CN104826280B

CN104826280B - 肌肉力量支援器具和肌肉力量支援方法

Info

Publication number: CN104826280B
Application number: CN201510047779.7A
Authority: CN
Inventors: 安食香织; 竹下幸子
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2015-01-29
Publication date: 2018-11-09
Anticipated expiration: 2035-01-29
Also published as: EP2905049A2; EP2905049A3; CN104826280A; US9457185B2; US20150224309A1; JP2015164510A

Abstract

提供一种能够更有效地进行肌肉力量支援的肌肉力量支援器具和肌肉力量支援方法。肌肉力量支援器具(100)具有：片构件(210)，其能够紧贴于覆盖肌肉的皮肤；肌肉力量状态取得单元(410)，其配置于片构件(210)，取得肌肉的肌肉力量状态；收缩定时取得单元(420)，其配置于片构件(210)，取得肌肉的收缩定时；以及肌肉辅助动作单元(430)，其配置于片构件(210)，根据所取得的肌肉力量状态和收缩定时，进行辅助肌肉的收缩的辅助动作。

Description

肌肉力量支援器具和肌肉力量支援方法

技术领域

本发明涉及肌肉力量支援器具(supporter)和肌肉力量支援方法。

背景技术

通过具有弹性的布状构件来辅助肌肉的收缩的穿着配件(以下称为“肌肉力量支援器具”)使用于各个领域(例如，参照专利文献1)。

专利文献1所述的肌肉力量支援器具(以下称为“现有技术”)是具有覆盖腰部分的立体形状的布状构件。现有技术中，在例如腰向前方弯曲时，通过布状构件的弹性，对身体向伸腰的方向施力。通过使用这样的现有技术，使用者能够以更少的肌肉力量进行伸腰动作。即，现有技术能够补充使用者的日常动作和/或运动动作所需的力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-238930号公报

专利文献2：日本特开2013-168575号公报

专利文献3：日本特开2010-264174号公报

专利文献4：日本特开平4-312472号公报

专利文献5：日本特开2009-48837号公报

专利文献6：日本特开2007-300112号公报

专利文献7：国际公开第2012/137897号

非专利文献

非专利文献1：“临床运动学”，第六版，理学疗法科学学会，1998年3月，p.36

非专利文献2：久野谱也，“腰大肌的肌肉横截面积与奔跑能力和步行能力的关系”，生物力学学会杂志Vol.24No.3，生物力学学会，2000年8月1日，p.148-152

非专利文献3：见供翔，竹井仁，石井彩也香，石川和奈，“并用了针对于健全人的有氧性运动和低频率电刺激的运动对运动耐受性和肌肉力量的影响”，日本保健科学学会杂志Vol.16No.2，2013，p.66-72

非专利文献4：清仓孝规，美野真司，岛田纯一，“能够常时携带的超小型激光血流计”，NTT技术期刊2005.11，日本电信电话株式会社(NTT微系统集成研究所)，P.25-27

发明内容

然而，上述现有技术恐怕无法有效地进行肌肉力量支援。

本发明提供一种能够更有效地进行肌肉力量支援的肌肉力量支援器具。

本发明一技术方案的肌肉力量支援器具具有：片构件，其能够贴附于覆盖肌肉的皮肤；肌肉力量状态取得单元，其配置于所述片构件，取得所述肌肉的有关肌肉力量状态的信息；收缩定时取得单元，其配置于所述片构件，取得所述肌肉的收缩定时；肌肉辅助动作单元，其配置于所述片构件，根据所取得的所述有关肌肉力量状态的信息和所述收缩定时，进行辅助所述肌肉的收缩的辅助动作。

此外，这些总括的或具体的技术方案可以通过方法来实现。

根据本发明的肌肉力量支援器具，能够更有效地进行肌肉力量支援。

附图说明

图1是表示本实施方式1的肌肉力量支援器具的结构的一个例子的图。

图2是表示本实施方式2的肌肉力量支援器具的从正面方向观察到的外观的一个例子的图。

图3是表示本实施方式2的肌肉力量支援器具的从侧面方向观察到的外观的一个例子的图。

图4是表示本实施方式2的片设备的结构的一个例子的图。

图5是表示本实施方式2的肌电位传感器和EMS电极对的配置的一个例子的图。

图6是表示本实施方式2的肌肉力量支援器具的功能结构的一个例子的图。

图7是表示本实施方式2的块信息表的一个例子的图。

图8是表示本实施方式2的肌肉力量状态判定表的一个例子的图。

图9是表示本实施方式2的肌肉力量支援器具的动作的一个例子的流程图。

图10是表示本实施方式2的检测模式动作的一个例子的流程图。

图11是表示本实施方式2的检测结果信息的一个例子的图。

图12是表示本实施方式2的支援模式动作的一个例子的流程图。

附图标记说明

100 肌肉力量支援器具

110 腰部分

120 右腿部分

130 左腿部分

200 片设备

201 块

210 片构件

220 肌电位传感器

221 第1肌电位检测用电极

222 第2肌电位检测用电极

230 EMS电极对

231 正极的EMS电极

232 负极的EMS电极

300 控制单元

310 信息存储单元

320 动作控制单元

410 肌肉力量状态取得单元

420 收缩定时取得单元

430 肌肉辅助动作单元

具体实施方式

(成为本发明基础的认知)

由于肌肉力量非常弱等理由，存在以现有技术的布状构件的弹性不足以进行所期望的动作的情况。另一方面，由于存在对其他动作造成阻碍或对身体的压迫变强的可能性，所以无法使布状构件的弹性力太高。另外，现有技术中，在与1个动作有关联的多个肌肉之间的肌肉力量的不均(参差不齐)大的情况下，难以进行合适的肌肉力量支援。即，现有技术恐怕无法有效地进行肌肉力量支援。

以下，参照附图对本发明的各实施方式详细地进行说明。

(实施方式1)

本发明的实施方式1是本发明的基本技术方案的一个例子。

图1是表示本实施方式的肌肉力量支援器具的结构的一个例子的图。

在图1中，肌肉力量支援器具100具有片构件210和配置于片构件210的肌肉力量状态取得单元410、收缩定时取得单元420和肌肉辅助动作单元430。

片构件210是能够贴附或者紧贴于覆盖肌肉的皮肤的片状构件。

肌肉力量状态取得单元410取得上述肌肉的有关肌肉力量状态的信息。

收缩定时取得单元420取得上述肌肉的收缩定时。

肌肉辅助动作单元430根据所取得的有关肌肉力量状态的信息和收缩定时，进行辅助上述肌肉的收缩的辅助动作。

虽然未图示，但肌肉力量支援器具100例如具有CPU(central processing unit中央处理单元)、存储有控制程序的ROM(read only memory只读存储器)等存储介质和RAM(random access memory随机存取存储器)等作业用存储器。另外，虽然未图示，但肌肉力量支援器具100例如具有用于取得有关肌肉力量状态的信息和收缩定时的传感器和用于进行对肌肉的辅助动作的工作元件。在这种情况下，上述各部分的功能能够通过CPU执行控制程序，控制这些传感器和工作元件的动作来实现。

这样的肌肉力量支援器具100能够根据肌肉的肌肉力量状态和收缩定时来辅助肌肉的收缩，因此能够更有效地进行肌肉力量支援。

(实施方式2)

本发明的实施方式2是将本发明适用于覆盖双腿整体的肌肉力量支援器具的情况下的具体技术方案的一个例子。

＜肌肉力量支援器具的外观和结构＞

首先，对本实施方式的肌肉力量支援器具的外观和结构进行说明。

＜肌肉力量支援器具的外观＞

图2和图3是表示本实施方式的肌肉力量支援器具的外观的一个例子的图。图2表示从正面方向观察肌肉力量支援器具时的外观。图3表示从侧面方向观察肌肉力量支援器具时的外观。

如图2和图3所示，肌肉力量支援器具100是具有腰部分110、右腿部分120和左腿部分130的紧身裤(tights)状的支援器具。腰部分110是能够固定于使用者的腰的腰带状部分。右腿部分120是能够安装于腿部的筒状部分，以使其覆盖从右脚踝至整个右腿。左腿部分130是能够安装于腿部的筒状部分，以使其覆盖从左脚踝至上方的整个左腿。右腿部分120和左腿部分130与腰部分110连接。

右腿部分120和左腿部分130由具有柔软性、伸缩性和弹性的布状构件构成。上述布状构件的至少一部分构成了配置有多个用于更有效地辅助肌肉的收缩的小型传感器和工作元件的片设备。在本实施方式中，也包括没有配置传感器和工作元件的部分地将右腿部分120和左腿部分130整体称为“片设备200”。对于包括传感器和工作元件的配置的片设备200的详细结构，将在后文进行说明。

此外，上述布状构件也可以构成为通过其弹性来辅助右腿和左腿的肌肉的收缩。即，肌肉力量支援器具100也可以同时具有作为通常的肌肉力量支援器具的功能。

肌肉力量支援器具100具有设置于腰部分110的腹侧的位置的控制单元300。控制单元300是通过由塑料等材料构成的壳体保护的装置单元。虽然会在后文进行说明，但控制单元300经由信号线(未图示)而与各上述传感器和工作元件连接，具有控制它们的动作的功能。

＜片设备的结构＞

图4是表示片设备200的结构的一个例子的图。此外，在此，示出了片设备200整体中的一部分。

在图4中，片设备200具有在片构件210埋入有电位传感器220和EMS(electricalmuscle stimulation电肌肉刺激)电极对230的结构。

片构件210是厚度为数mm程度的具有伸缩性和柔软性的片状构件。片构件210能够通过表面张力而维持贴附或者紧贴于皮肤的状态。作为片构件210，例如可以采用含有丙烯酰基末端氨基甲酸酯聚合物和丙烯酸系单体的能量射线固化性组合物的固化物(参照专利文献2)。此外，如果要确保充分的紧贴性，也可以一并使用快干胶水、硅粘接剂、或者胶乳粘接剂等具有生物适应性的粘接剂。

肌电位传感器220包括第1肌电位检测用电极221和第2肌电位检测用电极222。肌电位传感器220检测第1肌电位检测用电极221与第2肌电位检测用电极222之间的电压作为第1和第2肌电位检测用电极221、222所接触的皮肤下方肌肉的肌电位。

第1肌电位检测用电极221的电极面和第2肌电位检测用电极222的电极面，分别在片构件210中与皮肤接触的面(以下称为“内侧面”)露出。即，肌电位传感器220在肌肉力量支援器具100安装于身体的状态下，与皮肤接触，经由皮肤而检测附近的肌肉的肌电位。作为肌电位传感器220，例如可以采用专利文献3所述的肌电位传感器220。

EMS电极对230包括正极的EMS电极231和负极的EMS电极232。EMS电极对230使微弱电流流向位于正极的EMS电极231的电极面与负极的MES电极232的电极面之间的肌肉，促使该肌肉的收缩。

正极的EMS电极231的电极面和负极的EMS电极232的电极面分别在片构件210的内侧面露出。即，EMS电极对230在肌肉力量支援器具100安装于身体的状态下，与皮肤接触，经由皮肤而辅助附近的肌肉的收缩。作为EMS电极对230，例如可以采用专利文献4所记载的EMS电极对。

片设备200中按预先设定的与各个肌肉对应的每个区域(以下称为“块”)配置有肌电位传感器220以及EMS电极对230。即，片设备200能够对每块肌肉进行肌电位的检测和收缩的辅助。

各块是例如图2和图3中以虚线所示的范围。块201₁～201₇依次与内收肌、缝匠肌、股四头肌、小腿三头肌、胫骨前肌、臀大肌、股二头肌、股四头肌的位置对应。此外，在此，对左腿部分130进行了图示，但是块在右腿部分120和左腿部分130同样地(左右对称地)设定。

图5是表示块中的肌电位传感器220和EMS电极对230的配置的一个例子的图。在此，对与左腿的内收肌对应的块201₃进行图示。

如图5所示，肌电位传感器220的第1和第2肌电位检测用电极221、222(参照图4)在肌肉的中心(块的中央)附近，隔开数cm地配置。另外，EMS电极对230的正极EMS电极231配置在肌肉伸缩方向的一端(块的一端)附近，EMS电极对230的负极的EMS电极232配置在肌肉伸缩方向的另一端(块的另一端)附近。

＜肌电位与肌肉收缩和肌肉力量状态的关系＞

在此，对肌电位传感器220所检测到的肌电位与肌肉收缩和肌肉力量状态的关系进行说明。

肌肉的细胞由细胞膜隔开，大体上分为细胞内和细胞外。细胞膜接近于绝缘体，其内外充满电解质即细胞内液、细胞外液。在该绝缘体(细胞膜)的内侧与外侧之间，离子浓度不同。因此，如果肌肉的收缩的程度变化，则在肌肉的细胞内与细胞外之间进行离子交换，产生微小的电位。在各个细胞中产生的该微小电位在整个肌肉中合成，因此在皮肤表面，产生数mV程度的电位。肌电位传感器220检测在上述皮肤表面产生的电位作为肌电位。

即，肌电位传感器220检测到的肌电位的等级，与肌肉的收缩的程度的变化即肌肉的收缩或伸张对应。此外，在肌肉收缩和肌肉伸张时，产生逆极性的电位。

另外，肌肉由快肌和慢肌构成。这些肌肉产生的肌电位的时间数据(以下称为“肌电位信号”)表现出极为杂乱的动向。另一方面(a)，肌电位信号具有以下特征：在快肌的肌电位信号中高频率成分占优，相对于此，在慢肌的肌电位信号中低频率成分占优。而且，肌肉具有如下特征：由于年龄增加，肌肉力量降低，并且，快肌的比率减少，慢肌的比率增加(参照非专利文献1)。

即，肌电位传感器220检测到的肌电位信号的低频率成分的比率高表示肌肉力量弱。

在此，在本实施方式中，假设使用低频率成分比作为表示肌肉力量的强弱的指标值。低频率成分比例如是低频率成分的积分值相对于整个频率范围成分的积分值的比率。

这样，根据肌电位传感器220所检测到的肌电位，能够判定各肌肉的收缩定时和肌肉力量状态。在此，收缩定时是肌肉根据来自脑的信号而进行着收缩的定时，即，使用者使肌肉用力的瞬间或区间。

于是，肌肉力量支援器具100根据肌电位传感器220的检测结果，检测各肌肉的肌肉力量状态和收缩定时。然后，肌肉力量支援器具100配合使用者使用肌肉力量弱的肌肉的定时，使对应的EMS电极对230动作，来辅助该肌肉的收缩。该处理能够通过控制单元300(参照图2、图3和图5)的功能来实现。

此外，在本实施方式中，假设在片设备200设有M个肌电位传感器220和N个EMS电极对230。

＜肌肉力量支援器具的功能结构＞

图6是表示肌肉力量支援器具100的功能结构的一个例子的图。

肌肉力量支援器具100具有：配置于片设备200的第1～第M肌电位传感器220₁～220_M和第1～第NEMS电极对230₁～230_N；配置于控制单元300的信息存储单元310和动作决定单元320。

另外，肌肉力量支援器具100在片设备200具有肌肉状态取得单元410、收缩定时取得单元420和肌肉辅助动作单元430。

肌肉状态取得单元410包括第1～第M肌电位传感器220₁～220_M。肌肉状态取得单元410取得各肌电位传感器220的肌电位信号作为表示对应的肌肉的肌肉力量状态的信息。

收缩定时取得单元420包括第1～第M肌电位传感器220₁～220_M。收缩定时取得单元420取得各肌电位传感器220的肌电位信号作为表示对应的肌肉的收缩定时的信息。

肌肉辅助动作单元430包括第1～第N的EMS电极对230₁～230_N。肌肉辅助动作单元430通过后述的动作控制单元320的控制，根据所取得的肌肉力量状态和收缩定时，进行辅助肌肉的收缩的辅助动作。

信息存储单元310预先存储块信息表和肌肉力量状态判定表。块信息表是关联了肌电位传感器220和EMS电极对230与上述各块201(参照图2和图3)的表。肌肉力量状态判定表是关联了肌肉是否衰弱到了应进行肌肉力量支援的等级的判定基准的表。

图7是表示块信息表的一个例子的图。

如图7所示，块信息表510记载了与对应于各块201的肌肉的识别信息511关联、在该块201配置的肌电位传感器220的识别信息512和EMS电极对230的识别信息513。

例如，第1和第2肌电位传感器220₁、220₂检测肌电位的肌肉与第1和第2EMS电极对230₁、230₂促使收缩的肌肉相同。

通过参照这样的块信息表510进行基于肌电位传感器220的检测结果的EMS电极对230的动作的控制，能够对每块肌肉进行与肌肉力量状态和收缩定时对应的辅助动作。

图8是表示肌肉力量状态判定表的一个例子的图。

如图8所示，肌肉力量状态判定表520与各肌肉的识别信息521关联，对每个使用者类型522记载了低频率成分比阈值523。

使用者类型522是由年龄和/或性别等属性区分的种类，例如，“四十几岁的女性”、“六十几岁的男性”等。低频率成分比阈值523是成为肌肉力量是否衰弱到了应进行肌肉力量支援的等级的判断基准的、低频率成分比的阈值。低频率成分比阈值523例如是从符合对应的使用者类型552的、具有平均的肌肉力量的多数的接受实验者取得的低频率成分比的平均值。

例如，与“内收肌”的肌肉的识别信息521和“第1使用者类型”的使用者类型522的组合对应，记载了“α₁₁”这一低频率成分比。这表示，在使用者符合第1使用者类型，关于该使用者的内收肌检测出的低频率成分比在α₁₁以上的情况下，肌肉力量弱，应进行通过EMS进行的肌肉力量支援。

通过参照这样的肌肉力量状态判定表520来判断是否需要肌肉力量支援，能够进行与肌肉力量对应的合适的辅助动作。

图6的动作决定单元320经由埋入肌肉力量支援器具100的腰部分110和片设备200(参照图2和图3)的信号线(未图示)而分别与各第1～第M肌电位传感器220₁～220_M和第1～第NEMS电极对230₁～230_N连接。

即，动作决定单元320能够对各肌电位传感器220输出控制信号来控制其动作，且能够被输入从各肌电位传感器220输出的检测值。另外，动作决定单元320能够对各EMS电极对230输出控制信号来控制其动作。

动作决定单元320基于各肌电位传感器220的肌电位信号、存储于信息存储单元310的块信息表510和肌肉力量状态判定表520，决定成为通过EMS进行的辅助动作的对象的肌肉(以下称为“支援对象肌肉”)。而且，动作决定单元320基于各肌电位传感器220的肌电位信号，检测支援对象肌肉的收缩定时，使对应的EMS电极对230动作，进行辅助动作。

在本实施方式中，动作决定单元320至少以检测模式和支援模式这两个动作模式动作。检测模式是决定支援对象肌肉的动作模式。支援模式是对在检测模式中决定的支援对象肌肉进行肌肉力量支援的动作模式。

此外，虽然未图示，但控制单元300例如具有CPU(central processing unit)、存储有控制程序的ROM(read only memory)等存储介质、以及RAM(random access memory)等作业用存储器。在该情况下，控制单元300各部分的功能通过CPU执行控制程序来实现。

另外，虽然未图示，但控制单元300具有电源单元和按键开关(key switch)等操作单元。电源单元供给用于使上述CPU和片设备200动作的电源。操作单元从使用者接受包括指示检测模式下的动作的开始和支援模式下的动作的开始的操作的各种操作。

通过这样的结构，肌肉力量支援器具100能够对于多块肌肉，对每块肌肉根据肌肉力量状态和收缩定时来进行通过EMS进行的肌肉力量支援。

＜肌肉力量支援器具的动作＞

接着，对肌肉力量支援器具100的动作进行说明。此外，肌肉力量支援器具100的动作主要由动作控制单元320控制。

图9是表示肌肉力量支援器具100的动作的一个例子的流程图。肌肉力量支援器具100例如在安装于使用者的身体的状态下通过接通电源来开始以下所说明的动作。

首先，在步骤S1000中，动作控制单元320判断是否进行了指示检测模式下的动作的开始的操作。在进行了该操作的情况下(S1000：是)，动作控制单元320使处理进入步骤S2000。另外，在没有进行该操作的情况下(S1000：否)，动作控制单元320使处理进入步骤S3000。

在步骤S2000中，动作决定单元320进行检测模式下的动作(以下称为“检测模式动作”)，使处理进入步骤S3000。后文将对检测模式动作的细节进行说明。

然后，在步骤S3000中，动作决定单元320判断是否进行了指示支援模式下的动作的开始的操作。在进行了该操作的情况下(S3000：是)，动作控制单元320使处理进入步骤S4000。另外，在没有进行该操作的情况下(S3000：否)，动作控制单元320使处理进入步骤S5000。

在步骤S4000中，动作决定单元320进行支援模式下的动作(以下称为“支援模式动作”)，使处理进入步骤S5000。后文将对支援模式动作的细节进行说明。

在步骤S5000中，动作决定单元320判断是否通过使用者操作等而指示了动作结束。在没有指示动作结束的情况下(S5000：否)，动作决定单元320使处理返回步骤S1000。另外，在指示了动作结束的情况下(S5000：是)，动作决定单元320结束一系列的处理。

通过这样的动作，肌肉力量支援器具100能够根据来自使用者的指示而切换决定支援对象肌肉的检测模式和进行支援对象肌肉的肌肉力量支援的支援模式并进行动作。

图10是表示检测模式动作(图9的步骤S2000)的一个例子的流程图。

首先，在步骤S2100中，动作决定单元320取得使用者符合的使用者类型。该使用者类型与肌肉力量状态判定表520(参照图8)的使用者类型522对应。动作决定单元320例如通过接受性别和年龄的输入来取得使用者类型。

然后，在步骤S2200中，动作决定单元320参照肌肉力量状态判定表520，基于取得的使用者类型，对于每块肌肉决定应适用于使用者的低频率成分比阈值。

然后，在步骤S2300中，动作决定单元320使第1～第M肌电位传感器220₁～220_M检测使用者各肌肉的肌电位，取得各肌肉的肌电位信号。

然后，在步骤S2400中，动作决定单元320对于每块肌肉，根据肌电位信号算出低频率成分比。

具体地说，动作决定单元320例如使对肌电位信号进行全波整流后得到的信号通过低通滤波器(截止频率为例如50Hz)，取得低频率成分信号。然后，动作决定单元320将对低频率成分信号进行积分而得到的值除以对整个频率范围成分信号即原肌电位信号进行积分而得到的值，算出低频率成分比。

此外，动作决定单元320可以通过滤波电路、积分电路以及除法电路等模拟电路进行这些运算。此外，肌电位信号为模拟信号，在通过CPU的数字信号处理进行上述运算的情况下，动作决定单元320对肌电位信号进行A/D转换。

然后，在步骤S2500中，动作决定单元320对于每块肌肉，将算出的低频率成分比与所决定的低频率成分比阈值进行比较。动作决定单元320将低频率成分比成为了低频率成分比阈值以上的肌肉决定为支援对象肌肉(也就是肌肉力量变弱了的肌肉)。然后，动作决定单元320结束检测模式的动作，使处理进入图9的步骤S3000。

通过这样的检测模式动作，肌肉力量支援器具100能够检测肌肉力量变弱了的肌肉，将其决定为支援对象肌肉。动作决定单元320将决定结果作为检测结果信息存储于例如信息存储单元310。

图11是表示检测结果信息的一个例子的图。

如图11所示，检测结果信息610例如与肌肉的识别信息611或EMS电极对230的识别信息612进行关联，记载了是否需要辅助动作613。通过参照这样的识别信息611，能够迅速判断各肌肉是否需要辅助动作，或者各EMS电极对230是否需要进行辅助动作。

图12是表示支援模式动作(图9的步骤S4000)的一个例子的流程图。

首先，在步骤S4010中，动作控制单元320使第1～第M肌电位传感器220₁～220_M的动作开始。即，动作控制单元320开始取得各肌肉的肌电位信号。

然后，在步骤S4020中，动作控制单元320从与配置有肌电位传感器220和EMS电极对230的块201(参照图2和图3)对应的多个肌肉中选择1个。此外，动作控制单元320将处理每移动至后述步骤4110的区间视为1个处理的周期。

然后，在步骤S4030中，动作控制单元320判断是否满足选择中的肌肉是需要辅助动作的肌肉且是没有进行辅助动作的肌肉这一条件。是否是需要辅助动作的肌肉的判断例如参照存储于信息存储单元310的检测结果信息610(参照图11)而进行。

在满足该条件的情况下(S4030：是)，动作控制单元320使处理进入步骤S4040。另外，在不满足该条件的情况下(S4030：否)，动作控制单元320使处理进入后述的步骤S4060。

在步骤S4040中，动作控制单元320基于肌电位信号，判断是否处于肌肉的收缩开始的定时(以下称为“收缩开始定时”)。

具体地说，动作控制单元320分析肌电位信号，在与选择中的肌肉对应的肌电位传感器220中判断是否产生了与肌肉收缩方向对应的预定的极性的肌电位。此外，这里的肌电位的产生是指肌电位超过了适合判断为肌肉收缩开始了的预定的值的状态。

在处于收缩开始定时的情况下(S4040：是)，动作控制单元320使处理进入步骤S4050。另外，在没有处于收缩开始定时的情况下(S4040：否)，动作控制单元320使处理进入步骤S4060。

在步骤S4050中，动作控制单元320使对选择中的肌肉的辅助动作(EMS)开始。即，动作控制单元320使对应的EMS电极对230的动作开始。

例如，各EMS电极对230使1mA程度的微弱电流持续在肌肉中流动。这样的微弱的电流平缓地对肌肉进行收缩作用。

此外，EMS电极对230的输出值可以与所有EMS电极对230相同，也可以在每个EMS电极对230(或每块肌肉)不同。另外，各EMS电极对230的输出值可以是固定值，也可以通过使用者操作来调整。进而，动作控制单元320可以与根据检测到的肌电位判定的肌肉力量等级或使用者类型相应地，使EMS电极对230的输出值变化。

然后，在步骤S4060中，动作控制单元320判断选择中的肌肉是否为进行了通过EMS电极对230进行的辅助动作(EMS)的肌肉。在选择中的肌肉是进行了辅助动作的肌肉的情况下(S4060：是)，动作控制单元320使处理进入步骤S4070。另外，在选择中的肌肉是没有进行辅助动作的肌肉的情况下(S4060：否)，动作控制单元320使处理进入后述的步骤S4090。

在步骤S4070中，动作控制单元320基于肌电位信号，判断是否处于肌肉放松开始的定时(以下称为“放松开始定时”)。

具体地说，动作控制单元320分析肌电位信号，在与选择中的肌肉对应的肌电位传感器220中，判断是否产生了与肌肉放松方向对应的预定的极性的肌电位。此外，在这里肌电位的产生是指肌电位超过了适合判断为肌肉放松开始了的预定的值的状态。

但是，选择中的肌肉处于通过EMS电极对230进行了EMS的状态。在EMS为交流的情况下，肌电位的平均等级由于EMS而脉动。因此，动作控制单元320可以设定充分超过该脉动的肌电位的阈值，在肌电位的平均等级低于该阈值的情况下，判断为处于放松开始定时等，能够消除EMS对判定造成的影响。

在处于放松开始定时的情况下(S4070：是)，动作控制单元320使处理进入步骤S4080。另外，在没有处于放松开始定时的情况下(S4070：否)，动作控制单元320使处理进入步骤S4090。

在步骤S4080中，动作控制单元320使对选择中的肌肉进行的辅助动作(EMS)停止。即，动作控制单元320使对应的EMS电极对230的动作停止。

然后，在步骤S4090中，动作控制单元320判断在本周期是否存在尚未选择的肌肉。在存在未选择的肌肉的情况下(S4090：是)，动作控制单元320使处理进入步骤S4100。另外，在不存在未选择的肌肉的情况下(S4090：否)，动作控制单元320使处理进入步骤S4110。

在步骤S4100中，动作控制单元320从未选择的肌肉中选择出1个，使处理进入步骤S4030。

在步骤S4110中，动作控制单元320判断是否通过使用者操作等指示了支援模式动作的结束。在没有指示支援模式动作的结束的情况下(S4110：否)，动作控制单元320使处理进入步骤S4020。另外，在指示了支援模式动作的结束的情况下(S4110：是)，动作控制单元320结束支援模式动作，使处理进入图9的步骤S5000。

通过这样的支援模式动作，动作控制单元320能够检测从收缩开始定时到放松开始定时为止的区间的至少一部分作为应进行肌肉力量支援的收缩定时。然后，肌肉力量支援器具100能够在每个该收缩定时，对各支援对象肌肉反复进行辅助动作(EMS)。

＜肌肉力量支援器具的效果＞

如上所述，本实施方式的肌肉力量支援器具100能够根据肌肉的肌肉力量状态和收缩定时来辅助肌肉的收缩。

若由于年龄增加等快肌纤维萎缩而肌肉力量降低，则会存在给步行等日常动作带来困难的情况。例如，有报告指出，到了六十岁以上，肌肉截面积与二十几岁相比，会减少大约30％(例如，参照非专利文献2)。

另一方面，通过持续地进行运动，能够维持或者提高肌肉力量。但是，对于高龄者等身体整体的肌肉力量变弱了的人来说，也会存在难以进行持续的运动的情况。

通过布状构件的弹性来进行肌肉力量支援的现有的肌肉力量支援器具，在要对某一动作实现足够的支援力时，有可能会对其他动作造成障碍或者对身体施加过剩的压迫。这样的对身体的压迫会引起血液流通不良、浮肿或者感觉障碍等弊端。

于是，通过活用EMS而非进行运动，能够维持或者提高肌肉力量。然而，通过自己的感觉或他人的观察准确地指定需要锻炼日常动作所需的肌肉中的哪块肌肉并不容易。因此，存在对不是应进行锻炼的肌肉进行刺激的可能性，有可能反而会导致肌肉力量失衡。

在这一点，本实施方式的肌肉力量支援器具100在实际的动作中，对肌肉力量变弱了的肌肉，在使用肌肉的定时辅助其收缩。即，肌肉力量支援器具100能够也与肌肉力量等级的偏差对应地进行肌肉力量支援，以使得能够顺畅地进行日常动作。

另外，通过反复对肌肉施加EMS等带来的刺激，肌肉力量多数情况下会提高。因此，本实施方式的肌肉力量支援器具100能够使使用者身体的肌肉力量提高，使得能够通过身体自身的肌肉力量来顺畅地进行日常动作。

此外，肌肉力量支援器具100关于例如特定运动中的动作等特殊的动作，也能够有效地进行肌肉力量支援。该情况下，需要使肌肉力量状态判定表520的内容成为与上述特殊动作对应的内容。尤其是通过在有氧运动中使用肌肉力量支援器具100，能够更有效地进行肌肉强化(参照非专利文献3)。

另外，本实施方式的肌肉力量支援器具100能够促进应进行锻炼的肌肉和其周边部位的血液流通和淋巴液循环。因此，不仅能够实现肌肉强化，还能够实现血液流通和淋巴液循环的改善。

另外，肌肉力量支援器具100的片设备200薄且具有伸缩性。因此，肌肉力量支援器具100能够以与现有的肌肉力量支援器具同样的使用感进行穿着，片设备200也不会引人注意。

＜肌肉力量状态的其他例子＞

此外，肌肉力量支援器具100可以基于肌电位以外的信息，取得各肌肉的肌肉力量状态。

例如，肌肉力量支援器具100基于对肌肉施加了刺激时的肌肉的血液流量值的变化，取得肌肉力量状态。即，该情况下的肌肉力量状态，是与预定的EMS电流流动时和没有流动时之间的血液流量值的差相关的信息。该情况下，肌肉力量状态取得单元410具备用于刺激肌肉的EMS电极对和测量各肌肉的血液流量值的血液流量传感器。动作控制单元320将施加了预定的肌肉刺激时的血液流量值的增加率与按性别和年龄预先设定的阈值进行比较。然后，动作控制单元320将血液流量值的增加率低于阈值的肌肉决定为支援对象肌肉。

在肌肉力量弱的情况下，即使对肌肉施加通过EMS进行的刺激，肌肉也几乎不会收缩，血液流量几乎不会增加。另一方面，血液流量值由于年龄增加而大幅减少，个体差异也大。因此，通过这样关注血液流量值的增加率，能够恰当地判定是否需要辅助动作。

作为血液流量传感器，例如可以采用非专利文献4所述的血液流量传感器。另外，在构成血液流量传感器的激光二极管和光电晶体管中，作为激光二极管，可以采用专利文献5所述的有机激光二极管。另外，作为光电晶体管，可以采用专利文献6所述的通过高分子类薄膜晶体管(thin film transistor)实现的有机光电晶体管。

此外，在肌肉力量状态的取得中所使用的EMS电极对能够与在肌肉力量支援中所使用的EMS电极对230共用。

＜收缩定时的其他取得方法＞

另外，肌肉力量支援器具100可以基于肌电位之外的信息取得收缩定时。

例如，肌肉力量支援器具100基于覆盖肌肉的皮肤的两点间的位移，检测各肌肉的收缩定时。该情况下，收缩定时取得单元420具备检测皮肤的两点间的位移的压电元件。当肌肉收缩或放松时，皮肤的两点间的距离也会发生变化，在压电元件产生电动势。因此，动作控制单元320能够基于各压电元件的电动势，检测出对应的肌肉的收缩开始定时和放松开始定时。

作为检测出皮肤的两点间的距离的变化的压电元件，例如可以采用专利文献7所述的压电元件。

＜其他的变形例＞

另外，肌肉力量支援器具100可以在每次开始支援动作时，在支援动作之前进行检测模式动作。

另外，肌肉力量支援器具100能够适用于上半身、臂、腰部等身体两腿以外的各部分。该情况下，肌肉力量状态与收缩定时的取得和进行肌肉力量的辅助动作的块，以及各块的传感器和工作元件需要配置于与各肌肉的位置对应的位置。

另外，控制单元300的功能的一部分或全部也可以配置于移动电话等以其他功能为主要目的的装置。

另外，上述功能也可以配置于网络上的服务器。即，也可以使肌肉力量支援器具100的一部分功能云化。在该情况下，动作决定单元320需要至少具备通信单元，并向该服务器发送表示肌肉力量状态的信息和表示收缩定时的信息，取得进行肌肉力量支援的对象和定时。

另外，肌肉力量支援器具100也可以对每个块设置进行与该块有关的动作的动作决定单元320。

本发明的肌肉力量支援器具具有：片构件，其能够附贴于覆盖肌肉的皮肤；肌肉力量状态取得单元，其配置于所述片构件，取得所述肌肉的有关肌肉力量状态的信息；收缩定时取得单元，其配置于所述片构件，取得所述肌肉的收缩定时；肌肉辅助动作单元，其配置于所述片构件，根据所取得的所述有关肌肉力量状态的信息和所述收缩定时，进行辅助所述肌肉的收缩的辅助动作。

此外，在上述肌肉力量支援器具中，所述收缩定时取得单元可以取得从所述肌肉的收缩开始的定时到所述肌肉的放松开始的定时为止的区间的至少一部分作为所述收缩定时。

另外，上述肌肉力量支援器具还可以具有动作控制单元，该动作控制单元在所述有关肌肉力量状态的信息所示的肌肉力量的等级低于预定的阈值且处于所述收缩定时的情况下，使所述肌肉辅助动作单元进行所述辅助动作。

另外，在上述肌肉力量支援器具中，还可以具有动作控制单元，其可以控制检测模式和支援模式的切换，所述动作控制单元在所述检测模式中，使所述肌肉力量状态取得单元动作，在所述支援模式中，使所述收缩定时取得单元和所述肌肉辅助动作单元动作。

另外，在上述肌肉力量支援器具中，所述肌肉辅助动作单元可以包括EMS即电肌肉刺激电极对，该EMS电极对在所述有关肌肉力量状态的信息所示的肌肉力量的等级低于预定的阈值的情况下，使EMS即电肌肉刺激电流流向所述肌肉。

另外，在上述肌肉力量支援器具中，所述肌肉力量状态取得单元可以包括检测所述肌肉的肌电位的肌电位传感器，所述肌肉力量状态取得单元，至少取得与所述肌电位的时间数据中的低频率成分的比率相关的信息，作为所述有关肌肉状态的信息。

另外，在上述肌肉力量支援器具中，所述肌肉力量状态取得单元可以包括：EMS电极对，其使预定的EMS电流流向所述肌肉；以及血液流量传感器，其测量所述肌肉的血液流量值，所述肌肉力量状态取得单元，至少取得有关与所述预定的EMS电流流动时和不流动时之间的所述血液流量值的差值的信息，作为所述有关肌肉状态的信息。

另外，在上述肌肉力量支援器具中，所述收缩定时取得单元可以包括检测所述肌肉的肌电位的肌电位传感器，所述收缩定时取得单元，取得所述肌电位的值满足了预定的条件的定时，作为所述收缩定时。

另外，在上述肌肉力量支援器具中，所述收缩定时取得单元可以包括测量所述皮肤的预定的两点间的距离的压电元件对，所述收缩定时取得单元，取得所述距离的变化满足了预定的条件的定时，作为所述收缩定时。

另外，在上述肌肉力量支援器具中，所述片构件能够贴附于覆盖预定的多个肌肉的皮肤，所述肌肉力量状态取得单元对各个所述多个肌肉分别取得所述有关肌肉力量状态的信息，所述收缩定时取得单元对各个所述多个肌肉分别取得所述收缩定时，所述肌肉辅助动作单元可以对各个所述多个肌肉分别根据对应的所述有关肌肉力量状态的信息和所述收缩定时来进行所述辅助动作。

另外，在上述肌肉力量支援器具中，所述片构件可以构成布状构件的至少一部分，该布状构件具有弹性，通过安装于身体的预定的位置来辅助所述肌肉的收缩。

本发明的肌肉力量支援方法，包括：在能够贴附于覆盖肌肉的皮肤的片构件中，取得所述肌肉的有关肌肉力量状态的信息的步骤；在所述片构件中，取得所述肌肉的收缩定时的步骤；以及在所述片构件中，根据所取得的所述有关肌肉力量状态的信息和所述收缩定时，进行辅助所述肌肉的收缩的辅助动作的步骤。

Claims

1.一种肌肉力量支援方法，包括：

在检测模式下，利用第一肌电位传感器检测第一肌肉的第一肌电位，所述第一肌电位传感器配置于能够贴附于覆盖所述第一肌肉的皮肤的片构件；

在所述检测模式下，计算第一低频率成分的比率，该第一低频率成分的比率是所述第一肌电位的低频率成分的积分值相对于所述第一肌电位的整个频率范围成分的积分值的比率；

在所述检测模式下，基于所述第一低频率成分比率，决定是否对所述第一肌肉进行支援；

在紧接着所述检测模式之后的支援模式下，检测所述第一肌肉的第二肌电位；

在对所述第一肌肉进行支援的情况下，在所述支援模式下，在开始定时，在配置于所述片构件的第一EMS即电肌肉刺激电极对之间产生第一电流并使其在所述第一肌肉中流动，所述开始定时基于所述第二肌电位来决定；以及，

在第二定时，停止所述支援模式下的所述第一电流，所述第二定时基于由所述第一肌电位传感器检测到的所述第一肌肉的电位的平均值来决定。

2.根据权利要求1所述的肌肉力量支援方法，还包括：

在所述检测模式下，利用第二肌电位传感器检测第二肌肉的第三肌电位，所述第二肌电位传感器配置于能够贴附于覆盖所述第二肌肉的皮肤的所述片构件；

在所述检测模式下，计算第二低频率成分的比率，该第二低频率成分的比率是所述第三肌电位的低频率成分的积分值相对于所述第三肌电位的整个频率范围成分的积分值的比率；并且，

在所述检测模式下，基于所述第二低频率成分比率，决定是否对所述第二肌肉进行支援；

在所述支援模式下，在不对所述第二肌肉进行支援的情况下，在配置于所述片构件的一个以上的EMS电极对之间没有电流流经所述第二肌肉。

3.一种肌肉力量支援器具，具有：

第一肌电位传感器，配置于能够贴附于覆盖第一肌肉的皮肤的片构件，构成为在检测模式下检测所述第一肌肉的第一肌电位，并且在支援模式下检测所述第一肌肉的第二肌电位，所述支援模式紧接着所述检测模式之后执行；

控制单元，构成为在所述检测模式下，计算第一低频率成分的比率，该第一低频率成分的比率是所述第一肌电位的低频率成分的积分值相对于所述第一肌电位的整个频率范围成分的积分值的比率，该控制单元还构成为，在所述检测模式下，基于所述第一低频率成分比率，决定是否对所述第一肌肉进行支援；以及

第一EMS即电肌肉刺激电极对，配置于所述片构件，在对所述第一肌肉进行支援的情况下，该第一EMS电极对在所述支援模式下，在开始定时，产生第一电流并使其在所述第一肌肉中流动，所述开始定时基于所述第二肌电位来决定，并且，在第二定时，停止所述支援模式下的所述第一电流，所述开始定时基于所述第二肌电位来决定，所述第二定时基于由所述第一肌电位传感器检测到的所述第一肌肉的电位的平均值来决定。

4.根据权利要求3所述的肌肉力量支援器具，还具有：

第二肌电位传感器，配置于能够贴附于覆盖第二肌肉的皮肤的所述片构件，构成为在所述检测模式下检测所述第二肌肉的第三肌电位；

其中，

所述控制单元构成为，在所述检测模式下，计算第二低频率成分的比率，该第二低频率成分的比率是所述第三肌电位的低频率成分的积分值相对于所述第三肌电位的整个频率范围成分的积分值的比率；

所述控制单元构成为，在所述检测模式下，基于所述第二低频率成分的比率，决定是否对所述第二肌肉进行支援；

在不对所述第二肌肉进行支援的情况下，在配置于所述片构件的一个以上的EMS电极对之间没有电流流经所述第二肌肉。