(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気刺激パルスの出力電圧を調節する１つのボリュームと、最高出力電圧の異なる複数個の出力モードと、該出力モードを選択するスイッチング手段と、マイクロコンピュータより構成される制御手段を備え、該制御手段は、前記スイッチング手段による最高出力電圧が高くなる出力モードへの切り替え操作時は、前記ボリュームの出力レベルを規定値以下まで下降操作しない限り、出力モードは変更されないようにしたことを特徴とする低周波治療器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体の筋肉に電気的刺激を与えることにより、その部分の筋肉の萎縮を解きほぐす低周波治療器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の低周波治療器で、マイクロコンピュータを内蔵し、電気刺激パルスの出力周波数、出力電圧などを調節できるように構成したものが提案されている（特公平６−４０９６号公報）。
【０００３】
前記低周波治療器は、マイクロコンピュータの第１出力パルスにもとづいて昇圧コイル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（コンデンサ）、マイクロコンピュータからの第２出力パルス（低周波パルス）に基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、電気刺激パルスとして出力するためのスイッチング手段からなる電気刺激パルス発生装置を備えている。
【０００４】
この電気刺激パルス発生装置の動作を図７に示す出力波形に基づいて説明する。
【０００５】
図７において、（Ａ）はマイクロコンピュータから出力される第１出力パルスを示し、第１出力パルスの周波数は通常数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚである。（Ｂ）は、第１出力パルスに基づいて昇圧コイルから出力される昇圧パルスを示す。（Ｃ）は昇圧パルスが蓄積されたコンデンサの端子間電圧波形である。電池電圧が１．５〜３Ｖであるとき、コンデンサの端子間電圧はたとえば５０〜１００Ｖ程度になる。（Ｄ）はマイクロコンピュータから出力される第２出力パルスを示し、その周波数は通常数Ｈｚ〜数ｋＨｚである。（Ｅ）は第２出力パルスに基づいてコンデンサから放電された電気刺激パルスを示す。
【０００６】
電気刺激パルスの出力電圧は、第１出力パルスのパルス幅、パルス間隔または第２出力パルスのパルス間隔によって調節することができる。
【０００７】
前記低周波治療器の構成を利用した従来例では、電気刺激パルスの出力電圧を調節するための強さボリュームを設け、このボリュームの調節によりマイクロコンピュータに入力する電圧レベルを変え、それに基いて第１出力パルスのパルス幅またはパルス間隔を変えることによって出力電圧を調節するようにしているが、一般に強さボリュームにハードウェアでリミッタを設け、通常パワー出力モードではリミッタ以下のレベルの出力電圧をえ、ハイパワー出力モードではリミッタを解除してそれ以上のレベルの出力電圧を得るようにしている。
【０００８】
また前記従来例において、ボリュームが最高レベル付近に設定されている状態で、電源投入したり、あるいは出力パターン（もむ、たたく、振動など）の切替えを行なうと、短時間で出力電圧が上がるため人体にショックを与えるばあいがある。そのため、ボリュームが最高レベル付近に設定されている状態で、電源投入したり、あるいは出力パターンの切替えを行なうばあい、電源投入または切替え直後の数パルスの出力を低いレベルに設定し、その後段階的にボリュームで規定される最高レベルに上げるようにして、ショックを弱める出力制御を行なっている。
【０００９】
また出力パターンの切替え直後の数パルスの出力電圧を低いレベルの設定値から段階的に高くしていく出力制御を行っているものもある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例において、１つの昇圧コイルを用いた昇圧パルス発生手段で昇圧を行う場合、電気刺激パルスの出力周波数が低い場合（すなわち第２出力パルスのパルス周波数が低い場合）は、コンデンサでの十分な充電時間がとれるので、所定の出力電圧を得ることができるが、電気刺激パルスの出力周波数が高くなると（すなわち第２出力パルスのパルス周波数が高くなると）、コンデンサでの充電時間が不足し、十分な昇圧ができないため出力電圧が低くなり、結果として電気刺激パルスが弱くなってしまうという問題が生じる。
【００１１】
本発明は前記の点に鑑みて、電気刺激パルスの周波数が高いばあいであっても充分な出力電圧がえられ、かつ人体へのショックの少ない低周波治療器を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電気刺激パルスの出力電圧を調節する１つのボリュームと、最高出力電圧の異なる複数個の出力モードと、該出力モードを選択するスイッチング手段と、マイクロコンピュータより構成される制御手段を備え、制御手段は、スイッチング手段による最高出力電圧が高くなる出力モードへの切り替え操作時は、前記ボリュームの出力レベルを規定値以下まで下降操作しない限り、出力モードは変更されないようにしたことを特徴とする低周波治療器に関する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、従来例と異なり、電気刺激パルスの出力電圧を調節するためのボリュームとは独立に最高出力電圧の異なる複数個の出力モードを選択できるので、最高出力電圧の高い出力モードでも、コンデンサでの充電時間を充分にとることができ、所望の出力電圧をうることができるようになり、電気治療効果が向上する。さらに、本発明によるときは、電気刺激パルスの出力モードを最高出力電圧が高くなる出力モードへ切り替え操作する時は、前記ボリュームの出力レベルを規定値以下まで下降操作しない限り、出力モードは変更されないようにしたので、人体に対するショックを少なくし、安全な電気治療を行なうことができる。
【００１７】
【実施例】
つぎに図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１実施例を示す回路図、図２は本発明の第２実施例を示すタイムチャート、図３は本発明の第２実施例を示すフローチャート、図４は本発明の第３実施例を示すタイムチャート、図５は本発明の第３実施例を示すフローチャート、図６は本発明の低周波治療器の外観の１例を示す平面図である。
【００１９】
＜第１実施例＞
本実施例は、１つのボリュームを有し、該ボリュームの出力レベルの変化に対応して電気刺激パルスの出力電圧が変化する、最高出力電圧の異なる複数個の出力モードを備え、スイッチング手段によって該出力モードを選択するように構成した低周波治療器に関する。
【００２０】
より詳細には、昇圧コイルに流れる電流を断続することによって昇圧パルスを発生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、前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギーを断続し、電気刺激パルスとして出力するための第１のスイッチング手段からなり、ボリュームの出力レベルの変化に対応して、前記コイルに流れる電流の断続を調節し、電気刺激パルスの電力電圧を変化させるように構成されてなる電気刺激パルス発生手段を備えた低周波治療器であって、前記昇圧コイルとして複数個のコイルを設け、第２のスイッチング手段により、前記複数個のコイルのうち使用する１個または２個以上のコイルを選択し、昇圧パルスの出力電圧を切り替えるようにした低周波治療器に関する。
【００２１】
前記のごとく、昇圧パルス発生手段において、複数個の昇圧コイルを設け、第２のスイッチング手段により、前記複数個のコイルのうち使用する１個または２個以上のコイルを選択し、昇圧パルスの出力電圧を切り替えるようにしたことにより、電気刺激パルスの出力周波数が高いばあいであっても、高インダクタンスのコイルまたはコイルの組合せを使用することによって、同じ出力周波数で十分に昇圧することが可能となり、その結果ハイパワー出力を得ることができるようになり、電気治療の効果が向上する。
【００２２】
本実施例においては、インダクタンスの大きさの異なる２個の昇圧コイルが並列に接続されており、第２スイッチング手段により、いずれのコイルを使用するかを選択できるように構成されており、最高出力電圧が低い通常パワー出力モードと最高出力電圧の高いハイパワー出力モードを選択できるようになっている。
【００２３】
図１に示すように、所定のプログラムに従ってマイクロコンピュータ４から第１出力パルスを出力して、その出力端子ａをＯＮ・ＯＦＦしてトランジスタ８をＯＮ・ＯＦＦすることにより、内蔵電池１から昇圧コイル６へ流れる電流を断続することによって、昇圧パルスを断続的に発生させる。発生した昇圧パルスは、ダイオード７を通してコンデンサ１１に蓄えられる。
【００２４】
コンデンサ１１に出力電圧が蓄えられた後、マイクロコンピュータ４から第２出力パルスを出力してその出力端子ｃをＯＮすると、トランジスタ１２がＯＮし、人体に貼着された粘着パッド１４から電気刺激パルスが出力される。また、マイクロコンピュータ４から第２出力パルスを出力してその出力端子ｄをＯＮすると、トランジスタ１３がＯＮし、粘着パッド１４から、先の場合とは逆極性の電気刺激パルスが出力される。通常はトランジスタ１２とトランジスタ１３のＯＮ・ＯＦＦを交互にすることによって、電気刺激パルスを交互に逆極性にする。
【００２５】
出力される電気刺激パルスの強弱は、ボリューム３で設定され、その出力レベルをマイクロコンピュータ４で読み込み、その値に応じてマイクロコンピュータ４の出力端子ａをＯＮ・ＯＦＦする回数を増減し（すなわち第１出力パルスのパルス幅またはパルス間隙を変えて）、コンデンサ１１に蓄える出力電圧を調節する。
【００２６】
以上は通常パワー出力モードでの動作の説明である。つぎにハイパワー出力モードでの動作を説明する。
【００２７】
マイクロコンピュータ４はハイパワー出力切替えのスイッチング手段としてのスイッチ２が入力されたのを検出すると、前記の昇圧パルス発生手段を、以下の様に切替える。
【００２８】
所定のプログラムに従ってマイクロコンピュータ４の出力端子ｂをＯＮ・ＯＦＦしてトランジスタ９をＯＮ・ＯＦＦすることにより、内蔵電池１から昇圧コイル５へ流れる電流を断続することによって昇圧パルスを断続的に発生させる。発生した昇圧パルスは、ダイオード１０を通して、コンデンサ１１に蓄えられる。この場合マイクロコンピュータ４の出力端子ａはＯＦＦ状態とされている。
【００２９】
この昇圧パルス発生手段に用いる昇圧コイル５として昇圧コイル６よりもインダクタンスの大きなものを使用することによって、昇圧パルスの電圧も高くなる。そのため昇圧パルスを発生する回数が同じ場合でも、コンデンサ１１に蓄えられる出力電圧は高くなり、ハイパワー出力に必要な電圧を得ることができる。
【００３０】
前記実施例においては２個のコイルを並列に接続し、それらを第２スイッチング手段により選択使用しているが、３個以上のコイルを並列および／または直列に接続し、それらを第２スイッチング手段により選択使用して、３以上の出力レベルモードを得ることが可能である。
【００３１】
また、前述の従来例におけるごとく、第１出力パルスのパルス幅またはパルス間隔、または第２出力パルスの間隔を適宜変えることによって、たたき、もみ、振動などの各種モードを得ることができる。
【００３２】
＜第２実施例＞
本実施例は、第１実施例において、前記スイッチング手段による複数個の出力モードの切り替えが、前記ボリュームの出力レベルを規定値以下まで下げないと切り替わらないように構成した低周波治療器に関する。
【００３３】
図２において、（Ａ）は電気刺激パルスの出力電圧レベルを示し、（Ｂ）は出力モードの切り替え用スイッチング手段の出力信号を示し、（Ｃ）はボリュームの出力レベルを示す。
【００３４】
（Ａ）において、Ｎは通常パワー出力モード、Ｈはハイパワー出力モードを示す。両出力モードにおいて、逆極性の電気刺激出力パルスが交互に出力されている。
【００３５】
通常パワー出力モード（Ｎ）で運転中に出力モードの切り替え用スイッチング手段としてのスイッチ２がＴ1で入力され、マイクロコンピュータ４がその入力信号を検出しても、そのままのモードで電気刺激パルスを出力する。マイクロコンピュータ４はＴ2でボリューム３の出力レベルが規定値Ｌ（たとえば１）以下まで下がったのを検出すると、はじめて、ハイパワー出力モード（Ｈ）での電気刺激パルスの出力を開始する。その際ボリューム３の出力レベルを規定値から徐々に（連続的にまたは段階的に）所望の出力レベルまで上げることによって、人体に急激なショックを与えることなく、出力モードを切り替えることができる。
【００３６】
つぎに図３に示される第２実施例のフローチャートについて説明する。
【００３７】
まず、ボリューム値とパワー出力モードを切り替えるスイッチの信号がマイクロコンピュータに入力され、ここでたとえば通常モードが選択されていれば、標準出力電圧をＡ×ボリューム値（Ａは適当な出力値に設定するための所定値）に設定し、ボリュームの値に対応したパルス出力を行なう。このばあい、マイクロコンピュータから出力端子ａに出力することで通常パワー出力を行なうようになっている。
【００３８】
治療中、パワー出力モードを切り替えるスイッチの入力があると、ボリューム値を入力し、ボリューム値が規定値Ｌ以下になるまでは標準出力電圧、すなわち通常モードで出力される。つぎに使用者によってボリュームが規定値Ｌ以下に設定されるとハイパワーモードに切り替わる。
【００３９】
ハイパワーモードにおける出力電圧は、通常モードと同じＡ×ボリューム値で設定され出力されるが、ハイパワー出力モードのばあい、マイクロコンピュータから出力端子ｂに出力されるため、パワー出力は大きくなる。
【００４０】
前記の標準出力電圧とは、たとえばボリューム値３で所定周波数に定めたときの値である。
【００４１】
＜第３実施例＞
本実施例は、第１実施例において、前記スイッチング手段による出力モードの切り替えが、電気刺激パルスの出力電圧を一旦規定値以下まで下げ、そののち選択された出力モードの出力電圧まで上げていくように構成した低周波治療器に関する。
【００４２】
図４において、（Ａ）は電気刺激パルスの出力電圧レベルを示し、（Ｂ）は出力モードの切り替え用スイッチング手段の出力信号を示す。
【００４３】
（Ａ）において、Ｎは通常パワー出力モード、Ｈはハイパワー出力モードを示す。両出力モードにおいて、逆極性の電気刺激出力パルスが交互に出力されている。
【００４４】
通常パワー出力モード（Ｎ）で運転中に出力モードの切り替え用スイッチング手段としてのスイッチ２がＴ1で入力され、マイクロコンピュータ４が入力信号を検出すると、出力電圧を一旦規定値以下まで下げ、その後たとえば数パルスで連続的または段階的に出力電圧を上げていき、通常パワー出力モード（Ｎ）でのボリュームレベルのままでハイパワー出力モード（Ｈ）での出力パルスを出力するようにする。
【００４５】
このハイパワー出力モード（Ｈ）での運転中にスイッチ２がＴ2で入力されたばあい、同様にして通常パワー出力モード（Ｎ）に切り替える。
【００４６】
このように電気刺激パルスの出力モードの切り替え時に出力電圧を徐々に変化させることにより、人体に急激なショックを与えることなく出力モードを切り替えることができる。
【００４７】
つぎに図５に示される第３実施例のフローチャートについて説明する。
【００４８】
まず、ボリューム値とパワー出力モードを切り替えるスイッチの信号がマイクロコンピュータに入力され、ここでたとえば通常モードが選択されていれば、標準出力電圧をＡ×ボリューム値（Ａは第２実施例と同様）に設定し、ボリュームの値に対応したパルス出力を出力端子ａに対して行なう。
【００４９】
治療中、パワー出力モードを切り替えるスイッチの入力があると、出力端子ｂにパルス出力し、ハイパワーモードで出力するようにする。即ちボリュームで指示された出力電圧に近づくように徐々に上げていく出力を行なう。具体的には、フローチャートで示すように、ｎを８に設定し、最初はＡ×ボリューム値を４で割った出力を行ない、つぎに２で割り、つぎに１で割った値をａの出力端子にパルス出力していくようにする。そして、Ａ×ボリューム値、即ちボリュームで指示する出力値になったときにハイパワー出力モードに移行し、Ａ×ボリューム値の計算に基づいて出力端子ｂに出力する。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、従来例と異なり、電気刺激パルスの出力電圧を調節するためのボリュームとは独立に最高出力電圧の異なる複数個の出力モードを選択できるので、最高出力電圧の高い出力モードでも、コンデンサに充分充電することができ、所望の出力電圧を得ることができるようになり、電気治療効果が向上する。さらに、電気刺激パルスの出力モードを最高出力電圧が高くなる出力モードへ切り替え操作する時は、前記ボリュームの出力レベルを規定値以下まで下降操作しない限り、出力モードは変更されないようにしたので、人体に対するショックを少なくし、安全な電気治療を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す回路図である。
【図２】本発明の第２実施例を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の第２実施例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第３実施例を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第３実施例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の低周波治療器の外観の１例を示す平面図である。
【図７】電気刺激パルス発生装置における各段階における出力波形を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  電池
２  スイッチ
３  ボリューム
４  マイクロコンピュータ
５、６  コイル
７、１０  ダイオード
８、９、１２、１３  トランジスタ
１１  コンデンサ
１４  粘着パッド
ａ、ｂ、ｃ、ｄ  マイクロコンピュータの出力端子
Ｎ  通常パワー出力モード
Ｈ  ハイパワー出力モード
【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】
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