JPS61193660A - 電気刺激装置 - Google Patents
電気刺激装置Info
- Publication number
- JPS61193660A JPS61193660A JP3290785A JP3290785A JPS61193660A JP S61193660 A JPS61193660 A JP S61193660A JP 3290785 A JP3290785 A JP 3290785A JP 3290785 A JP3290785 A JP 3290785A JP S61193660 A JPS61193660 A JP S61193660A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrical stimulation
- generation circuit
- contraction
- control signal
- muscle
- Prior art date
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- Pending
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- Finger-Pressure Massage (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、リハビリテーションの分野における脳卒中
の片マヒ等の麻痺波の訓練過程において、麻痺筋に直接
電気刺激を行い筋肉を収縮させて動かすという電気刺激
装置に関するものである。
の片マヒ等の麻痺波の訓練過程において、麻痺筋に直接
電気刺激を行い筋肉を収縮させて動かすという電気刺激
装置に関するものである。
第３図は従来、一般に用いられている下肢用の機能的電
気刺激装置を示すブロック図であり、図において、１は
キー等の入力信号によって足底接地タイミングを検出す
る検出部、２はこの検出部１の出力に応じて制御信号を
送る制御信号発生回路、３は電気刺激発生回路、４は出
力部である。
気刺激装置を示すブロック図であり、図において、１は
キー等の入力信号によって足底接地タイミングを検出す
る検出部、２はこの検出部１の出力に応じて制御信号を
送る制御信号発生回路、３は電気刺激発生回路、４は出
力部である。
前記検出部１の入力信号には、上述の接地タイミングの
他、患者の残存機能に応じて筋の筋電、頭の変位角度、
音声等による入力信号として用いられている。
他、患者の残存機能に応じて筋の筋電、頭の変位角度、
音声等による入力信号として用いられている。
次に動作について説明する。検出部ＩＩ／ｃよって検出
された足底接地タイミングは、遊脚期（足底が地面に接
していない時）＆Ｃオフの信号、あるいは立脚期（足底
が地面忙接している時）の信号を制御信号発生回路２に
送り、この信号に従って制御信号発生回路２は、電気刺
激発生又は停止のための制御信号を電気刺激発生回路３
に送出する。
された足底接地タイミングは、遊脚期（足底が地面に接
していない時）＆Ｃオフの信号、あるいは立脚期（足底
が地面忙接している時）の信号を制御信号発生回路２に
送り、この信号に従って制御信号発生回路２は、電気刺
激発生又は停止のための制御信号を電気刺激発生回路３
に送出する。
この送出によって電気刺激発生回路３では出力部４を介
して筋に直接又は経皮的に電気刺激を発生、又は停止す
る。
して筋に直接又は経皮的に電気刺激を発生、又は停止す
る。
従来の機能的電気刺激装置は以上のように症状の固定し
た患者の筋肉の外的制御のみを対象として構成されてお
り、訓練用を考えた時に必要な患者側への感覚フィード
バックを行なう装置はないため、機能的電気刺激を脳卒
中の片マヒ等、回復過程中の患者に訓練器として用い、
筋の収縮の感覚を感知させながら回復を促進するなどの
バイオフィードバック訓練に応用できず、さらに、電気
刺激強度は一度設定すると収縮中等に変容できないなど
の問題点があった。
た患者の筋肉の外的制御のみを対象として構成されてお
り、訓練用を考えた時に必要な患者側への感覚フィード
バックを行なう装置はないため、機能的電気刺激を脳卒
中の片マヒ等、回復過程中の患者に訓練器として用い、
筋の収縮の感覚を感知させながら回復を促進するなどの
バイオフィードバック訓練に応用できず、さらに、電気
刺激強度は一度設定すると収縮中等に変容できないなど
の問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、一方で麻痺筋の筋の収縮を機能的電気刺激に
より促すとともに、その収縮の度合の感覚である求心性
入力を外から補って感知能力を高めさせ、バイオフィー
ドバック訓練も行えるとともに電気刺激強度も調節でき
る電気刺激装置を得ることを目的とする。
たもので、一方で麻痺筋の筋の収縮を機能的電気刺激に
より促すとともに、その収縮の度合の感覚である求心性
入力を外から補って感知能力を高めさせ、バイオフィー
ドバック訓練も行えるとともに電気刺激強度も調節でき
る電気刺激装置を得ることを目的とする。
この発明に係る電気刺激装置は筋に電気刺激が与えられ
て収縮した時の収縮度を検出部で検出し、刻々と変化す
る過程を変換部から表示部を介して患者に呈示し、求心
性入力を補うための有用なフィードバック情報を患者に
与えられるようにし、さらＫ、この情報を電気刺激発生
回路にフィードバックして出力部を介して患者に電気刺
激を変容して与えるようにしたものである。
て収縮した時の収縮度を検出部で検出し、刻々と変化す
る過程を変換部から表示部を介して患者に呈示し、求心
性入力を補うための有用なフィードバック情報を患者に
与えられるようにし、さらＫ、この情報を電気刺激発生
回路にフィードバックして出力部を介して患者に電気刺
激を変容して与えるようにしたものである。
この発明忙おいては変換部が筋の収縮度の情報として角
度センナにより検出された関節声変を電圧に変換すると
ともに聴覚情報に変換して患者に呈示し、上記筋の収縮
度の情報は、筋電の方がより直接的な指標として望まし
いが、電気刺激を経皮的に与える場合は、その瞬間多大
な雑音の生じることが予測されるために角度を用い、さ
らに、この収縮情報が電気刺激の制御を行な５制御信号
発生回路にもフィードバックされるので、確実なバイオ
フィードバック訓練が実施できる。
度センナにより検出された関節声変を電圧に変換すると
ともに聴覚情報に変換して患者に呈示し、上記筋の収縮
度の情報は、筋電の方がより直接的な指標として望まし
いが、電気刺激を経皮的に与える場合は、その瞬間多大
な雑音の生じることが予測されるために角度を用い、さ
らに、この収縮情報が電気刺激の制御を行な５制御信号
発生回路にもフィードバックされるので、確実なバイオ
フィードバック訓練が実施できる。
以下、この発明の一実施例忙ついて説明する。
第１図において１は靴底等に装着され、脚部の立脚また
は遊脚時の状態を検出する検出部、２は検出部１から得
た入力信号により電気刺激発生を制御するための制御信
号を発生する制御信号発生回路、３は制御信号発生回路
２の制御信号に従って電気刺激を発生又は停止する電気
刺激発生回路、４は面電極や針電極などの出力部であり
、ここから筋に電気刺激が与えられる。５は角度センサ
（センサ）であり、６はこの角度センサ５で検出した角
度を聴覚信号に変換する変換部、７はこの変換部６で変
換した音を呈示する表示部である。なお、８は制御信号
発生回路２から変換部６へのパス、９は変換部６０筋収
縮情報を制御信号発生回路２にフィードバックするパス
である。
は遊脚時の状態を検出する検出部、２は検出部１から得
た入力信号により電気刺激発生を制御するための制御信
号を発生する制御信号発生回路、３は制御信号発生回路
２の制御信号に従って電気刺激を発生又は停止する電気
刺激発生回路、４は面電極や針電極などの出力部であり
、ここから筋に電気刺激が与えられる。５は角度センサ
（センサ）であり、６はこの角度センサ５で検出した角
度を聴覚信号に変換する変換部、７はこの変換部６で変
換した音を呈示する表示部である。なお、８は制御信号
発生回路２から変換部６へのパス、９は変換部６０筋収
縮情報を制御信号発生回路２にフィードバックするパス
である。
第２図は第１図の各部の出力信号及び検出信号等の信号
処理波形を示すタイムチャートである。
処理波形を示すタイムチャートである。
次に動作について第１図、第２図を参照しながら説明す
る。まず、第１図で検出部１は歩行中における足底の接
地状態に応じ、立脚期忙はオン、遊脚期にはオツの信号
を制御信号発生回路２に送る。この信号により制御信号
発生回路２は第２図に示すようにＯＮ信号開始から一定
時間後（Ｔ１゜各人の歩行周期の立脚期後半の時期とな
るよう予め設定）に電気刺激発生回路３に制御信号を送
る。
る。まず、第１図で検出部１は歩行中における足底の接
地状態に応じ、立脚期忙はオン、遊脚期にはオツの信号
を制御信号発生回路２に送る。この信号により制御信号
発生回路２は第２図に示すようにＯＮ信号開始から一定
時間後（Ｔ１゜各人の歩行周期の立脚期後半の時期とな
るよう予め設定）に電気刺激発生回路３に制御信号を送
る。
この制御信号忙従い、電気刺激発生回路３は電気刺激パ
ルスを出力し、出力部４で銅板二電極等の表面電極、ま
たはワイヤー等の埋め込み電極を介して所定の筋に与え
られる。この時、筋に収縮が発生すると、その発生に応
じて角度センサ５が収縮による角度変化を検出し、変換
部６で電圧から、さらにその電圧に比例した高さの音情
報に変換され、患者忙表示部７より呈示される。一方、
電気刺激発生回路３は一定時間（Ｔ２０例えばその人の
歩行周期中の平均遊脚期時間などの時間）経過後に電気
刺激パルスを停止する。そののち、筋は収縮をやめ、再
び足底が接地し、立脚期に入る。以上の動作が歩行周期
でくり返される。
ルスを出力し、出力部４で銅板二電極等の表面電極、ま
たはワイヤー等の埋め込み電極を介して所定の筋に与え
られる。この時、筋に収縮が発生すると、その発生に応
じて角度センサ５が収縮による角度変化を検出し、変換
部６で電圧から、さらにその電圧に比例した高さの音情
報に変換され、患者忙表示部７より呈示される。一方、
電気刺激発生回路３は一定時間（Ｔ２０例えばその人の
歩行周期中の平均遊脚期時間などの時間）経過後に電気
刺激パルスを停止する。そののち、筋は収縮をやめ、再
び足底が接地し、立脚期に入る。以上の動作が歩行周期
でくり返される。
この間、パス８は制御信号発生回路２より制御信号がオ
ンであるか、オフであるかの情報を変換部６に、送る。
ンであるか、オフであるかの情報を変換部６に、送る。
また、パス９は変換部６の筋収縮情報（音に変換する前
の電圧情報）を制御信号発生回路２に送る。このパス９
の利用法の一例として、何らかの条件（例えば、電極が
乾燥して皮）との接触抵抗が高くなった、など）で電気
刺激強度が患者にとって強くきき、大きすぎる収縮をお
こさせないようにする場合を示す。この場合、制御信号
回路２はパス９からの信号の大きさくここでは角度）を
判断し、予め設定した閾値（例えば、遊脚時の角度が４
５°以上に相当する電圧等）を越えた場合、電気刺激発
生を停止させるか、又は、電気刺激強度を変容（電圧を
９０１にしたり、あるいは周波数を低くする等）する。
の電圧情報）を制御信号発生回路２に送る。このパス９
の利用法の一例として、何らかの条件（例えば、電極が
乾燥して皮）との接触抵抗が高くなった、など）で電気
刺激強度が患者にとって強くきき、大きすぎる収縮をお
こさせないようにする場合を示す。この場合、制御信号
回路２はパス９からの信号の大きさくここでは角度）を
判断し、予め設定した閾値（例えば、遊脚時の角度が４
５°以上に相当する電圧等）を越えた場合、電気刺激発
生を停止させるか、又は、電気刺激強度を変容（電圧を
９０１にしたり、あるいは周波数を低くする等）する。
なお、歩行の場合、タイミングは各人で異なるので、制
御信号発生回路２と電気刺激発生回路３０２時間（Ｔ１
．Ｔ２） 設定は可変である必要がある。
御信号発生回路２と電気刺激発生回路３０２時間（Ｔ１
．Ｔ２） 設定は可変である必要がある。
さらに、電気刺激発生回路３は、刺激周波数（パルス頻
度）、パルス幅、パルス強度、設定強度までの立ち上り
時間Ｔ、及び立ち下り時間Ｔ、も可変にする。また、第
２図では２回めの電気刺激が角度の閾値をこえたので、
閾値をこえた瞬間から制御信号発生回路２で、電気刺激
中断パルス（オフ）を発生させ、立ち下り時間Ｔ、４を
もたせて電気刺激を停止した場合の一例を示す。
度）、パルス幅、パルス強度、設定強度までの立ち上り
時間Ｔ、及び立ち下り時間Ｔ、も可変にする。また、第
２図では２回めの電気刺激が角度の閾値をこえたので、
閾値をこえた瞬間から制御信号発生回路２で、電気刺激
中断パルス（オフ）を発生させ、立ち下り時間Ｔ、４を
もたせて電気刺激を停止した場合の一例を示す。
なお、上記実施例では検出部１からの信号は立脚期にオ
ン、遊脚期にオフの信号を出力するようにしたが、この
オフ信号の代わりに足底の接地圧力に比例した大きさの
信号を出力するようにしてもよい。
ン、遊脚期にオフの信号を出力するようにしたが、この
オフ信号の代わりに足底の接地圧力に比例した大きさの
信号を出力するようにしてもよい。
ここで、上記実施例では入力信号に足底圧を用いたが、
患者のその他の残存機能（億個や他部位筋電、音声、眼
球運動、肩拳首・顎の機械的変位や回転、億個の手動作
等）でもよい。この場合、各々の信号に応じた変換処理
部（例えば、筋電の場合は筋電センサ、増幅器及び積分
器）を設ければよい。また、上肢や下肢でも歩行以外の
筋力増強訓練等に用いる場合は、医師や患者自身が電気
刺激の発生タイミングをオン、オフしてもよく、この場
合は入力信号の検出部１は単なるスイッチでもよく、ま
た検出部１を用いる場合でも歩行以外の場合は、制御信
号発生回路２と電気刺激発生回路３０時間設定はなくて
もよい。また、感覚フィードバック用の角度センサ５は
、電気刺激が経皮的忙与えられ、かつ検出に絶縁処理の
ほどこされたワイヤ一式埋込み電極等を用いる場合など
は筋電センサーでもよく、より直接的な筋の収縮情報を
フィードバックすることが可能になる。また、変換部６
は運動（ｆＦに歩行中）を考慮して音を用いたが、この
音は音の高さに変換する他、閾値を設定して音のオン、
オフのみの情報あるいは、音の高さでもレベル分けを行
い音階に【またり、メロディを予めシンセサイザ等で作
成し、そのタイミングをオン、オフする等の情報に変換
してもよいこの音の場合、表示部７はスピーカでもよい
が、イヤホンの方が望ましい。さらに、表示部７は静的
な訓練とするため視覚表示でもよく、ＬＥＤの点滅や穫
々のグラフィックスをＣＲＴ上に表示させても実現でき
る。
患者のその他の残存機能（億個や他部位筋電、音声、眼
球運動、肩拳首・顎の機械的変位や回転、億個の手動作
等）でもよい。この場合、各々の信号に応じた変換処理
部（例えば、筋電の場合は筋電センサ、増幅器及び積分
器）を設ければよい。また、上肢や下肢でも歩行以外の
筋力増強訓練等に用いる場合は、医師や患者自身が電気
刺激の発生タイミングをオン、オフしてもよく、この場
合は入力信号の検出部１は単なるスイッチでもよく、ま
た検出部１を用いる場合でも歩行以外の場合は、制御信
号発生回路２と電気刺激発生回路３０時間設定はなくて
もよい。また、感覚フィードバック用の角度センサ５は
、電気刺激が経皮的忙与えられ、かつ検出に絶縁処理の
ほどこされたワイヤ一式埋込み電極等を用いる場合など
は筋電センサーでもよく、より直接的な筋の収縮情報を
フィードバックすることが可能になる。また、変換部６
は運動（ｆＦに歩行中）を考慮して音を用いたが、この
音は音の高さに変換する他、閾値を設定して音のオン、
オフのみの情報あるいは、音の高さでもレベル分けを行
い音階に【またり、メロディを予めシンセサイザ等で作
成し、そのタイミングをオン、オフする等の情報に変換
してもよいこの音の場合、表示部７はスピーカでもよい
が、イヤホンの方が望ましい。さらに、表示部７は静的
な訓練とするため視覚表示でもよく、ＬＥＤの点滅や穫
々のグラフィックスをＣＲＴ上に表示させても実現でき
る。
パス８からの電気刺激発生情報は、患者の他、医師等の
ためＫＬＥＤ等でモニターするようにしてもよい。さら
に、症状固定以前の患者で、回復に従い随意性の収縮も
少しは出てきている場合は、電気刺激を止めたり、強度
を落したり（例えば、ランダムに発生又は医師等の操作
者が手動で操作）した時の電気刺激に関する情報と収縮
情報を同時に表示部７より視覚的忙表示させてもよい。
ためＫＬＥＤ等でモニターするようにしてもよい。さら
に、症状固定以前の患者で、回復に従い随意性の収縮も
少しは出てきている場合は、電気刺激を止めたり、強度
を落したり（例えば、ランダムに発生又は医師等の操作
者が手動で操作）した時の電気刺激に関する情報と収縮
情報を同時に表示部７より視覚的忙表示させてもよい。
パス９は、実際に収縮した情報ではなく、目標筋の筋電
を検出したものでもよく、この場合、随意性収縮が若干
でも発生したら、次に発生する電気刺激強度を弱めるよ
う制御信号発生回路２で制御するか、又は、直接パス９
は電気刺激発生回路３に直接働きかけ、リアルタイムで
逐一電気刺激を筋電情報に反比例したＡＭ変調等に変調
するようにしてもよい。
を検出したものでもよく、この場合、随意性収縮が若干
でも発生したら、次に発生する電気刺激強度を弱めるよ
う制御信号発生回路２で制御するか、又は、直接パス９
は電気刺激発生回路３に直接働きかけ、リアルタイムで
逐一電気刺激を筋電情報に反比例したＡＭ変調等に変調
するようにしてもよい。
以上のように、この発明によれば機能的電気刺激発生時
の筋の収縮情報を捕え、患者にその収縮情報を感覚フィ
ードバックして呈示するよう構成したので、筋の外的制
御だけでなく、筋の収縮度の感知の促進も含めたバイオ
フィードバック訓練にも用いることができ、さらに、筋
の収縮情報によって大きすぎる収縮をおこした場合や、
随意収縮が生じた場合、電気刺激を変容することができ
るという優れた効果がある。
の筋の収縮情報を捕え、患者にその収縮情報を感覚フィ
ードバックして呈示するよう構成したので、筋の外的制
御だけでなく、筋の収縮度の感知の促進も含めたバイオ
フィードバック訓練にも用いることができ、さらに、筋
の収縮情報によって大きすぎる収縮をおこした場合や、
随意収縮が生じた場合、電気刺激を変容することができ
るという優れた効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による機能的電気刺激装置
のブロック図、第２図は第１図の要部の信号処理につい
てのタイムチャート図、第３図は、従来の下肢用の機能
的電気刺激装置のブロック図である。 図において、１は検出部、２は制御信号発生回路、３は
電気刺激発生回路、４は出力部、５は角度センサ（セン
サ）、６は変換部、７は表示部である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 ＷＪｌｒＭＡ（ｊｌ檜を信号 手続補正書（自発）
のブロック図、第２図は第１図の要部の信号処理につい
てのタイムチャート図、第３図は、従来の下肢用の機能
的電気刺激装置のブロック図である。 図において、１は検出部、２は制御信号発生回路、３は
電気刺激発生回路、４は出力部、５は角度センサ（セン
サ）、６は変換部、７は表示部である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 ＷＪｌｒＭＡ（ｊｌ檜を信号 手続補正書（自発）
Claims (1)
- リハビリテーシヨン訓練を行なう患者の筋肉に対する電
気刺激によつて生じる動静を検出する検出部と、この検
出部から得た入力信号により前記電気刺激を発生するよ
う制御する制御信号発生回路と、この制御信号発生回路
の出力に従つて出力部を介し、前記筋肉に前記電気刺激
を発生または停止する電気刺激発生回路と、前記電気刺
激によつて生じる前記筋肉の収縮度をセンサを介して検
出し、その結果を前記制御信号発生回路にフィードバッ
クするとともに該収縮度を患者に知らしめるよう表示部
に呈示させる変換部とを備えた電気刺激装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3290785A JPS61193660A (ja) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | 電気刺激装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3290785A JPS61193660A (ja) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | 電気刺激装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61193660A true JPS61193660A (ja) | 1986-08-28 |
Family
ID=12371961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3290785A Pending JPS61193660A (ja) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | 電気刺激装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61193660A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009225810A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-10-08 | Univ Kurume | 筋肉の電気的刺激方法及び筋肉鍛錬装置 |
| WO2014073177A1 (ja) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | パナソニック 株式会社 | 電気刺激装置 |
| JP2014166356A (ja) * | 2014-03-06 | 2014-09-11 | Minato Ikagaku Kk | 筋出力測定機能付電気刺激装置 |
-
1985
- 1985-02-22 JP JP3290785A patent/JPS61193660A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009225810A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-10-08 | Univ Kurume | 筋肉の電気的刺激方法及び筋肉鍛錬装置 |
| WO2014073177A1 (ja) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | パナソニック 株式会社 | 電気刺激装置 |
| JP2014094023A (ja) * | 2012-11-07 | 2014-05-22 | Panasonic Corp | 電気刺激装置 |
| JP2014166356A (ja) * | 2014-03-06 | 2014-09-11 | Minato Ikagaku Kk | 筋出力測定機能付電気刺激装置 |
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