特開 2024-61470 電流刺激装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024061470

(43)【公開日】2024-05-07

(54)【発明の名称】電流刺激装置

(51)【国際特許分類】

   A61N 1/36 20060101AFI20240425BHJP

【ＦＩ】

A61N1/36

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022169441

(22)【出願日】2022-10-21

(71)【出願人】

【識別番号】591032518

【氏名又は名称】伊藤超短波株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114258

【弁理士】

【氏名又は名称】福地 武雄

(72)【発明者】

【氏名】西田 裕二

(72)【発明者】

【氏名】今泉 真之介

【テーマコード（参考）】

4C053

【Ｆターム（参考）】

4C053JJ01

4C053JJ05

4C053JJ18

4C053JJ24

(57)【要約】

【課題】電気刺激を付与する電流刺激装置において、電流を付与する電極の表面コート層の劣化を抑制し、皮膚面における障害を防止し、治療効率を向上させ、治療コストを抑制する機能を備えた装置を提供する。
【解決手段】本発明に基づく電流刺激装置は、電気刺激を付与する電流刺激装置であって、電気刺激を付与する治療電流を出力する複数の電極が接続される複数の出力端子と、電極と出力端子を接続するケーブルと、治療電流を生成する波形生成部と、波形生成部を制御する制御部を備えるとともに、波形生成部は、電気刺激が出力されないときは、出力端子間を接続する回路部を備え、前記接続は治療電流を構成するパルス毎に実行されることを特徴とする。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気刺激を付与する電流刺激装置であって、
前記電気刺激を付与する治療電流を出力する複数の電極が接続される複数の出力端子と、
前記複数の電極と前記複数の出力端子を接続するケーブルと、
前記治療電流を生成する波形生成部と、
前記波形生成部を制御する制御部を備え、
前記波形生成部は、前記電気刺激が出力されないときは、前記出力端子間を接続する回路部を備え、
前記接続が前記治療電流を構成するパルス毎に実行されることを特徴とする電流刺激装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記出力端子間の接続を、前記治療電流に応じて選択的に制御することを特徴とする請求項１記載の電流刺激装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、人体の肌面もしくは経皮的に電流刺激を与える物理療法に使用される電流刺激装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、美容効果を得ることや筋肉のコリや疲れの解消、または疼痛緩和や、筋緊張緩和、組織修復といった治療を目的として人体の肌面に刺激を与える様々な装置が提案されている。例えば、刺激として電気信号による電流刺激を与えるものとしては、低周波電気信号を生体に供給することで疼痛や運動機能改善等の治療効果を得る治療器や、筋肉刺激による運動効果が得られるいわゆるＥＭＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｍｕｓｃｌｅ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）機器がある。また、電流刺激として経皮的電気刺激や高電圧刺激法（ハイボルテージ）、微弱電流（マイクロカレント）といった各々の生体に対する効果に違いがある各種方法があり、治療や美容といった各種目的に応じて選択される。

【0003】

例えば特許文献１では、創傷の治癒促進のために、微弱電流を、電極を通じて創傷部に流す電流刺激治療器に関するものであり、矩形波のパルス電流を一定の周期で繰り返し流し、電気刺激終了後は、陽極と陰極をシャントする機構を備える技術が開示されている。これは、組織再生の芽となる肉芽組織の基盤となる繊維芽細胞が、シャントにより、陰極側に移動し、創傷治癒が促進される効果を目的としたものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－１７７１０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１では、治療するために使用される電流（以下、治療電流という）として単極性のパルスが繰り返し使用され、治療終了後にシャントを行うことになる。この場合、治療時間の分だけ陽極側に負電荷、陰極側に陽電荷が見かけ上、蓄積していく。一方、このような電流刺激装置にはパッド型の電極が使用され、その材質として金属材に加え、表面コート層に導電性ゲル等の電解質が使用される。ここで治療電流によって各電極において、電極を構成する部材や人体に蓄積された電荷（以下、残留電荷という）によって、電極を構成する化合物や電解質の電気分解が例えば表面の導電性ゲル等で発生し、電気分解で生じた電解生成物によって、陽極側において酸性度が上昇し、陰極側においてアルカリ度が上昇するといった、ｐＨ値が変化することが明らかになっている。この現象によって電極表面コート層が変質し、電極が接触する皮膚面において、酸またはアルカリによる炎症や火傷などの障害が生じることが考えられる。すなわち電気化学的な作用による皮膚表面へのダメージが問題となる。

【0006】

このような電流刺激に使用される電極や導電性部材であって、人体に接触して治療電流を提供する電極や導電性部材、あるいは当該電極や導電性部材を含んで構成されるものを導子と称する。このような残留電荷による不具合は肌に直接接触する上記の導電性ゲルに限らず、パッド型の電極を構成する種々の材料にも発生しうる。例えば導子に使用される導電性の接着剤や導電部材をコートするコート層でも発生し、接着力の低下やコート層が劣化してはがれるなどの不具合が発生し、導子の性能劣化や導子の寿命低下を招いている。電極を構成する部材や材料において、或いは上記の導電性ゲル等の人体に接触する物質において生じた生成物は上記の電気分解が発生しなかった他の部材や材料に作用してこれらを劣化させるなどの悪影響を及ぼす場合もある。このような状態では所望の治療電流が適切に人体に供給されず、十分な治療が得られないなど、治療効率が低下する不具合が発生していた。このために残留電荷の影響を受けない材料を選定するか、接着力の低下やコート剥がれが発生する前に導子を早期に交換するなどの対策が必要で導子や治療のコストアップを誘発していた。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を解決するために、本発明に基づく電流刺激装置は、電気刺激を付与する電流刺激装置であって、前記電気刺激を付与する治療電流を出力する複数の電極が接続される複数の出力端子と、前記複数の電極と前記複数の出力端子を接続するケーブルと、前記治療電流を生成する波形生成部と、前記波形生成部を制御する制御部を備え、前記波形生成部は前記電気刺激が出力されないときは、前記出力端子間を接続する回路部を備え、前記出力端子間の接続が前記治療電流を構成するパルス毎に実行されることを特徴とする。

【0008】

また、前記制御部は、前記出力端子間の接続を、前記治療電流に応じて選択的に制御することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

上記構成を有する本発明は、単極性パルスを使用する場合には、パルス出力毎に使用する電極間を電気的に直接または間接的に接続する機能を有効にすることで、電極に使用されるコート層や導電性電解質の電気分解を抑制し、それによって生じる酸性又はアルカリ性成分による火傷等皮膚障害あるいは上記の電極自体に対する悪影響による劣化を防止することが可能になる。

【0010】

さらに導子に発生する不具合を回避して治療効率の低下を防ぐとともに、導子に使用する部材や材料の選択肢を増やして導子のコストアップを防ぐだけでなく、導子の寿命の低下を防いで治療のコストアップを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態の電流刺激装置の構成図である。

【図2】本発明の実施形態の電流刺激装置の本体のブロック図である。

【図3】本発明の実施形態の電流刺激装置の出力電流とシャント機能の動作タイミング説明図である。

【図4】本発明の実施形態の電流刺激装置において正極性パルスを治療電流として使用する場合の動作説明図である。

【図5】本発明の実施形態の電流刺激装置において負極性パルスを治療電流として使用する場合の動作説明図である。

【図6】本発明の実施形態の電流刺激装置のシャント機能を実現する回路の一例を示す回路図である

【図7】本発明の実施形態の電流刺激装置のシャント機能を実現する回路の別の一例を示す回路図である

【図8】本発明の第２の実施形態の電流刺激装置においてシャント機能制御を説明する動作説明図である。

【図9】本発明の第２の実施形態の物理療法機器の単極性パルスと双極性パルスを両方治療電流として使用する場合の動作を説明する動作説明図である。

【図10】本発明の第２の実施形態の電流刺激装置において別の波形の双極性パルスを治療電流として使用する場合の動作説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の電流刺激装置１であり、本体１１と一対の電極１２、接続ケーブル１３からなる。本体１１は、治療に必要な電気刺激を与える治療電流を生成するとともに治療電流の振幅・波形や供給時間等のパラメータによって治療電流を制御する機能を備えている。電極１２は、人体の治療を必要とする部位（以下、治療箇所とする。）に電気刺激を供給できるように、一般的にはパッド型の電極が採用される。パッド型電極には導電性のゲルが塗布され、導電性が確保されるとともにその粘着力で治療箇所にパッドを固定する。本体１１と電極１２とは接続ケーブル１３で接続される。電極１２は１対のパッド型電極で構成される場合を記載しているが、これに限らず、３つ以上のパッド型電極で構成されてもよいし、さらにそれらが複数対あってもよい。または、１対の電極１２を複数対使用するような構成でもよい。

【0013】

図２は本体１１を説明するブロック図である。本体１１には波形生成部１１１、制御部１１２、ユーザーインタフェース部（ユーザーＩＦ部）１１３を備え、出力端子Ａ１４と出力端子Ｂ１５に接続された接続ケーブル１３で一対の電極１２が本体１１に接続される。ユーザーインタフェース部１１３では、使用者が治療電流の波形、強度、治療時間等を設定し、各設定値を制御部１１２に伝える。制御部１１２ではその設定値をもとに波形生成部１１１に治療電流となる電気刺激を生成するように波形生成部１１１に指示が行われる。波形生成部１１１では制御部１１２からの指示に従い、ユーザーインタフェース部１１３で設定された設定値に従って治療電流波形を生成する。治療電流は出力端子Ａ１４と出力端子Ｂ１５から接続ケーブル１３を通じ、電極１２によって治療箇所に供給される。

【0014】

波形生成部１１１は治療電流として図３のような単極性パルスの出力電流Ｉを生成する。出力電流Ｉは複数の矩形バルスで構成されている。電流の絶対値を本明細書では単に電流値と称するとすると、出力電流Ｉには、電流値が大きい状態と小さい状態があり、電流値が大きい状態をＨｉｇｈ、逆に小さい状態をＬｏｗと称する。図３のように単極性パルスである出力電流ＩがＬｏｗになった、すなわち出力電流Ｉの電流の絶対値（以降、「電流値」等と記述する）について、電流値が小さくなったあるいはゼロのときには、出力端子Ａ１４と出力端子Ｂ１５が後述するように電気的に、直接または間接的に接続されて（以降、「シャントする」等と記述する）、結果的に一対の電極１２間に溜まった電荷を放電または中和する機能が働き、Ｈｉｇｈ時にはシャントをしないように、パルス毎のシャントを実行しており、図３でシャント機能のＯＮ／ＯＦＦで表している。後述のように本動作は治療用の単極性パルスの出力電流Ｉを利用して波形生成部１１１において実現している。

【0015】

図３の動作を実現するために、波形生成部１１１において、図４のように、出力電流Ｉである、治療電流を利用したシャント動作を、スイッチング素子を用いて実現する。この動作を実現する部分が回路部であり、以下シャント回路と称する。図４で表しているように入力の正極パルスがＨｉｇｈのときにＯＦＦとなり、出力端子Ａ１４と出力端子Ｂ１５がシャントされて、すなわち一対の電極１２間がシャントされて出力電流ＩがＬｏｗ（０Ｖ）の場合に、溜まった電荷、すなわち残留電荷を逃がすように、ＯＮとなる極性のスイッチング素子を用いたシャント回路Ａ４１であれば１個の素子で実現可能である。この場合、治療電流のパルスがＨｉｇｈの時以外は、スイッチング素子はＯＮになるので、電極間がシャントされ、電極間の電位は同じ電位を維持できる。一方、入力が負極性パルスの時は、図５のようにＨｉｇｈ（０Ｖ）のとき、すなわち出力電流Ｉの絶対値である電流値が小さいまたはゼロのときに溜まった電荷を逃がすようにＯＮとなり、ＬｏｗのときにＯＦＦとなる極性のスイッチング素子を用いたシャント回路Ｂ５１を使用すればよい。

【0016】

治療電流として単極性のパルスが繰り返し使用され、治療終了後にシャントを行うことになる。この場合、治療時間の分だけ陽極側に負電荷、陰極側に陽電荷が見かけ上、蓄積していく。一方、このような電流刺激装置にはパッド型の電極が使用され、その材質として金属材に加え、表面コート層に導電性ゲル等の電解質が使用される。ここで治療電流によって各電極において、電極を構成する部材や人体に蓄積された電荷（以下、残留電荷という）によって、電極を構成する化合物や電解質の電気分解が、例えば表面の導電性ゲル等で発生し、電気分解で生じた電解生成物によって、陽極側において酸性度が上昇し、陰極側においてアルカリ度が上昇するといった、ｐＨ値が変化することが明らかになっている。この現象によって電極表面コート層が変質し、電極が接触する皮膚面において、酸またはアルカリによる炎症や火傷などの障害が生じることが考えられる。すなわち電気化学的な作用による皮膚表面へのダメージが問題となる。

【0017】

このような電流刺激に使用される電極や導電性部材であって、人体に接触して治療電流を提供する電極や導電性部材、あるいは当該電極や導電性部材を含んで構成されるものを導子と称する。このような残留電荷による不具合は肌に直接接触する上記の導電性ゲルに限らず、パッド型の電極を構成する種々の材料にも発生しうる。例えば導子に使用される導電性の接着剤や導電部材をコートするコート層でも発生し、接着力の低下やコート層が劣化してはがれるなどの不具合が発生し、導子の性能劣化や導子の寿命低下を招いている。電極を構成する部材や材料において、或いは上記の導電性ゲル等の人体に接触する物質において生じた生成物は上記の電気分解が発生しなかった他の部材や材料に作用して、これらを劣化させるなどの悪影響を及ぼす場合もある。このような状態では、所望の治療電流が適切に人体に供給されず、十分な治療が得られないなど、治療効率が低下する不具合が発生していた。このために残留電荷の影響を受けない材料を選定するか、接着力の低下やコート剥がれが発生する前に導子を早期に交換するなどの対策が必要で導子や治療のコストアップを誘発していた。

【0018】

このような構成により、単極性パルスを治療電流として使用した場合に、一対の電極１２間に電荷が溜まることによる電極に使用される導電性接着剤やコート層、あるいは導電性ゲルの電気分解が発生することを抑止し、火傷等の障害を防ぐことができる。また、電極１２のコストアップを防ぎ、寿命を低下させることがなく、治療効率の低下を防ぐことができる。

【0019】

さらに、上記シャント回路を入れることで、単極性パルスの治療電流を流す治療開始前から治療後まで、シャント機能が動作することになり、治療電流が流れている間を除いて、一対の電極１２同士は常に電気的に、直接または間接的に接続されて同電位となり、さらに電極１２間に電荷が溜まることによる静電気発生を抑止し、安全な治療が可能となる。

【0020】

図６は図４で説明した動作機能を具体的な回路構成として実現した場合となる。波形生成部を構成する回路のうち、出力側の回路であって、単極性パルスとして正極パルスとした場合のパルス毎のシャント動作を実現する回路部は、シャント回路Ｃ６１で示される。制御部からの正極パルス入力Ｉｐに従い、トランジスタＢ６１５、トランジスタＣ６１７、抵抗Ｂ６１６からなるスイッチング回路によって、Ｖｃｃの出力が電極１２に正極の単極性パルス出力として現れる。ここで、制御部からの正極パルス入力Ｉｐは、まず抵抗Ｃ６１８、コンデンサ６１９からなる遅延回路６２によって時定数の分だけ遅延され、シャント回路Ｃ６１では、反転素子６１１によって反転され、シャントを実行するスイッチング素子であるトランジスタＡ６１２のベースに入力される。従って、正極パルス入力ＩｐがＨｉｇｈのときには、トランジスタＡ６１２はＯＦＦになり、電極１２側にＶｃｃがそのまま出力として現れ、正極パルス入力ＩｐがＬｏｗのときに、トランジスタＡ６１２はＯＮになり、電極側の出力がＧＮＤに接続され、溜まった電荷が放電または中和される。シャント動作を実現する回路は電極１２同士を直接、あるいは接地を介し間接的に接続する構成でもよいが、不測の事態に備えて保護手段である保護回路を設けてもよい。例えば図６のシャント回路Ｃ６１内には、図のように単なるショートにするのではなく保護回路として保護抵抗となる抵抗Ａ６１３が設けている。また、出力と放電が同時にＯＮとなり、部品破損、未通電状態になることを防止するために、出力ＯＮが優先となる保護ダイオードＡ６１４を設けている。このような保護回路を設けることで素子を保護しつつ確実に電荷を放電することが可能となる。すなわち、一対の電極１２はスイッチング素子によって直接、あるいは保護回路や保護手段を介して間接的に電極間が接続されることになる。このように一対の電極１２同士をシャントするスイッチング素子をシャント用スイッチング素子という。図６では、トランジスタＡ６１２がシャント用スイッチング素子に該当する。図６では回路構成上は、Ｖｃｃの電流をオンオフするスイッチング素子であるトランジスタＣ６１７とトランジスタＡ６１２は反転素子６１１がなければ同時にスイッチングすることになる。そのために反転素子６１１を使用してトランジスタＣ６１７とトランジスタＡ６１２のオンオフ動作が逆になるように制御しているが、本発明はこれに限定されず、シャントを行うスイッチング素子としてトランジスタＣ６１７と回路構成上で逆のスイッチングになるようなトランジスタを図６のトランジスタＡ６１２の代わりに使用してもよい。例えば両方ともＰＮＰトランジスタを採用することが考えられる。回路構成上逆のスイッチングとなるトランジスタでは、正極パルス入力ＩｐがＬｏｗの場合にオンになるので、別途反転素子６１１が不要で回路構成の簡略化に有効である。さらに図６では治療電流としてＶｃｃが電極１２に供給されるが、Ｖｃｃを昇圧または降圧するアンプを設けて治療電流として使用することもできる。あるいはトランジスタＣ６１７を使用してオンオフを行って治療電流を供給するのではなく、任意に出力電流を作成できるＰＷＭなどを使用して治療電流を供給してもよいがこの場合は、治療電流のＨｉｇｈとなる場合にシャントがオフとなり治療電流がＬｏｗとなるときにシャントがオンとなるように治療電流を降圧または昇圧した信号を、必要なら反転して、シャントを実行するスイッチング素子であるトランジスタのベースに入力することで本発明のシャントが実行できる。

【0021】

電極が複数対すなわち、多出力のチャンネル構成の場合は、各出力間の通電時治療電流の干渉を防止する必要があり、チャンネル毎に絶縁が必要となる。この場合、放電は出力側の回路で行う必要があり、絶縁を保つために放電のシャント回路の制御信号と出力回路での絶縁が必要になる。図７では、トランス７１２、トランジスタＤ７１５からなるスイッチング回路素子でＶｃｃの出力が制御部からの正極パルス入力Ｉｐでスイッチングされて出力端子Ａ１４および出力端子Ｂ１５に接続された電極１２に正極の単極性パルス出力として現れる。シャント回路Ｄ７１はシャント用スイッチング素子として光デバイス７１１単体によってあるいは光デバイス７１１を含んだ回路部として実現され、絶縁は維持される。図６と同様に保護抵抗である抵抗Ｄ７１３が設けられ、また出力と放電が同時にＯＮとなり、部品破損、未通電状態になることを防止するために、出力ＯＮが優先となる保護ダイオードＢ７１４を設けている。このような保護回路を設けることで素子を保護しつつ確実に電荷を放電または中和することが可能となる。以上のように治療電流を使用してまたは治療電流を生成する信号、例えば正極パルス信号Ｉｐを使用してシャント素子のオンオフを実行してもよいが、これに本発明は限定されず、少なくとも治療電流に同期した信号であってシャントを実行するスイッチング素子の制御を行う信号を別途用意してスイッチングの制御を行ってもよい。

【0022】

（第２の実施形態）
別の実施形態である本実施形態では、図１の装置構成図、図２のブロック図は同様であるが、シャント機能を制御する構成が異なる。治療電流をシャント回路のスイッチングに利用する第１の実施形態と異なり、図８のようにスイッチング素子を有するシャント回路Ｅ８１のスイッチングは別途制御部からのスイッチング制御信号８２に基づいて独立に行われるものである。この場合、治療電流として単極性パルスと双極性パルスといった治療電流の種類に基づいて、各々個別にシャント機能の実行を制御することが可能となる。例えば、図３のように単極性パルスを使用する場合は、パルス毎にシャントが実行されるように、出力電流ＩがＬｏｗとなることに同期して、シャント回路Ｅ８１によって出力端子Ａ１４と衆力端子Ｂ１５が電気的に接続されるような制御信号８２をシャント回路Ｅ８１に供給すればよい。図８では仮にシャント回路Ｅ８１に、制御信号がＨｉｇｈの時にシャントが実行されるスイッチング素子が使用されている場合であり、使用する制御信号８２としては出力電流Ｉと逆位相の信号を使用している。逆に制御信号がＬｏｗの時にシャントが実行されるようなスイッチング素子が使用されている場合は制御信号８２としては出力電流Ｉと同位相の信号を使用することもできる。

【0023】

例えば、図９のように、単極性パルスで治療を行い、その後双極性パルスで治療を行うようなケースの場合、双極性パルスの場合は、単極性パルスと異なり、正負が交互に電極に印加されることから電気分解が発生しない、もしくは発生しても単極性パルスの場合よりも残留電荷が発生しにくく、残留電荷による影響は少ないと考えられ、単極性パルスのようなパルス毎のシャントは必要なく、例えば創傷治癒の促進のための治療終了後のシャントを行えば十分と考えられる。このような場合、単極性パルスを出力中は、第１の実施形態のようにパルス毎にシャント回路が動作するように制御を行い、双極性パルスを出力後に、シャント回路を１回動作させることになる。

【0024】

具体的な動作として図９のように単極性パルスと双極性パルス両方が使用される場合は、単極性パルスの出力電流Ｉが出力されている場合は、シャント回路Ｅ８１によってパルス毎のシャントを実行し、双極性パルスの出力電流Ｉが出力されている場合はシャント回路Ｅ８１によるシャントは行わず、治療後にシャントを実行することができる。仮にシャント回路Ｅ８１に、制御信号がＨｉｇｈの時にシャントが実行されるスイッチング素子が使用されて場合では、双極性パルスの出力電流Ｉによる治療中は、制御信号８２はＬｏｗに維持され、治療後、すなわち出力電流Ｉの供給が停止されるとＨｉｇｈとなる制御信号８２を使用することができる。逆に制御信号がＬｏｗの時にシャントが実行されるようなスイッチング素子が使用されている場合では、双極性パルスの出力電流Ｉによる治療中に制御信号８２はＨｉｇｈに維持され、治療後、すなわち出力電流Ｉの供給が停止されるとＬｏｗとなる制御信号８２を使用することができる。このように、治療後にシャントを行う場合は、出力電流Ｉが停止後からシャントを実行するまでの時間（図９の時間Ｔ）をパラメータの一つとして使用することもできる。時間Ｔは、治療電流の出力時間が満了後、あるいは出力電流Ｉの最後のパルスの出力後からの経過時間ということもできる。時間Ｔは別途使用者がユーザーインタフェース部１１３によって設定できるような構成でもよい。

【0025】

第２の実施形態においては、このようなシャント回路の動作を出力パルスによって制御できる。従って、単極性パルスによって創傷治療を行う機器もあれば、他の機能例えば双極性パルス低周波電流刺激による疼痛緩和も備えた複数の機能を備えた機器への対応も可能となる。このような複数機能を備えた電流刺激装置の場合、制御部は使用するパルスによって、シャント機能を都度行う／治療終了後に行う／行わない等、切り替えることが望ましい。

【0026】

制御部が行うシャントの制御として、より具体的にはシャントの使い方として、シャントなし、図３のようなパルス毎にシャントを行うパルス毎シャント、治療電流（出力電流Ｉ）を出力中はシャントを行わないが治療後にシャントを行う治療後シャント、あるいは治療電流の出力中に定期的に治療電流の出力を停止してシャントを行う定期的シャントなどが考えられ、それぞれをシャントモードと称すると、シャントなしを第１のシャントモード、パルス毎にシャントを行うモードを第２のシャントモード、治療中にシャントを行わずに治療後にのみシャントを行うモードを第３のシャントモード、治療中において、パルスにかかわらず定期的にシャントを行うモードを第４のシャントモードと称することができる。本発明はこれに限定されずその他のシャントモードも、シャントのタイミング、すなわち、いつシャントを実行するか、例えば上記の時間Ｔを示す情報などのパラメータにより種々のシャントシャントモードを使用することができる。本実施の形態では、制御信号８２によってシャントモードを治療によって使用者が選択可能としてもよいし、治療方法、すなわち使用する治療電流に応じてシャントモードが自動的に切り替わる動作としてもよい。あるいは複数のシャントモードを使い分ける組み合わせを自由に設定してもよい。例えば図３のようなリハビリテーション用として単極性パルスが選択された場合は、制御部１１２は第２のシャントモードをシャント回路Ｅ８１に実行させる制御信号８２をシャント回路Ｅ８１に出力してもよい。あるいは両極性パルスが出力される場合は、制御部１１２は第１のシャントモードをシャント回路Ｅ８１に実行させる、すなわちシャントが起きない制御信号８２をシャント回路Ｅ８１に出力してもよい。

【0027】

このほか、特定の治療目的によって、シャントモードが自動的に設定されて実行される構成でもよい。例えば図３のような単極性パルスを出力する場合であっても、筋収縮を発生させる治療電流の場合では、自動的に制御部１１２はパルス毎シャントである第２のシャントモードを実行できる制御信号８２を生成してシャント回路Ｅ８１に送信してパルス毎のシャントを実行してもよい。一方で図３のような単極性パルスであっても筋収縮が起きないような電流値である場合、例えば微弱電流使用する褥瘡治療のような場合では第３のシャントモードで治療後にシャントを実行することでもよい。具体的にはユーザーインタフェース部１１３によって単極性パルスが選択され、出力値が事前に定めた特定の値、例えば閾値を超えた場合では制御部１１２は第２のシャントモードを選択し、閾値を超えない場合では制御部１１２は第３のシャントモードを選択して、それぞれのシャントモードに対応したシャントをシャント回路Ｅ８１に実行させる制御信号８２をシャント回路Ｅ８１に供給するような構成でもよい。

【0028】

なお、双極性パルスとして図９では正極性の電流の後に直ちに負極性の電流が出力され、続けて直ちに正極性の電流が出力されるパルスを例に挙げて説明している、つまり、プラスのＨｉｇｈの後にマイナスのＨｉｇｈ、続けてプラスのＨｉｇｈ、マイナスのＨｉｇｈが繰り返されるパルス列を例に挙げているが本発明はこれに限定されず、図１０のようなパルス列であってもよい。すなわち、プラスのＨｉｇｈ、マイナスのＨｉｇｈ、Ｌｏｗで構成されるパルスを繰り返して使用する治療電流であってもよい。この場合にシャントは図９のように出力電流Ｉの後に実行されてもよいが、出力電流ＩがＬｏｗの時に実行してもよい。両極性パルスの場合は、残留電荷が発生しにくいが、電極や導子に使用する材料によっては電流の向きに対して抵抗値が異方性を有する場合は、両極性であっても残留電荷は多少なりとも発生する可能性があるために、出力電流ＩがＬｏｗとなるタイミングでシャントを行う制御を行う方がより望ましい。例えば両極性パルスとして、マイナスのＨｉｇｈ、プラスのＨｉｇｈ、Ｌｏｗで構成されるパルスが繰り返される治療電流であってもよく、プラスのＨｉｇｈ、Ｌｏｗ、マイナスのＨｉｇｈで構成されるパルスが繰り返して使用される治療電流であってもよく、マイナスのＨｉｇｈ、Ｌｏｗ、プラスのＨｉｇｈで構成されるパルスが繰り返して使用される治療電流であってもよく、プラスのＨｉｇｈ、Ｌｏｗ、マイナスのＨｉｇｈ、Ｌｏｗで構成されるパルスが繰り返して使用される治療電流であってもよく、マイナスのＨｉｇｈ、Ｌｏｗ、プラスのＨｉｇｈ、Ｌｏｗで構成されるパルスが繰り返して使用される治療電流であってもよく、Ｌｏｗの状態でシャントを実行する制御であってもよい。このようなＬｏｗの状態でのシャントは、Ｌｏｗの度に行ってもよいが、一つのパルスに複数のパルスが存在する場合はその少なくとも一つでパルスを実行してもよい。すなわち、治療電流が出力されている間の、あるいは治療中の、治療電流がＬｏｗとなる状態の少なくとも一つでシャントがされるような制御を行ってもよい。また、上記において、例えば図１０では出力電流Ｉが一度ＬｏｗとなるとそのＬｏｗの間は常にシャントされている例を挙げているが本願はこれに限定されず、一度Ｌｏｗとなる期間の例えば５０％の時間でシャントされるような制御を行ってもよい。換言すると治療電流がＬｏｗとなる期間の少なくとも一部でシャントがされているとともに、治療電流が出力されている間は当該シャントがパルス毎に繰り返して実行される制御であってもよい。

【0029】

上記の制御信号８２は、通常ＨｉｇｈとＬｏｗの２値の信号が使用される。例えば制御信号８２がＨｉｇｈの時にシャントが実行されるが、逆に制御信号８２がＬｏｗの時にシャントが実行されてもよく、治療電流の電流値が小さいまたはゼロのときにシャントが実行されていればよい。ただし、本体１１の電源投入直後や電源オフの後、治療終了後である治療電流出力停止後、あるいは静電気の発生しやすい環境での使用などにより、１対の電極１２間に不測の電圧が発生する場合がある。この場合は静電気放電などの不快を感じ問題が発生しうる。または本体１１のエラー等により制御部１１２が出力の停止を波形生成部１１１に指示しても波形生成部１１１の暴走等により治療電流を制御できなくなった時など、あるいは制御部１１２の故障などにより制御信号８２が出力されていない場合には使用者に予期しない電流が流れて使用者が不快を感じる、あるいは当該予期しない電流による火傷等が発生するなどの問題が発生しうる。そこで、制御信号８２がＨｉｇｈでない場合あるいはＬｏｗの場合にオンとする極性のスイッチング素子をシャント用スイッチング素子として使用することが望ましい。このような構成では、本体１１の電源投入直前・直後、電極１２に静電気が生じた場合、あるいは本体１１が故障して制御信号８２が出力されない場合となってもシャント用スイッチング素子はオンとなって一対の電極１２間がシャントされて一対の電極１２間の電圧が発生せず、使用者に予期しない電流が流れることがなく、安全で不快を感じない治療器が実現できる。

【0030】

ただしシャントモードの設定はこれに限定されず、治療目的に応じて制御部１１２がシャントモードを自動で設定するような構成でもよい。例えば使用者がユーザーインタフェース部１１３に表示された、リハビリや褥瘡治療あるいは疼痛治療をなどの治療目的を選択すると、それに応じて、制御部１１２は出力する治療電流、例えば単極性パルスや、単極性の微弱電流あるいは双極性パルスのＴＥＮＳなどの治療電流を特定するパラメータを波形生成部１１１に送信する。当該パラメータには、例えば使用する治療電流を特定するために必要な情報である、矩形波や正弦波等の出力される治療電流の種類、周波数。パルス幅、ＤＵＴＹ比、治療時間などのほかに、シャントモードとして上記のどのシャントモードを使用するかの情報が含まれる。使用されるシャントモードによって、シャントする時間やタイミングや、シャントの要否などの情報が含まれていてもよい。波形生成部１１１は当該パラメータに応じて治療電流を出力するとともに適切なシャントを実行することができる。シャントの要否やどのタイミングでシャントを実行するかの設定には専門知識が必要なので、治療電流とシャントモードの組み合わせが適切でないと、所望の治療効果が得られず治療効率が低下する不具合を誘発する。例えば図３のような単極性のパルスによって筋収縮を起こさせると、麻痺などの治療としてリハビリに使用するのに適している。この場合ではシャントモードしては第２のシャントモードが必要で、第３のシャントモードや第４のシャントモードでは上記の残留電荷による不具合が発生する。ところが治療目的によって適切なシャントモードが自動的に選択されるのでシャントに関する専門知識がなくても治療効率の低下がない好適な治療器を提供できる。

【0031】

あるいは出力される治療電流によってシャントモードが設定されてもよい。治療電流に応じて制御部１１２がシャントモードを自動で設定するような構成でもよい。例えば使用者がユーザーインタフェース部１１３に表示された、単極パルスや両極性パルス、微弱電流あるいはＴＥＮＳなどの治療電流を選択すると、それに応じて、制御部１１２は出力する治療電流、例えば単極性パルスや、単極性の微弱電流あるいは双極性パルスのＴＥＮＳなどの治療電流を特定するパラメータを波形生成部１１１に送信する。当該パラメータには、例えば周波数やパルス幅、ＤＵＴＹ比、治療時間などのほかに、シャントモードとして上記のどのシャントモードを使用するかの情報も含まれている。波形生成部１１１は当該パラメータに応じて治療電流を出力するとともに適切なシャントを実行することができる。シャントの要否やどのタイミングでシャントを実行するかの設定には専門知識が必要なので、治療電流とシャントモードの組み合わせが適切でないと、所望の治療効果が得られず治療効率が低下する不具合を誘発する。例えば図３のような単極性のパルスによって筋収縮を起こさせることは、麻痺などの治療としてリハビリテーションに使用するのに適しているが、この際に使用されるシャントモードしては第２のシャントモードが必要であり、第３のシャントモードや第４のシャントモードでは上記の残留電荷による不具合が発生する。ところが治療電流によって適切なシャントモードが自動的に選択されるのでシャントに関する専門知識がなくても治療効率の低下がない好適な治療器を提供できる。

【0032】

すなわち、上記構成を有する本発明は、パルスの種類（単極性パルスと、双極性パルス）と、治療目的に応じ、使用するパルスごとにパルスごとのシャント、治療後のシャント、シャント機能不使用を切り替えて使用することを可能にすることで、効率のよい治療が可能となる

【0033】

以上は、ただ本発明の好ましい実施形態に過ぎなく、本発明の保護範囲は、上記実施形態に限定されたものではなく、当業者により本発明で開示された内容に基づき作られた同等の各種の改良または変形は、すべて本願の特許請求の範囲に含まれている。例えば上記では主に創傷治療と疼痛緩和の電気刺激だが、他にハイボルテージ等別の電流刺激との組み合わせでもよい。

【符号の説明】

【0034】

１ 電流刺激装置
１１ 電流刺激装置本体、本体
１２ 電極
１３ ケーブル、接続ケーブル
１１１ 波形生成部
１１２ 制御部
１１３ ユーザーインタフェース部
１４ 出力端子Ａ
１５ 出力端子Ｂ
４１ シャント回路Ａ
５１ シャント回路Ｂ
６１ シャント回路Ｃ
６２ 遅延回路
６１１ 反転素子
６１２ トランジスタＡ
６１３ 抵抗Ａ
６１４ ダイオードＡ
６１５ トランジスタＢ
６１６ 抵抗Ｂ
６１７ トランジスタＣ
６１８ 抵抗Ｃ
６１９ コンデンサ
７１ シャント回路Ｄ
７１１ 光デバイス
７１２ トランス
７１３ 抵抗Ｄ
７１４ ダイオードＢ
７１５ トランジスタＤ
８１ シャント回路Ｅ
８２ 制御信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】