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    公开号:WO1987003497A1
    申请号:PCT/JP1986/000615
    申请日:1986-12-04
    公开日:1987-06-18
    发明作者:Mitsunori Takeuchi；Minoru Sasaki
    申请人:Kabushiki Kaisya Advance；
    IPC主号:A61N1-00
    专利说明:
    [0001] 明 箱 書 小型低周波治療器 技術分野
    [0002] 本発明は、 小電源にもかかわらず生体等の電気的刺激対象 に対して所要の電気的刺激を提供し得る小型低周波治療器に 開し、 特に生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。 背景技術
    [0003] 従来、 経皮的電気刺激装置、 即ちいわゆる低周波治療器と しては携帯使用可能な程度の寸法のものが提供され、 使用さ れているが、 リード線等を要せず、 しかもバンデージゃパッ プ剤等と同様に皮膚に貼着使用し得る程度にまで軽量小型化 され得るものは、 未だ提案されていない。 皮膚に貼着使用可 能な程度までの軽量化および小型化の達成の為には、 当然の ことながら、 その電源と してボタン電池、 ペーパー電池等の 微小電池（マイ クロバッテリ）または小型電池の使用は回避し 得ない。 しかしながら、 これら小型電源の使用に当っては、 下記諸問題が必然的に提起される。 即ち皮膚イ ンピーダンス はその組織構造から高い抵抗值を示し、 従って、 体感できる 低周波の刺激電流を通電するには低周波の高電圧を印加する 必要があり、 また、 低い電源電圧を用いて高電圧を生成する には昇圧する手段が必要である。 体感できる電気刺激は所定 の零圧值と ¾流儘を必要とするが、 小型電池等の小電源は、 放電電流の增加に伴い内部ィンビーダンスが增加することか ら、 上述の条件を実現することは困難である，
    [0004] 上述した問題点は、 例えば、 電池エネルギーを生体に刺激 が与えられる程度に蓄積した後、 この蓄積エネルギーを放電 するという方法を採用することにより、 克跟され得ると考え られるが、 充放電の時期の設定あるいは充放鼋動作を行なわ せる為には、 いくつかの能動素子が必要とされる。 しかしな がらこのような能動素子に対し、 実際に動作を行なわせる為 には、 安定した所要の電気エネルギーの供耠を必要とするこ とが少なくない。 従って、 小型電池のエネルギーあるいは該 エネルギーを昇圧した昇圧エネルギーによ り、 これらの条件 を溝足させることは電池のエネルギーの持続時間及び電池容 量から見ても不可能に近く、 ま して不安定な電圧条件下では 余分なエネルギーが放電消費される等の欠点を誘発せしめる ことから、 小型電池を使用した実用的な低周波治療器は未だ 提案されていない。 発明の開示
    [0005] 本発明の目的は、 少数素子であるにもかかわらず体感でき る電気刺激を生体に印加することが可能な小型低周波治療器 を提供することにある。
    [0006] 本発明の他の目的は、 小型電源が有するエネルギー量に係 わることなく長時間で、 かつ安定した電気刺激を供耠できる 小型低周波治療器を提供することにある。 上述した目的は、 小型電源と、 該小型電源からの電気エネ ルギーを受けて昇圧されたパルス列を発生する昇圧パルス発 生手段と、 該昇圧パルス発生手段からのパルス列を受け入れ, 少く とも電気的刺激対象に対して刺激が有効な所定量に達す るまで電気エネルギーを蓄積するように構成された蓄積手段 と、 該蓄積手段に蓄積された所定量の電気エネルギーが刺激 対象に対し刺激可能なレベルに到達した時、 低周波パルスを 出力する低周波パルス出力手段と、 を備えてなる小型低周波 治療器を提供することによ り達成される。 図面の簡単な説明
    [0007] 第 1図は本発明による小型低周波治療器の基本的な構成を 示すブロック図、
    [0008] 第 2 A図〜第 2 D図は第 1図装置の各部の信号波形図、 第 3 A図および第 3 B図は第 1図に示される昇圧パルス発 生手段の構成例を示す回路図、
    [0009] 第 4図は第 1図に示される蓄積手段および低周波パルス出 力手段の構成例を示す回路図、
    [0010] 第 5 A図〜第 5 C図は第 1図に示される脱分極手段の作用 を説明するための低周波電流波形図、
    [0011] 第 6図は脱分極手段の一実施例を示す回路図、
    [0012] 第 7図は脱分極手段の他の実施例を示す回路図、
    [0013] 第 8図は本発明の一実施例と しての小型低周波治療器の構 成を示す回路図、
    [0014] 第 9 A図および第 9 B図は本発明の他の実施例と しての小 型低周波治療器の構成を示す回路図、
    [0015] 第 1 0図は第 9 A図および第 9 B図に示される実施例の変 形例の樣成を示す回路図、
    [0016] 第 1 1図は本発明のさらに他の実施例と しての小型低周波 治療器の構成を示す回路図、
    [0017] 第 1 2図は第 1 1図に示される小型電源および昇圧パルス 発生手段の一構成例を示す回路図、
    [0018] 第 1 3図は第 1 1図に示される実施例の変形例の構成を示 す回路図、
    [0019] 第 1 4図は第 1 1図に示される実施例の変形例であって、 装着時に動作する回路構成の一例を示す図、
    [0020] 第 1 5図は第 1 1図に示される実施冽の変形例であって、 動作開始後、 自動的にその動作を停止する回路構成の一例を 示す図、 ，
    [0021] 第 1 6図は第 1 4図に示される実施例の変形例の構成を示 す回路図、
    [0022] 第 1 7図は第 1 1図に示される実施例の変形例であって、 装着時に動作し、 動作開始後、 自動的にその動作を停止する 回路構成の一例を示す図、
    [0023] 第 18 A図および第 18 B図は本発明の小型低周波治療器の全 体構成の一例を示す図、
    [0024] 第 19 A図および第 19 B図は全体構成の他の例を示す図、 第 2 0図は全体構成のさらに他の例を示す図、
    [0025] である。 発明を実施するための最良の形態
    [0026] 第 1図には本発明による小型低周波治療器の基本的な構成 がブロック的に示され、 第 2 A図〜第 2 D図には第 1図装置 の各部の信号波形が示される。
    [0027] 第 1図に示されるように本発明の低周波治療器は、 小型電 源 1 と、 発振回路 2 1および昇圧回路 2 2によって構成され ている昇圧パルス発生手段 2と、 蓄積手段 3と、 スィ ツチ制 御回路 4 1およびスィ ッチ 4 4によ り構成されている低周波 パルス出力手段 4 とを備え、 さらに好適には脱分極手段 5を 備えて構成されている。 Kおよび Fはそれぞれ鬨導子、 不鬨 導子を示す。 昇圧パルス発生手段 2において、 発振回路 2 1 は小型電源 1からの電源供耠を受けて自走的にパルスを発振 し、 昇圧回路 2 2は同様に小型電源 1からの電源供給を受け てこの発振パルス（第 2 A図参照）の振幅值を数倍に昇圧して 出力端 aに出力する。 この昇圧されたパルス、 例えばパルス 幅が 1 secで、 周波数が 2 . 5 kHzの脈波状のパルス、 は蓄積 手段 3に入力され、 蓄積される。 この蓄積手段 3の出力端 b における波形は第 2 B図に示される。 低周波パルス出力手段 4において、 スィ ッチ制御回路 4 1は出力端 bに現われる電 圧と所定の電位 V re f とを比較し、 前者が後者を越えた時に スィ ッチ 4 2に制御信号を出力する。 これによつて、 スイ ツ チ 4 2がオンし、 蓄積手段 3の蓄積電荷が放電する。 一定の 電位になった時、 スィ ッチ制御回路 4 1は制御信号の出力を 停止するのでスィ ツチ 4 2はオフ状態となり、 低周波パルス 出力手段 4は第 2 C図に示されるようにパルス幅が例えば 0 . 3 ecで、 周波数が 5 Hzの低周波パルスを出力端 Cに出力 する。 この低周波パルスは問導子 Kを介して生体組織に印加 されるが、 低周波パルスの立ち下がりにおいて、 生体組織に 生じた分極電荷は好遒には脱分極手段 5を介して放電される ことが望ましい。 この場合の出力端 dに現われる波形は第 2 D図に示される。
    [0028] なお、 昇圧パルス発生手段 2が発振する発振パルスのパル ス幅及び周波数は、 後段に設置されるスィ ツチ制御回路 4 1 の出力周波数及びパルス幅に応じて適宜選択され得るが、 通 常 1〜数百 kHz 程度である。
    [0029] 次に、 各部構成要件につき詳細に分説する。
    [0030] (a) 小型電源
    [0031] 本実施例に示す小型電源は、 ボタン型電池、 シート型電池 コイ ン型電池、 同筒型電池、 ピン型電池等を 1個または複数 個使用するものであり、 小型電源の形状は特に限定するもの ではないが、 小型で薄型でかつ軽量な電池が好ましい。 また 充電可能な 2次電池等を使用してもよい。
    [0032] (b) 昇圧パルス発生手段（第 3 A図および第 3 B図参照） 昇圧パルス発生手段 2は、 無安定マルチバイブレータ等の 発振器とインダクタ、 トランス、 またはチャージポンプ式昇 圧回路等による昇圧手段との組合せ構成、 あるいはブロッキ ング発振器等に示される如く昇圧機能を一体的に併せ持つ発 振器等によって構成される。 例えば第 3 A図に一例と して示 される自走ブロッキング発振回路は、 ベース脚コイルし， お よびコレクタ側コイル L 2 からなる トランスと、 トランジス タ T Rを用いて昇圧パルスを発振することができる。 まず、 抵抗 R。 を介して電源 Eからの電流がトランジスタ T Rのべ ースに供耠され、 トランジスタ T Rがオンする。 これによつ てコイル L 2 に電流が流れ、 出力端子 OUT の電位は + Eから Oに変化する。 コイル L 2 に電流が流れることによ り、 コィ ル L , にはキャパシタ C。 の電荷を引抜く方向に電圧が誘起 される。 この結果、 トランジスタ T Rのベース電位が低下し て トランジスタ T Rはオフし、 出力端子 ΟϋΤ の電位が Οから + Εに変化する。 すなわち、 トランジスタ T Rのスィ ッチン グ動作によ りコイル L 2 に生じる逆起電力によって昇圧パル スが発振される。 この場合、 発振パルスの周期 Tは、 T = C 0 - R o - 1 n ( 1 "Η ι で表わされる。 第 3 A図の例示は、 少 ない素子数であるにもかかわらず昇圧パルスを発生させるこ とができる昇圧パルス発生手段の極めて好適な例を示すもの であり、 さらにその変形を行なった例が第 3 B図に示される 第 3 B図の例示は、 さらにダイオード D ,〜D 3を付加するこ とによ り トランジスタ T Rのベース電位のレベル安定化を図 つたもので、 電源 Eの電圧変動にかかわらず常に安定した昇 圧パルスを発振可能にした例を示すものである。
    [0033] (c) 蓄積手段および低周波パルス出力手段（第 4図参照） 蓄積手段 3および低周波パルス出力手段 4は、 昇圧パルス 発生手段 2から出力された昇圧パルス等の電気エネルギーを 蓄積する手段と、 蓄積された電荷を出力する手段の 2つの手 段を設定する手段であり、 蓄積量によって放電電荷が描くパ ルスのパルス幅が規定される。 上記手段 4は、 蓄積手段の電 荷量すなわち電位を所定のしきい値電圧 V ref と比較し、 前 者が後者を超えた時に信号を出力するスィ ツチ制御回路 4 1 と、 このスィ ッチ制御回路の信号を受けて前記蓄積手段の蓄 積電荷を放電するスィ ツチ 4 2との構成によって出力手段が 形成されるが、 回路素子を少なく 、 しかも変換された低周波 パルスのパルス波形を直角波に近似させるために、 例えば第 4図に示すようにコンデンサ C (蓄積手段〉と並列に接続され た負性抵抗素子 Nが用いられる。 端子 I Nに入力される昇圧 パルス発生手段 2からの昇圧パルスは、 コンデンサ Cに充電 されると共に、 コンデンサお および抵抗 による時定数 C , · でコンデンサ C , に充電される。 これによつて負性 抵抗素子 Nのアノード端子 Aの電位が徐々に上昇し、 この電 位がゲート端子 Gの電位、 すなわち抵抗 R 2 および R 3 の分 圧比によ り決まる電圧 V ref 、 を越えると該素子 Nは導通状 態となる。 この時、 負性抵抗素子 Nを介してコンデンサ Cお よび C , の蓄積電荷が放電され、 負性抵抗素子の固有の下限 値において該素子は非導通状態となる。 よ り具体的には、 第 4図の入力端子 I Nからパルス幅が 1 u see で振幅が 2 4 V の昇圧パルスが周波数 1〜数百 kHz で入力された場合、 コン デンサ Cを 1 z Fと して負性抵抗素子 Nが導通する状態まで 蓄積し、 負性抵抗素子 Nの導通時間が約 0 . 3 msecで振幅が 2 4 Vの 1つの低周波パルスが端子 ΟϋΤ から出力され、 以降、 これを緣り返すことによつて周波数 5 Hz , パルス幅 0 . 3 msec 振幅 2 4 Vの低周波パルス列が出力される。
    [0034] 以上の説明によ り、 負性抵抗素子 Nとコンデンサ Cおよび C , 、 ならびに抵抗 Rおよび R , による構成は、 弛張波発振 器を構成し、 主と してコンデンサ Cの充電電荷を放電するこ とによ り高エネルギーの発振パルスが得られる β この負性抵 抗素子 Νは、 電流制限抵抗素子でもあり、 具体的には U J T (ュニジャンクショ ン トランジスタ）、 サイダック、 P U T (プログラマブル ュニジャンクショ ン トランジスタ）、 η 型 S C R (サイ リスタ）等を用いてもよく、 特に限定されるも のではない。 また、 負性抵抗素子を用いた弛張波発振器をス ィ ツチング手段と して用い、 蓄積手段の放電電圧を直接、 関 導子あるいは不鬨導子に印加することは、 周期的に安定した 低周波パルスを生成できる等、 極めて好適な実施態様である 具体的な使用例は後述の第 8図に示される。
    [0035] なお、 蓄積量は刺激電流を生成するに充分な値であればよ く、 これは、 蓄積手段の容量によって決定される。 また、 放 電開始電圧及び放電停止電圧は、 負性抵抗素子 Nの固有僮す なわち負性抵抗素子によって構成された弛張波発振器の時定 数によって決定される。
    [0036] また、 P U Tの場合、 アノード側に取り付けられた抵抗値 によって P U Tの導通開始電圧が決定されるので、 好適に使 用される。
    [0037] 蓄積手段は、 蓄積する機能を有するものであればよく、 コ ンデンサ、 バリキャップ等の蓄積可能なダイ オード、 イ ング クタ等を用いてもよい。 (d) 脱分極手段（第 5 A図〜第 5 C図、 第 6図および第 7 図参照）
    [0038] 生体に印加するパルスが例えば第 5 A図に示す様に直角 波である場合、 生体組織に残留する電荷（分極電荷）は第 5 B 図に示す様な状態で表われる。 この状態で印加するパルスの 周期を短く した場合、 残留電荷によって生体への通電は阻止 され、 体感する刺激はごくわずかとなる。 しかも印加パルス の電圧値が小さい場合には分極の影謇は大きい。
    [0039] 従って、 好適には第 1図に示されるように脱分極手段 5が 設けられる。 この手段と しては、 印加するパルスのオフ期間 中の所定の時点で鬨導子と不鬨導子を短絡する手段、 または 所定の抵抗値を有する抵抗器が考えられる。 短絡する手段は パルスのオフ期間中の所定時間にのみ作動するように設定さ れてもよく 、 例えばトランジスタのスィ ツチング動作を利用 して所定時間に O Nした状態を設定すればよい。 以上の構成 によって、 第 5 A図の入力に対し第 5 C図の如く振幅値の大 きい出力が生成可能となる。 また、 上記抵抗器による手段を 用いた場合には、 該抵抗器の值を皮廣抵抗を考慮した値に設 定すれば、 常時配置しておいても充分な脱分極作用が可能で あり、 小型化する点において好適な一実施例となる。 この抵 抗器の値は最大 100k Q程度が適当である。 また、 パルスのォ フ期間とはパルスの立下りから次のパルスの立上りまでの間 を指示し、 脱分極動作は好ましくはパルスの立ち下がり時に 行わせるのがよい。
    [0040] 第 6図には脱分極手段の一実施例が示される。 同図におい て 6 1は電源、 6 2は昇圧パルス発生手段、 6 3は蓄積手段 を含む低周波パルス出力手段を示す。 6 4は低周波パルス出 力手段 6 3からパルス出力が有る時にオンし、 無い時にオフ するスィ ツチング手段（電界効果トランジスタ）で、 6 5はス イ ッチング手段 6 4と逆の条件の時にオン . オフするスイ ツ チング手段（電界効果トランジスタ）を示す。 6 6は脱分極手 段と しての抵抗であり、 スィ ツチング手段 6 5と直列に接続 されている。 なお、 破線で示される R Zは皮廣インピーダン スを示す。 第 6図の構成によれば、 低周波パルス出力手段 6 3から出力された低周波パルスはスィ ツチング手段 6 4お よび鬨導子 Kを介して負荷すなわち生体に印加される。 パル スが立下るとスイ ッチング手段 6 4はオフし、 スイ ッチング 手段 6 5はオンする。 これによつて、 負荷 R Zに印加された パルスによつて生じた分極電荷はスィ ツチング手段 6 5を介 して放電される。 更に脱分極手段の他の実施例と して、 抵抗 体及び短絡状態を設定し、 回路倒での放電を行なう代わりに 分極電荷を回収し、 電源電圧の一部と して使用してもよく、 電源消費量を低く し、 より一層の長時間の使用も可能である 第 7図には上記の如く分極電荷の回収を行なうための実施 例が示される。 図中 7 1は電源である。 電源 7 1は本発明を 動作させるための電源であり、 分極電荷の回収によって生じ た電気エネルギーを蓄積するものであり、 例えば、 2次電池 コンデンサからなる。 7 2は昇圧パルス発生手段、 7 3は蓄 積手段を含む低周波パルス出力手段である。 7 4は低周波パ ルス出力手段 7 3からの出力が有る時にオフし、 無い時にォ ンするスィ ツチング手段であり、 7 5は低周波パルス出力手 段 7 3からの出力が有る時にオンし、 無い時にオフするスィ ツチング手段である。 7 6はトランスであって、 1次翻は低 周波パルス出力手段の出力と鬨導子 Kとの間に接続され、 2 次側は、 一端が接地され、 他端がダイオード 7 7を頫方向に 介して電源 7 1に接続されている。 破線で示す R Zは皮廣ィ ンピーダンスを示す負荷である。 第 7図の回路構成によれば 低周波パルス出力手段 7 3から出力された低周波パルスはス ィ ツチング手段 7 5、 トランス 7 6の 1次側、 および鬨導子 Kを通過して負荷に印加される。 パルスが立下るとスィ ツチ グ手段 7 5はオフし、 スィ ツチング手段 7 4はオンする。 こ れによって、 負荷 に印加されたパルスによつて生じた分 極電荷はスィ ツチング手段 7 4を介して放電するが、 その際 トランス 7 6の 2次側に電圧が誘導され、 誘導された電圧に よって流れる電流がダイオード 7 7を介して電源 7 1に回収 される。
    [0041] なお、 分極電荷の回収手段は、 分極電荷による電圧が電源 電圧よ り高くなる場合、 電源側に別個の電池を並列に接続し たり、 トランスの卷数を変化させたり、 途中に抵抗による電 圧降下手段を設ける等、 適宜選択されるものである。
    [0042] 次に、 本発明による小型低周波治療器の各種実施例につい て詳細に説明する。
    [0043] 第 8図には本発明の一実施例と しての小型低周波治療器の 回路構成が示される。
    [0044] 公称電圧 1 . 5 Vのボタン型電池（ L R 44： 松下電池工業株 式会社製） を使用した電源 810の一端（+翻）は、 トランス 823 の 1次卷線を介して、 ェミ ッタ接地された N P N形トランジ スタ 822 のコレクタに接続されている。 トランス 823 の 2次 卷線は一端が接地され、 他端はコンデンサ 820 を介して トラ ンジスタ 822 のベースに接続されている。 更に抵抗 8Π が電 源 810 の一端とベースとの間に接続され、 構成要素 810， 820 822 および 823 と共に自走ブロッキング発振器（昇圧パルス 発生手段） を構成する。 トランジスタ 822 のコレクタ、 すな わちブロッキング発振器の出力端はダイォード 830 を賑方向 に介してコンデンサ 831 の一端および鬨導子 Kに接続される , コンデンサ 831の他端は接地されている。 また、 コンデンサ 831 と並列に、 直列接続された抵抗 842 およびコンデンサ 843 と、 直列接続された抵抗 844および 845とが接続されてい る。 841 は P U T (プログラマブル ュニジャンクショ ン トランジスタ）であって、 アノード Aは抵抗 842とコンデンサ 843 の接続点に、 ゲート Gは抵抗 844 と 845 の接続点に、 力 ソード Kは抵抗 846 を介して接地されている。 構成要素 841 〜846 によ り弛張波発振器 840が構成される。
    [0045] 弛張波発振器 840 の出力、 すなわち PUT841の力ソード Kは 抵抗 847 を介して N P N形スイ ッチングトランジスタ 848 の ベースに接続される。 スイ ッチングトランジスタ 848 のコレ クタは、 不鬨導子 Fに接続され、 ェミ ッタは接地されている 鬨導子 Kと不鬨導子 Fの間には、 脱分極を行なうための抵抗 850 が接続されている。 第 8図において、 破線部 S Kで示さ れる部分は低周波パルス出力手段に相当する。 次に、 第 8図に示される小型低周波治療器の作用について 説明する。
    [0046] まず、 電源 810 から 1 . 5 Vの直流電圧がトランス 823 に印 加され、 1次卷線を介して トランジスタ 822 のコレクタに入 力される。 トランス^ 3 の 2次側に誘導された電圧と、 抵抗 821 を介して充放電を行なうコンデンサ 820 によってトラン ジスタ^ 2 はスイ ッチング動作を行う。 この時生じる トラン ス 823 の逆起電力は 2 5 Vに界圧され、 ダイオード 830 を介 してコンデンサ 831に入力される。 この場合、 ダイオード 830 の逆バイァスによって昇圧パルス発生手段への蓄積電荷の放 出は阻止される。 コンデンサ 831 の蓄積電荷が増加すると、 同時に PUT841を含む弛張発振器 840 内のコンデンサ 843 の電 位が上昇し、 この電位がゲート Gの電位を越えた時点で P U T 841 は導通状態となる。 この時、 コンデンサ 843 の電荷が
    [0047] PUT841を介して放電し、 トランジスタ 848 のベースに入力さ れ、 トランジスタ 848 はオン状態となり、 コンデンサ 831 に 充電された電荷は鬨導子 Kを介して人体等負荷に通電される , この時の低周波パルスは、 周波数が 5 Hzでパルス幅が 0 . 3 ms ecになるように設定されている。 弛張発振器 840 における PUT841の電荷は放電しながら減少し、 ある値においてトラン ジスタ 848はオフする。 そして、 コンデンサ 831の蓄積動作が 再び行われ、 上述した動作が緣り返し行われる。 低周波パル スの休止期間において、 人体内で分極した電荷は抵抗 850 を 介して放電され、 脱分極動作が行われる。
    [0048] なお、 低周波パルスの周期は、 弛張発振器 840 における抵 抗 842 とコンデンサ 843 によって決定される充電速度と、 抵 抗 845 および PUT841の固有值で決定されるスィ ツチング動作 によつて決定される。
    [0049] また、 高周波昇圧パルスのパルス幅は、 トランス 823 のィ ンダクタンスと浮遊容量で決ま り、 周期は、 抵抗 821 の値と コンデンサ 820 の値の積によって決まるものであり、 必ずし も上記数値に限定されるものではなく、 適宜選択され得る。 以上詳述した第 8図の回路構成による実施例によれば、 極 めて少ない回路素子で、 しかも低電源電圧で使用できると共 に、 貼着可能な程小型化された装置とすることができる。 なお、 低周波出力パルスは、 直角脈波を周期的に出力する 形態をとつているが、 それに限らず、 台形波、 変形波等の形 態をとつてもよい。 また、 このような変形波を非周期的に出 力することによつて人体が感じる様々な刺激形態に適応させ てもよく 、 出力パルスの振幅、 周期、 波形は遒宜選択される 第 9 A図および第 9 B図には本発明の他の実施例と しての 小型低周波治療器の回路構成が示される。 第 9 A図の回路は 第 1図の小型電源 1および昇圧パルス発生手段 2に相当し、 第 9 B図の回路は第 1図の蓄積手段 3、 低周波パルス出力手 段 4および脱分極手段 5に相当する。 第 9 A図および第 9 B 図に示される実施例は、 出力される低周波パルスの振幅を実 質的に 2倍以上に昇圧することのできる低周波治療器を示す ものである。
    [0050] まず第 9 A図において、 910 は公称電圧 1 . 5 Vのボタン電 池（L R 44： 松下電池工業株式会社製）を使用した電源であり この電源 910には電圧安定化用のコンデンサ 911と、 発振回路 と しての無安定マルチバイブレータ A M V (破線表示）とが並 列に接続されている。 また、 電源 910 の一端（—倒）は接地さ れ、 他端（+側〉はインダクタ 924 の一端に接続されている。 インダクタ 924 の他端（端子 90 A )は N P N形トランジスタ 923 のコレクタに接続され、 このトランジスタのェミ ッタ (端子 90 B )は電源 910 の一端（一側）に接続されている。 無安 定マルチバイブレータ A M Vの出力、 すなわちトランジスタ 920 のコレクタは、 抵抗 921 とコンデンサ 922 の並列接続部 を介して、 トランジスタ 923 のベースに接続されている。 出 力端子 90 Aおよび 90 Bは、 第 9 B図の入力端子 90 Aおよび 90 Bに接続される。
    [0051] 第 9 B図において、 端子 90 Aと 90 Bの間には顒方向接続さ れたダイオード 941 と、 逆方向接続された 2個のツエナダイ オード 942 および 943 とが直列に接続されている。 ッヱナダ ィオード 943 と並列にコンデンサ 944 が接続され、 このコン デンサ 944 の一端は抵抗 945 を介して PUT946のゲート Gに接 続され、 コンデンサ 944 の他端は抵抗 947 を介して PUT946の 力ソード Kに接続されている。 端子 90 Aは、 2個のダイォー ド 948 および 949 を顺方向に介して、 N P N形トランジスタ 930のコレクタおよびコンデンサ.931の一端に接続されている コンデンサ 931の他端はダイオード 933を順方向に介して端子 90 Bに接続され、 トランジスタ 930 のェミ ッタは端子 90 Bに 接続され、 ベースは抵抗 940 を介して PUT946の力ソード Kに 接続されている。 また、 端子 90 Aは、 ダイオード 951 を順方 向に介して、 抵抗 952、 コンデンサ 932および開導子 Kにそれ ぞれ接続されている。 抵抗 952 は、 PUT946のアノード Aに接 続されると共に、 コンデンサ 953 を介して端子 90 Bに接続さ れている。 コンデンサ 932 の他端も端子 90 Bに接続されてい る。 また、 ダイオード 933 のアノード側に N P N形トランジ スタ 934 のェミ ッタが接続され、 該トランジスタのコレクタ は不鬨導子 Fに、 ベースは抵抗 935 を介して端子 90 Bに、 そ れぞれ接続されている。 鬨導子 Kと不鬨導子 Fの間には脱分 極手段と しての抵抗 950 が並列に接続されている。
    [0052] 電源 910 と該電源に並列に接続された容量の大きいコンデ ンサ 91 1 によって構成された電源部によって供給される電圧 は、 無安定マルチバイブレータ A M Vおよびインダクタ 924 に印加される。 無安定マルチバイブレータ A M Vの構成要素 である トランジスタ 920 のオン · オフ動作によ り高周波パル スが発振され、 この発振パルスはスイ ッチングトランジスタ 923 をオン · オフさせる。 一方、 昇圧用ィンダクタ 924 は、 トランジスタ 923 のオフ時において電荷を蓄積しており、 ト ランジスタ 923 のオン時において電流を流す。 トランジスタ 923 のオン · オフ時において生じる逆起電力は、 電源電圧を 数倍に界圧し、 端子 90 Aに出力する。
    [0053] なお、 無安定マルチバイブレータ A M Vの発振周波数は 1 〜100kHz程度になるように各素子の值が選定されている。
    [0054] また、 トランジスタ 923 のスイ ッチング動作をスピードァ ッァさせるために、 抵抗 921 に並列にコンデンサ 922 が接続 されている。 次に、 第 9 B図を参照しながら本実施例装置の作用につい て説明する。
    [0055] 端子 90 Aから入力される電圧は、 第 9 A図の出力端 90 Aに 出力される昇圧パルスであり、 昇圧パルスはッ ナダイォー ド 942 によって定電圧化され、 抵抗 945 に供耠される。 ツエ ナダイオード 943 は昇圧パルスの振幅を整え、 さらにコンデ ンサ 944 は該パルスの定電圧化を行ない、 抵抗 945 に供耠さ れる電圧の変動を少なく している。 また、 昇圧パルスはダイ オード 951 を介して、 抵抗 952 およびコンデンサ 953 に供耠 されると共に、 コンデンサ 932 に供辁される。 さらに、 昇圧 パルスは 2つのダイオード 948 および 949 を介して、 コンデ ンサ 931 に供給され、 蓄積される。 コンデンサ 953 の電位が 徐々に上昇し、 アノード電位が、 抵抗 945 を介して与えられ ているゲート電位を上回ると、 PUT946が導通状態となる。 こ れによって、 コンデンサ 953 の電荷が PUT946を通して流れ、 さらに抵抗 940 を介してスィ ツチングトランジスタ 930 のべ ースに供給されると、 該トランジスタ 930 は導通する。 コン デンサ 931 の蓄積電荷はスィ ツチングトランジスタ 930 を介 して放電され、 抵抗 935 を介してスィ ツチングトランジスタ 93 のベースに供耠される。 これによつて、 スイ ッチングト ランジスタ 934 は導通状態となり、 コンデンサ 932 は放電を 開始する。 従って、 コンデンサ 932とコンデンサ 931とは、 導 通状態にあるスィ ツチングトランジスタ 930 を介して直列接 続状態となり、 この結果、 コンデンサ 931 およびコンデンサ 932 の電荷が加算され、 鬨導子 Kを介して生体に低周波パル ス電圧が印加される。 この場合、 直列接続状態なので印加電 圧は第 8図実施例の場合に比べて実質的に 2倍となる 鬨導 子 Kを介して皮膚に加えられた 2倍の電圧は、 スイ ッチング トランジスタ 934 が導通状態となっているため、 皮膚抵抗を 含む閉回路を形成し電流が流れる。
    [0056] 低周波パルスの生成は、 スィ ツチングトランジスタ 934 の オン · オフによって行われ、 その周期は PUT946の固有値およ び抵抗 945 の抵抗値等によって決定され、 その周波数は 1〜 数百 Hzになるように適宜選択される。
    [0057] 一方、 スィ ツチングトランジスタ 934 がォフの場合、 つま り非導通である場合には、 スィ ツチングトランジスタ 934 が オンのときに皮膚に印加された低周波パルス電圧によつて生 じた分極電荷が抵抗 950 を介して放電されるため、 脱分極が 行なわれる。 また、 蓄積手段の蓄積電荷を 2倍にするための スイ ッチングトランジスタ 930 のスィ ツチング動作によ り、 コンデンサ 931 の放電動作による昇圧イングクタ 924 の破損 を防止すると共に、 スイ ッチングトランジスタ 930 が導通状 態において、 過電流が昇圧インダクタ 924 に流れないように する事を目的と して、 2つの直列接続されたダイオード 948 および 949 を設置した。
    [0058] 第 1 0図には第 9 A図および第 9 B図に示される小型低周 波治療器の変形例の回路構成が示される。 この回路の特徴は P UT114のオン · オフ動作に鬨与するコンデンサ 1 11 に蓄積さ れる電荷が低周波出力パルスのエネルギーと して利用される 点にある。 昇圧パルス発生手段の構成形態については相違点 はあるものの、 基本的な構成については前述した各実施例と 同様であるので、 作用についてのみ説明する。
    [0059] まず、 トランジスタ 108 のベースに電源 101 から電流が供 耠されると、 トランジスタ 108 はオンし、 これによつてイン ダクタ 107 に電流が流れる。 インダクタ 106 にはインダクタ 107 による誘導電流が流れ、 この誘導電流によ りダイオード 102 および抵抗 104 を介して、 トランジスタ 108 のベース側 が負となるようにコンデンサ 105 が充電される。 この結果、 トランジスタ 108 がオフし、 コンデンサ 105 に蓄積された電 荷は抵抗 104 および 103 を介して放電される。 これによつて トランジスタ 108 のベース電位が負から正に反転し、 再びト ランジスタ 108 はオンする。 従って、 トランジスタ 108 のコ レクタにはオン · オフ動作によつて生じる昇圧パルスが現わ れ、 この昇圧パルスはダイオード 109 および 110 を介してコ ンデンサ 111 および 112 にそれぞれ充電される。 この場合、 コンデンサ 111 は、 抵抗 113 を介して充電されるので、 徐々 に充電される。 コンデンサ 111 の端子電圧は PUT114のァノー ド電圧と して供給されており、 このアノード電圧は抵抗 115 で設定されたゲート電圧と比較され、 前者が後者を越えた時 PUT114はオンする。 ΡϋΠ 14がオンすると、 コンデンサ 1 Π の 電荷は P U Tを介して放電され、 端子 Kに出力されると共に 抵抗 116を介してトランジスタ 117のベースに供耠され、 これ によってトランジスタ 117 はオンする。
    [0060] ここで、 端子 Kおよび F間に生体インピーダンスを接続す ると コンデンサ 111 からの放電電流は、 PUT114 . 端子 、 生体、 端子 F、コンデンサ 112、 およびトランジスタ 117 を介 してコンデンサ 111 にループして流れる。 この時、 コンデン サ 112 も同様に放電を行うので、 実質的に生体に印加される コンデンサのエネルギーは 2つのコンデンサ 111 および 112 のエネルギーを加算したものとなる。 コンデンサ 111 と 112 の放電によ り、 やがてアノード電圧が低下し、 PUT114はオフ する。 PUT114がオフしている間、 生体内に生じた分極電荷は 抵抗 116 を介して放電され、 脱分極作用が行われる。
    [0061] 上述した各実施例では低周波パルス出力手段におけるスィ ツチング素子と して P U Tを用いた構成例について説明した が、 P U Tはアノード電位とゲート電位との大小鬨係に基づ きオン ■ オフ動作を行う素子であり、 このゲート電位は前述 した回路構成からも明らかなように電流電圧の変動に影響さ れる場合があり得る。 そこで、 この問題を回避するために本 出願人が提案した回路構成のいくつかについて、 以下詳述す る。
    [0062] 第 1 1図には本発明のさらに他の実施例と しての小型低周 波治療器の回路構成が示される。
    [0063] 第 1 1図において 210 は小型電源、 220 は昇圧パルス発生 手段を示し、 これらの具体的構成の一例は第 1 2図に示され る。 第 1 1図において昇圧パルス発生手段^ 0 の出力はダイ オード 230 のアノードに接続され、 該ダイオードの力ソード はコンデンサ 231 、 抵抗 240 およびトランジスタ 241 のエミ ッタのそれぞれ接続されている。 コンデンサ 231 は昇圧パル ス発生手段 220 の出力を蓄積する手段である。 トランジスタ 241 はスイ ッチング用と して用いられ、 ここでは P N P形ト ランジスタを使用した。 抵抗 240 の他端はトランジスタ 241 のベース、 および抵抗 242 を介してツエナダイオード 43 の 力ソードに接続されている。 このツエナダイオード 243 のァ ノードにはトリガー用ダイオード 244 (以下、 ダイアック（DI C ) 244 と称する ） とコンデンサ 245 が接続される。 DIC244およ びコンデンサ 245 は並列に接続されている。 トランジスタ 241 のコレクタは出力端（鬨導子 K )に接続されている。 D I C 244 は、 所定の端子間電圧でブレークダウンが起こ り、 オン する。 なお、 上記 D I Cによる動作は、 SRD , SSS等の素子に おいても実現可能であり、 D I Cに限るものではない。 関導 子 Kと不鬨導子 Fの間には脱分極手段と して抵抗 250 が接続 されている。
    [0064] 次に、 第 1 1図装置の動作について第 1 2図を併用しなが ら説明する。
    [0065] まず、 小型電源 210 内のボタン電池等のマイ クロバッテリ 211 からの電気エネルギーは発振回路 221 に入力される。 発 振回路 221 は、 無安定マルチバイブレータを構成し、 周波数 が刺激パルスより高い矩形波パルスを生成する。 この矩形波 パルスはトランジスタ 223 に入力され、 これによつてイ ンダ クタ 224 に流れる電流がオン ■ オフされ、 ィンダクタ 224 に 生じる逆起電力、 即ちマイ クロバッテリ 1 のエネルギーを 昇圧した界圧パルスが出力端 aに出力される。 第 1 2図にお ける出力端 aは第 1 1図に示すノード aに対応し、 昇圧パル スはダイオード 230 を介してコンデンサ 231 に蓄積される。 この時、 コンデンサ 231 の端子電圧はゆつく り上昇し、 同 時に抵抗 240 , 242およびッ Xナダイオード 243 を介してコン デンサ 245 は徐々に充電される。 コンデンサ 245 の充電によ り、 D I C244の端子電圧は高くなつていき、 ブレークダウン電 圧値に達した時、 D I C244はオン状態となり、 コンデンサ 245 に充電された電荷が急速に放電される。 同時に、 トランジス タ 241 のベース電位が低下し、 ベース ' エミ ッタ間に電位差 が生じるので、 トランジスタ 241 はオン状態となり、 蓄積さ れていたコンデンサ 231 の蓄積エネルギーは出力端 Kに出力 される。
    [0066] 一方、 D I C244は、 コンデンサ 245 が放電され、 その両端の 電位が低下して D I C244を流れる電流が' j、さくなることによつ てオフする。 さらに、 トランジスタ 241 は、 コンデンサ 231 が放電され、 ェミ ツタ電位が下がることによつてオフの状態 となる。 その後、 コンデンサ 231 およびコンデンサ 245 に再 びエネルギーが蓄積される。 トランジスタ 241 がオフの時、 生体に蓄積された分極電荷は抵抗 250 を介して放電され、 脱 分極作用が行われる。
    [0067] 以上の過程を繰り返すことによ り低周波刺激パルスが生成 される。 この低周波刺激パルスのパルス幅は、 抵抗 240， 242 コンデンサ 245 および生体イ ンピーダンスの大きさによ り決 定される。
    [0068] 第 1 1図実施例による低周波出力パルスの強さは、 蓄積手 段であるコンデンサ 231 の容悬とその蓄積電位に依存してい るが、 例えばコンデンサ 231 の容量が限定される場合、 ある いは 圧パルス発生手段による昇圧パルスの電圧が充分でな い場合の実施例を第 1 3図を参照しながら説明する。
    [0069] 第 1 3図の例示は、 第 9 A図および第 9 B図に示す実施例 すなわち低周波パルスの振幅を 2倍以上に昇圧することので きる低周波治療器を示すものである。
    [0070] 第 1 3図において、 小型電源 210 および昇圧パルス発生手 段 220 は第 1 2図と同様の構成を具備する。
    [0071] 昇圧パルス発生手段 220 の出力はダイオード 330 のァノー ドに接続され、 ダイオード 330 の力ソードはコンデンサ 331 抵抗 340 およびトランジスタ 341 のコレクタに接続されてい る。 抵抗 340 の他端は抵抗 342 、 抵抗 343 およびトランジス タ 344 のベースに接続され、 トランジスタ 344 のコレクタは 出力端 Kに接続されている。 抵抗 343 の他端はツエナダイォ ード 345 の力ソードに接続され、 ッヱナダイオード 345 のァ ノードは D I C346およびコンデンサ 347 に接続されている。
    [0072] D I C346およびコンデンサ 347 の他端には抵抗 348 およびトラ ンジスタ 341 のベースが接続され、 抵抗 348 の他端にはトラ ンジスタ 341 のエミ ッタ、 抵抗 349 およびコンデンサ 332 が 接続されている。 抵抗 349 の他端は出力端 Fに接続される。 コンデンサ 332 の他端には抵抗 342 およびトランジスタ 344 のエミ ッタが接続されている。 更に、 脱分極手段と して抵抗 350 が出力端 Kと Fの間に接続されている。
    [0073] 以上の回路構成からなる第 1 3図実施例の動作について説 明する。
    [0074] 昇圧パルス発生手段^ 0 の昇圧出力パルスはダイオード 330 を介してコンデンサ 331 に入力される。 この時、 トラン ジスタ 341 および 344 は共にオフの状想となっている。 同時 に、 抵抗 340 および 342 を介してコンデンサ 332 が充電され, 他方、 抵抗 343 およびツエナダイオード 345 を介してコンデ ンサ 347 が充電される。 これにより D I C346の端子間電圧が次 第に高くなり、 ブレークダウン電圧に達した時、 D I C346がォ ンして電流が抵抗 348 の方向に流れ、 トランジスタ 341 およ び 344 がオン状態となる。 この状態において、 コンデンサ
    [0075] 331 と 332 はトランジスタ 341 を介して直列に接続され、 2 倍の電圧となってトランジスタ 344 を介して出力端 Kに出力 される。 なお、 トランジスタ 344 は P N P形を使用したが、 これに限るものではなく 、 N P N形で構成しても良い。 また コンデンサ 331 , 332および他の電気素子の定格も上記に限ら ず適宜選択されるものとする。 さらに、 トランジスタについ てはスィ ツチング特性を有する能動素子であればいかなるも のであってもかまわないのは当然である。
    [0076] さらに第 1 4図には、 具体的利用時における好適な実施態 様、 即ち装着時において動作する回路構成の一例が示される 第 1 4図において、 昇圧回路 320 は第 1 2図で示すィンダ クタ 224 およびスィ ツチング素子 223 からなり、 低周波パル ス出力手段 321 は第 1 1図ないし第 1 3図に示す回路構成を と り得るものである。 出力手段 321 の出力はダイオード 322 を介して出力端 Kに接続されると共に、 電池電源 310 に抵抗 323 を介して接続されている。 抵抗 323 は、 生体インピーダ ンスに比べ充分に大きい値の抵抗値と し、 該抵抗の電源 310 と反対測には抵抗 324 が接続され、 この抵抗 324 の他端はノ ァゲート 325 の一方の入力に接続される。 ノアゲート 325 と インバータ 326 はコンデンサ 327 および抵抗 328 , 329と共に 無安定マルチバイブレータ O S Cを構成し、 この無安定マル チバイブレータ O S Cの出力は昇圧回路 320 に接続されてい る。
    [0077] 次に、 第 1 4図の構成による小型低周波治療器の作用につ いて説明する。
    [0078] 最初に、 出力端 Kおよび Fに何も装着されていない状態と する。 この時、 ノアゲート 325 の一方の入力には、 小型電源 310 の出力が抵抗 323 および 324 を介して入力されており、 " H "レベルの状態となっている。 この時、 ノアゲート 325 の 他方の入力は" H ' 'レベル、 " L "レベルのどちらの状態でも出 力は" L "レベルなので発振回路 O S Cは発振動作を行わない 他方、 出力端 Kおよび Fに生体インピーダンス R Zが装着さ れると、 小型電源 310 からの電流のほとんどは生体インピー ダンス R Zの方に流れ込む。 すなわちノアゲート 325 の一方 の入力は" L "レベルの状態となるので、 発振回路 0 S Cは発 振動作を開始する。 この場合、 抵抗^ 3 と生体インピーダン ス R Zは（323 ) > ( R Z )を条件と して設定されるものとする なお、 上記発振回路 0 S Cはゲートを利用して構成されてい るが、 装着による負荷のインピーダンス変化により発振の動 作が停止する発振回路であつてもその適用は可能であるから 上記構成に限定されるものではない。
    [0079] さらに第 1 5図には、 小型低周波治療器が動作を開始した 後、 自動的にその動作を停止する回路構成の一例が示される . 第 1 5図において 221 は第 1 2図で示した発振回路 221 で あり、 321 は第 1 1図、 第 1 3図または第 1 4図に示した低 周波パルス出力手段である。 発振回路 2Π からの出力信号は ノアゲート 401 の一方の入力に入力され、 ノアゲート 401 の 出力はトランジスタ 402 のベースに入力される。 低周波パル ス出力手段 321 の出力は、 低周波パルスと して出力端 よ り 出力されると共に、 抵抗 403 を介してカウンタ 404 のクロッ ク入力端 C Pに入力され、 同時に抵抗 405 および 406 を介し てカウンタ 404 のリセッ ト入力端 R Tに入力される。 ここで リセッ ト入力端 R Tは、 出力端 Kおよび Fに生体イ ンピーダ ンス R Zが装着されていない時' ' Η "レベルの状態であり、 力 ゥンタ 404 はリセッ ト状態となる。 また、 生体イ ンピーダン ス R Ζが装着されることによ り、 低周波パルスは抵抗 403 を 介して入力端 C Ρに入力されるが、 リセッ ト入力端 R Tでは 低周波パルスが抵抗 405 およびコンデンサ 407 によ り積分さ れると共に" L "レベルとなって、 カウンタ 404 は計数状態と なる。 カウンタ 404 はパルスを計数し、 予め設定された所定 の計数値となった時に出力端 Qが" L "レベルから" Η "レベル に変化する。 ノアゲート 401 は入力の一端が' ' Η "レベルにな ると、 その論理から、 他端の入力状態にかかわらず出力は " L "レベルとなり、 出力動作は停止する。 従って、 カウンタ 40 が所定の計数値をカウントすると、 その出力 Qのレベル は" H ' 'となり、 これによつてノアゲート 401 が閉じて、 低周 波パルスの発生が絶たれる。 なお上述したカウンタ 404 の計 数は低周波出力パルスに基づき行うように構成したが、 これ は発振回路 221 で発生するパルスを用いても良い。
    [0080] 第 1 6図にはスイ ッチング素子として D I C (ダイアック） を用いた小型低周波治療器の全体的な回路構成が示される。 第 1 6図において 510 は公称直流電圧約 3 Vのボタン電池 ( 2 LR53：松下電池工業株式会社製）からなる電源である。 電 池 510 の出力は抵抗 520 を介して、 出力端 Kに接続されると 共に、 抵抗 521 を介して、 無安定マルチバイブレータ 524 中 のノアゲート 523 の一方の入力に入力される。 このノアゲー ト 523 を備えて構成された無安定マルチバイブレータ 524 の 出力は、 スイ ッチングトランジスタ 525 のベースに入力され る。 この無安定マルチバイブレータ 524 は、 周波数 1〜 2 kH z 程度のパルスを発振する。 スィ ツチングトランジスタ 525 のコレクタには、 電源 510 に一端が接続されたインダク タ 522 の他端が接続されている。 更にスィ ツチングトランジ スタ 525 のコレクタにはダイオード 526 のァノードが接続さ れ、 ダイオード 526 の力ソードはコンデンサ（約 0 · 1 F ) 530 、 抵抗 540 および P N P形トランジスタ 541 のェミ ッタ に接続されている。 抵抗 540 の他端は、 P N P形トランジス タ 541 のベースに接続されると共に、 抵抗 542 を介してツエ ナダイオード 543 の力ソードに接続されている。 ツエナダイ オード 543 のァノードにはコンデンサ 544 を並列に接続した D I C545が接続されている。 トランジスタ 541 のコレクタは直 接、 出力端 Kに接続され、 出力端においては導子等を介して 生体イ ンピーダンス R Zが貼着接続されるものとする。 なお ィンピーダンス R Zと抵抗 520は（抵抗 5 3 )> (生体ィンピ一 ダンス R Z )の閼係を有している β
    [0081] 次に、 第 1 6図の回路構成よりなる低周波治療器の作用に ついて説明する。
    [0082] まず、 ィ ンピーダンス R Zが装着される前、 電池 510 の出力 は抵抗 520 および 521 を介し、 "Η"レベルの状態で無安定マ ルチバイブレータ 524 のノアゲート 523 の一方の入力に入力 されるので、 ノアゲート 523 の他の入力が" Η"レベル、 "L" レベルにかかわらずノアゲート 523 の出力は" L"レベルとな る。 従って、 発振動作は行われない。
    [0083] 次に、 イ ンピーダンス R Zが装着されると、 ノアゲート 523 の一方の入力の電位は抵抗 521 を介して人体抵抗 R Zに入力 される。 この時、 ノアゲート 523 の一方の入力の電位は抵抗 520 とイ ンピーダンス R Zで分圧された値となる。 すなわち "L"レベルとなり、 ノアゲート 523 が開いて発振動作が開始 される。 無安定マルチバイブレータ 524 の出力信号によって イ ンダクタ 522 への電池エネルギーが断続され、 逆起電力が イ ンダクタ 522 内に生じる。 例えばこの逆起電力のピーク値 は約 5 0 Vであり、 ダイオード 526 へ入力されるパルスは周 波数 l〜 2 kH2 、 ピーク振幅値 5 0 Vの昇圧パルスとなる。 この昇圧パルスはコンデンサ 530 に入力される。 当初、 トラ ンジスタ 541 は"オフ"の状態であるので、 コンデンサ 530 に 昇圧パルスが蓄積される。 同時に、 昇圧パルスはツエナダイ オード 543 を介してコンデンサ 544 を充電し、 これによつて コンデンサ 544 の端子間電圧は徐々に上昇していく。 コンデ ンサ 5Ϊ4 の端子間電圧が所定の值に達した時、 D I C545は "ォ ン" の状態となり、 コンデンサ 544 は放電を開始し、 トラン ジスタ 541 も "オン' 'する。 コンデンサ 530 に蓄積されていた 電気エネルギーは、 トランジスタ 541 を介して生体インピー ダンス R Zに印加される。
    [0084] コンデンサ 544 の放電によつて徐々に D I C545の端子間電圧 は低下し、 急激に"オフ"する。 これによ り トランジスタ 541 もオフとなり、 コンデンサ 544 の放電も急激に停止する。 さらに第 1 7図には、 小型低周波治療器を、 生体に貼着し た後、 動作を開始し、 所定時閤後その動作を停止する回路構 成の一例が示される。
    [0085] 第 1 7図に示される回路は、 第 1 3図実施例の特徴、 すな わち低周波パルスの振幅を 2倍以上に昇圧することのできる 手段 （コンデンサ 631および 632 ) と、 第 1 5図に示した昇圧 パルス発生手段と、 第 1 4図に示した装着時に動作を開始す る手段と、 第 1 5図に示した所定の時間で動作を自動的に停 止する手段と、 脱分極手段と しての抵抗 650 との組合せ構成 であり、 その構成および作用については前述した通りなので その説明は省略する。 電源 610 はマイクロバッテリ （公称電 圧 3 Vのボタン電池） を使用しながらも生体が感ずる程の低 周波パルスを生成し得ることができ、 且つ使用時において余 分な操作を行わず、 しかも消費エネルギーをできる限り抑制 していることから、 連続使用でも 100時簡を超え、 さらに本 装置を集積化すれば、 その実施態様は極めて簡素で且つ小型 化できる。 以上、 いくつかの実施例を用いて説明したように、 本発明 によれば、 小型電池等の小型電源で昇圧パルスを生成し、 こ の昇圧パルスを例えばコンデンサで蓄積し、 この蓄積電荷を 一時に放電することによって所定の電圧と電流を有する低周 波パルスを発生することができる低周波治療器を実現し、 し かも簡単な構成であることから、 貼着できるほどに小型化で きる等、 実用上顕著な効果を奏するものである。
    [0086] また、 絶対的容量が小さい電源から生体に刺激を与える程 度の電気エネルギーを生成することが可能となり、 しかも安 定した低周波刺激パルスを発生させることができる。 さらに 本発明の低周波治療器は、 バンデージ程度に小型化するに適 した形態を具備するものであるばかりでなく、 長時間かつ安 定した動作を実現可能にし得るものである。
    [0087] 本発明の小型低周波治療器の全体構成についていくつかの 実施例を参照しながら以下に詳述する。
    [0088] 第 18 A図および第 18 B図は全体構成の一例を示す。 第 18 A 図は第 18 B図の P _ P線から見た断面図である。 図中、 700 は皮膚一体貼着形即ちプラスター形状に構成した小型低周波 治療器で、 鬨導子 701 と不閬導子 702 とを有している。 鬨導 子 701 は、 柔軟シートまたはフィルム状に形成した皮膚接着 性導電性ゲル層 703 と、 アルミニウム箔等の金属箔、 導電性 ゴムも しくは樹脂フィルムまたはカーボンフィルムゃ導電塗 料等で形成された導電性部材層 704 とを積層して一休的に形 成したものである。 また、 不鬨導子 702 は柔軟シートまたは フィルム状に形成された皮膚接着性導電性ゲル層 705 と、 前 記と同様アルミニウム箔等で形成された導電性部材層 7Q6 と を積層して一体的に形成したものである。 鬨導子 701 の上面 のほぼ中央部には電源ュニッ ト 707 が設置されている。 この 電源ュニッ ト 707 には、 電源例えばボタン状電池と、 脱分極 手段とを含むハイブリ ッ ド回路が内設されており、 その一方 の出力端子、 例えば（一）端子が導電性部材層 704 に接触する ように設置されている。 また、 この電源ュニッ ト 707 の（十） 端子はその両端近傍を除く下面に絶縁コーテイングを施した 例えばアルミニウム箔のリード線 708 によ り不鬨導子 702 の 導電性部材層 706 に接続されている。 709 は艳緣性バッキン グ層である。 この絶縁性バッキング層 709 は例えば非導電性 の合成樹脂を柔軟シートまたはフィルム状に形成したもので 鬨導子 701 および不閬導子 702 はこの絶縁性バッキング層
    [0089] 709 に離間して配置固着されている。
    [0090] 次にこのように構成した小型低周波治療器の作用及び使用 法を説明する。 まず人体の治療希望位置に鬨導子 701 が当接 するように貼着する。 これと同時に鬨導子 701と不閲導子 702 は閉回路を形成し、 その結果パルス発振が開始されるような 構成にして、 鬨導子 701 を介して低周波パルスが人体に印加 されるようにすることができる。
    [0091] 本実施例によると、 人体皮膚に直接貼着することができ、 操作が極めて筒単で、 かつ軽量で、 充分な治療効果の得られ る小型低周波治療器が得られる。
    [0092] 第 19 A図および第 19 B図には全体構成の他の例が示される , 第 19 A図は第 19 B図の Q— Q線から見た断面図である。 同図 において 720 は小型低周波治療器で、 7 は鬨導子、 1 1 は 不閬導子を示す。 この開導子 721 および不鬨導子 722 のそれ ぞれの導電性部材層 723 ， 724は 5 程度離間して配置されて おり、 その下面には例えば 0 . 3 mm程度の極薄に形成された導 電性ゲル層 725 がー体に貼着されている。 また、 不鬨導子 722 および鬨導子 721 は絶縁性バッキング層 726 によ り一体 的に支持連結されている。 727 および 728 はそれぞれ鬨導子 721、 不鬨導子 722 に接続された端子である。 この端子 727 ， 728 の頂部は絶縁性バッキング層 726 を貫通して突出してお り、 小型電源と電子回路を含む電源ュニッ ト 729 はこの端子 727 , 728によ り電気的に接続されると共に、 機械的に支持連 結されている。
    [0093] 本実施例の小型低周波治療器の使用方法は前述の第 1の実 施例と同一のため省略する。 本実施例によると閩導子 721 お よび不鬨導子 722 に積層配置する導電性ゲル層を、 同一すな わち一枚の導電性ゲル層 725 を導電性部材層 723 ， 724に貼着 した構成と したため、 各導子閭に若干のリーク電流が生じる が、 導電性ゲル層自体が抵抗を有しており、 導電性部材層 7Z3 , 724間の距離が導電性ゲル層 725 の厚さに比べて極めて 大きいため、 鬨導子 721 と不鬨導子 722 との間に設置した抵 抗体は充分に脱分極手段と しての機能を有する。
    [0094] 第 19 A図および第 19 B図の形態によれば、 前述の第 1の実 施例の効果の他に、 その製造工程が極めて簡易で、 かつ能率 的になる効果が得られる。 すなわち、 導電性ゲル層、 導電性 部材層、 絶縁性バッキング層を積層配置した一本の帯状シー 卜を所定の圊隔をもって切断したものに端子および電源を取 付けるのみでデバイスが得られ、 大量生産を考慮した場合に おいて非常に有用な効果を奏する。 さらに、 両端子の S置間 隔を狭く し、 デバイス上面のほぼ中央部に電源を配置すると デバイス全体に対する電源の大きさの影響はほとんど無いも のとなり、 人体の曲面部に貼着する場合においても柔軟性を ほとんど損なわずに良好に使用することができる。
    [0095] 第 2 0図には全体構成のさらに他の例が示される。 同図に おいて 740 は小型低周波治療器用デバイスで、 741 は鬨導子 742 は不鬨導子を示す。 743 は電源ュニッ トで、 その（一）端 子は鬨導子 741の導電性部材層 744に接続され、 また（十〉端子 はリード線 745 を介して不鬨導子 742 の導電性部材層 746 に 接続されている。 747 は導電性ゲル層を示す。
    [0096] 本実施例の構成によると、 鬨導子 741 と不閧導子 742 とは リード線 745 の長さの範囲で任意に離間させて人体に貼着す 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 面にも無理なく使用することができる。 また、 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を全く受けないプラスター形状 の皮膚貼着形低周波治療器が得られる。
    [0097] なお、 皮虜接着 * 導電性ゲル剤と しては、 例えば、 特開昭 5 2年 9 589 5号、 同 54年 7 748 9号 同 5 5年 5 2 74 2号、 同 5 5年 8 1 6 3 5号 同 5 5年 1 2 9 0 3 5号、 同 5 6年 1 57 28号 同 5 6年 3 6 9 3 9号、 同 5 6年 3 6 94 0号 同 56年 60534号、 同 56年 89270号 同 57年 55 1 32号、 同 57年 1 3 1428号 同 57年 1 60439号 同 57年 1 64064号 同 57年 1 66 142号 同 57年 1 68675号 同 57年 4569号、 同 58年 1 0066号 実開昭 54年 80689号、 同 56年 1 35706号 同 56年 1 38603号 同 57年 9330 5号 同 57年 1 794 1 3号 同 57年 1 85309号 等の各公報に開示されているものを好適に使用し得る
    权利要求:
    Claims一 請 求 の 範 囲
    1 . 小型電源（1 ) と、
    該小型電源からの電気エネルギーを受けて昇圧されたパル ス列を発生する昇圧パルス発生手段（2〉 と、
    該昇圧パルス発生手段からのパルス列を受け入れ、 少く と も電気的刺激対象に対して刺激が有効な所定量に達するまで 電気エネルギーを蓄積するように構成された蓄積手段（3 ) と 該蓄積手段に蓄積された所定量の電気エネルギーが刺激対 象に対し刺激可能なレベルに到達した時、 低周波パルスを出 力する低周波パルス出力手段（4 ) と、
    を備えてなる小型低周波治療器。
    2 . 前記低周波パルスが刺激対象に印加された後で該剌激 対象内に残留する分極電荷を放電させるための脱分極手段 ( 5 ) をさらに有する、 請求の範囲第 1項記載の小型低周波治 療器。
    3 . 前記脱分極手段（5〉 は、 前記低周波パルス出力手段の 出力端に並列に接続された抵抗器（66 , 850 , 950， 116， 250 , 350， 650 ) を具備する請求の範囲第 2項記載の小型低周波治 療器。
    4 . 前記脱分極手段（5〉 が変成器（76 )を具備し、 該変成器 の 1次卷線が前記低周波パルス出力手段の出力端に直列に揷 入され、 該変成器の 2次卷線が前記小型電源に直列に接続さ れている、 請求の範囲第 2項記載の小型低周波治療器。
    5 . 前記低周波パルス出力手段（4 ) は制御端子（G )を有す る単方向性のスィ ツチング素子（N , 841 , 946 , 114 ) と該ス ィ ツチング素子に並列接統されたコンデンサ（C , , 843 , 953 , 111 )とを有し、 該スィ ツチング素子は、 前記昇圧パルス発生 手段の出力に応じて該制御端子に現われる電圧と該コンデン サの両端に現われる電圧との比較に基づき付勢または消勢し . それによつて前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギーが剌 激に有効な振幅を有する低周波パルスに変換される、 請求の 範囲第 1項記載の小型低周波治療器。
    6 . 前記低周波パルス出力手段（4) は制御端子（G )を有す る単方向性のスイ ッチング素子（N , 841 , 946 , 114 ) と該ス イ ッチング素子に並列接続されたコンデンサ（C , , 843， 953 111 )とを有し、 該スィ ツチング素子は、 前記昇圧パルス発生 手段の出力に応じて該制御端子に現われる電圧と該コンデン サの両端に現われる電圧との比較に基づき付勢または消勢し それによつて前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギーが剌 激に有効な振幅を有する低周波パルスに変換される、 請求の 範囲第 2項記載の小型低周波治療器。
    7 . 前記コンデンサ（C , , 111 )に蓄積された電気工ネルギ —が付勢時の前記スィ ツチング素子（N ， 114 ) を介して刺激 対象に供耠される、 請求の範囲第 5項記載の小型低周波治療 器。
    8 . 前記コンデンサ（C , ， 111 )に蓄積された電気工ネルギ 一が付勢時の前記スィ ツチング素子（N , 114 ) を介して剌激 対象に供耠される、 請求の範囲第 6項記載の小型低周波治療 器。
    9 . 前記低周波パルス出力手段（4) は双方向性のスィ ッチ ング素子（244 , 346 , 545 ) と該スィ ツチング素子に並列接続 されたコンデンサ（245 , 347 , 544 ) とを有し、 該スィ ッチン グ素子は、 該コンデンサの両端に現われる電圧が所定値より 大きいかまたは小さいかに応じて付勢または消勢し、 それに よって前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギーが刺激に有 効な振幅を有する低周波パルスに変換される、 請求の範囲第 1項記載の小型低周波治療器。
    10 . 前記低周波パルス出力手段（4〉 は双方向性のスィ ッチ ング素子（244 , 346 , 545 ) と該スィ ツチング素子に並列接続 されたコンデンサ 45 , 347 , 544 ) とを有し、 該スィ ッチン グ素子は、 該コンデンサの両端に現われる電圧が所定値より 大きいかまたは小さいかに応じて付勢または消勢し、 それに よって前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギーが刺激に有 効な振幅を有する低周波パルスに変換される、 請求の範囲第 2項記載の小型低周波治療器。
    11 . 前記蓄積手段を複数個（931 , 932； 111 ， 112； 331 , 332 ； 631 ； 632)有し、 前記低周波パルス出力手段（4〉 は、 該 複数個の蓄積手段に蓄積された電気エネルギーを取出して低 周波パルスに変換する際に該電気エネルギーを該蓄積手段が 直列接続された時の電気エネルギーの和と して取出す、 請求 の範囲第 1項記載の小型低周波治療器。
    n. 前記低周波パルス出力手段（4 ) または昇圧パルス発生 手段（2 ) から発生されるパルスを計数し、 該計数されたパル ス数が所定値を越えた時に該昇圧パルス発生手段からのパル スの発生を停止させる作動停止手段（404 , 620)をさらに有す る、 請求の範囲第 1 1項記載の小型低周波治療器。
    13. 前記昇圧パルス発生手段（2〉 が前記小型電源からの電 流入力用抵抗器（324， 521)を有し、 かつ前記低周波パルス出 力手段（4) の出力端（K)は該小型電源からの電流が流入可能 に接続され、 該入力用抵抗器の抵抗値は少く とも刺激対象の イ ンピーダンス（R Z )の大きさに依存して選定され、 それに よって前記低周波治療器が該出力端を介して生体に取付けら れた時に該昇圧パルス発生手段がパルスの発生を開始する、 請求の範囲第 1 2項記載の小型低周波治療器。
    14. 前記蓄積手段を複数個（931 ， 932； 111 , 112； 331 , 332 ； 631 ； 632)有し、 前記低周波パルス出力手段（4〉 は、 該 複数個の蓄積手段に蓄積された電気エネルギーを取出して低 周波パルスに変換する際に該電気エネルギーを該蓄積手段が 直列接続された時の電気エネルギーの和と して取出す、 請求 の範囲第 2項記載の小型低周波治療器。
    15. 前記低周波パルス出力手段（4) または昇圧パルス発生 手段（2) から発生されるパルスを計数し、 該計数されたパル ス数が所定値を越えた時に該昇圧パルス発生手段からのパル スの発生を停止させる作動停止手段（404 , 620)をさらに有す る、 請求の範囲第 1 4項記載の小型低周波治療器。
    16. 前記昇圧パルス発生手段（2) が前記小型電源からの電 流入力用抵抗器（324 , 5 )を有し、 かつ前記低周波パルス出 力手段（4) の出力端（K)は該小型電源からの電流が流入可能 に接続され、 該入力用抵抗器の抵抗值は少く とも生体のィン ピーダンス（R Z〉の大きさに依存して選定され、 それによつ て前記低周波治療器が該出力端を介して生体に取付けられた 時に該昇圧パルス発生手段がパルスの発生を開始する、 請求 の範囲第 1 5項記載の小型低周波治療器。
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