電刺激裝置的製作方法

2023-04-28 12:39:06

專利名稱：電刺激裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種對肌肉施加電刺激的電刺激裝置。
背景技術：
作為緩解關節疼痛的一般方法，已知如下一種方法:通過使用護具(supporter)固定關節，來預防成為關節痛的主要原因的關節的急劇位移、關節的錯位。作為其中的一個例子，專利文獻I公開了一種用於在反覆伸展和彎曲膝蓋的情況下也保持與膝關節貼合的狀態的護具。作為緩解關節疼痛的其它方法，已知如下一種方法:對關節附近的肌肉施加電刺激來使肌力增強。作為其中的一個例子，專利文獻2公開了如下一種方法:在主動肌和拮抗肌分別收縮和舒張時施加電刺激來使拮抗肌收縮，由此使肌力增強。專利文獻3公開了如下一種方法:根據脈衝信號來執行應用部位的熱身(warm-up)、肌肉的活性化以及肌肉的繃緊等，由此使肌力增強。專利文獻1:日本特開2007-9362號公報專利文獻2:日本專利第3026007號專利文獻3:日本特開2001-333990號公報

發明內容
發明要解決的問題上述的各方法分別存在以下問題。根據使用護具的方法，護具輔助性地承擔保護膝蓋等關節的股四頭肌等的作用，因此當長時間地持續使用時，由護具所補充的部分的肌力下降。另外，根據施加電刺激以使肌力增強的方法，在肌力增強至關節的疼痛被減輕的程度之前，關節的疼痛不會被充分地減輕，因此在日常生活中給用戶造成的負擔重。另外，即使增強了關節附近的肌力，在進行了不伸縮主動肌和拮抗肌(例如下臺階的動作)的用戶動作的情況下，會由於關節被施加負荷而感到疼痛。本發明是鑑於這種實際情況而完成的，其目的在於提供一種能夠兼顧關節的固定和肌力下降的抑制的電刺激裝置。用於解決問題的方案根據本發明的一個方式，對肌肉施加電刺激的電刺激裝置的特徵在於，包括:安裝部，其安裝於包含跨關節肌(関節跨坐筋)的人體部位，該跨關節肌是跨過關節的肌肉；以及電極部，其設置於該安裝部，用於向上述跨關節肌流通電流。發明的效果 根據本發明，能夠提供一種能夠兼顧關節的固定和肌力下降的抑制的電刺激裝置。


圖1是針對本發明的一個實施方式的電刺激裝置的圖，(a)是表示其正面結構的主視圖，(b)是表示其背面結構的後視圖。圖2是表示該實施方式的電刺激裝置的結構的框圖。圖3是針對該實施方式的電刺激裝置的圖，(a)是表示股四頭肌與電極部之間的位置關係的大腿的主視圖，(b)是表示股後肌群與電極部之間的位置關係的大腿的後視圖，(C)是表示腓腸肌與電極部之間的位置關係的小腿的後視圖。圖4是針對安裝有該實施方式的電刺激裝置的刺激施加部的用戶的下肢的圖，(a)是表示其正面結構的主視圖，(b)是表示其背面結構的後視圖。圖5是針對本發明的其它實施方式的電刺激裝置的圖，(a)是表示小腿屈肌群與電極部之間的位置關係的後視圖，(b)是表示小腿伸肌群與電極部之間的位置關係的主視圖，(C)是表示小腿腓骨肌群與電極部之間的位置關係的主視圖。圖6是針對本發明的其它實施方式的電刺激裝置的圖，(a)是表示髖關節內旋肌群與電極部之間的位置關係的主視圖，(b)是表示股後肌群與電極部之間的位置關係的主視圖，(C)是表示臀大肌與電極部之間的位置關係的後視圖，(d)是表示髖關節內旋肌群與電極部之間的位置關係的主視圖。圖7是針對本發明的其它實施方式的電刺激裝置的圖，(a)是表示屈肘肌群與電極部之間的位置關係的主視圖，(b)是表示伸肘肌群與電極部之間的位置關係的主視圖，(C)是表示伸指肌群與電極部之間的位置關係的主視圖，(d)是表示屈指肌群與電極部之間的位置關係的側視圖。圖8是針對本發明的其它實施方式的電刺激裝置的圖，(a)是表示肩上舉旋轉肌群與電極部之間的位置關係的主視圖，(b)是表示肩上舉旋轉肌群與電極部之間的位置關係的側視圖。
具體實施例方式參照圖1 圖4來說明本發明的一個實施方式。此外，在本實施方式中，示出了將本發明具體化為分別安裝於左右下肢的護具型的電刺激裝置的一個例子。圖1中示出了電刺激裝置I的正面結構和背面結構。電刺激裝置I包括:對右下肢施加電刺激的刺激施加部10 ;對左下肢施加電刺激的刺激施加部(省略圖示)；以及控制各刺激施加部對下肢施加電刺激的施加方式的刺激控制部40。右下肢用的刺激施加部10包括作為其主體的護具20以及多個電極部即第一電極部31、第二電極部32以及第三電極部33。護具20被設置為安裝部(在本實施方式中為下肢安裝部)。左下肢用的刺激施加部相當於將右下肢用的刺激施加部10的護具20的結構以及電極部31 33的配置以與左下肢對應的方式變更所得到的構件，具有實質上與右下肢用的刺激施加部10相同的結構。因此，下面省略關於左下肢用的刺激施加部的說明，將「刺激施加部10」用作右下肢用和左下肢用的刺激施加部的總稱。護具20上設置有:覆蓋大腿正面的大腿正面部21 ;覆蓋小腿正面的小腿正面部22 ;覆蓋大腿背面的第一大腿背面部23 ;以及與第一大腿背面部23重疊的第二大腿背面部24。另外，設置有:覆蓋小腿背面的第一小腿背面部25 ;與第一小腿背面部25重疊的第二小腿背面部26 ;以及覆蓋膝關節正面的膝蓋部27。在本實施方式中，將大腿正面部21、第一大腿背面部23以及第二大腿背面部24設置為安裝於大腿的包含跨關節肌的部位的第一下肢安裝部。另外，將小腿正面部22、第一小腿背面部25以及第二小腿背面部26設置為安裝於小腿的包含跨關節肌的部位的第二下肢安裝部。第一大腿背面部23上設置有面狀搭扣的圈面28A。第二大腿背面部24上設置有面狀搭扣的鉤面28B。第一小腿背面部25上設置有面狀搭扣的圈面29A。第二小腿背面部26上設置有面狀搭扣的鉤面29B。膝蓋部27上設置有用於使膝關節易於彎曲的孔27A。通過將面狀搭扣的圈面28A安裝到面狀搭扣的鉤面28B上，大腿正面部21、第一大腿背面部23以及第二大腿背面部24被固定於大腿的周圍。通過將面狀搭扣的圈面29A安裝到面狀搭扣的鉤面29B上，小腿正面部22、第一小腿背面部25以及第二小腿背面部26被固定於小腿。各電極部31 33在護具20的裡面側暴露以與用戶的皮膚直接接觸。另外，各電極部31 33經由導電線39與刺激 控制部40電連接。第一電極部31設置於大腿正面部21。第二電極部32設置於第二大腿背面部24。第三電極部33設置於第二小腿背面部26。參照圖2來說明刺激控制部40的結構。刺激控制部40中設置有:脈衝產生部51，其輸出脈衝信號；操作部52，其用於切換刺激控制部40的啟動(on)和關閉(off);以及切換部53，其用於切換刺激施加部10對下肢的通電方式。另外，設置有:電源部54，其對刺激控制部40的各結構要素供給電力；存儲部55，其預先存儲有用於控制各電極部31 33的程序；以及顯示部56，其用於顯示表示被施加了電刺激的部位及其強度的信息等。另外，設置有:關節位移檢測傳感器41，其對關節的位移進行檢測；關節旋轉檢測傳感器42，其對關節的旋轉進行檢測；以及動作狀態檢測傳感器43，其對生物體的動作狀態進行檢測。在本實施方式中，傳感器41被設置為關節位移檢測部，傳感器42被設置為關節旋轉檢測部，傳感器43被設置為動作狀態檢測部。輸出控制部50構成為包括微計算機。另外，輸出控制部50基於從操作部52、切換部53、關節位移檢測傳感器41、關節旋轉檢測傳感器42以及動作狀態檢測傳感器43輸入的信號，來控制對各電極部31 33的通電方式。通電方式的控制是基於與多個模式分別對應地預先存儲的程序來進行的。當通過切換部53的操作而選擇了多個模式中的某一個模式時，輸出控制部50進行與所選擇的模式對應的各電極部31 33的通電控制。各電極部31 33的通電控制是通過調整要施加的電流的大小和頻率來進行的。在本實施方式中，輸出控制部50作為關節位移控制部、動作狀態控制部以及關節旋轉控制部而發揮功能。操作部52中設置有用於接通和斷開刺激控制部40的電源的開關以及用於進行各種設定的開關和撥盤(dial)。切換部53中設置有與多個模式對應的多個操作位置。作為通電控制的模式，預先準備以下的模式A E。模式A被設定為施加用於通過使生物體動作來增強肌力的電刺激的模式。模式B被設定為施加用於刺激跨關節肌來固定關節的電刺激的模式。模式C被設定為施加用於緩解疼痛的電刺激的模式。模式D被設定為施加用於不使生物體動作而增強肌力的電刺激的模式。模式E被設定為基於各傳感器41 43的輸出來控制對跨關節肌的通電方式的模式。
關節位移檢測傳感器41對膝關節的位移進行檢測。膝關節的位移是指以下的動作。即，以用戶伸展膝關節的狀態為中立位移狀態，將從該狀態起彎曲膝關節的動作稱為關節的位移。關節旋轉檢測傳感器42對膝關節的旋轉和旋轉方向進行檢測。膝關節的旋轉是指以下的動作。即，以用戶不對膝關節注入力量的狀態為中立旋轉狀態，將從該狀態起膝關節繞下肢的軸旋轉的動作稱為膝關節的旋轉。下面，將膝關節從內側向外側旋轉的動作稱為「外旋」，將膝關節從外側向內側旋轉的動作稱為「內旋」。動作狀態檢測傳感器43對生物體的動作狀態進行檢測。生物體的動作狀態是指以下的狀態。即，以生物體直立的狀態為中立生物體狀態，將從該狀態起生物體進行動作而膝關節被施加負荷的狀態稱為生物體的動作狀態。作為動作狀態檢測傳感器43，設置有旋轉傳感器、加速度傳感器、壓力傳感器以及角度傳感器。當生物體進行了動作時，通過動作狀態檢測傳感器43對膝關節的位移、膝關節的加速度、施加於生物體規定部位的壓力以及四肢的角度中至少一項的變化進行檢測。因此，基於動作狀態檢測傳感器43的檢測結果，能夠確認生物體的動作是否為對膝關節施加負荷的動作。參照圖3來說明下肢的肌肉和各電極部31 33的位置。構成大腿60的肌肉中包括股四頭肌61、半腱肌63、股二頭肌64以及半膜肌65。關於半腱肌63、股二頭肌64以及半膜肌65，將這些肌肉統稱為股後肌群(hamstring) 62。構成小腿70的肌肉中包括腓腸肌71。下肢肌肉中的股四頭肌61、股後肌群62以及腓腸肌71為跨過下肢的膝關節的肌肉(跨關節肌)。因此，當這些肌肉中至少一個收縮時，在膝關節的位移變小的方向上有力發生作用。即，當股四頭肌61和股後肌群62收縮時，想要通過向上側拉拽膝關節來將膝關節恢復為中立位移狀態的力發生作用。另外，當腓腸肌71收縮時，想要通過向下側拉拽膝關節來將膝關節恢復 為中立位移狀態的力發生作用。跨關節肌中的股四頭肌61和股後肌群62為有助於膝關節旋轉的肌肉(關節旋轉肌)。因此，當這些肌肉中至少一個收縮時，在膝關節的旋轉變小的方向上有力發生作用。即，當股四頭肌61和股後肌群62收縮時，想要將膝關節從外旋的狀態或者內旋的狀態恢復為中立旋轉狀態的力發生作用。當在用戶的下肢安裝刺激施加部10時，第一電極部31的正極和負極保持為分別接觸與股四頭肌61對應的下肢的皮膚的狀態。另外，第二電極部32的正極和負極保持為分別接觸與股後肌群62對應的下肢的皮膚的狀態。另外，第三電極部33的正極和負極保持為分別接觸與腓腸肌71對應的下肢的皮膚的狀態。圖4中示出了安裝了刺激施加部10的用戶的右下肢。用戶能夠按照以下過程來使用電刺激裝置I。(過程I)將刺激施加部10安裝於右下肢和左下肢。(過程2)對操作部52進行操作來使電源接通。(過程3)根據需要對切換部53進行操作來切換模式。(過程4)對操作部52進行操作來使電源斷開。(過程5)從右下肢和左下肢卸下刺激施加部10。
當從第一電極部31向大腿60流通電流時，對股四頭肌61施加電刺激。由此，股四頭肌61收縮，因此對膝關節施加向上方拉拽膝關節的力。因而，與沒有從第一電極部31向大腿60流通電流時相比，固定膝關節的力變強。當股四頭肌61收縮時，特別是抑制了膝關節向下方和前方的錯位。當從第二電極部32向大腿60流通電流時，對股後肌群62施加電刺激。由此，股後肌群62收縮，因此對膝關節施加向上方拉拽膝關節的力。因而，與沒有從第二電極部32向大腿60流通電流時相比，固定膝關節的力變強。當股後肌群62收縮時，特別是抑制了膝關節向左右方向的錯位。當從第三電極部33向小腿70流通電流時，對腓腸肌71施加電刺激。由此，腓腸肌71收縮，因此對膝關節施加向下方拉拽膝關節的力。因而，與沒有從第三電極部33向小腿70流通電流時相比，固定膝關節的力變強。當腓腸肌71收縮時，特別是抑制了膝關節向下方和前方的錯位以及向左右方向的錯位。當通過第一電極部31和第三電極部33對下肢施加了電刺激時，對膝關節施加向上方拉拽膝關節的力和向下方拉拽膝關節的力。因而，與僅通過各電極部31 33中的一個對下肢施加電刺激時相比，固定膝關節的力變強。當通過第二電極部32和第三電極部33對下肢施加了電刺激時，對膝關節施加向上方拉拽膝關節的力和向下方拉拽膝關節的力。因而，與僅通過各電極部31 33中的一個對下肢施加電刺激時相比，固定膝關節的力變強。當通過第一電極部31、第二電極部32以及第三電極部33對下肢施加了電刺激時，對膝關節施加向上方拉 拽膝關節的力和向下方拉拽膝關節的力。因而，與通過各電極部31 33中的一個或者兩個對下肢施加電刺激時相比，固定膝關節的力變強。下面的(A) (E)中示出了刺激控制部40對刺激施加部10的控制方式。(A)當切換部53的操作位置被設定為與模式A對應的操作位置時，刺激控制部40交替地反覆進行以下的電刺激的施加:通過第一電極部31對股四頭肌61施加電刺激；通過第二電極部32對股後肌群62施加電刺激。另外，當作為使膝關節伸展和彎曲的肌肉的主動肌(股四頭肌61)收縮時，刺激控制部40對舒張的拮抗肌(股後肌群62)施加電刺激。即，與生物體的動作所引起的跨關節肌的收縮相應地，對沒有收縮的跨關節肌施加電刺激以施加向收縮方向的阻力。由此，股後肌群62的向收縮方向的阻力變大，因此實現了肌力的增強。(B)當切換部53的操作位置被設定為與模式B對應的操作位置時，刺激控制部40同時進行以下的電刺激的施加:通過第一電極部31和第二電極部32對大腿60施加電刺激；通過第三電極部33對小腿70施加電刺激。由此，跨關節肌收縮，因此固定膝關節的力變強。(C)當切換部53的操作位置被設定為與模式C對應的操作位置時，刺激控制部40通過電極部31 33中的至少一個持續地對大腿60或者小腿70施加低頻率的脈衝電流。此時，從各電極部31 33供給至大腿60或者小腿70的電流的大小小於模式A時的電流大小。由此，持續地對下肢施加微弱的電刺激，因此疼痛被緩解。(D)當切換部53的操作位置被設定為與模式D對應的操作位置時，刺激控制部40通過電極部31 33中的至少一個持續地對大腿60或者小腿70施加電刺激。此時，從各電極部31 33供給至大腿60或者小腿70的電流的大小大於模式C的電流大小且小於模式A和模式B的電流大小。由此，持續地對下肢施加弱的電刺激，因此下肢不動作而增強了肌力。(E)當切換部53的操作位置被設定為與模式E對應的操作位置時，刺激控制部40基於傳感器41 43的檢測結果，對大腿60或者小腿70施加電刺激。具體地說，如下面的(El) (E3)那樣進行通電控制。(El)刺激控制部40當基於關節位移檢測傳感器41的檢測結果判斷為膝關節的位移小於規定量時、即預測為對膝關節施加的負荷小時，不通過電極部31 33向跨關節肌通電。另一方面，當刺激控制部40基於關節位移檢測傳感器41的檢測結果判斷為膝關節的位移與規定量相同或者大於規定量時、即預測為對膝關節施加的負荷大時，刺激控制部40通過電極部31 33中的至少一個向跨關節肌通電。作為此時的通電方式，刺激控制部40既可以隨著膝關節的位移量變大而增加各電極部31 33的電流的供給量，或者也可以不管膝關節的位移量如何都供給固定的電流。(E2)刺激控制部40當基於關節旋轉檢測傳感器42的檢測結果判斷為膝關節的旋轉小於規定量時、即預測為對膝關節施加的負荷小時，不通過電極部31、32向關節旋轉肌通電。另一方面，刺激控制部40當基於關節旋轉檢測傳感器42的檢測結果，判斷為膝關節的旋轉與規定量相同或者大於規定量時、即預測為對膝關節施加的負荷大時，通過電極部31,32中的至少一個向關節旋轉肌通電。作為此時的通電方式，刺激控制部40既可以隨著膝關節的旋轉量變大而增加 各電極部31、32的電流的供給量，或者也可以不管膝關節的旋轉量如何都供給固定的電流。(E3)刺激控制部40當基於動作狀態檢測傳感器43的檢測結果判斷為用戶不進行對膝關節施加負荷的動作時，不通過電極部31 33向跨關節肌通電。另一方面，刺激控制部40當基於動作狀態檢測傳感器43的檢測結果判斷為用戶進行對膝關節施加負荷的動作時，通過電極部31 33中的至少一個向跨關節肌通電。此外，作為對膝關節施加負荷的動作，可以列舉出步行、下臺階動作、起身動作以及坐下動作。根據本實施方式，能夠起到以下的作用效果。(I)在電刺激裝置I中，設置有:護具20，其安裝於包含跨關節肌的人體部位；以及多個電極部31 33，該多個電極部31 33設置於該護具20，用於向跨關節肌流通電流。根據該結構，通過向跨關節肌流通電流，能夠刺激跨關節肌。當跨關節肌被刺激時該肌肉收縮，因此與跨關節肌對應的膝關節難以位移。由此，當在用戶安裝了電刺激裝置I的狀態下供給了電流時，與不供給電流時相比，固定膝關節的力變強，因此能夠減少膝關節的錯位。另外，通過對跨關節肌供給電流來進行這種膝關節的固定，因此與不供給電流而固定膝關節的類型的護具相比，能夠抑制用戶的肌力下降。(2)在電刺激裝置I中，作為刺激施加部10，設置有安裝於大腿60和小腿70的護具20。護具20包括安裝於大腿60中包含跨關節肌的部位的大腿正面部21、第一大腿背面部23以及第二大腿背面部24。另外，護具20包括安裝於小腿70中包含跨關節肌的部位的小腿正面部22、第一小腿背面部25以及第二小腿背面部26。根據該結構，能夠向大腿60和小腿70的跨關節肌流通電流，因此與向大腿60和小腿70中的某一方的跨關節肌流通電流的結構相比，固定膝關節的力變得更強。由此，進一步提高了減少膝關節的錯位的效果。(3)在電刺激裝置I中，設置有:關節位移檢測傳感器41，其對關節的伸展和彎曲所引起的關節的位移進行檢測；以及輸出控制部50，其控制各電極部31 33對生物體的通電方式。輸出控制部50基於關節位移檢測傳感器41的檢測結果，來控制各電極部31 33對跨關節肌的通電方式。一般，當對肌肉施加了電刺激時，肌肉的快肌纖維發生反應而肌肉的活動度提高。但是，快肌纖維易於疲勞，因此當過度施加電刺激時對人體的負擔大。另一方面，對膝關節造成的負擔根據膝關節的位移而不同，並且當膝關節處於中立位移狀態時負擔最小。根據上述(3)的結構，輸出控制部50基於關節位移檢測傳感器41的檢測結果來控制通電方式，因此，在不需要固定關節時能夠通過停止向膝關節通電來減少快肌纖維的疲勞。另外，即使在如睡眠過程中等那樣用戶無意識時進行通電，導致快肌纖維疲勞的可能性也低，因此在用戶無意識時也能夠通過通電來對膝關節進行固定。由此，進一步提高了減少膝關節的錯位的效果。(4)在電刺激裝置I中，設置有:動作狀態檢測傳感器43，其對生物體的動作狀態進行檢測；以及輸出控制部50，其控制各電極部31 33對生物體的通電方式。輸出控制部50基於動作狀態檢測傳感器43的檢測結果，來變更各電極部31 33對跨關節肌的電流通電方式。例如，在用戶下臺階時，膝關節處於中立位移狀態，跨關節肌不活動。因此，當體重承載到一條腿的膝蓋上時，引發膝蓋疼痛。另外，由於跨關節肌不活動，因此僅通過感測肌肉的狀態是無法適當地掌握膝關節的動作的。根據上述(4)的結構，由於對用戶的動作狀態進行檢測，因此例如在用戶進行下臺階的動作的情況下，當膝關節處於中立位移狀態時，能夠預先掌握對膝關節施加的負荷。由此，向跨關節肌流通電流來固定膝關節，因此能夠進一步提高了減少膝關節的錯位的效果O(5)在電刺激裝置I中，設置有:關節旋轉檢測傳感器42，其用於對關節的旋轉進行檢測；以及輸出控制部50，其控制各電極部31 33對生物體的通電方式。輸出控制部50基於關節旋轉檢測傳感器42的檢測結果來控制從各電極部31 33對關節旋轉肌的電流通電方式。根據該結構，能夠通過向大腿60的關節旋轉肌流通電流來固定關節，因此能夠減輕膝關節的旋轉所引起的疼痛。(6)在電刺激裝置I中，作為用於對人體施加電刺激的模式，設置有模式A和模式B，在該模式A下施加用於通過使生物體動作來增強肌力的電刺激，在該模式B下施加用於刺激跨關節肌來固定關節的電刺激。根據該結構，在模式A下，用戶能夠一邊運動、日常生活一邊使肌力增強。另外，在模式B下，通過向跨關節肌流通電流來固定膝關節，因此能夠減輕膝蓋的疼痛。(7)在電刺激裝置I中，作為用於對生物體施加電刺激的模式，設置有模式C和模式D，在該模式C下施加用於緩解疼痛的電刺激，在該模式D下施加用於不使生物體動作而增加肌力量的電刺激。根據該結構，在模式C下，通過提供低頻率的脈衝電流來能夠緩解疼痛。另外，在模式D下，通過持續提供 電刺激，即使用戶不活動下肢也能夠實現肌力的增強。(其它實施方式)
此外，本發明的實施方式並不限於上述實施方式，也能夠將其例如下面所示那樣變更來實施。另外，下面的各變形例並非僅適用於上述實施方式，也能夠將不同的變形例之間相互進行組合來實施。 在上述實施方式中，以能夠向構成股後肌群62的半腱肌63、股二頭肌64以及半膜肌65全部流通電流的方式構成第二電極部32，但是也能夠如下進行變更。S卩，以能夠僅向半腱肌63、股二頭肌64以及半膜肌65中的一個或者兩個流通電流的方式構成第二電極32。 在上述實施方式中，與股四頭肌61、股後肌群62以及腓腸肌71對應地分別設置了第一電極部31 第三電極部33，但是也能夠省略電極部31 33中的一個或者兩個。.在上述實施方式中，設置有用於固定膝關節的多個電極部31 33，但是也能夠如下面的(A) (D)所示那樣設置用於固定除膝關節之外的其它關節的電極部。下述的各電極部能夠代替電極部31 33的 全部來設置，或者代替電極部31 33中的某一個或者某兩個來設置，或者在電極部31 33的基礎上設置。(A)也能夠如圖5所示那樣設置用於固定足關節的第四電極部。作為第四電極部，能夠設置與小腿的背面對應的圖5的(a)的電極部34A、與小腿的正面對應的圖5的(b)的電極部34B以及與小腿的正面對應的圖5的(c)的電極部34C中的至少一個。圖5的(a)的電極部34A被設置為用於向包括腓腸肌的多個小腿屈肌群72流通電流的電極部。圖5的(b)的電極部34B被設置為用於向小腿伸肌群73流通電流的電極部。圖5的(c)的電極部34C被設置為用於向小腿腓骨肌群74流通電流的電極部。此外，多個小腿屈肌群72、小腿伸肌群73以及小腿腓骨肌群74均為針對足關節的跨關節肌。(B)也能夠如圖6所示那樣設置用於固定髖關節的第五電極部。作為第五電極部，能夠設置與大腿的正面對應的圖6的(a)的電極部35A、與大腿的背面對應的圖6的(b)的電極部35B、與臀部對應的圖6的(c)的電極部35C以及與骨盆的正面對應的圖6的(d)的電極部35D中的至少一個。圖6的(a)的電極部35A被設置為用於向髖關節內旋肌群66流通電流的電極部。圖6的(b)的電極部35B被設置為用於向股後肌群62流通電流的電極部。圖6的(c)的電極部35C被設置為用於向臀大肌67流通電流的電極部。圖6的(d)的電極部3 還作為用於向髖關節屈肌群68流通電流的電極部而設置。此外，髖關節內旋肌群66、股後肌群62、臀大肌67以及髖關節屈肌群68均為針對髖關節的跨關節肌。(C)也能夠如圖7所示那樣設置用於固定肘關節的第六電極部。作為第六電極部，能夠設置與上臂的側面對應的圖7的(a)的電極部36A、與上臂的正面對應的圖7的(b)的電極部36B、與下臂的外側對應的圖7的(c)的電極部36C以及與下臂的側面對應的圖7的(d)的電極部36D中的至少一個。圖7的(a)的電極部36A被設置為用於向屈肘肌群81流通電流的電極部。圖7的(b)的電極部36B被設置為用於向伸肘肌群82流通電流的電極部。圖7的(c)的電極部36C被設置為用於向伸指肌群91流通電流的電極部。圖7的(d)的電極部36D被設置為用於向屈指肌群92流通電流的電極部。此外，屈肘肌群81、伸肘肌群82、伸指肘肌群91以及屈指肌群92均為針對肘關節的跨關節肌。S卩，在圖7的實施例的情況下，圖1的刺激施加部10中的護具20等安裝部作為上肢安裝部而發揮功能。在這種情況下，上肢安裝部與圖1的結構中的第一下肢安裝部(21、23、24)以及第二下肢安裝部(22、25、26)同樣地包括:第一上肢安裝部，其安裝於包含上臂的跨關節肌(81、82)的部位；以及第二上肢安裝部，其安裝於包含下臂的跨關節肌(91、92)的部位。(D)也能夠如圖8所示那樣設置用於固定肩關節的第七電極部。第七電極部包括與斜方肌對應的負極37A、與肩關節的正面的肌肉對應的正極37B、與肩關節的內側下方的肌肉對應的正極37C以及與肩關節的背面的肌肉對應的正極37D。另外，第七電極部被設置為用於向肩上舉旋轉肌群(肩挙上迴旋筋群)100的正面側流通電流的電極部。此外，肩上舉旋轉肌群100為針對肩關節的跨關節肌。 在上述實施方式中，刺激控制部40通過關節位移檢測傳感器41直接檢測關節的位移，但是也可以代替該傳感器41或者在其基礎上設置用於間接地檢測關節的位移的裝置。作為其中的一個例子，可以列舉出測量肌電圖的肌電圖測量裝置。根據設置肌電圖測量裝置的結構，刺激控制部40能夠基於由肌電圖測量裝置測量出的肌電圖來預測肌肉的活動狀態，基於所預測出的該肌肉的活動狀態來判斷關節的位移。 在上述實施方式中，利用輸出控制部50來進行由右下肢用的刺激施加部10和左下肢的刺激施加部各自進行的電刺激的施加，但是也能夠具備用於由用戶選擇要使用的刺激施加部的功能。作為其中的一個例子，可以列舉出以下結構:在操作部52中設置用於選擇要使用的刺激施加部的按鈕。.在上述實施方式中，在刺激控制部40中設置有關節位移檢測傳感器41、關節旋轉檢測傳感器42以及動作狀態檢測傳感器43，但是也可以將這些傳感器中的至少一個省略。 在上述實施方式中，刺激控制部40當基於關節位移檢測傳感器41的檢測結果判斷為膝關節的負擔小時，停止向跨關 節肌供給電流，但是也能夠將其如下變更。即，刺激控制部40在判斷為膝關節的負擔小時，也能夠向跨關節肌供給少於在判斷為膝關節的負擔大時的量的電流。 在上述實施方式中，獨立地進行基於各傳感器41 43的檢測結果的通電方式的控制(模式E)和模式A D下的通電方式的控制，但是也能夠同時進行基於各傳感器41 43的檢測結果的控制和模式A D的控制。即，也能夠當在執行模式A D中的某一個模式的控制的過程中產生了基於各傳感器41 43的檢測結果進行通電的需要時，暫時地保留模式A D中的某一個通電控制，而進行基於各傳感器41 43的檢測結果的通電控制。.在上述實施方式中，刺激控制部40在檢測到膝關節被旋轉時向跨關節肌中的作為關節旋轉肌的股四頭肌61和股後肌群62流通電流，但是也能夠進一步向作為關節旋轉肌以外的跨關節肌的腓腸肌71流通電流。 在上述實施方式中，設置了從大腿60經由膝關節到小腿70地安裝的類型的刺激施加部10，但是也能夠分別地形成與大腿60對應的部分和與小腿70對應的部分。 在上述實施方式中，設置了安裝於下肢的類型的刺激施加部10，但是也能夠代替該刺激施加部或者在其基礎上設置安裝於上肢的類型的刺激施加部。另外，也能夠在具備安裝於下肢的刺激施加部和安裝於上肢的刺激施加部中的至少一個的電刺激裝置中，添加下面的⑷ ⑶的變更。(A)將下肢用的刺激施加部變更為僅安裝於大腿60的類型。(B)將下肢用的刺激施加部變更為僅安裝於小腿70的類型。(C)將上肢用的刺激施加部變更為僅安裝於上臂80的類型。
(D)將上肢用的刺激施加部變更為僅安裝於下臂90的類型。 在包括安裝於上肢的刺激施加部的結構中，也能夠分別形成與上臂80及下臂90對應的部位。.在上述實施方式中，將刺激施加部10構成為安裝於左右各下肢的護具型的構件，但是也能夠變更為包 括立襠及與左右下肢對應的部位的短褲型或者長褲型的構件。
權利要求
1.一種電刺激裝置，對肌肉施加電刺激，其特徵在於，具備: 安裝部，其安裝於包含跨關節肌的人體部位，該跨關節肌是跨過關節的肌肉；以及 電極部，其設置於上述安裝部，用於向上述跨關節肌流通電流。
2.根據權利要求1所述的電刺激裝置，其特徵在於， 作為上述安裝部，具備安裝於上肢的上肢安裝部和安裝於下肢的下肢安裝部中的至少一個， 上述上肢安裝部包括第一上肢安裝部和第二上肢安裝部，該第一上肢安裝部安裝於上述上肢的上臂中包含跨關節肌的部位，該第二上肢安裝部安裝於上述上肢的下臂中包含跨關節肌的部位， 上述下肢安裝部包括第一下肢安裝部和第二下肢安裝部，該第一下肢安裝部安裝於上述下肢的大腿中包含跨關節肌的部位，該第二下肢安裝部安裝於上述下肢的小腿中包含跨關節肌的部位。
3.根據權利要求1或2所述的電刺激裝置，其特徵在於，還具備: 關節位移檢測部，其對關節的伸展和彎曲所引起的關節的位移進行檢測；以及 關節位移控制部，其基於上述關節位移檢測部的檢測結果來控制上述電極部對上述跨關節肌的通電方式。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的電刺激裝置，其特徵在於，還具備: 動作狀態檢測部，其對生物體的動作狀態進行檢測；以及 動作狀態控制部，其基於上述動作狀態檢測部的檢測結果來控制上述電極部對上述跨關節肌的通電方式。
5.根據權利要求1至4中的任一項所述的電刺激裝置，其特徵在於， 上述電極部是向上述跨關節肌流通電流的多個電極部中的一個，上述跨關節肌包括有助於關節旋轉的關節旋轉肌，上述多個電極部包括向上述關節旋轉肌流通電流的電極部， 該電刺激裝置還具備: 關節旋轉檢測部，其對上述關節的旋轉進行檢測；以及 關節旋轉控制部，其基於上述關節旋轉檢測部的檢測結果來控制上述電極部對上述關節旋轉肌的通電方式。
6.根據權利要求1至5中的任一項所述的電刺激裝置，其特徵在於， 該電刺激裝置能夠控制第一模式和第二模式，該第一模式是在施加用於通過使生物體動作來增強肌力的電刺激時執行，該第二模式是在對上述跨關節肌施加用於利用上述跨關節肌來固定關節的電刺激時執行。
7.根據權利要求1至6中的任一項所述的電刺激裝置，其特徵在於， 該電刺激裝置能夠控制第三模式和第四模式，該第三模式是在施加用於緩解疼痛的電刺激時執行，該第四模式是在施加用於不使生物體動作而增強肌力的電刺激時執行。
全文摘要
電刺激裝置(1)包括護具(20)，該護具(20)用於安裝於包含跨關節肌(61、62、71)的人體部位，該跨關節肌(61、62、71)是跨過關節的肌肉。護具(20)上設置有用於向跨關節肌(61、62、71)流通電流的多個電極部(31～33)。第一電極部(31)和第二電極部(32)被設置成與大腿(60)的跨關節肌相對應，第三電極(33)被設置成與小腿(70)的跨關節肌相對應。
文檔編號A61N1/36GK103079637SQ201180042110
公開日2013年5月1日 申請日期2011年6月21日 優先權日2010年7月2日
發明者三原泉, 井出和宏, 市村亮 申請人:松下電器產業株式會社