JP2016144617A - Electro-stimulator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気刺激信号を生体に出力する電気刺激装置に関し、特に、心臓外科手術後の急性増悪期等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、筋疲労が発生しにくい電気刺激装置に関する。 The present invention relates to an electrical stimulation device that outputs electrical stimulation signals to a living body, and more particularly to a muscle for preventing muscle atrophy when active exercise intervention is difficult, such as in an acute exacerbation period after cardiac surgery. The present invention relates to an electrical stimulation device that is less likely to cause fatigue.
長期臥床では筋萎縮が生じ、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る。しかし、心臓外科手術後や心不全の急性増悪期のような急性期の心疾患だけでなく、脳血管障害、呼吸器疾患、運動器疾患など、積極的な運動介入が困難な場合もあり、かかる場合に筋萎縮をいかに防止するかは大きな課題である。最近注目されているのが電気刺激療法であり、この刺激療法は、臥床中の患者に電気刺激を印加して筋萎縮を防止するものであるが、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（例えば「特許文献１」）。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 because muscle atrophy occurs in long-term bedridden and has a serious adverse effect on physical function after getting out of bed. However, not only acute heart disease after cardiac surgery and acute exacerbation of heart failure, but also active exercise intervention such as cerebrovascular disorder, respiratory disease, and musculoskeletal disease may be difficult How to prevent muscle atrophy in some cases is a big issue. Recently, electrical stimulation therapy has been attracting attention. This stimulation therapy applies electrical stimulation to a patient in bed and prevents muscle atrophy. Since a load is applied, the safety is high compared to other methods, and effective prevention of muscular strength reduction is expected (for example, “Patent Document 1”). 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、リハビリテーションに際しては、筋疲労の発生が少なく、効率的な電気刺激法の開発が求められている。
本発明は、以上の課題を解決するために為されたものであり、その目的とするところは、筋疲労が少なく、効果的に筋力低下を防止し、有用なリハビリテーションを提供することができる電気刺激装置を提供することにある。
本発明に係る電気刺激装置に関し、発明者が長年鋭意に研究したところ、電極部から生体に印加される信号として、筋疲労は起こしにくいが筋出力に対し効果が少ない低出力信号（例えば１０％ＭＶＣとなる信号）と、その低出力信号よりも大きな出力であって、筋疲労は比較的起こしやすいが筋出力に対し効果が大きい高出力信号（例えば２０％ＭＶＣとなる信号）の効果の相異を発見し、その低出力信号（例えば１０％ＭＶＣとなる信号）及び高出力信号（例えば２０％ＭＶＣとなる信号）を時間的に分けて患者等の生体に印加することで、効果的に筋萎縮を防止でき、電気刺激による筋疲労を発生させない安全な電気刺激が提供できることに到達した。なお、ＭＶＣは、関節角度あるいは筋の長さが変化しない状態で測定される筋力であって、筋肉が収縮することにより発揮される力の最大値でもって表し、下肢の等尺性最大筋力に対する刺激として、１０％ＭＶＣは「半座位（ファーラー位）状態から、踵がベッドから持ち上がる筋力」、２０％ＭＶＣは「半座位（ファーラー位）状態から、脹脛がベッドから持ち上がる筋力」、３０％ＭＶＣは「半座位（ファーラー位）状態から、膝関節がほぼ完全伸展する筋力」と言われている。その他の筋肉のＭＶＣについて適宜臨床的な簡便法を利用しても良い。本発明は、上記知見に基づいて成されたものといえる。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, during rehabilitation, there is a demand for the development of an efficient electrical stimulation method with less muscle fatigue.
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The object of the present invention is to provide an electric rehabilitation that is less likely to cause muscle fatigue, effectively prevents a decrease in muscle strength, and provides useful rehabilitation. It is to provide a stimulator.
As a signal applied to the living body from the electrode unit, the inventor has conducted extensive research on the electrical stimulation device according to the present invention. As a signal applied to the living body, a low output signal (for example, 10%) that hardly causes muscle fatigue but has little effect on muscle output. MVC) and a high output signal that is larger than the low output signal and relatively easy to cause muscle fatigue but has a large effect on muscle output (for example, a signal that becomes 20% MVC). By discovering the difference and applying the low output signal (for example, a signal that becomes 10% MVC) and the high output signal (for example, a signal that becomes 20% MVC) to a living body such as a patient in time, it is effective. It has reached the point that it can prevent muscle atrophy and provide safe electrical stimulation that does not cause muscle fatigue due to electrical stimulation. Note that MVC is a muscle force measured in a state where the joint angle or the muscle length does not change, and is represented by the maximum value of the force exerted by the contraction of the muscle, and is relative to the isometric maximum muscle strength of the lower limb. As a stimulus, 10% MVC is “the muscle strength that the heel lifts from the bed from the half-sitting position (Fahler position)”, and 20% MVC is “the muscle strength that the calf lifts from the bed from the half-sitting position (Fahler position)”, 30% MVC Is said to be "muscle strength at which the knee joint extends almost completely from the half-sitting position (Fahler position)". For other muscle MVCs, clinical convenient methods may be used as appropriate. It can be said that the present invention has been made based on the above findings.
上記知見を基に到達した請求項１に記載の発明によれば、電気刺激信号を発生する電気刺激信号発生部と、前記電気刺激信号発生部から出力される電気刺激信号を生体の少なくとも一か所に印加する電極部とを有する電気刺激装置において、前記電極部から生体に印加される電気刺激信号として、筋疲労は起こしにくいが筋出力に対し効果が少ない低出力信号と、該低出力信号よりも大きな出力で、筋疲労は比較的起こしやすいが筋出力に対し効果が大きい高出力信号とを時間的に分離して印加できる制御部を備える。このような制御部は、電極部から生体に印加される電気刺激信号として、低出力信号及び高出力信号を時間的に分離して印加可能に制御できるので、電極部は、低出力信号（例えば１０％ＭＶＣとなる信号）及び高出力信号（例えば２０％ＭＶＣとなる信号）を患者等の生体に出力することができる。なお、低出力信号としての１０％ＭＶＣとなる信号は例示であって、低出力の信号は１０％ＭＶＣとなる信号以外であっても良い。また、高出力信号としての２０％ＭＶＣとなる信号は例示であって、高出力信号は２０％ＭＶＣとなる信号以外であっても良い。
かかる電気刺激装置を、電気刺激治療方法として使用する場合、例えば心臓外科手術後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する場合でも、効果的に筋萎縮を防止することができる。また、その効果として、電気刺激による筋疲労が発生させにくく、病態に影響を与えることのない、安全かつ効果的に他動的筋出力の低下を防止することができる。それにより、電気刺激を生体に印加する際、電気刺激による筋疲労が発生しにくく且つ効率的な効果が得られ、有用なリハビリテーションを提供することができる。なお、電気刺激治療方法の発明の場合、以下のような態様になる。電気刺激信号発生部から出力される電気刺激信号を、生体の少なくとも一か所に取り付ける電極部に出力する電気刺激治療方法において、電極部から生体に印加される電気刺激信号として、筋疲労は起こしにくいが筋出力に対し効果が少ない低出力信号と、該低出力信号よりも大きな出力であって、筋疲労は比較的起こしやすいが筋出力に対し効果が大きい高出力信号とに時間的に分けて印加可能にする。According to the invention according to claim 1, which has arrived based on the above knowledge, the electrical stimulation signal generator that generates the electrical stimulation signal and the electrical stimulation signal output from the electrical stimulation signal generator are at least one of the living body. In the electrical stimulation device having an electrode portion applied to a place, as an electrical stimulation signal applied to the living body from the electrode portion, a low output signal that hardly causes muscle fatigue but has little effect on muscle output, and the low output signal A control unit is provided that can apply a high output signal with a larger output and a high output signal that is relatively easy to cause muscle fatigue but has a large effect on the muscle output. Since such a control unit can control the low output signal and the high output signal to be separately applied in time as an electrical stimulation signal applied to the living body from the electrode unit, the electrode unit can control the low output signal (for example, 10% MVC signal) and high output signal (for example, 20% MVC signal) can be output to a living body such as a patient. The signal that becomes 10% MVC as the low output signal is an example, and the low output signal may be other than the signal that becomes 10% MVC. Further, the signal that becomes 20% MVC as the high output signal is an example, and the high output signal may be other than the signal that becomes 20% MVC.
When such an electrical stimulation device is used as an electrical stimulation treatment method, for example, even when used for a patient with an acute stage such as after cardiac surgery or a long-term bedridden due to various diseases, muscle atrophy can be effectively prevented. . In addition, as an effect, muscle fatigue due to electrical stimulation is unlikely to occur, and a decrease in passive muscle output can be prevented safely and effectively without affecting the disease state. Thereby, when applying electrical stimulation to a living body, muscle fatigue due to electrical stimulation is unlikely to occur and an efficient effect can be obtained, and useful rehabilitation can be provided. In the case of the invention of the electrical stimulation treatment method, the following modes are used. In an electrical stimulation treatment method for outputting an electrical stimulation signal output from an electrical stimulation signal generation unit to an electrode unit attached to at least one part of a living body, muscle fatigue occurs as an electrical stimulation signal applied to the living body from the electrode unit. Although it is difficult, it is divided into a low output signal that has little effect on muscle output and a high output signal that is larger than the low output signal and relatively easy to cause muscle fatigue but has a large effect on muscle output. Can be applied.
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の電気刺激装置において、前記電極部として複数の電極部を備え、前記制御部は、複数の電極部に対し生体の各部に時間的に時間的に分離される低出力信号及び高出力信号をそれぞれ印加可能である。
具体的には、複数の電極部は、例えば、左右の太腿用電極部（太腿用導子）と左右の下膝用電極部（下膝用導子）として４箇所に取り付けられ、複数の電極部は、左右の太腿と左右の下膝の４箇所に低出力信号及び高出力信号を印加可能にする。この場合電極部は、低出力信号（例えば１０％ＭＶＣとなる信号）を一定時間、高出力信号（例えば２０％ＭＶＣとなる信号）一定時間をそれぞれ印加可能できるようにする。このような治療の場合、左右の下肢に対し筋疲労の発生が少なく、効率的な電気刺激治療が行われ、患者にとって最適なリハビリテーションが行われる。
リハビリテーションを行う際、例えば、左太腿用電極部、左下膝用電極部、右太腿用電極部、右下膝用電極部に対し順番に一か所毎に低出力信号及び高出力信号を印加して、再び、左太腿用電極部に戻って、以下、左下膝用電極部、右太腿用電極部、右下膝用電極部へサイクル的に繰り返す態様が望ましい。サイクルの順番及び向きは任意である。
なお、複数の電極部は、例えば、左右の上肢に取り付けられてもよいし、更には、左右上肢及び左右上肢に其々取付けられてもよい。その場合、左右の上肢、左右の上下肢では筋疲労の発生が少なく、効率的な電気刺激治療が行われ、患者にとって最適なリハビリテーションが行われる。
なお、電気刺激治療方法の発明の場合、電極部として複数の電極部を人体に取り付け、複数の電極部は生体の各部に時間的に分けられた前記低出力信号及び前記高出力信号をそれぞれ印加可能となる電気刺激治療方法。According to a second aspect of the present invention, in the electrical stimulation device according to the first aspect, the electrode unit includes a plurality of electrode units, and the control unit temporally arranges each part of the living body with respect to the plurality of electrode units. It is possible to apply a low output signal and a high output signal which are separated in time.
Specifically, the plurality of electrode portions are attached to four locations as, for example, left and right thigh electrode portions (thigh conductors) and left and right lower knee electrode portions (lower knee conductors). The electrode section enables application of a low output signal and a high output signal to four locations of the left and right thighs and the left and right lower knees. In this case, the electrode unit can apply a low output signal (for example, a signal that becomes 10% MVC) for a certain time and a high output signal (for example, a signal that becomes 20% MVC) for a certain time. In the case of such treatment, there is little generation of muscle fatigue in the left and right lower limbs, efficient electrical stimulation treatment is performed, and optimal rehabilitation is performed for the patient.
When performing rehabilitation, for example, a low output signal and a high output signal are sequentially applied to the left thigh electrode section, the left lower knee electrode section, the right thigh electrode section, and the right lower knee electrode section in order. It is desirable to apply and return to the left thigh electrode section again, and thereafter repeat cyclically to the left lower knee electrode section, right thigh electrode section, and right lower knee electrode section. The order and direction of the cycle are arbitrary.
The plurality of electrode portions may be attached to, for example, the left and right upper limbs, and may be attached to the left and right upper limbs and the left and right upper limbs, respectively. In that case, there is little occurrence of muscle fatigue in the left and right upper limbs and the left and right upper and lower limbs, and efficient electrical stimulation treatment is performed, and optimal rehabilitation for the patient is performed.
In the case of the electrical stimulation treatment method, a plurality of electrode portions are attached to the human body as electrode portions, and the plurality of electrode portions apply the low output signal and the high output signal, which are divided in time to each part of the living body, respectively. Possible electrical stimulation treatment methods.
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の電気刺激装置において、電気刺激装置は前記低出力信号の大きさ及び前記高出力信号の大きさを其々設定できる出力操作部を備える。この出力操作部が操作されることで、適切な大きさの低出力信号及び高出力信号が生体（例えば左右太腿及び左右下膝）に印加されることになるので、筋疲労の発生が少なく、効率的な電気刺激治療が行われ、患者にとって最適なリハビリテーションが行われる。
なお、電気刺激治療方法の発明の場合、電気刺激治療方法は、前記低出力信号の大きさ及び前記高出力信号の大きさを出力操作部により其々設定可能にすることができる。According to a third aspect of the present invention, in the electrical stimulation device according to the first or second aspect, the electrical stimulation device can set the magnitude of the low output signal and the magnitude of the high output signal, respectively. A part. By operating this output operation unit, low output signals and high output signals of appropriate magnitude are applied to the living body (for example, the left and right thighs and the left and right lower knees), so that the occurrence of muscle fatigue is reduced. Efficient electrical stimulation treatment is performed, and optimal rehabilitation for the patient is performed.
In the case of the invention of the electrical stimulation treatment method, the electrical stimulation treatment method can set the magnitude of the low output signal and the magnitude of the high output signal respectively by an output operation unit.
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３のいずれか一に記載の電気刺激装置において、電気刺激装置は、前記低出力信号の出力時間及び前記高出力信号の出力時間の合計となる総合計時間を設定できる総時間設定部を備える。
この総時間設定部でもって総合計時間が設定されることで、生体（例えば左右太腿及び左右下膝）に対し最適な時間の低出力信号の出力時間及び高出力信号の出力時間が定められることになる。従って、生体（左右の太腿及び左右の下膝）に対し、筋疲労の発生が少なく、効率的な電気刺激治療が行われ、患者にとって最適なリハビリテーションが行われる。
なお、電気刺激治療方法の発明の場合、低出力信号の出力時間及び高出力信号の出力時間の総合計時間を設定できる総時間設定部により其々設定可能となる電気刺激治療方法。なお、他の発明として、請求項１乃至４のいずれか一に記載の電気刺激装置は、手術用治療室及びそれ以外の病室を備える病院内を移動可能に設置され、手術用治療室以外の病室の患者に対し、手術前又は手術後に電気刺激を印加可能なことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the electrical stimulation device according to any one of the first to third aspects, the electrical stimulation device is a sum of an output time of the low output signal and an output time of the high output signal. The total time setting part which can set the grand total time becomes.
By setting the total time in the total time setting unit, the output time of the low output signal and the output time of the high output signal are determined optimally for the living body (for example, the left and right thighs and the left and right lower knees). It will be. Therefore, with respect to the living body (the left and right thighs and the left and right lower knees), the generation of muscle fatigue is small, and an efficient electrical stimulation treatment is performed, and optimal rehabilitation for the patient is performed.
In the case of the invention of the electrical stimulation treatment method, the electrical stimulation treatment method can be set by a total time setting unit that can set the total time of the output time of the low output signal and the output time of the high output signal. As another invention, the electrical stimulation device according to any one of claims 1 to 4 is installed so as to be movable in a hospital including a surgical treatment room and other hospital rooms, and other than the surgical treatment room. It is characterized in that electrical stimulation can be applied to a patient in a hospital room before or after surgery.
図１は本発明を具体化した実施例の電気刺激装置を説明する概略図である。図１において、１は電気刺激信号発生部、２は電極部、３は制御部、Ｓは生体である。図２は本発明を具体化した実施例に使用される信号波形パターンを示す図であって、電気刺激信号発生部１が出力する電気刺激信号を示す。
ここで、電気刺激信号発生部１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所定の電気刺激信号パターンでもって出力する。この場合、電気刺激信号発生部１は、「電気刺激信号を出力する電気刺激信号発生部」として機能する。電極部２は、電気刺激信号発生部１からの出力を生体Ｓに印加するので、「電気刺激信号発生部から出力される信号を生体に印加する電極部」として機能する。
制御部３は、電気刺激信号発生部１を制御することで、電極部２から生体に印加する信号として、複数の電気刺激信号を電極部２に対し出力することができる。即ち、制御部３は、電極部２に対し、筋疲労は起こしにくい（低筋疲労）が筋出力に対し効果が少ない（低筋出力）である低出力である信号（例えば１０％ＭＶＣとなる信号）と、該低出力信号よりも大きな出力であって、筋疲労は比較的起こしやすい（高筋疲労）が筋出力に対し効果が大きい高出力である信号（例えば２０％ＭＶＣとなる信号）とを時間的に分離して印加することができる。
複数の電極部２が、例えば左右の太腿用電極部（太腿用導子）と左右の下膝用電極部（下膝用導子）として左右の下肢の４箇所に取り付ける場合、太腿用電極部は太腿四頭筋に装着され、下膝用電極部は下膝三頭筋に装着される。制御部３は、複数（左右下肢の４箇）の電極部２に対し生体の各部（左右の太腿及び左右の下膝）に時間的に分離された低出力信号（例えば１０％ＭＶＣとなる信号）及び高出力信号（例えば２０％ＭＶＣとなる信号）をそれぞれ印加することができる（図３及び図４参照）。
また、本実施例の電気刺激装置は、低出力信号（例えば１０％ＭＶＣとなる信号）の大きさ及び高出力信号（例えば２０％ＭＶＣとなる信号）の大きさを其々設定できる出力操作部（図７及び図８参照）を備える他に、低出力信号（例えば１０％ＭＶＣとなる信号）の出力時間及び高出力信号（例えば２０％ＭＶＣとなる信号）の出力時間の合計となる総合計時間を設定できる総時間設定部（図３及び図４「ｔｉｍｅ」）を備える構成になっている。それにより、患者にとって筋疲労の発生が少ない、効率的な電気刺激治療が行われることで、最適なリハビリテーションを行なうことができる。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an electrical stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is an electrical stimulation signal generating unit, 2 is an electrode unit, 3 is a control unit, and S is a living body. FIG. 2 is a diagram showing a signal waveform pattern used in an embodiment embodying the present invention, and shows an electrical stimulation signal output from the electrical stimulation signal generator 1.
Here, the electrical stimulation signal generator 1 generates a pulse bioelectrical stimulation signal, amplifies it to a predetermined value, and outputs it with a predetermined electrical stimulation signal pattern. In this case, the electrical stimulation signal generator 1 functions as “an electrical stimulation signal generator that outputs electrical stimulation signals”. Since the electrode unit 2 applies the output from the electrical stimulation signal generation unit 1 to the living body S, it functions as an “electrode unit that applies the signal output from the electrical stimulation signal generation unit to the living body”.
The control unit 3 can output a plurality of electrical stimulation signals to the electrode unit 2 as signals applied to the living body from the electrode unit 2 by controlling the electrical stimulation signal generation unit 1. That is, the control unit 3 has a low output signal (for example, 10% MVC) that is less likely to cause muscle fatigue (low muscle fatigue) than the electrode unit 2 but has little effect on muscle output (low muscle output). Signal) and a signal that is larger than the low output signal and is relatively easy to cause muscle fatigue (high muscle fatigue) but has a high effect on muscle output (for example, a signal that becomes 20% MVC). Can be applied separately in time.
When a plurality of electrode parts 2 are attached to four positions of left and right lower limbs, for example, as left and right thigh electrode parts (thigh conductors) and left and right lower knee electrode parts (lower knee conductors), The electrode part for the arm is attached to the quadriceps of the thigh, and the electrode part for the lower knee is attached to the triceps of the lower knee. The control unit 3 is a low output signal (for example, 10% MVC) that is temporally separated into each part of the living body (left and right thighs and left and right lower knees) with respect to a plurality of (four left and right lower limbs) electrode units 2. Signal) and a high output signal (for example, a signal that becomes 20% MVC) can be applied, respectively (see FIGS. 3 and 4).
In addition, the electrical stimulation device of the present embodiment has an output operation unit that can set the size of a low output signal (for example, a signal that becomes 10% MVC) and the size of a high output signal (for example, a signal that becomes 20% MVC), respectively. (See FIG. 7 and FIG. 8), in addition to the total time of the output time of the low output signal (for example, a signal that becomes 10% MVC) and the output time of the high output signal (for example, the signal that becomes 20% MVC). A total time setting unit ("time" in FIGS. 3 and 4) that can set time is provided. Thereby, an optimal electrical rehabilitation can be performed by performing an efficient electrical stimulation treatment with less generation of muscle fatigue for the patient.
以下に、本実施例の電気刺激信号の信号パターンについて図２を参照して説明する。図２の電気刺激信号の信号パターンは、高い周波数の高周波パルスＰ１を出力し、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、高周波パルスＰ１と低周波パルスＰ２で第１群パルスＰｇ１を構成する。そして、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を設けることで、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を構成する。更に、第２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を設けることで、第２群パルスＰｇ２と第２休止期間ｔｏｆｆ２が交互に出力するようになっている。なお、ｔｏｎ１は第１のパルス群Ｐｇ１の通電期間であり、ｔｏｎ２は第２のパルス群パルスＰｇ２の通電期間である。
この信号パターンの場合、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。この低周波パルスＰ２の前に高周波パルスＰ１が存在することで、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。
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、さらに、第２群パルスＰｇ２に続けて第２休止期間ｔｏｆｆ２を設けることで、第２群パルスＰｇ２と第２休止期間ｔｏｆｆ２を交互に出力する。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。また、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。
このような電気刺激信号の信号パターンを使用すると、筋疲労は発生しにくく更に、筋出力低下は生じないので、生体への悪影響は発生しにくい。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、筋萎縮を防止することができる。このような電気刺激のパターンを使用すると、生体への悪影響が無い、しかも筋萎縮を防止できる電気刺激治療をおこなうことができる。Below, the signal pattern of the electrical stimulation signal of a present Example is demonstrated with reference to FIG. The signal pattern of the electrical stimulation signal in FIG. 2 is to output a high frequency high frequency pulse P1, and subsequently to the high frequency pulse P1, a plurality of low frequency low frequency pulses P2 are output, and the high frequency pulse P1 and the low frequency pulse P2 are output. Constitutes the first group pulse Pg1. Then, following the first group pulse Pg1, by providing a first pause period toff1 in which no pulse bioelectric stimulation signal is output from the electrical stimulation signal generator 1, the first group pulse Pg1 and the first pause period toff1 are alternately provided. The second group pulse Pg2 is configured by repeatedly outputting a plurality of times. Furthermore, the second group pulse Pg2 and the second rest period toff2 are alternately output by providing the second rest period toff2 in which the pulse bioelectric stimulus signal is not output from the electrical stimulus signal generator 1 following the second group pulse Pg2. It is supposed to be. Note that ton1 is an energization period of the first pulse group Pg1, and ton2 is an energization period of the second pulse group pulse Pg2.
In the case of this signal pattern, a plurality of low frequency pulses P2 are generated following the high frequency pulse P1, and the first group pulse Pg1 is constituted by the high frequency pulse P1 and the low frequency pulse P2. Since the high-frequency pulse P1 is present before the low-frequency pulse P2, 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.
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 is provided following the second group pulse Pg2. By providing toff2, the second group pulse Pg2 and the second rest period toff2 are alternately output. Since the low frequency pulse P2 is set to a lower pulse frequency by providing a sufficiently long pause period in this way, there is little occurrence of muscle fatigue even if it is used for a long time, and other dynamic muscle output There is no decrease in the patient's health and the patient is not adversely affected. Moreover, 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.
When such a signal pattern of the electrical stimulation signal is used, muscle fatigue is unlikely to occur, and further, muscle output is not reduced, so that adverse effects on the living body are unlikely to occur. In addition, the muscle is activated by the high frequency pulse P1 and stimulated by the low frequency pulse P2, and the muscle repeats contraction and relaxation by the first group pulse Pg1, so that the muscle output can be maintained and muscle atrophy can be maintained. Can be prevented. By using such an electrical stimulation pattern, it is possible to perform electrical stimulation treatment that does not adversely affect the living body and that can prevent muscle atrophy.
ここで、電気刺激信号として使用するパルスのパルス幅について説明すると、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。この結果、これらの事実を踏まえ、電気刺激として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という値を得ることができ、図２には、最適と考えられた６００μｓの例を示している。このような電気刺激信号は、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、筋萎縮を防止することができる。 Here, the pulse width of a pulse used as an electrical stimulation signal 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. As a result, based on these facts, when electrical stimulation is performed at a low frequency as electrical stimulation, a value of 200 to 1000 μs, preferably 500 to 700 μs, is obtained as a pulse width necessary to maintain other dynamic muscle output. FIG. 2 shows an example of 600 μs considered to be optimal. Such electrical stimulation signals can effectively contract muscles during stimulation, maintain muscle function, and prevent muscle atrophy.
次に、電気刺激装信号として使用する高周波パルスＰ１の周波数ｆＨについて説明する。高周波パルスＰ１の周波数ｆＨは１００〜４００Ｈｚが好ましくは、１５０〜２５０Ｈｚが適している。また、電気刺激信号の低周波パルスＰ２の周波数ｆＬについて説明すると、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。
次に、電気刺激信号の低周波パルスＰ２のパルス数について説明すると、電気刺激信号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ので、低周波パルスＰ２の個数は４〜１４個が適切である。Next, the frequency fH of the high frequency pulse P1 used as the electrical stimulation signal will be described. The frequency fH of the high frequency pulse P1 is preferably 100 to 400 Hz, and more preferably 150 to 250 Hz. The frequency fL of the low frequency pulse P2 of the electrical stimulation signal will be described. In order to maintain the muscle contraction function, it is better to train by repeatedly contracting and relaxing the muscle. 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.
Next, the number of low frequency pulses P2 of the electrical stimulation signal will be described. It is the low frequency pulse P2 that actually causes muscle contraction and relaxation in the electrical stimulation signal. 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. However, since the stimulation becomes stronger and muscle fatigue occurs, the number of low-frequency pulses P2 is appropriately 4-14.
次に、電気刺激信号の第１休止期間ｔｏｆｆ１について説明すると、筋力増強のように筋機能を向上させるには、刺激期間と休止期間の比は１：１前後にすることが多い。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。
また、電気刺激装信号の第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と、電気刺激信号の信号パターンでは、第１群パルスＰｇ１のオンとオフによって、筋は収縮と弛緩を繰り返す。この電気刺激信号では、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。
次に、電気刺激信号の第２休止期間ｔｏｆｆ２について説明すると、このような電気刺激信号により電気刺激を行う場合、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。そこで、信号パターンとしては、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、図２の例では３０秒の例を示している。なお、この電気刺激信号の信号パターンは後述するメモリーに記憶され、必要に応じてメモリーから所定時間に対応して読み出すことが可能となる。
このような電気刺激信号の信号パターンの場合、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、筋萎縮を防止することができる。従って、図２に示す電気刺激信号の信号パターンを用いることで、筋疲労の無い、他動的筋出力の低下が少ない、生体への悪影響が無く安全な、筋萎縮を肪止できる電気刺激をおこなうことができる。Next, the first rest period toff1 of the electrical stimulation signal will be described. In order to improve muscle function like muscle strength enhancement, the ratio of the stimulation period to the rest period is often around 1: 1. Considering the number of low-frequency pulses P2, the first rest period toff1 is set to 400 to 800 ms. Thereby, muscle output can be maintained and muscle fatigue can be prevented from occurring.
Further, the number of pulses (first group pulse Pg1) included in the second group pulse Pg2 of the electrical stimulation signal will be described. In the signal pattern of the electrical stimulation signal, the muscle contracts by turning on and off the first group pulse Pg1. Repeat and relax. As a result of examining the number of the first group pulses Pg1 included in the second group pulse Pg2 that is the minimum necessary for preventing the muscle strength from being reduced and this electric stimulation signal does not cause fatigue, the second group pulse Pg2 The number of the first group pulses Pg1 included in is suitably 5 to 15.
Next, the second rest period toff2 of the electrical stimulation signal will be described. When electrical stimulation is performed using such an electrical stimulation signal, if the second rest period toff2 is set to 20 to 60 seconds, muscle fatigue hardly occurs. The other dynamic muscle output can be sufficiently maintained. Therefore, as the signal pattern, the second pause period toff2 is set to 20 to 60 seconds. Actually, from the viewpoint of stimulation efficiency, muscle fatigue, and other dynamic muscle output maintenance, the example of FIG. 2 shows an example of 30 seconds. The signal pattern of the electrical stimulation signal is stored in a memory described later, and can be read from the memory corresponding to a predetermined time if necessary.
In the case of such a signal pattern of the electrical stimulation signal, even if muscle fatigue occurs, it can be recovered. Moreover, since the average occurrence frequency of pulses can be greatly reduced, the occurrence of muscle fatigue can be reduced. Moreover, the muscle output is not reduced, and muscle atrophy can be prevented. Therefore, by using the signal pattern of the electrical stimulation signal shown in FIG. 2, electrical stimulation that does not cause muscle fatigue, has little decrease in other dynamic muscle output, has no adverse effects on the living body, and can safely stop muscle atrophy. Can be done.
次に本発明を更に具体化した実施例について説明する。図７はその実施例の電気刺激装置のブロック図であり、図８はその実施例の電気刺激装置の斜視図である。図７において、制御部Ｓ１は、発信部Ｓ２と出力制御部Ｓ３を備える。出力御部Ｓ３は、電気刺激信号の信号パターン等を記憶するメモリーを有し、このメモリーに記憶された各種プログラムに基づき入力部データに対し所定の演算および処理（実行）を行うことができる。出力操作部Ｓ４は制御部Ｓ１に対し制御信号を出力し、制御部Ｓ１は、出力操作部Ｓ４の操作に基づき、出力する電気刺激信号等を調整することができる。表示部Ｓ５は、制御部Ｓ１からの制御信号を入力して、その制御信号に基づき表示内容を変更・調整することができる。
なお、制御部Ｓ１は、発信部Ｓ２と出力制御部Ｓ３を制御することで、適切な電気刺激信号及び制御信号を作成して、表示部Ｓ５及び出力増幅部Ｓ６に種々の信号を出力する。この場合、制御部Ｓ１は出力増幅部Ｓ６に電気刺激信号を出力することができる。出力増幅部Ｓ６は出力検出部Ｓ７に電気刺激信号を出力し、出力検出部Ｓ７は制御部Ｓ１に信号を出力することで、制御部Ｓ１は出力された電気刺激信号が適切であるか否かを制御できる。出力増幅部Ｓ６は、電極部として機能する出力部Ｓ８に信号を出力することができる。
図８に示す操作表示用モニター付き電気刺激装置１０は、複数のキャスタ１１が付いた移動走行型になっている。電気刺激信装置１０において、自立走行型の装置本体１２の上方部に操作表示用モニター（液晶パネル）１３が配置される。また、装置本体１２の上方側方には、電極部２に電気刺激信号を出力する電源コード（図示せず）を掛け止めための、掛止部１４が配置される。操作表示用モニター１３の下側には、低出力信号の大きさ及び高出力信号の大きさを其々設定できる出力操作部１５を備える。装置本体１２の裏面側には、電源コードを接続する入力端子（図示せず）が設けられている。Next, examples in which the present invention is further embodied will be described. FIG. 7 is a block diagram of the electrical stimulation apparatus of the embodiment, and FIG. 8 is a perspective view of the electrical stimulation apparatus of the embodiment. In FIG. 7, the control unit S1 includes a transmission unit S2 and an output control unit S3. The output control unit S3 has a memory for storing a signal pattern of the electrical stimulation signal and the like, and can perform predetermined calculation and processing (execution) on the input unit data based on various programs stored in the memory. The output operation unit S4 outputs a control signal to the control unit S1, and the control unit S1 can adjust the electrical stimulation signal to be output based on the operation of the output operation unit S4. The display unit S5 can input a control signal from the control unit S1 and change / adjust display contents based on the control signal.
The control unit S1 creates appropriate electrical stimulation signals and control signals by controlling the transmission unit S2 and the output control unit S3, and outputs various signals to the display unit S5 and the output amplification unit S6. In this case, the control unit S1 can output an electrical stimulation signal to the output amplification unit S6. The output amplification unit S6 outputs an electrical stimulation signal to the output detection unit S7, and the output detection unit S7 outputs a signal to the control unit S1, so that the control unit S1 determines whether or not the output electrical stimulation signal is appropriate. Can be controlled. The output amplifying unit S6 can output a signal to the output unit S8 that functions as an electrode unit.
The electrostimulator 10 with an operation display monitor shown in FIG. 8 is of a traveling type with a plurality of casters 11. In the electrical stimulation apparatus 10, an operation display monitor (liquid crystal panel) 13 is disposed above the self-running apparatus main body 12. Further, a latching portion 14 for latching a power cord (not shown) that outputs an electrical stimulation signal to the electrode portion 2 is disposed on the upper side of the apparatus main body 12. Below the operation display monitor 13, an output operation unit 15 that can set the magnitude of the low output signal and the magnitude of the high output signal is provided. An input terminal (not shown) for connecting a power cord is provided on the back side of the apparatus body 12.
図３及び図４は、電気刺激装置１０の操作表示用モニター１３の操作用表示画面を示す。図３及び図４において、操作表示用モニター１３の上方中央から右側に向かって、操作設定用の「設定」のタッチ入力部、操作切替用の「切替」のタッチ入力部、動作一時停止用の「一時停止」のタッチ入力部、動作停止用の「停止」のタッチ入力部が並設されている。また、操作表示用モニター１３の上方左側には、低出力信号（例えば１０％ＭＶＣとなる信号）の出力時間及び高出力信号（例えば２０％ＭＶＣとなる信号）の出力時間の合計となる総合計時間を表示する表示部「ｔｉｍｅ」を設けるとともに、その総時間を増減できる総時間設定増減用タッチ入力部「↓↑」を設けている。操作者が総時間設定増減用タッチ入力部「↓↑」を操作することで、表示部「ｔｉｍｅ」の総時間が増減することになる（図３では「５２ｍｉｎ（分）」と表示され、図４では「６０ｍｉｎ（分）」と表示される）。なお、治療が開始されると、画面の表示時間は治療残存時間になる。
また、出力操作部１５及び操作用表示画面１３の左右の太腿用電極部の入力部及び左右の下膝用電極部の入力部の４箇所のいずれかを操作することで、出力操作部Ｓ４として機能する。この実施例の場合、出力操作部１５は操作用回転ツマミになっており、操作用回転ツマミを回転させることで電気刺激信号の出力の大きさを調整することができる。
操作表示用モニター１３の操作用表示画面は、画面中心のところに「患者の全身」が表示され、患者の左右の太腿用電極部及び左右の下膝用電極部の４箇所に入力部が設けられている。太腿用電極部と下膝用電極部として４箇所には、電極部２を介して左右太腿及び左右下膝に低出力信号の大きさ及び高出力信号の大きさをそれぞれ表示できるようになっている。また、左右太腿と左右下膝それぞれに低出力信号（１０％ＭＶＣとなる信号）の大きさをそれぞれ印加できるような入力部になっており、更に、高出力信号（例えば２０％ＭＶＣとなる信号）の大きさをそれぞれ印加できるような入力部になっている。図３に示す操作用表示画面では、左下膝の「１０％ＭＶＣ」入力部をタッチするとともに、出力操作部１５を操作することで、「１０％ＭＶＣ」となる電気刺激信号の大きさ「例えば３２ｍＡｐ等」に設定することができる。なお、１０％ＭＶＣは「半座位（ファーラー位）状態から踵がベッドから持ち上がる筋力」、２０％ＭＶＣは「半座位（ファーラー位）状態から脹脛がベッドから持ち上がる筋力」であるので、オペレータが患者の様子をみながら、１０％ＭＶＣまたは２０％ＭＶＣとなる電気刺激信号の大きさを決めることになる。
図４に示す操作用表示画面では、同様に、左右下膝及び左右太腿の「１０％ＭＶＣまたは２０％ＭＶＣ」入力部をタッチするとともに、出力操作部１５を操作することで、左下膝の「１０％ＭＶＣまたは２０％ＭＶＣ」を「例えば３２ｍＡｐ等／４９ｍＡｐ等」に設定する。同様に、右下膝の「１０％ＭＶＣまたは２０％ＭＶＣ」を「例えば３０ｍＡｐ等／４７ｍＡｐ等」に設定する。同様に、左太腿の「１０％ＭＶＣまたは２０％ＭＶＣ」を「例えば３４ｍＡｐ等／５０ｍＡｐ等」に設定する。同様に、右太腿の「１０％ＭＶＣまたは２０％ＭＶＣ」を「例えば３６ｍＡｐ等／５１ｍＡｐ等」に設定する。
このように左右太股用電極部と左右下膝用電極部を下肢の所定箇所に取り付け、出力操作部１５等が操作されることで、各箇所用の低出力信号及び高出力信号の大きさが調整設定できるので、左右太腿と左右下膝に所定の低出力信号及び所定の高出力信号をそれぞれ印加することができ、左右太腿及び左右下膝に最適な低出力信号及び高出力信号が印加することができる。3 and 4 show operation display screens of the operation display monitor 13 of the electrical stimulation apparatus 10. 3 and 4, from the upper center to the right side of the operation display monitor 13, a "setting" touch input unit for operation setting, a "switching" touch input unit for operation switching, and an operation pause A “pause” touch input unit and a “stop” touch input unit for stopping operation are arranged in parallel. Further, on the upper left side of the operation display monitor 13, a total sum which is the sum of the output time of a low output signal (for example, a signal that becomes 10% MVC) and the output time of a high output signal (for example, a signal that becomes 20% MVC). A display unit “time” for displaying time is provided, and a touch input unit “↓ ↑” for total time setting increase / decrease that can increase or decrease the total time is provided. When the operator operates the total time setting increase / decrease touch input section “↓ ↑”, the total time of the display section “time” increases / decreases (“52 min (minute)” is displayed in FIG. 3). 4 is displayed as “60 min (minutes)”. When treatment is started, the display time of the screen becomes the treatment remaining time.
Further, the output operation unit S4 is operated by operating any one of the input operation unit 15 and the input unit of the left and right thigh electrode units and the input unit of the left and right lower knee electrode units on the operation display screen 13. Function as. In this embodiment, the output operation unit 15 is an operation rotary knob, and the magnitude of the output of the electrical stimulation signal can be adjusted by rotating the operation rotary knob.
The operation display screen of the operation display monitor 13 displays “patient's whole body” at the center of the screen, and there are input sections at four positions of the patient's left and right thigh electrode sections and left and right lower knee electrode sections. Is provided. The size of the low output signal and the size of the high output signal can be respectively displayed on the left and right thighs and the left and right lower knees via the electrode part 2 at the four positions as the thigh electrode part and the lower knee electrode part. It has become. In addition, the input unit can apply a low output signal (a signal that becomes 10% MVC) to each of the left and right thighs and the left and right lower knees, and further, a high output signal (for example, 20% MVC). It is an input section that can apply the magnitude of each signal. In the display screen for operation shown in FIG. 3, the magnitude of the electrical stimulation signal that becomes “10% MVC” by touching the “10% MVC” input part of the lower left knee and operating the output operation part 15 “for example” 32 mAp etc. ”. Note that 10% MVC is “muscle strength that lifts the heel from the bed from the half-sitting position (farr position)” and 20% MVC is muscle strength that the calf is lifted from the bed from the half-sitting position (farler position). The magnitude of the electrical stimulation signal that becomes 10% MVC or 20% MVC will be determined.
In the operation display screen shown in FIG. 4, similarly, by touching the “10% MVC or 20% MVC” input portions of the left and right lower knees and the left and right thighs, and operating the output operation portion 15, “10% MVC or 20% MVC” is set to “for example, 32 mAp or the like / 49 mAp or the like”. Similarly, “10% MVC or 20% MVC” of the lower right knee is set to “for example, 30 mAp or the like / 47 mAp or the like”. Similarly, “10% MVC or 20% MVC” of the left thigh is set to “for example, 34 mAp etc./50 mAp etc.”. Similarly, “10% MVC or 20% MVC” of the right thigh is set to “for example, 36 mAp etc./51 mAp etc.”.
In this way, the left and right thigh electrode parts and the left and right lower knee electrode parts are attached to predetermined positions of the lower limbs, and the output operation unit 15 and the like are operated, so that the size of the low output signal and the high output signal for each part can be reduced. Because it can be adjusted, a predetermined low output signal and a predetermined high output signal can be applied to the left and right thighs and the left and right lower knees, respectively. Can be applied.
なお、左右太股及び左右下膝用の低出力信号（１０％ＭＶＣとなる信号）及び高出力信号（２０％ＭＶＣとなる信号）をそれぞれ総時間内で所定時間だけ印加可能できるよう、低出力信号を一定時間（例えば総時間の３分の２）出力し、また、高出力信号を一定時間（例えば総時間の３分の１）出力し、これら時間を合計した総合計時間を設定した結果（５２分（図３参照）または６０分（図４参照））、左右太腿と左右下膝の４箇所のそれぞれに低出力信号の印加時間及び高出力信号の印加時間を設定したことになる。そのため、左右太腿及び左右下膝に対し最適な時間の低出力信号及び高出力信号を印加できるよう、低出力信号（１０％ＭＶＣ用の信号）を一定時間（例えば総時間の３分の２の時間）出力し、また、高出力信号（２０％ＭＶＣ用の信号）を一定時間（例えば総時間の３分の１の時間）出力するので、左右の下肢には筋疲労の発生が少なく、効率的な電気刺激治療が行われ、最適なリハビリテーションが行われる。
なお、電気刺激信号として、筋疲労は起こしにくいが筋出力に対し効果が少ない低出力信号（例えば１０％ＭＶＣとなる信号）と、筋疲労は比較的起こしやすいが筋出力に対し効果が大きい高出力信号（所定の２０％ＭＶＣとなる信号）とを時間的に分離して印加する際に、低出力信号及び高出力信号の大きさ等に応じてその印加時間を種々に変更することができる。なお、左太腿用電極部、左下膝用電極部、右太腿用電極部、右下膝用電極部に対し順番に一か所ずつ低出力信号及び高出力信号を印加して、再び、左太腿用電極部に戻って、以下、左下膝用電極部、右太腿用電極部、右下膝用電極部へ順次サイクル的に繰り返す態様が望ましい。なお、それに係る総時間は予め装置側で把握することができ、左太腿用電極部、左下膝用電極部、右太腿用電極部、右下膝用電極部に印加する時間は、総時間を４等分した時間にするのが良い。It should be noted that the low output signal so that the low output signal (signal that becomes 10% MVC) and the high output signal (signal that becomes 20% MVC) for the left and right thighs and left and right lower knees can be applied for a predetermined time within the total time. Is output for a certain time (for example, two thirds of the total time), and a high output signal is output for a certain time (for example, one third of the total time), and the total time obtained by summing these times ( 52 minutes (see FIG. 3) or 60 minutes (see FIG. 4)), the application time of the low output signal and the application time of the high output signal are set in each of the four locations of the left and right thighs and the left and right lower knees. Therefore, a low output signal (10% MVC signal) is applied for a certain time (for example, two-thirds of the total time) so that a low output signal and a high output signal can be applied to the left and right thighs and the left and right lower knees. And a high output signal (a signal for 20% MVC) is output for a certain period of time (for example, one third of the total time), so there is less muscle fatigue in the left and right legs, Efficient electrical stimulation treatment is performed and optimal rehabilitation is performed.
As an electrical stimulation signal, a low output signal (for example, a signal that becomes 10% MVC) that hardly causes muscle fatigue but has little effect on muscle output, and muscle fatigue is relatively easy to cause but has a large effect on muscle output. When an output signal (a signal that becomes a predetermined 20% MVC) is applied in a time-separated manner, the application time can be changed variously according to the magnitude of the low output signal and the high output signal. . Apply a low output signal and a high output signal one by one to the left thigh electrode part, left lower knee electrode part, right thigh electrode part, right lower knee electrode part in turn, It is desirable to return to the left thigh electrode section and repeat the cycle sequentially to the left lower knee electrode section, right thigh electrode section, and right lower knee electrode section. It should be noted that the total time related to this can be grasped in advance by the device side, and the time applied to the left thigh electrode part, left lower knee electrode part, right thigh electrode part, right lower knee electrode part is the total time The time should be divided into four equal parts.
図５は年齢と身体機能の予備力との関係における、手術による筋力低下を示す図であり、図６は電気刺激の有無と身体機能の予備力との関係における、手術による筋力低下を示す図である。
手術に耐えうる身体機能の予備力（筋力）は、図５に示されるように、患者個人によって能力差があるものの加齢とともに低下する。例えば、４４歳から７５歳程度の患者の場合、個人差はあるものの手術による筋力低下が発生しても、手術に耐えうる身体機能の予備力が大きい。これは、身体機能の予備力が、日常生活において自立可能なレベルを上回っていることが多いので、手術後に早期に回復して日常生活に復帰できることを示している。一方、例えば８５歳等の高齢者や慢性心不全等を患う患者の場合、手術に耐えうる身体機能の予備力が小さいため、手術を行うことによる筋力が落ちることで、手術後の不動状態が発生し、日常生活において自立可能なレベルを下回る（自立不能となる）事例が少なくない。
そこで、本実施例の電気刺激信号を出力可能な電気刺激装置を用いて手術前の病室または手術後の病室で、電気刺激治療を行うことで、図６に示されるように手術に耐えうる身体機能の予備力を向上させることが望ましい。このように手術前に電気刺激治療を行うことで（「電気刺激あり」のグラフ）、日常生活自立必要なレベルよりも患者予備力を徐々に向上させることでき、手術の侵襲による筋力低下を緩和させる。また、手術後の不動状態に陥りやすくなっても電気刺激継続により筋力低下の抑制することができ、手術後に回復した大きな筋力により日常生活に復帰（退院）できる。一方、電気刺激ない患者の場合（「電気刺激なし」のグラフ）、日常生活自立必要なレベルよりも患者の予備力が低下（同等程度以下）しやすく、また、手術後の不動状態において電気刺激継続が無い場合、患者の予備力の向上が困難となるが、この場合、筋力の予備力向上を想定した低疲労低周波の電気刺激治療を行うことが望ましい。なお、集中治療室（ＩＣＵ）を備える病院において、手術等を行う集中治療室（ＩＣＵ）内でも、低疲労低周波の電気刺激信号を用いた治療可能にすることで、筋力低下の向上を図り、手術後に早期に回復して日常生活に早期復帰させることができる。本発明は、必ずしも上述した実施例に限定されるわけではなく、その他の実施例においても実施してもよい。FIG. 5 is a diagram showing muscle weakness due to surgery in the relationship between age and reserve of physical function, and FIG. 6 is a diagram showing muscle weakness due to surgery in the relationship between presence or absence of electrical stimulation and reserve of physical function. It is.
As shown in FIG. 5, the reserve power (muscle strength) of the physical function that can withstand the operation decreases with age, although there is a difference in ability depending on the individual patient. For example, in the case of a patient who is about 44 to 75 years old, although there is an individual difference, even if the muscle strength is reduced due to the operation, the reserve capacity of the physical function that can withstand the operation is large. This indicates that the reserve of physical function often exceeds the level at which it can stand on its own in daily life, so that it can recover early after surgery and return to daily life. On the other hand, for example, in the case of an elderly person such as 85 years old or a patient suffering from chronic heart failure, the reserve capacity of the physical function that can withstand the operation is small. However, there are many cases in which the level is less than the level at which it can become independent in daily life (becomes impossible to become independent).
Therefore, a body that can withstand surgery as shown in FIG. 6 by performing electrical stimulation treatment in a pre-surgical room or a post-surgical room using the electrical stimulation apparatus capable of outputting the electrical stimulation signal of this embodiment. It is desirable to improve functional reserves. By performing electrical stimulation treatment before surgery in this way (“Electric stimulation” graph), the patient's reserve power can be gradually improved beyond the level necessary for daily life independence, and the muscle weakness due to surgical invasion can be alleviated. Let Moreover, even if it becomes easy to fall into an immobility state after an operation, it is possible to suppress a decrease in muscle strength by continuing electrical stimulation, and it is possible to return to a daily life (discharge) with a large muscle strength recovered after the operation. On the other hand, in the case of a patient without electrical stimulation (“No electrical stimulation” graph), the patient's reserve power is likely to decrease (below the same level) than the level necessary for independence in daily life, and electrical stimulation in an immobile state after surgery If there is no continuation, it becomes difficult to improve the patient's reserve power. In this case, it is desirable to perform low-fatigue low-frequency electrical stimulation treatment assuming an increase in the muscle force reserve. In hospitals with an intensive care unit (ICU), we can improve muscle weakness by enabling treatment using electrical stimulation signals with low fatigue and low frequency even in the intensive care unit (ICU) where surgery is performed. Can recover early after surgery and return to daily life early. The present invention is not necessarily limited to the embodiments described above, and may be implemented in other embodiments.
１：電気刺激信号発生部（電気刺激信号発生部） ２：電極部（電極部）
３：制御部（制御部） Ｓ：生体
１０：電気刺激信装置 １１：キャスタ １２：装置本体
１３：操作表示用モニター（液晶パネル） １４：掛止部
１５：出力操作部（出力操作部）
Ｓ１：制御部（制御部） Ｓ２：発信部 Ｓ３：出力制御部
Ｓ４：出力操作部（出力操作部） Ｓ５：表示部（総時間設定部）
Ｓ６：出力増幅部 Ｓ７：出力検出部 Ｓ８：出力部（電極部）1: Electrical stimulation signal generation part (electrical stimulation signal generation part) 2: Electrode part (electrode part)
3: Control unit (control unit) S: Living body 10: Electrical stimulation device 11: Caster 12: Device body 13: Monitor for operation display (liquid crystal panel) 14: Latching unit 15: Output operation unit (output operation unit)
S1: Control unit (control unit) S2: Transmission unit S3: Output control unit S4: Output operation unit (output operation unit) S5: Display unit (total time setting unit)
S6: Output amplification unit S7: Output detection unit S8: Output unit (electrode unit)
Claims (4)
前記電気刺激信号発生部から出力される電気刺激信号を生体の少なくとも一か所に印加する電極部とを有する電気刺激装置において、
前記電極部から前記生体に印加される電気刺激信号として、筋疲労は起こしにくいが筋出力に対し効果が少ない低出力信号と、該低出力信号よりも大きな出力で、筋疲労は比較的起こしやすいが筋出力に対し効果が大きい高出力信号とを時間的に分離して印加できる制御部を備えることを特徴とする電気刺激装置。An electrical stimulation signal generator for generating electrical stimulation signals;
In the electrical stimulation device having an electrode unit that applies the electrical stimulation signal output from the electrical stimulation signal generation unit to at least one part of the living body,
As an electrical stimulation signal applied to the living body from the electrode section, muscle fatigue is relatively easy to occur with a low output signal that is less likely to cause muscle fatigue but less effective for muscle output, and a larger output than the low output signal. An electrical stimulation device comprising: a control unit that can apply a high output signal that is effective for muscle output while being separated in time.
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