(57)【要約】【課題】所望の動作を行いやすくする。【解決手段】電気刺激装置１（第１装置１０Ａ及び第２装置１０Ｂ）は、正面電極１１と、背面電極１２と、出力回路１３と、制御回路１４とを備える。正面電極１１及び背面電極１２は、使用者の皮膚表面に接触するように配置される。出力回路１３は、筋肉に電気刺激を与える電気出力を正面電極１１及び背面電極１２に出力する。制御回路１４は出力回路１３を制御する。制御回路１４は、使用者の身体の一部が動作する場合に筋肉が収縮する収縮期間に、使用者の身体の一部の動作を大きくする電気刺激を筋肉に与えるように、出力回路１３を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の皮膚表面に接触するように配置される電極と、
筋肉に電気刺激を与える電気出力を前記電極に出力する出力回路と、
前記出力回路を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記使用者の身体の一部が動作する場合に筋肉が収縮する収縮期間に、前記使用者の身体の一部の動作を大きくする電気刺激を前記筋肉に与えるように、前記出力回路を制御する、
ことを特徴とする電気刺激装置。
【請求項２】
前記使用者によって装着される装着具に、前記電極が取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気刺激装置。
【請求項３】
前記装着具が２以上あり、
前記２以上の装着具のそれぞれに、前記電極と、前記出力回路と、前記制御回路とが取り付けられており、
前記２以上の前記装着具のそれぞれには、無線通信を行う通信回路が、さらに取り付けられており、
前記２以上の前記装着具のそれぞれに取り付けられた通信回路が無線通信を行い、
前記２以上の前記装着具のそれぞれに取り付けられた制御回路が連携して前記出力回路を制御する、
ことを特徴とする請求項２に記載の電気刺激装置。
【請求項４】
前記電極が複数あり、
前記複数の電極は、関節の曲げ伸ばしを行うために用いられる複数の筋肉のそれぞれに電気刺激を与えるために用いられる、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電気刺激装置。
【請求項５】
前記収縮期間が開始するタイミングを検知する検知部を、さらに備え、
前記制御回路が、前記検知部の検知結果をもとに前記収縮期間において電気刺激を前記筋肉に与えるように前記出力回路を制御する、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電気刺激装置。
【請求項６】
前記検知部は、筋電位を検知する筋電位センサ、前記使用者の身体の一部の動作に応じて変形し、変形量に応じてインピーダンスが変化するインピーダンスセンサ、及び前記使用者の身体に取り付けられる角速度センサのうちの何れかである、
ことを特徴とする請求項５に記載の電気刺激装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載された電気刺激装置と、
前記電気刺激装置から、前記使用者の身体の一部の動作に関する動作情報を収集するサーバ装置と、を備えた、
ことを特徴とする動作アシストシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気刺激装置及びそれを備える動作アシストシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、歩行動作中に筋肉に電気的な刺激を与えることで、筋肉の収縮を妨げるような負荷を発生させて、筋肉の強化を図る電気刺激装置があった（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１３６５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
筋力の低下した使用者が特許文献１の電気刺激装置を使用すると、筋肉の収縮を妨げるような負荷が筋肉に加わるため、所望の動作がしづらくなる可能性があった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされ、所望の動作を行いやすくする電気刺激装置及びそれを備える動作アシストシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の電気刺激装置が、使用者の皮膚表面に接触するように配置される電極と、筋肉に電気刺激を与える電気出力を前記電極に出力する出力回路と、前記出力回路を制御する制御回路と、を備える。前記制御回路は、前記使用者の身体の一部が動作する場合に筋肉が収縮する収縮期間に、前記使用者の身体の一部の動作を大きくする電気刺激を前記筋肉に与えるように、前記出力回路を制御する。
【０００７】
本発明の一態様の動作アシストシステムが、前記電気刺激装置と、サーバ装置と、を備える。前記サーバ装置が、前記電気刺激装置から、前記使用者の身体の一部の動作に関する動作情報を収集する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、所望の動作を行いやすくする電気刺激装置及びそれを備える動作アシストシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る動作アシストシステムのシステム構成図である。
【図２】図２は、同上の電気刺激装置の一例の展開図である。
【図３】図３Ａは、同上の電気刺激装置が大腿部に装着された状態の要部の正面図である。図３Ｂは、同上の電気刺激装置が大腿部に装着された状態の要部の背面図である。
【図４】図４Ａは、同上の電気刺激装置を装着した状態での歩行状態を示し、右足が着地する寸前の状態の説明図である。図４Ｂは、同上の電気刺激装置を装着した状態での歩行状態を示し、左足が離れる寸前の状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に説明する実施形態は、本発明に係る電気刺激装置及びそれを備える動作アシストシステムの一例にすぎない。本発明の実施形態は、以下の実施形態に限定されず、以下の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１１】
（実施形態１）
（１）構成
本実施形態に係る電気刺激装置及びそれを備える動作アシストシステムについて図１〜図４を参照して説明する。
【００１２】
本実施形態の動作アシストシステム１００は、図１に示すように、電気刺激装置１と、操作端末２と、サーバ装置３と、を備えている。なお、図１では、電気刺激装置１と操作端末２とが１台ずつしか図示されていないが、複数の電気刺激装置１をそれぞれ操作するための複数の操作端末２がサーバ装置３と通信していてもよい。
【００１３】
（１．１）電気刺激装置１の構成
本実施形態の電気刺激装置１は、電気的筋肉刺激（Electrical Muscle Stimulation ）を利用して、使用者が所定の動作をしやすくするための装置である。本実施形態の電気刺激装置１は、歩行やランニングや階段昇降などの脚移動を行う場合に使用される筋肉に電気刺激を与えて、筋肉の収縮を大きくしている。電気刺激装置１が筋肉に電気刺激を与えて筋肉の収縮を大きくすることで、脚移動の動作が大きくなり、脚移動の動作がしやすくなる。
【００１４】
本実施形態の電気刺激装置１は、図１及び図２に示すように、第１装置１０Ａと、第２装置１０Ｂとを備える。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、第１装置１０Ａが右足２００Ａの大腿２０１に装着され、第２装置１０Ｂが左足２００Ｂの大腿２０１に装着される。本実施形態の電気刺激装置１は、脚移動を行う場合に使用される筋肉のうち、大腿四頭筋２１１と大腿二頭筋２２１とに電気刺激を与える。右足２００Ａ及び左足２００Ｂの各々の大腿２０１に装着された状態（図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ参照）で使用される。なお、右足用の第１装置１０Ａと左足用の第２装置１０Ｂとは、電極（正面電極１１及び背面電極１２）の配置以外は共通の構成を有しているので、以下では右足用の第１装置１０Ａを例に説明を行い、左足用の第２装置１０Ｂについては説明を省略する。
【００１５】
第１装置１０Ａは、図１に示すように正面電極１１と、背面電極１２と、出力回路１３と、制御回路１４とを備えている。また、本実施形態の第１装置１０Ａは、検知部１５と、通信回路１６と、記憶部１７と、電源部１８とを更に備えている。
【００１６】
正面電極１１と背面電極１２とは、使用者の皮膚表面に接触するように配置される。正面電極１１は、図３Ａに示すように、大腿２０１の前側（腹側）の皮膚表面に接触するように配置されており、大腿四頭筋２１１に電気刺激を与えるために用いられる。背面電極１２は、図３Ｂに示すように、大腿２０１の後側（背側）の皮膚表面に接触するように配置されており、大腿二頭筋２２１に電気刺激を与えるために用いられる。
【００１７】
出力回路１３は、正面電極１１及び背面電極１２を通して流れる電流の大きさを変化させることによって、正面電極１１及び背面電極１２のそれぞれに対応した筋肉に電気刺激を与える。
【００１８】
制御回路１４は、例えばプロセッサを主要な構成として備えている。プロセッサが、記憶部１７に記憶されたプログラムを実行することによって、制御回路１４の機能が実現される。例えば、制御回路１４は、脚移動中に大腿四頭筋２１１及び大腿二頭筋２２１がそれぞれ収縮し始めるタイミングで、脚移動の動作を大きくする電気刺激を大腿四頭筋２１１及び大腿二頭筋２２１にそれぞれ与えるように、出力回路１３を制御する。
【００１９】
検知部１５は、脚移動に応じて筋肉が収縮し始めるタイミング、すなわち収縮期間が開始するタイミングを検知する。検知部１５は例えばジャイロセンサのような角速度センサである。検知部１５は、大腿２０１の動きによって検知部１５に加わる角速度を検知する。この検知部１５は、検知部１５に加わる角速度を検知することで、筋肉の収縮期間が開始するタイミングを検知する。たとえば、大腿四頭筋２１１及び大腿二頭筋２２１のいずれかが収縮すると、足の角度が変化するので、検知部１５は、検知部１５に加わる角速度が変化するタイミングを、収縮期間が開始するタイミングとして検知する。
【００２０】
通信回路１６は、無線局の免許が不要である近距離無線通信の通信モジュールを有している。通信回路１６は例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した通信モジュールである。
【００２１】
記憶部１７は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、又はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などから選択されるデバイスで構成される。記憶部１７は、制御回路１４が実行するプログラムを記憶する。また、記憶部１７は、出力回路１３が正面電極１１及び背面電極１２に出力する電気出力の設定内容（例えば、出力電流の電流値、周波数、電流値の時間変化など）を記憶する。なお、出力回路１３が正面電極１１及び背面電極１２に電圧を出力してもよく、その場合は出力電圧の電圧値、周波数、電圧値の時間変化などが記憶部１７に記憶されていればよい。
【００２２】
電源部１８は、電池（一次電池又は二次電池）を電源として、出力回路１３、制御回路１４、検知部１５、通信回路１６、記憶部１７などに動作電力を供給する。なお、電源部１８の電源が二次電池の場合、第１装置１０Ａは非接触充電部を備えることが好ましい。非接触充電部は、非接触給電装置から例えば電磁誘導方式で供給される電力を非接触で受電して、二次電池を充電する。
【００２３】
また、第１装置１０Ａは、図２に示すような装着具５０を備えている。装着具５０は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、大腿２０１の皮膚表面に巻き付けられるベルト５１を有している。
【００２４】
ベルト５１には、正面電極１１、背面電極１２、出力回路１３、制御回路１４、検知部１５、通信回路１６が取り付けられている。
【００２５】
正面電極１１及び背面電極１２は、ベルト５１が大腿２０１に巻き付けられた状態で、大腿２０１の皮膚表面に接触する面に配置されている。使用者は、ベルト５１の一端側を大腿２０１の前側に当てた状態で、ベルト５１の他端側を大腿２０１に巻き付ける。そして、使用者は、ベルト５１の他端側にある面ファスナーのフック５２を、ベルト５１の表面に設けられた面ファスナーのループに止めることによって、ベルト５１を大腿２０１に装着する。ここにおいて、大腿四頭筋２１１に電気刺激を与えるための正面電極１１は、ベルト５１において大腿２０１の前側（腹側）に当たる領域５３に配置されている。また、大腿二頭筋２２１に電気刺激を与えるための背面電極１２は、ベルト５１において大腿２０１の後側（背側）に当たる領域５４に配置されている。なお、本実施形態では正面電極１１及び背面電極１２が、それぞれ、２つの電極パッドで構成されているが、正面電極１１及び背面電極１２の構成及び配置は、電気刺激を与える筋肉の部位によって適宜変更が可能である。
【００２６】
（１．２）操作端末２の構成
操作端末２は電気刺激装置１を操作するために使用される。本実施形態では電気刺激装置１が第１装置１０Ａと第２装置１０Ｂとで構成されている。操作端末２を用いて電気刺激装置１を動作させるための操作が行われると、操作端末２から第１装置１０Ａと第２装置１０Ｂとに制御命令が送信され、第１装置１０Ａと第２装置１０Ｂとがそれぞれ独立して筋肉に電気刺激を与える動作を行う。すなわち、第１装置１０Ａと第２装置１０Ｂとはそれぞれ制御回路１４を備えており、第１装置１０Ａと第２装置１０Ｂとはそれぞれスタンドアローンで動作する。
【００２７】
操作端末２は、図１に示すように、処理回路２１と、第１通信回路２２と、第２通信回路２３と、表示部２４と、操作部２５と、記憶部２６と、電源部２７とを備える。
【００２８】
処理回路２１は、例えばプロセッサを主要な構成として備える。プロセッサが、記憶部２６に記憶されたプログラムを実行することによって、処理回路２１の機能が実現される。
【００２９】
第１通信回路２２は、第１装置１０Ａ及び第２装置１０Ｂの通信回路１６と同じ通信方式で無線通信を行う通信モジュールである。
【００３０】
第２通信回路２３は、例えば移動体通信の通信網４を介してサーバ装置３とデータ通信を行う通信モジュールである。第２通信回路２３は、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した通信モジュールでもよく、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）通信が利用可能な環境では、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）通信を利用して通信を行うことで、通信コストを低減できる。
【００３１】
表示部２４は、液晶ディスプレイのような薄型の表示デバイスと、その駆動回路とを備えている。
【００３２】
操作部２５は、例えば、表示部２４が備える表示デバイスに設けられたタッチパネルである。操作部２５は、例えば、電気刺激装置２の動作モードを選択するために使用される。脚移動には、歩行、ランニング、階段昇降などの形態があり、歩行、ランニング、階段昇降の各々で電気刺激が与え方が異なるため、操作部２５を用いて脚移動の形態が選択される。本実施形態では、操作部２５を用いて、歩行モード、ランニングモード、階段昇降モードの何れかを選択可能である。
【００３３】
記憶部２６は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、又はＥＥＰＲＯＭなどから選択されるデバイスで構成される。記憶部２６は、処理回路２１が実行するプログラムを記憶する。また、記憶部２６は、動作モードごとに、電気刺激を与えるために正面電極１１及び背面電極１２から出力される電流の設定値（電流値、周波数など）を記憶する。
【００３４】
電源部２７は、電池（一次電池又は二次電池）を電源とする。電源部２７は、処理回路２１、第１通信回路２２、第２通信回路２３、表示部２４、操作部２５、記憶部２６などに動作電力を供給する。なお、電源部２７の電源が二次電池の場合、操作端末２は非接触充電部を備えることが好ましい。非接触充電部は、非接触給電装置から例えば電磁誘導方式で供給される電力を非接触で受電して、二次電池を充電する。
【００３５】
（１．３）サーバ装置３の構成
サーバ装置３は、電気刺激装置１から動作情報を収集する。ここにおいて、動作情報とは、使用者の身体の一部の動作に関する情報である。動作情報には、使用者の身体の動作を大きくするために電気刺激装置１が出力した電気出力の情報と、検知部１５が検知した検知結果の情報とが含まれる。電気刺激装置１が出力した電気出力の情報には、電気出力が電流の場合、例えば出力回路１３から出力される電流の電流値、電流値の時間変化、電流を出力するタイミングの情報などが含まれる。本実施形態のサーバ装置３は、電気刺激装置１から出力される動作情報を操作端末２を介して収集する。
【００３６】
サーバ装置３は、処理回路３１と、通信回路３２と、記憶部３３とを備える。
【００３７】
処理回路３１は、例えばマイクロコンピュータを主要な構成として備える。マイクロコンピュータが、記憶部３３に記憶されたプログラムを実行することによって、処理回路３１の機能が実現される。
【００３８】
通信回路３２は、例えば移動体通信の通信網４を介して操作端末２とデータ通信を行う通信モジュールである。
【００３９】
記憶部３３は、ハードディスクドライブなどの外部記憶装置である。記憶部３３は、処理回路３１が実行するプログラムを記憶する。また、記憶部３３は、操作端末２から収集した動作情報を記憶する。サーバ装置３が複数台の操作端末２から動作情報を収集する場合、記憶部３３は、複数台の操作端末２のそれぞれについて、動作情報を蓄積する。
【００４０】
（２）動作
使用者が脚移動を行う場合に電気刺激装置１が筋肉に電気刺激を与える動作について説明する。
【００４１】
まず、使用者は、右足２００Ａに第１装置１０Ａを装着し、左足２００Ｂに第２装置１０Ｂを装着する。次に、使用者が、操作端末２の操作部２５を操作し、動作モードを歩行モード、ランニングモード、階段昇降モードのうちの何れかに選択した後、開始操作を行う。ここでは、使用者が操作部２５を用いて歩行モードを選択している。
【００４２】
歩行モードが選択されると、処理回路２１が、歩行モードにおいて正面電極１１及び背面電極１２から出力する電気出力の設定内容（例えば、出力電流の電流値、周波数、電流値の時間変化など）を記憶部２６から読み出す。そして、処理回路２１は、記憶部２６から読み出した設定内容を、第１通信回路２２から第１装置１０Ａ及び第２装置１０Ｂに送信させる。
【００４３】
第１装置１０Ａ及び第２装置１０Ｂの通信回路１６が設定値を受信すると、制御回路１４が、この設定値を記憶部１７に記憶させ、電気刺激を筋肉に与える動作を開始する。
【００４４】
制御回路１４は、検知部１５が検知した角加速度をもとに、遊脚期か立脚期かを判定する。ここにおいて、「遊脚期」は、歩行中に足が地面から離れている期間であり、「立脚期」は、歩行中に足が地面に接している期間である。
【００４５】
図４Ａの右足２００Ａの状態は右足２００Ａが地面に着地した状態であり、図４Ｂの右足２００Ａの状態は右足２００Ａが地面から離れる寸前の状態である。
【００４６】
図４Ａの状態から図４Ｂの状態までの期間は右足２００Ａが地面に着地しており、この期間が右足２００Ａの立脚期である。立脚期では、膝関節２０３が曲がっており、腹側の大腿四頭筋２１１が伸び、背側の大腿二頭筋２２１が収縮している。制御回路１４は、検知部１５の検知結果をもとに立脚期の始まりを検知すると、出力回路１３を制御して背面電極１２から大腿二頭筋２２１に電気刺激を与える。これにより、収縮しようとしている大腿二頭筋２２１が、電気刺激によってさらに収縮するから、右足２００Ａを曲げる動作が大きくなる。
【００４７】
図４Ｂの状態から図４Ａの状態までの期間は右足２００Ａが地面から離れており、この期間が右足２００Ａの遊脚期である。遊脚期では、膝関節２０３が伸びており、腹側の大腿四頭筋２１１が収縮し、背側の大腿二頭筋２２１が伸びている。制御回路１４は、検知部１５の検知結果をもとに遊脚期であると判断すると、出力回路１３を制御して正面電極１１から大腿四頭筋２１１に電気刺激を与える。これにより、収縮しようとしている大腿四頭筋２１１が、電気刺激によってさらに収縮するから、右足２００Ａを伸ばす動作が大きくなる。
【００４８】
ここにおいて、制御回路１４が、出力回路１３から正面電極１１及び背面電極１２に出力される電気出力を以下のように設定してもよい。制御回路１４は、出力回路１３を制御して、出力回路１３から正面電極１１及び背面電極１２に出力される電気出力を変化させる。例えば、制御回路１４は、正面電極１１及び背面電極１２に出力される電流の大きさや電流を出力するタイミングなどを変化させる。そして、制御回路１４は、検知部１５の検知結果をもとに、電気出力の与え方によって筋肉の収縮がどのように変化したかを判断し、筋肉の収縮を大きくするために必要な電気出力を設定し、電気出力の設定内容を記憶部１７に記憶させる。その後、制御回路１４は、記憶部１７に記憶された設定内容（電気出力の大きさや電気出力を与えるタイミングなど）をもとに、出力回路１３から正面電極１１及び背面電極１２に電気出力を出力させており、筋肉の収縮を大きくして、使用者の身体の動きを大きくすることができる。
【００４９】
以上のように、本実施形態の電気刺激装置１は、右足用の第１装置１０Ａと、左足用の第２装置１０Ｂとを備え、第１装置１０Ａと第２装置１０Ｂとがそれぞれ個別に筋肉に電気刺激を与えて、使用者の歩行動作を補助する。なお、第１装置１０Ａと第２装置１０Ｂとは相互に通信を行い、第１装置１０Ａと第２装置１０Ｂとが協調しながら電気刺激を与えてもよい。
【００５０】
また、操作端末２は、電気刺激装置１を制御している間に、電気刺激装置１を使用するユーザの動作状態をサーバ装置３に送信する。なお、操作端末２は、適宜のタイミングでユーザの動作状態をサーバ装置３に送信してもよい。
【００５１】
操作端末２の第１通信回路２２は、第１装置１０Ａ及び第２装置１０Ｂの通信回路１６と通信を行って、使用者が行う脚移動の動作に関する動作情報を受信する。処理回路２１は、第１通信回路２２が第１装置１０Ａ及び第２装置１０Ｂから受信した動作情報を記憶部２６に記憶させる。また、処理回路２１は、一定の時間間隔又は所定のタイミングで、記憶部２６に記憶されている動作情報を読み出し、この動作情報を第２通信回路２３からサーバ装置３に送信させる。
【００５２】
サーバ装置３の通信回路３２が操作端末２から送信された動作情報を受信すると、処理回路３１がこの動作情報を記憶部３３に記憶させる。なお、サーバ装置３は、操作端末２を用いて使用者が入力した使用者の属性情報（年齢、性別、健康状態など）や操作端末２の識別情報を操作端末２から予め収集しており、属性情報及び識別情報を記憶部３３に記憶させている。処理回路３１は、操作端末２から動作情報を収集すると、属性情報と動作情報とを識別情報に対応付けて記憶部３３に記憶させる。
【００５３】
処理回路３１は、記憶部３３に記憶された複数の電気刺激装置１の動作情報を、性別、年齢などの属性情報が共通するグループごとに分類する。そして、処理回路３１は、各々のグループにおいて、電気刺激を与える筋肉の部位ごとに平均的な電気刺激の大きさを求め、平均的な電気刺激の大きさをフィードバック情報として通信回路３２から操作端末２に送信させる。
【００５４】
操作端末２の第２通信回路２３がサーバ装置３から送信されたフィードバック情報を受信すると、処理回路２１は、フィードバック情報を表示部２４に表示させることで、平均的な電気刺激の大きさを使用者に通知できる。
【００５５】
また、処理回路２１は、フィードバック情報を第１通信回路２２から第１装置１０Ａ及び第２装置１０Ｂに送信させてもよく、第１装置１０Ａ及び第２装置１０Ｂから筋肉に与えられる電気刺激の大きさを、平均的な大きさに制御することができる。
【００５６】
なお、サーバ装置３の処理回路３１は、操作端末２から収集した動作情報をもとに、使用者の体の動きの良否を判断してもよい。例えば、処理回路３１は、操作端末２から収集した動作情報をもとに、歩行動作の場合は足の上がり方や足を動かすタイミングなどが、適正な範囲に収まっているか否かを判断し、判断結果を操作端末２に送信する。操作端末２の第２通信回路２３がサーバ装置３から送信された判断結果を受信すると、処理回路２１が判断結果を表示部２４に表示させており、電気刺激装置１の使用者が自身の体の動きの良否を把握できる。
【００５７】
また、操作端末２の処理回路２１は、第１装置１０Ａ及び第２装置１０Ｂから収集した動作情報をもとに、使用者の動作に異常があるか否かを判断することもできる。例えば、電気刺激装置１が電気刺激を与えたにもかかわらず、検知部１５の検知結果が変化しない場合や、検知部１５の検知結果が長時間変化しない場合には、使用者に何らかの異常が発生したと判断することができる。操作端末２の処理回路２１は、使用者に何らかの異常が発生したと判断すと、第２通信回路２３からサーバ装置２に異常を通知する通知信号を送信させており、サーバ装置２で使用者の異常に対応することができる。
【００５８】
（３）効果
本実施形態の電気刺激装置は、電極（正面電極１１及び背面電極１２）と、出力回路１３と、制御回路１４とを備える。電極（正面電極１１及び背面電極１２）は、使用者の皮膚表面に接触するように配置される。出力回路１３は、筋肉に電気刺激を与える電気出力を電極（正面電極１１及び背面電極１２）に出力する。制御回路１４は出力回路１３を制御する。制御回路１４は、体の一部が動作する場合に筋肉が収縮する収縮期間に、体の一部の動作を大きくする電気刺激を筋肉に与えるように、出力回路１３を制御する。
【００５９】
電気刺激装置が筋肉に電気刺激を与えることで、体の一部の動作を大きくしているので、使用者の筋力が低下している場合でも所望の動作がしやすくなる。また、使用者は自身の筋力以上の動作が行えるので、関節の可動域が広がり、また電気刺激によって筋肉が動かされることで筋力の低下が抑制される。
【００６０】
本実施形態の電気刺激装置１において、使用者によって装着される装着具５０に、電極（正面電極１１及び背面電極１２）が取り付けられていてもよい。
【００６１】
これにより、使用者が装着具５０を身につければ、電極（正面電極１１及び背面電極１２）が使用者の皮膚表面に接触するから、電極を使用者の体に取り付ける作業が不要になる。なお、この構成は電気刺激装置１に必須の構成ではなく、適宜省略が可能である。また、この構成は実施形態の他の構成及び変形例と適宜組み合わせることが可能である。
【００６２】
本実施形態の電気刺激装置１において装着具５０が２以上あってもよい。２以上の装着具５０のそれぞれに、電極（正面電極１１及び背面電極１２）と、出力回路１３と、制御回路１４とが取り付けられていてもよい。そして、２以上の装着具５０のそれぞれには、無線通信を行う通信回路１６が、さらに取り付けられていてもよい。２以上の装着具５０のそれぞれに取り付けられた通信回路１６が無線通信を行い、２以上の装着具５０のそれぞれに取り付けられた制御回路１４が連携して出力回路１３を制御すればよい。
【００６３】
これにより、２以上の装着具５０に取り付けられた２以上の制御回路１４が連携して出力回路１３を制御することで、２以上の装着具５０がそれぞれ取り付けられた２以上の体の部位をスムーズに動作させることできる。なお、この構成は電気刺激装置１に必須の構成ではなく、適宜省略が可能である。また、この構成は実施形態の他の構成及び変形例と適宜組み合わせることが可能である。
【００６４】
本実施形態の電気刺激装置１において、収縮期間が開始するタイミングを検知する検知部１５を、さらに備えてもよい。制御回路１４が、検知部１５の検知結果をもとに収縮期間において電気刺激を筋肉に与えるように出力回路１３を制御すればよい。
【００６５】
これにより、収縮期間が開始するタイミングで電気刺激が筋肉に与えられるから、筋肉の収縮が大きくなり、対応する体の部位の動きを大きくすることができる。なお、この構成は電気刺激装置１に必須の構成ではなく、適宜省略が可能である。また、この構成は実施形態の他の構成及び変形例と適宜組み合わせることが可能である。
【００６６】
また、本実施形態の動作アシストシステム１００は、電気刺激装置１と、電気刺激装置１から体の一部の動作に関する動作情報を収集するサーバ装置３と、を備えている。
【００６７】
サーバ装置３は、電気刺激装置１が収集した動作情報を蓄積することができる。例えば、サーバ装置３は、電気刺激装置１が収集した動作情報をもとに、使用者の動作の良否を判断できる。
【００６８】
（４）変形例
以下に、上記実施形態の変形例に係る電気刺激装置１及び動作アシストシステム１００を列記する。なお、以下に説明する変形例の各構成は、上記実施形態で説明した各構成と適宜組み合わせて適用可能である。
【００６９】
上記実施形態の電気刺激装置１では、右足用の第１装置１０Ａと、左足用の第２装置１０Ｂとがそれぞれ制御回路１４を備え、第１装置１０Ａと第２装置１０Ｂとがスタンドアローンで動作している。なお、第１装置１０Ａ及び第２装置１０Ｂの何れかに制御回路が設けられ、この制御回路が第１装置１０Ａ及び第２装置１０Ｂの他方を制御してもよい。また、第１装置１０Ａと第２装置１０Ｂとに接続された操作端末２に制御回路が設けられ、操作端末２の制御回路が、第１装置１０Ａ及び第２装置１０Ｂの動作を制御してもよい。この場合は、第１装置１０Ａと第２装置１０Ｂと操作端末２とで電気刺激装置１が構成される。
【００７０】
上記実施形態の電気刺激装置１は、膝関節２０３の曲げ伸ばしを行うために使用される大腿四頭筋２１１及び大腿二頭筋２２１に電気刺激を与えているが、大腿四頭筋２１１及び大腿二頭筋２２１以外の筋肉に電気刺激を与えてもよい。電気刺激装置１は、脚移動の動作を行う場合に使用される筋肉、例えば腸要筋２１２、前頚骨筋２１３、大殿筋２２２、中殿筋２２３、下腿三頭筋２２４に電気刺激を与えてもよい。また、電気刺激装置１は、脚移動以外の所望の動作（例えば、腕の曲げ伸ばしなどの動作）を行いやすくするために、所望の動作で使用される筋肉に電気刺激を与えてもよい。
【００７１】
本実施形態の電気刺激装置１が備える正面電極１１，１２の数及び配置は一例であり、電気刺激を与える筋肉の部位によって電極の数及び配置は適宜変更が可能である。また、電気刺激装置１が電気刺激を与えるタイミングや正面電極１１，１２に流す電流は、使用者が行う動作や、電気刺激を与える筋肉によって適宜変更すればよい。
【００７２】
本実施形態の電気刺激装置１の検知部１５は角速度センサであったが、検知部１５は、人体の動きを検知可能なセンサであれば、角速度センサ以外のセンサでもよい。例えば、検知部１５は、所定の動作（例えば歩行動作）が行われることによって発生する筋電位を検知するセンサでもよい。また、検知部１５は、所定の動作（例えば歩行動作）が行われることによって発生する人体のインピーダンスの変化を検知するセンサでもよい。
【００７３】
本実施形態の電気刺激装置１の通信回路１６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した通信モジュールに限定されず、ワイヤレスで通信する通信回路であれば、他の通信方式の通信モジュールでもよい。通信回路１６は、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した通信モジュールでもよいし、人体を伝送路として利用する人体通信の通信モジュールでもよい。
【００７４】
本実施形態の電気刺激装置１は、使用者の体の一部に巻き付けられる装着具５０を備えているが、電気刺激を与える部位に応じて装着具５０の形態は適宜変更が可能である。また、本実施形態の電気刺激装置１が備える装着具５０は、使用者の体の一部に巻き付けられるベルト形状であるが、使用者の体の一部に通される筒状の装着具でもよいし、使用者が身につけるウエア状の装着具でもよい。
【００７５】
本実施形態では操作端末２が電気刺激装置１の専用の装置であるが、操作端末２は、電気刺激装置１を制御するソフトウエア（アプリ）が組み込まれたスマートフォンなどの携帯端末でもよい。
【００７６】
上述のように、本実施形態の電気刺激装置１において電極が複数あってもよい。複数の電極は、関節の曲げ伸ばしを行うために用いられる複数の筋肉のそれぞれに電気刺激を与えるために用いられる。なお、本実施形態では複数の電極として正面電極１１と背面電極１２とがあるが、電極の数は電気刺激を与える筋肉の部位や数に応じて適宜変更が可能である。
【００７７】
電気刺激装置１が複数の電極から電気刺激を与えることによって、関節を曲げる動作と、関節を伸ばす動作の両方を大きくすることができる。なお、この構成は電気刺激装置１に必須の構成ではなく、適宜省略が可能である。また、この構成は実施形態の他の構成及び変形例と適宜組み合わせることが可能である。
【００７８】
また、本実施形態の電気刺激装置１において、検知部１５は、筋電位センサ、インピーダンスセンサ、角速度センサのうちの何れかであることが好ましい。筋電位センサは筋電位を検知するセンサである。インピーダンスセンサは、例えば圧電センサを備えている。インピーダンスセンサは、使用者の身体の一部の動作に応じて変形し、変形量に応じてインピーダンスが変化するセンサである。角速度センサは、使用者の身体に取り付けられるセンサである。
【符号の説明】
【００７９】
１  電気刺激装置
３  サーバ装置
１０Ａ  第１装置
１０Ｂ  第２装置
１１  正面電極（電極）
１２  背面電極（電極）
１３  出力回路
１４  制御回路
１５  検知部
１６  通信回路
５０  装着具
１００  動作アシストシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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