JP2024010702A - 電気刺激装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のチャネルを使用する場合に、或るチャネルの筋電位の検出に対して、他のチャネルによる電気刺激の出力が影響しないようにすることが可能な電気刺激装置を提供する。
【解決手段】被施療者の皮膚表面に配置される筋電電極３と、筋電電極３が接続可能な複数のチャネル（出力コネクタ５ａ、５ｂ）と、筋電電極３を介して検出された被施療者の筋電位に基づく電気刺激を、筋電電極３又は被施療者の皮膚表面に配置されチャネルに接続された電気刺激電極を介して被施療者に印加する施療モードとを備え、複数のチャネルのうち或るチャネルにおいて施療モードを使用中は、他のチャネルでの電気刺激の出力を禁止するか、他のチャネルを使用不可にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気刺激装置に関するものである。

特許文献１には、複数のチャネルを備え、複数の施療対象部位において同時に低周波等の電気刺激による施療を行うことができる電気刺激装置が記載されている。
特許文献２には、施療対象部位又は施療対象部位とは異なる部位の筋電位を検出し、その筋電位に基づいた電気刺激を施療対象部位に出力して施療を行うことができる電気刺激装置が記載されている。

特許第６１２０１４０号公報 特開２０１３－２４８３４４号公報

しかしながら、特許文献２に記載の電気刺激装置ではチャネルは１つであるため、特許文献１の電気刺激装置のように複数の施療対象部位に対して同時に施療を行おうとすると、特許文献２の電気刺激装置を複数用いて施療する必要がある。その場合、施療者は複数の電気刺激装置をそれぞれ操作する必要があるため操作が面倒であった。
筋電位の検出を伴う施療モードを、例えば複数のチャネルを有する電気刺激装置において２つのチャネルで同時に使用すると、筋電位の誤検出が発生するという課題が発生した。また、或るチャネルで筋電位の検出を伴う施療モードを使用し、同時に他のチャネルで筋電位の検出を伴わない施療モード（例えば設定した刺激条件で電気刺激を出力する施療モード）を使用する場合にも、筋電位の誤検出が発生するという課題が発生した。このような筋電位の誤検出が発生する原因について検討した結果、或るチャネルで電気刺激を出力した際に、他のチャネルに接続された筋電電極（被施療者等の皮膚表面に配置された筋電位検出用の電極）に電気信号が混入してしまい、筋電位として誤検出することがわかった。
さらに、２つのチャネルにそれぞれ接続した筋電電極を互いに近距離の部位に配置し、２つのチャネルを同時に使用した場合、一方の筋電電極を配置した部位の筋電位を他方の筋電電極が検出し、その検出した筋電位に基づき他方の筋電電極に意図しない電気刺激が出力される場合があることがわかった。
このような不具合の発生をなくすため、特許文献２の電気刺激装置を例えば２台使用し、２台の電気刺激装置の間で電気刺激の出力を交互に切り替えることが考えられる。しかし、各電気刺激装置は独立して動作するものであるため、２台の電気刺激装置の間で電気刺激の出力を自動で交互に切り替えることは困難であり、手動で交互に切り替えることも可能だが２台の電気刺激装置をそれぞれ操作する必要があり、手間がかかるという課題があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、複数のチャネルを使用する場合に、或るチャネルの筋電位の検出に対して、他のチャネルによる電気刺激の出力が影響しないようにすることが可能な電気刺激装置を提供することを目的とする。

本発明の電気刺激装置は、被施療者の皮膚表面に配置される筋電電極と、前記筋電電極が接続可能な複数のチャネルと、前記筋電電極を介して検出された前記被施療者の筋電位に基づく電気刺激を、前記筋電電極又は前記被施療者の皮膚表面に配置され前記チャネルに接続された電気刺激電極を介して前記被施療者に印加する施療モードとを備え、前記複数のチャネルのうち或るチャネルにおいて前記施療モードを使用中は、他のチャネルでの電気刺激の出力を禁止するか、前記他のチャネルを使用不可にする、ことを特徴とする。この構成によれば、複数のチャネルを使用する場合に、或るチャネルの筋電位の検出に対して、他のチャネルによる電気刺激の出力が影響しないようにすることができる。また、複数の施療対象部位に対して１つの電気刺激装置によって筋電位の検出を伴う施療を行うことができるので、複数の電気刺激装置を用いる場合の面倒な操作を軽減することができる。

本発明の電気刺激装置において好ましい実施態様では、前記複数のチャネルのうち或るチャネルにおいて前記施療モードを使用中は他のチャネルを使用不可にするとともに、使用可能なチャネルが１つずつ切り替わる、ことを特徴とする。この構成によれば、複数のチャネルを使用する場合に、使用可能なチャネルが１つずつ切り替わることで、使用中のチャネルの筋電位の検出において誤検出が発生しないようにすることができる。

本発明の電気刺激装置において好ましい実施態様では、使用可能なチャネルが、前記被施療者の状態を示す情報及び／又は時間に基づき自動で切り替わる、ことを特徴とする。この構成によれば、使用可能となるチャネルを自動で切り替えることができる。

本発明の電気刺激装置において好ましい実施態様では、前記被施療者の状態を示す情報が、検出される前記被施療者の筋電位である、ことを特徴とする。この構成によれば、被施療者の筋電位に基づき使用可能となるチャネルを自動で切り替えることができる。

本発明の電気刺激装置において好ましい実施態様では、或るチャネルが使用可能となり他のチャネルが使用不可になると、前記或るチャネルにて筋電位を検出し、その筋電位が閾値を一旦超え、再び前記閾値以下になると前記或るチャネルを使用不可とし他のチャネルのうち１つのチャネルを使用可能とする、ことを特徴とする。この構成によれば、被施療者の筋電位に基づき使用可能となるチャネルを自動で切り替えることができる。

本発明の電気刺激装置において好ましい実施態様では、２つのチャネルを使用し、一方のチャネルに接続した前記筋電電極を主動筋に配置し、他方のチャネルに接続した前記筋電電極を拮抗筋に配置する、ことを特徴とする。この構成によれば、例えば、関節伸展／屈曲の訓練を繰り返す際に使用することができる。

本発明の電気刺激装置において好ましい実施態様では、使用可能なチャネルを切り替えるための操作部を備えた、ことを特徴とする。この構成によれば、例えば肘関節と手指伸展等、２つの部位を訓練する場合に、手動で任意にチャネルを切り替えながら電気刺激を行うことができる。

本発明によれば、複数のチャネルを使用する場合に、或るチャネルの筋電位の検出に対して、他のチャネルによる電気刺激の出力が影響しないようにすることが可能な電気刺激装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１による電気刺激装置の構成を示す図である。 同電気刺激装置の電気的構成を示すブロック図である。 同電気刺激装置の動作の一例を示すフローチャートである。 同電気刺激装置の動作の他の例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２による電気刺激装置の構成を示す図である。 同電気刺激装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３による電気刺激装置の構成を示す図である。 同電気刺激装置の電気的構成を示すブロック図である。 同電気刺激装置の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態に係る電気刺激装置について図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、本発明の実施の形態１による電気刺激装置１は、電気刺激を出力するための電気回路が内部に設けられた装置本体２と、被施療者の肢体の皮膚表面に配置されて筋電位の検出及び電気刺激の印加を行う筋電電極３と、筋電電極３を装置本体２に接続するケーブル４とを主たる構成としている。装置本体２には出力コネクタ５ａ、５ｂが設けられており、出力コネクタ５ａ、５ｂのそれぞれにケーブル４を介して筋電電極３が接続されている。各出力コネクタ５ａ、５ｂはそれぞれ１つのチャネルを構成し、出力コネクタ５ａをチャネル１とし、出力コネクタ５ｂをチャネル２とする。

筋電電極３は少なくとも一対の電極であり、一例として電気絶縁された２個の電極が非導電性部材によって一体的に構成される二極電極３ａと、１個の単一電極３ｂとから構成されている。二極電極３ａ及び単一電極３ｂは裏面が被施療者の皮膚表面に貼り付ける貼付面とされるホック式のゲル電極になっている。

二極電極３ａは対象筋肉の筋腹の皮膚表面に配置され、被施療者の筋活動から発生する微弱な筋電位を２個の電極間で検出するとともに、電気刺激を付与するための電気刺激用電極として機能する。単一電極３ｂは、二極電極３ａの２個の電極間で筋電位を検出するときに基準電位を決める基準電極として機能する一方、電気刺激を付与したい筋肉の筋腹の皮膚表面に配置され、電気刺激を筋肉に印加するための電気刺激用電極としても機能する。

二極電極３ａの２個の電極及び単一電極３ｂの各ホックは中途位置で三本に分岐したケーブル４の各先端側に係着され、ケーブル４の基端側の接続プラグ４ａは装置本体２に設けられた出力コネクタ５ａ、５ｂに着脱自在に挿嵌される。

装置本体２は、回転可能なダイヤル６、ダイヤル６の中央に配置された押し込み可能な決定ボタン７、及び、表示部８を備えている。施療条件の設定はダイヤル６と決定ボタン７を用いて行う。表示部８はタッチパネルになっており、このタッチパネルにも決定ボタン７の機能が備えられている。表示部８には施療条件や施療結果等が表示される。

図２に示すように、装置本体２はさらに、電気刺激手段９、出力切替部１０、筋電検出回路１１、電源回路１２、電池電圧検出回路１３、記憶部１４、制御部１５及びタイマー２５ａ、２５ｂを有しており、これらは装置本体２の内部に設けられている。制御部１５は電気刺激手段９、出力切替部１０、記憶部１４、表示部８、タイマー２５ａ、２５ｂを制御するもので、マイクロコントローラ（マイコン）により構成される。記憶部１４は設定された施療条件などを読み出し可能に記憶するもので、例えば不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）で構成される。制御部１５はダイヤル６、決定ボタン７、タッチパネル（表示部８）からの信号を受けて施療条件（施療時間、電気刺激の最小強度及び最大強度等）の設定を行い、設定された施療条件や施療結果のデータは例えば記憶部１４に記憶される。タイマー２５ａは制御部１５の制御により施療開始からの経過時間（施療時間）のカウントし、施療時間を出力するものである。タイマー２５ｂについては後述する。

電気刺激手段９は、筋電電極３に電気刺激を供給する手段であり、電池電源１６、電池電源１６の電圧を昇圧し出力用電源として供給するＤＣ－ＤＣコンバータ１７、ＤＣ－ＤＣコンバータ１７から入力された電圧を制御する出力制御回路１８、出力制御回路１８からの出力電圧を昇圧する出力トランス１９、出力トランス１９からの電気刺激（出力電流）を検出する電流検出回路２０から構成されている。電流検出回路２０で検出された出力電流信号は制御部１５に入力され、制御部１５は出力制御回路１８を制御することで、例えば過電流の発生を防止している。

電池電源１６として、アルカリなどの乾電池を使用でき、リチウムイオン二次電池などの充電式電池を採用しても構わない。また、電池電源１６の電圧値を検出する電池電圧検出回路１３が設けられており、電池電圧検出回路１３により電池電源１６の電圧値が第一の閾値にまで低下したことが検出されると、制御部１５は電圧値の低下を表示部８に画像表示して施療者等に報知する。また、電池電源１６の電圧値が第一の閾値より低い第二の閾値に到達すると、制御部１５は電気刺激装置１の電源を切断する。なお、電源回路１２は電池電源１６に接続され制御部１５に制御用電源を供給するための回路である。

次に、筋電位検出の構成について説明する。出力トランス１９から所定周波数（例えば２０Ｈｚ）で所定パルス幅（例えば５０μｓ）の双方向性方形波を、３回をひとつの単位として繰返し二極電極３ａと単一電極３ｂ間に出力し、この繰返しの間（例えば８ｍｓ）の筋電位を二極電極３ａの２個の電極間で検出する。検出された筋電位は筋電検出回路１１に入力され、不図示の増幅器等により制御部１５が認識できる程度にまで増幅された筋電位信号として制御部１５に取り込まれる。制御部１５は、筋電位信号に対して信号処理を行って筋電位を算出し、例えば後述する第１モードの場合には、次の電気刺激が、算出した筋電位の強度に比例した強度となるよう出力制御回路１８を制御する。

電気刺激装置１は、施療モードとして、施療対象部位の筋電位に比例した強度のパルスを二極電極３ａと単一電極３ｂとの間に電気刺激として出力する第１モード、及び、施療対象部位の筋電位が設定閾値に達すると設定した刺激条件のパルスを二極電極３ａと単一電極３ｂとの間に電気刺激として出力する第２モードを備えている。第１モード及び第２モードは、筋電電極３を介して検出された被施療者の筋電位に基づく電気刺激を、筋電電極３を介して被施療者に印加する施療モード（筋電施療モード）である。チャネル１、２における施療モードとして第２モードを用いる場合、タイマー２５ｂは制御部１５の制御により、チャネル１又はチャネル２の使用を開始してからの経過時間をカウントし、その経過時間を出力する。第１モードにおけるパルスの一例として、波形は矩形波であり、パルス幅は５０～３００μｓｅｃであり、パルスの周波数は１～４０Ｈｚである。第２モードにおけるパルスの一例として、波形は矩形波であり、パルス幅は５０～３００μｓｅｃであり、パルスの周波数は１～１００Ｈｚであり、立上り時間及び立下り時間は０～１０ｓｅｃであり、通電時間は１～３０ｓｅｃであり、休止時間は０～６０ｓｅｃである。なお、第１モード又は第２モードのうち一方を備えていてもよい。

次に、電気刺激装置１の動作について図３のフローチャートを参照して説明する。図３は、チャネル１及びチャネル２における施療モードとして、第１モードを用いる場合の動作例である。電気刺激装置１による施療が開始すると、制御部１５により、ステップＳ１においてチャネル１が使用可となり、チャネル２が使用不可となる。制御部１５は、ステップＳ２において施療時間が設定値（例えば１０～２０分）を超えているか否かを判定し、施療時間が設定値を超えていれば電気刺激装置１による施療を終了し、施療時間が設定値を超えていなければステップＳ３に移行する。

ステップＳ３において、制御部１５はチャネル１で筋電位を検出する。制御部１５は、検出した筋電位が閾値１を超えたか否かをステップＳ４において判定し、筋電位が閾値１を超えていなければステップＳ２に戻り、筋電位が閾値１を超えていればステップＳ５に移行する。

ステップＳ５において、制御部１５は、チャンネル１で電気刺激を出力し、その後、チャネル１で筋電位を検出する。制御部１５は、検出した筋電位が閾値１を超えているか否かをステップＳ６において判定し、筋電位が閾値１を超えていればステップＳ２に戻り、筋電位が閾値１を超えていなければステップＳ７に移行する。

ステップＳ７において、制御部１５により、チャネル２が使用可となり、チャネル１が使用不可となる。制御部１５は、ステップＳ８において施療時間が設定値を超えているか否かを判定し、施療時間が設定値を超えていれば電気刺激装置１による施療を終了し、施療時間が設定値を超えていなければステップＳ９に移行する。

ステップＳ９において、制御部１５はチャネル２で筋電位を検出する。制御部１５は、検出した筋電位が閾値２を超えたか否かをステップＳ１０において判定し、筋電位が閾値２を超えていなければステップＳ８に戻り、筋電位が閾値２を超えていればステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１において、制御部１５は、チャンネル２で電気刺激を出力し、その後、チャネル２で筋電位を検出する。制御部１５は、検出した筋電位が閾値２を超えているか否かをステップＳ１２において判定し、筋電位が閾値２を超えていればステップＳ８に戻り、筋電位が閾値２を超えていなければステップＳ１３に移行する。

制御部１５は、ステップＳ１３において、施療時間が設定値を超えているか否かを判定し、施療時間が設定値を超えていれば電気刺激装置１による施療を終了し、施療時間が設定値を超えていなければステップＳ１に移行する。

図３のフローチャートでは、チャネル１で第１モードを使用中はチャネル２を使用不可にし、チャネル２で第１モードを使用中はチャネル１を使用不可にしており、使用可能なチャネルが、検出される被施療者の筋電位（被施療者の状態を示す情報）に基づき自動で切り替わるようになっている。チャネル１及びチャネル２のうち一方のチャネルで筋電位を検出する際には、他方のチャネルで電気刺激が出力されることはなく、一方のチャネルの筋電位の検出に対して、他方のチャネルによる電気刺激の出力が影響しないようにすることができ、筋電位の誤検出が発生しないようにすることができる。

次に、電気刺激装置１の動作の他の例について図４のフローチャートを参照して説明する。図４は、チャネル１及びチャネル２における施療モードとして、第２モードを用いる場合の動作例である。電気刺激装置１による施療が開始すると、制御部１５により、ステップＳ２１においてチャネル１が使用可となり、チャネル２が使用不可となる。制御部１５は、ステップＳ２２において時間ｔ＝０とし、時間ｔのカウントを開始するよう、タイマー２５ｂを制御する。制御部１５は、ステップＳ２３において施療時間が設定値を超えているか否かを判定し、施療時間が設定値を超えていれば電気刺激装置１による施療を終了し、施療時間が設定値を超えていなければステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４において、制御部１５はチャネル１で筋電位を検出する。制御部１５は、検出した筋電位が閾値１を超えているか否かをステップＳ２５において判定し、筋電位が閾値１を超えていなければステップＳ２３に戻り、筋電位が閾値１を超えていればステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２６において、制御部１５はチャンネル１で電気刺激を出力する。ステップＳ２７において、制御部１５は、時間ｔが設定値１（例えば１０～２０ｓｅｃ）を超えたか否かを判定し、時間ｔが設定値１を超えていなければステップＳ２３に戻り、時間ｔが設定値１を超えていればステップＳ２８に移行する。

ステップＳ２８において、制御部１５により、チャネル２が使用可となり、チャネル１が使用不可となる。制御部１５は、ステップＳ２９において、タイマー２５ｂに対して時間ｔ＝０とし、時間ｔのカウントを開始するよう制御する。制御部１５は、ステップＳ３０において施療時間が設定値を超えているか否かを判定し、施療時間が設定値を超えていれば電気刺激装置１による施療を終了し、施療時間が設定値を超えていなければステップＳ３１に移行する。

ステップＳ３１において、制御部１５はチャネル２で筋電位を検出する。制御部１５は、検出した筋電位が閾値２を超えたか否かをステップＳ３２において判定し、筋電位が閾値２を超えていなければステップＳ３０に戻り、筋電位が閾値２を超えていればステップＳ３３に移行する。

ステップＳ３３において、制御部１５はチャンネル２で電気刺激を出力する。制御部１５は、ステップＳ３４において、時間ｔが設定値２を超えたか否かを判定し、時間ｔが設定値２を超えていなければステップＳ３０に戻り、時間ｔが設定値２を超えていればステップＳ３５に移行する。ステップＳ３５において、制御部１５は、施療時間が設定値を超えているか否かを判定し、施療時間が設定値を超えていれば電気刺激装置１による施療を終了し、施療時間が設定値を超えていなければステップＳ２１に移行する。

図４のフローチャートでは、チャネル１で第２モードを使用中はチャネル２を使用不可にし、チャネル２で第２モードを使用中はチャネル１を使用不可にしており、使用可能なチャネルが時間に基づき自動で切り替わるようになっている。チャネル１及びチャネル２のうち一方のチャネルで筋電位を検出する際には、他方のチャネルで電気刺激が出力されることはなく、一方のチャネルの筋電位の検出に対して、他方のチャネルによる電気刺激の出力が影響しないようにすることができ、筋電位の誤検出が発生しないようにすることができる。

次に、施療者が電気刺激装置１の第１モード又は第２モードを用いて被施療者を施療する一例について説明する。施療者は、被施療者の右腕（麻痺のある肢体）の上腕二頭筋の筋腹上に筋電電極３を貼り付け、ケーブル４によって出力コネクタ５ａ（チャネル１）に接続する。施療者は、被施療者の右腕の上腕三頭筋の筋腹上に筋電電極３を貼り付け、ケーブル４によって出力コネクタ５ｂ（チャネル２）に接続する。ここで、上腕二頭筋が収縮すると肘関節が屈曲し、上腕三頭筋が収縮すると肘関節が伸展するものであり、肘関節を屈曲させようとする動作において上腕二頭筋は主動筋であり、上腕三頭筋は拮抗筋である。

施療者は、電気刺激装置１のダイヤル６、決定ボタン７又はタッチパネル（表示部８）を操作して、施療モードを第１モード又は第２モードに設定するほか、施療時間、電気刺激の最小強度及び最大強度、筋電検出感度等の施療条件を設定する。筋電検出感度を設定する場合、表示部８に筋電位が例えば１０段階のレベルで表示されるので、そのレベルを確認しながら筋電検出感度を調節する。具体的には、施療対象部位に力を入れたときに筋電位のレベルが最大（１０段階のレベル全てが表示される）になり、脱力したときに筋電位のレベルが最小（１０段階のレベル全てが表示されない）になるよう筋電検出感度を調節する。力を強く入れてもレベルが最大にならないときや施療中に電気刺激が弱いと感じたときは筋電検出感度が高くなるように調節を行い、一方、脱力しても筋電位のレベルが最小にならない場合や施療中に電気刺激が強いと感じときは筋電検出感度が低くなるよう調節を行えばよい。なお、施療モードを第２モードに設定する場合、或るチャネルの使用を開始してから次のチャネルに切り替わるまでの時間（図４における設定値１及び設定値２に相当する）も設定する。

施療モードを第１モードに設定した場合には、図３のフローチャートに従って電気刺激装置１による電気刺激が行われ、施療モードを第２モードに設定した場合には、図４のフローチャートに従って電気刺激装置１による電気刺激が行われる。このような電気刺激により、肘関節の伸展と屈曲の訓練を行うことができる。また、出力コネクタ５ａ、５ｂに接続される筋電電極３を、それぞれハムストリングス、大腿四頭筋の筋腹上に貼り付けて電気刺激装置１による電気刺激を行うことで、膝関節の伸展と屈曲の訓練を行うことができる。ここで、ハムストリングスが収縮すると膝関節が屈曲し、大腿四頭筋が収縮すると膝関節が伸展するものであり、膝関節を屈曲させようとする動作においてハムストリングスは主動筋であり、大腿四頭筋は拮抗筋である。このように、関節の伸展と収縮を繰り返す訓練をする際に電気刺激装置１を使用することができる。

電気刺激装置１は、施療モードとして、嚥下機能の改善を図ることができる第３モードを備えることができる。第３モードでは、二極電極３ａにより検出される施療対象部位の筋電位に比例した強度のパルスが、出力切替部１０によって二極電極３ａの２つの電極間に電気刺激として出力される。パルスの一例として、波形は対称二相性矩形波であり、パルス幅は１５０～３５０μｓｅｃであり、パルスの周波数は３０～１００Ｈｚである。第３モードによる施療例として、コネクタ５ａに接続される筋電電極３の二極電極３ａは、被施療者の右の顎二腹筋前腹の上に配置され、単一電極３ｂはその二極電極３ａから離れた位置に配置される。コネクタ５ｂに接続される筋電電極３の二極電極３ａは、被施療者の左の顎二腹筋前腹の上に配置され、単一電極３ｂはその二極電極３ａから離れた位置に配置される。なお、二極電極３ａの２つの電極間距離（２つの電極の中心間距離）の一例は２０ｍｍである。そして、施療モードを第３モードに設定すると図３のフローチャートに従って電気刺激が行われることにより、左及び右の顎二腹筋前腹の筋力増強を図ることができ、嚥下機能の改善を図ることができる。

（実施の形態２）
図５は実施の形態２による電気刺激装置１ａの構成を示す図であり、図６は電気刺激装置１ａの電気的構成を示すブロック図である。実施の形態１による電気刺激装置１と同じ構成については同じ符号を使用して適宜説明を省略する。電気刺激装置１ａには、電気刺激装置１の構成に加え、装置本体２ａにコネクタ２１が設けられている。コネクタ２１にはハンドスイッチ（操作部）２２が不図示のケーブルによって接続される。ハンドスイッチ２２は電気刺激装置１ａの動作を制御するためのスイッチであり、施療者がハンドスイッチ２２を操作することで、制御部１５は出力切替部１０を制御して使用可能なチャネルを切り替えることができる。ハンドスイッチ２２としてタクタイルスイッチ、トグルスイッチ、ロッカースイッチ等を用いることができる。なお、装置本体２に設けた決定ボタン７やタッチパネル（表示部８）に、ハンドスイッチ２２と同様の機能を持たせてもよい。

次に、施療者が電気刺激装置１ａを用いて被施療者を施療する一例について説明する。施療者は、被施療者の右腕（麻痺のある肢体）の上腕三頭筋の筋腹上に筋電電極３を貼り付け、ケーブル４によって出力コネクタ５ａ（チャネル１）に接続する。施療者は、被施療者の右腕の手指伸展筋群の筋腹上に筋電電極３を貼り付け、ケーブル４によって出力コネクタ５ｂ（チャネル２）に接続する。施療者は、電気刺激装置１ａのダイヤル６、決定ボタン７又はタッチパネル（表示部８）を操作して、施療モード、施療時間、電気刺激の最小強度及び最大強度、筋電検出感度等の施療条件を設定した後、施療を開始する。

例えば施療モードとして第１モードが設定された場合の電気刺激装置１ａの動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。実施の形態２では、図３のステップＳ６及びステップＳ１２が、「ハンドスイッチ２２が操作されていないか」という判定条件になり、他のステップＳ１～Ｓ５、Ｓ７～Ｓ１１、Ｓ１３は図３と同じである。電気刺激装置１ａによる施療が開始されると、制御部１５により、ステップＳ１においてチャネル１が使用可となり、チャネル２が使用不可となる。続いて、実施の形態１で説明したようにステップＳ２～Ｓ５が実行される。

次のステップＳ６において、制御部１５はハンドスイッチ２２が操作されていないか判定し、ハンドスイッチ２２が操作されていない場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、ステップＳ２に戻り、ハンドスイッチ２２が操作された場合（ステップＳ６でＮＯ）、ステップＳ７に移行する。ステップＳ７において、制御部１５により、チャネル１が使用不可となり、チャネル２が使用可となる。続いて実施の形態１で説明したようにステップＳ８～Ｓ１１が実行される。次のステップＳ１２において、制御部１５はハンドスイッチ２２が操作されていないか判定し、ハンドスイッチ２２が操作されていない場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ８に戻り、ハンドスイッチ２２が操作された場合（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ１３に移行する。制御部１５は、ステップＳ１３において、施療時間が設定値を超えているか否かを判定し、施療時間が設定値を超えていれば電気刺激装置１による施療を終了し、施療時間が設定値を超えていなければステップＳ１に移行する。

電気刺激装置１ａを用いた施療では、チャネル１及びチャネル２のうち一方のチャネルで筋電位を検出する際には、他方のチャネルで電気刺激が出力されることはなく、一方のチャネルの筋電位の検出に対して、他方のチャネルによる電気刺激の出力が影響しないようにすることができ、筋電位の誤検出が発生しないようにすることができる。また、このような施療によって、肘関節の伸展と手指の伸展を訓練することができ、２つの部位を訓練する際に電気刺激装置１ａを使用することができる。

（実施の形態３）
図７は実施の形態３による電気刺激装置１ｂの構成を示す図であり、図８は電気刺激装置１ｂの電気的構成を示すブロック図である。実施の形態１による電気刺激装置１と同じ構成については同じ符号を使用して適宜説明を省略する。電気刺激装置１ｂは、図７に示すように４つの出力コネクタ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを有している。出力コネクタ５ａには二極電極３ａと単一電極３ｂとから構成された筋電電極３がケーブル４を介して接続され、出力コネクタ５ｂには電極２３ａと電極２３ｂとから構成された電気刺激電極２３がケーブル２４を介して接続される。電極２３ａ、２３ｂは、各電極の裏面が被施療者の皮膚表面に貼り付ける貼付面とされるホック式のゲル電極より構成され、電極２３ａ、２３ｂの各ホックは中途位置で二本に分岐したケーブル２４の各先端側に係着されている。図示していないが出力コネクタ５ｃには筋電電極３がケーブル４を介して接続され、出力コネクタ５ｄには電気刺激電極２３がケーブル２４を介して接続される。実施の形態１での構成と異なり、本実施の形態３では出力コネクタ５ａと出力コネクタ５ｂはチャネル１を構成し、出力コネクタ５ｃと出力コネクタ５ｄはチャネル２を構成する。

図８に示すように、実施の形態１による電気刺激装置１に設けられた出力切替部１０の代わりに、出力切替部１０ａ、１０ｂ、１０ｃが設けられている。電気刺激手段９からの出力は、出力切替部１０ａによってチャネル１又はチャネル２のいずれかに出力されるよう切り替えられる。出力切替部１０ｂは、チャネル１において電気刺激手段９からの出力を筋電電極３又は電気刺激電極２３のいずれかに出力するよう切り替えるものであり、出力切替部１０ｃは、チャネル２において電気刺激手段９からの出力を筋電電極３又は電気刺激電極２３のいずれかに出力するよう切り替えるものである。

電気刺激装置１ｂは、施療モードとして、施療対象部位とは異なる部位の筋電位に比例した強度のパルスを施療対象部位に出力する第４モード、及び、施療対象部位とは異なる部位の筋電位が設定閾値に達すると設定した刺激条件で施療対象部位に電気刺激を出力する第５モードを備えている。第４モード及び第５モードは、筋電電極３を介して検出された筋電位に基づく電気刺激を、電気刺激電極２３を介して被施療者の施療対象部位に印加する施療モード（筋電施療モード）である。ここで、施療対象部位とは異なる部位（筋電電極３を配置する部位）として、例えば被施療者の健常な肢体の部位や被施療者以外の者の肢体の部位とすることができる。

次に、電気刺激装置１ｂの動作について図９のフローチャートを参照して説明する。図９は、チャネル１及びチャネル２における施療モードとして第５モードを用いる場合の動作例である。電気刺激装置１ｂによる施療が開始すると、制御部１５により、ステップＳ４１においてチャネル１が使用可となり、チャネル２が使用不可となる。制御部１５は、ステップＳ４２において時間ｔ＝０とし、時間ｔのカウントを開始するよう、タイマー２５ｂを制御する。制御部１５は、ステップＳ４３において施療時間が設定値を超えているか否かを判定し、施療時間が設定値を超えていれば電気刺激装置１による施療を終了し、施療時間が設定値を超えていなければステップＳ４４に移行する。

ステップＳ４４において、制御部１５はチャネル１で筋電電極３を介して筋電位を検出する。制御部１５は、検出した筋電位が閾値を超えたか否かをステップＳ４５において判定し、筋電位が閾値を超えていなければステップＳ４３に戻り、筋電位が閾値を超えていればステップＳ４６に移行する。

ステップＳ４６において、制御部１５はチャンネル１で電気刺激電極２３を介して電気刺激を出力する。次のステップＳ４７において、制御部１５は、時間ｔが設定値１を超えているか否かを判定し、時間ｔが設定値１を超えていなければステップＳ４３に戻り、時間ｔが設定値１を超えていればステップＳ４８に移行する。

ステップＳ４８において、制御部１５により、チャネル２が使用可となり、チャネル１が使用不可となる。制御部１５は、ステップＳ４９において時間ｔ＝０とし、時間ｔのカウントを開始するよう、タイマー２５ｂを制御する。制御部１５は、ステップＳ５０において施療時間が設定値を超えているか否かを判定し、施療時間が設定値を超えていれば電気刺激装置１ｂによる施療を終了し、施療時間が設定値を超えていなければステップＳ５１に移行する。

ステップＳ５１において、制御部１５はチャネル２で筋電電極３を介して筋電位を検出する。制御部１５は、検出した筋電位が閾値を超えたか否かをステップＳ５２において判定し、筋電位が閾値を超えていなければステップＳ５０に戻り、筋電位が閾値を超えていればステップＳ５３に移行する。

ステップＳ５３において、制御部１５はチャンネル２で電気刺激電極２３を介して電気刺激を出力する。制御部１５は、ステップＳ５４において、時間ｔが設定値２を超えたか否かを判定し、時間ｔが設定値２を超えていなければステップＳ５０に戻り、時間ｔが設定値２を超えていればステップＳ５５に移行する。ステップＳ５５において、制御部１５は、施療時間が設定値を超えているか否かを判定し、施療時間が設定値を超えていれば電気刺激装置１による施療を終了し、施療時間が設定値を超えていなければステップＳ４１に戻る。

図９のフローチャートでは、チャネル１で第５モードを使用中はチャネル２を使用不可にし、チャネル２で第５モードを使用中はチャネル１を使用不可にしており、使用可能なチャネルが時間に基づき自動で切り替わるようになっている。チャネル１及びチャネル２のうち一方のチャネルで筋電位を検出する際には、他方のチャネルで電気刺激が出力されることはなく、一方のチャネルの筋電位の検出に対して、他方のチャネルによる電気刺激の出力が影響しないようにすることができ、筋電位の誤検出が発生しないようにすることができる。

次に、施療者が電気刺激装置１ｂの第５モードを用いて右半身に麻痺がある被施療者を施療する一例について説明する。施療者は、被施療者の右腕の手指伸展筋群の筋腹の両端に電気刺激電極２３を貼り付け、ケーブル２４によって出力コネクタ５ｂ（チャネル１）に接続し、被施療者の右足関節の背屈筋群の筋腹の両端に電気刺激電極２３を貼り付け、ケーブル２４によって出力コネクタ５ｄ（チャネル２）に接続する。施療者は、被施療者の左腕の手指伸展筋群の筋腹上に筋電電極３を貼り付け、ケーブル４によって出力コネクタ５ａ（チャネル１）に接続し、被施療者の左足関節の背屈筋群の筋腹上に筋電電極３を貼り付け、ケーブル４によって出力コネクタ５ｃ（チャネル２）に接続する。

施療者は、チャネル１及びチャネル２についてダイヤル６、決定ボタン７又はタッチパネル（表示部８）を操作して施療モードを第５モードに設定するほか、施療時間、電気刺激の最小強度及び最大強度、筋電検出感度の諸々の施療条件を設定し、その後、施療を開始すると、図９のフローチャートに従って電気刺激装置１ｂによる電気刺激が行われる。このような施療によって、手指の伸展と足関節の背屈を訓練することができ、２つの部位を訓練する際に電気刺激装置１ｂを使用することができる。

なお、実施の形態１では、使用可能なチャネルが、被施療者の筋電位に基づき自動で切り替わる例を説明したが、センサの出力（被施療者の状態を示す情報）に基づいて使用可能なチャネルが自動で切り替わるようにしてもよい。例えば、角度センサを用いて被施療者の肘関節の角度を検出することで、被治療者の肘関節の屈曲、伸展の状態に応じて使用可能チャネルを切り替えることができる。また、実施の形態１～３では、或るチャネルにおいて筋電施療モードを使用中は、他のチャネルを使用不可にしているが、他のチャネルでの電気刺激の出力を禁止するようにしてもよい。例えば、或るチャネルにおいて筋電施療モードを使用中に、他のチャネルにおいて被施療者の筋電位の変化を表示部８に表示してフィードバックする施療モードを実施することができ、この施療モードでは電気刺激が出力されない。すなわち、複数のチャネルのうち或るチャネルにおいて筋電施療モードを使用中は、他のチャネルでの電気刺激の出力を禁止するか、他のチャネルを使用不可にすることにより、複数のチャネルを使用する場合に、或るチャネルの筋電位の検出に対して、他のチャネルによる電気刺激の出力が影響しないようにすることができる。

実施の形態１～３ではチャネル１とチャネル２で同じ施療モードを設定していたが、チャネル１とチャネル２において異なる施療モードを設定することができる。例えば、実施の形態１においてチャネル１で第１モード、チャネル２で第２モードを設定し、使用可能なチャネルがチャネル１からチャネル２に切り替わる条件として図３で説明した筋電位に基づくものとし、使用可能なチャネルがチャネル２からチャネル１に切り替わる条件として図４で説明した時間に基づくものとすることができる。また、設定された刺激条件に基づき電気刺激電極２３を介して電気刺激を行う第６モードを施療モードとして電気刺激装置が備えている場合でも本発明を適用し、或るチャネルで筋電施療モードを使用中は他のチャネルで第６モードを使用しないようにすることで、或るチャネルの筋電位の検出に対して、他のチャネルによる電気刺激の出力が影響しないようにすることができる。

複数のチャネルを備え、各チャネルで筋電の検出を伴う施療モードを実施可能な電気刺激装置に適用することができる。

１、１ａ、１ｂ 電気刺激装置
２ 装置本体
３ 筋電電極
３ａ 二極電極
３ｂ 単一電極
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 出力コネクタ
９ 電気刺激手段
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 出力切替部
１１ 筋電検出回路
１５、１５ａ、１５ｂ 制御部
２１ コネクタ
２２ ハンドスイッチ
２３ 電気刺激電極
２３ａ、２３ｂ 電極

Claims (7)

1. 被施療者の皮膚表面に配置される筋電電極と、前記筋電電極が接続可能な複数のチャネルと、前記筋電電極を介して検出された前記被施療者の筋電位に基づく電気刺激を、前記筋電電極又は前記被施療者の皮膚表面に配置され前記チャネルに接続された電気刺激電極を介して前記被施療者に印加する施療モードとを備え、
   前記複数のチャネルのうち或るチャネルにおいて前記施療モードを使用中は、他のチャネルでの電気刺激の出力を禁止するか、前記他のチャネルを使用不可にする、ことを特徴とする電気刺激装置。
2. 前記複数のチャネルのうち或るチャネルにおいて前記施療モードを使用中は他のチャネルを使用不可にするとともに、使用可能なチャネルが１つずつ切り替わる、ことを特徴とする請求項１に記載の電気刺激装置。
3. 使用可能なチャネルが、前記被施療者の状態を示す情報及び／又は時間に基づき自動で切り替わる、ことを特徴とする請求項２に記載の電気刺激装置。
4. 前記被施療者の状態を示す情報が、検出される前記被施療者の筋電位である、ことを特徴とする請求項３に記載の電気刺激装置。
5. 或るチャネルが使用可能となり他のチャネルが使用不可になると、前記或るチャネルにて筋電位を検出し、その筋電位が閾値を一旦超え、再び前記閾値以下になると前記或るチャネルを使用不可とし他のチャネルのうち１つのチャネルを使用可能とする、ことを特徴とする請求項４に記載の電気刺激装置。
6. ２つのチャネルを使用し、一方のチャネルに接続した前記筋電電極を主動筋に配置し、他方のチャネルに接続した前記筋電電極を拮抗筋に配置する、ことを特徴とする請求項２～５のいずれかに記載の電気刺激装置。
7. 使用可能なチャネルを切り替えるための操作部を備えた、ことを特徴とする請求項２に記載の電気刺激装置。

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