(57)【要約】【課題】人体の電気治療又は電気特性測定において、高周波による分布キャパシタンス、分布インダクタンス、ノイズ等の影響を可及的に小さくすると共に、人体に対する結合度を高め、電気治療の効果や電気特性測定の精度を向上させる。【解決手段】人体の電気治療又は電気特性測定に使用される皮膚接触電極１００であって、該皮膚接触電極１００に、電気治療器３００又は電気特性測定器４００に接続される接続端子１３３と、人体の皮膚に接触させる電極部１１０とを設けると共に、該電極部１１０と接続端子１３３との間に、高周波に共振する共振回路１２０を構成する。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の電気治療又は電気特性測定に使用される皮膚接触電極であって、該皮膚接触電極に、電気治療器又は電気特性測定器に接続される接続部と、人体の皮膚に接触させる電極部とを設けると共に、該電極部と前記接続部との間に、高周波に共振する共振回路を構成したことを特徴とする皮膚接触電極。
【請求項２】
請求項１において、前記共振回路は、所定のキャパシタンスを有する静電容量体と、所定のインダクタンスを有する電磁誘導体とを備えて構成されることを特徴とする皮膚接触電極。
【請求項３】
請求項１において、前記共振回路は、所定のキャパシタンスを有する静電容量体と、所定の分布特性を有する共振体とを備えて構成されることを特徴とする皮膚接触電極。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記静電容量体は、キャパシタンスが可変な可変容量コンデンサであることを特徴とする皮膚接触電極。
【請求項５】
請求項１乃至４において、前記電極部は、外周面側に皮膚接触面を有する円筒形状であることを特徴とする皮膚接触電極。
【請求項６】
請求項１乃至４において、前記電極部は、皮膚接触面が膨出した円盤形状であることを特徴とする皮膚接触電極。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体の電気治療又は電気特性測定に使用される皮膚接触電極に係り、特に、高周波による電気治療の効果を高めると共に、高周波による電気特性測定の精度を高めることができる皮膚接触電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人体は、インピーダンス（電気抵抗）、キャパシタンス（静電容量）、インダクタンス（電磁誘導）、固有周波数（特に人体発電により発生する高周波成分）、活動電位波形（人体活動に伴う電位変化）等の電気特性を有しており、これらの電気特性が、人体における疾患の有無、疾患の箇所、疾患の程度等に応じて変化することが知られている。
【０００３】
例えば、人体の皮膚は、図９に示すように、表皮と、真皮と、皮下組織とで構成されている。表皮の表面を形成する角質層は、高いインピーダンスを持ち、また、表皮と真皮との間には、５０〜８０ｍＶ程度の電位があり、更に、表皮及び真皮は、０．０２μＦ程度のキャパシタンスを持つことから、皮膚の電気的な性質を、図１０に示す等価回路として表すことができる。
【０００４】
人体に疾患があると、皮膚の特定部位で電気特性が変化し、その変化部位が、経穴経絡（針灸治療におけるツボ）と深く関係することが明らかになっている。そのため、皮膚のインピーダンス測定により経穴経絡を探り、ここに針灸治療や電気治療を施す等の治療方法が既に一般化している。
【０００５】
さて、上記の電気治療や電気特性測定を行う場合は、通常、電気治療器と人体との間、又は電気特性測定器と人体の間を仲介するインタフェースとして、皮膚接触電極（導子）が用いられる。この種の皮膚接触電極は、電極部及び接続部を有しており、該接続部を電気治療器又は電気特性測定器に接続した上、電極部を人体の皮膚に接触させて使用する。
【０００６】
近年、人体の電気特性測定における精度を高めたり、電気治療における効果を高めるために、高周波を用いることが提唱されている。しかしながら、電気治療や電気特性測定に高周波を使用した場合、その波長が極めて短いことから、電気治療器と人体との間、又は電気特性測定器と人体の間に存在する電気的構成要素（皮膚接触電極、配線等）の長さや大きさが無視できないものになり、分布キャパシタンス、分布インダクタンス、ノイズ等の影響が大きくなって、電気治療の効果や電気特性測定の精度が低下する可能性がある。また、高周波を用いた電気治療においては、人体固有の電気特性が影響し、特に皮膚が持つ固有の静電容量リアクタンス等が結合度を低下させる可能性がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の如き問題点を一掃すべく創案されたものであって、人体の電気治療又は電気特性測定に使用されるものでありながら、高周波による分布キャパシタンス、分布インダクタンス、ノイズ等の影響を可及的に小さくできる許りでなく、人体に対する結合度を高めることを可能にし、その結果、高周波を用いた電気治療の効果や電気特性測定の精度を向上させることができる皮膚接触電極の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の皮膚接触電極は、人体の電気治療又は電気特性測定に使用される皮膚接触電極であって、該皮膚接触電極に、電気治療器又は電気特性測定器に接続される接続部と、人体の皮膚に接触させる電極部とを設けると共に、該電極部と前記接続部との間に、高周波に共振する共振回路を構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を好適な実施の形態として例示する皮膚接触電極を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る皮膚接触電極の正面図、図２は、本発明の第一実施形態に係る皮膚接触電極の側面図、図３は、本発明の第一実施形態に係る皮膚接触電極のＡ−Ａ断面図である。
【００１０】
図１及び図２に示すように、第一実施形態の皮膚接触電極１００は、長さ１１０ｍｍ、直径３０ｍｍ程度の円筒形状を有し、その外周面を皮膚接触面（電極面）として使用される。皮膚接触面を形成する電極部１１０は、導体からなる円筒状の金属管によって形成されており、その外周面には、クローム、金などのメッキが施されると共に、ブラスト加工などによりシボ（微小の凹凸）が形成されている。
【００１１】
図３に示すように、皮膚接触電極１００の内部には、高周波に共振する共振回路１２０が組み込まれ、その両端側が蓋体１３０、１４０により覆蓋されている。蓋体１３０、１４０は、いずれもプラスチック、ベークライトなどの絶縁体からなり、その外端部には、位置決め用のフランジ１３１、１４１が一体形成されている。また、各蓋体１３０、１４０には、内外を連通させる接続孔１３２、調節孔１４２が形成され、接続孔１３２には、電気治療器３００や電気特性測定器４００の接続端子５００を接続するための接続端子（接続部）１３３が組み込まれている。ここで、接続端子１３３は、例えばネジ付きの雌端子であって、蓋体１３０の外側から接続孔１３２に差し込まれ、ナット１３４の緊締により蓋体１３０に固定される。尚、接続孔１３２及び調節孔１４２は、着脱自在な絶縁キャップ１５０で覆蓋することが可能であり、不使用時において接続端子１３３などを保護することができる。
【００１２】
皮膚接触電極１００の内部に構成される共振回路１２０は、補償電極１２１と、可変容量コンデンサ１２２と、プランジャ１２３と、導線１２４、１２５とから構成されている。補償電極１２１は、例えば、銀、金などのメッキが施されたコ字状の導板であり、電極部１１０の内周面に所定間隔を存して対向すべく、蓋体１３０の内面部に固定される。尚、本実施形態では、補償電極１２１をナット１３４で共締めすることにより、部品点数の削減を図っている。
【００１３】
可変容量コンデンサ１２２は、例えば、複数の固定板と複数の可動板を交互に重合配置したバリアブルコンデンサを用いて構成され、蓋体１４０の内面部に固定される。可変容量コンデンサ１２２は、キャパシタンス調節用の調節軸１２２ａを備え、その端部が前記調節孔１４２に臨むように配置される。これにより、皮膚接触電極１００の外部から調節孔１４２を介して可変容量コンデンサ１２２のキャパシタンスを調節することが可能になる。
【００１４】
プランジャ１２３は、例えば、銀、金などのメッキが施された環状の導板であり、電極部１１０の内周面に沿うように配置される。また、導線１２４は、補償電極１２１と可変容量コンデンサ１２２の一方の端子を電気的に接続し、また、導線１２５は、可変容量コンデンサ１２２の他方の端子とプランジャ１２３とを電気的に接続するが、その長さは、共振回路１２０の共振周波数を考慮して設定される。つまり、共振回路１２０は、分布定数回路として設計されており、導線１２４、１２５も所定のインダクタンスを持つ共振体として機能される。これにより、共振回路１２０は、図４に示すような直列共振回路を構成し、所定の周波数で共振作用を発揮すると共に、その共振周波数を、可変容量コンデンサ１２２のキャパシタンスに基づいて調節することが可能になる。因みに、上記共振作用とは、ある共振点で回路上の静電容量リアクタンスと電磁誘導リアクタンスとが相殺される作用であり、直列共振回路では、共振点でインピーダンスが理論的に０になる。尚、共振回路は、可変容量コンデンサと、インダクタなどの電磁誘導体を用いて構成しても良く、この場合も、本実施形態と同様の作用・効果を発揮することができる。
【００１５】
叙述の如く構成された本発明の第一実施形態において、皮膚接触電極１００の使用方法及びその作用を説明する。図５に示すように、人体の電気治療又は電気特性測定に皮膚接触電極１００を用いる場合は、電気治療器３００又は電気特性測定器４００から同軸ケーブルなどの接続用コード６００を引き出し、その先端部に設けられる接続端子５００を、皮膚接触電極１００の接続端子１３３に差し込む。その後、被検体である患者の手に皮膚接触電極１００を握らせ、電気治療又は電気特性測定を開始する。尚、通常は、上記皮膚接触電極１００を陽極、また、別途皮膚に接触させる図示しない電極を陰極として、電気治療又は電気特性測定を行うが、陰極の接続先は、その治療方法や測定方法によって相違するので、詳細な説明は省略する。
【００１６】
電気治療器３００又は電気特性測定器４００は、皮膚接触電極１００を介して、交流の治療用電流又は測定用電流を流す。この電流の周波数が低い場合は、共振回路１２０が図４の（Ａ）に示すような回路として作用する。つまり、治療用電流又は測定用電流に直流成分が含まれる場合は、これが可変容量コンデンサ１２２により通過が阻止され、交流成分のみが通過して皮膚に流される。これにより、直流成分による治療効果の低下及び測定精度の低下を防止することができる。
【００１７】
また、前述した如く、皮膚にはキャパシタンスが存在し、これが治療用電流又は測定用電流とのマッチングが悪い場合、電気治療の効果や電気特性測定の精度が低下することになるが、皮膚接触電極１００の可変容量コンデンサ１２２が、皮膚のキャパシタンスと直列に接続されるので、可変容量コンデンサ１２２のキャパシタンス調節により、皮膚との合成キャパシタンスを最適化することが可能になる。その結果、電気治療器３００と皮膚、又は電気特性測定器４００と皮膚の結合度を高め、電気治療の効果及び電気特性測定の精度を向上させることができる。
【００１８】
また、可変容量コンデンサ１２２は、位相を進めるリアクタとして作用すると共に、波形整形作用や負荷（皮膚）との整合作用を有するので、治療電流や測定電流を理想的な波形として人体に流すことができる。
【００１９】
また、治療電流や測定電流の周波数が低い場合は、共振回路１２０が共振しないものの、電気的な方向性がないため、皮膚接触電極１００を陰極用の電極として用いることができる。
【００２０】
一方、治療用電流又は測定用電流の周波数が高い場合は、共振回路１２０が図４の（Ｂ）に示すような回路として作用する。この回路は、治療用電流又は測定用電流に直流成分が含まれるとき、直流成分をカットするフィルタとして機能する点では前記の場合と同様であるが、ある周波数を共振点として回路上のリアクタンスが相殺され、インピーダンスが０となる点が前記の場合と相違する。つまり、電気治療や電気特性測定に高周波を使用した場合は、分布キャパシタンス、分布インダクタンス、ノイズ等の影響が大きくなり、電気治療の効果や電気特性測定の精度が低下する可能性があるが、共振回路１２０を介して人体に治療電流や測定電流を流すことにより、分布キャパシタンス、分布インダクタンス、ノイズ等の影響を可及的に排除することが可能になる。
【００２１】
また、上記共振周波数は、可変容量コンデンサ１２２により調節することができるため、皮膚のキャパシタンスを考慮した共振周波数の調節により、電気治療器３００と皮膚、又は電気特性測定器４００と皮膚の結合度を高め、電気治療の効果及び電気特性測定の精度を向上させることができる。
【００２２】
また、可変容量コンデンサ１２２のキャパシタンス調節により、皮膚接触時の共振周波数を測定（陰極の電流値が最大となる点）すると共に、基準負荷接触時の共振周波数を測定すれば、測定した共振周波数の比較に基づいて、各種の電気特性を精度良く算出することがことができ。
【００２３】
次に、本発明の第二実施形態に係る皮膚接触電極を説明する。図６は、本発明の第二実施形態に係る皮膚接触電極の正面図、図７は、本発明の第二実施形態に係る皮膚接触電極のＢ−Ｂ断面図である。
【００２４】
図６及び図７に示すように、第二実施形態の皮膚接触電極２００は、円盤形状を有し、表裏いずれかの面を皮膚接触面として使用される。皮膚接触面を形成する電極部２１０は、皮膚接触面となる外側面が膨出する円盤形状のもので、その外側面には、クローム、金などのメッキが施されると共に、ブラスト加工などによりシボが形成されている。本実施形態では、部品の共通化を図るために、電極部２１０と同一形状の蓋体２２０を、セパレータ２３０及びホルダ２４０を介して電極部２１０に連結し、皮膚接触電極２００のケース体を構成している。また、電極部２１０及び蓋体２２０の中心部には、内外を連通させる調節孔２１１、接続孔２２１が形成され、接続孔２２１には、電気治療器３００や電気特性測定器４００の接続端子５００を接続するための接続端子（接続部）２２２が組み込まれている。
【００２５】
皮膚接触電極１００の内部には、可変容量コンデンサ２５１と、導線２５２、２５３とからなる共振回路２５０が構成されている。可変容量コンデンサ２５１は、例えば、トリマーコンデンサを用いて構成され、キャパシタンス調節部２５１ａが前記調節孔２１１に臨むように配置される。これにより、皮膚接触電極２００の外部から調節孔２１１を介して可変容量コンデンサ２５１のキャパシタンスを調節することが可能になる。
【００２６】
導線２５２は、接続端子２２２と可変容量コンデンサ２５１の一方の端子を電気的に接続し、また、導線２５３は、可変容量コンデンサ２５１の他方の端子と電極部２１０とを電気的に接続するが、その長さは、共振回路２５０の共振周波数を考慮して設定される。つまり、共振回路２５０は、分布定数回路として設計されており、導線２５２、２５３も所定のインダクタンスを持つ共振体として機能される。これにより、共振回路２５０は、第一実施形態と同様な直列共振回路を構成し、所定の周波数で共振作用を発揮すると共に、その共振周波数を、可変容量コンデンサ２５１のキャパシタンスに基づいて調節することが可能になる。
【００２７】
叙述の如く構成された本発明の第二実施形態において、皮膚接触電極２００の使用方法及びその作用を説明する。図８に示すように、人体の電気治療又は電気特性測定に皮膚接触電極２００を用いる場合は、電気治療器３００又は電気特性測定器４００から同軸ケーブルなどの接続用コード６００を引き出し、その先端部に設けられる接続端子５００を、皮膚接触電極２００の接続端子２２２に差し込む。その後、被検体である患者の皮膚に皮膚接触電極２００を接触させ、電気治療又は電気特性測定を開始する。このとき、皮膚接触電極２００は、円盤形状であることから、人体における接触位置が限定されない許りでなく、例えば、適当な長さの紐体を取り付けることにより、ネックレスのような使用形態にも対応することができる。尚、電気治療又は電気特性測定における皮膚接触電極２００の作用は、第一実施形態の皮膚接触電極１００と略同一であるため、説明を省略する。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成したことにより、人体の電気治療又は電気特性測定に使用されるものでありながら、高周波による分布キャパシタンス、分布インダクタンス、ノイズ等の影響を可及的に小さくできる許りでなく、人体に対する結合度を高めることを可能にし、その結果、高周波を用いた電気治療の効果や電気特性測定の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る皮膚接触電極の正面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る皮膚接触電極の側面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る皮膚接触電極のＡ−Ａ断面図である。
【図４】（Ａ）は周波数が低い場合の等価回路、（Ｂ）は周波数が高い場合の等価回路、（Ｃ）は分布キャパシタンス及び分布インダクタンスを示す等価回路である。
【図５】第一実施形態に係る皮膚接触電極の使用例を示す説明図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る皮膚接触電極の正面図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る皮膚接触電極のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】第二実施形態に係る皮膚接触電極の使用例を示す説明図である。
【図９】皮膚の構造を示す概略断面図である。
【図１０】皮膚の等価回路である。
【符号の説明】
１００　皮膚接触電極
１１０　電極部
１２０　共振回路
１２１　補償電極
１２２　可変容量コンデンサ
１２２ａ　調節軸
１２３　プランジャ
１２４　導線
１２５　導線
１３０　蓋体
１３１　フランジ
１３２　接続孔
１３３　接続端子
１３４　ナット
１４０　蓋体
１４１　フランジ
１４２　調節孔
１５０　キャップ
２００　皮膚接触電極
２１０　電極部
２１１　調節孔
２２０　蓋体
２２１　接続孔
２２２　接続端子
２３０　セパレータ
２４０　ホルダ
２５０　共振回路
２５１　可変容量コンデンサ
２５１ａ　キャパシタンス調節部
２５２　導線
２５３　導線
３００　電気治療器
４００　電気特性測定器
５００　接続端子
６００　接続用コード
【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】
2004033544.tif 000009
【図８】
2004033544.tif 000010
【図９】
2004033544.tif 000011
【図１０】
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