JP2015156887A - 電気刺激装置 - Google Patents

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浩二 山川
Koji Yamakawa
浩二 山川
貴志 加藤
Takashi Kato
貴志 加藤
元気 大戸
Motoki Oto
元気 大戸
健司 平井
Kenji Hirai
健司 平井
辰徳 林田
Tatsunori Hayashida
辰徳 林田
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Abstract

【課題】被施術者の治療を行いながら、簡単に被施術者に電気刺激を印加することができることで、効率的で、かつ効果的な治療を行うことができる電気刺激装置を提供する。【解決手段】電気刺激装置10は、被術者に対して電気刺激を印加する装置である。電気刺激装置10は、被術者に装着される一対の電極が複数設けられた電極部20と、電極部20に刺激信号を生成して送出する装置本体30と、装置本体30にケーブル11を介して接続され、電極部20に刺激信号の送出を指示する操作部40とを備えている。この操作部40には、電極部20のそれぞれの一対の電極21(第1電極21a,第2電極21b)に、刺激信号の送出を個々に指示するための個別用スイッチ(第1個別用スイッチ42,第2個別用スイッチ43)が、一対の電極21のそれぞれに対応させて備えている。【選択図】図1

Description

本発明は、刺激信号により被術者に対して電気刺激を印加する電気刺激装置に関するものである。
電気刺激は、リハビリなどの治療や、按摩、マッサージの代わりとして用いられている。特に、電気刺激は、脳卒中による上肢麻痺などの障害がある患者の機能回復、改善に、有効な手段である。
このような電気刺激を被術者に印加する従来の電気刺激装置として、例えば、特許文献1に記載されたものが知られている。
特許文献1に記載の低周波治療器は、患部に当接し接続コードと接続するパッドの組(以下、組パッドとする)と、この接続コードを接続可能で、接続コードを介して各組パッドに治療用信号を送る治療器本体とからなり、組パッドが複数あり別々の接続コードで独立しているので、例えば一方を肩位置へ、他方を腰位置へといった離間した位置においても無理なく貼着できるというものである。
特開2004−216031号公報
例えば、被施術者がテーブルの上の物を取る動作は、肩、肘、手首などの複数の筋群の活動によって行われる。従って、特許文献1に記載の従来の電気刺激装置では、組パッドを、被術者の肩や肘、手首などの筋群に、それぞれ装着することができるため効果的な治療が行えるものと思われる。
しかし、施術者が被術者に付き添い、被術者の肩や肘、手首などを持って動作を補助しながらリハビリを行う際に、特許文献1に記載の低周波治療器では、治療器本体が大型であるため、作業台に設置して使用することになるので、被術者の動作のタイミングを見計らいながら、複数の筋群に対し、適切な強度の電気刺激を印加することは困難である。
そこで本発明は、被施術者の治療を行いながら、簡単に被施術者に電気刺激を印加することができることで、効率的で、かつ効果的な治療を行う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。
本発明は、被術者に対して電気刺激を印加する電気刺激装置であって、前記被術者に装着される一対の電極が複数設けられた電極部と、前記電極部に刺激信号を生成して送出する装置本体と、前記装置本体にケーブルを介して接続され、前記電極部に刺激信号の送出を指示する操作部とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、電極部が、一対の電極を複数有しているため、リハビリの際に、被術者の体の複数箇所に装着することができるため、動作に応じた複数の筋群に電気刺激を印加することができる。そして、この電極部に刺激信号の送出を指示する操作部が、刺激信号を生成して送出する装置本体に、ケーブルを介して接続されて、装置本体から分離しているため、施術者が一方の手で被術者の手や腕、足、胴体などを動作させながら、他方の手で操作部を操作して、被施術者をリハビリさせることができる。従って、サイズが大きく、重量の重い装置本体を操作しながらリハビリを行う必要がないため、被施術者の治療を行いながら、簡単に被施術者に電気刺激を印加することができる。
前記操作部は、前記電極部のそれぞれの一対の電極に、刺激信号の送出を個々に指示するための個別用スイッチが、前記一対の電極のそれぞれに対応させて備えるのが望ましい。操作部が、電極部のそれぞれの一対の電極に、刺激信号の送出を個々に指示するための個別用スイッチを備えていると、施術者が被術者に動作させる際に、被術者の動作に合わせて適切なタイミングで電気刺激を、刺激させたい位置に装着させた電極に印加することができる。
前記全体用スイッチまたは前記個別用スイッチのいずれか一方のスイッチは、施術者が前記操作部を把持したときに、施術者の親指が押す位置に配置され、他方のスイッチは、施術者の人差し指から小指のうちのいずれかの指が押す位置に配置されているのが望ましい。
このように操作部に、全体用スイッチと個別用スイッチが配置されていることで、親指で全体用スイッチ、または個別用スイッチのいずれかを選択しながら押下することができる。また、人差し指から小指のうちのいずれかの指で全体スイッチを押下したり、人差し指から小指までの指を個別用スイッチにそれぞれ対応させて、選択的に押下したりすることができる。従って、操作部の操作性を向上させることができる。
前記操作部が、楕円球状に形成されていると、施術者が操作部を把持しやすいため、操作性を更に向上させることができる。
前記装置本体は、刺激信号を生成する発生回路と、前記発生回路が生成する刺激信号の強度を調整するための出力調整用スイッチとを備え、前記出力調整用スイッチは、前記一対の電極のそれぞれに対応させて形成されているのが望ましい。
発生回路が生成する刺激信号の強度を調整するための出力調整用スイッチが、一対の電極のそれぞれに対応させて形成されていると、電気刺激を印加する箇所に応じて刺激信号の強度を調整することができるため、施術者は効果的なリハビリを行うことができる。
本発明は、操作部が、装置本体から分離しているため、被施術者の治療を行いながら、簡単に被施術者に電気刺激を印加することができるので、効率的で、かつ効果的な治療を行うことができる。
本発明の実施の形態に係る電気刺激装置の全体構成を示す図である。 図1に示す電気刺激装置の装置本体を示す図である。 図2に示す装置本体の構成を示すブロック図である。 図2に示す装置本体が送出する刺激信号の波形を説明するための図である。 図1に示す電気刺激装置の使用状態を説明するための図であり、(A)は被術者の腕を伸ばした状態の図、(B)は被術者の腕を折り曲げた状態の図である。
本発明の実施の形態に係る電気刺激装置について、図面に基づいて説明する。
図1に示す電気刺激装置10は、被術者に電気刺激を印加しながらリハビリを行う際に使用されるものである。電気刺激装置10では、同時に、2筋に電気刺激を印加するために2チャネルを有している。
電気刺激装置10は、被術者に装着される一対の電極が複数設けられた電極部20と、電極部20に刺激信号を生成して送出する装置本体30と、装置本体30にケーブル11を介して接続され、電極部20に刺激信号の送出を指示する操作部40とを備えている。
電極部20は、2組の正極用および負極用の一対の電極21(第1電極21a,第2電極21b)と、2組の一対の電極21のそれぞれを、装置本体30に接続する2本の二又のケーブル22とを備えている。一対の電極21は、ケーブル22との脱着が容易なスナップ式の電極パッドを使用している。
図2に示すように、装置本体30は、直方体状の筐体31に、刺激信号を生成する発生回路32(図3参照)が内蔵されている。また、装置本体30は、筐体31に、発生回路32を操作するための各種の設定用スイッチ33と、表示部34と、電源スイッチ35を備えている。
各種の設定用スイッチ33および表示部34は、筐体31の操作面311に設けられている。
設定用スイッチ33としては、操作面311に「ロック」と表記された操作無効スイッチ33aと、「+」および「−」と表記された出力調整用スイッチ(第1出力調整用スイッチ33b,第2出力調整用スイッチ33c)と、「周波数」と表記された周波数設定用スイッチ33dと、「パルス幅」と表記されたパルス幅設定用スイッチ33eと、「出力波形」と表記された出力波形設定用スイッチ33fと、「設定時間」と表記された時間設定用スイッチ33gと、「モード」と表記されたモード設定用スイッチ33hとを備えている。
操作無効スイッチ33aは、装置本体30の操作面311に配置されたプッシュスイッチ(第1出力調整用スイッチ33b,第2出力調整用スイッチ33c,周波数設定用スイッチ33d,後述する出力指示スイッチ(第1出力指示スイッチ36a,第2出力指示スイッチ36b))の操作の無効を指示するものである。操作無効スイッチ33aは、有効と無効の2つのポジションを切り替えることができる2接点のスライドスイッチにより形成されている。
出力調整用スイッチ(第1出力調整用スイッチ33b,第2出力調整用スイッチ33c)は、刺激信号の強度を調整するためのもので、「+」側を押下すると、刺激信号の出力電圧の増加を指示し、「−」側を押下すると出力電圧の減少を指示する2個のプッシュスイッチにより形成されている。第1出力調整用スイッチ33bが第1電極21aに対応し、第2出力調整用スイッチ33cが第2電極21bに対応する。
周波数設定用スイッチ33dは、刺激信号の周波数の設定を指示するもので、「+」側を押下すると、周波数の増加を指示し、「−」側を押下すると周波数の減少を指示する2個のプッシュスイッチにより形成されている。
パルス幅設定用スイッチ33eは、刺激信号のパルス幅の切り替えを指示するもので、2種類のパルス幅を2つのポジションにより切り替えることができる2接点のスライドスイッチにより形成されている。
出力波形設定用スイッチ33fは、刺激信号の種類の選択を指示するもので、3種類の波形を、3つのポジションにより切り替えることができる3接点のスライドスイッチにより形成されている。
時間設定用スイッチ33gは、刺激信号の出力時間と、非出力時間との組み合わせを3種類から選択するもので、3つのポジションにより切り替えることができる3接点のスライドスイッチにより形成されている。
モード設定用スイッチ33hは、時間設定用スイッチ33gによる刺激信号の出力時間を有効にするか(時間設定有効モード)、または操作部40のスイッチまたは装置本体30の出力指示スイッチが操作されたときだけ刺激信号を送出するか(時間設定無効モード)、を指示するものである。モード設定用スイッチ33hは、2種類のモードを2つのポジションにより切り替えることができる2接点のスライドスイッチにより形成されている。
周波数設定用スイッチ33dと、パルス幅設定用スイッチ33eと、出力波形設定用スイッチ33fと、時間設定用スイッチ33gと、モード設定用スイッチ33hとは、第1電極21aと第2電極21bとに共通した設定したスイッチである。
表示部34は、発生回路32の設定の状態を表示するもので、2チャネル分の2桁の7セグメントLEDにより構成されている。
電源スイッチ35は、筐体31の側面312に配置されている。
また、操作面311には、「ON/OFF」と表記された出力指示スイッチ(第1出力指示スイッチ36a,第2出力指示スイッチ36b)が配置されている。
出力指示スイッチ(第1出力指示スイッチ36a,第2出力指示スイッチ36b)は、電極部20のそれぞれの一対の電極21(第1電極21a,第2電極21b)に、刺激信号の送出を個別に指示するためのプッシュスイッチである。第1出力指示スイッチ36aが第1電極21aに対応し、第2出力指示スイッチ36bが第2電極21bに対応する。
更に、操作面311には、チャンネルごとに対応させて、第1出力表示ランプ37aと第2表示ランプ37bが設けられている。
装置本体30に内蔵された発生回路32は、図3に示すように、制御部32aと、信号発生部32bと、第1増幅部32cと、第2増幅部32dとを備えている。
制御部32aは、各種の設定用スイッチ33の設定に基づいて、信号発生部32bと、第1増幅部32cと、第2増幅部32dとを制御して、表示部34に状態を表示制御するものである。
信号発生部32bは、制御部32aからの制御に基づいて、刺激信号を生成して、第1増幅部32cおよび第2増幅部32dを介して、電極部20へ送出する。
図1に示すように操作部40には、細長の楕円球状に形成された筐体41の長手方向側の側面に、一対の電極21である第1電極21aおよび第2電極21bに対応させて個別用スイッチ(第1個別用スイッチ42,第2個別用スイッチ43)が形成されている。
この個別用スイッチ(第1個別用スイッチ42,第2個別用スイッチ43)は、電極部20のそれぞれの一対の電極21(第1電極21a,第2電極21b)に、刺激信号の送出を個別に指示するためのプッシュスイッチである。
第1個別用スイッチ42が第1電極21aに対応し、第2個別用スイッチ43が第2電極21bに対応する。
個別用スイッチ(第1個別用スイッチ42,第2個別用スイッチ43)は、装置本体30の出力指示スイッチ(第1出力指示スイッチ36a,第2出力指示スイッチ36b)と同じ機能である。
また、操作部40には、筐体41の個別用スイッチが配置された側とは裏側となる側面に、電極部20に一斉に刺激信号の送出を指示するための全体用スイッチ44が形成されている。この全体用スイッチ44は、プッシュスイッチにより形成されている。
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る電気刺激装置10の動作および使用状態を図面に基づいて説明する。
まず、装置本体30に内蔵された発生回路32の動作について説明する。
図3に示すように、制御部32aは、第1出力調整用スイッチ33bまたは第2出力調整用スイッチ33cの「+」側のスイッチまたは「−」側のスイッチの押下に基づいて、刺激信号の出力電圧を設定する。制御部32aは、0Vから80Vまでの出力電圧を、100段階のレベルV(図4参照)として、第1電圧指示信号により第1増幅部32cに、または第1電圧指示信号により第2増幅部32dに、設定することができる。また、制御部32aは、この100段階のレベルを、表示部34に、「00」から「99」の2桁の数字で表示する。
第1増幅部32cおよび第2増幅部32dは、第1出力調整用スイッチ33bまたは第2出力調整用スイッチ33cにより設定されたレベルVに応じた出力電圧の刺激信号を電極部20へ送出する。
制御部32aは、信号発生部32bに、周波数設定用スイッチ33dの「+」側のスイッチまたは「−」側のスイッチの押下に基づいて、刺激信号の周波数を設定する。制御部32aは、10Hzから100Hzまでの周波数fを、周波数設定信号により信号発生部32bに設定することができる。また、制御部32aは、この周波数fを、表示部34に、例えば100Hzであれば2個の7セグメントLEDを使用して「F1」、「00」の4桁の数字で表示する。
信号発生部32bは、周波数設定用スイッチ33dにより設定された周波数fに応じた刺激信号を生成して、電極部20へ送出する。
制御部32aは、信号発生部32bに、パルス幅設定用スイッチ33eに基づいて、刺激信号のパルス幅を、パルス幅設定信号により指示する。パルス幅は、100μsまたは50μsのいずれかが指定できる。
信号発生部32bは、パルス幅設定用スイッチ33eにより設定されたパルス幅Pに応じた刺激信号を生成して、電極部20へ送出する。
制御部32aは、信号発生部32bに、出力波形設定用スイッチ33fに基づいて、刺激信号の種類の選択を、波形設定信号により指示する。
刺激信号の種類は、波形A〜Cの3種類がある。波形Aでは、一対の電極21の間で、双方向に刺激信号が流れるサイクルを3回繰り返す。波形Bでは、一対の電極21の間で、双方向に刺激信号が流れるサイクルを1回行う。波形Cでは、一対の電極21の片方向に刺激信号が流れるサイクルを1回行う。
信号発生部32bは、出力波形設定用スイッチ33fにより設定された出力波形(波形A〜C)に応じた刺激信号を生成して、電極部20へ送出する。
制御部32aは、モード設定用スイッチ33hが時間設定有効モードであるときに、第1増幅部32cおよび第2増幅部32dに、時間設定用スイッチ33gに基づいて、第1出力指示信号と第2出力指示信号により刺激信号の送出を指示する。
時間設定用スイッチ33gでは3種類の時間設定が可能である。時間設定は、5秒間の出力時間と5秒間の非出力時間との繰り返し、3秒間の出力時間と3秒間の非出力時間との繰り返し、または1秒間の出力時間と3秒間の非出力時間との繰り返しから選択される。制御部32aは、時間を計測しながら、第1増幅部32cまたは第2増幅部32dに、出力時間になれば刺激信号の送出を指示し、非出力時間になれば送出の停止を指示する。
制御部32aが、モード設定用スイッチ33hが時間設定無効モードであると判断したときには、制御部32aは、装置本体30の出力指示スイッチ(第1出力指示スイッチ36a,第2出力指示スイッチ36b)が押下されている間、個別用スイッチ(第1個別用スイッチ42,第2個別用スイッチ43)が押下されている間、または全体用スイッチ44が押下されている間、押下されたスイッチに対応する第1増幅部32cまたは第2増幅部32dに、刺激信号の送出を指示する。
モード設定用スイッチ33hは、被術者が自分で電気刺激を印加させたい場合に、「時間設定有効モード」に設定され、施術者が操作部40を操作して被術者に電気刺激を印加させたい場合に、「時間設定無効モード」に設定される。
制御部32aは、刺激信号の送出を指示している間、送出を指示したチャンネルに応じて、第1出力表示ランプ37aまたは第2出力表示ランプ37bのいずれか一方、または両方を点灯させる。
次に、電気刺激装置10の使用状態を図面に基づいて説明する。なお、装置本体30の設定用スイッチ33は、モード設定用スイッチ33hが時間設定無効モードであり、他の設定は施術者によりリハビリに最適な内容に設定されているものとする。施術者は、被術者の上腕の筋肉に、一対の電極21(第1電極21aと第2電極21b)を装着している状態である。なお、図5(A)および同図(B)においては、装置本体30は図示していない。また、電極部20の一対の電極21のうち、上腕三頭筋に電気刺激を印加する一方の電極(第1電極21a)のみを図示しており、上腕二頭筋に電気刺激を印加する他方の電極(第2電極21b)は、第1電極21aが装着された腕の裏側に位置するため図示していない。
図5(A)に示すように、施術者は、左手Lで被術者の腕Yを伸ばした状態で持ち、右手Rで操作部40を把持する。
そして、被術者は右手Rの親指Sで、操作部40の個別用スイッチのうち、第2個別用スイッチ43を押下する。第2個別用スイッチ43が押下されたことで、装置本体30から第2電極21bへ刺激信号が送出され、被術者の腕Yに電気刺激が印加される。これにより、上腕二頭筋に筋収縮が起こるため、施術者はその動作を補助するように左手Lで被術者の腕Yを折り曲げていく。
次に、施術者は、左手Lで被術者の腕Yを折り曲げ、右手Rの親指Sを、操作部40の個別用スイッチのうち、第1個別用スイッチ42に切り替えて押下する。第1個別用スイッチ42が押下されたことで、装置本体30から第1電極21aへ刺激信号が送出され、被術者の腕Yに電気刺激が印加される。これにより、上腕三頭筋に筋収縮が起こるため、施術者はその動作を補助するように左手Lで被術者の腕Yを伸ばしていく。
上記例では、施術者は、親指で押下する位置を変えながら個別用スイッチ(第1個別用スイッチ42,第2個別用スイッチ43)を押下していたが、第1電極21aおよび第2電極21bに同時に刺激信号を送出させたい場合には、施術者は、人差し指から小指までのいずれかの指で、全体用スイッチ44を押下する。また、施術者が操作部40を把持したときに、親指が押下する位置に全体用スイッチ44が位置したときには、個別用スイッチ(第1個別用スイッチ42,第2個別用スイッチ43)は人差し指から小指までのいずれかの指で押下することができる。
このように操作部40に、第1個別用スイッチ42と第2個別用スイッチ43と、全体用スイッチ44とが配置されているため、操作部40の操作性を向上させることができる。また、操作部40が卵型のような楕円球状に形成されているため、施術者が把持しやすいため、更に操作性を向上させることができる。
このように、図1に示す電極部20が、一対の電極21を2組有しているため、リハビリの際に、被術者の体の2箇所に装着することができるため、動作に応じた2箇所の筋群に電気刺激を印加することができる。そして、この電極部20に刺激信号の送出を指示する操作部40が、刺激信号を生成して送出する装置本体30に、ケーブル11を介して接続されて、装置本体30から分離しているため、施術者が一方の手で被術者の腕を動作させながら、他方の手で操作部40を操作して、被施術者をリハビリさせることができる。
従って、サイズが大きく、重量の重い装置本体30を操作しながらリハビリを行う必要がないため、被施術者の治療を行いながら、簡単に被施術者に電気刺激を印加することができる。
よって、電気刺激装置10は、被施術者の治療を行いながら、簡単に被施術者に電気刺激を印加することができることで、効率的で、かつ効果的な治療を行うことができる。
また、操作部40は、電極部20のそれぞれの一対の電極21に、刺激信号の送出を個々に指示するための個別用スイッチ(第1個別用スイッチ42,第2個別用スイッチ43)が、一対の電極21の第1電極21aと第2電極21bとに対応させて備えているため、施術者が被術者に動作させる際に、被術者の動作に合わせて適切なタイミングで電気刺激を、刺激させたい位置に装着させた第1電極21aまたは第2電極21bに印加することができる。
図3に示す発生回路32が生成する刺激信号の強度を調整するための出力調整用スイッチ(第1出力調整用スイッチ33b,第2出力調整用スイッチ33c)が、一対の電極21のそれぞれに対応させて形成されているため、電気刺激を印加する箇所に応じて刺激信号の強度を調整することができるので、施術者は効果的なリハビリを行うことができる。
本実施の形態では、電気刺激装置10が一対の電極21を2組備えていることで、2筋群に電気刺激を印加できるが、3以上の一対の電極21を備えるようにしてもよい。
また、本実施の形態に係る電気刺激装置10では、刺激信号を第1電極21aと第2電極21bとの2組により2筋群同時に電気刺激を与えていたが、本発明は、複数の一対の電極からの刺激信号の差分を干渉波として被術者に与えることで、干渉電流型低周波治療器として機能する電気刺激装置としてもよい。
本発明の電気刺激装置は、施術者が被術者に施術するリハビリなどの治療や、被術者自身が行うリハビリなどの治療の他、電気マッサージや筋肉トレーニングなどに用いることができる。
10 電気刺激装置
11 ケーブル
20 電極部
21 一対の電極
21a 第1電極
21b 第2電極
22 ケーブル
30 装置本体
31 筐体
311 操作面
312 側面
32 発生回路
32a 制御部
32b 信号発生部
32c 第1増幅部
32d 第2増幅部
33 設定用スイッチ
33a 操作無効スイッチ
33b 第1出力調整用スイッチ
33c 第2出力調整用スイッチ
33d 周波数設定用スイッチ
33e パルス幅設定用スイッチ
33f 出力波形設定用スイッチ
33g 時間設定用スイッチ
33h モード設定用スイッチ
34 表示部
35 電源スイッチ
36a 第1出力指示スイッチ
36b 第2出力指示スイッチ
37a 第1出力表示ランプ
37b 第2出力表示ランプ
40 操作部
41 筐体
42 第1個別用スイッチ
43 第2個別用スイッチ
44 全体用スイッチ
L 左手
R 右手
Y 腕
S 親指

Claims (5)

  1. 被術者に対して電気刺激を印加する電気刺激装置であって、
    前記被術者に装着される一対の電極が複数設けられた電極部と、
    前記電極部に刺激信号を生成して送出する装置本体と、
    前記装置本体にケーブルを介して接続され、前記電極部に刺激信号の送出を指示する操作部とを備えたことを特徴とする電気刺激装置。
  2. 前記操作部は、前記電極部のそれぞれの一対の電極に、刺激信号の送出を個々に指示するための個別用スイッチが、前記一対の電極のそれぞれに対応させて備えたものである請求項1記載の電気刺激装置。
  3. 前記操作部は、前記電極部に、一斉に刺激信号の送出を指示するための全体用スイッチを備え、
    前記全体用スイッチまたは前記個別用スイッチのいずれか一方のスイッチは、施術者が前記操作部を把持したときに、施術者の親指が押す位置に配置され、他方のスイッチは、施術者の人差し指から小指のうちのいずれかの指が押す位置に配置されている請求項2記載の電気刺激装置。
  4. 前記操作部は、楕円球状に形成されている請求項1から3のいずれかの項に記載の電気刺激装置。
  5. 前記装置本体は、刺激信号を生成する発生回路と、前記発生回路が生成する刺激信号の強度を調整するための出力調整用スイッチとを備え、
    前記出力調整用スイッチは、前記一対の電極のそれぞれに対応させて形成された請求項1から3のいずれかの項に記載の電気刺激装置。
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