JP2022030123A - 電気刺激装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この点に関し、例えば文献1の技術においては、各ゾーンに印加するパルス波形は固定的であり、各ゾーンの筋肉に適した電気刺激を与えるといったことはできない。
本発明は、足の各部位の筋肉の性質に応じた電気刺激を与えることを目的とする。
図1は足裏刺激装置10の外観図を示す。足裏刺激装置10は、略平面である足置部100を有する筐体を有し、ユーザによって床面等に設置される。なお、足置部100は、例えば土踏まずなど足裏の凹凸形状にあわせて曲面形状に成形されていてもよい。好ましくは、ユーザは、椅子等に腰かけた状態で足置部100に足を乗せて使用する。使用方法はこれに限らず、例えばユーザが直立した状態で足を乗せて使用してもよい。なお、床面等と接地する部分(筐体の底面部)に可動部を設け、体重のかけ方に応じて足置部100の姿勢変化(傾きの方向や角度)を許容する機構(図示せず)をさらに備えていてもよい。足置部100には、前記足置部において、足裏の各部位に対応する位置に複数の突起状の電極130が設けられる。なお、各電極の形状やサイズ(突起の高さや太さなど)は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
換言すると、左右それぞれの足について、つま先側から踵側に向かって、足趾部、足裏前部、足裏中部、足裏後部、踵部と規定すると、電極130は、それぞれの足について、足趾部に対応する位置に設けられた第1電極(AR、AL)と、足趾部に対応する位置に設けられた第2電極(BR、BL)と、足裏中部に対応する位置に設けられた第3電極(CR1、CR2、CL1、CL2)と、足裏後部に対応する位置に設けられた第4電極(DR1、DR2、DL1、DL2)と、踵部に対応する位置に設けられた第5電極(GR、GL)とを有する。
モード設定部160は、プロセッサやメモリ等によって実現され、スイッチ120にて受け付けたユーザからの指示に基づき、制御部150における制御の内容を決定する。
電源190は、足裏刺激装置10の筐体内に収納されたバッテリあるいは外部電源から電源供給を受ける端子であって、各部を動作させるための電力を供給するとともに、電極130へ印加するための電圧波形を生成するために波形生成部170に電源を供給する。
波形生成部170は、整流回路や任意の電圧波形を生成する回路等によって実現され、波形決定部151から供給された制御信号に基づいて所定の電圧波形を生成し、切替部140に供給する。
切替部140はスイッチ素子や選択回路によって実現され、タイミング決定部152から供給される制御信号に基づくタイミングで、電極130のうち少なくとも2つの電極を選択し、選択された少なくとも2つの電極へ、波形生成部170から供給された波形の電圧を印加する。
タイミング決定部152は、各電極を選択するタイミングを決定し、各電極を選択するタイミングを示す制御信号を切替部140に供給する。
波形決定部151は、選択された電極に対して印加する電圧波形(プロファイル)を示す制御信号を生成して波形生成部170に供給する。
なお、以下において、足(の筋肉)へ加わる刺激とは、電極130と接触する足裏にある筋肉に直接作用する刺激だけでなく、足裏から加えられた刺激が、下腿部など歩行時に関係する筋肉や他の組織へ到達した刺激を含む。すなわち、模擬したい刺激は、少なくとも理想的には、足部にある筋肉を含む、歩行に関連するあらゆる筋肉に加えられると考えられる刺激である。
同図に示すように、区分された期間ごとに印加される交流周波数が異なっている。具体的には、第1期間においては第1周波数帯fa1の周波数が用いられ、第2期間においては第2周波数帯fa2の周波数が設定され、第3期間においては第3周波数帯fa3の周波数が用いられ、第4期間においては第2周波数帯fa2の周波数が用いられ、第5期間においては第3周波数帯fa3の周波数が用いられる。
なお、筋肉をより多く刺激するという目的であれば交流電圧を印加し続けたほうがよいとも考えられるが、電圧を印加しない期間を周期的に設けている。これは、交流電圧を印加し続けると「しびれ」といった好ましくない体感をユーザに与える可能性を考慮したためである。
そして、足裏の各部に応じて、その部位の筋肉の適した交流周波数および繰返し周波数が用いられる。
左右の足への電圧の印加タイミングは、図3に示す例に限られない。図8は、左右の足への電圧の印加タイミングの他の例を説明する図である。同図に示すように、左足へ刺激を与える印加期間TLと左足へ刺激を与える印加期間TRとが重なる期間が存在しなくてもよい。つまり、どちらの足にも電圧が印加されない瞬間が存在してもよい。ここで、走る際は、どちらの足も地面についていない(つまり地面からの刺激を受けていない)期間が存在するので、図8に示した制御例は歩行ではなく走る場面を模擬しているといえる。この場合において、例えば踵を地面に着地させないような走る動作を模擬したければ、それぞれ、DL1、DL2、DRl、DR2、CL1、CL2、CR1、CR2を使用せず、図6に示した第4期間および第五期間の2つの期間のみ一サイクルの印加期間TLおよびTRを構成すればよい。
すなわち、制御部150は、いずれか片方の足に対応する第1電極(AR、AL)と第2電極(BR、BL)とを用いて、第3周波数帯fa3の交流電圧を印加する第I期間、第I期間の後に、当該いずれか片方の足に対応する第2電極と第5電極(GR、GL)とを用いて、第2周波数帯fa2の交流電圧を印加する第II期間、第II期間の後に、当該いずれか片方の足に対応する2つの第3電極(CL1とCL2またはCR1とCR2)を用いて、第3周波数帯の交流電圧を印加する第III期間、第III期間の後に、いずれか片方の足に対応する2つの第4電極(DL1とDL2またはDR1とDR2)を用いて、第2周波数帯の交流電圧を印加する第IV期間、第IV期間の後に、左足に対応する第5電極(GL)と右足に対応する第5電極(GR)とを用いて、第1周波数帯fa1の交流電圧を印加する第V期間から構成される期間を一サイクルとして、左右それぞれの足に対応する電極を用いた印加を交互に実行する。
具体的には、予め運動の内容と、その運動を行った際の筋肉の使われ方(どの部位の筋肉にどのような刺激が与えられるのか)を再現する波形とを対応付けて制御部150のメモリに記憶しておき、ユーザが疑似体験したい運動内容をモード設定部160を用いて指定すればよい。モード設定部160は、指定された運動内容に対応する波形を読み出して制御部150へ供給する。
要するに、本発明の電気刺激装置は、足置部を有する筐体と、前記足置部において、足裏の各部位に対応する位置に設けられた複数の電極と、前記複数の電極から少なくとも2つの電極を選択する選択手段と、選択された少なくとも2つの電極に、該選択された少なくとも2つの電極に応じて定められる周波数の電圧を印加する印加手段とを有していればよい。
Claims (6)
- 足置部を有する筐体と、
前記足置部において、足裏の各部位に対応する位置に設けられた複数の電極と、
前記複数の電極から少なくとも2つの電極を選択する選択手段と、
選択された少なくとも2つの電極に、該選択された少なくとも2つの電極に応じて定められる周波数の電圧を印加する印加手段と
を有する電気刺激装置。 - 左右それぞれの足について、先端から後端に向かって、足趾部、足裏前部、足裏中部、足裏後部、踵部が規定され、
前記複数の電極は、それぞれの足について、前記足趾部に対応する位置に設けられた第1電極と、前記足趾部に対応する位置に設けられた第2電極と、前記足裏中部に対応する位置に設けられた第3電極と、前記足裏後部に対応する位置に設けられた第4電極と、前記踵部に対応する位置に設けられた第5電極とを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の電気刺激装置。 - 前記印加手段は、前記選択された少なくとも2つの電極に対応して、3kHz~5kHzの第1周波数帯、10kHz~20kHzの第2周波数帯、および20kHz~50kHzの第3周波数帯から選択された一の周波数帯の交流電圧を印加する
ことを特徴とする請求項2に記載の電気刺激装置。 - 前記印加手段は、
左足に対応する前記第5電極と右足に対応する前記第5電極とを用いて、前記第1周波数帯の交流電圧を印加する第1期間と、
前記第1期間の後に、いずれか片方の足に対応する2つの前記第4電極を用いて、前記第2周波数帯の交流電圧を印加する第2期間、
前記第2期間の後に、当該いずれか片方の足に対応する2つの前記第3電極を用いて、前記第3周波数帯の交流電圧を印加する第3期間、
前記第3期間の後に、当該いずれか片方の足に対応する前記第2電極と前記第5電極とを用いて、前記第2周波数帯の交流電圧を印加する第4期間、
前記第4期間の後に、当該いずれか片方の足に対応する前記第1電極と前記第2電極とを用いて、前記第3周波数帯の交流電圧を印加する第5期間
を一サイクルとして、左右それぞれの足に対応する電極を用いた印加を交互に実行する
ことを特徴とする請求項3に記載の電気刺激装置。 - 前記印加手段は、
いずれか片方の足に対応する前記第1電極と前記第2電極とを用いて、前記第3周波数帯の交流電圧を印加する第1期間、
前記第1期間の後に、当該いずれか片方の足に対応する前記第2電極と前記第5電極とを用いて、前記第2周波数帯の交流電圧を印加する第2期間、
前記第2期間の後に、当該いずれか片方の足に対応する2つの前記第3電極を用いて、前記第3周波数帯の交流電圧を印加する第3期間、
前記第3期間の後に、いずれか片方の足に対応する2つの前記第4電極を用いて、前記第2周波数帯の交流電圧を印加する第4期間、
前記第4期間の後に、左足に対応する前記第5電極と右足に対応する前記第5電極とを用いて、前記第1周波数帯の交流電圧を印加する第5期間
を一サイクルとして、左右それぞれの足に対応する電極を用いた印加を交互に実行する
ことを特徴とする請求項3に記載の電気刺激装置。 - 前記印加手段は、左足に対応する電極を用いて印加を行う際の前記第1期間において印加される交流電圧の位相と、右足に対応する電極を用いて印加を行う際の前記第1期間において印加される交流電圧の位相は180°ずれている
ことを特徴とする請求項4に記載の電気刺激装置。
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