(57)【要約】  本発明は、ユーザに皮膚への圧力に基づく治療を自動的に施すための健康装置を提供する。この装置は、１つ以上のアクチュエータ部材を有し、アクチュエータ部材は各々温度変化又は電気刺激を加えることに応じて、形状を変化させる性質であるクラスからなるスマート形状変化材料を有する。これらアクチュエータ部材は、ユーザの皮膚上にある１つ以上のポイントに圧力を加えるために制御器により制御される。
2018531641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの皮膚の１つ以上の場所に圧力を加えるための健康装置において、
１つ以上のアクチュエータ部材であり、温度変化又は電気刺激を加えることに応じて、形状を変化させる性質であるクラスからなるスマート形状変化材料を各々有する、１つ以上のアクチュエータ部材、
前記スマート形状変化材料の形状変化を刺激するために、前記１つ以上のアクチュエータ部材に電気刺激を送るための１つ以上の刺激手段であり、前記１つ以上のアクチュエータ部材の各々の前記スマート形状変化材料に電気接続される電極を有する１つ以上の刺激手段、並びに
前記１つ以上のアクチュエータ部材の前記スマート形状変化材料を刺激して、ユーザの皮膚の１つ以上の圧力印加場所に圧力を送るために、前記形状変化材料に電気刺激を送るための前記１つ以上の刺激手段と動作可能に結合され、及び前記１つ以上の刺激手段を制御するように適応される制御器
を有し、前記装置は、ユーザの皮膚の１つ以上の場所に前記制御器により生成される電気刺激を伝えるために、前記制御器と電気接続される１つ以上の皮膚刺激要素を有する、前記電気刺激は、皮膚のインピーダンスを検出するためである、及び前記制御器は、送られる前記電気刺激の１つ以上の電気パラメタを測定することにより、前記皮膚のインピーダンスを決定する、健康装置。
【請求項２】
前記装置による指圧療法の実施を可能にするために、前記制御器は、前記アクチュエータ部材の前記形状変化材料が刺激されるような前記１つ以上の刺激手段を制御して、時間の経過と共に大きさが変化する圧力を送る、請求項１に記載の健康装置。
【請求項３】
前記健康装置は、ユーザの皮膚の前記１つ以上の圧力印加場所に前記１つ以上のアクチュエータ手段を押し当てるための固定手段を有するウェアラブルな健康装置である、請求項１又は２に記載の健康装置。
【請求項４】
前記スマート形状変化材料は、特定の相転移温度よりも下から、前記特定の相転移温度よりも上への温度変化に応じて、第１の形状と第２の形状との間で変化する性質である形状記憶合金材料である、及び
前記制御器は、前記形状記憶合金材料のジュール加熱を刺激するために、各々の前記アクチュエータ部材の前記形状記憶材料に結合される電極に電圧を加える、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の健康装置。
【請求項５】
前記１つ以上の皮膚刺激要素は、前記形状記憶合金材料の１つ以上の場所の部分により形成される、請求項４に記載の健康装置。
【請求項６】
前記スマート形状変化材料は、前記電気刺激を加えることに応じて形状を変化させる性質である電気活性高分子材料である、及び
前記制御器は、形状を変化させるために前記電気活性高分子材料を電気刺激するための前記電極に電圧を加える、請求項１乃至３の何れか一項に記載の健康装置。
【請求項７】
前記１つ以上の皮膚刺激要素は、前記アクチュエータ部材の前記電気活性高分子材料に結合される前記電極の１つ以上の場所の部分により形成される、請求項６に記載の健康装置。
【請求項８】
前記１つ以上のアクチュエータ部材の各々は、第１の形状記憶合金の層、第２の形状記憶合金の層及び前記第１の形状記憶合金の層と前記第２の形状記憶合金の層との間に置かれる断熱層を有する、請求項４又は５に記載の健康装置。
【請求項９】
前記１つ以上のアクチュエータ部材の各々は、第１の形状記憶合金の層及び第２の形状記憶合金の層を有し、前記第２の形状記憶合金の層は、前記第１の形状記憶合金の層に結合され、前記第１及び第２の形状記憶合金層は、異なる相転移温度を有する、請求項４又は５に記載の健康装置。
【請求項１０】
前記制御器は、
前記１つ以上の皮膚刺激要素を用いてユーザの皮膚に送られる電気刺激の１つ以上の電気パラメタを測定することにより、前記皮膚のインピーダンスを定期的又は連続的に決定するステップであり、これにより皮膚のインピーダンスの測定値の組を得る、前記決定するステップ、
前記決定した皮膚のインピーダンスの値が前記ユーザの皮膚の最小インピーダンスのポイントに対応しているかを決定するために、前記値を１つ以上の基準値と比較することにより、前記決定した皮膚のインピーダンスを解析するステップ、
１つ以上の感覚出力要素を用いて感覚出力を生成するステップであり、前記感覚出力の１つ以上のパラメタは、前記決定したインピーダンスが最小インピーダンスのポイントに対応しているかの前記決定の結果に依存している、前記生成するステップ
を行うように動作可能である、請求項１乃至９の何れか一項に記載の健康装置。
【請求項１１】
健康装置を用いてユーザの皮膚の１つ以上の場所に圧力を送るための方法において、前記装置は、
１つ以上のアクチュエータ部材であり、温度変化又は電気刺激を加えることに応じて、形状を変化させる性質であるクラスからなるスマート形状変化材料を各々が有する１つ以上のアクチュエータ部材、及び
前記スマート形状変化材料の形状変化を刺激するために、前記１つ以上のアクチュエータ部材に熱刺激又は電気刺激を送るための１つ以上の刺激手段
を有し、前記方法は、
ユーザの皮膚の１つ以上の圧力印加場所に圧力を送るために、前記１つ以上のアクチュエータ部材の前記スマート形状変化材料を刺激するように前記１つ以上の刺激手段を制御するステップ
を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザに圧力に基づく治療を施すための装置、及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
不眠症は、現代社会においてますます多くの人々を襲っている睡眠疾患である。幾つかの調査は、３０％までの人々は、標準的な不眠症の症状を経験し、重篤な症状で苦しむ１０％は、彼らに労働時間中の疲労の問題を生じさせると報告している。１０％までの人々は慢性的な不眠症であると報告されている。
【０００３】
不眠症は、中国において特に重大な問題である。最近の研究は、中国における不眠症の有病率は、４０％に達し、世界平均よりも高いことを提示している。
【０００４】
あらゆる種類の他の病状と同じく、不眠症の治療において未だ現在広く使用されている１つの伝統的な治癒療法は指圧である。指圧及び鍼療法は中国及びアジアで生まれ、世界の様々な異なる国々で用いられる治療が今日見つけられたとしても、その使用は、その発祥国において最も一般的なままである。
【０００５】
指圧は、身体の領域に局所的な圧力を加えること、筋緊張の解放を引き起こすこと、血圧を下げること、及び深部皮膚組織に刺激を与えることを含む。それはさらに血流を局所的に増大させることを促し、エンドルフィン（天然の痛み止め及び気分を高揚させるもの）の解放を引き起こし、並びに特定のストレスホルモンの解放を抑制する。
【０００６】
指圧は、特に生体電気インパルスに対し敏感であることが分かっている皮膚の場所へ圧力を加えることを用いている。伝統中国医学において、これらのポイントの刺激は、人間のエネルギーの流れを高めると考えられている。幾つかのポイント、例えば（一般に"睡眠ポイント"と呼ばれる）手首のＰ６ポイント、肩甲骨の間のＢｌ３８、首の後ろのＢｌ１０、ＧＢ２０及びＧＶ１６、胸部のＣＶ１７並びに足の裏のＫＤ１ポイントも健康な睡眠を刺激することが知られている。圧力を加えることはしばしば、訓練を受けた専門家により手で行われる。
【０００７】
指圧のポイントは、いわゆる生物活性ポイント(ＢＡＰ: bio active point)と一致することが知られ、これらは、神経線維の束が皮膚の皮下組織及び真皮内に入り込む人間の身体上にあるポイントである。これらの神経終末は非常に小さく、ＢＡＰにおける神経線維の束の密度は、局所的に非常に高く、これは、皮膚にこれらのポイントの近くで非常に低い電気抵抗を示させる。加えて、幾つかの事例において、ＢＡＰは鍼療法のポイントと大いに関係し、分かっている全ての鍼療法のポイントの約８０％は、ＢＡＰに対し類似する解剖学的な皮膚構造を示している。
【０００８】
生物活性ポイント（又は鍼療法のつぼ）は、周囲組織と解剖学的、組織学的及び生化学的に異なる。特に、鍼療法のつぼは、周囲組織よりも高い、ムコ多糖体、コラーゲン繊維及び神経終末の集中を示している。鍼療法のつぼ及び経絡(meridian)は、周囲の皮膚の場所よりも低い電気抵抗及び高いキャパシタンスを表すことも示している。これらは鍼療法のつぼの近くは高い酸素含有量であることも示している。
【０００９】
鍼療法のつぼと脳の活動との間に、ある相関関係があることも知られている。例えば、鍼療法のつぼの局所的な刺激は、脳の特定の関連する領域の活性化を引き起こすことが研究で示されている。
【００１０】
多くの研究は、睡眠疾患に対する指圧治療の有効性を実証している。
【００１１】
１つの総説論文(Wing-Fai Yeung他著、Acupressure, reflexology, and auricular acupressure for insomnia: A systematic review of randomized controlled trails)は、不眠症に対する指圧に基づく治療の系統的なレビューを示している。指圧は、そのような比較が行われた６つ全ての研究においてプラセボ指圧よりもかなり効果的であったことが報告される。３つの中程度の質(moderate-quality)の研究のプール解析は、主観的な睡眠質問表スコア、すなわちＰＳＱＩ及びＡＩＳの結果において大幅な改善も特定している。
【００１２】
もう１つの総説論文（Bray, P., Gracia-Rill, E.他著、"Modulation of the Sleep State Dependent P50 Midlatency Auditory-Evoked Potential by Electric Stimulation of Acupuncture Points"）は、睡眠の質に関して鍼療法のつぼの電気刺激の効果を説明している。この総説論文は、系統的に覚醒に関連すると知られている特定の鍼療法のつぼの刺激を検査し、睡眠状態依存のＰ５０電位を調節するための電位を調査するように考案された研究を示す。
【００１３】
特定のポイント（ＰＣ６、ＨＴ３、ＬＲ３）における電気鍼療法は、Ｐ５０の電位振幅を減らす。このことから、この治療は、覚醒レベルを減らすのに効果的に用いられると推論される。この結果は、ある刺激のパラメタが使用される限り、特定の鍼療法のポイントの表面刺激は、睡眠状態依存のＰ５０電位の現れを調節することを示している。
【００１４】
電気鍼療法の効果は、刺激の期間中に始まり、刺激のエピソードの後にも残ることが分かっている。その上、繰り返される刺激のエピソードは、Ｐ５０電位の振幅を減らすことにおいて付加的であることが分かっている。これは、覚醒レベルへの直接の影響をもたらし、電気鍼療法を、過覚醒が徴候である症状に対する電位療法にする。そのような疾患は、統合失調症、うつ及び不安障害を含む。不眠症の人も過覚醒特性を示し、この治療を不眠症の治療に非常にふさわしいものにする。
【００１５】
Ｐ５０の聴性中間反応(mid-latency auditory-evoked potential)は、睡眠状態に依存する波形である。それは３つの基本的な特性、（１）覚醒しているレム（ＲＥＭ）睡眠のような速い皮質リズムの同期中に存在するが、深い徐波睡眠(slow-wave sleep)において見られるようなゆっくりとしたリズムの同期中には存在しない（すなわち、状態に依存する）、（２）抗コリン薬アコポラミンによりブロックされる（すなわち、コリン動作性ニューロンによりもたらされる）、（３）２Ｈｚよりも大きい刺激頻度で迅速に慣らすこと、を持つ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
指圧を効果的に施すために、高度なスキル及び精度が要求とされる。圧力が加えられる場所は正確に突き止められなければならず、加えられる圧力の大きさは、慎重に制御されなければならない、並びに加えられる圧力の期間及びパターンは、治療される症状に適切でなければならない。この理由から、治療を施すために、訓練を受けた専門家がしばしば雇用される。その代わりに、セルフ指圧療法についての授業をする多くの書籍及びトレーニングコースも存在している。
【００１７】
しかしながら、これらのオプションは共に、利便性及びコストに関して両方とも欠点を持っている。訓練を受けた療法士を訪問する、特に度重なるセッションが必要とされる場合、必ずしも現実的又は手頃ではない。セルフトレーニングを受けることも、多くの人々にとって実現困難である又はひどく重荷であることが分かっている。
【００１８】
その上、特に不眠症を治療するための療法となると、その療法が人間の自然な睡眠周期の開始中及びその間ずっと施されることを必要とされる場合、患者自身による又は第三者の専門家によるかの一方による、外側から手による療法の施しは、完全に実行不可能である。
【００１９】
従って、患者又は第三者の何れかが積極的に加わる必要がなく、患者に指圧に基づく治療を自動的に施す手段の必要がある。
【００２０】
上記機能を提供することを要求するある装置が存在している。特に、多数のリストバンドベースの装置が非常に一般的な用法であり、この装置が着用されている期間に一定の圧力をユーザの手首上のポイントに加えるために、付着したソリッドタグ要素を使用する。
【００２１】
しかしながら、これらの装置は単に、一定の調節されない大きさの圧力を送出することを可能にするだけであり、これは、本物の効果的な指圧療法を施すのに不十分であることが分かっている。
【００２２】
変化する大きさの圧力を自動的に送ることが可能である装置が必要とされ、この大きさは従って、本物の指圧療法を送るのに効果的であると分かっている特定のパターンに従って時間の経過と共に調節されることができる。
【００２３】
米国特許番号US6228103 B1は、そのような解決法を試みる１つの装置を開示し、これにおいて、電動カム部材が着用可能なストラップに実装され、時間経過と共に周期的に変わる圧力を供給するために回転するように適応する。
【００２４】
しかしながら、この装置の全ての実施例において、調節する圧力は、メカトロニクスモーター要素を用いて供給される。しかしながら、最新技術が現在あるように、そのような要素は必然的に大きなフォームファクターを持ち、装置に実質的な追加されるかさばり(bulk)及び重量を被り、ユーザにより快適に及び目立たないように着用される装置内に実装するという目的の理想から、これら要素をかけ離れさせる。これらは特に、不眠症の治療に使用するのにはそれ程好ましくなく、（比較的）大きな可動部品と同じく、装置のかさばる／重いという特質は、自然睡眠を中断又は邪魔をして、睡眠中においてユーザは、前記装置の重量を当て（すなわち上に置か）なければならない身体の如何なる部分での前記装置の快適な使用を妨げがちである。
【００２５】
従って、ユーザの身体の１つ以上の鍼療法のつぼに変化する圧力を時間の経過と共に自動的に送ることが可能である装置の必要性はあるが、前記変化する圧力を送る手段は、タイマーを持ち、よりコンパクトであり、あまり目立たないフォームファクターであり、ユーザにより着用されるとき装置の快適さ、特に、装置が着用され、自然睡眠周期を妨害する又は中断させることなく、睡眠中に快適に動作される程度まで向上させる。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は請求項により規定される。
【００２７】
本発明の１つの態様によれば、ユーザの皮膚の１つ以上の場所に圧力を加えるための健康装置を提供することであり、この装置は、
１つ以上のアクチュエータ部材であり、温度変化又は電気刺激を加えることに応じて、形状を変化させる性質があるクラスからなるスマート形状変化材料を各々有する１つ以上のアクチュエータ部材、
前記スマート形状変化材料の形状変化を刺激するために、前記１つ以上のアクチュエータ部材に熱刺激又は電気刺激を送る１つ以上の刺激手段、及び
前記１つ以上のアクチュエータ部材のスマート形状変化材料を刺激して、ユーザの皮膚の１つ以上の圧力印加場所に圧力を送るために、前記１つ以上の刺激手段を制御するように適応する制御器
を有する。
【００２８】
前記１つ以上の刺激手段は、前記制御器と動作するように結合される、及び各アクチュエータ部材のスマート形状変化材料に電気結合される、並びに前記制御器により生成される電気刺激を前記スマート形状変化材料に送るのに適応した、電極を有する。
【００２９】
その上、前記装置は、ユーザの皮膚の１つ以上の場所に電気刺激を伝えるために、前記制御器と電気結合される１つ以上の皮膚刺激要素も有する。前記１つ以上の皮膚刺激要素により伝えられる電気刺激は、前記制御器により生成され、皮膚のインピーダンスを検出するためであり、前記制御器は、送られた電気刺激の１つ以上の電気パラメタを測定することにより、皮膚のインピーダンスを決定するように適応する。
【００３０】
スマート形状変化材料は、例えば温度変化のような外部刺激の印加、又は電場若しくは電流の印加に応じて、非常に小さいアクティブな構成要素を用いて大きな活性化力を送ることが可能であることを特徴する。例えば、１ｍｍ未満の外形は、これらの材料を用いて達成可能である。本発明の実施例は、自動化した皮膚への圧力に基づく治療をユーザに施すのに利用されるかなりの活性化力を送ることが可能であるかなりコンパクトなアクチュエータ部材を供給するために、スマート形状記憶材料からなるストリップ、層又は他の要素の利用に基づいている。
【００３１】
これは、例えば通例はかさばり、目障りであり、結果としてユーザが着用するのに不快であるメカトロニクス活性化ベースの装置とは対照的である。これら装置は特に、（比較的に）大きな可動部と同じく、装置のかさばる／重いという特質が睡眠を中断又は邪魔しがちである場合、不眠症の治療に使用するのには適さない。スマート材料のアクチュエータの薄いフォームファクターはさらに、不快にさせることなく、ユーザが睡眠中に自然にその重量を置く又は当てがちである身体の部分上で本発明の実施例の使用を可能にする。
【００３２】
スマート形状変化材料は、限定ではない例として、熱刺激に応じて変形する性質がある形状記憶合金材料、及び電気刺激に応じて変形する性質である電気活性高分子材料を含む。他のスマート形状変化材料は、熱刺激に応じて変形する形状記憶高分子を含む。
【００３３】
上述したように、鍼療法のつぼ（又は生物活性ポイント）は、これらの場所が非常に低い電気抵抗を示す原因となる神経終末の局所的な大きな密度（神経繊維の束）の存在により特徴付けられる。故に、インピーダンスの検出は、インピーダンスの極小値を探すことにより、ユーザの皮膚上の鍼療法のつぼの場所の検出を可能にする。
【００３４】
制御器は、アクチュエータ部材の形状変化材料が時間の経過と共に大きさを変化させる圧力を送るように刺激されるような１つ以上の刺激手段を制御するように適応する。特に、前記装置から指圧療法を施すために、例において時間の経過により大きさが制御されてもよい。
【００３５】
簡単な例において、前記大きさの変化は、ゼロの大きさと一定の非ゼロの大きさとの間における２値の変化を有する、すなわち、変化は単に、一定の大きさを加えられる圧力のスイッチをオンにする及びオフにすることを有する。他の例において、アクチュエータ部材は、圧力の大きさのスペクトル又は不連続の範囲を加えるために刺激可能であってもよい。
【００３６】
上述したように、本物の指圧療法は、治療にわたり変化する圧力を加えることを必要とする。鍼療法のつぼに一定の圧力を長期間加えることは良い結果が出ず、寧ろ、圧力は断続的に解放及び再印加されなければならない、又は少なくとも定期的に減らされ、次いで増大しなければならない。本発明の実施例は、この機能が提供されることを可能にする。
【００３７】
特定例において、時間の経過による大きさの変化は、前記装置から不眠症の治療のための指圧療法を施すように制御される。
【００３８】
前記健康装置は、前記１つ以上のアクチュエータ部材をユーザの皮膚の１つ以上の圧力印加場所に押し当てるための固定手段を有するウェアラブルな健康装置でもよい。この固定手段は例えば、１つ以上の接着パッチ又はストラップを有する。
【００３９】
１つの実施例の組に従って、スマート形状変化材料は、特定の相転移温度より下から、その温度より上への温度変化に応じて、第１の形状と第２の形状との間で変化する性質がある形状記憶合金材料でもよい。
【００４０】
形状記憶合金（ＳＭＡ）は、数百メガパスカル(ＭＰａ)の応力及び大きな変形を生み出すことが可能であり、これら合金を、非常に小さなフォームファクターだけを備える非常に有力なアクチュエータの解決策にする。特に、一般的なＳＭＡは、１０ｃｍ長の材料のストリップの１×１ｍｍ２の断面当たり、２−１０Ｎの面外力を加えることが可能である（力は変位振幅に依存する）。
【００４１】
スマート形状変化材料は、特定の相転移温度より下から、その温度より上への温度変化に応じて、第１の形状と第２の形状との間で変化する性質がある形状記憶合金でもよく、ここで制御器は、前記形状記憶合金材料のジュール加熱を刺激するために、各アクチュエータ部材の形状記憶合金材料に結合される電極に電流を流すように適応する。
【００４２】
これらの場合において、前記１つ以上の皮膚刺激要素は、形状記憶合金材料の１つ以上の場所の部分により形成される。ここで、装置の実施例は、単一のアクチュエータ部材の構成要素を用いて、組み合わされた活性化及び（鍼療法のつぼの特定のための）インピーダンス検出機能を提供することが可能である。アクチュエータ部材が形状記憶合金材料を有する場合、インピーダンスの検出のための低レベルの電流は、少なくとも（導電性の）ＳＭＡの一部を介して直接ユーザの皮膚に伝えられる。これは、装置を簡略化するだけでなく、アクチュエータ部材自身の圧力印加領域の直下にある皮膚の領域（すなわち皮膚上の圧力印加ポイント）に対するインピーダンス測定値が得られることをも意味する。
【００４３】
故に、実施例は好都合なことに、装置をその間で再位置決めすることなく、ユーザの皮膚上のまさに同じポイントに対し、インピーダンス測定値が得られる及び活性化圧力が加えられることを可能にする。鍼療法のつぼ（低インピーダンスのポイント）の検出の後すぐ、装置の他の物理的な調節を必要とせずに、そのポイントに圧力を加えることが続く。
【００４４】
他の例において、スマート形状変化材料は、電気刺激を加えることに応じて形状を変化させる性質がある電気活性高分子材料でもよく、ここで制御器は、形状を変化させるために電気活性高分子材料を電気刺激するための電極に電圧を送るように適応する。
【００４５】
一般的なＥＡＰは、単一の１２×１２×０．３ｍｍ３の構成要素に対し、２Ｎまで生み出すことができる。
【００４６】
これらの場合において、前記１つ以上の皮膚刺激要素は、アクチュエータ部材の電気活性高分子材料に結合される電極の１つ以上の場所の部分により形成される。
【００４７】
上述した実施例の１つ以上に従って、前記制御器は、以下のステップ
１つ以上の皮膚刺激要素を用いてユーザの皮膚に送られる電気刺激の１つ以上の電気パラメタを測定することにより、皮膚のインピーダンスを定期的に又は断続的に決定するステップであり、それにより皮膚のインピーダンス測定値の組を得るステップ、
値がユーザの皮膚の最小インピーダンスのポイントに対応しているかを決定するために、前記決定した皮膚のインピーダンスを１つ以上の基準値と比較することにより、前記決定した皮膚のインピーダンスを解析するステップ、及び
１つ以上の感覚出力要素を用いて感覚出力を生成するステップであり、前記感覚出力の１つ以上のパラメタは、前記決定したインピーダンスが最小インピーダンスのポイントに対応しているかの前記決定の結果に依存している、前記感覚出力を生成するステップ
を行うように動作可能である。
【００４８】
前記基準値は、１つ以上の事前に取得したインピーダンス測定値に対応する、又は１つ以上の既定のしきい値を代わりに又は付加的に有してもよい。これら基準値は場合によって、１つ以上の取得した値からなる１つ以上の関数の決定された値に対応してもよい。
【００４９】
この実施例の例は、アクチュエータ部材の圧力印加領域がユーザの皮膚の鍼療法のつぼと位置合わせするように、ユーザの身体上に前記装置を適切に位置決める際、ユーザが誘導されることを可能にする。例において、感覚出力要素は、例えばスピーカー又はブザーのような１つ以上の音響出力要素を有してもよい、又は例えば（ＬＥＤ又はフィラメント電球を有する）発光要素のような１つ以上の光学出力要素を有してもよい。
【００５０】
例えば、ユーザは、最初のキャリブレーション／位置決め実行の一部として、ユーザの皮膚の特定の領域にわたり前記装置を掃引してもよく、ユーザがそうすることにより、インピーダンスの測定値が連続的又は定期的に得られる。感覚出力要素の活性化は、ユーザがインピーダンスの極小値（すなわち鍼療法のツボ）の検出に対して、並びに従ってユーザが前記装置を現在の位置に保持し、装置を自分の身体のそのポイントに付けるべきであるという事実に対して、注意喚起されることを可能にする。
【００５１】
前記１つ以上のアクチュエータ部材が形状記憶合金材料を有する場合、１つの例の組に従って、前記１つ以上のアクチュエータ部材の各々は、第１の形状記憶合金の層、第２の形状記憶合金の層及び第１の形状記憶合金の層と第２の形状記憶合金の層との間に置かれる断熱層を有する。
【００５２】
この場合、異なる"記憶形状"を持つ（すなわち、加熱すると、異なる形状に変形するように構成される）２つの形状記憶合金の層が設けられる。特に、第１の層は、ユーザの皮膚に活性化圧力を加えるために第１の方向に変形するように構成されるのに対し、第２の層は、第１の層の"結果生じたもの"をその本来の形状に"リセット"することを可能にするために、反対方向に変形するように構成される。故に、２層構造は、本質的な双方向性を提供する、つまり、前記装置は、如何なる外部バイアスを必要とせずに、活性化及びリセットされる。
【００５３】
もう１つの例の組によれば、前記１つ以上のアクチュエータ部材の各々は代わりに、第１の形状記憶合金の層及び第２の形状記憶合金の層を有してもよく、前記第２の係合記憶合金の層は、前記第１の形状記憶合金の層に結合され、前記第１及び第２の形状記憶合金の層は、異なる相転移温度を持つ。
【００５４】
ここで、断熱層は設けられていないが、２つの層は、異なる相転移温度を持つ。第２の層は、上述したのと同様な原理に従って、第１の層を"リセット"することを可能にするが、別々に絶縁された加熱によるのではなく、寧ろアクチュエータ部材のシステム全体の温度が第２の層の相転移温度より下からその温度より上に上昇することにより刺激される。
【００５５】
本発明のもう１つの態様に従う例は、健康装置を用いてユーザの皮膚の１つ以上の場所に圧力を送る方法を提供し、この健康装置は、
温度変化又は電気刺激を加えることに応じて形状を変化させる性質があるクラスからなるスマート形状変化材料を各々が有する、１つ以上のアクチュエータ部材、並びに
前記スマート形状変化材料の形状変化を刺激するために、前記１つ以上のアクチュエータ部材に熱刺激又は電気刺激を送るための１つ以上の刺激手段
を有し、前記方法は、
ユーザの皮膚の１つ以上の圧力印加場所に圧力を送るために、前記１つ以上のアクチュエータ部材の形状変化材料を刺激するように前記１つ以上の刺激手段を制御するステップ
を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
本発明の例は、付随する図面を参照して詳細に説明される。
【図１】形状記憶合金に対する温度−相の関係を示す。
【図２】形状記憶材料に対する温度−応力−歪みの関係を示す。
【図３】本発明内での使用に適した一般的なＥＡＰに対する歪み−電圧曲線を示す。
【図４】本発明の実施例に従う例示的な装置を示す。
【図５】本発明の実施例に含まれるような第１の例示的なアクチュエータ部材を示す。
【図６ａ】ある実施例に従う例示的な装置の不活性化状態を示す。
【図６ｂ】ある実施例に従う例示的な装置の活性化状態を示す。
【図７】第１の例示的なアクチュエータ部材を活性化モードで動作するための、前記部材の例示的な電気構成を示す。
【図８】前記第１の例示的なアクチュエータ部材を検出モードで動作するための、前記部材の例示的な電気構成を示す。
【図９】本発明の実施例に含まれるような第２の例示的なアクチュエータ部材を示す。
【図１０】本発明の実施例に含まれるような第３の例示的なアクチュエータ部材を示す。
【図１１】本発明の実施例に含まれるような第４の例示的なアクチュエータ部材を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
本発明は、皮膚への圧力に基づく治療を自動的にユーザに施すための健康装置及びそのための方法を提供する。前記装置は、１つ以上のアクチュエータ部材を含み、各部材は、温度変化又は電気刺激を加えることに応じて形状を変化させる性質があるクラスのスマート形状変化材料を有する。アクチュエータ部材は、制御器によりユーザの皮膚上の１つ以上のポイントに圧力を加えるように制御される。
【００５８】
本発明は、従来のメカトロニクスベースのアクチュエーション部品（例えば電子モーター）からなる大きく、かさばる形状因子を被らずに、時変方法で、ユーザの身体にある１つ以上のポイントに十分な圧力を施すことが可能である装置を提供するために、自動指圧装置内にスマート形状変化材料技術を組み込むことに基づいている。
【００５９】
多くの様々なスマート形状変化材料が存在し、そのような材料の増え続ける有利な応用の範囲が発見されるので、これらの材料の開発は、ここ１０年間で急速に加速している。これらの材料は広い意味において、その形状及び形式が何らかの外部刺激、例えば熱又は電場を加えることにより変形される材料であることを特徴とする。
【００６０】
本出願の目的のために、スマート形状変化材料、特に形状記憶合金（ＳＭＡ）及び電気活性高分子（ＥＡＰ）の２つの特定のクラスを利用する実施例が詳細に説明される。両方の材料は、必要とされる指圧の力の範囲内にある力を送ることができる。通例、３０Ｎ／ｃｍ２の圧力が良い位置にある装置の約２．５×２．５ｍｍ２の圧力印加領域にわたり必要とされる（＝１．９Ｎの力）。装置全体のサイズはもちろん、指圧が施されるスポットのサイズよりも大きい。
【００６１】
しかしながら、スマート形状変化材料の使用により与えられる利点は、特にこれらの２つの特定のクラスに限定されないこと、及び他のクラス、例えば限定ではない例として、電気活性複合材料、電歪セラミックス又はクリスタル、形状記憶高分子、フォトメカニカル材料及び／又は磁歪材料も有利に用いられてもよいことが理解されるべきである。
【００６２】
形状記憶材料（ＳＭＭ）、特に形状記憶合金（ＳＭＡ）はよく知られている。形状記憶合金の２つの主な種類は、銅−アルミニウム−ニッケル及びニチノール(nitinol)として知られるニッケル−チタンである。ニチノールは例えば、ワイヤー、ロッド及びバーの形状で又は薄膜として利用可能である。しかしながら、ＳＭＡは、亜鉛、銅、金及び鉄を合金にすることによっても作られる。
【００６３】
ＳＭＡは、３つの異なる結晶構造（双晶マルテンサイト、非双晶マルテンサイト及びオーステナイト）を持ち、２つの異なる相で存在することができる。ニチノール合金は、加熱されるとき、マルテンサイト状態からオーステナイト状態に変化し、冷却されるとき戻る。
【００６４】
図１は、加熱及び冷却中のマルテンサイト分率(martensite fraction)を加熱の関数として示す。加熱中、Ａｓ及びＡｆは、マルテンサイトからオーステナイト(austenite)への変換が始まる及び終わる温度である。温度Ａｓは、転移温度である。冷却中、Ｍｓ及びＭｆは、マルテンサイトへの転移が始まる及び完了する温度である。
【００６５】
加熱転移と冷却転移との差は、幾らかの力学的エネルギーがその過程で失われるヒステリシスを生じさせる。曲線の形状は、形状記憶合金の材料特性、例えば合金化及び加工硬化に依存している。
【００６６】
マルテンサイト相からオーステナイト相への転移は、温度及び応力にのみ依存し、時間に依存しない。形状記憶合金が低温状態（Ａｓより下）にあるとき、金属は、曲げられる又は伸ばされることができ、転移温度より上に加熱されるまで、それらの形状を保つ。加熱すると、形状はその本来の形状に変化する。金属が再び冷やされるとき、金属は、相は変化するが形状は変化しない、故に再び変形されるまで、熱いときの形状のままでいる。
【００６７】
この一方向の影響の場合、高温からの冷却は、肉眼で見えるような形状の変化を引き起こさない。変形は、低温のときの形状を再構築するのに必要である。ニチノールの転移温度Ａｓは、合金の種類及び組成により決定され、−１５０℃から２００℃の範囲で様々ある。一般に、−２０℃から１２０℃の範囲の転移温度が使用される。従って、転移温度は、特定の応用に合わせられ得る。
【００６８】
冷間加工(cold work)又は冷間硬化(cold hardening)に基づく双方向の形状記憶効果を持つ材料も存在し、マルテンサイト相において高い応力を持つ。しかしながら、この効果は、この応力が時間の経過と共に解放されるので、繰り返される温度サイクルを可能にしない。
【００６９】
上述したように、相の転移は、応力及び温度に依存している。図２は、形状記憶効果に対する応力−歪み−温度の作用を示す概略図である。応力はσとして示され、歪みはεとして示される。
【００７０】
材料は、特定の形状を覚えておくために焼き鈍し(annealed)される。材料に応力を加えることにより、この材料は経路１０に沿って低温のときの形状に変形する。これは、非双晶領域である。材料がこれ以上変形するのが難しくなった後、応力−歪み曲線において傾きが増大する形状となる。（経路１２として示される）応力が一度軽減されると、転移温度より上に加熱されるまで、大きな応力が依然として材料内に留まる。これは、材料をオーステナイト相に持って行くための加熱経路１４である。そのポイントにおいて、材料にある応力が緩和される（しかし、形状は戻る変化はしない）経路１６に沿った双晶マルテンサイト相まで冷却されることができる。
【００７１】
ＳＭＡの高温相の弾性率(E-modulus)は、低温相の弾性率よりもかなり高い。
【００７２】
加熱中にこの相の変化に付随する形状の変化は、第１の力Ｆ１を送ることが可能である。温度が相変化温度より下に減少する、故に相が低温相に変化した後、より低い力Ｆ２（図２の経路１０）が、ＳＭＡをその本来の形状に再形成するのに必要である。
【００７３】
電気活性高分子（ＥＰＡ）は、電場により刺激されるとき、サイズ又は形状の変化を示す高分子のグループである。特にＥＰＡは、電歪高分子又はイオン性高分子を含み、これらは、電圧が印加されるとき、制御される変形を生じさせることが可能である。変形の程度は、印加される電圧を変えることにより制御されることができ、これは、変位よるデジタル制御を可能にする。材料が再び低温相に入った後であっても、高温相の形状が持続する形状記憶合金とは対照的に、電気活性高分子（ＥＰＡ）は、電気刺激か取り除かれるとすぐに、その本来の形状に復帰する。
【００７４】
図３は、一般的な電気活性高分子の例示的な歪み−電圧曲線を示し、歪みは、材料の全長の比率として全ての被った変形に対応し、Ｅは、材料にかけられる電場に対応する。（図２に例示される）ＳＭＡの歪み−温度の関係とは異なり、電気活性高分子に対しては、例えばゼロ電圧は常に材料を単一の特定のゼロ歪み（変形しない）形状に戻すような、１対１の関係がこれら２つの間に存在している。
【００７５】
図３の曲線が対応している特定のＥＡＰは、場駆動リラクサ強誘電ＥＡＰである。示される印加される電場に対する歪みの関係は、例えばＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ−ＣＦＥのようなＰＶＤＦベースの三元重合体システムにとって一般的である。このＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ−ＣＦＥ材料は一般に、他のＥＡＰ、例えばイオン性重合体及び誘電エラストマーに比べ、比較的に高い弾性のモジュールを持ち、故に、活性化のとき、かなりの力を送ることができる。
【００７６】
しかしながら、本発明の実施例は、これらの特定の例示的なＥＡＰ材料に限られる方法によるのではなく、如何なる様々なＥＡＰがそれに代わり考えられてもよいことが理解されるべきである。
【００７７】
本発明の実施例による健康装置２２の第１の実施例が図４に示される。この装置は、装置２２の幅方向に走り、列で配される複数のアクチュエータ部材２６が結合される又は実装される薄い柔軟なストリップ又はパッチ２４を有する。アクチュエータ部材の各々は、さらに前記柔軟なストリップの表面にも結合される制御器ユニット２８に電気接続される。制御器は、前記ストリップに設けられ結合もされるバッテリーユニット２９により給電される。前記ストリップはさらに、装置が使用中の間、前記ストリップをユーザの皮膚に固定するために、両端に置かれる接着パッチ３０を有する。
【００７８】
図４の特定例において、アクチュエータ部材２６は、形状記憶合金材料からなる層又はストリップを有する。層という言葉は、如何なる特定の積層(stacking)を意味しているのではなく、実際に本実施例ではこれらの層は並んでいることを述べておく。例示的なアクチュエータ部材の斜視図が図５に示される。各部材２６は、ＳＭＡの第１の層３１及び第２の層３２を有し、これらの層は、これらの層が互いに独立して刺激される及び変形されるような、２つのＳＭＡ層を断熱するのに適応する断熱層３４により分離されている。アクチュエータ部材の中央に圧力印加領域３６があり、この領域は、アクチュエータが活性化されるとき、（図４に対してページから）上向きに押され、故に、使用するために、装置が反転され、ユーザの皮膚に当てられるとき、前記圧力印加領域３６の下に置かれるユーザの皮膚のポイントに下向きの圧力を加える。
【００７９】
示される例において、圧力印加領域３６は、アクチュエータ部材２６を形成する材料層からなる特定の場所又は領域を単に構成し（すなわち、ＳＭＡのストリップ３１及び３２の各々は、左端から右端へ連続的に走っている）、及び圧力印加領域は単にこれらの連続的なストリップの中心部にある。
【００８０】
しかしながら、代替例において、圧力印加領域は、周囲の層とは異なる材料から構成される分離した要素でもよい。幾つかの例において、これは、ＳＭＡ層３１、３２の一方又は両方のものとは異なる組成のＳＭＡ材料でもよい。代わりに、それが、各ＳＭＡ層３１、３２の半分の夫々の間を依然として電流が自由に流れるような導電性の非ＳＭＡ材料を有してもよい。さらに他の例において、それが非導電性材料から形成されてもよい。この場合、各ＳＭＡ層の要素３１、３２の２つの半分を互いに電気接続する、又は代わりに、左側半分を一緒に及び右半分を一緒に電気接続するために専用の接続ストリップが設けられてもよい。後者の場合、アクチュエータ部材は、前方ストリップ３１及び後方ストリップ３２ではなく、分離した断熱層の要素として、左側及び右側を活性化することにより動作される。
【００８１】
再び図５を参照すると、２つのＳＭＡ層３１、３２の各々は、電極部材４０を介して前記層に電流を送るための、制御器２８との電気接続３８の別個の対を備える。これら２つの層の何れか一方に電流を流すことは、その層のジュール加熱を刺激し、故に材料の温度を上昇させる。温度がＳＭＡ材料の相転移温度より下から相転移温度より上に上昇するため、材料の層は、その記憶形状に変形するよう刺激される。
【００８２】
上述したように、形状記憶合金材料の形状変化は、本質的に可逆性ではない、つまり、一旦、ＳＭＡが変形され、そしてその相転移温度より下に冷却されると、ＳＭＡをその本来の形状に戻る"リセット"をするのに付加的な外力が必要とされる。互いに機械的に結合されているが、断熱されているＳＭＡ材料の２つの分離した層を設けることにより、異なる形状記憶形状を持つ２つの層が設けられることを保証することにより、この双方向性は簡単に達成することが可能である。特に、"活性化(actuation)"状態に対応する形状記憶形状を持つ第１の層が設けられる、並びに働いていない及びフラットな状態に対応する形状記憶形状を持つ第２の層が設けられる。
【００８３】
第１の層３１を加熱する（一方、第２の層３２は加熱しないままにする）ことにより、アクチュエータ部材２６は、絶縁層及び（依然として可鍛性マルテンサイト相である）第２の層を共に第１の層３１の同じ変形した形状変化形状に曲げるのに十分である、第１の層の相の変化により解放される応力を用いて、曲がった活性化した状態に変形するように誘導される。（第１の層が一旦その可鍛性マルテンサイト相まで再冷却され）、第２の層３２を加熱することにより、アクチュエータ部材は、同様の原理により、そのフラットな働いていない形状に戻るよう再変形するように誘導される。
【００８４】
図６ａ及び６ｂは、ユーザの皮膚４４のある領域の表面にアクチュエータ部材２６を押し付けている、あるがままの状態で示される図４の例示的な健康装置２２の側面図を示す。図６ａは、フラットな働いていない状態中の装置を示し、図６ｂは、活動している活性化した状態の装置を示し、ここで第１のＳＭＡ層３１は、形状変化形状に変形するよう刺激されている。
【００８５】
（その間、他方を冷却可能にすることを保証して）第１の層３１及び第２の層３２を交互に加熱することにより、アクチュエータ部材２６の圧力印加領域３６の下に置かれるユーザの皮膚の領域に圧力が交互に加えられる（図６ｂ）又は解放される（図６ａ）。この交互の刺激は、１つ以上の既定のパターン、プログラム又はレジメに従って、アクチュエータ部材のＳＭＡ層に（ジュール加熱のための）電気刺激を加えるように構成される制御器ユニット２８により制御される。これらのパターンは、特定の指圧療法を施す際、専門家により用いられる特定の圧力印加シーケンスに対応してもよい。特に、制御器２８は、不眠症のための指圧療法を施す際に利用されるパターンを正確に再現する圧力印加パターンを前記装置から生成するために、第１の層３１及び第２の層３２の刺激を制御するように構成される。
【００８６】
ある例に従って、制御器２８は、複数の異なるモードで動作するように構成可能であり、ここで各モードは、異なる特定のパターン又はプログラムの圧力印加に対応している。これらの異なるパターンは例えば、異なる特定の症状又は病気の治療に適した指圧療法に対応してもよい。その代わりに、これらパターンの幾つか又は全ては、同じ病気又は症状の１つ以上のための治療の異なるレベル又は強度に対応してもよい。
【００８７】
装置２２は例えば、制御器ユニット２８に送信するためのユーザ入力命令を受信するのに適応する１つ以上のユーザ対話要素を有してもよい。この制御器は例えば、ある専用のユーザ入力命令に応じて、１つ以上の動作モード間で変化するように適応してもよい。
【００８８】
幾つかの実施例において、特に高頻度の活性化が望まれる場合、層要素３１、３２の相転移温度より下に、これら相要素の温度のより急速な低下を可能にするための専用の冷却要素３１、３２が設けられてもよいことを述べておく。その代わりに、これらの層からの熱の放散を助けるために、これらの層要素の一方又は両方と熱伝達する１つ以上のヒートシンク又は熱放散要素が設けられてもよい。しかしながら、他の実施例において、その様なものを設けることは、特に活性化状態から働いていない状態への転移が高速で達成されることを必要としない場合、不要であってもよい。
【００８９】
例において、断熱層３４は、例えばゴム、ゴム−セラミック複合材料、連続或いは独立気泡フォーム又は織物のような柔軟な断熱材を有してもよい。
【００９０】
図４の特定例において、使用中、ユーザの皮膚に装置２２を固定するための接着パッチ３２を有するような装置２２が示されていたとしても、代替実施例において、他の固定手段が設けられてもよい。これらは、限定ではない例として締め具又は留め具を含み、ここで装置は、ユーザの身体の特定の領域（例えば手首又は首）の周りを湾曲又は巻き付くように適応するバンド又はストラップを有し、この装置の２つの端部はこのとき、前記締め具又は留め具を用いて結合され、ストラップを所定の位置に固定する。そのような手段が接着パッチ若しくは要素の代わりに又はそれらと組み合わせて設けられてもよい。その代わりに又はそれに加えて、１つ以上の例に従い、前記装置は、ループの弾性張力がユーザの身体の領域の周りで固定される装置を保持するのに使用されるような、伸縮性のある閉ループとして形成されてもよい。
【００９１】
１つ以上の特定例に従って、図４の実施例はさらに、ユーザの皮膚上の鍼療法のつぼ（又は生物活性ポイント）の場所を検出及び特定する追加の機能を提供するように構成されてもよい。上述したように、生物活性ポイントは、高密度の神経線維の束を持つ場所であるという解剖学的な特徴があり、これは、これらのポイントに近い皮膚が非常に低い電気抵抗を示させる。皮膚上のこれらのポイントの場所は従って、周囲の場所に比べてインピーダンスが低い皮膚上の場所又はポイントを探すことにより特定される。
【００９２】
これは、皮膚インピーダンスの測定値を得るために、ＳＭＡ層３１、３２の一方又は両方を使用して、ユーザの皮膚に低振幅の電気信号を加え、（制御器を用いて）印加された信号のパラメタを観察することにより、図４の装置２２を用いて達成される。例えば、制御器２８は、皮膚にかかるインピーダンスを決定するために、加えられた信号の電圧及び電流を観察するように構成されてもよい。
【００９３】
そのような測定に必要とされる電流は非常に低く、低過ぎるためにアクチュエータ部材を活性化させることができない。ジュール加熱は一般に、高電流を必要とする。例えば長さ１０ｃｍで１×１ｍｍ２の正方形の断面を持つワイヤーは、温度を２０度増大させるために、２秒間、約５Ａの電流が加えられる必要がある。そのようなワイヤーに対し、０．４Ｖが５Ａの電流を生じさせる。その一方、皮膚のインピーダンスは通例、約１０ｋΩから数百ｋΩまでであり、１Ｖでの電流は、１ｍＡより低い。
【００９４】
効果的な検出を達成するために、如何なる供給される検出電流の大部分が（さらに低いインピーダンスの）ＳＭＡ層自身を流れるのを可能にするのではなく、（高インピーダンスの）皮膚を通るように向けられることを保証することが必要である。これを達成するために、（４つの電極部材４０にかかる）印加電圧を異なって分配することが活性化よりも検出に必要である。
【００９５】
これは図７及び図８において実証され、これらの図において、電気的に活性の電極部材４０は、太字の電気接続３８により示され、電気的に不活性の電極部材は、細い電気接続により示される。図７は、（第１のＳＭＡ層３１だけの）活性化を刺激するための例示的な電気的構成を例示している。ここで、（０．４Ｖの）電位差が、単一の所与のＳＭＡ層の電極部材４０にわたり印加され、それにより、このＳＭＡ材料を流れる電流を誘発し、ジュール加熱及び変形を刺激する。
【００９６】
図８は、検出を容易にするための対照的な構成を示す。ここで、１Ｖの電位差が、何れかの単一の所与のＳＭＡ層の電極部材間ではなく、むしろ異なるＳＭＡ層の電極部材間に加えられる。特に、第１のＳＭＡ層３１の電極は共に接地され、第２のＳＭＡ層の電極部材の１つは、正の電圧を供給される。断熱される及び電気絶縁される絶縁層３４が設けられ、故に、異なる層からなる電極間の電気接続を（皮膚領域４８により例示される）皮膚を介して行わせ、故に、皮膚を介した電流の流れを誘発する。
【００９７】
制御器２８は、ユーザが自分の皮膚の広い領域にわたり装置２２を移動させるので、インピーダンスを連続的又は定期的に観察する、及びそれにより、鍼療法のつぼの存在を示す最小のインピーダンスのポイントに到達したときを決定するように構成される。
【００９８】
この点において、（図４には示されない）１つ以上のユーザ対話要素、例えば１つ以上の感覚出力要素は、鍼療法のつぼが特定されたこと、及び装置がまだ現位置で保持されるべきことをユーザに通報するために活性化される。
【００９９】
例として、制御器２８は、メモリを有し、前記装置がユーザの皮膚にわたり移動するので、各々の測定されるインピーダンスの値を記憶するように構成される。このように、最小のインピーダンスのポイントは、各々の新しい測定値を、メモリに記憶される値と単に比較することにより決定されてもよい。
【０１００】
ユーザは、最初のインピーダンス読取値の組を得るために、皮膚の領域にわたり少なくとも１つの最初の"掃引"を行い、次いで、前記装置が最初の"掃引"中にそのポイントでインピーダンスの極小が見つかったことをユーザに示すように、同じ領域にわたり前記装置を戻し移動させることが要求されてもよい。
【０１０１】
代わりに、最初の値の組を取得することを必要とせずに、ユーザが装置を自分の皮膚の領域にわたり移動させるので、後続するインピーダンス値間の差及び／又は差の変化率を単に計算することにより最小の検出が動的に行なわれてもよい。このように、例えば、インピーダンスの測定値が値の増大から値の減少に突然切り替わるポイントを特定することにより、最小が特定されてもよい。
【０１０２】
感覚出力要素は、例えば１つ以上の音響出力要素（例えばスピーカー要素）又は１つ以上の発光要素（例えばＬＥＤ若しくはフィラメント電球）を含んでもよい。これら感覚出力要素は、例えばユーザに振動ベースの信号を供給するための１つ以上の触覚出力要素を含んでもよい。
【０１０３】
他の代替例において、鍼療法のつぼの特定は、測定されるインピーダンス値を１つ以上の既定の又は予め記憶される基準値と比較することにより達成されてもよい。これらの基準値は例えば、測定される値がしきい値を超えている又は満たしているかを判断するために、測定される値が比較される基準しきい値でもよく、しきい値の１つ以上を満たす又は超過することは、ユーザへの警告の発令を作動させる。
【０１０４】
上述した特定例に対し、インピーダンスの測定値は、ＳＭＡ層３１、３１の一方又は両方の全長からユーザに加えられる電気刺激により取得されることを述べておく。代替例において、図４の装置２２は、ＳＭＡ層の１つ以上の限られた部分又は領域だけが皮膚に刺激を加える及びインピーダンスの測定値を得るのに利用されるように適応する。
【０１０５】
１つの例において、検出電流の印加は例えば、圧力印加領域３６の皮膚接触部に設けられる分離した専用の電極要素の使用により達成される。この電極要素は、前記制御器ユニット２８との専用の電気接続を提供する。このように、検出機能は、活性化機能とは完全に無関係に提供される。所望するならば、例えばこれら２つの機能が同時に行われてもよい。
【０１０６】
もう１つの例において、皮膚に電気刺激を送るのにＳＭＡ層３１、３１の導電性合金が依然として使用されてもよいが、この大きな場所が、層の１つの小さな部分又は領域だけがこの刺激を送るのに使用されるように適用されてもよい。例えば、（図４に示されるような）ＳＭＡ層の"上方"（皮膚接触）面が、この面の１つ以上の小さな部分だけを曝したままにした電気絶縁コーティングを備えてもよい。このように、装置がユーザの皮膚に当てられると、曝された部分だけがユーザに刺激を送る。
【０１０７】
刺激が加えられる領域を制限することの利点は、より空間的に場所が突き止められるインピーダンスの測定が得られ、鍼療法のつぼの特定の位置をより正確に示すことを可能にする。
【０１０８】
活性化及び検出の両方にＳＭＡ層３１、３２自身を利用することの１つの利点は、設ける必要がある電気構成要素及び制御要素がより少ないことであり、加えて、インピーダンスが測定される領域はいつでも、その領域が鍼療法のつぼに対応すると判断される場合、活性化が次いで加えられる領域に正確に対応することができる。
【０１０９】
図５に示される例示的なアクチュエータ部材は、この構成に対し可能な形態の範囲のほんの１つを示している。
【０１１０】
図９は、本発明の実施例に従うアクチュエータ部材の第２の例示的な配置を示している。この例において、図５の例と同じように、アクチュエータ部材は、形状記憶合金材料からなる２つの層５０、５２を有する。しかしながら、この例に従うこれらの層は、互いに断熱されてなく（断熱層は設けられていない）、第１の層５０は、第２の層５２に直接結合されている。
【０１１１】
相転移温度Ｔ２を持つ第２の層５２が設けられ、この温度Ｔ２は、第１の層５０の相転移温度Ｔ１よりも高い。例において、２つの層は同じ形状記憶合金材料から又は異なる形状記憶合金材料から構成されてもよい。加えて、第１の層よりも僅かに大きい厚さを持つ第２の層が設けられてもよい。電極要素４０を介してアクチュエータ配置の全ての層にわたり電流を流すために、アクチュエータ部材２６と制御器２８との間に単一の電気接続３８が設けられる。
【０１１２】
アクチュエータ部材２６の双方向性は、上述した図５の例と同じ原理を用いて、前方へのアクチュエーション力を供給するように構成される第１の層要素５０の変形と、アクチュエータ部材２６をそのフラットな働いていない状態にリセットするための反転力を供給するように構成される第２の層要素５２の変形とを用いて達成される。異なる相転移温度、つまり第２の層５２が第１の層５０のよりも高い転移温度を持つ２つの層が設けられるので、両方の層は、単一の熱システムとして同時に加熱され、Ｔ１より下からＴ１より上への（しかしＴ２より下の）最初の温度の増加は、第１の層５０の変形及び故に活性化を引き起こし、Ｔ２より下からＴ２より上への後続する増加は、第２の層５２の変形、及びアクチュエータ部材２６のリセットを引き起こす。
【０１１３】
アクチュエータのリセットを引き起こすＴ２より下からＴ２より上への増加において、第１の層要素５０は高い温度にある間ずっと、オーステナイト相のままであり、及び故に高い弾性係数で、低い柔軟性の状態のままでいる。しかしながら、第２の層要素５２は、第１の層要素よりも僅かに大きな厚さを備えているので、その相転移及び形状変化によりもたらされる力は、第１の層要素の抵抗力を超えて、アクチュエータをそのフラットな形状に戻すのに十分である。温度が再びＴ１より下に下げられると、アクチュエータ部材の形状は変化せず、装置はリセット状態のままである。
【０１１４】
一般的に、第２の層５２は、その転移を働いていないフラット状態に戻している間、第１の層５０の抵抗力を克服し、アクチュエータ部材全体がその形状を採用するよう誘発するために、その高温の相で第２の層５２により送られる力は、その高温の相であるときに第１の層５０により送られる力を超えなければならない。これらの層が同じ材料から構成される、又はより大まかに、２つの層の高温の弾性係数が非常に類似している場合、上記要件は、第２の層５２が上述したように、第１の層５０のよりも大きい厚さを持つ場合に満たされる。これは、一般的に、圧さＤ及び弾性係数Ｅの材料からなる層により及ぼされる（単位長さ当たりの）力は、Ｅ＊ｄにより大まかに近似されるという事実から導き出される。従って、非常に類似するＥの材料、特に同じ長さの層に対し、第１の層の厚さが第２の層の厚さよりも大きい場合にのみ、一方により及ぼされる力が他方により及ぼされる力を超える。
【０１１５】
しかしながら、代替例において、２つの層５０、５２の弾性係数は、これら材料の一方又は両方の相において、互いに異なる。この場合、第１の層及び第２の層が共に高温相にあるとき、第２の層５２の力が第１の層５０の力を超えるという条件は、かなり高い温度であるとき、第２の層のＥ＊ｄが第１の層のＥ＊ｄを超えている大まかに近似される条件により満たされる。
【０１１６】
従って、２つの層５０、５２は、同じ形状記憶材料から構成されてもよく、又は異なる材料を構成してもよいが、何れの場合においても、これら２つの層は、異なる相変化温度を含む。
【０１１７】
２層構造全体は、単一の凝集体として移動し、各層は他方の層と機械的に共依存している。これら２つの層は故に、好ましくは空隙がなく全面にわたるが、各層はその特別な材料特性を保つように、強固に接続される。
【０１１８】
上記の特定の例示的なアクチュエータ部材の形態の両方に従って、設けられるアクチュエータ部材２６（図５及び図９参照）は、電流を材料層に直接流し、結果として生じるＳＭＡ材料のジュール加熱により熱刺激される。
【０１１９】
しかしながら、代替例の組において、ＳＭＡ層の熱刺激は、前記層要素と熱結合される１つ以上の専用のヒーター要素を設けることにより達成される。そのような形態の一例は図１０に例示され、図１０は、各々が層の一方の側に熱結合される夫々のヒーター要素５８を備える２つの（本事例では断熱される）ＳＭＡ材料層３１、３２を持つアクチュエータ部材を示す。各加熱要素５８は、個々に制御器２８に接続され、夫々の層の加熱を刺激する又は冷却を可能にするように独立して活性化又は不活性化してもよい。
【０１２０】
他の例示的な実施例の組に従って、アクチュエータ部材は、電気活性高分子材料からなる１つ以上の層から構成されてもよい。上述したように、電気活性高分子は、前記材料に電場を加えることに応じて形状を変化させ、ここで変形の程度は、印加される電圧を変えることにより制御される。形状記憶合金材料とは対照的に、ＥＡＰの変形はまさに可逆的である、つまり、電気刺激が加えられている間だけ、材料は変形したままあり、加えられる電場が取り除かれるとすぐに、その本来の形状に直ちに戻る。"リセット"するための第２の層は必要とされないので、ＳＭＡの例示的な実施例の２層構造とは対照的に、ＥＡＰ材料を利用しているアクチュエータ部材は従って、その材料からなる単一層だけを有するアクチュエータ部材が提供される。
【０１２１】
ＥＡＰ材料層を有するアクチュエータ部材の一例は、図１１に例示される。アクチュエータ部材２６は、（制御器ユニット２８に接続される）電気接続３８を介して前記層に電場を加えるために、上面に結合される第１の電極部材６４及び下面に結合される第２の電極部材６５を持つＥＡＰ材料からなる単一層６２を有する。
【０１２２】
電気信号を電極部材６４、６５に加えると、"上向きの"曲がりに変形するよう前記層を刺激する電場がＥＡＰ層６２に確立され、変形の程度は、加えられる電場の大きさに関係する。幾つかのＥＡＰに対し、追加のパッシブキャリア層が上向きの曲がりを作るのに必要とされることを述べておく。アクチュエータ部材が反転され、ユーザの皮膚に当てられるとき、前記変形は、圧力印加領域３６の下にあるユーザの皮膚のポイントに下向きの圧力を加える。電気部材６４の電気信号が終了すると、アクチュエータ部材は、図１１に示されるフラットな形態に戻り、圧力はユーザの皮膚から解放される。
【０１２３】
上述したＳＭＡベースの例と同様に、図１１の例示的なアクチュエータ部材２６を実装する健康装置２２の実施例はさらに、ユーザの皮膚上の鍼療法のつぼの場所を検出又は特定する追加の機能を備えるように構成されてもよい。これは、これらの例と同じ方法、つまり、インピーダンスの測定値を得るために、低レベルの電気刺激をユーザの皮膚に加え、後続するインピーダンスの極小の領域又はポイントの特定により達成される。本事例において、低レベルの電気信号は、（導電性ではない）アクチュエータ部材自身の材料を介さず、代わりに装置の使用時にユーザの皮膚と接触するように配される電極又は他の導電性要素を介して皮膚に加えられる。
【０１２４】
１つの例の組において、電気刺激は、電極部材６４を介して施される。この部材は、アクチュエータ部材２６の上面に結合されるので、（図４に示されるように）皮膚に当てるために装置を反転すると、ユーザの皮膚と接触して押し付けられる電極部材６４が保持され、電気信号が伝えられることを可能にする。この場合、皮膚をはさんで回路が確立されるために、アクチュエータ部材の上面のどこかに追加の電極部材が設けられなければならない。
【０１２５】
前記装置が検出モードではなく、活性化モードで動作しているとき、高振幅信号の通電している極は、ＥＡＰの底部（すなわち、皮膚と接触する側ではない）にある第２の電極部材６５に設けられることを述べておく。皮膚接触電極は、常に低状態である。このように、活性化のための高振幅信号は決してユーザの皮膚に加えられないことが保証される。加えて、皮膚は常に高振幅の通電している電極から保護され、常に接地／低状態であるように、電源（本事例ではバッテリー）の"マイナス"極又は（壁コンセント接続の場合）接地を皮膚に接触させることによっても安全性はさらに保障される。
【０１２６】
上述したＳＭＡの例と類似して、電極部材６４のある部分又は領域は、ユーザの皮膚に当てるためのある部分だけ曝したままにするために、電気絶縁するカバーを備えてもよい。これは、インピーダンスの測定値が得られる全ての場所を制限し、故に、より場所を突き止められる測定値を提供し、鍼療法のつぼの位置のより精確な決定を可能にする。
【０１２７】
代わりの例の組に従って、ユーザの皮膚に電気刺激を送るためにアクチュエータ部材２６の上面に結合される分離した専用の電極要素が設けられる。この場合、前記専用の要素は、制御器２８との別々の電気接続を提供し、活性化機能とは無関係に検出機能の動作を可能にする。
【０１２８】
上述した特定の実施例の何れかに従って、健康装置は例においてさらに、１つ以上の追加の刺激要素を有してもよい。例えば、前記装置は、アクチュエータ部材により施される圧力療法に加え、電気刺激に基づく治療を送るためのＴＥＮＳ要素をさらに有してもよい。それに加えて又はその代わりに、前記装置は、低レベルの熱に基づく治療をユーザに送るための１つ以上の加熱要素を有してもよい。これらは例において、例えば１つ以上の赤外線ＬＥＤ要素を含んでもよい。
【０１２９】
１つ以上の例において、前記装置は、１つ以上の温度センサ及び／又は湿度センサを付加的に実装してもよい。例えばユーザをリラックスさせるのを助けるために、音楽を再生するため及び／又は録音するための音声出力構成要素が設けられてもよい。
【０１３０】
開示される実施例に対する他の変形例は、図面、明細書及び付随する特許請求の範囲を検討することにより、請求される本発明を実施する当業者により理解される及びもたらされることができる。請求項において、"有する"という言葉は、それ以外の要素又はステップを排除するものではなく、複数あることを述べなくても、それらが複数あることを排除するものではない。ある方法が互いに異なる従属請求項に挙げられているという単なる事実は、これらの方法の組み合わせが有利に使用されることができないことを示しているのではない。請求項における如何なる参照符号もその範囲を限定すると考えるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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