JP2022082289A - 電気刺激装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トレーニング対象者の麻痺の状態や筋肉の応答などのトレーニング対象者の個体差、あるいはトレーニングやリハビリテーションの進行度を考慮した、電気刺激タイミングを与える最適な手段の選択、あるいは適切な出力の選択を実現する。【解決手段】電気信号を生成する電気信号出力部と、前記電気信号を身体に供給する電極部と、前記電気信号の出力を制御するスイッチと、踵またはその近傍に配置されるセンサと、筋電信号を取得する筋電計測手段と、前記電気信号出力部による前記電気信号の生成を制御する制御部を備えた電気信号装置であって、前記制御部は、前記スイッチと前記センサの優先順位に応じて前記電気信号を制御する第１のモード、または前記筋電信号に応じて前記電気信号を出力する第２のモードにより前記電気信号の制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、物理療法、特に電気刺激を利用して筋力低下した又は機能不全、あるいは麻痺した、身体各部、特に下肢の神経、筋に刺激を与えることで、歩行機能を回復、改善するトレーニングを行うためのリハビリテーション機器に関する。

従来の電気刺激によるリハビリテーション機器は、低周波の電気信号を目的とする部位に加えることで、神経系、筋肉に刺激となって、例えば下肢に対しては足を背屈させ、歩行を改善し、筋力向上や萎縮の防止又は抑制、運動機能が改善するものであるが、電気刺激を加えるにあたり、その開始タイミング等動作を調節するのに、足の運動の際の踵の上下動を踵に設けた踵センサによって検出し、電気刺激の開始や刺激時間を決定する特許文献１のような装置が提案されている。

また、歩行訓練やトレーニングなどのリハビリテーションを行う対象者（以下、トレーニング対象者、または単に対象者と称する場合もある）が自身で足を背屈させるも、目標角度まで背屈できない場合に脛骨筋の活動が筋電測定によって確認されるときに電気刺激を行う特許文献２のような装置や、手元にあるスイッチ（ハンドスイッチ）もしくはフットスイッチ、筋電（ＥＭＧ）信号によって与える、例えば特許文献３のような装置が提案されている。

特開昭６０－１１９９４９号公報 特開２００４―８１６７６号公報 特表２０１６―５１２７０７号公報

このような電気刺激信号によるリハビリテーション機器は、必ずしもトレーニング対象者の麻痺の状態や筋肉の応答などのトレーニング対象者の個体差、あるいはトレーニングやリハビリテーションの進行度を考慮した、電気刺激タイミングを与える最適な手段の選択、あるいは適切な出力の選択が行われているものではない。

上記の課題を解決するために本発明において以下のような手段を講じた。即ち本発明においては、（１）電気信号を生成する電気信号出力部と、前記電気信号を身体に供給する電極部と、前記電気信号の出力を制御するスイッチと、踵またはその近傍に配置されるセンサと、筋電信号を取得する筋電計測手段と、前記電気信号出力部による前記電気信号の生成を制御する制御部を備えた電気信号装置であって、前記制御部は、前記スイッチと前記センサの優先順位に応じて前記電気信号を制御する第１のモード、または前記筋電信号に応じて前記電気信号を出力する第２のモードにより前記電気信号の制御を行うことを特徴とする電気刺激装置である。

さらに本発明では、（２）前記筋電信号に応じて電気刺激信号出力を調整する手段を備えることを特徴とする。

本発明は、特に電気刺激を人体に加えるタイミングおよび出力について、人による直接の指示あるいは運動の結果、筋電測定結果等の外部入力を、個人差、治療状態及び進行度に応じて適切に利用する電気刺激装置を提供することで、リハビリテーション効果を高めることができる。

本発明におけるリハビリテーション機器の説明図である。 本発明における踵センサの使用図である。 本発明におけるリハビリテーション機器のブロック図である。 本発明における電極からの電気刺激出力タイミング選択の説明図である。 本発明における電極からの電気刺激出力タイミング選択の説明図である。 本発明における電極からの電気刺激出力タイミング選択の説明図である。 本発明における電極からの電気刺激出力タイミング選択の説明図である。 本発明における筋電計測に基づく電気刺激出力調整部を設けたリハビリテーション機器のブロック図である。 本発明における筋電計測に基づく電極からの電気刺激出力調整の説明図である。（※筋電で出力調整） 本発明における周波数スイープ機能の説明図である。 本発明における電気刺激出力の排他的な出力選択説明図である。 本発明におけるモーターポイント探索および使用する導子の説明図である。 本発明におけるモーターポイント測定に基づく、リハビリテーションのためのトレーニング出力の説明図である。

（第１の実施形態）
図１は本発明における電気刺激装置であるリハビリテーション機器１を示している。本機器は電気信号を供給する本体１１、本体１１に搭載され、押すことで電気刺激出力をＯＮにする出力スイッチ１２、下肢に電極、筋電計測手段を取り付けるためのベルトＡ１３、ベルトＡ１３に取り付けられる、電気信号を人体に流すための電極部である電極１４および人体の筋電を計測するための筋電計測手段１５、本体１１からの電気信号出力を手動で行うハンドスイッチ１６、足の着地、および離地を直接または間接的に検知するセンサである踵センサ１７、本体１１と電極１４を接続するケーブルＡ１８、本体１１と筋電計測手段１５を接続するケーブルＢ１９、本体１１とハンドスイッチ１６を接続するケーブルＣ２０、本体１１と踵センサ１７を接続するケーブルＤ２１を含んでなる。また、本説明では電極１４は１対構成であるが、複数対の電極、すなわち２チャンネル以上の構成で、例えば右足、左足両方に装着、一つの足に複数対の電極を装着する等、複数を組みあわせた構成であってもよい。同様に筋電計測手段１５も複数組みあわせた構成であってもよい。また、本構成は、ハンドスイッチ１６をケーブルＣ２０で、踵センサ１７をケーブルＤ２１で接続、すなわち有線で接続しているが、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）等の公知の近距離無線通信で接続してもよい。その場合、ケーブルＣ２０、Ｄ２１は省略され、図示されない近距離無線通信モジュールが、本体１１およびハンドスイッチ１６、踵センサ１７に各々搭載される。

図２は本発明における踵センサ１７の使用時装着例である。踵センサ１７はトレーニング対象者の足の踵の上下運動を検出するもので、例えば図２（ａ）のようにスイッチ構造である場合、踵の着地、離地を検出するためにトレーニング対象者の踵の下において使用する。この場合、靴のような履物の踵部分に踵センサ１７を置き、履物を履いて使用する。あるいは靴下等の踵部に配置してもよい

踵センサ１７として、加速度センサを用いてもよく、この場合、図２（ｂ）のように、ベルトＢ２２にセンサを設けて踵付近にベルトＢ２２を巻くことで踵の上下動を検出する。あるいはベルトＢ２２を使用せず、粘着パッドを使用して踵付近の皮膚に張り付ける使用方法でもよい。なお、図２（ｂ）ではベルトＢ２２をひざ、またはひざ下またはその近傍に配置することを例に挙げているがこれに限定されず、例えば足首あるいはその近傍に、ベルトで巻き付ける、またはサポーター等により配置するようしてもよく、あるいは靴下等によって固定するなどの固定手段によって固定して使用してもよい。

図３は本発明のリハビリテーション機器のブロック図である。本体１１は電気信号を発生する電気信号出力部である波形生成部１１１、各部の制御、信号計測および波形生成部１１１の出力波形やタイミングを生成する制御部１１２、出力スイッチ１２からのＯＮ信号、ユーザによる電気刺激信号出力値や波形の設定、また後述の優先設定等の各種設定の入力を受け付けるユーザＩＦ部１１３、各部に電力供給する電源部１１４で構成される。また、制御部１１２は電気信号出力部である波形生成部１１１による電気信号の生成を制御する。

出力スイッチ１２がＯＮになると、電気刺激信号の出力が行われる。一方、筋電計測手段１５を使用する場合、その筋電計測結果が、筋肉運動によるものと判断できるレベルであった場合、ユーザＩＦ部１１３で設定された設定に従い、歩行トレーニングに適した所定のタイミングで波形生成部１１１から電気信号が電極１４を通じて、人体に供給される。

筋電計測手段１５を使用することは例えばユーザＩＦ部１１３で自動出力モードとして設定される。ハンドスイッチ１６はユーザが押すことで、ＯＮの状態とすることができ、そのＯＮ情報が制御部１１２に送られ、制御部１１２では次に電気信号を出力すべきタイミングを生成し、そのタイミングに基づいてユーザＩＦ部１１３であらかじめ設定された設定に従い、電気信号が波形生成部１１１より出力され電極１４を通じて人体に供給される。換言すると、ハンドスイッチ１６は電気刺激の開始タイミングを与えることができる。逆に、ハンドスイッチ１６をユーザが放すとＯＦＦの状態とすることができ、そのＯＦＦ情報が制御部に送られて電気信号の人体への供給が停止される。

一方、踵センサ１７は踵の上下運動あるいは踵が床に接触したことや踵が床から離れたことを検出し、制御部１１２にこれらの踵運動情報が送られる。制御部１１２では踵の運動情報を元に次に電気信号を出力すべきタイミングを生成し、そのタイミングに基づいて、ユーザＩＦ部１１３であらかじめ設定された設定に従い、波形生成部１１１より電気信号が出力され電極１４を通じて人体に供給される。例えば踵が床から離れたことを示す、あるいは踵が床に接触したことを示す踵運動情報に基づいて電気信号の出力の開始や停止を含む制御が行われる。

ここでハンドスイッチ１６と踵センサ１７を使用する場合の制御であってハンドスイッチ１６と踵センサ１７の優先順位に応じて電気信号を制御する第１のモードについて説明する。あらかじめどちらを優先するかについてユーザＩＦ部１１３を通じて設定しておく。例えば、ハンドスイッチ１６の優先順位を踵センサ１７の優先順位より高く設定したハンドスイッチ優先設定であるならば、図４のように、ハンドスイッチ１６からのＯＮ信号が優先され、該情報に基づく電気信号のみが出力されて電気刺激のみが使用される制御となる。このとき、筋電計測手段１５からの筋電計測結果に基づく出力は行われない。すなわち、筋電測定結果は無視される。踵センサ１７による対象者の踵の運動状態の検出信号も同様に無視される。

この優先設定では例えば理学療法士によってリハビリテーショントレーニングが行われた場合に、理学療法士の指示する正しい歩行動作のタイミングに忠実に電気刺激を人体に与え、適切なリハビリテーショントレーニングを行うことが可能であり、運動機能改善の効率が向上する。すなわち、リハビリテーショントレーニングの初期や、対象者の筋力の低下または機能不全あるいは麻痺の程度が大きく、外部指示によるトレーニング動作が優先的に必要な場合に使用される。

なお、上記のように筋電測定結果を使用しない場合は、筋電計測手段１５の装着は割愛してもよい。このようにハンドスイッチ１６のように、対象者に配置されたセンサによらずに電気信号を制御できるスイッチを用意し、当該スイッチの操作によって出力される電気信号の制御を行ってもよい。例えば当該スイッチを操作して（押して）いる時間、すなわちスイッチをオンしている間に電気信号が出力されていてもよい。この場合は当該スイッチの操作を例えばオフする（放す）ことによって電気信号の出力を停止してもよい。

あるいは、踵センサ１７を併用するので、踵が床についたことを検出して電気信号が停止するような構成でもよい。または、単に踵センサ１７の踵が床に接触したことの検出だけでなく、ハンドスイッチ１６もオフになった場合に電気信号が停止するような構成でもよい。このような制御ではハンドスイッチ１６のみ、あるいは踵センサ１７のみによる制御よりも安全なトレーニングが可能で望ましい。すなわち、歩行のリハビリテーションやトレーニングにおいては、ハンドスイッチ１６と踵センサ１７の少なくとも一方に基づいて電気信号が出力されるが、当該電気信号の停止は両方に基づく制御であってもよい。

一方、ハンドスイッチ１６と踵センサ１７を使用する場合において、ユーザＩＦ部１１３を通じて踵センサ１７を優先設定とした場合、図５のように、踵センサ１７からの踵の運動状態の検出信号が優先され、踵センサ１７に基づく電気信号のみが出力されるので該信号に基づく電気刺激のみとなる。同様に筋電計測手段１５からの筋電測定結果に基づく出力は行われず、筋電測定結果は無視される。ハンドスイッチ１６からのＯＮ信号も同様に無視される。この優先設定では、可能な限り対象者の自発的な意思によるトレーニング動作を尊重しながら、リハビリテーション運動機能改善の効率が向上する。

すなわち、理学療法士によるリハビリテーショントレーニングが進行し、対象者の筋力の低下、機能不全または麻痺の程度がある程度改善され、あるいは機能不全や麻痺の程度が比較的軽度の場合など対象者の自発的な意思による歩行動作をベースとした訓練動作が優先的に必要な場合に使用される。

なお、上記のように筋電測定結果を使用しない場合は、筋電計測手段１５の装着は割愛してもよい。さらに上記のように筋電測定結果を使用しない場合は、ハンドスイッチ１６と踵センサ１７のどちらかを優先して他方を無視する設定に限らず、例えば足の動きによってどちらかを優先して他方を無視するような構成でもよい。この場合は、足が床から離れている状態から足を床につける場合は、踵センサ１７を優先する、すなわちハンドスイッチ１６がＯＮの状態で電気信号の出力を示す場合であっても踵センサ１７に基づいて電気信号が停止される。

逆に足が床から離れようとする場合は、踵センサ１７によらず、ハンドスイッチ１６により電気刺激が付与される、すなわち踵が床から離れていないことを示すことを踵センサ１７が出力している場合であってもハンドスイッチ１６がＯＦＦの状態であれば、ハンドスイッチ１６に従って出力が停止されるような構成でもよい。このほうがより安全なトレーニングが実施できる。特に足が床から離れようとする運動においては、踵が床から十分に離れず、踵センサ１７により電流が付与されないままであるにも関わらず対象者が足を動かすので転倒する可能性がある。この場合は理学療法士がハンドスイッチ１６によって電流を付与して足首をまげてつま先を上げて転倒を防止することができる。

さらに、ハンドスイッチ１６と踵センサ１７を使用する場合において、筋電計測手段１５からの筋電測定結果を元にどちらかを優先とするハイブリッド設定とすることも可能である。図６のようにユーザＩＦ部１１３を通じて、筋電測定ベースハイブリッド設定とした場合、筋電計測手段１５からの筋電測定結果が筋肉運動によるものと判断できるレベルであった時、踵センサ１７からの踵の運動状態の検出信号を優先し、該信号に基づく電気刺激出力とし、筋電計測手段１５からの筋電測定結果が小さく、筋肉運動によるものと判断されない場合には、ハンドスイッチ１６からのＯＮ信号を優先し、該情報に基づく電気刺激出力タイミングとなる。

この設定ではトレーニング開始時は、理学療法士によるハンドスイッチ１６のタイミングで歩行動作のトレーニングを行い、トレーニングの結果、歩行運動機能が改善したのであれば、スムーズに踵センサ１７の検出信号に基づく自発的な意思による歩行動作トレーニングへ移行することが可能となる。

逆に踵センサ１７の踵の運動状態の検出信号に基づく自発的な意思による歩行動作トレーニングをしていても、意思通りに動いてくれなくなった場合には、再びハンドスイッチ１６からのＯＮ信号に基づく適切なタイミングでのトレーニング、すなわち外部タイミングからの歩行動作トレーニングにスムーズに移行することが可能となる。

なお、通常は本実施形態における筋電計測に関して、筋電計測中に電気刺激出力を加えることはノイズとなって正確な筋電計測が困難になることから、排他的な制御である必要がある。すなわち、筋電計測期間中において電気刺激出力はオフとし、その逆に電気刺激出力中は筋電計測はオフとする。この場合、電気刺激出力がオフの場合に筋電計測を行うために、例えば図７のように電気刺激パルスＯＦＦのときに筋電計測を行うという動作であってもよい。ここでいう筋電計測のオフとは、筋電計測手段１５への筋電信号の入力を停止する、筋電計測手段１５への電力を停止するなどして筋電計測手段１５の動作を停止する、筋電計測手段１５からの出力を停止する、筋電計測手段１５からの出力を無視するなど、あるいはこれらの組み合わせであってもよい。

（第２の実施形態）
図５は図３のブロック図に電気刺激出力調整部１１５を設けたものである。この場合、筋電計測手段１５からの筋電計測に基づいて電極からの出力を調整する。すなわち本実施形態では、リハビリテーション機器１は筋電信号に応じて電気信号を出力する第２のモードにより電気信号を制御する。例えば、図６のように筋電計測結果が小さい場合には、筋肉の動作が小さく、筋力が不足していると予想されるため、電気刺激出力を設定より大きくする。

一方、筋電計測結果が大きい場合には、筋肉動作は大きく、筋力は十分で、電気刺激によるアシストはそれほど必要ないと考えられるので電気刺激出力を設定より小さくする。この筋電計測手段１５からの筋電計測結果による出力調整機能はユーザＩＦ部１１３で該機能のＯＮ／ＯＦＦならびに筋電計測の大小判定とする閾値が設定されることで有効となる。

筋電計測結果が閾値より低ければ、設定より大きく出力し、閾値より高ければ設定より低く出力する。閾値を第一の閾値、第二の閾値というように複数設けてもよい。例えば、第一の閾値＜第二の閾値として、第一の閾値以下では出力を設定より大きくし、第二の閾値以上では設定より出力を小さくし、第一の閾値と第二の閾値の間にある場合は設定どおりの出力とする。あるいは筋電計測結果に逆比例して出力されてもよい。上記出力調整量はリハビリテーション対象者の個々の状態に応じた調整ができることが望ましい。

なお、筋電計測手段１５からの筋電測定結果に基づく電気刺激出力調整機能は、電気信号出力部内に設けられてもよい。さらには第１の実施形態にある、ハンドスイッチ１６優先、踵センサ１７優先、ハイブリッド設定、各々と組み合わせて、第１のモードと共に実装されてもよいし、第１のモードを伴わない第２のモードとして実装されてもよい。

さらにリハビリテーショントレーニング効率を上げるために有効な機能を単体で実装してもよいし、第１の実施形態、第２の実施形態に付加してもよい。例えば、人体に付加される電気信号の周波数はこのようなリハビリテーション機器では、一般には、数Ｈｚ～数百Ｈｚまでの低周波数であり、周波数選択機能があれば、リハビリテーショントレーニング開始前に特定の周波数を選択する。当該機能がなければ固定の周波数で出力される。

しかし、電気刺激に対して筋肉が興奮する周波数は筋肉の種類によって差があり、通常は、数十Ｈｚ程度の周波数が使用される。またトレーニング対象者の個人差も存在すること、および長時間の刺激に対しては、人体に慣れが生じ、刺激の効果が薄れるという問題もある。そこで図１０のように刺激パルスの繰り返し周波数を出力中に変化させる、いわゆる周波数スイープを行うことで、速筋、遅筋両方への作用、個人差への対応、慣れが生じないようにしてリハビリテーショントレーニング効率を上げることが可能となる。

このような周波数スイープ機能は制御部１１２に周波数スイープ機能を持たせる、すなわち刺激パルスの繰り返し周波数を順次変化させた制御信号を波形生成部１１１に送り、波形生成部１１１で制御部１１２の制御信号を元にスイープした波形を電極１４に出力することで実現可能である。

電気信号供給の方法についても、単体で実装または第１の実施形態、第２の実施形態の追加の手段として実装することは可能である。人体に装着する電極１４は１対構成を基本として複数対使用する構成が可能であることはすでに述べているが、このとき例えば、脚のひざ下から足首までの筋肉の脛側、ふくらはぎ側両方に刺激を与えてトレーニングを行うケースを想定すると、脚の脛側の筋肉及びふくらはぎ側の筋肉に刺激を与えて歩行動作のリハビリテーションを行うために、いわゆる電極対の２チャンネル構成として、脛側筋肉のモーターポイント、ふくらはぎ側筋肉のモーターポイント各々に電極対を各々装着することになる。

リハビリテーショントレーニングを行う際は、脛側に電気信号付加、その後ふくらはぎ側に電気信号付加、を交互に繰り返す動作となる。そこで図１１のように脛側に電気信号付加しているときは、ふくらはぎ側の電極はＯＦＦとし、逆にふくらはぎ側に電気信号を付加しているときは、脛側の電極はＯＦＦにするとすることで消費電力を削減することが可能となる。このような排他的な出力は、ユーザＩＦ部１１３で該当するモード選択（例えば排他出力モード等）を選択した際、制御部１１２にて、各チャンネルを交互に出力し、出力しない側のチャンネルはＯＦＦとする制御信号を波形生成部１１１に送り、波形生成部１１１で制御部１１２からの制御信号を元に排他的な出力を電極１４に送ることで実現可能である。

なお、各チャンネルについて排他的な出力のみが可能な構成としてもよいが、非排他的（例えば同期的）な出力も可能である、すなわち、排他的な出力あるいは非排他的な出力が切り替えられるような構成がより望ましい。非排他的な出力は例えば脛側、ふくらはぎ側両方に電気信号を与えてトレーニングを行うケースにおいて、ふくらはぎとすね側の両方に電流による筋収縮を起こさせることにより、ふくらはぎの筋力に打ち勝って足首を曲げる運動や、脛の筋肉の収縮に打ち勝ってふくらはぎを収縮させる運動が可能で、歩行の訓練において極めて有効な筋力アップのトレーニングが可能となる。

そこで複数のチャンネルについて排他的な出力とするまたは非排他的な出力とするか設定により変更できる構成がよい。このほか、各チャンネルを両方の足に使用する場合など、歩行訓練において両方の足に同時に電流を流すことは必ずしも必要でなく、排他的な出力のほうが望ましい場合が多く、電気信号を付与する部位によって各チャンネルを排他的あるいは非排他的な出力に切り替えられる構成がよい。

上記複数チャンネル構成の場合において、各々のチャンネルの周波数、パルス立ち上がり立下り時間、強度といった電気信号波形の設定パラメータについて各チャンネルを独立に設定できてもよいし、チャンネル１を設定に基づき、チャンネル２や他のチャンネルが自動設定できるものであってもよい。独立設定の場合は、ユーザＩＦ部１１３に各々チャンネル毎の設定メニューを設ける実装でもよいし、例えば出力スイッチ１２を２回押すとチャンネル１の次はチャンネル２というように、特定の操作でチャンネル設定メニューが切り替わる実装でもよい。

自動設定の場合は、チャンネル１からの差分のみ設定する。例えばチャンネル１設定の際に、チャンネル２以降についてチャンネル１からの差分のみ設定するメニューを設ける。一例としてチャンネル１に対して周波数やパルス立ち上がり立下り時間、強度はそのままで、チャンネル２以降のチャンネル１の出力に対する位相差に相当する出力時間差分のみを設定する。このような設定方法は複数のチャンネルの出力に時間差を持たせる、例えば交互に出力する、特に排他的な出力をする場合に有効である。

本発明のような電気刺激に基づくリハビリテーション機器の場合、本格的なリハビリテーションに入る前に、筋収縮が最も起こりやすい部位である、モーターポイントを特定する必要がある。モーターポイントは個人差があるため、リハビリテーショントレーニングの前に特定するための作業が必要であり、これは公知技術として既存の機器に実装されている。具体的にはモーターポイント特定用の動作モードを、ユーザＩＦ部１１３を通じて選択し、モーターポイント特定用導子を対象者の皮膚上で移動させながら、筋収縮がもっとも起こる部位を探索する。このモーターポイント特定作業を利用してリハビリテーショントレーニング出力を自動設定することも可能である。

モーターポイント探索動作に際しては、図１２（ａ）のようにモーターポイント探索用導子２３と不関電極２４を例えば足の場合は図のように配置し、ケーブルＥ２８で本体１１と接続されたモーターポイント探索用導子２３を移動させて、筋収縮が最も起こる部位を特定した後、電気刺激出力を上げていって、痛みを感じる直前の出力値を機器に記憶する。例えばユーザＩＦ部１１３を通して、痛みを感じる直前の出力、すなわち出力最大値を制御部１１２に記憶させる。

次に、特定されたモーターポイントに電極１４を配置し、リハビリテーショントレーニングを開始する。この際、電気刺激出力としては、図１３のように前述の出力最大値に一定率をかけたものを自動設定する。モーターポイント特定時の出力最大値をＡ（ｍＡ）とすると、Ａ×一定率＝Ｂ（ｍＡ）を自動で出力する。この一定率についてもユーザＩＦ部１１３を通じて設定することが可能である。

このように、モーターポイント特定時の測定値を自動利用することで、リハビリテーショントレーニング開始時に、改めて出力値を設定する必要はなく、対象者の個人差に応じた適切な出力値で効率的なリハビリテーショントレーニングをスムーズに開始することができる。

このモーターポイント特定時の出力利用手段についても、単体で実装または第１の実施形態、第２の実施形態の追加の手段として実装されてもよい。ここで、自動で設定され出力はＢ（ｍＡ）で一定あってもよいが、対象者の希望に応じて微調整できる構成であってもよい。例えば別途ボリュームを設けてＢ（ｍＡ）より大きな出力であるＢ１（ｍＡ）や、Ｂ（ｍＡ）より小さな出力であるＢ２（ｍＡ）とすることでもよい。

ただしＡ（ｍＡ）に達すると対象者は痛みを感じるので、出力の最大値Ａ１（ｍＡ）を、上限率を使用して制限してもよい、すなわちＡ１（ｍＡ）以上に出力できないような構成でもよい。この場合は、Ａ（ｍＡ）×一定率＝Ｂ（ｍＡ）＜Ａ（ｍＡ）×上限率＝Ａ１（ｍＡ）≦Ａ（ｍＡ）となり、上限率は１以下、例えば０．９程度であればよい。

なお、図１２（ａ）ではモーターポイントを探索するための導子としてモーターポイント探索用導子２３のようにペンタイプの導子を例に挙げて説明したがこれに限定されず、例えば指サック状の導子を使用してもよい。ペンタイプの導子の特徴としては導子を患部に押し当てる角度や圧力によって導子の先端と皮膚との接触状態が大きく変化しないので、導子を介して流れる電流に大きな差が発生しにくく導子の使用者の慣れや経験の影響を受けにくいメリットがある。

一方、指サック状の導子の場合は直接指先で患部に触れて操作するので、患部、特に筋肉や関節部、腱の位置や状態を確認しながらモーターポイントを探索できるのでより確実に、かつ簡単にモーターポイントの探索ができるメリットがある。ただし、指を押し当てる角度や力によって指サック状の導子と皮膚との接触面積等の接触状態が容易に変化するので、使用者に経験や慣れが必要であった。

そこで、図１２（ｂ）のように指サック状のモーターポイントを探索するための導子は指サック２５であってもよい。図１２（ｂ）は指サック２５の断面を示しており、指サック２５は、指サック本体２７を例えばシリコンあるいは合成ゴムなどで構成し、指サック本体２７に対して図１２（ｂ）では紙面右側より例えば人差し指を挿入して使用する。図１２（ｂ）では指サック本体２７の指尖部に導体部２６を配置している。

導体部２６は指の指尖あるいは指腹に導体を配置してもよく、指サック２５では導体部２６はケーブルＥ２８によって本体１１と接続されている。導体部２６は指尖部より面積が小さく、これによって指の押し付け状態が多少変動しても導体部２６と皮膚との接触面積等の接触状態が変化せず、導子を介して流れる電流が大きく変動せず、モーターポイントを探索するための導子の使用経験が少ない場合であっても的確にモーターポイントを探索できる。

上記各実施形態において、出力予告として、音を鳴らす機能を実装してもよい。例えば、５秒前に、５秒ごとに発音、最後のみ１秒伸ばす音でピッ、ピッ、ピッ、ピッ、ピー等と発音させ、最後に長音の後出力する。このような機能により、リハビリテーション対象者はあらかじめ動作を開始する準備が意識されるので、電気刺激を契機として歩行動作トレーニングを確実に行うことが期待され、よりリハビリテーションの効果が高まる。

ただし、実際のリハビリテーション対象者が立った状態での歩行動作のトレーニングにおいては音による歩行準備を意識することで無理な歩行動作を開始し、転倒する可能性もある。そこで音出力機能は例えばベッド上での歩行の準備動作にとどめておくことが望ましい。

すなわち立った状態での歩行トレーニングでは手動操作あるいは自動判定にて音出力しないという実装でもよい。例えばユーザＩＦ部１１３で該機能のＯＮ／ＯＦＦをユーザ設定してもよい。別の実施手段としてジャイロセンサ等姿勢検知できるセンサを、電極あるいは踵センサを搭載するベルトに実装し、リハビリテーション対象者が立位にあると判断される場合は、該機能をＯＦＦする動作でもよい。さらに別の手段として足の裏に装着される踵センサが機能している場合には、該機能をＯＦＦする動作でもよい。

上記の各実施形態、追加機能例においては、使用する電気信号は正負が等しい双極性の矩形波パルスを使用するパルス群を使用しているが本発明はこれに限定されない。正または負に偏移したパルスや単極性パルスや正負の振幅を異なる配分にしたパルスでも問題なく、三角波、正弦波等の他の波形で電気刺激効果が得られるのであれば使用可能である。

１ リハビリテーション機器
１１ 本体
１２ 出力スイッチ
１３ ベルトＡ
１４ 電極
１５ 筋電計測手段
１６ ハンドスイッチ
１７ 踵センサ
１８ ケーブルＡ
１９ ケーブルＢ
２０ ケーブルＣ
２１ ケーブルＤ
２２ ベルトＢ
２３ モーターポイント探索用導子
２４ 不関電極
２５ 指サック
２６ 導体部
２７ 指サック本体
２８ ケーブルＥ
１１１ 波形生成部
１１２ 制御部
１１３ ユーザＩＦ部
１１４ 電源部
１１５ 電気刺激出力調整

Claims (2)

1. 電気信号を生成する電気信号出力部と、
   前記電気信号を身体に供給する電極部と、
   前記電気信号の出力を制御するスイッチと、
   踵またはその近傍に配置されるセンサと、
   筋電信号を取得する筋電計測手段と、
   前記電気信号出力部による前記電気信号の生成を制御する制御部を備えた電気信号装置であって、
   前記制御部は、前記スイッチと前記センサの優先順位に応じて前記電気信号を制御する第１のモード、または前記筋電信号に応じて前記電気信号を出力する第２のモードにより 前記電気信号の制御を行うことを特徴とする電気刺激装置。
2. 前記筋電信号に応じて電気刺激信号出力を調整する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の電気刺激装置。

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