CN105916548B

CN105916548B - 电刺激装置

Info

Publication number: CN105916548B
Application number: CN201480073592.8A
Authority: CN
Inventors: 三原泉; 市村亮; 乾景太
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2019-02-26
Anticipated expiration: 2034-12-11
Also published as: JP2015136585A; CN105916548A; EP3097947A1; KR20160101175A; JP6277483B2; EP3097947B1; WO2015111110A1; EP3097947A4; US20160339240A1

Abstract

电刺激装置(1)具备：控制部(31)，其基于检测部(21～24)的检测信号来判定站立前期、站立中期、站立后期、抬腿前期以及抬腿后期中的某一个；以及第一电极～第三电极(11～13)，其对跨越膝关节的肌肉输出电刺激。控制部(31)在站立中期使第一电极～第三电极(11～13)输出电刺激，在抬腿前期使第一电极～第三电极(11～13)停止输出电刺激。

Description

电刺激装置

技术领域

本发明涉及一种电刺激装置。

背景技术

现有的电刺激装置的电极被安装在大腿和小腿，通过向电极供给电流来刺激大腿和小腿的肌肉。

作为现有的电刺激装置的一例的专利文献1的肌肉力量增强器在使用者在坐在椅子上的状态下将膝关节从弯曲状态伸展的情况下以及在使用者俯卧着将膝关节从伸展状态弯曲的情况下，对大腿和小腿进行电刺激。

专利文献1：日本特开2000-279536号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在步行中难以产生膝盖疼痛的电刺激装置。

本申请发明人发现，通过在适当的时刻对使用者的下肢施加电刺激，在使用者步行中难以产生膝盖疼痛。

按照本发明的一个方面的电刺激装置具备：控制部，其至少判定一个步行周期内的脚掌整体着地的站立中期和所述脚掌整体没有着地的抬腿期中的某一个；以及电极，其对跨越膝关节的肌肉输出电刺激，其中，所述控制部在所述站立中期内具有使所述电极输出电刺激的期间，在所述抬腿期内具有使所述电极输出比所述站立中期输出的电刺激弱的电刺激的期间，或者，所述控制部在所述站立中期内具有使所述电极输出电刺激的期间，在所述抬腿期内具有使所述电极不输出电刺激的期间。

根据该电刺激装置的结构，在容易产生膝盖疼痛的站立中期对跨越膝关节的肌肉施加电刺激。因此，在步行中难以产生膝盖疼痛。根据示出本发明的技术思想的例子的附图以及以下的记载明确可知其它方式和优点。

附图说明

图1是实施方式的电刺激装置的框图。

图2的(a)、(b)、(c)是用于说明电极的位置的示意图。

图3是示出实施方式的检测信号与步态判定之间的关系的图表。

图4是示出实施方式的各步行模式与各电极输出的电刺激之间的关系的表。

图5是示出实施方式的一个步行周期内的各期间与膝盖疼痛的程度之间的关系的图表。

图6是示出实施方式的有无电刺激与大腿的加速度面积之间的关系的图表。

图7是示出其它实施方式的通电模式的一览的表。

具体实施方式

参照图1来说明电刺激装置1的结构。

电刺激装置1具备两个刺激施加部10、第一检测部21、第二检测部22、第三检测部23、第四检测部24以及操作装置30。

一个刺激施加部10具有与右下肢对应的构造。另一个刺激施加部10具有与左下肢对应的构造。刺激施加部10对下肢50(参照图2)施加电刺激。刺激施加部10具有第一电极11、第二电极12、第三电极13以及支撑部14。各电极11～13被安装在支撑部14的背面。各电极11～13通过导电线EL而与操作装置30的控制部31电连接。此外，有时将电极11～13称为下肢电极。第一电极11相当于“腹侧肌电极”。第二电极12相当于“背侧肌电极”。第三电极13相当于“腓肠肌电极”。支撑部14相当于“佩戴部”。

第一检测部～第四检测部21～24与控制部31电连接。

第一检测部21的一例是压力传感器。第一检测部21被安装在双脚的脚尖。第一检测部21向控制部31输出与由于脚尖着地而产生的压力相应的检测信号。

第二检测部22的一例是压力传感器。第二检测部22被安装在双脚的脚跟。第二检测部22向控制部31输出与由于脚跟着地而产生的压力相应的检测信号。

第三检测部23的一例是陀螺仪传感器。第三检测部23被安装在双腿的膝盖上部的侧面部或正面部。第三检测部23向控制部31输出与以髋关节为旋转中心的大腿部的角速度相应的检测信号。

第四检测部24的一例是陀螺仪传感器。第四检测部24被安装在双腿的膝盖下部的侧面部或正面部。第四检测部24向控制部31输出与以膝关节为旋转中心的小腿部的角速度相应的检测信号。

操作装置30具有控制部31、电源部41、操作部42、切换部43、显示部44、存储部45以及脉冲产生部46。电源部41、操作部42、切换部43、显示部44、存储部45以及脉冲产生部46与控制部31电连接。

控制部31具有步态判定部32以及输出控制部33。

步态判定部32基于检测部21～24的信号来判定使用者的步行动作符合一个步行周期内的站立前期、站立中期、站立后期、抬腿前期以及抬腿后期中的哪一个。步态判定部32向输出控制部33输出含有与判定结果有关的信息的动作检测信号。

此外，站立前期表示从脚跟着地到脚尖着地为止的期间。站立中期表示脚掌整体着地的期间。站立后期表示从脚跟状态自着地变化为不着地起到脚尖状态自着地变化为不着地为止的期间。抬腿前期表示从脚尖状态自着地变化为不着地后将腿抬起的动作起变化为将腿放下的动作为止的期间。抬腿后期表示从自将腿抬起的动作变化为将腿放下的动作起到脚跟状态从不着地变化为着地为止的期间。

输出控制部33由程序或电路构成。输出控制部33基于操作部42、切换部43以及步态判定部32的动作检测信号来向各电极11～13供给电压脉冲。输出控制部33通过变更电压脉冲的宽度和脉冲的间隔来控制向各电极11～13供给的电流的大小和频率。输出控制部33通过向各电极11～13供给电流来使各电极11～13输出电刺激。输出控制部33具有平地步行模式、上台阶模式以及下台阶模式，来作为向各电极11～13供给的电流的控制模式。

电源部41向脉冲产生部46和控制部31供给电力。操作部42具有用于接通和断开控制部31的电源的开关以及用于进行各种设定的开关和拨盘。切换部43对输出控制部33的控制模式进行切换。切换部43具有与多个控制模式对应的多个操作片。显示部44显示表示被施加了电刺激的肌肉和电刺激的强度的信息等。存储部45中预先存储有用于控制各电极11～13的程序。脉冲产生部46向控制部31输出20Hz～100Hz的低频的信号，优选的是向控制部31输出40Hz的低频的信号。

参照图2来说明下肢50的肌肉。

中立移位状态表示使用者将膝关节伸展开的状态。此外，将膝关节从中立移位状态弯曲的动作以及膝关节从弯曲的状态恢复到中立移位状态的动作设为膝关节移位。

中立转动状态表示膝关节没有绕下肢50的轴转动的状态。

膝关节转动表示膝关节从中立转动状态起绕下肢50的轴转动的动作。另外，将膝关节从内侧朝向外侧转动的动作设为“外旋”，将膝关节从外侧朝向内侧转动的动作设为“内旋”。

下肢50被区分为大腿50A和小腿50B。构成大腿50A的肌肉包括作为下肢腹侧肌群的股四头肌51以及作为下肢背侧肌群的腘绳肌52。腘绳肌52包括半腱肌53、股二头肌54以及半膜肌55。构成小腿50B的肌肉包括腓肠肌56。

股四头肌51、腘绳肌52以及腓肠肌56是跨越膝关节的肌肉。在股四头肌51和腘绳肌52收缩时，由于向上侧拉伸膝关节而要使膝关节恢复到中立移位状态的力对膝关节起作用。另外，在腓肠肌56收缩时，由于向下侧拉伸膝关节而要使膝关节恢复到中立移位状态的力对膝关节起作用。因此，在股四头肌51、腘绳肌52以及腓肠肌56中的至少一个收缩时，使膝关节的摇动减小的方向上的力对膝关节起作用。

股四头肌51和腘绳肌52是对膝关节的转动起作用的肌肉。在股四头肌51和腘绳肌52收缩时，要使膝关节从外旋的状态或内旋的状态恢复到中立转动状态的力对膝关节起作用。因此，在股四头肌51和腘绳肌52中的至少一个收缩时，使膝关节的转动减小的方向上的力对膝关节起作用。

接着，对下肢50的肌肉与各电极11～13之间的位置关系进行说明。此外，图2示出右下肢与各电极11～13之间的位置关系。另外，左下肢的肌肉同各电极11～13之间的位置关系与右下肢的肌肉同各电极11～13之间的位置关系相同。

第一电极11被安装在支撑部14(参照图1)的与股四头肌51对应的部分。在支撑部14被安装在右下肢的状态下，第一电极11的正极和负极以在上下方向上分离的方式配置在股四头肌51。优选的是，上部电极配置为包括股直肌的运动点(以下称为MT位置)，下部电极配置为包括股内侧肌的MT位置和股外侧肌的MT位置这两者。第二电极12被安装在支撑部14的与腘绳肌52对应的部分。在支撑部14被安装在右下肢的状态下，第二电极12的正极和负极以在左右方向上分离的方式配置在腘绳肌52的上下方向上的中央部。优选的是，这些成对的电极中的任一个配置为包含股二头肌长头的MT、半腱肌的MT。第三电极13被安装在支撑部14的与腓肠肌56对应的部分。在支撑部14被安装在右下肢的状态下，第三电极13的正极和负极以在腓肠肌56的左右方向上分离的方式配置。优选的是，这些成对的电极中的任一个配置为包含腓肠肌内侧头的MT、腓肠肌外侧头的MT。

参照图3来说明步态判定。

在步行动作的阶段是站立前期时，脚尖不着地，脚跟着地。因此，如从时刻t11到时刻t12为止的期间内所示的那样，第一检测部21的检测信号呈现第一阈值TH1以上的大小，第二检测部22的检测信号呈现小于第二阈值TH2的大小。因此，步态判定部32例如在时刻t11基于第一检测部21的检测信号为第一阈值TH1以上以及第二检测部22的检测信号小于第二阈值TH2而判定为步行动作的阶段是站立前期。步态判定部32在判定为步行动作的阶段是站立前期时，将站立前期检测信号作为动作检测信号而输出到输出控制部33。

在步行动作的阶段是站立中期时，脚尖和脚跟着地。因此，如从时刻t12到时刻t13为止的期间内所示的那样，第一检测部21的检测信号呈现小于第一阈值TH1的大小，第二检测部22的检测信号呈现小于第二阈值TH2的大小。因此，步态判定部32例如在时刻t12基于第一检测部21的检测信号小于第一阈值TH1以及第二检测部22的检测信号小于第二阈值TH2而判定为步行动作的阶段是站立中期。步态判定部32在判定为步行动作的阶段是站立中期时，将站立中期检测信号作为动作检测信号而输出到输出控制部33。

在步行动作的阶段是站立后期时，脚尖着地，脚跟没有着地。因此，如从时刻t13到时刻t14为止的期间内所示的那样，第一检测部21的检测信号呈现小于第一阈值TH1的大小，第二检测部22的检测信号呈现第二阈值TH2以上的大小。因此，步态判定部32例如在时刻t13基于第一检测部21的检测信号小于第一阈值TH1以及第二检测部22的检测信号为第二阈值TH2以上而判定为步行动作的阶段是站立后期。步态判定部32在判定为步行动作的阶段是站立后期时，将站立后期检测信号作为动作检测信号而输出到输出控制部33。

在步行动作的阶段是抬腿期时，脚尖和脚跟没有着地。因此，如从时刻t14到时刻t16为止的期间内所示的那样，第一检测部21的检测信号呈现第一阈值TH1以上的大小，第二检测部22的检测信号呈现第二阈值TH2以上的大小。另外，在步行动作的阶段是抬腿前期时，大腿50A的角速度变化大于小腿50B的角速度变化。因此，如从时刻t14到时刻t15为止的期间内所示的那样，第三检测部23的检测信号增加，第四检测部24的检测信号减少。因此，步态判定部32例如在时刻t14基于第一检测部21的检测信号小于第一阈值TH1以及第二检测部22的检测信号小于第二阈值TH2而判定为步行动作的阶段是抬腿期。进一步基于第三检测部23的检测信号增加以及第四检测部24的检测信号减少而判定为步行动作的阶段是抬腿前期。步态判定部32在判定为步行动作的阶段是抬腿前期时，将抬腿前期检测信号作为动作检测信号而输出到输出控制部33。

在步行动作的阶段是抬腿后期时，小腿50B的角速度变化大于大腿50A的角速度变化。因此，如从时刻t15起规定的期间内所示的那样，第三检测部23的检测信号减少，第四检测部24的检测信号增加。因此，步态判定部32例如在时刻t15基于第三检测部23的检测信号减少以及第四检测部24的检测信号增加而判定为步行动作的阶段是抬腿后期。步态判定部32在判定为步行动作的阶段是抬腿后期时，将抬腿后期检测信号作为动作检测信号而输出到输出控制部33。

参照图4来说明一个步行周期内的各电极11～13(参照图1)的电刺激的输出方式。此外，在以下的参照图4的说明中，标注了标记的电刺激装置1的结构要素表示图1所记载的结构要素。

输出控制部33在平地步行模式、上台阶模式以及下台阶模式下执行以下的各电极11～13的通电模式。

在由切换部43选择了平地步行模式时，输出控制部33在站立中期使各电极11～13输出电刺激，在站立前期、站立后期、抬腿前期以及抬腿后期使各电极11～13不输出电刺激。

在由切换部43选择了上台阶模式时，输出控制部33在站立中期和站立后期使各电极11～13输出电刺激，在站立前期、抬腿前期以及抬腿后期使各电极11～13不输出电刺激。

在由切换部43选择了下台阶模式时，输出控制部33在站立前期和站立中期使各电极11～13输出电刺激，在站立后期、抬腿前期以及抬腿后期使各电极11～13不输出电刺激。

本申请发明人对基于有无电刺激装置1的电刺激的膝盖疼痛程度和膝关节转动的变动量进行了测定。本申请发明人在将第一电极11和第二电极12安装于使用者并且不将第三电极13安装于使用者的状态下，对使用者进行步行动作时的膝盖疼痛的程度进行了测定。此外，本申请发明人对膝关节的摇动量也以同样的方式进行了测定。

对膝盖疼痛的程度的测定条件和测定结果进行说明。

本申请发明人以日常动作中膝盖疼痛最大的动作为基准，向多位被测定者听取了站立前期、站立中期、站立后期以及抬腿期的各个期间的膝盖疼痛的程度。

如图5所示，本申请发明人得到了以下的测定结果。

当被测定者在没有被施加电刺激的状态下以平地步行进行步行动作时，膝盖疼痛的程度按照站立中期、站立前期、抬腿期以及站立后期的顺序由大变小。另外，当被测定者在没有被施加电刺激的状态下以上台阶进行步行动作时，膝盖疼痛的程度按照站立中期、站立后期、站立前期以及抬腿期的顺序由大变小。另外，当被测定者在没有被施加电刺激的状态下以下台阶进行步行动作时，膝盖疼痛的程度按照站立中期、站立前期、站立后期以及抬腿期的顺序由大变小。

根据该测定结果，本申请发明人确认出：施加了电刺激的状态下的站立期和抬腿期的膝盖疼痛的程度小于没有施加电刺激的状态下的站立期和抬腿期的膝盖疼痛的程度。另外，本申请发明人确认出：施加了电刺激的状态下的站立中期的膝盖疼痛的程度显著小于没有施加电刺激的状态下的站立中期的膝盖疼痛的程度。

对膝关节转动的程度的测定条件和测定结果进行说明。

本申请发明人以图6示出的测定条件将大腿50A的加速度面积作为膝关节的摇动量进行了测定。

对被测定者的左右的大腿50A安装了三轴加速度传感器(省略图示)。三轴加速度传感器将与大腿50A的加速度相应的信号输出到解析用计算机(省略图示)。解析用计算机计算出作为站立期内的左右方向分量的加速度波形的面积的加速度面积。

测定结果示出：在施加了电刺激的状态下进行步行动作时的大腿50A的加速度面积小于在不施加电刺激的状态下进行步行动作时的大腿50A的加速度面积。认为其理由是：通过利用电刺激装置1向股四头肌51和腘绳肌52施加电刺激，股四头肌51和腘绳肌52收缩，因此膝关节的摇动量被抑制。

对本实施方式的电刺激装置1的作用进行说明。

电刺激装置1在站立中期对股四头肌51、腘绳肌52以及腓肠肌56施加电刺激。由此，股四头肌51和腘绳肌52收缩，因此在站立中期膝关节的转动被抑制。另外，腓肠肌56收缩，因此膝关节的移位被抑制。

根据本实施方式的电刺激装置1，能够得到以下的效果。

(1)电刺激装置1在站立中期对跨越膝关节的肌肉施加电刺激。因此，步行中的膝盖疼痛被抑制。另外，电刺激装置1在使用者进行步行动作时对膝盖的负荷小的抬腿期不对跨越膝关节的肌肉施加电刺激。因此，能够抑制膝盖疼痛的增加以及因电刺激产生的肌肉疲劳的增加这两者。因而，电刺激装置1能够兼顾在进行步行动作时抑制膝盖疼痛的产生以及抑制肌肉疲劳的增加这两者。

(2)电刺激装置1在上台阶模式时，在站立后期使各电极11～13输出电刺激。因此，降低膝盖疼痛。

(3)电刺激装置1在下台阶模式时，在站立前期使各电极11～13输出电刺激。因此，降低膝盖疼痛。

(4)电刺激装置1在站立中期对股四头肌51、腘绳肌52以及腓肠肌56施加电刺激。因此，膝盖疼痛进一步减小。

(5)电刺激装置1在抬腿期不对股四头肌51、腘绳肌52以及腓肠肌56施加电刺激。因此，因电刺激产生的肌肉疲劳的增加被抑制。

本电刺激装置能够取以下的变形例。

·以第一电极11向支撑部14的安装位置在支撑部14的与股四头肌51对应的部分的范围内在左右方向上分离的状态粘贴第一电极11。

·第二电极12向支撑部14的安装位置变更为支撑部14的与腘绳肌52对应的部分的范围内的、腘绳肌52的上下方向上的中央部以外的位置。

·以在支撑部14的与腓肠肌56对应的部分的范围内在上下方向上分离的状态粘贴第三电极13。

·除了各电极11～13以外，在支撑部14的与下肢50的以下的部分对应的部分粘贴电极。

(A1)在支撑部14的与小腿50B的外侧部对应的部分粘贴电极。由此，电极对足背肌群施加电刺激。

(A2)以在支撑部14的与臀中肌对应的部分的范围内在上下方向上分离的状态粘贴电极。

(A3)以在支撑部14的与臀大肌对应的部分的范围内在上下方向上分离的状态粘贴电极。

根据上述(A2)和(A3)的结构，在由于臀中肌或臀大肌被施加电刺激而臀中肌或臀大肌收缩时，腘绳肌52连动地收缩。因此，膝关节的转动被抑制。

·代替第二电极12而电刺激装置1具有上述(A2)和(A3)中的至少一方的电极。

·省略各电极11～13中的一个或两个。

·各电极11～13在平地步行模式、上台阶模式以及下台阶模式下，在站立中期中的一部分期间内对跨越膝关节的肌肉施加电刺激。

·各电极11～13在上台阶模式下，在站立后期中的一部分期间内对跨越膝关节的肌肉施加电刺激。

·各电极11～13在下台阶模式下，在站立前期中的一部分期间内对跨越膝关节的肌肉施加电刺激。

·控制部31在抬腿前期的一部分期间内或抬腿后期的一部分期间内使各电极11～13输出电刺激。

·控制部31在抬腿前期使各电极11～13输出比站立中期使各电极11～13输出的电刺激弱的电刺激。该弱的电刺激的生成方法例如能够列举以下的(B1)～(B3)。此外，(B1)～(B3)能够相互之间进行组合。

(B1)使各电极11～13中的一个或两个输出电刺激。

(B2)抬腿前期内的输出电刺激的期间比站立中期内的输出电刺激的期间短。

(B3)对各电极11～13中的输出电刺激的电极供给的电流小。

·控制部31具有图7所示的通电模式。

(a1)在通电模式A下，在站立中期使电极输出电刺激，在站立前期、站立后期以及抬腿期使电极不输出电刺激。

(a2)在通电模式B下，在站立前期和站立中期使电极输出电刺激，在站立后期和抬腿期使电极不输出电刺激。

(a3)在通电模式C下，在站立中期和站立后期使电极输出电刺激，在站立前期和抬腿期使电极不输出电刺激。

(a4)在通电模式D下，在站立期使电极输出电刺激，在抬腿期使电极不输出电刺激。

(a5)在通电模式E下，在站立前期、站立中期以及抬腿后期使电极输出电刺激，在站立后期和抬腿前期使电极不输出电刺激。

(a6)在通电模式F下，在站立期和抬腿后期使电极输出电刺激，在站立前期使电极不输出电刺激。

根据上述通电模式，能够得到上述实施方式的(1)～(5)的效果以及以下的(6)和(7)的效果。

(6)根据通电模式D，抑制膝关节随着脚掌的着地而转动的期间变长。因此，在站立期难以产生膝盖疼痛。另外，在将多个通电模式D组合来执行的情况下，更加难以产生膝盖疼痛。另外，易于增强跨越膝关节的肌肉。因此，能够期待使用者的体力提高。

(7)根据通电模式E或通电模式F，从脚跟着地之前起对跨越膝关节的肌肉施加电刺激。因此，易于形成在脚跟开始着地的时刻就已经被施加电刺激的状态。因此，难以产生脚跟着地时的膝盖疼痛。

·控制部31基于上述通电模式A～F中的任意模式来控制各电极11～13中的至少一个。在该情况下，控制部31能够取以下的(C1)和(C2)中的至少一方的结构。

(C1)控制部31在站立中期使各电极11～13中的一个或两个不输出电刺激。

(C2)控制部31在抬腿前期使各电极11～13中的一个或两个输出电刺激。

·步态判定部32只基于第三检测部23来判定站立前期、站立中期、站立后期、抬腿前期以及抬腿后期。

在步行动作的阶段是站立前期时，第三检测部23的检测信号平缓地增加。因此，在第三检测部23的检测信号的变化速度为表示增加的正的值、变化速度的绝对值为预先设定的速度阈值以下、并且第三检测部23的检测信号的变化量大于变化阈值时，步态判定部32判定为站立前期。此外，通过对获取到的检测信号进行微分，来计算第三检测部23的检测信号的变化速度。另外，例如通过在数次前进行采样时的检测信号与本次采样的检测信号之间的差来计算第三检测部23的检测信号的变化量。另外，变化阈值是通过试验等预先设定的。

在步行动作的阶段是站立中期时，第三检测部23的检测信号几乎不变化。因此，在第三检测部23的检测信号的变化速度的绝对值为速度阈值以下、并且第三检测部23的检测信号的变化量为变化阈值以下时，步态判定部32判定为站立中期。

在步行动作的阶段是站立后期时，第三检测部23的检测信号平缓地减少。因此，在第三检测部23的检测信号的变化速度为表示减少的负的值、变化速度的绝对值为速度阈值以下、并且第三检测部23的检测信号的变化量大于变化阈值时，步态判定部32判定为站立后期。

在步行动作的阶段是抬腿前期时，第三检测部23的检测信号急剧地增加。因此，在第三检测部23的检测信号的变化速度是正的值、并且变化速度的绝对值大于速度阈值时，步态判定部32判定为抬腿前期。

在步行动作的阶段是抬腿后期时，第三检测部23的检测信号急剧地减少。因此，在第三检测部23的检测信号的变化速度是负的值、并且变化速度的绝对值大于速度阈值时，步态判定部32判定为抬腿后期。

·步态判定部32只基于第四检测部24来判定站立前期、站立中期、站立后期、抬腿前期以及抬腿后期。

在步行动作的阶段是站立前期时，第四检测部24的检测信号平缓地减少。因此，在第四检测部24的检测信号的变化速度为表示减少的负的值、变化速度的绝对值为预先设定的速度阈值以下、并且第四检测部24的检测信号的变化量大于变化阈值时，步态判定部32判定为站立前期。此外，第四检测部24的检测信号的变化速度和变化量是以与第三检测部23的检测信号的变化速度和变化量同样的方式计算的。

在步行动作的阶段是站立中期时，第四检测部24的检测信号几乎不变化。因此，在第四检测部24的检测信号的变化速度的绝对值为速度阈值以下、并且第四检测部24的检测信号的变化量为变化阈值以下时，步态判定部32判定为站立中期。

在步行动作的阶段是站立后期时，第四检测部24的检测信号急剧地增加。因此，在第四检测部24的检测信号的变化速度为表示增加的正的值、并且变化速度的绝对值大于速度阈值时，步态判定部32判定为站立后期。

在步行动作的阶段是抬腿前期时，第四检测部24的检测信号平缓地增加。因此，在第三检测部23的检测信号的变化速度为正的值、变化速度的绝对值为速度阈值以下、并且第四检测部24的检测信号的变化量大于变化阈值时，步态判定部32判定为抬腿前期。

在步行动作的阶段是抬腿后期时，第四检测部24的检测信号急剧地减少。因此，在第三检测部23的检测信号的变化速度为负的值、并且变化速度的绝对值为速度阈值以下时，步态判定部32判定为抬腿后期。

·步态判定部32通过第一检测部21～第四检测部24的检测信号以外的手段判定一个步行周期内的站立前期、站立中期、站立后期、抬腿前期以及抬腿后期。大腿部的陀螺仪传感器也可以配置在大腿部的背面，下肢的陀螺仪传感器也可以配置在下肢背面。但是，大腿部背面部、下肢部背面部与腹侧、侧面相比难以取得相对于地面垂直的位置，相对于地面的角度的个人差异也大，因此，在实施方式中，大腿部的陀螺仪传感器和下肢的陀螺仪传感器配置在腹侧、侧面。

另外，足压传感器能够还通过对足部的背面或底面(以脚不踩到的方式)安装陀螺仪传感器来进行感测。在抬腿前期，由于脚突然迈出而由陀螺仪传感器检测出的、针对步行时的前进方向的角速度上升，在抬腿后期，该针对步行时的前进方向的角速度减少。在站立初期，当角速度为0时陀螺仪传感器的检测信号中出现着地时的振动，当脚整面着地时，检测出的角速度向与抬腿期的角速度相反的方向增加。在站立后期，角速度进一步增加。如果通过足部的陀螺仪传感器检测该状态并进行阈值判定，则该足部的陀螺仪传感器成为足压传感器的替代。

例如，步态判定部32根据使用者的臂的摆动或躯干的转动等来判定一个步行周期内的站立前期、站立中期、站立后期、抬腿前期以及抬腿后期。在该情况下，对使用者的臂或躯干安装陀螺仪传感器。

·脉冲产生部46向控制部31输出3kHz以上的高频的信号。控制部31在站立中期内设定使各电极11～13输出3kHz以上的电刺激的期间以及使各电极11～13不输出电刺激的期间。在该情况下，使各电极11～13输出电刺激的期间比使各电极11～13不输出电刺激的期间短。在对跨越膝关节的肌肉施加这种为3kHz以上的高频的电刺激的情况下，感觉神经不进行反应，因此难以产生疼痛。因此，难以产生步行中的膝盖疼痛的效果提高。此外，对下台阶模式下的站立前期以及上台阶模式下的站立后期也能够同样地进行设定。另外，对图7所示的变形例的控制部31的站立前期、站立后期以及抬腿后期也能够同样地进行设定。

·存储部45能够是ROM、EEPROM等计算机可读取的存储介质。步态判定部32和输出控制部33可以是专用的硬件，但也可以通过由控制部31的处理器执行存储部45中存储的计算机可读取的指令来实现步态判定部32和输出控制部33的功能。存储部45也可以是控制部31的一部分。

本公开包括以下的实施例。

(附记1)根据权利要求1所记载的电刺激装置，所述控制部判定所述抬腿期中的作为将腿抬起的期间的抬腿前期以及作为将所述腿放下的期间的抬腿后期，在从所述抬腿后期到所述站立中期为止的期间内使所述电极输出电刺激。

(附记2)根据权利要求1所记载的电刺激装置，所述控制部判定所述一个步行周期内的脚跟着地且脚尖没有着地的站立前期、脚尖着地且脚跟没有着地的站立后期、作为将腿抬起的期间的抬腿前期以及作为将所述腿放下的期间的抬腿后期，在从所述抬腿后期到所述站立后期为止的期间内使所述电极输出电刺激。

本发明并不限于示例出的内容。例如，示例出的特征不应被解释为对于本发明来说是必需的，本发明的主题有时存在于比所公开的特定的实施方式的全部特征少的特征。本发明通过权利要求书被示出，意图包括与权利要求书均等的范围内的全部变更。

Claims

1.一种电刺激装置，具备：

控制部，其至少判定一个步行周期内的脚掌整体着地的站立中期和所述脚掌整体没有着地的抬腿期；以及

电极，其对跨越膝关节的肌肉输出电刺激，

其中，在所述控制部判定为步行动作的阶段是站立中期时在所述站立中期内使所述电极输出电刺激，在所述控制部判定为步行动作的阶段是抬腿期时在所述抬腿期内具有使所述电极输出比所述站立中期输出的电刺激弱的电刺激的期间，

或者，在所述控制部判定为步行动作的阶段是站立中期时在所述站立中期内使所述电极输出电刺激，在所述控制部判定为步行动作的阶段是抬腿期时在所述抬腿期内具有使所述电极不输出电刺激的期间。

2.根据权利要求1所述的电刺激装置，其特征在于，

所述控制部判定一个步行周期内的脚跟着地且脚尖没有着地的站立前期，

所述控制部在所述站立前期使所述电极输出电刺激。

3.根据权利要求1所述的电刺激装置，其特征在于，

所述控制部判定一个步行周期内的脚尖着地且脚跟没有着地的站立后期，

所述控制部在所述站立后期使所述电极输出电刺激。

4.根据权利要求1所述的电刺激装置，其特征在于，

所述控制部判定所述抬腿期中的作为将腿抬起的期间的抬腿前期以及作为将所述腿放下的期间的抬腿后期，

所述控制部在所述抬腿后期内具有使所述电极输出电刺激的期间，在所述抬腿前期内具有使所述电极输出比所述站立中期输出的电刺激弱的电刺激的期间，

或者，所述控制部在所述抬腿后期内具有使所述电极输出电刺激的期间，在所述抬腿前期内具有使所述电极不输出电刺激的期间。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的电刺激装置，其特征在于，

所述电刺激装置具有佩戴部和多个所述电极，

所述佩戴部是佩戴在下肢的物体，

作为多个所述电极中的一个的腹侧肌电极被安装在所述佩戴部中的与作为跨越所述膝关节的肌肉的下肢腹侧肌群对应的部分，

作为多个所述电极中的一个的背侧肌电极被安装在所述佩戴部中的与作为跨越所述膝关节的肌肉的下肢背侧肌群对应的部分，

作为多个所述电极中的一个的腓肠肌电极被安装在所述佩戴部中的与作为跨越所述膝关节的肌肉的腓肠肌对应的部分，

所述控制部判定所述一个步行周期内的脚跟着地且脚尖没有着地的站立前期、脚尖着地且脚跟没有着地的站立后期、作为将腿抬起的期间的抬腿前期以及作为将所述腿放下的期间的抬腿后期，

所述控制部在所述站立前期使多个所述电极中的至少一个输出电刺激，或者在所述站立前期使多个所述电极中的至少一个不输出电刺激，

所述控制部在所述站立后期使多个所述电极中的至少一个输出电刺激，或者在所述站立后期使多个所述电极中的至少一个不输出电刺激，

所述控制部在所述抬腿后期使多个所述电极中的至少一个输出电刺激，或者在所述抬腿后期使多个所述电极中的至少一个不输出电刺激。

6.一种电刺激装置，具备：

控制部，其构成为从检测部接收与步行周期相应地周期性变化的检测信号，来至少判定一个步行周期内的脚掌整体着地的站立中期和所述脚掌整体没有着地的抬腿期；

下肢电极，其与所述控制部连接，构成为按照所述控制部的控制输出膝关节刺激；以及

计算机可读记录介质，其与所述控制部连接或内置于所述控制部，

该电刺激装置的特征在于，

所述计算机可读记录介质记录计算机可读指令，该计算机可读指令构成为使所述控制部执行以下步骤：

在所述控制部判定为步行动作的阶段是站立中期时，在所述站立中期时使所述下肢电极输出第一强度的第一膝关节刺激；以及

在所述控制部判定为步行动作的阶段是抬腿期时，在所述抬腿期时使得输出比所述第一强度低的第二强度的第二膝关节刺激，或者在所述控制部判定为步行动作的阶段是抬腿期时，在所述抬腿期时使所述下肢电极停止输出膝关节刺激。