KR20160101175A - 전기 자극 장치 - Google Patents

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KR20160101175A
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이쯔미 미하라
료 이치무라
케이타 이누이
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파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤
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Abstract

전기 자극 장치(1)는 검출부(21∼24)의 검출 신호에 기초하여 입각 전기, 입각 중기, 입각 후기, 유각 전기, 및, 유각 후기 중 어느 하나를 판정하는 제어부(31)와, 슬관절에 걸치는 근육에 전기 자극을 출력하는 제1∼제3 전극(11∼13)을 구비하고 있다. 제어부(31)는 입각 중기에 있어서 제1∼제3 전극(11∼13)에 전기 자극을 출력시키고, 유각 전기에 있어서 제1∼제3 전극(11∼13)으로부터의 전기 자극의 출력을 정지한다.

Description

전기 자극 장치{ELECTROSTIMULATOR}
본 발명은 전기 자극 장치에 관한 것이다.
종래의 전기 자극 장치의 전극은, 대퇴 및 하퇴에 부착되고, 전극에 전류를 공급함으로써 대퇴 및 하퇴의 근육을 자극한다.
종래의 전기 자극 장치의 일례인 특허문헌 1의 근력 증강기는, 사용자가 의자에 앉은 상태에서 슬관절을 굴곡 상태로부터 신전하는 경우, 및, 사용자가 엎드려 누어 슬관절을 신전 상태로부터 굴곡하는 경우, 대퇴 및 하퇴에 전기 자극한다.
일본 특허 공개 제2000-279536호 공보
본 발명은 보행 중에 무릎 통증이 발생하기 어려워지는 전기 자극 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 발명자는, 적절한 타이밍에 있어서 사용자의 하지에 전기 자극을 부여함으로써, 사용자의 보행 중에 무릎 통증이 발생하기 어려워지는 것을 발견하였다.
본 발명의 일 국면에 따르는 전기 자극 장치는, 1보행 주기 중, 발바닥 전체가 접지하고 있는 입각 중기, 및, 상기 발바닥 전체가 접지하고 있지 않은 유각기 중 어느 하나를 적어도 판정하는 제어부와, 슬관절에 걸치는 근육에 전기 자극을 출력하는 전극을 구비하고, 상기 제어부는, 상기 입각 중기에 있어서 상기 전극에 전기 자극을 출력시키고, 상기 유각기에 있어서 상기 입각 중기에 출력시키는 전기 자극보다도 약한 전기 자극을 상기 전극에 출력시키는 기간을 갖거나, 또는, 상기 입각 중기에 있어서 상기 전극에 전기 자극을 출력시키고, 상기 유각기에 있어서 상기 전극에 전기 자극을 출력시키지 않는 기간을 갖는다.
이 전기 자극 장치의 구성에 의하면, 무릎 통증이 발생하기 쉬운 입각 중기에 있어서 슬관절에 걸치는 근육에 전기 자극이 부여된다. 이 때문에, 보행 중에 무릎 통증이 발생하기 어려워진다. 다른 형태 및 이점은 본 발명의 기술적 사상의 예를 나타내는 도면과 함께 이하의 기재로부터 명확해진다.
도 1은 실시 형태의 전기 자극 장치의 블록도.
도 2의 (a), (b), (c)는 전극의 위치를 설명하기 위한 모식도.
도 3은 실시 형태의 검출 신호와 보용(步容) 판정의 관계를 나타내는 그래프.
도 4는 실시 형태의 각 보행 모드와 각 전극에 의한 전기 자극의 관계를 나타내는 표.
도 5는 실시 형태의 1보행 주기의 각 기간과 무릎 통증의 정도의 관계를 나타내는 그래프.
도 6은 실시 형태의 전기 자극의 유무와 대퇴의 가속도 면적의 관계를 나타내는 그래프.
도 7은 다른 실시 형태의 통전 패턴의 일람을 나타내는 표.
도 1을 참조하여, 전기 자극 장치(1)의 구성에 대하여 설명한다.
전기 자극 장치(1)는 2개의 자극 부여부(10), 제1 검출부(21), 제2 검출부(22), 제3 검출부(23), 제4 검출부(24), 및, 조작 장치(30)를 갖고 있다.
한쪽의 자극 부여부(10)는 우측 하지에 대응한 구조를 갖고 있다. 다른 쪽의 자극 부여부(10)는 좌측 하지에 대응한 구조를 갖고 있다. 자극 부여부(10)는 하지(50)(도 2 참조)에 전기 자극을 부여한다. 자극 부여부(10)는 제1 전극(11), 제2 전극(12), 제3 전극(13) 및 서포터(14)를 갖고 있다. 각 전극(11∼13)은 서포터(14)의 이면에 부착되어 있다. 각 전극(11∼13)은 도전선 EL에 의해 조작 장치(30)의 제어부(31)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 전극(11∼13)은 하지 전극이라 부르는 경우가 있다. 제1 전극(11)은 「복측근 전극」에 상당한다. 제2 전극(12)은 「배측근 전극」에 상당한다. 제3 전극(13)은 「비복근 전극」에 상당한다. 서포터(14)는 「장착부」에 상당한다.
제1∼제4 검출부(21∼24)는 제어부(31)와 전기적으로 접속되어 있다.
제1 검출부(21)의 일례는 압력 센서이다. 제1 검출부(21)는 양발의 발가락에 부착된다. 제1 검출부(21)는 발가락이 접지함으로써 발생하는 압력에 따른 검출 신호를 제어부(31)에 출력한다.
제2 검출부(22)의 일례는 압력 센서이다. 제2 검출부(22)는 양발의 발뒤꿈치에 부착된다. 제2 검출부(22)는 발뒤꿈치가 접지함으로써 발생하는 압력에 따른 검출 신호를 제어부(31)에 출력한다.
제3 검출부(23)의 일례는 자이로 센서이다. 제3 검출부(23)는 양다리의 슬상부의 측면부 또는 정면부에 부착된다. 제3 검출부(23)는 고관절을 회전 중심으로 한 대퇴부의 각속도에 따른 검출 신호를 제어부(31)에 출력한다.
제4 검출부(24)의 일례는 자이로 센서이다. 제4 검출부(24)는 양다리의 슬하부의 측면부 또는 정면부에 부착된다. 제4 검출부(24)는 슬관절을 회전 중심으로 한 하퇴부의 각속도에 따른 검출 신호를 제어부(31)에 출력한다.
조작 장치(30)는 제어부(31), 전원부(41), 조작부(42), 절환부(43), 표시부(44), 기억부(45), 및, 펄스 발생부(46)를 갖고 있다. 전원부(41), 조작부(42), 절환부(43), 표시부(44), 기억부(45), 및, 펄스 발생부(46)는 제어부(31)에 전기적으로 접속되어 있다.
제어부(31)는 보용 판정부(32) 및 출력 제어부(33)를 갖고 있다.
보용 판정부(32)는 검출부(21∼24)의 신호에 기초하여, 사용자의 보행 동작이 1보행 주기 중 입각 전기, 입각 중기, 입각 후기, 유각 전기, 및, 유각 후기 중 어느 것에 해당하는지를 판정한다. 보용 판정부(32)는 판정 결과에 관한 정보를 포함하는 동작 검출 신호를 출력 제어부(33)에 출력한다.
또한, 입각 전기는, 발뒤꿈치가 접지하고 나서 발가락이 접지할 때까지의 기간을 나타낸다. 입각 중기는, 발바닥 전체가 접지하고 있는 기간을 나타낸다. 입각 후기는, 발뒤꿈치 상태가 접지로부터 비접지로 변화하고 나서 발가락 상태가 접지로부터 비접지로 변화할 때까지의 기간을 나타낸다. 유각 전기는, 발가락 상태가 접지로부터 비접지로 변화하고 나서 다리를 올리는 동작으로부터 다리를 내리는 동작으로 변화할 때까지의 기간을 나타낸다. 유각 후기는, 다리를 올리는 동작으로부터 다리를 내리는 동작으로 변화하고 나서 발뒤꿈치 상태가 비접지로부터 접지로 변화할 때까지의 기간을 나타낸다.
출력 제어부(33)는 프로그램 또는 회로에 의해 구성되어 있다. 출력 제어부(33)는 조작부(42), 절환부(43), 및, 보용 판정부(32)의 동작 검출 신호에 기초하여, 전압 펄스를 각 전극(11∼13)에 공급한다. 출력 제어부(33)는 전압 펄스의 폭 및 펄스의 간격을 변경함으로써 각 전극(11∼13)에 공급되는 전류의 크기 및 주파수를 제어한다. 출력 제어부(33)는 각 전극(11∼13)에 전류가 공급됨으로써 각 전극(11∼13)에 전기 자극을 출력시킨다. 출력 제어부(33)는 각 전극(11∼13)에 공급하는 전류의 제어 모드로서, 평지 보행 모드, 계단 오르기 모드, 및, 계단 내려가기 모드를 갖는다.
전원부(41)는 펄스 발생부(46) 및 제어부(31)에 전력을 공급한다. 조작부(42)는 제어부(31)의 전원을 온 및 오프하기 위한 스위치, 및, 각종 설정을 행하기 위한 스위치 및 다이얼을 갖고 있다. 절환부(43)는 출력 제어부(33)의 제어 모드를 절환한다. 절환부(43)는 복수의 제어 모드에 대응한 복수의 조작편을 갖고 있다. 표시부(44)는 전기 자극이 부여되고 있는 근육 및 전기 자극의 강도를 나타내는 정보 등을 표시한다. 기억부(45)에는, 각 전극(11∼13)을 제어하기 위한 프로그램이 미리 기억되어 있다. 펄스 발생부(46)는 20㎐∼100㎐, 바람직하게는 40㎐의 저주파의 신호를 제어부(31)에 출력한다.
도 2를 참조하여, 하지(50)의 근육에 대하여 설명한다.
중립 변위 상태는, 사용자가 슬관절을 편 상태를 나타낸다. 또한, 중립 변위 상태로부터 슬관절이 구부러지는 동작, 및, 슬관절이 구부러진 상태로부터 중립 변위 상태로 되돌리는 동작을 슬관절의 변위라 한다.
중립 회선 상태는, 하지(50)의 축둘레로 슬관절이 회선하고 있지 않은 상태를 나타낸다.
슬관절의 회선은, 중립 회선 상태로부터 하지(50)의 축둘레로 슬관절이 회선하는 동작을 나타낸다. 또한, 슬관절이 내측으로부터 외측을 향하여 회선하는 동작을 「외선」이라 하고, 슬관절이 외측으로부터 내측을 향하여 회선하는 동작을 「내선」이라 한다.
하지(50)는 대퇴(50A) 및 하퇴(50B)로 구분된다. 대퇴(50A)를 구성하는 근육은, 하지 복측근군으로서의 대퇴사두근(51), 및, 하지 배측근군으로서의 햄스트링(52)을 포함한다. 햄스트링(52)은 반건양근(53), 대퇴이두근(54), 및, 반막양근(55)을 포함한다. 하퇴(50B)를 구성하는 근육은 비복근(56)을 포함한다.
대퇴사두근(51), 햄스트링(52), 및, 비복근(56)은 슬관절에 걸치는 근육이다. 대퇴사두근(51) 및 햄스트링(52)이 수축하였을 때에는, 슬관절을 상측으로 인장함으로써 슬관절을 중립 변위 상태로 되돌리려고 하는 힘이 슬관절에 작용한다. 또한, 비복근(56)이 수축하였을 때에는, 슬관절을 하측으로 인장함으로써 슬관절을 중립 변위 상태로 되돌리려고 하는 힘이 슬관절에 작용한다. 이 때문에, 대퇴사두근(51), 햄스트링(52), 및, 비복근(56) 중 적어도 1개가 수축하였을 때에는, 슬관절의 요동을 작게 하는 방향의 힘이 슬관절에 작용한다.
대퇴사두근(51) 및 햄스트링(52)은 슬관절의 회선에 기여하는 근육이다. 대퇴사두근(51) 및 햄스트링(52)이 수축하였을 때에는, 슬관절을 외선한 상태 또는 내선한 상태로부터 중립 회선 상태로 되돌리려고 하는 힘이 슬관절에 작용한다. 이 때문에, 대퇴사두근(51) 및 햄스트링(52) 중 적어도 1개가 수축하였을 때에는, 슬관절의 회선을 작게 하는 방향의 힘이 슬관절에 작용한다.
다음에, 하지(50)의 근육과 각 전극(11∼13)의 위치 관계에 대하여 설명한다. 또한, 도 2는 우측 하지와 각 전극(11∼13)의 위치 관계를 도시하고 있다. 또한, 좌측 하지의 근육과 각 전극(11∼13)의 위치 관계는 우측 하지의 근육과 각 전극(11∼13)의 위치 관계와 마찬가지이다.
제1 전극(11)은 서포터(14)(도 1 참조)에 있어서 대퇴사두근(51)과 대응하는 부분에 부착되어 있다. 제1 전극(11)의 정극 및 부극은, 서포터(14)가 우측 하지에 부착된 상태에 있어서, 대퇴사두근(51)에 있어서 상하 방향으로 이격하여 배치되어 있다. 상부 전극은 대퇴직근의 모터 포인트(이후 MT 위치)를 포함하도록 배치하고, 하부 전극은 내측광근의 MT 위치와 외측광근의 MT 위치의 양쪽을 포함하도록 배치하는 편이 좋다. 제2 전극(12)은 서포터(14)에 있어서 햄스트링(52)과 대응하는 부분에 부착되어 있다. 제2 전극(12)의 정극 및 부극은, 서포터(14)가 우측 하지에 부착된 상태에 있어서, 햄스트링(52)의 상하 방향의 중앙부에 있어서 좌우 방향으로 이격하여 배치되어 있다. 이들 쌍의 전극 중 어느 쪽인가에, 대퇴이두근 장두의 MT, 반건양근의 MT를 포함하도록 배치하는 편이 좋다. 제3 전극(13)은 서포터(14)에 있어서 비복근(56)에 대응하는 부분에 부착되어 있다. 제3 전극(13)의 정극 및 부극은, 서포터(14)가 우측 하지에 부착된 상태에 있어서, 비복근(56)의 좌우 방향으로 이격하여 배치되어 있다. 이들 쌍의 전극 중 어느 쪽인가에, 비복근 내측두의 MT, 비복근 외측두의 MT를 포함하도록 배치하는 편이 좋다.
도 3을 참조하여, 보용 판정에 대하여 설명한다.
보행 동작의 페이즈가 입각 전기일 때, 발끝이 접지하지 않고, 발뒤꿈치가 접지하고 있다. 이 때문에, 시각 t11부터 시각 t12까지의 기간에 나타나는 바와 같이, 제1 검출부(21)의 검출 신호가 제1 역치 TH1 이상의 크기를 나타내고, 제2 검출부(22)의 검출 신호가 제2 역치 TH2 미만의 크기를 나타낸다. 이 때문에, 보용 판정부(32)는, 예를 들어 시각 t11에 있어서, 제1 검출부(21)의 검출 신호가 제1 역치 TH1 이상인 것, 및, 제2 검출부(22)의 검출 신호가 제2 역치 TH2 미만인 것에 기초하여, 보행 동작의 페이즈가 입각 전기인 것을 판정한다. 보용 판정부(32)는 보행 동작의 페이즈가 입각 전기라고 판정하였을 때, 동작 검출 신호로서, 입각 전기 검출 신호를 출력 제어부(33)에 출력한다.
보행 동작의 페이즈가 입각 중기일 때, 발가락 및 발뒤꿈치가 접지하고 있다. 이 때문에, 시각 t12부터 시각 t13까지의 기간에 나타나는 바와 같이, 제1 검출부(21)의 검출 신호가 제1 역치 TH1 미만의 크기를 나타내고, 제2 검출부(22)의 검출 신호가 제2 역치 TH2 미만의 크기를 나타낸다. 이 때문에, 보용 판정부(32)는, 예를 들어 시각 t12에 있어서, 제1 검출부(21)의 검출 신호가 제1 역치 TH1 미만인 것, 및, 제2 검출부(22)의 검출 신호가 제2 역치 TH2 미만인 것에 기초하여, 보행 동작의 페이즈가 입각 중기라고 판정한다. 보용 판정부(32)는 보행 동작의 페이즈가 입각 중기라고 판정하였을 때, 동작 검출 신호로서, 입각 중기 검출 신호를 출력 제어부(33)에 출력한다.
보행 동작의 페이즈가 입각 후기일 때, 발가락이 접지하고, 발뒤꿈치가 접지하고 있지 않다. 이 때문에, 시각 t13부터 시각 t14까지의 기간에 나타나는 바와 같이, 제1 검출부(21)의 검출 신호가 제1 역치 TH1 미만의 크기를 나타내고, 제2 검출부(22)의 검출 신호가 제2 역치 TH2 이상의 크기를 나타낸다. 이 때문에, 보용 판정부(32)는, 예를 들어 시각 t13에 있어서, 제1 검출부(21)의 검출 신호가 제1 역치 TH1 미만인 것, 및, 제2 검출부(22)의 검출 신호가 제2 역치 TH2 이상인 것에 기초하여, 보행 동작의 페이즈가 입각 후기라고 판정한다. 보용 판정부(32)는 보행 동작의 페이즈가 입각 후기라고 판정하였을 때, 동작 검출 신호로서, 입각 후기 검출 신호를 출력 제어부(33)에 출력한다.
보행 동작의 페이즈가 유각기일 때, 발가락 및 발뒤꿈치가 접지하고 있지 않다. 이 때문에, 시각 t14부터 시각 t16까지의 기간에 나타나는 바와 같이, 제1 검출부(21)의 검출 신호가 제1 역치 TH1 이상의 크기를 나타내고, 제2 검출부(22)의 검출 신호가 제2 역치 TH2 이상의 크기를 나타낸다. 또한, 보행 동작의 페이즈가 유각 전기일 때, 대퇴(50A)의 각속도 변화가 하퇴(50B)의 각속도 변화보다도 크다. 이 때문에, 시각 t14부터 시각 t15까지의 기간에 나타나는 바와 같이, 제3 검출부(23)의 검출 신호가 증가하고, 제4 검출부(24)의 검출 신호가 감소한다. 이 때문에, 보용 판정부(32)는, 예를 들어 시각 t14에 있어서, 제1 검출부(21)의 검출 신호가 제1 역치 TH1 미만인 것, 및, 제2 검출부(22)의 검출 신호가 제2 역치 TH2 미만인 것에 기초하여, 보행 동작의 페이즈가 유각기라고 판정한다. 또한, 제3 검출부(23)의 검출 신호가 증가하고 있는 것, 및, 제4 검출부(24)의 검출 신호가 감소하고 있는 것에 기초하여, 보행 동작의 페이즈가 유각 전기라고 판정한다. 보용 판정부(32)는 보행 동작의 페이즈가 유각 전기라고 판정하였을 때, 동작 검출 신호로서, 유각 전기 검출 신호를 출력 제어부(33)에 출력한다.
보행 동작의 페이즈가 유각 후기일 때, 하퇴(50B)의 각속도 변화가 대퇴(50A)의 각속도 변화보다도 크다. 이 때문에, 시각 t15부터 소정의 기간에 나타나는 바와 같이, 제3 검출부(23)의 검출 신호가 감소하고, 제4 검출부(24)의 검출 신호가 증가한다. 이 때문에, 보용 판정부(32)는, 예를 들어 시각 t15에 있어서, 제3 검출부(23)의 검출 신호가 감소하는 것, 및, 제4 검출부(24)의 검출 신호가 증가하는 것에 기초하여, 보행 동작의 페이즈가 유각 후기라고 판정한다. 보용 판정부(32)는 보행 동작의 페이즈가 유각 후기라고 판정하였을 때, 동작 검출 신호로서, 유각 후기 검출 신호를 출력 제어부(33)에 출력한다.
도 4를 참조하여, 1보행 주기에 있어서의 각 전극(11∼13)(도 1 참조)의 전기 자극의 출력 형태에 대하여 설명한다. 또한, 도 4를 참조하는 이하의 설명에 있어서, 부호가 부여된 전기 자극 장치(1)의 구성 요소는, 도 1에 기재된 구성 요소를 나타낸다.
출력 제어부(33)는 평지 보행 모드, 계단 오르기 모드, 및, 계단 내려오기 모드에서, 이하의 각 전극(11∼13)의 통전 패턴이 실행되고 있다.
출력 제어부(33)는 절환부(43)에 의해 평지 보행 모드가 선택되었을 때, 입각 중기에 있어서 각 전극(11∼13)에 전기 자극을 출력시키고, 입각 전기, 입각 후기, 유각 전기, 및, 유각 후기에 있어서 각 전극(11∼13)에 전기 자극을 출력시키지 않는다.
출력 제어부(33)는 절환부(43)에 의해 계단 오르기 모드가 선택되었을 때, 입각 중기 및 입각 후기에 있어서 각 전극(11∼13)에 전기 자극을 출력시키고, 입각 전기, 유각 전기, 및, 유각 후기에 있어서 각 전극(11∼13)에 전기 자극을 출력시키지 않는다.
출력 제어부(33)는 절환부(43)에 의해 계단 내려오기 모드가 선택되었을 때, 입각 전기 및 입각 중기에 있어서 각 전극(11∼13)에 전기 자극을 출력시키고, 입각 후기, 유각 전기, 및, 유각 후기에 있어서 각 전극(11∼13)에 전기 자극을 출력시키지 않는다.
본원 발명자는, 전기 자극 장치(1)에 의한 전기 자극의 유무에 기초하는 무릎 통증의 정도 및 슬관절의 회선의 변동량을 측정하였다. 본원 발명자는, 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)을 사용자에게 부착하고, 제3 전극(13)을 사용자에게 부착하지 않은 상태에 있어서 사용자가 보행 동작하였을 때의 무릎 통증의 정도를 측정하였다. 또한, 본원 발명자는 슬관절의 요동량에 대해서도 마찬가지로 측정하였다.
무릎 통증의 정도의 측정 조건 및 측정 결과에 대하여 설명한다.
본원 발명자는, 일상 동작에 있어서 가장 무릎 통증이 커지는 동작을 기준으로 하여, 입각 전기, 입각 중기, 입각 후기, 및, 유각기의 각각의 무릎 통증의 정도에 대하여 복수의 피측정자에게 인터뷰하였다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본원 발명자는 이하의 측정 결과를 얻었다.
전기 자극이 부여되어 있지 않은 상태에 있어서 피측정자가 보행 동작으로서 평지 보행하였을 때, 입각 중기, 입각 전기, 유각기, 및, 입각 후기의 순으로 무릎 통증의 정도가 크다. 또한, 전기 자극이 부여되지 않은 상태에 있어서 피측정자가 보행 동작으로서 계단 오르기 하였을 때, 입각 중기, 입각 후기, 입각 전기, 및, 유각기의 순서대로 무릎 통증의 정도가 크다. 또한, 전기 자극이 부여되지 않은 상태에 있어서 피측정자가 보행 동작으로서 계단 내려오기 하였을 때, 입각 중기, 입각 전기, 입각 후기, 및, 유각기의 순으로 무릎 통증의 정도가 크다.
이 측정 결과로부터, 본원 발명자는, 전기 자극이 부여된 상태에 있어서의 입각기 및 유각기의 무릎 통증의 정도는, 전기 자극이 부여되지 않은 상태에 있어서의 입각기 및 유각기의 무릎 통증의 정도보다도 작아지는 것을 확인하였다. 또한, 본원 발명자는, 전기 자극이 부여된 상태의 입각 중기의 무릎 통증의 정도는, 전기 자극이 부여되지 않은 상태의 입각 중기의 무릎 통증의 정도에 대하여 현저하게 작아지는 것을 확인하였다.
슬관절의 회선의 정도의 측정 조건 및 측정 결과에 대하여 설명한다.
본원 발명자는, 도 6에 도시된 측정 조건에서 슬관절의 요동량으로서 대퇴(50A)의 가속도 면적을 측정하였다.
피측정자는, 좌우의 대퇴(50A)에 3축 가속도 센서(도시 생략)를 부착하였다. 3축 가속도 센서는, 대퇴(50A)의 가속도에 따른 신호를 해석용 컴퓨터(도시 생략)에 출력한다. 해석용 컴퓨터는, 입각기에 있어서의 좌우 방향 성분의 가속도 파형의 면적인 가속도 면적을 산출하였다.
측정 결과는, 전기 자극을 부여한 상태에 있어서 보행 동작하였을 때의 대퇴(50A)의 가속도 면적이, 전기 자극을 부여하지 않은 상태에 있어서 보행 동작하였을 때의 대퇴(50A)의 가속도 면적보다도 작아지는 것을 나타냈다. 그 이유는, 전기 자극 장치(1)에 의해 대퇴사두근(51) 및 햄스트링(52)에 전기 자극을 부여함으로써 대퇴사두근(51) 및 햄스트링(52)이 수축하기 때문에, 슬관절의 요동량이 억제되는 것에 의한 것으로 생각된다.
본 실시 형태의 전기 자극 장치(1)의 작용에 대하여 설명한다.
전기 자극 장치(1)는 입각 중기에 있어서 대퇴사두근(51), 햄스트링(52) 및 비복근(56)에 전기 자극을 부여한다. 이에 의해, 대퇴사두근(51) 및 햄스트링(52)이 수축하기 때문에, 입각 중기에 있어서 슬관절의 회선이 억제된다. 또한, 비복근(56)이 수축하기 때문에, 슬관절의 변위가 억제된다.
본 실시 형태의 전기 자극 장치(1)에 의하면, 이하의 효과가 얻어진다.
(1) 전기 자극 장치(1)는 입각 중기에 있어서 슬관절에 걸치는 근육에 전기 자극을 부여한다. 이 때문에, 보행 중의 무릎 통증이 억제된다. 또한, 전기 자극 장치(1)는 사용자가 보행 동작할 때에 무릎에의 부하가 작아지는 유각기에 있어서 슬관절에 걸치는 근육에 전기 자극을 부여하지 않는다. 이 때문에, 무릎 통증의 증가 및 전기 자극에 의한 근육의 피로의 증가의 양쪽을 억제할 수 있다. 따라서, 전기 자극 장치(1)는 보행 동작 시에 있어서, 무릎 통증의 발생을 억제하는 것, 및, 근육 피로의 증가를 억제하는 것을 양립할 수 있다.
(2) 전기 자극 장치(1)는, 계단 오르기 모드일 때, 입각 후기에 있어서 각 전극(11∼13)에 전기 자극을 출력시킨다. 이 때문에, 무릎 통증이 저감된다.
(3) 전기 자극 장치(1)는, 계단 내려오기 모드일 때, 입각 전기에 있어서 각 전극(11∼13)에 전기 자극을 출력시킨다. 이 때문에, 무릎 통증이 저감된다.
(4) 전기 자극 장치(1)는, 입각 중기에 있어서 대퇴사두근(51), 햄스트링(52) 및 비복근(56)에 전기 자극을 부여한다. 이 때문에, 무릎 통증이 보다 작아진다.
(5) 전기 자극 장치(1)는, 유각기에 있어서 대퇴사두근(51), 햄스트링(52) 및 비복근(56)에 전기 자극을 부여하지 않는다. 이 때문에, 전기 자극에 의한 근육의 피로의 증가가 억제된다.
본 전기 자극 장치는, 이하의 변형예를 취할 수 있다.
ㆍ제1 전극(11)의 서포터(14)에의 부착 위치가, 대퇴사두근(51)에 대응하는 서포터(14)의 부분의 범위 내에 있어서 좌우 방향으로 이격한 상태에서 접착된다.
ㆍ제2 전극(12)의 서포터(14)에의 부착 위치가, 햄스트링(52)에 대응하는 서포터(14)의 부분의 범위 내에 있어서 햄스트링(52)의 상하 방향의 중앙부 이외의 위치로 변경된다.
ㆍ제3 전극(13)이 비복근(56)에 대응하는 서포터(14)의 부분의 범위 내에 있어서 상하 방향으로 이격한 상태에서 접착된다.
ㆍ각 전극(11∼13) 외에, 하지(50)의 이하의 부분에 대응하는 서포터(14)의 부분에 전극이 접착된다.
(A1) 전극은, 하퇴(50B)의 외측부에 대응하는 서포터(14)의 부분에 접착된다. 이에 의해, 전극은, 족배근군에 전기 자극을 부여한다.
(A2) 전극은, 중둔근에 대응하는 서포터(14)의 부분의 범위 내에 있어서 상하 방향으로 이격한 상태에서 접착된다.
(A3) 전극은, 대둔근에 대응하는 서포터(14)의 부분의 범위 내에 있어서 상하 방향으로 이격한 상태에서 접착된다.
상기 (A2) 및 (A3)의 구성에 의하면, 중둔근 또는 대둔근에 전기 자극이 부여됨으로써 중둔근 또는 대둔근이 수축할 때, 햄스트링(52)이 연동하여 수축한다. 이 때문에, 슬관절의 회선이 억제된다.
ㆍ전기 자극 장치(1)는 제2 전극(12) 대신에, 상기 (A2) 및 (A3) 중 적어도 한쪽의 전극을 갖는다.
ㆍ각 전극(11∼13) 중 1개 또는 2개가 생략된다.
ㆍ각 전극(11∼13)이 평지 보행 모드, 계단 오르기 모드, 및, 계단 내려가기 모드에서, 입각 중기 중 일부의 기간에 있어서 슬관절에 걸치는 근육에 전기 자극을 부여한다.
ㆍ각 전극(11∼13)이 계단 오르기 모드에서, 입각 후기 중 일부의 기간에 있어서 슬관절에 걸치는 근육에 전기 자극을 부여한다.
ㆍ각 전극(11∼13)이 계단 내려가기 모드에서, 입각 전기 중 일부의 기간에 있어서 슬관절에 걸치는 근육에 전기 자극을 부여한다.
ㆍ제어부(31)가 유각 전기의 일부의 기간, 또는, 유각 후기의 일부의 기간에 있어서 각 전극(11∼13)에 전기 자극을 출력한다.
ㆍ제어부(31)가 입각 중기에 있어서 각 전극(11∼13)에 출력하는 전기 자극보다도 약한 전기 자극을 유각 전기에 있어서 각 전극(11∼13)에 출력한다. 이 약한 전기 자극의 생성 방법은, 예를 들어 이하의 (B1)∼(B3)을 들 수 있다. 또한, (B1)∼(B3)은 서로 조합할 수 있다.
(B1) 전기 자극을 각 전극(11∼13) 중 1개 또는 2개에 출력한다.
(B2) 유각 전기에 있어서 전기 자극을 출력하는 기간이 입각 중기에 있어서 전기 자극을 출력하는 기간보다도 짧다.
(B3) 각 전극(11∼13) 중 전기 자극을 출력하는 전극에 공급되는 전류가 작다.
ㆍ제어부(31)가 도 7에 도시된 통전 패턴을 갖는다.
(a1) 통전 패턴 A는, 입각 중기에 있어서 전극에 전기 자극을 출력시키고, 입각 전기, 입각 후기, 및, 유각기에 있어서 전극에 전기 자극을 출력시키지 않는다.
(a2) 통전 패턴 B는, 입각 전기 및 입각 중기에 있어서 전극에 전기 자극을 출력시키고, 입각 후기 및 유각기에 있어서 전극에 전기 자극을 출력시키지 않는다.
(a3) 통전 패턴 C는, 입각 중기 및 입각 후기에 있어서 전극에 전기 자극을 출력시키고, 입각 전기 및 유각기에 있어서 전극에 전기 자극을 출력시키지 않는다.
(a4) 통전 패턴 D는, 입각기에 있어서 전극에 전기 자극을 출력시키고, 유각기에 있어서 전극에 전기 자극을 출력시키지 않는다.
(a5) 통전 패턴 E는, 입각 전기, 입각 중기, 및, 유각 후기에 있어서 전극에 전기 자극을 출력시키고, 입각 후기 및 유각 전기에 있어서 전극에 전기 자극을 출력시키지 않는다.
(a6) 통전 패턴 F는, 입각기 및 유각 후기에 있어서 전극에 전기 자극을 출력시키고, 입각 전기에 있어서 전극에 전기 자극을 출력시키지 않는다.
상기 통전 패턴에 의하면, 상기 실시 형태의 (1)∼(5)의 효과, 및, 이하의 (6) 및 (7)의 효과가 얻어진다.
(6) 통전 패턴 D에 의하면, 발바닥의 접지에 수반하여 슬관절이 회선하는 것을 억제하는 기간이 길어진다. 이 때문에, 입각기에 있어서 무릎 통증이 발생하기 어려워진다. 또한, 복수의 통전 패턴 D가 조합되어 실행되는 경우, 무릎 통증이 보다 발생하기 어려워진다. 또한, 슬관절에 걸치는 근육이 증강되기 쉬워진다. 이 때문에, 사용자의 체력 향상을 기대할 수 있다.
(7) 통전 패턴 E 또는 F에 의하면, 발뒤꿈치가 접지하기 전부터 슬관절에 걸치는 근육에 전기 자극이 부여된다. 이 때문에, 발뒤꿈치가 접지하기 시작하는 타이밍에 있어서, 이미 전기 자극이 부여되고 있는 상태가 형성되기 쉬워진다. 이 때문에, 발뒤꿈치가 접지하였을 때의 무릎 통증이 발생하기 어려워진다.
ㆍ제어부(31)가 각 전극(11∼13) 중 적어도 1개를, 상기 통전 패턴 A∼F 중 어느 하나에 기초하여 제어한다. 이 경우, 제어부(31)가 다음의 (C1) 및 (C2) 중 적어도 한쪽의 구성을 취할 수 있다.
(C1) 제어부(31)는 입각 중기에 있어서 각 전극(11∼13)의 1개 또는 2개에 전기 자극을 출력시키지 않는다.
(C2) 제어부(31)는 유각 전기에 있어서 각 전극(11∼13)의 1개 또는 2개에 전기 자극을 출력시킨다.
ㆍ보용 판정부(32)는 제3 검출부(23)에만 기초하여 입각 전기, 입각 중기, 입각 후기, 유각 전기, 및, 유각 후기를 판정한다.
보행 동작의 페이즈가 입각 전기일 때, 제3 검출부(23)의 검출 신호가 완만하게 증가한다. 이 때문에, 보용 판정부(32)는 제3 검출부(23)의 검출 신호의 변화 속도가 증가를 나타내는 플러스의 값이며, 또한, 변화 속도의 절댓값이 미리 설정된 속도 역치 이하, 또한, 제3 검출부(23)의 검출 신호의 변화량이 변화 역치보다도 클 때, 입각 전기라 판정한다. 또한, 제3 검출부(23)의 검출 신호의 변화 속도는, 취득한 검출 신호를 미분함으로써 산출된다. 또한, 제3 검출부(23)의 검출 신호의 변화량은, 예를 들어 복수회 전에 샘플링하였을 때의 검출 신호와, 금회 샘플링한 검출 신호의 차에 의해 산출된다. 또한, 변화 역치는 시험 등에 의해 미리 설정된다.
보행 동작의 페이즈가 입각 중기일 때, 제3 검출부(23)의 검출 신호가 거의 변화되지 않는다. 이 때문에, 보용 판정부(32)는 제3 검출부(23)의 검출 신호의 변화 속도의 절댓값이 속도 역치 이하, 또한, 제3 검출부(23)의 검출 신호의 변화량이 변화 역치 이하일 때, 입각 중기라 판정한다.
보행 동작의 페이즈가 입각 후기일 때, 제3 검출부(23)의 검출 신호가 완만하게 감소한다. 이 때문에, 보용 판정부(32)는 제3 검출부(23)의 검출 신호의 변화 속도가 감소를 나타내는 마이너스의 값이고, 또한, 변화 속도의 절댓값이 속도 역치 이하, 또한, 제3 검출부(23)의 검출 신호의 변화량이 변화 역치보다도 클 때, 입각 후기라 판정한다.
보행 동작의 페이즈가 유각 전기일 때, 제3 검출부(23)의 검출 신호가 급격하게 증가한다. 이 때문에, 보용 판정부(32)는 제3 검출부(23)의 검출 신호의 변화 속도가 플러스의 값이고, 또한, 변화 속도의 절댓값이 속도 역치보다도 클 때, 유각 전기라 판정한다.
보행 동작의 페이즈가 유각 후기일 때, 제3 검출부(23)의 검출 신호가 급격하게 감소한다. 이 때문에, 보용 판정부(32)는 제3 검출부(23)의 검출 신호의 변화 속도가 마이너스의 값이고, 또한, 변화 속도의 절댓값이 속도 역치보다도 클 때, 유각 후기라 판정한다.
ㆍ보용 판정부(32)는 제4 검출부(24)에만 기초하여 입각 전기, 입각 중기, 입각 후기, 유각 전기, 및, 유각 후기를 판정한다.
보행 동작의 페이즈가 입각 전기일 때, 제4 검출부(24)의 검출 신호가 완만하게 감소한다. 이 때문에, 보용 판정부(32)는 제4 검출부(24)의 검출 신호의 변화 속도가 감소를 나타내는 마이너스의 값이고, 또한, 변화 속도의 절댓값이 미리 설정된 속도 역치 이하, 또한, 제4 검출부(24)의 검출 신호의 변화량이 변화 역치보다도 클 때, 입각 전기라 판정한다. 또한, 제4 검출부(24)의 검출 신호의 변화 속도 및 변화량은, 제3 검출부(23)의 검출 신호의 변화 속도 및 변화량과 마찬가지로 산출된다.
보행 동작의 페이즈가 입각 중기일 때, 제4 검출부(24)의 검출 신호가 거의 변화되지 않는다. 이 때문에, 보용 판정부(32)는 제4 검출부(24)의 검출 신호의 변화 속도의 절댓값이 속도 역치 이하, 또한, 제4 검출부(24)의 검출 신호의 변화량이 변화 역치 이하일 때, 입각 중기라 판정한다.
보행 동작의 페이즈가 입각 후기일 때, 제4 검출부(24)의 검출 신호가 급격하게 증가한다. 이 때문에, 보용 판정부(32)는 제4 검출부(24)의 검출 신호의 변화 속도가 증가를 나타내는 플러스의 값이고, 또한 변화 속도의 절댓값이 속도 역치보다도 클 때, 입각 후기라 판정한다.
보행 동작의 페이즈가 유각 전기일 때, 제4 검출부(24)의 검출 신호가 완만하게 증가한다. 이 때문에, 보용 판정부(32)는 제3 검출부(23)의 검출 신호의 변화 속도가 플러스의 값이고, 또한 변화 속도의 절댓값이 속도 역치 이하, 또한, 제4 검출부(24)의 검출 신호의 변화량이 변화 역치보다도 클 때, 유각 전기라 판정한다.
보행 동작의 페이즈가 유각 후기일 때, 제4 검출부(24)의 검출 신호가 급격하게 감소한다. 이 때문에, 보용 판정부(32)는 제3 검출부(23)의 검출 신호의 변화 속도가 마이너스의 값이고, 또한, 변화 속도의 절댓값이 속도 역치 이하일 때, 유각 후기라 판정한다.
ㆍ보용 판정부(32)는 제1 검출부(21)∼제4 검출부(24)의 검출 신호 이외의 수단에 의해 1보행 주기의 입각 전기, 입각 중기, 입각 후기, 유각 전기, 및, 유각 후기를 판정한다. 대퇴부의 자이로 센서는, 대퇴부의 배면에 배치되어도 되고, 하지의 자이로 센서는, 하지 배면에 배치되어도 된다. 단, 대퇴부 배면부, 하지부 배면부는, 복측(腹側), 측면에 비해 지면에 대하여 수직 위치를 취하기 어렵고, 지면에 대한 각도의 개인차도 크므로, 실시 형태에서는 대퇴부 및 하지의 자이로 센서는 복측, 측면에 배치하고 있다.
또한, 족압 센서는, 족부의 발등 또는 저면(장심)에 자이로 센서를 부착함으로써도 센싱이 가능하다. 보행 시의 진행 방향에 대하여 유각 전기에서는, 급격한 발의 흔들림 때문에 자이로 센서에 의해 검출되는 각속도는 상승하고, 유각 후기에서는, 그 각속도는 감소한다. 입각 초기에서는, 각속도가 0일 때에 자이로 센서의 검출 신호에 접지 시의 진동이 들어가고, 발 전체면이 접지할 때에는, 검출되는 각속도가 유각기의 것과 반대 방향으로 증가한다. 입각 후기에서는 각속도가 더 증가한다. 이 상태를 족부의 자이로 센서에 의해 검출하고, 역치 판정을 하면, 족압 센서의 대체로 된다.
예를 들어, 보용 판정부(32)는 사용자의 팔의 흔들림, 또는, 체간의 회전 등에 의해 1보행 주기의 입각 전기, 입각 중기, 입각 후기, 유각 전기, 및, 유각 후기를 판정한다. 이 경우, 사용자의 팔, 또는, 체간에 자이로 센서가 부착된다.
ㆍ펄스 발생부(46)가 3㎑ 이상의 고주파의 신호를 제어부(31)에 출력한다. 제어부(31)는 입각 중기에 있어서 각 전극(11∼13)에 3㎑ 이상의 전기 자극을 출력하는 기간과, 각 전극(11∼13)에 전기 자극을 출력하지 않는 기간을 설정한다. 이 경우, 각 전극(11∼13)에 전기 자극을 출력하는 기간은, 각 전극(11∼13)에 전기 자극을 출력하지 않는 기간보다도 짧다. 이와 같은 3㎑ 이상의 고주파로 되는 전기 자극이 슬관절에 걸치는 근육에 부여된 경우, 지각 신경이 반응하지 않기 때문에, 통증이 발생하기 어렵다. 이 때문에, 보행 중의 무릎 통증이 발생하기 어려워지는 효과가 높아진다. 또한, 계단 내려가기 모드에서의 입각 전기, 및, 계단 오르기 모드에서의 입각 후기에 대해서도 마찬가지로 설정할 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 변형예의 제어부(31)의 입각 전기, 입각 후기, 및, 유각 후기에 대해서도 마찬가지로 설정할 수 있다.
ㆍ기억부(45)는 ROM, EEPROM 등의 컴퓨터 판독 가능 기억 매체일 수 있다. 보용 판정부(32) 및 출력 제어부(33)는 전용의 하드웨어이어도 되지만, 제어부(31)의 프로세서가 기억부(45)에 기억된 컴퓨터 판독 가능 명령을 실행함으로써 보용 판정부(32) 및 출력 제어부(33)의 기능이 실현되어도 된다. 기억부(45)는 제어부(31)의 일부이어도 된다.
본 개시는 이하의 실시예를 포함한다.
(부기 1)
상기 제어부는, 상기 유각기 중, 다리를 올리는 기간인 유각 전기, 및, 상기 다리를 내리는 기간인 유각 후기를 판정하고, 상기 유각 후기로부터 상기 입각 중기까지의 기간에 있어서 상기 전극에 전기 자극을 출력시키는 청구항 1에 기재된 전기 자극 장치.
(부기 2)
상기 제어부는, 상기 1보행 주기 중, 발뒤꿈치가 접지하고, 또한, 발의 발가락이 접지하고 있지 않은 입각 전기, 발의 발가락이 접지하고, 또한, 발뒤꿈치가 접지하고 있지 않은 입각 후기, 다리를 올리는 기간인 유각 전기, 및, 상기 다리를 내리는 기간인 유각 후기를 판정하고, 상기 유각 후기부터 상기 입각 후기까지의 기간에 있어서 상기 전극에 전기 자극을 출력시키는 청구항 1에 기재된 전기 자극 장치.
본 발명은 예시한 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 예시한 특징이 본 발명에 있어서 필수인 것으로 해석되어서는 안되고, 오히려, 본 발명의 주제는, 개시한 특정한 실시 형태의 모든 특징보다 적은 특징에 존재하는 경우가 있다. 본 발명은 청구범위에 의해 나타내어지고, 청구범위와 균등한 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (6)

1보행 주기 중, 발바닥 전체가 접지하고 있는 입각 중기, 및, 상기 발바닥 전체가 접지하고 있지 않은 유각기 중 어느 하나를 적어도 판정하는 제어부와,
슬관절에 걸치는 근육에 전기 자극을 출력하는 전극을 구비하고,
상기 제어부는,
상기 입각 중기에 있어서 상기 전극에 전기 자극을 출력시키는 기간을 갖고, 상기 유각기에 있어서 상기 입각 중기에 출력시키는 전기 자극보다도 약한 전기 자극을 상기 전극에 출력시키는 기간을 갖거나,
또는,
상기 입각 중기에 있어서 상기 전극에 전기 자극을 출력시키는 기간을 갖고, 상기 유각기에 있어서 상기 전극에 전기 자극을 출력시키지 않는 기간을 갖는 전기 자극 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 1보행 주기 중, 발뒤꿈치가 접지하고, 또한, 발의 발가락이 접지하고 있지 않은 입각 전기를 판정하고,
상기 제어부는, 상기 입각 전기에 있어서 상기 전극에 전기 자극을 출력시키는 전기 자극 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어부는, 1보행 주기 중, 발의 발가락이 접지하고, 또한, 발뒤꿈치가 접지하고 있지 않은 입각 후기를 판정하고,
상기 제어부는, 상기 입각 후기에 있어서 상기 전극에 전기 자극을 출력시키는 전기 자극 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 유각기 중, 다리를 올리는 기간인 유각 전기, 및, 상기 다리를 내리는 기간인 유각 후기를 판정하고,
상기 제어부는,
상기 유각 후기에 있어서 상기 전극에 전기 자극을 출력시키고, 상기 유각 전기에 있어서 상기 입각 중기에 출력하는 전기 자극보다도 약한 전기 자극을 상기 전극에 출력시키는 기간을 갖거나,
또는,
상기 유각 후기에 있어서 상기 전극에 전기 자극을 출력시키고, 상기 유각 전기에 있어서 상기 전극에 전기 자극을 출력시키지 않는 기간을 갖는 전기 자극 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 자극 장치는, 복수의 상기 전극, 및, 장착부를 갖고,
상기 장착부는, 하지에 장착되는 물체이고,
상기 복수의 전극 중 1개인 복측근 전극은, 상기 장착부 중, 상기 슬관절에 걸치는 근육인 하지 복측근군에 대응하는 부분에 부착되고,
상기 복수의 전극 중 1개인 배측근 전극은, 상기 장착부 중, 상기 슬관절에 걸치는 근육인 하지 배측근군에 대응하는 부분에 부착되고,
상기 복수의 전극 중 1개인 비복근 전극은, 상기 장착부 중, 상기 슬관절에 걸치는 근육인 비복근에 대응하는 부분에 부착되고,
상기 제어부는,
상기 1보행 주기 중, 발뒤꿈치가 접지하고, 또한, 발의 발가락이 접지하고 있지 않은 입각 전기, 발의 발가락이 접지하고, 또한, 발뒤꿈치가 접지하고 있지 않은 입각 후기, 다리를 올리는 기간인 유각 전기, 및, 상기 다리를 내리는 기간인 유각 후기를 판정하고,
상기 입각 전기에 있어서 상기 복수의 전극 중 적어도 1개에 전기 자극을 출력시키거나, 또는, 상기 입각 전기에 있어서 상기 복수의 전극 중 적어도 1개에 전기 자극을 출력시키지 않고,
상기 입각 후기에 있어서 상기 복수의 전극 중 적어도 1개에 전기 자극을 출력시키거나, 또는, 상기 입각 후기에 있어서 상기 복수의 전극 중 적어도 1개에 전기 자극을 출력시키지 않고,
상기 유각 후기에 있어서 상기 복수의 전극 중 적어도 1개에 전기 자극을 출력시키거나, 또는, 상기 유각 후기에 있어서 상기 복수의 전극 중 적어도 1개에 전기 자극을 출력시키지 않는 전기 자극 장치.
보행 주기에 따라서 주기적으로 변화하는 검출 신호를 검출부로부터 수신하도록 구성되는 제어부와,
상기 제어부에 접속되며, 상기 제어부의 제어에 따라서 슬관절 자극을 출력하도록 구성되는 하지 전극과,
상기 제어부에 접속되거나 또는 상기 제어부에 내장되는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체를 구비하는 전기 자극 장치에 있어서,
상기 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는,
상기 검출 신호가 입각 중기를 나타낼 때마다, 상기 하지 전극으로부터 제1 강도의 제1 슬관절 자극을 출력시키는 것,
상기 검출 신호가 유각기를 나타낼 때마다, 상기 제1 강도보다도 낮은 제2 강도의 제2 슬관절 자극을 출력시키거나, 또는, 상기 하지 전극으로부터의 슬관절 자극의 출력을 정지하는 것을 상기 제어부에 실행시키도록 구성되는 컴퓨터 판독 가능 명령을 유지하는 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180129578A (ko) * 2017-05-26 2018-12-05 순천향대학교 산학협력단 저주파 자극 발보조기 장치 및 이를 이용한 족관절 자극 방법
KR20190110215A (ko) * 2018-03-20 2019-09-30 김창걸 장착형 보행 신경근 전기 자극 장치 및 방법, 상기 방법을 수행하기 위한 저장 매체
KR20200059829A (ko) * 2018-11-22 2020-05-29 김창걸 지능형 보행 신경근 전기 자극 장치 및 방법, 상기 방법을 수행하기 위한 저장 매체

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11285034B2 (en) 2015-04-15 2022-03-29 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Cutaneous stimulation devices and methods of using the same
FR3056114A1 (fr) * 2016-09-22 2018-03-23 Universite Paris Est Creteil Val De Marne Dispositif de stimulation pour l'activation d'au moins un muscle intervenant dans le releve du pied
JP7152845B2 (ja) * 2017-04-27 2022-10-13 株式会社 Mtg 筋肉電気刺激装置
CN108852753A (zh) * 2018-03-23 2018-11-23 刘振寰 脑瘫儿童家用悬吊步行训练器
GB2602800B (en) 2021-01-13 2023-05-10 Mygo4Ward Ltd Improvements relating to functional electrical stimulation garments
CN113520375B (zh) * 2021-07-21 2023-08-01 深圳大学 步态相位的划分方法、装置、存储介质及系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000279536A (ja) 1999-03-29 2000-10-10 Univ Kurume 筋力増強器

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05293188A (ja) * 1992-04-21 1993-11-09 Nec San-Ei Instr Co Ltd 電気刺激装置による生体機能矯正方式
KR200144073Y1 (ko) * 1996-05-07 1999-06-15 천호균 신발
GB2368017B (en) * 2000-06-20 2004-05-12 Bournemouth University Higher Apparatus for electrical stimulation of the leg
US7153242B2 (en) * 2001-05-24 2006-12-26 Amit Goffer Gait-locomotor apparatus
US8346367B2 (en) * 2002-09-11 2013-01-01 Meagan Medical, Inc. Apparatus and method for stabilizing, improving mobility, and controlling cartilage matrix degradation of weight-bearing articular joints
JP2004313555A (ja) * 2003-04-18 2004-11-11 Roudou Fukushi Jigyodan 機能的電気刺激歩行補助装置
JP2005000500A (ja) * 2003-06-13 2005-01-06 Yaskawa Electric Corp 足関節電動装具
WO2006069264A1 (en) * 2004-12-22 2006-06-29 össur hf Systems and methods for processing limb motion
US8512415B2 (en) * 2005-03-31 2013-08-20 Massachusetts Institute Of Technology Powered ankle-foot prothesis
US8864846B2 (en) * 2005-03-31 2014-10-21 Massachusetts Institute Of Technology Model-based neuromechanical controller for a robotic leg
US7756585B2 (en) * 2006-01-31 2010-07-13 Good Samaritan Children's Therapy Unit Muscle stimulation method and system to improve walking
US7552021B2 (en) * 2006-12-07 2009-06-23 Step Of Mind Ltd. Device and method for improving human motor function
JP2009050533A (ja) * 2007-08-28 2009-03-12 Chiba Univ 自立歩行支援装置及びそれに用いられるプログラム
JP5323772B2 (ja) * 2010-07-02 2013-10-23 パナソニック株式会社 電気刺激装置
GB2495967B (en) * 2011-10-27 2018-03-21 Salisbury Nhs Found Trust Wireless footswitch and functional electrical stimulation apparatus
JP5569885B2 (ja) * 2011-10-28 2014-08-13 学校法人加計学園 足関節駆動による歩行支援機能的電気刺激システム
KR101317354B1 (ko) * 2011-11-21 2013-10-11 서강대학교산학협력단 보행보조토크 제어방법 및 보행보조장치
JP5927552B2 (ja) * 2011-12-14 2016-06-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 体動検出装置
CN103083809A (zh) * 2013-01-10 2013-05-08 江苏德长医疗科技有限公司 一种电刺激助行装置的输出控制方法
CN103405849B (zh) * 2013-08-15 2015-12-23 江苏德长医疗科技有限公司 康复治疗系统

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000279536A (ja) 1999-03-29 2000-10-10 Univ Kurume 筋力増強器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180129578A (ko) * 2017-05-26 2018-12-05 순천향대학교 산학협력단 저주파 자극 발보조기 장치 및 이를 이용한 족관절 자극 방법
KR20190110215A (ko) * 2018-03-20 2019-09-30 김창걸 장착형 보행 신경근 전기 자극 장치 및 방법, 상기 방법을 수행하기 위한 저장 매체
KR20200059829A (ko) * 2018-11-22 2020-05-29 김창걸 지능형 보행 신경근 전기 자극 장치 및 방법, 상기 방법을 수행하기 위한 저장 매체

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