JP2003126272A - Percutaneous neuromuscle stimulation instrument - Google Patents

Percutaneous neuromuscle stimulation instrument

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JP2003126272A
JP2003126272A JP2001329376A JP2001329376A JP2003126272A JP 2003126272 A JP2003126272 A JP 2003126272A JP 2001329376 A JP2001329376 A JP 2001329376A JP 2001329376 A JP2001329376 A JP 2001329376A JP 2003126272 A JP2003126272 A JP 2003126272A
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JP
Japan
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stimulation
frequency
percutaneous
stimulus
stimulator
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Application number
JP2001329376A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasunobu Handa
康延 半田
Nozomi Hoshimiya
望 星宮
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Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Japan Science and Technology Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a percutaneous neuromuscle stimulation instrument capable of accurately percutaneously electrically stimulating the peripheral motorial nerves, contracting human skeletal muscles. SOLUTION: In a computer-controlled electric stimulator percutaneously electrically stimulating the peripheral motor nerves through surface electrodes pasted to the surface of the skin of a user, and contracting the skeletal muscles, an output waveform that gradually increases the strength of stimulation by amplitude modulation at a minimum stimulation frequency and increases the stimulation frequency while retaining a fixed value when a prescribed stimulation strength is reached at the start of motor nerve stimulation, and gradually decreases the strength of stimulation by amplitude and frequency modulation when prescribed time of the prescribed stimulation strength is reached at the start of motor nerve stimulation is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、利用者の皮膚表面
上に貼った表面電極を介して、経皮的に末梢性運動神経
を電気刺激し、ヒトの骨格筋を収縮させる経皮式神経筋
刺激装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a percutaneous nerve for percutaneously electrically stimulating peripheral motor nerves and contracting human skeletal muscles via a surface electrode attached on the skin surface of a user. The present invention relates to a muscle stimulator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
FES(機能的電気刺激:Functional El
ectrical Stimulation)とよばれ
る、単なる低周波数のパルスを利用者の患部に印加する
ようにしたものがあった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique in such a field,
FES (Functional Electrical Stimulation: Functional El
There has been a so-called electrical stimulation) in which a simple low-frequency pulse is applied to the affected area of the user.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のFESは、単なる低周波数のパルスを利用者の
患部に印加するのみであり、経皮的に末梢性運動神経を
電気刺激し、ヒトの骨格筋を収縮させるには格別の効果
は期待できないものであった。
However, the above-mentioned conventional FES merely applies a low-frequency pulse to the affected part of the user, and percutaneously electrically stimulates the peripheral motor nerves. No special effect could be expected to contract skeletal muscle.

【0004】本発明は、上記状況に鑑みて、的確に経皮
的に末梢性運動神経を電気刺激し、ヒトの骨格筋を収縮
させることができる経皮式神経筋刺激装置を提供するこ
とを目的とする。
In view of the above situation, the present invention provides a percutaneous neuromuscular stimulator capable of appropriately percutaneously electrically stimulating peripheral motor nerves to contract human skeletal muscle. To aim.

【0005】[0005]

【発明を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔1〕利用者の皮膚表面上に貼った表面電極を介して、
経皮的に末梢性運動神経を電気刺激し、ヒトの骨格筋を
収縮させるコンピュータ制御式電気刺激装置において、
運動神経刺激の立ち上がりにおいて、最低の刺激周波数
で振幅変調による刺激強度を漸次増大させ、所定刺激強
度に達すると一定値を保ちながら刺激周波数を上げ、所
定刺激強度の所定時間に達すると、運動神経刺激の立ち
下げにおいて、振幅・周波数変調により刺激強度を漸次
減少させる出力波形を得ることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides [1] a surface electrode attached on the skin surface of a user,
In a computer-controlled electrical stimulator that electrically stimulates peripheral motor nerves percutaneously and contracts human skeletal muscle,
At the start of motor nerve stimulation, the stimulus intensity by amplitude modulation is gradually increased at the lowest stimulus frequency, the stimulus frequency is increased while maintaining a constant value when the predetermined stimulus intensity is reached, and when the predetermined time of the predetermined stimulus intensity is reached, the motor nerve is It is characterized by obtaining an output waveform that gradually reduces the stimulation intensity by amplitude / frequency modulation when the stimulation is stopped.

【0006】〔2〕上記〔1〕記載の経皮式神経筋刺激
装置において、前記刺激周波数は、刺激波列の立ち上が
りは、20Hz前後の低い周波数領域の繰り返し刺激か
ら始まり最高80Hzまでの繰り返し刺激まで変調させ
ることを特徴とする。
[2] In the percutaneous neuromuscular stimulator according to the above [1], the stimulating frequency is such that the rising of the stimulating wave train starts from repetitive stimulation in a low frequency region around 20 Hz and up to 80 Hz. It is characterized by modulating up to.

【0007】〔3〕利用者の皮膚表面上に貼った表面電
極を介して、経皮的に末梢性運動神経を電気刺激し、ヒ
トの骨格筋を収縮させるコンピュータ制御式電気刺激装
置において、運動神経刺激の立ち上がりにおいて、最低
の刺激周波数で振幅変調による刺激強度を漸次増大と、
周波数低減変調を併用させ、所定刺激強度に達すると一
定値を保ちながら刺激周波数を上げ、所定時間継続させ
る出力波形を得ることを特徴とする。
[3] In a computer-controlled electric stimulator that electrically stimulates peripheral motor nerves percutaneously through surface electrodes pasted on the skin surface of a user to contract human skeletal muscle, At the start of nerve stimulation, the stimulation intensity by amplitude modulation is gradually increased at the lowest stimulation frequency,
It is characterized in that frequency reduction modulation is also used in combination, and when a predetermined stimulus intensity is reached, the stimulus frequency is raised while maintaining a constant value to obtain an output waveform that continues for a predetermined time.

【0008】〔4〕利用者の皮膚表面上に貼った表面電
極を介して、経皮的に末梢性運動神経を電気刺激し、ヒ
トの骨格筋を収縮させるコンピュータ制御式電気刺激装
置において、パルス幅0.2msec〜0.5mse
c、基本周波数は1Hz〜100Hzまでの双極性矩形
波であって、群波形として1kHzから数10kHzま
でのサイン波あるいは三角波によるバースト波を0.2
msec〜0.5msec間、その繰り返し周期を1s
ecから10msecで選択して出力波形を得ることを
特徴とする。
[4] In a computer-controlled electrical stimulator for percutaneously electrically stimulating peripheral motor nerves and contracting human skeletal muscles via a surface electrode attached on the skin surface of a user, a pulse is applied. Width 0.2msec ~ 0.5mse
c, a fundamental frequency is a bipolar rectangular wave of 1 Hz to 100 Hz, and a sine wave or triangular burst wave of 1 kHz to several tens of kHz as a group waveform is 0.2
From msec to 0.5msec, repeat cycle is 1s
It is characterized in that the output waveform is obtained by selecting in 10 msec from ec.

【0009】〔5〕上記〔1〕、〔2〕又は〔4〕記載
の経皮式神経筋刺激装置において、各刺激チャンネルの
刺激強度は時間軸上あるいはコンピュータ制御装置のメ
モリーアドレス上自由に設定できることを特徴とする。
[5] In the percutaneous neuromuscular stimulator according to the above [1], [2] or [4], the stimulus intensity of each stimulus channel is freely set on the time axis or on the memory address of the computer controller. It is characterized by being able to do it.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below.

【0011】経皮式電気刺激では、皮膚表面を介して電
気刺激が運動神経に与えられるため、刺激部皮膚の不快
感、疼痛が生じやすい。
In the transcutaneous electrical stimulation, since the electrical stimulation is applied to the motor nerve via the skin surface, discomfort and pain of the skin at the stimulation site are likely to occur.

【0012】そこで、本発明の経皮式神経筋刺激装置で
は、刺激周波数が高いほど皮膚抵抗が小さくなることを
利用して、1kHzから10kHzまでの中周波数領域
のサイン波や三角波を一定幅でバースト状(群波形)に
し、これを繰り返し周波数1Hz〜100Hz(以下、
基本刺激周波数と呼ぶ)で出力する装置とした。
Therefore, in the percutaneous neuromuscular stimulator of the present invention, the fact that the higher the stimulation frequency is, the smaller the skin resistance is, so that the sine wave and the triangular wave in the medium frequency range from 1 kHz to 10 kHz are kept constant. Burst (group waveform), and this is repeated frequency 1Hz ~ 100Hz (hereinafter,
It is a device that outputs at a basic stimulus frequency).

【0013】これによって、刺激強度が小さくても刺激
が深部の運動神経に達し、より痛みや不快感の少ない経
皮刺激が可能となる。
As a result, even if the stimulus intensity is low, the stimulus reaches deep motor nerves, and transcutaneous stimulus with less pain and discomfort becomes possible.

【0014】通常生体では、運動神経は細い神経線維か
ら太い神経線維と順次興奮し、それに伴って、筋肉も細
い筋線維から太い筋線維と順次収縮する(漸増現象)。
In a normal living body, motor nerves are sequentially excited from thin nerve fibers to thick nerve fibers, and accordingly, muscles are also contracted sequentially from thin muscle fibers to thick muscle fibers (gradual increase phenomenon).

【0015】一方、振幅変調もしくはパルス幅変調方式
の電気刺激による骨格筋収縮制御では、刺激強度を上げ
るに従って直径の太い神経線維から細い神経線維と興奮
し、筋肉もそれによって太い筋線維から細い筋線維と収
縮する逆漸増現象が生じる。
On the other hand, in skeletal muscle contraction control by amplitude-modulation or pulse-width-modulation electrical stimulation, as the stimulation strength is increased, the nerve fibers with a larger diameter excite from the smaller nerve fibers, and the muscles are thereby changed from the thicker muscle fibers to the thinner muscle. An inverse recruitment phenomenon occurs in which fibers contract.

【0016】このため、電気刺激強度を少し変えただけ
でも急峻な筋収縮が生じ、筋収縮の制御性に難点がある
とともに、対象者は筋収縮時の不快感や痛みを訴えるこ
ともしばしば見られる。しかし、刺激強度を一定にして
周波数変調方式で電気刺激すると刺激強度と収縮力の関
係は直線的となり、刺激周波数の増加に伴って緩やかな
筋収縮が得られる。
For this reason, even a slight change in the electrical stimulation intensity causes a sharp muscle contraction, and there is a problem in the controllability of the muscle contraction, and the subject often complains of discomfort or pain during muscle contraction. To be However, when the stimulation intensity is kept constant and the electrical stimulation is performed by the frequency modulation method, the relationship between the stimulation intensity and the contraction force becomes linear, and a gentle muscle contraction is obtained as the stimulation frequency increases.

【0017】そこで、本発明では、方式1として、刺激
開始時最も低い周波数の刺激強度を徐々に上げ、必要な
筋収縮を得た後一定刺激強度で刺激周波数を一定周波数
に至るまで徐々に上げる方式を採用した。
Therefore, in the present invention, as method 1, the stimulation intensity of the lowest frequency is gradually increased at the start of stimulation, and after the necessary muscle contraction is obtained, the stimulation frequency is gradually increased until it reaches a constant frequency with a constant stimulation intensity. Adopted the method.

【0018】また、方式2として、刺激の最初の立ち上
がりは高い周波数から低い周波数へと漸減させる間振幅
を漸増させ、一定の刺激振幅に至った段階で再度刺激周
波数を上げる方式も、筋収縮の非線形性を改善する上で
有効である。
As the method 2, the first rising of the stimulus gradually increases the amplitude while gradually decreasing from the high frequency to the low frequency, and when the stimulus amplitude reaches a constant value, the stimulus frequency is increased again. It is effective in improving non-linearity.

【0019】これらの方式によって、皮膚の痛みや不快
感だけでなく筋収縮に伴う痛みを極力抑えて、滑らかで
心地よい筋収縮を得ることができ、機能的電気刺激によ
る運動機能再建や治療的電気刺激による運動機能の回復
が効率よく得られる。
With these methods, not only skin pain and discomfort but also pain associated with muscle contraction can be suppressed as much as possible, and smooth and comfortable muscle contraction can be obtained. Recovery of motor function by stimulation can be efficiently obtained.

【0020】生体の関節運動は、複数の筋が時間的空間
的に統御されたパターンで収縮して起こるものであり、
単なる巧緻な動きだけでなく運動器そのものの安全性、
信頼性を維持するような機構となっている。したがっ
て、複数の運動神経・筋系への刺激には生体機構と同様
の、もしくはそれを十分考慮した上での刺激パターンを
作成する必要がある。そこで、本発明では、刺激パター
ンを自由に調整できるようにしている。
The joint movement of a living body is caused by contraction of a plurality of muscles in a temporally and spatially controlled pattern,
The safety of the locomotive itself,
It is a mechanism to maintain reliability. Therefore, to stimulate a plurality of motor nerves / muscle systems, it is necessary to create a stimulation pattern similar to that of the biological mechanism or with sufficient consideration thereof. Therefore, in the present invention, the stimulation pattern can be freely adjusted.

【0021】以下、具体的実施例について説明する。Specific examples will be described below.

【0022】図1は本発明にかかる経皮式神経筋刺激装
置の模式図である。
FIG. 1 is a schematic view of a percutaneous neuromuscular stimulator according to the present invention.

【0023】この図において、1は利用者、2はその利
用者1の神経筋部位、11はその神経筋部位2にパルス
を印加する経皮式神経筋刺激装置であり、この経皮式神
経筋刺激装置11は、電源12と、関数発生器13と、
パルスモード切換器(第1モード選択器14A、第2モ
ード選択器14B、第3モード選択器14C)14とを
具備する。
In this figure, 1 is a user, 2 is a neuromuscular part of the user 1, 11 is a percutaneous neuromuscular stimulator for applying a pulse to the neuromuscular part 2, and this percutaneous nerve The muscle stimulator 11 includes a power source 12, a function generator 13,
A pulse mode switch (first mode selector 14A, second mode selector 14B, third mode selector 14C) 14 is provided.

【0024】この関数発生器13は多数の異なった波形
を選択することができる信号発生器で、広範囲にわたっ
て周波数を変える機能を有する。また、アナログ計算機
の非線形演算器の一つであり、時間又は入力電圧に対し
て与えられた関数関係を満足する電圧を発生することが
できる。
The function generator 13 is a signal generator capable of selecting a number of different waveforms and has a function of changing the frequency over a wide range. Further, it is one of the non-linear arithmetic units of an analog computer, and can generate a voltage that satisfies a given functional relationship with respect to time or an input voltage.

【0025】図2は本発明の第1実施例を示す経皮式神
経筋刺激装置からの第1の出力波形(振幅変調−一定振
幅・周波数変調−振幅・周波数変調式刺激波形)を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a first output waveform (amplitude modulation-constant amplitude / frequency modulation-amplitude / frequency modulation stimulation waveform) from the percutaneous neuromuscular stimulator according to the first embodiment of the present invention. Is.

【0026】この図に示すように、この実施例の第1の
出力波形は、運動神経刺激の立ち上がりにおいて、最低
の刺激周波数で振幅変調による刺激強度を漸次増大させ
(ステップS1)、所定刺激強度に達すると一定値を保
ちながら刺激周波数を上げ(ステップS2)、所定刺激
強度の所定時間に達すると、運動神経刺激の立ち下げ
(クールダウン)において、振幅・周波数変調により刺
激強度を漸次減少させる(ステップS3)。例えば、図
1における第1モード選択器14Aの操作により、この
出力波形を選択する。
As shown in this figure, the first output waveform of this embodiment is such that the stimulus intensity by amplitude modulation is gradually increased at the lowest stimulus frequency at the start of motor nerve stimulation (step S1), and the predetermined stimulus intensity is obtained. When it reaches, the stimulus frequency is increased while maintaining a constant value (step S2), and when it reaches a predetermined time of a predetermined stimulus intensity, the stimulus intensity is gradually decreased by amplitude / frequency modulation when the motor nerve stimulation is stopped (cool down). (Step S3). For example, the output waveform is selected by operating the first mode selector 14A in FIG.

【0027】詳細には、周波数変調は、刺激波列の立ち
上がりの、20Hz前後の低い周波数領域の繰り返し刺
激から始まり、最高80Hzまでの繰り返し刺激まで変
調させる。なお、刺激開始時の最低刺激周波数では、刺
激振幅を漸増させる。
In detail, the frequency modulation starts from the repetitive stimulus in the low frequency region around 20 Hz at the rising edge of the stimulus wave train and is modulated up to the repetitive stimulus up to 80 Hz. The stimulation amplitude is gradually increased at the lowest stimulation frequency at the start of stimulation.

【0028】このような出力波形によって、痛みや不快
感を極力抑えて筋収縮を得ることができる。
With such an output waveform, muscle contraction can be obtained while suppressing pain and discomfort as much as possible.

【0029】図3は本発明の第2実施例を示す経皮式神
経筋刺激装置からの第2の出力波形(振幅・周波数変調
−一定幅・周波数変調式刺激波形)を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a second output waveform (amplitude / frequency modulation-constant width / frequency modulation stimulation waveform) from the percutaneous neuromuscular stimulation apparatus according to the second embodiment of the present invention.

【0030】この図に示すように、この実施例の第2の
出力波形は、運動神経刺激の立ち上がりにおいて、最低
周波数より高い刺激周波数で振幅変調による刺激強度の
漸次増大と、周波数低減変調を併用させ(ステップS
1)、所定刺激強度に達すると一定値を保ちながら刺激
周波数を上げ、所定時間継続させる(ステップS2)。
As shown in the figure, the second output waveform of this embodiment is such that the stimulus intensity is gradually increased by amplitude modulation at a stimulating frequency higher than the lowest frequency and the frequency decreasing modulation is used at the rising edge of the motor nerve stimulation. Let (Step S
1) When reaching a predetermined stimulus intensity, the stimulus frequency is increased while maintaining a constant value, and continued for a predetermined time (step S2).

【0031】ここでは、刺激開始時振幅を一定値にまで
増加させる間、高い周波数から低い周波数に漸減させ
る。これらの方式を用いることにより、刺激に伴う不快
感、痛みを軽減出来るとともに、より線形的で平滑な筋
収縮力の調整を図ることが可能である。
Here, while the amplitude at the start of stimulation is increased to a constant value, it is gradually decreased from a high frequency to a low frequency. By using these methods, it is possible to reduce the discomfort and pain associated with the stimulation and to adjust the muscle contraction force in a more linear and smooth manner.

【0032】図4は本発明にかかる部分出力波形を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing partial output waveforms according to the present invention.

【0033】上記した第1及び第2実施例の各波毎に中
周波領域の正弦波又は三角波を群波形として用いられる
ようにし、皮膚の不快感・疼痛をさらに抑えることもで
きる。
The sine wave or triangular wave in the medium frequency range may be used as the group waveform for each of the waves of the above-described first and second embodiments to further suppress the discomfort and pain of the skin.

【0034】図5は本発明の第3実施例を示す経皮式神
経筋刺激装置からの第3の出力波形(半波整流式刺激波
形:交互刺激)を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a third output waveform (half-wave rectification stimulation waveform: alternating stimulation) from the percutaneous neuromuscular stimulation apparatus according to the third embodiment of the present invention.

【0035】この図に示すように、半波整流式刺激波形
を利用者の神経筋部位に印加することにより、皮膚の不
快感・疼痛を抑えられる。
As shown in this figure, by applying a half-wave rectification type stimulation waveform to the nerve muscle site of the user, discomfort and pain of the skin can be suppressed.

【0036】図6は本発明の第4実施例を示す経皮式神
経筋刺激装置からの第4の出力波形(双極性矩形波:基
本波)を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a fourth output waveform (bipolar rectangular wave: fundamental wave) from the percutaneous neuromuscular stimulator according to the fourth embodiment of the present invention.

【0037】この双極性矩形波は、例えば、パルス幅
0.2msec〜0.5msec、基本周波数は1Hz
〜100Hzまでとする。群波形は1kHzから数10
kHzまでのサイン波あるいは三角波によるバースト波
を0.2msec〜0.5msec間、その繰り返し周
期を1secから10msecで選択して刺激波とし用
いるものとする。
This bipolar rectangular wave has, for example, a pulse width of 0.2 msec to 0.5 msec and a fundamental frequency of 1 Hz.
Up to 100 Hz. Group waveform from 1 kHz to several tens
Burst waves of sine waves or triangular waves up to kHz are selected for 0.2 msec to 0.5 msec, and their repetition period is selected from 1 sec to 10 msec to be used as a stimulating wave.

【0038】この双極性矩形波を利用者の神経筋部位に
印加することにより、皮膚の不快感・疼痛を抑えること
ができる。
By applying this bipolar rectangular wave to the neuromuscular region of the user, the discomfort and pain of the skin can be suppressed.

【0039】図7は本発明にかかるコンピュータ制御式
電気刺激装置の構成図、図8はその主メモリの構成図で
ある。
FIG. 7 is a block diagram of a computer-controlled electrostimulator according to the present invention, and FIG. 8 is a block diagram of its main memory.

【0040】これらの図において、21は主メモリ、2
2はプログラムカウンタ、23は第1レジスタ、24は
第2レジスタ、31は主メモリの固定部、32は主メモ
リの変数部、1aはコマンド部、1bはオペランド部、
1cはパターンファイル部、a〜gはアドレス、STP
はセットスタックポインタ命令、JSPは変数パターン
読出指令、RSPはリターン指令である。
In these figures, 21 is the main memory, 2
2 is a program counter, 23 is a first register, 24 is a second register, 31 is a fixed part of the main memory, 32 is a variable part of the main memory, 1a is a command part, 1b is an operand part,
1c is a pattern file part, a to g are addresses, and STP
Is a set stack pointer instruction, JSP is a variable pattern read command, and RSP is a return command.

【0041】コンピュータ制御式電気刺激装置(パター
ン信号発生装置器)としては、図7に示すように、主メ
モリ21、プログラムカウンタ22、第1レジスタ2
3、第2レジスタ24を設け、その主メモリ21は、図
8に示すように、固定部31と変数部32を設けるよう
にしている。
As a computer-controlled electrostimulator (pattern signal generator), as shown in FIG. 7, a main memory 21, a program counter 22 and a first register 2 are provided.
3, the second register 24 is provided, and the main memory 21 is provided with the fixed part 31 and the variable part 32 as shown in FIG.

【0042】そこで、主メモリ21の固定部31と変数
部32を個別に記憶し、固定部31を所定のプログラム
に従って読み出して所定のパターンを出力させるととも
に、固定部31の所望のアドレス位置に変数パターン読
出指令JSPを記憶させ、この変数パターン読出指令J
SPが読み出される毎に第1レジスタ23に記憶したア
ドレスの変数パターンを読み出すようにする。このよう
にして、固定部31と変数部32とを組み合わせること
により、パターン信号を発生させるようにしている〔例
えば、特開昭55−31949号〕。
Therefore, the fixed section 31 and the variable section 32 of the main memory 21 are individually stored, the fixed section 31 is read out according to a predetermined program to output a predetermined pattern, and the variable is set at a desired address position of the fixed section 31. The pattern read command JSP is stored and the variable pattern read command J is stored.
Every time SP is read, the variable pattern of the address stored in the first register 23 is read. In this way, a pattern signal is generated by combining the fixed portion 31 and the variable portion 32 [for example, JP-A-55-31949].

【0043】そして、各刺激チャンネルの刺激強度は時
間軸上あるいはコンピュータ制御式電気刺激装置のメモ
リーアドレス上自由に設定できるものとし、合目的もし
くは安全性の高い関節運動制御ができるものとする。
The stimulation intensity of each stimulation channel can be freely set on the time axis or on the memory address of the computer-controlled electric stimulator, and joint motion control can be performed for a purpose or with high safety.

【0044】また、複数の筋を刺激する際、各刺激チャ
ンネルの刺激データを刺激時間軸および刺激強度軸のい
ずれにおいても自由に可変できるものとし、本経皮式神
経筋刺激装置によって四肢体幹の関節運動を自由に制御
できるものとする。
When stimulating a plurality of muscles, the stimulation data of each stimulation channel can be freely changed on both the stimulation time axis and the stimulation intensity axis. It shall be possible to freely control the joint movements of.

【0045】これによって、麻痺した四肢体幹の運動を
再建する機能的電気刺激装置として使えるとともに、電
気刺激訓練によって、運動機能の回復を図る治療的電気
刺激装置としても使用することができる。
As a result, it can be used as a functional electrical stimulator for reconstructing the motion of the paralyzed limb and trunk, and also as a therapeutic electrical stimulator for recovering the motor function by electrical stimulation training.

【0046】この経皮式神経筋刺激装置を機能的電気刺
激装置として使用する際には、制御命令や負帰還信号
を、治療的電気刺激装置として使用する際には負帰還信
号を入力するため、入力部を本経皮式神経筋刺激装置に
設けるものとする。
When this percutaneous neuromuscular stimulator is used as a functional electrical stimulator, a control command or a negative feedback signal is input, and when it is used as a therapeutic electrical stimulator, a negative feedback signal is input. The input unit shall be provided in this percutaneous neuromuscular stimulator.

【0047】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and these modifications are not excluded from the scope of the present invention.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。
As described in detail above, according to the present invention, the following effects can be achieved.

【0049】(A)的確に経皮的に末梢性運動神経を電
気刺激し、ヒトの骨格筋を収縮させることができる。
(A) Human peripheral skeletal muscles can be contracted by electrical stimulation of the peripheral motor nerves accurately and percutaneously.

【0050】(B)痛みや不快感を極力抑えて筋収縮を
得ることができる。
(B) It is possible to obtain muscle contraction while suppressing pain and discomfort as much as possible.

【0051】(C)刺激に伴う不快感、痛みを軽減出来
るとともに、より線形的で平滑な筋収縮力の調整を図る
ことができる。
(C) The discomfort and pain associated with the stimulation can be reduced, and more linear and smooth muscle contraction force can be adjusted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる経皮式神経筋刺激装置の模式図
である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a percutaneous neuromuscular stimulator according to the present invention.

【図2】本発明の第1実施例を示す経皮式神経筋刺激装
置からの第1の出力波形(振幅変調−一定振幅・周波数
変調−振幅・周波数変調式刺激波形)を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a first output waveform (amplitude modulation-constant amplitude / frequency modulation-amplitude / frequency modulation stimulation waveform) from the percutaneous neuromuscular stimulator according to the first embodiment of the present invention. .

【図3】本発明の第2実施例を示す経皮式神経筋刺激装
置からの第2の出力波形(振幅・周波数変調−一定幅・
周波数変調式刺激波形)を示す図である。
FIG. 3 shows a second output waveform (amplitude / frequency modulation-constant width / width) from the percutaneous neuromuscular stimulator according to the second embodiment of the present invention.
It is a figure which shows a frequency modulation type stimulus waveform.

【図4】本発明にかかる部分出力波形を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a partial output waveform according to the present invention.

【図5】本発明の第3実施例を示す経皮式神経筋刺激装
置からの第3の出力波形(半波整流式刺激波形)を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a third output waveform (half-wave rectification type stimulation waveform) from the percutaneous neuromuscular stimulation device according to the third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4実施例を示す経皮式神経筋刺激装
置からの第4の出力波形(双極性矩形波:基本波)を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a fourth output waveform (bipolar rectangular wave: fundamental wave) from the percutaneous neuromuscular stimulator showing the fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明にかかるコンピュータ制御式電気刺激装
置の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a computer-controlled electrical stimulation device according to the present invention.

【図8】本発明にかかるコンピュータ制御式電気刺激装
置の主メモリの構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a main memory of the computer-controlled electrical stimulator according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 利用者 2 利用者の神経筋部位 11 経皮式神経筋刺激装置 12 電源 13 関数発生器 14 パルスモード切換器 14A 第1モード選択器 14B 第2モード選択器 14C 第3モード選択器 21 主メモリ 22 プログラムカウンタ 23 第1レジスタ 24 第2レジスタ 31 主メモリの固定部 32 主メモリの変数部 1a コマンド部 1b オペランド部 1c パターンファイル部 a〜g アドレス STP セットスタックポインタ命令 JSP 変数パターン読出指令 RSP リターン指令 1 user 2 user's neuromuscular region 11 Percutaneous neuromuscular stimulator 12 power supplies 13 Function generator 14 Pulse mode switch 14A First mode selector 14B Second mode selector 14C 3rd mode selector 21 main memory 22 Program counter 23 First Register 24 Second register 31 Fixed part of main memory 32 Variable part of main memory 1a Command section 1b Operand part 1c pattern file section ag address STP set stack pointer instruction JSP variable pattern read command RSP return command

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 利用者の皮膚表面上に貼った表面電極を
介して、経皮的に末梢性運動神経を電気刺激し、ヒトの
骨格筋を収縮させるコンピュータ制御式電気刺激装置に
おいて、 運動神経刺激の立ち上がりにおいて、最低の刺激周波数
で振幅変調による刺激強度を漸次増大させ、所定刺激強
度に達すると一定値を保ちながら刺激周波数を上げ、所
定刺激強度の所定時間に達すると、運動神経刺激の立ち
下げにおいて、振幅・周波数変調により刺激強度を漸次
減少させる出力波形を得ることを特徴とする経皮式神経
筋刺激装置。
1. A computer-controlled electrical stimulator for percutaneously electrically stimulating a peripheral motor nerve to contract human skeletal muscle via a surface electrode attached on the skin surface of a user. At the start of stimulation, the stimulation intensity by amplitude modulation is gradually increased at the lowest stimulation frequency, the stimulation frequency is raised while maintaining a constant value when the predetermined stimulation intensity is reached, and when the predetermined time of the predetermined stimulation intensity is reached, motor nerve stimulation A percutaneous neuromuscular stimulator that obtains an output waveform that gradually reduces the stimulus intensity by amplitude / frequency modulation at the time of a fall.
【請求項2】 請求項1記載の経皮式神経筋刺激装置に
おいて、前記刺激周波数は、刺激波列の立ち上がりは、
20Hz前後の低い周波数領域の繰り返し刺激から始ま
り、最高80Hzまでの繰り返し刺激まで変調させるこ
とを特徴とする経皮式神経筋刺激装置。
2. The percutaneous neuromuscular stimulator according to claim 1, wherein the stimulating frequency is such that the rising edge of the stimulating wave train is:
A percutaneous neuromuscular stimulator which is characterized by starting from repetitive stimulation in a low frequency region around 20 Hz and modulating up to repetitive stimulation up to 80 Hz.
【請求項3】 利用者の皮膚表面上に貼った表面電極を
介して、経皮的に末梢性運動神経を電気刺激し、ヒトの
骨格筋を収縮させるコンピュータ制御式電気刺激装置に
おいて、 運動神経刺激の立ち上がりにおいて、最低の刺激周波数
で振幅変調による刺激強度の漸次増大と、周波数低減変
調を併用させ、所定刺激強度に達すると一定値を保ちな
がら刺激周波数を上げ、所定時間継続させる出力波形を
得ることを特徴とする経皮式神経筋刺激装置。
3. A computer-controlled electrical stimulator for percutaneously electrically stimulating a peripheral motor nerve to contract human skeletal muscle through a surface electrode attached on the skin surface of a user. When the stimulus rises, the stimulus intensity is gradually increased by amplitude modulation at the lowest stimulus frequency, and frequency reduction modulation is used together.When the stimulus intensity reaches a predetermined value, the stimulus frequency is increased while maintaining a constant value, and the output waveform is continued for a predetermined time. A percutaneous neuromuscular stimulator which is obtained.
【請求項4】 利用者の皮膚表面上に貼った表面電極を
介して、経皮的に末梢性運動神経を電気刺激し、ヒトの
骨格筋を収縮させるコンピュータ制御式電気刺激装置に
おいて、 パルス幅0.2msec〜0.5msec、基本周波数
は1Hz〜100Hzまでの双極性矩形波であって、群
波形として1kHzから数10kHzまでのサイン波あ
るいは三角波によるバースト波を0.2msec〜0.
5msec間、その繰り返し周期を1secから10m
secで選択して出力波形を得ることを特徴とする経皮
式神経筋刺激装置。
4. A computer-controlled electrical stimulator for percutaneously electrically stimulating peripheral motor nerves and contracting human skeletal muscles via a surface electrode attached on the skin surface of a user. 0.2 msec to 0.5 msec, a fundamental frequency is a bipolar rectangular wave of 1 Hz to 100 Hz, and a burst wave of a sine wave or a triangular wave of 1 kHz to several tens kHz as a group waveform is 0.2 msec to 0.
Repeating cycle of 1m to 10m for 5msec
A percutaneous neuromuscular stimulator which is selected in sec to obtain an output waveform.
【請求項5】 請求項1、2、3又は4記載の経皮式神
経筋刺激装置において、各刺激チャンネルの刺激強度は
時間軸上あるいはコンピュータ制御装置のメモリーアド
レス上自由に設定できることを特徴とする経皮式神経筋
刺激装置。
5. The percutaneous neuromuscular stimulator according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the stimulus intensity of each stimulus channel can be freely set on a time axis or on a memory address of a computer controller. Percutaneous neuromuscular stimulator.
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