(57)【要約】      （修正有）【課題】生体刺激装置またはイオン導入装置等において、従来のように、パルス状にあるいは直流的に制限されない、任意の波形の刺激を生体に与えたい場合や、パルス状にあるいは直流的な物理量の刺激による、生体内のイオンの偏りや分離などの結果生じる、生体組織への損傷や、効果の低下、などの副作用を解決したい、などの課題がある。【解決手段】刺激装置に任意波形発生器を設ける。また、変調器１３により、交番信号の発振器１１の出力を、任意波形の発生器の出力波形で変調して、正と負が交互に現れる物理量を発生させ、その物理量の大きさを任意の大きさに時間的に変化させる。これにより、任意の波形の刺激を与えることができる、あるいは副作用を軽減できる。【選択図】図２
2006271907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波形発生器を内蔵する生体刺激装置において、該波形発生器が任意の波形の発生する機能を持つことを特徴とする、生体刺激用装置。
【請求項２】
第１の発振器と、第２の発振器または入力端子と、変調器を具備し、該変調器において該第１の発振器の出力信号が該第２の発振器の出力信号または該入力端子からの信号で変調されることを特徴とする、生体刺激用装置。
【請求項３】
被変調波データを作る機能と、変調波データを作る機能または変調波データを受け取る機能と、被変調波データを変調波データで変調して出力波形データを作る機能を持つことを特徴とする、生体刺激用装置。
【請求項４】
概略周期的に変化する波形を別の波形で変調された波形を発生する機能を具備したことを特徴とする、生体刺激用装置。
【請求項５】
被変調波データを作るか記憶する機能と、変調波データを作る機能または変調波データを記憶する機能または変調波データを受け取る機能と、該被変調波データを該変調波データで変調して出力波形データを作る機能を持つことを特徴とする、生体刺激用プログラム。
【請求項６】
被変調波データを作るか記憶する機能と、変調波データを作る機能または変調波データを記憶する機能または変調波データを受け取る機能と、変調機能を用いて、該被変調波データを該変調波データで変調して作成した出力波形データを記憶したことを特徴とする、生体刺激用プログラム。
【請求項７】
概略周期的に変化する波形を別の波形で変調された波形を発生するまたは記憶する機能を具備したことを特徴とする、生体刺激用プログラム。
【請求項８】
請求項５から７のプログラムのいずれかを持つことを特徴とする、生体刺激用装置。
【請求項９】
請求項５から７のプログラムのいずれかを持つことを特徴とする、イオン導入用装置等。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、生体に刺激を与えるための装置および生体に刺激を与えるためのプログラム、およびイオン導入装置等、イオン導入装置等用のプログラムに関する。技術分野にはつぎのものなどが含まれる：医療、生体実験、研究、電子装置、計算機プログラム、生物誘導、牧畜、漁業、農業、他。
【背景技術】
【０００２】  従来から、生体に物理量を与えることによりその生体に刺激を与え、医療行為、生体実験、その他に利用することが行われて来た。このために、例えば、生体に電極を取り付けたり針を刺したりして電気信号などを生体に与える方法が知られている。このとき、電気信号などには、直流、パルス信号などが用いられる。生体に刺激を与えることにより、生体の活動を促進したり、抑制するなどの効果を与えたり、痛みを和らげたり、成長を促進するなど効果が知られている。【０００３】  背景技術になる刺激用装置の例に特開２００４−８９０１８に記載された実施例がある。この実施例は、生体細胞や生体組織に電気的な刺激を与えるための装置であり、この装置を図２１に示す。【０００４】  図２１において、筐体１００の中に直流電源１０１とパルス発生器１０２が収納されており、パルス発生器１０２の出力が電極１０３に接続されており、図２１の構成全体が刺激用装置である。電極１０３を生体に接続させ、あるいは接触させて、生体に電気的な刺激を与える行為を行う。これにより、この実施例では、生体組織の育成を促進できるとしている。【０００５】  直流電源１０１はパルス発生器１０２に電源を供給する。パルス発生器１０２は電気的なパルスを発生する。パルスは間欠的な電圧の繰り返しであり、この波形を図２２のグラフに示す。【０００６】  図２２のグラフは、横軸が時間、縦軸が電圧であり、波形１２０はパルス発生器の出力波形を示している。波形１２０はパルス波であり、電圧Ｖｐを出力したり停止したりし、すなわち電圧が断続的である。また、出力される電圧のが単極性、すなわち極性が正または負のどちらか一方である。なお、電圧を出力している時間をパルス幅ＰＷと呼び、停止時間をＰｄと呼び、周期をＴと呼ぶ。この波形１２０は同じ波形の繰り返しで、電圧Ｖｐは変化しない。すなわち、電圧の振幅は一定である。【０００７】  このパルス状の波形で特徴的なのは、電圧が断続的であること、電圧が単極性であること、同様な波形の繰り返しであること、電圧の振幅は一定であること、である。【０００８】  この刺激用装置は、パルス状の電圧波形を発生する。このパルス状の電圧波形を、電極を介して、生体になどに加えるものである。このとき、生体には電圧がかかると同時に、電流が流れる。【０００９】  なお、類似の刺激用装置で、パルス状の電圧波形ではなく、直流の電圧を発生させるものもある。そして、この直流の電圧波形を、電極を介して、生体になどに加える。波形が直流の場合、パルス幅や周期はないが、電圧が単極性であるという特徴がある。【００１０】  同様の構成の装置、すなわち、背景技術になる同様の装置が、他の目的で使われる例があり、具体的には、組織活性化、運動機能再建、機能回復、リハビリテーション、マッサージ、筋肉トレーニング、鎮痛、麻酔、育毛増進、乗り物酔い防止あるいは治療、イオン導入、などに使われている例がある。【００１１】  また、図２１に破線で示した筐体１００の部分を刺激用装置と呼ぶことも多い。【００１２】  また、背景技術になる他の実施例では、発生させたパルス状の電圧波形をコイルに印加して電流を流し、パルス状の磁界を発生させて、この磁界を生体になどに��えるものがある。直流の磁界を用いるものもある。【００１３】  また、背景技術になる他の実施例では、発生させたパルス状の電圧波形を２つの電極間に印加してパルス状の電界を発生させて、この電界を生体になどに加えるものがある。直流の電界を用いるものもある。【００１４】  以上のように、各種の物理量、すなわち、電圧、電流、磁界、電界、電磁波、光などの物理量を、パルス状にあるいは直流的に生体に与えるものがある。
【特許文献１】特開２００４−８９０１８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】  しかし、第１の課題として、パルス状にあるいは直流的に制限されない、より多種多様な刺激を生体に与えたい場合がある。【００１６】  また、第２の課題として、直流やパルス信号では、たとえば電気分解のように、生体内のイオンが偏ったり分離したりする場合があって、生体に与える効果が持続しない、あるいは低下する、あるいは悪い効果が発生する、生体組織に損傷が発生する、などの副作用が生じる場合があり、これを解決したい場合がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】  上記の第１の課題を解決するために、刺激用装置内に、電圧、電流、磁界、電界、などの物理量の大きさを任意の大きさに時間的に変化させる手段である波形発生器を設ける。
また、上記の第２の課題を解決するために、刺激用装置内に、交番電圧、交番電流、交番電界、交番磁界、交番電磁界など、正と負が交互に現れる物理量の発生手段を設け、また、その物理量の大きさを任意の大きさに時間的に変化させるための変調手段を設ける。【００１８】  物理量を任意の大きさに時間的に変化可能とすることによって、直流のような単純な連続的な物理量でなく、あるいはパルスのような断続だけでなく、任意の時間変化、すなわち任意の波形の物理量を与えることが可能となる。その結果、多種多様多彩な効果を生体に与えることが可能となる。このように、任意の波形の刺激を与えることが可能となる。【００１９】  また、正負の物理量を用いることにより、生体内のイオンの偏りなどが減少し、組織損傷などの副作用が減少する。
【発明の効果】
【００２０】  本発明は、生体に任意の波形の刺激を与えることができる、という効果がある。【００２１】  または、本発明は、生体に与える副作用が少ないという効果、および、任意の波形の刺激を与えることができる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】  以下、本発明を、実施例を用いて、詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】  図１は本発明の第１の実施例である。【００２４】  図１で、筐体１に内蔵する波形発生器２の出力は、電極３と電極４に接続されている。波形発生器２は、出力波形として、任意の波形を発生させる能力を持つ。すなわち、直流や単純なパルス波よりも複雑な波形を発生する能力を持っていて、この実施例では脳波に非常に似た波形を発生する。電極３と電極４は生体に接触させるので、波形発生器２が発生した脳波に似た出力波形は、刺激として生体に与えられる。このように、第１の実施例では、脳波に似た刺激波形という、任意の波形の刺激を与えることができる。従って、生体の脳の活動あるいは関連する部位などに影響を与えることができると期待できる。【００２５】  第１の実施例には任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。【００２６】  なお、波形発生器２の構成には様々な形態が考えられ、電子回路的に波形を作り出すもの、記憶素子に蓄積した波形データを読み出して電圧変換して波形を発生させるもの、波形データを記憶させて読み出して電圧変換して波形を発生させるもの、マイクロ・プロセッサでプログラムにより波形データを発生させて電圧変換して波形を発生させるもの、あるいは外部端子より波形を読み込んで波形を発生させるもの、その他が考えられるが、任意の波形を発生させるという機能は同じである。また、装置がプログラムであっても同様で、既存のパーソナル・コンピュータなどに波形を発生させることなどが可能だから、プログラム単体で刺激装置とみなすことができる。ここで、任意の波形を発生する機能とは、直流や単純なパルス波よりも複雑な波形を発生する能力を持つことを言う。
【実施例２】
【００２７】  図２は本発明の第２の実施例である。【００２８】  図２で、筐体１に内蔵する第１の発振器１１は出力信号として交流電圧を発生し、第２の発振器１２は出力信号として変調波形を発生する。変調器１３は交流電圧を変調波形で変調して出力波形を作る。この変調波は電圧なる物理量として電極２１と２２に導かれる。電極２１と２２を生体に接触させて、生体に変調波の電圧が与えられて、生体に刺激が与えられる。筐体１の部分あるいは電極を２１、２２を合わせて刺激装置と呼ぶ。【００２９】  ここで、第１の発振器１１の交流電圧が被変調波形であり、第２の発振器１２の波形が変調波形であって、変調器１３で出力波形が作られる。本実施例では、変調方式は振幅変調（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＡＭ）である。また、本実施例では、第１の発振器１１の交流電圧は正弦波で、出力波形は、正弦波の振幅が、第２の発振器１２の波形に従って変化したものになる。従って、第２の発振器１２の波形を任意に変化させれば、出力波形の振幅の形状は任意に変化する。この出力波形の様子を図３に示す。【００３０】  図３において、交流電圧（被変調波形）は１００Ｈｚの正弦波であり、変調波形は心筋の波形と類似の波形を用いている。その結果、出力波形Ｖｏｕｔに示すような出力波形を得て、電極２１と２２を介して生体に与えられる。【００３１】  第２の実施例の効果として、出力波形が正負の電圧を持つ交番電圧なので、生体に与える副作用が少ないという効果がある。また、心筋の波形と類似の波形で変調したので、心筋などに効果的な刺激を与えることができるという効果がある。このように、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。【００３２】  なお、第１の発振器１１および第２の発振器１２は、発振回路を使ったものでも良いし、波形をメモリー素子などに記憶させてこれを読み出して電圧波形等に変換するものでも良いし、プログラム等を使って波形を生成しても良いし、他でも良い。本発明では、いずれの場合でも発振器と呼ぶ。
【実施例３】
【００３３】  図４は本発明の第３の実施例である。【００３４】  図４で、１は刺激用装置であり、第１の発振器１１と変調器１３を内蔵し、入力端子１６を持つ。発振器１１は交流電圧を発生し、変調器１３はこの交流電圧を、入力端子１６から入力される入力波形で変調するして、出力波形を作る。この出力波形は電圧なる物理量として電極２１と２２に導かれる。電極２１と２２を生体に接触させて、生体に変調波の電圧が与えられて、生体に刺激が与えられる。ここで、入力端子１６に脳波と類似の波形や、心筋と類似の波形、その他の波形を入力することもできる。また、この入力端子に心電図計などのセンサを接続して、心筋の波形を測定しながら、この波形またはこの波形を加工した波形で変調して、刺激を与えることができる。
センサ類を含めて、測定する生体と、刺激を与える生体は同じの場合も、異なる場合もあり得る。【００３５】  この装置は、生体に与える副作用が少ないという効果があり、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。【００３６】  なお、図４において、図４の破線部を刺激用装置と呼ぶこともできるし、センサ等を含めた全体を刺激用装置と呼ぶこともでき、いずれの場合も本発明を利用した装置である。
【実施例４】
【００３７】  図５は本発明の第４の実施例の波形を説明する図である。【００３８】  本発明の第４の実施例は、構成は図２と同じである。第２の実施例との相違点は、第１の発振器１１が正負パルス発生器であること、第２の発振器１２で発生する波形（変調波形）が脳波に類似のものを発生させていること、そして、変調器１３がパルスの変調が可能な型であることである。【００３９】  図５において、交流電圧（被変調信号）はパルス波形であり、変調波形は脳波と類似の波形である。その結果、出力波形Ｖｏｕｔに示すような出力波形を得て、生体に与えられる。【００４０】  第４の実施例の効果として、出力波形が正負の電圧を持つ交番電圧なので、生体に与える副作用が少ないという効果がある。また、脳波と類似の波形で変調したので、脳や神経などに効果的な刺激を与えることができるという効果がある。このように、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。
【実施例５】
【００４１】  図６は本発明の第５の実施例の波形を説明する図である。【００４２】  本発明の第５の実施例は、構成は図２と同じである。第４の実施例との相違点は、変調器１３がパルス幅変調器であることである。この結果、出力波形Ｖｏｕｔは、被変調波形が変調波形でパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）されたものになっている。【００４３】  図６において、交流電圧（被変調信号）はパルス波形であり、変調波形は脳波と類似の波形であり、出力波形ＶｏｕｔはＰＷＭ変調された波形である。図中に一部を拡大して示したように、出力波形Ｖｏｕｔのは、変調波の波形に応じて、パルス幅が変化する。すなわち、パルスが発生している時間、つまりパルス時間が変化する。本実施例ではパルスの周期は一定なので、パルスの時比率あるいは平均電圧あるいは平均電流などの物理量は、変調波の波形に応じて変化する。このように、パルスの時間が変化するため、あるいは、平均電圧などが変化するため、生体に与える影響を時間的に変化させることができる。【００４４】  第５の実施例の効果として、出力波形が正負の電圧を持つ交番電圧なので、生体に与える副作用が少ないという効果がある。また、心筋の波形と類似の波形で変調したので、心筋などに効果的な刺激を与えることができるという効果がある。このように、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。【００４５】  なお、類似の変調方式に、周波数変調（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＦＭ）、位相変調（Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＭ）などがあるが、正負の電圧などの物理量を持ち、パルスや波形の時比率あるいは平均電圧などの物理量が変化すれば、同様の効果を得る。
【実施例６】
【００４６】  図７は本発明の第６の実施例の波形を説明する図である。【００４７】  これは、第４の実施例の変形である。構成は図２と同様で、機能としては、第４の実施例と同様に、第１の発振器１１が正負パルス発生器であり、第２の発振器１２で発生する波形（変調波形）が脳波に類似のものを発生させているが、変調器１３が異なっていて、正のパルスは電圧（振幅）が変化するが、負のパルスは電圧（振幅）が変化しない。出力波形を図７に示した。【００４８】  第６の実施例の効果として、出力波形が正負の電圧を持つ交番電圧なので、生体に与える副作用が少ないという効果がある。また、脳波と類似の波形で変調したので、脳や神経などに効果的な刺激を与えることができるという効果がある。このように、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。
【実施例７】
【００４９】  図８は本発明の第７の実施例の波形を説明する図である。【００５０】  これは、第４の実施例の変形であり、構成は、図２と同様で、機能としては、第４の実施例と同様に、第１の発振器１１がパルス発生器であり、第２の発振器１２で発生する波形（変調波形）が脳波に類似のものを発生させており、出力波形が、正のパルスは電圧（振幅）が変化するが、負のパルスは電圧（振幅）が変化せず、また、正のパルスと負のパルスのパルス幅、振幅、と発生頻度などが異なる。【００５１】  第７の実施例の効果として、出力波形が正負の電圧を持つ交番電圧なので、生体に与える副作用が少ないという効果がある。また、脳波と類似の波形で変調したので、脳や神経などに効果的な刺激を与えることができるという効果がある。このように、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。【００５２】  正のパルスと負のパルスのパルス幅、あるいは発生頻度が異なるので、例えば、正イオンと負イオンに与える効果、例えば、活性化の度合いや緩和の度合い、泳動の度合いや緩和の度合いが異なって、刺激の度合いが異なり、従って、イオンに選択的な影響を与えることが可能となる。パルスの幅や周期、発生頻度などを変えれば、異なるイオンに選択的な影響を与えることが可能となる。これは他の実施例や他の波形の場合でも有効な事柄である。パルスの幅や周期、発生頻度などは、目的や用途に応じて決めたり変化させれば良い。
【実施例８】
【００５３】  図９は本発明の第８の実施例の波形を説明する図である。【００５４】  これは、第５の実施例（図６）の変形であり、図２の第２の発振器１２で発生する波形（変調波形）がパルス波形の場合である。出力波形は、結果として、正負のパルスが間欠的に発生する波形となる。【００５５】  第８の実施例の効果として、出力波形が正負の電圧を持つ交番電圧なので、生体に与える副作用が少ないという効果がある。また、間欠的な刺激が望まれる場合に、対応した効果がある。このように、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。
【実施例９】  図１０は本発明の第９の実施例の波形を説明する図である。
図１０の波形は、パルス状の波形を基本とした複雑な変調方式を持ちいた結果の波形である。この波形は、パルス幅が時間とともに変化し、デューティ比あるいは時比率も時間的に変化しているので、任意の波形の刺激を与えることが可能である。また、全体としてはほぼ正負が相殺し合うような波形であるから、生体に与える副作用が小さい。
第９の実施例には、生体に与える副作用が少なく、また、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。
【実施例１０】
【００５６】  図１１は本発明の第１０の実施例である。【００５７】  図１１において、第１の発振器１１、第２の発振器１２、変調器１３は、第２の実施例（図２）と同じであるが、変調器１３と電極２１との間にコンデンサ１４が設けられている。また、電極２１と電極２２の間に抵抗１５が接続されている。コンデンサ１４により、変調器１３の出力電圧中の直流成分が除去されて、交流成分のみが取り出されて、電極２１と２２の出力波形となる。この結果、たとえば変調器１３の出力電圧が正のみの電圧からなるものであっても、コンデンサ１４によって正と負の電圧を交互に出力する出力波形となる。なお、抵抗１５は出力波形の平均値をゼロにする役割を持ち、あるいは、コンデンサが静電気やその他の原因で帯電して高電圧となって生体などに害を与えることを防止する役割を持つ。【００５８】  コンデンサ１４を用いることによって、たとえば、変調器の出力が正または負のみの回路が使用可能となるから、従って、回路の電源が正または負のみの回路が使用可能になるから、回路の選択肢が広がったり、生産コストを小さくしたりすることができる。第１１の実施例の波形の例を図１２に示す。【００５９】  このように、概略周期的に変化する波形を別の波形で変調された波形を発生する機能を備えていれば、本発明になる技術を用いていると言える。なお、ここで言う発生する「機能」の語は、記憶させて読み出す機能なども含む表現である。【００６０】  なお、コンデンサによる正負波形の生成の役割は、装置中の他の部署、例えば、第１の発振器１１の後、第２の発振器１２の後、などでも得ることができ、また、コンデンサ１４と電極２１との間に増幅器を配置するなど、必要に応じて自由に設計することができる。【００６１】  また、正負波形の生成の役割、あるいは、直流除去あるいは低減の役割は、コイルやトランスを使っても実現することが可能であることは、回路理論の教えるとおりである。【００６２】  第１１の実施例の効果として、出力波形が正負の電圧を持つ交番電圧なので、生体に与える副作用が少ないという効果がある。また、脳波と類似の波形で変調した場合は、脳や神経などに効果的な刺激を与えることができるという効果があり、また、心筋の波形と類似の波形で変調した場合は、心臓などに効果的な刺激を与えることができるという効果がある。このように、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。
【実施例１１】
【００６３】  図１３は本発明の第１１の実施例である。【００６４】  図１３において、第１の発振器１１、第２の発振器１２、変調器１３は、第２の実施例と同じであるが、変調器１３の出力がコイル２３に接続されている。コイル２３に電圧を加えると、電流が流れて、磁束２４が発生する。この磁束２４を生体に与える。【００６５】  磁束は物理量であり、コイル２３に加えられた電流に比例するから、磁束２４は変調器１３の出力波形に比例する。従って、変調器１３の出力波形が交流であるので、磁束２４は交流、すなわち正負の交番磁界であり、変調信号に従って磁束の大きさ（あるいは強さ、振幅）が変化する。ここで、変調信号は脳波と類似の波形なので、磁束２４の大きさは脳波と類似の波形に従って変化する。【００６６】  従って、第１１の実施例の効果として、磁束２４は正負の交番磁界なので、生体に与える副作用が少ないという効果がある。また、脳波と類似の波形で変調したので、脳や神経などに効果的な刺激を与えることができるという効果がある。このように、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。【００６７】  ここでは磁束なる物理量で説明したが、磁界で説明しても同じである。基礎物理理論より、磁束と磁界は比例するからである。【００６８】  また、変調器１３の電流または電圧の出力能力が不足の場合には、変調器内あるいは変調器の後段に、増幅器を設けて解決することができる。【００６９】  なお、一般に、コイルに流れる電流は、コイルに加えられる電圧の時間微分に比例するが、これを補正する機構などを設けることができる。すなわち、所望の磁束波形の時間積分の電圧波形を作れば、所望の磁束波形を得ることができる。あるいは、コイルの駆動を定電流駆動型にすれば、このような補正は不要となる。これらは電気回路設計上の事情であり、様々な手段があるので、適宜設計すればよく、本発明の効果には影響はない。
【実施例１２】
【００７０】  図１４は本発明の第１２の実施例である。【００７１】  図１４において、第１の発振器１１、第２の発振器１２、変調器１３は、第２の実施例と同じであるが、変調器１３の出力が電極板２５、２６に接続されている。電極板２５、２６に電圧を加えると、両電極板の間に電界２７が発生する。この電界２７を生体に与える。【００７２】  電界は物理量であり、電極板２５、２６に加えられた電圧に比例するから、電界２７は変調器１３の出力波形に比例する。従って、変調器１３の出力波形が交流であるので、電界２７は交流、すなわち正負の交番電界であり、変調信号に従って電界の大きさ（あるいは強さ、振幅）が変化する。ここで、変調信号は脳波と類似の波形なので、電界２７の大きさは脳波と類似の波形に従って変化する。【００７３】  従って、第１２の実施例の効果として、電界２７は正負の交番電圧なので、生体に与える副作用が少ないという効果がある。また、脳波と類似の波形で変調したので、脳や神経などに効果的な刺激を与えることができるという効果がある。このように、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。【００７４】  ここでは電界なる物理量で説明したが、電束で説明しても同じである。基礎物理理論より、電界と電束は比例するからである。
【実施例１３】
【００７５】  図１５は本発明の第１３の実施例である。【００７６】  図１５の構成は第２の実施例と同じであるが、第１の発振器１１に高周波波形、具体的には工業用の１３．５６ＭＨｚの正弦波を使用しており、変調器１３の出力波形はアンテナ２８に接続されている。このアンテナから、電磁波が放射され、その電磁波を生体に照射することによって、生体に刺激を与える。電磁波は電界と磁界とが同時に出る物理量である。電磁波は、正負の交番電界、交番磁界から成る。【００７７】  第１３の実施例の効果として、正負の交番電磁界なので、生体に与える副作用が少ないという効果がある。また、脳波と類似の波形で変調すれば脳や神経などに効果的な刺激を、心筋の波形と類似の波形で変調すれば心筋などに効果的な刺激を、他の波形に類似の波形で変調すれば他の部位に効果的な刺激を、与えることができるという効果がある。このように、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。【００７８】  なお、１３．５６ＭＨｚの高周波を用いているので、照射の結果、生体内に誘起される誘導電流等は、表皮効果によって表面に偏るので、この効果を利用することもできる。表皮効果は高周波電流にまつわる、電磁気的な物理現象である。
【実施例１４】
【００７９】  図１６は本発明の第１４の実施例である。【００８０】  図１６の構成は第２の実施例と同じであるが、第１の発振器１１に高周波、具体的には工業用の２．４５ＧＨｚの正弦波を使用しており、変調器１３の出力波形は電磁ホーン２９に接続されている。この電磁ホーン２９から、電磁波が放射され、その電磁波を生体に照射することによって、生体に刺激を与える。【００８１】  ２．４５ＧＨｚの電磁波は、生体中の分子を直接過熱する作用を持っているので、この効果を利用することもできる。従って、２．４５ＧＨｚの電磁波を変調することによって、過熱の時間的な増減を与えることもでき、これを利用することもできる。【００８２】  第１４の実施例の効果として、正負の交番電磁界なので、生体に与える副作用が少ないという効果がある。また、脳波と類似の波形で変調すれば脳や神経などに効果的な刺激を、他の波形に類似の波形で変調すれば他の部位に効果的な刺激を、与えることができるという効果がある。このように、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。
【実施例１５】
【００８３】  図１７は本発明の第１５の実施例である。【００８４】  図１７において、マイクロ・プロセッサ３１には記憶装置３２が接続されており、記憶装置３２にはプログラム３３が格納されており、マイクロ・プロセッサ３１には電圧変換器３４が接続されており、電圧変換器３４には電極３５が接続されている。図１７全体が刺激用装置である。【００８５】  プログラム３３は、被変調波データを作る機能と、変調波データを作る機能と、被変調波データを変調波データで変調して出力波形データを作る機能を持つ。従って、プログラム３３に従ってマイクロ・プロセッサ３１が動作すると出力波形データが得られ、この出力波形データを電圧変換器３４に与えると、電圧なる物理量として出力波形が得られる。この電圧が電極３５に導かれ、生体に物理量が与えられる。【００８６】  電圧変換器３４で電圧や電流が不足の場合には、後段に増幅器などを追加すれば良いし、また、漏洩電流の低減などが必要ならば、絶縁トランスや絶縁増幅器などを接続すれば良い。【００８７】  プログラム３３の中で、被変調波データを作る機能、変調波データを作る機能、のどちらかあるいは両方は、計算等のプログラムで作る方法や、予めデータ等を記憶させて後に読み出す方法などがある。また、出力波形データを記憶させて後に読み出す方法など、すなわち、予め被変調波データを変調波データで変調した結果を記憶しておいて後に読み出す方法などがある。更に、記憶したデータを加工したり修正したり編集したりして使用する方法などがある。いずれの場合でも、出力波形データが、正負の値を持ち、振幅などが変化しているので、被変調波を変調波で変調したものだと言えるから、本発明になる技術を用いている。すなわち、概略周期的に変化する波形を別の波形で変調された波形を発生する機能を具備していれば、本発明になる技術を用いている。従って、生体に与える副作用が少ないという効果があり、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。【００８８】  また、既に他の実施例で記したように、コンデンサなどのハードウェア的な手段で直流成分を除去または低減して交流成分を取り出すことが可能なので、プログラムの出力データが正のみ、または負のみであっても、交流成分を持っていれば、本発明になる技術を用いていると言える。すなわち、出力波形データから、定数値を差し引く、あるいは、比較的短い時間の平均値を差し引く、あるいは、移動平均値を差し引く、あるいは、ロー・パス・フィルタと等価または類似の処理を行った後で、出力データが正負の値を持ち、振幅が変化していれば、本発明になる技術を用いていると言える。もちろん、ハードウェアを用いて出力波形を確認しても良い。【００８９】  従って、概略周期的に変化する波形を別の波形で変調された波形を表すデータを発生する機能を備えていれば、本発明になる技術を用いていると言える。なお、ここで言う発生する機能は、記憶させて読み出す機能なども含む。【００９０】  なお、上記で「振幅が変化する」なる記述は、ＰＷＭ変調や周波数変調や位相変調などを使った場合のように、パルスや波形の時比率あるいは平均電圧などが変化する場合も、最終的に生体に与える物理量の大きさが変化��るから、同様の効果を持つので、これらも「振幅が変化する」、「振幅などが変化する」の表現の中に含まれる。
【実施例１６】
【００９１】  図１８は本発明の第１６の実施例である。【００９２】  図１８の刺激用装置は図１７の刺激用装置の発展形であり、インターフェイス３６とセンサ３７が加えられている。センサ３７には、心筋波形センサ、脳波センサ、脈拍センサ、呼吸センサ、ｐｈセンサ、温度センサ、その他のセンサを使用することができ、インターフェイス３６はそれらのセンサからの情報をマイクロ・プロセッサ２１に伝える役割を担っている。【００９３】  図１８の刺激用装置では、例えば、患者の心拍あるいは心筋波形に同期させて出力波形発生させ、心筋波形に類似の刺激を与えることができる。また、心拍あるいは心筋波形に応じて、刺激の強弱や速さや波形などを制御することができる。また、脳波その他をセンサで監視しながら、α波に類似の出力波形、β波に類似の出力波形、というように出力波形の種類などを変えることができる。また、心拍数や呼吸数などをセンサで監視しながら、脳波に類似の出力波形を変えたり、心筋波形に類似の出力波形を変えたりすることができる。ｐｈや温度を監視しながら生体の育成、増殖などに使う出力波形に変化を与えることも可能である。もちろん、複数のセンサや、複数の出力波形を持たせることもでき、複数のセンサの組合せ処理をして、出力波形を制御させるなども可能である。このように、刺激用装置にセンサを加えることにより、刺激用装置のきめ細かい制御が可能であるが、いずれも、本発明になる技術を用いている。すなわち、生体に与える副作用が少ないという効果があり、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。
【実施例１７】
【００９４】  図１８と同様な構成の装置が本発明の第１７の実施例にもなる。【００９５】  すなわち、任意の出力波形の刺激を生体に与え、センサで生体の状態を観測することにより、生体を測定、検査することなどができ、また、各種の研究に使用することができる。【００９６】  この装置は、本発明になる技術を用いているので、生体に与える副作用が少ないという効果があり、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。装置がプログラムであっても同様である。
【実施例１８】
【００９７】  図１９は本発明の第１８の実施例である。【００９８】  この第１８の実施例はプログラムで、図１７の第１５の実施例のプログラム３３の部分を取り出したものであり、被変調波データを作る機能である被変調波データ発生器４１と、変調波データを作る機能である変調波デーダ発生器４２と、被変調波データを変調波データで変調して出力波形データを作る機能である変調器４３を持つから、本発明になる技術を用いたものである。また、この第１８の実施例はプログラムとして単独に販売することができる。【００９９】  生体に出力波形を与えるハードウェアの部分は、市販のパーソナルコンピュータなどを用いることができるから、別売りとしたり、既存のものの活用が可能である。【０１００】  このプログラムに於いても、第１５の実施例と同様に、被変調波データを作る機能と、変調波データを作る機能と、変調して出力波形データを作る機能を持つ構成の他、計算等のプログラムで作る方法や、予めデータ等を記憶させて後に読み出す方法、出力波形データを記憶させて後に読み出す方法などがある。この、出力波形データを記憶させて後に読み出す方法によるプログラムの構成の例を、図１９に示す。【０１０１】  また、第１６の実施例や第１７の実施例のように、センサの信号を受け入れて各種の処理や制御する機能を追加したプログラムもあって、いずれも本発明になる技術を用いた刺激用装置である。【０１０２】  いずれも、本発明になる技術を使用しており、生体に与える副作用が少ないという効果があり、任意の波形の刺激を与えることができるという効果がある。
【実施例１９】
【０１０３】  図２０は本発明の第１９の実施例である。
この第１９の実施例はプログラムで、出力波形データ４５を持つことが特徴である。すなわち、本実施例は、第１８の実施例において出力波形データを記憶しておく形とした場合のプログラムである。記憶させる前の出力波形データは、被変調波データを変調波データで変調して作成しても良いし、これらの機能を持つ計算等のプログラムで作る方法で作成しても良いし、ハードウェアで作成した波形を数値化して記憶させても良いし、人間他が波形を書いても良いが、結果として、被変調波を変調波で変調した結果と同等の波形が得られれば、本発明になる技術を使用していると言える。すなわち、概略周期的に変化する波形を別の波形で変調された波形を発生する機能を備えていれば、本発明になる技術を用いていると言える。【０１０４】  第２０の実施例は、イオン導入装置で、図２の第２の実施例の電極２１、２２を生体に接続し、同時にビタミンなどを与えて、これを生体にイオン導入するための、イオン導入装置としたものである。イオン導入装置では、直流あるいはパルス波形を用いると、イオンの分離などにより組織に損傷が生じるから、交番電流を用いて組織への損傷その他の副作用を軽減することが可能である。また、任意の波形を選択して、特定のイオンの導入を促進したり、抑制したりすることができる。これには、イオンの質量の違いに着目したり、イオン化率を利用したりすることができる。【０１０５】  なお、イオン導入装置等は、構成としては、イオンを与える点の除けば生体刺激装置に帰着するので、イオン導入装置等は生体刺激装置の一種である。従って、本願書中の生体刺激装置は、イオン導入装置等を含む。【０１０６】  本発明のイオン導入装置は、正負が現れる交番電流などの交番物理量を用いているので、組織に与える副作用が少ないという効果がある。また、選択的な作用を行わせるなどのために、任意の波形を与えることができるという効果がある。【０１０７】  類似の装置を、イオン導入装置として、あるいは、刺激装置として、あるいはその他の作用を起こす装置として利用することができるのは明かである。例えば、生体の実験の装置がある。または、イオンその他の分析装置などがある。また、電気泳動などの作用を促進したり抑制したり選択的に行わせたりすることができる。【０１０８】  第２１の実施例は、生体組織の培養のための生体刺激装置で、図２の第２の実施例の電極２１、２２を培養液中に設置して、全体を生体刺激装置としたものである。培養対称となる組織に好適な波形の刺激を与えることにより、組織の培養を促進することができる。また、逆に、ある種の組織の育成を抑制することも可能である。また、波形を適切に選んで、ある特定の種類の組織を選択的に育成することができる。また、組織をある性質を持つようにすることも可能である。また、交番電圧を使って、組織に与える損傷他の副作用を軽減することが可能となる。【０１０９】  本発明の生体刺激装置は、任意の刺激を与えることができるという効果がある。また副作用が少ないという効果がある。従って、生体組織の培養に利用することができる。【０１１０】  類似の刺激装置を、微生物の利用分野に使用することができる。醸造は微生物の活動だから、任意の波形を用���ることにより、微生物の活動を活性化したり抑制したり選択的に行わせたりすることが可能である。これは、酒、みりん、酢、味噌、つけものなどの他、アルコール類の生成、エステル類の生成、その他の生成に使われ、飲用、燃料用、工業用を問わず、適用が可能である。【０１１１】  類似の刺激装置を、農業に使用することができる。農産物の育成を活動を活性化したり抑制したり選択的に行わせたりすることが可能である。また、病害虫に強い性質を与える育成も期待できる。【０１１２】  本発明の生体刺激装置は、任意の刺激を与えることができるという効果がある。あるいは、副作用が少ないという効果がある。従って、醸造や農業に利用することができる。【０１１３】  第２２の実施例は、魚類のための生体刺激装置である。図１３のような、コイルを用いて磁力線を発生させる装置を海面に浮かべて、あるいは水中に沈めて、魚類に刺激を与える。任意波形として、魚類の食欲を増進するような波形を用いれば、魚類の育成を促進することができ、魚類が好む波形を用いて魚類を集めることができ、魚類が嫌う波形を用いて魚類を分散させることができ、ある特定の魚類が好むあるいは嫌う波形を用いれば、その特定の魚類を選択的に集めるあるいは除くことができ、漁業に役立たせることができる。また、交番磁力を用いれば、海水の電気分解を初めとする副作用、あるいは生体自体に与える副作用を軽減することができる。【０１１４】  本発明の生体刺激装置は、任意の刺激を与えることができるという効果がある。あるいは、副作用が少ないという効果がある。従って、漁業に活用することができる。【０１１５】  類似の生体刺激装置を、水面、水中、あるいは水底に列状に並べれば、魚類の通る道を造ることが可能であり、また、壁を作ることもできる。更に、３列に並べて、内側の列には魚類が好む波形を用い、外側の列には魚類が嫌う波形を用いれば、魚類が列の内側を通る道を造ることがことが期待できる。同様に、生体刺激装置を円状に並べれば、魚類を囲い込む牧場のようなものを作ることができる。立体的に、例えば円筒状に配置すれば、より性能の良い構造となる。２重あるいは多重の円筒状配置にして、内側にはある特定の魚類が好む波形を用い、外側にはまた別の魚類が嫌う波形を用いれば、天敵から保護した区域を作って、安全な養殖が可能となる。【０１１６】  装置の形態としては、コイルと他の部分を分離して、例えば電子回路部分を水上のブイに取り付けて浮かせ、コイルは水中に設置することができる。装置とコイルなどは別々に販売できることは明かである。必要に応じて、物理量には電流を使っても良いし、電界、音波や他の物理量使うことができる。【０１１７】  類似の装置は、鳥類に使うことができる。例えば、養鶏場で食欲増進や免疫力増進や争いの軽減などに使うことができるし、農業で害鳥をよせつけないために使うことができるし、農業で害鳥をよせつけない空間を作るために使うことができるし、ゴミ捨て場や集積場にカラスが寄らないようにすることもできるし、公園などで美しい声の鳥を集めるために使うこともできるし、害鳥をよせつけないために使うことができる。【０１１８】  類似の装置は、ほ乳類に使うことができる。牧場などで上記のような効果が期待できるし、養鶏場で狐などの害獣をよせつけないために使うことができる。【０１１９】  本発明の生体刺激装置は、任意の刺激を与えることができるという効果がある。あるいは、副作用が少ないという効果がある。従って、漁業や養鳥、牧畜、公園、自然施設などに利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】  本発明は、生体に刺激を与えるための装置および生体に刺激を与えるためのプログラム、およびイオン導入装置等に関する。従って、産業上の利用可能性の中には、医療用装置、医療用システム、治療用装置、鎮痛用装置、発育支援装置、治療用システム、機能回復用装置、リハビリテーション用装置、生体実験用装置、生体培養用装置、生体育成用装置、イオン導入装置、マッサージ用装置、トレーニング用装置、健康用装置、乗り物酔い用装置、育毛増進用装置、生物誘導用装置、生物排除用装置、魚類誘導用装置、魚類排除用装置、鳥類誘導用装置、鳥類排除用装置、ほ乳類誘導用装置、ほ乳類排除用装置、家畜類誘導用装置、家畜類排除用装置、その他、生体に刺激を与える刺激用装置など、イオン導入装置等、および、同じ目的用のプログラムなどが含まれる、また、あらゆる生体に刺激を与えるための装置、およびプログラムが含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】第１の実施例の図。
【図２】第２の実施例の図。
【図３】第２の実施例の波形の図。
【図４】第３の実施例の図。
【図５】第４の実施例の波形の図。
【図６】第５の実施例の波形の図。
【図７】第６の実施例の波形の図。
【図８】第７の実施例の波形の図。
【図９】第８の実施例の波形の図。
【図１０】第９の実施例の図。
【図１１】第１０の実施例の図。
【図１２】第１０の実施例の波形の図。
【図１３】第１１の実施例の図。
【図１４】第１２の実施例の図。
【図１５】第１３の実施例の図。
【図１６】第１４の実施例の図。
【図１７】第１５の実施例の図。
【図１８】第１６の実施例の図。
【図１９】第１８の実施例の図。
【図２０】第１９の実施例の図。
【図２１】背景技術の実施例の図。
【図２２】背景技術の実施例の波形の図。
【符号の説明】
【０１２２】１  筐体
２  波形発生器
３、４、２１、２２、２７、３５  電極
１１、１２  発振器
１３  変調器
１４  コンデンサ
１５  抵抗
２３  コイル
２８  アンテナ
２９  電磁ホーン
３１  マイクロ・プロセッサ
３２  記憶装置
３３  プログラム
３４  電圧変換器
３５  インターフェース
３６  センサ
４１、４２  データ発生器
４５  出力波形データ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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