋ−１）の入力時に制御手段(16２）が出力する制
御信号に依存するものである。(1610）はインバータで
あり、その出力信号はトランジスタをオン・オフするレ
ベルの電圧を出力する。

【００２１】尚、信号処理器(16 Ｇ）の基準発振器(16
１）の周波数は、例えばドライブパルス(c）が10kHz,ド
ライブパルス(d）が約10Hzであれば、20kHz 程度で充分
に低周波治療器としての動作を行なわせしめるものであ
る。 このようなドライブパルスは、基準パルス信号を各々分
周することによって生成するものであるから、他の特定
のパルス間隔あるいはパルス幅を有するドライブパルス
を生成したい場合、更に分周器を加えることによって満
足し得るものである。

【００２２】又、図16に示した信号処理器は、各ドライ
ブパルスを別々に生成するよう構成されているが、これ
ら相互間でタイミングを取り合うようにすべく構成され
てもよいものである。例えばドライブパルス(c）を更に
カウンタによりカウントし、所定計数値に於いてドライ
ブパルス(d）が出力される手段を別途に設け、入力から
の選択信号により適宜選択されれば、更にパルスモード
の拡大が図れる。

【００２３】上記構成よりなる本発明の信号処理器
（２）の動作を説明する。 図16に示した基準発振器(16１）は図１に示したクロッ
クパルス発生部(10)に対応し、 図１に示した入力（９）
は図16の外部入力信号（Ｋ−１)(Ｋ−２)(Ｋ−３)(Ｋ−
４）に対応する。 しかしながら、図16に示した外部入力信号は、人為的入
力信号のみならず、後述する如く各部構成に於ける機能
情報入力でもある。

【００２４】基準発振器から出力される基準パルスは、
各々1/N1, 1/N2, 1/N3に分周される。 1/N1分周及び1/N2分周は選択手段(16７）に於いて、何
れか一方が単安定発振器(16９）のトリガー信号として
出力される。単安定発振器(16９）は、このトリガー信
号を受けてドライブパルス(c）を出力端(16c）から出力
する。

【００２５】又、基準発振器(16１）からの出力は、1/N
3分周器(16６）で分周され、選択手段(16８）を経てド
ライブパルス(d）を出力端(16d）から出力する。 基準発振器(16１）の基準パルスをスタート信号により
カウンタ(16３）で計数し、所定の値に於いて制御手段
(16２）に信号を出力する。この信号により制御手段(16
２）は、基準発振器(16１）に停止信号を送り、基準発
振器(16１）の動作を停止せしめるいわゆるタイマー機
能をも供えるものである。

【００２６】尚、他にも(1610）に示すインバータ、選
択手段(16７), (16８）等の機能があるが、これは後述
する。 尚、本発明に示す信号処理手段は、前述の通り、その全
体の大きさが数mm2 〜数十mm2, 厚さ数mmのマイクロチ
ップＩＣであり、例えばアルゴリズムをＰＬＤ, ゲート
アレイ、スタンダードセルによって表してなるＡＳＩＣ
及び／又は予めドライブパルスのパルス波形情報を記憶
素子に記憶させておき、出力する際記憶素子の記憶され
た波形情報を出力するＬＵＴシステム、マイクロプログ
ラム化したアルゴリズムによってドライブパルスを生成
するマイクロプログラムシーケンサ等を示すものであ
る。

【００２７】以上、本発明は信号処理器が内蔵するアル
ゴリズムに従って出力されるドライブパルス(c）及びド
ライブパルス(d）のパルス幅及び／又はパルス間隔が変
化し、その変化に対応して様々な低周波刺激が出力され
るものである。 尚、第１のパルス（ｃ）と第２のパルス（ｄ）の周波数
は、例えば第１のパルス（ｃ）は１０ｋＨｚ、又第２の
パルス（ｄ）は１０Ｈｚを採用する事が出来る。

【００２８】ところで、信号処理器に内蔵されるアルゴ
リズムは、本発明の他の構成要件から各情報を入力した
時、その入力情報に対して種々なアルゴリズムに変化し
得る機能も有する。 これは、図３に示すようなブロック図として表わされ
る。図３に示す（Ａ−１）は図１に示す電源部（１）で
あり、昇圧パルス生成手段（Ａ−２）は図１に示すコイ
ル（３）及びトランジスタ（５）で、蓄積手段（Ａ−
３）はコンデンサ（６), 低周波刺激パルス生成手段
（Ａ−４）は図１に示すトランジスタ（７),脱分極手段
（Ａ−７）は（８）に各々対応し、（Ａ−５）は図１に
示す（２）に対応する。又、ドライブパルス（Ｃ−１）
及びドライブパルス（Ｄ−１）は、図１に示すドライブ
パルス(c）及びドライブパルス(d）に各々対応する。

【００２９】図３に於いて電気エネルギィの流れはＥで
示し、出力をＯで示した。 次に、図３で信号処理器（Ａ−５）の入出力動作例を具
体的に示し分説する。信号処理器（Ａ−５）は小型電池
（Ａ−１）から電圧情報（Ｎ−１）を受け、この情報信
号（Ｎ−１）に対応したアルゴリズムにより昇圧パルス
生成手段（Ａ−２）へ所定のパルス幅を持つドライブパ
ルス（Ｃ−１）を出力する。

【００３０】つまり、信号処理器（Ａ−５）は小型電池
の電圧が図10(1０−ｉ）に示すように徐々に低くなった
場合、図10(10 −iii ）に示すようにパルス幅が次第に
大きくなるような信号を第２のドライブパルス（Ｃ−
１）として出力する。 第２のドライブパルス（Ｃ−１）のパルス幅が大きくな
ると、パルス幅に対応して昇圧パルス生成手段（Ａ−
２）の出力電圧は、図10(10 −iv）の如く大きくなる。
これは図１に於けるコイル（３）の逆起電力が、同コイ
ルに通電される時間によりその電圧が変化する故であ
る。 より詳述する為に、小型電池の電圧値が低下する
と該第２のドライブパルス(c）のパルス幅が増加する回
路例を図15に示し、その動作を説明する。電池電圧入力
部(401）は、抵抗(413）とダイオード(402）の並列回路
のアノード側に接続され、ダイオード(402）のカソード
側は抵抗(403）を介して他端が接地しているコンデンサ
(404）の１端(410）に接続される。

【００３１】入力端(409）を有するＮＯＴゲート(408）
の出力は、ＮＯＴゲート(407）の入力及びコンデンサ(4
04）の１端(410）に接続されている。ＮＯＴゲート(40
1）の出力端(411）は、図16のドライブパルス(c）の出
力端(16c）に一致する。電池電圧入力部(401）は、図16
に於いて外部入力信号（Ｋ−３）に該当する。

【００３２】ＮＯＴゲート(408）の入力端(409）は、図
16に於いて選択手段(16７）の出力部と接続されてい
る。 図19の(19 −ｉ）は図18の電池電圧入力部(401）に、(1
9 −ii）は入力端(409）に、(19 −iii ）は(410）に、
(19 −iv）は出力端(411）に各々対応する。

【００３３】トリガー信号が入力端(409）に入力されな
い時、ＮＯＴゲート(408）の出力端(410）にはハイレベ
ルが出力され、ＮＯＴゲート(407）の出力端(411）はロ
ーレベルが出力されている。 トリガー信号（ハイレベ
ル）が入力端(409）に入力されると、ＮＯＴゲート(40
8）の出力端(410）はローレベルとなり、ＮＯＴゲート
(407）の出力端(411）はハイレベルとなる。 次にトリ
ガー信号(409）がローレベルになると、ＮＯＴゲート(4
08）の出力端(410）がハイレベルとなり、コンデンサ(4
04）は電池電圧入力部(401),ダイオード(402）及び／又
は抵抗(413), 抵抗(403）を介して充電される。

【００３４】コンデンサ(404）は、充電電流i により充
電され、ＮＯＴゲート(407）の入力端電圧は徐々に上昇
し、閾値電圧に達した時、ＮＯＴゲート(407）の出力端
(411）がローレベルとなる。 ここで、電池電圧入力部(401）の電圧が、図19(19 −
ｉ）のように変化した場合について説明する。

【００３５】初め、電池電圧入力部(401）の電圧が高い
時は、コンデンサ(404）の充電電流i による抵抗(413）
の端子間電圧がダイオード(402）の順方向電圧より大き
くなるため、充電電流の流れは電池電圧入力部(401）か
らダイオード(402）及び抵抗(413), 抵抗(403), コン
デンサ(404）となる。 これに対し、電池電圧入力部(4
01）の電圧が低下し、抵抗(413）の端子間電圧が順方向
電圧より低くなると、ダイオード電流は停止し、充電電
流i は減少する。このように電池電圧入力部(401）の電
圧が低下すると共に充電電流i が減少し、コンデンサ(4
04）の充電時間は長くなる（図19(19 −iii)) 。

【００３６】次に選択手段図16(16８）の具体的回路図
を図20に示し説明する。 図20に示した回路は、クロックパルス発生手段(209）の
パルス出力をカウンタ(202）で計数し、その計数値に従
って抵抗群(210）から特定の抵抗に電池電圧を供給し、
供給された合成抵抗と、コンデンサ(204）及びＮＯＴゲ
ート(207),(205）によって構成される単安定発振手段と
なっている。ＮＯＴゲート(207）の入力端(201）は、図
16に示した1/N3分周器(16６）の出力端に接続されてい
る。

【００３７】ＮＯＴゲート(205）の出力端(206）は、図
16に示したドライブパルス(d）の出力端(16d）である。 クロックパルス発生手段(209）の入力端(206）は、図16
に示した外部入力信号（Ｋ−４）を入力する部分であ
る。 外部入力信号（Ｋ−４）は、例えば回路を始動開始させ
る信号、あるいは出力波形モードを切り換える時の信号
である。

【００３８】次に図20に示した回路の動作を説明する。 クロックパルス発生手段(209）から出力されるパルスを
カウンタ(202）で計数し、その計数値に対応したレベル
の電圧が、スイッチ群(203）のコントロール信号として
出力される。これにより特定の抵抗に電池電圧Ｖ が接
続され、電池電圧Ｖが接続された抵抗の合成抵抗と、コ
ンデンサ(204）で定まる時定数に従った幅のパルスがＮ
ＯＴゲート(205）から出力される。 即ち、入力端(20
1）の入力がローレベルの時、ＮＯＴゲート(207）の出
力はハイレベルであり、入力端(201）にハイレベルのト
リガーパルスが入力されると、ＮＯＴゲート(207）の出
力(208）はローレベルとなる。

【００３９】次にトリガーパルス(201）がローレベルに
なると、ＮＯＴゲート(207）の出力(208）は、抵抗群(2
10）で選択された合成抵抗を通してコンデンサ(204）に
充電され徐々に上昇する。ＮＯＴゲート(205）の出力(2
06）は、この電圧が閾値に達した時ローレベルとなる。 従って、抵抗群(210）から選択される合成抵抗により、
ドライブパルス(d）のパルス幅を制御できる。即ち図９
（９−iv）及び（９−ｖ）に示すように、徐々にパルス
幅を増加させたり減少させたりすることが可能となり、
人体の感応度を経時的に変化せしめることができる。次
に図３（Ａ−３）に示す蓄積手段の蓄積電気エネルギィ
に応じてドライブパルス(c）を制御する実施例を図15に
示し、説明する。

【００４０】図15(a）に於ける蓄積電気エネルギィ検出
手段(309）の回路を図15(b）に示す。蓄積手段としての
コンデンサ(306）に定電圧ダイオード(312）及びトリガ
ーダイオード(313）及び抵抗(314）が並列に接続され、
抵抗(314）に接続されたトリガーダイオード(313）の１
端が、信号処理器(303）へのコントロール信号を出力す
るための出力端(k）である。

【００４１】この出力端(k）から出力されるコントロー
ル信号は図16の外部入力信号（Ｋ−２), 図３において
は、情報入力信号（Ｎ−２）に各々対応する。 昇圧パルスは入力端(e）からコンデンサ(306）に入力さ
れ、充電される。この時、コンデンサ(306）の端子間電
圧がツェナーダイオード(312）のツェナー電圧とトリガ
ーダイオード(313）のブレークダウン電圧を合計した電
圧を超えた時、トリガーダイオード(313）は導通状態と
なり、出力端(k）が“０" から“１" に変わる。

【００４２】信号処理器(303）は、出力端(k）がハイレ
ベルであることを検出し、図16に示す選択手段(16７）
に、この前段に設けてある分周器を選択させて、単安定
発振器(16９）へのトリガー信号の周期を変える。 この時選択される分周器は、パルス間隔が長い分周を行
なうものにすれば、図９（９−ｉ）に示すように無駄の
ないドライブパルス(c）を昇圧パルス発生手段に与える
ことができる。

【００４３】尚、図15(b）に示す回路で、ツェナーダイ
オード(312）は省略してもかまわない。図３で、治療時
間を所定の時間だけに設定したい場合でも、スタート手
段（Ａ−６）からスタート信号（Ｎ−３）を信号処理手
段（Ａ−５）が入力し、所定の時間でドライブパルス
（Ｄ−１）の発振を停止せしめればよい。更にスタート
信号（Ｎ−３）が入力された時、ドライブパルス（Ｄ−
１）が図９（９−ｖ）に示すような信号として出力する
こともできる。

【００４４】又、信号処理手段（Ａ−５）は、ドライブ
パルス（Ｄ−１)(図17(17 −ｉ))の立ち下がりで脱分極
手段（Ａ−７）の動作を開始して、分極電荷を中和せし
める。 この具体的回路例を図15に示した。脱分極手段(308）の
回路を図15(c）に示す。 入力(318）は信号処理器(30
3）からの出力信号(dp)に接続され、スイッチングトラ
ンジスタ(317）のベースに接続されている。入力(316）
はトランジスタ(307）のエミッタと接続され、出力(31
5）は不関導子(b）に接続されている。

【００４５】この回路の動作を説明する。トランジスタ
(307）のオフ時に、トランジスタ(317）のコレクタとエ
ミッタは、信号処理器(303）からの出力信号(dp)により
導通する。トランジスタ(317）が導通すると、関導子
(a）の電荷は不関導子(b）に流出する。 従って低周波刺激パルスが印加されることにより、人体
負荷に残存した分極電荷は放電されることになる。

【００４６】このように、信号処理手段（Ａ−５）の内
部アルゴリズムに従って、ドライブパルス以外の信号を
出力することも可能である。 次に低周波出力パルスのパルスエネルギィをより大きく
した他の実施例につき、図11を参照して説明する。 図11で破線部に示した部分は、昇圧パルス発生手段であ
る。小型電池(101）の負極は接地されている。ダイオー
ド(105）のカソード側に示した出力端(e）は、コンデン
サ(106）の１端とトランジスタ(107）のエミッタと抵抗
r5の１端と抵抗r1を介してトランジスタ(109）のベース
と、抵抗r3の１端と、抵抗r2の１端に接続されている。

【００４７】r3の他端は、 トランジスタ(109）のエミッ
タ及びコンデンサ(110）の１端に接続され、抵抗r2の他
端は、トランジスタ(107）のベースと抵抗r5の他端及び
r6の１端に接続されている。 トランジスタ(108）のエミッタは接地され、コレクタは
r6の他端に接続され、ベースは信号処理器(111）のドラ
イブパルス(d）に接続されている。トランジスタ(109）
のコレクタは関導子(a）に接続され、不関導子(b）は接
地されている。

【００４８】次に、図11に示した回路動作を説明する。
ドライブパルス(d）が出力されない時、トランジスタ
(108）がオフの状態であり、トランジスタ(107), (109)
もオフの状態となる。 出力端(e）に出力される昇圧パルスは、コンデンサ(10
6）及び抵抗r1, r3を介してコンデンサ(110）に入力蓄
積される。

【００４９】信号処理機(111）の出力端(d）からドライ
ブパルス(d）がトランジスタ(108）のベースに入力され
ると、トランジスタ(108）はオンし、トランジスタ(10
7）もオンする。これによってコンデンサ(106）の１端
はコンデンサ(110）に直接に接続されることとなる。更
にトランジスタ(108）がオンすることにより、抵抗r6と
抵抗r2によりトランジスタ(109）がオン状態となる。従
って直列に接続されたコンデンサ(110),(106）に蓄積さ
れた電気エネルギィは、トランジスタ(109）を介して関
導子(a）に出力される。

【００５０】この時、コンデンサ(110)(106)は直列接続
となるため、低周波刺激パルスは、昇圧パルスにより蓄
積された電圧の２倍の電圧で出力されることになる。 次に、本発明の小型低周波治療器に於いてその出力の極
性を信号処理器のドライブパルスを利用して変換せしめ
る他の実施例について、図12を参照して説明する。

【００５１】電池電圧(12 −１）のプラス＋側は、信号
処理器(12 −２）の電池Ｖ に接続されると共に、コイ
ル(12 −３）の１端に接続されている。コイル(12 −
３）の他端は、トランジスタ(12 −４）のコレクタ及び
ダイオード(12 −10）を介してコンデンサ(12 −５）の
１端とトランジスタ(12 −６),トランジスタ(12 −７）
のコレクタに接続されている。トランジスタ(12 −６）
のエミッタは、出力端(12 −Ｄ）とトランジスタ(12 −
９）のコレクタに接続され、トランジスタ(12 −７）の
エミッタは、出力端(12 −Ｅ）とトランジスタ(12 −
８）のコレクタに接続されている。

【００５２】電池電圧(12 −１）のマイナス−側は、信
号処理器(12 −２）のグランド（ＧＮＤ）に接続される
と共に、トランジスタ(12 −４）のエミッタ及びコンデ
ンサ(12 −５）の他端とトランジスタ(12 −８）とトラ
ンジスタ(12 −９）のエミッタに接続されている。 信号処理器(12 −２）のドライブパルス(12 −Ａ）は、
トランジスタ(12 −４）のベースに接続され、ドライブ
パルス(12 −Ｂ）は、トランジスタ(12 −７）及びトラ
ンジスタ(12 −９）のベースに接続され、ドライブパル
ス(12 −Ｃ）はトランジスタ(12 −６）とトランジスタ
(12 −８）のベースに接続されている。

【００５３】次に回路の動作を説明する。 本回路で昇圧パルスはダイオード(12 −10）を介してコ
ンデンサ(12 −５）に蓄積されている。 ドライブパル
ス(12 −Ｂ）が“１", ドライブパルス(12 −Ｃ）が
“０" の時、トランジスタ(12 −７）とトランジスタ(1
2 −９）がオンの状態となり、コンデンサ(12 −５）に
蓄積された昇圧パルスエネルギィは、出力端(12 −Ｅ）
から人体負荷（ＲＺ）を通り、出力端(12 −Ｄ）へ流れ
る。

【００５４】又、ドライブパルス(12 −Ｃ）が“１",
ドライブパルス(12 −Ｂ）が“０"となる時、トランジ
スタ(12 −６）とトランジスタ(12 −８）はオンし、コ
ンデンサ(12 −５）に蓄積された昇圧パルスエネルギィ
は、出力端(12 −Ｄ）から人体負荷（ＲＺ）を通り、出
力端(12 −Ｅ）へ流れる。このようにドライブパルス(1
2 −Ｂ), (12−Ｃ）をコントロールすることにより、出
力の極性を変えることができる。

【００５５】図13にドライブパルスと出力パルスの関係
を示す。 図13(13 −ｉ）はドライブパルス(12 −Ｃ), 図13(13
−ii）はドライブパルス(12 −Ｂ), 図13(13 −iii ）
及び(13 −iv）は出力端(12 −Ｄ）及び(12 −Ｅ）間の
出力波形に各々対応する。 本発明を用いた種々の出力様式を図５、図６、図７、図
８を参照して説明する。 但し、低周波出力パルスとし
て出力される信号処理器からのドライブパルス(c）及び
ドライブパルス(d）のパルス幅あるいはパルス間隔の変
化に伴う信号処理器の内部動作の説明は省略する。図５
は、信号処理器からのドライブパルス(d）を断続的に出
力した場合を示し、（５−ｉ）はドライブパルス(d）の
出力波形で、（５−ii）は低周波刺激パルスである。

【００５６】図６は、信号処理器からのドライブパルス
(d）の幅を徐々に広くしたり狭くした場合を示し、（６
−ｉ）はドライブパルス(d）の出力波形で、（６−ii）
は低周波刺激パルスである。低周波刺激パルスの幅は、
人体が感じられる刺激強度に寄与するため、本仕様では
皮膚がマッサージされるような感触が得られる。図７
は、信号処理器からのドライブパルス(d）の幅を一定に
して、その間隔を変化させた場合を示し、（７−ｉ）は
ドライブパルス(d）の出力波形で、（７−ii）は低周波
刺激パルスである。図８は、信号処理器からのドライブ
パルス(d）の出力間隔を変えて、昇圧パルスが昇圧パル
ス蓄積用コンデンサに蓄積され、徐々に電圧が上昇する
過程で出力し、低周波刺激パルスの電圧を変化させた場
合を示す。

【００５７】（８−ｉ）はドライブパルス(c), (８−i
i）は昇圧パルス、（８−iii ）は昇圧パルス蓄積用コ
ンデンサの蓄積電圧波形、（８−iv）は昇圧イブパルス
(d), (８−ｖ）は低周波刺激パルスを示す。（８−vi),
(８−vii), ( ８−viii）は、ドライブパルス(d）の間
隔を一定にして昇圧用ドライブパルス(c）の出力数を変
え、昇圧パルス蓄積用コンデンサの電圧を変化させて低
周波刺激パルスを出力させた場合を示す。（８−vi）は
ドライブパルス(c), (８−vii ）はドライブパルス(d),
(８−viii）は低周波刺激パルスを示す。

【００５８】以上本発明は、簡単な電子回路でバリエー
ションのある刺激を長時間にわたって与える装置であ
り、且つそれぞれの素子をマイクロチップ化し、これら
のマイクロチップを用いて、今般多方面にわたりその実
用的応用が行われているカスタムＩＣ及びハイブリッド
技術を利用し得るものである。 従って、本発明の電子回路素子は高密度実装が可能であ
り、ゲートアレイ、ＢＩ- ＣＭＯＳ, ＨＩＣ等（ゲート
アレイ等）の技術を用いることが可能である。これらの
技術を用いることにより全体の大きさを大きくともおよ
そ縦20mm, 横20mm, 高さ５mmぐらいに製作することがで
きる。

【００５９】以下、低周波パルス発生手段を具備してな
る全体構成を示す実施例を、図２、１４及び図２１を参
照して詳細に説明する。 図２に於いて(21 Ｓ）は皮膚貼着型低周波治療器で、関
導子(22 Ｓ）は、柔軟シート乃至フィルム状に形成した
導電性ゲル層(24 Ｓ）と、金属箔又は導電性ゴム乃至樹
脂フィルム等で形成された電流分散用導電性部材層(25
Ｓ）とを積層して一体的に形成したものである。

【００６０】又、不関導子(23 Ｓ）は柔軟シート乃至フ
ィルム状に形成された導電性ゲル層(26 Ｓ）と、前記と
同様金属箔等で形成された電流分散用導電性部材層(27
Ｓ）とを積層して一体的に形成したものである。前記関
導子(22 Ｓ）の上面略中央部には軽量電池、例えばいわ
ゆるボタン状電池を内蔵した低周波パルス発生手段(28
Ｓ）が出力の一端を電流分散用導電性部材層(25 Ｓ）に
接触するように設置し、他端を例えばアルミニウム箔の
リード線(29 Ｓ）により不関導子(23 Ｓ）の電流分散用
導電性部材層(27 Ｓ）に接続設置されている。

【００６１】又図１４の断面図から明らかな様に、本発
明に係る皮膚貼着型低周波治療器２１に於いて(30 Ｓ）
は絶縁性パッキング層である。この絶縁性パッキング層
(30Ｓ）は例えば非導電性の合成樹脂を柔軟シート乃至
フィルム状に形成したもので、前記関導子(22 Ｓ）及び
不関導子(23 Ｓ）はこの絶縁パッキング層(30 Ｓ）に離
間して配置固着されている。即ち、関導子(22 Ｓ), 不
関導子(23 Ｓ）及び低周波パルス発生手段は絶縁バッキ
ング層(30 Ｓ）により一体的に支持連結されている。

【００６２】次にこのように構成した本発明皮膚貼着型
低周波治療器の作用及び使用方法を説明する。まず人体
の希望位置に関導子(22 Ｓ）が当接するように貼着す
る。これと同時に関導子(22 Ｓ）と不関導子(23 Ｓ）と
は皮膚を通して閉回路を形成し、低周波パルスが人体に
印加される。 更に本実施例の導電性ゲル層について説
明する。

【００６３】この層は好適には、カラヤガム、トラガカ
ントガム、ザンサンガム等の天然樹脂多糖類又はポリビ
ニルアルコール部分ケン化物、ポリビニルホルマール、
ポリビニルメチルエーテル及びそのコーポリマ、ポリビ
ニルピロリドン、ポリビニルメタクリレート等のビニル
系樹脂、ポリアクリル酸及びそのナトリウム塩、ポリア
クリルアミド及びその部分加水分解物、ポルアクリル酸
テステル部分ケン化物、ポリ（アクリル酸−アクリルア
ミド）等のアクリル系樹脂など、親水性を有する各種天
然又は合成樹脂等を水及び／又はエチレングリコール、
グリセリン等のアルコール類で柔軟可塑化して自己保形
性、皮膚接着性を有する柔軟フィルム乃至シート状ゲル
として提供される。

【００６４】次に他の実施例を図２１を参照して詳細に
説明するが、前記第１の全体の実施例と同一部分には同
一符号を付してその説明を省略する。図２１に於いて(2
2 Ｓ）は関導子を示し、(23 Ｓ）は不関導子を示す。(2
8 Ｓ）はボタン状電池(28 −２）と低周波パルス生成回
路(28 Ｓ−１）で、低周波パルス生成回路(28 Ｓ−１）
は関導子(22 Ｓ）の電流分散用導電性部材層(25 Ｓ）に
配置接続され、又、ボタン電池(28 Ｓ−２）はリード線
(31 Ｓ）内の導電線(31 Ｓ−１)(31Ｓ−２）を介して不
関導子(23 Ｓ）の電流分散用導電性部材層(27 Ｓ）に配
置接続されている。

【００６５】本実施例の構成によると、関導子と不関導
子とはリード線の長さの範囲で任意に離して人体に貼着
することができ、貼着部位が小さい場合や比較的大きな
曲率の面にも無理無く利用することができる。又、高温
多湿時に使用し、皮膚が多量に発汗した場合も、各導子
は離れているため表皮を流れる電流の影響は全く無い等
の好ましい点を有する貼着型低周波治療器が得られる。
従って、他の構成要件となる小型電池、関導子、不関
導子となる電極及びこれらを包装支持する諸支持部材等
を含む全体の大きさも、厚さ５mm, 縦30mm, 横15mm程度
に構成されるものである。

【００６６】

【発明の効果】本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器に
於いては、予め定められた所定のアルゴリズムに基づい
て、パルス幅とパルス間隔を事にする複数個のドライブ
パルスのを発生させ、その一部の高周波パルスにより、
断続的な昇圧パルスを発生させて、小さい容量の電池か
ら刺激用の高電圧を蓄積させると同時に、他方の低周波
のドライブパルスにより、該蓄積された高電圧を放電さ
せる様にすると共に、該両ドライブパルスのパルス幅と
パルス間隔とを適宜に変更させる事によって、任意の時
点で任意の刺激程度を有する電気的刺激パルスを容易に
発生させる事が出来る。

【００６７】つまり、本発明に係る皮膚貼着型低周波治
療器は、小電源にも拘わらず様々な条件を容易に設定し
て、所要の生体刺激を提供し得る、人体に直接貼着使用
可能な小型低周波治療器に関するものであって、本来の
按摩等の指圧マッサージと近似的効果を与える為に、様
々に変化する電気刺激を与え、然も、バリエーションの
ある刺激を与える事の出来る小型低周波治療器を提供す
るものである。

【００６８】本発明に係る皮膚貼着型低周波治療器は、
上記した技術構成を採用しているので、予め定められた
複数種のドライブパルスを発生させ、その一部の高周波
パルスにより、断続的な昇圧パルスを発生させて、小さ
い容量の電池から刺激用の高電圧を蓄積させると同時
に、他方の低周波のドライブパルスにより、該蓄積され
た高電圧を放電させる様にすると共に、該両ドライブパ
ルスのパルス幅とパルス間隔とを適宜に変更させる事に
よって、任意の時点で任意の刺激程度を有する電気的刺
激パルスを容易に発生させる事が出来ると言う、従来に
無い優れた作用効果を有する皮膚貼着型低周波治療器が
えられるものであり、更には、本発明に於いては、特
に、ゲートアレイ等の方式により構成された信号処理手
段を使用していることから、その回路構成が極めて簡易
で、製作が容易であると共に、マイクロコンピュ−タ−
等を使用する場合に比べて、演算速度が高速となり、更
には、アナログ入力でデータに対する直接的対応が可能
である等の効果があり、従って、超小型で、故障が少な
く、製造工程が簡略化される事から製造コストも低価格
に抑えられる他、様々な刺激を与える出力パルスを任意
に且つ容易に出力させる事が可能である事から、従来の
低周波刺激治療器に於ける単調さを解消して、常に最適
の刺激効果を得る様な低周波刺激治療条件を維持する事
が可能となるのである。

【００６９】本発明に係る上記低周波刺激治療器に於い
ては、ゲートアレー等で構成された信号処理手段を使用
するので、論理回路を形成する際に、配線を追加、或い
は削除すると言う簡易な操作によって、容易に作成する
事が出来るので、かなり複雑な論理回路も簡単に、且つ
微少な寸法に設計製作できるので、製造コストが安価に
出来、然も演算速度は、仮にマイクロコンピュ−タ−を
使用した場合に比べても高速化が可能となる。

【００７０】更に、本発明に於ける信号処理手段は、ゲ
ートアレー等で構成されているので、入力がアナログ信
号の場合でも、容易に対応して演算処理を実行出来、そ
の為各種各様の刺激信号パルスを自在に発生できるの
で、治療範囲が拡大され、又治療効果も増大させること
も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例を示すブロックダイアグラムである。

【図２】図２は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の全体構成の例を示す図である。

【図３】図３は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例を示すブロックダイアグラムである。

【図４】図４は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例に於ける動作を示す波形図である。

【図５】図５は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例に於ける動作を示す波形図である。

【図６】図６は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例に於ける動作を示す波形図である。

【図７】図７は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例に於ける動作を示す波形図である。

【図８】図８は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例に於ける動作を示す波形図である。

【図９】図９は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治療器
の一具体例に於ける動作を示す波形図である。

【図１０】図１０は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治
療器の一具体例に於ける動作を示す波形図である。

【図１１】図１１は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治
療器の一具体例を示すブロックダイアグラムである。

【図１２】図１２は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治
療器の一具体例を示すブロックダイアグラムである。

【図１３】図１３は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治
療器の一具体例に於ける動作を示す波形図である。

【図１４】図１４は、図２に示す皮膚粘着型低周波治療
器のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。

【図１５】図１５は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治
療器の一具体例を示すブロックダイアグラムである。

【図１６】図１６は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治
療器に用いられる信号処理器の例を示す図である。

【図１７】図１７は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治
療器の一具体例に於ける動作を示す波形図である。

【図１８】図１８は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治
療器の一具体例の一部を示す回路図である。

【図１９】図１９は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治
療器の一具体例に於ける動作を示す波形図である。

【図２０】図２０は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治
療器の一具体例の一部を示す回路図である。

【図２１】図２１は、本発明に係る皮膚粘着型低周波治
療器の全体構成の例を示す図である。

【符号の説明】

１…電源部 ２…信号処理器 ３…コイル ４…ダイオード ５, ７…トランジスタ ６…コンデンサ ８…脱分極部 ９…入力 １０…クロックパルス発生部 ３１…発振器 ａ…関導子 ｂ…不関導子 ｃ…ドライブパルスｃの出力端 ｄ…ドライブパルスｄの出力端 ＲＺ…人体負荷抵抗 Ｃ−１，１６ｃ，４１１…ドライブパルスｃ Ｄ−１，１６ｄ，２１１…ドライブパルスｄ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のドライブパルスを出力する信号手
   段７、前記信号手段の出力するドライブパルスにもとづ
   いて、インダクタへの励磁電流を断続し、断続時に発生
   する昇圧パルスを出力する昇圧パルス発生手段、前記昇
   圧パルスを蓄積するための蓄積手段、前記信号手段が出
   力する低周波ドライブパルスにもとづいて前記蓄積手段
   に蓄積された電気エネルギーを断続し、低周波刺激パル
   スとして出力するためのスイッチング手段よりなる小型
   低周波パルス発生装置と、前記低周波パルス発生装置が
   一体的に又は着脱自在に保持される少なくとも一対の皮
   膚貼着性導子とを組合わせてなることを特徴とする皮膚
   貼着型低周波治療器。
2. 【請求項２】 前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギ
   ーを前記低周波刺激パルス生成手段により低周波電気刺
   激として放出した後、被刺激生体の分極を脱分極するた
   めの脱分極手段を更に有することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の皮膚貼着型低周波治療器。