WO2016088311A1 - 電気刺激装置 - Google Patents

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WO2016088311A1
WO2016088311A1 PCT/JP2015/005722 JP2015005722W WO2016088311A1 WO 2016088311 A1 WO2016088311 A1 WO 2016088311A1 JP 2015005722 W JP2015005722 W JP 2015005722W WO 2016088311 A1 WO2016088311 A1 WO 2016088311A1
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angular velocity
electrical stimulation
electrode pad
current
motion
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PCT/JP2015/005722
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景太 乾
三原　泉
亮 市村
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • A61B5/1123—Discriminating type of movement, e.g. walking or running
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    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
    • A61B5/6831—Straps, bands or harnesses

Definitions

  • This disclosure relates to an electrical stimulation device that applies electrical stimulation to muscles.
  • An electrical stimulation device that applies electrical stimulation to muscles is known.
  • An example of such an electrical stimulation device of Patent Document 1 includes an electrode that outputs current, a sensor that detects information related to movement of the knee joint, and a supporter to which the electrode and the sensor are attached and attached to the lower limb. According to this electrical stimulation device, the magnitude of the current output from the electrode is adjusted according to the detection result of the sensor.
  • the above-mentioned electrical stimulation device cannot properly train the abdominal muscles.
  • An object of the present disclosure is to provide an electrical stimulation device that can appropriately train the abdominal muscles.
  • An electrical stimulation device is an electrical stimulation device that applies electrical stimulation to muscles.
  • An electrode pad that outputs an electric current to give electrical stimulation
  • a sensor that detects information related to the movement of the waist
  • a control unit that adjusts the magnitude of the current output from the electrode pad based on the detection result of the sensor
  • an electrode A pad, a sensor, and a belt that supports the control unit.
  • the above-mentioned electrical stimulation device can properly train the abdominal muscles.
  • FIG. 1 is a perspective view of the electrical stimulation apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a development view of the pad holding portion of FIG.
  • FIG. 3 is a front view of the pad of FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram of the electrical stimulation apparatus of FIG.
  • FIG. 5 is a time chart showing an example of changes in each item during the walking operation of the electrical stimulation apparatus of FIG. 1 ((a) is the walking phase, (b) is the muscle expansion and contraction, and (c) is the angular velocity value. (D) is a current output form).
  • 6 is a time chart showing an example of changes in each item during the torsional operation of the electrical stimulation device in FIG.
  • FIG. 7 is a time chart showing an example of changes in each item during the bending operation of the electrical stimulation apparatus of FIG. 1 ((a) is the abdominal muscle phase, (b) is the muscle expansion and contraction, and (c) is the angular velocity value.
  • (D) is a current output form).
  • FIG. 8 is a time chart showing an example of an abnormal state during the bending operation of the electrical stimulation apparatus of FIG. 1 ((a) is an angular velocity value, and (b) is a current output form).
  • FIG. 9 is a front view showing an example of a usage state of the electrical stimulation device of FIG. 1.
  • An electrical stimulation device is an electrical stimulation device that applies electrical stimulation to muscles, and includes an electrode pad that outputs an electric current for applying electrical stimulation, a sensor that detects information about the motion of the waist, A control unit that adjusts the magnitude of a current output from the electrode pad based on a detection result of the sensor, and an electrode pad, a sensor, and a belt that supports the control unit.
  • the user can wear the belt on the waist so that the electrode pad is arranged around the abdomen.
  • the sensor detects information about the motion of the waist.
  • a control part outputs an electric current from an electrode pad based on the detection result of a sensor. For this reason, when the electric current flows through the abdomen, electrical stimulation is given to the abdomen, and the abdominal muscles can be appropriately trained.
  • the information regarding the motion of the waist is the angular velocity of the waist.
  • the abdominal muscles also move. For this reason, the angular velocity of the waist has a correlation with the motion of the abdominal muscles.
  • the sensor of the electrical stimulation device of [2] detects the angular velocity of the waist based on this point. For this reason, according to the operation of the abdominal muscles, electrical stimulation is easily applied to the abdomen.
  • the sensor detects information related to the motion of the waist accompanying the motion of the body.
  • the sensor of the electrical stimulation device of [3] detects information relating to the waist movement. For this reason, possibility that an abdominal muscle will be trained efficiently will be raised.
  • the body motion is one of a walking motion, a running motion, a twisting motion, and a bending motion.
  • the movement mode of the abdominal muscles varies depending on the type of body movement. Based on this point, the sensor of the electrical stimulation device according to the above [4] detects information related to the waist motion for each type of body motion. For this reason, the electrical stimulation according to the operation
  • control unit is configured to output the current output from the electrode pad based on the output form of the current set for each type of body movement and the detection result of the sensor. Adjust the size.
  • this electrical stimulation device electrical stimulation according to the operation of the abdominal muscles is given to the abdomen. For this reason, the possibility that the abdominal muscles are efficiently trained is further increased. In addition, the possibility of undesirable electrical stimulation being applied to the abdomen is reduced.
  • the control unit does not output an electric current to the electrode pad when the angular velocity value reflecting the detection result of the sensor is included in the predetermined range, or the angular velocity value is The current output from the electrode pad is made smaller than when it is not included in the predetermined range.
  • the value of angular velocity correlates with the degree of waist movement.
  • the predetermined range is set in advance in association with the hip motion, and the hip motion is suggested by the relationship between the value of the angular velocity and the predetermined range.
  • the value of the angular velocity is included in the predetermined range, it is suggested that the motion of the hip is small or the hip is not moving.
  • the control unit of the electrical stimulation device of [6] adjusts the current based on this point. For this reason, the possibility that the abdominal muscles are efficiently trained is further increased.
  • the control unit does not cause the electrode pad to output a current when the duration, which is a time during which the angular velocity value is not included in the predetermined range, is longer than the predetermined time.
  • the current output from the electrode pad is made smaller than when the duration is less than the predetermined time.
  • a state where the angular velocity value is included in the predetermined range and a state where the angular velocity value is not included in the predetermined range are repeated approximately periodically.
  • the state where the angular velocity value is not included in the predetermined range may continue. For this reason, when the duration is equal to or longer than the predetermined time, there is a high possibility that an abnormality in the output of the sensor actually occurs.
  • the control unit of the electrical stimulation device of [7] adjusts the current. For this reason, the possibility that the current is adjusted based on the value of the angular velocity that may not reflect the actual hip motion is reduced.
  • FIG. 1 shows an example of a belt-type electrical stimulation device 1 that can be attached to a target site.
  • the electrical stimulation device 1 includes a mounting unit 10 that can be mounted around an abdomen, which is an example of a target region, a main body 20 that includes several elements constituting the electrical stimulation device 1, and a current for applying electrical stimulation to the target region.
  • a plurality of electrode pads 60 are provided with a plurality of electrode pads 60. According to an example, the number of electrode pads 60 is four.
  • the electrical stimulation apparatus 1 further includes a control unit 30 that controls each electrode pad 60, an angular velocity sensor 51 that is an example of a sensor that detects information related to waist movement, and a sensor case 50 that houses the angular velocity sensor 51.
  • the control unit 30 is housed inside the main body 20.
  • the electrical stimulation apparatus 1 further includes a main cord 71 that connects the control unit 30 and the angular velocity sensor 51 via the sensor case 50, and an electrode cord 72 that connects the plurality of electrode pads 60 and the sensor case 50.
  • the main cord 71 and the electrode cord 72 are electrically connected within the sensor case 50. For this reason, the control unit 30 and the plurality of electrode pads 60 are electrically connected via the cords 71 and 72.
  • the mounting unit 10 includes a belt 11 wound around a target site, a main body holding unit 12 that holds the main body 20, a sensor holding unit 13 that holds the sensor case 50, and a pad holding unit 14 that holds the electrode pad 60.
  • the belt 11 is formed of, for example, an expandable material. Hooks and loops (not shown) of hook-and-loop fasteners are attached to both ends of the belt 11 in the longitudinal direction.
  • the belt 11 is wound around the target portion, and the hook and loop of the hook-and-loop fastener are bonded together, so that the belt 11 is attached to the target portion.
  • the belt 11 includes a hole 11A into which the electrode cord 72 is inserted.
  • An example of the main body holding portion 12 is a ring capable of holding the main body 20 and is formed at one end portion in the longitudinal direction of the belt 11. By inserting the main body 20 into the main body holding part 12, the main body 20 and the control part 30 are supported by the belt 11.
  • An example of the sensor holding unit 13 is a ring that can hold the sensor case 50, and is formed between the main body holding unit 12 and the pad holding unit 14 in the longitudinal direction of the belt 11. By inserting the sensor case 50 into the sensor holding part 13, the sensor case 50 and the angular velocity sensor 51 are supported by the belt 11.
  • An example of the pad holding portion 14 is a thick sheet that is formed inside the intermediate portion in the longitudinal direction of the belt 11 and has a structure for attaching and detaching the electrode pad 60.
  • Each electrode pad 60 is supported by the belt 11 by attaching each electrode pad 60 to the pad holding portion 14.
  • the pad holding part 14 includes eight holes 14A into which the terminals 73 of the electrode cord 72 are inserted.
  • An example of the electrode pad 60 is a thin film pad having conductivity.
  • the shape of the electrode pad 60 is a symmetrical ridge shape in which a constriction is formed.
  • the two electrode pads 60 are attached to the right part of the pad holding part 14.
  • the two electrode pads 60 are attached to the left part of the pad holding part 14.
  • the main cord 71 and the electrode cord 72 are wired along the outer periphery of the belt 11.
  • the electrode cord 72 is a single cord in which, for example, eight cords are bundled.
  • a terminal 73 is attached to the tip of each of the eight cords. As shown in FIG. 2, the electrode cord 72 is inserted into the hole 11 ⁇ / b> A of the belt 11, and each terminal 73 is inserted into the hole 14 ⁇ / b> A of the pad holding unit 14. For this reason, each terminal 73 is exposed to the outside of the pad holding part 14.
  • FIG. 2 shows a plane of the belt 11 in a state where the pad holding portion 14 is developed.
  • the pad holding part 14 is connected to the edge of the belt 11.
  • the pad holding portion 14 is folded back toward the belt 11, and the surface fastener 15 formed on the inner surface of the pad holding portion 14 and the inner surface of the belt 11 is bonded to each other, whereby the pad holding portion 14 is held by the belt 11. .
  • the electrode cord 72 is accommodated in the space formed between the inner surface of the belt 11 and the inner surface of the pad holding portion 14.
  • the four holes 14A formed on the surface fastener 15 side of the pad holding part 14 are arranged approximately in a row.
  • the four holes 14A formed on the pad holding portion 14 on the connection portion side with the belt 11 are also arranged in a line in the same manner.
  • the interval WA between the two holes 14A formed on the center side in the longitudinal direction of the pad holding portion 14 in the row on the surface fastener 15 side is the center in the longitudinal direction of the pad holding portion 14 in the row on the connection portion side of the pad holding portion 14. It is wider than the interval WB between the two holes 14A formed on the side.
  • the sizes of the interval WA and the interval WB and the relationship between the interval WA and the interval WB are determined based on, for example, a standard abdominal muscle shape.
  • FIG. 3 shows the electrode pad 60 separated from the pad holding part 14.
  • the electrode pad 60 includes a mounting surface 60A (see FIG. 1) that is a surface to be mounted on the target site, a non-mounting surface 60B that is a surface facing the pad holding portion 14 (see FIG. 2), and an electrode cord 72 (see FIG. 2), two hooks 61 to which a terminal 73 (see FIG. 2) is connected.
  • the mounting surface 60A is covered with a gel-like material having conductivity and adhesiveness.
  • Each hook 61 is attached to the non-mounting surface 60B. The position of each hook 61 in the electrode pad 60 is determined such that the center between the two hooks 61 in the longitudinal direction of the electrode pad 60 is offset in the longitudinal direction with respect to the longitudinal center of the electrode pad 60.
  • Each hook 61 is attached to each terminal 73 exposed from the hole 14A (see FIG. 2) of the pad holding part 14, whereby the electrode pad 60 is held by the pad holding part 14. According to this state, the electrode cord 72, the terminal 73, the hook 61, and the mounting surface 60A are electrically connected.
  • FIG. 4 shows a block diagram of the main body 20.
  • the main body 20 is operated to select the operation of the power supply unit 21 that supplies the power of the primary battery or the secondary battery to the control unit 30, the electrode pad 60, and the like, and the operation of the electrical stimulation device 1.
  • the operation unit 40 is provided.
  • the operation unit 40 includes a power switch 41 that switches on and off the power supply of the electrical stimulation device 1 and a mode selection unit 42 that selects a current output form by the electrode pad 60.
  • the mode selection unit 42 includes, for example, the following four types of buttons.
  • the first button is a button for selecting a walking motion mode that is a mode suitable for walking motion.
  • the second button is a button for selecting a travel operation mode that is a mode suitable for the travel operation.
  • the third button is a button for selecting a torsional operation mode that is a mode suitable for the torsional operation.
  • the fourth button is a button for selecting a bending operation mode that is a mode suitable for the bending operation.
  • the control unit 30 stores in advance various information to be referred to for controlling the electrode pad 60. For example, the output form of a plurality of currents corresponding to the operation mode selected by the mode selection unit 42 and a predetermined range for comparison with the angular velocity value obtained from the detection result of the angular velocity sensor 51 are defined. Multiple thresholds.
  • the angular velocity sensor 51 detects the angular velocity of the waist accompanying the movement of the body.
  • the body motion is, for example, one of walking motion, running motion, twisting motion, and bending motion.
  • the angular velocity sensor 51 detects an angular velocity around a first axis that is an axis along the height direction of the human body and a second axis that is an axis along the horizontal direction of the human body.
  • the mode selection unit 42 selects any one of the walking operation mode, the traveling operation mode, and the torsion operation mode, the angular velocity around the first axis is detected by the angular velocity sensor 51.
  • the angular velocity sensor 51 detects the angular velocity around the first axis or the second axis every few microseconds, for example, and outputs the detection result to the control unit 30.
  • the following arithmetic processing is executed by the control unit 30, whereby the angular velocity value is calculated from the detection result of the angular velocity sensor 51.
  • the moving average process is executed. According to this process, the digitized detection result of the angular velocity sensor 51 is passed through the low-pass filter, whereby a certain high-frequency signal is removed from the detection result of the angular velocity sensor 51, and a sine wave signal is generated. Next, the value of the angular velocity is obtained based on the sine wave signal.
  • FIG. 5 (a) shows the leg walking phase in walking motion.
  • One cycle of the walking motion is divided into two walking phases, that is, a stance phase and a swing phase.
  • the stance phase is a period in which at least a part of the foot is in contact with the ground or the floor.
  • the free leg period is a period in which the foot is away from the ground or the floor.
  • FIG. 5 (b) shows the operating state of the abdominal muscles.
  • the left abdominal muscle that is the abdominal muscle included in the left half of the body is rotated by rotating the trunk right around the first axis.
  • the abdominal muscle on the right side which is an abdominal muscle contained in the right half of the body, extends and contracts.
  • the left abdominal muscles are the most extended in the walking movement and the right abdominal muscles during the period from the transition of the right leg walking phase from the swing phase to the stance phase to the transition of the left leg from the stance phase to the swing phase. Contracts most during walking.
  • the right abdominal muscle acts as the main muscle and the left abdominal muscle acts as the antagonistic muscle.
  • the left abdominal muscle contracts and the right abdominal muscle contracts when the trunk rotates left about the first axis. Extends.
  • the left abdominal muscles contracted most during walking from the time when the left leg walking phase transitioned from the swing phase to the stance phase until the time when the right leg walking phase shifted from the stance phase to the swing phase.
  • the abdominal muscles are most extended during walking. In this case, the left abdominal muscle acts as the main muscle, and the right abdominal muscle acts as the antagonist muscle.
  • FIG. 5C shows the value of the angular velocity obtained from the detection result of the angular velocity sensor 51.
  • the angular velocity sensor 51 detects the angular velocity around the first axis.
  • the angular velocity indicates a positive value when the pelvis rotates counterclockwise around the first axis, and the angular velocity indicates a negative value when the pelvis rotates clockwise around the first axis.
  • the trunk and pelvis rotate in opposite directions around the first axis.
  • the abdominal muscles can be appropriately stretched from the detection result of the angular velocity sensor 51.
  • the angular velocity is substantially zero. Whether the angular velocity is substantially zero is determined by, for example, indicating that the angular velocity is less than a predetermined angular velocity.
  • Threshold values referenced in the walking motion mode are, for example, the following four types.
  • the first is a first threshold value WP1, which is a threshold value that is referred to in order to flow current to the left abdominal muscle.
  • the second is a second threshold WP2, which is a threshold that is referred to in order to stop the current flow.
  • the third is a third threshold value WM1 that is a threshold value that is referred to in order to flow current to the right abdominal muscle.
  • the fourth is a fourth threshold WM2, which is a threshold that is referred to for stopping the current flow.
  • Each of the threshold values is set in consideration of a response delay from when the command signal is output from the control unit 30 to the electrode pad 60 until the command is reflected in the actual operation of the electrode pad 60. For this reason, the threshold values WP1 and WM1 that are referred to for flowing current and the threshold values WP2 and WM2 that are referred to for stopping current flow have different values.
  • the control unit 30 determines whether or not the angular velocity value is included in the predetermined range by comparing the angular velocity value reflecting the detection result of the angular velocity sensor 51 with each threshold value.
  • two types of predetermined ranges are set for the walking operation mode. The first is a first predetermined range to be compared with the angular velocity value when the angular velocity value changes from the negative peak toward the positive peak. The second is a second predetermined range that is compared with the value of the angular velocity when the value of the angular velocity changes from the positive peak to the negative peak.
  • the first predetermined range and the second predetermined range are set across, for example, a positive region and a negative region as follows.
  • the first predetermined range is defined by the first threshold value WP1 and the fourth threshold value WM2.
  • the range defined by the first thresholds WP1 and 0 is a portion existing in the positive area of the first predetermined range.
  • the range defined by the fourth threshold value WM2 and 0 is a portion existing in the negative region of the first predetermined range.
  • the second predetermined range is defined by the second threshold WP2 and the third threshold WM1.
  • the range defined by the second threshold values WP2 and 0 is a portion existing in the positive area of the second predetermined range.
  • the range defined by the third threshold value WM1 and 0 is a portion existing in the negative region of the second predetermined range.
  • the control unit 30 adjusts the current output from the electrode pad 60 based on the relationship between the angular velocity value and each threshold value and the operation mode selected by the mode selection unit 42. In one example, the control unit 30 determines the current output and stop timing based on the relationship between the angular velocity value and each threshold value.
  • the control unit 30 determines that the determination result is valid when the number of times that the same determination result regarding the relationship between the value of the angular velocity and the threshold value is continuously obtained is equal to or greater than a predetermined number, and determines the determination result as an electrode. Used to control the pad 60. On the other hand, when the number of times that the same determination result regarding the relationship between the value of the angular velocity and the threshold is continuously obtained is less than a predetermined number, the control unit 30 determines that the determination result is invalid, and at that time The determination result is not used for controlling the electrode pad 60.
  • the predetermined number of times is set for each operation mode.
  • FIG. 5 (d) shows a current output form.
  • the control unit 30 compares the angular velocity value with the first threshold value WP1. Based on the above, current is output to the left electrode pad 60. In this case, since the value of the angular velocity is equal to or greater than the first threshold WP1, it is suggested that the left abdominal muscle is extended as an antagonistic muscle. For this reason, the control part 30 outputs an electric current from the left electrode pad 60 so that electrical stimulation is given to the left abdominal muscle.
  • the control unit 30 compares the angular velocity value with the second threshold value WP2. Based on the above, output of current by the left electrode pad 60 is stopped. In this case, since the value of the angular velocity is less than the second threshold WP2, it is suggested that the speed at which the abdominal muscles operate is low or the abdominal muscles are not operating. For this reason, the control part 30 stops the output of the electric current by the left electrode pad 60 so that electrical stimulation is not given to an abdominal muscle.
  • the control unit 30 compares the angular velocity value with the third threshold value WM1. Based on the above, current is output to the right electrode pad 60. In this case, since the value of the angular velocity is less than the third threshold WM1, it is suggested that the right abdominal muscle is extended as an antagonistic muscle. Therefore, the control unit 30 outputs a current from the right electrode pad 60 so that electrical stimulation is applied to the right abdominal muscle.
  • the control unit 30 compares the angular velocity value with the fourth threshold value WM2. Based on the above, output of current by the right electrode pad 60 is stopped. In this case, since the value of the angular velocity is equal to or greater than the fourth threshold WM2, it is suggested that the speed at which the abdominal muscles operate is low or the abdominal muscles are not operating. For this reason, the control part 30 stops the output of the electric current by the right electrode pad 60 so that electrical stimulation is not given to an abdominal muscle.
  • the control unit 30 stops outputting the current from the electrode pad 60 when the angular velocity value is included in the predetermined range, and the electrode pad 60 corresponding to the case where the angular velocity value is not included in the predetermined range. To output current.
  • the control unit 30 repeatedly executes the same processing as the processing executed at times t11 to t14. Further, when a running motion is formed instead of the walking motion, the control unit 30 executes a process similar to the processing performed when the walking motion is formed.
  • FIG. 6 (a) shows the rotation phase in the twisting operation.
  • One cycle of the twisting operation is divided into two rotation phases, that is, a left rotation phase and a right rotation phase.
  • the left rotation period is an operation in which the trunk rotates to the left about the first axis.
  • the right turning period is an operation in which the trunk rotates to the right around the first axis.
  • the pelvis rotates around the first axis as the trunk moves.
  • FIG. 6 (b) shows the operating state of the abdominal muscles.
  • the rotation phase is the left rotation phase
  • the left abdominal muscle contracts and the right abdominal muscle extends.
  • the rotation phase changes from the left rotation period to the right rotation period
  • the left abdominal muscle contracts most in the torsion movement
  • the right abdominal muscle extends most in the torsion movement.
  • the left abdominal muscle acts as the main muscle
  • the right abdominal muscle acts as the antagonist muscle.
  • the rotation phase When the rotation phase is the right rotation phase, the left abdominal muscles extend and the right abdominal muscles contract.
  • the rotation phase changes from the right rotation period to the left rotation period, the left abdominal muscles are most extended in the torsion movement, and the right abdominal muscles are most contracted in the torsion movement.
  • the right abdominal muscle acts as the main muscle and the left abdominal muscle acts as the antagonistic muscle.
  • FIG. 6C shows the value of the angular velocity obtained from the detection result of the angular velocity sensor 51.
  • the angular velocity sensor 51 detects the angular velocity around the first axis. According to the torsional motion, the trunk and the pelvis rotate in the same direction around the first axis. Considering this point, the abdominal muscles can be appropriately stretched from the detection result of the angular velocity sensor 51. When one of the right and left abdominal muscles is most extended, or when the torsional motion is stopped, the angular velocity is substantially zero.
  • Threshold values referenced in the torsional operation mode are, for example, the following four types.
  • the first is a first threshold value TP1, which is a threshold value that is referred to in order to flow current to the right abdominal muscle.
  • the second is a second threshold value TP2, which is a threshold value that is referred to in order to stop the current flow.
  • the third one is a third threshold value TM1 that is a threshold value that is referred to in order to flow current to the left abdominal muscle.
  • the fourth is a fourth threshold value TM2, which is a threshold value that is referred to in order to stop the current flow.
  • Each threshold value is set in consideration of a response delay from when a command signal is output from the control unit 30 to the electrode pad 60 until the command is reflected in the actual operation of the electrode pad 60. For this reason, the threshold values TP1 and TM1 that are referred to for flowing current and the threshold values TP2 and TM2 that are referred to for stopping current flow have different values.
  • the control unit 30 determines whether or not the angular velocity value is included in the predetermined range by comparing the angular velocity value reflecting the detection result of the angular velocity sensor 51 with each threshold value.
  • two types of predetermined ranges are set for the torsional operation mode. The first is a first predetermined range to be compared with the angular velocity value when the angular velocity value changes from the negative peak toward the positive peak. The second is a second predetermined range that is compared with the value of the angular velocity when the value of the angular velocity changes from the positive peak to the negative peak.
  • the first predetermined range and the second predetermined range are set across, for example, a positive region and a negative region as follows.
  • the first predetermined range is defined by the first threshold value TP1 and the fourth threshold value TM2.
  • the range defined by the first thresholds TP1 and 0 is a portion existing in the positive area of the first predetermined range.
  • the range defined by the fourth threshold values TM2 and 0 is a portion existing in the negative region of the first predetermined range.
  • the second predetermined range is defined by the second threshold value TP2 and the third threshold value TM1.
  • the range defined by the second threshold values TP2 and 0 is a portion existing in the positive area of the second predetermined range.
  • the range defined by the third threshold values TM1 and 0 is a portion existing in the negative region of the second predetermined range.
  • FIG. 6D shows a current output form
  • the control unit 30 compares the angular velocity value with the first threshold value TP1. Based on the above, current is output to the right electrode pad 60. In this case, since the value of the angular velocity is not less than the first threshold value TP1, it is suggested that the right abdominal muscle is extended as an antagonistic muscle. Therefore, the control unit 30 outputs a current from the right electrode pad 60 so that electrical stimulation is applied to the right abdominal muscle.
  • the control unit 30 compares the angular velocity value with the second threshold value TP2. Based on the result, output of current by the right electrode pad 60 is stopped. In this case, since the value of the angular velocity is less than the second threshold value TP2, it is suggested that the speed at which the abdominal muscles operate is low or the abdominal muscles are not operating. For this reason, the control part 30 stops the output of the electric current by the right electrode pad 60 so that electrical stimulation is not given to an abdominal muscle.
  • the control unit 30 compares the angular velocity value with the third threshold value TM1. Based on the above, current is output to the left electrode pad 60. In this case, since the value of the angular velocity is less than the third threshold value TM1, it is suggested that the left abdominal muscle is extended as an antagonistic muscle. For this reason, the control part 30 outputs an electric current from the left electrode pad 60 so that electrical stimulation is given to the left abdominal muscle.
  • the control unit 30 compares the angular velocity value with the fourth threshold value TM2. Based on the result, output of current by the left electrode pad 60 is stopped. In this case, since the value of the angular velocity is equal to or greater than the fourth threshold value TM2, it is suggested that the speed at which the abdominal muscles operate is low or the abdominal muscles are not operating. For this reason, the control part 30 stops the output of the electric current by the left electrode pad 60 so that electrical stimulation is not given to an abdominal muscle.
  • control unit 30 stops the output of current by the electrode pad 60 when the angular velocity value is included in the predetermined range, and the electrode pad 60 corresponding to the case where the angular velocity value is not included in the predetermined range. To output current. Note that if the torsional operation continues after time t24, the control unit 30 repeatedly executes the same processing as that executed at times t21 to t24.
  • FIG. 7A shows the abdominal muscle phase, which is a phase related to the motion of the abdominal muscles in the bending motion.
  • An example of the bending motion is sit-up, and one cycle is divided into two abdominal muscle phases, which are the flexion phase and the extension phase.
  • the flexion period is an action in which the upper body occurs. In the extension period, the upper body falls.
  • the trunk rotates around the second axis.
  • the rotation direction of the trunk around the second axis is defined. For this reason, when the upper body is bent, it rotates counterclockwise around the second axis, and when the upper body extends, it rotates clockwise around the second axis.
  • the pelvis rotates around the second axis as the upper body moves.
  • FIG. 7 (b) shows the operating state of the abdominal muscles.
  • the abdominal muscle phase When the abdominal muscle phase is in flexion, the abdominal muscles contract and the back muscles extend.
  • the abdominal muscle phase changes from the flexion phase to the extension phase the abdominal muscles are most contracted in the flexion motion and the back muscles are most stretched in the flexion motion.
  • substantially all of the abdominal muscles function as main muscles, and substantially all of the back muscles function as antagonistic muscles.
  • the abdominal muscle phase When the abdominal muscle phase is in the extension phase, the abdominal muscles extend and the back muscles contract.
  • the abdominal muscle phase changes from the extension phase to the flexion phase the abdominal muscles are most extended in the flexion motion, and the back muscles are most contracted in the flexion motion.
  • substantially all of the back muscles act as main driving muscles, and substantially all of the abdominal muscles act as antagonistic muscles.
  • FIG. 7C shows the value of the angular velocity obtained from the detection result of the angular velocity sensor 51.
  • the angular velocity around the second axis is detected by the angular velocity sensor 51.
  • the angular velocity indicates a positive value when the pelvis rotates counterclockwise around the second axis
  • the angular velocity indicates a negative value when the pelvis rotates clockwise around the second axis.
  • the trunk and pelvis rotate in the same direction around the second axis.
  • the abdominal muscles can be appropriately stretched from the detection result of the angular velocity sensor 51.
  • the angular velocity is substantially zero.
  • Threshold values referred to in the bending operation mode are, for example, the following two types.
  • the first is a first threshold value A1, which is a threshold value that is referred to in order to flow current to the abdominal muscles.
  • the second is a second threshold A2, which is a threshold that is referred to in order to stop the current flow.
  • Each threshold value is set in consideration of a response delay from when a command signal is output from the control unit 30 to the electrode pad 60 until the command is reflected in the actual operation of the electrode pad 60. For this reason, the first threshold value A ⁇ b> 1 that is referred to for flowing current and the second threshold value A ⁇ b> 2 that is referred to for stopping current flow have different values.
  • the control unit 30 determines whether or not the angular velocity value is included in the predetermined range by comparing the angular velocity value reflecting the detection result of the angular velocity sensor 51 with each threshold value.
  • two types of predetermined ranges are set for the bending operation mode. The first is a first predetermined range to be compared with the angular velocity value when the angular velocity value changes from the negative peak toward the positive peak. The second is a second predetermined range that is compared with the value of the angular velocity when the value of the angular velocity changes from the positive peak to the negative peak.
  • the first predetermined range and the second predetermined range are set across, for example, a positive region and a negative region as follows.
  • the first predetermined range is defined by the second threshold A2, for example.
  • the range of 0 or more is a portion existing in the positive region of the first predetermined range.
  • the range defined by the second threshold values A2 and 0 is a portion existing in the negative region of the first predetermined range.
  • the second predetermined range is defined by, for example, the first threshold A1.
  • the range of 0 or more is a portion existing in the positive region of the second predetermined range.
  • the range defined by the first threshold values A1 and 0 is a portion existing in the negative region of the second predetermined range.
  • FIG. 7 (d) shows the output form of the current.
  • the control unit 30 compares the angular velocity value with the first threshold A1. Based on the result, current is output to all the electrode pads 60. In this case, since the value of the angular velocity is less than the first threshold A1, it is suggested that all of the abdominal muscles are extended as antagonistic muscles. For this reason, the control part 30 outputs an electric current from all the electrode pads 60 so that electrical stimulation may be given to all the abdominal muscles.
  • the control unit 30 compares the angular velocity value with the second threshold A2. Based on the result, output of current by all electrode pads 60 is stopped. In this case, since the value of the angular velocity is equal to or greater than the second threshold A2, it is suggested that the speed at which the abdominal muscles operate is low or the abdominal muscles are not operating. For this reason, the control part 30 stops the output of the electric current by all the electrode pads 60 so that electrical stimulation is not given to an abdominal muscle.
  • control unit 30 stops the output of current by the electrode pad 60 when the angular velocity value is included in the predetermined range, and the electrode pad 60 corresponding to the case where the angular velocity value is not included in the predetermined range. To output current.
  • the control unit 30 repeatedly executes the same processing as the processing executed at times t31 to t32.
  • FIG. 8 shows an abnormal state during the bending operation.
  • the control unit 30 determines the relationship between the predetermined time TX and the duration time during which the state where the angular velocity value is not included in the predetermined range is continued in order to cope with the abnormality in the output of the angular velocity sensor 51.
  • the duration is equal to or longer than the predetermined time TX, it is suggested that an abnormality has occurred in the output of the angular velocity sensor 51. For this reason, the control part 30 stops the output of the electric current by the electrode pad 60, for example.
  • the predetermined time TX is set for each operation mode, for example.
  • the control unit 30 executes substantially the same processing as that executed at time t31 (see FIG. 7D), and outputs current from all the electrode pads 60.
  • the control unit 30 stops outputting the current from each electrode pad 60. Note that the control unit 30 controls the electrode pad 60 based on the relationship between the duration time and the predetermined time TX in the same manner as described above even when the walking motion, the running motion, and the torsion motion are formed.
  • the electrical stimulation device 1 is used by the user 100 as follows, for example. First, the mounting portion 10 is mounted on the waist so that each electrode pad 60 is disposed around the abdomen. Next, the power switch 41 (see FIG. 4) is operated to switch the power from off to on. Next, the mode selection part 42 (refer FIG. 4) is operated, and the operation mode according to the kind of body movement formed after that is selected. Next, the main body 20 (see FIG. 1) is stored in the main body holding portion 12 (see FIG. 1). Thereafter, the user 100 forms an operation corresponding to the operation mode selected by the mode selection unit 42.
  • Each electrode pad 60 is controlled by the control unit 30 (see FIG. 1) in accordance with the detection result of the angular velocity sensor 51 and the selected operation mode, whereby a current is output from the electrode pad 60. For this reason, when the current flows to the abdomen, electrical stimulation is given to the abdomen, and the abdominal muscles are appropriately trained.
  • the abdominal muscles also move when the hips move. For this reason, the angular velocity of the waist has a correlation with the motion of the abdominal muscles. Based on this point, the electrical stimulation device 1 detects the angular velocity of the waist by the angular velocity sensor 51. For this reason, electrical stimulation according to the operation of the abdominal muscles is likely to be given to the abdomen.
  • the movement mode of the abdominal muscles varies depending on the type of body movement. Based on this point, the electrical stimulation device 1 detects the angular velocity of the waist for each type of body motion by the angular velocity sensor 51. For this reason, the electrical stimulation according to the operation
  • movement aspect of an abdominal muscle is easy to be given to an abdomen. For this reason, the possibility that the abdominal muscles are efficiently trained is further increased.
  • the value of angular velocity has a correlation with the degree of waist movement.
  • the predetermined range is set in advance in association with the hip motion, and the hip motion is suggested by the relationship between the value of the angular velocity and the predetermined range.
  • the control unit 30 of the electrical stimulation device 1 stops the output of current from the electrode pad 60 when the value of the angular velocity is included in the predetermined range. For this reason, the possibility that the abdominal muscles are efficiently trained is further increased.
  • the threshold value that is referred to for outputting current and the threshold value that is referred to for stopping the output of current are determined by the command from the controller 30 to the electrode pad 60 after the command signal is output. 60 is set in consideration of a response delay until it is reflected in the actual operation. For this reason, the possibility that the abdominal muscle training effect is reduced due to the fact that the timing at which the current is actually output from the electrode pad 60 is delayed from the preferred timing is reduced. In addition, since the timing at which the output of current from the electrode pad 60 is actually stopped is delayed from the preferred timing, the possibility of undesirable electrical stimulation being applied to the abdominal muscles is reduced.
  • each hook 61 in the electrode pad 60 is determined such that the center between the two hooks 61 in the longitudinal direction of the electrode pad 60 is offset in the longitudinal direction with respect to the longitudinal center of the electrode pad 60. Yes. For this reason, when the electrode pad 60 is attached to the terminal 73, the two in the longitudinal direction of the pad holding part 14 according to the direction in which the center between the two hooks 61 is offset with respect to the longitudinal center of the electrode pad 60. The distance of the electrode pad 60 changes. For this reason, the positional relationship between the electrode pad 60 and the abdominal muscles also changes. According to this configuration, the positional relationship between the electrode pad 60 and the abdominal muscles can be adjusted in two steps simply by changing the direction of the electrode pad 60 relative to the pad holding portion 14. For this reason, the convenience of the electrical stimulation apparatus 1 is improved with a simple configuration.
  • the description related to the present embodiment is an exemplification of a form that can be taken by the electrical stimulation device according to the present disclosure, and is not intended to limit the form.
  • the electrical stimulation device according to the present disclosure may take, for example, a combination of a modification of the embodiment described below and at least two modifications that are not contradictory to each other.
  • the control form of the electrode pad 60 based on the duration time by the control unit 30 is an arbitrary selection item. According to an example, when the duration time is equal to or longer than the predetermined time TX, the control unit 30 makes the current output from the electrode pad 60 smaller than when the duration time is less than the predetermined time TX.
  • the control form of the electrode pad 60 based on the value of the angular velocity by the control unit 30 is an arbitrary selection item. According to an example, when the angular velocity value is included in the predetermined range, the control unit 30 makes the current output from the electrode pad 60 smaller than when the angular velocity value is not included in the predetermined range.
  • the mode contents selectable by the mode selection unit 42 are arbitrary selection items. According to an example, one or two of the walking operation mode, the traveling operation mode, the torsion operation mode, and the bending operation mode are omitted from the mode selection unit 42. According to another example, in addition to the above modes, another mode is added to the mode selection unit 42.
  • Another mode is added to the mode selection unit 42.
  • An example of another mode is a relax mode, which is a mode suitable when the user forms a stationary state. When the relax mode is selected, the control unit 30 outputs a weak current from the electrode pad 60 at a constant rhythm. For this reason, soft electrical stimulation is given to the abdomen.
  • the mode selection unit 42 is omitted from the operation unit 40.
  • the control unit 30 determines the type of body motion based on the detection result of the angular velocity sensor 51, for example, and adjusts the current output from the electrode pad 60 based on the result.
  • the operation unit 40 according to the modification further includes an output adjustment unit operated to adjust the output level of the electrical stimulation.
  • the control unit 30 adjusts the current output from the electrode pad 60 according to the operation position of the output adjustment unit set by the user 100.
  • the electrical stimulation device 1 includes a goniometer that detects information about the motion of the waist instead of the angular velocity sensor 51.
  • the electrical stimulation device 1 includes one or a plurality of other sensors that detect information related to the motion of the hips in addition to the angular velocity sensor 51.
  • An example of another sensor is an acceleration sensor.
  • the angular velocity indicates a positive value when the pelvis rotates clockwise about the first axis or the second axis
  • the angular velocity indicates a negative value when the pelvis rotates counterclockwise around the first axis or the second axis.
  • the control mode of the electrode pad 60 based on the relationship between the value of the angular velocity and the threshold value by the control unit 30 is an arbitrary selection item.
  • the control unit 30 stores, as one threshold value, a threshold value that is referred to for flowing current and a threshold value that is referred to for stopping the flow of current.
  • the control part 30 determines the timing which outputs an electric current, and the timing which stops the output of an electric current based on the relationship between the value of angular velocity, and one threshold value.
  • one type of predetermined range defined by one or two thresholds is set for each operation mode.
  • the mounting position of each hook 61 on the electrode pad 60 is an optional item. According to an example, the mounting position of each hook 61 on the electrode pad 60 is determined so that the center between the two hooks 61 coincides with the center in the longitudinal direction of the electrode pad 60.
  • the electrical stimulation device 1 includes any one to three electrode pads 60, or any five or more electrode pads 60.
  • the pad holding portion 14 is omitted from the mounting portion 10.
  • the user 100 directly attaches the electrode pad 60 to the abdomen, and winds the mounting part 10 on the electrode pad 60.
  • the sensor holding unit 13 of the modification has a structure that can slide in the longitudinal direction of the belt 11. In this case, even when the electrical stimulation device 1 is used by a plurality of users 100 having different body shapes, the angular velocity sensor 51 is arranged at a preferred position by sliding the sensor holding unit 13.
  • the main body holding portion 12 is omitted from the mounting portion 10.
  • the user 100 uses the electrical stimulation device 1 while holding the main body 20, for example.
  • the main body 20 and the sensor case 50 are integrally configured. According to this modification, the main body holding part 12 can be omitted from the mounting part 10.
  • the current output form by the control unit 30 is an arbitrary selection item.
  • the control unit 30 includes an output form of current for applying electrical stimulation to the main muscle instead of the antagonist muscle.
  • the control unit 30 further includes a current output form corresponding to a twist transition, a standing trunk twist, and the like that are examples of the twisting operation.
  • the control unit 30 includes a current output form corresponding to a crunch, which is another example of the bending operation, instead of or in addition to the current output form corresponding to the sit-up which is an example of the bending action.
  • the apparatus further includes a pad holding portion that holds the electrode pad and a sensor holding portion that holds the sensor, and the pad holding portion and the sensor holding portion are supported by the belt.
  • the electrical stimulation apparatus as described in.
  • the predetermined range includes a first predetermined range that is compared with the angular velocity value when the angular velocity value changes from a negative peak to a positive peak, and the angular velocity value is The electrical stimulation device according to claim 6 or 2 including the 2nd predetermined range contrasted with the value of angular velocity when changing from a positive peak toward a negative peak.
  • This electrical stimulation device can be used for training each part of the body including the abdominal muscles.

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Abstract

　電気刺激装置（１）は、筋肉に電気刺激を与えるために電流を出力する電極パッド（６０）と、腰の動作に関する情報を検出する角速度センサー（５１）と、角速度センサー（５１）の検出結果に基づいて電極パッド（６０）から出力される電流の大きさを調節する制御部（３０）とを備える。電気刺激装置（１）はさらに、電極パッド（６０）、角速度センサー（５１）、および、制御部（３０）を支持するベルト（１１）を備える。これにより、電流が腹部を流れることにより腹部に電気刺激が与えられ、腹筋を適切にトレーニングできる。

Description

電気刺激装置
　本開示は、筋肉に電気刺激を与える電気刺激装置に関する。
　筋肉に電気刺激を与える電気刺激装置が知られている。その一例である特許文献１の電気刺激装置は、電流を出力する電極、膝関節の動作に関する情報を検出するセンサー、および、電極およびセンサーが取り付けられ、下肢に装着されるサポーターを備える。この電気刺激装置によれば、電極から出力される電流の大きさが、センサーの検出結果に応じて調節される。
　上記電気刺激装置では腹筋を適切にトレーニングできない。
特開２０１２－１１１０２号公報
　本開示の目的は、腹筋を適切にトレーニングできる電気刺激装置を提供することである。
　本開示の一形態に係る電気刺激装置は、筋肉に電気刺激を与える電気刺激装置である。電気刺激を与えるために電流を出力する電極パッドと、腰の動作に関する情報を検出するセンサーと、センサーの検出結果に基づいて電極パッドから出力される電流の大きさを調節する制御部と、電極パッド、センサー、および、制御部を支持するベルトとを備える。
　上記電気刺激装置は、腹筋を適切にトレーニングできる。
図１は、実施の形態の電気刺激装置の斜視図である。 図２は、図１のパッド保持部の展開図である。 図３は、図１のパッドの正面図である。 図４は、図１の電気刺激装置のブロック図である。 図５は、図１の電気刺激装置の歩行動作時における各事項の変化の一例を示すタイムチャートである（（ａ）は歩行フェーズ、（ｂ）は筋肉の伸縮、（ｃ）は角速度の値、（ｄ）は電流の出力形態）。 図６は、図１の電気刺激装置の捻転動作時における各事項の変化の一例を示すタイムチャートである（（ａ）は回旋フェーズ、（ｂ）は筋肉の伸縮、（ｃ）は角速度の値、（ｄ）は電流の出力形態）。 図７は、図１の電気刺激装置の屈曲動作時における各事項の変化の一例を示すタイムチャートである（（ａ）は腹筋フェーズ、（ｂ）は筋肉の伸縮、（ｃ）は角速度の値、（ｄ）は電流の出力形態）。 図８は、図１の電気刺激装置の屈曲動作時における異常状態の一例を示すタイムチャートである（（ａ）は角速度の値、（ｂ）は電流の出力形態）。 図９は、図１の電気刺激装置の使用状態の一例を示す正面図である。
　（電気刺激装置の一形態）
　〔１〕本開示に係る電気刺激装置は、筋肉に電気刺激を与える電気刺激装置であって、電気刺激を与えるために電流を出力する電極パッドと、腰の動作に関する情報を検出するセンサーと、センサーの検出結果に基づいて前記電極パッドから出力される電流の大きさを調節する制御部と、電極パッド、センサー、および、制御部を支持するベルトとを備える。
　本電気刺激装置によれば、ユーザーは電極パッドが腹部の周囲に配置されるようにベルトを腰に装着できる。ベルトを装着したユーザーが腰を動かす場合、センサーはその腰の動作に関する情報を検出する。制御部は、センサーの検出結果に基づいて電極パッドから電流を出力させる。このため、その電流が腹部を流れることにより腹部に電気刺激が与えられ、腹筋を適切にトレーニングできる。
　〔２〕電気刺激装置の一例によれば、腰の動作に関する情報は、腰の角速度である。
　腰が動作することにより、腹筋も動作する。このため、腰の角速度は腹筋の動作と相関を有する。上記〔２〕の電気刺激装置のセンサーは、この点を踏まえて腰の角速度を検出する。このため、腹筋の動作に応じて、電気刺激が腹部に適切に与えられやすい。
　〔３〕電気刺激装置の一例によれば、センサーは、身体の動作にともなう腰の動作に関する情報を検出する。
　動作している腹筋に電気刺激が与えられる場合、動作していない腹筋に電気刺激が与えられる場合よりも高いトレーニング効果が得られやすい。上記〔３〕の電気刺激装置のセンサーは、この点を踏まえて腰の動作に関する情報を検出する。このため、腹筋が効率的にトレーニングされる可能性が高められる。
　〔４〕電気刺激装置の一例によれば、身体の動作は、歩行動作、走行動作、捻転動作、および、屈曲動作のいずれかである。
　腹筋の動作態様は、身体の動作の種類に応じて異なる。上記〔４〕の電気刺激装置のセンサーは、この点を踏まえて身体の動作の種類毎に腰の動作に関する情報を検出する。このため、腹筋の動作態様に応じた電気刺激が腹部に与えられやすい。
　〔５〕電気刺激装置の一例によれば、制御部は、前記身体の動作の種類毎に設定される電流の出力形態、および、センサーの検出結果に基づいて、電極パッドから出力される電流の大きさを調節する。
　本電気刺激装置によれば、腹筋の動作に応じた電気刺激が腹部に与えられる。このため、腹筋が効率的にトレーニングされる可能性が一層高められる。また、好ましくない電気刺激が腹部に与えられるおそれが低減される。
　〔６〕電気刺激装置の一例によれば、制御部は、センサーの検出結果が反映された角速度の値が所定の範囲に含まれる場合、電極パッドに電流を出力させない、または、角速度の値が前記所定の範囲に含まれない場合よりも電極パッドから出力される電流を小さくする。
　角速度の値は、腰の動作の度合と相関を有する。このため、腰の動作と関連付けて所定の範囲が予め設定されることにより、角速度の値と所定の範囲との関係により腰の動作が示唆される。一例によれば、角速度の値が所定の範囲に含まれる場合、腰の動作が小さいこと、または、腰が動作していないことが示唆される。腹筋が動作していない、または、腹筋の動作が小さい場合、電極パッドから腹筋に電流が流されても、腹筋が効率的にトレーニングされないおそれがある。上記〔６〕の電気刺激装置の制御部は、この点を踏まえて電流を調節する。このため、腹筋が効率的にトレーニングされる可能性が一層高められる。
　〔７〕電気刺激装置の一例によれば、制御部は、角速度の値が所定の範囲に含まれない状態が継続した時間である継続時間が所定時間以上の場合、電極パッドに電流を出力させない、または、継続時間が所定時間未満の場合よりも電極パッドから出力される電流を小さくする。
　トレーニングのために身体が動作する場合、角速度の値が所定の範囲に含まれる状態、および、角速度の値が所定の範囲に含まれない状態がおおよそ周期的に繰り返される。一方、センサーの出力に異常が生じている場合、角速度の値が所定の範囲に含まれない状態が継続することがある。このため、継続時間が所定時間以上である場合、センサーの出力の異常が実際に生じている可能性が高い。上記〔７〕の電気刺激装置の制御部は、この点を踏まえて電流を調節する。このため、実際の腰の動作を反映していない可能性がある角速度の値に基づいて電流が調節されるおそれが低減される。
　（実施の形態）
　図１は、対象部位に装着可能なベルト型の電気刺激装置１の一例を示す。電気刺激装置１は、対象部位の一例である腹部まわりに装着可能な装着部１０、電気刺激装置１を構成するいくつかの要素を備える本体２０、および、対象部位に電気刺激を与えるために電流を出力する複数の電極パッド６０を備える。一例によれば、電極パッド６０の枚数は４枚である。
　電気刺激装置１はさらに、各電極パッド６０を制御する制御部３０、腰の動作に関する情報を検出するセンサーの一例である角速度センサー５１、および、角速度センサー５１を収容するセンサーケース５０を備える。制御部３０は、本体２０の内部に収容される。電気刺激装置１はさらに、制御部３０と角速度センサー５１とをセンサーケース５０を介して接続する主コード７１、および、複数の電極パッド６０とセンサーケース５０とを接続する電極コード７２を備える。主コード７１および電極コード７２は、センサーケース５０内において電気的に接続される。このため、制御部３０および複数の電極パッド６０は、各コード７１，７２を介して電気的に接続される。
　装着部１０は、対象部位に巻き付けられるベルト１１、本体２０を保持する本体保持部１２、センサーケース５０を保持するセンサー保持部１３、および、電極パッド６０を保持するパッド保持部１４を備える。ベルト１１は、例えば伸縮可能な材料により形成される。ベルト１１の長手方向の両端部に、面ファスナーのフックおよびループ（図示略）が取り付けられる。ベルト１１が対象部位に巻き付けられ、面ファスナーのフックおよびループが貼り合わせられることによりベルト１１が対象部位に装着される。ベルト１１は電極コード７２が挿入される穴１１Ａを備える。
　本体保持部１２の一例は、本体２０を保持可能な輪であり、ベルト１１の長手方向における一方の端部に形成される。本体２０が本体保持部１２に挿入されることにより、本体２０および制御部３０がベルト１１により支持される。
　センサー保持部１３の一例は、センサーケース５０を保持可能な輪であり、ベルト１１の長手方向において、本体保持部１２とパッド保持部１４との間に形成される。センサーケース５０がセンサー保持部１３に挿入されることにより、センサーケース５０および角速度センサー５１が、ベルト１１により支持される。
　パッド保持部１４の一例は、ベルト１１の長手方向における中間部分の内側に形成され、電極パッド６０を着脱するための構造を備える厚手のシートである。各電極パッド６０がパッド保持部１４に取り付けられることにより、各電極パッド６０がベルト１１により支持される。パッド保持部１４は、電極コード７２の端子７３が挿入される８つの穴１４Ａを備える。
　電極パッド６０の一例は、導電性を有する薄型フィルムパッドである。電極パッド６０の形状は、くびれが形成された左右対称の瓢箪形状である。２枚の電極パッド６０は、パッド保持部１４のうちの右側の部分に取り付けられる。２枚の電極パッド６０は、パッド保持部１４のうちの左側の部分に取り付けられる。
　主コード７１および電極コード７２は、ベルト１１の外周に沿って配線される。電極コード７２は、例えば８本のコードが束ねられた１本のコードである。８本のコードのそれぞれの先端に、端子７３が取り付けられる。図２に示されるように、電極コード７２がベルト１１の穴１１Ａに挿入され、各端子７３がパッド保持部１４の穴１４Ａに挿入される。このため、各端子７３はパッド保持部１４の外部に露出する。
　図２は、パッド保持部１４が展開した状態のベルト１１の平面を示す。パッド保持部１４は、ベルト１１の縁と接続される。パッド保持部１４がベルト１１に向けて折り返され、パッド保持部１４の内面およびベルト１１の内面に形成される面ファスナー１５がそれぞれ貼り合わせられることにより、パッド保持部１４がベルト１１により保持される。この状態によれば、ベルト１１の内面とパッド保持部１４の内面との間に形成される空間に、電極コード７２が収容される。
　パッド保持部１４の面ファスナー１５側に形成される４つの穴１４Ａは、おおよそ一列に並べられる。パッド保持部１４におけるベルト１１との接続部分側に形成される４つの穴１４Ａも同様におおよそ一列に並べられる。面ファスナー１５側の列においてパッド保持部１４の長手方向の中心側に形成される２つの穴１４Ａの間隔ＷＡは、パッド保持部１４の接続部分側の列においてパッド保持部１４の長手方向の中心側に形成される２つの穴１４Ａの間隔ＷＢよりも広い。間隔ＷＡおよび間隔ＷＢのそれぞれの大きさ、ならびに、間隔ＷＡと間隔ＷＢとの関係は、例えば標準的な腹筋の形状に基づいて決められる。
　図３は、パッド保持部１４から分離された電極パッド６０を示す。電極パッド６０は、対象部位に装着される面である装着面６０Ａ（図１参照）、パッド保持部１４（図２参照）と面する面である非装着面６０Ｂ、および、電極コード７２（図２参照）の端子７３（図２参照）が接続される２つのホック６１を備える。装着面６０Ａは、導電性および粘着性を有するゲル状の材料に覆われる。各ホック６１は、非装着面６０Ｂに取り付けられる。電極パッド６０における各ホック６１の位置は、電極パッド６０の長手方向における２つのホック６１間の中心が電極パッド６０の長手方向の中心に対して長手方向にオフセットするように決められている。
　各ホック６１がパッド保持部１４の穴１４Ａ（図２参照）から露出した各端子７３に取り付けられることにより、電極パッド６０がパッド保持部１４に保持される。この状態によれば、電極コード７２、端子７３、ホック６１、および、装着面６０Ａが電気的に接続される。
　図４は、本体２０のブロック図を示す。本体２０は、制御部３０の他に、一次電池または二次電池の電力を制御部３０および電極パッド６０等に供給する電源部２１、ならびに、電気刺激装置１の動作を選択するために操作される操作部４０を備える。操作部４０は、電気刺激装置１の電源のオンおよびオフを切り替える電源スイッチ４１、および、電極パッド６０による電流の出力形態を選択するモード選択部４２を備える。
　モード選択部４２は、例えば次の４種類のボタンを備える。第１のボタンは、歩行動作に適したモードである歩行動作モードを選択するためのボタンである。第２のボタンは、走行動作に適したモードである走行動作モードを選択するためのボタンである。第３のボタンは、捻転動作に適したモードである捻転動作モードを選択するためのボタンである。第４のボタンは、屈曲動作に適したモードである屈曲動作モードを選択するためのボタンである。
　制御部３０は、電極パッド６０を制御するために参照する各種の情報を予め記憶している。その一例は、モード選択部４２により選択される動作モードに対応する複数の電流の出力形態、および、角速度センサー５１の検出結果から得られた角速度の値と対比するための所定の範囲を規定する複数の閾値である。
　角速度センサー５１は、身体の動作にともなう腰の角速度を検出する。身体の動作は例えば歩行動作、走行動作、捻転動作、および、屈曲動作のいずれかである。一例では、人体の高さ方向に沿う軸である第１軸、および、人体の左右方向に沿う軸である第２軸まわりにおける角速度が角速度センサー５１により検出される。
　モード選択部４２により歩行動作モード、走行動作モード、および、捻転動作モードのいずれかの動作モードが選択された場合、第１軸まわりの角速度が角速度センサー５１により検出される。モード選択部４２により屈曲動作モードが選択された場合、第２軸まわりの角速度が角速度センサー５１により検出される。角速度センサー５１は、例えば数マイクロ秒毎に第１軸または第２軸まわりの角速度を検出し、その検出結果を制御部３０に出力する。
　制御部３０により次の演算処理が実行されることにより、角速度センサー５１の検出結果から角速度の値が算出される。最初に、移動平均処理が実行される。この処理によれば、デジタル化された角速度センサー５１の検出結果がローパスフィルタに通されることにより一定の高周波信号が角速度センサー５１の検出結果から除去され、正弦波信号が生成される。次に、正弦波信号に基づいて角速度の値が求められる。
　図５を参照して、歩行動作モードにおける電流の出力形態の一例について説明する。
　図５（ａ）は、歩行動作における脚の歩行フェーズを示す。歩行動作の１周期は、２つの歩行フェーズである立脚期および遊脚期に区分される。立脚期は、足の少なくとも一部が地面または床等に接触している期間である。遊脚期は、足が地面または床等から離れている期間である。
　図５（ｂ）は、腹筋の動作状態を示す。左脚の歩行フェーズが立脚期であり、右脚の歩行フェーズが遊脚期である場合、体幹が第１軸まわりで右回転することにより、左半身に含まれる腹筋である左側の腹筋が伸展し、かつ、右半身に含まれる腹筋である右側の腹筋が収縮する。右脚の歩行フェーズが遊脚期から立脚期に移行してから左脚の歩行フェーズが立脚期から遊脚期に移行するまでの間、左側の腹筋が歩行動作において最も伸展し、右側の腹筋が歩行動作において最も収縮する。この場合、右側の腹筋が主動筋として働き、左側の腹筋が拮抗筋として働く。
　左脚の歩行フェーズが遊脚期であり、右脚の歩行フェーズが立脚期である場合、体幹が第１軸まわりで左回転することにより、左側の腹筋が収縮し、かつ、右側の腹筋が伸展する。左脚の歩行フェーズが遊脚期から立脚期に移行してから、右脚の歩行フェーズが立脚期から遊脚期に移行するまでの間、左側の腹筋が歩行動作において最も収縮し、右側の腹筋が歩行動作において最も伸展する。この場合、左側の腹筋が主動筋として働き、右側の腹筋が拮抗筋として働く。
　図５（ｃ）は、角速度センサー５１の検出結果から求められた角速度の値を示す。
　ユーザー１００が歩行動作を形成する場合、角速度センサー５１により第１軸まわりの角速度が検出される。一例では、骨盤が第１軸まわりで左回転する場合に角速度が正の値を示し、骨盤が第１軸まわりで右回転する場合に角速度は負の値を示す。
　歩行動作によれば、体幹および骨盤が第１軸まわりで互いに反対方向に回転する。この点を考慮することにより、角速度センサー５１の検出結果から腹筋の伸縮状態を適切に求めることができる。右側および左側の一方の腹筋が最も伸展した場合、または、歩行動作が停止している場合、角速度が実質的に０を示す。角速度が実質的に０であることは、例えば角速度が所定の角速度未満の大きさを示すことにより判定される。
　歩行動作モードにおいて参照される閾値は、例えば次の４種類である。１つ目は、左側の腹筋に電流を流すために参照される閾値である第１の閾値ＷＰ１である。２つ目は、その電流の流れを停止するために参照される閾値である第２の閾値ＷＰ２である。３つ目は、右側の腹筋に電流を流すために参照される閾値である第３の閾値ＷＭ１である。４つ目は、その電流の流れを停止するために参照される閾値である第４の閾値ＷＭ２である。上記各閾値は、制御部３０から電極パッド６０に指令信号が出力されてからその指令が電極パッド６０の実際の動作に反映されるまでの応答遅れを考慮して、設定される。このため、電流を流すために参照される閾値ＷＰ１，ＷＭ１と、電流の流れを停止するために参照される閾値ＷＰ２，ＷＭ２とが異なる値を有する。
　制御部３０は、角速度センサー５１の検出結果が反映された角速度の値と各閾値とを対比することにより、角速度の値が所定の範囲に含まれるか否かを判定する。一例によれば、歩行動作モードに対して２種類の所定の範囲が設定される。１つ目は、角速度の値が負のピークから正のピークに向かって変化している場合に角速度の値と対比される第１の所定の範囲である。２つ目は、角速度の値が正のピークから負のピークに向かって変化している場合に角速度の値と対比される第２の所定の範囲である。第１の所定の範囲および第２の所定の範囲は、例えば以下のように正の領域および負の領域にまたがって設定される。
　第１の所定の範囲は、第１の閾値ＷＰ１と第４の閾値ＷＭ２とにより規定される。第１の閾値ＷＰ１と０とにより規定される範囲は、第１の所定の範囲のうちの正の領域に存在する部分である。第４の閾値ＷＭ２と０とにより規定される範囲は、第１の所定の範囲のうちの負の領域に存在する部分である。
　第２の所定の範囲は、第２の閾値ＷＰ２と第３の閾値ＷＭ１とにより規定される。第２の閾値ＷＰ２と０とにより規定される範囲は、第２の所定の範囲のうちの正の領域に存在する部分である。第３の閾値ＷＭ１と０とにより規定される範囲は、第２の所定の範囲のうちの負の領域に存在する部分である。
　制御部３０は、角速度の値と各閾値との関係、および、モード選択部４２により選択される動作モードに基づいて、電極パッド６０から出力される電流を調節する。一例では、制御部３０は、角速度の値と各閾値との関係に基づいて電流の出力および停止のタイミングを決める。
　制御部３０は、角速度の値と閾値との関係に関する同一の判定結果が連続して得られた回数が所定の回数以上の場合、その判定結果が有効であると判定し、その判定結果を電極パッド６０の制御に用いる。一方、制御部３０は、角速度の値と閾値との関係に関する同一の判定結果が連続して得られた回数が所定の回数未満の場合、その判定結果が無効であると判定し、その時点ではその判定結果を電極パッド６０の制御に用いない。なお、所定の回数は動作モード毎に設定される。
　図５（ｄ）は、電流の出力形態を示す。
　時刻ｔ１１において、角速度の値が第１の閾値ＷＰ１未満の大きさから第１の閾値ＷＰ１以上の大きさに変化した場合、制御部３０は角速度の値と第１の閾値ＷＰ１との比較の結果に基づいて、左側の電極パッド６０に電流を出力させる。この場合、角速度の値が第１の閾値ＷＰ１以上であるため、左側の腹筋が拮抗筋として伸展していることが示唆される。このため、制御部３０は、その左側の腹筋に電気刺激が与えられるように左側の電極パッド６０から電流を出力させる。
　時刻ｔ１２において、角速度の値が第２の閾値ＷＰ２以上の大きさから第２の閾値ＷＰ２未満の大きさに変化した場合、制御部３０は角速度の値と第２の閾値ＷＰ２との比較の結果に基づいて、左側の電極パッド６０による電流の出力を停止する。この場合、角速度の値が第２の閾値ＷＰ２未満であるため、腹筋が動作する速度が低い、または、腹筋が動作していないことが示唆される。このため、制御部３０は、腹筋に電気刺激が与えられないように左側の電極パッド６０による電流の出力を停止する。
　時刻ｔ１３において、角速度の値が第３の閾値ＷＭ１以上の大きさから第３の閾値ＷＭ１未満の大きさに変化した場合、制御部３０は角速度の値と第３の閾値ＷＭ１との比較の結果に基づいて、右側の電極パッド６０に電流を出力させる。この場合、角速度の値が第３の閾値ＷＭ１未満であるため、右側の腹筋が拮抗筋として伸展していることが示唆される。このため、制御部３０は、その右側の腹筋に電気刺激が与えられるように右側の電極パッド６０から電流を出力させる。
　時刻ｔ１４において、角速度の値が第４の閾値ＷＭ２未満の大きさから第４の閾値ＷＭ２以上の大きさに変化した場合、制御部３０は角速度の値と第４の閾値ＷＭ２との比較の結果に基づいて、右側の電極パッド６０による電流の出力を停止する。この場合、角速度の値が第４の閾値ＷＭ２以上であるため、腹筋が動作する速度が低い、または、腹筋が動作していないことが示唆される。このため、制御部３０は腹筋に電気刺激が与えられないように右側の電極パッド６０による電流の出力を停止する。
　このように、制御部３０は、角速度の値が所定の範囲に含まれる場合に電極パッド６０による電流の出力を停止し、角速度の値が所定の範囲に含まれない場合に対応する電極パッド６０に電流を出力させる。なお、時刻ｔ１４以降も歩行動作が継続される場合、制御部３０は、時刻ｔ１１～ｔ１４に実行する処理と同様の処理を繰り返し実行する。また、歩行動作に代えて走行動作が形成される場合、制御部３０は、歩行動作が形成される場合に実行する処理と同様の処理を実行する。
　図６を参照して、捻転動作モードにおける電流の出力形態の一例について説明する。
　図６（ａ）は、捻転動作における回旋フェーズを示す。捻転動作の１周期は、２つの回旋フェーズである左回旋期および右回旋期に区分される。左回旋期は、体幹が第１軸まわりで左回転する動作である。右回旋期は、体幹が第１軸まわりで右回転する動作である。体幹が第１軸まわりで回転することにより、骨盤が体幹の動作にともない第１軸まわりで回転する。
　図６（ｂ）は、腹筋の動作状態を示す。回旋フェーズが左回旋期である場合、左側の腹筋が収縮し、かつ、右側の腹筋が伸展する。回旋フェーズが左回旋期から右回旋期に変化するとき、左側の腹筋が捻転動作において最も収縮し、右側の腹筋が捻転動作において最も伸展する。この場合、左側の腹筋が主動筋として働き、右側の腹筋が拮抗筋として働く。
　回旋フェーズが右回旋期である場合、左側の腹筋が伸展し、かつ、右側の腹筋が収縮する。回旋フェーズが右回旋期から左回旋期に変化するとき、左側の腹筋が捻転動作において最も伸展し、右側の腹筋が捻転動作において最も収縮する。この場合、右側の腹筋が主動筋として働き、左側の腹筋が拮抗筋として働く。
　図６（ｃ）は、角速度センサー５１の検出結果から求められた角速度の値を示す。
　ユーザー１００が捻転動作を形成する場合、角速度センサー５１により第１軸まわりの角速度が検出される。捻転動作によれば、体幹および骨盤が第１軸まわりで同じ方向に回転する。この点を考慮することにより、角速度センサー５１の検出結果から腹筋の伸縮状態を適切に求めることができる。右側および左側の一方の腹筋が最も伸展した場合、または、捻転動作が停止している場合、角速度が実質的に０を示す。
　捻転動作モードにおいて参照される閾値は、例えば次の４種類である。１つ目は、右側の腹筋に電流を流すために参照される閾値である第１の閾値ＴＰ１である。２つ目は、その電流の流れを停止するために参照される閾値である第２の閾値ＴＰ２である。３つ目は、左側の腹筋に電流を流すために参照される閾値である第３の閾値ＴＭ１である。４つ目は、その電流の流れを停止するために参照される閾値である第４の閾値ＴＭ２である。上記各閾値は、制御部３０から電極パッド６０に指令信号が出力されてからその指令が電極パッド６０の実際の動作に反映されるまでの応答遅れを考慮して設定される。このため、電流を流すために参照される閾値ＴＰ１，ＴＭ１と、電流の流れを停止するために参照される閾値ＴＰ２，ＴＭ２とが異なる値を有する。
　制御部３０は、角速度センサー５１の検出結果が反映された角速度の値と各閾値とを対比することにより、角速度の値が所定の範囲に含まれるか否かを判定する。一例によれば、捻転動作モードに対して２種類の所定の範囲が設定される。１つ目は、角速度の値が負のピークから正のピークに向かって変化している場合に角速度の値と対比される第１の所定の範囲である。２つ目は、角速度の値が正のピークから負のピークに向かって変化している場合に角速度の値と対比される第２の所定の範囲である。第１の所定の範囲および第２の所定の範囲は、例えば以下のように正の領域および負の領域にまたがって設定される。
　第１の所定の範囲は、第１の閾値ＴＰ１と第４の閾値ＴＭ２とにより規定される。第１の閾値ＴＰ１と０とにより規定される範囲は、第１の所定の範囲のうちの正の領域に存在する部分である。第４の閾値ＴＭ２と０とにより規定される範囲は、第１の所定の範囲のうちの負の領域に存在する部分である。
　第２の所定の範囲は、第２の閾値ＴＰ２と第３の閾値ＴＭ１とにより規定される。第２の閾値ＴＰ２と０とにより規定される範囲は、第２の所定の範囲のうちの正の領域に存在する部分である。第３の閾値ＴＭ１と０とにより規定される範囲は、第２の所定の範囲のうちの負の領域に存在する部分である。
　図６（ｄ）は、電流の出力形態を示す。
　時刻ｔ２１において、角速度の値が第１の閾値ＴＰ１未満の大きさから第１の閾値ＴＰ１以上の大きさに変化した場合、制御部３０は角速度の値と第１の閾値ＴＰ１との比較の結果に基づいて、右側の電極パッド６０に電流を出力させる。この場合、角速度の値が第１の閾値ＴＰ１以上であるため、右側の腹筋が拮抗筋として伸展していることが示唆される。このため、制御部３０は、その右側の腹筋に電気刺激が与えられるように右側の電極パッド６０から電流を出力させる。
　時刻ｔ２２において、角速度の値が第２の閾値ＴＰ２以上の大きさから第２の閾値ＴＰ２未満の大きさに変化した場合、制御部３０は、角速度の値と第２の閾値ＴＰ２との比較の結果に基づいて、右側の電極パッド６０による電流の出力を停止する。この場合、角速度の値が第２の閾値ＴＰ２未満であるため、腹筋が動作する速度が低い、または、腹筋が動作していないことが示唆される。このため、制御部３０は、腹筋に電気刺激が与えられないように右側の電極パッド６０による電流の出力を停止する。
　時刻ｔ２３において、角速度の値が第３の閾値ＴＭ１以上の大きさから第３の閾値ＴＭ１未満の大きさに変化した場合、制御部３０は角速度の値と第３の閾値ＴＭ１との比較の結果に基づいて、左側の電極パッド６０に電流を出力させる。この場合、角速度の値が第３の閾値ＴＭ１未満であるため、左側の腹筋が拮抗筋として伸展していることが示唆される。このため、制御部３０は、その左側の腹筋に電気刺激が与えられるように左側の電極パッド６０から電流を出力させる。
　時刻ｔ２４において、角速度の値が第４の閾値ＴＭ２未満の大きさから第４の閾値ＴＭ２以上の大きさに変化した場合、制御部３０は、角速度の値と第４の閾値ＴＭ２との比較の結果に基づいて、左側の電極パッド６０による電流の出力を停止する。この場合、角速度の値が第４の閾値ＴＭ２以上であるため、腹筋が動作する速度が低い、または、腹筋が動作していないことが示唆される。このため、制御部３０は、腹筋に電気刺激が与えられないように左側の電極パッド６０による電流の出力を停止する。
　このように、制御部３０は、角速度の値が所定の範囲に含まれる場合に電極パッド６０により電流の出力を停止し、角速度の値が所定の範囲に含まれない場合に対応する電極パッド６０に電流を出力させる。なお、時刻ｔ２４以降も捻転動作が継続される場合、制御部３０は時刻ｔ２１～ｔ２４に実行する処理と同様の処理を繰り返し実行する。
　図７を参照して、屈曲動作モードにおける電流の出力形態の一例について説明する。
　図７（ａ）は、屈曲動作における腹筋の動作に関するフェーズである腹筋フェーズを示す。屈曲動作の一例はシットアップであり、その１周期は２つの腹筋フェーズである屈曲期および伸展期に区分される。屈曲期は、上半身が起きる動作である。伸展期は、上半身が倒れる動作である。
　上半身が屈曲または伸展する場合、体幹が第２軸まわりで回転する。ここでは、ユーザー１００を左側から見た場合を基準に、第２軸まわりにおける体幹の回転方向を規定する。このため、上半身が屈曲する場合、第２軸まわりで左回転し、上半身が伸展する場合、第２軸まわりで右回転する。上半身が第２軸まわりで回転することにより、骨盤が上半身の動作にともない第２軸まわりで回転する。
　図７（ｂ）は、腹筋の動作状態を示す。腹筋フェーズが屈曲期である場合、腹筋が収縮し、かつ、背筋が伸展する。腹筋フェーズが屈曲期から伸展期に変化するとき、腹筋が屈曲動作において最も収縮し、背筋が屈曲動作において最も伸展する。この場合、実質的に腹筋の全部が主動筋として働き、実質的に背筋の全部が拮抗筋として働く。
　腹筋フェーズが伸展期である場合、腹筋が伸展し、かつ、背筋が収縮する。腹筋フェーズが伸展期から屈曲期に変化するとき、腹筋が屈曲動作において最も伸展し、背筋が屈曲動作において最も収縮する。この場合、実質的に背筋の全部が主動筋として働き、実質的に腹筋の全部が拮抗筋として働く。
　図７（ｃ）は、角速度センサー５１の検出結果から求められた角速度の値を示す。
　ユーザー１００が屈曲動作を形成する場合、角速度センサー５１により第２軸まわりの角速度が検出される。一例では、骨盤が第２軸まわりで左回転する場合に角速度が正の値を示し、骨盤が第２軸まわりで右回転する場合に角速度は負の値を示す。
　屈曲動作によれば、体幹および骨盤が第２軸まわりで同じ方向に回転する。この点を考慮することにより、角速度センサー５１の検出結果から腹筋の伸縮状態を適切に求めることができる。腹筋および背筋の一方が最も伸展した場合、または、屈曲動作が停止している場合、角速度が実質的に０を示す。
　屈曲動作モードにおいて参照される閾値は、例えば次の２種類である。１つ目は、腹筋に電流を流すために参照される閾値である第１の閾値Ａ１である。２つ目は、その電流の流れを停止するために参照される閾値である第２の閾値Ａ２である。上記各閾値は、制御部３０から電極パッド６０に指令信号が出力されてからその指令が電極パッド６０の実際の動作に反映されるまでの応答遅れを考慮して設定される。このため、電流を流すために参照される第１の閾値Ａ１と、電流の流れを停止するために参照される第２の閾値Ａ２とが異なる値を有する。
　制御部３０は、角速度センサー５１の検出結果が反映された角速度の値と各閾値とを対比することにより、角速度の値が所定の範囲に含まれるか否かを判定する。一例によれば、屈曲動作モードに対して２種類の所定の範囲が設定される。１つ目は、角速度の値が負のピークから正のピークに向かって変化している場合に角速度の値と対比される第１の所定の範囲である。２つ目は、角速度の値が正のピークから負のピークに向かって変化している場合に角速度の値と対比される第２の所定の範囲である。第１の所定の範囲および第２の所定の範囲は、例えば以下のように正の領域および負の領域にまたがって設定される。
　第１の所定の範囲は、例えば第２の閾値Ａ２により規定される。０以上の範囲は第１の所定の範囲のうちの正の領域に存在する部分である。第２の閾値Ａ２と０とにより規定される範囲は、第１の所定の範囲のうちの負の領域に存在する部分である。
　第２の所定の範囲は、例えば第１の閾値Ａ１により規定される。０以上の範囲は、第２の所定の範囲のうちの正の領域に存在する部分である。第１の閾値Ａ１と０とにより規定される範囲は、第２の所定の範囲のうちの負の領域に存在する部分である。
　図７（ｄ）は、電流の出力形態を示す。
　時刻ｔ３１において、角速度の値が第１の閾値Ａ１以上の大きさから第１の閾値Ａ１未満の大きさに変化した場合、制御部３０は、角速度の値と第１の閾値Ａ１との比較の結果に基づいて、全部の電極パッド６０に電流を出力させる。この場合、角速度の値が第１の閾値Ａ１未満であるため、腹筋の全部が拮抗筋として伸展していることが示唆される。このため、制御部３０は、腹筋の全部に電気刺激が与えられるように全部の電極パッド６０から電流を出力させる。
　時刻ｔ３２において、角速度の値が第２の閾値Ａ２未満の大きさから第２の閾値Ａ２以上の大きさに変化した場合、制御部３０は、角速度の値と第２の閾値Ａ２との比較の結果に基づいて全部の電極パッド６０による電流の出力を停止する。この場合、角速度の値が第２の閾値Ａ２以上であるため、腹筋が動作する速度が低い、または、腹筋が動作していないことが示唆される。このため、制御部３０は、腹筋に電気刺激が与えられないように全部の電極パッド６０による電流の出力を停止する。
　このように、制御部３０は、角速度の値が所定の範囲に含まれる場合に電極パッド６０により電流の出力を停止し、角速度の値が所定の範囲に含まれない場合に対応する電極パッド６０に電流を出力させる。なお、時刻ｔ３２以降も屈曲動作が継続される場合、制御部３０は、時刻ｔ３１～ｔ３２に実行する処理と同様の処理を繰り返し実行する。
　図８は、屈曲動作時における異常状態を示す。
　制御部３０は、角速度センサー５１の出力の異常に対応するため、角速度の値が所定の範囲に含まれない状態が継続された時間である継続時間と所定時間ＴＸとの関係を判定する。継続時間が所定時間ＴＸ以上の場合、角速度センサー５１の出力に異常が生じていることが示唆される。このため、制御部３０は、例えば電極パッド６０による電流の出力を停止する。なお、所定時間ＴＸは、例えば動作モード毎に設定される。
　時刻ｔ４１において、制御部３０は時刻ｔ３１（図７（ｄ）参照）に実行される処理と実質的に同じ処理を実行し、全部の電極パッド６０から電流を出力させる。時刻ｔ４２において継続時間が所定時間ＴＸに到達した場合、制御部３０は各電極パッド６０による電流の出力を停止する。なお、制御部３０は、歩行動作、走行動作、および、捻転動作が形成される場合においても上記と同様に、継続時間と所定時間ＴＸとの関係に基づいて電極パッド６０を制御する。
　図９を参照して、電気刺激装置１の作用について説明する。
　電気刺激装置１は、ユーザー１００により例えば次のように使用される。最初に、各電極パッド６０が腹部の周囲に配置されるように装着部１０が腰に装着される。次に、電源スイッチ４１（図４参照）が操作され、電源がオフからオンに切り替えられる。次に、モード選択部４２（図４参照）が操作され、その後に形成される身体の動作の種類に応じた動作モードが選択される。次に、本体２０（図１参照）が本体保持部１２（図１参照）に収納される。その後、ユーザー１００は、モード選択部４２により選択した動作モードに対応する動作を形成する。
　ユーザー１００の動作にともない、ユーザー１００の腰の動作に関する情報が角速度センサー５１（図１参照）により検出される。角速度センサー５１の検出結果および選択された動作モードに応じて、各電極パッド６０が制御部３０（図１参照）により制御されることにより、電極パッド６０から電流が出力される。このため、その電流が腹部に流れることにより腹部に電気刺激が与えられ、腹筋が適切にトレーニングされる。
　実施の形態の電気刺激装置１によれば、さらに以下の効果が得られる。
　（１）腰が動作することにより腹筋も動作する。このため、腰の角速度は腹筋の動作と相関を有する。電気刺激装置１はこの点を踏まえ、角速度センサー５１により、腰の角速度を検出する。このため、腹筋の動作に応じた電気刺激が腹部に与えられやすい。
　（２）動作している腹筋に電気刺激が与えられる場合、動作していない腹筋に電気刺激が与えられる場合よりも高いトレーニング効果が得られやすい。電気刺激装置１はこの点を踏まえ、角速度センサー５１により、身体の動作にともなう腰の角速度を検出する。このため、腹筋の動作に応じて電気刺激が腹部に適切に与えられやすい。
　（３）腹筋の動作態様は、身体の動作の種類に応じて異なる。電気刺激装置１はこの点を踏まえ、角速度センサー５１により身体の動作の種類毎に腰の角速度を検出する。このため、腹筋の動作態様に応じた電気刺激が腹部に与えられやすい。このため、腹筋が効率的にトレーニングされる可能性が一層高められる。
　（４）角速度の値は、腰の動作の度合と相関を有する。このため、腰の動作と関連付けて所定の範囲が予め設定されることにより、角速度の値と所定の範囲との関係により腰の動作が示唆される。一例によれば、角速度の値が所定の範囲に含まれる場合、腰の動作が小さいこと、または、腰が動作していないことが示唆される。腹筋が動作していない、または、腹筋の動作が小さい場合、電極パッドから腹筋に電流が流されても、腹筋が効率的にトレーニングされないおそれがある。電気刺激装置１の制御部３０は、この点を踏まえ、角速度の値が所定の範囲に含まれる場合に電極パッド６０から電流の出力を停止させる。このため、腹筋が効率的にトレーニングされる可能性が一層高められる。
　（５）トレーニングのために身体が動作する場合、角速度の値が所定の範囲に含まれる状態、および、角速度の値が所定の範囲に含まれない状態がおおよそ周期的に繰り返される。一方、角速度センサー５１の出力に異常が生じている場合、角速度の値が所定の範囲に含まれない状態が継続することがある。このため、継続時間が所定時間ＴＸ以上である場合、角速度センサー５１の出力の異常が実際に生じている可能性が高い。電気刺激装置１の制御部３０は、この点を踏まえ、継続時間が所定時間ＴＸ以上である場合に電極パッド６０から電流の出力を停止させる。このため、実際の腰の動作を反映していない可能性がある角速度の値に基づいて電流が調節されるおそれが低減される。
　（６）電流を出力させるために参照される閾値、および、電流の出力を停止させるために参照される閾値は、制御部３０から電極パッド６０に指令信号が出力されてからその指令が電極パッド６０の実際の動作に反映されるまでの応答遅れを考慮して設定される。このため、電極パッド６０から実際に電流が出力されるタイミングが、好ましいタイミングよりも遅れることに起因して、腹筋のトレーニング効果が低下するおそれが低減される。また、電極パッド６０から電流の出力が実際に停止されるタイミングが好ましいタイミングよりも遅れることに起因して、腹筋に好ましくない電気刺激が与えられるおそれが低減される。
　（７）電極パッド６０における各ホック６１の位置は、電極パッド６０の長手方向における２つのホック６１間の中心が電極パッド６０の長手方向の中心に対して長手方向にオフセットするように決められている。このため、電極パッド６０が端子７３に取り付けられる場合、２つのホック６１間の中心が電極パッド６０の長手方向の中心に対してオフセットする方向に応じて、パッド保持部１４の長手方向における２つの電極パッド６０の距離が変化する。このため、電極パッド６０と腹筋との位置関係も変化する。この構成によれば、パッド保持部１４に対する電極パッド６０の方向を入れ替えるだけで、電極パッド６０と腹筋との位置関係を２段階で調節できる。このため、簡易な構成により電気刺激装置１の利便性が高められる。
　（変形例）
　本実施の形態に関する説明は、本開示に係る電気刺激装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示に係る電気刺激装置は、実施の形態以外に、例えば、以下に示される実施の形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。
　・制御部３０による継続時間に基づく電極パッド６０の制御形態は、任意の選択事項である。一例によれば、継続時間が所定時間ＴＸ以上の場合、制御部３０は継続時間が所定時間ＴＸ未満の場合よりも電極パッド６０から出力される電流を小さくする。
　・制御部３０による角速度の値に基づく電極パッド６０の制御形態は、任意の選択事項である。一例によれば、角速度の値が所定の範囲に含まれる場合、制御部３０は角速度の値が所定の範囲に含まれない場合よりも電極パッド６０から出力される電流を小さくする。
　・モード選択部４２により選択可能なモードの内容は、任意の選択事項である。一例によれば、モード選択部４２から歩行動作モード、走行動作モード、捻転動作モード、および、屈曲動作モードのうちの１つまたは２つが省略される。また、別の一例によれば、上記各モードに加えて別のモードがモード選択部４２に追加される。別のモードの一例は、ユーザーが静止状態を形成する場合に適したモードであるリラックスモードである。リラックスモードが選択された場合、制御部３０は、弱い電流を一定のリズムで電極パッド６０から出力させる。このため、ソフトな電気刺激が腹部に与えられる。
　・変形例の電気刺激装置１によれば、操作部４０からモード選択部４２が省略される。この変形例によれば、制御部３０は、例えば角速度センサー５１の検出結果に基づいて身体の動作の種類を判定し、その結果に基づいて電極パッド６０から出力される電流を調節する。
　・変形例の操作部４０は、電気刺激の出力のレベルを調節するために操作される出力調節部をさらに備える。この変形例によれば、制御部３０は、ユーザー１００により設定された出力調節部の操作位置に応じて電極パッド６０から出力される電流を調節する。
　・変形例の電気刺激装置１は、角速度センサー５１に代えて、腰の動作に関する情報を検出するゴニオメーターを備える。
　・変形例の電気刺激装置１は、角速度センサー５１に加えて、腰の動作に関する情報を検出する１または複数の別のセンサーを備える。別のセンサーの一例は加速度センサーである。
　・角速度の値の符号と身体の回転方向との関係は、任意の選択事項である。一例によれば、骨盤が第１軸または第２軸まわりで右回転する場合に角速度が正の値を示し、骨盤が第１軸または第２軸まわりで左回転する場合に角速度が負の値を示す。
　・制御部３０による角速度の値と閾値との関係に基づく電極パッド６０の制御形態は、任意の選択事項である。一例によれば、制御部３０は、電流を流すために参照される閾値と、電流の流れを停止するために参照される閾値とを１つの閾値として記憶する。そして、制御部３０は、角速度の値と１つの閾値との関係に基づいて、電流を出力させるタイミングと電流の出力を停止させるタイミングとを判定する。この場合、各動作モードに対して１つまたは２つの閾値により規定される１種類の所定の範囲が設定される。
　・電極パッド６０における各ホック６１の取付位置は、任意の選択事項である。一例によれば、２つのホック６１間の中心と電極パッド６０の長手方向の中心とが一致するように電極パッド６０における各ホック６１の取付位置が決められる。
　・変形例の電気刺激装置１は１枚～３枚のいずれかの枚数の電極パッド６０、または、５枚以上のいずれかの枚数の電極パッド６０を備える。
　・変形例の電気刺激装置１によれば、装着部１０からパッド保持部１４が省略される。この場合、ユーザー１００は電極パッド６０を腹部に直接貼り付け、その電極パッド６０の上に装着部１０を巻き付ける。
　・変形例のセンサー保持部１３は、ベルト１１の長手方向にスライド可能な構造を備える。この場合、体型の異なる複数のユーザー１００により電気刺激装置１が使用される場合であっても、センサー保持部１３がスライドすることにより角速度センサー５１を好ましい位置に配置される。
　・変形例の電気刺激装置１によれば、装着部１０から本体保持部１２が省略される。この場合、ユーザー１００は例えば本体２０を把持しながら電気刺激装置１を使用する。
　・変形例の電気刺激装置１によれば、本体２０とセンサーケース５０とが一体的に構成される。この変形例によれば、装着部１０から本体保持部１２を省略できる。
　・制御部３０による電流の出力形態は、任意の選択事項である。一例によれば、制御部３０は、拮抗筋に代えて主動筋に電気刺激を与える電流の出力形態を備える。
　・変形例の制御部３０は、捻転動作の一例であるツイストランジおよびスタンディングトランクツイスト等に対応する電流の出力形態をさらに備える。
　・変形例の制御部３０は、屈曲動作の一例であるシットアップに対応する電流の出力形態に代えてまたは加えて、屈曲動作の別の一例であるクランチに対応する電流の出力形態を備える。
　（課題を解決するための手段に関する付記）
　〔付記１〕電極パッドを保持するパッド保持部と、センサーを保持するセンサー保持部とをさらに備え、パッド保持部およびセンサー保持部はベルトに支持される、請求項１～７のいずれか一項に記載の電気刺激装置。
　〔付記２〕所定の範囲は身体の動作の種類毎に設定される、請求項６に記載の電気刺激装置。
　〔付記３〕所定の範囲は、角速度の値が負のピークから正のピークに向かって変化している場合に角速度の値と対比される第１の所定の範囲、および、前記角速度の値が正のピークから負のピークに向かって変化している場合に角速度の値と対比される第２の所定の範囲を含む、請求項６または付記２に記載の電気刺激装置。
　〔付記４〕継続時間が身体の動作の種類毎に設定される、請求項７に記載の電気刺激装置。
　本電気刺激装置は腹筋をはじめとして身体の各部分のトレーニングに利用できる。
　１　電気刺激装置
　１１　ベルト
　３０　制御部
　５１　角速度センサー（センサー）
　６０　電極パッド
　ＴＸ　所定時間

Claims (7)

  1. 　筋肉に電気刺激を与える電気刺激装置であって、
    　前記電気刺激を与えるために電流を出力する電極パッドと、腰の動作に関する情報を検出するセンサーと、前記センサーの検出結果に基づいて前記電極パッドから出力される電流の大きさを調節する制御部と、前記電極パッド、前記センサー、および、前記制御部を支持するベルトとを備える
    　電気刺激装置。
  2. 　前記腰の動作に関する情報は、腰の角速度である
    　請求項１に記載の電気刺激装置。
  3. 　前記センサーは、身体の動作にともなう前記腰の動作に関する情報を検出する
    　請求項２に記載の電気刺激装置。
  4. 　前記身体の動作は、歩行動作、走行動作、捻転動作、および、屈曲動作のいずれかである
    　請求項３に記載の電気刺激装置。
  5. 　前記制御部は、前記身体の動作の種類毎に設定される電流の出力形態、および、前記センサーの検出結果に基づいて、前記電極パッドから出力される電流の大きさを調節する
    　請求項３または４に記載の電気刺激装置。
  6. 　前記制御部は、前記センサーの検出結果が反映された角速度の値が所定の範囲に含まれる場合、前記電極パッドに電流を出力させない、または、前記角速度の値が前記所定の範囲に含まれない場合よりも前記電極パッドから出力される電流を小さくする
    　請求項５に記載の電気刺激装置。
  7. 　前記制御部は、前記角速度の値が前記所定の範囲に含まれない状態が継続した時間である継続時間が所定時間以上の場合、前記電極パッドに電流を出力させない、または、前記継続時間が前記所定時間未満の場合よりも前記電極パッドから出力される電流を小さくする
    　請求項６に記載の電気刺激装置。
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