CN113543839A - 电极穿戴构件以及电刺激用穿戴物 - Google Patents

电极穿戴构件以及电刺激用穿戴物 Download PDF

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CN113543839A CN201980093805.6A CN201980093805A CN113543839A CN 113543839 A CN113543839 A CN 113543839A CN 201980093805 A CN201980093805 A CN 201980093805A CN 113543839 A CN113543839 A CN 113543839A
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神谷章平
土屋秀敏
只野俊汰
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Abstract

目的在于提供一种难以产生因通电时的过电流而引起的疼痛的电刺激用穿戴物。本发明的电极穿戴构件,为了在人体的不同的两个部位之间流过给与电刺激的电流而穿戴,缠绕穿戴在人体的不同的两个部位中的至少一个部位,具有带状电极,所述带状电极是使用碳纤维制的纱线织成的具有导电性的织物。

Description

电极穿戴构件以及电刺激用穿戴物
技术领域
本发明涉及一种电极穿戴构件以及电刺激用穿戴物,尤其是涉及一种将从电信号输出装置输出的电信号传递至人体并给予电刺激的技术。
背景技术
作为给予活体电刺激的电刺激装置,已知有以下的电刺激用垫电极,该电刺激用垫电极具有以导电凝胶、电极元件、电线、粘接剂层、支撑基材的顺序层叠的层叠结构,且阻抗为20Ω~100Ω,电极元件为具有80Ω~1200Ω的表面电阻以及1~20kΩ·cm的厚度方向的电阻的碳材料,电线的芯材为碳纤维(参照专利文献1)。另外,在专利文献1中,作为电极元件,举出了碳纤维片材、碳垫片材料、炼入碳的膜等的方式。而且,记载有,碳纤维片材中含有碳纤维形成为织布的物质。而且,记载有,作为碳纤维片材的性状,厚度方向上电阻高且硬。根据以上的记载可知,在专利文献1中,公开了在将碳纤维形成为织布之后,通过环氧类树脂等将其固化而形成的碳纤维片材。
以往,在医学和运动等行业中,为了增肌、失禁管理、脊柱畸形管理、痉挛管理等,进行诱导骨骼肌收缩的肌肉电刺激(以下也称为EMS)。根据该EMS技术,对于因长期运动不足、过度肥胖、整形外科疾病等而运动不足的人们,以及因糖尿病并发症、心血管并发症等器官损伤而被迫限制运动的患者,能够有助于在不强迫过度运动的情况下,促进肌肉增大和代谢等的治疗。
作为EMS所使用的电极装置,已知有所谓的带电极。与仅穿戴在人体的一点的垫电极不同,该带电极以包围人体的规定部位的整周的方式穿戴。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-202336号公报
发明内容
发明要解决的问题
在EMS技术中,若电刺激用的电极与人体之间的紧贴性差,则电极中的电流分布产生偏差,其结果是,具有对于人体而言流过局部的过电流而产生感到疼痛的不适。尤其是,带电极以包围人体的规定部位的方式缠绕,因此该问题更明显。即,人体的表面具有凹凸,肌肉的伸展方式也因人而异,因此,电极接触的接触面积的比例也因人而异。若在接触面积的比例小的状态下进行电刺激,则接触部位处的电流密度变高,因此存在伴随有疼痛的情况。在为了得到良好的治疗效果而需要高强度的肌肉运动的情况下,该问题更明显。因此,即使使用专利文献1公开的碳纤维片材来作为带电极,因为硬而难以弯曲,所以无法解决上述课题。
因此,鉴于上述带电极的特殊性,本发明的目的在于提供一种对于人体的紧贴性高的电极穿戴构件。
用于解决问题的手段
(1)本发明的电极穿戴构件,为了在人体的不同的两个部位之间流过给与电刺激的电流而穿戴,缠绕穿戴在人体的不同的两个部位中的至少一个部位,其特征在于,具有带状电极,所述带状电极是使用碳纤维制的纱线织成的具有导电性的织物。
(2)根据上述(1)所述的电极穿戴构件,其特征在于,具有:条带,固定有所述带状电极,并且设置有第一连接部;扎带,设置有以能够拆装的方式与所述第一连接部连接的第二连接部,在所述第一连接部以及所述第二连接部的连接状态下,所述条带配置在扎带外缘的内侧;第一连结部,设置在所述扎带的一端;以及第二连结部,设置在所述扎带的另一端,具有用于调节所述条带以及所述扎带的长度的调节开口部,在该电极装置构件的穿戴状态下,以能够拆装的方式与所述第一连结部连结。
(3)根据上述(1)所述的电极穿戴构件,其特征在于,具有:条带,固定有所述带状电极,并且在一端侧设置有第一连接部,以及扎带,在一端侧形成有用于调节该电极穿戴构件的长度的多个孔部,在另一端侧设置有第二连接部;所述第二连接部在所述扎带的厚度方向上贯穿并延伸,具有从所述扎带的一侧面突出的第一突出部以及从所述扎带的另一侧面突出的第二突出部,所述第一突出部以能够拆装的方式与所述第一连接部连接,所述第二突出部与对应于人体的缠绕部位的长度的规定的所述孔部嵌合。
(4)一种电刺激用穿戴物,其特征在于,具有多个上述(1)至(3)中任一项所述的所述电极穿戴构件。
发明效果
根据本发明,能够提供一种对于人体的紧贴性高的电极穿戴构件。
附图说明
图1是第一实施方式中的电刺激用穿戴物的展开图以及电信号输出装置的外观立体图。
图2是示出电刺激用穿戴物的各部分的图1所示的面的相反侧面的图。
图3是图1中的A-A剖视图。
图4是示出第一实施方式中的电极穿戴构件的穿戴方法的图。
图5是示出第一实施方式中的电刺激用穿戴物的穿戴位置的一例的图。
图6是示出第一实施方式的电信号输出装置的电路结构的框图。
图7是示出第一实施方式中的电信号输出装置的电信号的输出方式的图。
图8是示出第一实施方式的变形例中的第一穿戴扎带的图。
图9是示出第一实施方式的变形例中的第一导电条带以及第一穿戴扎带的使用方法的图。
图10是电路的概略图。
具体实施方式
以下,参照附图,说明实施方式。
(第一实施方式)
图1至图9是示出第一实施方式的图。图1是电刺激用穿戴物的展开图以及电信号输出装置的外观立体图。图2是电刺激用穿戴物的展开图以及电信号输出装置的外观立体图,示出电刺激用穿戴物的各部分的图1所示的面的相反侧面。
电刺激用穿戴物1使用从电信号输出装置5输出的电信号来给与人体电刺激。电刺激用穿戴物1具有第一电极穿戴构件10和第二电极穿戴构件20。如后所述,第一电极穿戴构件10和第二电极穿戴构件20缠绕穿戴在人体的不同位置。在将第一电极穿戴构件10以及第二电极穿戴构件20穿戴在人体上的状态下,使电信号输出装置5工作,由此能够在第一电极穿戴构件10与第二电极穿戴构件20之间使电流流经人体(即给予电刺激)。
第一电极穿戴构件10包括第一导电条带11和第一穿戴扎带12。如后所述,通过将第一导电条带11与第一穿戴扎带12连接,构成第一电极穿戴构件10。第一导电条带11是用于使电流流经人体的带状构件,在穿戴第一电极穿戴构件10时与人体接触。第一穿戴扎带12是用于保持第一导电条带11与人体抵接的状态的带状构件。
对第一导电条带11进行说明。第一导电条带11具有条带111、带状电极112(相当于第一电极)、电极覆盖物113、带状电极容纳部114、导电板115以及连接端子116(相当于第一连接部)。条带111形成为带状,其长度为能够缠绕在人体的规定部位的长度。带状电极112是用于将从电信号输出装置5输出的电信号施加到人体上的电极,形成为带状。带状电极112能够构成为正极或负极。如后所述,带状电极112是由导电性的碳纤维形成的布(以下也称为碳纤维布)。更具体地说,带状电极112是将碳纤维制的纱线织成的织物。
在此,碳纤维的编织方法包括斜纹编织、平纹编织、跳圈(针织物)编织。斜纹编织包括三道线斜纹和四道线斜纹,三道斜纹的特征在于,重复使经纱穿过两根纬纱后在一根纬纱的下方穿过的工序,四道斜纹的特征在于,重复使经纱穿过三条纬纱后在一根纬纱的下方穿过的工序,任意方式均能够优选使用。斜纹编织的特征在于纱线的交叉位置是倾斜的,伸缩性优异,成本较低。平纹编织的特征在于,经纱与纬纱交替编织,形成左右对称的图案。但是,伸缩性比斜纹编织以及跳圈编织差。跳圈编织是用纱线一边形成连续的圈一边形成面的编织方法,伸缩性优异。但是,成本比斜纹编织、平纹编织高。因此,若考虑成本以及伸缩性的平衡,优选碳纤维的编织方法为平纹编织、跳圈(针织物)编织,更优选斜纹编织。
碳纤维不特别限定,能够优选PAN(聚丙烯腈)类碳纤维。另外,碳纤维的拉伸模量不特别限定,优选为200~280Gpa。另外,碳纤维的抗拉强度不特别限定,优选为2500MPa以上。即,优选使用标准模量种类的碳纤维。若是这样的参数,则能够以较低的成本得到本发明的效果。
碳纤维的纤丝不特别限定,优选为1000~12000根。碳纤维的纤度tex不特别限定,优选为66~800(g/1000m)。
本实施方式的带状电极112是通过对碳纤维进行编织而构成的,因此能够降低电阻值。具体地说,能够将电阻值抑制得小于100Ω。由此,带状电极112的整体中的电流分布变得更均匀,因而刺激感变得更均匀,能够进行最合适的电治疗。关于在此记载的电阻值,能够在带状电极112上设置相隔400mm的任意的A点以及B点,通过数字万用表来测定。以下,将该电阻值称为电极的表面电阻。
电极覆盖物113是用于接受来自带状电极112的电流且与人体接触进行通电的导电部。电极覆盖物113配置为覆盖带状电极112。电极覆盖物113的外缘部分被缝在条带111上。由此,能够在条带111与电极覆盖物113之间形成空间,能够在该空间(也就是带状电极容纳部114)中容纳带状电极112。
导电板115设置在条带111的长度方向中的一端侧。导电板115与带状电极112一同容纳于带状电极容纳部114。具体地说,导电板115容纳在带状电极容纳部114中的条带111与带状电极112之间。导电板115相对于带状电极112电连接并固定。连接方法未特别限定,例如能够使用设置在导电板115上的钮孔以缝在带状电极112上,或者能够通过与带状电极112熔接的方式与导电板115连接。
连接端子116在带状电极容纳部114中与导电板115电连接并固定。连接方法未特别限定,例如能够将连接端子116以及导电板115相互焊接。另外,如图2所示,连接端子116以线圈状从导电板115延伸,在条带111中,从设置有带状电极112的面的相反侧的面突出。如后所述,连接端子116能够与第一穿戴扎带12的触点1231(触点123)连接。例如,连接端子116构成为与触点1231对应的母扣或公扣。此外,导电板115以及连接端子116分别由具有导电性的材料形成,能够与带状电极112电连接。但是,也可以通过将连接端子116以及带状电极112直接电连接,省略导电板115。
说明第一穿戴扎带12。第一穿戴扎带12具有扎带121、连结件122以及触点123(相当于第二连接部)。扎带121形成为带状,其长度为能够缠绕于人体的规定部位的长度。触点123设置在扎带121的长度方向上的一端侧。触点123由导电性金属形成。如后所述,连接端子116以及电信号输出装置5的导线51与触点123连接。触点123从扎带121的一侧面(参照图1)以及另一侧面(参照图2)突出。即,触点123在厚度方向上贯穿扎带121并以突出的形状延伸。以下,将触点123中的从扎带121一侧面突出的部分称为触点1231,将触点123中的从扎带121的另一侧面突出的部分称为触点1232。
第一导电条带11的连接端子116与触点1231连接。例如,触点1231构成为与连接端子116相对应的公扣或者母扣。若连接端子116与触点1231连接,则第一导电条带11配置在扎带121的一侧面。此时,第一导电条带11和扎带121重合,构成第一电极穿戴构件10。即,在触点1231以及连接端子116的连接状态下,第一导电条带11配置在扎带121的外缘的内侧。在此,连接端子116与触点1231能够以可相互拆装的方式连接。因此,第一导电条带11和第一穿戴扎带12能够容易地相互安装或拆下。
从电信号输出装置5延伸出的导线51与触点1232连接。例如,触点1232能够构成为与导线51的前端所形成的母扣连接的公扣或者与导线51的前端形成的公扣连接的母扣。此外,触点123只要是能够与导线51以及连接端子116连接并与带状电极112电连接的结构即可。
第一电极穿戴构件10缠绕穿戴在人体的规定部位。此时,使用连结件122将第一电极穿戴构件10固定在穿戴位置(后述)。连结件122能够使用例如旁开扣或前开扣。以下以旁开扣为一例进行说明,但连结件122不限于此。
连结件122包括公构件122a(相当于第一连结部)、母构件122b(相当于第二连结部)以及调节件122c。公构件122a固定在扎带121的长度方向上的一端(换言之,扎带121中设置有触点123侧的一端)。例如,公构件122a被缝在扎带121的长度方向上的一端。
公构件122a和母构件122b以相互对应的形状构成。由此,公构件122a和母构件122b能够相互连结或分离。即,公构件122a和母构件122b能够以可拆装的方式连结。例如,公构件122a具有与母构件122b对应的开口。由此,通过将母构件122b插入并嵌合于公构件122a,能够将母构件122b与公构件122a连结。
调节件122c用于在穿戴第一电极穿戴构件10时调节第一电极穿戴构件10的长度(后述)。调节件122c设置在母构件122b上。调节件122c具有通过柱部122d隔开的两个开口(相当于调节开口部)。如后所述,在穿戴第一电极穿戴构件10时,第一导电条带11的另一端以及扎带121的另一端穿过调节件122c的两个开口。此外,调节件122c也可以不设置在母构件122b上而是设置在公构件122a上。在该情况下,公构件122a不固定在扎带121的一端,而母构件122b固定在扎带121的一端。即,调节件122c可以设置在公构件122a和母构件122b中的任意一方。
在此,参照图3,说明第一导电条带11。图3是图1中的第一导电条带11的A-A剖视图。如图3所示,在第一导电条带11中,条带111、带状电极112以及电极覆盖物113以层状配置。
电极覆盖物113具有布料113a和吸水纤维113b。布料113a构成与人体接触的表面,将吸水纤维113b覆盖。吸水纤维113b的一侧面与布料113a接触,另一侧面与带状电极112接触。吸水纤维113b能够含浸水等液体,由此易于对人体通电。吸水纤维113b能够由具有吸水性和保水性的材料构成。例如,吸水纤维113b能够使用LANSEAL(注册商标)。此外,吸水纤维113b也能够使用编织材料、纺织物、无纺布等。第一导电条带11在吸水纤维113b含浸有液体的状态下使用(穿戴)。
布料113a通过覆盖吸水纤维133b,使吸水纤维113b所含浸的液体难以流出。另外,布料113a因为与人体接触,所以由摩擦等的耐久性高的材料构成。例如,布料113a能够由涤纶纤维形成。
在此,带状电极112是由碳纤维形成的布,因此能够使带状电极112与吸水纤维113b一同含浸液体。由此,在通电时,电流能够更均匀地在带状电极112与吸水纤维113b之间流动,难以产生过电流。这样,通过抑制过电流,难以产生对人体通电时的过电流引起的疼痛。
条带111能够由合成皮革等具有防水性的材料构成。由此,能够防止吸水纤维113b以及带状电极112所含浸的液体渗出,透过条带111流出。
图4是用于说明第一电极穿戴构件10的穿戴方法的图。首先,第一导电条带11通过连接端子116和触点1231在扎带121(第一穿戴扎带12)的长度方向上的一端侧连接。此时,如上所述,构成第一导电条带11与扎带121重叠而形成为一根带状的第一电极穿戴构件10。如图4所示,第一导电条带11以及扎带121的另一端侧以重叠的状态穿过调节件122c的两个开口。这样,第一导电条带11以及扎带121穿过调节件122c的两个开口,在柱部122d折返。在该状态下,将第一电极穿戴构件10缠绕在人体的规定部位,将公构件122a与母构件122b连结,由此能够穿戴第一电极穿戴构件10。即,能够由连结件122将第一电极穿戴构件10固定在穿戴位置。
其中,在第一电极穿戴构件10中,若使从在柱部122d折返的位置至第一电极穿戴构件10的另一端的长度长,则能够使缠绕在人体的规定部位的长度短。另外,在第一电极穿戴构件10中,若从在柱部122d折返的位置至第一电极穿戴构件10的另一端的长度短,则能够使缠绕在人体的规定部位的长度长。换言之,在第一电极穿戴构件10中,缠绕在人体的规定部位的长度能够通过由柱部122d决定的第一电极穿戴构件10的折返位置调节。
这样,通过设置调节件122,能够调节缠绕在人体的规定部位的第一电极穿戴构件10的长度。即,通过使用调节件122c,能够根据期望的穿戴部位的大小(想穿戴的部位的周向的长度)来变更第一电极穿戴构件10的长度。另外,通过变更第一电极穿戴构件10的长度,也能够变更穿戴时的系紧的强度。此外,为了使穿过两个开口的第一导电条带11以及扎带121不打滑,使穿戴部位的系紧程度不变松,也可以对调节件122c进行防滑加工。
其中,本发明的带状电极112是具有导电性的碳纤维布。碳纤维布是使用碳纤维制的纱线织成的织物,因此,与一般用作电极的金属板和金属线相比,本发明的带状电极112具有高柔软性。因此,在穿戴第一电极穿戴构件10时,带状电极112配合第一电极穿戴构件10的穿戴部位即身体的凹凸变形,因此比使用了金属板或金属线的电极更易于紧贴身体。即,与使用了金属板或金属线的电极相比,本发明的带状电极112对于身体的紧贴性高。因此,根据带状电极112,能够抑制在电极覆盖物113与身体之间产生间隙,或抑制电极覆盖物113对身体的接触压力偏置。由此,变得难以产生通电时的电阻和电流分布的偏差,其结果是,能够抑制在第一电极穿戴构件10(电极覆盖物113)与身体之间局部产生的过电流,能够难以产生通电时的疼痛。
第二电极穿戴构件20除了以下说明的点之外,与第一电极穿戴构件10的结构共通,因此省略详细的说明。第二电极穿戴构件20包括与第一导电条带11对应的第二导电条带21以及与第一穿戴扎带12对应的第二穿戴扎带22。即,第一导电条带11的附图标记111、112、113、113a、113b、114、115、116分别与第二导电条带21的附图标记211、212、213、213a(未图示)、213b(未图示)、214、215、216对应。即,第一穿戴扎带12的附图标记121、122、122a、122b、122c、122d、123、1231、1232分别与第二穿戴扎带22的221、222、222a、222b、222c、222d、223、2231、2232对应。
其中,带状电极212(相当于第二电极)具有与带状电极112不同的极性,由负极或者正极构成。连接端子216以及电信号输出装置5的导线52与触点223连接。即,连接端子216与第二穿戴扎带22的触点2231连接。即,从电信号输出装置5延伸的导线52与触点2232连接。第一电极穿戴构件10与第二电极穿戴构件20,仅带状电极112和带状电极212的极性不同,其他结构共通。以下同样地,对第一电极穿戴构件10进行说明,除了特别说明的情况外,省略与第二电极穿戴构件20相关的说明。
此外,电刺激用穿戴物1能够具有多对第一电极穿戴构件10以及第二电极穿戴构件20。在该情况下,在电信号输出装置5设置与第一电极穿戴构件10以及第二电极穿戴构件20相对应的根数的导线。由此,能够对人体的多个部位同时给与电刺激。此外,也能够将一个电极穿戴构件作为正极(负极),将两个电极构件作为负极(正极)。
当穿戴第一电极穿戴构件10以及第二电极穿戴构件20,将导线51以及52分别与触点123以及触点223连接并使电信号输出装置5工作时,能够使电流从带状电极112以及带状电极212中的一方流向另一方。由此,能够对第一电极穿戴构件10的穿戴位置与第二电极穿戴构件20的穿戴位置之间的肌肉给与电刺激。其中,电信号输出装置5分别向带状电极112、带状电极212输出由预先确定的频域(例如4~20(Hz))构成的电信号。
图5是示出电刺激用穿戴物的穿戴位置的一例的图。图5中的(A)是人体的主视图,图5中的(B)是人体的后视图。例如,如图5所示,在一对第一电极穿戴构件10以及第二电极穿戴构件20中,第一电极穿戴构件10能够穿戴在人体的右腿的腹股沟部。第二电极穿戴构件20能够穿戴在人体的右腿的膝盖上方。由此,能够对人体的右腿(右腿的腹股沟部和膝盖上方之间)的肌肉进行电刺激。此外,腹股沟部是指股四头肌的起始部的位置。另外,膝盖上方是指股四头肌的截止部的位置。
其中,在图5的例子中,电刺激用穿戴物1还具有一对第一电极穿戴构件10’以及第二电极穿戴构件20’。在该情况下,如图5所示,第一电极穿戴构件10’能够穿戴在人体的左腿的腹股沟部,第二电极穿戴构件20’能够穿戴在人体的左腿的膝盖上方。由此,能够对图5所示的人体的左腿(左腿的腹股沟部与膝盖上方之间)的肌肉进行电刺激。这样,根据图5所示的例子,能够对两腿同时进行电刺激。其中,对于给与电刺激的每个部位,电信号的通道可以是独立的。即,也可以构成为,能够针对给与电刺激的每个部位,独立调节刺激强度。例如,在图5所示的例子中,能够在右腿和左腿使通道独立。
此外,第一电极穿戴构件10以及第二电极穿戴构件20(第一电极穿戴构件10’以及第二电极穿戴构件20’)的穿戴位置不限于图5所示的穿戴位置。例如,第一电极穿戴构件10以及第二电极穿戴构件20也可以穿戴在人体的腕部(右腕、左腕)或腰部。即,使用者能够根据穿戴位置选择给与电刺激的部位。
接着,说明电信号输出装置5的结构。图6是示出电信号输出装置5的电路结构的框图。
电信号输出装置5具有控制电路501、电源电路502、低频输出驱动器503、谐振器504、工作模式选择开关505、复位电路506、输出调节主控制器507以及放大电路508。
控制电路501由CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)等构成,执行电信号输出装置5整体的控制。电源电路502对电信号输出装置5供给动作电力。低频输出驱动器503基于控制电路501的控制信号输出低频的脉冲信号。谐振器504向控制电路501供给规定频率的时钟信号。为了对由从电信号输出装置5输出的电信号产生的刺激方式(后述)进行选择,操作工作模式选择开关505。复位电路506向控制电路501供给复位信号。
从低频输出驱动器503输出的信号在输出调节主控制器507进行无级调节,输出至放大电路508。放大电路508将从低频输出驱动器503输出的信号放大,该被放大的信号向电刺激用穿戴物1输出。此外,在针对给与电刺激的每个部位(例如右腿和左腿)使通道独立的情况下,优选针对每个部位(例如右腿用以及左腿用)分别设置放大电路508,且设置用于对从各放大电路508输出的信号的强度进行单独调节的输出调节副控制器。
控制电路501基于由电源电路502产生的DC6V的电源以及由谐振器504激励的例如20MHz的时钟信号而被驱动,并向低频输出驱动器503输出控制信号。低频输出驱动器503基于从电源电路502供给的上述DC6V的电压以及来自控制电路501的控制信号,输出低频的脉冲信号。
操作工作模式选择开关505,根据由使用者对未图示的操作部的操作而输入的指示,在以下所示的第一输出模式以及第二输出模式之间切换。即,工作模式选择开关505根据使用者的选择,向控制电路501输出指示第一输出模式以及第二输出模式中的任意一方的指示信号。控制电路501根据来自工作模式选择开关505的指示信号,向低频输出驱动器503输出用于生成第一输出模式以及第二输出模式中的任意一种输出模式的控制信号。低频输出驱动器503基于从电源电路502供给的上述DC6V的电压,生成由频率以及输出时序构成的电信号,该电信号与来自控制电路501的该控制信号所表示的第一输出模式或者第二输出模式相对应。
接着,说明电信号输出装置5的电信号的输出方式。图7是示出电信号输出装置5的电信号的输出方式的图。图7中的(A)是示出电信号输出装置5的第一输出模式的输出方式的图。图7中的(B)是示出第二输出模式的输出方式的图。
第一输出模式是以使脉冲信号的输出和停止交替地重复的输出方式来刺激人体的模式。能够分别任意设定脉冲信号的输出时间和停止时间。同样地,能够任意设定脉冲信号的频率。例如,在第一输出模式中,如图7中的(A)所示,重复执行在连续地输出频率为20(Hz)的脉冲信号5秒钟后停止输出2秒钟的刺激方式。
第二输出模式是以持续输出脉冲信号的输出方式来刺激人体的模式。即,在第二输出模式中,没有停止脉冲信号的输出的时间。另外,与第一输出模式同样地,能够任意设定脉冲信号的频率。例如,在第二输出模式中,如图7中的(B)所示,连续输出频率为4(Hz)的脉冲信号。
另外,也能够构成为,能够选择与第一输出模式以及第二输出模式不同的第三输出模式。如图7中的(C)所示,第三输出模式构成为,第一电极穿戴构件10的带状电极112以及第二电极穿戴构件20的带状电极212的极性以规定周期交替地相互交换(换言之,进行极性反转)。即,在第三输出模式中,具有使电压值逐渐上升的渐增方式以及将电压保持为恒定值的恒压方式连续的特殊刺激模式,使隔着刺激停止时间相邻的特殊刺激模式的极性彼此不同。
例如,在将第一电极穿戴构件10穿戴在右腿上,将第二电极穿戴构件20穿戴在左腿上的状态下,通过进行极性反转,能够对左右两腿交替地进行电刺激。其中,作为对左右两腿进行电刺激的其他方法,可以考虑腰和右腿、腰和左腿的双通道结构,但在该方法中,电极的穿戴操作繁琐。根据本实施方式,通过单通道结构,能够对两个不同的刺激部位进行电刺激,因此电极的穿戴操作变得容易。
在进行了极性反转的情况下,容易因为极性反转前后的电压差(换言之,反向脉冲)而使人体产生疼痛。根据本实施方式,带状电极112由碳纤维构成的织物构成,配合身体的凹凸而变形,因此比使用了金属板或金属线的电极更易于紧贴身体。从而,能够将进行了极性反转的情况的课题即疼痛减轻。
此外,特殊刺激模式的刺激时间优选为2秒钟~6秒钟,更优选为3秒钟或者5秒钟。刺激休止时间优选为1~3秒钟,更优选为2秒钟。构成特殊刺激模式的渐增方式以及保压方式的时间比例因频率而变化,不特别限定。另外,优选构成特殊刺激模式的各脉冲波由平滑方波构成,平滑方波是以电压值朝向目标电压值逐渐增加的方式将方波平滑而形成的。
接着,说明电刺激用穿戴物1以及电信号输出装置5的使用方法。
(1)在步骤1中,首先,使用者使第一导电条带11的电极覆盖物113以及带状电极112(第二导电条带21的电极覆盖物213以及带状电极212)含浸液体。之后,使用者通过图4所说明的方法,穿戴第一电极穿戴构件10和第二电极穿戴构件20。即,将第一导电条带11以及第一穿戴扎带组合而形成第一电极穿戴构件10,将第二导电条带21以及第二穿戴扎带组合而形成第二电极穿戴构件20。然后,使用者将第一电极穿戴构件10和第二电极穿戴构件20缠绕穿戴在规定部位。此时,使用者将第一电极穿戴构件10和第二电极穿戴构件20穿戴在隔着给与电刺激的部位的位置。
(2)在步骤2中,使用者将从电信号输出装置5延伸的导线51与第一电极穿戴构件10的触点1232(触点123)连接,将从电信号输出装置5延伸的导线51B与第二电极穿戴构件20的触点2232(触点223)连接。
(3)在步骤3中,使用者操作电信号输出装置5的操作部,使电源接通电信号输出装置5,并选择上述第一输出模式或者第二输出模式中的任意一个输出模式,使电信号输出装置5动作。从电信号输出装置5输出的电信号经由第一电极穿戴构件10以及第二电极穿戴构件20传递至人体。即,电流在第一电极穿戴构件10与第二电极穿戴构件20之间流动,对穿戴有第一电极穿戴构件10的部位与穿戴有第二电极穿戴构件20的部位之间的肌肉给予电刺激。
以上,在本实施方式中,通过使用柔软性比导电性的金属板和金属线高的碳纤维制的纱线织成的布来构成带状电极112,因此,在穿戴时,第一导电条带11的电极覆盖物113易于配合身体的凹凸而紧贴。换言之,根据带状电极112,难以形成电极覆盖物113与身体之间的间隙,因此能够难以因该间隙而产生的过电流引起的疼痛。
另外,在本实施方式中,构成为连接端子116和触点1231(触点123)能够相互拆装,因此,能够从第一穿戴扎带12拆下第一导电条带11。因此,在第一导电条带11脏了的情况下(尤其是接触身体的电极覆盖物113因皮脂等变脏的情况),能够仅将第一导电条带11拆下并进行清洗(例如洗涤)。另外,在第一导电条带11随着时间而老化的情况下,能够仅替换第一导电条带11并重复使用第一穿戴扎带12。
另外,因为第一导电条带11能够以单体的方式延用,所以能够将第一穿戴扎带12变更为其他形状的穿戴用扎带进行使用。例如,能够将第一穿戴扎带12变更为以下的变形例中说明的第一穿戴扎带12’。
(变形例)
图8是示出本实施方式的变形例中的第一穿戴扎带12’的图。图8中的(A)是示出第一穿戴扎带12’的一侧面的图,图8中的(B)是示出第一穿戴扎带12’的另一侧面的图。第一穿戴扎带12’相当于上述第一穿戴扎带12的扎带121,与第一导电条带11一同使用(后述)。第一穿戴扎带12’形成为带状,设置有触点123’和多个孔部124’。
触点123’相当于上述触点123。触点123’设置在第一穿戴扎带12’的长度方向上的一端侧。从第一穿戴扎带12’的另一端侧沿着第一穿戴扎带12’的长度方向以规定间隔设置有多个孔部124’。
触点123’从第一穿戴扎带12’的一侧面(参照图8中的(A))以及另一侧面(参照图8中的(B))突出。其中,将触点123’中的从第一穿戴扎带12’的一侧面突出的部分称为触点1231’(相当于第一突出部),将触点123’中的从第一穿戴扎带12’的另一侧面突出的部分称为触点1232’(相当于第二突出部)。触点1231’相当于上述触点1231,触点1233相当于上述触点1232。这样,触点123’与触点123的结构共通,因此省略详细的说明并替换为上述说明。如后所述,通过使用连接端子116和触点123’将第一导电条带11和第一穿戴扎带12’进行组合,能够构成第一电极穿戴构件10’。
图9是示出第一导电条带11以及第一穿戴扎带12’的使用方法的图。首先,将第一导电条带11的连接端子116与第一穿戴扎带12’的触点1231’连接。由此,第一导电条带11的一端与第一穿戴扎带12’的一端相连,能够构成图9中的(A)所示的带状的第一电极穿戴构件10’。
图9中的(B)~图9中的(D)示出了第一电极穿戴构件10’的穿戴顺序。首先,一边从第一导电条带11的长度方向上的另一端侧(未设置有连接端子116一侧)依次使电极覆盖物113接触人体的规定部位,一边缠绕第一导电条带11,由此变为图9中的(B)所示的状态。接着,如图9中的(C)所示,与第一导电条带11重叠并缠绕第一穿戴扎带12’。然后,如图9中的(C)的点划线的箭头所示,缠绕第一穿戴扎带12’的长度方向上的另一端侧(设置有多个孔部124’一侧)。之后,使触点1232’以穿过任意一个孔部124’的方式嵌入,由此变为图9中的(D)所示的状态。换言之,若触点1232’与任意一个孔部124’嵌合,则能够将第一电极穿戴构件10’保持在穿戴位置。这样,第一电极穿戴构件10’被固定在穿戴位置。此外,因为设置有多个孔部124’,所以使用者适当选择任意孔部124’即可。例如,使用者根据穿戴时的系紧程度选择任意的孔部124’即可。在穿戴有第一电极穿戴构件10’的状态下,触点1232’从孔部124’突出,能够与导线51的前端连接。
以上,在变形例中,若仅使用设置在第一穿戴扎带12’的多个孔部124’,则不需要像第一电极穿戴构件10那样使用连结件122,而是使用设置在第一穿戴扎带12’的孔部124’和触点1232’,能够以更简易的结构穿戴第一电极穿戴构件10’。
另外,在第一电极穿戴构件10的长度与想穿戴的部位周长不适合的情况下,需要使用调节件122c,在缠绕第一电极穿戴构件10之前或者在缠绕第一电极穿戴构件10之后调节长度。另一方面,变形例的第一电极穿戴构件10’一边使电极覆盖物113抵接于想穿戴的部位,一边从第一导电条带11依次缠绕穿戴。因此,配合想穿戴的部位的周长来决定第一电极穿戴构件10’的长度,从而使用者不需要调节第一电极穿戴构件10’的长度。
(实施例)
以下,示出实施例,更具体地说明本发明。以体格相互不同的两名被试验者A以及B为对象,测定并比较以往的带式橡胶电极(比较例)与带式碳电极(实施例)的最大电压值(Vpeak)以及有效电流值(Irms)。比较例的带式橡胶电极是通过将呈带状延伸的硅橡胶贴在带上而构成的。带式碳电极通过对由东丽卡(TORAYCA,注册商标)的T300-3000(产品编号)构成的碳纤维进行斜纹编织而形成片状,来构成的。在将这些带式橡胶电极以及带式碳电极分别浸渍在水中规定时间来进行含水处理之后,穿戴在被试验者上。
在电信号输出装置中,使用有株式会社HOMER ION研究所制的脉冲训练器。图10是将电信号输出装置与被试验者电连接的连接电路的概略图。在被试验者A(B)的右腿的膝盖上方缠绕一种极性的带式电极,在左腿的膝盖上方缠绕另一种极性的带式电极,在座位测定最大电压值(Vpeak)以及有效电流值(Irms)。此外,被试验者A的左腿以及右腿的膝盖上方的周长分别为40.5cm以及40cm。被试验者B的左腿以及右腿的膝盖上方的周长分别为52cm以及52.5cm。
以20Hz的频率间断地进行电刺激3分钟,测定在此之间的最大电压值(Vpeak)以及有效电流值(Irms)。具体地说,根据图7所示的模式(极性反转模式),设定为渐增方式:3570mSec,保压方式:2930mSec,刺激停止时间:500mSec,进行电刺激。试验进行3次,求出各个试验中的最大电压值(Vpeak)以及有效电流值(Irms),之后,求出算术平均值。电压计使用泰克(Tektronix)公司制的TDS-2024B。电流计使用岩崎(IWATSU)公司制的VOAC22。试验结果如表1所示。
[表1]
Figure BDA0003252105840000181
根据表1所示的结果可知,带式碳电极在比带式橡胶电极低的电压,电流值高。因此,可以认为,带式碳电极能够以比带式橡胶电极更温和的刺激感来实现强烈的肌肉运动。换言之,可知带式碳电极的电阻值比带式橡胶电极低。
附图标记说明
1 电刺激用穿戴物、
10 第一电极穿戴构件、
11 第一导电条带、
111 条带、
112 带状电极、
113 电极覆盖物、
114 带状电极容纳部、
115 导电板、
116 连接端子、
12 第一穿戴扎带、
121 条带、
122 连结件、
122a 公构件、
122b 母构件、
122c 调节件、
123 触点、
12’ 第一穿戴扎带、
123’ 触点、
124’ 孔部。

Claims (4)

1.一种电极穿戴构件,为了在人体的不同的两个部位之间流过给与电刺激的电流而穿戴,缠绕穿戴在人体的不同的两个部位中的至少一个部位,其特征在于,
具有带状电极,所述带状电极是使用碳纤维制的纱线织成的具有导电性的织物。
2.根据权利要求1所述的电极穿戴构件,其特征在于,具有:
条带,固定有所述带状电极,并且设置有第一连接部;
扎带,设置有以能够拆装的方式与所述第一连接部连接的第二连接部,在所述第一连接部以及所述第二连接部的连接状态下,所述条带配置在扎带外缘的内侧;
第一连结部,设置在所述扎带的一端;以及
第二连结部,设置在所述扎带的另一端,具有用于调节所述条带以及所述扎带的长度的调节开口部,在该电极装置构件的穿戴状态下,以能够拆装的方式与所述第一连结部连结。
3.根据权利要求1所述的电极穿戴构件,其特征在于,
具有:
条带,固定有所述带状电极,并且在一端侧设置有第一连接部,以及
扎带,在一端侧形成有用于调节该电极穿戴构件的长度的多个孔部,在另一端侧设置有第二连接部;
所述第二连接部在所述扎带的厚度方向上贯穿并延伸,具有从所述扎带的一侧面突出的第一突出部以及从所述扎带的另一侧面突出的第二突出部,
所述第一突出部以能够拆装的方式与所述第一连接部连接,
所述第二突出部与对应于人体的缠绕部位的长度的规定的所述孔部嵌合。
4.一种电刺激用穿戴物,其特征在于,具有多个权利要求1至3中任一项所述的所述电极穿戴构件。
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