JP5439921B2 - 震え抑制器具 - Google Patents

Description

本発明は、震え抑制器具に関する。

近年、人に代わって作業を行うロボットが多数利用されている。ロボットは反復動作の失敗を防ぐ手段や、手の届かない場所、悪環境下等での人の代替手段として様々な用途で活躍している。このような状況下、作業内容が高度になればなるほどロボットは複雑になり、大きさ及びコストが肥大し、高度な作業へのロボット導入は、拡大し難いところがある。

特に人の手は、ロボットでは技術面やコスト面から達成が困難であると考えられるような細やかで高度な作業を行うことが可能であり、こうした人の手に委ねなければならないような細やかで高度な作業は、現在でも多数存在する。

ロボットでは達成が困難であると考えられる細やかで高度な作業を行う人の手において、無意識に震えが生じる場合がある。無意識の手の震えは、緊張等の心因性又は各種疾病によるものが考えられるが、上記のような細やかで高度な作業もさることながら、コップを持ったり、食事の際にスプーンを持ったり等の日常生活に支障を来す場合がある。人の手は、日常生活においても重要な役割を担っており、各種疾病により手が十分に機能しない場合、物理的な負担はもとより、当事者の心理的な負担は想像以上に大きいと考えられる。

このような手の震えのある人に対して使用する機能的電気刺激装着外被が、特許文献１に開示されている。これは人体の筋肉を刺激する装置であって、運動機能を回復するために制御された電気的刺激を加える装着外被及びピンチグリップ及びハンドオープニング機能を与えるために使用される。

この装着外被において、前腕に取り付けられたコントロールボックスが内部に備える誘導トランスデューサの一端より延長された紐が手首背面を超えてグローブのハンド部の背面に取り付けられている。この誘導トランスデューサにより手首の屈曲若しくは伸展を検知し、屈曲しきい値限界若しくは伸展しきい値限界を超えた場合に、手を開いたり手を握ったりするように筋肉に対して刺激を発する。この装着外被は、変位信号をデジタルに濾波して各震えサイクルで位相をずらして筋肉を刺激することで病理学的震えを減衰するのに使用される。

特表平９−５０３９３７号公報

特許文献１に開示されてある機能的電気刺激装着外被は、手首が屈曲若しくは伸展して、屈曲しきい値限界若しくは伸展しきい値限界を超えた後、筋肉に対して刺激を発する。また、手首の振れの内、手を開いたり握ったりしたいという意志の振れを区別するため、振れの検知にしきい値の差（ヒステリシス）を設けている。このため、手の振れの動きと検知との間に時間遅れが生じる。こうした、時間遅れが生じる機能的電気刺激装着外被を用いて、震えを減衰しようとすると、筋肉に対し震えが減衰するように的確な刺激が与えられず、震えを減衰することができない場合が予測される。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、筋肉に対し的確な刺激を与えて震えを抑えることができる震え抑制器具を提供することである。

上記の課題は、以下の構成により解決される。

１．人体の手に生ずる震えを抑える震え抑制器具において、前記手の振動を検知する運動センサと、筋肉に刺激を付与する刺激付与部と、筋肉の筋電位を検知する筋電位センサと、前記運動センサが検知した振動から前記震えの振動の情報を求め、求めた前記振動の情報に基づき予測した前記震えを抑える刺激を求め、かつ前記運動センサからの情報と前記筋電位センサからの情報に基づいて前記震えを抑える刺激を付与する筋肉を特定し、特定した該筋肉に対応する前記刺激付与部により前記震えを抑える刺激を付与する制御部とを有し、前記制御部は、前記刺激付与部により付与される刺激の周期を、前記筋電位センサから求めた前記震えの振動の情報に基づいて求めた振動の周期に対し、前記震えの振動を抑えるように位相を進めることを特徴とする震え抑制器具。

２．人体の手に生ずる震えを抑える震え抑制器具において、前記手の振動を検知する運動センサと、筋肉に刺激を付与する刺激付与部と、前記運動センサが検知した振動から前記震えの振動の情報を求め、求めた前記振動の情報に基づき予測した前記震えを抑える刺激を求め、該刺激を前記刺激付与部により付与する制御部とを有し、前記制御部は、前記刺激付与部により付与される刺激の周期を、前記運動センサから求めた前記震えの振動の情報に基づいて求めた振動の周期に対し、前記震えの振動を抑えるように位相を進めることを特徴とする震え抑制器具。

３．人体の手に生ずる震えを抑える震え抑制器具において、前記手の振動を検知する運動センサと、筋肉に刺激を付与する刺激付与部と、筋肉の筋電位を検知する筋電位センサと、前記運動センサが検知した振動から前記震えの振動の情報を求め、求めた前記振動の情報に基づき予測した前記震えを抑える刺激を求め、該刺激を前記刺激付与部により付与する制御部とを有し、前記刺激付与部により刺激が付与される筋肉が、前記震えを生じている筋肉であり、前記制御部は、前記刺激を付与する信号の周期を、前記震えを生じている筋肉からの筋電位の信号の周期よりも小さい周期とした信号を生成し、該信号に基づく刺激を前記刺激付与部により付与することを特徴とする震え抑制器具。

４．人体の手に生ずる震えを抑える震え抑制器具において、前記手の振動を検知する運動センサと、筋肉に刺激を付与する刺激付与部と、前記運動センサが検知した振動から前記震えの振動の情報を求め、求めた前記振動の情報に基づき予測した前記震えを抑える刺激を求め、該刺激を前記刺激付与部により付与する制御部とを有し、前記刺激付与部により刺激が付与される筋肉が、前記震えを生じている筋肉であり、前記制御部は、前記運動センサが検知した信号と略同周期でかつ逆位相とした信号から位相を進めた信号を生成し、該生成した信号に基づく刺激を前記刺激付与部により付与することを特徴とする震え抑制器具。

５．人体の手に生ずる震えを抑える震え抑制器具において、前記手の振動を検知する運動センサと、筋肉に刺激を付与する刺激付与部と、筋肉の筋電位を検知する筋電位センサと、前記運動センサが検知した振動から前記震えの振動の情報を求め、求めた前記振動の情報に基づき予測した前記震えを抑える刺激を求め、該刺激を前記刺激付与部により付与する制御部とを有し、前記刺激付与部により刺激が付与される筋肉が、前記震えを生じている筋肉と逆の動きをする筋肉であり、前記制御部は、前記震えを生じている筋肉からの筋電位の信号と略同周期で同位相である信号を生成し、該生成した信号に基づく刺激を前記刺激付与部により付与することを特徴とする震え抑制器具。

６．前記筋電位センサからの情報は、表面筋電位変動及び該筋電位センサが配置されている位置であることを特徴とする前記１、３または５に記載の震え抑制器具。

７．前記運動センサが検知した振動から求められる前記震えの振動の情報は、前記運動センサが検知した振動の内、周波数が１Ｈｚ未満の振動及び２０Ｈｚを超える振動の信号を除去して得られる情報であることを特徴とする前記１から６の何れか１項に記載の震え抑制器具。

８．前記制御部は、繰り返し前記震えの振動の情報を求め、該振動の情報に基づいて、前記震えにより生じる振動がより小さくなるような刺激を前記刺激付与部により付与するフィードバック制御を行うことを特徴とする前記１から７の何れか１項に記載の震え抑制器具。

９．前記運動センサは、異なる方向の２軸の角速度を検知する、又は、異なる２方向の加速度を検知することを特徴とする前記１から８の何れか１項に記載の震え抑制器具。

１０．前記刺激は、通電刺激であって、前記刺激付与部は、刺激電極であることを特徴とする前記１から９の何れか１項に記載の震え抑制器具。

１１．前記人体を有する使用者の前腕部と手指部を覆うグローブ状の装着部を備え、前記装着部は、前記運動センサと前記刺激付与部を有することを特徴とする前記１から１０の何れか１項に記載の震え抑制器具。

１２．前記装着部は、さらに前記使用者の上腕部を覆うことを特徴とする前記１１に記載の震え抑制器具。

本発明の震え抑制器具によれば、運動センサからの情報に基づき予測した震えを抑える刺激を求め刺激付与部に該刺激を付与する。このため、手に生じる震えに対し時間遅れを生じることなく震えを抑える刺激を刺激付与部材に付与することができる。

よって、筋肉に対し的確な刺激を与えて震えを抑える震え抑制器具を提供することができる。

本実施形態における運動障害等による手の震えを抑制するために使用する震え抑制器具の例を示す図である。 震え抑制器具の電気回路部の構成を示すブロックである。 （ａ）はジャイロフィルタの構成を示すブロック図である。（ｂ）は筋電位フィルタの構成を示すブロックである。 刺激対象選定部において、震え原因筋肉を絞り込む方法について説明する図である。 固定モードにおける震えを抑制するために筋肉を刺激する刺激電位を説明する図である。 半自由モードにおける震えを抑制するために筋肉を刺激する刺激電位を説明する図である。

本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。

本発明に係る図１に示す震え抑制器具１００は、運動障害等による手（詳しくは手首より先）の震えを抑制するために使用する器具の１例である。図１に示す震え抑制器具１００は、手指部１ａと前腕部１ｂを覆う長手袋状のグローブ１と、グローブ１に設けてある後述の各種センサからの信号を受け、受けた信号の処理をし、その結果に基づいて筋肉に刺激する通電刺激である電気的な信号を刺激付与部である後述の刺激電極に付与する電気回路部３とを備えている。電気回路部３は、例えば前腕部や腰の部分に設けることができる。

グローブ１の手指部１ａは、指先で物を掴みやすいようにＰＩＰ関節及びＩＰ関節以降の指先が解放されたフィンガーレス状態で、また、グローブ１は前腕や手指の動きを妨げないような伸縮性が良好な素材でできており、前腕や手指にフィットするように調整可能となっている。

グローブ１の内側には、筋電位センサ（不図示）と刺激電極（不図示）が設けられている。筋電位センサは、手指や手首を動かす各種筋肉の部位それぞれに対応する体表面での位置に設けられ、筋肉から発せられ体表面で検知される表面電位を検知する。また、刺激電極は、筋電位センサそれぞれの近傍に設けられ、筋肉に通電刺激を与える。

また、手指部１ａの手掌及び、又は手背の部分と前腕部１ｂの部分（例えば手首と肘との間）には、これらの運動状態を検知する運動センサとして、例えば略直交する２軸で、好ましくは手指部１ａと前腕部１ｂとが同じ軸方向のジャイロスコープ（（ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ）：以下ジャイロと称する。）が設けてあり、角速度を検出する。更に、指の振れまで抑制する機能を備える場合においては、グローブ１の手指部１ａの指部（ＰＩＰ関節及びＩＰ関節周辺部）にも、例えば略直交する２軸のジャイロを設ける。尚、ジャイロに換えて、略直交する２方向の加速度センサを用いることもできる。

図２は、震え抑制器具１００の電気回路部３の構成を示す。電気回路部３は、制御部３１と、制御部３１に電力を供給する電源部３２と、を備えている。制御部３１は、制御モード指定部３２０と、ジャイロフィルタ３１１及び筋電位フィルタ３１２とを備えている。

制御モード指定部３２０は、震えを抑える制御モードとして、後述する固定モードと半自由モードの何れかを指定することができるスイッチや、設定されている制御モードを含む、震え抑制器具１００の状態を示す液晶等の表示部を備えている。

制御部３１は、以降で説明する制御部３１が備える各機能部の全体を制御するマイクロコンピュータ等のコントローラ３３０を備えている。尚、図２において、コントローラ３３０とコントローラ３３０の関与が必要な機能部との信号のやりとりを模式的に示す信号線は省略する。また、図２において、以降で説明する各機能部の間を結ぶ矢印は主な信号の流れを示すものであって、全ての信号の流れを示してはいない。

ジャイロフィルタ３１１は、ジャイロ１１の出力信号（以降、ジャイロ信号と称する。）から後段の信号処理で必要な信号成分を取り出し、筋電位フィルタ３１２は、グローブ１の内側に設けられ、人がグローブを装着することで表皮に接触する筋電位センサ１３の出力信号（以降、筋電位信号と称する。）から上記と同様に後段の信号処理で必要な信号成分を取り出すものある。

ジャイロフィルタ３１１から出力される信号はジャイロ濾波信号と称し、筋電位フィルタ３１２から出力される信号は筋電位濾波信号と称する。制御部３１は、筋電位センサ１３から筋電位信号を受けた際、筋電位を生じている筋肉がどこであるかという位置情報を得ることができる。

尚、図２のグローブ１に示すジャイロ１１、筋電位センサ１３及び刺激電極１５の位置は、単にグローブ１が備えていることを示すものであって、実際の配置を示すものではない。また、図２でジャイロ１１、筋電位センサ１３及び刺激電極１５は１つしか示していないが、筋電位センサ１３及び刺激電極１５は、筋肉に合わせて複数設けられ、ジャイロ１１も手指部１ａや前腕部１ｂの動きが分かるために必要な個数（２個以上）が設けられている。

自らの意志によらないで、必要な運動に支障をきたし有害と思われる震えは、主に１Ｈｚ以上２０Ｈｚ以下の周期的な振動である。ジャイロ信号が検知する振動の内、周波数が１Ｈｚ未満の動きは意志により制御された運動による振動であり、周波数が２０Ｈｚを超える動きは衝突等の外乱によってもたらされる振動である。このため、震えの振動を取り扱う上で、ジャイロ信号が検知する振動から、周波数が１Ｈｚ未満及び２０Ｈｚを超える信号を除くのが好ましい。

ジャイロフィルタ３１１は、図３（ａ）に示すように、ジャイロ信号の内、周波数が１Ｈｚ以上２０Ｈｚ以下の信号を選択するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３１１ａと、バンドパスフィルタ３１１ａを通過した後、更に微分し筋電位濾波信号と比較可能な加速度を表す値（力を表す値）に変換する微分器３１１ｂとを備えている。

筋電位フィルタ３１２は、図３（ｂ）に示すように、筋電位信号が微弱なパルス状の高周波信号の集合のため、低周波成分を除去するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３１２ａと、ハイパスフィルタ３１２ａを通過した後、更に整流・平滑化する整流器３１２ｂと平滑器３１２ｃとを備えている。

ジャイロフィルタ３１１及び筋電位フィルタ３１２は、それぞれに入力されるジャイロ信号及び筋電位信号を互いに比較可能なそれぞれジャイロ濾波信号及び筋電位濾波信号に変換するフィルタである。ジャイロ信号から求めた情報であるジャイロ濾波信号は手が動く運動の面から震えにより生じている力を表すものであり、筋電位センサから求めた情報である筋電位濾波信号は手を動かす筋肉の面から震えにより生じている力を表すもので、何れも周期的な信号である。

制御部３１は、比較部３１４と刺激対象選定部３１５と刺激量演算部３１６及び刺激供給部３１７を備えている。

比較部３１４は、ジャイロ濾波信号と筋電位濾波信号との中からジャイロ濾波信号との同調性を比較する。具体的には、ジャイロ濾波信号及び筋電位濾波信号を更にバンドパスフィルタ等でそれぞれ周波数別に分解し、分解されたそれぞれの周波数におけるジャイロ濾波信号と、同様に分解されたそれぞれの周波数の筋電位濾波信号との位相を位相比較器等で比較する。

図４（ａ）は震えによるジャイロ濾波信号、図４（ｂ）は震えを生じている筋肉（震え原因筋肉）からの筋電位濾波信号、図４（ｃ）は、震え原因筋肉に従動する筋肉からの筋電位濾波信号を模式的に示す。図４（ａ）から（ｃ）の何れも縦軸が電位Ｖ、横軸が時間ｔを示す。震え原因筋肉の筋電位が変化し、該震え原因筋肉が動くことから、震え原因筋肉からの筋電位濾波信号を示す図４（ｂ）の波形は、震え原因筋肉が動くことによるジャイロ濾波信号を示す図４（ａ）の波形より位相差Ｐ１で位相が進んでいる。

また、震え原因筋肉に従動する筋肉からの筋電位濾波信号を示す図４（ｃ）の波形は、震え原因筋肉が動いた後から追従することから位相差Ｐ２で位相遅れとなる。このような位相ずれより震え原因筋肉を絞り込むことができる。尚、位相進みが大きすぎる筋肉は、震え原因筋肉でないと考えられ、刺激対象選定部３１５においては、このような筋電位濾波信号を除くように位相ずれの許容幅として予め求めた所定の範囲が設定されている。

刺激対象選定部３１５は、比較部３１４で比較されたジャイロ濾波信号と筋電位濾波信号の位相ずれが所定範囲にある筋電位濾波信号を選択し、更に、選択された筋電位濾波信号に基づいて、震えを効果的に抑制する部位の筋肉を刺激付与対象として選定する。

具体的には、刺激対象選定部３１５は、選択された位相ずれが所定範囲にある筋電位濾波信号において、震えの際に主体に動く１次的な筋肉（主力筋）動作と付随して動く２次的な筋肉（協力筋など）動作とを判別するために、最大電位が所定値以上の筋電位濾波信号を選択する。

選択された該筋電位濾波信号の発信源である筋電位センサの位置から、震えを生じている震え原因筋肉が推定され、選択されている制御モードに応じて震えを効果的に抑制する部位の筋肉が刺激付与の対象として選定される。

選定される刺激付与の対象は選択されている制御モードによって異なる。固定モードが選択されている場合、刺激付与の対象は震え原因筋肉であり、半自由モードが選択されている場合、刺激付与の対象は震え原因筋肉と逆方向の動きをする筋肉（対向筋）である。

固定モードは、手首よりの先の手を固定させて震えを抑えるような制御を行うモードであって、震え原因筋肉に対して震え原因筋肉が継続的に緊張するような刺激を与え方法がある。

図５（ａ）は震えによるジャイロ濾波信号、図５（ｂ）は震え原因筋肉からの筋電位濾波信号、図５（ｃ）は震え抑える刺激である、推定された震え原因筋肉に対応する刺激電極に加える刺激信号を模式的に示す。図５（ａ）から（ｃ）の何れも縦軸が電位Ｖ、横軸が時間ｔを示す。

震え原因筋肉からの筋電位濾波信号は、ジャイロ濾波信号より位相差Ｐ３で位相が進んでいる信号である。この震え原因筋肉からの筋電位濾波信号が直流のようになるように、震え原因筋肉に対応する刺激電極に加える刺激信号は、図５（ｃ）に示すような信号にする。

図５（ｃ）に示す刺激信号は、図５（ａ）に示す震え原因筋肉からのジャイロ濾波信号と周期が略同じで、震え原因筋肉からのジャイロ濾波信号より位相を進め、更に符号がマイナスの係数を掛けた状態（逆位相状態）とするのが好ましい。係数の値は、予め試験等により決めた固定値ともよいし、後述のフィードバック制御のように、予め試験等により決めた値を初期値とし震えの振動がより小さくなるように繰り返し震えの振動（例えば、ジャイロ濾波信号）を求めながら、求めた都度決めるようにしても良い。

このように、刺激信号は、ジャイロ１１から得る振動信号に基づき、震え振動が周期的であることを踏まえ、引き続き生じるであろうところの震えの振動を予測して求める。こうした刺激信号を予測して求めるのは、以降で説明する手の震えが固有振動数以上となるような刺激信号や半自由モードでの刺激信号の場合も同じである。

図５（ｃ）に示すような刺激信号を震え原因筋肉に対応する刺激電極に加えると、震え原因筋肉からの筋電位濾波信号が直流のようにすることができ、震えを生じている筋肉の動きを抑え、震えを抑えることができる。

上記では、図５（ｃ）に示す刺激信号を求める際、ジャイロ濾波信号に基づいて求めているが、ジャイロ信号に加えて筋電位信号が得られる場合は、周期がほぼ同じの筋電位濾波信号に基づき予測して求めることもできる。筋電位濾波信号に基づいて刺激信号を求める際、刺激信号の位相は、筋電位濾波信号の位相より進めるのが好ましい。これは、筋肉の動きは、通常、神経からの刺激を受けて筋電位が生じ、それとほぼ同時に筋肉が動くという順序があるからである。このことは、以降で説明する手の震えが固有振動数以上となるような刺激信号や半自由モードでの刺激信号の場合も同じである。

固定モードの手首より先の手を固定させて震えを抑えるような制御の別方法として以下がある。手の震えの振動が、手が追従できない振動である固有振動数以上となるような、震え原因筋肉からの筋電位濾波信号の周期の合間に新たな筋電位濾波信号が生じるような刺激信号を、震え原因筋肉に対応する刺激電極に与えるのが好ましい。このような刺激信号の周期は、震え原因筋肉からの筋電位濾波信号の周期より小さく、概ね１／３から１／１０程度が好ましい。尚、手の振れを抑えるように、刺激電極に付与する後述する刺激量を増減する他に、周期を変えるようにしても良く、後述のフィードバック制御において、周期を変えるようにしてもよい。

半自由モードは、手首の運動にある程度自由を持たせるものであって、刺激信号を付与する対象は震え原因筋肉と逆の動きをする筋肉（対抗筋）である。震えを抑えるために震え原因筋肉の動きと同等の動きになるような周波数と位相を備えた刺激信号を逆の動きをする筋肉（対抗筋）に与える制御を行う。

図６（ａ）は震えによるジャイロ濾波信号、図６（ｂ）は震え原因筋肉からの筋電位濾波信号、図６（ｃ）は推定された震え原因筋肉の動きと逆の動きをする筋肉（対向筋）に対応する刺激電極に加える刺激信号を模式的に示す。図６（ａ）から（ｃ）の何れも縦軸が電位Ｖ、横軸が時間ｔを示す。

震え原因筋肉からの筋電位濾波信号は、ジャイロ濾波信号より位相差Ｐ４で位相が進んでいる信号である。震え原因筋肉の動きと逆の動きをする筋肉に対応する刺激電極に加える刺激信号は、図６（ｃ）に示すような信号にする。係数の値は、予め試験等により決めた固定値ともよいし、後述のフィードバック制御のように、予め試験等により決めた値を初期値とし震えの振動がより小さくなるように繰り返し震えの振動（例えば、ジャイロ濾波信号）を求めながら、求めた都度決めるようにしても良い。

図６（ｃ）に示す刺激信号は、図６（ｂ）に示す震え原因筋肉からの筋電位濾波信号と周期が略同じで、震え原因筋肉からの筋電位濾波信号に符号がプラスの係数を掛けた状態（同位相状態）とするのが好ましい。

図６（ｃ）に示すような刺激信号を震え原因筋肉の動きと逆の動きをする筋肉に対応する刺激電極に加えると、震え原因筋肉の動きに対向するような動きが生じさせることができ、震えを生じている筋肉の動きを抑え、震えを抑えることができる。

刺激量演算部３１６は、上記の固定モード及び半自由モードに関して説明したように、刺激対象として選定された筋肉に与える刺激量（電位差）を算出する。算出される刺激量は、制御モードにかかわらず同じであって、筋肉に応じる標準電位に対し、ジャイロ濾波信号の振幅に比例する、若しくは、筋電位濾波信号の最大電位に比例するような予め定めた係数を掛けた電位を付与する。

更に、制御部は、以下のようなフィードバック制御を行うより好ましい。算出した刺激量の刺激を刺激対象選定部３１５で選定した筋肉に対応する刺激電極１５に付与し、その結果をジャイロ１１からのジャイロ濾波信号をモニターし、震えが十分抑えられないようであれば、更に刺激量が増加するように電位を増やす。また、付与した刺激量が大きすぎて効果が強すぎ、ジャイロ１１からのジャイロ濾波信号の位相が当初の位相より反転するようであれば、刺激量が減少するように付与する電位を下げる。具体的には、固定モード及び半自由モードで説明した掛ける係数値を刺激量を増加させる場合は大きくし、増加させる場合は小さくし、震えの振動がより小さくなり、振動が収まるようする。

このような刺激電極１５に付与する刺激信号の設定にフィードバック制御を行うことにより、震えの度合いに応じて、また、震えの度合いが変化しても付与する刺激信号を柔軟に対応させることができるため、効率良く震えが抑えられ、震え抑制器具１００の装着者の疲労を抑えることができる。

刺激供給部３１７は、刺激量演算部３１６により算出された刺激量に応じた通電量をグローブの内側に設けてある刺激電極１５に付与する。

これまで説明した震え抑制器具１００を使用する際、使用者は、グローブ１を使用者の手指及び前腕に密着するように装着し、電気回路部３の電源をＯＮ状態にして制御部３１を起動し、制御モード指定部３２０により制御モードを指定するのみで良い。装着され起動された震え抑制器具１００は、運動センサであるジャイロと筋電位センサに基づいて震えを抑える刺激を付与する筋肉を特定し、特定した筋肉に震えを抑える刺激を付与することができる。このため、筋肉に対し的確な刺激を与えて震えを抑えることができる。

尚、前腕の震えも抑制する場合は、グローブ１を肩口まで伸ばして上腕部分を覆うものとし、これまでの説明と同様に、肩口まで伸ばしたグローブの上腕部分にジャイロ、筋電位センサ及び刺激電極を備え、これらをこれまでの説明した内容と合わせて制御する様に電気回路部を構成すればよい。

震え抑制器具１００はより好ましい態様の例であるが、より簡素な構成として筋電位センサと筋電位信号の処理を除いた震え抑制器具がある。簡素な構成の震え抑制器具は、予め刺激を付与する筋肉が定められており、例えば、手に装着するグローブは、これまで説明した同じグローブ１を使用し、電気回路部３において、刺激信号を付与する筋肉を選定する機能部分を除いたものである。また、刺激電極は、グローブに設けないで予め手の表面に設け、刺激電極からの接続線を電気回路部３に接続するようにしてもよい。

電気回路部３においは、ジャイロ信号の取得から刺激電極への刺激の付与を繰り返して震えをより小さくするフィードバック制御を採用しているが、フィードバック制御を行わないで刺激電極に電位を付与するように電気回路部３を簡素化してもよい。また、刺激を付与する筋肉を限定することによりグローブ１をより簡素にするようにしてもよい。

１ グローブ
３ 電気回路部
３１ 制御部
３２ 電源部
１１ ジャイロ
１３ 筋電位センサ
１５ 刺激電極
３１１ ジャイロフィルタ
３１２ 筋電位フィルタ
３１４ 比較部
３１５ 刺激対象選定部
３１６ 刺激量演算部
３１７ 刺激供給部
３２０ 制御モード指定部
３３０ コントローラ
１００ 震え抑制器具

Claims (12)

1. 人体の手に生ずる震えを抑える震え抑制器具において、
   前記手の振動を検知する運動センサと、
   筋肉に刺激を付与する刺激付与部と、
   筋肉の筋電位を検知する筋電位センサと、
   前記運動センサが検知した振動から前記震えの振動の情報を求め、求めた前記振動の情報に基づき予測した前記震えを抑える刺激を求め、かつ前記運動センサからの情報と前記筋電位センサからの情報に基づいて前記震えを抑える刺激を付与する筋肉を特定し、特定した該筋肉に対応する前記刺激付与部により前記震えを抑える刺激を付与する制御部と
   を有し、
   前記制御部は、前記刺激付与部により付与される刺激の周期を、前記筋電位センサから求めた前記震えの振動の情報に基づいて求めた振動の周期に対し、前記震えの振動を抑えるように位相を進めることを特徴とする震え抑制器具。
2. 人体の手に生ずる震えを抑える震え抑制器具において、
   前記手の振動を検知する運動センサと、
   筋肉に刺激を付与する刺激付与部と、
   前記運動センサが検知した振動から前記震えの振動の情報を求め、求めた前記振動の情報に基づき予測した前記震えを抑える刺激を求め、該刺激を前記刺激付与部により付与する制御部と
   を有し、
   前記制御部は、前記刺激付与部により付与される刺激の周期を、前記運動センサから求めた前記震えの振動の情報に基づいて求めた振動の周期に対し、前記震えの振動を抑えるように位相を進めることを特徴とする震え抑制器具。
3. 人体の手に生ずる震えを抑える震え抑制器具において、
   前記手の振動を検知する運動センサと、
   筋肉に刺激を付与する刺激付与部と、
   筋肉の筋電位を検知する筋電位センサと、
   前記運動センサが検知した振動から前記震えの振動の情報を求め、求めた前記振動の情報に基づき予測した前記震えを抑える刺激を求め、該刺激を前記刺激付与部により付与する制御部と
   を有し、
   前記刺激付与部により刺激が付与される筋肉が、前記震えを生じている筋肉であり、
   前記制御部は、前記刺激を付与する信号の周期を、前記震えを生じている筋肉からの筋電位の信号の周期よりも小さい周期とした信号を生成し、該信号に基づく刺激を前記刺激付与部により付与することを特徴とする震え抑制器具。
4. 人体の手に生ずる震えを抑える震え抑制器具において、
   前記手の振動を検知する運動センサと、
   筋肉に刺激を付与する刺激付与部と、
   前記運動センサが検知した振動から前記震えの振動の情報を求め、求めた前記振動の情報に基づき予測した前記震えを抑える刺激を求め、該刺激を前記刺激付与部により付与する制御部と
   を有し、
   前記刺激付与部により刺激が付与される筋肉が、前記震えを生じている筋肉であり、
   前記制御部は、前記運動センサが検知した信号と略同周期でかつ逆位相とした信号から位相を進めた信号を生成し、該生成した信号に基づく刺激を前記刺激付与部により付与することを特徴とする震え抑制器具。
5. 人体の手に生ずる震えを抑える震え抑制器具において、
   前記手の振動を検知する運動センサと、
   筋肉に刺激を付与する刺激付与部と、
   筋肉の筋電位を検知する筋電位センサと、
   前記運動センサが検知した振動から前記震えの振動の情報を求め、求めた前記振動の情報に基づき予測した前記震えを抑える刺激を求め、該刺激を前記刺激付与部により付与する制御部と
   を有し、
   前記刺激付与部により刺激が付与される筋肉が、前記震えを生じている筋肉と逆の動きをする筋肉であり、
   前記制御部は、前記震えを生じている筋肉からの筋電位の信号と略同周期で同位相である信号を生成し、該生成した信号に基づく刺激を前記刺激付与部により付与することを特徴とする震え抑制器具。
6. 前記筋電位センサからの情報は、表面筋電位変動及び該筋電位センサが配置されている位置であることを特徴とする請求項１、３または５に記載の震え抑制器具。
7. 前記運動センサが検知した振動から求められる前記震えの振動の情報は、前記運動センサが検知した振動の内、周波数が１Ｈｚ未満の振動及び２０Ｈｚを超える振動の信号を除去して得られる情報であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の震え抑制器具。
8. 前記制御部は、繰り返し前記震えの振動の情報を求め、該振動の情報に基づいて、前記震えにより生じる振動がより小さくなるような刺激を前記刺激付与部により付与するフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の震え抑制器具。
9. 前記運動センサは、異なる方向の２軸の角速度を検知する、又は、異なる２方向の加速度を検知することを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の震え抑制器具。
10. 前記刺激は、通電刺激であって、
    前記刺激付与部は、刺激電極であることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の震え抑制器具。
11. 前記人体を有する使用者の前腕部と手指部を覆うグローブ状の装着部を備え、
    前記装着部は、前記運動センサと前記刺激付与部を有することを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の震え抑制器具。
12. 前記装着部は、さらに前記使用者の上腕部を覆うことを特徴とする請求項１１に記載の震え抑制器具。

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