JP2006271689A - Stimulating apparatus and its control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体に対して経皮的に運動神経を電気刺激する刺激装置に関する。 The present invention relates to a stimulation device that electrically stimulates a motor nerve percutaneously to a living body.
従来から、電気筋肉刺激法(ELECTRICAL MUSCLE STIMULATION:EMS)が医療用運動機能訓練装置において用いられている。たとえば、電気筋肉刺激法を用いた医療用運動機能訓練装置は、脳卒中などの脳血管障害によって引き起こされる後遺症から社会復帰するためのリハビリテーション、および神経麻痺やリウマチなどの疾病にかかった場合における運動機能訓練に広く利用されている。 Conventionally, an electromuscular stimulation method (ELECTRIC MUSCLE STIMULATION: EMS) has been used in medical exercise function training apparatuses. For example, medical motor function training equipment using electromuscular stimulation is a rehabilitation to return to society from sequelae caused by cerebrovascular disorders such as stroke, and motor function in the case of diseases such as nerve paralysis and rheumatism Widely used for training.
電気筋肉刺激法による筋肉収縮運動は、電気刺激によって被術者の意志とは関係なく筋肉を運動させるものである。具体的には、電気筋肉刺激法では、筋肉を動かすための運動神経に経皮的に電気刺激(電流)を与えて筋肉を収縮させる。この電気筋肉刺激法によれば、被術者が、実際に身体を動かす必要がないので、長く病臥中で筋肉の衰えた高齢者の筋力アップトレーニングのためにも電気筋肉刺激法による筋肉収縮運動が用いられている。また、腹筋と背筋とを鍛えることができるので腰痛予防にも用いられており、さらには足腰も鍛えることができるので膝痛予防にも応用できることが明らかにされている。 In the muscle contraction exercise by the electric muscle stimulation method, the muscle is exercised by the electric stimulation irrespective of the will of the subject. Specifically, in the electrical muscle stimulation method, electrical stimulation (electric current) is applied percutaneously to the motor nerve for moving the muscle to contract the muscle. According to this electromuscular stimulation method, the subject does not have to actually move the body, so that the muscle contraction exercise by the electromuscular stimulation method is also used for the strength-up training of the elderly who have been sick and have weakened muscles for a long time. Is used. It has also been shown that it can be used to prevent back pain because it can train the abdominal and back muscles, and it can also be applied to the prevention of knee pain because it can also train the legs and lower back.
以上のような側面から、電気筋肉刺激法は、注目を集めている。実際に、電気筋肉刺激を目的とした商品が開発され、市場にて取引されている。しかしながら、従来の電気筋肉刺激法を用いた刺激装置には、いくつかの問題点が指摘されている。まず、施術1回当たりの処理時間が20〜30分と長く、刺激中に、「チクチク」とした痛みまたは不快感が生じる場合がある点が問題となる。すなわち、刺激中に、あたかも尖った物で繰り返し突き刺されるような痛みまたは不快感が生じる場合がある。 From the above aspects, the electric muscle stimulation method has attracted attention. In fact, products aimed at electromuscular stimulation have been developed and marketed. However, several problems have been pointed out in the stimulation apparatus using the conventional electric muscle stimulation method. First, the treatment time per treatment is as long as 20 to 30 minutes, and there is a problem that pain or discomfort may occur during stimulation. That is, pain or discomfort may occur during stimulation, as if it were repeatedly pierced with a sharp object.
そこで、近年では、上記の痛みまたは不快感を少なくするために、種々の工夫を施した刺激装置が開示されている。たとえば、特許文献1では、用いるパルス周波数(パルス電流の頻度)を50Hz前後にし、パルス波形をパルス幅(刺激幅)の短い矩形波にし、さらに、パルス強度(刺激強度)を瞬時に上げるのではなく漸次増大させるなどの各種の工夫が開示されている。しかしながら、上記の特許文献1の技術では、効率よく運動神経のみを刺激して興奮させることが難しく、痛みに関する神経についても刺激してしまうので、刺激中における「チクチク」とした痛みまたは不快感を消失あるいは低減させることが難しかった。
Therefore, in recent years, stimulation devices that have been devised in various ways to reduce the above-mentioned pain or discomfort have been disclosed. For example, in
一方、東洋医学では、経穴刺激が試みられており、経穴の多くは運動神経と関係していることが知られている。特許文献2は、経穴上の皮膚表面のインピーダンスが他の皮膚表面よりも低いという事実を報告している。この特許文献2では、皮膚表面のインピーダンスの時間変化から鍼刺激の効果および経穴位置を評価する技術が開示されている。しかしながら、特許文献2には、刺激中における「チクチク」とした痛みまたは不快感を消失あるいは低減させるために、皮膚表面でのインピーダンス測定結果を利用する点については開示されていなかった。
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものである。具体的には、電気刺激する際に、「チクチク」とした痛みまたは不快感を消失あるいは低減させることができる刺激装置およびその制御方法を提供することを目的とする。特に、皮膚表面のインピーダンスの測定結果に基づいて、刺激電流の配分を制御することによって、効率よく運動神経を興奮させることにより、痛みまたは不快感を消失あるいは低減させることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems. Specifically, it is an object of the present invention to provide a stimulating device and a control method thereof that can eliminate or reduce the pain or discomfort caused by “sting” when electrical stimulation is performed. In particular, it is an object to eliminate or reduce pain or discomfort by efficiently stimulating motor nerves by controlling the distribution of stimulation current based on the measurement result of the impedance of the skin surface.
上記の目的は、下記の手段により達成される。 The above object is achieved by the following means.
本発明の刺激装置は、生体に対して経皮的に運動神経を電気刺激する刺激装置であって、生体の皮膚上に配列される複数の表面電極と、前記各表面電極でのインピーダンスを測定する測定部と、運動神経を刺激するための刺激電流を発生する刺激電流供給部と、前記測定部によるインピーダンスの測定結果に基づいて、前記複数の表面電極へ供給する前記刺激電流の配分を制御する制御部と、を有することを特徴とする。 The stimulation device of the present invention is a stimulation device that electrically stimulates a motor nerve percutaneously with respect to a living body, and measures a plurality of surface electrodes arranged on the skin of the living body and impedances of the surface electrodes. And a stimulation current supply unit that generates a stimulation current for stimulating the motor nerve, and controls the distribution of the stimulation current to be supplied to the plurality of surface electrodes based on the impedance measurement result by the measurement unit And a control unit.
上記の制御部は、前記測定部によるインピーダンスの測定結果に基づいて、前記複数の表面電極のなかから一対または複数対の表面電極を刺激電流供給用電極対として選択する選択部を有し、前記刺激電流を前記刺激電流供給用電極対に対して供給するように制御する。 The control unit includes a selection unit that selects one or a plurality of pairs of surface electrodes as the stimulation current supply electrode pair from the plurality of surface electrodes based on the measurement result of the impedance by the measurement unit, Control is performed so that the stimulation current is supplied to the stimulation current supply electrode pair.
上記の複数の表面電極は、表面電極対を一定間隔で複数配列してなる表面電極群を一または複数群にわたって形成しており、前記測定部は、各表面電極対間でのインピーダンスを測定し、前記選択部は、最も低いインピーダンス値を示す表面電極対を前記刺激電流供給用電極対として選択する。 The plurality of surface electrodes form one or a plurality of surface electrode groups formed by arranging a plurality of surface electrode pairs at regular intervals, and the measurement unit measures impedance between each surface electrode pair. The selection unit selects the surface electrode pair showing the lowest impedance value as the stimulation current supply electrode pair.
上記の複数の表面電極は、表面電極対を一定間隔で複数配列してなる表面電極群を一または複数群にわたって形成しており、前記測定部は、各表面電極対間でのインピーダンスを測定し、前記選択部は、複数の表面電極対間でのインピーダンスにおける所定値以下のインピーダンス値を示す表面電極対を刺激電流供給用電極対として選択する。 The plurality of surface electrodes form one or a plurality of surface electrode groups formed by arranging a plurality of surface electrode pairs at regular intervals, and the measurement unit measures impedance between each surface electrode pair. The selection unit selects, as the stimulation current supply electrode pair, a surface electrode pair showing an impedance value equal to or lower than a predetermined value in the impedance between the plurality of surface electrode pairs.
上記の複数の表面電極は、表面電極を一定間隔でアレイ状に複数配列してなる表面電極群を一または複数群にわたって形成しており、前記測定部は、隣り合わせの表面電極間でのインピーダンスを測定し、前記選択部は、最も低いインピーダンス値を示す一組の表面電極を前記刺激電流供給用電極対として選択する。 The plurality of surface electrodes includes a surface electrode group formed by arranging a plurality of surface electrodes in an array at regular intervals over one or a plurality of groups, and the measurement unit provides impedance between adjacent surface electrodes. Then, the selection unit selects a set of surface electrodes showing the lowest impedance value as the stimulation current supply electrode pair.
上記の複数の表面電極は、表面電極を一定間隔でアレイ状に複数配列してなる表面電極群を一または複数群にわたって形成しており、前記測定部は、隣り合わせの表面電極間でのインピーダンスを測定し、前記選択部は、隣り合わせの表面電極間でのインピーダンスにおける所定値以下のインピーダンス値を示す一または複数組の表面電極を前記刺激電流供給用電極対として選択する。 The plurality of surface electrodes includes a surface electrode group formed by arranging a plurality of surface electrodes in an array at regular intervals over one or a plurality of groups, and the measurement unit provides impedance between adjacent surface electrodes. Measurement is performed, and the selection unit selects one or a plurality of sets of surface electrodes showing an impedance value equal to or lower than a predetermined value in the impedance between adjacent surface electrodes as the stimulation current supply electrode pair.
上記の所定値は、前記インピーダンスの平均値である。 The predetermined value is an average value of the impedance.
上記の表面電極は、皮膚抵抗よりも高い抵抗値を有する。 Said surface electrode has resistance value higher than skin resistance.
上記の表面電極は、皮膚に接触する導電性の粘着性ゲル層を持つ電極からなり、当該粘着性ゲル層の皮膚接触面積は、0.5cm2乃至10cm2であり、刺激電流供給用電極対間の抵抗値は、皮膚上への装着時で100kΩ乃至10MΩである。 The surface electrode is composed of an electrode having a conductive adhesive gel layer in contact with the skin, and the skin contact area of the adhesive gel layer is 0.5 cm 2 to 10 cm 2 . The resistance value between them is 100 kΩ to 10 MΩ when worn on the skin.
上記の刺激電流は、振幅変調によってパルス強度が漸次増減するパルス電流である。 The stimulation current is a pulse current in which the pulse intensity gradually increases or decreases by amplitude modulation.
上記のパルス電流のパルス周波数は30Hz乃至100Hzであり、1回の筋肉収縮あたりのパルス電流印加期間は0.5秒乃至10秒であり、パルス電流印加期間において、振幅変調によってパルス強度が漸次増加し、所定強度に達するとパルス強度が一定値を保ち、所定時間が経過するとパルス強度が漸次減少する。 The pulse frequency of the above pulse current is 30 Hz to 100 Hz, the pulse current application period per one muscle contraction is 0.5 to 10 seconds, and the pulse intensity gradually increases by amplitude modulation during the pulse current application period. When the predetermined intensity is reached, the pulse intensity maintains a constant value, and when the predetermined time elapses, the pulse intensity gradually decreases.
上記のパルス電流は、正側パルスと負側パルスとを有する両極性パルス電流であり、正側パルスと負側パルスとの間に所定のパルス間隔を有する。 The pulse current is a bipolar pulse current having a positive pulse and a negative pulse, and has a predetermined pulse interval between the positive pulse and the negative pulse.
上記のパルス電流の波形は、三角波、鋭波、または先端幅が短い台形波の何れかであり、当該波形の底辺付近における最大のパルス幅が0.1m秒乃至2m秒である。 The waveform of the pulse current is a triangular wave, an acute wave, or a trapezoidal wave with a short tip width, and the maximum pulse width near the bottom of the waveform is 0.1 to 2 ms.
上記の刺激装置は、さらに、供給される刺激電流の出力値、および刺激を開始してから完了するまでの処理時間を設定するための設定部と、設定された前記刺激電流の出力値および処理時間を表示する表示部と、を有する。 The stimulation apparatus further includes an output value of the supplied stimulation current, a setting unit for setting a processing time from the start to completion of the stimulation, and the output value and processing of the set stimulation current And a display unit for displaying time.
上記の刺激装置は、さらに、生体に装着されるベルト部を有し、前記複数の表面電極は、前記ベルト部の表面に配列されている。 The stimulation device further includes a belt portion to be attached to a living body, and the plurality of surface electrodes are arranged on the surface of the belt portion.
本発明の刺激装置の制御方法は、生体に対して経皮的に運動神経を電気刺激する刺激装置の制御方法であって、生体の皮膚上に配列された複数の表面電極でのインピーダンスを検出し、検出された該インピーダンスに基づいて、該表面電極へ供給する刺激電流を配分することを特徴とする。 The stimulation device control method of the present invention is a stimulation device control method for electrically stimulating motor nerves percutaneously to a living body, and detects impedances at a plurality of surface electrodes arranged on the skin of the living body. The stimulation current to be supplied to the surface electrode is distributed based on the detected impedance.
本発明の刺激装置によれば、「チクチク」とした痛みまたは不快感を消失あるいは低減させることができる刺激装置およびその制御方法を提供することができる。特に、生体の皮膚上に配列される複数の表面電極の夫々でのインピーダンスを測定し、インピーダンスの測定結果に基づいて、複数の表面電極へ供給する刺激電流の配分を制御するので、効率よく運動神経を興奮させることができ、痛みまたは不快感を消失あるいは低減させることができる。 According to the stimulating device of the present invention, it is possible to provide a stimulating device that can eliminate or reduce the pain or discomfort caused by “tingling” and a control method thereof. In particular, the impedance of each of the plurality of surface electrodes arranged on the skin of the living body is measured, and the distribution of the stimulation current supplied to the plurality of surface electrodes is controlled based on the measurement result of the impedance, so that the exercise is performed efficiently. The nerve can be excited and pain or discomfort can be eliminated or reduced.
また、必要に応じて、表面電極を高抵抗として、汗が存在する汗腺に電流が集中して発生したジュール熱によって惹き起こされる痛みを消失あるいは低減することができる。さらに、必要に応じて、0.1m秒乃至2m秒の底辺近傍における最大のパルス幅が0.1m秒乃至2m秒であり、三角波、鋭波、または先端幅が短い台形波を持ったパルス電流とすることによって、痛みまたは不快感を低減することができる。 If necessary, the surface electrode can be made to have a high resistance to eliminate or reduce pain caused by Joule heat generated by current concentration in sweat glands where sweat is present. Further, if necessary, a pulse current having a maximum pulse width of 0.1 msec to 2 msec near the bottom of 0.1 msec to 2 msec and having a triangular wave, a sharp wave, or a trapezoidal wave having a short tip width. Thus, pain or discomfort can be reduced.
以下、図面を参照しつつ、本発明の刺激装置の内容について説明する。 Hereinafter, the content of the stimulation device of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態の刺激装置の正面図であり、図2は、刺激装置の背面図である。図1および図2では、腰部の左右部を電気刺激するための刺激装置1を例として示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a front view of the stimulation device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a rear view of the stimulation device. In FIG. 1 and FIG. 2, the
刺激装置1は、被施術者の身体に巻き付けることができるベルト状(帯状)の基材であるベルト部2と、ベルト部2の両端に設けられた固定部3とを有する。ベルト部2は、可撓性素材で形成されている。また、固定部3としては、たとえば、一組の面ファスナーが用いられる。
The
刺激装置1は、生体の皮膚上に配置される複数の表面電極を含む電極部100と、末梢性運動神経(以下、単に「運動神経」と称する)を刺激するための刺激電流を電極部100に供給するため装置本体200とを備える。電極部100における複数の表面電極は、ベルト部2の一の表面に配列されている。
The
装置本体200は、各表面電極でのインピーダンスを測定するインピーダンス測定部210と、刺激電流を発生するための刺激電流供給部220と、インピーダンスの測定結果に基づいて、複数の表面電極へ供給する刺激電流の配分を制御する制御部230と、を有する。
The apparatus
本実施の形態においては、制御部230は、インピーダンスの測定結果に基づいて、電極部100における複数の表面電極の中から、刺激電流を供給するための電極対(以下、「刺激電流供給用電極対」と称する)を選択し、刺激電流供給用電極対に対して刺激電流を供給するように制御するものである。また、装置本体200には、表示部240、および操作部250が設けられている。
In the present embodiment, the
なお、本実施の形態では、全ての構成が、ベルト部2の内部または表面に設けられている場合を示したが、装置本体200の少なくとも一部をベルト部2とは別の筐体に設けて、ベルト部2上の設けられた各部と筐体とを電気的に結線するように構成することもできる。
In the present embodiment, the case where all the components are provided inside or on the surface of the
図3は、刺激装置1の概略構成を示すブロック図である。以下、図面を参照しつつ、電極部100の構成、および装置本体200の構成について、順次説明する。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the
(電極部の構成)
まず、電極部100の構成について説明する。電極部100は、1または複数の電極群を含む。図3に示される例では、電極部100は、第1電極群110と、第2電極群120とからなる2つの電極群を含む。電極群110,120間の相対的な位置関係は、任意に決定することができる。好ましくは、刺激を希望する腰、脚、および腕などの部位の種類に応じて、電極群110,120の位置が決定される。具体的には、ペインクリニックにおけるトリガーポイント、あるいは、東洋医学における経穴(つぼ)の分布に応じて、各電極群を配置することが望ましい。
(Configuration of electrode part)
First, the configuration of the
一般に、東洋医学では、経穴への刺激が行われている。経穴の多くは、運動神経と関係していることが知られている。具体的には、経穴の解剖学的位置として、骨の孔(四白など)、筋膜孔(足三里など)、腱と腱の隙間(内関など)、および骨と骨の隙間(大椎など)などの各位置が知られており、これらの解剖学的位置のうち、特に、筋膜孔が、運動神経や骨格筋を養う血管が入り込むところである。この筋膜孔と関係する経穴は、運動などで擦れて炎症が起きやすく、トリガーポイントとの関連性も知られており、重要な経穴である。トリガーポイントは経穴と70%位の相関があるとされるので、筋膜孔が関係する経穴の数が多いことが推定される。したがって、筋膜孔が関係する経穴が、電極群110,120の領域内のいずれかに含まれるように、刺激を希望する部位に応じて、各電極群の数、面積、および配置が決定されていることが望ましい。
In general, oriental medicine stimulates acupuncture points. Many acupoints are known to be associated with motor nerves. Specifically, the anatomical positions of the acupuncture points include bone holes (such as four whites), fascial holes (such as three foot of foot), gaps between tendons and tendons (such as internals), and bones and bones (such as large vertebrae) Among these anatomical positions, in particular, fascia holes are where blood vessels that feed motor nerves and skeletal muscles enter. The acupoint associated with the fascia is an important acupuncture point because it is rubbed by exercise and easily irritated, and its relevance to the trigger point is known. Since the trigger point has a correlation of about 70% with the acupoint, it is estimated that the number of acupuncture points related to the fascia holes is large. Therefore, the number, area, and arrangement of each electrode group are determined in accordance with the site where stimulation is desired so that the acupuncture points related to fascial holes are included in any of the regions of the
なお、図3に示される場合では、腰の左右を電気刺激できるように、2つ電極群110,120が配置される場合が示されているが、刺激を希望する部位によっては、1つの電極群のみが配置されてもよく、3つ以上の電極群が配置されていてもよい。
In the case shown in FIG. 3, a case is shown in which two
各電極群110,120は、それぞれ、表面電極対を複数配列して構成されている。具体的には、第1電極群110は、2対以上配列された表面電極対111〜116から構成されており、同様に、第2電極群120は、2対以上配列された表面電極対121〜126から構成されている。図3に示される例では、第1電極群110および第2電極群120は、それぞれ6対の表面電極対を含む。
Each of the
図4は、第1電極群110を拡大して示した平面図である。図4に示されるとおり、複数対(本実施の形態では、6対)の表面電極対111〜116が一定間隔で配列されている。
FIG. 4 is an enlarged plan view showing the
各表面電極対111〜116は、それぞれ2つの表面電極を含む。たとえば、表面電極対111は、第1の表面電極111aと、第1の表面電極111aから所定の電極間距離だけ離間して配置された第2の表面電極111bとを有する。
Each surface electrode pair 111-116 includes two surface electrodes. For example, the
第1表面電極111aおよび第2表面電極111bは、たとえば、皮膚に接触する導電性の粘着性ゲル層を持つ電極である。粘着性ゲル層の皮膚接触面積は、0.5cm2乃至10cm2であることが望ましい。なお、第1表面電極111aおよび第2表面電極111bとの間の電気抵抗値は、皮膚上への装着時で、好ましくは、100kΩ乃至10MΩであり、さらに好ましくは、2〜3MΩである。 The first surface electrode 111a and the second surface electrode 111b are, for example, electrodes having a conductive adhesive gel layer that contacts the skin. The skin contact area of the adhesive gel layer is desirably 0.5 cm 2 to 10 cm 2 . The electrical resistance value between the first surface electrode 111a and the second surface electrode 111b is preferably 100 kΩ to 10 MΩ, and more preferably 2 to 3 MΩ when worn on the skin.
残りの表面電極対112〜116も、上記の表面電極対111と同様の構成を有する。各表面電極対111〜116は、第1表面電極111a〜116aの面積および抵抗値、第2表面電極111b〜116bの面積および抵抗値、および第1表面電極と第2表面電極との間の電極間距離などの値が、実質的に同一となるように統一されている。したがって、どの表面電極対が刺激電流供給用電極対として選択される場合であっても、この刺激電流供給用電極対間の電気抵抗値は、好ましくは、100kΩ乃至10MΩとなり、さらに好ましくは、2〜3MΩとなる。
The remaining surface electrode pairs 112 to 116 also have the same configuration as that of the
(装置本体の構成)
次に、図3に戻り、装置本体200の構成について説明する。装置本体200は、インピーダンス測定部210、刺激電流を発生するための刺激電流供給部220、制御部230、表示部240、および操作部250の各部を含む。
(Configuration of the device body)
Next, returning to FIG. 3, the configuration of the apparatus
(1)インピーダンス測定部
インピーダンス測定部210は、上述した電極部100を構成する各表面電極でのインピーダンスを測定するものである。具体的には、インピーダンス測定部210は、各表面電極対111〜116,および121〜126でのインピーダンスを測定する。
(1) Impedance measurement part The
インピーダンス測定部210は、たとえば、微弱電流供給部211と、インピーダンス計212とを有する。微弱電流供給部211は、痛みや不快感が生じない程度の電流(微弱電流)を発生させ、この微弱電流を各表面電極対111〜116,および121〜126に供給する。表面電極対111を例にとれば、第1の表面電極111aと第2の表面電極111bとの間に微弱電流が流れる。微弱電流は、少なくとも刺激電流よりも電流値が小さく、たとえば、10μA以下の電流である。
The
一方、インピーダンス計212は、微弱電流が供給された際の各表面電極対111〜116,および121〜126での電圧降下を測定することによって、各表面電極対111〜116,および121〜126での各インピーダンス値を測定するものである。なお、微弱電流の電流値が小さいために電圧降下の値が小さい場合には、測定精度を高めるために、(図示しない)増幅器などによって増幅した上で電圧降下を測定して、インピーダンス値を求めてもよい。
On the other hand, the
(2)刺激電流供給部
次に、刺激電流供給部220について説明する。刺激電流供給部220は、電源221、発振器222、および昇圧器223を有する。電源221は、各部へ電力を供給するためのものである。電源221として各種の電源装置や電池を用いることができる。
(2) Stimulation Current Supply Unit Next, the stimulation
発振器222は、所定の信号波形を持った刺激電流を発生させるものであり、好ましくは、パルス発振器である。たとえば、発振器222は、関数発生器(不図示)を備えていてもよい。ここで、関数発生器は、時間または入力電圧に対して与えられた関数関係を満足する電圧を発生することができるものである。
The
昇圧器223は、発振器222で発生させた信号波形の電圧を増幅するものであり、増幅した信号波形の電圧に応じた刺激電流が、刺激電流供給用電極対に対して供給されることとなる。
The
図5は、刺激電流供給部220によって供給される刺激電流の一例であり、図6は、図5におけるA部分の拡大図である。図5および図6に示されるとおり、刺激電流10は、振幅変調によってパルス強度(刺激強度)が漸次増減するパルス電流である。また、このパルス電流は、パルス周波数が30Hz乃至100Hz(すなわち、パルス周期が10m秒乃至30m秒程度)であり、正側パルスと負側パルスとを有し、正側パルスと負側パルスとの間に所定のパルス間隔を有する両極性パルスであることが望ましい。特に、図6に示されるとおり、正側パルスと負側パルスが、隣接する波形を採用することができる。
FIG. 5 is an example of the stimulation current supplied by the stimulation
さらに、パルス電流は、一定幅のバースト状(群波形)に形成される。一つの群波の時間幅Tgは、1回の筋肉収縮あたりのパルス電流印加期間(刺激時間)に対応する。このパルス電流印加時間Tgは、好ましくは、0.5秒乃至10秒であり、より好ましくは、5秒乃至6秒である。また、隣接する群波の間隔(無刺激のインターバル)Tiは、好ましくは0.5秒乃至10秒であり、より好ましくは2秒乃至3秒である。 Further, the pulse current is formed in a burst shape (group waveform) having a constant width. One group wave duration The T g corresponds to the pulse current application period per muscle contractions (stimulation time). This pulse current application time Tg is preferably 0.5 to 10 seconds, and more preferably 5 to 6 seconds. The interval between adjacent group waves (non-stimulus interval) T i is preferably 0.5 to 10 seconds, and more preferably 2 to 3 seconds.
パルス電流印加期間Tgにおいて、初期の運動神経刺激の立ち上がりにあたる時間領域T1では、振幅変調によってパルス強度が漸次増大され、その後、パルス強度が所定強度に達すると、パルス強度が一定値に保たれる(時間領域T2)。さらに、群波の立上り時点からの経過時間が所定時間に達すると、運動神経刺激の立ち下げにおいて、パルス強度が漸次減少する(時間領域T3)。 In the pulse current application period T g, the falls rise early motor nerve stimulation time domain T 1, the pulse intensity is increased gradually by the amplitude modulation, then the pulse intensity reaches a predetermined intensity, coercive pulse intensity is a constant value Droop (time domain T 2 ). Further, when the elapsed time from the rise time of the group wave reaches a predetermined time, the pulse intensity gradually decreases in the fall of the motor nerve stimulation (time region T 3 ).
図5に示される例では、T1=2秒、T2=1秒、T3=2秒、Tg=5秒、およびTi=3秒である。したがって、1回の筋肉収縮あたりのパルス電流印加期間(刺激時間)Tgに対応する1つの群波において、2秒の間、パルス強度が漸次増大され、1秒の間、パルス強度が一定値に保たれ、さらに、2秒の間、パルス強度が漸次減少する。そして、3秒の間、刺激が休止された後、次のパルス電流印加期間(刺激時間)に対応する群波を再び発生させる。以後、刺激を開始してから完了するまでの処理時間が経過するまで、上記の処理が繰り返される。 In the example shown in FIG. 5, T1 = 2 seconds, T2 = 1 second, T3 = 2 seconds, Tg = 5 seconds, and Ti = 3 seconds. Thus, in one group wave corresponding to one pulse current application period per muscle contraction (stimulation time) T g, for 2 seconds, the pulse intensity is increased gradually, during the one second pulse intensity is a constant value In addition, the pulse intensity gradually decreases for 2 seconds. Then, after the stimulation is stopped for 3 seconds, a group wave corresponding to the next pulse current application period (stimulation time) is generated again. Thereafter, the above processing is repeated until the processing time from the start to the completion of stimulation elapses.
また、図6の拡大図に示されるとおり、個々のパルス電流の波形は、三角波、鋭波、または先端幅が短い台形波の何れかであることが望ましく、当該波形の底部付近におけるパルス幅(より具体的には、パルスの最大の波高値の1/εになるまでの時間で定義される時定数)は、0.1m秒乃至2m秒であり、より好ましくは、0.2m秒乃至0.5m秒である。ここで、波形の底部付近におけるパルス幅、すなわち時定数は、刺激電流供給部220、刺激電流供給用電極対、および生体からなる閉ループ回路でのリアクタンス成分(インダクタンス成分、キャパシタンス成分)を変化させることによって調整される。なお、刺激電流供給部220から出力された時点でのパルス電流の波形が、三角波、鋭波、および先端幅が短い台形でなく、通常の矩形パルス波形である場合であっても、回路構成によっては、生体に含まれるリアクタンス成分(インダクタンス成分、キャパシタンス成分)の影響によって、波形が変形させられて、鋭波、または先端幅が短い台形波になりうる。
Further, as shown in the enlarged view of FIG. 6, the waveform of each pulse current is desirably a triangular wave, a sharp wave, or a trapezoidal wave having a short tip width, and the pulse width ( More specifically, the time constant defined by the time to reach 1 / ε of the maximum peak value of the pulse is 0.1 msec to 2 msec, more preferably 0.2 msec to 0 msec. .5 ms. Here, the pulse width near the bottom of the waveform, that is, the time constant, changes the reactance component (inductance component, capacitance component) in the closed loop circuit composed of the stimulation
(3)制御部
次に、制御部230について説明する。制御部230は、図3に示されるとおり、プロセッサ231、記憶部232、および選択回路233a,233bを有する。
(3) Control Unit Next, the
プロセッサ231は、たとえば、マイクロコンピュータ素子であって、制御部230として処理を実行するのみならず、装置本体200を構成する各部を制御し、種々の演算を実行するためにも用いられる。
The
プロセッサ231は、インピーダンス測定部210によって測定された各表面電極対111〜116、および121〜126でのインピーダンス測定値に関する演算処理および/または比較処理を実行し、その処理結果に基づいて、各表面電極対111〜116、および121〜126の中から刺激電流供給用電極対を選択する選択部としても機能する。なお、プロセッサ231は、各電極群(第1電極群110,第2電極群120)別に刺激電流供給用電極対を選択することが望ましい。なお、刺激電流供給用電極対を選択する処理の内容については、フローチャートを用いて後述する。
The
記憶部232は、たとえば、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)や不揮発性メモリであり、インピーダンス測定部210によって測定された各表面電極対111〜116、および121〜126でのインピーダンス測定値などの各種データやパラメータを一時的に記憶する。また、記憶部232は、プロセッサ231の演算処理および比較処理の際の作業領域(ワーキングエリア)を提供してもよい。
The
選択回路233a,233bは、プロセッサ231の指示に基づいて、刺激電流供給部220と、複数の表面電極対との電気的な接続関係を切り替えるスイッチ回路である。本実施の形態では、選択回路233a,233bは、プロセッサに231によって複数の表面電極対の中から選択された刺激電流供給用電極対に対してのみ、刺激電流供給部220が電気的に接続されるようにスイッチング処理する。
The
なお、選択回路233a,233bは、各電極群110,120別に設けられていることが望ましい。この場合、たとえば、第1の選択回路233aが、第1電極群110に対応して設けられており、第2の選択回路233bが、第2電極群120に対応して設けられている。
Note that the
さらに、インピーダンス測定部210によって、測定された各表面電極対111〜116、および121〜126でのインピーダンス値を時分割処理により個別に測定する場合には、選択回路233a,233bは、インピーダンス測定部210と、複数の表面電極対との電気的接続関係を切り替えるスイッチ回路として兼用することができる。この場合、選択回路233a,233bは、インピーダンス測定部210を、順次に表面電極対111〜116、および121〜126に接続するようにスイッチング処理し、インピーダンス測定部210が、その都度、インピーダンス値を測定することができる。
Further, when the
(4)表示部および操作部
最後に、表示部240および操作部250について説明する。表示部240は、たとえば液晶ディスプレイであり、設定された刺激電流の出力値および処理時間などの各種情報を表示する。なお、刺激電流の出力値は、刺激電流の実効値であってもよく、たとえば、刺激電流がパルス電流である場合には、パルス強度(振幅)であってもよい。
(4) Display Unit and Operation Unit Finally, the
操作部250は、刺激電流の出力値、処理時間、およびその他のパラメータを設定する設定部である。たとえば、操作部250は、種々のスイッチ、ボタン、つまみ、およびタッチパネルである。
The
以上のように構成される刺激装置1は、以下のように処理を行う。図7は、本実施の形態の刺激装置1の処理内容を示すフローチャートであり、刺激装置1の制御方法を示す。図7に示されるアルゴリズムは、プロセッサ231内のROM(リードオンリーメモリ)内にプログラムとして格納されており、主としてプロセッサ231によって実行される。
The
まず、初期設定がなされる(ステップS101)。具体的には、ユーザが操作部250を操作することによって、刺激電流の出力値、刺激を開始してから完了するまでの処理時間、およびその他のパラメータが設定される。
First, initial settings are made (step S101). Specifically, when the user operates the
続いて、処理開始の指示を待って(ステップS102:YES)、各表面電極対111〜116,および121〜126への微弱電流の供給が指示される(ステップS103)。処理開始の前提として、第1電極群110および第2電極群120が、それぞれ刺激対象部位(本実施の形態では、腰の左右)に配置されるように、ベルト部2が被施術者の身体に巻き付けられて、固定部3により固定される。このように、ベルト部2が装着された状態で、処理開始の指示がなされる。
Then, after waiting for an instruction to start processing (step S102: YES), supply of a weak current to each of the surface electrode pairs 111 to 116 and 121 to 126 is instructed (step S103). As a premise for the start of the treatment, the
微弱電流は、各表面電極対111〜116,および121〜126に対して、一度に供給してもよい。しかしながら、各表面電極対間におけるクロストークなどの相互作用を防止するためには、選択回路233a,233bを切り替えることによって、一対ごとに順次に微弱電流を供給してもよい。
The weak current may be supplied to the surface electrode pairs 111 to 116 and 121 to 126 at a time. However, in order to prevent interaction such as crosstalk between the surface electrode pairs, the weak current may be sequentially supplied to each pair by switching the
なお、電気抵抗成分のみならず、リアクタンス(インダクタンス成分、キャパシタンス成分)を含んだインピーダンスを測定する見地から、微弱電流として、交流電流または交流成分を持った電流を用いることが望ましい。また、パルス電流も、交流成分を含んでいるので、微弱電流として、パルス電流を用いることもできる。 From the viewpoint of measuring impedance including not only the electric resistance component but also reactance (inductance component, capacitance component), it is desirable to use an alternating current or a current having an alternating component as the weak current. Further, since the pulse current also includes an AC component, the pulse current can be used as the weak current.
次に、微弱電流が供給されている状態で、電圧降下を測定することによって、各表面電極対111〜116,および121〜126におけるインピーダンス測定値が求められる(ステップS104)。すなわち、前記各表面電極対におけるインピーダンスが検出される。各インピーダンス測定値は、各表面電極対111〜116,および121〜126別に記憶部232に一時的に記憶される。
Next, by measuring a voltage drop in a state where a weak current is supplied, impedance measurement values at the respective surface electrode pairs 111 to 116 and 121 to 126 are obtained (step S104). That is, the impedance at each surface electrode pair is detected. Each impedance measurement value is temporarily stored in the
次いで、プロセッサ231は、記憶部232に記憶された各表面電極対111〜116,および121〜126のインピーダンス測定値に基づいて、複数対の表面電極対111〜116,および121〜126の中から刺激電流供給用電極対を選択する(ステップS105)。
Next, the
図8は、図7のステップS105の処理内容の一例を示すサブルーチンである。図8に示されるように、プロセッサ231は、各電極群(第1電極群110,第2電極群120)別に、各電極群に含まれる複数の表面電極対の中で、最も低いインピーダンス測定値を示す表面電極対を刺激電流供給用電極として選択する(ステップS201)。具体的には、各電極群に含まれる複数の表面電極対におけるインピーダンス測定値を比較する比較処理を実行することによって、最も低いインピーダンス測定値を示す表面電極対を選択することができる。以下の処理では、第1電極群110の中から、刺激電極供給用電極として表面電極対111が選択され、第2電極群120の中から、刺激電極供給用電極として表面電極対122が選択された場合を例にとって説明する。
FIG. 8 is a subroutine showing an example of the processing content of step S105 of FIG. As shown in FIG. 8, the
なお、各表面電極対111〜116,および121〜126において、表面電極の面積および抵抗値、第1表面電極と第2表面電極との間の電極間距離などの値が、実質的に統一されているので、表面電極対111〜116,および121〜126におけるインピーダンスの値の違いは、皮膚表面のインピーダンスの違いに起因する。言い換えれば、最も低いインピーダンス測定値を示す表面電極対の位置は、皮膚表面のインピーダンスが最も低い位置を示す。ここで、経穴上の皮膚表面のインピーダンスが他の皮膚表面よりも低いという事実によれば、インピーダンスが低い表面電極対を選択することによって、経穴上または経穴近傍に位置する表面電極対を刺激電流供給用電極対111,122として選択することができる。
In each of the surface electrode pairs 111 to 116 and 121 to 126, values such as the area and resistance value of the surface electrode and the inter-electrode distance between the first surface electrode and the second surface electrode are substantially unified. Therefore, the difference in impedance value between the surface electrode pairs 111 to 116 and 121 to 126 is due to the difference in impedance on the skin surface. In other words, the position of the surface electrode pair showing the lowest impedance measurement indicates the position where the skin surface impedance is lowest. Here, according to the fact that the impedance of the skin surface on the acupuncture point is lower than that of other skin surfaces, the surface electrode pair located on or near the acupoint is stimulated by selecting a surface electrode pair having a low impedance. The
刺激電流供給用電極対111,122が選択されると、図7に示されるメインルーチンに戻り、プロセッサ231は、刺激電流供給用電極対111,122に対してのみ刺激電流が供給されるように選択回路233a,231bに指示する(ステップS106)。指示を受けた選択回路233aは、第1電極群110から選ばれた刺激電極供給用電極対111と刺激電流供給部220とを電気的に接続し、他の表面電極対112〜116と刺激電流供給部220とが電気的に絶縁する。一方、選択回路233bは、第2電極群120から選ばれた刺激電極供給用電極対122と刺激電流供給部220とを電気的に接続し、他の表面電極対121、および123〜126と刺激電流供給部220とを電気的に絶縁する。この結果、刺激電流供給部220から出力される刺激電流は、刺激電流供給用電極対111,122にのみに供給される。すなわち、経穴上に位置する表面電極対である刺激電流供給用電極対111,122にのみ、選択的に刺激電流を供給することができる。また、経穴の多くは、運動神経と関係しているので、少ない電気量で目的の運動神経を効率的に刺激することが可能になる。
When the stimulation current
以上のように、微弱電流を流して最もインピーダンスの低い場所を見つけだし、その場所に電流を供給することによって、目的の運動神経のみを刺激でき、他の痛みや触・圧に関係する神経を無駄に刺激せずにすむ。この結果、「チクチク」とした痛みまたは不快感を消失あるいは低減させることができる。 As described above, by applying a weak current to find the place with the lowest impedance and supplying current to that place, only the target motor nerve can be stimulated, and other nerves related to pain, touch and pressure are wasted. No need to irritate. As a result, it is possible to eliminate or reduce the pain or discomfort caused by “tingling”.
次いで、刺激電流の供給状態が制御される(ステップS107)。刺激電流は、図6に示されたように、波形の底部付近におけるパルス幅が0.1m秒乃至2m秒であり、より好ましくは、0.2m秒乃至0.5m秒であり、三角波、鋭波、または先端幅が短い台形波の何れかである。かかる波形を持った刺激電流を用いることによって、皮下の運動神経を効果的に刺激して、痛みに関係する知覚神経については直接刺激しないように構成できる。 Next, the supply state of the stimulation current is controlled (step S107). As shown in FIG. 6, the stimulation current has a pulse width in the vicinity of the bottom of the waveform of 0.1 ms to 2 ms, more preferably 0.2 ms to 0.5 ms. Either a wave or a trapezoidal wave with a short tip width. By using the stimulation current having such a waveform, it is possible to effectively stimulate the subcutaneous motor nerve and not directly stimulate the sensory nerve related to pain.
一般に、皮膚には種々の知覚神経が走行している。たとえば、知覚神経として、触、圧などの機械的刺激で興奮するAβ有髄線維、および痛みに関係するAδ有髄線維やC無髄線維などが知られている。これら神経軸索の太さは、触・機械的受容器を持つAβ有髄線維(直径5〜12μm)や運動線維(直径12〜20μm)では太く、侵害受容器を持つC無髄線維(直径0.4〜1.2μm)では細い。 In general, various sensory nerves run on the skin. For example, Aβ myelinated fibers that are excited by mechanical stimuli such as touch and pressure, and Aδ myelinated fibers and C unmyelinated fibers related to pain are known as sensory nerves. These nerve axons are thicker in Aβ myelinated fibers (diameter 5-12 μm) and tactile fibers (diameter 12-20 μm) with tactile / mechanical receptors, and C unmyelinated fibers (diameter) with nociceptors. 0.4 to 1.2 μm) is thin.
電気刺激に矩形波パルスを用いた場合、パルス幅が小さいほど直径の大きな軸索が選択的に刺激される。具体的には、パルス幅を0.2m秒程度にすることで、細い神経軸索を持つC無髄線維を刺激しないようにすることができる。しかしながら、痛みの神経にはC線維以外にAδ線維も関与しており、このAδ線維の太さが直径2〜5μmであるため、0.2m秒位の矩形波パルスでも、このAδ線維を刺激してしまう。この点に関し、本実施の形態の刺激装置1では、矩形波パルスに代えて、パルス波形を、三角波、鋭波、または先端幅が短い台形波の何れかとすることによって、Aδ線維への直接的な刺激を軽減することを可能としている。なお、パルス幅の下限値は、任意であるが、0.1m秒以下のパルス幅を採用した場合には、刺激電圧を高める必要があり製造コストが高くなるため、パルス幅は、0.1m秒以上、より好ましくは、0.2m秒以上にすることが望ましい。
When a rectangular wave pulse is used for electrical stimulation, an axon having a larger diameter is selectively stimulated as the pulse width is reduced. Specifically, by setting the pulse width to about 0.2 milliseconds, it is possible to prevent stimulation of C unmyelinated fibers having thin nerve axons. However, in addition to C fiber, Aδ fiber is also involved in the pain nerve, and the thickness of this Aδ fiber is 2 to 5 μm in diameter, so this Aδ fiber is also stimulated by a square wave pulse of about 0.2 ms. Resulting in. In this regard, in the
さらに、1回の筋肉収縮あたりのパルス電流印加期間(一つの群波の時間幅)Tgを0.5秒乃至10秒とし、無刺激のインターバルTiを、0.5秒乃至10秒とするとともに、パルス電流印加期間において、振幅変調によってパルス強度が漸次増加し、所定強度に達するとパルス強度が一定値を保ち、所定時間が経過するとパルス強度が漸次減少するように制御することによって、「チクチク」とした痛みまたは不快感を低減させることができる。 Furthermore, once the pulse current application period per muscle contraction (one group wave duration) T g and 0.5 seconds to 10 seconds, the interval T i bland, and 0.5 seconds to 10 seconds In addition, in the pulse current application period, the pulse intensity gradually increases by amplitude modulation, the pulse intensity keeps a constant value when reaching a predetermined intensity, and is controlled so that the pulse intensity gradually decreases after a predetermined time, Pain or discomfort caused by “tingling” can be reduced.
また、パルス電流は、正側パルスと負側パルスとを有する両極性パルス電流であり、正側パルスと負側パルスとの間に所定のパルス間隔を有するように形成されるので、単極性パルス電流を供給する場合に比べて、表面電極の分極に伴う劣化を防止することができる。 Further, the pulse current is a bipolar pulse current having a positive side pulse and a negative side pulse, and is formed to have a predetermined pulse interval between the positive side pulse and the negative side pulse. Compared with the case of supplying a current, it is possible to prevent the deterioration due to the polarization of the surface electrode.
さらに、本実施の形態の刺激装置1は、汗腺の影響による痛みまたは不快感についても、痛みまたは不快感を消滅あるいは低減することができる。具体的には、皮膚表面の電極接触部分には角質中に汗腺が分布しているため、汗腺中に汗が存在すると、汗腺は電気をよく流す導通状態になり、そのため汗が存在する汗腺に電流が集中し、発生したジュール熱によって痛みを惹き起こすことを本発明者等は見出した。
Furthermore, the
この点に関して、本実施の形態の刺激装置1では表面電極の抵抗を高めることによって、汗腺への電流の集中を防止している。具体的には、表面電極が、少なくとも皮膚抵抗よりも高い抵抗値を持つように構成されている。特に、表面電極を構成する当該粘着性ゲル層の皮膚接触面積が、0.5cm2乃至10cm2であり、刺激電流供給用電極対間の抵抗値は、皮膚上への装着時で100kΩ乃至10MΩ、さらに好ましくは、2〜3MΩであることが望ましい。このように、皮膚に接触するゲル層を高抵抗にすることによって、比較的広い領域にわたって高い抵抗分が直列接続されることとなる。したがって、汗が発生した場合であっても、汗に起因するコンダクタンス変化(すなわち、電気抵抗変化)による影響を相対的に和らげることができる。この結果、電極下の皮膚の一部が汗で濡れていても、その部分に電流が集中することはなく電極接触面の皮膚へほぼ均等に電流を流すことができる。この点からも、「チクチク」とした痛みまたは不快感を消失あるいは低減させることができる。
In this regard, the
以上のような種々の工夫により、「チクチク」とした痛みまたは不快感を消失または低減させつつ、刺激電流が供給される。刺激電流の供給時には、図7のステップS108に示されるとおり、刺激電流の出力値および処理時間の残り時間など種々のパラメータを表示することができる。また、処理の途中において、ユーザから刺激電流の出力値の調整指示があれば(ステップS109:YES)、所望の出力値となるように刺激電流の供給状態を制御する(ステップS107)。 By various ideas as described above, the stimulation current is supplied while the pain or discomfort caused by “tingling” is eliminated or reduced. When supplying the stimulation current, various parameters such as the output value of the stimulation current and the remaining processing time can be displayed as shown in step S108 of FIG. Further, if there is an instruction to adjust the output value of the stimulation current from the user during the process (step S109: YES), the supply state of the stimulation current is controlled so as to obtain a desired output value (step S107).
次いで、処理時間が経過するのを待って(ステップS110:YES)、刺激電流供給用電極対111,122に対する刺激電流の供給停止を指示し(ステップS111)、処理を完了する。
Next, waiting for the processing time to elapse (step S110: YES), an instruction to stop the supply of stimulation current to the stimulation current
以上のように第1の実施の形態の刺激装置1について説明したが、本実施の形態の刺激装置1によれば、以下のような効果が得られる。
As described above, the
本実施の形態の刺激装置1によれば、インピーダンス測定部210が、各表面電極でのインピーダンスを測定し、インピーダンス測定部210によるインピーダンスの測定結果に基づいて、制御部230は、複数の表面電極へ供給する刺激電流の配分を制御する。特に、制御部230は、インピーダンス測定部210による測定結果に基づいて、複数の表面電極のなかから表面電極111,121を刺激電流供給用電極対として選択する選択部としてプロセッサ231と選択回路233a,233bとを有する。
According to the
より具体的には、複数の表面電極は、表面電極対111〜116,および121〜126を一定間隔で二つ以上配列してなる表面電極群を一または複数群にわたって形成しており、インピーダンス測定部210は、各表面電極対間でのインピーダンスを測定し、プロセッサ231および選択回路233a,233bは、最も低いインピーダンス値を示す表面電極対を刺激電流供給用電極対111,122として選択する。
More specifically, the plurality of surface electrodes are formed of one or a plurality of surface electrode groups formed by arranging two or more surface electrode pairs 111 to 116 and 121 to 126 at regular intervals, and impedance measurement is performed. The
したがって、目的の運動神経のみを刺激でき、他の痛みや触・圧に関係する神経を無駄に刺激せずにすむ。この結果、「チクチク」とした痛みまたは不快感を消失あるいは低減させることができる。 Therefore, only the target motor nerve can be stimulated, and other nerves related to pain, touch and pressure can be avoided without being wasted. As a result, it is possible to eliminate or reduce the pain or discomfort caused by “tingling”.
また、複数の表面電極は、表面電極対111〜116,および121〜126を一定間隔で二つ以上配列してなる表面電極群を一または複数群にわたって形成しているので、複数の表面電極の位置をインピーダンスの低い位置へ機械的に移動させる必要はなく、単に、複数の表面電極の中から、刺激電流供給用電極対111,122を選択すればよい。
Further, since the plurality of surface electrodes are formed over one or a plurality of surface electrode groups formed by arranging two or more surface electrode pairs 111 to 116 and 121 to 126 at regular intervals. It is not necessary to mechanically move the position to a position with low impedance, and the stimulation current
さらに、上述したとおり、表面電極は、皮膚抵抗よりも高い抵抗値を有し、特に、粘着性ゲル層の皮膚接触面積は、0.5cm2乃至10cm2であり、刺激電流供給用電極対間の抵抗値は、皮膚上への装着時で100kΩ乃至10MΩであるので、汗が存在する汗腺に電流が集中して発生したジュール熱によって痛みを惹き起こすことを消失あるいは低減することができる。 Furthermore, as described above, the surface electrode has a resistance value higher than the skin resistance, and in particular, the skin contact area of the adhesive gel layer is 0.5 cm 2 to 10 cm 2 , and the stimulation current supply electrode pair Since the resistance value is 100 kΩ to 10 MΩ when worn on the skin, it is possible to eliminate or reduce the occurrence of pain due to Joule heat generated by current concentration in sweat glands where sweat is present.
さらに、刺激電流は、振幅変調によってパルス強度が漸次増減するパルス電流である。特に、パルス電流のパルス周波数は30乃至100Hzであり、1回の筋肉収縮あたりのパルス電流印加期間は0.5秒乃至10秒であり、パルス電流印加期間において、振幅変調によってパルス強度が漸次増加し、所定強度に達するとパルス強度が一定値を保ち、所定時間が経過するとパルス強度が漸次減少する。また、パルス電流の波形は、三角波、鋭波、または先端幅が短い台形波の何れかであり、当該波形の底辺付近における最大のパルス幅が0.1m秒乃至2m秒である。以上のような特性を持った刺激電流を採用することによって、痛みや不快感を低減することができる。 Furthermore, the stimulation current is a pulse current in which the pulse intensity gradually increases or decreases by amplitude modulation. In particular, the pulse frequency of the pulse current is 30 to 100 Hz, the pulse current application period per one muscle contraction is 0.5 to 10 seconds, and the pulse intensity gradually increases by amplitude modulation during the pulse current application period. When the predetermined intensity is reached, the pulse intensity maintains a constant value, and when the predetermined time elapses, the pulse intensity gradually decreases. The waveform of the pulse current is either a triangular wave, a sharp wave, or a trapezoidal wave with a short tip width, and the maximum pulse width near the bottom of the waveform is 0.1 to 2 ms. By adopting the stimulation current having the above characteristics, pain and discomfort can be reduced.
また、パルス電流は、正側パルスと負側パルスとを有する両極性パルス電流であり、正側パルスと負側パルスとの間に所定のパルス間隔を有するので、単極性パルス電流の場合と比べて、痛みや不快感を低減することができるとともに、表面電極の分極に伴う劣化を防止することができる。 The pulse current is a bipolar pulse current having a positive side pulse and a negative side pulse, and has a predetermined pulse interval between the positive side pulse and the negative side pulse. Thus, pain and discomfort can be reduced, and deterioration due to polarization of the surface electrode can be prevented.
さらに、供給される刺激電流の出力値、および刺激を開始してから完了するまでの処理時間を設定するための操作部250と、設定された刺激電流の出力値および処理時間を表示する表示部240と、を有するので、処理中において、刺激電流の出力値、および処理時間の残り時間などを確認することができ、必要に応じて、刺激電流の出力を調整することができる。
Further, an
また、生体に装着されるベルト部2を有し、複数の表面電極は、ベルト部2の表面に配列されているので、腰部、脚部、または腕部などの部位へ表面電極を簡単に配置することができる。
Also, it has a
以上のような本実施の形態の刺激装置1によれば、被術者は、実際に身体を動かす必要がなく、また痛みや不快感なく運動神経を効率よく電気刺激して骨格筋を収縮させることができる。そのため、脳卒中などの脳血管障害によって引き起こされる後遺症から社会復帰するためのリハビリテーション、および神経麻痺やリウマチなどの疾病にかかった場合における運動機能訓練のみならず、長く病臥中で筋肉の衰えた高齢者の筋力アップトレーニング、あるいは腹筋、背筋、および足腰が鍛えられるので腰痛や膝痛予防にも応用できる。さらには、運動不足は、糖尿病、肥満症などの生活習慣病にも関係しており、これら生活習慣病の病態改善にも有用である。
According to the
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態では、第1の実施の形態に比べて各電極群の構成が異なる。具体的には、本実施の形態では、表面電極が一定間隔でアレイ状(行列状)に複数配列されて、各電極群(表面電極群)が形成されている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, the configuration of each electrode group is different from that of the first embodiment. Specifically, in the present embodiment, a plurality of surface electrodes are arranged in an array (matrix) at regular intervals, and each electrode group (surface electrode group) is formed.
なお、本実施の形態における刺激装置の全体構成は、第1の実施の形態において図1〜図3に示される全体構成と同様であり、本実施の形態における刺激電流の内容は、第1の実施の形態において図5および図6に示される刺激電流の内容と同様である。したがって、詳しい説明を省略する。また、第1の実施の形態と同様の構成については、説明の簡略化のために同一の符号を用いて説明する。 In addition, the whole structure of the stimulation apparatus in this Embodiment is the same as that of the whole structure shown by FIGS. 1-3 in 1st Embodiment, The content of the stimulation current in this Embodiment is 1st In the embodiment, the content of the stimulation current shown in FIGS. 5 and 6 is the same. Therefore, detailed description is omitted. The same configuration as that of the first embodiment will be described using the same reference numerals for the sake of simplicity.
図9は、本実施の形態における第1電極群130を拡大して示した平面図である。図9に示されるとおり、複数の表面電極131〜142が一定間隔でアレイ状に複数配列されている。なお、各表面電極131〜142は、当初から表面電極対として定められていない点を除いて、第1の実施の形態の場合と同様であるので、詳しい説明を省略する。
FIG. 9 is an enlarged plan view showing the
特に、すべての表面電極131〜142の面積および抵抗値、および隣接する表面電極間の距離などの値が、実質的に同一となるように統一されている。
In particular, the area and resistance values of all the
図10は、本実施の形態の刺激装置1の処理内容を示すフローチャートであり、刺激装置1の制御方法を示す。図10に示されるアルゴリズムは、プロセッサ231内のROM(リードオンリーメモリ)内にプログラムとして格納されており、主としてプロセッサ231によって実行される。
FIG. 10 is a flowchart showing the processing contents of the
なお、図10におけるステップS303〜ステップS306の処理において、予め対となった表面電極対に対する処理に代えて、隣り合わせの表面電極間に対する処理を実行する点を除いて、図10におけるステップS301〜ステップS311の処理は、第1の実施の形態における図7のステップS101〜ステップS111の処理と同様である。したがって、第1の実施の形態と同様の処理については、繰り返しの説明を省略する。 In addition, in the process of step S303 to step S306 in FIG. 10, it replaces with the process with respect to the surface electrode pair which became a pair beforehand, and the point which performs the process with respect to adjacent surface electrodes performs step S301-step in FIG. The process of S311 is the same as the process of step S101 to step S111 of FIG. 7 in the first embodiment. Therefore, repetitive description of the same processing as in the first embodiment is omitted.
まず、初期化処理の後(ステップS301)、処理開始の指示を待って(ステップS302:YES)、隣り合わせの表面電極間への微弱電流の供給が指示される(ステップS303)。具体的には、表面電極131と表面電極132との組、および表面電極132と表面電極133との組のように行方向に沿って隣り合わせの組ばかりでなく、表面電極131と表面電極137との組、および表面電極132と表面電極138との組のように列方向に沿って隣り合わせの組についても、微弱電流を供給することができる。
First, after an initialization process (step S301), an instruction to start the process is awaited (step S302: YES), and a weak current supply between adjacent surface electrodes is instructed (step S303). Specifically, not only the pair of the
次いで、隣り合わせの表面電極間でのインピーダンスが検出される。このようにインピーダンス測定値が取得されて、それらのインピーダンス測定値が、記憶部232に一時的に記憶される(ステップS304)
そして、複数の表面電極における隣接する表面電極の組の中から、刺激電流供給用電極対が選定される(ステップS305)。具体的には、図8に示された処理と同様に、最も低いインピーダンス値を示す一組の表面電極が刺激電流供給用電極対として選択される。
Next, the impedance between the adjacent surface electrodes is detected. In this way, the impedance measurement values are acquired, and these impedance measurement values are temporarily stored in the storage unit 232 (step S304).
Then, a stimulation current supply electrode pair is selected from a set of adjacent surface electrodes in the plurality of surface electrodes (step S305). Specifically, as in the process shown in FIG. 8, a set of surface electrodes showing the lowest impedance value is selected as the stimulation current supply electrode pair.
なお、以下のステップS306〜ステップS311の処理内容は、図3のステップS106〜ステップS111の処理内容と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。 In addition, the processing content of the following step S306-step S311 is the same as the processing content of step S106-step S111 of FIG. Therefore, repeated description is omitted.
以上のように、本実施の形態の刺激装置1について説明したが、本実施の形態の刺激装置1によれば、予め対となる表面電極を定めておかず、隣接する表面電極の組合せのなかから、刺激電流供給用電極対を自由に選択することができるので、行方向のみならず列方向の刺激電流供給用電極対を選択することができる。したがって、刺激電流供給用電極対の選択の自由度が高まり、表面電極131〜142の数を増やすことなく、運動神経に関係する経穴を効率的に刺激することが可能となる。
As described above, the
(第3の実施の形態)
次に、第3の実施の形態について説明する。第1および第2の実施の形態では、最も低いインピーダンス値を示す表面電極対または一組の表面電極が刺激電流供給用電極対として選択された。すなわち、第1および第2の実施の形態では、各電極群において、それぞれ1対の刺激電流供給用電極対が選択された。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. In the first and second embodiments, a surface electrode pair or a set of surface electrodes exhibiting the lowest impedance value is selected as the stimulation current supply electrode pair. That is, in the first and second embodiments, one pair of stimulation current supply electrodes is selected in each electrode group.
これに対して、本実施の形態では、各電極群において、複数の刺激電流供給用電極対が選択される場合について説明する。 On the other hand, in the present embodiment, a case will be described in which a plurality of stimulation current supply electrode pairs are selected in each electrode group.
なお、本実施の形態における刺激装置の全体構成、電極部の構成、および刺激電流の内容は、第1の実施の形態の図1〜図6に示される場合と同様であり、詳しい説明を省略する。また、第1の実施の形態と同様の構成については、説明の簡略化のために同一の符号を用いて説明する。 In addition, the whole structure of the stimulation apparatus in this Embodiment, the structure of an electrode part, and the content of the stimulation current are the same as that of the case shown by FIGS. 1-6 of 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted. To do. The same configuration as that of the first embodiment will be described using the same reference numerals for the sake of simplicity.
本実施の形態の刺激装置1による処理内容は、刺激電流供給用電極対の選択処理の内容を除いて、第1の実施の形態の処理内容と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。
The processing content by the
図11は、本実施の形態の刺激装置1における刺激電流供給用電極対の選択処理の内容を示すフローチャートであり、図7のステップS105の処理内容の他の例を示すサブルーチンである。
FIG. 11 is a flowchart showing the contents of the selection process of the stimulation current supply electrode pair in the
まず、各電極群110,120における各表面電極対間でのインピーダンス測定値における平均値を計算する(ステップS401)。具体的には、第1電極群110に含まれる各表面電極対111〜116におけるインピーダンス測定値の平均値が計算される。同様に、第2電極群120に含まれる各表面電極対121〜126におけるインピーダンス測定値の平均値も計算される。
First, the average value in the impedance measurement value between each surface electrode pair in each
続いて、プロセッサ231は、各電極群110,120から、それぞれ一対の表面電極対を選択し(ステップS402)、当該表面電極対のインピーダンス測定値と、それぞれの電極群のインピーダンス測定値の平均値とを比較する。この結果、インピーダンス測定値が、電極群のインピーダンス測定値の平均値以下であれば(ステップS403:YES)、選択された一対の表面電極対が刺激電流供給用電極対として登録される(ステップS404)。一方、インピーダンス測定値が、電極群のインピーダンス測定値の平均値より大きければ、選択された一対の表面電極対を刺激電流供給用電極対として登録することなく、ステップS405の処理に進む。
Subsequently, the
次いで、各電極群110,120において、すべての表面電極対111〜116、121〜126が選択されたか否かが判断される(ステップS405)。まだ選択されていない表面電極対が存在している場合には(ステップS405:NO)、ステップS402の処理に戻り、各電極群110,120から、次の一対の表面電極対が新たに選択される。一方、すべての表面電極対111〜116、121〜126の選択が完了している場合には(ステップS405:YES)、処理を終了し、図7のメインルーチンに戻る。
Next, it is determined whether or not all the surface electrode pairs 111 to 116 and 121 to 126 are selected in each of the
以上の処理によれば、選択部として機能するプロセッサ231は、複数の表面電極対間でのインピーダンスにおける平均値以下のインピーダンス値を示す表面電極対を刺激電流供給用電極対として選択する。したがって、各電極群別に、複数対の刺激電流供給用電極対が選択されうる。この結果、図7のメインルーチンにおいて、平均値以下のインピーダンスを示す複数の表面電極対に対して刺激電流が供給されることとなる。
According to the above processing, the
なお、図11では、複数の表面電極対におけるインピーダンスの平均値以下の表面電極対を刺激電流供給用電極対として選択する場合を説明したが、本実施の形態の刺激装置1は、この場合に限られない。
In addition, although FIG. 11 demonstrated the case where the surface electrode pair below the average value of the impedance in a plurality of surface electrode pairs was selected as the stimulation current supply electrode pair, the
選択部としてのプロセッサ231は、複数の表面電極対間でのインピーダンスにおける所定値以下のインピーダンス値を示す表面電極対を刺激電流供給用電極対として選択するように構成することができる。たとえば、複数の表面電極対におけるインピーダンス全体の下位1/3以下に対応する表面電極対を刺激電流供給用電極対として選択してもよい。
The
また、複数の表面電極対におけるインピーダンス測定値のうち下位からn番目(nは、自然数)までの表面電極対を刺激電流供給用電極対として選択することもできる。 In addition, the nth (n is a natural number) surface electrode pair from the lowermost impedance measurement values of the plurality of surface electrode pairs can be selected as the stimulation current supply electrode pair.
また、図10に示される第2の実施の形態におけるステップS305のサブルーチンとして、本実施の形態の処理を採用することもできる。この場合、隣り合わせとなる複数組の表面電極間でのインピーダンスにおける所定値(たとえば、平均値)以下のインピーダンス値を示す一または複数組の表面電極が刺激電流供給用電極対として選択される。 Further, the processing of this embodiment can be adopted as a subroutine of step S305 in the second embodiment shown in FIG. In this case, one or a plurality of sets of surface electrodes exhibiting an impedance value equal to or lower than a predetermined value (for example, an average value) in the impedance between a plurality of sets of adjacent surface electrodes are selected as the stimulation current supply electrode pair.
以上のように、本実施の形態の刺激装置1によれば、インピーダンス測定値が所定値以下の複数の表面電極対を刺激電流供給用電極対として採用することができるので、各電極群の領域に複数の経穴(特に、筋膜孔が関係する経穴)が存在する場合において、それぞれの経穴の場所を刺激することができる。
As described above, according to the
(第4の実施の形態)
最後に、第4の実施の形態について説明する。上記の第1〜第3の実施の形態では、一または複数の刺激電流用電極対を選択し、選択された刺激電流用電極対に対してのみ刺激電流を供給する場合が示された。
(Fourth embodiment)
Finally, a fourth embodiment will be described. In the first to third embodiments, one or a plurality of stimulation current electrode pairs are selected, and the stimulation current is supplied only to the selected stimulation current electrode pairs.
これらに対し、本実施の形態の刺激装置は、表面電極でのインピーダンス測定値を複数の数値範囲に分類し、インピーダンス測定値が最も低い数値範囲に属する表面電極には、最も多くの刺激電流を流し、インピーダンス測定値が高い数値範囲になるにつれて、供給する刺激電流を少なくするように制御する。 On the other hand, the stimulation apparatus according to the present embodiment classifies the impedance measurement values at the surface electrode into a plurality of numerical ranges, and applies the most stimulation current to the surface electrode belonging to the numerical range with the lowest impedance measurement value. As the impedance measurement value becomes a high numerical range, the stimulation current to be supplied is controlled to decrease.
なお、本実施の形態における電極部の構成、および刺激電流の内容は、第1の実施の形態の図4〜図6に示される場合と同様であり、詳しい説明を省略する。また、第1の実施の形態と同様の構成については、説明の簡略化のために同一の符号を用いて説明する。 In addition, the structure of the electrode part in this Embodiment and the content of the stimulation current are the same as that of the case shown by FIGS. 4-6 of 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted. The same configuration as that of the first embodiment will be described using the same reference numerals for the sake of simplicity.
図12は、本実施の形態の刺激装置の概略構成を示すブロック図である。図12に示されるように、刺激装置1は、刺激電流供給部220において、複数の出力値を持った刺激電流を供給するための強度調整部224が設けられている。強度調整部224は、複数の抵抗値を持つ減衰器(アテネータ)によって構成することもでき、異なる巻線比率を有する昇圧器により構成することもできる。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the stimulation apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 12, in the
本実施の形態では、強度調整部224は、第1出力値の刺激電流(以下「第1刺激電流」と称する)と、第1出力値より小さい第2出力値の刺激電流(以下、「第2刺激電流」と称する)と、第2出力値より小さ第3出力値の刺激電流(以下、「第3刺激電流」と称する)の計3種類の出力値の刺激電流を供給する。 In the present embodiment, the intensity adjustment unit 224 includes a stimulation current having a first output value (hereinafter referred to as “first stimulation current”) and a stimulation current having a second output value smaller than the first output value (hereinafter referred to as “first output value”). A second stimulation value), a stimulation current having a third output value smaller than the second output value (hereinafter, referred to as a “third stimulation current”) is supplied.
以上のように構成される本実施の形態の刺激装置1は、以下のように処理を行う。図13および図14は、本実施の形態の刺激装置1の処理内容を示すフローチャートであり、刺激装置1の制御方法を示す。図13および図14に示されるアルゴリズムは、プロセッサ231内のROM(リードオンリーメモリ)内にプログラムとして格納されており、主としてプロセッサ231によって実行される。
The
ステップS501〜ステップS504の処理は、図7におけるステップS101〜ステップS104の処理内容と同様である。したがって、詳しい説明を省略する。 The processing of step S501 to step S504 is the same as the processing content of step S101 to step S104 in FIG. Therefore, detailed description is omitted.
次いで、複数対の表面電極対におけるインピーダンス測定値に応じて、複数の数値範囲が設定される(ステップS505)。たとえば、複数対の表面電極対におけるインピーダンス測定値のうち、測定値の低いほうから下位1/3に対応する数値範囲が第1範囲(インピーダンス低範囲)として設定される。また、第1範囲よりもインピーダンス測定値が高い範囲であって中位1/3に対応する数値範囲が第2範囲(インピーダンス中範囲)として設定される。さらに、第2範囲よりもインピーダンス測定値が高い範囲であって上位1/3に対応する数値範囲が第3範囲(インピーダンス高範囲)として設定される。 Next, a plurality of numerical ranges are set according to the impedance measurement values in the plurality of pairs of surface electrodes (step S505). For example, a numerical range corresponding to the lower third of the measured values from the lowest measured value among the impedance measured values of the plurality of pairs of surface electrodes is set as the first range (impedance low range). In addition, a numerical value range corresponding to the middle 1/3 is set as the second range (impedance middle range) where the impedance measurement value is higher than the first range. Further, a numerical range corresponding to the upper third is set as the third range (impedance high range) where the impedance measurement value is higher than the second range.
次に、一対の表面電極が選択される(ステップS506)。次いで、選択された表面電極対でのインピーダンス測定値が、第1範囲(インピーダンス低範囲)に該当するか否かが判断される(ステップS507)。選択された表面電極対でのインピーダンス測定値が、第1範囲(インピーダンス低範囲)に該当する場合には(ステップS507:YES)、選択された表面電極対が、上記の第1刺激電流が供給される刺激電流供給用電極対(以下、「第1刺激電流供給用電極対」と称する)として設定される(ステップS508)。 Next, a pair of surface electrodes is selected (step S506). Next, it is determined whether or not the impedance measurement value at the selected surface electrode pair falls within the first range (impedance low range) (step S507). If the impedance measurement value at the selected surface electrode pair falls within the first range (impedance low range) (step S507: YES), the selected first surface current is supplied to the selected surface electrode pair. Is set as a stimulation current supply electrode pair (hereinafter referred to as a “first stimulation current supply electrode pair”) (step S508).
選択された表面電極対でのインピーダンス測定値が、第1範囲(インピーダンス低範囲)に該当しない場合には(ステップS507:NO)、ステップS509の処理に進む。次いで、選択された表面電極対でのインピーダンス測定値が、第2範囲(インピーダンス中範囲)に該当するか否かが判断される(ステップS509)。選択された表面電極対でのインピーダンス測定値が、第2範囲(インピーダンス中範囲)に該当する場合には(ステップS509:YES)、選択された表面電極対が、上記の第2刺激電流が供給される刺激電流供給用電極対(以下、「第2刺激電流供給用電極対」と称する)として設定される(ステップS510)。 When the impedance measurement value at the selected surface electrode pair does not fall within the first range (impedance low range) (step S507: NO), the process proceeds to step S509. Next, it is determined whether or not the impedance measurement value at the selected surface electrode pair falls within the second range (medium impedance range) (step S509). If the impedance measurement value at the selected surface electrode pair falls within the second range (medium impedance range) (step S509: YES), the selected second surface current is supplied to the selected surface electrode pair. Is set as a stimulation current supply electrode pair (hereinafter referred to as “second stimulation current supply electrode pair”) (step S510).
選択された表面電極対でのインピーダンス測定値が、第1範囲(インピーダンス低範囲)および第2範囲(インピーダンス中範囲)に該当しない場合には(ステップS509:NO)、選択された表面電極対でのインピーダンス測定値が第3範囲(インピーダンス高範囲)に該当する。したがって、選択された表面電極対が、上記の第3刺激電流が供給される刺激電流供給用電極対(以下、「第3刺激電流供給用電極対」と称する)として設定される(ステップS511)。 If the measured impedance value at the selected surface electrode pair does not fall within the first range (low impedance range) and the second range (medium impedance range) (step S509: NO), the selected surface electrode pair The measured impedance value corresponds to the third range (impedance high range). Therefore, the selected surface electrode pair is set as a stimulation current supply electrode pair to which the third stimulation current is supplied (hereinafter referred to as “third stimulation current supply electrode pair”) (step S511). .
次に、プロセッサ231は、第1刺激電流供給用電極対、第2刺激電流供給用電極対、および第3刺激電流供給用電極対に対して、それぞれ第1刺激電流、第2刺激電流、および第3刺激電流の供給が開始されるように、選択回路233a,231bおよび強度調整部224に指示する(図14のステップS512)。
Next, the
以下、ステップS513〜ステップS517の処理は、出力値が相互に異なる第1刺激電流、第2刺激電流、および第3刺激電流について処理する点を除いて、図7のステップS107〜ステップS111の処理と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。 Hereinafter, the processes in steps S513 to S517 are performed for the first stimulation current, the second stimulation current, and the third stimulation current having different output values, and the processes in steps S107 to S111 in FIG. 7 are performed. It is the same. Therefore, repeated description is omitted.
なお、上記の説明では、各表面電極対でのインピーダンス測定値を3つの数値範囲に分類する場合を示したが、本実施の形態の刺激装置は、この場合に限られず、表面電極対でのインピーダンス測定値が低くなるにつれて、高い刺激電流を供給するように制御することができる。 In the above description, the impedance measurement values at each surface electrode pair are classified into three numerical ranges. However, the stimulation device of the present embodiment is not limited to this case, and the surface electrode pair As the impedance measurement decreases, it can be controlled to supply a high stimulation current.
以上のように、本実施の形態の刺激装置1によれば、インピーダンス測定値が小さい地点ほど、高い刺激電流が供給されるので、運動神経に関係する経穴に近くなり、皮膚表面のインピーダンス測定値が小さくなるにつれて、高い刺激電流が供給され、運動神経を効果的に刺激することができる。
As described above, according to the
以上のように、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限られるものではなく、種々の変形が可能である。 As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made.
たとえば、上記の第1〜第4の実施の形態では、刺激電流および微弱電流が供給される表面電極(表面電極対)111〜116,121〜126,131〜142自体をインピーダンス測定用電極としても用いる場合が示された(いわゆる二端子法)。確かに、簡便な装置構成を実現する見地からは、電流供給用の表面電極と測定用電極とを兼用することが望ましい。しかしながら、別の測定用電極(不図示)を、各表面電極(表面電極対)111〜116,121〜126,131〜142に併設し、電流供給用の表面電極に微弱電流を流したときの各測定用電極間の電圧降下を測定することによって、各表面電極でのインピーダンスを測定することもできる(いわゆる四端子法)。 For example, in the first to fourth embodiments, the surface electrodes (surface electrode pairs) 111 to 116, 121 to 126, and 131 to 142 to which the stimulation current and the weak current are supplied may be used as the impedance measurement electrodes. The use case was shown (so-called two-terminal method). Certainly, from the standpoint of realizing a simple apparatus configuration, it is desirable to use both the surface electrode for current supply and the measurement electrode. However, when another measurement electrode (not shown) is provided along with each surface electrode (surface electrode pair) 111 to 116, 121 to 126, 131 to 142, and a weak current is passed through the surface electrode for current supply By measuring the voltage drop between the measuring electrodes, the impedance at each surface electrode can also be measured (so-called four-terminal method).
この場合、電流供給用の表面電極の電気抵抗を高く保って、汗が存在する汗腺に電流が集中して発生したジュール熱によって痛みを惹き起こすことを消失あるいは低減する一方、各測定用電極間の電気抵抗を低くして、皮膚表面でのインピーダンスの測定感度を高めることができる。 In this case, the electric resistance of the surface electrode for supplying current is kept high, and disappearance or reduction of causing pain due to Joule heat generated due to concentration of current in the sweat gland where sweat is present is reduced. Therefore, the sensitivity of impedance measurement on the skin surface can be increased.
すなわち、生体の皮膚上に配列される複数の表面電極を有し、各表面電極でのインピーダンスの測定結果に基づいて、複数の表面電極へ供給する刺激電流の配分を制御する刺激装置である限り、本発明に含まれる。 That is, as long as the stimulation apparatus has a plurality of surface electrodes arranged on the skin of a living body and controls the distribution of stimulation currents to be supplied to the plurality of surface electrodes based on the measurement result of impedance at each surface electrode Are included in the present invention.
1 刺激装置、
2 ベルト部
100 電極部、
110,130 第1電極群、
120 第2電極群、
111〜116,121〜126 表面電極対、
111a〜116a、121a〜126a、131〜142 表面電極、
200 装置本体、
210 インピーダンス測定部、
220 刺激電流供給部、
221 電源、
222 発振器、
223 昇圧器
224 強度調整部、
230 制御部、
231 プロセッサ、
232 記憶部、
233a,233b 選択回路、
240 表示部、
250 操作部。
1 stimulator,
2
110, 130 first electrode group,
120 second electrode group,
111-116, 121-126 Surface electrode pairs,
111a-116a, 121a-126a, 131-142 surface electrode,
200 device body,
210 impedance measurement unit,
220 stimulation current supply unit,
221 power supply,
222 oscillator,
223 booster 224 intensity adjustment unit,
230 control unit,
231 processor,
232 storage unit,
233a, 233b selection circuit,
240 display unit,
250 Operation unit.
Claims (16)
生体の皮膚上に配列される複数の表面電極と、
前記各表面電極でのインピーダンスを測定する測定部と、
運動神経を刺激するための刺激電流を発生する刺激電流供給部と、
前記測定部によるインピーダンスの測定結果に基づいて、前記複数の表面電極へ供給する前記刺激電流の配分を制御する制御部と、を有することを特徴とする刺激装置。 A stimulation device for electrically stimulating motor nerves percutaneously to a living body,
A plurality of surface electrodes arranged on the skin of the living body;
A measurement unit for measuring impedance at each surface electrode;
A stimulation current supply unit that generates a stimulation current for stimulating the motor nerve;
And a control unit that controls distribution of the stimulation current supplied to the plurality of surface electrodes based on an impedance measurement result by the measurement unit.
前記測定部によるインピーダンスの測定結果に基づいて、前記複数の表面電極のなかから一対または複数対の表面電極を刺激電流供給用電極対として選択する選択部を有し、
前記刺激電流を前記刺激電流供給用電極対に対して供給するように制御することを特徴とする請求項1に記載の刺激装置。 The controller is
Based on the measurement result of the impedance by the measurement unit, a selection unit that selects a pair or a plurality of pairs of surface electrodes as the stimulation current supply electrode pair from the plurality of surface electrodes,
The stimulation apparatus according to claim 1, wherein the stimulation apparatus is controlled to supply the stimulation current to the stimulation current supply electrode pair.
前記測定部は、各表面電極対間でのインピーダンスを測定し、
前記選択部は、最も低いインピーダンス値を示す表面電極対を前記刺激電流供給用電極対として選択することを特徴とする請求項2に記載の刺激装置。 The plurality of surface electrodes form a surface electrode group formed by arranging a plurality of surface electrode pairs at regular intervals over one or a plurality of groups,
The measurement unit measures impedance between each pair of surface electrodes,
The stimulation device according to claim 2, wherein the selection unit selects a surface electrode pair showing the lowest impedance value as the stimulation current supply electrode pair.
前記測定部は、各表面電極対間でのインピーダンスを測定し、
前記選択部は、複数の表面電極対間でのインピーダンスにおける所定値以下のインピーダンス値を示す表面電極対を刺激電流供給用電極対として選択することを特徴とする請求項2に記載の刺激装置。 The plurality of surface electrodes form a surface electrode group formed by arranging a plurality of surface electrode pairs at regular intervals over one or a plurality of groups,
The measurement unit measures impedance between each pair of surface electrodes,
The stimulation apparatus according to claim 2, wherein the selection unit selects a surface electrode pair that exhibits an impedance value equal to or lower than a predetermined value in the impedance between the plurality of surface electrode pairs as a stimulation current supply electrode pair.
前記測定部は、隣り合わせの表面電極間でのインピーダンスを測定し、
前記選択部は、最も低いインピーダンス値を示す一組の表面電極を前記刺激電流供給用電極対として選択することを特徴とする請求項2に記載の刺激装置。 The plurality of surface electrodes are formed over one or more groups of surface electrodes formed by arranging a plurality of surface electrodes in an array at regular intervals,
The measurement unit measures impedance between adjacent surface electrodes,
The stimulation device according to claim 2, wherein the selection unit selects a set of surface electrodes showing the lowest impedance value as the stimulation current supply electrode pair.
前記測定部は、隣り合わせの表面電極間でのインピーダンスを測定し、
前記選択部は、隣り合わせの表面電極間でのインピーダンスにおける所定値以下のインピーダンス値を示す一または複数組の表面電極を前記刺激電流供給用電極対として選択することを特徴とする請求項2に記載の刺激装置。 The plurality of surface electrodes are formed over one or more groups of surface electrodes formed by arranging a plurality of surface electrodes in an array at regular intervals,
The measurement unit measures impedance between adjacent surface electrodes,
The selection unit selects one or a plurality of sets of surface electrodes showing an impedance value equal to or lower than a predetermined value in impedance between adjacent surface electrodes as the stimulation current supply electrode pair. Stimulator.
設定された前記刺激電流の出力値および処理時間を表示する表示部と、を有することを特徴とする請求項1〜13のいずれか一つに記載の刺激装置。 Furthermore, an output value of the stimulation current to be supplied, and a setting unit for setting a processing time from the start to the completion of the stimulation,
The stimulation apparatus according to claim 1, further comprising: a display unit configured to display a set output value and processing time of the stimulation current.
前記複数の表面電極は、前記ベルト部の表面に配列されていることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一つに記載の刺激装置。 Furthermore, it has a belt part to be attached to the living body,
The stimulation apparatus according to claim 1, wherein the plurality of surface electrodes are arranged on a surface of the belt portion.
生体の皮膚上に配列された複数の表面電極でのインピーダンスを検出し、検出された該インピーダンスに基づいて、該表面電極へ供給する刺激電流を配分することを特徴とする刺激装置の制御方法。 A method of controlling a stimulation device that electrically stimulates a motor nerve percutaneously to a living body,
A method for controlling a stimulation apparatus, comprising: detecting impedances at a plurality of surface electrodes arranged on a skin of a living body; and distributing a stimulation current to be supplied to the surface electrodes based on the detected impedances.
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