(57)【要約】【課題】筋力増強、機能回復を能率的に行なえる電気刺激式筋力増強器を提供することにある。【解決手段】主動筋と拮抗筋の両方が弛緩している時に、主動筋及び拮抗筋に電気刺激を与えて主動筋及び拮抗筋の筋肉を収縮させる収縮手段（１）を有し、或いは、主動筋と拮抗筋の両方が収縮している時に、主動筋又は拮抗筋に電気刺激を与えて主動筋又は拮抗筋の筋肉を収縮させる収縮手段（１）を有し、主動筋と拮抗筋の収縮を検出する検出手段（２）が設けられ、収縮手段（１）は、主動筋と拮抗筋の収縮を任意に制御する出力調節手段（６）を備えている電気刺激式筋力増強器である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主動筋と拮抗筋の両方が弛緩している時に、主動筋及び拮抗筋に電気刺激を与えて主動筋及び拮抗筋の筋肉を収縮させる収縮手段（１）を有することを特徴とする電気刺激式筋力増強器。
【請求項２】
主動筋と拮抗筋の両方が収縮している時に、主動筋及び／又は拮抗筋に電気刺激を与えて主動筋及び／又は拮抗筋の筋肉を収縮させる収縮手段（１）を有することを特徴とする電気刺激式筋力増強器。
【請求項３】
主動筋と拮抗筋の収縮を検出する検出手段（２）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至２記載の電気刺激式筋力増強器。
【請求項４】
収縮手段（１）は、主動筋と拮抗筋の収縮を任意に制御する出力調節手段（６）を備えていることを特徴とする請求項１乃至３記載の電気刺激式筋力増強器。
【請求項５】
検出した主動筋及び拮抗筋の収縮状態に対応して、主動筋と拮抗筋の収縮がバランスするように、収縮手段（１）の出力を自動調節することを特徴とする請求項１乃至４記載の電気刺激式筋力増強器。
【請求項６】
足受け（３）を設けた椅子（４）が設けられ、検出手段（２）は足受け（３）に掛かる力の方向又はバランスを検出する足受け検出器（５）であることを特徴とする請求項３乃至５記載の電気刺激式筋力増強器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筋力増強、その他の機能回復のための運動訓練を行なう電気刺激式筋力増強器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特許第３０２６００７号公報
特許文献１には、主動筋である筋肉が収縮し、拮抗筋である筋肉が伸張しているときに、電気的刺激を与えて主動筋である筋肉または拮抗筋である筋肉を収縮させる手段を有することを特徴とする筋力増強器が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の発明では、主動筋が収縮している時、拮抗筋は延びるが、この時拮抗筋に電気刺激を与えると、拮抗筋は収縮しながら伸長するという、遠心性収縮をさせることができ、高能率な運動増強ができる。しかし、主動筋と拮抗筋の収縮のバランスを取って安全に高能率に運動を行なうことは出来ない。又、主動筋と拮抗筋の収縮のバランスを検出するための構成が無く、好適に前記両筋の収縮のバランスを取ることが出来ない。
【０００４】
本発明の目的は、筋力増強、機能回復を能率的に行なえる電気刺激式筋力増強器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決しようとする手段】
即ち本発明は、主動筋と拮抗筋の両方が弛緩している時に、主動筋及び拮抗筋に電気刺激を与えて主動筋及び拮抗筋の筋肉を収縮させる収縮手段（１）を有することを特徴とする電気刺激式筋力増強器である。
又、主動筋と拮抗筋の両方が収縮している時に、主動筋及び／又は拮抗筋に電気刺激を与えて主動筋及び／又は拮抗筋の筋肉を収縮させる収縮手段（１）を有する。
更に、主動筋と拮抗筋の収縮を検出する検出手段（２）が設けられている。
更に又、収縮手段（１）は、主動筋と拮抗筋の収縮を任意に制御する出力調節手段（６）を備えている。
又、検出した主動筋及び拮抗筋の収縮状態に対応して、主動筋と拮抗筋の収縮がバランスするように、収縮手段（１）の出力を自動調節する。
更に、足受け（３）を設けた椅子（４）が設けられ、検出手段（２）は足受け（３）に掛かる力の方向又はバランスを検出する足受け検出器（５）である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の電気刺激式筋力増強器１５を用いて、被運動者（＝患者）に対して主動筋と拮抗筋を同時収縮させる閉鎖性運動連鎖（ＣＫＣ：Ｃｌｏｓｅｄ  Ｋｉｎｅｔｉｃ  Ｃｈａｉｎ）の運動を行なう。
被運動者は椅子４に腰掛け、患側足を足受け３に乗せ、その患側下肢に力を入れ、足受け３を踏む。この動作により、大腿四頭筋及び大腿屈筋（ハムストリング、膝窩筋）が共同収縮し、閉鎖性運動連鎖による運動を行なう。
【０００７】
筋肉を収縮させる収縮手段１は、主動筋と拮抗筋の両方が弛緩している時に、主動筋と拮抗筋に電気刺激を与え、主動筋と拮抗筋の筋肉を収縮させる。
【０００８】
或いは、筋肉を収縮させる収縮手段１は、主動筋と拮抗筋の両方が収縮している時に、主動筋及び／又は拮抗筋に電気刺激を与え、主動筋及び／又は拮抗筋の筋肉を収縮させる。
【０００９】
検出手段２は、主動筋と拮抗筋の収縮を検出する。
【００１０】
電気刺激装置７に設けられた出力調節手段６は、主動筋と拮抗筋の収縮を任意に制御する。
【００１１】
収縮手段１の出力は自動調節されて、検出した主動筋及び拮抗筋の収縮状態に対応して、主動筋と拮抗筋の収縮をバランスさせる。
【００１２】
足受け検出器５は、足受け３に掛かる力のバランスを検出する。
【００１３】
【実施例】
図１に本発明の実施例を示す。実施例は、被運動者が腰掛け姿勢で座る椅子４と、被運動者の主動筋及び拮抗筋を収縮させる収縮手段１と、被運動者が足に加えた力の方向又はバランスを検出する検出手段２とからなる。
【００１４】
椅子４には、被運動者が足を置く足受け３が設けられる。
【００１５】
検出手段２は、被運動者が足に加える力（筋収縮）を検出し更にその検出によって足裏に掛かる力の方向又はバランスを検出する手段であり、足受け３に設けられる足受け検出器５と、足受け検出器５の出力を表示する測定表示器８からなる。
【００１６】
足受け検出器５は具体的には、足裏に掛かる力の方向を検出するものにあっては、足受け３の所定位置に設けられる二次元ロードセル１８であり、足裏に掛かる力のバランスを検出するものにあっては、足受け３の表面の爪先側及び踵側にそれぞれ設けられる押圧センサ１９であり、爪先側と踵側の各押圧力のバランスを検出する。
【００１７】
又、足受け検出器５の他の具体例として、足裏に掛かる力の角度を検出するものにあっては、図２に示すように、足受け３の所定位置に設けられ足受け３の角度を検出する角度センサ２０である。足受け３は軸２１を介して支持枠１７に回動自在に軸支される。
【００１８】
収縮手段１は、筋肉に電気刺激を与え筋肉を収縮させる電気刺激装置７であり、該電気刺激装置７は、刺激電流を発生する電力回路９と、電力回路９の出力を調節する出力調節手段６と、出力調節手段６を自動操作し出力を調節する自動調節回路１６と、電力回路９の出力電流を導く導線１０と、被運動者の表皮に当接し通電する導子１１とからなる。導子１１は一対を一組としたものが複数組準備される。
【００１９】
尚、検出する手段２の他の例として、大腿四頭筋及び大腿屈筋に発生する筋電を検出する筋電計１２、筋電用導線１３及び筋電用導子１４を用いてもよい。この場合は、大腿四頭筋及び大腿屈筋のそれぞれに筋電用導子１４を当接し、大腿四頭筋及び大腿屈筋に発生する筋電位の値を筋電計１２に表示し、その表示から大腿四頭筋及び大腿屈筋の各筋の収縮状態を個別に知る。
【００２０】
実施例を使用する場合は、被運動者は、椅子４に腰掛け姿勢で着座し、足を足受け３に載せる。電気刺激装置７の導子１１を、被運動者の大腿屈筋と大腿四頭筋にそれぞれ装着する。
【００２１】
被運動者は、足受け３を踏み込む方向に足に力を加え、運動を開始する。この運動は主動筋と拮抗筋が同時に収縮するＣＫＣ運動である。
【００２２】
足受け検出器５は、被運動者の足により押された時に足受け３が受ける力を検出し、検出した値を電気信号に変換し、該電気信号を測定表示器８に力の方向又はバランスとして表示する。この表示から、大腿屈筋の収縮の強さと大腿四頭筋の収縮の強さが分かり、更に当該両筋の収縮のバランスが判断できる。
【００２３】
足受け検出器５の出力を得て大腿屈筋及び大腿四頭筋のバランス状態を演算する自動調節回路１６で出力調節手段６を制御し、電力回路９が出力する電流を、それぞれ個別に好適値になして大腿屈筋及び／又は大腿四頭筋に流し、当該両筋を収縮させる。それら両筋の内、収縮の弱い方の筋に多く電流を流し、前記両筋の収縮の強さのバランスを図る。
【００２４】
即ち、電気刺激で大腿屈筋及び／又は大腿四頭筋の収縮を加勢し、足受け３に与える踵側の力と、足受け３に与える爪先側の力とをバランスさせる。
図１のＢで示す力の方向（足裏から股関節方向）が爪先側の力と踵側の力とがバランスした方向であり、Ａ又はＣで示す力の方向を電気刺激によって前記Ｂ方向へ修正する。
【００２５】
二次元ロードセル１８で検出した力の方向が、図１のＡで示す方向の時は、大腿四頭筋が大腿屈筋より強く収縮している。
この時は、電気刺激装置７の出力調節手段６を自動調節回路１６が自動操作して電力回路９から出力する電流を好適値になして大腿屈筋に流し、電気刺激で大腿屈筋の収縮を加勢し、図１のＢで示す力の方向へ修正し、足受け３に与える爪先側の力と、足受け３に与える踵側の力とをバランスさせ、前記両筋の収縮の強さのバランスを図る。
【００２６】
押圧センサ１９で検出した押圧力の値が、踵側が爪先側より大きい時は、大腿四頭筋が大腿屈筋より強く収縮している。
この時は、電気刺激装置７の出力調節手段６を自動調節回路１６が自動操作して電力回路９から出力する電流を好適値になして大腿屈筋に流し、電気刺激で大腿屈筋の収縮を加勢し、足受け３に与える爪先側の押圧力と、足受け３に与える踵側の押圧力とをバランスさせる。
【００２７】
角度センサ２０で検出した角度が踵側に増角している時は、大四頭筋が大腿屈筋より強く収縮している。
この時は、電気刺激装置７の出力調節手段６を自動調節回路１６が自動操作して電力回路９から出力する電流を好適値になして大腿屈筋に流し、電気刺激で大腿屈筋の収縮を加勢し、足受け３に与える爪先側の力と、足受け３に与える踵側の力とをバランスさせ、足受け３の傾斜角度を元位置に回復させる。
【００２８】
二次元ロードセル１８で検出した力の方向が、爪先側が踵側より大きい時は、大腿屈筋が大腿四頭筋より大きく収縮している。
この時は、出力調節手段６が操作されて電力回路９から出力する電流が好適値になって大腿四頭筋に流れ、電気刺激は大腿四頭筋の収縮を加勢し、足受け３に与える爪先側の力と、足受け３に与える踵側の力とをバランスさせ、前記両筋の収縮の強さのバランスを図る。
【００２９】
押圧センサ１９で検出した力の値が、爪先側が踵側より押圧力が大きい時は、大腿屈筋が大腿四頭筋より強く収縮している。
この時は、出力調節手段６が自動操作されて電力回路９から出力する電流が好適値になって大腿四頭筋に流れ、電気刺激は大腿四頭筋の収縮を加勢し、足受け３に与える爪先側の押圧力と、足受け３に与える踵側の押圧力とをバランスさせる。
【００３０】
角度センサ２０で検出した角度が爪先側に増角している時は、大腿屈筋が大腿四頭筋より強く収縮している。
この時は、出力調節手段６が自動操作されて電力回路９から出力する電流が好
適値になって大腿四頭筋に流れ、電気刺激は大腿四頭筋の収縮を加勢し、足受け３に与える爪先側の力と、足受け３に与える踵側の力とをバランスさせ、足受け３の傾斜角度を元位置に回復させる。
【００３１】
被運動者が自ら筋を収縮できない場合は、介助者は、足受け３に与える力を検出しながら電気刺激装置７の出力電流を大腿四頭筋及び大腿屈筋に与え、これら大腿四頭筋及び大腿屈筋を収縮させ筋力増強を図る。
その際、介助者は、出力調節手段６を操作し、電力回路９から出力する電流を好適値になし、その電流を被運動者の大腿四頭筋及び大腿屈筋に流し、爪先側が発現する力と踵側が発現する力とをバランスさせつつ両筋を収縮させる。
【００３２】
尚、前述した２つの実施例では、被運動者が椅子４に腰掛け姿勢で着座し、足受け３を踏み込む方向に力を加える運動状態時において、主動筋と拮抗筋の両筋、又は主動筋と拮抗筋のどちらか一方の筋に電気刺激を与えたが、本発明に係る電気刺激式筋力増強器１５は前記運動状態時での使用に限定されるものではなく、例えば、被運動者がサドルに着座し、負荷の与えられているペダルを漕ぐ運動（サイクル運動）状態時等において、主動筋と拮抗筋の両筋、又は主動筋と拮抗筋のどちらか一方の筋に電気刺激を与えるものであっても良い。
【００３３】
即ち、本発明に係る電気刺激式筋力増強器１５は、主動筋と拮抗筋の両筋が弛緩している状態の時に主動筋と拮抗筋の両筋に電気刺激を与えるか、主動筋と拮抗筋の両筋が収縮している状態の時に主動筋と拮抗筋の両筋、又は主動筋と拮抗筋のどちらか一方の筋に電気刺激を与えることができればよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、主動筋と拮抗筋の両方が弛緩している時に、主動筋及び拮抗筋に電気刺激を与えて主動筋及び拮抗筋の筋肉を収縮させる収縮手段１を有するものである。
この構成によれば、主動筋と拮抗筋が同時弛緩し、自ら筋収縮が不可能な被運動者に対して収縮手段１をもって、閉鎖性運動連鎖による筋力増強訓練が可能になり、好都合である。
【００３５】
本発明は、主動筋と拮抗筋の両方が収縮している時に、主動筋及び／又は拮抗筋に電気刺激を与えて主動筋及び／又は拮抗筋の筋肉を収縮させる収縮手段１を有するものである。
この構成によれば、主動筋と拮抗筋が同時収縮している場合、被運動者の随意訓練に電気刺激による筋収縮がプラスされるので、閉鎖性運動連鎖による筋力増強訓練の効果がより高くなり、好都合である。
【００３６】
又、随意訓練だけでは正確な閉鎖性運動連鎖による筋力増強訓練が困難であるが、主動筋と拮抗筋の収縮状態を検出し、収縮が弱い方の筋に通電刺激して収縮のバランスが取れるので、正確な閉鎖性運動連鎖による筋力増強訓練が可能となり、このため、安全かつ有効な筋力増強訓練が行なえ、好都合である。
【００３７】
本発明は、主動筋と拮抗筋の収縮を検出する検出手段２を設けたものであるから、どちらの筋の収縮が弱いかが分かり、弱い方の筋に通電刺激を与え筋収縮のバランスを図ることができ、良好な筋力増強が図れ、好都合である。
【００３８】
本発明は主動筋と拮抗筋の収縮を任意に制御する出力調節手段６を設けたので、該出力調節手段６で容易に、主動筋と拮抗筋の収縮を任意に制御でき、弱く働いている筋に通電刺激を与え筋収縮のバランスを図ることができ、又、運動中の主動筋又は拮抗筋の内いずれかを選択的に強く通電刺激することができ、好都合である。
【００３９】
本発明は、検出した主動筋及び拮抗筋の収縮状態に対応して、主動筋と拮抗筋の収縮がバランスするように、収縮手段１の出力を自動調節するものであるから、操作者による誤操作の心配が無く、正確に主動筋と拮抗筋の収縮バランスが取れ、又、操作手数が省略でき、好都合である。
【００４０】
本発明は、足受け３に掛かる力のバランスを検出する足受け検出器５を有するので、大腿四頭筋と大腿屈筋の収縮力どちらが強く働いているかが、足受け３に掛かる力の方向又は足受け３の前部と後部へ掛かる力の差から分かり、弱く働いている筋に通電刺激を与え筋収縮を加勢し、両筋の筋収縮のバランスを図ることができ、良好な筋力増強が図れ、好都合である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る足受け検出器の他の具体例を示す図である。
【符号の説明】
１  収縮手段
２  検出手段
３  足受け
４  椅子
５  足受け検出器
６  出力調節手段
【図１】
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【図２】
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