電子治療器及び、電子治療器の断線スパーク検出回路
【課題】導子のケーブル部分が断線した際に生じるスパークノイズのみを確実に検知することができる電子治療器の断線スパーク検出回路を提供する。
【解決手段】導子が受ける治療対象からの反射電力の大きさを計測する整合状態検出手段と、治療に用いる所定の電気信号を発生する信号発生手段１２の出力側に、ブリッジ回路と、ブリッジ回路の一辺を構成するインピーダンス素子として機能する入力インピーダンスを有し、出力インピーダンスが前記導子側のインピーダンスと整合するように出力インピーダンスの値が調整されるインピーダンス整合手段１４と、ブリッジ回路の閉回路の他方の対角辺として挿入される電流検出手段１３と、電流検出手段１３の出力から出力線の断線時に生ずるスパークノイズの周波数成分を抽出するフィルタ手段１６と、前記フィルタ手段１６の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあるか否かを判定する制御手段１８とを有する。
【解決手段】導子が受ける治療対象からの反射電力の大きさを計測する整合状態検出手段と、治療に用いる所定の電気信号を発生する信号発生手段１２の出力側に、ブリッジ回路と、ブリッジ回路の一辺を構成するインピーダンス素子として機能する入力インピーダンスを有し、出力インピーダンスが前記導子側のインピーダンスと整合するように出力インピーダンスの値が調整されるインピーダンス整合手段１４と、ブリッジ回路の閉回路の他方の対角辺として挿入される電流検出手段１３と、電流検出手段１３の出力から出力線の断線時に生ずるスパークノイズの周波数成分を抽出するフィルタ手段１６と、前記フィルタ手段１６の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあるか否かを判定する制御手段１８とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子治療器に係り、特に電子治療器及び、電子治療器の断線スパーク検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子治療器は、直流または交流（高周波）の電気信号を発生する装置本体と、装置本体で発生した電気信号を生体に加える導子から基本的に構成されている。導子は、電気信号を生体に出力する放射部（電極からなる。）と、放射部を本体側に接続するケーブル（出力線）とからなる。
導子は、使用者により乱暴に扱われることもあり、ケーブル部分の芯線が断線することもある。
そこで、導子の断線部分に発生するスパークをノイズとして検出するようにした電子治療器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２２１２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示す電子治療器の断線スパーク検出回路にあっては、導子のケーブル部分が断線した際に発生するスパークノイズを検出することはできるが、スパークノイズ以外の信号（例えば、携帯電話機で送受信される電波等）も誤検出される虞がある、という問題が有った。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、導子のケーブル部分が断線した際に生じるスパークノイズのみを確実に検知することができる電子治療器の断線スパーク検出回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明の電子治療器の断線スパーク検出回路は、治療に用いる所定の電気信号を発生する信号発生手段と、治療対象の患部に当てられて該信号発生手段から出力される電気信号を受けて温熱治療を行う導子とを備える電子治療器における、前記導子を構成する出力線の断線時に生ずるスパークノイズを検出する断線スパーク検出回路において、前記導子が受ける前記治療対象からの反射電力の大きさを計測する整合状態検出手段と、前記信号発生手段の出力側に、一つのインピーダンス素子を1辺とし、４辺で構成される閉回路の一方の対角辺の両端が接続されるブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の一辺を構成するインピーダンス素子として機能する入力インピーダンスを有し、出力インピーダンスが前記導子側のインピーダンスと整合するように前記出力インピーダンスの値が調整されるインピーダンス整合手段と、前記ブリッジ回路の前記閉回路の他方の対角辺として挿入される電流検出手段と、前記電流検出手段の出力から前記出力線の断線時に生ずるスパークノイズの周波数成分を抽出するフィルタ手段と、整合状態検出手段の検出出力に基づいて前記インピーダンス整合手段の出力インピーダンスを調整するための制御信号を前記インピーダンス整合手段に出力するとともに、前記フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあるか否かを判定する制御手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
上記構成の本発明の電子治療器の断線スパーク検出回路では、信号発生手段により出力された治療に用いる所定の電気信号は、一つのインピーダンス素子を1辺とし、４辺で構成される閉回路の一方の対角辺の両端が接続されるブリッジ回路、インピーダンス整合手段を介して治療対象の患部に当てられた導子に供給される。
【０００７】
インピーダンス整合手段は、前記ブリッジ回路の一辺を構成するインピーダンス素子として機能する入力インピーダンスを有し、出力インピーダンスが前記導子側のインピーダンスと整合するように前記出力インピーダンスの値が前記整合状態検出手段の検出出力に基づいて制御手段により調整される。
一方、前記ブリッジ回路の前記閉回路の他方の対角辺として電流検出手段が挿入されており、通常の動作状態では、すなわち、インピーダンス整合手段により導子側とのインピーダンスの整合が取られている状態下では、前記ブリッジ回路は平衡状態にあり、上記電流検出手段には、電流は流れない状態にある。
【０００８】
ここで、導子の出力線（ケーブル）が断線し、出力線にスパークノイズが発生すると、インピーダンス整合手段を介して電流検出手段にスパークノイズを含む電流が流れる。フィルタ手段は、この電流のうち、検出対象であるスパイクノイズの電流成分のみを取り出し、制御手段に出力する。
制御手段は、フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあるか否かを判定する。
したがって、導子のケーブル部分が断線した際に生じるスパークノイズのみを確実に検出することができる。
【０００９】
また、本発明の電子治療器の断線スパーク検出回路は、さらに、断線が生じたことを報知する報知手段を有し、前記制御手段は、前記フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあると判定した場合には、前記報知手段を駆動することを特徴とする。
【００１０】
上記構成の本発明の電子治療器の断線スパーク検出回路では、さらに、断線が生じたことを報知する報知手段を有し、前記制御手段は、前記フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあると判定した場合には、報知手段を駆動する。報知手段としては、断線、未接続等を表示する表示手段、あるいは、断線状態を音、光などにより報知する報知器がある。
したがって、使用者に導子のケーブルが断線したことを確実に認識させることができる。
【００１１】
また、本発明の電子治療器は、治療に用いる所定の電気信号を発生する信号発生手段と、治療対象の患部に当てられて該信号発生手段から出力される電気信号を受けて温熱治療を行う導子と、該導子を構成する出力線の断線時に生ずるスパークノイズを検出する断線スパーク検出回路とを備える電子治療器であって、前記断線スパーク検出回路は、前記導子が受ける前記治療対象からの反射電力の大きさを計測する整合状態検出手段と、前記信号発生手段の出力側に、一つのインピーダンス素子を1辺とし、４辺で構成される閉回路の一方の対角辺の両端が接続されるブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の一辺を構成するインピーダンス素子として機能する入力インピーダンスを有し、出力インピーダンスが前記導子側のインピーダンスと整合するように前記出力インピーダンスの値が調整されるインピーダンス整合手段と、前記ブリッジ回路の前記閉回路の他方の対角辺として挿入される電流検出手段と、前記電流検出手段の出力から前記出力線の断線時に生ずるスパークノイズの周波数成分を抽出するフィルタ手段と、前記整合状態検出手段の検出出力に基づいて前記インピーダンス整合手段の出力インピーダンスを調整するための制御信号を前記インピーダンス整合手段に出力するとともに、前記フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあるか否かを判定し、断線状態であると判定した場合に、前記電気信号の出力を停止するように前記信号発生手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
上記構成の本発明の電子治療器では、信号発生手段により出力された治療に用いる所定の電気信号は、一つのインピーダンス素子を1辺とし、４辺で構成される閉回路の一方の対角辺の両端が接続されるブリッジ回路、インピーダンス整合手段を介して治療対象の患部に当てられた導子に供給される。
【００１３】
インピーダンス整合手段は、前記ブリッジ回路の一辺を構成するインピーダンス素子として機能する入力インピーダンスを有し、出力インピーダンスが前記導子側のインピーダンスと整合するように前記出力インピーダンスの値が前記整合状態検出手段の検出出力に基づいて制御手段により調整される。
一方、前記ブリッジ回路の前記閉回路の他方の対角辺として電流検出手段が挿入されており、通常の動作状態では、すなわち、インピーダンス整合手段により導子側とのインピーダンスの整合が取られている状態下では、前記ブリッジ回路は平衡状態にあり、上記電流検出手段には、電流は流れない状態にある。
【００１４】
ここで、導子の出力線（ケーブル）が断線し、出力線にスパークノイズが発生すると、インピーダンス整合手段を介して電流検出手段にスパークノイズを含む電流が流れる。フィルタ手段は、この電流のうち、検出対象であるスパイクノイズの電流成分のみを取り出し、制御手段に出力する。
制御手段は、フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあるか否かを判定し、断線状態であると判定した場合に、前記電気信号の出力を停止するように前記信号発生手段を制御する。
したがって、導子のケーブル部分が断線した際に生じるスパークノイズのみを確実に検出することができるとともに、導子のケーブル部分が断線した場合には治療に用いる電気信号の出力が停止されるので、安全の確保が図れる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明の電子治療器の断線スパーク検出回路によれば、検出された外来ノイズのうち、フィルタ手段によりスパークノイズのみを取り出すことができるので、導子のケーブルの断線状態を確実に検出することができる。
【００１６】
また、本発明の電子治療器の断線スパーク検出回路によれば、制御手段は、前記フィルタ手段の出力に基づいて導子のケーブル（出力線）が断線状態にあると判定した場合には、報知手段を駆動し、断線状態をユーザに知らせるようにしたので、ユーザに導子のケーブルが断線したことを確実に認識させることができる。
【００１７】
また、本発明の電子治療器によれば、検出された外来ノイズのうち、フィルタ手段によりスパークノイズのみを取り出すことができるので、導子のケーブル部分が断線した際に生じるスパークノイズのみを確実に検出することができ、さらに導子のケーブル部分が断線した場合には治療に用いる電気信号の出力が停止されるので、安全の確保が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の第１の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路の構成を図１に示す。同図において、電子治療器１は、信号発生器１０と、増幅器１１と、整合状態検出部１２と、電流検出部１３と、インピーダンス整合部１４と、増幅器１５と、バンドパスフィルタ１６と、波形整形回路１７と、制御回路１８と、操作部１９と、報知部２０と、インピーダンス整合部１４のコネクタ端子２１，２２に接続され治療対象の患部に当てられて信号発生器１０から出力される電気信号を受けて温熱治療を行う導子（図示せず）と、インピーダンス素子Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３及びインピーダンス整合部１４の入力インピーダンスＺinにより構成されるブリッジ回路とを有している。
【００１９】
信号発生器１０は、治療に用いる電気信号（例えば、２７．１２ＭＨzの高周波信号）を生成し、出力する。増幅器１１は、信号発生器１０から出力される電気信号を所定のレベルまで増幅する。信号発生器１０は、本発明の信号発生手段に相当する。
【００２０】
整合状態検出部１２は、増幅器１２から出力された電気信号をブリッジ回路、インピーダンス整合部１４を介して導子側に出力するとともに、導子側からの反射電力を計測し、計測した反射電力の大きさを制御回路１８に出力する機能を有している。この反射電力の大きさは、整合状態検出部１２に入力される増幅器１１の電力出力と、整合状態検出部１２から出力される電力との差をインピーダンス整合部１４が求めることにより計測される。整合状態検出部１２は、本発明の整合状態検出手段に相当する。
【００２１】
また、上記ブリッジ回路は、一つのインピーダンス素子を1辺とし、インピーダンス素子Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３及びインピーダンス整合部１４の入力インピーダンスＺinの４辺で構成される閉回路の一方の対角辺の両端、すなわち、インピーダンス素子Ｚ１，Ｚ２の直列回路の両端間が、信号発生器１０の出力側である整合状態検出部１２の出力側に接続されている。
【００２２】
また、上記ブリッジ回路の上記閉回路の他方の対角辺に、すなわち、インピーダンス素子Ｚ１，Ｚ２の接続点Ｐとインピーダンス素子Ｚ３とインピーダンス整合部１４の入力インピーダンスＺinとの接続点Ｑとの間に、電流検出部１３が挿入されている。
【００２３】
電流検出部１３の具体的構成を図２に示す。同図において、電流検出器１３は、上記ブリッジ回路における接続点Ｐ、Ｑ間に接続された発光ダイオード１３０と、エミッタが接地され、コレクタが抵抗Ｒ１を介して電源電圧Ｖ０の電源ラインに接続されるフォトトランジスタ１３１とからなるフォトカプラ１３で構成されている。フォトカプラ１３の出力端、すなわちフォトトランジスタ１３１のコレクタは増幅器１５の入力端に接続されている。電流検出部１３は、本発明の電流検出手段に相当する。
【００２４】
次に、インピーダンス整合部１４の具体的構成を図３に示す。同図において、インピーダンス整合部１４は、トランスＴ１を有している。トランスＴ１の一次側巻線の一端は接地され、他端は、インピーダンスＺjを介してブリッジ回路側のコネクタ端子２３に接続されている。コネクタ端子２３はインピーダンスＺiを介して接地されている。
【００２５】
トランスＴ１の二次側巻線は、インダクタＬ１、可変コンデンサＶＣ及びインダクタＬ２の直列回路を含んで構成され、一端がコネクタ端子２１に接続され、他端はコネクタ端子２２に接続されている。インピーダンス整合部１４は、本発明のインピーダンス整合手段に相当する。
【００２６】
また、インピーダンス整合部１４は、制御回路１８から出力される制御信号により可変コンデンサＶＣの回転軸を回転駆動するモータ１４０を有している。このモータは、本実施形態ではパルス信号により駆動されるステッッピングモータである。
【００２７】
インピーダンス整合部１４のコネクタ端子２１、２２には、電極３０Ａを有する（図では、概念的に一つしか示していないが、実際には一対の電極を有している。）導子３０のケーブル（出力線）３０Ｂ、３０Ｂが、着脱可能に接続できるようになっている。インピーダンスＺi、インピーダンスＺjは、一つまたは複数のインピーダンス素子で構成されている。
【００２８】
インピーダンス整合部１４のブリッジ回路側から見たインピーダンス、すなわち、コネクタ端子２３側から見た入力インピーダンスＺinは、図１におけるブリッジ回路を構成する他のインピーダンス素子Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３に対して、インピーダンスの値がＺ１×Ｚin＝Ｚ２×Ｚ３の関係を満たすようにインピーダンス整合部１４内の回路定数が選択されているものとする。
【００２９】
インピーダンス整合部１４のコネクタ端子２１、２２側から見た出力インピーダンスＺoutは、可変コンデンサＶＣの容量値を制御回路１８により制御することにより変更でき、導子３０の電極３０Ａが当てられる治療対象である生体の患部を含む導子３０側のインピーダンスに整合させるように制御されるようになっている。
【００３０】
増幅器１５は、電流検出部１３の出力を所定のレベルまで増幅する機能を有している。
また、バンドパスフィルタ１６は、導子３０のケーブル（出力線）３０Ｂが断線したときに、発生するスパークノイズが分布する周波数帯域、例えば、４０ＭＨzを中心周波数とした所定の帯域幅の信号を通過させる特性を有している。バンドパスフィルタ１６は本発明のフィルタ手段に相当する。
波形整形回路１７は、例えば、シュミットトリガー回路で構成されている。
【００３１】
操作部１９は、電子治療器の電源のＯＮ，ＯＦＦ操作や動作モード等を設定するための各種キーを有している。
報知部２０は、制御回路１８の制御下に導子のケーブルの断線状態を使用者に対し、ＬＥＤの点灯による表示、あるいは音響により報知する機能を有している。報知部２０は本発明の報知手段に相当する。
【００３２】
制御回路１８は、整合状態検出部１２の検出出力（反射電力の大きさ）に基づいてインピーダンス整合部１４の出力インピーダンスを調整するための制御信号をインピーダンス整合部１４に出力するとともに、バンドパスフィルタ１６の出力に基づいて導子３０の出力線３０Ｂが断線状態にあるか否かを判定し、導子３０の出力線３０Ｂが断線状態にあると判定した場合には、治療に用いる電気信号を出力するのを停止するように信号発生器１０を制御する機能を有している。
【００３３】
また、制御回路１８は、バンドパスフィルタ１６の出力に基づいて導子３０の出力線３０Ｂが断線状態にあると判定した場合には、報知部２０を駆動する機能を有している。制御回路１８は、本発明の制御手段に相当する。
【００３４】
整合状態検出部１２、インピーダンス整合部１４、ブリッジ回路、電流検出部１３、増幅器１５、バンドバスフィルタ１６、波形整形回路１７、制御回路１８及び報知部２０は、本発明の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路を構成している。
【００３５】
上記構成からなる本発明の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路の動作について説明する。まず、導子３０の出力線（ケーブル）３０Ｂがコネクタ端子２１、２２に接続され、導子３の電極３０Ａが治療対象である患部にあてられた状態で使用者が操作部１９を操作して、電源をＯＮにすると、制御回路１８は、整合状態検出部１２により計測された反射電力の大きさに基づいてその反射電力が最小となるように、すなわち、インピーダンス整合部１４内のモータ１４０を駆動し、可変コンデンサＶＣの回転軸を回転駆動させ、可変コンデンサＶＣの容量値を変更し、治療対象となる患部を含む導子３０側のインピーダンスとインピーダンス整合部１４の出力インピーダンスＺoutとが整合するようにモータ１４０を駆動制御する。このときに、制御回路１８により実行されるインピーダンス整合部１４の可変コンデンサＶＣの容量調整処理の内容を図４に示す。
【００３６】
図４において、まず、制御回路１８は患者の身体からの反射電力を検出するため、整合状態検出部１２から反射電力の大きさを入力する（ステップ４１）。そして、制御回路１８は制御回路１８が内蔵する予め決められたレジスタ（記憶領域）から前回得た反射電力の大きさを読み出し、先ほど入力した現在の反射電力の大きさと比較する（ステップ４２）。
【００３７】
制御回路１８は反射電力の大きさが前回よりも大きくなっていると判定した場合（ステップ４２で“Ｙｅｓ”と判定した）には、インピーダンス整合部１４の出力インピーダンスＺoutと、患者の患部を含む導子３０側のインピーダンスとの差分が大きくなっていると判断し、現状の可変コンデンサＶＣの容量値の増加、もしくは減少の方向を逆転させる必要があると判断してインピーダンス整合部１４内のモータ１４０を１ステップ反転させるようにモータ１４０に制御信号を出力する。
【００３８】
この結果、インピーダンス整合部１４内のモータ１４０の可変コンデンサＶＣを駆動するモータ１４０が１ステップ反転駆動される（ステップ４２）。
また、制御回路１８は反射電力の大きさが前回よりも大きくなっていないと判定した場合（ステップ４２で“Ｎｏ”と判定した場合）には、現在の反射電力の大きさが前回よりも小さくなっているか否かのチェックを行う（ステップ４６）。
【００３９】
また、制御回路１８は、反射電力の大きさが前回よりも小さくなっていると判定した場合（ステップ４６で“Ｙｅｓ”と判定した場合）には、インピーダンス整合部１４の出力インピーダンスＺoutと、患者の患部を含む導子３０側のインピーダンスとの差分が小さくなっているため現状のバリコンの容量変化を更に促進するべきであると判断し、インピーダンス整合部１４内のモータ１４０を１ステップ正転させるようにモータ１４０に制御信号を出力する。
【００４０】
この結果、この結果、インピーダンス整合部１４内のモータ１４０の可変コンデンサＶＣを駆動するモータ１４０が１ステップ反転駆動される（ステップ４７）。
また、制御回路１８は反射電力の大きさが前回よりも小さくなっていないと判定した場合（ステップ４６で“Ｎｏ”と判定した）には、反射電力が安定していると判断し、特にバリコンの容量を変化させる必要は無いと判断する。この処理において、制御回路１８は可変コンデンサＶＣの容量値を変化させて反射電力の大きさを調整し、反射電力が最も小さくなる可変コンデンサＶＣの容量値を探し出すように処理を行う。
【００４１】
次に、制御回路１８は、先ほど整合状態検出部１２から入力した反射電力の大きさを、先ほど前回の反射電力の大きさを読み出したレジスタにセットする（ステップ４４）。そして、制御回路１８は、この処理を終了し、待機する（ステップ４５）。
【００４２】
以上の制御回路１８により実行されるインピーダンス整合部１４の可変コンデンサＶＣの容量調整処理は、電子治療器に電源投入時にのみ実行するようにしてもよいし、電源投入時に加えて治療中に定期的に行うようにしてもよい。
このようにして、インピーダンス整合部１４の出力インピーダンスＺoutと、患者の患部を含む導子３０側のインピーダンスとの整合を取った状態で治療を開始する。
【００４３】
このような状態下で、導子３０の出力線（ケーブル）３０Ｂが断線し、スパークノイズが発生すると、電流検出部１４にスパークノイズによる電流（図５（Ａ）が流れ、電流検出部１４で整流された信号（図５（Ｂ））が、増幅器１５に出力される。この信号は、増幅器１５で所定のレベルまで増幅され、バンドバスフィルタ１６に出力される（図５（Ｃ））。
【００４４】
バンドパスフィルタ１６では、入力された信号からスパークノイズ成分のみを取り出し、波形整形回路１７に出力する。波形整形回路１７では、バンドパスフィルタ１６の出力を所定の波高値のパルス信号に整形し、制御回路１８に出力する。
【００４５】
制御回路１８は、バンドパスフィルタ１６の出力に基づいて導子の出力線（ケーブル）に断線状態にあるか否かを判定する。この場合には、所定の波高値のパルス信号が入力されたため、導子の出力線（ケーブル）に断線が生じたと判定し、治療に用いる電気信号を出力するのを停止するように信号発生器１０を制御すると共に、報知部２０を駆動する。
この結果、信号発生器１０は、電気信号の出力を停止し、報知部２０は、導子の出力線が断線している旨、表示し、あるいは音声（または音響）により報知する。
【００４６】
本発明の第１実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路によれば、検出された外来ノイズのうち、フィルタ手段によりスパークノイズのみを取り出すことができるので、導子のケーブルの断線状態を確実に検出することができる。
【００４７】
また、本発明の第１実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路によれば、制御手段は、前記フィルタ手段の出力に基づいて導子のケーブル（出力線）が断線状態にあると判定した場合には、報知手段を駆動し、断線状態をユーザに知らせるようにしたので、ユーザに導子のケーブルが断線したことを確実に認識させることができる。
【００４８】
また、本発明の第１実施形態に係る電子治療器によれば、検出された外来ノイズのうち、フィルタ手段によりスパークノイズのみを取り出すことができるので、導子のケーブル部分が断線した際に生じるスパークノイズのみを確実に検出することができ、さらに導子のケーブル部分が断線した場合には治療に用いる電気信号の出力が停止されるので、安全の確保が図れる。
【００４９】
次に、本発明の第２の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路の構成を図６に示す。同図において、電子治療器１Ａは、信号発生器５０と、増幅器５１と、方向性結合器５２と、フィルタ５３と、検波部５４と、増幅器５５と、波形整形回路５６と、制御回路５７と、操作部５８と、報知部５９と、コネクタ６０に接続され治療対象の患部に当てられて信号発生器５０から出力される電気信号を受けて温熱治療を行う導子（図示せず）とを有している。フィルタ５３、検波部５４、増幅器５５、波形整形回路５６および制御回路５７で導子の段戦時に発生するスパイクノイズを検出するスパークノイズ検出系を構成している。
【００５０】
信号発生器５０は、治療に用いる電気信号（例えば、２７．１２ＭＨzの高周波信号）を生成し、出力する。
増幅器５１は、信号発生器５０から出力される電気信号を治療に必要な所定のレベルまで増幅する。信号発生器５０は、本発明の信号発生手段に相当する。
【００５１】
信号発生器５０の出力側である増幅器５１の出力端は、方向性結合器５２の入力ポートＸが接続されている。
方向性結合器５２は、入力ポートＸと、出力ポートＹと、結合ポートＺとを有している。方向性結合器５２の出力ポートＹは、図示してない導子が接続されるコネクタ６０に接続されており、さらに方向性結合器５２の結合ポートＺが導子の出力線が断線時に発生するスパークノイズを検出する検出系に接続されている。
【００５２】
方向性結合器５２は、入力ポートＸから入力された信号は出力ポートＹに出力され、かつ出力ポートＹから入力された信号のみが結合ポートＺに出力されるように結合度が設定されている。
フィルタ５は、方向性結合器５２の結合ポートＺから出力される信号から導子の出力線の断線により発生したスパークノイズ成分を抽出する機能を有している。
【００５３】
フィルタ５の周波数特性を図７に示す。同図に示すように、このフィルタ５は、幅広い周波数域に分布するスパークノイズを抽出できるように、周波数帯域により減衰量を異ならしめた周波数特性を有している。すなわち、４０ＭＨzを中心周波数としてある程度の周波数帯域をスパークノイズの主たる検出域とし、この周波数帯域の減衰量を０ｄＢとする。
また３０ＭＨz以下の周波数帯域では、スパークノイズが検出される可能性は少ないので検出信号の信号レベルを基準として減衰量を７０ｄＢとする。
【００５４】
また、３００ＭＨzから１ＧＨz未満にわたる周波数帯域では、業務用無線の周波数帯域であり、この周波数帯域の無線電波が外来ノイズとなるが、信号源は電子治療から通常は、距離が離れていると考えられるので、減衰量を少なくしても不都合はないので、減衰量を３０ｄＢとする。
【００５５】
更に、１ＧＨz以上の周波数帯域は、携帯電話機で使用される信号の周波数帯域であるので、大幅に減衰させる必要があるので、減衰量を５０ｄＢとする。このようにして各周波数帯域での信号の減衰量を決定することにより図７の周波数特性が得られ、この周波数特性をフィルタ５に持たせるようにフィルタ５は作製されている。
フィルタ５は、本発明のフィルタ手段に相当する。
【００５６】
検波部５４は、フィルタ５３の出力を半端整流する機能を有している。
増幅器５５は、検波部５４の出力を所定のレベルまで増幅する機能を有している。
波形整形回路１７は、例えば、シュミットトリガー回路で構成されており、入力されたアナログ信号を所定の波高値のパルス信号に整形して出力する。
【００５７】
操作部５８は、電子治療器の電源のＯＮ，ＯＦＦ操作や動作モード等を設定するための各種キーを有している。
報知部５９は、制御回路５７の制御下に導子のケーブル（出力線）の断線状態を使用者に対し、ＬＥＤの点灯による表示、あるいは音響により報知する機能を有している。報知部２０は本発明の報知手段に相当する。
【００５８】
制御回路５７は、フィルタ５３の出力に基づいて導子の出力線が断線状態にあるか否かを判定し、コネクタ６０に接続されている導子の出力線が断線状態にあると判定した場合には、治療に用いる電気信号を出力するのを停止するように信号発生器５０を制御する機能を有している。
また、制御回路５７は、フィルタ５３の出力、延いては波形整形回路５６の出力に基づいて導子の出力線が断線状態にあると判定した場合には、報知部５９を駆動する機能を有している。制御回路５７は、本発明の制御手段に相当する。
【００５９】
方向性結合器５２、フィルタ５３、検波部５４、増幅器５５、波形整形回路５６、制御回路５７及び報知部５９は、本発明の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路を構成している。
【００６０】
上記構成からなる本発明の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路の動作について説明する。まず、導子の出力線（ケーブル）がコネクタ６０に接続され、導子の一対の電極が治療対象である患部にあてられた状態で使用者が操作部５８を操作して、電源をＯＮにすると、制御回路５７の制御下に信号発生器５０より治療に用いる電気信号が生成され、増幅器５１に出力される。増幅器５１では、信号発生器５０から入力される電気信号を治療に必要な所定のレベルまで増幅し、方向性結合器５２の入力ポートＸに出力する。
【００６１】
方向性結合器５２の入力ポートＸに入力された増幅器５１の出力信号は、出力ポートＹよりコネクタ６０を介して図示してない導子の出力線を介して導子の一対の電極に印加され、電極が固定された患部に温熱治療が施される。
【００６２】
このような状態下で、導子の出力線（ケーブル）が断線し、スパークノイズが発生すると、コネクタ６０を介して方向性結合器５２の出力ポートＹにスパークノイズが入力され、このスパークノイズは、結合ポートＺよりフィルタ５３に出力される（図８（Ａ））。
【００６３】
実際には、このスパークノイズ以外に、外来ノイズが混入しているが、フィルタ５３によりスパークノイズ以外の外来ノイズが除去され、スパークノイズのみが抽出される。このスパークノイズは、検波部５４により半波整流され、増幅器５５に出力される（図８（Ｂ））。
検波部５４の出力信号は、増幅器５５で所定のレベルまで増幅され、波形整形回路５６に出力される（図８（Ｃ））。
【００６４】
波形整形回路１７では、バンドパスフィルタ１６の出力を所定の波高値のパルス信号に整形し、制御回路１８に出力する（図８（Ｄ））。
【００６５】
制御回路５７は、フィルタ５３の出力、延いては波形整形回路５６の出力信号に基づいて導子の出力線（ケーブル）に断線状態にあるか否かを判定する。この場合には、所定の波高値のパルス信号が入力されたため、導子の出力線（ケーブル）に断線が生じたと判定し、治療に用いる電気信号を出力するのを停止するように信号発生器５０を制御すると共に、報知部５９を駆動する。
この結果、信号発生器５０は、電気信号の出力を停止し、報知部５９は、導子の出力線が断線している旨、表示し、あるいは音声（または音響）により報知する。
【００６６】
本発明の第２実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路によれば、検出された外来ノイズのうち、フィルタ手段によりスパークノイズのみを取り出すことができるので、導子のケーブルの断線状態を確実に検出することができる。
【００６７】
また、本発明の第２の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路によれば、制御手段は、前記フィルタ手段の出力に基づいて導子のケーブル（出力線）が断線状態にあると判定した場合には、報知手段を駆動し、断線状態をユーザに知らせるようにしたので、ユーザに導子のケーブルが断線したことを確実に認識させることができる。
【００６８】
また、本発明の第２実施形態に係る電子治療器によれば、検出された外来ノイズのうち、フィルタ手段によりスパークノイズのみを取り出すことができるので、導子のケーブル部分が断線した際に生じるスパークノイズのみを確実に検出することができ、さらに導子のケーブル部分が断線した場合には治療に用いる電気信号の出力が停止されるので、安全の確保が図れる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の電子治療器及び電子治療器の断線スパーク検出回路は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々、変更を加えることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路の構成を示すブロック図。
【図２】図１に示した本発明の第１の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路における電流検出部の具体的構成を示す回路図。
【図３】図１に示した本発明の第１の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路におけるインピーダンス整合部の具体的構成を示す回路図。
【図４】図１に示した本発明の第１の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路における制御回路により実行されるインピーダンス整合部の可変コンデンサＶＣの容量調整処理の内容を示すフローチャート。
【図５】図１に示した本発明の第１の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路の各部の動作波形を示す図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路の構成を示すブロック図。
【図７】図６に示した本発明の第２の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路におけるフィルタの周波数特性を示す図。
【図８】図６に示した本発明の第２の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路の各部の動作波形を示す図。
【符号の説明】
【００７１】
１、１Ａ…電子治療器、１０、５０…信号発生器、１１、１５、５１、５５…増幅器、１２…整合状態検出部、１３…電流検出部（フォトカプラ）、１４…インピーダンス整合部、１６…バンドパスフィルタ、１７、５６…波形整形回路、１８、５７…制御回路、１９、５８…操作部、２０、５９…報知部、２１、２２…コネクタ端子、３０…導子、３０Ａ…電極、３０Ｂ…出力線（ケーブル）、」ＶＣ…可変コンデンサ、５２…方向性結合器、５３…フィルタ、５４…検波部、６０…コネクタ、１３０…ＬＥＤ（発光ダイオード）、１３１…フォトトランジスタ、１４０…モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子治療器に係り、特に電子治療器及び、電子治療器の断線スパーク検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子治療器は、直流または交流（高周波）の電気信号を発生する装置本体と、装置本体で発生した電気信号を生体に加える導子から基本的に構成されている。導子は、電気信号を生体に出力する放射部（電極からなる。）と、放射部を本体側に接続するケーブル（出力線）とからなる。
導子は、使用者により乱暴に扱われることもあり、ケーブル部分の芯線が断線することもある。
そこで、導子の断線部分に発生するスパークをノイズとして検出するようにした電子治療器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２２１２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示す電子治療器の断線スパーク検出回路にあっては、導子のケーブル部分が断線した際に発生するスパークノイズを検出することはできるが、スパークノイズ以外の信号（例えば、携帯電話機で送受信される電波等）も誤検出される虞がある、という問題が有った。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、導子のケーブル部分が断線した際に生じるスパークノイズのみを確実に検知することができる電子治療器の断線スパーク検出回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明の電子治療器の断線スパーク検出回路は、治療に用いる所定の電気信号を発生する信号発生手段と、治療対象の患部に当てられて該信号発生手段から出力される電気信号を受けて温熱治療を行う導子とを備える電子治療器における、前記導子を構成する出力線の断線時に生ずるスパークノイズを検出する断線スパーク検出回路において、前記導子が受ける前記治療対象からの反射電力の大きさを計測する整合状態検出手段と、前記信号発生手段の出力側に、一つのインピーダンス素子を1辺とし、４辺で構成される閉回路の一方の対角辺の両端が接続されるブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の一辺を構成するインピーダンス素子として機能する入力インピーダンスを有し、出力インピーダンスが前記導子側のインピーダンスと整合するように前記出力インピーダンスの値が調整されるインピーダンス整合手段と、前記ブリッジ回路の前記閉回路の他方の対角辺として挿入される電流検出手段と、前記電流検出手段の出力から前記出力線の断線時に生ずるスパークノイズの周波数成分を抽出するフィルタ手段と、整合状態検出手段の検出出力に基づいて前記インピーダンス整合手段の出力インピーダンスを調整するための制御信号を前記インピーダンス整合手段に出力するとともに、前記フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあるか否かを判定する制御手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
上記構成の本発明の電子治療器の断線スパーク検出回路では、信号発生手段により出力された治療に用いる所定の電気信号は、一つのインピーダンス素子を1辺とし、４辺で構成される閉回路の一方の対角辺の両端が接続されるブリッジ回路、インピーダンス整合手段を介して治療対象の患部に当てられた導子に供給される。
【０００７】
インピーダンス整合手段は、前記ブリッジ回路の一辺を構成するインピーダンス素子として機能する入力インピーダンスを有し、出力インピーダンスが前記導子側のインピーダンスと整合するように前記出力インピーダンスの値が前記整合状態検出手段の検出出力に基づいて制御手段により調整される。
一方、前記ブリッジ回路の前記閉回路の他方の対角辺として電流検出手段が挿入されており、通常の動作状態では、すなわち、インピーダンス整合手段により導子側とのインピーダンスの整合が取られている状態下では、前記ブリッジ回路は平衡状態にあり、上記電流検出手段には、電流は流れない状態にある。
【０００８】
ここで、導子の出力線（ケーブル）が断線し、出力線にスパークノイズが発生すると、インピーダンス整合手段を介して電流検出手段にスパークノイズを含む電流が流れる。フィルタ手段は、この電流のうち、検出対象であるスパイクノイズの電流成分のみを取り出し、制御手段に出力する。
制御手段は、フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあるか否かを判定する。
したがって、導子のケーブル部分が断線した際に生じるスパークノイズのみを確実に検出することができる。
【０００９】
また、本発明の電子治療器の断線スパーク検出回路は、さらに、断線が生じたことを報知する報知手段を有し、前記制御手段は、前記フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあると判定した場合には、前記報知手段を駆動することを特徴とする。
【００１０】
上記構成の本発明の電子治療器の断線スパーク検出回路では、さらに、断線が生じたことを報知する報知手段を有し、前記制御手段は、前記フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあると判定した場合には、報知手段を駆動する。報知手段としては、断線、未接続等を表示する表示手段、あるいは、断線状態を音、光などにより報知する報知器がある。
したがって、使用者に導子のケーブルが断線したことを確実に認識させることができる。
【００１１】
また、本発明の電子治療器は、治療に用いる所定の電気信号を発生する信号発生手段と、治療対象の患部に当てられて該信号発生手段から出力される電気信号を受けて温熱治療を行う導子と、該導子を構成する出力線の断線時に生ずるスパークノイズを検出する断線スパーク検出回路とを備える電子治療器であって、前記断線スパーク検出回路は、前記導子が受ける前記治療対象からの反射電力の大きさを計測する整合状態検出手段と、前記信号発生手段の出力側に、一つのインピーダンス素子を1辺とし、４辺で構成される閉回路の一方の対角辺の両端が接続されるブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の一辺を構成するインピーダンス素子として機能する入力インピーダンスを有し、出力インピーダンスが前記導子側のインピーダンスと整合するように前記出力インピーダンスの値が調整されるインピーダンス整合手段と、前記ブリッジ回路の前記閉回路の他方の対角辺として挿入される電流検出手段と、前記電流検出手段の出力から前記出力線の断線時に生ずるスパークノイズの周波数成分を抽出するフィルタ手段と、前記整合状態検出手段の検出出力に基づいて前記インピーダンス整合手段の出力インピーダンスを調整するための制御信号を前記インピーダンス整合手段に出力するとともに、前記フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあるか否かを判定し、断線状態であると判定した場合に、前記電気信号の出力を停止するように前記信号発生手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
上記構成の本発明の電子治療器では、信号発生手段により出力された治療に用いる所定の電気信号は、一つのインピーダンス素子を1辺とし、４辺で構成される閉回路の一方の対角辺の両端が接続されるブリッジ回路、インピーダンス整合手段を介して治療対象の患部に当てられた導子に供給される。
【００１３】
インピーダンス整合手段は、前記ブリッジ回路の一辺を構成するインピーダンス素子として機能する入力インピーダンスを有し、出力インピーダンスが前記導子側のインピーダンスと整合するように前記出力インピーダンスの値が前記整合状態検出手段の検出出力に基づいて制御手段により調整される。
一方、前記ブリッジ回路の前記閉回路の他方の対角辺として電流検出手段が挿入されており、通常の動作状態では、すなわち、インピーダンス整合手段により導子側とのインピーダンスの整合が取られている状態下では、前記ブリッジ回路は平衡状態にあり、上記電流検出手段には、電流は流れない状態にある。
【００１４】
ここで、導子の出力線（ケーブル）が断線し、出力線にスパークノイズが発生すると、インピーダンス整合手段を介して電流検出手段にスパークノイズを含む電流が流れる。フィルタ手段は、この電流のうち、検出対象であるスパイクノイズの電流成分のみを取り出し、制御手段に出力する。
制御手段は、フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあるか否かを判定し、断線状態であると判定した場合に、前記電気信号の出力を停止するように前記信号発生手段を制御する。
したがって、導子のケーブル部分が断線した際に生じるスパークノイズのみを確実に検出することができるとともに、導子のケーブル部分が断線した場合には治療に用いる電気信号の出力が停止されるので、安全の確保が図れる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明の電子治療器の断線スパーク検出回路によれば、検出された外来ノイズのうち、フィルタ手段によりスパークノイズのみを取り出すことができるので、導子のケーブルの断線状態を確実に検出することができる。
【００１６】
また、本発明の電子治療器の断線スパーク検出回路によれば、制御手段は、前記フィルタ手段の出力に基づいて導子のケーブル（出力線）が断線状態にあると判定した場合には、報知手段を駆動し、断線状態をユーザに知らせるようにしたので、ユーザに導子のケーブルが断線したことを確実に認識させることができる。
【００１７】
また、本発明の電子治療器によれば、検出された外来ノイズのうち、フィルタ手段によりスパークノイズのみを取り出すことができるので、導子のケーブル部分が断線した際に生じるスパークノイズのみを確実に検出することができ、さらに導子のケーブル部分が断線した場合には治療に用いる電気信号の出力が停止されるので、安全の確保が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の第１の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路の構成を図１に示す。同図において、電子治療器１は、信号発生器１０と、増幅器１１と、整合状態検出部１２と、電流検出部１３と、インピーダンス整合部１４と、増幅器１５と、バンドパスフィルタ１６と、波形整形回路１７と、制御回路１８と、操作部１９と、報知部２０と、インピーダンス整合部１４のコネクタ端子２１，２２に接続され治療対象の患部に当てられて信号発生器１０から出力される電気信号を受けて温熱治療を行う導子（図示せず）と、インピーダンス素子Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３及びインピーダンス整合部１４の入力インピーダンスＺinにより構成されるブリッジ回路とを有している。
【００１９】
信号発生器１０は、治療に用いる電気信号（例えば、２７．１２ＭＨzの高周波信号）を生成し、出力する。増幅器１１は、信号発生器１０から出力される電気信号を所定のレベルまで増幅する。信号発生器１０は、本発明の信号発生手段に相当する。
【００２０】
整合状態検出部１２は、増幅器１２から出力された電気信号をブリッジ回路、インピーダンス整合部１４を介して導子側に出力するとともに、導子側からの反射電力を計測し、計測した反射電力の大きさを制御回路１８に出力する機能を有している。この反射電力の大きさは、整合状態検出部１２に入力される増幅器１１の電力出力と、整合状態検出部１２から出力される電力との差をインピーダンス整合部１４が求めることにより計測される。整合状態検出部１２は、本発明の整合状態検出手段に相当する。
【００２１】
また、上記ブリッジ回路は、一つのインピーダンス素子を1辺とし、インピーダンス素子Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３及びインピーダンス整合部１４の入力インピーダンスＺinの４辺で構成される閉回路の一方の対角辺の両端、すなわち、インピーダンス素子Ｚ１，Ｚ２の直列回路の両端間が、信号発生器１０の出力側である整合状態検出部１２の出力側に接続されている。
【００２２】
また、上記ブリッジ回路の上記閉回路の他方の対角辺に、すなわち、インピーダンス素子Ｚ１，Ｚ２の接続点Ｐとインピーダンス素子Ｚ３とインピーダンス整合部１４の入力インピーダンスＺinとの接続点Ｑとの間に、電流検出部１３が挿入されている。
【００２３】
電流検出部１３の具体的構成を図２に示す。同図において、電流検出器１３は、上記ブリッジ回路における接続点Ｐ、Ｑ間に接続された発光ダイオード１３０と、エミッタが接地され、コレクタが抵抗Ｒ１を介して電源電圧Ｖ０の電源ラインに接続されるフォトトランジスタ１３１とからなるフォトカプラ１３で構成されている。フォトカプラ１３の出力端、すなわちフォトトランジスタ１３１のコレクタは増幅器１５の入力端に接続されている。電流検出部１３は、本発明の電流検出手段に相当する。
【００２４】
次に、インピーダンス整合部１４の具体的構成を図３に示す。同図において、インピーダンス整合部１４は、トランスＴ１を有している。トランスＴ１の一次側巻線の一端は接地され、他端は、インピーダンスＺjを介してブリッジ回路側のコネクタ端子２３に接続されている。コネクタ端子２３はインピーダンスＺiを介して接地されている。
【００２５】
トランスＴ１の二次側巻線は、インダクタＬ１、可変コンデンサＶＣ及びインダクタＬ２の直列回路を含んで構成され、一端がコネクタ端子２１に接続され、他端はコネクタ端子２２に接続されている。インピーダンス整合部１４は、本発明のインピーダンス整合手段に相当する。
【００２６】
また、インピーダンス整合部１４は、制御回路１８から出力される制御信号により可変コンデンサＶＣの回転軸を回転駆動するモータ１４０を有している。このモータは、本実施形態ではパルス信号により駆動されるステッッピングモータである。
【００２７】
インピーダンス整合部１４のコネクタ端子２１、２２には、電極３０Ａを有する（図では、概念的に一つしか示していないが、実際には一対の電極を有している。）導子３０のケーブル（出力線）３０Ｂ、３０Ｂが、着脱可能に接続できるようになっている。インピーダンスＺi、インピーダンスＺjは、一つまたは複数のインピーダンス素子で構成されている。
【００２８】
インピーダンス整合部１４のブリッジ回路側から見たインピーダンス、すなわち、コネクタ端子２３側から見た入力インピーダンスＺinは、図１におけるブリッジ回路を構成する他のインピーダンス素子Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３に対して、インピーダンスの値がＺ１×Ｚin＝Ｚ２×Ｚ３の関係を満たすようにインピーダンス整合部１４内の回路定数が選択されているものとする。
【００２９】
インピーダンス整合部１４のコネクタ端子２１、２２側から見た出力インピーダンスＺoutは、可変コンデンサＶＣの容量値を制御回路１８により制御することにより変更でき、導子３０の電極３０Ａが当てられる治療対象である生体の患部を含む導子３０側のインピーダンスに整合させるように制御されるようになっている。
【００３０】
増幅器１５は、電流検出部１３の出力を所定のレベルまで増幅する機能を有している。
また、バンドパスフィルタ１６は、導子３０のケーブル（出力線）３０Ｂが断線したときに、発生するスパークノイズが分布する周波数帯域、例えば、４０ＭＨzを中心周波数とした所定の帯域幅の信号を通過させる特性を有している。バンドパスフィルタ１６は本発明のフィルタ手段に相当する。
波形整形回路１７は、例えば、シュミットトリガー回路で構成されている。
【００３１】
操作部１９は、電子治療器の電源のＯＮ，ＯＦＦ操作や動作モード等を設定するための各種キーを有している。
報知部２０は、制御回路１８の制御下に導子のケーブルの断線状態を使用者に対し、ＬＥＤの点灯による表示、あるいは音響により報知する機能を有している。報知部２０は本発明の報知手段に相当する。
【００３２】
制御回路１８は、整合状態検出部１２の検出出力（反射電力の大きさ）に基づいてインピーダンス整合部１４の出力インピーダンスを調整するための制御信号をインピーダンス整合部１４に出力するとともに、バンドパスフィルタ１６の出力に基づいて導子３０の出力線３０Ｂが断線状態にあるか否かを判定し、導子３０の出力線３０Ｂが断線状態にあると判定した場合には、治療に用いる電気信号を出力するのを停止するように信号発生器１０を制御する機能を有している。
【００３３】
また、制御回路１８は、バンドパスフィルタ１６の出力に基づいて導子３０の出力線３０Ｂが断線状態にあると判定した場合には、報知部２０を駆動する機能を有している。制御回路１８は、本発明の制御手段に相当する。
【００３４】
整合状態検出部１２、インピーダンス整合部１４、ブリッジ回路、電流検出部１３、増幅器１５、バンドバスフィルタ１６、波形整形回路１７、制御回路１８及び報知部２０は、本発明の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路を構成している。
【００３５】
上記構成からなる本発明の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路の動作について説明する。まず、導子３０の出力線（ケーブル）３０Ｂがコネクタ端子２１、２２に接続され、導子３の電極３０Ａが治療対象である患部にあてられた状態で使用者が操作部１９を操作して、電源をＯＮにすると、制御回路１８は、整合状態検出部１２により計測された反射電力の大きさに基づいてその反射電力が最小となるように、すなわち、インピーダンス整合部１４内のモータ１４０を駆動し、可変コンデンサＶＣの回転軸を回転駆動させ、可変コンデンサＶＣの容量値を変更し、治療対象となる患部を含む導子３０側のインピーダンスとインピーダンス整合部１４の出力インピーダンスＺoutとが整合するようにモータ１４０を駆動制御する。このときに、制御回路１８により実行されるインピーダンス整合部１４の可変コンデンサＶＣの容量調整処理の内容を図４に示す。
【００３６】
図４において、まず、制御回路１８は患者の身体からの反射電力を検出するため、整合状態検出部１２から反射電力の大きさを入力する（ステップ４１）。そして、制御回路１８は制御回路１８が内蔵する予め決められたレジスタ（記憶領域）から前回得た反射電力の大きさを読み出し、先ほど入力した現在の反射電力の大きさと比較する（ステップ４２）。
【００３７】
制御回路１８は反射電力の大きさが前回よりも大きくなっていると判定した場合（ステップ４２で“Ｙｅｓ”と判定した）には、インピーダンス整合部１４の出力インピーダンスＺoutと、患者の患部を含む導子３０側のインピーダンスとの差分が大きくなっていると判断し、現状の可変コンデンサＶＣの容量値の増加、もしくは減少の方向を逆転させる必要があると判断してインピーダンス整合部１４内のモータ１４０を１ステップ反転させるようにモータ１４０に制御信号を出力する。
【００３８】
この結果、インピーダンス整合部１４内のモータ１４０の可変コンデンサＶＣを駆動するモータ１４０が１ステップ反転駆動される（ステップ４２）。
また、制御回路１８は反射電力の大きさが前回よりも大きくなっていないと判定した場合（ステップ４２で“Ｎｏ”と判定した場合）には、現在の反射電力の大きさが前回よりも小さくなっているか否かのチェックを行う（ステップ４６）。
【００３９】
また、制御回路１８は、反射電力の大きさが前回よりも小さくなっていると判定した場合（ステップ４６で“Ｙｅｓ”と判定した場合）には、インピーダンス整合部１４の出力インピーダンスＺoutと、患者の患部を含む導子３０側のインピーダンスとの差分が小さくなっているため現状のバリコンの容量変化を更に促進するべきであると判断し、インピーダンス整合部１４内のモータ１４０を１ステップ正転させるようにモータ１４０に制御信号を出力する。
【００４０】
この結果、この結果、インピーダンス整合部１４内のモータ１４０の可変コンデンサＶＣを駆動するモータ１４０が１ステップ反転駆動される（ステップ４７）。
また、制御回路１８は反射電力の大きさが前回よりも小さくなっていないと判定した場合（ステップ４６で“Ｎｏ”と判定した）には、反射電力が安定していると判断し、特にバリコンの容量を変化させる必要は無いと判断する。この処理において、制御回路１８は可変コンデンサＶＣの容量値を変化させて反射電力の大きさを調整し、反射電力が最も小さくなる可変コンデンサＶＣの容量値を探し出すように処理を行う。
【００４１】
次に、制御回路１８は、先ほど整合状態検出部１２から入力した反射電力の大きさを、先ほど前回の反射電力の大きさを読み出したレジスタにセットする（ステップ４４）。そして、制御回路１８は、この処理を終了し、待機する（ステップ４５）。
【００４２】
以上の制御回路１８により実行されるインピーダンス整合部１４の可変コンデンサＶＣの容量調整処理は、電子治療器に電源投入時にのみ実行するようにしてもよいし、電源投入時に加えて治療中に定期的に行うようにしてもよい。
このようにして、インピーダンス整合部１４の出力インピーダンスＺoutと、患者の患部を含む導子３０側のインピーダンスとの整合を取った状態で治療を開始する。
【００４３】
このような状態下で、導子３０の出力線（ケーブル）３０Ｂが断線し、スパークノイズが発生すると、電流検出部１４にスパークノイズによる電流（図５（Ａ）が流れ、電流検出部１４で整流された信号（図５（Ｂ））が、増幅器１５に出力される。この信号は、増幅器１５で所定のレベルまで増幅され、バンドバスフィルタ１６に出力される（図５（Ｃ））。
【００４４】
バンドパスフィルタ１６では、入力された信号からスパークノイズ成分のみを取り出し、波形整形回路１７に出力する。波形整形回路１７では、バンドパスフィルタ１６の出力を所定の波高値のパルス信号に整形し、制御回路１８に出力する。
【００４５】
制御回路１８は、バンドパスフィルタ１６の出力に基づいて導子の出力線（ケーブル）に断線状態にあるか否かを判定する。この場合には、所定の波高値のパルス信号が入力されたため、導子の出力線（ケーブル）に断線が生じたと判定し、治療に用いる電気信号を出力するのを停止するように信号発生器１０を制御すると共に、報知部２０を駆動する。
この結果、信号発生器１０は、電気信号の出力を停止し、報知部２０は、導子の出力線が断線している旨、表示し、あるいは音声（または音響）により報知する。
【００４６】
本発明の第１実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路によれば、検出された外来ノイズのうち、フィルタ手段によりスパークノイズのみを取り出すことができるので、導子のケーブルの断線状態を確実に検出することができる。
【００４７】
また、本発明の第１実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路によれば、制御手段は、前記フィルタ手段の出力に基づいて導子のケーブル（出力線）が断線状態にあると判定した場合には、報知手段を駆動し、断線状態をユーザに知らせるようにしたので、ユーザに導子のケーブルが断線したことを確実に認識させることができる。
【００４８】
また、本発明の第１実施形態に係る電子治療器によれば、検出された外来ノイズのうち、フィルタ手段によりスパークノイズのみを取り出すことができるので、導子のケーブル部分が断線した際に生じるスパークノイズのみを確実に検出することができ、さらに導子のケーブル部分が断線した場合には治療に用いる電気信号の出力が停止されるので、安全の確保が図れる。
【００４９】
次に、本発明の第２の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路の構成を図６に示す。同図において、電子治療器１Ａは、信号発生器５０と、増幅器５１と、方向性結合器５２と、フィルタ５３と、検波部５４と、増幅器５５と、波形整形回路５６と、制御回路５７と、操作部５８と、報知部５９と、コネクタ６０に接続され治療対象の患部に当てられて信号発生器５０から出力される電気信号を受けて温熱治療を行う導子（図示せず）とを有している。フィルタ５３、検波部５４、増幅器５５、波形整形回路５６および制御回路５７で導子の段戦時に発生するスパイクノイズを検出するスパークノイズ検出系を構成している。
【００５０】
信号発生器５０は、治療に用いる電気信号（例えば、２７．１２ＭＨzの高周波信号）を生成し、出力する。
増幅器５１は、信号発生器５０から出力される電気信号を治療に必要な所定のレベルまで増幅する。信号発生器５０は、本発明の信号発生手段に相当する。
【００５１】
信号発生器５０の出力側である増幅器５１の出力端は、方向性結合器５２の入力ポートＸが接続されている。
方向性結合器５２は、入力ポートＸと、出力ポートＹと、結合ポートＺとを有している。方向性結合器５２の出力ポートＹは、図示してない導子が接続されるコネクタ６０に接続されており、さらに方向性結合器５２の結合ポートＺが導子の出力線が断線時に発生するスパークノイズを検出する検出系に接続されている。
【００５２】
方向性結合器５２は、入力ポートＸから入力された信号は出力ポートＹに出力され、かつ出力ポートＹから入力された信号のみが結合ポートＺに出力されるように結合度が設定されている。
フィルタ５は、方向性結合器５２の結合ポートＺから出力される信号から導子の出力線の断線により発生したスパークノイズ成分を抽出する機能を有している。
【００５３】
フィルタ５の周波数特性を図７に示す。同図に示すように、このフィルタ５は、幅広い周波数域に分布するスパークノイズを抽出できるように、周波数帯域により減衰量を異ならしめた周波数特性を有している。すなわち、４０ＭＨzを中心周波数としてある程度の周波数帯域をスパークノイズの主たる検出域とし、この周波数帯域の減衰量を０ｄＢとする。
また３０ＭＨz以下の周波数帯域では、スパークノイズが検出される可能性は少ないので検出信号の信号レベルを基準として減衰量を７０ｄＢとする。
【００５４】
また、３００ＭＨzから１ＧＨz未満にわたる周波数帯域では、業務用無線の周波数帯域であり、この周波数帯域の無線電波が外来ノイズとなるが、信号源は電子治療から通常は、距離が離れていると考えられるので、減衰量を少なくしても不都合はないので、減衰量を３０ｄＢとする。
【００５５】
更に、１ＧＨz以上の周波数帯域は、携帯電話機で使用される信号の周波数帯域であるので、大幅に減衰させる必要があるので、減衰量を５０ｄＢとする。このようにして各周波数帯域での信号の減衰量を決定することにより図７の周波数特性が得られ、この周波数特性をフィルタ５に持たせるようにフィルタ５は作製されている。
フィルタ５は、本発明のフィルタ手段に相当する。
【００５６】
検波部５４は、フィルタ５３の出力を半端整流する機能を有している。
増幅器５５は、検波部５４の出力を所定のレベルまで増幅する機能を有している。
波形整形回路１７は、例えば、シュミットトリガー回路で構成されており、入力されたアナログ信号を所定の波高値のパルス信号に整形して出力する。
【００５７】
操作部５８は、電子治療器の電源のＯＮ，ＯＦＦ操作や動作モード等を設定するための各種キーを有している。
報知部５９は、制御回路５７の制御下に導子のケーブル（出力線）の断線状態を使用者に対し、ＬＥＤの点灯による表示、あるいは音響により報知する機能を有している。報知部２０は本発明の報知手段に相当する。
【００５８】
制御回路５７は、フィルタ５３の出力に基づいて導子の出力線が断線状態にあるか否かを判定し、コネクタ６０に接続されている導子の出力線が断線状態にあると判定した場合には、治療に用いる電気信号を出力するのを停止するように信号発生器５０を制御する機能を有している。
また、制御回路５７は、フィルタ５３の出力、延いては波形整形回路５６の出力に基づいて導子の出力線が断線状態にあると判定した場合には、報知部５９を駆動する機能を有している。制御回路５７は、本発明の制御手段に相当する。
【００５９】
方向性結合器５２、フィルタ５３、検波部５４、増幅器５５、波形整形回路５６、制御回路５７及び報知部５９は、本発明の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路を構成している。
【００６０】
上記構成からなる本発明の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路の動作について説明する。まず、導子の出力線（ケーブル）がコネクタ６０に接続され、導子の一対の電極が治療対象である患部にあてられた状態で使用者が操作部５８を操作して、電源をＯＮにすると、制御回路５７の制御下に信号発生器５０より治療に用いる電気信号が生成され、増幅器５１に出力される。増幅器５１では、信号発生器５０から入力される電気信号を治療に必要な所定のレベルまで増幅し、方向性結合器５２の入力ポートＸに出力する。
【００６１】
方向性結合器５２の入力ポートＸに入力された増幅器５１の出力信号は、出力ポートＹよりコネクタ６０を介して図示してない導子の出力線を介して導子の一対の電極に印加され、電極が固定された患部に温熱治療が施される。
【００６２】
このような状態下で、導子の出力線（ケーブル）が断線し、スパークノイズが発生すると、コネクタ６０を介して方向性結合器５２の出力ポートＹにスパークノイズが入力され、このスパークノイズは、結合ポートＺよりフィルタ５３に出力される（図８（Ａ））。
【００６３】
実際には、このスパークノイズ以外に、外来ノイズが混入しているが、フィルタ５３によりスパークノイズ以外の外来ノイズが除去され、スパークノイズのみが抽出される。このスパークノイズは、検波部５４により半波整流され、増幅器５５に出力される（図８（Ｂ））。
検波部５４の出力信号は、増幅器５５で所定のレベルまで増幅され、波形整形回路５６に出力される（図８（Ｃ））。
【００６４】
波形整形回路１７では、バンドパスフィルタ１６の出力を所定の波高値のパルス信号に整形し、制御回路１８に出力する（図８（Ｄ））。
【００６５】
制御回路５７は、フィルタ５３の出力、延いては波形整形回路５６の出力信号に基づいて導子の出力線（ケーブル）に断線状態にあるか否かを判定する。この場合には、所定の波高値のパルス信号が入力されたため、導子の出力線（ケーブル）に断線が生じたと判定し、治療に用いる電気信号を出力するのを停止するように信号発生器５０を制御すると共に、報知部５９を駆動する。
この結果、信号発生器５０は、電気信号の出力を停止し、報知部５９は、導子の出力線が断線している旨、表示し、あるいは音声（または音響）により報知する。
【００６６】
本発明の第２実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路によれば、検出された外来ノイズのうち、フィルタ手段によりスパークノイズのみを取り出すことができるので、導子のケーブルの断線状態を確実に検出することができる。
【００６７】
また、本発明の第２の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路によれば、制御手段は、前記フィルタ手段の出力に基づいて導子のケーブル（出力線）が断線状態にあると判定した場合には、報知手段を駆動し、断線状態をユーザに知らせるようにしたので、ユーザに導子のケーブルが断線したことを確実に認識させることができる。
【００６８】
また、本発明の第２実施形態に係る電子治療器によれば、検出された外来ノイズのうち、フィルタ手段によりスパークノイズのみを取り出すことができるので、導子のケーブル部分が断線した際に生じるスパークノイズのみを確実に検出することができ、さらに導子のケーブル部分が断線した場合には治療に用いる電気信号の出力が停止されるので、安全の確保が図れる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の電子治療器及び電子治療器の断線スパーク検出回路は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々、変更を加えることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路の構成を示すブロック図。
【図２】図１に示した本発明の第１の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路における電流検出部の具体的構成を示す回路図。
【図３】図１に示した本発明の第１の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路におけるインピーダンス整合部の具体的構成を示す回路図。
【図４】図１に示した本発明の第１の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路における制御回路により実行されるインピーダンス整合部の可変コンデンサＶＣの容量調整処理の内容を示すフローチャート。
【図５】図１に示した本発明の第１の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路の各部の動作波形を示す図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路の構成を示すブロック図。
【図７】図６に示した本発明の第２の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路におけるフィルタの周波数特性を示す図。
【図８】図６に示した本発明の第２の実施形態に係る電子治療器の断線スパーク検出回路の各部の動作波形を示す図。
【符号の説明】
【００７１】
１、１Ａ…電子治療器、１０、５０…信号発生器、１１、１５、５１、５５…増幅器、１２…整合状態検出部、１３…電流検出部（フォトカプラ）、１４…インピーダンス整合部、１６…バンドパスフィルタ、１７、５６…波形整形回路、１８、５７…制御回路、１９、５８…操作部、２０、５９…報知部、２１、２２…コネクタ端子、３０…導子、３０Ａ…電極、３０Ｂ…出力線（ケーブル）、」ＶＣ…可変コンデンサ、５２…方向性結合器、５３…フィルタ、５４…検波部、６０…コネクタ、１３０…ＬＥＤ（発光ダイオード）、１３１…フォトトランジスタ、１４０…モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
治療に用いる所定の電気信号を発生する信号発生手段と、治療対象の患部に当てられて該信号発生手段から出力される電気信号を受けて温熱治療を行う導子とを備える電子治療器における、前記導子を構成する出力線の断線時に生ずるスパークノイズを検出する断線スパーク検出回路において、
前記導子が受ける前記治療対象からの反射電力の大きさを計測する整合状態検出手段と、
前記信号発生手段の出力側に、一つのインピーダンス素子を1辺とし、４辺で構成される閉回路の一方の対角辺の両端が接続されるブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路の一辺を構成するインピーダンス素子として機能する入力インピーダンスを有し、出力インピーダンスが前記導子側のインピーダンスと整合するように前記出力インピーダンスの値が調整されるインピーダンス整合手段と、
前記ブリッジ回路の前記閉回路の他方の対角辺として挿入される電流検出手段と、
前記電流検出手段の出力から前記出力線の断線時に生ずるスパークノイズの周波数成分を抽出するフィルタ手段と、
前記整合状態検出手段の検出出力に基づいて前記インピーダンス整合手段の出力インピーダンスを調整するための制御信号を前記インピーダンス整合手段に出力するとともに、前記フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあるか否かを判定する制御手段と、
を有することを特徴とする電子治療器の断線スパーク検出回路。
【請求項２】
さらに、断線が生じたことを報知する報知手段を有し、
前記制御手段は、前記フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあると判定した場合には、前記報知手段を駆動することを特徴とする請求項１に記載の電子治療器の断線スパーク検出回路。
【請求項３】
治療に用いる所定の電気信号を発生する信号発生手段と、治療対象の患部に当てられて該信号発生手段から出力される電気信号を受けて温熱治療を行う導子と、該導子を構成する出力線の断線時に生ずるスパークノイズを検出する断線スパーク検出回路とを備える電子治療器であって、
前記断線スパーク検出回路は、
前記導子が受ける前記治療対象からの反射電力の大きさを計測する整合状態検出手段と、
前記信号発生手段の出力側に、一つのインピーダンス素子を1辺とし、４辺で構成される閉回路の一方の対角辺の両端が接続されるブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路の一辺を構成するインピーダンス素子として機能する入力インピーダンスを有し、出力インピーダンスが前記導子側のインピーダンスと整合するように前記出力インピーダンスの値が調整されるインピーダンス整合手段と、
前記ブリッジ回路の前記閉回路の他方の対角辺として挿入される電流検出手段と、
前記電流検出手段の出力から前記出力線の断線時に生ずるスパークノイズの周波数成分を抽出するフィルタ手段と、
前記整合状態検出手段の検出出力に基づいて前記インピーダンス整合手段の出力インピーダンスを調整するための制御信号を前記インピーダンス整合手段に出力するとともに、前記フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあるか否かを判定し、断線状態であると判定した場合に、前記電気信号の出力を停止するように前記信号発生手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする電子治療器。
【請求項１】
治療に用いる所定の電気信号を発生する信号発生手段と、治療対象の患部に当てられて該信号発生手段から出力される電気信号を受けて温熱治療を行う導子とを備える電子治療器における、前記導子を構成する出力線の断線時に生ずるスパークノイズを検出する断線スパーク検出回路において、
前記導子が受ける前記治療対象からの反射電力の大きさを計測する整合状態検出手段と、
前記信号発生手段の出力側に、一つのインピーダンス素子を1辺とし、４辺で構成される閉回路の一方の対角辺の両端が接続されるブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路の一辺を構成するインピーダンス素子として機能する入力インピーダンスを有し、出力インピーダンスが前記導子側のインピーダンスと整合するように前記出力インピーダンスの値が調整されるインピーダンス整合手段と、
前記ブリッジ回路の前記閉回路の他方の対角辺として挿入される電流検出手段と、
前記電流検出手段の出力から前記出力線の断線時に生ずるスパークノイズの周波数成分を抽出するフィルタ手段と、
前記整合状態検出手段の検出出力に基づいて前記インピーダンス整合手段の出力インピーダンスを調整するための制御信号を前記インピーダンス整合手段に出力するとともに、前記フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあるか否かを判定する制御手段と、
を有することを特徴とする電子治療器の断線スパーク検出回路。
【請求項２】
さらに、断線が生じたことを報知する報知手段を有し、
前記制御手段は、前記フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあると判定した場合には、前記報知手段を駆動することを特徴とする請求項１に記載の電子治療器の断線スパーク検出回路。
【請求項３】
治療に用いる所定の電気信号を発生する信号発生手段と、治療対象の患部に当てられて該信号発生手段から出力される電気信号を受けて温熱治療を行う導子と、該導子を構成する出力線の断線時に生ずるスパークノイズを検出する断線スパーク検出回路とを備える電子治療器であって、
前記断線スパーク検出回路は、
前記導子が受ける前記治療対象からの反射電力の大きさを計測する整合状態検出手段と、
前記信号発生手段の出力側に、一つのインピーダンス素子を1辺とし、４辺で構成される閉回路の一方の対角辺の両端が接続されるブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路の一辺を構成するインピーダンス素子として機能する入力インピーダンスを有し、出力インピーダンスが前記導子側のインピーダンスと整合するように前記出力インピーダンスの値が調整されるインピーダンス整合手段と、
前記ブリッジ回路の前記閉回路の他方の対角辺として挿入される電流検出手段と、
前記電流検出手段の出力から前記出力線の断線時に生ずるスパークノイズの周波数成分を抽出するフィルタ手段と、
前記整合状態検出手段の検出出力に基づいて前記インピーダンス整合手段の出力インピーダンスを調整するための制御信号を前記インピーダンス整合手段に出力するとともに、前記フィルタ手段の出力に基づいて前記出力線が断線状態にあるか否かを判定し、断線状態であると判定した場合に、前記電気信号の出力を停止するように前記信号発生手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする電子治療器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１４８４３０（Ｐ２００９−１４８４３０Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２９２６９（Ｐ２００７−３２９２６９）
【出願日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【出願人】（５９１０３２５１８）伊藤超短波株式会社 (69)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【出願人】（５９１０３２５１８）伊藤超短波株式会社 (69)
【Ｆターム（参考）】
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