(57)【要約】【課題】患者に取り付ける部品が軽量であって、装具を患脚に装着することなく順調な歩行を可能とする、患者にとって使い心地の良い、安価で軽量な使い易い機能的電気刺激歩行補助装置、治療装置を提供する。【解決手段】健脚の靴１５の中敷き１６に取り付けた圧力スイッチ１１からの信号を無線で送り、歩行補助装置本体（治療器本体）２０では健脚の運動から患脚の運動タイミングを予測し的確なタイミングで的確な出力包絡線パターンの機能的電気刺激パルスを患脚に与える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の一方の足に装着されその脚が接地され立脚期にあることを検出する立脚期センサーと、
前記立脚期センサーからの信号に基づき患者の歩行周期を測定し記憶する歩行周期記憶手段と、
機能的電気刺激信号の基本包絡線パターンを予め記憶する基本包絡線パターン記憶手段と、
前記記憶された基本包絡線パターンを前記記憶された歩行周期により変形し前記立脚期センサーからの信号に同期して出力包絡線パターンを出力する出力包絡線パターン出力手段と、
前記出力包絡線パターンに従って機能的電気刺激パルスを出力する機能的電気刺激パルス発生回路と、
前記機能的電気刺激パルス電圧を麻痺した患脚の伸筋の神経に与える機能的電気刺激電極と、
を備えることを特徴とする機能的電気刺激歩行補助装置。
【請求項２】
前記立脚期センサーが装着される足が、患者の健康な方の脚（健脚）とされていることを特徴とする請求項１記載の機能的電気刺激歩行補助装置。
【請求項３】
前記歩行周期記憶手段が、歩行周期が所定上限時間より長い場合または所定下限時間より短い場合はその歩行周期を記憶しない機能を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の機能的電気刺激歩行補助装置。
【請求項４】
前記基本包絡線パターン記憶手段が、記憶すべき基本包絡線パターンを着脱可能な外部のコンピュータから設定変更することができる基本包絡線パターン設定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の機能的電気刺激歩行補助装置。
【請求項５】
前記出力包絡線パターン出力手段が、予め記憶された基本包絡線パターンを前記歩行周期記憶手段に記憶された歩行周期に従って時間的に伸縮して出力包絡線パターンとする手段であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の機能的電気刺激歩行補助装置。
【請求項６】
前記立脚期センサーが、一体にモジュール化されて靴の中敷きの中に埋設されて組み込まれており、その信号を無線により出力するものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の機能的電気刺激歩行補助装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方の下肢が麻痺した患者に装着するに適した歩行補助装置に関し、特に、機能的電気刺激（  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｉ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ）を用いた歩行補助装置及び治療器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
脳卒中や脊髄損傷その他の障害により、一方の下肢、特に足が麻痺した患者が歩行しようとすると患脚の足が底屈してしまい（下垂足及び内反尖足）、患脚が遊脚期の時に患脚の足のつま先が地面と干渉してうまく歩行できない。このため従来は、図７に示すような、装具を患者に取り付け、患脚の足関節を固定することが一般的に行われていた。しかしながら装具を取り付けることは、患者にとって必ずしも快適なものではなく、また、装具により足を固定することは、足の屈伸運動が全く行われなくなり、足を屈伸する筋肉の萎縮を招くことになる。そのため、麻痺した足の治療、リハビリには何の効果も期待できないものであった。そこで、機能的電気刺激を用いることが考えられる。
【０００３】
機能的電気刺激を用いた介助装置には多くの発明が提案されている。たとえば、特表２００２−５１０２２４号公報には、その図１Ｂに示すように、ホストコンピュータ（１２）により一連の機能的電気刺激パターンをデータファイルに保存し、適宜これを読み出して携帯用刺激装置（１４）を経由して下肢に装着した電極（１８）を刺激パターンに従って励起するものが提案されている。また、特開２００２−２００１０４号公報では、その図２に示すように、足関節装具（１）を併用し、足関節装具（１）の上部に膝関節下の総腓骨神経を刺激する表面電極（２）を配置している。その足関節装具（１）に取り付けられた踵接地センサー（１５）及び踏切り検知センサー（１６）により患脚の立脚時と遊脚時とを識別するようにしている。そして、遊脚時の間ずっと総腓骨神経に機能的電気刺激を与え、足を背屈させ、つま先が床などに引っ掛かってつまずかないようにしている。さらに、特開平９−３８２１６号公報には、その図１に示すように、機能的電気刺激を適用した装置において、指令部であるマイク（６）と制御部であるコンピュータ（９）とが無線（７ａ）によって接続され、コンピュータ（９）と機能的電気刺激回路（１６）とが無線（１２、１３）により接続されたものが提案されている。すなわち、無線回路を使用することにより患者に装着する部分を軽くし負担を小さくすることは公知である。
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５１０２２４号公報、  図１Ｂ、請求項１０、「好ましい実施の形態の説明」の欄の最初の段落で図１Ａ，１Ｂについての説明。
【特許文献２】特開２００２−２００１０４号公報、  図２、図４、段落番号００２２、段落番号００２３。
【特許文献３】特開平９−３８２１６号公報、  図１、段落番号００１３、段落番号００１８。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載のものは、ホストコンピュータにより複雑で精緻な機能的電気刺激信号を発生させ、上肢及び下肢を運動させようとするものであり、装置が複雑で高価なものになるという問題点がある。複雑な運動を要求される上肢に比べ下肢は比較的規則的な運動をするものであり、特に、下肢の一方が健脚で片方の脚のみが麻痺している患者の歩行補助にのみ用いようとするのであれば、もっと軽量で安価な歩行補助装置が期待できるはずである。上記特許文献２に記載のものは、足関節装具を用い、補助的に機能的電気刺激を用いるものである。このため、足関節装具を装着するという煩わしさからは開放されないという問題点がある。また、患脚の遊脚期における機能的電気刺激の与え方も、患脚の動きで検出した患脚の遊脚期の全期間にわたって刺激するという単純なものであるため、患脚の運動が患者の意志に反することがあり機能的電気刺激が患者に不快感を与えることがある。上記特許文献３に記載のものは、無線回線を用いることが公知であることを示すためにのみ記載した。
【０００６】
そこで、本発明は、適用対象を片方の脚が健脚で一方の足のみ麻痺している患者に限定して考えた。通常歩行では、まず一方の踵が接地した後、他方の踵が離地し遊脚期に入る。そのため、患脚の遊脚期に機能的電気刺激を加えるためには、患脚の離地を検出するか、健脚の接地を検出すれば良いことになる。
そこで、健脚の運動から患脚の運動タイミングを予測し的確な機能的電気刺激を患脚に与えることにより、装具を患脚に装着することなく軽量な部品を脚に取り付けるだけで順調な歩行を可能とする、患者にとって使い心地の良い、安価で軽量な使い易い機能的電気刺激歩行補助装置を提供することを目的とした。また、機能的電気刺激によって麻痺している足の筋肉を運動させることにより、麻痺している足の機能回復を目指す歩行治療器、リハビリ装置としての側面も期待される。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のうち第１の実施態様の発明は、図１及び図２を例示として参照し、患者の一方の足に装着されその脚が接地され立脚期にあることを検出する立脚期センサー１０と、前記立脚期センサー１０からの信号に基づき患者の歩行周期を測定し記憶する歩行周期記憶手段２３と、機能的電気刺激信号の基本包絡線パターンを予め記憶する基本包絡線パターン記憶手段２４と、前記記憶された基本包絡線パターンを前記記憶された歩行周期により変形し前記立脚期センサー１０からの信号に同期して出力包絡線パターンを出力する出力包絡線パターン出力手段２５と、前記出力包絡線パターンに従って機能的電気刺激パルスを出力する機能的電気刺激パルス発生回路３０と、前記機能的電気刺激パルス電圧を麻痺した患脚の伸筋の神経に与える機能的電気刺激電極３３、３４と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで、立脚期センサー１０は、たとえば患者が履く靴の中敷き１６や靴底に設けた圧力スイッチ１１を用いたものでも良く、歪みゲージ等の圧力センサーを用いたものでも良い。また、傾斜センサーにより一方の脚に履く靴の傾斜を検出することにより立脚期を検出するようにしても良い。また、歩行周期記憶手段２３、基本包絡線パターン記憶手段２４、出力包絡線パターン出力手段２５はメモリを含むマイクロコンピュータ２２を用いたソフトウエアの手段として実現可能である。従って極く軽量のものとして実現できる。また、これらをハードウエアの電子回路として実現することも可能である。図２に示す様に、各手段２３〜２５と機能的電気刺激（ＦＥＳ）パルス発生回路３０はやりとりする情報量が多いので、一体として患脚に装着されることが好ましい。健脚に装着されることが望ましい圧力スイッチ１１、送信機１２、アンテナ１３等からなる検出器（立脚期センサー）１０と、患脚に装着される受信機２１、ＣＰＵ２２、各手段２３〜２６、機能的電気刺激パルス発生回路３０等からなる歩行補助装置本体（治療器本体）２０とは無線回線（アンテナ１３、４１）にて接続されることが好ましい。しかし、有線回線で接続することも可能であり、いずれも本発明の範囲に含まれるものである。機能的電気刺激電極３３、３４は下腿の伸筋群を刺激するように下腿前面の上部の皮膚に密着固定される。
【０００９】
このように形成すると、本発明装置を装着した患者が歩行を開始すると、健脚側の下肢が立脚期になる（接地する）たびに立脚期センサー１０から信号が送出される。その信号の立ち上がりの間隔時間を測定し歩行周期記憶手段２３に記憶する。したがって、歩行周期記憶手段２３には患者の一方の脚の実際の歩行周期が記憶されることになる。一方、基本包絡線パターン記憶手段２４には予め機能的電気刺激パルスの基本包絡線パターンを予め記憶してしておく。この基本包絡線パターンは、出力包絡線パターン出力手段２５によって歩行周期に従って変形され患者にもっとも適した出力包絡線パターンとして出力される。
【００１０】
ここで、「歩行周期に従って変形され」とは、基本包絡線パターンを歩行周期時間に従って時間軸のみを伸縮させたり、歩行周期時間に従ってパターン波形を相似形に伸縮し最高電圧のみ飽和するように変形させたりすることをいう。そして、出力包絡線パターン出力手段２５から出力包絡線パターンが、立脚期センサー１１からの信号の立ち上がりに同期して、機能的電気刺激パルス発生回路３０に出力される。そして、機能的電気刺激パルス発生回路３０により、その包絡線パターンに従った機能的電気刺激パルスが出力され、機能的電気刺激電極３３、３４を経由して患者の患脚に機能的電気刺激パルスが印加される。
【００１１】
このため、立脚期センサー１０を装着した脚の歩行パターンから予測される最も適したタイミングに、最も適した出力包絡線パターンの機能的電気刺激パルスが患脚に与えられる。そして、患脚が遊脚になろうとするとき、その予測された遊脚期の所定のタイミングに、機能的電気刺激パルスにより下腿の伸筋が収縮し足が背屈する。このため、患者の歩行時に患脚のつま先が床面に干渉し歩行の妨げとなることがない。
【００１２】
上記のように、本発明は、一方の脚の動きから患脚のあるべき動作を予測し患脚に機能的電気刺激パルスを与えるものであるから、時には患脚が動き出す前から機能的電気刺激パルスを患脚に与えることも可能であり、最適のタイミングで必要な時間だけ患脚に機能的電気刺激パルスを与え足を背屈させることができるという効果がある。このため患者に不快感を与えるおそれが少ない。また、足を固定する装具を必要としないので患者の負担が軽いという効果がある。さらに、機能的電気刺激パルスにより下腿の筋肉を収縮させるのでリハビリ作用が見込まれ治療効果が期待できるという効果がある。
【００１３】
ここで、第２の実施態様の発明のように、前記立脚期センサー１０が装着される足が、患者の健康な方の脚（健脚）とされていることを特徴とすることができる。このように構成すると、患脚の動きにより患脚に機能的電気刺激パルスを与えるのではなく、健脚の動きにより患脚の動きを予測して患脚に機能的電気刺激パルスを与えることができる。健脚は患脚に比べてより正確な周期性を持った運動をすることから、機能的電気刺激パルスを患脚に与えるタイミングをより適正なものにできるという効果がある。
【００１４】
ここで、第３の実施態様の発明のように、前記歩行周期記憶手段２３が、歩行周期が所定上限時間より長い場合または所定下限時間より短い場合はその歩行周期を記憶しない機能を備えていることを特徴とすることができる。このように構成すると、患者が立ち止まって休憩した場合など見かけ上の歩行周期が所定上限時間より長くなった時に、その誤った歩行周期を記憶しないので、その誤った歩行周期で作動してしまわない。また、患者が健脚を貧乏揺すり等をして、あるいは立脚期センサー１０のチャタリングにより、極端に短い周期の歩行周期が観測され、見かけ上の歩行周期が所定下限時間より短くなった時に、その誤った歩行周期を記憶しないので、その誤った歩行周期で作動してしまわない。このように、そのような歩行に直接関係しないノイズ情報をキャンセルして、患者の実際の歩行運動に即した歩行周期に基づき機能的電気刺激パルスを与えることができるという効果がある。
【００１５】
ここで、第４の実施態様の発明のように、前記基本包絡線パターン記憶手段２４が、記憶すべき基本包絡線パターンを着脱可能な外部のコンピュータ５０から設定変更することができる基本包絡線パターン設定手段を備えることを特徴とすることができる。このように構成すると、基本包絡線パターンを個々の患者の個性、歩行習癖に良く合致したものに設定できるという効果がある。また、実際に装置を試用した後、患者が感じた不具合箇所を補正することも容易であるという効果がある。
【００１６】
ここで、第５の実施態様の発明のように、前記出力包絡線パターン出力手段２５が、予め記憶された基本包絡線パターンを前記歩行周期記憶手段２３に記憶された歩行周期に従って時間的に伸縮して出力包絡線パターンとする手段であることを特徴とすることができる。このように構成すると、容易に患者の歩行状態に応じた出力包絡線パターンを得ることができる。また、出力包絡線パターン出力手段２５の中の基本包絡線パターンを変形する手段が時間軸を伸縮するのみであるから処理が簡易であり装置のコストが安価になるという効果がある。
【００１７】
ここで、第６の実施態様の発明のように、前記立脚期センサー１０が、一体にモジュール化されて靴１５の中敷き１６の中に埋設されて組み込まれており、その信号を無線により出力するものであることを特徴とすることができる。このように構成すると、圧力スイッチ１１、送信機１２等からなる検出器（立脚期センサー）１０が靴１５の中敷き１６に完全に埋め込まれる。この中敷き１６は、無線１３でワイヤレスのためコード等の付属物一切なく中敷き１６の外観は普通のものと何ら変わらない。このため、機能的電気刺激をつける脚の反対脚（健脚）に着けても何ら不都合がない。また、靴１５からの脱着も自由であり、検出器（立脚期センサー）１０の脱着、靴１５の交換が極めて容易であるという効果がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態について図面を参照し説明する。
図１は、本発明に係る機能的電気刺激歩行補助装置の概要を示すブロック図である。装置は、健脚に装着される検出器（立脚期センサー）１０と、患脚に装着する歩行補助装置本体（治療器本体）２０と、患者の歩行時には取り外すコンピュータ（ＰＣ）５０とを主な要素とする。検出器（立脚期センサー）１０は、所定圧で作動する圧力スイッチ１１と、その信号を無線信号として送信する送信機１２と、アンテナ１３と電池１４とからなる。この無線信号の到達距離は高々１ｍも有れば充分なので極く微弱な電波でよく、検出器（立脚期センサー）１０を構成する部材１１、１２、１３、１４は幅１０ｍｍ長さ２０ｍｍ厚さ３ｍｍほどの薄板状の検出器（立脚期センサー）１０としてモジュール化される。
【００１９】
モジュール化された検出器（立脚期センサー）１０は、靴１５の中敷き１６内に埋め込まれる。この中敷き１６は、無線でワイヤレスのためコード等の付属物一切なく中敷き１６の外観は普通のものと何ら変わらない。このため、靴からの脱着も自由であり、靴１５の交換が容易である。また、検出器（立脚期センサー）１０は、圧力スイッチ１１に荷重が掛かった時に１パルス出力するように、あるいは圧力スイッチ１１への荷重がなくなった時に１パルス出力するように設計されており、その選択は付属のスライドスイッチで行う。従って、健脚側の踵接地を検出するときは圧力スイッチ１１に荷重が掛かった時にパルス出力するようにして用いれば良く、患脚の離床を検出するときは圧力スイッチ１１の荷重がなくなった時にパルス出力するようにして用いればよい（この場合は患脚の遊脚期センサーとして働く）。つまり、本歩行補助装置は検出器１０を健脚側、患脚側どちらに装着しても制御可能である。
【００２０】
このように、本発明は検出器（立脚期センサー）１０を健脚側の足に装着するものと、患脚側の足に装着するものとの両者を含むものであるが、実際には健脚側の足に装着するのが望ましい。健脚の方がよりリズミカルに運動し、検出器（立脚期センサー）１０が示す患者の歩行周期もより正確な周期性を持った信号を得られるからである。
【００２１】
図２は、機能的電気刺激歩行補助装置の機能を示すブロック図である。歩行補助装置本体（治療器本体）２０は、検出器（立脚期センサー）１０からの無線信号を受信するアンテナ４１、復調する受信機２１、ＣＰＵ２２及びメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）等からなる周知のマイクロコンピュータ、機能的電気刺激（ＦＥＳ）パルス発生回路３０、から構成される。前に述べた各手段、つまり、歩行周期記憶手段２３、基本包絡線パターン記憶手段２４、出力包絡線パターン出力手段２５、周波数可変手段２６、はマイクロコンピュータ（ＣＰＵ２２等）での処理手順として実現される。歩行補助装置本体（治療器本体）２０は３０ｍｍ×５０ｍｍ×２０ｍｍ程度の患者の下腿の形状に合わせたプラスチック筐体に収容される。また、筐体には機能的電気刺激パルスの電圧調整ボリューム３１が取り付けられ、機能的電気刺激パルスのパルス電圧を外部から調整できるようになっている。電圧調整ボリューム３１は歩行補助装置本体（治療器本体）２０の電源スイッチを併用している。さらに、筐体にはテストボタン３２が取り付けられ、テストボタン３２を押している間は機能的電気刺激パルス発生回路３０から機能的電気刺激パルスが機能的電気刺激電極３３、３４に出力されるようになっている。この２つの機能的電気刺激電極３３、３４は、筐体つまり歩行補助装置（治療器本体）２０の裏面に露出するように設けられ、機能的電気刺激電極３３、３４が直接患者の皮膚に貼り付けられた粘着ゲルパッド付き皮膚表面電極８１、８２に直接接触できるようになっている。
【００２２】
歩行補助装置本体（治療器本体）２０には、電源４０から電圧電流が供給される。電源４０としては充電可能なＮｉＨ電池が使用され、単４型の電池が４本ホルダーに収容されて電源４０を構成している。また、歩行補助装置本体（治療器本体）２０の内部には、外部のコンピュータ（ＰＣ）５０と接続するための通信インターフェース回路４２が内蔵されている。外部コンピュータ５０と歩行補助装置本体（治療器本体）２０とは、通信用信号レベル変換器５１及び接続ケーブル５２を介して接続される。外部コンピュータ５０は歩行補助装置本体（治療器本体）２０のマイクロコンピュータ（ＣＰＵ２２等）とデータをやりとりし、各種の設定をしたり、その設定の変更をしたりする。患者が実際に歩行する際には、外部コンピュータ５０、通信用信号レベル変換器５１及び接続ケーブル５２は歩行補助装置本体（治療器本体）２０から取り外される。
【００２３】
図３は、下腿を前面観で示し、下腿伸筋群および腓骨筋群を示した透視図である。大腿骨６１は膝関節６２を介して脛骨６３に連結する。脛骨６３と腓骨６４は下腿骨間膜６５でつながれている。脛骨６３遠位端は腓骨６４遠位端とともに足根骨６６と足関節６７を構成する。前脛骨筋７１は脛骨６３外側から起始し、足底部７２に停止する。長腓骨筋７３および短腓骨筋７４は腓骨６４外側から起始し、足底部７２に停止する。これらの伸筋群７１、７３、７４は深腓骨神経と浅腓骨神経とに支配される。深腓骨神経と浅腓骨神経は膝関節６２近傍の前面において総腓骨神経として一体になる。各伸筋群７１、７３、７４の足関節６７近傍は下腓骨筋支帯７５、下伸筋支帯７６、上伸筋支帯７７により支持される。したがって、深腓骨神経、浅腓骨神経、または総腓骨神経を機能的電気刺激パルスで刺激することにより前脛骨筋７１、長腓骨筋７３、短腓骨筋７４等の各伸筋群を収縮させ、足を背屈させることができる。
【００２４】
以上の構成に基づき、本発明に係る機能的電気刺激歩行補助装置の作動及び使用方法について説明する。
図４は、粘着ゲルパッド付き皮膚表面電極８１、８２を患脚に付着させた状態を示す斜視図である。患脚はたとえば右脚とする。右脚の下腿上部前面外側の総腓骨神経が走る付近の皮膚に、２つの粘着ゲルパッド付き皮膚表面電極８１、８２が付着させられる。患者の患脚にも健脚とのバランスをとるため、普通の右靴１７が履かされる。
【００２５】
図５は、歩行補助装置本体（治療器本体）２０を患脚に装着した状態を示す斜視図である。健脚用の左靴１５及び左中敷き１６も描いている。布またはゴムでできた帯８０に歩行補助装置本体（治療器本体）２０が固定されている。歩行補助装置本体（治療器本体）２０を患脚の下腿に当接させ、歩行補助装置本体（治療器本体）２０裏面の金属あるいは導電性ゴムでできた機能的電気刺激電極３３、３４が、患脚に付着させた粘着ゲルパッド付き皮膚表面電極８１、８２に密着するようにする。そして、この帯８０を患脚に巻き、マジックテープ（商標名）でほどけないように固定装着する。患脚に装着される歩行補助装置本体（治療器本体）２０、帯８０等は軽量で患者の負担にはならない。一方、健脚である左足に履く左靴１５の左中敷き１６には、所定圧で作動する圧力スイッチ１１、送信機１２、アンテナ１３及び電池１４からなる検出器（立脚期センサー）１０が埋め込まれている。検出器（立脚期センサー）１０は左足（健脚）の踵に圧力が掛かったときに無線信号を歩行補助装置本体（治療器本体）２０に送出する。
【００２６】
図５の状態で、電圧調整ボリューム３１を少し回すと歩行補助装置本体（治療器本体）２０の電源が入り、機能的電気刺激パルス電圧が出力できる状態になる。そして、テストボタン３２を押すと、テストボタン３２を押している間だけ機能的電気刺激パルス電圧が出力され、下腿の伸筋群が刺激される。したがって、その間に電圧調整ボリューム３１を患者が自ら調整し、適切な機能的電気刺激パルス電圧とする。
【００２７】
図６は、コンピュータ（ＰＣ）５０のデスプレイ表示画面を示す画面図である。図６（Ａ）は、歩行周期の検出限界を設定する画面である。ここで設定された範囲以外の歩行周期が検出されても、それは実際の歩行によるものでは無いとして排除し歩行周期として記憶しないものとしている。検出限界として、所定下限時間９１及び所定上限時間９２を設定する。所定下限時間９１を設定するテキストボックスでは０．３秒〜３．０秒の範囲が設定可能である。設定しようとするテキストボックスをダブルクリックし、数値をキーボードから入力し、エンターキーを押すことにより数値が設定又は更新される。図の例では１秒に設定している。所定上限時間９２を設定するテキストボックスでは０．８秒〜６．０秒の範囲が設定可能である。図の例では２．５秒に設定している。従って、この設定では、健脚の検出器（立脚期センサー）１０で検出された歩行周期が１秒から２．５秒の間にあるものだけが歩行補助装置本体２０内で健脚の歩行周期として認識される。
【００２８】
図６（Ｂ）は、基本包絡線パターン及び機能的電気刺激パルスの周波数を設定する画面である。機能的電気刺激パルスの周波数９３は２０Ｈｚ〜８０Ｈｚの範囲が設定可能である。図の例では４０Ｈｚに設定している。基本包絡線パターンは、健脚の検出器（立脚期センサー）１０からの信号の立ち上がりエッジからの時間で設定する。時間は一つ前の歩行周期時間の％で設定する。検出器（立脚期センサー）１０信号の立ち上がりエッジから機能的電気刺激パルスが出始める迄の遅れ時間９４は図の例では５％に設定している。機能的電気刺激パルス電圧が最大値になる迄の立ち上がり時間９５は図の例では１０％に設定している。パルス電圧が最大値で持続する刺激幅時間９６は図の例では３５％に設定している。機能的電気刺激パルス電圧が０Ｖに落ちるまでの立ち下がり時間９７は図の例では１０％に設定している。設定が終われば、外部コンピュータ５０、通信用信号レベル変換器５１及び接続ケーブル５２は外部コンピュータ５０、通信用信号レベル変換器５１及び接続ケーブル５２は歩行補助装置本体（治療器本体）２０から取り外され、歩行補助装置本体（治療器本体）２０のみが患脚に残される。
【００２９】
このようにして、コンピュータ５０から設定したパルス周波数と基本包絡線パターンに従い、健脚に取り付けた検出器１０からの健脚立脚期の信号に基づき、一つ前の健脚の歩行周期に合わせて適当なタイミングに一山の機能的電気刺激パルス電圧が患脚の伸筋を支配する神経に与えられる。これにより、患脚の足は遊脚期に一度背屈する。以上述べた実施の形態では、患脚の遊脚期に合わせて一度だけ足を背屈させるようにしたが、基本包絡線パターンを２山あるものとし、患脚の遊脚期に２度背屈するように機能的電気刺激を与えるものとしても良いことは、当業者に明らかなことである。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、一方の脚の運動から患脚の運動タイミングを予測し的確な機能的電気刺激を患脚に与えることにより、装具を患脚に装着することなく軽量な部品を脚に取り付けるだけで順調な歩行を可能とする、患者にとって使い心地の良い、安価で軽量な使い易い機能的電気刺激歩行補助装置を提供することができるという優れた効果がある。また、機能的電気刺激によって麻痺している足の筋肉を運動させることにより、麻痺している足の機能回復を目指すことができるという治療の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る機能的電気刺激歩行補助装置の概要を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る機能的電気刺激歩行補助装置の機能を示すブロック図である。
【図３】下腿を前面観で示し、下腿伸筋群および腓骨筋群を示した透視図である。
【図４】粘着ゲルパッド付き皮膚表面電極を患脚に付着させた状態を示す斜視図である。
【図５】歩行補助装置本体（治療器本体）を患脚に装着した状態を示す斜視図である。
【図６】コンピュータ（ＰＣ）のデスプレイ表示画面を示す画面図である。
【図７】従来の下腿装具を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０  検出器（立脚期センサー）
１１  圧力スイッチ
１２  送信機
２０  歩行補助装置本体（治療器本体）
２１  受信機
２２  ＣＰＵ
２３  歩行周期記憶手段
２４  基本包絡線パターン記憶手段
２５  出力包絡線パターン出力手段
２６  パルス周波数可変手段
３０  機能的電気刺激パルス発生回路
３１  電圧調整ボリューム
３２  テストボタン
３３  機能的電気刺激電極
３４  機能的電気刺激電極
５０  コンピュータ（ＰＣ）
８１  粘着ゲルパッド付き皮膚表面電極
８２  粘着ゲルパッド付き皮膚表面電極
【図１】
2004313555.tif 000003
【図２】
2004313555.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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