JP5497460B2 - Electrical stimulation device that is less likely to cause muscle fatigue - Google Patents
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Description
本発明は、心臓外科手術後や心不全の急性増悪期のように積極的な運動介入が困難な場合に、筋萎縮を防止するための電気刺激に関するもので、特に、電気刺激による筋疲労が発生しにくく、安全に使用できる電気刺激装置に関する。本発明は、急性期の心疾患だけでなく、脳血管障害、呼吸器疾患、運動器疾患、長期臥床患者など、広く筋萎縮の防止に適応できる。 The present invention, when aggressive exercise interventions as acute exacerbation of heart surgery hand surgery and heart failure is difficult, relates electrical stimulation to prevent muscle atrophy, especially muscle fatigue due to electrical stimulation occurrence difficult, on safely Ru electrical stimulation device that can be used. The present invention can be widely applied to the prevention of muscular atrophy not only for heart diseases in the acute phase but also for cerebrovascular disorders, respiratory diseases, motor organ diseases, long-term bedridden patients and the like.
長期臥床では廃用性の筋萎縮が生じ、離床後の身体機能に大きな悪影響を及ぼすため、早期リハビリテーションが重要であり、広く実施されている。しかし、心臓外科術後や心不全の急性増悪期のように、積極的な運動介入が困難な場合もあり、このような場合にいかにして筋萎縮を防止するかは大きな課題となっている。そこで最近注目されているのが電気刺激療法である。電気刺激療法は、臥床中の患者を電気刺激し、筋萎縮を防止するものである。電気刺激療法は、他動的に筋に負荷をかけるため、他の方法と比して安全性が高く、効果的な筋力低下防止が期待されるため、既にいくつかの報告がある（例えば「非特許文献1」など）。なお、電気刺激による筋収縮で得られる筋出力（筋力）を、ここでは、随意筋収縮時の筋出力と区別して、他動的筋出力とする。 Early rehabilitation is important and widely practiced, because disuse muscular atrophy occurs in long-term bedridden and has a serious adverse effect on physical function after getting out of bed. However, there are cases where active exercise intervention is difficult, such as after cardiac surgery or during acute exacerbation of heart failure, and how to prevent muscle atrophy in such cases is a major issue. Therefore, electrical stimulation therapy has recently been attracting attention. Electrical stimulation therapy is intended to electrically stimulate a patient in bed and prevent muscle atrophy. Since electrical stimulation therapy dynamically loads the muscle, it is safer than other methods and is expected to effectively prevent muscle weakness. Non-patent document 1 ”). Here, the muscle output (muscle strength) obtained by muscle contraction due to electrical stimulation is distinguished from the muscle output at the time of voluntary muscle contraction and is referred to as other dynamic muscle output.
しかし、電気刺激療法では、ＬＦＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｆａｔｉｇｕｅ）という電気刺激による筋疲労が生じやすい。これは筋小胞体からのカルシウムイオンの放出や再取り込みが阻害されることによるもので、筋力低下が長時間持続するという問題を生じさせる。このため、長期臥床患者の筋出力や病態に影響を与える可能性がある。したがって、臨床応用に際しては、筋疲労の発生が少ない、安全な電気刺激法の開発が求められている。本発明はこれを実現するもので、筋疲労が少なく、安全に、効果的に筋力低下を防止することができる電気刺激装置を提供することを目的とする。 However, in electrical stimulation therapy, muscle fatigue is likely to occur due to electrical stimulation such as LFF (Low Frequency Fatigue). This is due to the inhibition of calcium ion release and reuptake from the sarcoplasmic reticulum, which causes the problem that muscle weakness persists for a long time. This may affect the muscle output and pathology of long-term bedridden patients. Therefore, for clinical application, development of a safe electrical stimulation method with less generation of muscle fatigue is required. This invention implement | achieves this and it aims at providing the electrical stimulation apparatus which can prevent a muscular strength fall safely with little muscle fatigue.
疲労の少ない電気刺激をおこなう方法は、既にいくつかの分野で検討されている。心臓手術後の患者の下肢を電気刺激し、その筋力低下に対する効果や安全性等を検討している文献もある（例えば、「非特許文献1」など）。理学療法機器の分野では、筋疲労を減少させる低周波治療器の技術が開示されている（例えば「特許文献2」など）。また、廃用性筋萎縮を防止し筋の力と持久力を改善するものもある（例えば「特許文献3」など）。 Methods for conducting electrical stimulation with less fatigue have already been studied in several fields. There is also a literature (for example, “Non-Patent Document 1”) in which the lower limbs of a patient after cardiac surgery are electrically stimulated to examine the effect, safety, etc. on the decrease in muscle strength. In the field of physical therapy devices, a technique of a low frequency treatment device that reduces muscle fatigue is disclosed (for example, “Patent Document 2”). There are also those that prevent disuse muscle atrophy and improve muscle strength and endurance (for example, “Patent Document 3”).
非特許文献1は、心臓手術後の患者の下肢を電気刺激し、その筋力低下に対する効果や安全性等を検討している。 Non-Patent Document 1 examines the effect, safety, etc., on the lowering of muscle strength by electrically stimulating the lower limb of a patient after cardiac surgery.
特許文献2は、低周波治療器に関するものであり、その出力電流の周波数を１０００〜１２００Ｈｚと高くし、図3のように、これを間欠的に出力するとともに、波形出力をしない中断期間を設けることで、筋疲労を減少させようとするものである。しかし、特許文献2は、低周波治療器に関するものであり、筋を強く刺激（収縮・弛緩させる）すると、筋疲労の発生は避けられないため、刺激中に刺激中断期間を設け、発生した筋疲労を減らすようにするものである。 このように、特許文献2の治療器は、疲労の蓄積は少なくなるが、刺激時にＬＦＦが生じて、他動的筋出力の低下が生じ、傷病者の筋出力や病態に悪影響を及ぼす可能性がある。また、発生する筋疲労の程度や、その長期の臥床や局所安静の患者への悪影響については全く検討されていない。このため、心疾患や脳血管障害、呼吸器疾患、運動器疾患などの長期臥床に伴う筋力低下を、安全に、効果的に防止するという、本発明と同じ目的で、特許文献2の治療器を使用することはできない。 Patent Document 2 relates to a low-frequency treatment device. The frequency of the output current is increased to 1000 to 1200 Hz, and this is intermittently output as shown in FIG. Therefore, it is intended to reduce muscle fatigue. However, Patent Document 2 relates to a low-frequency treatment device. When muscle is strongly stimulated (contracted / relaxed), muscle fatigue cannot be avoided. It is intended to reduce fatigue. Thus, although the treatment device of Patent Document 2 has less accumulation of fatigue, LFF occurs at the time of stimulation, resulting in a decrease in other dynamic muscle output, which may adversely affect the muscle output and pathology of the victim. There is. In addition, the degree of muscular fatigue that occurs and the adverse effects on patients with prolonged bed rest and local rest have not been studied at all. Therefore, for the same purpose as the present invention to safely and effectively prevent a decrease in muscle strength associated with long-term bedside such as heart disease, cerebrovascular disorder, respiratory disease, musculoskeletal disease, etc., the treatment device of Patent Document 2 Can not be used.
特許文献3は、本発明と同様、廃用性の筋萎縮の防止を目的とするもので、図4はこの文献に記載されている図である。装置は、10Ｈｚの第１のパルスを連続的に出力し、これと同期し重複して1Ｈｚの頻度で複合波を出力している。複合波は50Ｈｚの4個のパルス列と、その先頭に置いた150Ｈｚの2個の高周波パルスで構成している（図の実施例）。これを10〜15秒程度の刺激期間を設けて出力し、その後10〜15秒程度の休止期間を設けて刺激を休止し、この刺激と休止を繰返すようにするとより効果的であるとしている。 Patent Document 3 aims to prevent disuse muscle atrophy as in the present invention, and FIG. 4 is a diagram described in this document. The apparatus continuously outputs a first pulse of 10 Hz, and outputs a composite wave at a frequency of 1 Hz in synchronization with the first pulse. The composite wave is composed of four pulse sequences of 50 Hz and two high frequency pulses of 150 Hz placed at the head thereof (example in the figure). It is said that it is more effective to output this after providing a stimulation period of about 10 to 15 seconds, and then stop the stimulation by providing a rest period of about 10 to 15 seconds, and repeat this stimulation and the rest.
しかし、特許文献3は本発明よりも電気刺激頻度が高く、刺激強度を適正値に設定する手段を有しないため、電気刺激による筋疲労が発生しやすい。また、図4のように連続してパルスを出力すると、刺激中に発生した筋疲労が蓄積する。特許文献3の明細書には、10〜15秒の刺激期間と同程度時間の休止期間を設ける例も記載しているが、この場合も、特許文献3の休止期間は本発明の休止期間よりも短いため、特許文献3では刺激中に発生した筋疲労は蓄積し易い。しかも、この発明は刺激強度の設定法については言及していない。通常、刺激強度の設定は施術者の手動によりおこなうので、施術者が適切だと考えて設定しても、実際には刺激強度が強すぎて、筋疲労が発生して、他動的筋出力や病態に悪影響を与えることもあるし、逆に、刺激強度が弱すぎて、筋萎縮防止効果が得られないこともある。このため、筋疲労がなく、他動的筋出力や病態に悪影響を与えず、しかも筋萎縮防止効果が得られる刺激強度に出力を設定して刺激することは、実質的に困難である。このように、特許文献3の装置は、心疾患などの長期臥床時や長期の安静・固定時の廃用性筋萎縮の予防に使用することはできない。 However, since Patent Document 3 has a frequency of electrical stimulation higher than that of the present invention and does not have means for setting the stimulation intensity to an appropriate value, muscle fatigue due to electrical stimulation is likely to occur. Further, when pulses are continuously output as shown in FIG. 4, muscle fatigue generated during stimulation accumulates. The specification of Patent Document 3 also describes an example in which a pause period of about the same time as the stimulation period of 10 to 15 seconds is described, but in this case, the pause period of Patent Document 3 is more than the pause period of the present invention. Therefore, in Patent Document 3, muscle fatigue generated during stimulation tends to accumulate. Moreover, this invention does not mention a method for setting the stimulus intensity. Normally, the stimulation intensity is set manually by the practitioner, so even if the practitioner thinks that it is appropriate, the stimulation intensity is actually too strong and muscle fatigue occurs, resulting in the output of other dynamic muscles. May adversely affect the pathological condition, and conversely, the stimulation intensity may be too weak to obtain the effect of preventing muscle atrophy. For this reason, it is substantially difficult to stimulate by setting the output to a stimulation intensity that does not cause muscle fatigue, does not adversely affect the output of other dynamic muscles and the pathological condition, and obtains a muscle atrophy prevention effect. Thus, the device of Patent Document 3 cannot be used for the prevention of disuse muscle atrophy during long-term bedside such as heart disease or long-term rest / fixation.
本発明は、心疾患などの急性期や各種疾患による長期の臥床の患者に使用して、効果的に廃用性筋萎縮を防止し、電気刺激による筋疲労を発生させず、病態に影響を与えることのない、安全で、しかも他動的筋出力低下を防止できる電気刺激装置を提供することを目的とする。 The present invention is used for patients with acute bedrock such as heart disease and long-term bedridden diseases due to various diseases, effectively prevents disuse muscle atrophy, does not cause muscle fatigue due to electrical stimulation, and affects the disease state. An object of the present invention is to provide an electrical stimulation device that is safe and can prevent a decrease in the output of other dynamic muscles.
この課題を解決するために、請求項１の発明では、パルス生体電気刺激信号を発生し所定の値に増幅して出力する電気刺激信号発生部1と、前記電気刺激信号発生部1の出力を生体に供給する電極部2と前記電気刺激信号発生部1を制御する制御部3と、を有する電気刺激装置において、高い周波数の高周波パルスＰ1を複数個出力し、前記高周波パルスＰ1に続いて、低い周波数の低周波パルスＰ2を複数個出力して、前記高周波パルスＰ1と前記低周波パルスＰ2で第１群パルスＰｇ1を構成し、前記第１群パルスＰｇ1に続いて、前記電気刺激信号発生部1から前記パルス生体電気刺激信号を出力しない第１休止期間ｔｏｆｆ１を設け、前記第１群パルスＰｇ1と前記第１休止期間ｔｏｆｆ１を交互に複数回繰返して出力して第２群パルスＰｇ2を構成し、前記第２群パルスＰｇ2に続いて前記電気刺激信号発生部1から前記パルス生体電気刺激信号を出力しない第２休止期間ｔｏｆｆ2を設け、前記第２群パルスＰｇ2と前記第２休止期間ｔｏｆｆ2を交互に出力するようにして、筋疲労をきたしにくい電気刺激装置とした。 In order to solve this problem, according to the first aspect of the present invention, an electrical stimulation signal generator 1 that generates a pulse bioelectric stimulation signal, amplifies it to a predetermined value and outputs it, and outputs the electrical stimulation signal generator 1 a control unit 3 for controlling the electrode unit 2 and supplies the electrical stimulus signal generating unit 1 in a living body, the electric stimulation device that having a, plurality of RF pulses P1 of high frequency output, followed by the high frequency pulse P1 Te, low frequency low frequency pulses P2 and a plurality output of said high-frequency pulse P1 constitutes the first frame pulse Pg1 in low frequency pulse P2, following the first frame pulse Pg1, said electrical stimulation signal a first idle period toff1 from generator 1 does not output the pulse bioelectric stimulation signals provided, the second lens stepping Pg2 output repeatedly a plurality of times the first pause period toff1 said first frame pulse Pg1 alternately Configure The second pause period toff2 that following the serial second frame pulse Pg2 does not output the pulse bioelectrical stimulation signal from said electrical stimulation signal generator 1 is provided, alternately the second pause period toff2 and the second group of pulses Pg2 An electrical stimulation device that is less likely to cause muscle fatigue is output.
請求項２の発明では、請求項1記載の筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、前記電気刺激信号発生部1から、極性が正と負の両方のパルスを交互に出力するようにした。 According to a second aspect of the present invention, in the electrical stimulation device that is less likely to cause muscle fatigue according to the first aspect, pulses of both positive and negative polarity are alternately output from the electrical stimulation signal generator 1.
請求項３の発明では、請求項1又は請求項2記載の筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、前記電気刺激信号発生部1が発生するパルス信号のパルス幅を200〜1000μｓとした。 In the invention of claim 3, in hard electrostimulation device Kitaichi muscle fatigue of claim 1 or claim 2, wherein the pulse width of the pulse signal the electrical stimulus signal generating section 1 generates a 200~1000μ s.
請求項４の発明では、請求項1から請求項3のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、前記高周波パルスＰ1の周波数ｆＨを100〜400Hzとした。 In the invention of claim 4, in hard electrostimulation device Kitaichi muscle fatigue as claimed in any one of claims 1 to 3, and the frequency fH of the high-frequency pulse P1 as 100 to 400 Hz.
請求項5の発明では、請求項1から請求項4のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、前記高周波パルスＰ1のパルスの数を2〜4個とした。 According to the invention of claim 5, in the electrical stimulation device that is unlikely to cause muscle fatigue according to any one of claims 1 to 4, the number of the high-frequency pulses P1 is 2 to 4.
請求項6の発明では、請求項1から請求項5のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、前記低周波パルスＰ2の周波数ｆＬを30Hz以下とした。 In the invention of claim 6, in hard electrostimulation device Kitaichi muscle fatigue as claimed in any one of claims 1 to 5, and the frequency fL of the low frequency pulse P2 and 30Hz or less.
請求項7の発明では、請求項1から請求項6のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、前記低周波パルスＰ2のパルス数を4〜14個とした。 In the invention of claim 7, in hard electrostimulation device Kitaichi muscle fatigue as claimed in any one of claims 1 to 6, and the number of pulses of the low frequency pulse P2 and 4-14 pieces.
請求項8の発明では、請求項1から請求項7のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、前記第１休止期間ｔｏｆｆ１を400〜800ｍｓとした。 In the invention of claim 8, in hard electrostimulation device Kitaichi muscle fatigue as claimed in any one of claims 1 to 7, and the first idle period toff1 and 400 to 800 m s.
請求項9の発明では、請求項1から請求項8のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、前記第２群パルスＰｇ2に含まれる前記第１群パルスＰｇ1の数を5〜15個とした。 In the invention of claim 9, in hard electrostimulation device Kitaichi muscle fatigue as claimed in any one of claims 1 to 8, the number of the first group of pulse Pg1 included in the second frame pulse Pg 2 5 ~ 15.
請求項10の発明では、請求項1から請求項9のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、前記第２休止期間ｔｏｆｆ2を20〜60秒とした。 In the invention of claim 10, in hard electrostimulation device Kitaichi muscle fatigue as claimed in any one of claims 1 to 9, and the second idle period toff2 as 20-60 seconds.
請求項11の発明では、請求項1から請求項10のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、さらに、筋出力を検出する筋出力検出手段4と、電気刺激による筋出力である他動的筋出力の目標値を設定する筋出力目標値設定手段と、電気刺激時に、前記筋出力検出手段4で測定した前記他動的筋出力が、筋出力目標値設定手段で設定した前記他動的筋出力の目標値になるように、前記電気刺激信号発生部1を制御する、前記制御部3に設けた出力制御手段とを設けた。 In the eleventh aspect of the invention, in the electrical stimulation device that is unlikely to cause muscle fatigue according to any one of the first to tenth aspects, the muscle output detection means 4 that detects muscle output , and the muscle output by electrical stimulation and muscle output target value setting means for setting a target value of a passively muscle output, when electrical stimulation, the transitive muscle output measured by the muscular output detecting means 4, set in muscle output target value setting means so that a target value of the transitive muscle output, and controls the electrical stimulus signal generating section 1, provided with an output control means provided in the control unit 3.
請求項12の発明では、請求項11に記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、前記他動的筋出力の目標値は電気刺激をおこなう筋の最大筋力の5〜20％とした。 According to the invention of claim 12, in the electrical stimulation device that is unlikely to cause muscle fatigue according to claim 11 , the target value of the other dynamic muscle output is 5 to 20% of the maximum muscle strength of the muscle that performs electrical stimulation .
請求項１の発明により、第1群パルスＰｇ1を出力した後、第１休止期間ｔｏｆｆ１を設け、更に、第2群パルスＰｇ2の後に長い第２休止期間ｔｏｆｆ2を設けたため、平均してパルス発生頻度が低くなり、刺激量を少なくすることができ、ＬＦＦ（電気刺激による筋疲労）が発生しにくい。しかも、第２休止期間ｔｏｆｆ2は十分に長くとっているため、第2群パルスＰｇ2の期間にたとえＬＦＦが生じたとしても、筋収縮による代謝産物は休止期間中に血流で洗い流され、疲労を回復することができる。つまり、刺激中も実質的に筋疲労は生じず、筋疲労の悪影響も生じない。しかも、第1群パルスＰｇ1の先頭に高周波パルスＰ1を使用しているので、筋活動を活性化することができ、筋力低下を防止することができる。低周波パルス列の先頭に高周波パルスを置くと、低周波パルス単独の刺激に比べて、筋刺激効果が高くなり、筋活動を活性化することが知られている。つまり、本請求項記載の発明の装置を、出力を適切な大きさにして用いると、電気刺激による筋疲労が生じず、しかも筋力低下を防止でき、本発明の目的を達成することができる。 According to the first aspect of the present invention, after the first group pulse Pg1 is output, the first pause period toff1 is provided, and further, the second pause period toff2 is provided after the second group pulse Pg2. , The amount of stimulation can be reduced, and LFF (muscle fatigue due to electrical stimulation) is less likely to occur. Moreover, since the second rest period toff2 is sufficiently long, even if LFF occurs during the period of the second group pulse Pg2, metabolites due to muscle contraction are washed away in the bloodstream during the rest period, and fatigue is reduced. Can be recovered. That is, muscle fatigue does not substantially occur during stimulation, and there is no adverse effect of muscle fatigue. Moreover, since the high-frequency pulse P1 is used at the head of the first group pulse Pg1 , muscle activity can be activated and muscle strength can be prevented from being reduced. It is known that when a high frequency pulse is placed at the head of a low frequency pulse train, the muscle stimulation effect is enhanced and the muscle activity is activated as compared with the stimulation of the low frequency pulse alone. That is, the device of the invention of this claim, wherein, when used in the output to the appropriate size, muscle fatigue does not occur due to electrical stimulation, yet prevents weakness, it is possible to achieve the object of the present invention.
請求項2の発明では、請求項1記載の筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、高周波パルスＰ1と低周波パルスＰ2は正と負の両極性のパルスを交互に出力するようにした。単極性（直流）の電気刺激では、電荷が組織に滞留し、筋疲労が生じ易いが、本請求項記載の発明で電荷の組織への滞留による筋疲労を防止する。 According to the second aspect of the invention, in the electrical stimulation device which is less likely to cause muscle fatigue according to the first aspect, the high frequency pulse P1 and the low frequency pulse P2 alternately output positive and negative pulses. In unipolar (direct current) electrical stimulation, electric charge stays in the tissue and muscle fatigue is likely to occur. However, the invention according to the present invention prevents muscle fatigue due to the electric charge staying in the tissue.
請求項3の発明では、、請求項1又は請求項2記載の筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、高周波パルスＰ1と低周波パルスＰ2のパルス幅を200〜1000μｓにした。本請求項記載の発明により、パルス頻度の低い請求項1または2の発明においても、効果的に筋を刺激し、十分な筋収縮を得ることができ、このため筋力低下を防止し、廃用性筋萎縮を防止することができる。 According to the invention of claim 3, in the electrical stimulation device which does not easily cause muscle fatigue according to claim 1 or claim 2, the pulse widths of the high frequency pulse P1 and the low frequency pulse P2 are set to 200 to 1000 μs . According to the invention described in this claim, even in the invention of claim 1 or 2 having a low pulse frequency, the muscle can be effectively stimulated and sufficient muscle contraction can be obtained. Sexual muscle atrophy can be prevented.
請求項4の発明では
、請求項1から請求項3のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、高周波パルスＰ1の周波数（ｆＨ）を100〜400Hzとした。本請求項記載の発明により、筋刺激効果を高め、筋活動を活性化することができる。本発明で基本的に筋刺激をおこなうのは、後述のように、周波数が30Ｈｚ以下の低周波パルスＰ2である。この場合、高周波パルスＰ1の周波数が数十Ｈｚでは、生体はこの違いを明確に識別することはできず、筋の刺激効果を向上させて筋を活性化することはできない。逆に周波数を数百Ｈｚ以上にすると、パルス幅が一定であるため、刺激強度が強くなり、筋疲労を引き起こす。高周波パルスＰ1の周波数（ｆＨ）は100〜400Hzが、好ましくは、150〜250Ｈｚが適しており、実施例では、実験で最も適していると考えられた200Ｈｚとした。
According to the invention of claim 4, in the electrical stimulation device that is unlikely to cause muscle fatigue according to any one of claims 1 to 3, the frequency (fH) of the high-frequency pulse P1 is set to 100 to 400 Hz. According to the present invention, the muscle stimulation effect can be enhanced and the muscle activity can be activated. In the present invention, muscle stimulation is basically performed by a low-frequency pulse P2 having a frequency of 30 Hz or less, as will be described later. In this case, when the frequency of the high-frequency pulse P1 is several tens of Hz, the living body cannot clearly distinguish this difference, and the muscle stimulation effect cannot be improved to activate the muscle. On the contrary, when the frequency is set to several hundred Hz or more, the pulse width is constant, so that the stimulation intensity is increased and muscle fatigue is caused. The frequency (fH) of the high-frequency pulse P1 is 100 to 400 Hz, preferably 150 to 250 Hz. In the examples, 200 Hz, which is considered to be most suitable in the experiment, was set.
請求項5の発明では、請求項1から請求項4のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、高周波パルスＰ1のパルス数を1〜4個とした。本請求項記載の発明により、筋を刺激し、筋活動を活性化することができる。ただし、このパルス数が多くなると刺激量も多くなり筋疲労を生じる可能性もあるため、最低限の2〜4個とした。 According to the invention of claim 5, in the electrical stimulation device that is unlikely to cause muscle fatigue according to any one of claims 1 to 4, the number of high-frequency pulses P1 is 1 to 4. According to the present invention, muscles can be stimulated and muscle activity can be activated. However, as the number of pulses increases, the amount of stimulation increases and muscle fatigue may occur.
請求項4及び請求項5記載の発明により、通常の低周波パルス単独による刺激よりも筋刺激効果が高く、筋を活性化させる。また、高周波パルスＰ1に続く低周波パルスの刺激量（刺激頻度＝パルス数、及び刺激強度）は少なくてすむ。つまり、請求項4及び請求項5記載の発明により、より少ない刺激量で他動的筋出力を維持でき、筋萎縮を防止し、筋疲労も少なくなる。 According to the invention of claim 4 and claim 5, the muscle stimulation effect is higher than the stimulation by the normal low frequency pulse alone, and the muscle is activated. Further, the amount of stimulation of the low frequency pulse following the high frequency pulse P1 (stimulation frequency = number of pulses and stimulation intensity) can be reduced. That is, according to the inventions of claims 4 and 5, the passive muscle output can be maintained with a smaller amount of stimulation, muscle atrophy is prevented, and muscle fatigue is reduced.
請求項6の発明では、請求項1から請求項5のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、低周波パルスＰ2の周波数ｆＬを30Hz以下とした。このため、筋を十分、収縮と弛緩をさせることができ、筋機能を維持し、廃用性筋萎縮を防止する。また、周波数が低いため、刺激頻度が低くなり、筋疲労を少なくすることができる。 According to the invention of claim 6, in the electrical stimulation device that is unlikely to cause muscle fatigue according to any one of claims 1 to 5, the frequency fL of the low frequency pulse P2 is set to 30 Hz or less. Therefore, muscle sufficient shrinkage and it can be relaxation, maintain muscle function, preventing disuse muscle atrophy. Moreover, since the frequency is low, the stimulation frequency is low and muscle fatigue can be reduced.
請求項7の発明では、請求項1から請求項6のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、低周波パルスＰ2のパルス数を4〜14個とした。本請求項記載の発明により、筋出力を維持して廃用性筋萎縮を防止することのできる最低限度の刺激をおこなうことができ、しかも極力パルス数を減らしたため、筋疲労の発生を防止することができる。 In the seventh aspect of the invention, in the electrical stimulation device that is unlikely to cause muscle fatigue according to any one of the first to sixth aspects, the number of low-frequency pulses P2 is 4 to 14. According to the present invention, the minimum level of stimulation that can maintain muscle output and prevent disuse muscle atrophy can be performed, and the number of pulses is reduced as much as possible, thereby preventing the occurrence of muscle fatigue. be able to.
請求項8の発明では、請求項1から請求項7のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、第１群パルスＰｇ1に続いて400〜800ｍｓの第１休止期間ｔｏｆｆ１を設けた。この休止期間を設けることにより、平均パルス頻度を少なくすることができ、筋疲労の発生を防止できる。つまり、本請求項記載の発明により、より効果的に筋疲労の発生を防止する。 In the invention of claim 8, in hard electrostimulation device Kitaichi muscle fatigue as claimed in any one of claims 1 to 7, provided with the first pause period toff1 of 400 to 800 m s following the first frame pulse Pg1 It was. By providing this rest period, the average pulse frequency can be reduced and the occurrence of muscle fatigue can be prevented. In other words, the invention according to the present invention prevents muscle fatigue more effectively.
請求項9の発明では、請求項1から請求項8のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、第１群パルスＰｇ1とそれに続く第１休止期間ｔｏｆｆ１を、5〜15回、繰返して、第２群パルスＰｇ2とした。本請求項記載の発明により、他動的筋出力を維持するために必要最小限度の刺激をおこなうことができ、他動的筋出力を維持し、廃用性筋萎縮を防止することができる。また、第２群パルスＰｇ2の数を極力少なくし、全体のパルス数を少なくしているため、平均パルス頻度は少なく、筋疲労は少なくなる。 In the invention of claim 9, in the electrical stimulation device that is unlikely to cause muscle fatigue according to any one of claims 1 to 8, the first group pulse Pg1 and the subsequent first rest period toff1 are 5 to 15 times, The second group pulse Pg2 was repeated. According to the present invention, the minimum necessary stimulation for maintaining the other dynamic muscle output can be performed, the other dynamic muscle output can be maintained, and the disuse muscle atrophy can be prevented. Further, since the number of second group pulses Pg2 is reduced as much as possible and the total number of pulses is reduced, the average pulse frequency is low and muscle fatigue is reduced.
請求項10の発明では、請求項1から請求項9のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、第２群パルスＰｇ2の後に、20〜60秒の第２休止期間ｔｏｆｆ2を設けた。筋刺激では、刺激期間を数〜十数秒にし、その後刺激期間の2〜数倍の期間を休止期間として電気刺激をおこなうことが一般的である。休止期間を長く取るのは、刺激期間に発生した筋疲労物質を、血流によって洗い流し、筋疲労の回復が得られるためである。本請求項記載の発明でも、この手法を取り入れ、請求項1〜9記載の刺激条件を勘案して、第２休止期間ｔｏｆｆ2を20〜60秒とした。請求項1〜9記載の発明により、パルス頻度は平均すると非常に低い値にしている。これに第２休止期間ｔｏｆｆ2を追加することで、パルス頻度をさらに小さくしている。このため、非常に低いパルス頻度で電気刺激をおこなうことができ、筋疲労の発生をより少なくすることができる。たとえ、第２群パルスＰｇ2の期間に筋疲労が生じても、第２休止期間ｔｏｆｆ2を十分に長く取っているので、発生した筋疲労は十分、回復させることができる。しかも、筋刺激効果は十分に確保しており、他動的筋出力は十分に維持でき、廃用性筋萎縮を防止することができる。 According to the invention of claim 10, in the electrical stimulation device that is unlikely to cause muscle fatigue according to any one of claims 1 to 9, a second rest period toff2 of 20 to 60 seconds is provided after the second group pulse Pg2. It was. In muscle stimulation, electrical stimulation is generally performed by setting the stimulation period to several to several tens of seconds and then setting the period of 2 to several times the stimulation period as a rest period. The reason for taking a long rest period is that muscle fatigue substances generated during the stimulation period are washed away by the blood flow, and recovery from muscle fatigue is obtained. Also in the invention described in this claim, the second rest period toff2 is set to 20 to 60 seconds in consideration of the stimulation conditions described in claims 1 to 9 by adopting this method. According to the inventions of claims 1 to 9, the pulse frequency is set to a very low value on average. The pulse frequency is further reduced by adding the second pause period toff2. For this reason, electrical stimulation can be performed with a very low pulse frequency, and the occurrence of muscle fatigue can be reduced. Even if muscle fatigue occurs during the period of the second group pulse Pg2 , since the second rest period toff2 is sufficiently long, the generated muscle fatigue can be sufficiently recovered. In addition, the muscle stimulation effect is sufficiently ensured, the output of other dynamic muscles can be sufficiently maintained, and disuse muscle atrophy can be prevented.
請求項11の発明では、請求項1から請求項10のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、筋出力を検出する筋出力検出手段4を設けた。また、他動的筋出力目標値を設定する筋出力目標値設定手段を設け、さらに、電気刺激開始前に、他動的筋出力目標値を設定しておき、電気刺激時に、前記筋出力検出手段4で測定した他動的筋出力が、前記他動的筋出力目標値になるように、前記制御部3に設けた出力制御手段で前記電気刺激信号発生部1を制御するようにした。つまり、電気刺激を行ったときの筋出力が予め設定した他動的筋出力目標値になるように、電気刺激の強さを設定することができる。つまり、他動的筋出力を指標に、電気刺激装置の出力を調整することができる。筋が疲労すると筋出力は低下する。本請求項記載の発明では、筋出力を測定できるので、電気刺激時に筋疲労が生じると、これを検出することができる。逆に、筋疲労の生じない他動的筋出力の範囲、つまり電気刺激の出力の強さを決定することができる。本請求項記載の発明によると、筋出力を指標にして、筋疲労が生じない電気刺激強度を正確に設定することができる。しかも、本請求項記載の発明では、所定の他動的筋出力が得られるようにしており、このため、筋力を維持することができ、廃用性筋萎縮を防止することができる。従来は、疲労は電気刺激装置では直接、評価できないため、電気刺激のみで疲労の少ない刺激をおこなうことは困難であった。また、どのような刺激条件でも、電気刺激の刺激強度が強すぎると筋疲労が生じる。逆に刺激強度が弱すぎると、他動的筋出力を維持することはできず、廃用性筋萎縮を防止できない、という問題があった。この問題を解決するものが本請求項記載の発明である。 In the eleventh aspect of the invention, the muscle output detecting means 4 for detecting the muscle output is provided in the electrical stimulation device that is unlikely to cause muscle fatigue according to any one of the first to tenth aspects . Further, the muscle output target value setting means for setting the other dynamic muscle output target value provided, further, before starting the electrical stimulation, we have set up passively muscle output target value, at the time of electrical stimulation, the muscles output detection The electrical stimulation signal generation unit 1 is controlled by the output control means provided in the control unit 3 so that the other dynamic muscle output measured by the means 4 becomes the other dynamic muscle output target value. That is, it is possible streaks output when performing electrical stimulation so that the preset Passive muscle output target value, to set the intensity of the electric stimulation. That is, the output of the electrical stimulation apparatus can be adjusted using the other dynamic muscle output as an index. Muscle output decreases when muscles fatigue. In the invention described in this claim, since the muscle output can be measured, if muscle fatigue occurs during electrical stimulation, this can be detected. Conversely, the range of other dynamic muscle output in which muscle fatigue does not occur, that is, the strength of the electrical stimulation output can be determined. According to the present invention, the electrical stimulation intensity at which muscle fatigue does not occur can be accurately set using the muscle output as an index. In addition, in the invention described in the present claim, a predetermined other dynamic muscle output can be obtained. Therefore, the muscular strength can be maintained, and disuse muscle atrophy can be prevented. Conventionally, since fatigue cannot be directly evaluated with an electrical stimulation device , it has been difficult to perform stimulation with less fatigue using only electrical stimulation. In any stimulation condition, muscle fatigue occurs when the stimulation intensity of the electrical stimulation is too strong. On the other hand, if the stimulation intensity is too weak, there is a problem that the output of other dynamic muscles cannot be maintained and the disuse muscle atrophy cannot be prevented. The invention described in this claim solves this problem.
請求項12の発明では、請求項11記載の筋疲労をきたしにくい筋電気刺激装置において、他動的筋出力目標値を、最大筋力の5〜20％とした。請求項11記載の発明は、他動的筋出力を指標として、筋疲労が生じない、他動的筋出力の低下の無い、廃用性筋萎縮を防止する電気刺激強度をおこなうように、電気刺激装置の出力を正確に調節する。請求項12の発明は、請求項11記載の発明の最適な刺激条件を規定するものである。最適な刺激条件は、他動的筋出力目標値を5〜20％にするものであり、特に10％前後が適切である。他動的筋出力目標値が20％よりも大きいと筋疲労が発生しやすく、5％以下では筋収縮が得られにくく、筋疲労の無い筋機能を維持できる刺激としては不適切である。請求項12の発明により、請求項1〜10のいずれかに記載した生体電気刺激信号を用い、請求項11の発明の装置で、他動的筋出力目標値を最大筋力の10％前後にして電気刺激をおこなうと、筋疲労の無い、筋出力の低下の無い、廃用性萎縮を防止する、最適の電気刺激をおこなうことができる。 従来は、電気刺激により筋疲労が生じると、筋小胞体からのカルシウムイオンの放出や再取り込みが阻害され、筋力低下が長時間持続するという問題があり、これが、長期臥床患者の他動的筋出力や病態に影響を与える可能性があった。本請求項記載の発明により、これらの問題を解決し、筋の活動を確認しながら、極力小さな刺激強度で電気刺激をおこなうことができるため、より筋疲労を少なく抑えることができ、しかも他動的筋出力を維持することができる。 In the invention of claim 12, in hard muscle electrostimulation device for Kitaichi muscle fatigue of claim 11, the transitive muscle output target value, and 5-20% of the outermost outline force. The invention according to claim 11 is characterized in that the electric stimulation intensity is used to prevent disuse muscle atrophy without causing muscle fatigue, no decrease in other dynamic muscle output, using other dynamic muscle output as an index. Adjust the output of the stimulator accurately. The invention of claim 12 defines the optimum stimulation condition of the invention of claim 11 . The optimum stimulation condition is to set the other dynamic muscle output target value to 5 to 20%, and particularly around 10% is appropriate. If the other dynamic muscle output target value is larger than 20%, muscle fatigue tends to occur, and if it is less than 5%, it is difficult to obtain muscle contraction, which is inappropriate as a stimulus that can maintain muscle function without muscle fatigue. According to the invention of claim 12 , using the bioelectric stimulation signal according to any one of claims 1 to 10, in the apparatus of the invention of claim 11 , the other dynamic muscle output target value is set to around 10% of the maximum muscle strength. When electrical stimulation is performed, it is possible to perform optimal electrical stimulation that prevents muscle fatigue, does not decrease muscle output, and prevents disuse atrophy. Conventionally, when muscle fatigue is caused by electrical stimulation, the release and reuptake of calcium ions from the sarcoplasmic reticulum is inhibited, and muscle weakness persists for a long time. There was a possibility of affecting the output and pathology. The invention described in this claim can solve these problems and perform electrical stimulation with as little stimulation intensity as possible while confirming the muscle activity. The target muscle output can be maintained.
本発明により、筋疲労が発生しにくい刺激波形を所望の刺激強度に正確に調節して筋刺激をおこなうことができる。このため、電気刺激による筋疲労と筋力低下を防止し、安全に、効果的に廃用性筋萎縮を防止することができる。このため、急性期の心疾患や長期臥床の患者の廃用性筋萎縮の防止を効果的に安全におこなうことができる。 According to the present invention, muscle stimulation can be performed by accurately adjusting a stimulation waveform that hardly causes muscle fatigue to a desired stimulation intensity. For this reason, muscle fatigue and muscle strength reduction due to electrical stimulation can be prevented, and disuse muscle atrophy can be prevented safely and effectively. For this reason, it is possible to effectively and safely prevent disuse muscle atrophy in patients with acute heart disease and long-term bedridden.
本発明は、筋疲労の発生が少なく、生体に悪影響を与えることの無い、筋出力の低下を予防する電気刺激装置に関するものである。 The present invention relates to an electrical stimulation device for preventing a decrease in muscle output that does not cause muscle fatigue and does not adversely affect a living body.
図1は本発明の構成例で、1は電気刺激信号発生部、2は電極部、3は制御部、4は他動的筋出力検出手段である。図2は本発明の電気刺激信号発生部1が出力する電気刺激信号の例である。請求項1記載の発明は、 パルス生体電気刺激信号を発生し所定の値に増幅して出力する電気刺激信号発生部1と、前記電気刺激信号発生部1の出力を生体に供給する電極部2と前記電気刺激信号発生部1を制御する制御部3と、を有する電気刺激装置において、高い周波数の高周波パルスＰ1を複数個出力し、前記高周波パルスＰ1に続いて、低い周波数の低周波パルスＰ2を複数個出力して、前記高周波パルスＰ1と低周波パルスＰ2で第１群パルスＰｇ1を構成し、前記第１群パルスＰｇ1に続いて、電気刺激信号発生部1からパルス生体電気刺激信号を出力しない第１休止期間ｔｏｆｆ１を設け、前記第１群パルスＰｇ1と第１休止期間ｔｏｆｆ１を交互に複数回繰返して出力して第２群パルスＰｇ2を構成し、前記群パルスＰｇ2に続いて電気刺激信号発生部1からパルス生体電気刺激信号を出力しない第２休止期間ｔｏｆｆ2を設け、前記第２群パルスＰｇ2と前記第２休止期間ｔｏｆｆ2を交互に出力するようにした、筋疲労をきたしにくい電気刺激装置である。電気刺激波形は、複数個の高周波パルスＰ1に続けて複数個の低周波パルスＰ2を発生し、高周波パルスＰ1と低周波パルスＰ2で第１群パルスＰｇ1を構成している。筋を刺激するのは、基本的には低周波パルスＰ2である。この低周波パルスＰ2の前に高周波パルスＰ1を置くことで、前述のように、低周波パルスＰ2単独の刺激と比較して、筋刺激効果が高く、筋活動を活性化させることができる。 FIG. 1 shows a configuration example of the present invention, in which 1 is an electrical stimulation signal generating unit, 2 is an electrode unit, 3 is a control unit, and 4 is other dynamic muscle output detection means. FIG. 2 is an example of the electrical stimulation signal output from the electrical stimulation signal generator 1 of the present invention. The invention according to claim 1 includes an electrical stimulation signal generation unit 1 that generates a pulse bioelectric stimulation signal, amplifies it to a predetermined value, and outputs it, and an electrode unit 2 that supplies the output of the electrical stimulation signal generation unit 1 to the living body And a control unit 3 for controlling the electrical stimulation signal generator 1, a plurality of high-frequency high-frequency pulses P1 are output, and the high-frequency pulse P1 is followed by a low-frequency low-frequency pulse P2. The first group pulse Pg1 is composed of the high frequency pulse P1 and the low frequency pulse P2, and the pulse bioelectric stimulation signal is output from the electrical stimulation signal generator 1 following the first group pulse Pg1. a first pause period toff1 not provided, the first group of pulse Pg1 and a first idle period toff1 output repeatedly a plurality of times alternately to constitute a second group pulses Pg 2, electrical following the frame pulse Pg 2 Stimulation signal generation The second pause period toff2 provided from Part 1 does not output the pulse bioelectrical stimulation signal, said second group of pulses Pg 2 that the second pause period toff2 so as to alternately output, Kitaichi difficult electrostimulation device muscle fatigue It is. The electrical stimulation waveform generates a plurality of low frequency pulses P2 following the plurality of high frequency pulses P1, and the first group pulse Pg1 is constituted by the high frequency pulses P1 and the low frequency pulses P2. It is basically the low frequency pulse P2 that stimulates the muscle. By placing the high-frequency pulse P1 before the low-frequency pulse P2, as described above, the muscle stimulation effect is high and the muscle activity can be activated as compared with the stimulation of the low-frequency pulse P2 alone.
また、第１群パルスＰｇ1に続けて第１休止期間ｔｏｆｆ１を設け、これを複数回繰返して出力して、第２群パルスＰｇ2を構成している。さらに、第２群パルスＰｇ2に続けて第２休止期間ｔｏｆｆ2を設けて、第２群パルスＰｇ2と第２休止期間ｔｏｆｆ2を交互に出力するようにしている。このように休止期間を十分に長く設けることで、低頻度の低周波パルスＰ2を、さらに低いパルス頻度にしている。このため、長時間にわたって使用しても筋疲労の発生は少なく、他動的筋出力の低下は無く、患者に悪影響を及ぼさない。たとえ電気刺激によって筋疲労が生じても、休止期間を長く取っているため（第２休止期間ｔｏｆｆ2）、休止期間に血流によって疲労物質は洗い流され疲労は蓄積しない。このように、本請求項記載の発明によると、筋疲労は発生せず、このため、筋出力低下は生じず、生体への悪影響は発生しない。しかも、高周波パルスＰ1で筋を活性化して低頻度の低周波パルスＰ2で筋を刺激し、第１群パルスＰｇ1により筋は収縮と弛緩を繰返すため、筋出力を維持することができ、廃用性筋萎縮を防止することができる。このように、請求項1記載
の発明によると、筋疲労がなく、他動的筋出力の低下が無く、生体への悪影響が無い、しかも廃用性筋萎縮を防止することのできる電気刺激をおこなうことができる。
Further, the first rest period toff1 provided subsequent to the first frame pulse Pg1, and outputs the repeated several times, form a second unit pulse Pg 2. In addition, a second rest period toff2 provided subsequent to the second frame pulse Pg 2, are to output the second frame pulse Pg 2 and the second idle period toff2 alternately. Thus, by providing a sufficiently long pause period, the low-frequency low-frequency pulse P2 is set to a lower pulse frequency. For this reason, even if it is used for a long time, the occurrence of muscle fatigue is small, the output of other dynamic muscles does not decrease, and the patient is not adversely affected. Even if muscle fatigue occurs due to electrical stimulation, since the rest period is long (second rest period toff2), the fatigue substance is washed away by the blood flow during the rest period, and fatigue does not accumulate. As described above, according to the present invention, muscle fatigue does not occur, and therefore, muscle output does not decrease and adverse effects on the living body do not occur. Moreover, the muscle is activated by the high frequency pulse P1 and stimulated by the low frequency pulse P2, and the muscle repeatedly contracts and relaxes by the first group pulse Pg1, so that the muscle output can be maintained. Sexual muscle atrophy can be prevented. Thus, according to the first aspect of the invention, there is no muscle fatigue, no decrease in passively muscle output, there is no adverse effect on the living body, yet the electrical stimulation can prevent disuse muscular atrophy Can be done.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、使用するパルスの極性を規定する。正又は負の一方向のパルスは直流であるため、生体に電荷が誘発されて蓄積し、これが生体組織に悪影響を及ぼして、筋痛発生の原因にもなる。そこで本請求項記載の発明では、基本パルス（Ｐ）は、正と負の両極性のパルスを交互に出力するようにした。本請求項記載の発明により、筋疲労の発生を少なくすることができる。 The invention according to claim 2 defines the polarity of the pulse to be used in the electrical stimulation device that is unlikely to cause muscle fatigue according to the invention of claim 1. Since the positive or negative unidirectional pulse is direct current, electric charge is induced and accumulated in the living body, which adversely affects the living tissue and causes muscle pain. Therefore, in the invention described in this claim, the basic pulse (P) alternately outputs positive and negative pulses. According to the present invention, the occurrence of muscle fatigue can be reduced.
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、使用するパルスのパルス幅を規定する。電気刺激による効果的な筋刺激効果（筋の収縮及び弛緩）を得るためには、パルス幅を100μｓ以上にする必要がある。しかし、パルス幅が1000μｓよりも大きくなると、刺激が強すぎて、筋疲労や場合によっては熱傷を生じることがある。本請求項記載の発明では、これらの公知技術を踏まえ、低い頻度の電気刺激をおこなう場合、他動的筋出力を維持するのに必要なパルス幅として、200〜1000μｓ、好ましくは500〜700μｓという値を得た。図2には、最適と考えられた600μｓの例を示している。本請求項記載の発明により、刺激中に筋を効果的に収縮させることができる。このため、筋機能を維持することができ、廃用性筋萎縮を防止することができる。 The invention according to claim 3 defines the pulse width of the pulse to be used in the electrical stimulation device that is unlikely to cause muscle fatigue according to claim 1 or claim 2. In order to obtain an effective muscle stimulation effect (muscle contraction and relaxation) by electrical stimulation, the pulse width needs to be 100 μs or more. However, if the pulse width is greater than 1000 μs , the stimulation is too strong and may cause muscle fatigue or even burns. In the invention described in this claim, based on these known techniques, when performing low-frequency electrical stimulation, the pulse width necessary for maintaining the output of other dynamic muscles is 200 to 1000 μs , preferably 500 to 700 μm. A value of s was obtained. FIG. 2 shows an example of 600 μs considered to be optimal. According to the present invention, muscles can be effectively contracted during stimulation. For this reason, muscle function can be maintained and disuse muscle atrophy can be prevented.
請求項4記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、高周波パルスＰ1の周波数ｆＨを規定する。低周波パルスＰ2は、筋出力を維持するために、筋を収縮・弛緩させる。この低周波パルスＰ2による筋刺激効果をより向上させ、活性化させるために、低周波パルスＰ2の先頭に、高周波パルスＰ1を入れる方法が知られている。低周波パルスＰ2の周波数が30Ｈｚ以下の場合、高周波パルスＰ1の周波数を数十Ｈｚにしても、周波数の違いを明確に識別することはできず、筋の刺激効果を向上させて筋を活性化することはできない。逆に周波数を数百Ｈｚ以上にすると、パルス幅が一定であると、刺激強度が強くなり、筋疲労を引き起こす。そこで、本請求項記載の発明では、公知技術を参考にして、高周波パルスＰ1の周波数ｆＨは100〜400Hzが、好ましくは、150〜250Ｈｚが適しており、図2の例では、最も適していると考えられた200Ｈｚの例を示している。 The invention according to claim 4 defines the frequency fH of the high-frequency pulse P1 in the electrical stimulation device that is unlikely to cause muscle fatigue according to any one of claims 1 to 3. The low frequency pulse P2 contracts and relaxes the muscle in order to maintain the muscle output. In order to further improve and activate the muscle stimulation effect by the low frequency pulse P2, a method is known in which the high frequency pulse P1 is inserted at the head of the low frequency pulse P2. When the frequency of the low frequency pulse P2 is 30 Hz or less, even if the frequency of the high frequency pulse P1 is several tens of Hz, the frequency difference cannot be clearly identified, and the muscle stimulation effect is improved and the muscle is activated. I can't do it. On the other hand, when the frequency is set to several hundred Hz or more, when the pulse width is constant, the stimulation intensity is increased and muscle fatigue is caused. Therefore, in the invention of the present claimed, with reference to the prior art, the frequency fH of the high-frequency pulse P1 is 100~400Hz is preferably, 150～250Hz are suitable, in the example of FIG. 2, the most suitable An example of 200 Hz considered to be shown.
請求項5記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、高周波パルスＰ1のパルス数を規定する。低周波パルスＰ2の先頭に高周波パルスＰ1を入れると筋を刺激し活性化する効果が高くなるが、この効果は、高周波パルスＰ1が2個でも効果が認められる。しかし、このパルス数が多くなると刺激量も多くなり筋疲労を生じる。このため、本請求項記載の発明では、高周波パルスＰ1のパルス数は2〜4個とした。図2では、実験で最も適していると考えられた2個の例を示している。 The invention described in claim 5 defines the number of high-frequency pulses P1 in the electrical stimulation device that is unlikely to cause muscle fatigue according to any one of claims 1 to 4. When the high-frequency pulse P1 is inserted at the head of the low-frequency pulse P2, the effect of stimulating and activating the muscle is enhanced, but this effect is recognized even with two high-frequency pulses P1. However, as the number of pulses increases, the amount of stimulation increases and muscle fatigue occurs. For this reason, in the invention described in this claim, the number of high-frequency pulses P1 is 2 to 4. Figure 2 shows two examples that were considered most suitable in the experiment.
請求項4及び5記載の発明により、低周波パルス単独による電気刺激と比較して、より効果的に筋を刺激し活性化させる。また、高周波パルスＰ1に続く低周波パルスＰ２の刺激量（パルス数及び刺激強度）を少なくすることができる。つまり、請求項4及び5記載の発明により、より少ない刺激量で電気刺激ができるため、筋疲労をより少なくし、筋萎縮をより効果的に防止する。 According to the inventions of claims 4 and 5, the muscle is stimulated and activated more effectively as compared with electrical stimulation by a low frequency pulse alone. Further, it is possible to reduce irritation of the low frequency pulse P2 following the RF pulse P1 (pulse number及 beauty stimulation intensity). That is, according to the inventions according to claims 4 and 5, since electrical stimulation can be performed with a smaller amount of stimulation, muscle fatigue is reduced and muscle atrophy is more effectively prevented.
請求項6記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、低周波パルスＰ2の周波数ｆＬを規定するものである。筋収縮機能を維持するためには筋の収縮と弛緩を繰返して訓練する方がよい。しかし、刺激電流の周波数が40Ｈｚ以上になると、筋は連続的に収縮するようになり、弛緩しなくなる。最も効率よく収縮するのは20Ｈｚ前後の周波数である。これらの従来の知見を勘案し、低周波パルスＰ2の周波数は30Ｈｚ以下が、特に、10〜20Ｈｚが適していることがわかった。このため、本請求項記載の発明では、低周波パルスＰ2の周波数を30Ｈｚ以下とした。図2では、実験の結果、最も適していると考えられた20Ｈｚの例を示している。 The invention according to claim 6 defines the frequency fL of the low-frequency pulse P2 in the electrical stimulation device that is unlikely to cause muscle fatigue according to any one of claims 1 to 5. In order to maintain the muscle contraction function, it is better to train by repeatedly contracting and relaxing muscles. However, when the frequency of the stimulation current is 40 Hz or more, the muscle continuously contracts and does not relax. The most efficient contraction is at a frequency around 20 Hz. Considering these conventional knowledge, it was found that the frequency of the low-frequency pulse P2 is 30 Hz or less, particularly 10 to 20 Hz. For this reason, in the present invention, the frequency of the low frequency pulse P2 is set to 30 Hz or less. FIG. 2 shows an example of 20 Hz considered to be most suitable as a result of the experiment.
請求項7は、請求項1から請求項6のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、低周波パルスＰ2のパルス数を規定するものである。本発明で実際に筋の収縮と弛緩を生じさせるのは低周波パルスＰ2である。筋機能の維持には筋の収縮と弛緩を繰返すことが重要である。低周波パルスＰ2の数が多くなるほど、筋刺激効果は高くなるが、刺激が強くなって筋疲労が生じてくる。筋機能を維持し、しかも筋疲労が生じないパルス数を実験により検討し、低周波パルスＰ2の個数は4〜14個が適切であるという結論を得た。図2では、実験の結果により最も適切と判断できた8個の例を示している。 Claim 7 is the hard electrostimulation device Kitaichi muscle fatigue as claimed in any one of claims 1 to 6, which defines the number of pulses of the low frequency pulse P2. In the present invention, it is the low frequency pulse P2 that actually causes muscle contraction and relaxation . The maintenance of muscle function is Ru important that the repeated contraction and relaxation of the muscle. As the number of low-frequency pulses P2 increases, the muscle stimulation effect increases, but the stimulation becomes stronger and muscle fatigue occurs. The number of pulses that maintain muscle function and does not cause muscle fatigue was examined by experiment, and the conclusion was reached that the number of low-frequency pulses P2 is 4 to 14. FIG. 2 shows eight examples that can be determined to be most appropriate based on experimental results.
請求項8は、請求項1から請求項7のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、第１休止期間ｔｏｆｆ１を規定するものである。筋力増強のように筋機能を向上させるには、筋刺激効果の高い、刺激期間と休止期間の比は1：1前後にすることが多い。本発明では、高周波パルスＰ1を併用して刺激効果を高くしていることもあり、請求項7記載の発明の低周波パルスＰ2の個数を勘案し、第１休止期間ｔｏｆｆ１を400〜800ｍｓにした。これにより、筋出力を維持でき、しかも筋疲労発生を防止できる。図2では、実験の結果により最も効果的と考えられた600ｍｓの例を示している。 Claim 8 defines the first rest period toff1 in the electrical stimulation device that is unlikely to cause muscle fatigue according to any one of Claims 1 to 7. In order to improve muscle function like muscle strength enhancement, the ratio of stimulation period to rest period, which has a high muscle stimulation effect, is often around 1: 1. In the present invention, the stimulation effect may be enhanced by using the high-frequency pulse P1 together, and the first pause period toff1 is set to 400 to 800 ms in consideration of the number of the low-frequency pulses P2 according to the invention of claim 7. . Thereby, muscle output can be maintained and muscle fatigue can be prevented from occurring. FIG. 2 shows an example of 600 ms that is considered to be most effective from the result of the experiment.
請求項9は、請求項1から請求項8のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、第２群パルスＰｇ2が有するパルス（第１群パルスＰｇ1）の数を規定するものである。 本発明では、第１群パルスＰｇ1のオン・オフによって、筋は収縮と弛緩を繰り返す。請求項1〜8による装置で、疲労が発生せず、筋力低下を防止するために必要な、最低限必要な第２群パルスＰｇ2が有する第１群パルスＰｇ1の数を検討した結果、第２群パルスＰｇ2が有する第１群パルスＰｇ1）の数は5〜15個が適切であることを確認した。図2の例では、実験により最も適切と考えられた10個としている。 Claim 9 defines the hard electrostimulation device Kitaichi muscle fatigue as claimed in any one of claims 1 to 8, the number of second groups pulses Pg 2 has pulses (first frame pulse Pg1) It is. In the present invention, the muscle repeatedly contracts and relaxes by turning on and off the first group pulse Pg1. In the device according to claims 1-8, fatigue does not occur, the results necessary to prevent weakness, was examined the number of first group pulses Pg1 having a minimum second frame pulse Pg 2 required, the It was confirmed that the number of first group pulses Pg1) possessed by the second group pulse Pg2 was 5-15. In the example of FIG. 2, the number of 10 considered most appropriate by the experiment is set.
請求項10は、請求項1から請求項9のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、第２休止期間ｔｏｆｆ2を規定するものである。 従来の筋機能向上用の電気刺激（例えば筋力増強用電気刺激装置など）では、パルスを出力するパルス期間を数〜十数秒に、このパルス期間の後に数〜数十秒の休止期間を設け、筋疲労を回復させる手段を用いていた。 本発明でも、このアイデアを応用した。すなわち、請求項1〜9記載の発明により刺激を行うと、筋疲労は少なく、他動的筋出力低下を防止することができる。しかし、人によっては、筋の疲労を引き起こすことも考えられる。このため、たとえ筋疲労が生じても、第２休止期間ｔｏｆｆ2中に回復できるよう休止時間を長く取った。請求項1〜9記載の発明により刺激を行う場合、第２休止期間ｔｏｆｆ2を20〜60秒にすると、筋疲労が殆ど生じず、しかも、他動的筋出力を十分、維持することができることを確認した。そこで、本請求項記載の発明では、第２休止期間ｔｏｆｆ2を20〜60秒とした。実際には、刺激効率と筋疲労及び他動的筋出力維持の面から、30秒程度が最適であったため、図2の例では、最も適切な30秒の例を示している。本請求項記載の発明により、たとえ筋疲労が生じても、これを回復させることができる。また、パルスの平均発生頻度を大幅に減らすことができるため、筋疲労の発生は低減できる。しかも、筋出力の低下を生じさせることは無く、廃用性筋萎縮を防止することができる。 10. is the hard electrostimulation device Kitaichi muscle fatigue as claimed in any one of claims 1 to 9, which defines the second rest period toff 2. In a conventional electrical stimulation for improving muscle function (for example, an electrical stimulation device for enhancing muscle strength), a pulse period for outputting a pulse is set to several to several tens of seconds, and a rest period of several to several tens of seconds is provided after this pulse period. Means to recover muscle fatigue were used. This idea was applied also in the present invention. That is, when stimulation is performed according to the inventions of claims 1 to 9, there is little muscle fatigue and a decrease in the output of other dynamic muscles can be prevented. However, some people may cause muscle fatigue. For this reason, even if muscle fatigue occurs, the rest time is set long so that it can be recovered during the second rest period toff2. When stimulation is performed according to the inventions of claims 1 to 9, when the second rest period toff2 is set to 20 to 60 seconds, muscle fatigue hardly occurs, and the other dynamic muscle output can be sufficiently maintained. confirmed. Therefore, in the present invention, the second rest period toff2 is set to 20 to 60 seconds. Actually, about 30 seconds was optimal in terms of stimulation efficiency, muscle fatigue, and other dynamic muscle output maintenance, and therefore the example of FIG. 2 shows the most appropriate example of 30 seconds. According to the present invention, even if muscle fatigue occurs, it can be recovered. Moreover, since the average occurrence frequency of pulses can be greatly reduced, the occurrence of muscle fatigue can be reduced. In addition, the muscle output is not reduced, and disuse muscle atrophy can be prevented.
図2は、請求項1から請求項10記載の発明による、電気刺激波形の例である。この刺激波形を用いることで、筋疲労の無い、他動的筋出力低下の無い、生体への悪影響が無く安全な、廃用性筋萎縮を防止できる電気刺激をおこなうことができる。 FIG. 2 is an example of an electrical stimulation waveform according to the inventions of claims 1 to 10. By using this stimulation waveform, it is possible to perform electrical stimulation that can prevent disuse muscle atrophy without causing muscle fatigue, without lowering other dynamic muscle output, and without adversely affecting the living body.
請求項11記載の発明は、請求項1から請求項10のいずれかに記載した発明による電気刺激波形を出力する筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、さらに、筋出力を検出する筋出力検出手段4を設けた。 本請求項記載の発明の実施例を図1に示す。装置は電気刺激信号発生部1と、電極部2と、制御部3からなる電気刺激装置に、筋出力検出手段4を設けている。 図には記載していないが、装置には出力調節器を設けており、この出力調節器を操作すると、電気刺激信号発生部1の出力の強さを調節することができる。 刺激開始時に前記出力調節器を操作すると電気刺激を開始し、筋を収縮させ、この筋収縮力が他動的筋出力として、筋出力検出手段4で検出される。 つまり、他動的筋出力を指標として電気刺激をおこなうことができることになる。本発明の目的は筋疲労が生じないようにすることである。また、筋疲労があると筋出力は低下する。このため、他動的筋出力を指標とすることは妥当性がある。従来の電気刺激では、筋疲労を評価することはできなかった。 Invention of claim 11 wherein, Oite from 請 Motomeko 1 to difficult electrostimulation device Kitaichi muscle fatigue for outputting an electrical stimulation waveform according to the invention described in claim 10, further muscle to detect the muscle output Output detection means 4 is provided . An embodiment of the claimed invention is shown in FIG. The apparatus is provided with a muscle output detection means 4 in an electrical stimulation apparatus including an electrical stimulation signal generation unit 1, an electrode unit 2, and a control unit 3. Although not shown in the figure, the apparatus is provided with an output adjuster, and when the output adjuster is operated, the output strength of the electrical stimulation signal generator 1 can be adjusted. When the output controller is operated at the start of stimulation, electrical stimulation is started and the muscle is contracted, and this muscle contraction force is detected by the muscle output detection means 4 as the other dynamic muscle output. That is, electrical stimulation can be performed using the other dynamic muscle output as an index. An object of the present invention is to prevent muscle fatigue. In addition, muscle output decreases when there is muscle fatigue. For this reason, it is appropriate to use the other dynamic muscle output as an index. Conventional electrical stimulation could not evaluate muscle fatigue.
請求項11記載の発明では、さらに、筋が発生する筋出力目標値を設定する他動的筋出力目標値設定手段を設け、電気刺激前に前記他動的筋出力目標値設定手段により筋出力目標値を設定しておき、電気刺激時に、電気刺激による筋収縮力である他動的筋出力を前記他動的筋出力検出手段4で検出し、前記他動的筋出力検出手段4で検出した他動的筋出力が、前記他動的筋出力目標値になるように、出力調節器で制御部3を介して電気刺激信号発生部1を制御するようにした。 つまり、刺激前に他動的筋出力目標値設定手段により他動的筋出力目標値を設定しておき、電気刺激中に、刺激によって得られる他動的筋出力を筋出力検出手段4で検出し、検出した他動的筋出力と他動的筋出力目標値を比較し、検出した他動的筋出力が他動的筋出力目標値になるように、出力調節器で刺激強度を調節する。従来は、電気刺激強度は手動で出力調節器を操作して調節していたが、刺激の都度、また刺激する人によって刺激強度は異なり、正確な刺激強度設定は不可能であった。このため、場合によっては刺激が強すぎたり、弱すぎたりすることがあった。 本発明によると、他動的筋出力を指標として、電気刺激強度を正確に設定することができる。このため、本発明によると、刺激が強すぎて筋疲労が生じたり、弱すぎて他動的筋出力維持効果が低下したりすることは無い。 つまり、本請求項記載の発明により、筋疲労のない、他動的筋出力低下の無い、正確な電気刺激をおこなうことができる。 In the invention according to claim 11, there is further provided other dynamic muscle output target value setting means for setting a muscle output target value for generating a muscle, and the muscle output by the other dynamic muscle output target value setting means before electrical stimulation. A target value is set, and at the time of electrical stimulation, the other dynamic muscle output that is the muscle contraction force by the electrical stimulation is detected by the other dynamic muscle output detecting means 4, and detected by the other dynamic muscle output detecting means 4. The electrical stimulation signal generation unit 1 is controlled by the output adjuster via the control unit 3 so that the other dynamic muscle output is the target value of the other dynamic muscle output. In other words, the other dynamic muscle output target value is set by the other dynamic muscle output target value setting means before the stimulation, and the other dynamic muscle output obtained by the stimulation is detected by the muscle output detection means 4 during the electrical stimulation. Then, the detected other dynamic muscle output and the other dynamic muscle output target value are compared, and the stimulation intensity is adjusted by the output controller so that the detected other dynamic muscle output becomes the other dynamic muscle output target value. . Conventionally, the electrical stimulation intensity has been adjusted manually by operating the output regulator. However, the stimulation intensity differs depending on the stimulation and the person to be stimulated, making it impossible to set the exact stimulation intensity. For this reason, in some cases, the stimulus may be too strong or too weak. According to the present invention, the electrical stimulation intensity can be accurately set using the other dynamic muscle output as an index. For this reason, according to the present invention, there is no possibility that the stimulation is too strong and muscle fatigue occurs, or the effect of maintaining the dynamic muscle output does not decrease because the stimulation is too weak. That is, according to the present invention, accurate electrical stimulation can be performed without muscle fatigue and without lowering other dynamic muscle output.
請求項12記載の発明は、請求項11記載の発明の筋疲労をきたしにくい電気刺激装置において、他動的筋出力目標値を、最大筋力の5〜20％とするものである。前述のように、他動的筋出力目標値が20％よりも大きいと筋疲労が発生しやすく、5％以下では筋収縮が得られにくく、筋疲労の無い筋機能を維持できる刺激としては不適切であり、10％前後にして電気刺激をおこなうと、筋疲労の無い、筋出力の低下の無い、廃用性萎縮を防止する、最適の電気刺激をおこなうことができる。本発明の電気刺激をおこなうと、筋出力が最大筋力の10％前後であれば、筋疲労は生じないし、筋力低下が生じにくいことを実験で確認している。このため、他動的筋出力目標値を、最大筋力の5〜20％とした。 本請求項記載の発明により、筋疲労は生じず他動的筋出力は低下せず、筋機能を維持して廃用性筋萎縮を防止できる電気刺激を、確実に実現することができる。 The invention according to claim 12 is the electrical stimulation device according to the invention according to claim 11, which hardly causes muscle fatigue, and the other dynamic muscle output target value is 5 to 20% of the maximum muscle strength. As described above, muscle fatigue tends to occur when the other dynamic muscle output target value is larger than 20%, and muscle contraction is difficult to obtain at 5% or less. Appropriate, and when electrical stimulation is performed at around 10%, optimal electrical stimulation can be performed without muscle fatigue, no decrease in muscle output, and preventing disuse atrophy. It has been experimentally confirmed that when the electrical stimulation of the present invention is performed, muscle fatigue does not occur and muscle strength does not easily decrease if the muscle output is around 10% of the maximum muscle strength. For this reason, the other dynamic muscle output target value was set to 5 to 20% of the maximum muscle strength. According to the present invention, muscle fatigue does not occur and other dynamic muscle output does not decrease, and electrical stimulation that can maintain muscle function and prevent disuse muscle atrophy can be reliably realized.
本発明では、請求項1〜10記載の発明により、筋疲労が生じにくい、筋出力低下の少ない、安全で患者に悪影響を与えることの無い、しかも廃用性の筋萎縮を防止できる電気刺激
をおこなうことができる。しかし、請求項1〜10記載の発明による電気刺激も、出力を強くすると、筋疲労を生じ、患者に悪影響を与える。これを防止し、適切な刺激強度にするのが、請求項11及び12記載の発明である。これにより、筋疲労の無い、廃用性筋萎縮を防止することのできる電気刺激信号を、廃用性筋萎縮の防止に最適な強度にして使用できる。このように、本発明は、刺激信号と刺激強度の両面から、筋疲労の発生が少ない、安全で患者に悪影響を与えることの無い、しかも廃用性の筋萎縮を防止できる電気刺激を実現した。
In the present invention, according to the inventions described in claims 1 to 10, it is possible to provide an electrical stimulation that is less likely to cause muscle fatigue, has little decrease in muscle output, is safe and does not adversely affect patients, and can prevent disuse muscle atrophy. Can be done. However, the electrical stimulation according to the first to tenth aspects of the invention also causes muscle fatigue when the output is increased, which adversely affects the patient. It is the invention according to claims 11 and 12 that prevents this and provides an appropriate stimulus intensity. Thereby, the electrical stimulation signal which can prevent disuse muscular atrophy without muscle fatigue can be used with an optimum strength for preventing disuse muscular atrophy. As described above, the present invention realizes electrical stimulation that is less likely to cause muscle fatigue, is safe and does not adversely affect the patient, and can prevent disuse muscle atrophy from both the stimulation signal and the stimulation intensity. .
図5は、本発明の電気刺激をおこなった後の、他動的筋出力のデータである。測定は、被験者10名について、本発明による電気刺激を20分間おこなった前後におこなった。評価時刻は、本発明による電気刺激の直前、刺激２分後、12分後、32分後、60分後とした。評価信号の波形は、電気刺激による筋疲労の評価信号に用いられる、周波数15ならびに100Hzのそれぞれにおいて、パルス持続時間600μｓ、パルス数6個、パルス列休止時間10sを1列の刺激とし、これを3列あたえた。評価信号の刺激強度は、評価信号で最大筋力の10％を発生させる刺激強度とした。そして、3列中うしろ2列の刺激に対する他動的筋出力の平均を求め、筋疲労の評価指標とした。 電気刺激により大きな筋疲労が生じたときは、評価信号が100Ｈｚと15Ｈｚの両方で筋力低下が見られ、少ない筋疲労が生じた場合は100Ｈｚでは他動的筋出力低下は見られず15Ｈｚでは筋出力低下が見られ、筋疲労が無いときは100Ｈｚでも15Ｈｚでも他動的筋出力低下は見られず、これが筋疲労の判定基準となる。 FIG. 5 is data of other dynamic muscle output after electrical stimulation according to the present invention. The measurement was performed for 10 subjects before and after the electrical stimulation according to the present invention was performed for 20 minutes. The evaluation time was immediately before electrical stimulation according to the present invention, 2 minutes after stimulation, 12 minutes later, 32 minutes later, and 60 minutes later. The waveform of the evaluation signal is the one used for the stimulation signal of muscle fatigue caused by electrical stimulation, with a pulse duration of 600 μs, a number of pulses of 6, and a pulse train pause time of 10 s at a frequency of 15 and 100 Hz. I gave a line. The stimulation intensity of the evaluation signal was a stimulation intensity that generates 10% of the maximum muscle strength in the evaluation signal. And the average of other dynamic muscle output with respect to the stimulus of 2 rows behind 3 rows was calculated | required, and it was set as the evaluation index of muscle fatigue. When large muscle fatigue occurs due to electrical stimulation, muscle strength decreases when the evaluation signal is 100 Hz and 15 Hz. When less muscle fatigue occurs, other dynamic muscle output does not decrease at 100 Hz, and muscle strength decreases at 15 Hz. When there is a decrease in output and there is no muscle fatigue, no decrease in other dynamic muscle output is observed at 100 Hz or 15 Hz, which is a criterion for muscle fatigue.
本発明の装置による電気刺激では、刺激前後ともに、100Ｈｚと15Ｈｚの刺激で他動的筋出力の低下は見られておらず、このため、本発明による電気刺激では筋疲労は発生していないことが確認された。また、他動的筋出力低下のデータから、本発明の電気刺激による他動的筋出力の低下も見られないことが確認された。つまり、本請求項記載の電気刺激により、筋疲労は生じず、このため、筋疲労に伴う他動的筋出力低下も見られない。 このため、本発明の電気刺激装置は、急性期の心疾患や循環器疾患、呼吸器疾患、運動器疾患その他、長期臥床の患者においても、安全に使用でき、他動的筋出力の維持に効果的である。 In the electrical stimulation by the device of the present invention, no decrease in the output of other dynamic muscles was observed in the stimulation of 100 Hz and 15 Hz both before and after the stimulation, and therefore, muscle fatigue did not occur in the electrical stimulation according to the present invention. Was confirmed. Moreover, it was confirmed from the data on the decrease in other dynamic muscle output that no decrease in the other dynamic muscle output due to the electrical stimulation of the present invention was observed. In other words, muscle fatigue does not occur due to the electrical stimulation described in the present claims, and therefore no decrease in other dynamic muscle output accompanying muscle fatigue is observed. For this reason, the electrical stimulation device of the present invention can be used safely even in patients with acute heart disease, cardiovascular disease, respiratory disease, musculoskeletal disease, and other long-term bedridden diseases, to maintain other dynamic muscle output. It is effective.
１：電気刺激信号発生部２：電極部３：制御部４：筋出力検出手段Ｓ：生体ｔｏｎ１：第1群パルスの通電期間ｔｏｎ２：第2群パルスの通電期間ｔｏｆｆ1：第1群パルスの休止期間ｔｏｆｆ2：第2群パルスの休止期間ｆＨ：高周波パルスの周波数ｆＬ：低周波パルスの周波数 1: electrical stimulation signal generating section 2: Electrode 3: Control unit 4: Muscle output detecting means S: biological ton1: conduction period of the first frame pulse ton2: conduction period of the second frame pulse Toff1: rest of the first frame pulse period toff 2: rest period of the second frame pulse fH: the frequency of the high frequency pulse fL: frequency of the low frequency pulse
Claims (12)
前記電気刺激信号発生部（1）の出力を生体に供給する電極部（2）と
前記電気刺激信号発生部（1）を制御する制御部（3）と、
を有する電気刺激装置において、
高い周波数の高周波パルス（Ｐ1）を複数個出力し、
前記高周波パルス（Ｐ1）に続いて、低い周波数の低周波パルス（Ｐ2）を複数個出力して、
前記高周波パルス（Ｐ1）と前記低周波パルス（Ｐ2）で第１群パルス（Ｐｇ1）を構成し、
前記第１群パルス（Ｐｇ1）に続いて、前記電気刺激信号発生部（1）から前記パルス生体電気刺激信号を出力しない第１休止期間（ｔｏｆｆ１）を設け、
前記第１群パルス（Ｐｇ1）と前記第１休止期間（ｔｏｆｆ１）を交互に複数回繰返して出力して第２群パルス（Ｐｇ2）を構成し、
前記第２群パルス（Ｐｇ2）に続いて前記電気刺激信号発生部（1）から前記パルス生体電気刺激信号を出力しない第２休止期間（ｔｏｆｆ2）を設け、
前記第２群パルス（Ｐｇ2）と前記第２休止期間（ｔｏｆｆ2）を交互に出力するようにしたことを特徴とする、筋疲労をきたしにくい電気刺激装置。 An electrical stimulation signal generator (1) for generating a pulse bioelectric stimulation signal, amplifying it to a predetermined value and outputting it;
An electrode unit (2) for supplying the output of the electrical stimulation signal generation unit (1) to a living body and a control unit (3) for controlling the electrical stimulation signal generation unit (1);
In an electrical stimulator having
Outputs multiple high frequency pulses (P1),
Following the high-frequency pulse (P1), a plurality of low-frequency pulses (P2) having a low frequency are output,
Wherein said radio frequency pulse (P1) form a first unit pulsed at low frequency pulse (P2) (Pg1),
The first group following the pulse (Pg1), provided the electrical stimulus signal generating section (1) a first idle period is not output the pulse bioelectric stimulation signals from (Toff1),
Constitute the first group of pulses (Pg1) and the first idle period (Toff1) outputting repeatedly a plurality of times alternately second frame pulse (Pg2),
Wherein said pulse biological provided an electrical stimulation signal the second idle period is not output (toff 2) from subsequently the electrical stimulus signal generator to a second group of pulses (Pg2) (1),
The second group pulses and (Pg2), characterized in that so as to output the second pause period (toff 2) alternately, Kitaichi difficult electrostimulation device muscle fatigue.
筋出力を検出する筋出力検出手段（4）と、
電気刺激による筋出力である他動的筋出力の目標値を設定する筋出力目標値設定手段と、
電気刺激時に、前記筋出力検出手段（4）で測定した前記他動的筋出力が、前記他動的筋出力の目標値になるように、前記電気刺激信号発生部（1）を制御する、前記制御部（3）に設けた出力制御手段と
を設けたことを特徴とする、請求項1から10のいずれかに記載した筋疲労をきたしにくい電気刺激装置。 ,
Muscle output detection means (4 ) for detecting muscle output ;
Muscle output target value setting means for setting a target value of other dynamic muscle output which is muscle output by electrical stimulation ;
During electrical stimulation, the transitive muscle output measured by the muscular output detecting means (4) is such that the target value of the transitive muscle output, controls before Symbol electrical stimulation signal generating portion (1) an output control means provided in front Symbol controller (3)
The is characterized by providing, Kitaichi difficult electrostimulation device muscle fatigue as claimed in any one of claims 1 to 10.
12. The electrical stimulation device according to claim 11 , wherein the target value of the other dynamic muscle output is 5 to 20% of the maximum muscle strength of the electrical stimulation target muscle.
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