JPH0714420B2 - 電気刺激装置 - Google Patents

電気刺激装置

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JPH0714420B2
JPH0714420B2 JP63134465A JP13446588A JPH0714420B2 JP H0714420 B2 JPH0714420 B2 JP H0714420B2 JP 63134465 A JP63134465 A JP 63134465A JP 13446588 A JP13446588 A JP 13446588A JP H0714420 B2 JPH0714420 B2 JP H0714420B2
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drive pulse
transformer
pulse
transistor
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広 石橋
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、2つの高周波数を有する交番波を生体に加え
ることにより、生体内で感応する低周波刺激を形成する
電気刺激装置に関する。
このような電気刺激装置は、数千(Hz)の発振器を2つ
具備し、且つその周波数差が数百(Hz)以下と低い周波
数で、且つ正確に安定した周波数差を維持し続けなけれ
ばならない。この周波数差を有する発振器は、素子の定
格に頼らなければならない為に、熱による変動率等を考
えなければならず、ましてや周波数差を保持するには、
複雑な構成を必要とした。このような現状から、周波数
を様々に可変せしめ、且つ消費電力を省力化し、小電源
(〜9Vの電池)で動かすことは困難なことであった。
上記に鑑み本発明は、小電源で且つ正確な周波数差、位
相差を保持する2つの交番波を簡単な構成によって出力
することを目的とする。
以下、本発明に関し、実施例を用いて詳細に説明する。
(10)は第1CPUであり、第1CPU(10)は、メモリー(RO
M,RAM等)と演算部を有し、クロックパルス発振器(0
1)のクロックパルスに同期しながらプログラムを実行
し、プログラムに沿ったパルス幅、パルス間隔のドライ
ブパルス(DP1)を出力する。(11)は第2CPUであり、
第1CPU(10)と同様、クロックパルス発振器(01)のク
ロックパルスに従って、内部に設けたプログラムを実行
し、プログラムに沿ったパルス幅、パルス間隔のドライ
ブパルスDP2を出力する。クロックパルス発振器(01)
は、第1、第2CPU個々に設けてもよい。
第1CPU(10)の出力は、トランジスタ(12)のベースに
接続する。トランジスタ(12)のコレクタ側には抵抗器
(14)を介して電源電位+Vcが供給されている。トラン
ジスタ(12)のエミッタ側は、トランス(16)の1次側
の一端に接続している。トランス(16)の2次側の両端
は出力端(0−1)(0−2)が接続しており、導子を
介して人体と接続される。第2CPU(11)の出力は、トラ
ンジスタ(13)のベースに接続する。トランジスタ(1
3)のコレクタ側には、抵抗器(15)を介して電源電圧
+VCが供給されている。トランジスタ(13)のエミッタ
側には、トランス(17)の1次側が接続し、1次側の他
端は接地している。トランス(17)の2次側の両端(0
−3)(0−4)は出力端を形成し、導子を介して人体
に接続される。
上記トランジスタ(12)(13)及び電源電圧+Vc,抵抗
(14)(15)を含む個所をドライバ回路、トランス(1
6)(17)を出力手段とした。
次に、第1図の動作を説明する。
クロックパルス発振器(01)から出力されるクロックパ
ルスに同期をしながら、第1CPU及び第2CPUは動作を開始
する。第1CPU(10)は、クロックパルスによって内部メ
モリによりプログラムを実行、第2図(c)に示すドラ
イブパルスDP1を出力する。第2CPU(11)は、同期信号
に従って第2図(d)に示すドライブパルスDP2を出力
する。ドライブパルスDP1とドライブパルスDP2とは、周
波数、位相が互いに異なり、その差は例えば1(Hz)〜
数百(Hz)の範囲に及ぶ。本実施例ではドライブパルス
DP1を周期250(μsec)、デュ−ティ50%、ドライブパ
ルスPP2を周期249.5(μsec)、デュ−ティ50%とし
た。
ドライブパルスDP1がトランジスタ(12)に入力され、
ドライブパルスDP1がロー(“L")レベルからハイ
(“H")レベルになると、トランジスタ(12)はオン
し、電源電圧+Vcは抵抗(14)を介してトランス(16)
の1次側に印加される。トランス(16)の1次側は励磁
され、トランス(16)の2次側には、1次側励磁電流の
変化、巻数比に応じた電圧(PW1)、第2図(b)が生
じ、トランジスタ(12)がハイ(“H")レベルから
(“L")レベルになると、トランス(16)の1次側に蓄
積されたエネルギーが2次側に移り、逆方向の電圧(NW
1)が生ずる。
更に、次に、ドライブパルスDP1がロー(“L")レベル
からハイ(“H")レベルになると、前述の如くトランジ
スタ(12)はオンし、励磁電流が流れ、2次側に、電源
電圧+Vcに対し励磁電流の変化量、巻数比を掛け合わせ
た電圧(PW2)が生じ、トランジスタ(12)がオフする
と、トランジスタ(12)がオンしていた際、トランス
(16)の1次側に蓄積されていたエネルギーが2次側に
移り、逆方向の電圧(NW2)が生ずる。
ドライブパルスが連続的にトランジスタに入力される場
合、第2図(c)に対して第2図(e)に示す交番波が
出力される。
この交番波は、例えば1次側に供給する電源電圧を5
(V)、巻数比1:2とすると2次側に出力される交番波
のpeak to peakを20(V)とすることができる。
ドライブパルスDP2がトランジスタ(13)に入力され、
ドライブパルスDP2がロー(“L")レベルからハイ
(“H")レベルになると、トランジスタ(13)はオン
し、電源電圧+Vcは抵抗(15)を介してトランス(17)
の1次側に印加される。トランス(17)の1次側は励磁
され、トランス(17)の2次側には、1次側励磁電流の
変化量、巻数比に応じた電圧(PW1)が生じ、トランジ
スタ(13)がハイ(“H")レベルからロー(“L")レベ
ルになると、トランス(17)の励磁電流が遮断され、逆
方向に電圧(NW1)が生ずる。
ドライブパルスDP2に従って、トランス(17)の2次側
出力端(0−3)(0−4)に表われる交番波は、トラ
ンス(16)の2次側に出力される交番波と周波数、位相
の異なる第2図(f)に示す波形となる。
尚、実施例に用いられたトランジスタは、ドライブパル
ス等の小電流による駆動に用いられることから、ダーリ
ントン・接続型のトランジスタを使用することによって
スイッチング・レスポンスを高めることが可能である。
又、トランジスタのオンオフによって生ずるトランスの
サージ電圧をトランスに加えることのないよう、エミッ
タ、コレクタ方向が順方向となるよう、ダイオードが取
り付けられてもよい。
第3図は、本発明の他の実施例を示す。
クロックパルス発生部(10)及びクロックパルス発生部
(01)から出力するクロックパルスによって動作を開始
し、ドライブパルスDP1を出力する第1CPU(10)及びド
ライブパルスDP2を出力する第2CPU(11)の構成は、第
1図に示す実施例と同一の構成を示すものであるから、
その説明は省略する。
第1CPU(10)はトランジスタ(12)のベースに接続す
る。トランジスタ(12)のエミッタ側にはトランス(1
6)の1次側一端が接続し、1次側他端は、抵抗(14)
を介して電源電圧+Vcと接続している。トランジスタ
(12)のコレクタ側は接地している。トランス(16)の
2次側の両端は、出力端(0−1)(0−2)を形成し
ている。
第2CPU(11)はトランジスタ(11)のベースに接続す
る。トランジスタ(12)のエミッタ側にはトランス(1
7)の1次側一端が接続し、1次側他端は抵抗(15)を
介して電源電圧+Vcと接続している。トランジスタ(1
3)のコレクタ側は接地している。トランス(17)の2
次側の両端は、出力端(0−3)(0−4)を形成して
いる。
次に動作を説明する。
第1のCPUより出力したドライブパルスDP1がトランジス
タ(12)に入力し、ハイ(“H")レベルからロー
(“L")レベルになると、トランジスタ(12)はオフ
し、電源電圧+Vcとトランス(16)とは遮断され、1次
側の励磁電流は減少する方向へ流れる。この時、励磁電
流の減少する変化量に対し、巻数比に応じた電圧が2次
側に表われる。
次にドライブパルスDP1がロー(“L")レベルからハイ
(“H")レベルに変わる時、トランジスタ(12)はオン
し、再びトランス(16)に電源電圧+Vcが印加され、励
磁電流が増加する方向へ流れる。従って、ドライブパル
スDP1の1回のオフオンで、1つの交番波が形成され、
出力端(0−1)(0−2)に出力する。しかも電源電
圧Vcよりも変化量と巻数の倍の分だけ昇圧されている。
第2のCPUより出力したドライブパルスDP2もドライブパ
ルスDP1と同様、トランジスタ(13)をオンオフせし
め、トランジスタ(13)のオフオンの1回で1つの交番
波を形成し、出力端(0−3)(0−4)に出力する。
1次側の励磁電流の変化量に応じて、トランスの2次側
に出力される交番波の波形、振幅が変わる。従って、ト
ランス(16)の1次側及び電源電圧+Vcとの間に接続し
た抵抗器(14)によって励磁電流を変化させることによ
り、様々な波形及び振幅を有する交番波を形成し得るも
のである。尚、抵抗器の代わりにインダクタを用いても
よい。又、トランスの代わりに単巻使用のインダクタを
用いることも可能である。
本発明は、マイコンに代表される信号処理機能により、
パルス幅、パルス間隔を設定したドライブパルスを出力
する。このパルス幅及びパルス間隔を変化させることに
より、第4図に示すような変化を与えた交番波を出力す
ることができる。
第4図(a)は、ドライブパルスDP1、(b)はドライ
ブパルスDP2である。ドライブパルスDP1に対し第4図
(c)に示す交番波が形成され、ドライブパルスDP2に
対し第4図(d)に示す交番波が形成される。ドライブ
パルスDP1はパルス幅、パルス間隔を一定とした。この
周波数を4000(Hz)と例示した場合、ドライブパルスDP
2は周波数を4008(Hz)から4100(Hz)に変化し、更に4
008(Hz)に変化したものである。この変化により生体
内に生ずる干渉波は8(Hz)、100(Hz)、8(Hz)と
変化し、感応度もこの変化に準じて変化する。詳細には
特願昭57−88932号、同昭57−226499号、同昭58−10779
9号、同昭59−33377号公報に説明されているものであ
る。
以上、本発明は、第1CPU、第2CPUの2つの信号処理部か
ら出力されるドライブパルスに従って、2つのトランジ
スタをスイッチングし、各々トランスの1次側に流れる
励磁電流に変化を与え、その変化量と巻数比に従って、
2次側に昇圧交番波を形成するものである。この2つの
交番波は、互いに周期が異なるか、位相が異なるか、あ
るいは両者が異なるか(総称すれば位相が異なる)の何
れかの差異を有するが、この交番波の周波数は、ドライ
ブパルスのパルス幅とパルス間隔に直接対応しているこ
とから、交番波の周期、位相は、信号処理部の内部に設
けられたプログラムによって可変容易に設定できるもの
ある。尚、交番波の周波数は数kHz〜数十kHz程度の範囲
とする。
信号処理部はマイクロコンピュータを2つ用いて同期を
とりながら使用するもの、あるいは1つのマイクロコン
ピュータで2つのドライブパルスを出力するもの、これ
らをセミカスタムIC化し、ロジックによって表現固定化
したもの(ゲートアレイ、スタンダードセル等ASIC)等
が例示される。
尚、マイコンを使用した際のフローチャートの一例を第
5図に示し、説明する。
フローチャートの内容は、ドライブパルスのパルス幅の
制御ルーチン、ドライブパルスのパルス間隔の制御ルー
チンを行う場合を示した。又、他には極性変換ルーチン
やパルス間隔を増加ないし減少させるルーチン等の機能
ルーチンがある。
各々パルス幅及び間隔の制御を行なうためのパラメータ
は、予めROMに記憶されている。ここでは以下のように
パラメータを設定した。M1:ドライブパルスDP1のパル
ス幅、M2:ドライブパルスDP1のパルス間隔、M3:ドラ
イブパルスDP2のパルス幅、M4:ドライブパルスDP2のパ
ルス間隔。又、マイコンに内蔵されているメモリ(レジ
スタ)をr1,r2,r3,r4とした。
1)スタートSWをONし、r1にM1をr3にM3の値をセットす
る。ドライブパルスDP1及びドライブパルスDP2は“1",
即ちハイレベルが出力される。
2)r3の値が“0"であるかを判定し、“0"でなければr3
の値を“1"だけ引き、r4にM4の値をセットしてに進
む。
3)r3の値が“0"の時、ドライブパルスDP2は“0"とな
りローレベルが出力される。次にr4の値が“0"で有るか
どうかを判定し、“0"でない場合はr4の値が1だけ引か
れてに進む。r4が“0"の場合がドライブパルスDP2は
“1"となりハイレベルが出力され、r3にM3の値がストア
されてに進む。
4)クロックパルスφ(第一図に示すクロックパルス発
振器(01)からの出力パルス)のパルスを確認した後、
r1の値が“0"であるかを判定する。r1の値が“0"の時、
ドライブパルスDP1が“0"となり、ローレベルが出力さ
れる。次にr2の値が“0"であるかを判定する。r2の値が
“0"でない場合はr2の値が1だけ引かれてに進む。r2
の値が“0"の場合は、ドライブパルスDP1は“1"の状態
となり、ハイレベルが出力され、r1にM1の値がストアさ
れてに進む。
5)r1の値が“0"でない場合、r1の値を1だけ引いて、
r2にM2の値をセットし、に進む。
以上のようにしてパラメータM1,M2,M3,M4に従い、ド
ライブパルスDP1及びDP2が所望のパルス幅、パルス間隔
となって出力される。
又、ASICを用いて信号処理部を形成する場合、1つの基
準発振パルスをディジタル分周して2つのドライブパル
スを生成することが一般的であり、又、モードを変える
場合も更に分周器を付加し、セレクタ及びカウンタの設
置により容易に実施可能であり、2,3のモードを組み込
むことは、現在のワンチップ化されたIC技術で充分可能
である。
以上詳述の如く本発明は、信号処理部とトランジスタ及
びトランスによって簡単に構成でき、しかもトランジス
タの断続動作時に於いてのみ電流が消費され、充分な交
番波を形成できる等の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図、第3図は、本発明の実施例を示す回路図、第2
図、第4図は、上記実施例の出力波形図、第5図は、本
発明の実施例に於ける第1CPU又は第2CPUのプログラムを
示すフローチャートである。 01……クロックパルス発振部、10……第1CPU、11……第
2CPU、12,13……トランジタ、14,15……抵抗、16,17…
…トランス、+Vc……電源電圧。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ドライブパルスを出力するためのアルゴリ
    ズムを内蔵した第1信号処理器、前記第1信号処理器が
    出力するドライブパルスによりトランス又はインダクタ
    を断続駆動させる為の第1ドライバ回路、前記トランス
    又はインダクタが断続駆動する際発生する昇圧交番波を
    出力する第1出力手段、前記第1信号処理器が出力する
    ドライブパルスとは少なくとも位相又は周波数が異なる
    ドライブパルスを出力するためのアルゴリズムを内蔵し
    た第2信号処理器、前記第2信号処理器が出力するドラ
    イブパルスにより、トランス又はインダクタを断続駆動
    させる為の第2ドライバ回路、前記トランス又はインダ
    クタが断続駆動する際発生する昇圧交番波を出力する第
    2出力手段よりなることを特徴とする電気刺激装置。
JP63134465A 1988-06-02 1988-06-02 電気刺激装置 Expired - Lifetime JPH0714420B2 (ja)

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JP5235040B1 (ja) * 2012-06-26 2013-07-10 株式会社白寿生科学研究所 電位治療装置

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JPS598975A (ja) * 1982-06-28 1984-01-18 ドイツチエ・ネメクトロン・ゲ−エム・ベ−ハ− 刺激電流治療装置
JPS59118168A (ja) * 1982-12-25 1984-07-07 株式会社アドバンス 電気刺激装置

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