JP2008536636A - 背中及び腹部の筋肉に対して電極による刺激を実施する装置 - Google Patents

Abstract

全体を強化するために、装着者の背部の筋肉及び腹部の筋肉の両者を刺激可能な装置。同装置は、背部の筋肉及び腹部の筋肉を順番に、或いは同時に刺激でき、背部の痛みに対処し予防する。

Description

本発明は、電気による筋肉の刺激に関する。より詳細には、本発明は、ベルト状の装置であって、身体の一部の周囲に巻き付けるか、身体の一部上に配置して、レベルを調整可能な電気刺激を実施する。特に、本発明は、着用者の体の中心全体、即ち腹部の筋肉（例、腹直筋、腹斜筋）及び背中の筋肉（例、脊柱起立筋）を刺激可能な装置に関する。

電気による筋肉の刺激（ＥＭＳ）は、通電パッドや電極を使用して筋肉や筋肉群に電流を流し、これにより収縮させる。電極は、外部の電圧又は電流源、例えばＥＭＳマシンから電気刺激信号を受承する。刺激信号は、振幅、極、周波数、波形等を調整可能である。

通常、ＥＭＳは、理学療法や作業療法において萎縮した筋肉や麻痺した四肢を強化するために使用される。また、筋肉や神経疾患により、或いは、傷害、手術、疾患等による長期にわたる床上安静により、長期間固定された筋肉を運動させるためにも使用される。ＥＭＳは、筋緊張や筋力向上のための、機能的筋肉の運動にも効果的である。例えば運動選手にとって、ＥＭＳは従来のコンディショニング運動を補強するものとして、筋肉の負傷を扱うことにも使用可能である。更に、ＥＭＳは、様々な理由により筋緊張及び筋力を失ったり、負傷したり、美容的な向上の効果を得る必要がある筋肉や筋肉群の回復のためにも使用可能である。ＥＭＳの原理により訓練された操作者は、関連する部位を分析して、運動及び訓練すべき筋肉を好適に選択することが可能である。

特許文献１は、麻痺した筋肉を運動させるための方法及び装置を開示する。該方法及び装置において、一組の経皮的刺激電極が、刺激されるべき筋肉上の皮膚に配置される。コンピュータに制御される刺激装置は、異なる組の刺激電極により印加される、交互に立ち上がる一組のパルス刺激信号を生成し、これにより、制御された筋収縮を生じる。筋肉運動は動的負荷に反応して、位置センサーは運動が実際に行われたことを示すフィードバック信号を生成する。コンピュータは、フィードバック信号を使用して、刺激装置に印加される制御信号を一部変更する。

特許文献２は、衰弱した筋組織をリハビリするための患者の応答方法を開示する。同方法は、所定の強度の人工的な刺激信号を誘発するトリガとして使用される、筋肉群における筋電図信号を検出して、同信号を衰弱した筋肉群に送信する工程により構成される。患者の筋電図信号は、衰弱した筋肉群や衰弱していない筋肉群において検出される。操作者は、周波数及び刺激信号の強度を決定する。

特許文献３は、重傷患者における筋肉の活動を刺激する装置及び方法を開示する。刺激される脚部がギプスに固定されて、脚部の筋肉が刺激されてギプスに対して等角に運動する。筋肉による活動は、制御用コンピュータのフィードバック信号を生成するロードセルにより計測される。コンピュータは、受信したフィードバック信号により刺激信号を調整する。

特許文献４は、機能的電気刺激により麻痺した四肢を運動させる装置を開示する。システムは、単純なアナログ装置を使用する。同装置は、基準信号生成器、位置センサー、及びエラー信号生成器から構成される。エラー信号は、四肢上に取り付けられる刺激電極に印加される刺激駆動信号を生成するために調整される。開示される実施例においては、麻痺した人が、脚部に装着可能な一対の負荷装置を備える運動椅子に座って、刺激による運動に従順に反応する。

特許文献５は、筋肉を刺激する方法及び装置を開示する。運動マシンや筋力計は、運動中の患者の物理的位置を確認するための制御装置を備える。患者は、運動中に補助されるように、選択した運動の範囲において電気的に刺激される。

特許文献６は、部分的に麻痺した筋肉の筋収縮を補助する装置を開示する。同装置は、一対の電極端子を使用する。電極端子は、随意的なＥＭＧ信号を筋肉の部位において検出して、検出結果に対応する高レベルの刺激信号を周期的に送信する。刺激信号は、電極端子からのＥＭＧ信号を受承するために接続されるアンプ装置の制御下において作動するパルス刺激装置により生成される。トランジスタスイッチは、刺激信号の生成と同時にアンプ装置の出力を遮断する。

特許文献７は、適応可能な閉回路による筋肉の電気的刺激の方法及び装置を開示する。同方法及び装置は、電気的刺激信号を既定の周波数、パルス幅及び振幅において選択された筋肉に印加して、刺激信号に反応して筋肉による運動出力が所定の間にわたって決定され、筋緊張の最大化により骨格筋を強化する。運動出力は、定義された値と比較される。定義された値は、目標値であっても前回の刺激の間において計測された値であってもよい。

特許文献８は、上位運動対麻痺患者の四頭筋を電気的に刺激するための方法及び装置を開示する。電気的に刺激された上位運動ニューロン対麻痺患者の四頭筋の筋肉疲労は、刺激された筋肉により生成される筋電図（ＥＭＧ）信号を監視して、電気刺激（ＥＳ）信号の一つ以上のパラメータ、即ちパルス反復速度、振幅、及びパルス幅を制御することにより検出及び補償される。

特許文献９は、Ｓ型副木を備える、手の機能を生成する装置を開示する。Ｓ型副木は、前腕の手掌側に沿って延びる前腕部、手の手根骨の背面側を横断して延びる背面部に延びる手掌−背面推移部、及び、装置の装着者の掌に少なくとも間接的に接触する手掌部から構成される。複数の電極が、副木上において、刺激される筋肉上を直接覆う皮膚の部位と接触可能な位置に取り付けられる。

特許文献１０は、電気的刺激の間において、骨格筋疲労を制御する方法及び装置を開示する。電気的刺激信号は、多数の筋収縮の融合に応じた、出力電圧やトルクのレコードにおいて検出されたリップル信号に反応して変化する周波数により、筋肉に印加される。刺激信号が最初の周波数により印加されるときに、平均的なトルクの振幅が最初に決定される。

次に、トルク出力におけるリップルの幅が決定され、平均的なトルク幅と比較され、リップル百分率を生成する。計測されたリップル百分率は、多数の筋収縮の所望の融合に応じて選択されるリップル百分率と比較される。刺激周波数は、計測されたリップル百分率が選択した値と一致するまでフィードバック回路により調整される。

特許文献１１は、膝の靭帯を負傷した使用者の膝の安定を維持する方法を開示する。同方法は、脛骨及び大腿の間の異常な位置関係を計測するセンサーフィードバックシステムを含む。センサーフィードバックシステムは、選択された状態が電気的刺激の適用の保証を満たすかどうかを決定し、同決定に関する情報を電気的刺激装置に出力する。電極は、選択されたレベルにより大腿部の筋肉の収縮を起因する電気的刺激装置と電気的に接触するように膝腱及び大腿四頭筋のうち少なくともいずれか一方の上に、間隔を置いて取り付けられる。これにより、後方及び前方のうち少なくともいずれか一方に指向した力を上方頸骨に加え、不安定さを抑止する。
米国特許第４４８０８３０号明細書 米国特許第４５８２０４９号明細書 米国特許第４５８６４９５号明細書 米国特許第４５８６５１０号明細書 米国特許第４７２４８４２号明細書 米国特許第４７８５８１３号明細書 米国特許第４８３８２７２号明細書 米国特許第５０７０８７３号明細書 米国特許第５３３０５１６号明細書 米国特許第５５０７７８８号明細書 米国特許第５６２８７２２号明細書

上述した装置は、短所がある。例えば、これらの装置では、使用者が腹部及び背中の筋肉を一つの装置で同時に、或いは連続して刺激することができない。更に、周知の方法による装置は、特に、着用者の背格好が様々である場合において、着用者の中心の筋肉群上に複数組の電極を容易に調整して配置することができない。更に、特定の筋肉群の上に、特に、使用者の背中の上に電極を配置するのは、困難である。この理由として、この種の装置において使用される電極は、設置及び除去を自由にできない接着剤を使用するためである。従って、装置及び同装置に設けられる電極を一回の試みにより指向及び配置して適用する方法が所望されている。

上述した問題点を考慮して、装着者の中心全体を補強するために、腹部の筋肉（例、腹直筋、腹斜筋）と背部の筋肉（例、脊柱起立筋）の両者を刺激可能な装置を提供することを本発明の目的とする。背部の筋肉及び腹部の筋肉を同時に或いは交互に刺激して、背部の痛みに対処して、予防することを本発明の別の目的とする。

実施例において、本発明は、少なくとも１つの調整領域を含み、装着者は、少なくとも１つの調整領域を備え、これにより装着者は、同装着者の腹部の筋肉上に第１の組の電極を配置し、同装着者の背部の筋肉上に第２の組の電極を配置して、ベルトを対称的に締めることができる。第１の電極の組と第２の電極の組との間の電気的接続はワイヤにより維持される。ワイヤは電極及び同ワイヤの間に少なくとも１つの接続部を有して、同ワイヤが追加の材料を要することなく着脱可能となるようにする。

装置は、受動的にも能動的にも使用可能である。受動的モードにおいて、使用者は行動を起こさなくても、電極が人工的に筋肉を刺激する。このような受動的モードにおいて、ＥＭＳ操作部は、腹部及び背部の筋肉に対して同時に、或いは順次にサージ電圧やパルスを自動的に送り、筋肉の収縮全てを操作する。サージは、使用者の必要に応じて調整可能である。操作部は、様々な性状の電気的刺激を送信するが、例えば、意図した使用や適用に従って、パルスの振幅、パルスの継続時間、パルス幅、各パルス間の残時間、強度、周波数、及び送信される刺激信号のその他の電気的特性を調整してもよい。

ベルトは、運動を増強するために使用される能動的モードにおいても使用可能である。この側面において、同時に運動をしながら使用者によって決定されるように、ベルトは、筋肉群を指向してターゲットとする。モードによっては、装置は、運動される筋肉に対抗する形で一組の筋肉を刺激するために使用されてもよい。これにより、運動した筋肉が必要とする強度を増加できる。

装置は、複数の電極を備える柔軟性を備えたカバーを含む。柔軟性を備えたカバーは、バンドやベルト状であり、患者の身体の部位の周囲を包囲して、好適に接続される。バンドやベルトは、複数の寸法により構成されて、様々な背格好の人の身体の様々な部位に合わせられる。

電極は、腹部の筋肉及び背部の筋肉から構成される、所定の筋肉群に合ったパターンにより配置可能である。電極は、正及び負の両者の刺激信号を受け入れ、柔軟性を備えたカバーやバンド上に配置される。これにより、刺激の相互作用は最小化する。操作部は、ポケット内に着脱可能に挿入され、これにより、装着者は容易に操作及び様々な電極に送信される信号の強度の調整が可能となる。

本発明は、更に、使用者の筋肉を刺激するための装置を提供する。同装置は、使用者の胴体の周囲に貼付可能なベルト部と、同ベルト部上に設けられ、使用者の少なくとも１つの腹部の筋肉の領域に配置可能であり、同使用者の少なくとも１つの腹部の筋肉に対して電気的刺激を付与可能な少なくとも２つの電極と、同ベルト部上に設けられ、使用者の少なくとも１つの背部の筋肉の領域に配置可能であり、同使用者の少なくとも１つの腹部の筋肉に対して電気的刺激を付与可能な少なくとも２つの電極と、少なくとも１つの腹部の筋肉と少なくとも１つの背部の筋肉に対して電気的刺激を付与可能な操作部とを有する。

装置は、使用者の少なくとも２つの腹部の筋肉の領域に配置可能であり、同少なくとも２つの腹部の筋肉に電気的刺激を付与可能である電極、及び、使用者の少なくとも２つの背部の筋肉の領域に配置可能であり、同少なくとも２つの背部の筋肉に電気的刺激を付与可能である電極を備える。装置によって刺激される腹部の筋肉は、腹直筋及び腹斜筋のうち少なくともいずれか一方であり、装置によって刺激される背筋は脊柱起立筋である。

装置は閉じ機構を有してもよい。同閉じ機構は、使用者の背部上の脊柱の領域において閉じるように調整される。閉じ機構は、フック及びループファスナ部材同様に、ヒンジを含んでもよい。

装置のベルト部は、使用者のへその上方に配置するように開口部を形成する腹部を含んでもよい。へその上方に装置の腹部における開口部を配置することにより、装置により刺激される腹部の筋肉及び背部の筋肉に対して電極を好適に配置することができる。操作部は、同時に、或いは交互の刺激のパターンにより、腹部の筋肉及び背部の筋肉に対して電気的刺激を付与可能である。

本発明は、更に使用者の筋肉を刺激するための装置も提供する。同装置は、少なくとも使用者の胴体の周囲に貼付可能なベルト部と、使用者の少なくとも１つの腹部の筋肉の領域に配置可能であり、同使用者の少なくとも１つの腹部の筋肉に対して電気的刺激を付与可能な少なくとも２つの電極を有する腹部と、少なくとも１つの腹部の筋肉に対して電気的刺激を付与可能な操作部とを備える。腹部は開口部を形成して、へその上方に開口部を配置することにより少なくとも１つの腹部の筋肉に対して電極を好適に配置できる。装置は、使用者の少なくとも１つの背部の筋肉の領域に配置可能であり、同使用者の少なくとも１つの背部の筋肉、使用者の少なくとも２つの背部の筋肉、或いはそれ以上の使用者の背部の筋肉に電気的刺激を付与可能である電極から構成される。装置は、少なくとも２つの腹部の筋肉の領域に配置可能であり、同少なくとも２つの腹部の筋肉に電気的刺激を付与可能である電極から構成されてもよい。装置によって刺激される腹部の筋肉は、腹直筋及び腹斜筋のうち少なくともいずれか一方であり、装置によって刺激される背筋は脊柱起立筋である。

装置は、閉じ機構を備えてもよく、同閉じ機構は使用者の背中上の脊柱領域において閉じるように調整される。閉じ機構は、フック及びループファスナ部材同様に、ヒンジを含んでもよい。操作部は、腹部の筋肉と及び背部の筋肉に対して同時に、或いは交互の刺激のパターンにより電気的刺激を付与可能である（例、導電管を通って、コンタクト経由で電極を介して）。

本発明は、使用者における中心の筋肉を刺激するための装置を取り付ける方法も提供する。同方法は、使用者の腹部の周囲に取付可能なベルト部から構成される、腹部の筋肉を刺激するための装置と、使用者の少なくとも１つの腹部の筋肉の領域に配置可能な少なくとも２つの電極を有する腹部と、使用者の少なくとも１つの背中の筋肉の領域に配置可能なベルト部上の少なくとも２つの電極と、少なくとも１つの腹部の筋肉に電気的刺激を付与可能な操作部とを備える工程と、腹部は開口部と、閉じ機構を形成することと、使用者のへその上方に開口部を並べることにより使用者の腹部上に装置を配置する工程と、使用者の背中上の脊柱の領域にいて閉じ機構を閉じる工程とから構成される。

図１を参照して装置１０を説明する。装置１０は、背面部１２及び腹部１４から構成される。背面部１２は、内側１６及び外側１８から構成される。複数の電極２０，２２，２４，２６が背面部１２の内側１６上に配置される。電極２０及び２４は、背面部１２上の電極２２及び２６の上方に配置されるが、本発明の範囲内であれば別の電極の構成も可能である。第１及び第２の調整領域８４及び８６により、使用者は、使い心地のよいように、装置の周辺領域を増加させたり減少させたりすることができる。

図２及び３を参照して、背面部１２の付加的な特徴を説明する。図２に示すように、電極２０，２２，２４，２６は、内側１６上に配置される。一実施例において、案内部２８，３０，３２，３４は、電極２０の周囲の内側１６上に配置される。より詳細には、ある筋肉群に隣接する電極２０の位置に配置される。類似の案内部が電極２２，２４，２６の周囲の内側１６上に配置されてもよい。案内部２８，３０，３２，３４は、本発明の範囲内であれば、材料の折り蓋、接着剤や、これらに類似の固定手段であってもよい。

図３は、背面部１２の外側１８を示す。第１の留め具３８及び第２の留め具３８は、背面部１２の外側１８上に配置される。第１の留め具３６は、外側１８上の折り蓋４０の周囲に配置される。第２の留め具３８は、外側１８上の折り蓋４２の周囲に配置される。図４及び５は、腹部１４の詳細を示す。腹部１４は、中央部４４及び同中央部４４の反対側上に周辺部４６及び４８を含む。腹部１４は、図４に示す外側５０及び図５に示す内側５２を含む。図４は、操作部５４を示す。操作部５４は、装置１０を操作するための複数のボタン５６を含むが、本発明の範囲内であれば、別の要素も可能である。操作部５４は、ポケット５８内に配置される。ポケット５８は、腹部に取り付けられた折り蓋を有し、腹部に隣接する操作部の位置を維持する。ポケット５８は、上部６０及び底部６２を有する。

実施例において、底部６２は、外側５０には取り付けられないが、上部６０は、外側５０に取り付けられる。このような構成により、装置１０の装着者は、外側５０から底部６２を引っ張ることができ、その結果、装着者は、操作部５４を容易に見ることができる。別例において、底部６２は、外側５０に着脱可能に固定できる。これにより、使用者が操作部５４を監視したり、調整したりする場合に外側５０から底部６２を外すことを許容しつつ、操作部５４は、運動中及び突然の移動の間において、外側５０の近傍に維持可能である。操作部５４は、中央部４４に隣接して示されているが、本発明の範囲内であれば、別の配置も考えられる。

図５は、腹部１４の内側５２を示す。複数の電極６４，６６，６８，７０は、腹部１４の中央部４４の内側５２上に配置される。電極６４及び６６は、電極６８及び７０の上部に示されるが、本発明の範囲内であれば、別の電極構成も使用可能である。案内部７４，７６，７８，８０は、腹部１４の内側５２上の電極６８の周囲に配置可能である。より詳細には、ある腹部の筋肉群に隣接した電極６８の位置に配置可能である。これらに類似の案内部を内側５２上の電極６４，６６，７０の周囲に配置してもよい。案内部７４，７６，７８，８０は、本発明の範囲内であれば、材料の折り蓋、接着剤や、これらに類似の固定手段であってもよい。

複数の開口部８２は、周辺部４６及び４８内に形成される。開口部８２は、留め具３６及び３８に接続されて、装着者の様々な筋肉群に対して電極２０，２２，２４，２６，６４，６６，６８，７０の位置を調整できるように設計されている。

背面部１２及び腹部１４の相互作用を次に説明する。周辺部４８は第１の留め具３６を介して摺動して、第１の調整領域８４を形成する。次に、周辺部４６は、第２の留め具３８を介して摺動して、第２の調整領域８６を形成する。背面部１２及び腹部１４上の様々な電極に関する、調整領域８４及び８６の相互作用により、装着者は、既定の組の背中の筋肉に隣接した背面部１２上に電極を配置することができる。同様に、腹部１４上の様々な電極に関する、調整領域８４及び８６の相互作用により、装着者は、所定の一組の腹部の筋肉に隣接した腹部１４上に電極を配置することができる。このような構成により、装置１０は、様々な背格好の人に装着可能である。

背面部１２及び腹部１４上の電極は、ワイヤ８８により取り付けられる。ワイヤ８８は、背面部１２の内部に配置されて、これにより、ワイヤ８８の終端部９０は、内側１６及び外側１８の間から引っ張って、終端部９０をプラグ９２に接続できる。終端部９０のプラグ９２への取り付けにより、操作部５４を介して背中及び腹部への同時或いは連続した刺激が可能となる。

別例において、装置は、脊柱の領域内において使用者の背中を覆うように構成されてもよい。内側上の腹部の筋肉を刺激するための電極を備えた装置の腹部は、使用者により体の腹部上に配置されて、取り付け部が背中の周囲に配置されて閉じ機構を使用して脊柱の領域において相互に固定される。背中の筋肉を刺激するための電極は、装置の内側上の各取り付け部の領域内に配置される。

装置は、腹部及び各取り付け部の間に挿入される弾性部を備えてもよい。実施例において、装置は、長さが約８０ｃｍで、１．２ｍまで引き延ばせる。装置は、様々な長さにより構成可能であり、これにより、母集団における胴回りが様々な寸法である使用者の腹部を収容可能である。例えば、装置の製造に際して弾性部の長さを変えることにより、様々な長さにより構成することができる。更に、弾性を欠く材料のバンドが、腹部及び取り付け部の間の弾性部上に敷かれてもよい。このバンドは、締金やその他の取り付け機構を通過して、弾性部の伸長を制限し、装置が使用中に、使用者に十分使い心地よくフィットするようにする。通常、締金やその他の取り付け機構により、各使用に際して伸長の範囲を維持され、装置の使用が進行すると、調整が可能となる。弾性部は、装置の一部内、或いは一部上まで延びてもよく、これにより、弾性部は長くなり、使用者の腹部の周囲まで延びる。例えば、装置の腹部には、弾性部が伸長できるように空洞を形成してもよい。弾性部が長いと、伸長の範囲が広くなり、これにより、様々な背格好の使用者が、同じ大きさの装置を使用することができるようになる。

弾性部の製造において、例えば、弾性部が肌に接触した場合における使用者の使い心地、伸長した範囲にわたって材料に現れる緊張の度合い、汗を蒸発させて材料を通過させる材料の性能、及び、材料の耐久性等を考慮して、様々な材料が使用可能である。装置の腹部及び弾性部にわたる取り付け部の間を電気的に接続するための構成要素がなければならない。このように接続する導電要素（例、ワイヤ）は、ベルト部の伸長の範囲を収容可能なように十分な長さを有する必要性がある。導電要素は、弾性部材の長さ方向を横断して波形やリボン型に配置可能であり、弾性部材の伸長を収容する。

装置の２つの端部を固定するために、ボタン、留め金、フック、及び留め輪のような繊維の閉じシステム（例、登録商標であるＶＥＬＣＲＯ閉じ具）や、バックルのような様々な閉じ機構が使用可能である。閉じ機構の使用に際しては、装置を着用中の使用者の使い心地（例、使用者が椅子に座ったり、横たわったりすることができるようにする）、閉じの簡便さ（例、使用者による直接的な閉じ機構の開閉を可能とする）、及び閉じの安全（例、装着者が動いていても装置が確実に定位置に維持される）が考慮される。

適切な筋肉群が確実に刺激されるためには、使用者の身体上に装置を適切に配置することが不可欠である。更に、適切に配置することにより、装置の装着者の使い心地が確実によくなる。装置の装着において使い心地がよければ、使用者が、強度をより高く設定し、より長い時間使用できる可能性がある。適切に配置するために、装置の腹部には、腹部の筋肉を目的とする電極が周囲に配置される配置される開口部を中央に設けてもよい。装置の使用者は、装置の配置に際して最初の段階として、へその上方に開口部を形成し、これにより、腹部の筋肉群上に正しく電極を並べることができる。使用者は、装置の２つの端部を背中の周囲にもってきて、閉じ具を使用して装置を固定できる。一つ以上の取り付け部が、使用者の背中上に装置を適切に配置できるように補助するような構成であってもよい。例えば、使用者の背中の脊柱の領域の凹部に沿って配置されるように、突出部や取り付け部の一部を拡大した部分が設けられてもよい。

図６乃至１２に示すように、電気刺激装置１００は、装置１００の一端に設けられる取り付け部１０２及び装置１００の反対側の端部に設けられる取り付け部１０３を含み、これにより、装置１００を使用者の中間部や中央部の周囲に容易に固定することができる。通常、各取り付け部１０２，１０３は、取り付け部１０２を取り付け部１０３に容易に固定或いは取り付けることができるようにする、一つ以上の構造の構成要素を備える。

図６ａ及び６ｂに関して、取り付け部１０２は、取り付け部１０３上の対応する磁性を備えた構成要素１０５と係合可能である、磁性を備えたボタン１０１を備える。図１３に示すように、実施例において、取り付け部１０３は、固定部１１４と連結した折り蓋部１１２から構成されてもよく、これにより、磁性を備えたボタン１０１と接触するように対応する磁性を備えた構成要素１０５を容易に配置することができ、その結果、取り付け部１０２を取り付け部１０３に取り付けることができる。フック及び輪のような服の閉じ部は、取り付け部１０２及び１０３が相互に確実に固定されるように使用されてもよい。電気の操作部１５６は、様々な方法により腹部及び背中の筋肉を刺激するようにプログラムされてもよい。開口部１６０は、使用者の腹部に配置されて、使用者のへその上に並べられる装置の領域により形成される。開口部１６０が、へその上に並べられる場合に、取り付け部１０３及び取り付け部１０２は、両者が使用者の脊柱の領域にくるため、正しく背中の筋肉上に電極を配置することができるようになる。

図７ａ及び７ｂに示すように、電気刺激装置１００は、取り付け部１０２上にボタン１３４を備える。同ボタン１３４は、反対側の取り付け部１０３上に設けられた対応する要素１３８に対して係合するよう調整される。実施例において、対応する要素１３８は、取り付け部１０３の堅固な突出部であり、ボタン１３４を受け入れて、固定できる大きさの開口を形成してもよい。これにより、使用者の腰の周囲に装置１００を容易に結び、固定することができる。図７は、ボタン及び同ボタンを受け入れ可能な大きさの開口を形成する、対応する要素を備える取り付け機構を示すが、その他のスロット及び突出部による取り付け機構が本開示の装置には使用可能である。加えて、折り蓋１４０は、ボタン１３４を超えて延びて、領域１３６に対して係合して、使用者に対して更にきつく装置を固定する。折り蓋１４０及び領域１３６は、フック及びループによる留め部材のような服の閉じ要素から構成可能である。

図８に示す実施例において、装置１００は、機械的に機能するとじ具によって固定されてもよい。膨らんだ卵形タブ１０４は、対応するタブ１０６上に形成された開口部を介して挿入される。卵形タブ１０４及び対応するタブ１０６の両者が、相互に水準面に対して僅かにねじられる。これにより、卵形タブ１０４は、開口部を通過することができる。弾性体により、或いは、ストラップにより、卵形タブ１０４及び対応するタブ１０６を横断して張引力がかけられ、装置１００を使用者の身体上の位置に維持する。図８ｂも４つの電極が腹部の筋肉上に配置され、別の４つの電極が背中の筋肉上に配置される実施例を示す。コンタクト１５０上にジェル電極が装置上の案内マーク１５２に従って配置される。案内マークが使用者の背格好に応じて使用可能であり、任意に、別の筋肉の領域を刺激するために別の部位に配置することができる。

図９ａ及び９ｂに示すように、取り付け部１０２，１０３は、（登録商標であるＶＥＬＣＲＯのような）ストリップ１０８，１１０において、フック及びループによる閉じ部材を使用する。取り付け部１０３は、固定部１１４と回動可能に連結されたヒンジ部１１２から構成されてもよい。実施例において、登録商標がＶｅｌｃｒｏであるストリップ１１０は、ヒンジ部１１２上に設けられ、取り付け部１０３を取り付け部１０２の近傍に配置して、取り付け部１０２に対してヒンジ部１１２を回動させて、ストリップ１０８，１１０が相互に接触することにより、取り付け部１０２は、取り付け部１０３に取付可能である。

図１０ａ及び１０ｂを参照すると、取り付け部１０２は、取り付け部１０３上の対応する構造体１１８に対して係合するように調整される留め具１１６を備える留め金型のバックルから構成されてもよい。実施例において、留め具１１６は、１乃至５本かそれ以上のピンを含んでもよく、これらの全ては対応する構造体１１８に対して係合するために調整できるよう少なくともある程度は変形可能である。対応する構造体１１８は、留め具１１６のピンを受け入れるように調整された凹部を形成する本体部から構成可能である。図１１は、ヒンジによる閉じ具を示す。図１１に示すように、２つのタブは、取り付け部の結合部上にヒンジの折り蓋を移動させて使用者の背中上の位置において固定するに先だって、取り付け部を並べるために使用される。

図１２を参照すると、取り付け部１０２は、取り付け部１０３上の対応する留め具１３２に対して係合するよう調整される留め具１３０を含む。本実施例において、留め具１３０，１３２は、連結して取り付け部１０２を取り付け部１０３に固定できる半円筒状の構成要素であってもよい。

電子操作部は、腹部及び背中の筋肉を同時に刺激するか、腹部及び背中の筋肉を交互に刺激するようにプログラム可能である。電子操作部は、任意の数値の領域を刺激してもよい。実施例において、８つの電極は、腹部の内側上に４つと、背中上に配置される取り付け部上に各２つずつとにより使用される。このような配置により、４つの領域、即ち使用者の腹部の２つと背中の２つの全てを刺激可能である。電子操作部は、各電極に対して個別に操作可能である。これに代えて、電子操作部は、８つの電極に対して４つの出力を有する２つのチャネルを備えてもよい。

電子操作部は、操作のプログラムや、使用者が同電子操作部を操作可能となるような様々な機構を備えてもよい。使用者による操作部の操作により、装置をオンオフしたり、刺激のセッションの時間を操作したり、パルスの強度を調整したり、パルス幅を調整したり、パルスの周波数を調整したり、パルス間のディレイを調整したり、刺激のパターンをセットしたり（例、前面及び背面の同時の刺激や、前面及び背面の交互の刺激）、刺激のセッション中に経過した時間を監視したり等ができる。電子操作部は、これらの特徴をランプのオンオフにより制御してもよい。これら多くの別例において、電極の個々の配置が独立して制御可能である。この特徴により、使用者の必要性や要望に応じて背面及び腹部の筋肉を異なった刺激のパターンで刺激することができる。

電子操作部は、使用者が装置を装着している間に、同操作部の表面を回転させて監視できるように、装置に取り付けられてもよい。本実施例においては、電子操作部は、その上部が装置に対して下側になるように取り付けられている。しかしながら、電子操作部を回転させることにより、使用者は、正しい向きにおいてディスプレイを読みとることができる。電子操作部は装置から着脱自在であってもよい。電子操作部は、本発明に類似したその他のタイプの装置と操作が共通であってもよい。電子操作部及び装置の間の接続は、１つの多ピン型接続であってもよく、或いは、各電極に接続される多電子導管が個別に装置に接続されてもよい。これに代えて、電子操作部は、装置内に組み込んでもよい。様々なセンサやその他の回路も電子操作部に含めてもよい。例えば、熱計測センサを組み込んで、作業の計測のために肌の温度を監視してもよい。その他のタイプのセンサは、心拍（パルス）モニタ、血流センサ、発汗モニタ、及び血液酸素センサを含む。運動に関して容易に装置を使用できるように、電子操作部は、万歩計や、任意にＧＰＳセンサを組み込んでいてもよい。

電子操作部は、装置の外側上の操作可能な位置に、様々な接続機構により、装置内に組み込まれる。電子操作部は、同操作部の組立の間、個別のハウジング内に収容されてもよい。電子操作部は、装置の外側に恒久的に取り付けられてもよい。ハウジングは、装置の外側に堅固に取り付けられる。このような構成において、使用者は、装着することに先立って、プログラムしたり、或いは、装置を操作したりすることが可能である。電子操作部は、装置にヒンジにより取り付けられてもよい。このような構成により、装置が動作中である場合においても、使用者はハウジング上のディスプレイを監視して、装置に対して任意の数値の操作を行うことができる。これに代えて、ハウジングは装置の一部に取り付けられて、着脱可能に係合できるように設計されてもよい。

電極は、当業者にとって周知のＥＭＳ装置やＴＥＮＳ装置に好適な材料により製造され、好適な構成を使用可能である。実施例において、装置は、ジェル電極パッドを使用する。ジェル電極パッドは、装置の内部上に配置されて、電子操作部に配線されたコンタクトに対して係合する。コンタクトは、事実上金属や導電性を備えた樹脂のようないかなる導電材料であってもよく、これらコンタクトは、定位置にリベットで留めても、留め金で留めてもよく、さらには固定してもよい。ジェル電極は２相であってもよい。ジェル電極の一方の面上の接着剤は比較的強力な接着剤であり、これにより、装置上のコンタクトに対して電極の位置に固定することができる。ジェル電極の反対の面上の接着剤は、使用者の身体の所望の部位上に維持できるように比較的弱めの接着剤であるが、使用者が電極から除去する際に痛みを伴わないものとする。装置の内側上には、製造中に案内マークがセットされて、使用者が自身の背格好、及び、任意に装置と共に使用されるプログラムに応じて電極をコンタクト上の正しい位置に置くことを補助する。例えば、大きくて背の高い使用者は、セッションから最大限の効果を得られるように電極を離間して配置しようと要望する、或いは必要と感じるだろう。別例において、案内マークは、装置の使用者が筋肉や筋肉群の一組以上を刺激できるように、電極を配置するときの補助となる。

図面から明らかなように、装置の腹部には様々な設計が可能である。更に、様々な色が設計において使用可能である。例えば、ベルトは、ある体型の使用者にはある色や色系を使用して、別の体型の使用者には別の色や色系を使用してもよい（例、大きな体型や小さな体型）。更に、本発明による様々な設計及び色を有する装置は、フィットネスのレベル上昇を促進するプログラムにおいて使用可能である。例えば、様々な設計や色が装置の組において使用可能である。例えば、第１の設計や色はトレーニングのプログラムを始めたばかりの使用者に使用されて、同使用者がトレーニング法を通して向上や前進をしたら、トレーニング法におけるより難しいレベルを示す設計や色系を有する装置に進んでもよい。

本発明について好ましい実施形態に基づき説明したが、当業者であれば、本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細を変更できることは理解されるであろう。

本発明に従った装置の等角図。 本発明に従った装置の背面部の前面図。 本発明に従った装置の背面部の後面図。 本発明に従った装置の腹部の前面図。 本発明に従った装置の背面部の反転図。 使用者が装着中に装置を配置するときの補助となる磁気による連結要素、及び、同磁気による連結要素上に折り重なって延びる装置の端部に連結されて、装置の反対側の端部に連結して、更に、使用者の脊柱領域において装置の両端部を固定する折り蓋から構成される取り付け部を有する電気刺激装置の前面図。 取り付け部を閉じるために並べられた装置の端部の斜視図。 使用者が装着中に装置を配置するときの補助となる磁気による連結要素、及び、同磁気による連結要素上に折り重なって延びる装置の端部に連結されて、装置の反対側の端部に連結して、更に、使用者の脊柱領域において装置の両端部を固定する折り蓋から構成される取り付け部を有する電気刺激装置の前面図。 取り付け部を閉じるために並べられた装置の端部の斜視図。 使用者の脊柱領域において装置の端部を固定するために、調整可能なストラップに連結されたバックルを備える取り付け部を有する電気刺激装置の前面図。 電極及び装置の内部上に同電極を配置するための案内部を連結するための連結部を示す図１４ａの電気刺激装置の背面（又は内部）図 使用者の脊柱領域において装置の端部を固定するために、ヒンジ部を備え（登録商標がＶｅｌｃｒｏであるシステムのような）フック及びループによる服のシステムを使用する取り付け部を有する電気刺激装置の前面図。 取り付け部を閉じるために並べられた装置の端部の斜視図。 使用者の脊柱領域において装置の端部を固定するために、調整可能なストラップに連結されたバックルを備える取り付け部を有する電気刺激装置の前面図。 取り付け部を閉じるために並べられた装置の端部の斜視図。 案内タブ、及び、磁気による連結要素上に折り重なって延びる装置の端部に連結されて、装置の反対側の端部に連結して、更に、使用者の脊柱領域において装置の両端部を固定するラッチから構成される取り付け部を有する電気刺激装置の前面図。 取り付け部を閉じるために並べられた装置の端部の斜視図。 調整可能であり弾性を備えたバンド、及び、使用者の脊柱領域において装置の端部を固定するための結合させる留め具を備えた取り付け部を有する電気刺激装置の前面図。 取り付け部を閉じるために並べられた装置の端部の斜視図。

Claims (26)

1. 使用者の筋肉を刺激するための装置であって、使用者の胴体の周囲に貼付可能なベルト部と、同ベルト部上に設けられ、使用者の少なくとも１つの腹部の筋肉の領域に配置可能であり、同使用者の少なくとも１つの腹部の筋肉に対して電気的刺激を付与可能な少なくとも２つの電極と、同ベルト部上に設けられ、使用者の少なくとも１つの背部の筋肉の領域に配置可能であり、同使用者の少なくとも１つの腹部の筋肉に対して電気的刺激を付与可能な少なくとも２つの電極と、少なくとも１つの腹部の筋肉と少なくとも１つの背部の筋肉に対して電気的刺激を付与可能な操作部とから構成されることを特徴とする使用者の筋肉を刺激するための装置。
2. 前記装置は、使用者の少なくとも２つの腹部の筋肉の領域に配置可能であり、同少なくとも２つの腹部の筋肉に電気的刺激を付与可能である電極から構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記装置は、使用者の少なくとも２つの背部の筋肉の領域に配置可能であり、同少なくとも２つの背部の筋肉に電気的刺激を付与可能である電極から構成されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 腹部の筋肉は、腹直筋及び腹斜筋から構成される一群から選択されることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 背筋の少なくとも一つは脊柱起立筋であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記装置は、更に閉じ機構から構成されることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 閉じ機構は、使用者の背中上の脊柱の領域において閉じるように調整されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 閉じ機構はヒンジから構成されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 閉じ機構はフック及びループによる留め部材から構成されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
10. 前記ベルト部は、更に腹部から構成されることと、同腹部は使用者のへその上方に配置するための開口部を形成することと、装置の腹部における開口部のへその上方への配置により、電極を前記少なくとも２つの腹部の筋肉に対して好適に配置できることとを特徴とする請求項７に記載の装置。
11. 装置の腹部における開口部のへその上方への配置により、使用者は前記少なくとも２つの背部の筋肉に対して電極を好適に配置できることを特徴とする前記請求項１０に記載の装置。
12. 前記操作部は、腹部の筋肉及び背部の筋肉に対して同時に電気的刺激を付与することができることを特徴とする請求項１に記載の装置。
13. 前記操作部は、腹部の筋肉及び背部の筋肉に対して電気的刺激を交互の刺激のパターンにより付与することができることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 使用者の筋肉を刺激するための装置であって、使用者の胴体の周囲に貼付可能なベルト部と、使用者の少なくとも１つの腹部の筋肉の領域に配置可能であり、同使用者の少なくとも１つの腹部の筋肉に対して電気的刺激を付与可能な少なくとも２つの電極を有する腹部と、少なくとも１つの腹部の筋肉に対して電気的刺激を付与可能な操作部とを備えることと、腹部は開口部を形成することと、へその上方に開口部を配置することにより少なくとも１つの腹部の筋肉に対して電極を好適に配置できることを特徴とする使用者の筋肉を刺激するための装置。
15. 前記装置は、更に、ベルト部上に設けられ、使用者の少なくとも１つの背中の筋肉の領域に配置可能であり、同使用者の少なくとも１つの背中の筋肉に対して電気的刺激を付与可能である少なくとも２つの電極を備えることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
16. 前記装置は、少なくとも２つの腹部の筋肉の領域に配置可能であり、同少なくとも２つの腹部の筋肉に電気的刺激を付与可能である電極から構成されることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. 前記装置は、使用者の少なくとも２つの背部の筋肉の領域に配置可能であり、同少なくとも２つの背部の筋肉に電気的刺激を付与可能である電極から構成されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 腹部の筋肉は、腹直筋及び腹斜筋から構成される一群から選択されることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
19. 背筋の少なくとも一つは脊柱起立筋であることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 同装置は、更に閉じ機構から構成されることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
21. 閉じ機構は、使用者の背中上の脊柱の領域において閉じるように調整されていることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
22. 閉じ機構はヒンジから構成されていることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
23. 閉じ機構はフック及びループによる留め部材から構成されることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
24. 前記操作部は、腹部の筋肉及び背部の筋肉に対して同時に電気的刺激を付与することができることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
25. 前記操作部は、腹部の筋肉及び背部の筋肉に対して電気的刺激を交互の刺激のパターンにより付与することができることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
26. 使用者における中心の筋肉を刺激するための装置を取り付ける方法であって、使用者の腹部の周囲に取付可能なベルト部から構成される、腹部の筋肉を刺激するための装置と、使用者の少なくとも１つの腹部の筋肉の領域に配置可能な少なくとも２つの電極を有する腹部と、使用者の少なくとも１つの背中の筋肉の領域に配置可能なベルト部上の少なくとも２つの電極と、少なくとも１つの腹部の筋肉に電気的刺激を付与可能な操作部とを備える工程と、腹部は開口部と、閉じ機構を形成することと、使用者のへその上方に開口部を並べることにより使用者の腹部上に装置を配置する工程と、使用者の背中上の脊柱の領域にいて閉じ機構を閉じる工程とから構成されることを特徴とする使用者における中心の筋肉を刺激するための装置を取り付ける方法。

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