JP5447802B2 - 装着型電気刺激装置 - Google Patents

Description

本発明は、リハビリに使用する装着型電気刺激装置に係り、特に、人体の筋収縮を筋電信号として検出し、筋収縮した部位に電気刺激信号を印加するに好適な装着型電気刺激装置に関する。

従来から、脳卒中の上肢麻痺などの麻痺は、発症から３ヶ月以上経過すると、ほとんど機能がプラトーになるといわれている。そこで、近年は、さまざまな麻痺改善の療法が提唱されており、たとえば、訓練ロボット、上肢装具、及び電気刺激装置などを用いた麻痺改善療法が挙げられている。

例えば、脳卒中を例に挙げると、厚生労働省大臣官房統計情報部の平成１１年度の患者調査によると脳卒中の患者は１４７万人であり、日本ではかなりたくさんの患者がいる疾患である。脳卒中の一番問題は、脳の血管が詰まったり破れたりして脳が障害された部分の筋肉が動かなくなり、片麻痺が起こることである。この発作によって寝たきりになると更に、使わない筋肉がこわばって更に動かなくなるという問題があり、いかにリハビリを行って、この麻痺を回復されるかがポイントとなってくる。

このような点を鑑みた電気刺激装置として、制御装置から一方的に筋肉に電気刺激信号を印加するものや、制御装置から筋収縮の状態に応じて電気刺激信号を印加するものなどを挙げることができる。例えば、後者の電気刺激装置としては、筋収縮を筋電信号として検出し、筋収縮した部位に電気刺激信号を印加する電極と、該電極によって検出された筋電信号の大きさに応じた電気刺激信号出力する制御手段と、を備えた電気刺激装置が提案されている（特許文献１参照）。

この電気刺激装置によれば、例えば脳卒中の患者の意思で、健全時に比べて僅かにしか筋収縮しない部位の微弱な筋電信号を検出し、筋電信号を増幅させた電気刺激信号を、その部位に印加することにより、筋肉を刺激することができる。この筋肉の刺激により、脳卒中の患者の意思で、動かそうとした体の部位（例えば手や指など）を、健常時に近い動作で、アシスト的に動かすことができる。このように、電気刺激によるリハビリは、脳卒中患者のうち、自己動作ができる段階の患者であれば８〜９割の患者に適用ができる。

また、この電気刺激装置は、電極に筋収縮を検出する機能と、電気信号を印加する機能とを、一つの電極で行うので、装置のコンパクト化が図られている。このような観点から、特許文献１では、その一例として、この電気刺激装置を膝関節サポータに取り付けた例が示されている。

特開２００２−３３１００７号公報

ところで、この筋収縮を検出して電気刺激を行う治療方法は、機能改善効果が検証されている。今までの報告から、電気刺激訓練はできるだけ毎日、短時間でも行うことが効果的であることがわかっている。さらに、長時間に亘って日常生活動作を行いながら装着することが、より好ましいことがわかっている。

しかしながら、例えば、特許文献１に記載の電気刺激装置を用いた場合であっても、患者は、リハビリセンターなどの所定の治療機関に通院し、特別なリハビリを受けなければならず、家庭内で治療を行うことができなかった。これは、機能的な電気刺激を行う標的筋の位置は個人差があり、この位置を正確に知るには、経験と知識が必要であり、専門医によって装着した電極を、一度人体の部位から外した場合、同じ位置に再度電極を装着することは、煩雑であり難しいからである。従って、たとえ、サポータを用いて携帯的な装置の使用を行ったとしても、長期に亘って脱着を繰返しながら、日常生活動作で、適切に装置を使用することは難しい。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置の再装着時に専門医によらず装置を装着し、その個人差に応じた最適な人体の部位に電気刺激を付与することができ、これにより、日常生活動作と共に長時間繰返しリハビリに使用することができる装着型電気刺激装置を提供することにある。

前記課題を解決すべく、本発明に係る装着型電気刺激装置は、人体（Ｂ）の刺激すべき刺激部位（ＳＰ）に接触して、筋収縮を筋電信号（Ｍ）として検出すると共に、電気刺激信号（Ｓ）を電気刺激として前記刺激部位（ＳＰ）に印加する電極部（２１）、及び、該電極部（２１）からの前記筋電信号（Ｍ）に基づいて前記電気刺激信号（Ｓ）を演算し、前記電極部（２１）に出力するための該電気刺激信号（Ｓ）を制御する制御部（２５）を含む電気刺激部（２０）と、該電気刺激部（２０）と共に人体（Ｂ）に装着される装着部（３０）と、を少なくとも備えた装着型電気刺激装置（１０）であって、前記装着部（３０）は、前記刺激部位（ＳＰ）を覆うように人体（Ｂ）に巻付いて装着される装着帯体（３１）と、人体（Ｂ）の形状に合わせて、前記装着帯体（３１）を人体（Ｂ）の所定の位置に位置決めする位置決め部（３４）と、前記装着帯体（３１）が位置決めされて装着されたときに、前記刺激部位（ＳＰ）に前記電極部（２１）が接触するように、前記電極部（２１）を所望の位置で取着する電極取着部（３５）と、を少なくとも備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、以下の３つの段階で、その効果を期待することができる。まず、第一に、装着型電気刺激装置（１０）の初期の装着時において、以下の効果を期待できる。すなわち、装着部（３０）の位置決め部（３４）を人体（Ｂ）形状に合わせて位置決めしたときに、装着者ごとに僅かに異なる最適な位置（刺激部位（ＳＰ））に電極部（２１）が接触するように、最適な取着位置に電極部（２１）の位置を決め、電極取着部（３５）のその位置に、電極部（２１）を取着することができる。また、この位置決め部（３４）により位置決めされた装着部（３０）の装着帯体（３１）を、人体（Ｂ）に巻付ける。これにより、所望の刺激部位（ＳＰ）に、電極部（２１）を安定して接触させることができる。

第二に、装着型電気刺激装置（１０）の使用時において、以下の効果を期待することができる。すなわち、本発明によれば、上述した装着部（３０）の装着状態を維持しつつ、電気刺激部（２０）の電極部（２１）により、僅かにしか筋収縮しない刺激部位（ＳＰ）に対して、装着者の意思による筋収縮時の微弱な筋電信号（Ｍ）を、電極部（２１）により検出する。次に、電気刺激部（２０）の制御部（２１）において、検出した筋電信号（Ｍ）に基づいて、電気刺激信号（Ｓ）を演算し、制御部（２１）から、電気刺激信号（Ｓ）を電極部（２１）に出力する。これにより、電気刺激信号（Ｓ）を刺激部位（ＳＰ）に印加することができ、刺激部位（ＳＰ）の標的筋を刺激することができる。この標的筋の刺激により、装着者の意思で、動かそうとした体の部位を、健常時に近い動作で動かすことができる。さらに、装着部（３０）が、電気刺激部（２０）と共に人体（Ｂ）に装着されるので携帯性に優れているばかりでなく、電極取着部（３５）に電極部（２１）が取着された状態で装置の使用を行うので、装置を携帯しながら使用した場合であっても、電極部（２１）の位置ずれはし難い。

第三に、装着型電気刺激装置（１０）を初期の装着後、人体（Ｂ）から取り外し、再度取着するときに、以下の効果をも期待することができる。すなわち、本発明によれば、既に最適な取着位置に電極部（２１）が取着されているので、装着者に、再度装着型電気刺激装置（１０）を装着する際に、位置決め部（３４）により装着帯体（３１）の位置決めをし、この装着帯体（３１）を人体（Ｂ）に巻きつけて装着すれば、初期の位置と同じ位置（刺激部位）に、電極部を接触させることができる。これにより、装置の脱着にかかわらず、煩雑な作業なく、その個人差に応じた最適な人体の部位に電気刺激を付与することができる。このようにして、装着者自ら（専門医によらず）、装着型電気刺激装置（１０）を装着したまま日常生活が送れ、機能的電気刺激によって麻痺した手指の動きがより大きくなり（動きがよりよくなり）、日常生活動作も拡大させること自体がリハビリ訓練となる。長時間これを携帯して日常生活動作を行うことができ、さらには継続的に、繰返し使用することができ、これにより神経・筋肉の機能促通が可能となる。

また、本発明に係る装着型電気刺激装置（１０）の前記装着帯体（３１）は、外側面（３１Ａ）に、前記制御部（２５）が収納される収納部（３２）と、内側面（３１Ｂ）に、該内側面（３１Ｂ）を覆うように配置されたインナーシート（３７）と、を備え、前記内側面（３１Ｂ）と前記インナーシート（３７）との間には、前記制御部（２５）と前記電極部（２１）とを接続する信号線（２９ａ）が収容されていることがより好ましい。

本発明によれば、装着帯体（３１）の内側面（３１Ｂ）と、この内面に内張りされたインナーシート（３７）との間に、信号線（２９ａ）が収容されているので、これらの間における信号線（２９ａ）は保護されることになる。この結果、装着者による装着時の信号線（２９ａ）の引っ掛りによる断線等を回避することができ、装着時の作業性を向上させることができる。

また、このインナーシート（３７）は、人体の皮膚に直接接触するので、メッシュなど網目状の繊維材からなるシートであることがより好ましい。これにより、長期装着時におけるムレなどが起因した皮膚の炎症等を抑えることができる。なお、本発明にいう、装着帯体の「内側面」とは、装着時に体に接触する側の表面をいい、装着帯体の「外側面」とは、装着時に露出する側の表面をいう。

さらに、本発明に係る装着型電気刺激装置の前記電極部（２１）は、前記刺激部位（ＳＰ）に付着するパッド部（２１Ａ）と、該パッド部（２１Ａ）に嵌着する電極端子部（２１Ｂ）と、を含み、前記電極取着部（３５）は、少なくとも前記刺激部位（ＳＰ）を覆うと共に、前記パッド部（２１Ａ）と前記電極端子部（２１Ｂ）とが、網目（３５ｂ）を介して嵌着される網目状シート（３５ａ）を有することがより好ましい。

本発明によれば、装置の初期の装着時において、以下の効果を期待することができる。具体的には、その作業として、まず、電極部（２１）のパッド部（２１Ａ）を、人体の所望の刺激部位（ＳＰ）に付着させ、このパッド部（２１Ａ）を、電極取着部（３１）の網目状シート（３５ａ）で覆う。そして、この網目状シート（３５ａ）で覆われたパッド（２１Ａ）を、網目状シート（３５ａ）の網目（３５ｂ）を介して、電極端子部（２１Ｂ）に嵌着することができる。これにより、装着者ごとに僅かに異なる所望の刺激部位（ＳＰ）に電極部（２１）が接触するように、電極取着部（３５）の最適な取着位置に確実に位置合わせしながらに電極部（２１）を取着することができる。

本発明に係る装着型電気刺激装置の前記装着帯体（３１）は、内側面（３１Ｂ）側から、該電極部（２１）を被覆する導電性シート（３６Ａ）を備えることがより好ましく、さらに、前記装着帯体（３１）の外側面（３１Ａ）のうち前記制御部（２５）が収容される収容部（３２）の外側面に、前記制御部（２５）を被覆する導電性シート（３６Ｂ）を備えることがより好ましい。

本発明によれば、装着帯体（３１）の内面側から、導電性シート（３６Ａ）を用いて、電極部（２１）を被覆することにより、導電性シート（３６Ａ）が、電極部（２１）への外部からのノイズを遮断する。これにより、電極部（２１）は、ノイズを筋電信号として誤検出することがないので、装置の誤作動を防止することができる。さらに、内側面（３１Ｂ）に配置された導電性シート（３６Ａ）と、収納部（３２）の外側面の導電性シート（３６Ｂ）により、制御部（２５）を包み込むことができるので、制御部（２５）への外部からのノイズを遮断でき、制御部（２５）がシールドＢＯＸで覆われていなくても、日常生活において携帯電話使用時など外来ノイズが多い環境下で、装置の誤動作を防止することができる。

また、本発明に係る装着型電気刺激装置の前記装着帯体（３１）は、外側面（３１Ａ）に、前記装着帯体（３１）の捩れを矯正するための捩れ矯正線（３８）が設けられていることがより好ましい。

本発明によれば、装着帯体（３１）を装着後、装着帯体（３１）が捩れて、人体（Ｂ）に巻きつけられたとき、この捩れ矯正線（３８）を確認しながら、装着帯体（３１）の捩れを矯正することができる。この装着帯体（３１）の捩れを矯正することにより、より確実かつ正確な位置に、電極部（２１）を配置することができると共に、装置使用時において、捩れ方向に作用する力により、電極部（２１）の位置ずれを防止することができる。

また、本発明に係る装着型電気刺激装置（１０）は、リハビリのために電気刺激を作用させたい人体（Ｂ）の部位、例えば、上腕、腕、膝関節などの人体（Ｂ）の形状に合わせて、装着部の構造を決定することができ、人体（Ｂ）の形状に合わせて、位置決め部により、好適に、装着帯体（３１）を含む装着部（３０）を人体に装着できるのであれば、特に、その構造は限定されるものではない。

より好ましくは、本発明に係る装着型電気刺激装置の前記装着帯体（３１）は、腕（Ｌ）に装着されるものであり、前記位置決め部（３４）は、少なくとも親指（Ｆ）の付け根を囲繞する環状部分（３４ａ）を有しており、該環状部分（３４ａ）は、前記装着帯体（３１）に一体的に形成されている。

本発明によれば、位置決め部（３４）の環状部分（３４ａ）を、親指（Ｆ）の付け根を囲繞することにより、確実な位置に位置決めを行うことができる。さらに、環状部分は、装着帯体（３１）に一体的に形成されているので、親指が開く方向に力が作用するように、この環状部分（３４ａ）を装着することができる。これにより、この装着部（３０）を、リハビリ効果を促す装具として機能させることができる。

なお、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段に記載の括弧付きの符号は、図面に記載の符号に対応させたが、これらの符号を付した構成は、以下に示す図面及び実施形態のみに限定的に解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更も、それらに含まれるものである。

本発明によれば、装置の再装着時に専門医によらず装置を装着し、その個人差に応じた最適な人体の部位に電気刺激を付与することができる。これにより、家庭内において、日常生活動作と共に長時間繰返してリハビリに使用することができる。

第一実施形態に係る装着型電気刺激装置を、腕に装着した際の模式的外観図。 図１に示す装着型電気刺激装置のＡ−Ａ矢視断面図。 図１に示す装着型電気刺激装置の電気刺激部を説明するための図であり、（ａ）は図１に示す電気刺激部の模式的概念図であり、（ｂ）は、筋電信号及び電気刺激信号の波形を示した図。 図１に示す装着型電気刺激装置の装着帯体を、腕から取り外した状態を説明するための図。 図１に示す装着型電気刺激装置を装着した際の側面図。 第二実施形態に係る装着型電気刺激装置を、肩に装着した模式的外観図。

以下に、図面を参照して、本発明に係る装着型電気刺激装置のいくつかの実施形態を説明する。

図１は、第一実施形態に係る装着型電気刺激装置を、腕に装着した際の模式的外観図であり、図２は、図１に示す装着型電気刺激装置のＡ−Ａ矢視断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る装着型電気刺激装置１０は、電気刺激部２０と、装着部３０を最小限の構成として備えている。電気刺激部２０は、リハビリを行う対象となる手を動かす標的筋Ｔの筋電信号Ｍを検出し、電気刺激信号Ｓを印加して、標的筋Ｔに電気刺激を行うことを目的とするものである（後述する図３参照）。

電気刺激部２０は、図１に示すように、電極部２１と、信号線２９ａを介して電極部２１に接続された制御部２５と、電力供給線２９ｂを介して制御部２５に接続された電源２８と、を備えている。

電極部２１は、人体Ｂの刺激すべき刺激部位ＳＰに接触して、筋収縮を筋電信号Ｍとして検出すると共に、電気刺激信号Ｓを電気刺激として刺激部位ＳＰに印加するものである。具体的には、図２に示すように、電極部２１は、刺激部位ＳＰに付着するパッド部２１Ａと、該パッド部２１Ａに嵌着する電極端子部２１Ｂと、を備えている。パッド部２１Ａは、電極本体２１ａと、シート状の付着部２１ｂを備えている。

電極本体２１ａは、筋電信号Ｍ及び電気刺激信号Ｓの双方が導電可能な導電材料からなり、上面には、電極端子部２１Ｂに対してスナップ嵌めにより嵌着するための凸部が形成されており、下面が、人体Ｂの刺激部位と接触するようになっている。さらに、電極本体２１ａの周縁は、付着部２１ｂと結合されている。付着部２１ｂは、人体Ｂの表皮に付着するゼリー状の粘着面を有しており、電極本体２１ａを囲繞するように形成されている。

一方、電極部２１を構成する電極端子部２１Ｂは、信号線２９ａの一端に接続されており、その中央には、上述し電極本体２１ａの凸部に嵌着する凹部が形成されている。本実施形態では、電極本体２１ａに凸部を形成し、電極端子部２１Ｂの凹部を形成したが、双方が、後述するように網目３５ｂを介して嵌着することができるのであれば、特にその形状は限定されるものではない。

また、図１に示す制御部２５は、電極部２１からの筋電信号Ｍに基づいて電気刺激信号Ｓを演算し、電極部２１に出力するものであり、装着部３０の収納部に収納されている。この制御部２５の機能（電気刺激部２０の動作）を、図３を参照して以下に簡単に説明する。

図３は、電気刺激部２０の動作を説明するための図であり、（ａ）は図１に示す電気刺激部２０の模式的概念図であり、（ｂ）は、筋電信号Ｍ及び電気刺激信号Ｓの波形を示した図ある。また、図４は、図１に示す装着型電気刺激装置１０の装着帯体を、腕から取り外した状態を説明するための図である。

図３（ａ）に示すように、制御部２５は、電力供給線２９ｂを介して、電源２８の電力が供給され、この電源２８により、電極部２１からの筋電信号Ｍに基づいて電気刺激信号Ｓを演算し、電極部２１に出力するばかりでなく、光源２５Ａの点灯の制御も行うことができる。

制御部２５は、図３（ｂ）に示すように、電極部２１からの筋収縮を筋電信号（筋活動電位信号）Ｍとして検出すると、この筋電信号Ｍに応じた電気刺激信号Ｓを演算する。この演算される電気刺激信号Ｓの刺激パターンは、筋電信号Ｍの振幅に比例した値（強度）の信号を出力するように演算される。例えば、電気刺激信号Ｓは、周期的に出力されるパルスをＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）やＡＭ（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などで強度を制御してもよい。また、制御部２５には、この電気刺激信号Ｓの大きさを、外部から可変にして調整する可変調整抵抗（図示せず）が設けられている。

さらに、この刺激パターンとは別の刺激パターンとして、筋電信号Ｍの大きさが、閾値を超えた場合に、一定の期間、一定の大きさの電気刺激信号Ｓを出力するパターンを演算させてもよい。これにより、安定した電気刺激を、刺激部位ＳＰに付与することができる。特に、この後者の刺激パターンを用いることは、麻痺患者の筋電位は非常に不安定であるため、リハビリ効果を高めるだけでなく、日常生活での、物体把持にも効果がある。なお、両者の刺激パターンを２つのモードとして、外部から切り換えるようにしてもよい。

また、制御部２５には、光源（ＬＥＤ）２５Ａが接続されており、筋電信号Ｍの検出時、電気刺激信号Ｓの出力時のいずれかの場合に、光源２５Ａが点灯するように、制御部２５は光源２５Ａを点灯させる。このようなに光源２５Ａを点灯させることにより、装着者である患者の随意信号を、視覚的に確認することができるので、患者のリハビリ効果を高めることがでる。

さらに、筋電信号Ｍの検出時に光源２５Ａを点灯させる場合に、この光源２５Ａが点灯しているにもかかわらず、人体Ｂが全く動かないときは、電極部２１が適切に配置されていないか、電気刺激信号Ｓが故障により出力されていないかのいずれかであると判断することができる。一方、電気刺激信号Ｓの出力時に光源２５Ａを点灯させる場合に、電気刺激信号Ｓの刺激パターンを認識できるばかりでなく、この光源２５Ａが点灯しているにもかかわらず、人体Ｂが全く動かないときは、電極部２１が適切に配置されていないと判断することができる。

このような制御部２５は、図１または後述する図５に示すように、装着部３０の外側面３１Ａに設けられた収納部３２に収納されており、収納部３２は、光源２５Ａの光が透過するように、網目状の素材や、透明な素材など光透過性シートで、その一部が構成されている。これにより、装置使用時において、光源２５Ａの点灯状態を容易に確認することができる。また、電源２８は、装着部３０の基端側（腕側）に収容されている。

次に、本実施形態の装着型電気刺激装置１０の特徴点である装着部３０を、再び図１及び図２を参照すると共に、図４及び図５も参照して以下に説明する。図４は、図１に示す装着型電気刺激装置の装着帯体を、腕から取り外した状態を説明するための図であり、図５は、図１に示す装着型電気刺激装置を装着した際の側面図である。

図１及び図４に示すように、装着部３０は、上述した電気刺激部２０と共に、これ自体を人体Ｂに装着するものである。装着部３０は、装着帯体３１と、装着帯体３１と一体的に形成された位置決め部３４と、装着帯体３１の内側に形成された電極取着部３５を、最小限の構成として備えている。

図１に示すように、装着帯体３１は、刺激部位ＳＰを覆うように人体Ｂの腕Ｌに巻付いて装着されるものである。装着帯体３１は、例えばベロア素材やナイロン素材などの伸縮性及び可撓性を有した素材からなる。装着帯体３１の巻き付け方向の両縁部には、ファスナ３３Ａが設けられており、さらにその基端側（腕側）には、面ファスナ３３Ｂが設けられている。

ファスナ３３Ａは、装着の際に指先から腕に沿った方向に向かって、把手部３３ａをスライドさせることにより、装着帯体３１の一部を、腕Ｌに巻き付けることができる。また、面ファスナ３３Ｂは、内側面３１Ｂに縫合されたフック状に起毛された部分と、外側面３１Ａに縫合された、ルーブ上に密集して起毛された部分からなり、この２つを重ね合わせることにより、基端側において、装着帯体３１よりしっかりと固定的に装着させることができる。なお、伸縮性及び可撓性を有する装着帯体３１は、装着者ごとの腕の太さの違いによらず、装着時には少なくとも巻き付け方向に伸展する。これにより安定的な装着状態を維持することができる。

また、図４に示すように、装着帯体３１の内側面３１Ｂ（人体Ｂの表皮に接触する側の表面）には、内側面３１Ｂの少なくとも一部を覆うように内張りされたインナーシート３７が設けられ、装着帯体３１は、二重構造となっている。インナーシート３７は、メッシュなど網目状の繊維材からなるシート材からなり、その周縁３７ａは、内側面３１Ｂの縁に沿って縫合されている。インナーシート３７は、装着時に腕Ｌの表皮に直接接触するので、このようなシート材を用いることにより、長期装着時におけるムレなどが起因した皮膚の炎症等を抑えることができる。

図２及び図４に示すように、装着帯体３１の内側面３１Ｂと、インナーシート３７との間には、電気刺激部２０の信号線２９ａ及び電力供給線２９ｂが収容されている。これによりこれらの間における信号線２９ａ及び電力供給線２９ｂは、装着時に保護されることになる。この結果、装着者による装着時の信号線２９ａ及び電力供給線２９ｂの引っ掛りによる断線等を回避することができ、装着時の作業性を向上させることができる。

また、装着帯体３１は、内側面３１Ｂ側から、電極部２１を被覆する導電性シート３６Ａを備えており、その周縁の一部は、装着帯体３１の内側面３１Ｂに縫合されている。導電性シート３６Ａは、導電性を有する材料からなり、例えば、金属糸により織り込まれた織布であり、金属糸は、銀糸など外部からのノイズを遮断することができる材料からなることがより好ましい。

この導電性シート３６Ａを設けることにより、装着帯体３１の内面側から、導電性シート３６Ａを用いて、電極部２１を被覆することができ、導電性シート３６Ａが、電極部２１への外部からのノイズを遮断する。これにより、電極部２１は、ノイズを筋電信号として誤検出することがないので、装置の誤作動を防止することができる。

一方、図１及び図４に示すように、装着帯体３１の外側面３１Ａ（装着時に露出する側の表面）には、前述したように収納部３２が形成されており、収納部３２は、電気刺激部２０の制御部（制御盤）２５が収納されている。また、収納部３２には、制御部２５を取り出しできるような基盤取出口が設けられており、その基盤取出口には、ファスナ３３Ａが設けられている。

また、光源２５Ａの光が透過する部分以外の収容部３２の外側面には、導電性シート３６Ｂが設けられており、導電性シート３６Ｂも、導電性シート３６と同じ材料からなることが好ましい。このようにして、内側面に配置された導電性シート３６Ａと、収納部３２の外側面の導電性シート３６Ｂとにより、装置使用時には、制御部２５を包み込むことができる。これにより、制御部２５への外部からのノイズを遮断でき、制御部２５がシールドＢＯＸで覆われていなくても、日常生活において携帯電話使用時など外来ノイズが多い環境下で、装置の誤動作を防止することができる。

さらに、図５に示すように、外側面３１Ａには、装着時における装着帯体３１の捩れを矯正するための捩れ矯正線３８が設けられている。この捩れ矯正線３８は、装着帯体３１を腕Ｌに巻きつけたとき、この筒状となった装着帯体３１の軸方向（装着時の肩から指先に向かう方向）に沿って設けられている。

また、捩れ矯正線３８は、装着帯体３１にステッチを入れることにより設けることができ、例えば、装着帯体３１の表面が、黒色である場合には、捩れ矯正線３８は、白色であることが好ましく、色彩のコントラストなどを利用して、視覚的に容易に判別できるものがより好ましい。このように、捩れ矯正線３８を設けることにより、装着帯体３１を装着後、装着帯体３１が捩れて、腕Ｌに巻きつけられたとき、捩れ矯正線３８を確認しながら、装着帯体３１の捩れを矯正することができる。この装着体の捩れを矯正することにより、より確実かつ正確な位置に、電極部２１を配置することができると共に、装置使用時において、捩れ方向に作用する力により、電極部２１の位置ずれを防止することができる。

また、図１及び４に示すように、位置決め部３４は、装着帯体３１と一体的に形成されており、人体Ｂの親指Ｆの形状に合わせて、装着帯体３１を人体Ｂの所定の位置に位置決めするものである。より、具体的には、位置決め部３４は、親指Ｆの付け根を囲繞する環状部分３４ａを有しており、環状部分３４ａが、装着帯体３１に一体的に形成されている。この位置決め部３４を設けたことにより、より正確な位置に、装着帯体３１を巻き付けることができる。

さらに、図１、図２、及び図４に示すように、電極取着部３５は、装着帯体３１が位置決めされて装着されたときに刺激部位ＳＰに電極部２１が接触するように、電極部２１を所望の位置において、取着するものである。具体的には、電極取着部３５は、少なくとも刺激部位ＳＰを覆う網目状シート３５ａを有しており、図２に示すように、この網目状シート３５ａの網目３５ｂを利用することにより、パッド部２１Ａと電極端子部２１Ｂとが、網目３５ｂを介してスナップ嵌めにより嵌着されている。

本実施形態に係る装着型電気刺激装置１０の作用について、以下に詳述する。まず、第一の段階として、専門医による装着型電気刺激装置１０の初期の装着段階を説明する。この段階では、電極部の取り付けが重要である。具体的には、その作業として、専門医は、患者（装着者）のリハビリを行うために、適切な標的筋Ｔが位置する刺激部位ＳＰを確認し、電極部２１のパッド部２１Ａを、人体Ｂの腕Ｌの所望の刺激部位ＳＰに付着させる。

次に、装着部３０の位置決め部３４の環状部分３４ａを親指Ｆに取り付けて、装着帯体３１の位置決めを行う。このパッド部２１Ａを、電極取着部３５の網目状シート３５ａで覆う。網目状シート３５ａで覆われたパッド部２１Ａの凸部を、網目状シート３５ａの網目３５ｂを貫通させる。この貫通した凸部に、電極端子部２１Ｂの凹部を嵌め込んで、双方を嵌着させる。

このようにして、網目状シート３５ａを用いたことにより、パッド部２１Ａを腕Ｌの最適な位置に付着させ、この付着状態を維持しながら、パッド部２１Ａを含む電極部２１を取着することができる。これにより、電極部２１の取り付け位置の再調節等煩雑な作業をする必要がない。

次に、装着帯体３１の内面側から、導電性シート３６を用いて、電極部２１を被覆する（図４参照）。装着帯体３１を人体Ｂに巻きつけて、装着の際に指先から腕に沿った方向に向かって、把手部３３ａをスライドさせて、ファスナ３３Ａを閉じる。これにより、末端側（指先側）において、装着帯体３１を固定することができる。さらに、その後、面ファスナを重ね合わせることにより、基端側（肩側）において、装着帯体３１をよりしっかりと固定的することができる。

次に第二の段階として、装着時における装置の使用段階を説明する。上述した装着部３０の装着状態を維持しつつ、電気刺激部２０の電極部２１により、僅かにしか筋収縮しない刺激部位ＳＰに対して、患者の意思による標的筋Ｔの筋収縮時の微弱な筋電信号Ｍを、電極部２１により検出する。電気刺激部２０の電極部２１において、検出した筋電信号Ｍを増幅すべく、電気刺激信号Ｓを演算し、電極部２１から、電気刺激信号Ｓを電極部２１に出力する。

このように、電気刺激信号Ｓを刺激部位ＳＰに印加することができ、刺激部位ＳＰの標的筋を刺激することができる。この標的筋Ｔの刺激により、装着者の意思で動かそうとした手を、健常時に近い動作で動かすことができる。さらに、装着部３０が、電気刺激部２０と共に人体Ｂに装着されるので携帯性に優れているばかりでなく、電極取着部３５に電極部２１が取着された状態で装置の使用を行うので、装置を携帯しながら使用した場合であっても、電極部２１の位置ずれはし難い。

さらに、図５に示すように、位置決め部３４の環状部分３４ａは、装着帯体３１に一体的に形成されているので、親指が開く方向に力が作用するように（図５の矢印参照）、この環状部分を装着することができる。これにより、この装着部３０を、リハビリ効果を促す装具として機能させることができる。

次に、第三の段階として、第一の段階後、電極部２１を取着した状態で、装着型電気刺激装置１０を腕Ｌから取り外し、その後、専門医によらず好適に装置を再度取着することができる。具体的には、既に最適な取着位置に電極部２１が取着されているので、患者の腕Ｌに、再度、装着型電気刺激装置１０を装着する際に、位置決め部３４により装着帯体３１の位置決めをし、捩れ矯正線３８を確認しながら、この装着帯体３１を人体Ｂの腕Ｌに巻きつけて装着すれば、初期の位置と同じ位置（刺激部位ＳＰ）に、電極部を接触させることができる。

これにより、装置の脱着にかかわらず、煩雑な作業なく、その個人差に応じた最適な人体の部位に電気刺激を付与することができる。このようにして、専門医によらず、装着型電気刺激装置１０を装着し、長時間これを携帯して日常生活動作を行うことができ、さらには継続的に、繰返し使用することができる。

図６は、第二実施形態に係る装着型電気刺激装置を、肩に装着した模式的外観図である。第二実施形態に係る装着型電気刺激装置１０’は、装着位置が相違により装着部の形態が相違するのみであり、電気刺激部は同じである。従って、第一実施形態と共通する機能は、その符号に’を付し、電気刺激部は、第一実施形態と同じ符号を付した。

図６に示すように、本実施形態に係る装着型電気刺激装置１０’は、肩から胸部に装着される装着部３０’を備えている。この装着部３０’の装着帯体３１’は、刺激部位ＳＰである肩を覆うよう肩から胸部に巻付いて面ファスナ３３Ｂ’により装着されている。また、位置決め部３４’は、肩Ｄの付け根の形状に合わせて、これを囲繞するように構成されており、装着帯体３１’を人体Ｂの所定の位置に位置決めする。

さらに、電極取着部３５’は、装着帯体３１’が位置決めされて装着されたときに肩の刺激すべき部位に、電極部２１が接触するように、電極部２１が取着されるようになっている。そして、これらの素材は、第一実施形態と同様であって、第一実施形態で示した部材で、第二実施形態で適用できる部材（例えば、インナーシート、導電性シートなど）を同様に備えていてもよい。このようして、肩Ｄの標的筋Ｔの筋電信号を検出して、これに応じた電気刺激信号Ｓを出力して、腕Ｌのリハビリを行うことができる。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。

第一実施形態では、親指の付け根を装着部の位置決め部とし、手が動くように、腕の所定の部位に電気刺激を付与したり、第二実施形態では、腕の付け根を装着部の位置決め部として、腕が動くように、肩の所定の部位に電気刺激を付与したりするように、装置構成をしたが、人体の形状に合わせて、位置決め部を決定でき、さらに、所望の刺激部位に電気刺激を付与することができるのであれば、これらの実施形態に限定されるものではない。例えば、足のリハビリを行う場合には、踵の形状に合わせて位置決め部を設け、足の所定の部位に電気刺激を付与するように、装置構成をしてもよい。

１０，１０’：装着型電気刺激装置、２０：電気刺激部、２１：電極部、２１Ａ：パッド部、２１Ｂ：電極端子部、２１ａ：電極本体、２１ｂ：付着部、２５：制御部、２５Ａ：光源、２８：電源、２９ａ：信号線、２９ｂ：電力供給線、３０，３０’：装着部、３１，３１’：装着帯体、３１Ａ：外側面、３１Ｂ：内側面、３２：収納部、３３Ａ：ファスナ、３３Ｂ，３３Ｂ’：面ファスナ、３３ａ：把手部、３４，３４’：位置決め部、３４ａ：環状部分、３５：電極取着部、３５ａ：網目状シート、３５ｂ：網目、３６Ａ，３６Ｂ：導電性シート、３７：インナーシート、３８：捩れ矯正線、Ｂ：人体、Ｄ：肩、Ｆ：親指、Ｌ：腕、Ｍ：筋電信号、Ｓ：電気刺激信号、ＳＰ：刺激部位（人体の刺激すべき部位）、Ｔ：標的筋

Claims (4)

1. 人体（Ｂ）の刺激すべき刺激部位（ＳＰ）に接触して、筋収縮を筋電信号（Ｍ）として検出すると共に、電気刺激信号（Ｓ）を電気刺激として前記刺激部位（ＳＰ）に印加する電極部（２１）、及び、該電極部（２１）からの前記筋電信号（Ｍ）に基づいて前記電気刺激信号（Ｓ）を演算し、前記電極部（２１）に出力するための該電気刺激信号（Ｓ）を制御する制御部（２５）を含む電気刺激部（２０）と、
   該電気刺激部（２０）と共に人体（Ｂ）に装着される装着部（３０）と、を少なくとも備えた装着型電気刺激装置（１０）であって、
   前記装着部（３０）は、前記刺激部位（ＳＰ）を覆うように人体（Ｂ）に巻付いて装着される装着帯体（３１）と、人体（Ｂ）の一部を囲繞する環状部分により前記装着帯体（３１）を人体（Ｂ）の所定の位置に位置決めする位置決め部（３４）と、前記装着帯体（３１）が位置決めされて装着されたときに前記刺激部位（ＳＰ）に前記電極部（２１）が接触するように、前記電極部（２１）を所望の位置で取着する電極取着部（３５）と、を少なくとも備え、
   前記電極部（２１）は、前記刺激部位（ＳＰ）に付着するパッド部（２１Ａ）と、該パッド部（２１Ａ）に嵌着する電極端子部（２１Ｂ）と、を含み、
   前記電極取着部（３５）は、少なくとも前記刺激部位（ＳＰ）を覆うと共に、前記パッド部（２１Ａ）と前記電極端子部（２１Ｂ）とが、網目（３５ｂ）を介して嵌着される網目状シート（３５ａ）を有することを特徴とする装着型電気刺激装置。
2. 前記装着帯体（３１）は、外側面（３１Ａ）に、前記制御部（２５）が収納される収納部（３２）と、内側面（３１Ｂ）に、該内側面（３１Ｂ）を覆うように配置されたインナーシート（３７）と、を備え、前記内側面（３１Ｂ）と前記インナーシート（３７）との間には、前記制御部（２５）と前記電極部（２１）とを接続する信号線（２９ａ）が収容されていることを特徴とする請求項１に記載の装着型電気刺激装置。
3. 前記装着帯体（３１）は、内側面（３１Ｂ）側から、該電極部（２１）を被覆する導電性シート（３６Ａ）、または、前記装着帯体（３１）の外側面（３１Ａ）のうち前記制御部（２５）が収容される収容部（３２）の外側面に、前記制御部（２５）を被覆する導電性シート（３６Ｂ）を備えることを特徴とする請求項１または２記載の装着型電気刺激装置。
4. 前記装着帯体（３１）は、外側面（３１Ａ）に、前記装着帯体（３１）の捩れを矯正するための捩れ矯正線（３８）が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装着型電気刺激装置。

Images