CN116997388A - 肌肉电刺激程序及电刺激装置 - Google Patents

Abstract

一种用于对肌肉赋予电刺激的肌肉电刺激程序，使具备对电极组施加电压信号的信号施加部的电刺激装置的计算机执行以下的功能：通过控制信号施加部，作为电压信号，重复对所述电极组施加多个脉冲波形组，多个脉冲波形组包含：第一脉冲波形组，该第一脉冲波形组在每个与15Hz～25Hz的频率对应的第一周期间歇性地被施加；以及第二脉冲波形组，该第二脉冲波形组在第一周期中的第一脉冲波形组的施加期间外被施加。

Description

肌肉电刺激程序及电刺激装置

技术领域

本发明涉及一种用于对用户赋予电刺激的电刺激装置。

背景技术

专利文献1公开了一种具备对用户的两腿赋予电刺激的电极组。通过使用该电刺激装置对两腿赋予电刺激，能够促进伴随肌肉收缩和松弛的运动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2020-10961号公报

发明所要解决的技术问题

近来，老年人等的慢性的运动不足令人担忧。在实现运动不足的消除的基础上，希望用于促进在室内能够利用的电刺激装置的持续使用的方法。本申请发明人认识到，在达成这样的方法的基础上，实现能够对用户赋予的体感的多样化是很重要的。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种能够实现使用电刺激装置能够赋予用户的体感多样化的技术。

用于解决技术问题的技术手段

本发明的程序用于对肌肉赋予电刺激，使具备对电极组施加电压信号的信号施加部的电刺激装置的计算机执行以下的功能：通过控制所述信号施加部，作为所述电压信号，重复对所述电极组施加多个脉冲波形组，所述多个脉冲波形组包含：第一脉冲波形组，该第一脉冲波形组在每个与15Hz～25Hz的频率对应的第一周期间歇性地被施加；以及第二脉冲波形组，该第二脉冲波形组在所述第一周期中的除了所述第一脉冲波形组的施加期间外被施加。

本发明的电刺激装置具备：电极组，该电极组对用户赋予电刺激；信号施加部，该信号施加部对所述电极组施加电信号；以及控制部，该控制部执行上述的肌肉电刺激程序。

发明的效果

根据本发明，能够实现使用电刺激装置能够赋予用户的体感的多样化。

附图说明

图1是表示实施方式的电刺激系统的结构图。

图2是表示实施方式的电刺激装置的右侧视图。

图3的(A)是表示将左腿用EMS波形组施加于电极组的状态的说明图，图3的(B)是表示将右腿用EMS波形组施加于电极组的状态的说明图。

图4是表示实施方式的电刺激装置的功能的框图。

图5是表示左腿用EMS波形组和右腿用EMS波形组的波形图。

图6是第一脉冲波形组和第二脉冲波形组的波形图。

图7是脉冲波形组的波形图。

图8是以跳跃模式施加的EMS波形组的波形图。

图9是表示在行走模式的使用前后进行的肌肉疲劳测定的结果的图表。

图10是表示在与行走模式相关的试验期间的前后进行的腓腹肌肌力测定的结果的图表。

图11是表示在与行走模式相关的试验期间的前后进行的步行速度测定的结果的图表。

图12是表示在与行走模式相关的试验期间的前后进行的两步测试的结果的图表。

图13是表示实施方式的遥控器的功能的框图。

具体实施方式

以下，对实施方式进行说明。对相同的构成要素标注相同的符号，省略重复的说明。在各附图中，为了便于说明，适当地省略、放大、缩小构成要素。附图应按符号的方向观察。为了便于理解，波形图的纵轴和横轴适当地放大、缩小。为了便于理解，波形图的波形适当地简化。

参照图1。使用电刺激装置10的电刺激系统12除了电刺激装置10以外，还具备用于操作电刺激装置10的遥远控制器14(以下也称为遥控器14)。在下文，对遥控器14进行详细描述。

参照图1、图2。图1还是电刺激装置10的俯视图。电刺激装置10具备对用户的两腿赋予电刺激的电极组16和搭载电极组16的主体18。

主体18以放置于地板F的状态使用。在主体18的上表面部设置有用于放置用户的左右脚的一对脚放置部20L、20R。一对脚放置部20L、20R包括用于放置左脚LF的左脚放置部20L和用于放置右脚RF的右脚放置部20R。脚放置部20L、20R具有用于放置用户的脚的脚尖侧部分的前侧部分22和用于放置脚的脚后跟侧部分的后侧部分24。

在主体18的上表面部设置有用于操作电刺激装置10的多个装置操作部26A、26B。装置操作部26A、26B例如是接受用户的按压操作的按钮。本实施方式的装置操作部26A、26B包括用于提高对用户赋予的电刺激的设定等级的第一等级操作部26A和用于降低设定等级的第二等级操作部26B。

在主体18的下表面部，在前后方向上隔开间隔地设置有多个接地部30A～30C。多个接地部30A～30C包括：设置于主体18的前侧的前侧接地部30A、设置于后侧的后侧接地部30B、设置于前侧接地部30A与后侧接地部30B之间的中间接地部30C。主体18能够在使中间接地部30C接地的状态下，伴随绕左右方向轴的旋转而前后摆动。

电极组16包括用于对用户的两腿赋予电刺激的多个电极32L、32R。多个电极32L、32R与左右脚对应地分别设置。多个电极32L、32R包含对应于左腿LL的左侧电极32L和对应于右腿RL的右侧电极32R。多个电极32L、32R在与用户的对应的腿LL、RL接触的状态下使用。本实施方式的左侧电极32L和右侧电极32R分别构成一对脚放置部20L、20R。详细而言，左侧电极32L构成左脚放置部20L，右侧电极32R构成右脚放置部20R。

参照图3的(A)、(B)。电极组16能够形成在构成电极组16的多个电极32L、32R处于与腿LL、RL接触的状态时，对左腿LF赋予电刺激的左腿用通电路径34L和对右腿RL赋予电刺激的右腿用通电路径34R。本实施方式的电极组16能够形成包含左腿用通电路径34L和右腿用通电路径34R的两腿用通电路径36。左腿用通电路径34L包含左腿LL的至少一部分。在本实施方式中，左腿用通电路径34L包含左腿LF的脚掌、小腿、大腿。右腿通电路径34R包含右腿RL的至少一部分。在本实施方式中，右腿用通电路径34R包含右腿RL的脚掌、小腿、大腿。两腿用通电路径36除了包含左腿用通电路径34L、右腿用通电路径34R之外，还包括胯间。

参照图4。本说明书的框图所示的各模块在硬件上可以由以CPU(CentralProcessing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等为首的电子部件、电路、机械装置等实现，在软件上通过计算机程序等实现。在此，描绘通过这些的协作实现的功能模块。本领域技术人员应理解，这些功能模块能够通过硬件、软件的组合以各种方式实现。

电刺激装置10除了上述的电极组16、装置操作部26A、26B以外，还具备装置电源40、对电极组16施加电压信号的信号施加部42、控制电刺激装置10的装置控制部44(控制装置)。

装置电源40收纳于主体18。本实施方式的装置电源40是锰电池等一次电池。装置电源40除此之外，也可以是锂离子电池等能够充电的二次电池。装置电源40向信号施加部42、装置控制部44等供给电力。

信号施加部42使用脉冲宽度调制电路等构成。

装置控制部44作为电刺激装置10的计算机而发挥功能。装置控制部44具有存储与电刺激装置10相关的各种信息的装置存储部46。装置控制部44通过执行存储于装置存储部46的程序，执行实现装置控制部44的功能(后述的动作控制部48、电流控制部98等)的处理。

装置控制部44具备动作控制部48，该动作控制部48通过控制信号施加部42，执行赋予电刺激的电刺激动作。电刺激动作通过信号施加部42将用于赋予电刺激的EMS(Electrical Muscle Stimulation：电肌肉刺激)波形组作为电压信号施加于电极组16来执行。以下说明的动作控制部48的功能通过执行用于对肌肉赋予电刺激的肌肉电刺激程序来发挥。

参照图5。图5的纵轴表示电压等级。EMS波形组包括对左腿LL赋予电刺激的左腿用EMS波形组50L和对右腿RL赋予电刺激的右腿用EMS波形组50R。以下，在对左腿用EMS波形组50L、右腿用EMS波形组50R中通用的结构进行说明时，使用将它们统称为“EMS波形组50”的用语进行说明。EMS波形组50用于赋予相当于一步的步行动作的电刺激。

装置存储部46存储波形信息，该波形信息储存与EMS波形组50相关的参数(后述的期间Ta1、Ta2、Tb、周期Tf、周期Tg、脉冲输出时间Ti1等)。波形信息以表格等的形式存储。动作控制部48读出存储于装置存储部46的波形信息，根据该读出的波形信息控制信号施加部42，从而能够生成具有各种波形的EMS波形组50L、50R。

动作控制部48能够使用信号施加部42，执行交替地向电极组16施加左腿用EMS波形组50L和右腿用EMS波形组50R的交替刺激模式。通过执行交替刺激模式，从电极组16交替地输出具有左腿用EMS波形组50L的刺激电流和具有右腿用EMS波形组50R的刺激电流。

图3的(A)表示从电极组16输出具有左腿用EMS波形组50L的刺激电流的状态，图3的(B)表示从电极组16输出具有右腿用EMS波形组50R的刺激电流的状态。在图3的(A)、图3的(B)中，在刺激电流的通电方向上标注箭头Da。

在通过电极组16形成两腿用通电路径36的情况下，动作控制部48根据施加的EMS波形组50L、50R使施加对象的电极32L、32R的极性不同，从而能够赋予仅左腿LL和右腿RL中的任一个能够感知的等级的电刺激。以下，进行详述。

电刺激的强度在具有EMS波形组50L、50R的刺激电流的输入部位最强，随着远离该部位而急剧变弱。因此，在对左腿LL施加电刺激的情况下，需要使刺激电流的输入部位成为左侧电极32L。因此，动作控制部48以使作为施加对象的左侧电极32L为正极性、右侧电极32R为负极性的方式施加左腿用EMS波形组50L。由此，在两腿用通电路径36中，具有左腿用EMS波形组50L的刺激电流从左侧电极32L朝向右侧电极32R通电(参照图3的(A))。其结果是，能够对靠近左侧电极32L的左腿LL赋予能够感知的等级的电刺激，而不必对右腿RL赋予能够感知的等级的电刺激。在本实施方式中，由于左侧电极32L构成左脚放置部20L，因此对左侧电极32L所接触的左腿LL的脚掌赋予能够感知的等级的电刺激。

在对右腿RL施加电刺激的情况下，需要使刺激电流的输入部位成为右侧电极32R。因此，动作控制部48以使作为施加对象的右侧电极32R为正极性、左侧电极32L为负极性的方式施加右腿用EMS波形组50R。由此，在两腿用通电路径36中，具有右腿用EMS波形组50R的刺激电流从右侧电极32R朝向左侧电极32L通电(参照图3的(B))。其结果是，能够对靠近右侧电极32R的右腿RL赋予能够感知的等级的电刺激，而不必对左腿LL赋予能够感知的等级的电刺激。在本实施方式中，由于右侧电极32R构成右脚放置部20R，因此对右侧电极32R所接触的右腿RL的脚掌赋予能够感知的等级的电刺激。

本实施方式的动作控制部48在刺激赋予期间Ta1分别施加左腿用EMS波形组50L和右腿用EMS波形组50R。本实施方式的刺激赋予期间Ta1由连续的多个块期间Tb组成。在图中，表示由连续的三个块期间Tb组成的刺激赋予期间Ta1。动作控制部48隔着使施加电压为零的刺激休止期间Ta2，交替地施加左腿用EMS波形组50L和右腿用EMS波形组50R。

通过改变刺激赋予期间Ta1和刺激休止期间Ta2的时间长度，能够调节步行速度。例如，刺激赋予期间Ta1和刺激休止期间Ta2的时间长度越长，越能够再现缓慢的步行速度的步行动作。与此相对，这些时间长度越短，越能够再现快速的步行速度的步行动作。此外，在交替地施加左腿用EMS波形组50L和右腿用EMS波形组50R的基础上，在这些刺激赋予期间Ta1之间隔着刺激休止期间Ta2不是必须的。

参照图6。图6表示图5的一个块期间Tb中的EMS波形组50的一部分。EMS波形组50由重复施加于电极组16的多个脉冲波形组52构成。EMS波形组50包含重复施加的多个脉冲波形组52。

参照图7。图7表示图6的脉冲波形组52的一部分。脉冲波形组52的施加期间Tc由持续地施加脉冲列54的脉冲持续期间Td1和停止脉冲列54的施加的脉冲休止期间Td2组成。脉冲列54由具有按每个规定的脉冲周期Te施加的规定的脉冲数的同极性的多个脉冲信号56构成。脉冲信号56的脉冲电压(电压等级)为通过对装置操作部26A、26B的输入操作而设定的大小。

脉冲持续期间Td1和脉冲周期Te设定为非常短的期间。在脉冲持续期间Td1输出的脉冲列54被识别为一个电刺激。脉冲休止期间Td2的时间长度比脉冲持续期间Td1的时间长度长，以减轻电刺激引起的用户的疼痛。在图7中，表示脉冲持续期间Td1为2.1ms，脉冲休止期间Td2为14.7ms，脉冲周期Te为700μs，脉冲数为3的例子。

参照图6。多个脉冲波形组52包括按每个第一周期Tf间歇性地施加的第一脉冲波形组52A和在第一周期Tf中的除了第一脉冲波形组52A的施加期间Tc以外施加的第二脉冲波形组52B。这里的除了第一脉冲波形组52A的施加期间Tc以外是指从第一周期Tf去除了第一脉冲波形组的施加期间Tc后的期间Th。在图6中，表示在第一周期Tf内包括一个第一脉冲波形组52A和两个第二脉冲波形组52B的例子。对于第一脉冲波形组52A和第二脉冲波形组52B，施加期间Tc、脉冲持续期间Td1、脉冲休止期间Td2、脉冲周期Te为通用的时间长度。

本实施方式的脉冲波形组52在相同的第一周期Tf内，每隔比第一周期Tf短的第二周期Tg重复地施加。第一周期Tf中的一个第二周期Tg的部分成为第一脉冲波形组52A的施加期间Tc，第一周期中的剩余的第二周期Tg的部分成为第二脉冲波形组52B的施加期间Tc。第二周期Tg是在将第一周期Tf内的第二脉冲波形组52B的数量设为N时，通过N+1将第一周期Tf等分割而成的时间长度。

第一脉冲波形组52A主要用于促进肌肉的不完全强缩。根据与该目的的关系，将第一周期Tf与能够促进肌肉的不完全强缩的15Hz～25Hz的频率对应地设定为40ms～66ms的范围。在图6中，表示第一周期Tf为50.00ms，第二周期Tg为16.66ms(＝50.00/(2+1))的例子。与第一周期Tf对应的频率优选为18Hz～23Hz，更优选为19Hz～21Hz。

在每个第一周期Tf仅施加第一脉冲波形组52A的情况下，对用户赋予断续波动的电刺激。在对腿赋予了这样的断续的电刺激的情况下，无法再现持续踩踏地面的体感。作为其对策，动作控制部48在连续的第一脉冲波形组52A之间施加第二脉冲波形组52B。由此，与在每个第一周期Tf仅施加第一脉冲波形组52A的情况相比，能够对用户赋予连续的电刺激。在对腿赋予了这样的脉冲波形组52的情况下，能够再现持续踩踏地面的体感。

通过改变以上的第一脉冲波形组52A的脉冲波形和第二脉冲波形组52B的脉冲波形，能够改变可对用户赋予的各种体感。此处的“脉冲波形”是指脉冲列54中的脉冲信号56的波形。

例如，通过使第一脉冲波形组52A的各脉冲信号56的脉冲输出时间Ti1(参照图7)比第二脉冲波形组52B的各脉冲信号56的脉冲输出时间Ti1长，能够增强通过第一脉冲波形组52A赋予的体感。这与使第一脉冲波形组52A的脉冲信号56的占空比大于第二脉冲波形组52B的脉冲信号56的占空比(脉冲输出时间Ti1相对于脉冲周期Te的比)同义。通过加强15Hz～25Hz频率的第一脉冲波形组52A的体感，更容易促进肌肉不完全强缩。因此，在对用户赋予受到连续的电刺激的体感的同时，也容易促进肌肉的疲劳。在对腿赋予了这样的脉冲波形组52的情况下，赋予持续踩踏地面的体感，并且容易促进肌肉的疲劳。由于与这样的效果的关系，在刺激赋予期间Ta1包含多个块期间Tb的情况下，在至少一个块期间Tb中满足与该脉冲输出时间Ti1相关的条件即可。

与此相对，使第一脉冲波形组52A的脉冲输出时间Ti1相对于第二脉冲波形组52B的脉冲输出时间Ti1越缩短，越能减弱由第一脉冲波形组52A赋予的体感。在第二脉冲波形组52B和第一脉冲波形组52A的脉冲输出时间Ti1相同的情况下，成为按每超过25Hz的频率施加脉冲波形组52的状态。通过减弱15Hz～25Hz频率的第一脉冲波形组52A的体感，能够减轻肌肉的疲劳。因此，能够对用户赋予受到连续的电刺激的体感，并且适度地抑制肌肉的疲劳。在对腿赋予了这样的脉冲波形组52的情况下，能够赋予持续踩踏地面的体感，并且适度地抑制肌肉的疲劳。

至此说明的效果在使第一脉冲波形组52A的脉冲信号56的脉冲电压(电压等级)比第二脉冲波形组52B的脉冲信号56的脉冲电压高的情况下也同样能够得到。另外，在得到至此说明的效果的基础上，也可以使第一脉冲波形组52A的脉冲输出时间Ti1比第二脉冲波形组52B的脉冲输出时间Ti1长，并且使第一脉冲波形组52A的脉冲电压比第二脉冲波形组52B的脉冲电压高。

参照图5。多个块期间Tb中的每一个在块期间Tb中施加的脉冲波形组52的脉冲波形或块期间Tb的时间长度中的至少一个不同。例如，在随着成为后续的块期间Tb，使第一脉冲波形组52A的脉冲输出时间Ti1逐渐增大的情况下，能够逐渐增大对用户赋予的电刺激的强度。与此相对，在随着成为后续的块期间Tb，使第一脉冲波形组52A的脉冲输出时间Ti1逐渐减小的情况下，能够逐渐减小对用户赋予的电刺激的强度。另外，通过使各块期间Tb的时间长度增减，也能够使与各块期间Tb对应的体感的长度增减。由此，如以下说明的那样，能够使对用户赋予的电刺激的强弱阶段性地变化，能够实现对用户赋予的体感的多样化。在任一块期间Tb中，各脉冲波形组52的第一周期Tf、第二周期Tg也为通用的时间长度。

接着，对使用了以上的交替刺激模式的各种动作模式进行说明。动作控制部48在满足预先设定的开始条件时，开始执行以下的动作模式。开始条件例如是接受对于电刺激装置10及遥控器14的规定的输入操作。动作控制部48也可以分别执行以下说明的至少动作模式，也可以按序执行各个动作模式。

[表1]

表1表示使用了交替刺激模式的各种动作模式的时间表。表1的Ti2是脉冲周期Te中的脉冲断开期间(还参照图7)。步行模式是再现通常的步行动作的模式。在此，作为步行模式，表示缓慢步行模式、步行模式和快步步行模式。在各步行模式下，通过改变刺激赋予期间Ta1和刺激休止期间Ta2的长度，来改变作为体感赋予的步行速度。例如，按照缓慢步行模式、步行模式、快步步行模式的顺序，刺激赋予期间Ta1和刺激休止期间Ta2的合计时间逐渐缩短。这表示按照缓慢步行模式、步行模式、快步步行模式的顺序作为体感赋予的步行速度变快。另外，在各步行模式中，按照第一块期间Tb、第二块期间Tb的顺序，减小第一脉冲波形组52A的脉冲输出时间Ti1，阶段性地减弱电刺激。这再现了在步行动作中随着接地面积的增加而对脚赋予的刺激变弱的动作。

脚踏模式是再现脚踏的模式。在此，作为脚踏模式，表示第一脚踏模式、第二脚踏模式、第三脚踏模式。在各脚踏模式下，为了赋予有节奏地以轻快的步伐脚踏的体感，刺激赋予期间Ta1比步行模式下的短。在各脚踏模式下，通过改变刺激赋予期间Ta1和刺激休止期间Ta2的合计时间，来改变作为体感赋予的脚踏速度。例如，按照第一脚踏模式、第二脚踏模式、第三脚踏模式的顺序，刺激赋予期间Ta1和刺激休止期间Ta2的合计时间逐渐缩短。这表示按照第一脚踏模式、第二脚踏模式、第三脚踏模式的顺序，作为体感而赋予的脚踏速度变快。

上行模式是再现上楼梯时的步行动作的模式。在上行模式下，刺激施加期间Ta1由三个块期间Tb组成。在上行模式下，关于第一脉冲波形组52A的脉冲输出时间Ti1，按照第一块期间Tb、第二块期间Tb、第三块期间Tb的顺序增大。这意味着，在上行模式下，作为体感赋予的电刺激逐渐增强。这再现了在上楼梯时，在单脚着地的时刻由于双脚承受体重而施加于单脚的刺激变弱，在将剩余的脚相对于地面抬起时，由于全部体重施加于单脚而刺激变强的状态。

下行模式是再现下楼梯时的步行动作的模式。在下行模式下，刺激施加期间Ta1由三个块期间Tb组成。在下行模式下，关于第一脉冲波形组52A的脉冲输出时间Ti1，按照第一块期间Tb、第二块期间Tb、第三块期间Tb的顺序减小。这意味着，在下行模式中，作为体感赋予的电刺激逐渐减弱。这再现了在下楼梯时，在单脚着地的时刻，由于在体重压着的状态下用力地着地而刺激较强，稍微过一会儿，负荷就会分散到整个脚而刺激变弱的情况。

牛步模式是再现缓慢有力的步行动作的模式。牛步模式的刺激赋予期间Ta1由五个块期间Tb组成。在牛步模式下，关于第一脉冲波形组52A的脉冲输出时间Ti1，在第一块期间Tb～第四块期间Tb逐渐增大，在第五块期间Tb减小。另外，在牛步模式下，刺激赋予期间Ta1比步行模式的长。这意味着，在牛步模式下，作为体感被赋予的电刺激慢慢逐渐变大后，一下子变弱。这再现了逐渐加大踩踏地面的力度，最后使脚慢慢离开地面的动作。

[表2]

还参照图8。跳跃模式是再现跳跃动作的模式。在跳跃模式下，断续的多个左腿用EMS波形组50L和断续的多个右腿用EMS波形组50R交替地施加于电极组16。左右两腿用的多个EMS波形组50L、50R包括相当于第一步的步行动作的第一EMS波形组50A和相当于与第一步的步行动作相同的脚的第二步的步行动作的第二EMS波形组50B。表2表示在跳跃模式下施加的第一EMS波形组50A和第二EMS波形组50B的时间表。在第一EMS波形组50A和第二EMS波形组50B之间，隔着施加电压为零的刺激休止期间Ta2。由此，对相同的腿重复施加断续的电刺激，能够再现跳跃动作，该跳跃动作是在两腿重复进行通过相同的腿连续地跳跃的动作。

对以上的发明点带来的效果进行说明。

多个脉冲波形组52包含在与15Hz～25Hz的频率对应的每个第一周期Tf间歇性地施加的第一脉冲波形组52A和在第一周期Tf中的除了第一脉冲波形组52A的施加期间以外施加的第二脉冲波形组52B。因此，通过改变第一脉冲波形组52A和第二脉冲波形组52B的脉冲波形，如上所述，能够容易地使对用户赋予的体感不同。进而，可以实现能够对用户赋予的体感的多样化。

15Hz～25Hz的第一脉冲波形组52A的脉冲信号具有比第二脉冲波形组52B的脉冲信号56大的脉冲输出时间Ti1或脉冲电压。由此，与仅施加15Hz～25Hz的第一脉冲波形组52A的情况相比，能够适度地减小给用户带来的负荷。如以下说明的那样，这是通过本申请发明人进行的实验性研究而得到的见解。因此，通过赋予用户难以厌倦的体感，能够促进电刺激装置10的持续使用，并且给用户带来适度的疲劳感。进而，与仅输出15Hz～25Hz频率的第一脉冲波形组52A的情况相比，能够赋予适合肌肉量的维持的体感。

电刺激装置10具备动作控制部48，该动作控制部48通过控制信号施加部42，交替地对电极组16施加左腿用EMS波形组50L和右腿用EMS波形组50R。由此，通过从电极组16交替地输出左腿用EMS波形组50L和右腿用EMS波形组50R，能够赋予用户好像在行走一样的前所未有的体感。即，能够赋予用户难以厌倦的体感。进而，容易促进电刺激装置10的持续使用。

接着，对为了确认以上的交替刺激模式的效果而进行的试验进行说明。

以共计12名受试者为对象，使用上述电刺激装置10，单发性地利用接下来说明的行走模式。受试者具体为男性6名、女性6名，年龄在68.58±3.53岁的范围内。电刺激装置10的电压等级(脉冲电压)被设定为受试者能够承受的最大等级。

行走模式是以脚踏模式(3分钟)→休止模式(30秒)→牛步模式(3分钟)→步行模式(3分钟)→休止模式(30秒)→上行模式(3分钟)→下行模式(3分钟)→跳跃模式(3分钟)→休止模式(1分钟)的顺序执行的共计20分钟的模式。此处的脚踏模式以上述的第一脚踏模式(1分钟)→第二脚踏模式(1分钟)→第三脚踏模式(1分钟)的顺序执行。休止模式是停止EMS波形组的施加的模式。

与此同时，以同样的受试者为对象，使用上述的电刺激装置10，利用接下来说明的训练模式。该训练模式是将适于促进不完全强缩的频率(＝20Hz)的脉冲波形组共计输出23分钟的模式。

为了评价使用了电刺激装置10的受试者的肌肉疲劳，进行接下来说明的肌肉疲劳测定。在肌肉疲劳测定中，使用简易肌力测定器(Anima公司制造的MutusF-1)测定受试者的肌力。在该肌肉疲劳测定中，测定了紧接电刺激装置10的使用前的肌力和刚使用电刺激装置10后的肌力。关于刚使用电刺激装置10后的肌力，分别测定了刚使用行走模式后的肌力和刚使用训练模式后的肌力。

参照图9。在此，将紧接电刺激装置10的使用前的肌力设为100，表示该刚使用后的肌力相对于该使用前的肌力的比例。在使用了行走模式的情况下，与行走模式的使用前相比，得到了平均肌力降低10％左右的结果。另外，能够掌握在使用了行走模式的情况下，与使用训练模式的情况相比，肌力下降的程度变小的情况。这证明，在使用了行走模式的情况下，与使用以肌肉肥大为目的的训练模式的情况相比，运动的负荷较轻，是适合肌肉量的维持的模式。

接着，以共计6名受试者为对象，使用上述的电刺激装置10，持续利用上述的行走模式。受试者具体为男性3名、女性3名，年龄在69.83±2.71岁的范围内。电刺激装置10的电压等级(脉冲电压)被设定为受试者能够承受的最大等级。受试者将合计4周作为试验期间，在该试验期间内，每天1次共计20分钟地利用行走模式。

为了评价受试者的腓腹肌肌力，进行接下来说明的腓腹肌肌力测定。在腓腹肌肌力测定中，使用简易肌力测定器(Anima公司制造的MurtusF-1)测定受试者的肌力。在该肌肉疲劳测定中，测定了紧接试验期间之前的肌力和紧接试验期间之后的肌力。

另外，为了评价受试者的步行速度，进行接下来说明的步行速度测定。在步行速度测定中，使用秒表测定以普通步行速度步行5m所需的时间和以最大步行速度步行5m所需的时间。普通步行速度是指受试者平时步行的步行速度，最大步行速度是指受试者在不跑步的程度上尽可能快地行走的速度。

另外，为了评价受试者的两步的步幅，进行接下来说明的两步测试。在两步测试中，使用测量仪测定受试者步行两步时的步幅。

参照图10。在此，将紧接试验期间之前的肌力设为100，表示紧接试验期间之后的肌力相对于紧接该试验期间之前的肌力的比例。在持续地使用行走模式的情况下，与紧接试验期之前相比，得到了平均肌力增加4.7％的结果。

参照图11。在持续地使用行走模式的情况下，与紧接试验期间之前相比，平均以普通步行速度提高了约0.31秒速度。另外，与紧接试验期间之前相比，平均以最大步行速度提高了0.19秒速度，有显著性差(p<0.05)。

参照图12。在持续地使用行走模式的情况下，与紧接试验期间之前相比，平均增加了约11.16cm步幅，有显著性差(p<0.05)。对于任何一个试验结果，都可以证明通过利用行走模式，能够适当地减小给用户带来的运动的负荷。

接着，对电刺激系统12的其他的发明点进行说明。

设想多个用户同时使用个别的电刺激装置10的场景。这例如可在健身房、养老院、康复室等中实现。在该情况下，有通过某个用户的遥控器14误操作其他用户的电刺激装置10的担忧。

作为其对策，考虑仅在电刺激装置10接收到预先设定的版本的命令数据时，基于该命令数据使电刺激装置10动作的方针。在该情况下，在遥控器14中，需要设定从多个种类的版本中应输出的命令数据的版本。同样，在电刺激装置10中，也需要设定从多种版本中应接收的命令数据的版本。因此，需要设定在遥控器14和电刺激装置10双方利用的版本。

另外，命令数据的版本通常通过遥控器14、电刺激装置10所具备的滑动开关的滑动、多个按钮的同时按下等的切换操作来进行切换。通过这样的切换操作能够切换的版本数最多为2、3种左右。因此，不适合在更多的用户同时使用电刺激装置10的场景下使用。

以下，对用于防止这样的多个用户同时使用电刺激装置10的情景下的误操作的产生的发明点进行说明。

参照图13。遥控器14具有遥控器电源80、接受用户的输入操作的多个遥控器操作部82A～82E、控制遥控器14的遥控器控制部84、能够使用红外线等发送发送信号的发送部86以及遥控器存储部88。

遥控器电源80收纳于遥控器14的框体。遥控器电源80是一次电池、二次电池等。遥控器电源80对遥控器控制部84、发送部86等供给电力。

多个遥控器操作部82A～82E包含：用于接通/断开电源的电源操作部82A；用于选择模式的菜单操作部82B；用于变更设定等级的等级操作部82C、82D；以及用于暂时停止或再生电刺激装置10的动作的切换操作部82E。等级操作部82C、82D包含用于提高设定等级的第一等级操作部82C和用于降低设定等级的第二等级操作部82D。

遥控器存储部88存储遥控器14固有的识别信息。识别信息是串行代码等。识别信息例如由组装于遥控器14的随机数生成器生成的随机数构成。随机数生成器生成预定的比特数(例如16比特)的随机数。此外，识别信息也可以通过对遥控器操作部的输入操作而写入遥控器存储部88。

遥控器控制部84生成与对于遥控器操作部82A～82E的输入操作对应的命令数据。命令数据用于指示电刺激装置10的动作。遥控器控制部84通过发送部86向电刺激装置10发送包含生成的命令数据的发送信号。

参照图4。电刺激装置10具有接收从遥控器14的发送部86发送的发送信号的接收部92。接收部92接收透过了设置于主体18的接收窗94(参照图1)的发送信号。

电刺激装置10的装置控制部44具有登记部96，该登记部96将与电刺激装置10之间配对的遥控器14的识别信息登记于装置存储部46。登记部96在满足规定的登记处理开始条件时，执行登记遥控器14的登记处理(配对处理)。登记处理开始条件是对电刺激装置10的装置操作部26A、26B和遥控器14的遥控器操作部82A～82E进行规定的输入操作。对遥控器14的输入操作例如是同时按压遥控器14的电源操作部82A和菜单操作部82B，即同时对多个遥控器操作部82A～82E进行输入操作。由此，能够防止在遥控器14的使用中错误地执行登记处理的事态。另外，对电刺激装置10的输入操作例如是按压电刺激装置10的等级操作部26A。

当对遥控器14进行用于登记处理的输入操作时，遥控器14的遥控器控制部84生成用于登记处理的处理代码后，从发送部86发送。在处理代码附加有存储于遥控器14的遥控器存储部88的遥控器14固有的识别信息。在进行了用于对电刺激装置10的登记处理的输入操作的状态下，并在通过电刺激装置10的接收部92接收到从遥控器14发送的处理代码的情况下，登记部96将附加于处理代码的识别信息作为遥控器14固有的识别信息登记于装置存储部46。由此，结束登记处理。

遥控器14的遥控器控制部84在发送包含命令数据的发送信号时，将存储于遥控器存储部88的识别信息附加于命令数据。命令数据按照规定的格式被确定，识别信息储存于该格式内的规定的位置。电刺激装置10的动作控制部48仅在接收到附加了与在装置存储部46中已登记的遥控器14对应的识别信息的命令数据时，执行与该命令数据对应的动作。由此，即使在多个用户同时使用电刺激装置10的场景下，也只能在接收到从已登记于电刺激装置10的遥控器14发送的命令数据时，执行与该命令数据对应的动作。进而，在多个用户同时使用电刺激装置10的场景下，能够防止误操作其他用户的电刺激装置的事态的发生。

此外，考虑向电刺激装置10发送用于重复规定的动作的重复命令的情况。在该情况下，遥控器14的遥控器控制部84也可以发送附加了存储于遥控器存储部88的识别信息的重复命令。除此之外，为了重复规定的动作，也可以不使用重复指令。在该情况下，也可以对与要重复的动作对应的命令附加识别信息，并重复发送附加了该识别信息的命令。

接着，对电刺激装置10的其他的发明点进行说明。

在使用商用电源作为装置电源40的情况下，由于能够始终供给电力，因此一般将电刺激装置10的接收部92维持在能够始终接收的状态。与此相对，在使用电池作为装置电源40的情况下，若将电刺激装置10的接收部92维持在能够始终接收的状态，则在电刺激装置10的未使用时会使电池消耗较大。伴随于此，存在缩短电刺激装置10的实际可使用时间的问题。

以下，基于这一点，对用于抑制电刺激装置10中的电力的消耗的发明点进行说明。

电刺激装置10的装置控制部44具备电流控制部98，该电流控制部98控制向接收部92供给的电流。电流控制部98能够使接收部92执行间歇性地将接收部92维持为能够接收的等待状态的间歇接收模式和始终将接收部92维持为能够接收的等待状态的始终接收模式。电流控制部98通过向接收部92间歇性地供给规定的设定值的电流，能够使接收部92执行间歇接收模式。另外，电流控制部98通过向接收部92始终供给规定的设定值的电流，能够使接收部92执行始终接收模式。

电流控制部98在处于间歇接收模式时，对于每个规定的间歇周期(例如200ms)，仅在规定的接收期间(例如2ms)内，向接收部92间歇性地供给设定值的电流。电流控制部98在处于间歇接收模式时，在接收期间外，通过将向接收部92供给的电流的大小限制为比设定值小的限制值以下，来抑制电力的消耗。

电流控制部98在间歇接收模式下，在由接收部92接收到发送信号时，延长通过接收部92能够接收的接收期间。电流控制部98在该延长的接收期间中，从遥控器14接收到包含规定的命令的发送信号时，从间歇接收模式转移到始终接收模式。该规定的命令例如是用于使电刺激装置10的装置电源40接通的电源接通命令。与此相对，电流控制部98在该延长的接收期间中，在接收到除此以外的发送信号时，将向接收部92供给的电流限制在限制值以下，并持续间歇接收模式。

电流控制部98在处于始终接收模式时，在满足规定的结束条件(例如，从发送信号的接收结束起经过规定时间)的情况下，从始终接收模式转移到间歇接收模式。

如上所述，电流控制部98通过执行间歇接收模式，与将接收部92维持为始终接收模式的情况相比，能够抑制接收部92的电力的消耗。

此外，遥控器14的发送部86在发送包含电源接通命令的发送信号时，以交替出现规定的发送期间和发送间隔期间的方式，重复发送规定的重复数(例如6)的量的发送信号。电流控制部98在连续接收到包含电源接通命令的发送信号的情况下，也可以忽略第二次以后的发送信号。此处的连续接收是指前一次接收到的发送信号与新接收到的发送信号间的间隔期间为上述的发送间隔期间±α的时候。

对各构成要素的其他变形方式进行说明。

电极组16只要能够通过至少形成左腿用通电路径34L和右腿用通电路径34R，从而对用户的两腿LL、RL赋予电刺激即可，其具体例没有特别地限定。电极组16的右侧电极32R和左侧电极32L例如也可以设置于与具有脚放置部20L、20R的主体18分体的带等的安装用具。除此之外，也可以在左腿LL用的安装用具和主体18分别设置左侧电极32L，在右腿RL用的安装用具和主体18分别设置右侧电极32R。

对电极组16能够形成包含左腿用通电路径34L和右腿用通电路径34R的两腿用通电路径36的例子进行了说明。除此之外，电极组16也可以形成分别分离的左腿用通电路径34L和右腿用通电路径34R。这假定了通过多个左侧电极32L形成左腿用通电路径34L，通过多个右侧电极32R形成右腿用通电路径34R的情况。详细而言，是在上述的左右的安装用具和主体18设置左侧电极32L、右侧电极32R的情况。

在形成这样分离的左腿用通电路径34L和右腿用通电路径34R的情况下，由于动作控制部48仅对左腿LL和右腿RL中的任一个赋予能够感知的等级的电刺激，因此也可以是，根据施加的EMS波形组50L、50R，使施加对象的电极32L、32R的组合不同。详细而言，动作控制部48在施加左腿用EMS波形组50L时，仅将形成左腿用通电路径34L的多个左侧电极32L作为施加对象即可。由此，仅对左腿用通路路径34L通电具有左腿用EMS波形组50L的刺激电流，仅对左腿LL赋予能够感知的等级的电刺激。另外，动作控制部48在施加右腿用EMS波形组50R时，仅将形成右腿用通电路路径34R的多个右侧电极32R作为施加对象即可。由此，仅对右腿用通电路路径34R通电具有右腿用EMS波形组50R的刺激电流，仅对右腿RL赋予能够感知的等级的电刺激。即，动作控制部48根据施加的EMS波形组50L、50R，使施加对象的电极32L、32R的极性和施加对象的电极32L、32R的组合中的某一个不同，从而能够仅对左腿LL和右腿RL中的某一个赋予能够感知的等级的电刺激。

EMS波形组50L、50R的具体波形并不限于实施方式的内容。例如，EMS波形组50L、50R可以仅由第一脉冲波形组52A和第二脉冲波形组52B中的一方构成。另外，第二脉冲波形组52B只要在第一周期Tf中的第一脉冲波形组52A的施加期间Tc外(期间Th)施加即可，并不是必须每隔第二周期Tg输出。例如，也可以在第一脉冲波形组52A的施加期间Tc与第二脉冲波形组52B的施加期间Tc之间隔着休止期间。

设置于EMS波形组50的块期间Tb的数量没有特别地限定。块期间Tb可以是单数，也可以是六个以上。

至此，虽然对通过EMS波形组50赋予电刺激的赋予对象为脚的例子进行了说明，但其具体例没有特别地限定。例如，电刺激的赋予对象除了脚以外，也可以是身体的腹部、双臂等。无论如何，电刺激的赋予对象只要是身体的一部分即可。在该情况下，电极组16只要能够在电刺激的赋予对象(身体的一部分)形成通电路径即可，其具体例并不限于实施方式。

电刺激装置10并不必须与遥控器14组合使用。电刺激装置10也可以仅通过对装置操作部26A、26B的输入操作进行操作。为了实现这一点，也可以通过改变对装置操作部26A、26B的操作时间、或者作为输入操作的对象的装置操作部26A、26B的组合等，实现与遥控器14的遥控器操作部82A～82E同样的输入操作。例如，也可以通过对装置操作部26A在规定的阈值时间以上进行按压操作(以下称为长按操作)，实现与遥控器14的电源操作部82A同样的输入操作。除此以外，例如也可以通过对装置操作部26B进行长按操作，实现与遥控器14的菜单操作部82B同样的输入操作。除此以外，例如也可以通过同时按压操作多个装置操作部26A、26B，实现与遥控器14的切换操作部82E同样的输入操作。此外，在对装置操作部26A、26B进行了小于规定的阈值时间的按压操作(短按压操作)的情况下，实现与遥控器14的等级操作部82C、82D同样的输入操作。

包含与装置控制部44的各模块对应的组件的程序也可以存储于DVD等记录介质，安装于装置控制部44。除此以外，储存于存储器的程序也可以通过处理器(CPU等)读出并执行，从而发挥各模块的功能。

以上的实施方式和变形方式是示例。将这些抽象化的技术思想不应被限定地解释为实施方式和变形方式的内容。实施方式和变形方式的内容能够进行构成要素的变更、追加、删除等大量的设计变更。在上述的实施方式中，关于能够进行这样的设计变更的内容，标识了“实施方式”的表述来强调。然而，即使是没有这样的表述的内容，也允许进行设计变更。标注于附图的剖面的剖面线并不限定标注了剖面线的对象的材质。在实施方式和变形方式中提及的数值(例如，与第一周期Tf对应的频率)当然也包含考虑误差时能够认为相同的数值。

关于以上的构成要素的任意的组合作为本发明的方式也是有效的。另外，在装置、计算机程序、储存了计算机程序的记录介质等之间转换了本发明的表达的方式作为本发明的方式也是有效的。

产业上的利用可能性

本发明涉及一种用于对用户赋予电刺激的电刺激装置。

符号说明

10…电刺激装置、16…电极组、42…信号施加部、50、50L、50R…EMS波形组、52A…第一脉冲波形组、52B…第二脉冲波形组、56…脉冲信号。

Claims (8)

1.一种肌肉电刺激程序，用于对肌肉赋予电刺激，其特征在于，

使具备对电极组施加电压信号的信号施加部的电刺激装置的计算机执行以下的功能：通过控制所述信号施加部，作为所述电压信号，重复对所述电极组施加多个脉冲波形组，

所述多个脉冲波形组包含：

第一脉冲波形组，该第一脉冲波形组在每个与15Hz～25Hz的频率对应的第一周期间歇性地被施加；以及

第二脉冲波形组，该第二脉冲波形组在所述第一周期中的所述第一脉冲波形组的施加期间外被施加。

2.根据权利要求1所述的肌肉电刺激程序，其特征在于，

所述第一脉冲波形组的脉冲输出时间比所述第二脉冲波形组的脉冲输出时间长。

3.根据权利要求1所述的肌肉电刺激程序，其特征在于，

所述第一脉冲波形组的脉冲电压比所述第二脉冲波形组的脉冲电压高。

4.根据权利要求1所述的肌肉电刺激程序，其特征在于，

所述第一脉冲波形组的脉冲输出时间比所述第二脉冲波形组的脉冲输出时间长，

所述第一脉冲波形组的脉冲电压比所述第二脉冲波形组的脉冲电压高。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的肌肉电刺激程序，其特征在于，

所述脉冲波形组在相同的所述第一周期内每隔比所述第一周期短的第二周期重复被施加，

所述第一周期中的一个所述第二周期的部分是所述第一脉冲波形组的施加期间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的肌肉电刺激程序，其特征在于，

对所述电极组施加的功能是以下的功能：通过控制所述信号施加部，在连续的多个块期间的每一个块期间中，重复对所述电极组施加所述多个脉冲波形组，

所述多个块期间的每一个块期间在所述脉冲波形组的脉冲波形或者所述块期间的时间长度中的至少一方不同。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的肌肉电刺激程序，其特征在于，

对所述电极组施加的功能是以下的功能：通过控制所述信号施加部，作为所述电压信号，对所述电极组交替地施加对左腿赋予电刺激的左腿用EMS(Electric MuscleStimulation)波形组和对右腿赋予电刺激的右腿用EMS波形组，

所述EMS波形组是所述多个脉冲波形组的重复。

8.一种电刺激装置，其特征在于，具备：

电极组，该电极组对用户赋予电刺激；

信号施加部，该信号施加部对所述电极组施加电压信号；以及

控制部，该控制部执行权利要求1至7中任一项所述的肌肉电刺激程序。