DE112018002474B4 - Elektrische behandlungsvorrichtung, elektronischevorrichtung und endvorrichtung - Google Patents

Abstract

Elektrische Behandlungsvorrichtung (200, 200A), umfassend:eine Eingabeeinheit (402), die eine Eingabe von Körperinformationen, die sich auf einen Körper eines Benutzers beziehen, empfängt;eine Belastungsberechnungseinheit (406), die eine Belastung auf einen Kniebereich des Benutzers auf der Grundlage von Sensorinformationen und den Körperinformationen berechnet, wobei die Sensorinformationen durch einen oder mehrere Sensoren erfasst werden, die an dem Kniebereich des Benutzers angebracht sind;eine Gehleistungsberechnungseinheit (408), die eine Gehleistung des Benutzers auf der Grundlage von mindestens einer durch einen Beschleunigungssensor erfassten Beschleunigungsinformation berechnet, wobei der Beschleunigungssensor einer des einen oder der mehreren Sensoren ist; undeine Behandlungssteuereinheit (410), die eine Spannung auf eine Vielzahl von Elektroden anwendet, die in Kontakt mit dem Kniebereich des Benutzers kommen, um die Behandlung auf den Kniebereich durchzuführen, wobeidie Behandlungssteuereinheit (410) eine Behandlung auf den Kniebereich mit einer elektrischen Stimulationsintensität durchführt, die für den Benutzer auf Grundlage der Belastung und der Gehleistung geeignet ist.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine elektrische Behandlungsvorrichtung, eine elektronische Vorrichtung und eine Endvorrichtung.
• STAND DER TECHNIK
• Elektrische Stimulationsvorrichtungen, die eine elektrische Stimulation an Muskeln bereitstellen, sind bekannt. Ein Beispiel schließt eine elektrische Stimulationsvorrichtung, die in JP 2012-11102 A (Patentschrift 1) beschrieben ist, ein. Diese elektrische Stimulationsvorrichtung schließt einen Befestigungsabschnitt ein, der an einer Stelle auf einem menschlichen Körper einschließlich einem ein Gelenk überspannenden Muskel, d. h. einen Muskel, der sich über ein Gelenk erstreckt, befestigt ist und einen Elektrodenabschnitt, der auf dem Befestigungsabschnitt bereitgestellt wird, um einen Strom zu dem das Gelenk überspannenden Muskel bereitzustellen.
• Die WO 2012 / 047 737 A2 (Patentschrift 2) beschreibt eine erste interne Kraft, die an einem Gelenk eines Benutzers ausgeübt wird, auf der Basis einer Ausgabe von wenigstens einem Sensor, der in der Nähe des Gelenks angebracht ist, zu modellieren, wobei sich das Gelenk in einer ersten Position befindet; die erste modellierte interne Kraft bei Empfang einer Eingabe des Benutzers zu speichern; eine zweite interne Kraft, die an dem Gelenk des Benutzers ausgeübt wird, auf der Basis einer Ausgabe von wenigstens einem Sensor, der in der Nähe des Gelenks angebracht ist, zu modellieren, wobei sich das Gelenk in einer zweiten Position befindet, die sich von der ersten Position unterscheidet; die ersten und die zweiten modellierten internen Kräfte zu vergleichen, um zu bestimmen, ob diese ähnlich sind; und den Benutzer über die Elektrode auf der Basis des Vergleichs zu stimulieren, wenn die zweite interne Kraft ähnlich der ersten internen Kraft ist.
• LISTE DER ENTGEGENHALTUNGEN
• Patentliteratur
• Patentschrift 1: JP 2012-11102 A
• Patentschrift 2: WO 2012 / 047 737 A2
• KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
• Technische Aufgabe
• Die in der Patentschrift 1 beschriebene elektrische Stimulationsvorrichtung ist konzipiert, um sowohl die Bewegung des Gelenkes ruhig zu stellen als auch eine Abnahme der Muskelkraft zu minimieren oder zu verhindern. Wenn sich ein Benutzer dazu entschließt, eine Aktion mit einer Kniegelenksbelastung, wie Gehen, durchzuführen, wird ein Strom an den das Gelenk überspannenden Muskel zugeführt.
• Da hier beispielsweise angenommen werden kann, dass die Gehgeschwindigkeit eines sich leicht ermüdeten Benutzers B größer ist als eines stark ermüdeten Benutzers A, unterscheidet sich die Gehleistung (z. B. die Gehgeschwindigkeit) je nach dem aktuellen Zustand des Benutzers. Somit kann, selbst wenn die Belastung auf das Kniegelenk des Benutzers A gleich der Belastung des Benutzers B ist, die geeignete Art der Stromversorgung eines Benutzers als unterschiedlich zwischen dem Benutzer A und dem Benutzer B angesehen werden. In Patentschrift 1 wird Strom zugeführt, ohne die Gehleistung des Benutzers zu berücksichtigen.
• Eine Aufgabe eines Gesichtspunkts der vorliegenden Offenbarung ist es, eine elektrische Behandlungsvorrichtung bereitzustellen, die eine elektrische Behandlung durchführen kann, die für einen Benutzer geeignet ist, wenn der Benutzer geht. Eine Aufgabe eines anderen Gesichtspunkts der vorliegenden Offenbarung ist, eine elektronische Vorrichtung bereitzustellen, die eine Benachrichtigung über einen Gehzustand bereitstellen kann, die für einen Benutzer geeignet ist, wenn der Benutzer geht. Eine Aufgabe eines noch weiteren Gesichtspunkts der vorliegenden Offenbarung besteht in der Bereitstellung einer Endvorrichtung, die eine elektrische Behandlung durchführen kann, die für einen Benutzer geeignet ist, wenn der Benutzer geht.
• Problemlösung
• Eine elektrische Behandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform schließt eine Eingabeeinheit, die eine Eingabe von Körperinformationen empfängt, die sich auf einen Körper eines Benutzers beziehen; eine Belastungsberechnungseinheit, die eine Belastung auf einen Kniebereich des Benutzers auf der Grundlage von Sensorinformationen und den Körperinformationen berechnet, wobei die Sensorinformationen durch einen oder mehrere Sensoren erfasst werden, die an dem Kniebereich des Benutzers angebracht sind; eine Gehleistungsberechnungseinheit, die eine Gehleistung des Benutzers auf der Grundlage von mindestens einer durch einen Beschleunigungssensor erfassten Beschleunigungsinformation berechnet, wobei der Beschleunigungssensor einer des einen oder der mehreren Sensoren ist; und eine Behandlungssteuereinheit, die eine an eine Vielzahl von Elektroden angelegte Spannung steuert, die mit dem Kniebereich des Benutzers in Kontakt kommen, um eine Behandlung des Kniebereichs durchzuführen, ein. Die Behandlungssteuereinheit führt an dem Kniebereich eine Behandlung mit einer elektrischen Stimulationsintensität durch, die für den Benutzer basierend auf der Belastung und der Gehleistung geeignet ist.
• Vorzugsweise schließen die Körperinformationen Schmerzinformationen ein, welche die Schmerzstärke in dem Kniebereich des Benutzers anzeigen. Die Gehleistungsberechnungseinheit berechnet eine Gehgeschwindigkeit und ein Gehgeschwindigkeitsverhältnis des Benutzers auf Grundlage der Beschleunigungsinformation und berechnet eine Gehleistung des Benutzers auf Grundlage der Gehgeschwindigkeit, des Gehgeschwindigkeitsverhältnisses und der Schmerzinformationen.
• Vorzugsweise wird, wenn die Belastung kleiner als ein erster Schwellenwert ist und die Gehleistung gleich oder größer als ein erster Leistungsschwellenwert ist, die elektrische Stimulationsintensität von einer aktuellen Stromstärke durch die Behandlungssteuereinheit verringert, um die Behandlung auf dem Kniebereich durchzuführen.
• Vorzugsweise wird, wenn die Belastung gleich oder größer als ein erster Schwellenwert ist und die Gehleistung kleiner als ein erster Leistungsschwellenwert ist, die elektrische Stimulationsintensität von einer aktuellen Stromstärke durch die Behandlungssteuereinheit erhöht, um die Behandlung auf dem Kniebereich durchzuführen.
• Vorzugsweise schließen die Körperinformationen das Gewicht und Alter des Benutzers ein. Sensorinformationen schließen ferner Winkelgeschwindigkeitsinformationen ein, die durch einen Winkelgeschwindigkeitssensor erfasst werden, wobei der Winkelgeschwindigkeitssensor einer des einen oder der mehreren Sensoren ist. Die Belastungsberechnungseinheit berechnet eine Gelenksdrehung des Kniebereichs unter Verwendung der Winkelgeschwindigkeit und berechnet eine Belastung auf den Kniebereich des Benutzers auf Grundlage des Gewichts, des Alters und der Gelenksdrehung des Kniebereichs.
• Vorzugsweise ist ferner eine Benachrichtigungseinheit bereitgestellt, die eine Benachrichtigung über einen Gehzustand bereitstellt, der für den Benutzer auf Grundlage der Belastung und der Gehleistung geeignet ist.
• Wenn die Belastung kleiner als ein erster Schwellenwert ist und die Gehleistung gleich oder größer als ein erster Leistungsschwellenwert ist, stellt die Benachrichtigungseinheit vorzugsweise eine Benachrichtigung mit Informationen, die das Gehen des Benutzers fördern, bereit.
• Wenn die Belastung gleich oder größer als ein erster Schwellenwert ist und die Gehleistung kleiner als ein erster Leistungsschwellenwert ist, stellt die Benachrichtigungseinheit vorzugsweise eine Benachrichtigung mit Informationen, die das Nachlassen des Gehens des Benutzers begünstigen, bereit.
• Eine elektronische Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform schließt eine Eingabeeinheit, die eine Eingabe von Körperinformationen empfängt, die sich auf einen Körper eines Benutzers beziehen; eine Belastungsberechnungseinheit, die eine Belastung auf einen Kniebereich des Benutzers auf der Grundlage von Sensorinformationen und den Körperinformationen berechnet, wobei die Sensorinformationen durch einen oder mehrere Sensoren erfasst werden, die an dem Kniebereich des Benutzers angebracht sind; eine Gehleistungsberechnungseinheit, die eine Gehleistung des Benutzers auf der Grundlage von mindestens einer durch einen Beschleunigungssensor erfassten Beschleunigungsinformation berechnet, wobei der Beschleunigungssensor einer des einen oder der mehreren Sensoren ist; und eine Benachrichtigungseinheit, die eine Benachrichtigung über einen Gehzustand bereitstellt, der für den Benutzer auf Grundlage der Belastung und der Gehleistung geeignet ist, ein.
• Eine Endvorrichtung gemäß noch einer anderen Ausführungsform schließt eine Eingabeeinheit, die eine Eingabe von Körperinformationen, die sich auf einen Körper eines Benutzers beziehen, empfängt; eine Belastungsberechnungseinheit, die eine Belastung auf einen Kniebereich des Benutzers auf der Grundlage von Sensorinformationen und den Körperinformationen berechnet, wobei die Sensorinformationen durch einen oder mehrere Sensoren erfasst werden, die an dem Kniebereich des Benutzers angebracht sind; eine Gehleistungsberechnungseinheit, die eine Gehleistung des Benutzers auf der Grundlage von mindestens einer durch einen Beschleunigungssensor erfassten Beschleunigungsinformation berechnet, wobei der Beschleunigungssensor einer des einen oder der mehreren Sensoren ist; eine Bestimmungseinheit, die eine für den Benutzer geeignete elektrische Stimulationsintensität auf Grundlage der Belastung und der Gehleistung bestimmt; und eine Anweisungseinheit, die eine Anweisung zum Durchführen einer Behandlung des Kniebereichs gemäß der bestimmten elektrischen Stimulationsintensität an einer elektrischen Behandlungsvorrichtung, die eine Spannung steuert, die an einer Vielzahl von Elektroden angelegt wird, die mit dem Kniebereich des Benutzers in Kontakt kommen, um eine Behandlung des Kniebereich durchzuführen, bereitstellt, ein.
• Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
• Gemäß der vorliegenden Offenbarung können eine elektrische Behandlung und eine Benachrichtigung bereitgestellt werden, die für einen Benutzer geeignet sind, der geht.
• KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• 1 ist ein Diagramm zum Beschreiben einer Gesamtkonfiguration eines Behandlungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform.
• 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Hardwarekonfiguration einer elektrischen Behandlungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
• 3 ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration einer Sensorvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
• 4 ist ein Diagramm zur Beschreibung eines Behandlungsverfahrens einer elektrischen Behandlungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
• 5 ist ein Diagramm zur Beschreibung eines Benachrichtigungsverfahrens der elektrischen Behandlungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
• 6 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionsfähige Konfiguration der elektrischen Behandlungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
• 7 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsablauf der elektrischen Behandlungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
• 8 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Behandlungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
• 9 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration einer elektrischen Behandlungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
• 10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Hauptkörperabschnitt, eine Halterung und ein Pad der elektrischen Behandlungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform in einem Zustand veranschaulicht, in dem der Hauptkörperabschnitt von der Halterung und dem Pad getrennt ist.
• 11 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Hardwarekonfiguration einer Endvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
• BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen. Namen und Funktionen davon sind ebenfalls die gleichen. Auf diese Weise wird die detaillierte Beschreibung dieser Komponenten nicht wiederholt.
• Erste Ausführungsform
• Systemkonfiguration
• 1 ist ein Diagramm zum Beschreiben einer Gesamtkonfiguration eines Behandlungssystems 1000 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Behandlungssystem 1000 schließt eine elektrische Behandlungsvorrichtung 200 und eine Sensorvorrichtung 20 ein. Die Stütze 40 ist eine Kniestütze, der einen Kniebereich eines Benutzers vollständig abdeckt. Die Sensorvorrichtung 20 ist zum Beispiel an der Rückseite der Stütze 40 befestigt.
• Unter Bezugnahme auf 1 schließt die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 als Hauptbestandteile eine Steuervorrichtung 205, welche ein Hauptkörperabschnitt ist, ein Paar Pads 270, das an der Behandlungsstelle angebracht ist, ein Kabel 280 zum elektrischen Verbinden mit der Steuervorrichtung 205 und den Pads 270 und eine elektrische Leitung 290 zum elektrischen Verbinden mit der Steuervorrichtung 205 und der Sensorvorrichtung 20 ein.
• Die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 ist eine Niederfrequenzbehandlungsvorrichtung, die eine Behandlung bereitstellt, wie ein Lösen einer steifen Schulter durch Zuführen eines Niederfrequenzimpulses. Beispielsweise liegt die Frequenz des niederfrequenten Impulsstroms zwischen 1 Hz und 1200 Hz. Die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 kann jedoch konfiguriert sein, um einen Impulsstrom anderer Frequenzbänder zu verwenden.
• Die Pads 270 weisen eine blattähnliche Form auf und sind konfiguriert, um am Kniebereich des Benutzers befestigt zu werden. Eine erste Oberfläche des Pads 270 (eine Oberfläche, die nicht in Kontakt mit dem Körper ist) wird mit einem Stecker bereitgestellt, der einer Elektrode (nicht veranschaulicht) entspricht, die auf einer zweiten Oberfläche des Pads 270 (einer Oberfläche in Kontakt mit dem Körper) ausgebildet ist. Die Elektrode ist beispielsweise aus einem leitenden gel-ähnlichen Material oder dergleichen ausgebildet. Die Steuervorrichtung 205 und die Pads 270 werden miteinander verbunden, indem der Stecker des Kabels 280 und der Stecker von Pad 270 miteinander verbunden und das Kabel 280 in die Buchse der Steuervorrichtung 205 eingeführt werden. Es ist zu beachten, dass, wenn die Polarität der Elektrode auf einem der Pads 270 positiv ist, die Polarität der Elektrode auf dem anderen der Pads 270 negativ ist.
• Die Steuervorrichtung 205 ist mit einer Anzeige 260 und einer Eingabeschnittstelle 230 versehen, die aus verschiedenen Tasten besteht. Die Eingabeschnittstelle 230 schließt einen Einschaltknopf zum Ein- und Ausschalten des Stroms, einen Modusauswahlknopf zum Auswählen eines Behandlungsmodus, einen Behandlungsstartknopf, einen Einstellknopf zum Regeln der Intensität der elektrischen Stimulation (nachstehend hierin auch als „elektrische Stimulationsintensität“ bezeichnet) und dergleichen ein. Es ist zu beachten, dass die Eingabeschnittstelle 230 nicht auf die oben beschriebene Konfiguration beschränkt ist und konfiguriert sein kann, um wie oben beschrieben verschiedene Abläufe durch den Benutzer zu ermöglichen. Die Eingabeschnittstelle 230 kann zum Beispiel aus anderen Tasten, Drehscheiben, Schaltern und dergleichen zusammengesetzt sein.
• Die Anzeige 260 zeigt die elektrische Stimulationsintensität, die verbleibende Behandlungszeit, den Behandlungsmodus, den Befestigungszustand der Pads 270 und dergleichen an und zeigt verschiedene Nachrichten an.
• Die Steuervorrichtung 205 empfängt über die elektrische Leitung 290 Sensorinformationen, die von der Sensorvorrichtung 20 erfasst werden. Die Steuervorrichtung 205 führt verschiedene Vorgänge unter Verwendung der Sensorinformationen, Befehlseingabeinformationen von dem Benutzer und dergleichen aus, führt eine für den Benutzer geeignete elektrische Behandlung durch und stellt Benachrichtigungen über einen für den Benutzer geeigneten Gehzustand bereit.
• Die Sensorvorrichtung 20 schließt verschiedene Sensoren ein, wie einen dreiachsigen Beschleunigungssensor und einen dreiachsigen Winkelgeschwindigkeitssensor. Die Sensorvorrichtung 20 gibt an die Steuervorrichtung 205 Sensorinformationen aus, die von verschiedenen Sensoren erfasst werden.
• Hardwarekonfiguration
• 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Hardwarekonfiguration einer elektrischen Behandlungsvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 2 schließt die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 als Hauptbestandteile einen Prozessor 210, einen Arbeitsspeicher 220, die Eingabeschnittstelle 230, eine Stromquelleneinheit 240, eine Wellenerzeugungs-/Wellenausgabevorrichtung 250, die Anzeige 260, einen Lautsprecher 262 und eine Kommunikationsschnittstelle (E/A) 264 ein.
• Der Prozessor 210 schließt in der Regel eine Arithmetikverarbeitungseinheit wie eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder eine Multiprozessoreinheit (MPU) ein. Der Prozessor 210 arbeitet als eine Steuereinheit, die den Betrieb jeder Komponente der Behandlungsvorrichtung 200 steuert, wobei das im Arbeitsspeicher 220 gespeicherte Programm ausgelesen und ausgeführt wird. Der Prozessor 210 führt einen Arbeitsablauf (Schritte) der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200 aus, der später durch Ausführen des Programms beschrieben wird.
• Der Arbeitsspeicher 220 wird durch einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Flash-Speicher und/oder dergleichen realisiert. Programme, die von dem Prozessor 210 ausgeführt werden sollen, Daten, die von dem Prozessor 210 verwendet werden sollen, und dergleichen werden im Arbeitsspeicher 220 gespeichert.
• Die Eingabeschnittstelle 230 setzt sich aus verschiedenen Tasten zusammen, wie den oben beschriebenen, und empfängt eine Ablaufeingabe für die elektrische Behandlungsvorrichtung 200. Wenn die Tasten durch den Benutzer betätigt werden, werden Signale, die den Abläufen entsprechen, in den Prozessor 210 eingegeben.
• Die Stromquelleneinheit 240 versorgt die Bestandteile der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200 mit Strom. Als Stromquelle kann zum Beispiel eine Alkali-Batterie verwendet werden. Die Stromquelleneinheit 240 stabilisiert die Batteriespannung und erzeugt eine Steuerspannung, die jeder Komponente zugeführt wird.
• Die Wellenformerzeugungs-/Wellenformausgabevorrichtung 250 gibt einen Strom (im Folgenden auch als „Behandlungsstrompuls“ bezeichnet) aus, der über die Pads 270 an eine Behandlungsstelle auf dem Körper geleitet wird. Die Wellenformerzeugungs-/Wellenformausgabevorrichtung 250 schließt eine Verstärkerschaltung, eine Spannungsregelungsschaltung, eine Ausgabeschaltung, eine Stromerfassungsschaltung und dergleichen ein.
• Die Verstärkerschaltung verstärkt die Stromversorgungsspannung auf eine vorbestimmte Spannung. Die Spannungsregelungsschaltung stellt die von der Verstärkerschaltung verstärkte Spannung auf eine Spannung ein, die der durch den Benutzer eingestellten elektrischen Stimulationsintensität entspricht. Insbesondere kann mit der elektrische Behandlungsvorrichtung 200 die elektrische Stimulation geregelt werden und auf eine vorbestimmte Anzahl von Stufen (zum Beispiel 10 Stufen) über einen Einstellknopf 238 eingegeben werden. Der Prozessor 210 empfängt über den Einstellknopf 238 eine Einstelleingabe für die elektrische Stimulationsintensität und weist die Wellenformerzeugungs-/Wellenformausgabevorrichtung 250 (Spannungsregelungsschaltung) an, sich an eine Spannung anzupassen, die der empfangenen elektrischen Stimulationsintensität entspricht.
• Die Ausgabeschaltung erzeugt entsprechend des Behandlungsmodus auf der Grundlage der Spannung, die durch die Spannungsregelungsschaltung eingestellt wird, eine Behandlungswellenform (Impulswellenform) und gibt die Behandlungswellenform über das Kabel 280 an die Pads 270 (an ihre Elektroden) aus. Insbesondere wenn ein Vorgang wie das Umschalten des Behandlungsmodus, das Ändern der elektrischen Stimulationsintensität oder dergleichen durch den Benutzer über die Eingabeschnittstelle 230 durchgeführt wird, wird ein dem Ablaufinhalt zugehöriges Steuersignal von dem Prozessor 210 in die Ausgabeschaltung eingegeben. Die Ausgabeschaltung gibt eine Behandlungswellenform gemäß dem Steuersignal aus.
• Hier wird eine Vielzahl von Behandlungsmodi im Voraus in der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200 vorbereitet. Beispiele für die Behandlungsmodi schließen „Massage“, „Punktieren“, „Pressen“ und dergleichen ein.
• Die Ausgabeschaltung kann durch Variieren der Impulswellenform (Parameter einschließlich Impulsbreite, Impulsintervall, Ausgabepolarität) elektrische Stimulationen erzeugen, die verschiedenen Modi entsprechen, wie „Massage“, „Punktieren“, „Pressen“ und dergleichen. Auch durch Variieren der Amplitude der Impulse kann die elektrische Stimulation geregelt werden. Für spezielle Behandlungswellenformen können bekannte Wellenformen verwendet werden. Es ist zu beachten, dass die Behandlungswellenform eher eine Wechselstromwellenform als eine Impulswellenform sein kann.
• Die Anzeige 260 besteht zum Beispiel aus einer Flüssigkristallanzeige (LCD) und zeigt verschiedene Informationen gemäß den Anweisungen des Prozessors 210 an.
• Der Lautsprecher 262 wandelt ein Tonsignal von dem Prozessor 210 in Schall um, um das Tonsignal an die Außenseite der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200 auszugeben. Die Kommunikationsschnittstelle 264 ist eine Kommunikationsschnittstelle zum Austausch verschiedener Daten zwischen der Steuervorrichtung 205 und der Sensorvorrichtung 20. Die Kommunikationsschnittstelle 264 wird durch einen Adapter, einen Steckverbinder oder dergleichen realisiert und ist mit der elektrischen Leitung 290 verbunden.
• Sensorvorrichtung
• 3 ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration der Sensorvorrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 3 schließt die Sensorvorrichtung 20 einen Prozessor 302 zur Durchführung verschiedener Prozesse, einen Arbeitsspeicher 304 zum Speichern verschiedener Informationen und dergleichen, einen Beschleunigungssensor 306, einen Winkelgeschwindigkeitssensor 308, eine Speicherzelle 310 und eine Kommunikationsschnittstelle (E/A) 312 zum Kommunizieren mit der Steuervorrichtung 205 ein.
• Verfahren zur Berechnung der Belastung
• Die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt eine Behandlung durch und gibt eine Benachrichtigung aus, die auf Grundlage der aktuellen Belastung des Knies des Benutzers und der aktuellen Gehleistung für den aktuellen Zustand des Benutzers geeignet ist. Zuerst wird ein Verfahren zum Berechnen einer Kniebelastung beschrieben.
• Als ein Ergebnis einer sorgfältigen Forschung durch die vorliegenden Erfinder wurden in der vorliegenden Ausführungsform „Gewicht“, „Alter“, „visuelle Analogskala (VAS)“, welche die Schmerzintensität des Knies angibt, „Kniegelenkdrehung“, „Anhebewinkel des Beins“, und „Wirkungsweise auf das Bein“ als Faktoren, welche die Belastung des Knies beeinflussen, ausgewählt.
• Genauer gesagt werden „Gewicht“, „Alter“ und „VAS“ als Körperinformationen in Bezug auf den Körper des Benutzers ausgewählt. „Gewicht“, „Alter“, „VAS“ werden als Eingaben durch den Benutzer über die Eingabeschnittstelle 230 der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200 eingegeben.
• VAS ist eine visuelle Analogskala und ein Verfahren zur objektiven Bewertung der Schmerzen oder dergleichen, bei denen der Benutzer einen Begriff in einer Größenordnung zwischen 0 Punkten und 100 Punkten von „überhaupt keine Schmerzen“ bis „stärkste vorstellbare Schmerzen“ wählt. Als VAS-Wert wird beispielsweise 0 Punkte als „überhaupt keine Schmerzen“ und 100 Punkte als „stärkste vorstellbare Schmerzen“ definiert, und der Punkt auf der Linie, den der Benutzer unvoreingenommen markiert, wird als VAS-Wert herangezogen.
• „Kniegelenkdrehung“, „Anhebewinkel des Beins“ und „Wirkungsweise auf das Bein“ sind Informationen, die aus Beschleunigungsinformationen (Beschleunigung in dreiachsige Laufrichtungen) und Winkelgeschwindigkeitsinformationen (Winkelgeschwindigkeit um die drei Achsen) von der Sensorvorrichtung 20 erhalten werden. Zum Beispiel wird der Beschleunigungssensor 306 auf dem vorderen Bereich des Oberschenkels bereitgestellt und gibt die Beschleunigung des Oberschenkelbereichs um das Hüftgelenk beim Gehen aus. Der Winkelgeschwindigkeitssensor 308 wird sowohl auf dem Oberschenkelbereich als auch auf dem Unterschenkelbereich bereitgestellt und gibt die Winkelgeschwindigkeiten des Oberschenkelbereichs und des Unterschenkelbereichs beim Gehen aus.
• Die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 verwendet zum Beispiel ein Ausgabesignal (Erfassungsergebnis) von dem Winkelgeschwindigkeitssensor 308, um während des Gehens die „Kniegelenkdrehung“ zu berechnen. Die „Kniegelenkdrehung“ wird zum Beispiel aus der Differenz zwischen der Winkelgeschwindigkeit des Oberschenkels und der Winkelgeschwindigkeit des Unterschenkels geschätzt. Je höher die Differenz, desto größer ist die Drehung des Kniegelenks. Auch die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 verwendet zum Beispiel ein Ausgangssignal von dem Beschleunigungssensor 306, um den „Anhebewinkel des Beins“ während des Gehens zu berechnen. Die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 verwendet zum Beispiel ein Ausgangssignal von dem Beschleunigungssensor 306 zur Berechnung der „Wirkungsweise auf das Bein“ beim Gehen. Es ist zu beachten, dass „Kniegelenkdrehung“, „Anhebewinkel des Beins“ und „Wirkungsweise auf das Bein“ unter Verwendung eines bekannten Berechnungsverfahrens berechnet werden können. Eine Belastung K auf das Knie ist wie in Formel 1 unten definiert, wobei die Variablen „Gewicht“, „Alter“, „VAS“, „Kniegelenkdrehung“, „Anhebewinkel des Beins“ und „Wirkungsweise auf das Bein“ sind. $$\begin{array}{l}\text{K}=\text{a}\times „\text{Gewicht}”+\text{b}\times „\text{Alter}”+\text{c}\times „\text{Kniegelenkdrehung}”+\text{d}\times „\text{Anhebewinkel des}\\ \text{ Beins}”+\text{e}\times „\text{Wirkungsweise auf das Bein}”+\text{f}\times „\text{VAS}”\end{array}$$

  
• Koeffizienten a bis f sind positive Konstanten, die von den jeweiligen Variablen abhängen. Daraus folgt, dass, je größer „Gewicht“, „Alter“, „Kniegelenkdrehung“, „Anhebewinkel des Beins“, „Wirkungsweise auf das Bein“ und „VAS“ sind, desto größer die Belastung K ist.
• In der Regel wird die Belastung K für jeden vorgegebenen Steuerzyklus berechnet und es wird daraus das Mittel genommen. Genauer gesagt, in einem Fall, in dem eine vorbestimmte Zeitspanne T gleich n Steuerzyklen ist, ist die Belastung K der vorbestimmten Zeitspanne T der Mittelwert der Belastungen K für n Zyklen.
• Verfahren zur Berechnung der Gehleistung
• Als ein Ergebnis einer sorgfältigen Forschung durch die vorliegenden Erfinder wurden „Gehgeschwindigkeit“, das „Gehgeschwindigkeitsverhältnis“ und „VAS“, welche die Schmerzintensität des Knies angibt, als Faktoren, welche die Gehleistung beeinflussen, ausgewählt. Die „VAS“ wird als eine Eingabe durch den Benutzer über die Eingabeschnittstelle 230 der elektrischen Behandlungseinrichtung 200 in bestimmten Intervallen eingegeben.
• Die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 verwendet ein Ausgangssignal von dem Beschleunigungssensor 306, um die „Gehgeschwindigkeit“ und das „Gehgeschwindigkeitsverhältnis“ zu berechnen. Das „Gehgeschwindigkeitsverhältnis“ wird wie folgt berechnet. Zum Beispiel wird ein aktueller Zeitpunkt als ta definiert, ein Zeitpunkt, der um ein bestimmtes Intervall vor dem aktuellen Zeitpunkt ta liegt (also ein Zeitpunkt in der Vergangenheit), wird als tb definiert, eine Gehgeschwindigkeit zum aktuellen Zeitpunkt ta wird als V1 definiert, und eine durchschnittliche Gehgeschwindigkeit für die Zeitspanne von dem Zeitpunkt in der Vergangenheit tb bis zum aktuellen Zeitpunkt ta wird als Vav definiert. Die Gehgeschwindigkeit V1 zum aktuellen Zeitpunkt ta wird durch den Mittelwert Vav (= V1/Vav) dividiert, um für einen bestimmten Zeitraum das „Gehgeschwindigkeitsverhältnis“ zu erhalten. Somit nimmt das „Gehgeschwindigkeitsverhältnis“ ab, wenn die „Gehgeschwindigkeit“ eines Benutzers abnimmt.
• Eine Gehleistung wird wie in Formel 2 unten definiert, wobei die Variablen „Gehgeschwindigkeit“, „Gehgeschwindigkeitsverhältnis“ und „VAS“ sind. $$\text{W}=\mathrm{\alpha }\times „\text{Gehgeschwindigkeit}”+\mathrm{\beta }\times „\text{Gehgeschwindigkeitsverh}\ddot{\text{a}}\text{ltnis}”+\mathrm{\gamma }\times „\text{VAS}”$$

  
• Koeffizienten α bis γ sind Konstanten, die von den jeweiligen Variablen abhängen. Die Koeffizienten α, β sind positive Konstanten, und der Koeffizient γ ist eine negative Konstante. Daraus folgt, dass, je höher die „Gehgeschwindigkeit“ und das „Gehgeschwindigkeitsverhältnis“ und je kleiner die „VAS“ ist, desto größer die Gehleistung W ist.
• In der Regel wird die Gehleistung W für jeden vorgegebenen Steuerzyklus berechnet und es wird daraus das Mittel genommen. Genauer gesagt ist die Gehleistung W für die vorbestimmte Zeitspanne T ein Mittelwert der Gehleistung W für n Zyklen.
• Behandlungsverfahren
• Als Nächstes wird ein Behandlungsverfahren der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200 beschrieben. Die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 stellt ein Behandlungsverfahren bereit, das auf Grundlage der berechneten Belastung K und der Gehleistung W, wie oben beschrieben, für den Zustand eines Benutzers geeignet ist. Genauer gesagt regelt die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 die elektrische Stimulationsintensität gemäß der Belastung K und der Gehleistung W für die vorbestimmte Zeitspanne T.
• 4 ist ein Diagramm zur Beschreibung eines Behandlungsverfahrens einer elektrischen Behandlungsvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform. Unter Bezugnahme auf 4 wird die Belastung auf das Knie des Benutzers als jede der Belastungsstufen im Bereich von „Belastungsstufe 1“ bis „Belastungsstufe 3“ je nach der Belastungsmenge K klassifiziert. „Belastungsstufe 1“ bedeutet, dass die Belastung des Knies gering ist, „Belastungsstufe 2“ bedeutet, dass die Belastung relativ groß ist, und „Belastungsstufe 3“ bedeutet, dass die Belastung groß ist.
• Wenn zum Beispiel die Belastung K kleiner als ein Schwellenwert P1 ist, wird die Belastung auf das Knie des Benutzers als „Belastungsstufe 1“ klassifiziert. Wenn die Belastung K gleich oder größer als der Schwellenwert P1, aber kleiner als ein Schwellenwert P2 (welcher größer als der Schwellenwert P1 ist) ist, wird die Belastung als „Belastungsstufe 2“ klassifiziert, und wenn die Belastung K gleich oder größer als der Schwellenwert P2, aber kleiner als ein Schwellenwert P3 (welcher größer als der Schwellenwert P2 ist) ist, wird die Belastung als „Belastungsstufe 3“ klassifiziert.
• Auch die Gehleistung des Benutzers wird als jede der Leistungsstufen im Bereich von „Leistungsstufe 1“ bis „Leistungsstufe 3“ je nach Größe der Gehleistung W klassifiziert. „Leistungsstufe 1“ bedeutet, dass die Gehleistung gering ist, „Leistungsstufe 2“ bedeutet, dass die Gehleistung relativ hoch ist, und „Leistungsstufe 3“ bedeutet, dass die Gehleistung hoch ist.
• Wenn zum Beispiel die Gehleistung W geringer als ein Schwellenwert Q1 ist, wird die Gehleistung des Benutzers als „Leistungsstufe 1“ klassifiziert. Wenn die Gehleistung W gleich oder höher als der Schwellenwert Q1, aber geringer als ein Schwellenwert Q2 (welcher größer als der Schwellenwert Q1 ist) ist, wird die Gehleistung als „Leistungsstufe 2“ klassifiziert, und wenn die Gehleistung W gleich oder höher als der Schwellenwert Q2, aber kleiner als ein Schwellenwert Q3 (welcher größer als der Schwellenwert Q2 ist) ist, wird die Gehleistung als „Leistungsstufe 3“ klassifiziert.
• Wie in 4 veranschaulicht, behält die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 die vorliegende elektrische Stimulationsintensität bei, wenn die „Belastungsstufe“ und die „Leistungsstufe“ gleich sind (zum Beispiel „Belastungsstufe 1“ und „Leistungsstufe 1“). Grund dafür ist, dass es aufgrund der ausgeglichenen Belastung des Knies und der Gehleistung nicht als notwendig erachtet wird, die elektrische Stimulationsintensität zu ändern.
• Wenn die „Leistungsstufe“ eine höhere Stufe als die „Belastungsstufe“ ist (zum Beispiel „Belastungsstufe 1“ und „Leistungsstufe 2“), verringert die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 die aktuelle elektrische Stimulationsintensität (zum Beispiel wird die elektrische Stimulationsintensität um eine vorbestimmte Anzahl von Stufen (zum Beispiel um zwei Stufen) verringert). Grund dafür ist, dass es aufgrund der niedrigen Belastung des Kniebereichs (unter Berücksichtigung der Gehleistung) in Bezug auf die Gehleistung als akzeptabel erachtet wird, die elektrische Stimulationsintensität zu verringern. Dies kann einen verschwenderischen Stromverbrauch verhindern.
• Wenn die „Leistungsstufe“ eine Stufe kleiner als die „Belastungsstufe“ ist (zum Beispiel „Belastungsstufe 2“ und „Leistungsstufe 1“), erhöht die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 die aktuelle elektrische Stimulationsintensität (zum Beispiel wird die elektrische Stimulationsintensität um eine vorbestimmte Anzahl von Stufen (zum Beispiel um zwei Stufen) angehoben). Grund dafür ist, dass es aufgrund der hohen Belastung des Kniebereichs in Bezug auf die Gehleistung als notwendig erachtet wird, die elektrische Stimulationsintensität zu erhöhen.
• Wenn die „Leistungsstufe“ zwei Stufen größer als die „Belastungsstufe“ ist (zum Beispiel „Belastungsstufe 1“ und „Leistungsstufe 3“), verringert die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 die aktuelle elektrische Stimulationsintensität (zum Beispiel wird die elektrische Stimulationsintensität um eine vorbestimmte Anzahl von Stufen (zum Beispiel vier Stufen) verringert). Grund dafür ist, dass es aufgrund der sehr niedrigen Belastung des Kniebereichs in Bezug auf die Gehleistung als akzeptabel erachtet wird, die elektrische Stimulationsintensität zu verringern.
• Wenn die „Leistungsstufe“ zwei Stufen kleiner als die „Belastungsstufe“ ist (zum Beispiel „Belastungsstufe 3“ und „Leistungsstufe 1“), erhöht die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 die aktuelle elektrische Stimulationsintensität (zum Beispiel wird die elektrische Stimulationsintensität um eine vorbestimmte Anzahl von Stufen (zum Beispiel vier Stufen) angehoben). Grund dafür ist, dass es aufgrund der hohen Belastung des Kniebereichs in Bezug auf die Gehleistung als notwendig erachtet wird, die elektrische Stimulationsintensität zu erhöhen und die Behandlung nachhaltig zu unterstützen.
• Wie oben beschrieben, wird die für den aktuellen Zustand des Benutzers geeignete elektrische Behandlung durchgeführt.
• Benachrichtigungsverfahren
• Als nächstes wird ein Benachrichtigungsverfahren der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200 beschrieben. Die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 stellt auf Grundlage der berechneten Belastung K und der Gehleistung W, wie oben beschrieben, ein Benachrichtigungsverfahren bereit, das für die Verfassung des Benutzers geeignet ist. Insbesondere stellt die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 eine Benachrichtigung über einen Gehzustand bereit, der für den Benutzer gemäß der Belastung K und der Gehleistung W für die vorbestimmte Zeitspanne T geeignet ist.
• 5 ist ein Diagramm zur Beschreibung eines Benachrichtigungsverfahrens der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform. Die „Belastungsstufe“ und die „Leistungsstufe“ in 5 sind die gleichen wie in 4, und daher werden detaillierte Beschreibungen davon nicht wiederholt.
• Unter Bezugnahme auf 5 gibt die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 eine Benachrichtigung zur Unterstützung der Beibehaltung des aktuellen Gehzustandes (zum Beispiel „aktuelle Stufe beibehalten“) aus, wenn die „Belastungsstufe“ und die „Leistungsstufe“ gleich sind. Grund dafür ist, dass es bei ausgeglichener Belastung des Knies und Gehleistung nicht notwendig ist, den vorliegenden Gehzustand zu ändern.
• Wenn die „Leistungsstufe“ eine Stufe höher als die „Belastungsstufe“ ist, gibt die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 eine Benachrichtigung aus, die das Gehen fördert (beispielsweise „Gehen Sie ein bisschen weiter“). Grund dafür ist, dass es aufgrund der niedrigen Belastung des Kniebereichs in Bezug auf die Gehleistung als akzeptabel erachtet wird, eine Benachrichtigung auszugeben, die das Gehen weiter fördert.
• Wenn die „Leistungsstufe“ eine Stufe niedriger als die „Belastungsstufe“ ist, gibt die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 eine Benachrichtigung aus, die ein Verringern des Gehens fördert (beispielsweise „Gehen Sie langsamer“). Grund dafür ist, dass es aufgrund der hohen Belastung des Kniebereichs in Bezug auf die Gehleistung als wünschenswert erachtet wird, eine Benachrichtigung auszugeben, etwas langsamer zu gehen.
• Wenn die „Leistungsstufe“ zwei Stufen höher als die „Belastungsstufe“ ist, gibt die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 eine Benachrichtigung aus, die dazu auffordert, etwas weiter zu gehen (beispielsweise „Gehen Sie weiter“). Grund dafür ist, dass es aufgrund der sehr niedrigen Belastung des Kniebereichs in Bezug auf die Gehleistung als akzeptabel erachtet wird, eine Benachrichtigung auszugeben, die dazu auffordert, weiter zu gehen.
• Wenn die „Leistungsstufe“ zwei Stufe niedriger als die „Belastungsstufe“ ist, gibt die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 eine Benachrichtigung aus, die dazu auffordert, nicht mehr weiter zu gehen (beispielsweise „Halten Sie an und ruhen Sie sich aus“). Grund dafür ist, dass es aufgrund der sehr hohen Belastung des Kniebereichs in Bezug auf die Gehleistung als wünschenswert erachtet wird, eine Benachrichtigung auszugeben, die dazu auffordert, unter Berücksichtigung der Belastung des Körpers des Benutzers nicht weiter zu gehen.
• Wie oben beschrieben, ist die ausgegebene Benachrichtigung für den vorliegenden Zustand des Benutzers geeignet.
• Funktionsfähige Konfiguration
• 6 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionsfähige Konfiguration der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 6 schließt die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 als Hauptbestandteile eine Eingabeeinheit 402, eine Informationsempfangseinheit 404, eine Belastungsberechnungseinheit 406, Gehleistungsberechnungseinheit 408, eine Behandlungssteuereinheit 410 und eine Benachrichtigungseinheit 412 ein. Jede dieser Funktionen wird zum Beispiel durch den Prozessor 210 der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200, der ein in dem Arbeitsspeicher 220 gespeichertes Programm ausführt, realisiert. Es ist zu beachten, dass eine oder mehrere oder alle dieser Funktionen konfiguriert sein können, um durch Hardware realisiert zu werden.
• Die Eingabeeinheit 402 empfängt eine Eingabe von Körperinformationen, die sich auf den Körper des Benutzers beziehen. Die Körperinformationen schließen das Benutzergewicht, das Alter und die Schmerzinformationen (zum Beispiel einen „VAS“-Wert) ein, der die Schmerzintensität in dem Kniebereich angibt.
• Die Informationsempfangseinheit 404 empfängt Sensorinformationen, die von einem oder mehreren Sensoren erfasst werden (beispielsweise dem Beschleunigungssensor 306 und dem Winkelgeschwindigkeitssensor 308), die an dem Kniebereich des Benutzers angebracht sind. Die Sensorinformationen schließen Beschleunigungsinformationen (ein Ausgangssignal von dem Beschleunigungssensor 306) und Winkelgeschwindigkeitsinformationen (ein Ausgangssignal von dem Winkelgeschwindigkeitssensor 308) ein.
• Die Belastungsberechnungseinheit 406 berechnet die Belastung des Knies des Benutzers auf Grundlage der Sensorinformationen und der Körperinformationen. Insbesondere berechnet die Belastungsberechnungseinheit 406 die Belastung K gemäß des oben beschriebenen „Belastungsberechnungsverfahrens“. Es ist zu beachten, dass die Belastungsberechnungseinheit 406 die Belastung K nicht unter Verwendung aller oben beschriebenen Faktoren berechnen muss. Zum Beispiel kann die Belastungsberechnungseinheit 406 die Belastung K auf den Kniebereich des Benutzers auf Grundlage der berechneten Kniebereichsgelenkdrehung unter Verwendung von Gewicht, Alter und Winkelgeschwindigkeitsinformationen berechnen.
• Die Gehleistungsberechnungseinheit 408 berechnet die Gehleistung des Benutzers auf Grundlage der Beschleunigungsinformationen und der Schmerzinformationen. Insbesondere berechnet die Gehleistungsberechnungseinheit 408 die Gehleistung W gemäß des oben beschriebenen „Gehleistungsberechnungsverfahrens“. Es ist zu beachten, dass die Gehleistungsberechnungseinheit 408 die Gehleistung W nicht unter Verwendung aller oben beschriebenen Faktoren berechnen muss. Zum Beispiel kann die Gehleistungsberechnungseinheit 408 die Gehleistung W des Benutzers auf Grundlage der unter Verwendung der Beschleunigungsinformationen berechneten Gehgeschwindigkeit und des Gehgeschwindigkeitsverhältnisses berechnen.
• Die Behandlungssteuereinheit 410 führt die Behandlung auf den Kniebereich durch, wobei die an den Elektroden, die in Kontakt mit dem Kniebereich des Benutzers kommen, angewandte Spannung gesteuert wird. Genauer gesagt führt die Behandlungssteuereinheit 410 eine Behandlung auf den Kniebereich mit einer elektrischen Stimulationsintensität durch, die für den Benutzer auf Grundlage der Belastung K und der Gehleistung W geeignet ist. Insbesondere führt die Behandlungssteuereinheit 410 die Behandlung gemäß dem oben beschriebenen „Behandlungsverfahren“ durch.
• Die Behandlungssteuereinheit 410 verringert die elektrische Stimulationsintensität von der Stromstärke zur Ausführung der Behandlung auf den Kniebereich, wenn zum Beispiel die Belastung K kleiner als der Schwellenwert P1 (z. B. „Belastungsstufe 1“) ist und die Gehleistung W gleich oder größer als der Schwellenwert Q1 ist (z. B. „Leistungsstufe 2“ oder „Leistungsstufe 3“). Die Behandlungssteuereinheit 410 erhöht auch die elektrische Stimulationsintensität von der Stromstärke und führt die Behandlung auf dem Kniebereich aus, wenn zum Beispiel die Belastung K gleich oder größer als der Schwellenwert P1 (z. B. „Belastungsstufe 2“ oder „Belastungsstufe 3“) ist und die Gehleistung W kleiner als der Schwellenwert Q1 ist (z. B. „Leistungsstufe 1“).
• Die Benachrichtigungseinheit 412 stellt auf Grundlage der Belastung K und der Gehleistung W eine Benachrichtigung über einen für den Benutzer geeigneten Gehzustand bereit. Genauer gesagt gibt die Benachrichtigungseinheit 412 eine Benachrichtigung gemäß dem oben beschriebenen „Benachrichtigungsverfahren“ aus.
• Die Benachrichtigungseinheit 412 stellt eine Benachrichtigung über Informationen bereit, die das Gehen des Benutzers begünstigen, wenn beispielsweise die Belastung K kleiner als der Schwellenwert P1 ist und die Gehleistung W gleich oder größer als der Schwellenwert Q1 ist. Die Benachrichtigungseinheit 412 stellt auch eine Benachrichtigung über Informationen bereit, die dem Benutzer mitteilen, mit dem Gehen nachzulassen, wenn beispielsweise die Belastung K gleich oder größer als der Schwellenwert P1 ist und die Gehleistung W kleiner als der Schwellenwert Q1 ist. Die Benachrichtigungseinheit 412 kann diese Informationen auf der Anzeige 260 anzeigen oder kann Tonausgaben der Information über den Lautsprecher 262 ausgeben.
• Verarbeitungsablauf
• 7 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsablauf der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Es ist in diesem Fall zu beachten, dass der Benutzer zu Beginn des Prozesses die Pads 270 und die Sensorvorrichtung 20 an dem Kniebereich befestigt hat und geht, während er die Stütze 40 trägt, wie in 1 veranschaulicht. Auch empfängt die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 kontinuierlich Sensorinformationen von der Sensorvorrichtung 20, und darüber hinaus wurden die Körperinformationen von dem Benutzer eingegeben. Auch die elektrische Stimulationsintensität wurde auf einer vorbestimmten Intensitätsstufe eingegeben. In der Regel wird jeder Schritt in 7 durch den Prozessor 210 der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200 ausgeführt.
• Unter Bezugnahme auf 7 berechnet der Prozessor 210 die Belastung K auf Grundlage der Körperinformationen und der Sensorinformationen (Schritt S10). Insbesondere mittelt der Prozessor 210 die Belastungen K von dem aktuellen Zeitpunkt zu einem Zeitpunkt vor dem aktuellen Zeitpunkt durch die vorbestimmte Zeitspanne T und berechnet die Belastung K für die vorbestimmte Zeitspanne T. Der Prozessor 210 berechnet die Gehleistung W auf Grundlage der Beschleunigungsinformationen und der Schmerzinformationen (Schritt S 12). Der Prozessor 210 berechnet die Gehleistung W für die vorbestimmte Zeitspanne T.
• Der Prozessor 210 bestimmt, ob die Belastungsstufe, die der Belastung K entspricht, mit der Leistungsstufe übereinstimmt, die der Gehleistung W entspricht (Schritt S14). Wenn sie übereinstimmen (JA in Schritt S 14), behält der Prozessor 210 die aktuelle elektrische Stimulationsintensität bei (Schritt S16) und beendet die Verarbeitung. Es ist zu beachten, dass der Prozessor 210 eine Benachrichtigung ausgeben kann, die mitteilt, den aktuellen Gehzustand aufrechtzuerhalten.
• Falls sie nicht übereinstimmen (NEIN in Schritt S14), bestimmt der Prozessor 210, ob die Belastung höher als die Leistungsstufe ist (Schritt S 18). Wenn die Belastung höher als die Leistungsstufe ist (JA in Schritt S 18), erhöht der Prozessor 210 die elektrische Stimulationsintensität (Schritt S20) und beendet die Verarbeitung. Es ist zu beachten, dass der Prozessor 210 eine Benachrichtigung ausgeben kann, die eine Nachlassen des Gehens begünstigt.
• Wenn die Belastung niedriger als die Leistungsstufe ist (NEIN in Schritt S18), verringert der Prozessor 210 die elektrische Stimulationsintensität (Schritt S22) und beendet die Verarbeitung. Es ist zu beachten, dass der Prozessor 210 eine Benachrichtigung ausgeben kann, die das Weitergehen begünstigt.
• Vorteile
• Gemäß der ersten Ausführungsform kann der Benutzer eine elektrische Stimulation erhalten, die für den Körperzustand des Benutzers geeignet ist. Es werden auch geeignete Benachrichtigungen zum Gehen an den Benutzer ausgegeben, und dies verringert die Möglichkeit, dass sich der Benutzer das Knie verletzen kann, ohne dies zu merken.
• Zweite Ausführungsform
• Systemkonfiguration
• Eine zweite unten beschriebene Ausführungsform weist eine Konfiguration auf, in der die Endvorrichtung, die elektrische Behandlungsvorrichtung und die Sensorvorrichtung drahtlos miteinander verbunden sind und die elektrische Behandlungsvorrichtung die Behandlung gemäß einer Anweisung von der Endvorrichtung ausführt.
• 8 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Behandlungssystems 1100 gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 8 schließt das Behandlungssystem 1100 eine Endvorrichtung 10, die eine Benutzerendvorrichtung ist, eine elektrische Behandlungsvorrichtung 200A, eine Sensorvorrichtung 20A und ein Netzwerk 50 ein.
• Die elektrische Behandlungsvorrichtung 200A ist kabellos und schließt ein Pad, eine Halterung und einen Hauptkörperabschnitt ein, die als eine einzelne Einheit verwendet werden. Diese Teile werden zusammen verwendet, um die Behandlung auszuführen. Die spezifische Konfiguration der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200A wird später beschrieben.
• Die Endvorrichtung 10 ist beispielsweise ein Smartphone, das ein Touchpanel einschließt. In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Smartphone als typisches Beispiel für die „Endvorrichtung“ verwendet. Die Endvorrichtung kann jedoch eine andere Art von Endvorrichtung, wie ein klappbares Mobiltelefon, eine Tablet-Endvorrichtung, ein Personalcomputer (PC), ein persönlicher Datenassistent (PDA) und dergleichen, sein.
• Das Netzwerk 50 zum Verbinden der Endvorrichtung 10 mit der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200A und der Sensorvorrichtung 20A verwendet ein drahtloses Nahbereichskommunikationssystem, in der Regel Bluetooth (eingetragene Marke) Low Energy (BLE). Somit sind die Endvorrichtung 10, die elektrische Behandlungsvorrichtung 200A und die Sensorvorrichtung 20A BLE-Vorrichtungen, die eine Funktion zur Durchführung der drahtlosen Kommunikation unter Verwendung von BLE aufweisen. Allerdings ist das Netzwerk 50 nicht darauf begrenzt, und ein anderes drahtloses Kommunikationssystem, wie Bluetooth (eingetragene Marke) oder ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN), kann verwendet werden.
• In dem Behandlungssystem 1100 gibt die Endvorrichtung 10 Anweisungen an die damit gekoppelte elektrische Behandlungsvorrichtung 200A über eine auf der Endvorrichtung 10 installierte Anwendung. Die Endvorrichtung 10 zeigt verschiedene Arten von Informationen auf der Anzeige 158 der Endvorrichtung 10 an und benachrichtigt den Benutzer über notwendige Informationen. Zum Beispiel kann die Endvorrichtung 10 Informationen von der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200A auf der Anzeige 158 anzeigen.
• Konfiguration der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200A
• 9 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration einer elektrischen Behandlungsvorrichtung 200A gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht. 10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Hauptkörperabschnitt 4, eine Halterung 3 und ein Pad 2 der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200A gemäß der zweiten Ausführungsform in einem Zustand veranschaulicht, in dem der Hauptkörperabschnitt 4 von der Halterung 3 und dem Pad 2 getrennt ist.
• Unter Bezugnahme auf die 9 und 10 ist die elektrische Behandlungsvorrichtung 200A eine so genannte kabellose Niederfrequenzbehandlungsvorrichtung und schließt das Pad 2, die Halterung 3 und den Hauptkörperabschnitt 4 ein.
• Das Pad 2 weist eine blattähnliche Form auf und ist konfiguriert, um am Körper des Benutzers befestigt zu werden. Eine leitende Schicht 2a ist auf einer Oberfläche des körperseitigen Abschnitts 21 (untere Oberfläche) der äußeren Oberflächen des Pads 2 vorgesehen, die dem Körper zugewandt ist. Das Pad 2 wird unter Verwendung eines leitenden Gels oder dergleichen auf der Haut des Benutzers angebracht und dem Benutzer wird durch die leitende Schicht 2a ein niederfrequenter Impulsstrom zugeführt.
• Unter Bezugnahme auf 9 schließt das Pad 2 einen Befestigungsabschnitt 2X und einen Behandlungsabschnitt 2Y ein. Der Befestigungsabschnitt 2X wird durch die Halterung 3 gehalten. An dem Befestigungsabschnitt 2X werden ein Fensterabschnitt 23 und ein Durchgangsloch 2H bereitgestellt. Auf der Innenseite des Fensterabschnitts 23 ist ein Platzierungsvorsprung 312 der Halterung 3 angeordnet. Durch das Durchgangsloch 2H wird ein Verriegelungsstift 33 der Halterung 3 eingeführt. Der Behandlungsabschnitt 2Y wird sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite des Befestigungsabschnitts 2X bereitgestellt und die leitende Schicht 2a befindet sich freiliegend auf dem Abschnitt 21 des Behandlungsabschnitts 2Y, der dem Körper zugewandt ist.
• Die leitende Schicht 2a befindet sich auch freiliegend auf der dem Hauptkörperabschnitt 4 zugewandten Oberfläche an dem Befestigungsabschnitt 2X und der freiliegende Abschnitt bildet einen Abschnitt 22, welcher der padseitigen Elektrode zugewandt ist. Der padseitige Elektrodenabschnitt 22 ist ausgebildet, um eine elektrische Verbindung mit einem Hauptkörperabschnitt auf der Seite des Elektrodenabschnitts 43 herzustellen, und eine leitende Schicht 2a, die einem Elektrodenabschnitt (beispielsweise einer positiven Elektrode) entspricht, ist an einem Ende des Befestigungsabschnitts 2X freigelegt, und eine leitende Schicht 2a, die einem anderen Elektrodenabschnitt (zum Beispiel einer negativen Elektrode) entspricht, ist an dem anderen Ende des Befestigungsabschnitts 2X freigelegt.
• Unter Bezugnahme auf 10 schließt die Halterung 3 einen Padhalteabschnitt 31 mit einer plattenartigen Form und ein Paar Wandabschnitte 32 ein, die von beiden Enden des das Pad haltenden Abschnitts 31 aufgerichtet sind. Ein Befestigungsabschnitt 2X des Pads 2 ist auf einer Oberseite 311 des Padhalteabschnitts 31 angeordnet. Doppelseitiges Klebeband, Klebstoff, Klebemittel oder dergleichen ist je nach Bedarf zwischen der Oberseite 311 und dem Befestigungsabschnitt 2X angeordnet.
• Der Platzierungsvorsprung 312 ist auf dem Padhalteabschnitt 31 bereitgestellt. Durch Anpassen der inneren Umfangskante des in dem Pad 2 bereitgestellten Fensterabschnitts 23 an den Vorsprungsabschnitt 312 kann das Pad 2 entsprechend der Halterung 3 positioniert werden. Der Verriegelungsstift 33 ist zentral auf dem Padhalteabschnitt 31 angeordnet. Beim Anbringen des Pads 2 an die Halterung 3 wird der Verriegelungsstift 33 in das Durchgangsloch 2H eingeführt.
• Das Pad 2 ist ein Verbrauchsartikel, und das Pad 2 kann abnehmbar am Hauptkörperabschnitt 4 befestigt werden, sodass das Pad 2 ausgetauscht werden kann. In der vorliegenden Ausführungsform hält die Halterung 3 das Pad 2 so, dass die Halterung 3 und das Pad 2 integriert sind, und der Hauptkörperabschnitt 4 ist so konfiguriert, dass er abnehmbar an dem Pad 2 und der Halterung 3 befestigt werden kann. Das Pad 2 kann zusammen mit der Halterung 3 ausgetauscht werden, oder es ist auch möglich, die Halterung 3 bei Bedarf wieder zu verwenden.
• Unter Bezugnahme auf die 9 und 10 schließt der Hauptkörperabschnitt 4 ein Gehäuse 4a mit einer im Wesentlichen rechteckigen Parallelepipedform als äußere Abdeckung ein. Zwischen dem Gehäuse 4a und der Halterung 3 ist ein Führungs-/Einrastabschnitt 5 (9) ausgebildet und der Hauptkörperabschnitt 4 (Gehäuse 4a) ist abnehmbar an der Halterung 3 befestigt. Der Führungs-/Einrastabschnitt 5 schließt einen Vorsprung 51 (10), der auf einer Seitenfläche 41 des Gehäuses 4a ausgebildet ist, und einen Nutabschnitt 52 (10), der in jedem der Wandabschnitte 32 der Halterung 3 ausgebildet ist, ein.
• Unter Bezugnahme auf 9 schließt der Nutabschnitt 52 einen vertikalen Nutabschnitt 521 und einen seitlichen Nutabschnitt 522 ein. Der vertikale Nutabschnitt 521 ist in vertikaler Richtung ausgebildet und öffnet sich nach oben. Der seitliche Nutabschnitt 522 ist in seitlicher Richtung ausgebildet und öffnet sich an beiden Enden. Wenn der Hauptkörperabschnitt 4 an der Halterung 3 befestigt ist, bewegen sich sowohl der Vorsprung 51 als auch der Nutabschnitt 52 in einander zugewandter Richtung näher aneinander und rasten zusammen ein. Durch Drehen und Bewegen des Hauptkörperabschnitts 4 in Bezug auf die Halterung 3 wird die Einrastung zwischen den beiden gelöst und der Hauptkörperabschnitt 4 kann aus der Halterung 3 entfernt werden.
• Da der Hauptkörperabschnitt 4 am Halter 3 befestigt ist, führt der Hauptkörperabschnitt 4 der leitenden Schicht 2a des Pads 2 einen niederfrequenten Pulsstrom zu. Insbesondere schließt der Hauptkörperabschnitt 4 ein Paar dem Hauptkörper zugewandte Elektrodenabschnitte 43, ein Substrat (nicht veranschaulicht), eine elektrische Schaltung (nicht veranschaulicht) und einen Verriegelungsmechanismus (nicht veranschaulicht) ein. Die elektrische Schaltung schließt verschiedene Steuervorrichtungen ein und ist auf der Oberfläche des Substrats installiert.
• Die Steuervorrichtungen schließen einen Prozessor zum Ausführen verschiedener Abläufe, einen Arbeitsspeicher zum Speichern von Programmen, Daten und dergleichen, eine Schnittstelle zur drahtlosen Kommunikation mit verschiedenen Arten von Daten mit der Endvorrichtung 10 und eine Wellenformerzeugungs-/Wellenausgabevorrichtung und dergleichen zum Verstärken der Stromquelleneinheit und zum Erzeugen und Ausgeben eines niederfrequenten Impulsstroms (Behandlungsstroms) ein.
• Das Substrat, die elektrische Schaltung und der Verriegelungsmechanismus sind im Inneren des Hauptkörperabschnitts 4 (Gehäuse 4a) bereitgestellt. Eine Stromquelle (nicht veranschaulicht), wie eine Batterie, ist ebenfalls im Inneren des Hauptkörperabschnitts 4 (Gehäuse 4a) bereitgestellt. Ein Anzeigeabschnitt (nicht veranschaulicht) wie ein Schalter 48s, eine Leuchtdiode (LED) und eine Taste (nicht veranschaulicht) sind auf der Außenseite des Gehäuses 4a bereitgestellt.
• In einem Zustand, in dem der Hauptkörperabschnitt 4 an der Halterung 3 angebracht ist, stößt ein Endabschnitt des dem Hauptkörperabschnitt zugewandten Elektrodenabschnitts 43 an den padseitigen Elektrodenabschnitt 22. Somit sind der dem Hauptkörperabschnitt zugewandte Elektrodenabschnitt 43 und der padseitige Elektrodenabschnitt 22 elektrisch verbunden, wodurch die elektrische Schaltung einen Niederfrequenzimpulsstrom an dem padseitigen Elektrodenabschnitt 22 zuführen kann.
• Konfiguration der Endvorrichtung 10
• 11 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Hardwarekonfiguration der Endvorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 11 schließt die Endvorrichtung 10 als Hauptkomponenten einen Prozessor 152, einen Arbeitsspeicher 154, eine Eingangsvorrichtung 156, eine Anzeige 158, eine drahtlose Kommunikationseinheit 160, eine Speicherschnittstelle (I/F) 164, eine Kommunikationsschnittstelle (I/F) 166, einen Lautsprecher 168 und ein Mikrofon 170 ein.
• Der Prozessor 152 kann in der Regel eine Arithmetikverarbeitungseinheit wie eine Zentraleinheit (CPU) oder eine Multiprozessoreinheit (MPU) sein. Der Arbeitsspeicher 154 wird durch einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Flash-Speicher und dergleichen realisiert.
• Die Eingangsvorrichtung 156 empfängt eine Ablaufeingabe an der Endvorrichtung 10. In der Regel ist die Eingabevorrichtung 156 durch ein Touchpanel realisiert. Das Touchpanel ist auf der Anzeige 158, die als Anzeigeabschnitt dient, bereitgestellt und ist beispielsweise elektrostatisch kapazitiv. Das Touchpanel erfasst Berührungsvorgänge auf dem Touchpanel durch einen externen Gegenstand in vorbestimmten Zeitintervallen und gibt Berührungskoordinaten in den Prozessor 152 ein. Die Eingabevorrichtung 156 kann jedoch ein Knopf oder dergleichen sein.
• Die drahtlose Kommunikationseinheit 160 verbindet sich mit einem mobilen Kommunikationsnetz über die Antenne 162 und überträgt und empfängt Signale zur drahtlosen Kommunikation. Dementsprechend kann die Endvorrichtung 10 mit anderen Kommunikationsvorrichtungen über ein Mobilkommunikationsnetz, wie Long Term Evolution (LTE), kommunizieren.
• Die Arbeitsspeicherschnittstelle 164 liest Daten von einem externen Speichermedium 165. Der Prozessor 152 liest die Daten, die in dem Speichermedium 165 gespeichert sind, über die Arbeitsspeicherschnittstelle 164 und speichert die Daten in dem Arbeitsspeicher 154. Der Prozessor 152 liest die Daten aus dem Arbeitsspeicher 154 und speichert die Daten in dem externen Speichermedium 165 über die Arbeitsspeicherschnittstelle 164.
• Das Speichermedium 165 kann auch eine Compact Disc (CD), eine Digital Versatile Disc (DVD), Blue-ray-Disc (eingetragene Marke) (BD), ein USB-Speicher (USB), eine SD-Speicherkarte (Secure Digital Memory Card) und dergleichen sein, die Programme nicht flüchtig speichern.
• Die Kommunikationsschnittstelle (I/F) 166 ist eine Kommunikationsschnittstelle zum Austausch verschiedener Daten zwischen der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200A und der Sensorvorrichtung 20A und ist durch einen Adapter, einen Steckverbinder oder dergleichen realisiert. Als Kommunikationsverfahren können beispielsweise ein drahtloses Kommunikationsverfahren wie Bluetooth Low Energy (eingetragene Marke) (BLE), WLAN und dergleichen verwendet werden.
• Der Lautsprecher 168 wandelt ein Audiosignal von dem Prozessor 152 in Sprache um und gibt dieses an die Außenseite der Endvorrichtung 10 aus. Das Mikrophon 170 empfängt eine Audioeingabe für die Endvorrichtung 10 und stellt dem Prozessor 152 ein Audiosignal bereit, das der Audioeingabe entspricht.
• Funktionsfähige Konfiguration
• Die Endvorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform weist die Funktionen auf, die jenen der Eingabeeinheit 402, der Informationsempfangseinheit 404, der Belastungsberechnungseinheit 406, der Gehleistungsberechnungseinheit 408 und der Benachrichtigungseinheit 412 entsprechen, neben in 6 veranschaulichten konfigurierbaren Funktionen der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200.
• Die Endvorrichtung 10 schließt ferner eine Bestimmungseinheit ein, die eine elektrische Stimulationsintensität bestimmt, die auf Grundlage der Belastung K und der Gehleistung W für den Benutzer geeignet ist. Das Verfahren zur Bestimmung der elektrischen Stimulationsintensität ist ähnlich zu dem oben beschriebenen „Behandlungsverfahren“. Beispielsweise bestimmt die Bestimmungseinheit, dass die aktuelle elektrische Stimulationsintensität aufrechterhalten wird, wenn die „Belastungsstufe“ und die „Leistungsstufe“ gleich sind. Wenn die „Leistungsstufe“ größer als die „Belastungsstufe“ ist, bestimmt die Bestimmungseinheit, die elektrische Stimulationsintensität zu verringern. Wenn die „Leistungsstufe“ kleiner als die „Belastungsstufe“ ist, bestimmt die Bestimmungseinheit, die elektrische Stimulationsintensität zu erhöhen.
• Die Endvorrichtung 10 schließt ferner eine Anweisungseinheit ein, die der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200A eine Anweisung bereitstellt, die Behandlung auf den Kniebereich gemäß der bestimmten elektrischen Stimulationsintensität durchzuführen. Die elektrische Behandlungsvorrichtung 200A führt die Behandlung auf den Kniebereich mit einer elektrischen Stimulationsintensität gemäß einer Anweisung von der Anweisungseinheit aus.
• Vorteile
• Gemäß der zweiten Ausführungsform können Vorteile erreicht werden, die denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind.
• Andere Ausführungsformen
1. (1) In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wurde eine Konfiguration beschrieben, bei der die elektrische Behandlungsvorrichtung eine elektrische Behandlung ausführt und auf Grundlage der Belastung K und der Gehleistung Weine Benachrichtigung für den Benutzer ausgibt, aber keine solche Einschränkung ist beabsichtigt. Die elektrische Behandlungsvorrichtung muss keine Behandlung durchführen und kann eine Benachrichtigung über einen Gehzustand für den Benutzer gemäß der Belastung K und der Gehleistung W bereitstellen. In diesem Fall weist die elektronische Vorrichtung alle funktionsfähigen Konfigurationen der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200 in 6 auf, mit Ausnahme der Behandlungssteuereinheit 410.
2. (2) In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wurde eine Konfiguration beschrieben, bei der die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 und die Sensorvorrichtung 20 getrennte Vorrichtungen sind. Eine solche Einschränkung ist jedoch nicht beabsichtigt, und die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 kann alle Sensoren einschließen. In diesem Fall ist zum Beispiel die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 über eine elektrische Leitung oder dergleichen direkt mit jedem Sensor elektrisch verbunden.
3. (3) In den oben beschriebenen Ausführungsformen werden die Begriffe „Gewicht“, „Alter“, „VAS“, „Kniegelenkdrehung“, „Anhebewinkel des Beins“ und „Wirkungsweise auf das Bein“ als Faktoren ausgewählt, die das Knie betreffen, aber die Faktoren sind nicht auf diese Faktoren beschränkt. Zum Beispiel kann die Belastung K weiter berechnet werden, indem „Gehzeit“, „Schwerpunkt“, „Biegungsgrad des Beins“, „Körpertemperatur“ und „Ermüdung“ Berücksichtigung finden.
• Die „Gehzeit“ wird als die verstrichene Zeit ab der Startzeit des Gehens unter Verwendung einer Zeitsteuerungsfunktion (Timer-Funktion) gemessen, die in der elektrischen Behandlungsvorrichtung 200 eingeschlossen ist. Die Startzeit des Gehens erfolgt zum Beispiel zu einem Zeitpunkt, wenn der Benutzer eine Starttaste zum Gehen über die Eingabeschnittstelle 230 drückt. Der „Schwerpunkt“ wird als ein Verhältnis zwischen einem Druckwert von einem Drucksensor, der an der Sohle eines Fußes angebracht ist, und einem Druckwert von einem Drucksensor, der an der Sohle des anderen Fußes angebracht ist, berechnet. Der „Beugewinkel des Beins“ ist ein Wert, der durch einen Beugeerfassungssensor erfasst wird, der an der Rückseite des Knies angebracht ist. Die „Körpertemperatur“ wird durch einen Temperaturfühler erfasst, der an einer beliebigen Stelle auf dem Körper des Benutzers angebracht ist. Die „Ermüdung“ ist die Stufe der arteriellen Sauerstoffsättigung, die durch ein Pulsoximeter erfasst wird. In diesem Fall ist die elektrische Behandlungsvorrichtung 200 elektrisch mit jedem der Drucksensoren, dem Beugeerfassungssensor, dem Temperaturfühler und dem Pulsoximeter verbunden oder ist dazu konfiguriert, in der Lage zu sein, mit diesen zu kommunizieren.
• Die Belastung K ist wie in Formel (3) unten definiert. $$\begin{array}{l}\text{K}=\text{a}\times „\text{Gewicht}”+\text{b}\times „\text{Alter}”+\text{c}\times „\text{Kniegelenkdrehung}”+\text{d}\times „\text{Ahhebewinkel des beins}”\\ +\text{e}\times „\text{Wirkungsweise auf das Bein}”+\text{f}\times „\text{VAS}”+\text{g}\times „\text{Gehzeit}”+\text{h}\times „\text{Schwerpunkt}”+\text{i}\times \\ „\text{Beugewinkel des Beins}”+\text{j}\times „\text{K}\ddot{\text{o}}\text{rpertemperatur}”+\text{k}\times „\text{Ermudung}”\end{array}$$

  
• Die Koeffizienten a bis k sind Konstanten, die von jeweiligen Variablen abhängen. Die Koeffizienten a bis j sind positive Konstanten, und der Koeffizient k ist eine negative Konstante.
• (4) In den oben beschriebenen Ausführungsformen kann ein Programm bereitgestellt werden, das einen Computer veranlasst, Steuerungsabläufe wie in den oben beschriebenen Flussdiagrammen zu bewirken und auszuführen. Dieses Programm kann auch als ein Programmprodukt bereitgestellt werden, das auf einem nicht temporären computerlesbaren Aufzeichnungsmedium gespeichert ist, wie einer Diskette, einem Compact Disc Read Only Memory (CD), einer sekundären Speichervorrichtung, einer Hauptspeichervorrichtung, einer Speicherkarte und dergleichen, die an einem Computer angebracht sind. Alternativ kann ein Programm bereitgestellt werden, das auf einem Aufzeichnungsmedium wie einer Festplatte gespeichert ist, die in einen Computer eingebaut ist. Das Programm kann auch über ein Netzwerk heruntergeladen werden.
• Mit dem Programm können erforderliche Module unter Programmmodulen, die als Teil des Computerbetriebssystems (OS) bereitgestellt sind, in einer vorbestimmten Sequenz zu einem vorbestimmten Zeitpunkt aufgerufen werden, um die Verarbeitung auszuführen. In diesem Fall sind die oben beschriebenen Module nicht in dem Programm selbst eingeschlossen, und der Vorgang wird im Rahmen von OS ausgeführt. Programme, die solche Module nicht einschließen, können ebenfalls in dem Programm gemäß der vorliegenden Ausführungsform eingeschlossen sein.
• Zusätzlich kann das Programm gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einen Teil eines anderen Programms integriert bereitgestellt werden. Auch in diesem Fall sind die Module, die in den anderen vorstehend beschriebenen Programmen eingeschlossen sind, nicht in dem Programm selbst eingeschlossen, und der Vorgang wird im Zusammenwirken mit den anderen Programmen ausgeführt. Programme, die in diesen anderen Programmen eingeschlossen sind, können ebenfalls in dem Programm gemäß der vorliegenden Ausführungsform eingeschlossen sein.
• (5) Die Konfiguration, die als ein Beispiel der oben beschriebenen Ausführungsform angegeben ist, ist eine beispielhafte Konfiguration der vorliegenden Erfindung. Die Konfiguration kann mit anderen bekannten Technologien kombiniert werden und Teile davon können innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung weggelassen oder modifiziert werden. Ferner können die Abläufe und Konfigurationen anderer Ausführungsformen verwendet werden, wie es für die oben beschriebenen Ausführungsformen geeignet erscheint.
• Die hierin beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht veranschaulichend und sollen keine Einschränkungen darstellen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die obigen Beschreibungen angegeben, sondern durch die Ansprüche und er schließt alle Bedeutungen ein, die dem Schutzumfang und den Änderungen innerhalb des Schutzumfangs gleichwertig sind.
• LISTE DER BEZUGSZEICHEN

2, 270

Pad

2H

Durchgangsloch

2X

Befestigungsabschnitt

2Y

Behandlungsabschnitt

2a

Leitende Schicht

3

Halter

4

Körperabschnitt

4a

Gehäuse

5

Führungs-/Einrastabschnitt

10

Endvorrichtung

20,

20A Sensorvorrichtung

21

dem Körper zugewandter Abschnitt

22

padseitiger Elektrodenabschnitt

23

Fensterabschnitt

31

Padhalteabschnitt

32

Wandabschnitt

33

Verriegelungsstift

40

Stütze

41

Seitenfläche

43

dem Elektrodenabschnitt zugewandter Hauptkörperabschnitt

48s

Schalter

50

Netzwerk

51

Vorsprung

52

Nutabschnitt

152, 210, 302

Prozessor

154, 220, 304

Speicher

156

Eingabevorrichtung

158, 260

Anzeige

160

drahtlose Kommunikationseinheit

162

Kommunikationsantenne

164

Arbeitsspeicherschnittstelle

165

Speichermedium

168, 262

Lautsprecher

170

Mikrofon

200, 200A

elektrische Behandlungsvorrichtung

205

Steuervorrichtung

230

Eingabeschnittstelle

238

Einstellknopf

240

Stromquelleneinheit

250

Wellenformerzeugungs-/Wellenformausgabevorrichtung

280

Kabel

290

elektrische Leitung

306

Beschleunigungssensor

308

Winkelgeschwindigkeitssensor

310

Speicherzelle

311

Oberseite

312

Platzierungsvorsprung

402

Eingabeeinheit

404

Informationsempfangseinheit

406

Belastungsberechnungseinheit

408

Gehleistungsberechnungseinheit

410

Behandlungssteuereinheit

412

Benachrichtigungseinheit

521

vertikaler Nutabschnitt

522

seitlicher Nutabschnitt

1000, 1100

Behandlungssystem

S10

Belastung berechnen

S12

Gehleistung Berechnen

S14

Belastungsstufe = Leistungsstufe?

S16

Beibehalten

S18

Belastungsstufe > Leistungsstufe?

S20

Erhöhen

S22

Verringern

Claims (10)

1. Elektrische Behandlungsvorrichtung (200, 200A), umfassend: eine Eingabeeinheit (402), die eine Eingabe von Körperinformationen, die sich auf einen Körper eines Benutzers beziehen, empfängt; eine Belastungsberechnungseinheit (406), die eine Belastung auf einen Kniebereich des Benutzers auf der Grundlage von Sensorinformationen und den Körperinformationen berechnet, wobei die Sensorinformationen durch einen oder mehrere Sensoren erfasst werden, die an dem Kniebereich des Benutzers angebracht sind; eine Gehleistungsberechnungseinheit (408), die eine Gehleistung des Benutzers auf der Grundlage von mindestens einer durch einen Beschleunigungssensor erfassten Beschleunigungsinformation berechnet, wobei der Beschleunigungssensor einer des einen oder der mehreren Sensoren ist; und eine Behandlungssteuereinheit (410), die eine Spannung auf eine Vielzahl von Elektroden anwendet, die in Kontakt mit dem Kniebereich des Benutzers kommen, um die Behandlung auf den Kniebereich durchzuführen, wobei die Behandlungssteuereinheit (410) eine Behandlung auf den Kniebereich mit einer elektrischen Stimulationsintensität durchführt, die für den Benutzer auf Grundlage der Belastung und der Gehleistung geeignet ist.
2. Elektrische Behandlungsvorrichtung (200, 200A) gemäß Anspruch 1, wobei die Körperinformationen Schmerzinformationen umfassen, die eine Schmerzstärke in dem Kniebereich des Benutzers anzeigen; und die Gehleistungsberechnungseinheit (408) eine Gehgeschwindigkeit und ein Gehgeschwindigkeitsverhältnis des Benutzers auf Grundlage der Beschleunigungsinformationen berechnet und eine Gehleistung des Benutzers auf Grundlage der Gehgeschwindigkeit, des Gehgeschwindigkeitsverhältnisses und der Schmerzinformationen berechnet.
3. Elektrische Behandlungsvorrichtung (200, 200A) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Behandlungssteuereinheit (410) die elektrische Stimulationsintensität von einer Stromstärke verringert, um eine Behandlung auf den Kniebereich durchzuführen, wenn die Belastung kleiner als ein erster Schwellenwert ist und die Gehleistung gleich oder größer als ein erster Leistungsschwellenwert ist.
4. Elektrische Behandlungsvorrichtung (200, 200A) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Behandlungssteuereinheit (410) die elektrische Stimulationsintensität von einer Stromstärke erhöht, um eine Behandlung auf den Kniebereich durchzuführen, wenn die Belastung gleich oder größer als ein erster Schwellenwert ist und die Gehleistung kleiner als ein erster Leistungsschwellenwert ist.
5. Elektrische Behandlungsvorrichtung (200, 200A) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Körperinformationen ein Gewicht und ein Alter des Benutzers umfassen; die Sensorinformationen ferner Winkelgeschwindigkeitsinformationen umfassen, die durch einen Winkelgeschwindigkeitssensor (308) erfasst werden, wobei der Winkelgeschwindigkeitssensor (308) einer des einen oder der mehreren Sensoren ist; und die Belastungsberechnungseinheit (406) eine Gelenkdrehung im Kniebereich unter Verwendung der Winkelgeschwindigkeit berechnet und eine Belastung auf den Kniebereich des Benutzers auf Grundlage des Gewichts, des Alters und der Gelenkdrehung im Kniebereich berechnet.
6. Elektrische Behandlungsvorrichtung (200, 200A) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend eine Benachrichtigungseinheit (412), die eine Benachrichtigung über einen für den Benutzer geeigneten Gehzustand auf Grundlage der Belastung und der Gehleistung bereitstellt.
7. Elektrische Behandlungsvorrichtung (200, 200A) gemäß Anspruch 6, wobei die Benachrichtigungseinheit (412) eine Benachrichtigung über Informationen zur Begünstigung des Gehens an den Benutzer bereitstellt, wenn die Belastung kleiner als ein erster Schwellenwert und die Gehleistung gleich oder größer als ein erster Leistungsschwellenwert ist.
8. Elektrische Behandlungsvorrichtung (200, 200A) gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die Benachrichtigungseinheit (412) dem Benutzer eine Benachrichtigung über Informationen zur Begünstigung des Nachlassens des Gehens bereitstellt, wenn die Belastung gleich oder größer als ein erster Schwellenwert ist und die Gehleistung geringer als der erste Leistungsschwellenwert ist.
9. Elektronische Vorrichtung, umfassend: eine Eingabeeinheit (402), die eine Eingabe von Körperinformationen, die sich auf einen Körper eines Benutzers beziehen, empfängt; eine Belastungsberechnungseinheit (406), die eine Belastung auf einen Kniebereich des Benutzers auf der Grundlage von Sensorinformationen und den Körperinformationen berechnet, wobei die Sensorinformationen durch einen oder mehrere Sensoren erfasst werden, die an dem Kniebereich des Benutzers angebracht sind; eine Gehleistungsberechnungseinheit (408), die eine Gehleistung des Benutzers auf der Grundlage von mindestens einer durch einen Beschleunigungssensor (306) erfassten Beschleunigungsinformation berechnet, wobei der Beschleunigungssensor einer des einen oder der mehreren Sensoren ist; und eine Benachrichtigungseinheit (412), die eine Benachrichtigung über einen Gehzustand bereitstellt, der für den Benutzer auf Grundlage der Belastung und der Gehleistung geeignet ist.
10. Endvorrichtung (10), umfassend: eine Eingabeeinheit (402), die eine Eingabe von Körperinformationen, die sich auf einen Körper eines Benutzers beziehen, empfängt; eine Belastungsberechnungseinheit (406), die eine Belastung auf einen Kniebereich des Benutzers auf der Grundlage von Sensorinformationen und den Körperinformationen berechnet, wobei die Sensorinformationen durch einen oder mehrere Sensoren erfasst werden, die an dem Kniebereich des Benutzers angebracht sind; eine Gehleistungsberechnungseinheit (408), die eine Gehleistung des Benutzers auf der Grundlage von mindestens einer durch einen Beschleunigungssensor (306) erfassten Beschleunigungsinformation berechnet, wobei der Beschleunigungssensor (306) einer des einen oder der mehreren Sensoren ist; eine Bestimmungseinheit, die eine für den Benutzer geeignete elektrische Stimulationsintensität auf Grundlage der Belastung und der Gehleistung bestimmt; und eine Anweisungseinheit, die einer elektrischen Behandlungsvorrichtung (200, 200A) eine Anweisung zum Durchführen einer Behandlung auf den Kniebereich gemäß der bestimmten elektrischen Stimulationsintensität bereitstellt, die eine Spannung steuert, die an mehrere Elektroden angewandt wird, die mit dem Kniebereich des Benutzers in Kontakt kommen, um eine Behandlung auf dem Kniebereich durchzuführen.

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