JP7178174B2

JP7178174B2 - 電気刺激装置

Info

Publication number: JP7178174B2
Application number: JP2018029023A
Authority: JP
Inventors: 岩男山▲崎▼
Original assignee: Ya Man Ltd
Current assignee: Ya Man Ltd
Priority date: 2018-02-21
Filing date: 2018-02-21
Publication date: 2022-11-25
Anticipated expiration: 2038-02-21
Also published as: JP2019141355A

Description

本発明は、電気刺激装置に関する。

人体に電流を流す美容器具の発明として、例えば特許文献１（実用新案登録第３１１７１６６号公報）に開示された美容器具がある。この美容器具は、利用者が両手に嵌めた導電性の手袋から人体へ電流を流すことにより、手袋が触れている部位に電気刺激を与え、筋肉トレーニングやマッサージを行うことが可能となっている。

実用新案登録第３１１７１６６号公報

電気的筋刺激は、筋力が低下した患者のリハビリテーションの方法としても用いられている。患者の筋肉を電気刺激によりトレーニングする場合、電流を流すための電極を導電性の一対の手袋とすれば、電流を流す部位を施術者が容易に変更することができる。しかしながら、リハビリの際には施術者が患者のトレーニングをサポートする動きをすることがあり、このときに一対の電極の両方が導電性の手袋であると、施術者の両手が塞がってしまい、サポートの動きが困難となる。

本発明は、電気刺激により筋肉をトレーニングする際に、被施術者の動きを容易にサポートできるようにする。

本発明は、第１電極を有し、施術中に施術者の手に保持または装着されて前記第１電極が被施術者に密着する第１接触部と、第２電極を有し、施術中に前記第２電極が前記被施術者に密着して前記被施術者から移動しない第２接触部と、前記被施術者の筋肉を刺激する電気信号を前記第１電極および前記第２電極に出力する出力部とを備える電気刺激装置を提供する。

本発明においては、前記第１電極は、導電性を有する繊維で形成された布であってもよい。

また、本発明においては、前記第１接触部は手袋であり、前記第１電極は、前記手袋の手のひら側と手の甲側に設けられている構成であってもよい。

また、本発明においては、前記第１接触部から前記被施術者までの距離を測定する第１測定部を有し、前記出力部は、前記第１測定部が測定した距離に応じて前記電気信号の出力を制御する構成であってもよい。

また、本発明においては、前記第１接触部から前記被施術者へかかる力を測定する第２測定部を有し、前記出力部は、前記第２測定部が測定した力に応じて前記電気信号の出力を制御する構成であってもよい。

また、本発明においては、前記被施術者の予め定められた部位の加速度を測定する第３測定部を有し、前記出力部は、出力する電気信号を前記第３測定部で測定した加速度に応じて変更する構成であってもよい。

また、本発明においては、前記被施術者の予め定められた部位の傾きを測定する第４測定部を有し、前記出力部は、出力する電気信号を前記第４測定部で測定した傾きに応じて変更する構成であってもよい。

また、本発明においては、前記被施術者の予め定められた部位の筋電位を測定する第５測定部を有し、前記出力部は、出力する電気信号を前記第５測定部で測定した筋電位に応じて変更する構成であってもおい。

本発明によれば、電気刺激により筋肉をトレーニングする際に、施術者が被施術者の動きを容易にサポートすることができる。

本発明の実施形態に係る電気刺激装置１を示した図。手袋２０の手のひら側を示した図。ゲルパッド３０の断面図。電気刺激装置１の電気的構成を示したブロック図。電気刺激装置１の使用例を示した図。変形例に係るバンド５０の外観を示した図。変形例に係る把持部６０の外観を示した図。変形例に係るバンド７０の外観を示した図。変形例に係るマット８０の外観を示した図。変形例に係る電気刺激装置の電気的構成を示した図。

［実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る電気刺激装置１を示した図である。電気刺激装置１は、電気刺激によって筋肉を収縮させる装置であり、例えばリハビリテーションに使用される。電気刺激装置１は、本体部１０、手袋２０およびゲルパッド３０を備える。本実施形態においては、リハビリテーションをサポートする施術者が、リハビリテーションを行う被施術者に手袋２０およびゲルパッド３０を接触させ、手袋２０およびゲルパッド３０を介して被施術者に電気信号を出力することにより、被施術者の筋肉を収縮させる。

図２は、手袋２０を手に嵌めたときに手のひら側となる側を示した図である。手袋２０は、施術者が施術中に装着する手袋であり、第１電極２１を有する。第１電極２１は、導電性を有する繊維で形成された布状の電極であり、本実施形態では、手袋２０の指の部分および手のひらの部分に設けられている。第１電極２１は、ケーブル４１によって本体部１０に接続される。手袋２０は、施術中に施術者の手に装着される接触部であって、本発明に係る第１接触部の一例である。

図３は、ゲルパッド３０の断面図である。本実施形態に係るゲルパッド３０は、合成樹脂のシート３２、シート状の電極３３およびゲル層３４により構成されている。ゲル層３４は、粘着性および導電性を有する。電極３３は、ゲル層３４とシート３２により挟まれている。ゲルパッド３０は、ゲル層３４により被施術者に貼り付けられる。電極３３とゲル層３４が一体となった構成は、本発明に係る第２電極３１の一例である。電極３３は、ケーブル４２によって本体部１０に接続される。ゲルパッド３０は、施術中に第２電極３１が被施術者に密着して被施術者から移動しない接触部であって、本発明に係る第２接触部の一例である。

本体部１０は、被施術者に流す電気信号を出力する電気回路を有し、電源として二次電池を備える。本体部１０は、電気刺激装置１の電源のオン／オフを制御するためのスイッチ、電気信号の出力を制御するためのスイッチ、出力する電気信号を変更するためのボタンなどを有する。なお、電源は一次電池であってもよく、また、家庭用の交流電源を電源としてもよい。

図４は、電気刺激装置１の電気的構成を示したブロック図である。制御部１０１は、例えばマイクロコンピュータである。制御部１０１は、電気信号の出力を制御するためのスイッチがオンにされると、電気信号の出力を出力部１０２に指示する。また、制御部１０１は、被施術者に出力する電気信号について、操作されたボタンに応じて周波数、振幅、波形などを切り替える。出力部１０２は、第１電極２１と第２電極３１に接続されている。出力部１０２は、電気信号を出力する電気回路を備えており、筋肉を収縮させるための電気信号を制御部１０１からの指示に応じて出力する。

図５は、電気刺激装置１の使用例を示した図である。施術者２は、被施術者３の上腕部の筋肉のリハビリテーションをサポートする場合、ゲルパッド３０を上腕部に貼り付け、手袋２０を手に嵌める。施術者２が本体部１０に設けられたスイッチを操作すると、筋肉を収縮させるための電気信号を制御部１０１からの指示に応じて出力部１０２が出力する。収縮させる筋肉に近い皮膚に対して施術者２が手袋２０の第１電極２１を接触させると、出力部１０２が出力した電気信号が被施術者３に流れ、被施術者３の筋肉が収縮する。例えば、図５に示したように施術者２が被施術者３の上腕二頭筋に近い皮膚に第１電極２１を接触させると、出力部１０２が出力した電気信号が上腕二頭筋に作用して上腕二頭筋が収縮し、肘が屈曲する。被施術者３は、屈曲した肘を伸展させることにより、上腕三頭筋をトレーニングする。ここで、被施術者３の筋力が弱く、肘を伸展させることが難しい場合、施術者２は手袋２０を嵌めていないほうの手で上腕を掴み、上腕の動きをサポートすることができる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。

（第１電極２１の変形例）
上述した実施形態においては、手袋２０は、施術者が装着したときの手のひら側に第１電極２１を備えるが、手のひら側と手の甲側の両方に第１電極２１を備える構成であってもよい。この構成によれば、施術者が右手と左手のいずれに手袋２０を装着しても、手のひら側に第１電極２１があり、右手と左手のどちらでも第１電極２１を被施術者に接触させることができる。

上述した実施形態においては、第１電極２１は手袋２０に設けられているが、第１電極２１が設けられるのは手袋２０に限定されるものではない。例えば、第１電極２１は、矩形の形状の布の一方の面側に設けられていてもよい。この構成の場合、施術者は、布に設けられた第１電極２１を被施術者に接触させ、第１電極２１が設けられていない側から布を被施術者に押し付ける。この構成によれば、施術者は右手と左手のいずれでも第１電極２１を被施術者に接触させることができる。この第１電極２１を備える布は、施術中に施術者の手に保持される接触部であって、本発明に係る第１接触部の一例である。

また、第１接触部をリング状のバンドとし、第１接触部において被施術者に接触させられる電極は、例えば、図６に示したリング状のバンド５０の外周面側に設けられる構成であってもよい。図６に示したバンド５０は、伸縮性を有し、第１電極２１Ａが外周面側に設けられている。この構成の場合、施術者は、バンド５０の内側に親指以外の指を通し、バンド５０の外周面に設けられた第１電極２１Ａをトレーニングする筋肉に近い皮膚に接触させる。この構成によれば、施術者は右手と左手のいずれでも第１電極２１Ａを被施術者に接触させることができる。このバンド５０は、施術中に施術者の手に保持または装着される接触部であって、本発明に係る第１接触部の一例である。

上述した実施形態においては、第１接触部において施術者に接触させられる電極は、導電性を有する布状の電極であるが、布状の電極に限定されるものではない。例えば、図７に示したように、施術者により把持される棒状の把持部６０の一端に円板状の金属の第１電極２１Ｂを設ける構成としてもよい。この構成の場合、施術者は、一方の手で把持部６０を把持して第１電極２１Ｂを被施術者に押し当て、他方の手で被施術者をサポートすることができる。この把持部６０は、施術中に施術者の手に保持される接触部であって、本発明に係る第１接触部の一例である。

（第２電極３１の変形例）
本発明においては、ゲルパッド３０は、一端が電極３３に電気的に接続され、他端がコネクタとなっているケーブルを有する構成としてもよい。この構成の場合、ケーブル４２においてゲルパッド３０と接続する側をコネクタとし、ゲルパッド３０が有するケーブルのコネクタとケーブル４２のコネクタを接続することにより、出力部１０２と電極３３が電気的に接続される構成としてもよい。

上述した実施形態においては、被施術者に接触する電極を有する第２接触部は、ゲルパッド３０となっているが、第２接触部は、ゲルパッドの構成に限定されるものではない。例えば、第２接触部として、心電図検査装置において用いられる吸盤電極またはクリップ式の電極を用いる構成であってもよい。

本発明においては、第２接触部をリング状のバンドとし、第２接触部において被施術者に接触させられる電極は、例えば、図８に示したリング状のバンド７０の内周面側に設けられる構成であってもよい。図８に示したバンド７０は、伸縮性を有し、第２電極３１Ａが内周面側に設けられている。この構成の場合、施術者は、バンド７０の内側に被施術者の腕または脚を通し、バンド７０の内周面に設けられた第２電極３１Ａを被施術者の皮膚に接触させる。この構成によれば、施術者は手で押さえることなく、第２電極３１を被施術者に接触させることができる。

本発明においては、第２接触部は、図９に示したように、矩形のマット８０の上に矩形の板状の第２電極３１Ｂが複数配置された構成としてもよい。この構成の場合、被施術者は、第２電極３１Ｂの上に横臥し、皮膚を第２電極３１Ｂに接触させる。この構成によれば、施術者は手で押さえることなく、第２電極３１Ｂを被施術者に接触させることができる。

（本体部１０の変形例）
本発明においては、本体部１０は、ベルトにより施術者の上腕または腰に装着する構成であってもよい。また、本体部１０は、ストラップにより首から吊り下げられるようにしてもよい。

上述した実施形態においては、本体部１０と、手袋２０およびゲルパッド３０はケーブルで接続する構成となっているが、実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、本体部１０と手袋２０とを一体化し、手袋２０に一体化された本体部１０とゲルパッド３０とをケーブル４２で接続する構成としてもよい。また、本体部１０とゲルパッド３０とを一体化し、ゲルパッド３０に一体化された本体部１０と手袋２０とをケーブル４１で接続する構成としてもよい。

（電気信号の出力の変形例）
上述した実施形態においては、被施術者への電気信号の出力を制御するスイッチは本体部１０に設けられているが、被施術者への電気信号の出力を制御するスイッチは、本体部１０以外に設けられる構成であってもよい。例えば、被施術者への電気信号の出力を制御するスイッチをフットスイッチとしてもよい。

上述した実施形態においては、被施術者への電気信号の出力をスイッチにより制御しているが、電気信号の出力については、スイッチを用いずに制御する方法であってもよい。例えば、手袋２０の手のひら側に圧力センサを設け、制御部１０１は、圧力センサで検知した圧力が予め定められた閾値以上であると電気信号の出力を出力部１０２へ指示し、圧力センサで検知した圧力が予め定められた閾値未満であると電気信号の出力の停止を出力部１０２へ指示する構成としてもよい。この変形例においては、制御部１０１は、第１接触部から被施術者へかかる力を測定する測定部（第２測定部）としても機能する。

また、手袋２０の手のひら側に静電容量型の近接センサを設け、制御部１０１は、近接センサで検知した静電容量に応じて被施術者から手袋２０までの距離を検知してもよい。この構成の場合、制御部１０１は、検知した距離が予め定められた閾値未満であると電気信号の出力を出力部１０２へ指示し、検知した距離が予め定められた閾値以上であると電気信号の出力の停止を出力部１０２へ指示する構成としてもよい。また、近接センサは、静電容量型に替えて光学式のものを用いる構成としてもよい。この変形例においては、制御部１０１は、第１接触部から被施術者までの距離を測定する測定部（第１測定部）としても機能する。

（筋肉を収縮させる電気信号の変形例）
本発明においては、電気刺激装置１はセンサを備え、被施術者へ出力する電気信号をセンサの出力に応じて制御するようにしてもよい。図１０は、変形例に係る電気刺激装置１の電気的構成を示したブロック図である。なお、図１０に示した構成において上述した実施形態と同じ構成については実施形態と同じ符号を付し、その説明を省略する。センサ９０は加速度を測定する加速度センサであり、本変形例においてはゲルパッド３０に設けられる。制御部１０１は、センサ９０から出力される信号を解析してゲルパッド３０の加速度を計測し、計測した加速度に応じて電気信号の振幅を出力部１０２へ指示する。この変形例においては、制御部１０１は、被施術者の予め定められた部位の加速度を測定する測定部（第３測定部）としても機能する。

例えば、施術者は、ゲルパッド３０を被施術者の予め定められた部位である上腕部に貼り付ける。次に施術者は、被施術者の肘が伸びているときに本体部１０に設けられたスイッチを操作する。制御部１０１は、スイッチが操作されると、予め定められた振幅の電気信号を出力するように出力部１０２へ指示する。次に上腕二頭筋に近い皮膚に対して施術者２が手袋２０の第１電極２１を接触させると、出力部１０２が出力した電気信号が被施術者３に流れ、被施術者３の上腕二頭筋が収縮する。被施術者の上腕二頭筋が収縮すると、肘が屈曲して前腕が動き、制御部１０１が計測している加速度が変化する。

例えば、上腕二頭筋が収縮を開始すると、制御部１０１が計測する加速度は、筋収縮の開始から次第に大きくなる。制御部１０１は、計測している加速度の単位時間あたりの変化量が予め定められた閾値を超えると、出力している電気信号の振幅を小さくするよう出力部１０２へ指示する。出力している電気信号の振幅を制御部１０１からの指示に応じて出力部１０２が小さくすると、上腕二頭筋に流れる電流が少なくなる。筋肉に流れる電流が少なくなると、筋収縮の速度が遅くなり、肘の屈曲の速度が遅くなる。肘の屈曲の速度が遅くなり、計測している加速度の単位時間あたりの変化量が予め定められた閾値より小さくなると、制御部１０１は、出力している電気信号の振幅をさらに小さくするよう出力部１０２へ指示する。そして、肘の屈曲が最大となると、制御部１０１においては計測している加速度が０となる。制御部１０１は、計測している加速度が０になると、電気信号の出力の停止を出力部１０２へ指示する。本変形例によれば、出力する電気信号を制御することにより筋肉の収縮を制御し、被施術者に負荷が掛かり続けるのを抑えることができる。なお、センサ９０は、ゲルパッド３０とは別体とし、被施術者に貼り付ける構成としてもよい。

上述した変形例では、センサ９０は加速度センサであるが、加速度センサに替えてジャイロセンサを用いてもよい。センサ９０としてジャイロセンサを用いる場合、制御部１０１は、センサ９０が取り付けられている部位の姿勢をジャイロセンサから出力される信号を用いて解析し、出力する電気信号の振幅を解析結果に応じて出力部１０２へ指示してもよい。この変形例においては、制御部１０１は、被施術者の予め定められた部位の傾きを測定する測定部（第４測定部）としても機能する。例えば、制御部１０１は、肘が伸びて水平の状態を基準とし、肘が屈曲して水平に対する前腕の角度が予め定められた第１の角度となると、出力している電気信号の振幅を小さくするよう出力部１０２へ指示し、さらに肘が屈曲して水平に対する前腕の角度が予め定められた第２の角度となると、電気信号の出力を停止するよう出力部１０２へ指示してもよい。

また、センサ９０を備える構成においては、地磁気センサをさらに備える構成としてもよい。センサ９０として地磁気センサを備える場合、制御部１０１は、地磁気センサから出力される信号を解析し、センサ９０が取り付けられている部位が向いている方角を特定し、電気信号の出力を開始してからの方角の変化に応じて、出力する電気信号を変えるようにしてもよい。

また、センサ９０を備える構成においては、３軸の加速度センサを用いる構成としてもよい。センサ９０として３軸の加速度センサを用いる場合、制御部１０１は、センサ９０が取り付けられている部位の傾きを３軸の加速度センサから出力される信号を用いて解析し、出力する電気信号の振幅を解析結果に応じて出力部１０２へ指示してもよい。この変形例においては、制御部１０１は、被施術者の予め定められた部位の傾きを測定する測定部（第４測定部）としても機能する。例えば、制御部１０１は、水平に腕が伸びている状態から肘が屈曲を初めて上腕と水平方向とのなす角度が予め定められた第１の角度となると、出力している電気信号の振幅を小さくするよう出力部１０２へ指示し、さらに肘が屈曲して上腕と水平方向とのなす角度が予め定められた第２の角度となると、電気信号の出力を停止するよう出力部１０２へ指示してもよい。

また、センサ９０を備える構成においては、筋電位を測定する筋電位センサを備える構成であってもよい。筋電位センサを備える構成の場合、筋電位センサは、例えば、手袋２０の手のひら側に設けられる。制御部１０１は、被施術者において手袋２０が触れている部位の筋電位を筋電位センサから出力される信号を解析して計測する。この変形例においては、制御部１０１は、被施術者の予め定められた部位の筋電位を測定する測定部（第５測定部）としても機能する。制御部１０１は、例えば、計側された筋電位が予め定められた閾値を超えた場合、出力している電気信号の振幅を小さくするよう出力部１０２へ指示してもよい。また、筋電位センサを備える構成においては、加速度センサも備える構成としてもよい。電気刺激装置１は、加速度センサと筋電位センサを備える構成においては、出力する電気信号の振幅を計測した筋電位に応じて制御し、電気信号の出力を計測した加速度に応じて停止する構成としてもよい。

上述した変形例においては、制御部１０１は、センサ９０から出力された信号の解析結果に応じて、電気信号の振幅を変更しているが、変更するのは振幅に限定されるものではない。例えば、制御部１０１は、センサ９０から出力された信号の解析結果に応じて、出力する電気信号の周波数を変えるようにしてもよい。

１…電気刺激装置、１０…本体部、２０…手袋２１、２１Ａ、２１Ｂ…第１電極、３０…ゲルパッド、３１、３１Ａ、３１Ｂ…第２電極、５０…バンド、６０…把持部、７０…バンド、８０…マット、９０…センサ、１０１…制御部、１０２…出力部。

Claims

第１電極を有し、施術中に施術者の手に保持または装着されて前記第１電極が被施術者に密着する第１接触部と、
第２電極を有し、施術中に前記第２電極が前記被施術者に密着して前記被施術者から移動しない第２接触部と、
前記被施術者の筋肉を刺激する電気信号を前記第１電極および前記第２電極に出力する出力部と、
前記第１接触部から前記被施術者までの距離を測定する第１測定部と
を有し、
前記出力部は、前記第１測定部が測定した距離に応じて前記電気信号の出力を制御する
電気刺激装置。
第１電極を有し、施術中に施術者の手に保持または装着されて前記第１電極が被施術者に密着する第１接触部と、
第２電極を有し、施術中に前記第２電極が前記被施術者に密着して前記被施術者から移動しない第２接触部と、
前記被施術者の筋肉を刺激する電気信号を前記第１電極および前記第２電極に出力する
出力部と、
前記第１接触部から前記被施術者へかかる力を測定する第２測定部と
を有し、
前記出力部は、前記第２測定部が測定した力に応じて前記電気信号の出力を制御する
電気刺激装置。