JP2009136585A - 腹筋電気刺激による血圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に使用することができ、非侵襲で使用者の負担が少なく、確実に血圧を制御することができる腹筋電気刺激による血圧制御装置を提供する。
【解決手段】血圧制御装置１は、制御部および電気刺激ドライバー回路を有する装置本体１１を備えている。また、血圧制御装置１は、使用者の腹部１１０に着脱自在に装着される１対の電極パッド１２と、使用者の腕部１３０に着脱自在に装着される腕帯２１を有する血圧検出手段と、使用者の頭部１２０に着脱自在に装着される姿勢検出器３とを備えている。制御部は、血圧検出手段の検出結果と、姿勢検出器３の検出結果とに基づき、電気刺激ドライバー回路を介して１対の電極パッド１２への通電パターンを調整する電気刺激制御を行なう。
【選択図】図１

Description

本発明は、腹筋電気刺激による血圧制御装置に関するものである。

中高年を好発年齢とする進行性の神経変性疾患（パーキンソン病、シャイ・ドレーガー症候群・多系統萎縮症等）や頭頸部腫瘍、外傷による高位脊髄損傷等では、生命維持に極めて重要な血管運動中枢障害や交感神経遠心路障害により、圧反射機能が侵され、重度の起立性（座位性）低血圧や起立性失神発作を起こすようになる。末期には、寝たきり状態となり、生活の質が著しく低下する。さらに、嚥下性肺炎や尿路感染症を繰り返し、死にいたることが多いが、現在のところ治療の手立ては、ほとんどない。

ところで、患者の血圧を制御する血圧制御装置として、脊髄交感神経に電気刺激を与えて、血圧を上昇させる装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような従来の血圧制御装置では、カテーテルの先端部に電極を設けておき、カテーテルの先端部を患者の硬膜外腔内に挿入し、前記電極間にパルス電圧を印加する。これにより、脊髄交感神経に電気刺激が与えられ、これによって、患者の血圧が上昇する。

しかしながら、前記従来の血圧制御装置では、患者の硬膜外腔内にカテーテルを挿入する必要があるので、その作業を行うことができるのは、手術室内等における医師に限られてしまい、また、患者の負担も大きいという欠点がある。

また、前記従来の血圧制御装置では、患者の姿勢等は、考慮せずに、血圧検出手段により検出された血圧値のみに基づいて制御がなされているので、十分な制御を行なうことはできない。

特開２００４−６５５２９号公報

本発明の目的は、容易に使用することができ、非侵襲で使用者の負担が少なく、確実に血圧を制御することができる腹筋電気刺激による血圧制御装置を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（１６）の本発明により達成される。
（１） 使用者の血圧を検出する血圧検出手段と、
前記使用者の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
前記使用者の腹部に着脱自在に装着される電極を有し、該電極に通電して腹筋に電気刺激を与える電気刺激付与手段と、
前記電気刺激付与手段の作動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記血圧検出手段の検出結果と、前記姿勢検出手段の検出結果とに基づいて、前記電極への通電パターンを調整する電気刺激制御を行なうよう構成されていることを特徴とする腹筋電気刺激による血圧制御装置。

（２） 前記制御手段は、前記姿勢検出手段により前記使用者が起き上がったことが検出されている状態で、前記電気刺激制御を行なうよう構成されている上記（１）に記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。

（３） 前記制御手段は、前記血圧検出手段により検出された血圧値が、目標値または目標範囲内となるように、前記電気刺激の大きさを調整するよう構成されている上記（１）または（２）に記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。

（４） 前記制御手段は、前記姿勢検出手段により前記使用者が起き上がったことが検出されると、前記目標値を高くするよう構成されている上記（３）に記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。

（５） 前記制御手段は、前記電極への通電を開始する際は、前記電気刺激の大きさを漸増させるよう構成されている上記（３）または（４）に記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。

（６） 前記制御手段は、前記血圧検出手段により検出された血圧値が、前記目標値よりも小さい場合、該検出された血圧値と該目標値との差が大きいほど、前記電気刺激の大きさの変化率を大きくするよう構成されている上記（５）に記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。

（７） 前記制御手段は、前記血圧検出手段により検出された血圧値が、該血圧検出手段により過去に検出された血圧値よりも小さい場合、該検出された血圧値と該過去に検出された血圧値との差が大きいほど、前記電気刺激の大きさの変化率を大きくするよう構成されている上記（５）に記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。

（８） 前記制御手段は、前記血圧検出手段により検出された血圧値が、前記目標値または前記目標範囲の上限値を超えると、前記電気刺激の付与を停止するか、または前記電気刺激の大きさを減少させるよう構成されている上記（３）ないし（７）のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。

（９） 前記電気刺激の大きさの最大値が設定されており、
前記制御手段は、前記姿勢検出手段により前記使用者が起き上がったことが検出されると、前記電気刺激の大きさの最大値を高くするよう構成されている上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。

（１０） 前記制御手段は、前記電極への通電を停止する際は、前記電気刺激の大きさを漸減させるよう構成されている上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。

（１１） 前記電気刺激付与手段は、前記電極に対し、パルス状に通電するよう構成されており、
前記電気刺激の大きさの調整は、そのパルス波のパルス高、デューティー比および周波数のうちの少なくとも１つを調整するものである上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。

（１２） 前記血圧検出手段は、上腕部、手首、大腿部または足首に着脱自在に装着され、対象部位を圧迫し得る圧迫帯と、圧力センサとを有し、該圧迫帯および該圧力センサを用いて非観血的に血圧を測定するよう構成されている上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。

（１３） 前記血圧検出手段は、とう骨動脈に留置された観血式血圧計を有し、該観血式血圧計を用いて血圧を測定するよう構成されている上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。

（１４） 前記血圧検出手段は、生体に埋め込まれた血圧センサを有し、該血圧センサを用いて血圧を測定するよう構成されている上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。

（１５） 前記姿勢検出手段は、上半身に着脱自在に装着される上記（１）ないし（１４）のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。

（１６） 前記姿勢検出手段は、加速度センサ、角速度センサおよび角加速度センサのうちの少なくとも１つを有する上記（１）ないし（１５）のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。

本発明によれば、腹部に着脱自在に装着される電極に通電して腹筋に電気刺激を与えることで血圧を制御するので、医師によらず、容易に使用することができる。

また、非侵襲であり、使用者（患者）の負担が少ない。
また、血圧検出手段の検出結果と、姿勢検出手段の検出結果とに基づいて、電気刺激制御を行なうので、確実に血圧を制御することができる。

また、使用者が寝た姿勢のときは、問題となるような血圧の低下はほとんど生じないので、特に、血圧検出手段により使用者が起き上がったことが検出されている状態で、電気刺激制御を行なうよう構成されている場合は、必要なときのみ、電気刺激制御が行なわれ、これにより、使用者の負担を軽減することができる。例えば、圧迫帯および圧力センサを用いて非観血的に血圧を測定するよう構成されている場合は、使用者が寝た姿勢のときは、圧迫帯による締め付けは、なされず、これにより、使用者の負担は軽減される。

以下、本発明の腹筋電気刺激による血圧制御装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の腹筋電気刺激による血圧制御装置の第１実施形態を模式的に示す図、図２は、図１に示す腹筋電気刺激による血圧制御装置のブロック図、図３は、電極パッドへの通電を開始してから停止するまでの期間の電気刺激を示すグラフである。また、図４〜図６は、それぞれ、図１に示す腹筋電気刺激による血圧制御装置の制御部の制御動作を示すフローチャートであり、図５および図６は、図４中のステップＳ１０３の「電気刺激制御」を示すフローチャート（サブルーチン）である。

これらの図に示す腹筋電気刺激による血圧制御装置（以下、「血圧制御装置」と言う）１は、使用者（患者）の腹筋（腹部１１０）への電気刺激により、その腹筋を強制的に収縮（伸縮）させ、腹筋収縮により血圧（血圧値）を制御する装置である。すなわち、腹筋を収縮させると、血圧を上昇（増大）させることができ、血圧制御装置１は、その現象（原理）を利用して、血圧を制御する。なお、血圧は、電気刺激の大きさが大きいほど、急激に（短時間で）、大きい値まで上昇する。

図１に示すように、血圧制御装置１は、装置本体１１と、使用者の腹部（腹）１１０に着脱自在に装着される１対の電極パッド（電極）１２と、使用者の腕部（腕）１３０に着脱自在に装着される腕帯（カフ）（圧迫帯）２１と、使用者の頭部（頭）１２０に着脱自在に装着される姿勢検出器（姿勢検出手段）３とを備えている。

また、図１および図２に示すように、装置本体１１は、報知手段である表示部（表示手段）１４と、操作部１５と、制御部（制御手段）１６と、メモリー（記憶手段）１７と、１対の電極パッド１２にそれぞれ通電する電気刺激ドライバー回路（電気刺激出力部）１８と、各部に電力を供給する図示しない電源部とを有している。また、装置本体１１には、例えば、プリンター、パーソナルコンピュータ等の外部装置が、着脱自在に電気的に接続し得るようになっている。

各電極パッド１２は、それぞれ、ケーブル（導線）１３を介して装置本体１１の電気刺激ドライバー回路１８に電気的に接続されており、制御部１６の制御により、電気刺激ドライバー回路１８から各電極パッド１２にそれぞれ通電して、その電極パッド１２から使用者の腹筋（腹部１１０）に電気刺激を与えることが可能なように構成されている。

なお、前記各電極パッド１２、各ケーブル１３および電気刺激ドライバー回路１８により、使用者の腹筋に電気刺激を与える電気刺激付与手段が構成される。

各電極パッド１２としては、それぞれ、例えば、粘着型電極等、種々の形態のものを用いることができる。なお、各電極パッド１２が使用者の腹部１１０から離脱してしまうのを防止する離脱防止手段を設けてもよい。

また、装置本体１１は、腕帯２１内に空気を注入（導入）するコンプレッサー（空気注入部）２３と、腕帯２１内の空気を排出するリーク弁（流路開閉部）２４と、腕帯２１内の圧力を検出（測定）する圧力センサ（圧力計）２５とを有している。

腕帯２１は、使用者の腕部１３０（特に上腕部）に巻き付けられて使用されるものであり、空気を収納（導入）し得るように袋状をなしている。この腕帯２１は、その内部に空気が注入（導入）されることにより拡張し、使用者の腕部１３０を締め付けることができるようになっている。また、腕帯２１には、マジックテープ（「マジックテープ」は登録商標）等が設けらており、そのマジックテープにより、使用者の腕部１３０に腕帯２１を巻き付けた状態で固定し得るようになっている。

なお、圧迫帯としては、腕帯２１に限らず、例えば、手首、大腿部、足首等に巻き付けられ（着脱自在に装着され）、対象部位を圧迫し得るものを用いてもよい。

また、腕帯２１には、チューブ２２の一端側が接続されており、そのチューブ２２の他端側には、装置本体１１のリーク弁２４を介してコンプレッサー２３に対して着脱自在に接続される接続部（図示せず）が設けられている。これにより、コンプレッサー２３の作動によって、腕帯２１内に空気を注入することができ、また、リーク弁２４を開くことによって、腕帯２１内の空気を外部に排出することができる。

制御部１６は、コンプレッサー２３およびリーク弁２４をそれぞれ作動させ、圧力センサ２５により、腕帯２１内の圧力を検出し、その検出値に基づいて、使用者の血圧を求める。本実施形態では、このように非観血的に血圧を測定するので、使用者の負担を軽減することができる。

ここで、本発明（本明細書）における血圧（血圧値）は、最高血圧（収縮期血圧）と、最低血圧（拡張期血圧）との平均値とする。

なお、前記腕帯２１、チューブ２２、コンプレッサー２３、リーク弁２４および圧力センサ２５により、使用者の血圧（血圧値）を検出する血圧検出手段が構成される。

姿勢検出器（姿勢検出手段）３は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の回りの角速度をそれぞれ検出するジャイロセンサ（ジャイロスコープ）３１を有しており、使用者の頭部１２０に着脱自在に装着し得るように構成されている。ジャイロセンサ３１は、ケーブル（導線）３２を介して装置本体１１の制御部１６に電気的に接続されており、制御部１６は、ジャイロセンサ３１の検出値に基づいて使用者の姿勢（例えば、寝た状態、起き上がった状態等）を求める。

なお、姿勢検出手段は、前記の構成のものには限定されず、姿勢検出手段のセンサとしては、例えば、加速度センサ、角速度センサ、角加速度センサ等が挙げられ、これらのうちの１つ、または２以上を組み合わせて用いることができる。また、複数個所に、センサが設けられていてもよい。

また、姿勢検出手段のセンサの設置部位は、使用者の頭部１２０には限定されず、例えば、使用者の肩部等の上半身の所定部位や、使用者の衣類の頭部１２０に近い部位や、使用者が電動式ベッドを使用している場合のその電動式ベッド等が挙げられる。

制御部１６は、例えば、マイクロコンピュータやＣＰＵ等で構成されており、表示部１４、メモリー１７、電気刺激ドライバー回路１８、コンプレッサー２３、リーク弁２４等、血圧制御装置１全体の駆動（作動）を制御する。

例えば、制御部１６は、電気刺激ドライバー回路１８を介して、各電極パッド１２への通電を制御する（通電パターンを調整する電気刺激制御を行なう）。すなわち、各電極パッド１２への通電／切電（電気刺激のＯＮ／ＯＦＦ）の切替、各電極パッド１２へ印加する電圧や流す電流のパルス高（振幅）、デューティー比、周波数等の調整等を行なう。

従って、制御部１６により、電気刺激付与手段の作動を制御、すなわち、各電極パッド１２への通電パターンを調整する電気刺激制御を行なう制御手段の主機能が達成（構成）される。

また、メモリー１７は、例えば、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭのような半導体メモリー等で構成される。このメモリー１７には、例えば、血圧制御装置１の制御動作を実行するためのプログラム等の各種プログラムや、各種データ等が記憶（記録）される。これらプログラムやデータは、必要時に、メモリー１７から読み出される。

また、表示部１４は、例えば、液晶表示パネル、ＥＬ表示パネル等で構成される。
また、操作部１５には、例えば、血圧制御装置１の電源スイッチや、種々の操作を行なうための各操作スイッチ、種々の設定を行なうための各設定スイッチやダイヤルが、それぞれ、設けられている。この操作部１５から出力された各信号は、それぞれ、制御部１６に入力され、制御部１６は、それに応じて所定の処理を実行する。

前述したように、血圧制御装置１は、制御部１６の制御により、電気刺激ドライバー回路１８から各電極パッド１２にそれぞれ通電して、その電極パッド１２から使用者の腹筋に電気刺激を与えることができるようになっており、血圧検出手段の主要部を構成する圧力センサ２５の検出結果、すなわち、検出された使用者の血圧値（血圧の検出値）と、姿勢検出手段の主要部を構成する姿勢検出器３の検出結果、すなわち、検出された使用者の姿勢とに基づいて、各電極パッド１２への通電パターンを調整する電気刺激制御を行なうよう構成されている。

この場合、電極パッド１２から使用者の腹筋に電気刺激を与える際に、定電圧駆動、すなわち、１対の電極パッド１２間に、所定の電圧を印加して電流を流すように構成されていてもよく、また、定電流駆動、すなわち、１対の電極パッド１２間に、直接、所定の電流を流すように構成されていてもよい。

また、各電極パッド１２に対し、パルス状に通電するのが好ましい。すなわち、１対の電極パッド１２間に、電圧を印加して電流を流す場合は、印加する電圧は、パルス電圧が好ましい。同様に、１対の電極パッド１２間に、直接、電流を流す場合も、その電流は、パルス電流が好ましい。

さて、この血圧制御装置１では、使用者が起き上がったことが検出されている状態で（起き上がった姿勢のとき）、電気刺激制御を行なう。すなわち、使用者が寝ていることが検出されている状態で（寝た姿勢のとき）は、電気刺激制御を行なわない。

その理由は、使用者が寝た姿勢のときは、問題となるような血圧の低下はほとんど生じないので、問題はない。そして、使用者が寝た姿勢のときは、電気刺激制御を行なわないことにより、血圧検出のための腕帯２１による腕部１３０の締め付けがなされず、これにより、使用者の負担が軽減される。

なお、起き上がった姿勢には、立ち上がった姿勢のみならず、座った姿勢も含まれる（少なくとも上半身が起き上がった姿勢である）。

電気刺激制御においては、連続的または間欠的（例えば、定期的）に、使用者の血圧を検出（測定）し、検出された血圧値（血圧の検出値）が、目標値または目標範囲内となるように、電気刺激の大きさを調整する。本実施形態では、定期的に、使用者の血圧を検出し、その検出値が、目標値となるように、電気刺激の大きさを調整する。

この制御方式としては、特に限定されないが、フィードバック制御を用いるのが好ましく、例えば、比例（Ｐ）制御、比例（Ｐ）制御と積分（Ｉ）制御とを併用したＰＩ制御、比例（Ｐ）制御と微分（Ｄ）制御とを併用したＰＤ制御、比例（Ｐ）制御と積分（Ｉ）制御と微分（Ｄ）制御とを併用したＰＩＤ制御等が挙げられる。

また、電気刺激制御においては、血圧の検出値が目標値または目標範囲の下限値よりも低い場合は、電極パッド１２に通電して使用者の腹筋に電気刺激を与え、血圧を上昇させる。そして、血圧の検出値が目標値または目標範囲の上限値を超えると、電極パッド１２への通電を停止して電気刺激の付与を停止するか、または電気刺激の大きさを減少させる。これにより、使用者の血圧は、徐々に減少（下降）する。

電極パッド１２にパルス状に通電する場合は、電気刺激の大きさを調整するには、パルス電圧やパルス電流（パルス波）のパルス高（振幅）、デューティー比（パルス幅）および周波数のうちの少なくとも１つを調整する。これらのうちでは、パルス高と周波数とのいずれか一方または両方を調整するのが好ましい。これにより、電気刺激による痛みを防止（または抑制）することができる。

なお、パルス高、デューティー比および周波数が大きいほど、それぞれ、電気刺激の大きさが大きくなり、血圧は、急激に（短時間で）、大きい値まで上昇する。

ここで、電極パッド１２にパルス電圧を印加する場合、印加するパルス電圧のパルス高（電圧値）は、５〜１００Ｖ程度であるのが好ましく、２０〜８０Ｖ程度であるのがより好ましい。また、周波数は、１０〜２００Ｈｚ程度であるのが好ましく、３０〜８０Ｈｚ程度であるのがより好ましい。また、パルス幅は、０．１〜０．４ｍｓｅｃ程度であるのが好ましく、０．２〜０．３ｍｓｅｃ程度であるのがより好ましい。また、このときのデューティー比（パルス幅デューティー比）は、０．００１〜０．１程度であるのが好ましく、０．００５〜０．０５程度であるのがより好ましい。また、このデューティー比は、諸条件に応じて適宜変更することができる。

また、電極パッド１２にパルス電流を流す場合、流すパルス電流のパルス高（電流値）は、１〜６０ｍＡ程度であるのが好ましく、１０〜４０ｍＡ程度であるのがより好ましい。また、周波数は、１０〜２００Ｈｚ程度であるのが好ましく、３０〜８０Ｈｚ程度であるのがより好ましい。また、パルス幅は、０．１〜０．４ｍｓｅｃ程度であるのが好ましく、０．２〜０．３ｍｓｅｃ程度であるのがより好ましい。また、このときのデューティー比は、０．００１〜０．１程度であるのが好ましく、０．００５〜０．０５程度であるのがより好ましい。また、このデューティー比は、諸条件に応じて適宜変更することができる。

これにより、使用者の腹筋に対し、安全かつ確実に、十分な大きさの電気刺激を与えることができる。

本実施形態では、電気刺激制御においては、血圧の検出値が目標値よりも低い場合は、電極パッド１２に通電して使用者の腹筋に電気刺激を与え、血圧を上昇させる。この場合、検出値と目標値との差（差分値）がゼロになるような大きさの電気刺激を与える。そして、血圧の検出値が目標値を超えると、電極パッド１２への通電を停止して電気刺激の付与を停止し、また、血圧の検出値が目標値に到達した場合も、電気刺激の付与を停止する。なお、血圧の検出値と目標値との差と、その差に応じて付与する電気刺激の大きさとの関係を示すテーブルや演算等の検量線は、予め、実験的に求められ、メモリー１７に記憶されており、必要時に読み出される。

図３に示すように、電気刺激の付与を開始する際、すなわち、電極パッド１２への通電を開始する際は、電気刺激の大きさを漸増させるようになっている。これにより、電気刺激の大きさが急激に増大するのを防止することができ、これによって、電気刺激による痛みを防止（または抑制）することができる。なお、電気刺激の大きさの変化率（傾き）は、一定であってもよく、また、経時的に変化していてもよい。

ここで、前記漸増させる電気刺激の大きさの変化率は、下記の通りであるのが好ましい。

電極パッド１２にパルス電圧を印加する場合において、印加するパルス電圧のパルス高を調整する場合は、０．１〜３００Ｖ／秒程度であるのが好ましく、１０〜１００Ｖ／秒程度であるのがより好ましい。また、周波数を調整する場合は、１〜６００Ｈｚ／秒程度であるのが好ましく、１０〜２００Ｈｚ／秒程度であるのがより好ましい。また、パルス幅を調整する場合は、０（パルス幅の変化なし）〜２ｍｓｅｃ／秒程度であるのが好ましく、０．１〜１ｍｓｅｃ／秒程度であるのがより好ましい。

また、電極パッド１２にパルス電流を流す場合において、流すパルス電流のパルス高を調整する場合は、１〜１８０ｍＡ／秒程度であるのが好ましく、１０〜４０ｍＡ／秒程度であるのがより好ましい。また、周波数を調整する場合は、１〜６００Ｈｚ／秒程度であるのが好ましく、１０〜２００Ｈｚ／秒程度であるのがより好ましい。また、パルス幅を調整する場合は、０（パルス幅の変化なし）〜２ｍｓｅｃ／秒程度であるのが好ましく、０．１〜１ｍｓｅｃ／秒程度であるのがより好ましい。

また、前記電気刺激の大きさの変化率は、諸事情に応じて変更するのが好ましい。その構成例としては、下記（１）および（２）の構成が挙げられる。

（構成１）
血圧の検出値と目標値との差が大きいほど、電気刺激の大きさの変化率を大きくする。血圧の検出値と目標値との差が大きい場合は、使用者の血圧を、早く、目標値、すなわち、正常値に回復させたいという要望があるが、これにより、その要望を実現することができる。

（構成２）
血圧の検出値をメモリー１７に記憶しておき、メモリー１７から過去に検出された血圧の検出値を読み出し、その値と今回検出された血圧の検出値とを比較する。そして、今回検出された血圧の検出値が、過去に検出された血圧の検出値よりも小さい場合、今回検出された検出値と過去に検出された検出値との差が大きいほど、電気刺激の大きさの変化率を大きくする。今回検出された血圧の検出値と過去に検出された血圧の検出値との差が大きい場合は、使用者の血圧を、早く、目標値、すなわち、正常値に回復させたいという要望があるが、これにより、その要望を実現することができる。

過去に検出された血圧の検出値としては、例えば、前回検出された血圧の検出値と、前々回検出された血圧の検出値との平均値等が挙げられる。

また、電気刺激には、その大きさの最大値ａ_ＭＡＸが設定されており、電気刺激の大きさが最大値ａ_ＭＡＸに達すると、その最大値ａ_ＭＡＸが持続する。これにより、安全性が向上する。なお、電気刺激の大きさが、最大値ａ_ＭＡＸに達する前に、目標の値に達した場合は、その目標の値が持続する。

また、電気刺激の付与を停止する際、すなわち、電極パッド１２への通電を停止する際は、電気刺激の大きさを漸減させるようになっている。これにより、電気刺激の大きさが急激に減少するのを防止することができ、これによって、使用者の血圧が急激に減少するのを防止することができる。なお、電気刺激の大きさ変化率（傾き）は、一定であってもよく、また、経時的に変化していてもよい。

ここで、前記漸減させる電気刺激の大きさの変化率は、下記の通りであるのが好ましい。

電極パッド１２にパルス電圧を印加する場合において、印加するパルス電圧のパルス高を調整する場合は、０．１〜３００Ｖ／秒程度であるのが好ましく、１０〜１００Ｖ／秒程度であるのがより好ましい。また、周波数を調整する場合は、１〜６００Ｈｚ／秒程度であるのが好ましく、１０〜２００Ｈｚ／秒程度であるのがより好ましい。また、パルス幅を調整する場合は、０（パルス幅の変化なし）〜２ｍｓｅｃ／秒程度であるのが好ましく、０．１〜１ｍｓｅｃ／秒程度であるのがより好ましい。

また、電極パッド１２にパルス電流を流す場合において、流すパルス電流のパルス高を調整する場合は、１〜１８０ｍＡ／秒程度であるのが好ましく、１０〜４０ｍＡ／秒程度であるのがより好ましい。また、周波数を調整する場合は、１〜６００Ｈｚ／秒程度であるのが好ましく、１０〜２００Ｈｚ／秒程度であるのがより好ましい。また、パルス幅を調整する場合は、０（パルス幅の変化なし）〜２ｍｓｅｃ／秒程度であるのが好ましく、０．１〜１ｍｓｅｃ／秒程度であるのがより好ましい。

このように、１回の電気刺激、すなわち、電極パッド１２への通電を開始してから停止するまでの期間は、その大きさが漸増する第１の期間（刺激漸増期間）と、大きさが一定の第２の期間（刺激一定期間と、大きさが漸減する第３の期間（刺激漸減期間）とを有している。なお、途中で、使用者の血圧が検出され、それに応じて、電気刺激の大きさが調整された場合は、それに応じたパターンになることは、言うまでもない。

また、使用者が起き上がったことが検出されると、血圧の目標値を、座位または立位時の血圧の目標値よりも高くするよう構成されているのが好ましい。その理由は、使用者が起き上がった直後は、血圧が急激に減少することがあり、これに対応することができるためである。

この場合、血圧の目標値をどの程度高くするかは、特に限定されないが、座位または立位時の血圧の目標値よりも５〜３０％程度高くするのが好ましく、１０〜２０％程度高くするのがより好ましい。

同様の理由で、使用者が起き上がったことが検出されると、電気刺激の大きさの最大値ａ_ＭＡＸを、座位または立位時の電気刺激の大きさの最大値よりも高くするよう構成されているのが好ましい。

この場合も、電気刺激の大きさの最大値ａ_ＭＡＸをどの程度高くするかは、特に限定されないが、座位または立位時の電気刺激の大きさの最大値よりも１００〜２００％程度高くするのが好ましく、１２０〜１５０％程度高くするのがより好ましい。

なお、座位または立位時よりも高い値に設定された血圧の目標値および電気刺激の大きさの最大値ａ_ＭＡＸは、それぞれ、途中、例えば、使用者が起き上がったことが検出されたときからの経過時間が所定時間に到達したときに、座位または立位時（通常時）の値に変更される（戻される）。以下、前記座位または立位時を、「通常時」または「通常」と言う。

次に、血圧制御装置１の作用（動作）を、図４〜図６に示すフローチャートに基づいて説明する。

血圧制御装置１を使用する際は、図１に示すように、使用者の腹部に１対の電極パッド１２を装着し、頭部１２０に姿勢検出器３を装着し、腕部１３０に腕帯２１を巻き付け、固定する。そして、血圧制御装置１の操作部１５の図示しない電源スイッチがオンの状態で、図示しない開始スイッチをオンすると、図４〜図６に示すフローチャート（プログラム）が実行される。なお、図示しない終了スイッチをオンすると、このプログラムを終了する。

図４に示すように、プログラムが開始すると、まず、姿勢検出器３により、使用者の姿勢を検出する（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１では、姿勢検出器３からの検出値により、使用者が、寝た状態と、起き上がった状態とのいずれの状態であるかを求める。

次いで、使用者が起き上がった状態である否かを判断し（ステップＳ１０２）、起き上がった状態ではないと判断した場合、すなわち、寝た状態と判断した場合は、ステップＳ１０１に戻り、再度、ステップＳ１０１以降を実行する。

一方、ステップＳ１０２において、起き上がった状態と判断した場合には、図５および図６に示す電気刺激制御を行なう（ステップＳ１０３）。

図５に示すように、まずは、フラグを「１」に設定する（フラグ＝１）（ステップＳ２０１）。

次いで、タイマーＡをリセットし、時間の計測を開始する（ステップＳ２０２）。このタイマーＡは、使用者が起き上がった直後からの経過時間が所定時間に到達したか否かを判断するために使用されるものである。

次いで、血圧の目標値を通常時よりも高い値に設定する（ステップＳ２０３）。
次いで、電気刺激の大きさの最大値ａ_ＭＡＸを通常時よりも高い値に設定する（ステップＳ２０４）。

次いで、使用者の血圧を検出する（ステップＳ２０５）。このステップＳ２０５では、コンプレッサー２３およびリーク弁２４をそれぞれ作動させ、圧力センサ２５により、腕帯２１内の圧力を検出し、その検出値に基づいて、使用者の血圧を求める。この血圧検出では、要した時間を計測し、その時間をメモリー１７に記憶する。

次いで、血圧の検出値と目標値とを比較し、検出値が目標値よりも低いか否かを判断すし（ステップＳ２０６）、検出値が目標値よりも低いと判断した場合は、その検出値が目標値となるように、電気刺激の大きさを調整する。
すなわち、まずは、血圧の目標値と検出値との差を求める（ステップＳ２０７）。

次いで、血圧の目標値と検出値との差に基づいて、付与する電気刺激の大きさを求め、設定する（ステップＳ２０８）。例えば、電極パッド１２にパルス電圧を印加する場合は、このステップＳ２０８では、パルス電圧のパルス高、デューティー比および周波数を設定する。この場合、前述したように、パルス電圧のパルス高、デューティー比および周波数のうちのいずれか１つまたは２つを固定し、残りを調整するようにしてもよく、また、３つすべてを調整するようにしてもよい。

次いで、電極パッド１２への通電を開始する際に電気刺激の大きさを漸増させるときのその変化率を設定する（ステップＳ２０９）。このステップＳ２０９では、前述したように、例えば、血圧の目標値と検出値との差が大きいほど、電気刺激の大きさの変化率を大きい値に設定する。または、例えば、今回検出された血圧の検出値と、前回検出された血圧の検出値と前回検出された血圧の検出値との平均値との差を求め、その差が大きいほど、電気刺激の大きさの変化率を大きい値に設定する。

次いで、電極パッド１２への通電を開始する（ステップＳ２１０）。
次いで、姿勢検出器３により、使用者の姿勢を検出する（ステップＳ２１１）。このステップＳ２１１では、姿勢検出器３からの検出値により、使用者が、寝た状態と、起き上がった状態とのいずれの状態であるかを求める。

次いで、使用者が寝た状態である否かを判断し（ステップＳ２１２）、寝た状態ではないと判断した場合、すなわち、起き上がった状態と判断した場合は、フラグ＝１か否かを判断する（ステップＳ２１３）。

ステップＳ２１３において、フラグ＝１と判断した場合は、タイマーＡの計測時間が所定時間に到達したか否かを判断し（ステップＳ２１４）、所定時間に到達していないと判断した場合には、使用者が起き上がった直後からの経過時間が所定時間に到達しておらず、タイマーＢをリセットし、時間の計測を開始する（ステップＳ２１８）。このタイマーＢは、定期的にステップＳ２０５の血圧検出を実行するために、時間計測を行うものである。

次いで、タイマーＢの計測時間と、ステップＳ２０５の血圧検出に要した時間とを加算し（ステップＳ２１９）、その合計値が所定時間に到達したか否かを判断し（ステップＳ２２０）、合計値が所定時間に到達していないと判断した場合は、ステップＳ２１９に戻り、再度、ステップＳ２１９以降を実行し、合計値が所定時間に到達したと判断した場合は、ステップＳ２０５に戻り、再度、ステップＳ２０５以降を実行する。このようにして、定期的に、使用者の血圧が検出される。

また、前記ステップＳ２１４において、タイマーＡの計測時間が所定時間に到達したと判断した場合には、使用者が起き上がった直後からの経過時間が所定時間に到達しており、フラグを「０」に設定する（フラグ＝０）（ステップＳ２１５）。

次いで、血圧の目標値を通常の値に変更し（ステップＳ２１６）、電気刺激の大きさの最大値ａ_ＭＡＸを通常の値に変更し（ステップＳ２１７）、前記ステップＳ２１８に移行し、そのステップＳ２１８以降を実行する。したがって、ステップＳ２０６〜Ｓ２１０では、それぞれ、その変更後の血圧の通常の目標値、変更後の電気刺激の大きさの通常の最大値ａ_ＭＡＸに基づいて、各処理がなされる。

また、前記ステップＳ２１３において、フラグ＝１ではない、すなわち、フラグ＝０と判断した場合は、既に、血圧の目標値が通常の値に変更され、電気刺激の大きさの最大値ａ_ＭＡＸが通常の値に変更されているので、前記ステップＳ２１８に移行し、そのステップＳ２１８以降を実行する。

また、前記ステップＳ２０６において、血圧の検出値が目標値以上である、すなわち、検出値が目標値を超えているか、または、検出値と目標値とが等しいと判断した場合は、電極パッド１２への通電を停止し（ステップＳ２２１）、前記ステップＳ２１１に移行し、そのステップＳ２１１以降を実行する。

また、前記ステップＳ２１１において、使用者が寝た状態であると判断した場合は、電極パッド１２への通電を停止し（ステップＳ２２２）、この電気刺激制御を終了し、図４に示すステップＳ１０１に戻り、再度、ステップＳ１０１以降を実行する。

以上説明したように、この血圧制御装置１によれば、使用者の腹部１１０に着脱自在に装着される電極パッド１２に通電して腹筋に電気刺激を与えることで血圧を制御するので、医師によらず、容易に使用することができる。

また、非侵襲であり、使用者の負担が少ない。
また、使用者が起き上がった姿勢のときに電気刺激制御を行ない、使用者が寝た姿勢のときは、電気刺激制御を行なわないので、使用者の負担が軽減される。この場合、使用者が寝た姿勢のときは、問題となるような血圧の低下はほとんど生じないので、問題はない。

なお、本発明では、使用者が、起き上がった状態に限らず、例えば、寝た状態でも、電気刺激制御を行なうように構成されていてもよい。

＜第２実施形態＞
以下、本発明の腹筋電気刺激による血圧制御装置の第２実施形態について説明するが、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

第２実施形態は、血圧検出手段の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

第２実施形態の腹筋電気刺激による血圧制御装置（以下、「血圧制御装置」と言う）１では、血圧検出手段は、使用者のとう骨動脈に留置された図示しない観血式血圧計を有し、この観血式血圧計を用いて血圧を検出（測定）するよう構成されている。
この血圧制御装置１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。

そして、この血圧制御装置１では、間欠的（例えば、定期的）のみでなく、連続的にも使用者の血圧を検出することができる。

電気刺激制御において、連続的に、使用者の血圧を検出し、検出された血圧値（血圧の検出値）が、目標値または目標範囲内となるように、電気刺激の大きさを調整する場合は、例えば、図４〜図６に示すフローチャートのステップＳ２１８〜Ｓ２２０を省略すればよい。

＜第３実施形態＞
以下、本発明の腹筋電気刺激による血圧制御装置の第３実施形態について説明するが、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

第３実施形態は、血圧検出手段の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

第３実施形態の腹筋電気刺激による血圧制御装置（以下、「血圧制御装置」と言う）１では、血圧検出手段は、使用者（生体）に埋め込まれた図示しない血圧センサを有し、この血圧センサを用いて血圧を検出（測定）するよう構成されている。

この血圧制御装置１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
そして、この血圧制御装置１では、間欠的（例えば、定期的）のみでなく、連続的にも使用者の血圧を検出することができる。

電気刺激制御において、連続的に、使用者の血圧を検出し、検出された血圧値（血圧の検出値）が、目標値または目標範囲内となるように、電気刺激の大きさを調整する場合は、例えば、図４〜図６に示すフローチャートのステップＳ２１８〜Ｓ２２０を省略すればよい。

以上、本発明の腹筋電気刺激による血圧制御装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

本発明の腹筋電気刺激による血圧制御装置の第１実施形態を模式的に示す図である。 図１に示す腹筋電気刺激による血圧制御装置のブロック図である。 電極パッドへの通電を開始してから停止するまでの期間の電気刺激を示すグラフである。 図１に示す腹筋電気刺激による血圧制御装置の制御部の制御動作を示すフローチャートである。 図１に示す腹筋電気刺激による血圧制御装置の制御部の制御動作を示すフローチャート（サブルーチン）である。 図１に示す腹筋電気刺激による血圧制御装置の制御部の制御動作を示すフローチャート（サブルーチン）である。

符号の説明

１ 血圧制御装置
１１ 装置本体
１２ 電極パッド
１３ ケーブル
１４ 表示部
１５ 操作部
１６ 制御部
１７ メモリー
１８ 電気刺激ドライバー回路
２１ 腕帯
２２ チューブ
２３ コンプレッサー
２４ リーク弁
２５ 圧力センサ
３ 姿勢検出器
３１ ジャイロセンサ
３２ ケーブル
１１０ 腹部
１２０ 頭部
１３０ 腕部
Ｓ１０１〜Ｓ１０３ ステップ
Ｓ２０１〜Ｓ２２２ ステップ

Claims (16)

1. 使用者の血圧を検出する血圧検出手段と、
   前記使用者の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
   前記使用者の腹部に着脱自在に装着される電極を有し、該電極に通電して腹筋に電気刺激を与える電気刺激付与手段と、
   前記電気刺激付与手段の作動を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記血圧検出手段の検出結果と、前記姿勢検出手段の検出結果とに基づいて、前記電極への通電パターンを調整する電気刺激制御を行なうよう構成されていることを特徴とする腹筋電気刺激による血圧制御装置。
2. 前記制御手段は、前記姿勢検出手段により前記使用者が起き上がったことが検出されている状態で、前記電気刺激制御を行なうよう構成されている請求項１に記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。
3. 前記制御手段は、前記血圧検出手段により検出された血圧値が、目標値または目標範囲内となるように、前記電気刺激の大きさを調整するよう構成されている請求項１または２に記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。
4. 前記制御手段は、前記姿勢検出手段により前記使用者が起き上がったことが検出されると、前記目標値を高くするよう構成されている請求項３に記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。
5. 前記制御手段は、前記電極への通電を開始する際は、前記電気刺激の大きさを漸増させるよう構成されている請求項３または４に記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。
6. 前記制御手段は、前記血圧検出手段により検出された血圧値が、前記目標値よりも小さい場合、該検出された血圧値と該目標値との差が大きいほど、前記電気刺激の大きさの変化率を大きくするよう構成されている請求項５に記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。
7. 前記制御手段は、前記血圧検出手段により検出された血圧値が、該血圧検出手段により過去に検出された血圧値よりも小さい場合、該検出された血圧値と該過去に検出された血圧値との差が大きいほど、前記電気刺激の大きさの変化率を大きくするよう構成されている請求項５に記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。
8. 前記制御手段は、前記血圧検出手段により検出された血圧値が、前記目標値または前記目標範囲の上限値を超えると、前記電気刺激の付与を停止するか、または前記電気刺激の大きさを減少させるよう構成されている請求項３ないし７のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。
9. 前記電気刺激の大きさの最大値が設定されており、
   前記制御手段は、前記姿勢検出手段により前記使用者が起き上がったことが検出されると、前記電気刺激の大きさの最大値を高くするよう構成されている請求項１ないし８のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。
10. 前記制御手段は、前記電極への通電を停止する際は、前記電気刺激の大きさを漸減させるよう構成されている請求項１ないし９のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。
11. 前記電気刺激付与手段は、前記電極に対し、パルス状に通電するよう構成されており、
    前記電気刺激の大きさの調整は、そのパルス波のパルス高、デューティー比および周波数のうちの少なくとも１つを調整するものである請求項１ないし１０のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。
12. 前記血圧検出手段は、上腕部、手首、大腿部または足首に着脱自在に装着され、対象部位を圧迫し得る圧迫帯と、圧力センサとを有し、該圧迫帯および該圧力センサを用いて非観血的に血圧を測定するよう構成されている請求項１ないし１１のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。
13. 前記血圧検出手段は、とう骨動脈に留置された観血式血圧計を有し、該観血式血圧計を用いて血圧を測定するよう構成されている請求項１ないし１１のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。
14. 前記血圧検出手段は、生体に埋め込まれた血圧センサを有し、該血圧センサを用いて血圧を測定するよう構成されている請求項１ないし１１のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。
15. 前記姿勢検出手段は、上半身に着脱自在に装着される請求項１ないし１４のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。
16. 前記姿勢検出手段は、加速度センサ、角速度センサおよび角加速度センサのうちの少なくとも１つを有する請求項１ないし１５のいずれかに記載の腹筋電気刺激による血圧制御装置。

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