(57)【要約】【課題】筋肉の鍛錬する効果および筋肉の動作を補助する効果を高める電気刺激装置およびその制御装置を提供する。【解決手段】電気刺激装置１は身体の対象部位に電気刺激を付与する電極部１１〜１４と、対象部位の鍛錬または対象部位の動作の補助に適した強度である適合強度を持つ電気刺激を電極部１１〜１４に出力させることができる指令部４３と、電極部１１〜１４から付与された電気刺激により対象部位に生じた筋収縮を検出する検出部２１〜２４とを備える。電気刺激装置１はさらに、適合強度を測定するために強度が増加するように電極部１１〜１４が電気刺激を出力する場合における基準の強度である基準強度を、検出部２１〜２４により筋収縮が検出されたときに電極部１１〜１４が出力した電気刺激の強度に基づいて設定する設定部４２を備える。【選択図】図２
2018126311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体の対象部位に電気刺激を付与する電極部と、
前記対象部位の鍛錬または前記対象部位の動作の補助に適した強度である適合強度を持つ電気刺激を前記電極部に出力させることができる指令部と、
前記電極部から付与された電気刺激により前記対象部位に生じた筋収縮を検出する検出部と、
前記適合強度を測定するために強度が増加するように前記電極部が電気刺激を出力する場合における基準の強度である基準強度を、前記検出部により筋収縮が検出されたときに前記電極部が出力した電気刺激の強度に基づいて設定する設定部とを備える
電気刺激装置。
【請求項２】
前記指令部は、前記基準強度を設定するために強度が増加するように前記電極部に電気刺激を出力させる設定モードを実行し、
前記設定部は前記設定モードの実行中において、前記検出部により筋収縮が検出されたときに前記電極部が出力した電気刺激の強度を用いて前記基準強度を設定する
請求項１に記載の電気刺激装置。
【請求項３】
前記指令部は、複数の前記電極部のそれぞれが並行して電気刺激を出力するように前記設定モードを実行する
請求項２に記載の電気刺激装置。
【請求項４】
前記指令部は、前記複数の電極部のそれぞれに出力させる電気刺激の強度の増加速度を異なる速度に設定する
請求項３に記載の電気刺激装置。
【請求項５】
前記複数の電極部は、身体の正中面に対して左右対称の関係を有するように前記対象部位に取り付けられる右半身電極部および左半身電極部を含む
請求項３または４に記載の電気刺激装置。
【請求項６】
前記適合強度を測定するために、前記複数の電極部のそれぞれが出力する電気刺激の強度を同時に調節可能な操作部をさらに備え、
前記指令部は前記基準強度を初期値として、前記操作部の操作に基づいて強度が並行して調節されるように前記複数の電極部に電気刺激を出力させる
請求項３〜５のいずれか一項に記載の電気刺激装置。
【請求項７】
前記適合強度を測定するために、前記複数の電極部のそれぞれが出力する電気刺激の強度を個別に調節可能な操作部をさらに備え、
前記指令部は前記基準強度を初期値として、前記操作部の操作に基づいて強度が個別に調節されるように対応する前記電極部に電気刺激を出力させる
請求項３〜５のいずれか一項に記載の電気刺激装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の指令部および設定部を含む
電気刺激装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は身体に電気刺激を付与する電気刺激装置およびその制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
身体の対象部位に筋収縮が生じるように対象部位に電気刺激を与えることにより、筋肉を鍛錬または筋肉の動作を補助する電気刺激装置が知られている。一般に、電気刺激装置のユーザおよびその補助者（以下「ユーザ等」という）は、電気刺激装置を用いて筋肉を鍛錬または筋肉の動作を補助するための準備として、筋肉の鍛錬または筋肉の動作の補助に適した電気刺激の強度である適合強度を測定する。電気刺激装置を用いて筋肉を鍛錬または筋肉の動作を補助する場合、適合強度を持つ電気刺激が出力されることにより、筋肉を鍛錬する効果または筋肉の動作を補助する効果が高められる。なお、特許文献１は従来の電気刺激装置の一例を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７９５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
適合強度を測定する方法の一例では、最初に、対象部位に電極部が取り付けられる。次に、電極部から出力される電気刺激の強度が増加するようにコントローラが操作される。電気刺激の強度が増加することにともないユーザが対象部位に痛みを感じ始め、電気刺激の強度が引き続き増加することによりユーザが感じる痛みが、ユーザが我慢できる限界の痛み（以下「限界の痛み」という）に達する。このときの電気刺激の強度が適合強度として測定される。しかし、この方法では、ユーザが感じる痛みが限界の痛みに達したときの電気刺激の強度がユーザの主観の影響を強く受けるため、適合強度が正確に測定されないおそれがある。例えば、筋肉を鍛錬する効果または筋肉の動作を補助する効果を得ることが可能な強度よりも低い強度に達した時点でユーザが限界の痛みを感じることがある。この場合、電気刺激装置を用いても筋肉を鍛錬する効果および筋肉の動作を補助する効果が得られにくい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に関する電気刺激装置の一形態は、身体の対象部位に電気刺激を付与する電極部と、前記対象部位の鍛錬または前記対象部位の動作の補助に適した強度である適合強度を持つ電気刺激を前記電極部に出力させることができる指令部と、前記電極部から付与された電気刺激により前記対象部位に生じた筋収縮を検出する検出部と、前記適合強度を測定するために強度が増加するように前記電極部が電気刺激を出力する場合における基準の強度である基準強度を、前記検出部により筋収縮が検出されたときに前記電極部が出力した電気刺激の強度に基づいて設定する設定部とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に関する電気刺激装置およびその制御装置は筋肉の鍛錬する効果および筋肉の動作を補助する効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１の電気刺激装置の使用状態の一例を示す斜視図。
【図２】図１の電気刺激装置のブロック図。
【図３】図１のコントローラの正面図。
【図４】出力強度と検出値との関係を示すタイムチャート。
【図５】指令部が実行する設定モードの一例を示すフローチャート。
【図６】図１の電気刺激装置の使用状況の一例を示すタイムチャート。
【図７】実施の形態２の電気刺激装置の使用状況の一例を示すタイムチャート。
【図８】実施の形態３のコントローラの正面図。
【図９】実施の形態３の電気刺激装置の使用状況の一例を示すタイムチャート。
【図１０】変形例のコントローラの正面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（電気刺激装置およびその制御装置が取り得る形態の一例）
〔１〕本発明に関する電気刺激装置の一形態は、身体の対象部位に電気刺激を付与する電極部と、前記対象部位の鍛錬または前記対象部位の動作の補助に適した強度である適合強度を持つ電気刺激を前記電極部に出力させることができる指令部と、前記電極部から付与された電気刺激により前記対象部位に生じた筋収縮を検出する検出部と、前記適合強度を測定するために強度が増加するように前記電極部が電気刺激を出力する場合における基準の強度である基準強度を、前記検出部により筋収縮が検出されたときに前記電極部が出力した電気刺激の強度に基づいて設定する設定部とを備える。
【０００９】
身体の対象部位に筋収縮が生じるように対象部位に電気刺激が与えられた場合、筋肉が鍛錬または筋肉の動作が補助される。適合強度を測定するための基準強度が、検出部により筋収縮が検出されたときの電極部が出力した電気刺激の強度に基づいて設定される場合、適合強度は基準強度よりも高くなる。このため、筋肉を鍛錬する効果および筋肉の動作を補助する効果が高められる。
【００１０】
〔２〕前記電気刺激装置の一例によれば、前記指令部は、前記基準強度を設定するために強度が増加するように前記電極部に電気刺激を出力させる設定モードを実行し、前記設定部は前記設定モードの実行中において、前記検出部により筋収縮が検出されたときに前記電極部が出力した電気刺激の強度を用いて前記基準強度を設定する。設定モードにおいて基準強度が自動的に設定されるため、基準強度の設定に要する手間が解消される。
【００１１】
〔３〕前記電気刺激装置の一例によれば、前記指令部は、複数の前記電極部のそれぞれが並行して電気刺激を出力するように前記設定モードを実行する。
複数の電極部に対応するそれぞれの基準強度が並行して設定されるため、基準強度の設定に要する時間が短縮され、適合強度の測定に要する時間も短縮される。
【００１２】
〔４〕前記電気刺激装置の一例によれば、前記指令部は、前記複数の電極部のそれぞれに出力させる電気刺激の強度の増加速度を異なる速度に設定する。
複数の電極部に対応するそれぞれの基準強度が設定されるタイミングがずれるため、適合強度を測定する電極部を混同しにくい。また、複数の電極部のそれぞれが並行して電気刺激を出力するため、基準強度の設定に要する時間が短縮される。
【００１３】
〔５〕前記電気刺激装置の一例によれば、前記複数の電極部は、身体の正中面に対して左右対称の関係を有するように前記対象部位に取り付けられる右半身電極部および左半身電極部を含む。
【００１４】
電極部の電気刺激の強度を増加させることにともない対象部位に筋収縮が生じた場合、その対象部位の筋収縮を検出する検出部とは別の検出部が反応することがある。これは、筋収縮が生じた対象部位と別の検出部との距離が近いことが関係していると考えられる。このため、並行して電気刺激を出力する複数の電極部間の距離が近い場合、検出部による誤検出が懸念される。上記電気刺激装置はこの点を踏まえ、上記〔５〕のとおり並行して電気刺激を出力する複数の電極部が選択されるため、検出部による誤検出が低減され、基準強度の設定精度が高められる。
【００１５】
〔６〕前記電気刺激装置の一例によれば、前記適合強度を測定するために、前記複数の電極部のそれぞれが出力する電気刺激の強度を同時に調節可能な操作部をさらに備え、前記指令部は前記基準強度を初期値として、前記操作部の操作に基づいて強度が並行して調節されるように前記複数の電極部に電気刺激を出力させる。このため、適合強度の測定に要する時間が一層短縮される。
【００１６】
〔７〕前記電気刺激装置の一例によれば、前記適合強度を測定するために、前記複数の電極部のそれぞれが出力する電気刺激の強度を個別に調節可能な操作部をさらに備え、前記指令部は前記基準強度を初期値として、前記操作部の操作に基づいて強度が個別に調節されるように対応する前記電極部に電気刺激を出力させる。このため、適合強度の測定精度が高められる。
【００１７】
〔８〕本発明に関する電気刺激装置の制御装置の一形態は、上記〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の指令部および設定部を含む。
上記電気刺激装置の制御装置によれば、上記〔１〕〜〔７〕の電気刺激装置により得られる効果と実質的に同じ効果が得られる。
【００１８】
（実施の形態１）
図１に示される電気刺激装置１は一対のサポータ１０、複数の電極部１１〜１４、複数の検出部２１〜２４、および、制御装置４０（図２参照）を備える。一対のサポータ１０は例えば身体の対象部位に装着される。対象部位の一例は大腿１００である。各サポータ１０は身体の正中面に対して左右対称の関係を有する。図１の二点鎖線はサポータ１０を示している。
【００１９】
電極部１１〜１４の機能は大腿１００に電気刺激を付与することである。電極部１１〜１４が出力する電気刺激の周波数は所定の周波数である。複数の電極部１１〜１４は第１右半身電極部１１、第２右半身電極部１２、第１左半身電極部１３、および、第２左半身電極部１４を含む。第１右半身電極部１１および第１左半身電極部１３は身体の正中面に対して左右対称の関係を有するように大腿１００に取り付けられる。第２右半身電極部１２および第２左半身電極部１４は身体の正中面に対して線対称の関係を有するように大腿１００に取り付けられる。
【００２０】
第１右半身電極部１１は例えば右半身の大腿１００に装着されるサポータ１０に取り付けられる。第１右半身電極部１１は一対の電極パッド１１Ａ、１１Ｂを含む。電極パッド１１Ａ、１１Ｂは例えばサポータ１０が大腿１００に装着された状態において、大腿四頭筋と対向するようにサポータ１０の内面に取り付けられる。一例では、各電極パッド１１Ａ、１１Ｂは大腿１００の幅方向に延びるようにサポータ１０に設けられ、大腿１００の長手方向において互いに間隔が空くように並べられている。各電極パッド１１Ａ、１１Ｂの一方から他方に向けて電流が流れることにより、右半身の大腿四頭筋に電気刺激が付与される。
【００２１】
第２右半身電極部１２は例えば右半身の大腿１００に装着されるサポータ１０に取り付けられる。第２右半身電極部１２は一対の電極パッド１２Ａ、１２Ｂを含む。電極パッド１２Ａ、１２Ｂは例えばサポータ１０が大腿１００に装着された状態において、大腿二頭筋と対向するようにサポータ１０の内面に取り付けられる。一例では、各電極パッド１２Ａ、１２Ｂは大腿１００の長手方向に延びるようにサポータ１０に設けられ、大腿１００の幅方向において互いに間隔が空くように並べられている。各電極パッド１２Ａ、１２Ｂの一方から他方に向けて電流が流れることにより、右半身の大腿二頭筋に電気刺激が付与される。
【００２２】
第１左半身電極部１３は例えば左半身の大腿１００に装着されるサポータ１０に取り付けられる。第１左半身電極部１３は一対の電極パッド１３Ａ、１３Ｂを含む。第１左半身電極部１３の構成は第１右半身電極部１１の構成と実質的に同じである。各電極パッド１３Ａ、１３Ｂの一方から他方に向けて電流が流れることにより、左半身の大腿四頭筋に電気刺激が付与される。第２左半身電極部１４は例えば左半身の大腿１００に装着されるサポータ１０に取り付けられる。第２左半身電極部１４は一対の電極パッド１４Ａ、１４Ｂを含む。第２左半身電極部１４の構成は第２右半身電極部１２の構成と実質的に同じである。各電極パッド１４Ａ、１４Ｂの一方から他方に向けて電流が流れることにより、左半身の大腿二頭筋に電気刺激が付与される。
【００２３】
検出部２１〜２４の機能は電極部１１〜１４から付与された電気刺激により大腿１００に生じた筋収縮を検出し、その筋収縮が反映された検出信号を制御装置４０に出力することである。検出部２１〜２４は例えば加速度センサを含む。加速度センサの一例は３軸加速度センサである。検出部２１〜２４は大腿１００の筋肉の振動による加速度に基づいて大腿１００に生じた筋収縮を検出する。検出部２１〜２４は第１検出部２１、第２検出部２２（図２参照）、第３検出部２３、および、第４検出部２４（図２参照）を含む。
【００２４】
第１検出部２１は第１右半身電極部１１から付与された電気刺激により大腿１００に生じた筋収縮を検出する。一例では、第１検出部２１は右半身の大腿１００に装着されるサポータ１０において、大腿１００の長手方向における一方の電極パッド１１Ａと他方の電極パッド１１Ｂとの間に設けられる。第２検出部２２は第２右半身電極部１２から付与された電気刺激により大腿１００に生じた筋収縮を検出する。一例では、第２検出部２２は右半身の大腿１００に装着されるサポータ１０において、大腿１００の長手方向における一方の電極パッド１２Ａと他方の電極パッド１２Ｂとの間に設けられる。
【００２５】
第３検出部２３は第１左半身電極部１３から付与された電気刺激により大腿１００に生じた筋収縮を検出する。一例では、第３検出部２３は左半身の大腿１００に装着されるサポータ１０において、大腿１００の長手方向における一方の電極パッド１３Ａと他方の電極パッド１３Ｂとの間に設けられる。第４検出部２４は第２左半身電極部１４から付与された電気刺激により大腿１００に生じた筋収縮を検出する。一例では、第４検出部２４は左半身の大腿１００に装着されるサポータ１０において、大腿１００の長手方向における一方の電極パッド１４Ａと他方の電極パッド１４Ｂとの間に設けられる。
【００２６】
電気刺激装置１はコントローラ３０およびケーブル６０をさらに備える。コントローラ３０は電気刺激装置１を構成する各種の電気的な要素を含む。コントローラ３０の機能は第１右半身電極部１１から出力される電気刺激の強度（以下「第１出力強度Ｓ１」という）、第２右半身電極部１２から出力される電気刺激の強度（以下「第２出力強度Ｓ２」という）、第１左半身電極部１３から出力される電気刺激の強度（以下「第３出力強度Ｓ３」という）、および、第２左半身電極部１４から出力される電気刺激の強度（以下「第４出力強度Ｓ４」という）を調節することである。一例では、第１出力強度Ｓ１は一方の電極パッド１１Ａと他方の電極パッド１１Ｂとの間の電圧である出力電圧の大きさによって決められる。第１右半身電極部１１の出力電圧が高くなるにつれて第１出力強度Ｓ１が高くなり、第１右半身電極部１１の出力電圧が低くなるにつれて第１出力強度Ｓ１が低くなる。第２出力強度Ｓ２と出力電圧との関係、第３出力強度Ｓ３と出力電圧との関係、および、第４出力強度Ｓ４と出力電圧との関係は、第１出力強度Ｓ１と出力電圧との関係と実質的に同じである。ケーブル６０の機能はコントローラ３０と電極部１１〜１４および検出部２１〜２４とを電気的に接続することである。
【００２７】
図２は電気刺激装置１の電気的な接続関係を示す。コントローラ３０は操作部３１、表示部３４、電源部３５、制御装置４０、および、電圧供給部５０を含む。操作部３１の機能は電気刺激装置１の動作に関する各種の情報を入力することである。表示部３４の機能は電気刺激装置１の動作に関する各種の情報を表示することである。電源部３５の機能は電気刺激装置１を構成する各種の電気的な要素に電力を供給することである。電源部３５は例えば一次電池または二次電池である。操作部３１による操作に基づいて電気刺激装置１が駆動することにより、電極部１１〜１４、検出部２１〜２４、制御装置４０、および、電圧供給部５０に電源部３５の電力が供給される。
【００２８】
制御装置４０の機能は検出部２１〜２４から入力された検出信号、および、操作部３１の操作に関する操作信号等に基づいて、電極部１１〜１４の出力強度Ｓ１〜Ｓ４を制御することである。制御装置４０は出力強度Ｓ１〜Ｓ４に関する情報を含む指令信号を電圧供給部５０に出力する。電圧供給部５０は制御装置４０から入力された指令信号に基づいて、指令信号により指定される出力強度Ｓ１〜Ｓ４を持つ電気刺激を電極部１１〜１４に出力させる。
【００２９】
制御装置４０は信号処理部４１、設定部４２、および、指令部４３を含む。信号処理部４１の機能は検出部２１〜２４から入力された検出信号を信号処理することである。信号処理は高周波成分のノイズの除去、移動平均値の算出、および、周波数解析等を含む。一例では、信号処理部４１は検出信号を周波数解析した後、バンドパスフィルタにより特定の周波数成分を取り出す。特定の周波数成分は例えば電極部１１〜１４が出力する電気刺激の周波数付近の周波数成分である。信号処理部４１は信号処理した検出値に関する情報を設定部４２に出力する。
【００３０】
設定部４２の機能は検出部２１〜２４により筋収縮が検出されたときの出力強度Ｓ１〜Ｓ４に基づいて基準強度を設定することである。基準強度は、適合強度を測定するために強度が増加するように電極部１１〜１４が電気刺激を出力する場合における基準の強度である。適合強度は対象部位の鍛錬または対象部位の動作の補助に適した強度である。設定部４２は設定した基準強度に関する情報を指令部４３に出力する。
【００３１】
指令部４３の機能は適合強度を持つ電気刺激を電極部１１〜１４に出力させることである。指令部４３は例えば設定モードを実行する。設定モードは、基準強度を設定するために出力強度Ｓ１〜Ｓ４が増加するように電極部１１〜１４に電気刺激を出力させるモードである。指令部４３は設定モードにおいて、出力強度Ｓ１〜Ｓ４の増加速度を実質的に同じ速度に設定する。指令部４３は設定モードにおいて、例えば身体の正中面に対して左右対称の関係を有する電極部１１〜１４のそれぞれが並行して電気刺激を出力するように、出力強度Ｓ１〜Ｓ４に関する情報を含む指令信号を電圧供給部５０に出力する。
【００３２】
一例では、指令部４３は第１右半身電極部１１および第１左半身電極部１３のそれぞれが並行して電気刺激を出力するように設定モードを実行する。設定部４２は設定モードの実行中において、検出部２１、２３により筋収縮が検出されたときの出力強度Ｓ１、Ｓ３を用いて各電極部１１、１３のそれぞれに対応する基準強度を設定する。指令部４３は設定モードが終了した後、操作部の操作に基づいて電極部１１、１３毎に出力強度Ｓ１、Ｓ３が調節されるように、出力強度Ｓ１、Ｓ３に関する情報を含む指令信号を電圧供給部５０に出力する。この操作部３１による操作によって、各電極部１１、１３の適合強度が測定される。次に、指令部４３は第２右半身電極部１２および第２左半身電極部１４のそれぞれが並行して電気刺激を出力するように設定モードを実行する。このように、指令部４３は電極部１１〜１４の全部に対応する基準強度を設定するために２回の設定モードを実行する。第２右半身電極部１２および第２左半身電極部１４に関する設定モードの内容および適合強度の測定方法は、第１右半身電極部１１および第１左半身電極部１３と実質的に同じである。
【００３３】
図３はコントローラ３０の正面を示す。操作部３１は電極部１１〜１４の適合強度を測定するために、電極部１１〜１４の出力強度Ｓ１〜Ｓ４を個別に調節可能である。操作部３１は第１操作部３２および第２操作部３３を含む。第１操作部３２は例えばコントローラ３０の正面視において右側に設けられる。第２操作部３３は例えばコントローラ３０の正面視において左側に設けられる。
【００３４】
第１操作部３２は例えば右半身電極部１１、１２と関連付けられている。第１操作部３２は上ボタン３２Ａ、下ボタン３２Ｂ、および、設定ボタン３２Ｃを含む。上ボタン３２Ａの機能は対応する右半身電極部１１、１２の出力強度Ｓ１、Ｓ２を増加させることである。下ボタン３２Ｂの機能は対応する右半身電極部１１、１２の出力強度Ｓ１、Ｓ２を減少させることである。設定ボタン３２Ｃの機能は各ボタン３２Ａ、３２Ｂの操作により調節された右半身電極部１１、１２の現在の出力強度Ｓ１、Ｓ２を適合強度として設定することである。設定ボタン３２Ｃは例えば設定モードを実行させる機能も含む。
【００３５】
第２操作部３３は例えば左半身電極部１３、１４と関連付けられている。第２操作部３３は上ボタン３３Ａ、下ボタン３３Ｂ、および、設定ボタン３３Ｃを含む。上ボタン３３Ａの機能は対応する左半身電極部１３、１４の出力強度Ｓ３、Ｓ４を増加させることである。下ボタン３３Ｂの機能は対応する左半身電極部１３、１４の出力強度Ｓ３、Ｓ４を減少させることである。設定ボタン３３Ｃの機能は各ボタン３３Ａ、３３Ｂの操作により調節された左半身電極部１３、１４の現在の出力強度Ｓ３、Ｓ４を適合強度として設定することである。指令部４３（図２参照）は設定モードにより設定された基準強度を初期値として、操作部３１の操作に基づいて出力強度Ｓ１〜Ｓ４が個別に調節されるように対応する電極部１１〜１４に電気刺激を出力させる。
【００３６】
表示部３４の一例はディスプレイである。表示部３４は設定モードにより電極部１１〜１４に対応する基準強度が設定された場合、その基準強度に関する情報を表示可能である。また、表示部３４は操作部３１の操作により調節される対象の電極部１１〜１４の現在の出力強度Ｓ１〜Ｓ４も表示可能である。
【００３７】
図４を参照して、出力強度Ｓ１〜Ｓ４と検出値との関係について説明する。
出力強度Ｓ１〜Ｓ４が増加するように電極部１１〜１４が電気刺激を出力した場合、電極部１１〜１４から付与された電気刺激により対象部位に筋収縮が生じ始める。出力強度Ｓ１〜Ｓ４が増加するにつれて対象部位に生じた筋収縮の度合が高くなるため、検出部２１〜２４により検出されて信号処理された検出値も高くなる。設定部４２は信号処理部４１にから入力された検出値と所定の閾値Ｔとの関係に基づいて筋収縮が検出されたと判定し、そのときの出力強度Ｓ１〜Ｓ４に基づいて対応する電極部１１〜１４の基準強度を設定する。一例では、設定部４２は筋収縮が検出されたときの出力強度Ｓ１〜Ｓ４を対応する電極部１１〜１４の基準強度として設定する。所定の閾値Ｔは例えば複数のユーザにより実施された試験等の結果により予め任意の値に設定されている。
【００３８】
図５を参照して、設定モードの具体的な動作の一例について説明する。
制御装置４０は例えば操作部３１の設定ボタン３２Ｃが操作されることにより設定モードを実行する。１回目の設定モードでは、例えば第１右半身電極部１１および第１左半身電極部１３のそれぞれにおいて以下のステップＳ１１〜ステップＳ１９の処理が並行して実行され、電極部１１、１３のそれぞれに対応する基準強度が設定される。
【００３９】
制御装置４０はステップＳ１１において、検出部２１、２３を正常に動作させるために検出部２１、２３を初期化する。指令部４３はステップＳ１２において、出力強度Ｓ１、Ｓ３が増加するように電極部１１、１３に電気刺激を出力させる。設定部４２はステップＳ１３において、検出部２１、２３により検出されて信号処理された検出値が所定の閾値Ｔを超えているか否かを判定する。ステップＳ１３において、検出値が所定の閾値Ｔを超えていないと判定された場合、ステップＳ１３の処理を繰り返す。一方、ステップＳ１３において、検出値が所定の閾値Ｔを超えていると判定された場合、ステップＳ１４の処理に移行する。
【００４０】
設定部４２はステップＳ１４において、検出値が所定の閾値Ｔを超えていると判定した回数（以下「検出回数」という）をカウントアップして記憶する。設定部４２はステップＳ１５において、検出回数が所定の回数以上であるか否かを判定する。ステップＳ１５において、検出回数が所定の回数未満であると判定された場合、ステップＳ１３に処理を戻す。一方、ステップＳ１５において、検出回数が所定の回数以上であると判定された場合、ステップＳ１６の処理に移行する。
【００４１】
設定部４２はステップＳ１６において、単位時間あたりの検出回数が所定の回数以上であるか否かを判定する。ステップＳ１６において、単位時間あたりの検出回数が所定の回数未満であると判定された場合、ステップＳ１７の処理に移行する。設定部４２はステップＳ１７において、記憶している検出回数のカウントをリセットする。設定部４２はステップＳ１７の処理を終了した後、ステップＳ１３に処理を戻す。ステップＳ１５〜ステップＳ１７の処理が実行されることにより、検出部２１、２３の誤検出等によって誤った基準強度が設定されるおそれが低減される。
【００４２】
一方、ステップＳ１６において、単位時間あたりの検出回数が所定の回数以上であると判定された場合、対象部位の筋収縮が検出されたと判定し、ステップＳ１８の処理に移行する。設定部４２はステップＳ１８において、筋収縮が検出されたときの出力強度Ｓ１、Ｓ３を電極部１１、１３の基準強度として設定する。指令部４３は例えば電極部１１、１３の基準強度が設定された後において、出力強度Ｓ１、Ｓ３が増減しないように電極部１１、１３に電気刺激を出力させる。制御装置４０はステップＳ１９において、設定された基準強度に関する情報を表示部３４に出力する。制御装置４０はステップＳ１１〜ステップＳ１９の処理を経て設定モードを終了する。以上のように、複数の電極部１１、１３に対応するそれぞれの基準強度が並行して設定されるため、基準強度の設定に要する時間が短縮される。
【００４３】
その後、ユーザは例えば表示部３４に表示された基準強度に関する情報に基づいて設定モードが終了したと判断し、操作部３１を操作することにより電極部１１、１３の適合強度を電極部１１、１３毎に測定する。そして、電極部１１、１３の適合強度の測定が終了した後、２回目の設定モードが実行される。２回目の設定モードでは、例えば第２右半身電極部１２および第２左半身電極部１４のそれぞれに対応する基準強度が設定される。
【００４４】
出力強度Ｓ１〜Ｓ４を増加させることにともない対象部位に筋収縮が生じた場合、その対象部位の筋収縮を検出する検出部２１〜２４とは別の検出部２１〜２４が反応することがある。これは、筋収縮が生じた対象部位と別の検出部２１〜２４との距離が近いことが関係していると考えられる。このため、並行して電気刺激を出力する複数の電極部１１〜１４間の距離が近い場合、検出部２１〜２４による誤検出が懸念される。電気刺激装置１はこの点を踏まえ、身体の正中面に対して左右対称の関係を有する電極部１１〜１４が設定モードにおいて並行して電気刺激を出力する電極部に選択されるため、検出部２１〜２４による誤検出が低減され、基準強度の設定精度が高められる。
【００４５】
図６を参照して、電気刺激装置１の動作の一例について説明する。
時刻ｔ１１において、制御装置４０は操作部３１の操作に基づいて設定モードを実行する。制御装置４０は設定モードにおいて出力強度Ｓ１、Ｓ３が増加するように電極部１１、１３に電気刺激を出力させる。時刻ｔ１２において、設定部４２は第１右半身電極部１１に対応する対象部位の筋収縮が検出されたと判定し、そのときの第１出力強度Ｓ１を第１基準強度ＳＣ１として設定する。そして、設定された第１基準強度ＳＣ１に関する情報が表示部３４に表示される。時刻ｔ１２以降において、第１操作部３２が操作されることにより第１基準強度ＳＣ１を初期値として第１出力強度Ｓ１が調節され、第１右半身電極部１１の適合強度が測定される。
【００４６】
時刻ｔ１３において、設定部４２は第１左半身電極部１３に対応する対象部位の筋収縮が検出されたと判定し、そのときの第３出力強度Ｓ３を第３基準強度ＳＣ３として設定する。そして、設定された第３基準強度ＳＣ３に関する情報が表示部３４に表示される。時刻ｔ１３以降において、第２操作部３３が操作されることにより第３基準強度ＳＣ３を初期値として第３出力強度Ｓ３が調節され、第１左半身電極部１３の適合強度が測定される。適合強度を測定するために調節される出力強度Ｓ１、Ｓ３が操作部３１の操作により個別に調節されるため、適合強度の測定精度が高められる。
【００４７】
図１〜図３を参照して、電気刺激装置１の使用方法の一例について説明する。
電気刺激装置１は例えばユーザにより次のように使用される。第１手順では、各サポータ１０が大腿１００に装着される。第２手順では、操作部３１が操作されることにより電気刺激装置１の電源がオンに設定される。第３手順では、操作部３１の設定ボタン３２Ｃが操作され、設定モードが実行される。設定モードが実行されることにより、始めに第１右半身電極部１１および第１左半身電極部１３のそれぞれに対応する基準強度が設定される。第４手順では、第１操作部３２および第２操作部３３が操作されることにより、各電極部１１、１３の適合強度が測定される。具体的には、ユーザが感じる痛みが限界の痛みに達したときの出力強度Ｓ１、Ｓ３が測定される。第５手順では、操作部３１の設定ボタン３２Ｃ、３３Ｃが操作され、第４手順で測定された出力強度Ｓ１、Ｓ３が適合強度として設定される。
【００４８】
一例では、電極部１１、１３の適合強度が設定された後、自動的に２回目の設定モードが実行され、第２右半身電極部１２および第２左半身電極部１４のそれぞれに対応する基準強度が設定される。第６手順では、第１操作部３２および第２操作部３３が操作されることにより各電極部１２、１４の適合強度が測定され、ユーザが感じる痛みが限界の痛みに達したときの出力強度Ｓ２、Ｓ４が適合強度として設定される。以上の手順を経て、各電極部１１〜１４の適合強度がそれぞれ設定される。そして、設定された適合強度を持つ電気刺激が所定のタイミングで電極部１１〜１４から出力されることによって、大腿１００のトレーニングが実施される。
【００４９】
大腿１００に筋収縮が生じるように大腿１００に電気刺激が与えられた場合、筋肉が鍛錬または筋肉の動作が補助される。適合強度を測定するための基準強度が、検出部２１〜２４により筋収縮が検出されたときの出力強度Ｓ１〜Ｓ４に基づいて設定される場合、適合強度は基準強度よりも高くなる。このため、筋肉を鍛錬する効果および筋肉の動作を補助する効果が高められる。また、設定モードにおいて基準強度が自動的に設定されるため、基準強度の設定に要する手間が解消される。
【００５０】
（実施の形態２）
実施の形態２の電気刺激装置１は、以下に説明する点において実施の形態１の電気刺激装置１と相違し、その他の点において実施の形態１の電気刺激装置１と実質的に同じ構成を備える。
【００５１】
指令部４３は設定モードにおいて、各電極部１１〜１４における出力強度Ｓ１〜Ｓ４の増加速度を異なる速度に設定する。一例では、指令部４３は設定モードにおいて、出力強度Ｓ３、Ｓ４の増加速度が出力強度Ｓ１、Ｓ２の増加速度よりも遅くなるように電極部１１〜１４に電気刺激を出力させる。別の一例では、指令部４３は設定モードにおいて、出力強度Ｓ１、Ｓ２の増加速度が出力強度Ｓ３、Ｓ４の増加速度よりも遅くなるように電極部１１〜１４に電気刺激を出力させる。
【００５２】
図７を参照して、電気刺激装置１の動作の一例について説明する。
時刻ｔ２１において、制御装置４０は操作部３１の操作に基づいて設定モードを実行する。制御装置４０は設定モードにおいて出力強度Ｓ１、Ｓ３が増加するように電極部１１、１３に電気刺激を出力させる。第３出力強度Ｓ３の増加速度は第１出力強度Ｓ１の増加速度よりも遅い。時刻ｔ２２において、設定部４２は第１右半身電極部１１に対応する対象部位の筋収縮が検出されたと判定し、そのときの第１出力強度Ｓ１を第１基準強度ＳＣ１として設定する。そして、設定された第１基準強度ＳＣ１に関する情報が表示部３４に表示される。時刻ｔ２２以降において、第１操作部３２が操作されることにより第１基準強度ＳＣ１を初期値として第１出力強度Ｓ１が調節され、第１右半身電極部１１の適合強度が測定される。
【００５３】
時刻ｔ２３において、設定部４２は第１左半身電極部１３に対応する対象部位の筋収縮が検出されたと判定し、そのときの第３出力強度Ｓ３を第３基準強度ＳＣ３として設定する。そして、設定された第３基準強度ＳＣ３に関する情報が表示部３４に表示される。時刻ｔ２３以降において、第２操作部３３が操作されることにより第３基準強度ＳＣ３を初期値として第３出力強度Ｓ３が調節され、第１左半身電極部１３の適合強度が測定される。以上のように、電極部１１、１３に対応するそれぞれの基準強度が設定されるタイミングがずれるため、適合強度を測定する電極部１１、１３を混同しにくい。また、電極部１１、１３のそれぞれが並行して電気刺激を出力するため、基準強度の設定に要する時間が短縮される。
【００５４】
（実施の形態３）
実施の形態３の電気刺激装置１は、以下に説明する点において実施の形態１の電気刺激装置１と相違し、その他の点において実施の形態１の電気刺激装置１と実質的に同じ構成を備える。
【００５５】
図８に示されるように、実施の形態３のコントローラ３０は操作部３１（図３参照）に代えて操作部７０を含む。操作部７０の機能は電気刺激装置１の動作に関する各種の情報を入力することである。操作部７０は電極部１１〜１４（図１参照）の適合強度を測定するために、電極部１１〜１４の出力強度Ｓ１〜Ｓ４を同時に調節可能である。
【００５６】
操作部７０は上ボタン７０Ａ、下ボタン７０Ｂ、および、設定ボタン７０Ｃを含む。上ボタン７０Ａの機能は対応する電極部１１〜１４の出力強度Ｓ１〜Ｓ４を同時に増加させることである。一例では、第１右半身電極部１１および第１左半身電極部１３のそれぞれに対応する基準強度が設定された後に上ボタン７０Ａが操作された場合、電極部１１、１３の出力強度Ｓ１、Ｓ３の両方が同時に増加する。下ボタン７０Ｂの機能は対応する電極部１１〜１４の出力強度Ｓ１〜Ｓ４を同時に減少させることである。設定ボタン７０Ｃの機能は各ボタン７０Ａ、７０Ｂの操作により調節された電極部１１〜１４の現在の出力強度Ｓ１〜Ｓ４を適合強度として設定することである。設定ボタン７０Ｃは例えば設定モードを実行させる機能も含む。
【００５７】
図９を参照して、電気刺激装置１の動作の一例について説明する。
時刻ｔ３１において、制御装置４０は操作部７０の操作に基づいて設定モードを実行する。制御装置４０は設定モードにおいて出力強度Ｓ１、Ｓ３が増加するように電極部１１、１３に電気刺激を出力させる。時刻ｔ３２において、設定部４２は第１右半身電極部１１に対応する対象部位の筋収縮が検出されたと判定し、そのときの第１出力強度Ｓ１を第１基準強度ＳＣ１として設定する。また、設定部４２は第１基準強度ＳＣ１が設定されたとき、第１左半身電極部１３の適合強度を測定するための初期値として、そのときの出力強度Ｓ３を仮の基準強度（以下「第３仮基準強度ＳＫ３」という）として設定する。そして、設定された第１基準強度ＳＣ１および第３仮基準強度ＳＫ３に関する情報が表示部３４に表示される。時刻ｔ３２以降において、操作部７０が操作されることにより第１基準強度ＳＣ１および第３仮基準強度ＳＫ３のそれぞれを初期値として各出力強度Ｓ１、Ｓ３が調節され、各電極部１１、１３の適合強度が測定される。
【００５８】
時刻ｔ３３において、設定部４２は第１左半身電極部１３に対応する対象部位の筋収縮が検出されたと判定し、そのときの第３出力強度Ｓ３を第３基準強度ＳＣ３として設定する。そして、設定された第３基準強度ＳＣ３に関する情報が表示部３４に表示される。適合強度を測定するために調節される出力強度Ｓ１、Ｓ３が操作部７０の操作により同時に調節されるため、適合強度の測定に要する時間が一層短縮される。
【００５９】
（変形例）
上記各実施の形態に関する説明は本発明に関する電気刺激装置およびその制御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。本発明は上記各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。
【００６０】
・コントローラ３０の構成は任意に変更可能である。一例では、図１０に示されるように、コントローラ３０は操作部３１に代えて操作部８０を含む。操作部８０の機能は電気刺激装置１の動作に関する各種の情報を入力することである。操作部８０は電極部１１〜１４の適合強度を測定するために、電極部１１〜１４の出力強度Ｓ１〜Ｓ４を個別に調節する機能と、電極部１１〜１４の出力強度Ｓ１〜Ｓ４を同時に調節する機能とを含む。
【００６１】
操作部８０は上ボタン８０Ａ、下ボタン８０Ｂ、設定ボタン８０Ｃ、および、切替ボタン８０Ｄを含む。上ボタン８０Ａの機能は対応する電極部１１〜１４の出力強度Ｓ１〜Ｓ４を増加させることである。下ボタン８０Ｂの機能は対応する電極部１１〜１４の出力強度Ｓ１〜Ｓ４を減少させることである。設定ボタン８０Ｃの機能は各ボタン８０Ａ、８０Ｂの操作により調節された電極部１１〜１４の現在の出力強度Ｓ１〜Ｓ４を適合強度として設定することである。設定ボタン８０Ｃは例えば設定モードを実行させる機能も含む。
【００６２】
切替ボタン８０Ｄの機能はボタン８０Ａ、８０Ｂの機能を第１パターン、第２パターン、および、第３パターンのうちのいずれかのパターンに切り替えることである。第１パターンでは、ボタン８０Ａ、８０Ｂが操作されることにより対応する電極部１１〜１４の出力強度Ｓ１〜Ｓ４が同時に調節される。第２パターンでは、ボタン８０Ａ、８０Ｂが操作されることにより対応する電極部１１、１２の出力強度Ｓ１、Ｓ２が個別に調節される。第３パターンでは、ボタン８０Ａ、８０Ｂが操作されることにより対応する電極部１３、１４の出力強度Ｓ３、Ｓ４が個別に調節される。切替ボタン８０Ｄによるパターンの選択は、例えば切替ボタン８０Ｄの操作回数によって決められる。図１０に示される例では、切替ボタン８０Ｄにより選択されたパターンによって、そのパターンに対応するランプ８１Ａ〜８１Ｃが点灯する。適合強度を設定するために調節される出力強度Ｓ１〜Ｓ４が操作部８０の操作により同時または個別に設定されるため、適合強度の測定に要する時間が一層短縮され、適合強度の測定精度が高められる。
【００６３】
・電極部１１〜１４の適合強度の測定方法は任意に変更可能である。一例では、制御装置４０は電極部１１〜１４の基準強度を設定した後、対応する電極部１１〜１４の出力強度Ｓ１〜Ｓ４を自動的に増加させる。そして、ユーザが感じる痛みが限界の痛みに達したときに操作部３１、７０、８０が操作されることにより、そのときの出力強度Ｓ１〜Ｓ４が適合強度として設定される。
【００６４】
・設定モードにおいて、電気刺激が並行して出力される対象の電極部１１〜１４は任意に変更可能である。第１例では、指令部４３は身体の正中面に対して右半身または左半身に設けられた電極部１１〜１４のそれぞれが並行して電気刺激するように設定モードを実行する。第２例では、指令部４３は身体の正中面に対して対角の関係を有する電極部１１〜１４のそれぞれが並行して電気刺激するように設定モードを実行する。
【００６５】
・設定モードにおいて、電気刺激が並行して出力されるか否かは任意に変更可能である。一例では、指令部４３は電極部１１〜１４が個別に電気刺激を出力するように設定モードを実行する。
【００６６】
・検出部２１〜２４の構成は任意に変更可能である。一例では、検出部２１〜２４は光電センサを含む。検出部２１〜２４は対象部位を流れる血液の酸素濃度に基づいて対象部位に生じた筋収縮を検出する。対象部位を流れる血液の酸素濃度は対象部位に生じる筋収縮と高い相関を有する。
【００６７】
・電気刺激装置１は電極部１１〜１４のうちの１つ、２つ、または、３つの電極部を省略した形態を取り得る。この例によれば、省略された電極部と対応する検出部２１〜２４も省略される。
【００６８】
・各サポータ１０が身体の大腿１００に装着されるか否かは任意に変更可能である。第１例では、各サポータ１０は身体の下腿に装着される。この例によれば、電極部１１〜１４は大腿１００とは別の対象部位である下腿に取り付けられる。第２例では、各サポータ１０は身体の腕に装着される。この例によれば、電極部１１〜１４は大腿１００とは別の対象部位である上腕に取り付けられる。
【００６９】
・電気刺激装置１はサポータ１０を省略した形態を取り得る。この例によれば、電極部１１〜１４および検出部２１〜２４は対象部位に直接取り付けられる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に関する電気刺激装置およびその制御装置は家庭用および業務用をはじめとする各種の電気刺激装置に利用できる。
【符号の説明】
【００７１】
１      ：電気刺激装置
１１    ：第１右半身電極部（電極部）
１２    ：第２右半身電極部（電極部）
１３    ：第１左半身電極部（電極部）
１４    ：第２左半身電極部（電極部）
２１    ：第１検出部（検出部）
２２    ：第２検出部（検出部）
２３    ：第３検出部（検出部）
２４    ：第４検出部（検出部）
３１    ：操作部
４０    ：制御装置
４２    ：設定部
４３    ：指令部
７０    ：操作部
８０    ：操作部
１００  ：大腿（対象部位）
ＳＣ１  ：第１基準強度（基準強度）
ＳＣ３  ：第３基準強度（基準強度）
【図１】
2018126311.tif 000003
【図２】
2018126311.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018126311.tif 000008
【図７】
2018126311.tif 000009
【図８】
2018126311.tif 000010
【図９】
2018126311.tif 000011
【図１０】
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