JP2014166356A - Electrostimulator with muscle output measurement function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、心臓外科手術後や心不全の急性増悪期のように積極的な運動介入が困難な場合に、筋萎縮を防止するための電気刺激に関するもので、特に、電気刺激による筋疲労が発生しにくく、安全に使用できる電気刺激装置に関する。
本発明は、急性期の心疾患だけでなく、脳血管障害、呼吸器疾患、運動器疾患、長期臥床患者など、広く筋萎縮の防止に適応できる。
The present invention relates to electrical stimulation for preventing muscle atrophy when aggressive exercise intervention is difficult after cardiac surgery or during acute exacerbation of heart failure, and in particular, muscle fatigue due to electrical stimulation occurs. The present invention relates to an electrical stimulation device that is difficult to use and can be used safely.
The present invention can be widely applied to the prevention of muscular atrophy not only for heart diseases in the acute phase but also for cerebrovascular disorders, respiratory diseases, motor organ diseases, long-term bedridden patients and the like.
長期臥床では廃用性の筋萎縮が生じ、離床後の身体機能に大きな悪影響を及ぼすため、早期リハビリテーションが重要であり、広く実施されている。
しかし、心臓外科術後や心不全の急性増悪期のように、積極的な運動介入が困難な場合もあり、このような場合にいかにして筋萎縮を防止するかは大きな課題となっている。
そこで最近注目されているのが電気刺激療法である。電気刺激療法は、臥床中の患者を電気刺激し、筋萎縮を防止するものである。
電気刺激療法は、他動的に筋に負荷をかけるため、他の方法と比して安全性が高く、効果的な筋力低下防止が期待されるため、既にいくつかの報告がある（例えば「非特許文献１」など）。
なお、電気刺激による筋収縮で得られる筋出力（筋力）を、ここでは、随意筋収縮時の筋出力と区別して、他動的筋出力とする。
Early rehabilitation is important and widely practiced, because disuse muscular atrophy occurs in long-term bedridden and has a serious adverse effect on physical function after getting out of bed.
However, there are cases where active exercise intervention is difficult, such as after cardiac surgery or during acute exacerbation of heart failure, and how to prevent muscle atrophy in such cases is a major issue.
Therefore, electrical stimulation therapy has recently been attracting attention. Electrical stimulation therapy is intended to electrically stimulate a patient in bed and prevent muscle atrophy.
Since electrical stimulation therapy dynamically loads the muscle, it is safer than other methods and is expected to effectively prevent muscle weakness. Non-Patent
Here, the muscle output (muscle strength) obtained by muscle contraction due to electrical stimulation is distinguished from the muscle output at the time of voluntary muscle contraction and is referred to as other dynamic muscle output.
しかし、電気刺激療法では、ＬＦＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｆａｔｉｇｕｅ）という電気刺激による筋疲労が生じやすい。これは筋小胞体からのカルシウムイオンの放出や再取り込みが阻害されることによるもので、筋力低下が長時間持続するという問題を生じさせる。このため、長期臥床患者の筋出力や病態に影響を与える可能性がある。したがって、臨床応用に際しては、筋疲労の発生が少ない、安全な電気刺激法の開発が求められている。
本発明はこれを実現するもので、筋疲労が少なく、安全に、効果的に筋力低下を防止することができる電気刺激装置を提供することを目的とする。
However, in electrical stimulation therapy, muscle fatigue is likely to occur due to electrical stimulation such as LFF (Low Frequency Fatigue). This is due to the inhibition of calcium ion release and reuptake from the sarcoplasmic reticulum, which causes the problem that muscle weakness persists for a long time. This may affect the muscle output and pathology of long-term bedridden patients. Therefore, for clinical application, development of a safe electrical stimulation method with less generation of muscle fatigue is required.
This invention implement | achieves this and it aims at providing the electrical stimulation apparatus which can prevent a muscular strength fall safely with little muscle fatigue.
疲労の少ない電気刺激をおこなう方法は、既にいくつかの分野で検討されている。
心臓手術後の患者の下肢を電気刺激し、その筋力低下に対する効果や安全性等を検討している文献もある（例えば、「非特許文献１」など）。
理学療法機器の分野では、筋疲労を減少させる低周波治療器の技術が開示されている（例えば「特許文献２」など）。
また、廃用性筋萎縮を防止し筋の力と持久力を改善するものもある（例えば「特許文献３」など）。
Methods for conducting electrical stimulation with less fatigue have already been studied in several fields.
There is also a literature (for example, “Non-Patent
In the field of physical therapy devices, a technique of a low-frequency treatment device that reduces muscle fatigue is disclosed (for example, “
There are also those that prevent disuse muscle atrophy and improve muscle strength and endurance (for example, “
特許文献２は、低周波治療器に関するものであり、その出力電流の周波数を１０００〜１２００Ｈｚと高くし、図３のように、これを間欠的に出力するとともに、波形出力をしない中断期間を設けることで、筋疲労を減少させようとするものである。
しかし、特許文献２は、低周波治療器に関するものであり、筋を強く刺激（収縮・弛緩させる）すると、筋疲労の発生は避けられないため、刺激中に刺激中断期間を設け、発生した筋疲労を減らすようにするものである。
このように、特許文献２の治療器は、疲労の蓄積は少なくなるが、刺激時にＬＦＦが生じて、他動的筋出力の低下が生じ、傷病者の筋出力や病態に悪影響を及ぼす可能性がある。
また、発生する筋疲労の程度や、その長期の臥床や局所安静の患者への悪影響については全く検討されていない。
このため、心疾患や脳血管障害、呼吸器疾患、運動器疾患などの長期臥床に伴う筋力低下を、安全に、効果的に防止するという、本発明と同じ目的で、特許文献２の治療器を使用することはできない。
However,
As described above, the treatment device of
In addition, the degree of muscular fatigue that occurs and the adverse effects on patients with prolonged bed rest and local rest have not been studied at all.
For this reason, the therapeutic device of
特許文献３は、本発明と同様、廃用性の筋萎縮の防止を目的とするもので、図４はこの文献に記載されている図である。
装置は、１０Ｈｚの第１のパルスを連続的に出力し、これと同期し重複して１Ｈｚの頻度で複合波を出力している。複合波は５０Ｈｚの４個のパルス列と、その先頭に置いた１５０Ｈｚの２個の高周波パルスで構成している（図４の実施例）。
これを１０〜１５秒程度の刺激期間を設けて出力し、その後１０〜１５秒程度の休止期間を設けて刺激を休止し、この刺激と休止を繰返すようにするとより効果的であるとしている。
Similar to the present invention,
The apparatus continuously outputs a first pulse of 10 Hz, and outputs a composite wave at a frequency of 1 Hz in synchronization with the first pulse. The composite wave is composed of four pulse trains of 50 Hz and two high-frequency pulses of 150 Hz placed at the head (example of FIG. 4).
It is said that it is more effective to output this after providing a stimulation period of about 10 to 15 seconds, and then stop the stimulation by providing a rest period of about 10 to 15 seconds, and repeat this stimulation and the rest.
しかし、特許文献３は本発明よりも電気刺激頻度が高く、刺激強度を適正値に設定する手段を有しないため、電気刺激による筋疲労が発生しやすい。
また、図４のように連続してパルスを出力すると、刺激中に発生した筋疲労が蓄積する。
特許文献３の明細書には、１０〜１５秒の刺激期間と同程度時間の休止期間を設ける例も記載しているが、この場合も、特許文献３の休止期間は本発明の休止期間よりも短いため、特許文献３では刺激中に発生した筋疲労は蓄積し易い。
しかも、この発明は刺激強度の設定法については言及していない。通常、刺激強度の設定は施術者の手動によりおこなうので、施術者が適切だと考えて設定しても、実際には刺激強度が強すぎて、筋疲労が発生して、他動的筋出力や病態に悪影響を与えることもあるし、逆に、刺激強度が弱すぎて、筋萎縮防止効果が得られないこともある。このため、筋疲労がなく、他動的筋出力や病態に悪影響を与えず、しかも筋萎縮防止効果が得られる刺激強度に出力を設定して刺激することは、実質的に困難である。
このように、特許文献３の装置は、心疾患などの長期臥床時や長期の安静・固定時の廃用性筋萎縮の予防に使用することはできない。
However, since
When pulses are continuously output as shown in FIG. 4, muscle fatigue generated during stimulation accumulates.
The specification of
Moreover, this invention does not mention a method for setting the stimulus intensity. Normally, the stimulation intensity is set manually by the practitioner, so even if the practitioner thinks that it is appropriate, the stimulation intensity is actually too strong and muscle fatigue occurs, resulting in the output of other dynamic muscles. May adversely affect the pathological condition, and conversely, the stimulation intensity may be too weak to obtain the effect of preventing muscle atrophy. For this reason, it is substantially difficult to stimulate by setting the output to a stimulation intensity that does not cause muscle fatigue, does not adversely affect the output of other dynamic muscles and the pathological condition, and obtains a muscle atrophy prevention effect.
Thus, the device of
本発明は、心疾患などの急性期や各種疾患による長期の臥床の患者に使用して、効果的に廃用性筋萎縮を防止し、電気刺激による筋疲労を発生させず、病態に影響を与えることのない、安全で、しかも他動的筋出力低下を防止できる電気刺激装置を提供することを目的とする。 The present invention is used for patients with acute bedrock such as heart disease and long-term bedridden diseases due to various diseases, effectively prevents disuse muscle atrophy, does not cause muscle fatigue due to electrical stimulation, and affects the disease state. An object of the present invention is to provide an electrical stimulation device that is safe and can prevent a decrease in the output of other dynamic muscles.
請求項１に記載の発明は、パルス状の生体刺激信号を出力する電気刺激信号発生部１と、
前記生体刺激信号を生体に供給する電極部２と、
前記電気刺激信号発生部１を制御する制御部３と、
筋出力を測定する筋出力測定部４と、
を有することを主な特徴とする。
The invention according to
An
A
A muscle
It has the main feature.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の筋出力測定機能付電気刺激装置が、筋出力目標値を設定する筋出力目標値設定部５と、
電気刺激時に前記筋出力測定部４で測定した筋出力が、前記他動的筋出力目標値になるように、前記制御部３で前記電気刺激信号発生部１を制御するようにしたこを主な特徴とする。
The invention according to
The
請求項３に記載の発明は、請求項１乃至請求項２に記載の筋出力測定機能付電気刺激装置が、前記制御部３に出力調整モードを設け、電気刺激時に、
前記出力調整モードによって前記電気刺激信号発生部１から、連続的なパルス出力を出力するようにしたことを主な特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the electrical stimulation device with muscle output measurement function according to the first or second aspect, the
A main feature is that a continuous pulse output is output from the electrical
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３に記載の筋出力測定機能付電気刺激装置が、電気刺激開始後、前記他動筋出力が前記他動筋出力目標値になるまでの間、所定の時間をかけて漸増するように、前記制御部３で前記電気刺激信号発生部１を制御するようにしたことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the muscle stimulation measuring function-stimulated electrical stimulation device according to any one of the first to third aspects of the present invention until the passive muscle output reaches the passive muscle output target value after the electrical stimulation is started. During this period, the electrical
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４に記載の筋出力測定機能付電気刺激装置が、電気刺激終了後に、前記他動筋出力が所定の値以下になるまでの間、所定の時間をかけて漸減するように、前記制御部３で前記電気刺激信号発生部１を制御するようにしたこを主な特徴とする。
In the fifth aspect of the invention, the electrical stimulation device with muscle output measurement function according to any one of the first to fourth aspects of the present invention is provided until the output of the passive muscle becomes equal to or less than a predetermined value after the electrical stimulation ends. The main feature is that the
請求項１の発明では、筋出力を測定検出する筋出力測定部４を設けた。一般的に筋が疲労すると筋出力は低下する。本請求項記載の発明では、筋出力を測定できるので、電気刺激時に筋疲労が生じると、これを検出することができる。逆に、筋疲労の生じない他動的筋出力の範囲、つまり電気刺激の出力の強さを決定することもできる。
In the invention of
請求項２の発明では、筋出力目標値を設定する筋出力目標値設定部５を設け、
さらに、電気刺激開始前に、他動的筋出力目標値を設定しておき、電気刺激時に、前記筋出力測定部４で測定した筋出力が、前記他動的筋出力目標値になるように、前記制御部３に設けた出力制御手段で前記電気刺激信号発生部１を制御するようにした。
つまり、電気刺激を行ったときの筋出力が予め設定した他動的筋出力目標値になるように、電気刺激の強さを設定することができる。さらに、他動的筋出力を指標に、電気刺激装置の出力を調整することができる。
本請求項記載の発明によると、筋出力を指標にして、電気刺激強度を正確に設定することができる。しかも、本請求項記載の発明では、所定の他動的筋出力が得られるようにしており、このため、筋力を維持することができ、廃用性筋萎縮を防止することができる。
従来は、疲労は電気刺激装置では直接、評価できないため、電気刺激のみで疲労の少ない刺激をおこなうことは困難であった。また、どのような刺激条件でも、電気刺激の刺激強度が強すぎると筋疲労が生じる。逆に刺激強度が弱すぎると、他動的筋出力を維持することはできず、廃用性筋萎縮を防止できない、という問題があった。
この問題を解決するものが本請求項に記載の発明である。
In invention of
Furthermore, before starting electrical stimulation, another dynamic muscle output target value is set so that the muscle output measured by the muscle
That is, the strength of the electrical stimulation can be set so that the muscle output when the electrical stimulation is performed becomes the preset other dynamic muscle output target value. Furthermore, the output of the electrical stimulation device can be adjusted using the other dynamic muscle output as an index.
According to the present invention, the electrical stimulation intensity can be accurately set using the muscle output as an index. In addition, in the invention described in the present claim, a predetermined other dynamic muscle output can be obtained. Therefore, the muscular strength can be maintained, and disuse muscle atrophy can be prevented.
Conventionally, since fatigue cannot be directly evaluated with an electrical stimulation device, it has been difficult to perform stimulation with less fatigue using only electrical stimulation. In any stimulation condition, muscle fatigue occurs when the stimulation intensity of the electrical stimulation is too strong. On the other hand, if the stimulation intensity is too weak, there is a problem that the output of other dynamic muscles cannot be maintained and the disuse muscle atrophy cannot be prevented.
What solves this problem is the invention described in the claims.
請求項３の発明では、筋出力測定機能付電気刺激装置における、出力調整時の手段について主な特徴を有している。図１には記載されていないが、装置には出力調節器が設けられており、この出力調節器を操作すると、電気刺激信号発生部１の出力の強さを調節することができる。
ここで、電気刺激装置は、刺激前にその出力を調節する際、従来は、電気刺激強度は手動で出力調節器を操作して調節していたが、刺激の都度、また刺激する人によって刺激強度は異なり、正確な刺激強度設定は不可能であった。このため、場合によっては刺激が強すぎたり、弱すぎたりすることがあった。
この問題を解決するものが本請求項に記載の発明である。
本請求項記載の発明によると、筋出力測定部４から得られた筋出力を指標として、電気刺激強度を正確に調整することができる。
このため、刺激が強すぎて筋疲労が生じたり、弱すぎて他動的筋出力維持効果が低下したりすることは無く、本請求項記載の発明により、簡単に、筋疲労のない、他動的筋出力低下の無い、正確な電気刺激をおこなうことができる。
According to the third aspect of the present invention, the means for adjusting the output in the electrical stimulation apparatus with muscle output measurement function has the main characteristics. Although not shown in FIG. 1, the apparatus is provided with an output adjuster, and when the output adjuster is operated, the output intensity of the electrical
Here, when adjusting the output of the electrical stimulation device before stimulation, conventionally, the electrical stimulation intensity is manually adjusted by operating the output regulator. The intensity was different, and it was impossible to set the exact stimulus intensity. For this reason, in some cases, the stimulus may be too strong or too weak.
What solves this problem is the invention described in the claims.
According to the present invention, the electrical stimulation intensity can be accurately adjusted using the muscle output obtained from the muscle
For this reason, there is no possibility that muscle irritation occurs due to too strong stimulation, or that the effect of maintaining other dynamic muscle output does not decrease because it is too weak. Accurate electrical stimulation without a decrease in dynamic muscle output can be performed.
請求項４発明では、電気刺激開始前に前記筋出力目標値設定手段により前記他動筋出力目標値を設定しておき、電気刺激開始後、所定の時間をかけて、前記筋出力検出手段４で測定した他動筋出力が、前記筋出力目標値設定手段で設定した他動筋出力目標値になるまで漸増するように、前記制御手段３で前記電気刺激信号発生部1を自動制御するようにした。
このため、刺激開始時にも急激な出力増加は無く、心疾患や脳血管障害等の敏感な患者も刺激開始時のショックを受けることはなく、安全な刺激をおこなうことができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the muscle output target value is set by the muscle output target value setting means before the start of electrical stimulation, and the muscle output detection means 4 is allowed to take a predetermined time after the start of electrical stimulation. The control means 3 automatically controls the
For this reason, there is no sudden increase in output at the start of stimulation, and sensitive patients such as heart disease and cerebrovascular disorder do not receive a shock at the start of stimulation and can perform safe stimulation.
請求項５発明では、電気刺激終了時に、所定の時間をかけて、前記筋出力検出手段４で測定した他動筋出力がゼロになるまで漸減するように、前記制御手段３で前記電気刺激信号発生部１を自動制御するようにした。
このため、刺激終了時にも刺激強度の急激な変化は無く、心疾患や脳血管障害等の敏感な患者も刺激終了時のショックを受けることはなく、また、スポーツのクールダウンのように、安全に刺激を終えることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, at the end of the electrical stimulation, the control means 3 causes the electrical stimulation signal to gradually decrease until the passive muscle output measured by the muscle output detection means 4 becomes zero over a predetermined time. The
Therefore, there is no sudden change in stimulation intensity at the end of stimulation, and sensitive patients such as heart disease and cerebrovascular disorder do not receive shock at the end of stimulation. You can finish the stimulus.
本発明により、筋疲労が発生しにくい刺激波形を所望の刺激強度に正確に調節して筋刺激をおこなうことができる。
このため、電気刺激による筋疲労と筋力低下を防止し、安全に、効果的に廃用性筋萎縮を防止することができ、急性期の心疾患や長期臥床の患者の廃用性筋萎縮の防止を効果的に安全におこなうことができる。
According to the present invention, muscle stimulation can be performed by accurately adjusting a stimulation waveform that hardly causes muscle fatigue to a desired stimulation intensity.
Therefore, it can prevent muscle fatigue and muscle weakness due to electrical stimulation, can safely and effectively prevent disuse muscle atrophy, and can prevent disuse muscle atrophy in patients with acute heart disease and long-term bedridden patients. Prevention can be carried out effectively and safely.
本発明は、筋出力測定を設けることで、筋疲労の発生が少なく、生体に悪影響を与えることの無い、筋出力の低下を予防する電気刺激装置に関するものである。 The present invention relates to an electrical stimulation apparatus for preventing a decrease in muscle output by providing muscle output measurement so that muscle fatigue is less likely to occur and does not adversely affect a living body.
本発明は、筋疲労の発生が少なく、生体に悪影響を与えることの無い、筋出力の低下を予防する電気刺激装置に関するものである。 The present invention relates to an electrical stimulation device for preventing a decrease in muscle output, which causes little muscle fatigue and does not adversely affect a living body.
請求項１に記載の発明を説明する前に、図１に本発明にかかる電気刺激装置の構成例を説明する。
図１は、本発明にかかる電気刺激装置の一実施例で、１は電気刺激信号発生部、２は電極部、３は制御部、４は他動的筋出力検出手段である。
図２は、本発明の電気刺激信号発生部１が出力する電気刺激信号の例を示す。
本発明にかかる電気刺激装置の一実施例では、
パルス生体電気刺激信号を発生し所定の値に増幅して出力する電気刺激信号発生部１と、
前記電気刺激信号発生部１の出力を生体に供給する電極部２と
前記電気刺激信号発生部１を制御する制御部３と、
を有する電気刺激装置において、
高い周波数の高周波パルスＰ１を複数個出力し、
前記高周波パルスＰ１に続いて、低い周波数の低周波パルスＰ２を複数個出力して、
前記高周波パルスＰ１と低周波パルスＰ２で第１群パルスＰｇ１を構成し、
前記第１群パルスＰｇ１に続いて、電気刺激信号発生部１からパルス生体電気刺激信号を出力しない第１休止期間ｔｏｆｆ１を設け、
前記第１群パルスＰｇ１と第１休止期間ｔｏｆｆ１を交互に複数回繰返して出力して第２群パルスＰｇ２を構成し、
前記群パルスＰｇ２に続いて電気刺激信号発生部１からパルス生体電気刺激信号を出力しない第２休止期間ｔｏｆｆ２を設け、
前記第２群パルスＰｇ２と前記第２休止期間ｔｏｆｆ２を交互に出力するようにした。
電気刺激波形は、複数個の高周波パルスＰ１に続けて複数個の低周波パルスＰ２を発生し、高周波パルスＰ１と低周波パルスＰ２で第１群パルスＰｇ１を構成している。
筋を刺激するのは、基本的には低周波パルスＰ２である。この低周波パルスＰ２の前に高周波パルスＰ１を置くことで、前述のように、低周波パルスＰ２単独の刺激と比較して、筋刺激効果が高く、筋活動を活性化させることができる。
Before explaining the invention described in
FIG. 1 shows an embodiment of an electrical stimulation apparatus according to the present invention, in which 1 is an electrical stimulation signal generating unit, 2 is an electrode unit, 3 is a control unit, and 4 is other dynamic muscle output detection means.
FIG. 2 shows an example of the electrical stimulation signal output by the electrical
In one embodiment of the electrical stimulation device according to the present invention,
An electrical
An
In an electrical stimulator having
Outputs a plurality of high-frequency high-frequency pulses P1,
Subsequent to the high frequency pulse P1, a plurality of low frequency pulses P2 having a low frequency are output,
The high frequency pulse P1 and the low frequency pulse P2 constitute a first group pulse Pg1,
Following the first group pulse Pg1, a first pause period toff1 in which no pulse bioelectric stimulation signal is output from the electrical
The first group pulse Pg1 and the first pause period toff1 are alternately output a plurality of times to form a second group pulse Pg2.
Following the group pulse Pg2, a second pause period toff2 in which no pulse bioelectric stimulation signal is output from the electrical
The second group pulse Pg2 and the second pause period toff2 are alternately output.
The electrical stimulation waveform generates a plurality of low frequency pulses P2 following the plurality of high frequency pulses P1, and the high frequency pulse P1 and the low frequency pulse P2 constitute a first group pulse Pg1.
It is basically the low frequency pulse P2 that stimulates the muscle. By placing the high-frequency pulse P1 before the low-frequency pulse P2, as described above, the muscle stimulation effect is high and the muscle activity can be activated as compared with the stimulation of the low-frequency pulse P2 alone.
また、第１群パルスＰｇ１に続けて第１休止期間ｔｏｆｆ１を設け、これを複数回繰返して出力して、第２群パルスＰｇ２を構成している。
さらに、第２群パルスＰｇ２に続けて第２休止期間ｔｏｆｆ２を設けて、第２群パルスＰｇ２と第２休止期間ｔｏｆｆ２を交互に出力するようにしている。
このように休止期間を十分に長く設けることで、低頻度の低周波パルスＰ２を、さらに低いパルス頻度にしている。
このため、長時間にわたって使用しても筋疲労の発生は少なく、他動的筋出力の低下は無く、患者に悪影響を及ぼさない。たとえ電気刺激によって筋疲労が生じても、休止期間を長く取っているため（第２休止期間ｔｏｆｆ２）、休止期間に血流によって疲労物質は洗い流され疲労は蓄積しない。
このように、図１、図２の電気刺激装置を使用すると、筋疲労は発生せず、このため、筋出力低下は生じず、生体への悪影響は発生しない。
しかも、高周波パルスＰ１で筋を活性化して低頻度の低周波パルスＰ２で筋を刺激し、第１群パルスＰｇ１により筋は収縮と弛緩を繰返すため、筋出力を維持することができ、廃用性筋萎縮を防止することができる。
このように、図１、図２の電気刺激装置を使用すると、筋疲労がなく、他動的筋出力の低下が無く、生体への悪影響が無い、しかも廃用性筋萎縮を防止することのできる電気刺激をおこなうことができる。
Further, a first pause period toff1 is provided following the first group pulse Pg1, and this is repeated a plurality of times to form a second group pulse Pg2.
Further, a second pause period toff2 is provided following the second group pulse Pg2, and the second group pulse Pg2 and the second pause period toff2 are alternately output.
Thus, by providing a sufficiently long pause period, the low-frequency low-frequency pulse P2 is set to a lower pulse frequency.
For this reason, even if it is used for a long time, the occurrence of muscle fatigue is small, the output of other dynamic muscles does not decrease, and the patient is not adversely affected. Even if muscle fatigue occurs due to electrical stimulation, since the rest period is long (second rest period toff2), the fatigue substance is washed away by the blood flow during the rest period and fatigue does not accumulate.
As described above, when the electrical stimulation apparatus of FIGS. 1 and 2 is used, muscle fatigue does not occur, and therefore, muscle output does not decrease and adverse effects on the living body do not occur.
In addition, the muscle is activated by the high frequency pulse P1 and stimulated by the low frequency pulse P2, and the muscle repeatedly contracts and relaxes by the first group pulse Pg1, so that the muscle output can be maintained and is discarded. Sexual muscle atrophy can be prevented.
As described above, when the electrical stimulation apparatus of FIGS. 1 and 2 is used, there is no muscle fatigue, no decrease in other dynamic muscle output, no adverse effects on the living body, and prevention of disuse muscle atrophy. Electric stimulation that can be performed.
また、当該電気刺激装置の一実施例における、使用するパルスの極性について説明する。
正又は負の一方向のパルスは直流であるため、生体に電荷が誘発されて蓄積し、これが生体組織に悪影響を及ぼして、筋痛発生の原因にもなる。
そこで、当該電気刺激装置では、基本パルスＰは、正と負の両極性のパルスを交互に出力するようにした。このことにより、筋疲労の発生を少なくすることができる。
Moreover, the polarity of the pulse used in one Example of the said electrical stimulation apparatus is demonstrated.
Since the positive or negative unidirectional pulse is direct current, electric charge is induced and accumulated in the living body, which adversely affects the living tissue and causes muscle pain.
Therefore, in the electrical stimulation apparatus, the basic pulse P is output alternately as positive and negative pulses. This can reduce the occurrence of muscle fatigue.
また、当該電気刺激装置の一実施例における、使用するパルスのパルス幅について説明する。
電気刺激による効果的な筋刺激効果（筋の収縮及び弛緩）を得るためには、パルス幅を１００μｓ以上にする必要がある。しかし、パルス幅が１０００μｓよりも大きくなると、刺激が強すぎて、筋疲労や場合によっては熱傷を生じることがある。
当該電気刺激装置では、これらの公知技術を踏まえ、低い頻度の電気刺激をおこなう場合、他動的筋出力を維持するのに必要なパルス幅として、２００〜１０００μｓ、好ましくは５００〜７００μｓという値を得た。図２には、最適と考えられた６００μｓの例を示している。
この電気刺激装置において、刺激中に筋を効果的に収縮させることができ、筋機能を維持することができ、廃用性筋萎縮を防止することができる。
In addition, the pulse width of the pulse to be used in the embodiment of the electrical stimulation apparatus will be described.
In order to obtain an effective muscle stimulation effect (muscle contraction and relaxation) by electrical stimulation, the pulse width needs to be 100 μs or more. However, when the pulse width is larger than 1000 μs, the stimulation is too strong, and muscle fatigue and in some cases burns may occur.
In the electrical stimulation device, based on these known techniques, when electrical stimulation is performed at a low frequency, the pulse width necessary to maintain the other dynamic muscle output is 200 to 1000 μs, preferably 500 to 700 μs. Obtained. FIG. 2 shows an example of 600 μs considered to be optimal.
In this electrical stimulation device, muscles can be effectively contracted during stimulation, muscle function can be maintained, and disuse muscle atrophy can be prevented.
また、当該電気刺激装置の一実施例における、高周波パルスＰ１の周波数ｆＨについて説明する。
低周波パルスＰ２は、筋出力を維持するために、筋を収縮・弛緩させる。この低周波パルスＰ２による筋刺激効果をより向上させ、活性化させるために、低周波パルスＰ２の先頭に、高周波パルスＰ１を入れる方法が知られている。
低周波パルスＰ２の周波数が３０Ｈｚ以下の場合、高周波パルスＰ１の周波数を数十Ｈｚにしても、周波数の違いを明確に識別することはできず、筋の刺激効果を向上させて筋を活性化することはできない。
逆に周波数を数百Ｈｚ以上にすると、パルス幅が一定であると、刺激強度が強くなり、筋疲労を引き起こす。
そこで、当該電気刺激装置では、公知技術を参考にして、高周波パルスＰ１の周波数ｆＨは１００〜４００Ｈｚが、好ましくは、１５０〜２５０Ｈｚが適しており、図２の例では、最も適していると考えられた２００Ｈｚの例を示している。
Moreover, the frequency fH of the high frequency pulse P1 in one Example of the said electrical stimulation apparatus is demonstrated.
The low frequency pulse P2 contracts and relaxes the muscle in order to maintain the muscle output. In order to further improve and activate the muscle stimulation effect by the low frequency pulse P2, a method is known in which the high frequency pulse P1 is inserted at the head of the low frequency pulse P2.
When the frequency of the low frequency pulse P2 is 30 Hz or less, even if the frequency of the high frequency pulse P1 is several tens of Hz, the frequency difference cannot be clearly identified, and the muscle stimulation effect is improved and the muscle is activated. I can't do it.
On the other hand, when the frequency is set to several hundred Hz or more, when the pulse width is constant, the stimulation intensity is increased and muscle fatigue is caused.
Therefore, in the electrical stimulation device, with reference to known technology, the frequency fH of the high-frequency pulse P1 is preferably 100 to 400 Hz, preferably 150 to 250 Hz, and is considered most suitable in the example of FIG. An example of 200 Hz is shown.
また、当該電気刺激装置の一実施例における、高周波パルスＰ１のパルス数について説明する。
低周波パルスＰ２の先頭に高周波パルスＰ１を入れると筋を刺激し活性化する効果が高くなるが、この効果は、高周波パルスＰ１が２個でも効果が認められる。
しかし、このパルス数が多くなると刺激量も多くなり筋疲労を生じる。
このため、当該電気刺激装置では、高周波パルスＰ１のパルス数は２〜４個とした。
図２では、実験で最も適していると考えられた２個の例を示している。
In addition, the number of high-frequency pulses P1 in one embodiment of the electrical stimulation device will be described.
When the high frequency pulse P1 is inserted at the head of the low frequency pulse P2, the effect of stimulating and activating the muscle is enhanced, but this effect is recognized even when two high frequency pulses P1 are used.
However, as the number of pulses increases, the amount of stimulation increases and muscle fatigue occurs.
For this reason, in the electrical stimulation apparatus, the number of high-frequency pulses P1 is 2 to 4.
FIG. 2 shows two examples considered to be most suitable in the experiment.
このような電気刺激装置は、低周波パルス単独による電気刺激と比較して、より効果的に筋を刺激し活性化させる。
また、高周波パルスＰ１に続く低周波パルスＰ２の刺激量（パルス数及び刺激強度）を少なくすることができる。
つまり、当該電気刺激装置により、より少ない刺激量で電気刺激ができるため、筋疲労をより少なくし、筋萎縮をより効果的に防止する。
Such an electrical stimulation device stimulates and activates muscles more effectively than electrical stimulation using only a low frequency pulse.
In addition, the amount of stimulation (number of pulses and stimulation intensity) of the low frequency pulse P2 following the high frequency pulse P1 can be reduced.
That is, since the electrical stimulation device can perform electrical stimulation with a smaller amount of stimulation, muscle fatigue is reduced and muscle atrophy is more effectively prevented.
また、当該電気刺激装置の一実施例における、低周波パルスＰ２の周波数ｆＬについて説明する。
筋収縮機能を維持するためには筋の収縮と弛緩を繰返して訓練する方がよい。しかし、刺激電流の周波数が４０Ｈｚ以上になると、筋は連続的に収縮するようになり、弛緩しなくなる。最も効率よく収縮するのは２０Ｈｚ前後の周波数である。
これらの従来の知見を勘案し、低周波パルスＰ２の周波数は３０Ｈｚ以下が、特に、１０〜２０Ｈｚが適していることがわかった。このため、本請求項記載の発明では、低周波パルスＰ２の周波数を３０Ｈｚ以下とした。
図２では、実験の結果、最も適していると考えられた２０Ｈｚの例を示している。
Moreover, the frequency fL of the low frequency pulse P2 in one Example of the said electrical stimulation apparatus is demonstrated.
In order to maintain the muscle contraction function, it is better to train by repeatedly contracting and relaxing muscles. However, when the frequency of the stimulation current is 40 Hz or more, the muscle continuously contracts and does not relax. The most efficient contraction is at a frequency around 20 Hz.
Considering these conventional knowledge, it was found that the frequency of the low-frequency pulse P2 is 30 Hz or less, particularly 10 to 20 Hz. For this reason, in the invention described in this claim, the frequency of the low-frequency pulse P2 is set to 30 Hz or less.
FIG. 2 shows an example of 20 Hz considered to be most suitable as a result of the experiment.
また、当該電気刺激装置の一実施例における、低周波パルスＰ２のパルス数について説明する。
当該電気刺激装置において実際に筋の収縮と弛緩を生じさせるのは低周波パルスＰ２である。筋機能の維持には筋の収縮と弛緩を繰返すことが重要である。低周波パルスＰ２の数が多くなるほど、筋刺激効果は高くなるが、刺激が強くなって筋疲労が生じてくる。
筋機能を維持し、しかも筋疲労が生じないパルス数を実験により検討し、低周波パルスＰ２の個数は４〜１４個が適切であるという結論を得た。
図２では、実験の結果により最も適切と判断できた８個の例を示している。
In addition, the number of low frequency pulses P2 in one embodiment of the electrical stimulation device will be described.
It is the low frequency pulse P2 that actually causes muscle contraction and relaxation in the electrical stimulation device. It is important to repeat contraction and relaxation of muscles to maintain muscle function. As the number of low-frequency pulses P2 increases, the muscle stimulation effect increases, but the stimulation becomes stronger and muscle fatigue occurs.
The number of pulses that maintain muscle function and does not cause muscle fatigue was examined by experiment, and the conclusion was obtained that the number of low-frequency pulses P2 is suitably 4 to 14.
FIG. 2 shows eight examples that can be determined to be most appropriate based on experimental results.
また、当該電気刺激装置の一実施例における、第１休止期間ｔｏｆｆ１について説明する。
筋力増強のように筋機能を向上させるには、筋刺激効果の高い、刺激期間と休止期間の比は１：１前後にすることが多い。当該電気刺激装置では、高周波パルスＰ１を併用して刺激効果を高くしていることもあり、低周波パルスＰ２の個数を勘案し、第１休止期間ｔｏｆｆ１を４００〜８００ｍｓにした。これにより、筋出力を維持でき、しかも筋疲労発生を防止できる。
図２では、実験の結果により最も効果的と考えられた６００ｍｓの例を示している。
In addition, the first rest period toff1 in one embodiment of the electrical stimulation device will be described.
In order to improve muscle function like muscle strength enhancement, the ratio of stimulation period to rest period, which has a high muscle stimulation effect, is often around 1: 1. In the electrical stimulation device, the stimulation effect may be enhanced by using the high frequency pulse P1 in combination, and the first rest period toff1 is set to 400 to 800 ms in consideration of the number of the low frequency pulses P2. Thereby, muscle output can be maintained and muscle fatigue can be prevented from occurring.
FIG. 2 shows an example of 600 ms that is considered to be most effective from the result of the experiment.
また、当該電気刺激装置の一実施例における、第２群パルスＰｇ2が有するパルス（第１群パルスＰｇ1）の数について説明する。
当該電気刺激装置では、第１群パルスＰｇ１のオン・オフによって、筋は収縮と弛緩を繰り返す。
当該電気刺激装置では、疲労が発生せず、筋力低下を防止するために必要な、最低限必要な第２群パルスＰｇ２が有する第１群パルスＰｇ１の数を検討した結果、第２群パルスＰｇ２が有する第１群パルスＰｇ１）の数は５〜１５個が適切であることを確認した。図２の例では、実験により最も適切と考えられた１０個としている。
Further, the number of pulses (first group pulse Pg1) included in the second group pulse Pg2 in the embodiment of the electrical stimulation apparatus will be described.
In the electrical stimulation device, the muscle repeatedly contracts and relaxes by turning on and off the first group pulse Pg1.
In the electrical stimulation device, the number of the first group pulses Pg1 included in the minimum second group pulse Pg2 necessary for preventing the muscle strength from being reduced without fatigue is examined. As a result, the second group pulse Pg2 It was confirmed that the number of first group pulses Pg1) possessed by 5 to 15 is appropriate. In the example of FIG. 2, the number is 10 which is considered to be most appropriate by experiment.
また、当該電気刺激装置の一実施例における、第２休止期間ｔｏｆｆ2について説明する。
従来の筋機能向上用の電気刺激（例えば筋力増強用電気刺激装置など）では、パルスを出力するパルス期間を数〜十数秒に、このパルス期間の後に数〜数十秒の休止期間を設け、筋疲労を回復させる手段を用いていた。
当該電気刺激装置でも、このアイデアを応用した。すなわち、当該電気刺激装置により刺激を行うと、筋疲労は少なく、他動的筋出力低下を防止することができる。しかし、人によっては、筋の疲労を引き起こすことも考えられる。このため、たとえ筋疲労が生じても、第２休止期間ｔｏｆｆ２中に回復できるよう休止時間を長く取った。
当該電気刺激装置により刺激を行う場合、第２休止期間ｔｏｆｆ２を２０〜６０秒にすると、筋疲労が殆ど生じず、しかも、他動的筋出力を十分、維持することができることを確認した。そこで、当該電気刺激装置では、第２休止期間ｔｏｆｆ２を２０〜６０秒とした。
実際には、刺激効率と筋疲労及び他動的筋出力維持の面から、３０秒程度が最適であったため、図２の例では、最も適切な３０秒の例を示している。
当該電気刺激装置により、たとえ筋疲労が生じても、これを回復させることができる。
また、パルスの平均発生頻度を大幅に減らすことができるため、筋疲労の発生は低減できる。しかも、筋出力の低下を生じさせることは無く、廃用性筋萎縮を防止することができる。
The second rest period toff2 in the embodiment of the electrical stimulation device will be described.
In a conventional electrical stimulation for improving muscle function (for example, an electrical stimulation device for enhancing muscle strength), a pulse period for outputting a pulse is set to several to several tens of seconds, and a rest period of several to several tens of seconds is provided after this pulse period. Means to recover muscle fatigue were used.
This idea was applied to the electrical stimulation device. That is, when stimulation is performed by the electrical stimulation device, muscle fatigue is small and a decrease in the output of other dynamic muscles can be prevented. However, some people may cause muscle fatigue. For this reason, even if muscle fatigue occurs, the rest period is set long so that it can be recovered during the second rest period toff2.
When stimulating with the electrical stimulation device, it was confirmed that when the second rest period toff2 was set to 20 to 60 seconds, muscle fatigue hardly occurred and the passive muscle output could be sufficiently maintained. Therefore, in the electrical stimulation device, the second rest period toff2 is set to 20 to 60 seconds.
Actually, about 30 seconds was optimal in terms of stimulation efficiency, muscle fatigue, and other dynamic muscle output maintenance, and therefore the example of FIG. 2 shows the most appropriate example of 30 seconds.
Even if muscle fatigue occurs, the electrical stimulation device can recover the muscle fatigue.
Moreover, since the average occurrence frequency of pulses can be greatly reduced, the occurrence of muscle fatigue can be reduced. In addition, the muscle output is not reduced, and disuse muscle atrophy can be prevented.
図２は、当該電気刺激装置の一実施例における、電気刺激波形の例である。この刺激波形を用いることで、筋疲労の無い、他動的筋出力低下の無い、生体への悪影響が無く安全な、廃用性筋萎縮を防止できる電気刺激をおこなうことができる。 FIG. 2 is an example of an electrical stimulation waveform in an embodiment of the electrical stimulation apparatus. By using this stimulation waveform, it is possible to perform electrical stimulation that can prevent disuse muscle atrophy without causing muscle fatigue, without lowering other dynamic muscle output, and without adversely affecting the living body.
本願発明にかかる請求項１記載の発明では、本発明の電気刺激装置において、筋出力を検出する筋出力検出手段４を設けた。
本請求項記載の発明の実施例を図１に示す。装置は電気刺激信号発生部１と、電極部２と、制御部３からなる電気刺激装置に、筋出力検出手段４を設けている。
また、図には記載していないが、装置には出力調節器を設けており、この出力調節器を操作すると、電気刺激信号発生部１の出力の強さを調節することができる。
刺激開始時に前記出力調節器を操作すると電気刺激を開始し、筋を収縮させ、この筋収縮力が他動的筋出力として、筋出力検出手段４で検出される。
従来の電気刺激では、筋疲労を評価することはできなかったが、本願発明にかかる請求項１記載の発明を有することで、他動的筋出力を指標として電気刺激をおこなうことができることになる。
本発明の目的は筋疲労が生じないようにすることである。また、筋疲労があると筋出力は低下する。このため、他動的筋出力を指標とすることは妥当性がある。
According to the first aspect of the present invention, the muscle
An embodiment of the claimed invention is shown in FIG. The apparatus is provided with a muscle
Although not shown in the figure, the apparatus is provided with an output adjuster, and when the output adjuster is operated, the intensity of the output of the electrical
When the output adjuster is operated at the start of stimulation, electrical stimulation is started and the muscle is contracted, and this muscle contraction force is detected by the muscle output detection means 4 as the other dynamic muscle output.
With conventional electrical stimulation, muscle fatigue could not be evaluated, but by having the invention according to
An object of the present invention is to prevent muscle fatigue. In addition, muscle output decreases when there is muscle fatigue. For this reason, it is appropriate to use the other dynamic muscle output as an index.
本願発明にかかる請求項２記載の発明では、本発明の電気刺激装置において、さらに、筋が発生する筋出力目標値を設定する他動的筋出力目標値設定手段を設け、
電気刺激前に前記他動的筋出力目標値設定手段により筋出力目標値を設定しておき、
電気刺激時に、電気刺激による筋収縮力である他動的筋出力を前記他動的筋出力検出手段４で検出し、前記他動的筋出力検出手段４で検出した他動的筋出力が、前記他動的筋出力目標値になるように、出力調節器で制御部３を介して電気刺激信号発生部１を制御するようにした。
つまり、刺激前に他動的筋出力目標値設定手段により他動的筋出力目標値を設定しておき、電気刺激中に、刺激によって得られる他動的筋出力を筋出力検出手段４で検出し、検出した他動的筋出力と他動的筋出力目標値を比較し、検出した他動的筋出力が他動的筋出力目標値になるように、出力調節器で刺激強度を調節する。
従来は、電気刺激強度は手動で出力調節器を操作して調節していたが、刺激の都度、また刺激する人によって刺激強度は異なり、正確な刺激強度設定は不可能であった。
このため、場合によっては刺激が強すぎたり、弱すぎたりすることがあった。
本願発明によると、他動的筋出力を指標として、電気刺激強度を正確に設定することができる。
このため、本発明によると、刺激が強すぎて筋疲労が生じたり、弱すぎて他動的筋出力維持効果が低下したりすることは無い。
つまり、本請求項記載の発明により、筋疲労のない、他動的筋出力低下の無い、正確な電気刺激をおこなうことができる。
In the invention of
Before the electrical stimulation, set the muscle output target value by the other dynamic muscle output target value setting means,
At the time of electrical stimulation, the other dynamic muscle output that is the muscle contraction force by the electrical stimulation is detected by the other dynamic muscle
In other words, the other dynamic muscle output target value is set by the other dynamic muscle output target value setting means before the stimulation, and the other dynamic muscle output obtained by the stimulation is detected by the muscle output detection means 4 during the electrical stimulation. Then, the detected other dynamic muscle output and the other dynamic muscle output target value are compared, and the stimulation intensity is adjusted by the output controller so that the detected other dynamic muscle output becomes the other dynamic muscle output target value. .
Conventionally, the electrical stimulation intensity has been adjusted manually by operating the output regulator. However, the stimulation intensity differs depending on the stimulation and the person to be stimulated, making it impossible to set the exact stimulation intensity.
For this reason, in some cases, the stimulus may be too strong or too weak.
According to the present invention, the electrical stimulation intensity can be accurately set using the other dynamic muscle output as an index.
For this reason, according to the present invention, there is no possibility that the stimulation is too strong and muscle fatigue occurs, or the effect of maintaining the dynamic muscle output does not decrease because the stimulation is too weak.
That is, according to the present invention, accurate electrical stimulation can be performed without muscle fatigue and without lowering other dynamic muscle output.
また、本願発明にかかる請求項１乃至２に記載の発明では、請求項２記載の発明において、前述のように、他動的筋出力目標値を、最大筋力の５〜２０％とすることができる。他動的筋出力目標値が２０％よりも大きいと筋疲労が発生しやすく、５％以下では筋収縮が得られにくく、筋疲労の無い筋機能を維持できる刺激としては不適切であり、１０％前後にして電気刺激をおこなうと、筋疲労の無い、筋出力の低下の無い、廃用性萎縮を防止する、最適の電気刺激をおこなうことができる。
本発明の電気刺激をおこなうと、筋出力が最大筋力の１０％前後であれば、筋疲労は生じないし、筋力低下が生じにくいことを実験で確認している。
このため、他動的筋出力目標値を、最大筋力の５〜２０％とした。
本請求項記載の発明により、筋疲労は生じず他動的筋出力は低下せず、筋機能を維持して廃用性筋萎縮を防止できる電気刺激を、確実に実現することができる。
Further, in the invention according to
When the electrical stimulation of the present invention is performed, it has been confirmed by experiments that muscle fatigue does not occur and muscle strength does not easily decrease if the muscle output is around 10% of the maximum muscle strength.
For this reason, the other dynamic muscle output target value was set to 5 to 20% of the maximum muscle strength.
According to the present invention, muscle fatigue does not occur and other dynamic muscle output does not decrease, and electrical stimulation that can maintain muscle function and prevent disuse muscle atrophy can be reliably realized.
本願発明にかかる請求項３記載の発明では、本発明の電気刺激装置において、
前述した図１、図２にかかる電気刺激装置の一実施例において、電気刺激信号発生部１から前記第１群パルスＰｇ１又は前記低周波パルスＰ２を連続的に出力する出力調整モードを設け、
出力調節器を操作すると前記出力調整モードになるようにし、
前記出力調整モードで、出力調節器を操作して、前記筋出力検出手段４で検出した他動的筋出力が、前記筋出力目標値設定手段で設定した筋出力目標値になるように、前記電気刺激信号発生部１を制御するようにした。
本請求項記載の発明によると、電気刺激を開始すると出力調整モードになり、筋を電気刺激しながら、前記筋出力検出手段４で他動的筋出力を検出して予め設定した筋出力目標値になるように、出力調節器を操作して、制御手段２で電気刺激信号発生部１を制御するようにした
本発明の電気刺激装置は、前述の実施例で示したとおり、およそ長い休止期間を多数箇所に設けている場合があるため、出力調節時に休止期間になると、出力調節器を操作しても、どの程度の出力になったのか判り難い、このため、出力調節に非常に手間がかかり、出力調節が困難になる。
そこで、前述した様々な電気刺激装置の一実施例の中の一態様として、出力調節時は連続的にパルスを出力する通常モード（出力調整モード）とする。これによって、簡単に出力調節をおこなうことができる。
In invention of
In the embodiment of the electrical stimulation apparatus according to FIGS. 1 and 2 described above, an output adjustment mode for continuously outputting the first group pulse Pg1 or the low frequency pulse P2 from the electrical
When the output adjuster is operated, the output adjustment mode is set.
In the output adjustment mode, the output adjuster is operated so that the other dynamic muscle output detected by the muscle output detection means 4 becomes the muscle output target value set by the muscle output target value setting means. The electrical
According to the present invention, when the electrical stimulation is started, the output adjustment mode is set, and the muscle output detection means 4 detects the other dynamic muscle output while the muscle is electrically stimulated, and the muscle output target value set in advance is detected. As shown in the above-described embodiment, the electrical stimulation apparatus according to the present invention, in which the output regulator is operated so that the electrical
Therefore, as one aspect in one embodiment of the various electrical stimulation apparatuses described above, a normal mode (output adjustment mode) in which pulses are continuously output is set during output adjustment. This makes it possible to easily adjust the output.
本願発明にかかる請求項４記載の発明では、本発明の電気刺激装置において、
電気刺激開始後、所定の時間をかけて、前記筋出力検出手段４で測定した他動筋出力が、前記筋出力目標値設定手段で設定した他動筋出力目標値になるまで漸増するように、前記制御手段３で前記電気刺激信号発生部１を自動制御するようにした。
このため、刺激開始時に、刺激強度が急激に設定値になることはなく、電気的なショックを受けることは無い。
刺激強度が急激に変化すると、電気的ショックを受け、危険であるが、本請求項記載の発明により、ショックの無い安全な刺激をおこなうことができる。
電気刺激開始時は前述した通常モードによって出力調節をおこなうが、１〜３秒程度で目標筋出力になるように刺激強度を漸増させると、ショックを受けることは無い。
通常モードを設けていない場合、電気刺激開始後１Ｈｚ程度の筋収縮を１０回程度おこなう電気刺激をおこなうので、漸増時間をもう少し長く取ると、ショックを受けることなく、目標筋出力になるように刺激強度を調節することができる。
In invention of
After starting the electrical stimulation, over a predetermined time, the passive muscle output measured by the muscle
For this reason, at the start of stimulation, the stimulation intensity does not suddenly become a set value, and an electric shock is not received.
If the stimulus intensity changes rapidly, it is dangerous to receive an electric shock. However, according to the present invention, a safe stimulus without a shock can be performed.
At the start of electrical stimulation, the output is adjusted in the normal mode described above, but if the stimulation intensity is gradually increased so that the target muscle output is reached in about 1 to 3 seconds, no shock is received.
When the normal mode is not provided, the electrical stimulation is performed about 10 times the muscle contraction of about 1 Hz after the start of the electrical stimulation, so if the gradually increasing time is taken a little longer, the stimulation will be made so that the target muscle output is obtained without receiving a shock. The intensity can be adjusted.
本願発明にかかる請求項５記載の発明では、本発明の電気刺激装置において、刺激終了時に、所定の時間（Ｔｆ）をかけて出力を漸減するように制御手段２で電気刺激信号発生部１を制御するようにした。請求項４と同様な効果を有し、よって、刺激終了時時に、電気的なショックを受けることは無く、安全に電気刺激を終了することができる。
In the invention according to claim 5 of the present invention, in the electrical stimulation device of the present invention, the electrical
本願発明により、筋疲労が生じにくい、筋出力低下の少ない、安全で患者に悪影響を与えることの無い、しかも廃用性の筋萎縮を防止できる電気刺激をおこなうことができる。
しかし、当該電気刺激も、出力を強くし過ぎると、逆に筋疲労を生じさせ患者に悪影響を与える。
これを防止し、適切な刺激強度にするのが、本願発明である。これにより、筋疲労の無い、廃用性筋萎縮を防止することのできる電気刺激信号を、廃用性筋萎縮の防止に最適な強度にして使用できる。
このように、本発明は、刺激信号と刺激強度の両面から、筋疲労の発生が少ない、安全で患者に悪影響を与えることの無い、しかも廃用性の筋萎縮を防止できる電気刺激を実現した。
According to the present invention, it is possible to perform electrical stimulation that is unlikely to cause muscle fatigue, has little decrease in muscle output, is safe and does not adversely affect a patient, and can prevent disuse muscle atrophy.
However, if the electrical stimulation is too strong, it causes muscle fatigue and adversely affects the patient.
It is the invention of the present application to prevent this and provide an appropriate stimulus intensity. Thereby, the electrical stimulation signal which can prevent disuse muscular atrophy without muscle fatigue can be used with an optimum strength for preventing disuse muscular atrophy.
As described above, the present invention realizes electrical stimulation that is less likely to cause muscle fatigue, is safe and does not adversely affect the patient, and can prevent disuse muscle atrophy from both the stimulation signal and the stimulation intensity. .
図５は、本発明の電気刺激をおこなった後の、他動的筋出力のデータである。
測定は、被験者１０名について、本発明による電気刺激を２０分間おこなった前後におこなった。
評価時刻は、本発明による電気刺激の直前、刺激２分後、１２分後、３２分後、６０分後とした。
評価信号の波形は、電気刺激による筋疲労の評価信号に用いられる、周波数１５Ｈｚならびに１００Ｈｚのそれぞれにおいて、パルス持続時間６００μｓ、パルス数６個、パルス列休止時間１０ｓを１列の刺激とし、これを３列あたえた。
評価信号の刺激強度は、評価信号で最大筋力の１０％を発生させる刺激強度とした。そして、３列中うしろ２列の刺激に対する他動的筋出力の平均を求め、筋疲労の評価指標とした。
電気刺激により大きな筋疲労が生じたときは、評価信号が１００Ｈｚと１５Ｈｚの両方で筋力低下が見られ、少ない筋疲労が生じた場合は１００Ｈｚでは他動的筋出力低下は見られず１５Ｈｚでは筋出力低下が見られ、筋疲労が無いときは１００Ｈｚでも１５Ｈｚでも他動的筋出力低下は見られず、これが筋疲労の判定基準となる。
FIG. 5 is data of other dynamic muscle output after the electrical stimulation of the present invention is performed.
The measurement was performed for 10 subjects before and after the electrical stimulation according to the present invention was performed for 20 minutes.
The evaluation time was immediately before electrical stimulation according to the present invention, 2 minutes after stimulation, 12 minutes after, 32 minutes after, and 60 minutes after.
The waveform of the evaluation signal is a pulse stimulation time of 600 μs, the number of pulses of 6, and a pulse train pause time of 10 s at one of the frequencies 15 Hz and 100 Hz, which are used for the muscle fatigue evaluation signal by electrical stimulation. I gave a line.
The stimulation intensity of the evaluation signal was a stimulation intensity that generates 10% of the maximum muscle strength in the evaluation signal. And the average of the other dynamic muscle output with respect to the stimulus behind 2 rows in 3 rows was calculated | required, and it was set as the evaluation index of muscle fatigue.
When large muscle fatigue occurs due to electrical stimulation, muscle strength decreases when the evaluation signal is 100 Hz and 15 Hz. When less muscle fatigue occurs, other dynamic muscle output does not decrease at 100 Hz, and muscle strength decreases at 15 Hz. When a decrease in output is observed and there is no muscle fatigue, no decrease in other dynamic muscle output is observed at 100 Hz or 15 Hz, which is a criterion for determining muscle fatigue.
本発明の装置による電気刺激では、刺激前後ともに、１００Ｈｚと１５Ｈｚの刺激で他動的筋出力の低下は見られておらず、このため、本発明による電気刺激では筋疲労は発生していないことが確認された。
また、他動的筋出力低下のデータから、本発明の電気刺激による他動的筋出力の低下も見られないことが確認された。
つまり、本請求項記載の電気刺激により、筋疲労は生じず、このため、筋疲労に伴う他動的筋出力低下も見られない。
このため、本発明の電気刺激装置は、急性期の心疾患や循環器疾患、呼吸器疾患、運動器疾患その他、長期臥床の患者においても、安全に使用でき、他動的筋出力の維持に効果的である。
In the electrical stimulation by the device of the present invention, no decrease in the output of other dynamic muscles was observed with the stimulation of 100 Hz and 15 Hz before and after the stimulation, and therefore, muscle fatigue did not occur in the electrical stimulation according to the present invention. Was confirmed.
Moreover, it was confirmed from the data on the decrease in other dynamic muscle output that no decrease in the other dynamic muscle output due to the electrical stimulation of the present invention was observed.
In other words, muscle fatigue does not occur due to the electrical stimulation described in the present claims, and therefore no decrease in other dynamic muscle output accompanying muscle fatigue is observed.
For this reason, the electrical stimulation device of the present invention can be used safely even in patients with acute heart disease, cardiovascular disease, respiratory disease, musculoskeletal disease, and other long-term bedridden diseases, to maintain other dynamic muscle output. It is effective.
１： 電気刺激信号発生部
２： 電極部
３： 制御部
４： 筋出力検出手段
Ｓ： 生体
ｔｏｎ１： 第１群パルスの通電期間
ｔｏｎ２： 第２群パルスの通電期間
ｔｏｆｆ１： 第１群パルスの休止期間
ｔｏｆｆ２： 第２群パルスの休止期間
ｆＨ： 高周波パルスの周波数
ｆＬ： 低周波パルスの周波数
1: Electrical stimulation signal generation unit 2: Electrode unit 3: Control unit 4: Muscle output detection means S: Living body ton1: Energization period of first group pulse ton2: Energization period of second group pulse toff1: Pause of first group pulse Period toff2: Pause period of second group pulse fH: Frequency of high frequency pulse fL: Frequency of low frequency pulse
Claims (5)
前記生体刺激信号を生体に供給する電極部（２）と、
前記電気刺激信号発生部（１）を制御する制御部（３）と、
筋出力を測定する筋出力測定部（４）と、
を有することを特徴とする、筋出力測定機能付電気刺激装置。 An electrical stimulation signal generator (1) for outputting a pulsed biological stimulation signal;
An electrode part (2) for supplying the living body stimulation signal to the living body;
A control unit (3) for controlling the electrical stimulation signal generation unit (1);
A muscle output measuring unit (4) for measuring muscle output;
An electrical stimulation device with a muscle output measuring function, comprising:
電気刺激時に前記筋出力測定部（４）で測定した筋出力が、前記他動的筋出力目標値になるように、前記制御部（３）で前記電気刺激信号発生部（１）を制御するようにしたこを特徴とする、請求項１に記載の筋出力測定機能付電気刺激装置。 A muscle output target value setting unit (5) for setting a muscle output target value;
The electrical stimulation signal generation unit (1) is controlled by the control unit (3) so that the muscle output measured by the muscle output measurement unit (4) during electrical stimulation becomes the other dynamic muscle output target value. The electrical stimulation device with a muscle output measurement function according to claim 1, characterized in that it is configured as described above.
前記出力調整モードによって前記電気刺激信号発生部（１）から、連続的なパルス出力を出力するようにしたことを特徴とする、請求項１乃至請求項２記載の筋出力測定機能付電気刺激装置。 The control unit (3) is provided with an output adjustment mode, and during electrical stimulation,
3. The electrical stimulation apparatus with muscle output measurement function according to claim 1, wherein a continuous pulse output is output from the electrical stimulation signal generator (1) in the output adjustment mode. .
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