JP2016034329A - Electrical stimulator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、筋肉に電気刺激を付与する電気刺激装置に関する。 The present invention relates to an electrical stimulation device that applies electrical stimulation to muscles.
従来、疾病や事故により身体に障害を受けた場合の骨格筋の筋力の衰えや運動能力低下の治療として、または、治療後におけるリハビリテーションとして電気療法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。また、スポーツ分野において、筋力を増強したり、運動能力を高めたりするための筋力トレーニングにも電気療法が用いられている。筋力トレーニングに電気療法を用いて主動筋や拮抗筋に電気刺激を行うことで高い筋肉増強効果が得られることがわかっている。 Conventionally, electrotherapy has been used as a treatment for a decrease in skeletal muscle strength or a decrease in exercise capacity when the body is damaged due to a disease or accident, or as a rehabilitation after treatment (see, for example, Patent Document 1). . In the sports field, electrotherapy is also used for strength training to increase muscle strength or increase exercise capacity. It has been found that a high muscle strengthening effect can be obtained by applying electrical stimulation to the main and antagonist muscles using electrotherapy for muscle training.
一般に、こうした電気療法では、理学療法士や作業療法士等の専門家が電気刺激装置の電極部を対象部位に装着させる。そして上述の専門家が自らの知識や経験に基づいて、電気刺激を与えた時の使用者の痛みの反応をもとに電気刺激の強度を調整する。 In general, in such electrotherapy, a physical therapist or occupational therapist attaches the electrode portion of the electrostimulator to the target site. And the above-mentioned expert adjusts the intensity | strength of electrical stimulation based on a user's pain reaction when giving electrical stimulation based on own knowledge and experience.
上述の電気刺激装置では、電気療法の目的に適合する電気刺激の強度が専門家によって定められる。そして、定められた電気刺激の強度が電気刺激装置に設定される。
ところで、筋肉に電気療法を行う場合、上述した専門家によって、電気療法の前後などで負荷に対する筋肉の状態が把握され、この把握された筋肉の状態に基づいて電気療法が行われることが好ましい。しかしながら、筋肉の状態は、それぞれの専門家のそれぞれの知識に基づいて把握される。このため、筋肉の状態に関する情報が客観的な情報として取得されないおそれがある。
In the electrical stimulation device described above, the intensity of electrical stimulation that meets the purpose of electrotherapy is determined by an expert. Then, the determined electrical stimulation intensity is set in the electrical stimulation device.
By the way, when performing electrotherapy on muscles, it is preferable that the above-described specialist grasps the state of the muscle with respect to the load before and after electrotherapy, and performs electrotherapy based on the grasped state of the muscle. However, the state of the muscle is grasped based on the knowledge of each expert. For this reason, there exists a possibility that the information regarding the state of a muscle may not be acquired as objective information.
本発明の目的は、筋肉の状態に関する情報を客観的な情報として取得することのできる電気刺激装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electrical stimulation apparatus that can acquire information on the state of muscle as objective information.
本電気刺激装置の独立した一形態によれば、電気刺激を与える電極部と、酸素濃度に応じて変化する測定信号を出力する測定部と、筋肉の状態に関する情報を出力する報知部と、前記電極部に前記電気刺激を出力させることにより得られる前記測定信号が反映された前記情報を前記報知部に出力させる制御部と、を備える。 According to an independent form of the electrical stimulation device, the electrode unit for applying electrical stimulation, the measurement unit that outputs a measurement signal that changes according to the oxygen concentration, the notification unit that outputs information on the state of the muscle, A control unit that outputs the information reflecting the measurement signal obtained by causing the electrode unit to output the electrical stimulation.
本電気刺激装置によれば、筋肉の状態に関する情報を客観的な情報として取得することができる。 According to this electrical stimulation device, information on the state of the muscle can be acquired as objective information.
（本電気刺激装置が取り得る形態の一例）
〔１〕本電気刺激装置の独立した一形態によれば、電気刺激を与える電極部と、酸素濃度に応じて変化する測定信号を出力する測定部と、筋肉の状態に関する情報を出力する報知部と、前記電極部に前記電気刺激を出力させることにより得られる前記測定信号が反映された前記情報を前記報知部に出力させる制御部と、を備える。
(An example of the form which this electrical stimulator can take)
[1] According to an independent form of the electrical stimulation apparatus, an electrode unit for applying electrical stimulation, a measurement unit for outputting a measurement signal that changes in accordance with the oxygen concentration, and a notification unit for outputting information on the state of the muscle And a control unit that causes the notification unit to output the information reflecting the measurement signal obtained by outputting the electrical stimulation to the electrode unit.
本電気刺激装置によれば、電気刺激に応じて変化する筋肉の状態に関する情報が、電気刺激に応じて変化する酸素濃度を測定された測定信号に対応する情報として報知部から出力される。つまり、本電気刺激装置は、筋肉の状態に関する情報を客観的な測定信号に対応する情報として取得することができる。なお、筋肉の酸素濃度は筋肉の状態に関連を有することが知られていることから、酸素濃度が反映されている測定信号に基づいて筋肉の状態が客観的に判定できるようにもなる。 According to this electrical stimulation device, information on the state of the muscle that changes in response to the electrical stimulation is output from the notification unit as information corresponding to the measurement signal in which the oxygen concentration that changes in response to the electrical stimulation is measured. That is, the electrical stimulation apparatus can acquire information on the state of muscle as information corresponding to an objective measurement signal. Since it is known that the muscle oxygen concentration is related to the muscle state, the muscle state can be objectively determined based on the measurement signal reflecting the oxygen concentration.
〔２〕前記電気刺激装置に従属する一形態によれば、前記制御部は、トレーニングに寄与し得る前記電気刺激を前記電極部に出力させるトレーニングモードを備え、前記トレーニングモードを終了した後に得られる前記測定信号が反映された前記情報を前記報知部に出力させる。 [2] According to one aspect dependent on the electrical stimulation device, the control unit includes a training mode for causing the electrode unit to output the electrical stimulation that can contribute to training, and is obtained after the training mode is ended. The information reflecting the measurement signal is output to the notification unit.
本電気刺激装置によれば、報知部から出力される筋肉の状態に関する情報を、トレーニング後の電気刺激に対応する測定信号が反映されたものにさせることができる。
〔３〕前記電気刺激装置に従属する一形態によれば、前記制御部は、前記トレーニングモードを終了した後に前記電極部に前記電気刺激を出力させることにより得られる前記測定信号である終了後測定信号、および、前記トレーニングモードを開始する前に前記電極部に前記電気刺激を出力させることにより得られる前記測定信号である開始前測定信号が反映された前記情報を前記報知部に出力させる。
According to this electrical stimulation apparatus, the information regarding the state of muscle output from the notification unit can be made to reflect the measurement signal corresponding to the electrical stimulation after training.
[3] According to one aspect dependent on the electrical stimulation device, the control unit is a post-end measurement that is the measurement signal obtained by causing the electrode unit to output the electrical stimulation after finishing the training mode. A signal and the information reflecting the pre-start measurement signal, which is the measurement signal obtained by causing the electrode unit to output the electrical stimulation before starting the training mode, are output to the notification unit.
本電気刺激装置によれば、報知部から出力する筋肉の状態に関する情報を、トレーニング前後の電気刺激に対応するそれぞれの測定信号が反映されたものにさせることができる。 According to this electrical stimulation device, the information regarding the state of the muscles output from the notification unit can be made to reflect the respective measurement signals corresponding to the electrical stimulation before and after the training.
〔４〕前記電気刺激装置に従属する一形態によれば、前記制御部は、前記トレーニングモードを終了した後に前記電極部に前記電気刺激を出力させることにより得られる前記測定信号と、過去に前記トレーニングモードを終了した後に前記電極部に前記電気刺激を出力させることにより得られた前記測定信号とが反映された前記情報を前記報知部に出力させる。 [4] According to one aspect dependent on the electrical stimulation device, the control unit, the measurement signal obtained by causing the electrode unit to output the electrical stimulation after finishing the training mode, and the past The information reflecting the measurement signal obtained by causing the electrode unit to output the electrical stimulation after finishing the training mode is output to the notification unit.
本電気刺激装置によれば、報知部から出力される筋肉の状態に関する情報を、最新および過去のトレーニング後の電気刺激に対応するそれぞれの測定信号が反映されたものにさせることができる。 According to this electrical stimulation apparatus, the information regarding the state of the muscles output from the notification unit can reflect each measurement signal corresponding to the latest and past electrical stimulation after training.
〔５〕前記電気刺激装置に従属する一形態によれば、前記制御部は、前記測定信号に基づいて前記酸素濃度に関する特徴量を算出し、算出した特徴量が反映された前記情報を前記報知部に出力させる。 [5] According to an embodiment subordinate to the electrical stimulation device, the control unit calculates a feature amount related to the oxygen concentration based on the measurement signal, and notifies the information in which the calculated feature amount is reflected. To output.
本電気刺激装置によれば、報知部から出力される筋肉の状態に関する情報を、測定信号から得られる酸素濃度に関する特徴量とすることができる。
〔６〕前記電気刺激装置に従属する一形態によれば、前記特徴量が前記酸素濃度に現れる屈曲点である。
According to the present electrical stimulation device, the information related to the muscle state output from the notification unit can be used as the feature amount related to the oxygen concentration obtained from the measurement signal.
[6] According to an embodiment subordinate to the electrical stimulation device, the feature amount is a bending point that appears in the oxygen concentration.
本電気刺激装置によれば、筋肉の状態に関する情報として、電気刺激の負荷に対する筋肉の反応である屈曲点が取得される。例えば、屈曲点によれば、筋肉が電気刺激の負荷に反応しているということが判定される。 According to this electrical stimulation device, as the information related to the state of the muscle, a bending point that is a muscle response to the electrical stimulation load is acquired. For example, according to the inflection point, it is determined that the muscle is responding to the electrical stimulation load.
〔７〕前記電気刺激装置に従属する一形態によれば、前記特徴量が、前記電気刺激が出力されているときの前記酸素濃度の減少速度である。
本電気刺激装置によれば、筋肉の状態に関する情報として、電気刺激の負荷に対する筋肉の反応である酸素濃度の減少速度が取得される。例えば、酸素濃度の減少速度によれば、電気刺激による負荷への筋肉の反応態様が判定される。
[7] According to one aspect dependent on the electrical stimulation device, the feature amount is a decrease rate of the oxygen concentration when the electrical stimulation is output.
According to this electrical stimulation device, the rate of decrease in oxygen concentration, which is the response of the muscle to the electrical stimulation load, is acquired as information on the state of the muscle. For example, according to the decreasing rate of the oxygen concentration, the reaction mode of the muscle to the load caused by the electrical stimulation is determined.
〔８〕前記電気刺激装置に従属する一形態によれば、前記特徴量が、前記電気刺激の出力が停止した後の前記酸素濃度の増加速度である。
本電気刺激装置によれば、筋肉の状態に関する情報として、電気刺激の負荷から解放された筋肉の回復反応である酸素濃度の増加速度が取得される。例えば、酸素濃度の増加速度によれば、電気刺激による負荷から解放された筋肉の回復態様が判定できる。
[8] According to one embodiment dependent on the electrical stimulation device, the feature amount is an increase rate of the oxygen concentration after the output of the electrical stimulation is stopped.
According to this electrical stimulation device, the increase rate of the oxygen concentration, which is the recovery reaction of the muscle released from the electrical stimulation load, is acquired as information on the state of the muscle. For example, according to the increasing rate of the oxygen concentration, the recovery mode of the muscle released from the load caused by the electrical stimulation can be determined.
〔９〕前記電気刺激装置に従属する一形態によれば、前記特徴量が、前記電気刺激が出力されているときに前記酸素濃度が低下しはじめる前の前記酸素濃度と、前記電気刺激が出力されているときの前記酸素濃度の変化が安定したときの前記酸素濃度との差である。 [9] According to an embodiment subordinate to the electrical stimulation device, the feature amount includes the oxygen concentration before the oxygen concentration starts to decrease when the electrical stimulation is output, and the electrical stimulation is output. This is a difference from the oxygen concentration when the change in the oxygen concentration is stabilized.
本電気刺激装置によれば、筋肉の状態に関する情報として、電気刺激の負荷に対する筋肉の反応である酸素濃度の低下量が取得される。例えば、酸素濃度の低下量によれば、電気刺激による負荷への筋肉の反応態様が判定される。 According to the electrical stimulation device, the amount of decrease in oxygen concentration, which is a muscle response to the electrical stimulation load, is acquired as information on the muscle state. For example, according to the decrease amount of the oxygen concentration, the reaction mode of the muscle to the load caused by the electrical stimulation is determined.
〔１０〕前記電気刺激装置に従属する一形態によれば、前記トレーニングモードは、前記電気刺激の強度を漸増させる第１のモード、および、前記第１のモードにおいて得られる前記測定信号に基づいて前記電気刺激の強度を制御する第２のモードを含む。 [10] According to one aspect dependent on the electrical stimulation device, the training mode is based on a first mode for gradually increasing the intensity of the electrical stimulation and the measurement signal obtained in the first mode. A second mode for controlling the intensity of the electrical stimulation is included.
本電気刺激装置によれば、第１のモードでは電気刺激の強度に応じた酸素濃度の変化が得られる。また、第２のモードでは、第１のモードにより得られた電気刺激の強度と酸素濃度の変化との関係に基づいて電気刺激の強度が制御されるようになる。例えば、第１のモードと第２のモードとを筋肉の状態に関する情報の取得に利用すれば、特徴量を取得するときの電気刺激の強度を調整することができる。また例えば、第１のモードと第２のモードとをそれぞれ筋肉の状態に関する情報の取得とトレーニングとに利用することができる。そして、第２のモードでは、第１のモードに基づき定められた電気刺激の強度を利用してトレーニングを行うことができる。 According to the electrical stimulation device, in the first mode, a change in oxygen concentration according to the electrical stimulation intensity can be obtained. In the second mode, the electrical stimulation intensity is controlled based on the relationship between the electrical stimulation intensity obtained in the first mode and the oxygen concentration change. For example, if the first mode and the second mode are used for acquiring information on the state of the muscle, the intensity of the electrical stimulation when acquiring the feature amount can be adjusted. In addition, for example, the first mode and the second mode can be used for acquisition of information about the state of muscle and training, respectively. In the second mode, training can be performed using the intensity of electrical stimulation determined based on the first mode.
〔１１〕前記電気刺激装置に従属する一形態によれば、前記制御部は、前記第１のモードを実行しているときに得られる前記測定信号に基づいて前記特徴量である第１の特徴量を算出し、前記第２のモードを終了した後に前記電極部に前記電気刺激を出力させることにより得られる前記測定信号に基づいて前記特徴量である第２の特徴量を算出し、前記第１の特徴量が反映された前記情報および前記第２の特徴量が反映された前記情報を前記報知部に出力させる。 [11] According to one aspect dependent on the electrical stimulation device, the control unit is a first feature that is the feature amount based on the measurement signal obtained when the first mode is executed. A second feature amount that is the feature amount is calculated based on the measurement signal obtained by outputting the electrical stimulus to the electrode unit after finishing the second mode, and calculating the second feature amount. The notification unit outputs the information in which the feature amount of 1 is reflected and the information in which the second feature amount is reflected.
本電気刺激装置によれば、筋肉の状態に関する情報を、第２のモードの前後における第１の特徴量と第２の特徴量とが反映されたものとして得られるようになる。これにより、第２のモードが筋肉に与えた影響を含む情報を報知できるようになる。 According to this electrical stimulation device, information on the state of the muscle can be obtained as a reflection of the first feature value and the second feature value before and after the second mode. As a result, information including the effect of the second mode on the muscle can be notified.
〔１２〕前記電気刺激装置に従属する一形態によれば、前記制御部は、前記第２のモードを終了した後に前記電極部に前記電気刺激を出力させることにより得られる前記測定信号に基づいて前記特徴量を算出し、その特徴量を記憶し、記憶される複数の前記特徴量が反映された前記情報を前記報知部に出力させる。 [12] According to one aspect dependent on the electrical stimulation device, the control unit is based on the measurement signal obtained by causing the electrode unit to output the electrical stimulation after finishing the second mode. The feature amount is calculated, the feature amount is stored, and the information reflecting the plurality of stored feature amounts is output to the notification unit.
本電気刺激装置によれば、期間を空けて得られる２つの特徴量に基づいて筋肉の状態に関する情報が得られる。また、この得られる情報から筋肉の状態の相対変化が判定可能になる。 According to the present electrical stimulation device, information on the state of the muscle can be obtained based on two feature amounts obtained after a period of time. Further, it is possible to determine a relative change in the state of the muscle from the obtained information.
（実施の形態１）
以下、図１〜図６を参照して、電気刺激装置の実施の形態１について説明する。
図１に示されるように、電気刺激装置は、使用者の人体に装着される電極部２０と光電センサ３０とを備える。また電気刺激装置は、電極部２０及び光電センサ３０に電気的に接続されるコントローラ１０を備える。電極部２０は、筋肉に電気刺激を与えるものであって、一組の電極である第１の電極２１及び第２の電極２２を備える。光電センサ３０は、筋肉内の酸素濃度を測定し、測定した酸素濃度に対応する測定信号を出力する。コントローラ１０は、電極部２０から筋肉に与える電気刺激の強度として出力電圧を制御する。またコントローラ１０は、光電センサ３０から測定信号が入力され、入力された測定信号に基づいて血中酸素濃度を算出する。電極部２０と光電センサ３０とは、脚等の表面に装着可能なサポータ４０に取り付けられている。電極部２０の第１の電極２１と第２の電極２２とは、それぞれ電気的に絶縁される構造を備える。このため、各電極２１，２２から別の電極及びコントローラ１０などに電気が回り込むことが抑制される。
(Embodiment 1)
Hereinafter,
As shown in FIG. 1, the electrical stimulation apparatus includes an
図２に示されるように、第１の電極２１と第２の電極２２とは、それらの間に流す電気によって筋肉に電気刺激を与える。電極部２０が出力する電気刺激の強度は、例えば第１の電極２１と第２の電極２２との間の電圧である出力電圧Ｖｘの大きさにより決められる。通常、出力電圧Ｖｘが高くなるにつれて電気刺激の強度は大きくなり、出力電圧Ｖｘが低くなるにつれて電気刺激の強度は小さくなる。なお以下では、第１の電極２１と第２の電極２２との間の電圧を単に出力電圧Ｖｘと記す。光電センサ３０は、筋肉内の酸素濃度に応じて変化する測定信号Ｉｓを出力する測定部として機能する。コントローラ１０は、電気刺激の強度等を制御する制御部１１を備えている。またコントローラ１０は、使用者によって操作されたり、測定信号Ｉｓが反映された筋肉の状態に関する情報を表示したりする操作兼表示部１２を備えている。操作兼表示部１２は、酸素濃度Ｘｓや刺激用電圧Ｖｐの少なくとも一方を表示するとより好ましい。さらにコントローラ１０は、第１の電極２１及び第２の電極２２に電気を供給する電源部１３を備えている。なお、操作兼表示部１２が報知部として機能する。
As shown in FIG. 2, the
操作兼表示部１２は、入力操作が可能な操作部と、情報を表示する表示部とを備えている。操作部は、１又は複数の操作ボタンより構成される。表示部は、液晶画面などの表示装置を備え、文字及び画像の少なくとも一方を表示させる。表示部には、筋肉の状態に関する情報などが表示される。操作兼表示部１２は、表示部に表示させる情報によって、使用者に操作部の操作を促すように構成することもできる。
The operation /
電源部１３は、制御部１１から入力される電圧指令Ｖｃに対応する出力電圧Ｖｘを生成し、この生成した出力電圧Ｖｘを電極部２０に出力する。
制御部１１は、電極部２０に出力電圧Ｖｘを出力させることにより筋肉の酸素濃度Ｘｓの変化が反映された測定信号Ｉｓを得る。そして得られた測定信号Ｉｓの変化が反映された筋肉の組成に関する情報を操作兼表示部１２に出力させる。制御部１１は、筋肉内の酸素濃度Ｘｓを算出する酸素濃度算出部１４と、酸素濃度算出部１４が算出した酸素濃度Ｘｓに従って筋肉の状態を判定する判定部１５と、電極部２０を制御する電気刺激制御部１６とを備えている。筋肉の状態には、酸素供給能力、筋収縮強度及び筋疲労度のうちの少なくとも１つが含まれる。筋肉の状態は、電気刺激に対する筋肉内の酸素濃度Ｘｓの変化に基づいて把握される。酸素濃度算出部１４は、光電センサ３０から出力された測定信号Ｉｓに基づいて筋肉内の酸素濃度Ｘｓを算出する。判定部１５は、酸素濃度算出部１４から酸素濃度Ｘｓが入力され、この入力された酸素濃度Ｘｓに基づいて筋肉の状態を判定する。
The
The
判定部１５は、酸素濃度Ｘｓやその酸素濃度Ｘｓに対応する筋肉の状態に関する情報を操作兼表示部１２に出力する。判定部１５からの酸素濃度Ｘｓや出力電圧Ｖｘ、筋肉の状態に関する情報が、操作兼表示部１２に表示される。測定信号Ｉｓには筋肉の実際の酸素濃度Ｘｓが反映されている。酸素濃度算出部１４では、その測定信号Ｉｓから酸素濃度Ｘｓが算出される。よって、判定部１５から出力される筋肉の状態に関する情報は筋肉の実際の酸素濃度Ｘｓが反映された情報である。
The
また判定部１５は、筋肉の状態を判定するとき筋肉に適切な負荷を与える刺激用電圧Ｖｐや、筋肉に少し多めの負荷を与える高負荷電圧Ｖｈを記憶しており、この刺激用電圧Ｖｐや高負荷電圧Ｖｈを電気刺激制御部１６に指示する。刺激用電圧Ｖｐは、トレーニングに寄与し得る負荷を与える電圧であって、実験や経験、測定などにより、使用者の痛みの少ない電圧として設定されている。高負荷電圧Ｖｈは、刺激用電圧Ｖｐよりも高い値に設定されている電圧であって、使用者の筋肉により高い負荷を与える電圧が設定されている。なお、使用者が耐えうる最大の痛みに対応する電圧として最大刺激電圧が知られている。刺激用電圧Ｖｐや高負荷電圧Ｖｈを最大刺激電圧よりも低い電圧とすることで、筋肉の状態に関する情報を取得する処理において使用者に強い痛みを与えるおそれが抑制される。
Further, the
操作兼表示部１２は、判定部１５から入力された酸素濃度Ｘｓや出力電圧Ｖｘ、筋肉の状態に関する情報などを表示することで報知する。また、操作兼表示部１２は、使用者の操作に従う指示信号Ｉｃを電気刺激制御部１６に出力する。操作兼表示部１２から電気刺激制御部１６への指示信号Ｉｃには、筋肉に負荷を与えてトレーニングさせるトレーニングモードとしてのトレーニング実行モードと、筋肉に負荷を与えて筋肉の状態に関する情報を取得する測定実行モードとが含まれる。トレーニング実行モードでは、トレーニングに寄与し得る刺激用電圧Ｖｐが出力電圧Ｖｘとして電極部２０から出力される。測定実行モードでは、電極部２０から出力された出力電圧Ｖｘに応じて得られる実際の酸素濃度Ｘｓの変化が反映された測定信号Ｉｓに基づいて筋肉の状態に関する情報が得られる。
The operation /
電気刺激制御部１６は、判定部１５からの刺激用電圧Ｖｐや高負荷電圧Ｖｈ、操作兼表示部１２からの指示信号Ｉｃが入力され、これら入力された指示等に対応する電圧指令Ｖｃを作成して電源部１３に出力する。電気刺激制御部１６は、操作兼表示部１２から入力されるトレーニング実行モードの指示信号Ｉｃに対応して、トレーニングに寄与する電圧パターンを電圧指令Ｖｃとする。また、電気刺激制御部１６は、操作兼表示部１２から入力される測定実行モードの指示信号Ｉｃに対応して、筋肉の状態の取得に利用できる電圧パターンを電圧指令Ｖｃとする。そして、電気刺激制御部１６が作成した電圧指令Ｖｃに対応する出力電圧Ｖｘが電源部１３を介して電極部２０から出力される。例えば、トレーニング実行モードのとき、刺激用電圧Ｖｐに一定に維持される電圧パターンの出力電圧Ｖｘが電極部２０に供給される。また、測定実行モードのとき、「０Ｖ」から高負荷電圧Ｖｈまで連続的に電圧が漸増する電圧パターンの出力電圧Ｖｘが電極部２０に供給される。出力電圧Ｖｘの電圧パターンの一例として、高負荷電圧Ｖｈを７４Ｖとし、０Ｖから７４Ｖまで毎秒２Ｖの上昇率で電圧が漸増する電圧パターンが挙げられる。
The electrical
出力電圧Ｖｘは、測定実行モードが実行される都度、同様に、一定時間をかけて高負荷電圧Ｖｈまで漸増される。これにより、異なる時刻に取得された複数の情報の測定条件が統一されるようになる。測定条件が統一されれば、各情報を、その大小や良否を判断するために設定されている基準値と比較すること、使用者から取得される複数の情報を比較すること、及び、使用者と使用者以外の他者とのそれぞれの情報を比較することが可能になる。そして、取得した情報を比較対象とする基準値や他の情報と比較することによって、取得した情報の状態が相対的に判定され、この判定に基づいて有意な情報を取得することが可能になる。 Similarly, every time the measurement execution mode is executed, the output voltage Vx is gradually increased to the high load voltage Vh over a certain period of time. Thereby, the measurement conditions of a plurality of information acquired at different times are unified. If the measurement conditions are unified, each information is compared with a reference value set for judging the size and quality, a plurality of pieces of information obtained from the user are compared, and the user It is possible to compare the respective information with other persons other than the user. Then, by comparing the acquired information with a reference value or other information to be compared, the state of the acquired information is relatively determined, and significant information can be acquired based on this determination. .
図３に示されるように、光電センサ３０は、検出光を出射する発光部３１と、検出光を検出する受光部３２とを備えている。発光部３１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であって、対象物の内部に向かって検出光を出射する。受光部３２は、近赤外領域に感度を有するフォトダイオードである。発光部３１と受光部３２との間隔Ｗは、例えば３０ｍｍに設定されている。発光部３１と受光部３２との間隔Ｗの１／２の距離が生体組織の透過深度と言われている。よって、筋肉内の血中酸素濃度を測定することに好ましい深度を１５ｍｍとする場合、発光部３１と受光部３２との間隔Ｗは３０ｍｍが好ましい。
As shown in FIG. 3, the
図４に示されるように、発光部３１には、近赤外領域の異なる３波長を発光する素子が選択される。異なる３波長の光は、例えば７６０ｎｍ，８０５ｎｍ，８４０ｎｍの３つからなり（図４においてＡ，Ｂ，Ｃ）、この３波長の光が一組とされる。発光部３１は、一組を構成する３つの異なる波長の光を所定の順番で（図４ではＡ，Ｂ，Ｃの順番で）一定の時間間隔毎に発光する。これら３つの異なる波長の光は、その発光強度又は発光量が予め定まっている。また、発光部３１は、前述した３つの異なる波長の光からなる組合せを周期的に発光する。受光部３２は、発光部３１から出射されて生体組織を通過した近赤外光を受光し、受光した光の受光強度又は受光量を検出する。検出した受光強度又は受光量を発光部３１の発光タイミングに対応させることで波長毎の受光強度又は受光量が得られる。光電センサ３０は、検出した受光強度又は受光量に対応する測定信号Ｉｓを出力する。
As shown in FIG. 4, an element that emits three different wavelengths in the near infrared region is selected for the
酸素濃度算出部１４は、３波長それぞれの発光量と受光量とから当該波長における対象物の吸光度を求め、所定の推定式によって酸素濃度Ｘｓを求める。推定式は、装置の状態等、条件によって異なるが、各波長の吸光度の線形結合で表される。酸素濃度Ｘｓは、いわゆる酸素飽和度であり、血液中のヘモグロビンのうち、実際に酸素を運んでいるヘモグロビンである酸化ヘモグロビンの比率を示し、単位は％（パーセント）である。酸素濃度算出部１４は、光電センサ３０によって継続的に測定され、血中酸素濃度により変化する測定信号Ｉｓが入力されることにより酸素濃度Ｘｓの時系列データを得る。ここで、血液中のヘモグロビンは体内で酸素と結合し、結合の有無によって近赤外領域における吸光度が変化する。そこで、酸素濃度算出部１４は、この吸光度の違いを利用することで血中の酸素濃度Ｘｓを算出する。
The oxygen
なお、光電センサ３０が人体の筋肉に対応する部位の体表面に取り付けられることによって、光電センサ３０の透過深度の範囲内にある筋肉中の酸素濃度Ｘｓが検出される。
ここで、図５を参照して、電気刺激が筋肉に負荷を与えることについて簡単に説明する。
The
Here, with reference to FIG. 5, it demonstrates briefly that electrical stimulation gives load to muscle.
一般に、筋肉に負荷が与えられると該筋肉中の血管が収縮して酸素濃度Ｘｓが低下することが知られている。また、電気刺激は、筋肉に負荷を与えることも知られている。そこで、制御部１１は、筋肉に電気刺激を与えつつ、その筋肉内の酸素濃度Ｘｓを測定することで電気刺激が筋肉に負荷を与えていることを検出する。また、制御部１１は、与えている負荷に対する酸素濃度Ｘｓの状態に基づいて筋肉の状態に関する情報を取得する。なお、図５において、時刻は開始時刻ｔ０、第１時刻ｔ１、第２時刻ｔ２、第３時刻ｔ３の順に経過する。また、出力電圧Ｖｘの高さは、開始電圧Ｖ０＜第１電圧Ｖ１＜第２電圧Ｖ２の関係にあり、開始電圧Ｖ０は「０Ｖ」であり、第２電圧Ｖ２は高負荷電圧Ｖｈであることが好ましい。さらに、酸素濃度Ｘｓの濃さとして、開始電圧Ｖ０から第１電圧Ｖ１までに対応する当初濃度Ｘ１と、第２電圧Ｖ２に対応し、当初濃度Ｘ１よりも低い値となる高負荷濃度Ｘ２とがある。当初濃度Ｘ１は電気刺激による負荷がまだ小さいときの酸素濃度Ｘｓであり、高負荷濃度Ｘ２は電気刺激による負荷が大きいときの酸素濃度Ｘｓである。
In general, it is known that when a load is applied to a muscle, blood vessels in the muscle contract and oxygen concentration Xs decreases. Electrical stimulation is also known to place a load on muscles. Therefore, the
図５（ｂ）のグラフＬｂ１に示されるように、出力電圧Ｖｘが開始電圧Ｖ０から連続的に高くなるように変化することに応じて、図５（ａ）のグラフＬａ１に示されるように、筋肉中の酸素濃度Ｘｓに変化が生じる。例えば、開始電圧Ｖ０から第１電圧Ｖ１までの間では、筋肉中の酸素濃度Ｘｓは当初濃度Ｘ１から大きく変化しない。一方、第１電圧Ｖ１から第２電圧Ｖ２までの間では、筋肉中の酸素濃度Ｘｓは当初濃度Ｘ１から変化する。このことから、出力電圧Ｖｘが第１電圧Ｖ１を超えると、筋肉は、電気刺激によって受ける負荷に応じて酸素濃度Ｘｓが変化することが示される。 As shown in the graph Lb1 in FIG. 5B, in response to the output voltage Vx changing so as to continuously increase from the start voltage V0, as shown in the graph La1 in FIG. A change occurs in the oxygen concentration Xs in the muscle. For example, between the start voltage V0 and the first voltage V1, the oxygen concentration Xs in the muscle does not change significantly from the initial concentration X1. On the other hand, between the first voltage V1 and the second voltage V2, the oxygen concentration Xs in the muscle changes from the initial concentration X1. From this, it is shown that when the output voltage Vx exceeds the first voltage V1, the oxygen concentration Xs of the muscle changes according to the load received by the electrical stimulation.
従来、前述のように電気刺激装置では、電気療法の目的に適合する電気刺激の強度が専門家によって定められている。また、電気療法を行う際、電気療法の前後で把握されることが好ましい筋肉の状態は、それぞれの専門家のそれぞれの知識に基づいて把握される。専門家により把握される筋肉の状態に関する情報は、各専門家がそれぞれの知識等に基づいて把握するという実情の下、客観的な情報として取得されないおそれがある。また、筋肉の状態に関する情報が客観的な情報として取得されないとなると、専門家ではない使用者が筋肉の状態に関する情報を客観的に取得できないおそれが高い。 Conventionally, in the electrical stimulation apparatus as described above, the intensity of electrical stimulation suitable for the purpose of electrotherapy is determined by an expert. In addition, when performing electrotherapy, the state of the muscle that is preferably grasped before and after the electrotherapy is grasped based on the knowledge of each expert. There is a possibility that the information regarding the state of the muscle grasped by the expert may not be acquired as objective information under the fact that each expert grasps based on their knowledge and the like. Further, if information on the muscle state is not acquired as objective information, there is a high possibility that a user who is not an expert cannot objectively acquire information on the muscle state.
そこで、光電センサ３０による客観的な測定結果である測定信号Ｉｓに基づいて酸素濃度算出部１４により客観的に算出される酸素濃度Ｘｓに基づいて筋肉の状態に関する情報を客観的な情報として取得する。
Therefore, information on the state of the muscle is acquired as objective information based on the oxygen concentration Xs objectively calculated by the oxygen
次に、図５を参照して、本電気刺激装置の作用としての筋肉の状態に関する情報を取得する手順について説明する。
制御部１１は測定実行モードの処理を開始する。詳述すると、電気刺激装置は使用者の操作により操作兼表示部１２に測定実行モードが設定される。測定モードが設定された操作兼表示部１２は、測定実行モードに関する指示信号Ｉｃを電気刺激制御部１６へ出力する。電気刺激制御部１６は、測定実行モードに対応する電圧のパターンに基づく電圧指令Ｖｃを電源部１３に出力する。その電圧指令Ｖｃに基づく電圧が電源部１３から出力される。出力された電圧が電極部２０から筋肉に付与されることで、測定実行モードにおける筋肉の酸素濃度Ｘｓが、測定信号Ｉｓの入力される酸素濃度算出部１４における算出より測定される。酸素濃度算出部１４により酸素濃度Ｘｓが算出されると、判定部１５は、開始時刻ｔ０から第３時刻ｔ３以降までの酸素濃度Ｘｓ及び出力電圧Ｖｘの経時的変化を記憶する。酸素濃度Ｘｓの経時的変化は、光電センサ３０の測定信号Ｉｓに基づき得られる。出力電圧Ｖｘは、電気刺激制御部１６の電圧指令Ｖｃや電源部１３より得られる。よって、使用者の筋肉の状態に関する情報の取得対象とする部位の筋肉について、酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１、及び、出力電圧ＶｘのグラフＬｂ１が得られる。なお、ここでは、測定実行モードはその実行に先立ち、トレーニング実行モードが実行されているものとする。つまり、トレーニング実行モードの後に測定実行モードが実行される。
Next, with reference to FIG. 5, a procedure for acquiring information related to the state of the muscle as the action of the electrical stimulation apparatus will be described.
The
測定実行モードの処理が開始されると、図５（ｂ）のグラフＬｂ１に示されるように、時間の経過に従って連続的に漸増する出力電圧Ｖｘが電極部２０から出力される。電気刺激制御部１６は、測定実行モードであることに応じて出力電圧Ｖｘを連続的に漸増させる電圧指令Ｖｃを電源部１３に出力する。電源部１３は、入力された電圧指令Ｖｃに対応する連続的な出力電圧Ｖｘを電極部２０から出力させる。この連続的に漸増する出力電圧Ｖｘに応じて筋肉内の酸素濃度が変化し、この変化を示す測定信号Ｉｓに基づいて、図５（ａ）に示される酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１が得られる。
When the processing in the measurement execution mode is started, an output voltage Vx that gradually increases as time passes is output from the
図５に示すように、まず、電極部２０からの出力電圧Ｖｘが開始時刻ｔ０の開始電圧Ｖ０から第１時刻ｔ１の第１電圧Ｖ１まで変化する。このとき、酸素濃度Ｘｓは、当初濃度Ｘ１にほぼ維持される。
As shown in FIG. 5, first, the output voltage Vx from the
続いて、電極部２０からの出力電圧Ｖｘが第１時刻ｔ１の第１電圧Ｖ１から第２時刻ｔ２の高負荷電圧Ｖｈである第２電圧Ｖ２まで変化する。このとき、酸素濃度Ｘｓは、出力電圧Ｖｘの上昇に応じて当初濃度Ｘ１から高負荷濃度Ｘ２へ徐々に低下するように変化する。酸素濃度Ｘｓのうち、維持されていた当初濃度Ｘ１から濃度の低下が始まる第１電圧Ｖ１に対応する点を特徴量としての屈曲点Ｐ１として特定し、第２電圧Ｖ２に対応する点を特徴量としての最低点Ｐ２として特定する。
Subsequently, the output voltage Vx from the
そして、第２時刻ｔ２以降、電極部２０の出力電圧Ｖｘは開始電圧Ｖ０に維持される。このとき、電気刺激による負荷から解放された筋肉は弛緩して血流が回復し、酸素濃度Ｘｓは高負荷濃度Ｘ２から当初濃度Ｘ１へ向けて徐々に回復する。
Then, after the second time t2, the output voltage Vx of the
判定部１５は、酸素濃度Ｘｓ、及び、出力電圧Ｖｘの経時的変化が記憶されると、酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１の酸素濃度Ｘｓの屈曲点Ｐ１を求める。屈曲点Ｐ１は、酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１の傾きが一定時間負の値を継続した点として求められる。例えば、屈曲点Ｐ１は、酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１の微分値を算出し、微分値が負の値であることが一定時間継続している点として検出される。酸素濃度Ｘｓの低下は、負荷に対応して筋肉が収縮していることを示している。つまり屈曲点Ｐ１は、筋肉が収縮を始めるときの出力電圧Ｖｘを示し、この電圧以上の電圧によれば少なくともトレーニングの目的に適合する有意な負荷が筋肉に付与される。
When the change over time of the oxygen concentration Xs and the output voltage Vx is stored, the
また、判定部１５は、酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１に基づいて酸素濃度の最低点Ｐ２を求める。最低点Ｐ２は、出力電圧Ｖｘが第２電圧Ｖ２のときの酸素濃度Ｘｓに対応する点として取得される。第２電圧Ｖ２は、それより電圧が上がるとき、酸素濃度Ｘｓの低下が零、もしくは、小さいときの電圧として設定されている。第２電圧Ｖ２のときはそこから電圧が変化するとしても、酸素濃度Ｘｓは、変化量が小さい状態であり、変化が安定している状態である。
Further, the
続いて、判定部１５が筋肉の状態に関する情報を判定することについての具体例について説明する。筋肉の状態に関する情報は、酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１から取得される特徴量としての屈曲点Ｐ１、最低点Ｐ２、酸素濃度減少速度Ａ、酸素濃度低下量Ｘｄ及び酸素濃度回復時間Ｔｒの少なくとも１つに基づいて得られる。例えば、屈曲点Ｐ１又は酸素濃度回復時間Ｔｒに基づいて筋肉の状態に関する情報の一つとしての酸素供給能力が得られる。また例えば、最低点Ｐ２、酸素濃度減少速度Ａ又は酸素濃度低下量Ｘｄに基づいて筋肉の状態に関する情報の一つとしての筋収縮強度が得られる。さらに例えば、酸素濃度低下量Ｘｄに基づいて筋肉の状態に関する情報の一つとしての酸素消費能力が得られる。なお、各特徴量と、その特徴量から得られる筋肉の状態に関する情報との関係は上記に例示した組合せに制限されるものではなく、生体に関する経験や研究などに基づいて組み合わせることが可能である。
Then, the specific example about the
なお、屈曲点Ｐ１には、出力電圧Ｖｘとして屈曲電圧Ｖｂが対応する。酸素濃度減少速度Ａは、電気刺激が出力されているときの酸素濃度Ｘｓの減少速度である。酸素濃度回復時間Ｔｒは、電気刺激の出力が停止した後に酸素濃度Ｘｓが所定の濃度まで増加することに要する時間であり、酸素濃度Ｘｓの増加速度に関連する。所定の濃度として、例えば当初濃度Ｘ１が挙げられる。酸素濃度低下量Ｘｄは、電気刺激が出力されているときに酸素濃度Ｘｓが低下しはじめる前の当初濃度Ｘ１と、電気刺激が出力されているときの酸素濃度Ｘｓの変化が安定したときの高負荷濃度Ｘ２との差である。 Note that the bending voltage Pb corresponds to the bending point P1 as the output voltage Vx. The oxygen concentration decrease rate A is the decrease rate of the oxygen concentration Xs when electrical stimulation is output. The oxygen concentration recovery time Tr is a time required for the oxygen concentration Xs to increase to a predetermined concentration after the output of electrical stimulation is stopped, and is related to the increasing rate of the oxygen concentration Xs. An example of the predetermined concentration is an initial concentration X1. The oxygen concentration decrease amount Xd is an initial concentration X1 before the oxygen concentration Xs starts decreasing when the electrical stimulation is output, and a high value when the change in the oxygen concentration Xs when the electrical stimulation is output is stable. This is the difference from the load concentration X2.
また、判定部１５は、少なくとも１つの特徴量に基づいて筋肉の状態に関する情報を得ることができる。そこで、以下では、各特徴量に基づき得られる筋肉の状態に関する情報について、特徴量毎にそれぞれ例示する。また、判定部１５は、取得した特徴量や、各特徴量に基づき得られた筋肉の状態に関する情報を記憶して、過去の情報として使用可能にもしている。
Further, the
まず、図５を参照して、屈曲点Ｐ１を取得し、取得した屈曲点Ｐ１に基づいて酸素供給能力を判定する例について説明する。
図５（ａ）において、酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１の屈曲点Ｐ１に対応する屈曲電圧Ｖｂとして、図５（ｂ）における第１電圧Ｖ１が得られる。屈曲電圧Ｖｂは、出力電圧Ｖｘの漸増に応じての筋収縮が血流制限を生じさせるにともない酸素濃度が減少を始める電圧である。
First, an example in which the bending point P1 is acquired and the oxygen supply capacity is determined based on the acquired bending point P1 will be described with reference to FIG.
In FIG. 5A, the first voltage V1 in FIG. 5B is obtained as the bending voltage Vb corresponding to the bending point P1 of the graph La1 of the oxygen concentration Xs. The bending voltage Vb is a voltage at which the oxygen concentration starts to decrease as the muscle contraction according to the gradual increase of the output voltage Vx causes blood flow restriction.
一般に、筋肉は、酸素供給能力が高ければ、血流制限をおこす電圧である屈曲電圧Ｖｂが高くなる傾向にある。従ってトレーニングにより毛細血管が発達した筋肉は、酸素供給能力が高められているため屈曲電圧Ｖｂが高くなる傾向にある。よって、判定部１５を、屈曲電圧Ｖｂと設定されている基準値とを比較し、酸素供給能力の高低を判定するように構成させることが可能である。例えば、基準値を標準レベルの範囲とする。この場合、判定部１５は、屈曲電圧Ｖｂが基準値にあれば酸素供給能力は標準的であると判定できる。一方、判定部１５は、屈曲電圧Ｖｂが基準値よりも小さければ酸素供給能力が低いと判定でき、逆に、屈曲電圧Ｖｂが基準値よりも大きければ酸素供給能力が高いと判定できる。
In general, when the oxygen supply capacity of a muscle is high, the bending voltage Vb that is a voltage that restricts blood flow tends to be high. Therefore, muscles with capillaries developed by training tend to have higher bending voltage Vb because their oxygen supply capacity is increased. Therefore, the
なお基準値は、統計や実験、経験などに基づいて求められた標準的な値とすることができる。なお、基準値を他者から得られた値とすれば、使用者と他者との相対的な比較を行うようになる。また基準値を使用者から得られた過去の値とすれば、使用者自身の筋肉の状態に関する情報の変化を判定することができる。 The reference value can be a standard value obtained based on statistics, experiments, experience, or the like. If the reference value is a value obtained from another person, a relative comparison between the user and the other person is performed. If the reference value is a past value obtained from the user, it is possible to determine a change in information regarding the user's own muscle state.
ここで、図６（ａ），（ｂ）を参照して、屈曲電圧Ｖｂと基準値との比較ではなく、２つの屈曲電圧Ｖｂに基づいて筋肉の状態を判定する場合について説明する。２つの酸素濃度Ｘｓの各グラフＬａ１１，Ｌａ２２から対応する屈曲電圧Ｖ１１１，Ｖ１１２が取得されるものとする。 Here, with reference to FIGS. 6A and 6B, the case where the state of the muscle is determined based on the two bending voltages Vb rather than the comparison between the bending voltage Vb and the reference value will be described. It is assumed that corresponding bending voltages V111 and V112 are acquired from the graphs La11 and La22 of the two oxygen concentrations Xs.
１つ目の例として、同一の使用者における異なる時点の屈曲電圧Ｖｂを比較して当該使用者自身の筋肉の酸素供給能力の変化を判定する例を説明する。過去の酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１１から屈曲点Ｐ１１１に対応する過去の屈曲電圧Ｖ１１１を得る。また、最新の酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１２から屈曲点Ｐ１１２に対応する最新の屈曲電圧Ｖ１１２を得る。そして得られた過去の屈曲電圧Ｖ１１１と最新の屈曲電圧Ｖ１１２とを比較する。過去の屈曲電圧Ｖ１１１よりも最新の屈曲電圧Ｖ１１２が高いことから、使用者の筋肉の現在の酸素供給能力が過去に比べて向上していることが判定可能になる。逆に、過去の屈曲電圧Ｖ１１１よりも最新の屈曲電圧Ｖ１１２が低ければ、使用者の筋肉の現在の酸素供給能力が過去に比べて低下していることが判定可能になる。なお過去と最新とは、筋肉の状態の変化を確認しやすい期間、例えば、２〜３日以上の間隔であって、一週間や一カ月などが挙げられるが、これらの期間に限られず、また、２〜３日よりも短くすることも可能である。 As a first example, an example will be described in which the bending voltage Vb at different points in time for the same user is compared to determine a change in the oxygen supply capacity of the user's own muscle. A past bending voltage V111 corresponding to the bending point P111 is obtained from the graph La11 of the past oxygen concentration Xs. Further, the latest bending voltage V112 corresponding to the bending point P112 is obtained from the graph La12 of the latest oxygen concentration Xs. Then, the obtained past bending voltage V111 is compared with the latest bending voltage V112. Since the latest bending voltage V112 is higher than the past bending voltage V111, it can be determined that the current oxygen supply capability of the user's muscle is improved compared to the past. On the contrary, if the latest bending voltage V112 is lower than the past bending voltage V111, it can be determined that the current oxygen supply capability of the user's muscle is lower than the past. The past and the latest are periods in which changes in the state of the muscles can be easily confirmed, for example, intervals of 2 to 3 days or more, such as one week or one month, but are not limited to these periods. It is also possible to make it shorter than 2-3 days.
２つ目の例として、使用者と他者との間で屈曲電圧Ｖｂを比較して使用者と他者との間で筋肉の酸素供給能力の違いを判定する例を説明する。使用者の屈曲電圧Ｖ１１１が酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１１に基づいて得られ、他者の屈曲電圧Ｖ１１２が酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１２に基づいて得られるとする。使用者の屈曲電圧Ｖ１１１に比べて他者の屈曲電圧Ｖ１１２の方が高いことから、使用者の筋肉の酸素供給能力は他者よりも低いことが判定可能になる。逆に、使用者の屈曲電圧Ｖ１１１に比べて他者の屈曲電圧Ｖ１１２の方が低ければ、使用者の筋肉の酸素供給能力は他者よりも高いことが判定可能になる。 As a second example, an example will be described in which the bending voltage Vb is compared between the user and the other person to determine the difference in muscle oxygen supply capacity between the user and the other person. It is assumed that the bending voltage V111 of the user is obtained based on the graph La11 of the oxygen concentration Xs, and the bending voltage V112 of the other person is obtained based on the graph La12 of the oxygen concentration Xs. Since the bending voltage V112 of the other person is higher than the bending voltage V111 of the user, it can be determined that the oxygen supply capacity of the user's muscle is lower than that of the other person. Conversely, if the bending voltage V112 of the other person is lower than the bending voltage V111 of the user, it can be determined that the oxygen supply capacity of the user's muscle is higher than that of the other person.
なお、これらの判定は、判定部１５で行うことも可能であるが、操作兼表示部１２を通じての２つの屈曲電圧Ｖｂの提供により使用者などが行うことも可能である。例えば、操作兼表示部１２から、１つの屈曲電圧Ｖｂや、１つの屈曲電圧Ｖｂと基準値、もしくは、比較する２つの屈曲電圧Ｖｂが通知されることで使用者などにより判定することができるようになる。
These determinations can be performed by the
以下、特徴量を取得し、取得した特徴量に基づいて筋肉の状態を判定する他の例について説明する。なお、説明の便宜上、上述した説明と同様の説明についてはその説明を割愛する。 Hereinafter, another example in which the feature amount is acquired and the muscle state is determined based on the acquired feature amount will be described. For convenience of explanation, explanation of the same explanation as described above is omitted.
図５を参照して、屈曲点Ｐ１及び最低点Ｐ２を取得し、取得した屈曲点Ｐ１及び最低点Ｐ２に基づいて筋収縮強度を判定する例について説明する。
屈曲点Ｐ１及び最低点Ｐ２に基づいて、出力電圧Ｖｘの漸増に応じる筋収縮が生じさせる血流制限にともなう酸素濃度Ｘｓの減少速度として酸素濃度減少速度Ａが得られる。酸素濃度減少速度Ａは、図５（ａ）において、第１時刻ｔ１から第２時刻ｔ２までの間に屈曲点Ｐ１の当初濃度Ｘ１が最低点Ｐ２の高負荷濃度Ｘ２まで変化する線Ｂ１の傾きで示される。酸素濃度減少速度Ａは、「−（濃度差ΔＸ／時間差Δｔ１）」で算出される。濃度差ΔＸは、当初濃度Ｘ１と高負荷濃度Ｘ２との差の絶対値であり、時間差Δｔ１は第１時刻ｔ１と第２時刻ｔ２との差の絶対値である。なお、正負の符号の要否は必要に応じて定めればよい。
An example in which the bending point P1 and the lowest point P2 are acquired and the muscle contraction strength is determined based on the acquired bending point P1 and the lowest point P2 will be described with reference to FIG.
Based on the bending point P1 and the lowest point P2, an oxygen concentration decrease rate A is obtained as a decrease rate of the oxygen concentration Xs due to blood flow limitation caused by muscle contraction corresponding to the gradual increase of the output voltage Vx. In FIG. 5A, the oxygen concentration decrease rate A is the slope of the line B1 in which the initial concentration X1 at the bending point P1 changes to the high load concentration X2 at the lowest point P2 between the first time t1 and the second time t2. Indicated by The oxygen concentration decrease rate A is calculated by “− (concentration difference ΔX / time difference Δt1)”. The concentration difference ΔX is the absolute value of the difference between the initial concentration X1 and the high load concentration X2, and the time difference Δt1 is the absolute value of the difference between the first time t1 and the second time t2. In addition, what is necessary is just to determine the necessity of a positive / negative sign as needed.
一般に、筋肉は、筋収縮強度が高ければ筋収縮が速くなり、この速さに対応する速度で血流制限が生じ、酸素濃度減少速度Ａが速くなる傾向にある。従ってトレーニングにより筋収縮強度が高くなった筋肉は、酸素濃度減少速度Ａも速くなる傾向にある。よって、判定部１５は、酸素濃度減少速度Ａと比較するために設定されている基準値と、酸素濃度減少速度Ａとを比較することで、筋収縮強度の高低を判定することができる。例えば、判定部１５は、酸素濃度減少速度Ａが基準値にあれば筋収縮強度は標準であると判定できる。一方、判定部１５は、酸素濃度減少速度Ａが基準値よりも小さければ筋収縮強度が低いと判定でき、逆に、酸素濃度減少速度Ａが基準値よりも大きければ筋収縮強度が高いと判定できる。
In general, when the muscle contraction strength is high, the muscle contraction is fast, the blood flow is restricted at a speed corresponding to this speed, and the oxygen concentration reduction rate A tends to be fast. Therefore, the muscle whose muscle contraction strength is increased by training tends to increase the oxygen concentration decrease rate A. Therefore, the
ここで、図６（ａ），（ｂ）を参照して、酸素濃度減少速度Ａと基準値との比較ではなく、２つの酸素濃度減少速度Ａに基づいて筋肉の状態を判定する場合について説明する。２つの酸素濃度Ｘｓの各グラフＬａ１１，Ｌａ１２から対応する酸素濃度減少速度Ａがそれぞれ取得されるものとする。酸素濃度減少速度Ａは、屈曲点Ｐ１１１，Ｐ１１２に対応する時刻ｔ１１１，ｔ１１２及びそのときの当初濃度Ｘ１と、最低点に対応する時刻ｔ１２及びそのときの高負荷濃度Ｘ１１１，Ｘ１１２とに基づいて算出される。 Here, with reference to FIGS. 6A and 6B, the case where the muscle state is determined based on the two oxygen concentration decrease rates A, not the comparison between the oxygen concentration decrease rate A and the reference value will be described. To do. It is assumed that the corresponding oxygen concentration decrease rate A is acquired from each of the graphs La11 and La12 of the two oxygen concentrations Xs. The oxygen concentration decrease rate A is calculated based on the times t111 and t112 corresponding to the bending points P111 and P112 and the initial concentration X1 at that time, the time t12 corresponding to the lowest point and the high load concentrations X111 and X112 at that time. Is done.
１つ目の例として、同一の使用者における異なる時点の酸素濃度減少速度Ａを比較して当該使用者自身の筋肉の筋収縮強度の変化を判定する例を説明する。過去の酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１１に基づいて過去の酸素濃度減少速度Ａを得て、最新の酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１２に基づいて最新の酸素濃度減少速度Ａを得る。過去の酸素濃度減少速度Ａよりも最新の酸素濃度減少速度Ａが高いことから、使用者の筋肉の現在の筋収縮強度が過去よりも向上していることが判定可能になる。逆に、過去の酸素濃度減少速度Ａよりも最新の酸素濃度減少速度Ａが低ければ、使用者の筋肉の現在の筋収縮強度が過去よりも低下していることが判定可能になる。 As a first example, an example will be described in which the oxygen concentration reduction rate A at different time points in the same user is compared to determine a change in muscle contraction strength of the user's own muscle. The past oxygen concentration decrease rate A is obtained based on the graph La11 of the past oxygen concentration Xs, and the latest oxygen concentration decrease rate A is obtained based on the graph La12 of the latest oxygen concentration Xs. Since the latest oxygen concentration decrease rate A is higher than the past oxygen concentration decrease rate A, it is possible to determine that the current muscle contraction strength of the user's muscle is improved from the past. Conversely, if the latest oxygen concentration decrease rate A is lower than the past oxygen concentration decrease rate A, it can be determined that the current muscle contraction strength of the user's muscle is lower than the past.
２つ目の例として、使用者と他者との間で酸素濃度減少速度Ａを比較して使用者と他者との間で筋肉の筋収縮強度の違いを判定する例を説明する。グラフＬａ１１から使用者の酸素濃度減少速度Ａが得られ、グラフＬａ１２から他者の酸素濃度減少速度Ａが得られるものとする。使用者の酸素濃度減少速度Ａが他者の酸素濃度減少速度Ａよりも遅いことから、使用者の筋肉の筋収縮強度は他者よりも低いことが判定可能になる。逆に、使用者の酸素濃度減少速度Ａが他者の酸素濃度減少速度Ａよりも速い場合、使用者の筋肉の筋収縮強度は他者よりも高いことが判定可能になる。 As a second example, an example will be described in which the difference in muscle contraction strength between the user and the other person is determined by comparing the oxygen concentration reduction rate A between the user and the other person. It is assumed that the oxygen concentration reduction rate A of the user is obtained from the graph La11, and the oxygen concentration reduction rate A of the other person is obtained from the graph La12. Since the user's oxygen concentration decrease rate A is slower than the other's oxygen concentration decrease rate A, it is possible to determine that the muscle contraction strength of the user's muscle is lower than that of the other. Conversely, if the user's oxygen concentration decrease rate A is faster than the other's oxygen concentration decrease rate A, it can be determined that the muscle contraction strength of the user's muscle is higher than that of the other.
なお、こうした判定は、判定部１５で行うことも可能であるが、操作兼表示部１２を通じて酸素濃度減少速度Ａなどの特徴量を提供することにより使用者などが行うことも可能である。
Such determination can be performed by the
図５を参照して、最低点Ｐ２の時刻ｔ２と酸素濃度Ｘｓの回復タイミングとを取得し、取得した最低点Ｐ２の時刻ｔ２と回復タイミングとに基づいて酸素供給能力、又は、酸素消費能力を判定する例について説明する。ここでは、回復タイミングは、酸素濃度Ｘｓが所定の濃度である当初濃度Ｘ１に回復した時刻であり、時刻ｔ３である。 Referring to FIG. 5, the time t2 of the lowest point P2 and the recovery timing of the oxygen concentration Xs are acquired, and the oxygen supply capacity or the oxygen consumption capacity is determined based on the acquired time t2 of the lowest point P2 and the recovery timing. An example of determination will be described. Here, the recovery timing is the time when the oxygen concentration Xs is recovered to the initial concentration X1, which is a predetermined concentration, and is time t3.
最低点Ｐ２の時刻ｔ２と酸素濃度Ｘｓの回復タイミングの時刻ｔ３に基づいて、酸素濃度回復時間Ｔｒが得られる。酸素濃度回復時間Ｔｒは、出力電圧Ｖｘの印加で減少した血流量が、出力電圧Ｖｘの印加が無くなることで当初濃度Ｘ１に回復するまでに要した時間である。酸素濃度回復時間Ｔｒは、図５（ａ）及び（ｂ）において、第２電圧Ｖ２の印加が終了する第２時刻ｔ２から当初濃度Ｘ１に回復した第３時刻ｔ３までの時間である。 Based on the time t2 of the lowest point P2 and the time t3 of the recovery timing of the oxygen concentration Xs, the oxygen concentration recovery time Tr is obtained. The oxygen concentration recovery time Tr is the time required for the blood flow reduced by the application of the output voltage Vx to recover to the initial concentration X1 when the application of the output voltage Vx is eliminated. In FIGS. 5A and 5B, the oxygen concentration recovery time Tr is the time from the second time t2 when the application of the second voltage V2 ends to the third time t3 when the initial concentration X1 is recovered.
一般に、筋肉は、酸素供給能力や酸素消費能力の高さが筋肉の状態に関連することが知られている。例えば、回復能力の高い筋肉は、酸素消費が多くなる傾向にある。そのため、毛細血管の収縮度の少ない態様の電気刺激の印加が停止された場合、回復能力の高い筋肉は酸素濃度回復時間Ｔｒが長くなる傾向にある。なお、毛細血管の収縮度の少ない電気刺激とは、出力電圧Ｖｘの印加が短時間である電気刺激などが挙げられる。一方、毛細血管を収縮させる態様の電気刺激の印加が停止された場合、毛細血管の発達している筋肉は、酸素濃度回復時間Ｔｒが短くなる傾向にある。毛細血管が収縮される電気刺激とは、出力電圧Ｖｘの印加が長時間である電気刺激などが挙げられる。酸素濃度回復時間Ｔｒは、電気刺激の態様によって筋肉の回復能力との関連について傾向が異なる。よって、酸素濃度回復時間Ｔｒは、その大小や良否を判断するために設定されている基準値と、与えられていた電気刺激との関係によって、筋肉の状態を判定可能な情報である。なお、前記設定されている基準値の高負荷濃度と酸素濃度回復時間Ｔｒの高負荷濃度Ｘ２とが同じ値であれば、酸素濃度回復時間Ｔｒは酸素濃度の増加速度に比例する値となる。また酸素濃度の増加速度は、当初濃度Ｘ１と高負荷濃度Ｘ２との差を酸素濃度回復時間Ｔｒで割ることで得られる。 In general, it is known that muscles have high oxygen supply capacity and oxygen consumption capacity related to the state of muscle. For example, muscles with high recovery ability tend to consume more oxygen. Therefore, when the application of electrical stimulation in a mode with a small degree of contraction of capillaries is stopped, muscles with high recovery ability tend to have a long oxygen concentration recovery time Tr. The electrical stimulation with a small degree of contraction of the capillary blood vessels includes electrical stimulation in which the output voltage Vx is applied for a short time. On the other hand, when the application of electrical stimulation in a manner that contracts capillaries is stopped, muscles in which capillaries develop have a tendency to shorten the oxygen concentration recovery time Tr. Examples of the electrical stimulation in which the capillaries are contracted include electrical stimulation in which the output voltage Vx is applied for a long time. The oxygen concentration recovery time Tr has a different tendency in relation to muscle recovery ability depending on the mode of electrical stimulation. Therefore, the oxygen concentration recovery time Tr is information that can determine the state of the muscle based on the relationship between the reference value set for determining the magnitude and quality and the applied electrical stimulation. If the high load concentration of the set reference value and the high load concentration X2 of the oxygen concentration recovery time Tr are the same value, the oxygen concentration recovery time Tr becomes a value proportional to the increasing rate of the oxygen concentration. The increase rate of the oxygen concentration can be obtained by dividing the difference between the initial concentration X1 and the high load concentration X2 by the oxygen concentration recovery time Tr.
ここで、図６（ａ），（ｂ）を参照し、酸素濃度回復時間Ｔｒと基準値との比較ではなく、２つの酸素濃度回復時間Ｔｒ１，Ｔｒ２に基づいて筋肉の状態を判定する場合について説明する。２つの酸素濃度Ｘｓの各グラフＬａ１１，Ｌａ１２から対応する酸素濃度回復時間Ｔｒ１，Ｔｒ２がそれぞれ取得されるものとする。出力電圧Ｖｘが電圧Ｖ１２に対応する時刻ｔ１２になることで出力電圧Ｖｘが零にされる。そして、酸素濃度回復時間Ｔｒ１は最低点に対応する時刻ｔ１２と回復タイミングの時刻ｔ１３までの時間、酸素濃度回復時間Ｔｒ２は最低点に対応する時刻ｔ１２と回復タイミングの時刻ｔ１４までの時間として得られる。 Here, with reference to FIGS. 6A and 6B, a case where the state of the muscle is determined based on the two oxygen concentration recovery times Tr1 and Tr2 rather than the comparison between the oxygen concentration recovery time Tr and the reference value. explain. It is assumed that corresponding oxygen concentration recovery times Tr1 and Tr2 are acquired from the graphs La11 and La12 of the two oxygen concentrations Xs, respectively. When the output voltage Vx reaches time t12 corresponding to the voltage V12, the output voltage Vx is made zero. The oxygen concentration recovery time Tr1 is obtained as the time from the time t12 corresponding to the lowest point to the time t13 of the recovery timing, and the oxygen concentration recovery time Tr2 is obtained as the time from the time t12 corresponding to the lowest point to the time t14 of the recovery timing. .
１つ目の例として、同一の使用者における異なる時点の酸素濃度回復時間Ｔｒ１，Ｔｒ２を比較して当該使用者自身の筋肉の酸素消費能力を判定する例を説明する。過去の酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１１に基づいて過去の酸素濃度回復時間Ｔｒ１を得て、最新の酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１２に基づいて、最新の酸素濃度回復時間Ｔｒ２を得る。過去の酸素濃度回復時間Ｔｒ１よりも最新の酸素濃度回復時間Ｔｒ２が長いことから、例えば、使用者の筋肉の現在の酸素消費能力が過去よりも向上していることが判定可能になる。逆に、過去の酸素濃度回復時間Ｔｒ１よりも最新の酸素濃度回復時間Ｔｒ２が短ければ、例えば、使用者の筋肉の現在の酸素消費能力が低く回復能力が低下していることが判定可能になる。 As a first example, an example will be described in which oxygen concentration recovery times Tr1 and Tr2 at different points in time for the same user are compared to determine the oxygen consumption capacity of the user's own muscle. The past oxygen concentration recovery time Tr1 is obtained based on the graph La11 of the past oxygen concentration Xs, and the latest oxygen concentration recovery time Tr2 is obtained based on the graph La12 of the latest oxygen concentration Xs. Since the latest oxygen concentration recovery time Tr2 is longer than the past oxygen concentration recovery time Tr1, for example, it can be determined that the current oxygen consumption capacity of the user's muscle is improved compared to the past. Conversely, if the latest oxygen concentration recovery time Tr2 is shorter than the past oxygen concentration recovery time Tr1, for example, it can be determined that the current oxygen consumption capability of the user's muscle is low and the recovery capability is reduced. .
２つ目の例として、使用者と他者との間でそれぞれの酸素濃度回復時間Ｔｒ１，Ｔｒ２を比較して使用者と他者との間で筋肉の酸素消費能力の違いを判定する例を説明する。グラフＬａ１１から使用者の酸素濃度回復時間Ｔｒ１が得られ、グラフＬａ１２から他者の酸素濃度回復時間Ｔｒ２が得られるものとする。使用者の酸素濃度回復時間Ｔｒ１が他者の酸素濃度回復時間Ｔｒ２よりも短いことから、使用者の筋肉は他者よりも酸素消費能力が低いことが判定可能になる。逆に、使用者の酸素濃度回復時間Ｔｒ１が他者の酸素濃度回復時間Ｔｒ２よりも長い場合、使用者の筋肉は他者よりも酸素消費能力が高いことが判定可能になる。 As a second example, an example of comparing the oxygen concentration recovery times Tr1 and Tr2 between the user and the other to determine the difference in muscle oxygen consumption capacity between the user and the other. explain. It is assumed that the user's oxygen concentration recovery time Tr1 is obtained from the graph La11 and the other person's oxygen concentration recovery time Tr2 is obtained from the graph La12. Since the user's oxygen concentration recovery time Tr1 is shorter than the other's oxygen concentration recovery time Tr2, it is possible to determine that the user's muscles have lower oxygen consumption capacity than the other. Conversely, when the user's oxygen concentration recovery time Tr1 is longer than the other's oxygen concentration recovery time Tr2, it can be determined that the user's muscles have higher oxygen consumption capacity than the other.
なお、こうした判定は、判定部１５で行うことも可能であるが、操作兼表示部１２を通じて酸素濃度回復時間Ｔｒ，Ｔｒ１，Ｔｒ２などの特徴量を提供することにより使用者などが行うことも可能である。
Such determination can be performed by the
図５を参照して、屈曲点Ｐ１及び最低点Ｐ２を取得し、取得した屈曲点Ｐ１及び最低点Ｐ２に基づいて筋収縮強度を判定する例について説明する。
屈曲点Ｐ１及び最低点Ｐ２に基づいて、出力電圧Ｖｘの漸増に応じて筋収縮が生じさせる血流制限にともなう酸素濃度Ｘｓの減少量としての酸素濃度低下量Ｘｄが得られる。つまり、酸素濃度低下量Ｘｄは、図５（ａ）において、酸素濃度ＸｓのグラフＬａ１の屈曲点Ｐ１に対応する当初濃度Ｘ１と、最低点Ｐ２に対応する高負荷濃度Ｘ２との間の差である。
An example in which the bending point P1 and the lowest point P2 are acquired and the muscle contraction strength is determined based on the acquired bending point P1 and the lowest point P2 will be described with reference to FIG.
Based on the bending point P1 and the lowest point P2, an oxygen concentration decrease amount Xd is obtained as a decrease amount of the oxygen concentration Xs due to blood flow limitation caused by muscle contraction in accordance with the gradual increase of the output voltage Vx. That is, the oxygen concentration decrease amount Xd is the difference between the initial concentration X1 corresponding to the bending point P1 of the graph La1 of the oxygen concentration Xs and the high load concentration X2 corresponding to the lowest point P2 in FIG. is there.
一般に、筋肉は、筋収縮強度が高ければ筋収縮が強くなり、この強さに対応する強さで血流制限が生じ、酸素濃度低下量Ｘｄが大きくなる傾向にある。従ってトレーニングにより筋収縮強度が高くなった筋肉は、酸素濃度低下量Ｘｄも高くなる傾向にある。よって、判定部１５は、酸素濃度低下量Ｘｄの多少を判定するために設定されている基準値と、酸素濃度低下量Ｘｄとを比較することで、筋収縮強度の高低を判定することができる。例えば、判定部１５は、酸素濃度低下量Ｘｄが基準値にあれば筋収縮強度は強度が普通の範囲にあると判定できる。一方、判定部１５は、酸素濃度低下量Ｘｄが基準値より少なければ筋収縮強度は強度が低い範囲にあると判定でき、逆に、酸素濃度低下量Ｘｄが基準値より多ければ筋収縮強度は強度が高い範囲にあると判定することができる。
In general, when the muscle contraction strength is high, the muscle contraction is strong, the blood flow restriction occurs at a strength corresponding to this strength, and the oxygen concentration decrease amount Xd tends to increase. Therefore, the muscle whose muscle contraction strength is increased by training tends to have a high oxygen concentration decrease amount Xd. Therefore, the
ここで、図６（ａ），（ｂ）を参照して、酸素濃度低下量Ｘｄと基準値との比較ではなく、２つの酸素濃度低下量Ｘｄ１，Ｘｄ２に基づいて筋収縮強度を判定する説明について説明する。酸素濃度低下量Ｘｄ１はグラフＬａ１１から，酸素濃度低下量Ｘｄ２はグラフＬａ１２からそれぞれ取得されるものとする。酸素濃度低下量Ｘｄ１は当初濃度Ｘ１１と高負荷濃度Ｘ１１１との差、酸素濃度低下量Ｘｄ２は当初濃度Ｘ１１と高負荷濃度Ｘ１１２との差として得られる。 Here, with reference to FIGS. 6A and 6B, the muscle contraction strength is determined based on the two oxygen concentration decrease amounts Xd1 and Xd2 rather than the comparison between the oxygen concentration decrease amount Xd and the reference value. Will be described. It is assumed that the oxygen concentration decrease amount Xd1 is acquired from the graph La11, and the oxygen concentration decrease amount Xd2 is acquired from the graph La12. The oxygen concentration decrease amount Xd1 is obtained as the difference between the initial concentration X11 and the high load concentration X111, and the oxygen concentration decrease amount Xd2 is obtained as the difference between the initial concentration X11 and the high load concentration X112.
１つ目の例として、同一の使用者における異なる時点の酸素濃度低下量Ｘｄ１，Ｘｄ２を比較して当該使用者自身の筋肉の筋収縮強度の変化を判定する例を説明する。過去の酸素濃度低下量Ｘｄ１よりも最新の酸素濃度低下量Ｘｄ２が多いことから、使用者の筋肉の現在の筋収縮強度が過去よりも向上していることが判定可能になる。逆に、過去の酸素濃度低下量Ｘｄ１よりも最新の酸素濃度低下量Ｘｄ２が少ない場合、使用者の筋肉の現在の筋収縮強度が過去よりも低下していることが判定可能になる。 As a first example, a description will be given of an example in which a change in muscle contraction strength of the user's own muscle is determined by comparing oxygen concentration reduction amounts Xd1, Xd2 at different points in time for the same user. Since the latest oxygen concentration decrease amount Xd2 is larger than the past oxygen concentration decrease amount Xd1, it is possible to determine that the current muscle contraction strength of the user's muscle is improved from the past. Conversely, when the latest oxygen concentration decrease amount Xd2 is smaller than the past oxygen concentration decrease amount Xd1, it can be determined that the current muscle contraction strength of the user's muscle is lower than the past.
２つ目の例として、使用者と他者との間でそれぞれの酸素濃度低下量Ｘｄ３，Ｘｄ４を比較して使用者と他者との間で筋肉の筋収縮強度の違いを比較する例を説明する。酸素濃度低下量Ｘｄ３はグラフＬａ１１から，酸素濃度低下量Ｘｄ４はグラフＬａ１２からそれぞれ取得されるものとする。酸素濃度低下量Ｘｄ３は当初濃度Ｘ１１と高負荷濃度Ｘ１１１との差、酸素濃度低下量Ｘｄ４は当初濃度Ｘ１１と高負荷濃度Ｘ１１２との差として得られる。例えば、使用者の酸素濃度低下量Ｘｄ３が他者の酸素濃度低下量Ｘｄ４よりも少ないことから、使用者の筋肉の筋収縮強度は他者よりも低いことが判定可能になる。逆に、使用者の酸素濃度低下量Ｘｄ３が他者の酸素濃度低下量Ｘｄ４よりも多い場合、使用者の筋肉の筋収縮強度は他者よりも高いことが判定可能になる。 As a second example, a comparison is made between the user and the other by comparing the respective oxygen concentration decrease amounts Xd3 and Xd4 and the difference in muscle contraction strength between the user and the other. explain. It is assumed that the oxygen concentration decrease amount Xd3 is acquired from the graph La11, and the oxygen concentration decrease amount Xd4 is acquired from the graph La12. The oxygen concentration decrease amount Xd3 is obtained as the difference between the initial concentration X11 and the high load concentration X111, and the oxygen concentration decrease amount Xd4 is obtained as the difference between the initial concentration X11 and the high load concentration X112. For example, since the oxygen concentration decrease amount Xd3 of the user is smaller than the oxygen concentration decrease amount Xd4 of the other person, it can be determined that the muscle contraction strength of the user's muscle is lower than that of the other person. On the contrary, when the oxygen concentration decrease amount Xd3 of the user is larger than the oxygen concentration decrease amount Xd4 of the other person, it can be determined that the muscle contraction strength of the user's muscle is higher than that of the other person.
このような構成により、電気刺激装置は客観的な値として測定される酸素濃度Ｘｓに基づいて筋肉の状態を客観的な情報として取得することができる。
以上説明したように、本電気刺激装置によれば、以下の効果を奏することができる。
With such a configuration, the electrical stimulation apparatus can acquire the muscle state as objective information based on the oxygen concentration Xs measured as an objective value.
As described above, according to the electrical stimulation device, the following effects can be achieved.
（１）出力電圧Ｖｘに対応して変化する筋肉の状態に関する情報が、出力電圧Ｖｘに応じて変化する筋肉の酸素濃度Ｘｓを測定された測定信号Ｉｓに対応する情報として操作兼表示部１２から出力される。つまり、本電気刺激装置は、筋肉の状態に関する情報を客観的な測定信号Ｉｓに対応する情報として取得することができる。なお、筋肉の酸素濃度Ｘｓは筋肉の状態に関連を有することが知られていることから、測定信号Ｉｓに基づいて筋肉の状態が客観的に判定できるようにもなる。
(1) Information on the muscle state that changes in response to the output voltage Vx is obtained from the operation /
（２）トレーニング後に測定実行モードを実行することで、操作兼表示部１２から出力される筋肉の状態に関する情報を、トレーニング後の出力電圧Ｖｘに対応する測定信号Ｉｓが反映されたものにさせることができる。
(2) By executing the measurement execution mode after training, the information regarding the muscle state output from the operation /
（３）操作兼表示部１２から出力される筋肉の状態に関する情報を、最新および過去のトレーニング後の出力電圧Ｖｘに対応するそれぞれの測定信号Ｉｓが反映されたものにさせることができる。
(3) The information on the muscle state output from the operation /
（４）操作兼表示部１２から出力される筋肉の状態に関する情報を、測定信号Ｉｓから得られる酸素濃度Ｘｓに関する特徴量とすることができる。
（５）筋肉の状態に関する情報として、出力電圧Ｖｘによる負荷に対する筋肉の反応である屈曲点Ｐ１が取得される。例えば、屈曲点Ｐ１によれば、筋肉が出力電圧Ｖｘによる負荷に反応しているということが判定される。
(4) Information relating to the state of the muscle output from the operation /
(5) As the information regarding the state of the muscle, the bending point P1, which is the muscle reaction to the load by the output voltage Vx, is acquired. For example, according to the bending point P1, it is determined that the muscle is responding to a load due to the output voltage Vx.
（６）筋肉の状態に関する情報として、出力電圧Ｖｘによる負荷に対する筋肉の反応である酸素濃度Ｘｓの酸素濃度減少速度Ａが取得される。例えば、酸素濃度Ｘｓの酸素濃度減少速度Ａによれば、出力電圧Ｖｘによる負荷への筋肉の反応態様が判定される。 (6) As information on the state of the muscle, the oxygen concentration decrease rate A of the oxygen concentration Xs, which is a muscle reaction to the load by the output voltage Vx, is acquired. For example, according to the oxygen concentration decrease rate A of the oxygen concentration Xs, the reaction mode of the muscle to the load by the output voltage Vx is determined.
（７）筋肉の状態に関する情報として、出力電圧Ｖｘによる負荷から解放された筋肉の回復反応である酸素濃度の増加速度に関連する酸素濃度回復時間Ｔｒが取得される。例えば、酸素濃度の増加速度に関連する酸素濃度回復時間Ｔｒによれば、出力電圧Ｖｘによる負荷から解放された筋肉の回復態様が判定できる。 (7) As information on the state of the muscle, the oxygen concentration recovery time Tr related to the increasing rate of the oxygen concentration, which is a recovery reaction of the muscle released from the load due to the output voltage Vx, is acquired. For example, according to the oxygen concentration recovery time Tr related to the increase rate of the oxygen concentration, the recovery mode of the muscle released from the load by the output voltage Vx can be determined.
（８）筋肉の状態に関する情報として、出力電圧Ｖｘによる負荷に対する筋肉の反応である酸素濃度Ｘｓの酸素濃度低下量Ｘｄが取得される。例えば、酸素濃度Ｘｓの酸素濃度低下量Ｘｄによれば、出力電圧Ｖｘによる負荷への筋肉の反応態様が判定される。 (8) As the information on the state of the muscle, the oxygen concentration decrease amount Xd of the oxygen concentration Xs, which is a muscle reaction to the load by the output voltage Vx, is acquired. For example, according to the oxygen concentration decrease amount Xd of the oxygen concentration Xs, the reaction mode of the muscle to the load by the output voltage Vx is determined.
（９）過去の特徴量を記憶して最新の特徴量と比較することにより、期間を空けて得られる２つの特徴量に基づいて筋肉の状態に関する情報が得られる。また、この得られる情報から筋肉の状態の相対変化が判定可能になる。 (9) By storing past feature values and comparing them with the latest feature values, information on the muscle state can be obtained based on two feature values obtained after a period of time. Further, it is possible to determine a relative change in the state of the muscle from the obtained information.
（実施の形態２）
以下、図７を参照して、電気刺激装置の実施の形態２について説明する。本電気刺激装置は、都度のトレーニング実行モードの前後でそれぞれ測定実行モードを実行する点が、上記実施の形態１と相違する。以下、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, Embodiment 2 of the electrical stimulation device will be described with reference to FIG. The present electrical stimulation apparatus is different from the first embodiment in that the measurement execution mode is executed before and after each training execution mode. Hereinafter, the difference from the first embodiment will be mainly described.
電気刺激制御部１６は、「トレーニングモード」の実行が指示されることで筋肉のトレーニングを行うとともに、当該トレーニングによる筋肉の疲労度を測定する。詳述すると、電気刺激制御部１６は、「トレーニングモード」の実行が指示されると、トレーニング開始前の測定実行モードと、トレーニング実行モードと、トレーニング終了後の測定実行モードとを順次行う。つまり、電気刺激制御部１６は、トレーニングの開始前及び終了後にそれぞれ測定実行モードを実行して筋肉の状態に関する情報を得る。
The electrical
図７（ａ），（ｂ）を参照して、作用について説明する。
「トレーニングモード」の実行が指示されると、電気刺激制御部１６は、トレーニング開始前の測定実行モードを実行する。電気刺激制御部１６は、時刻ｔ２０から時刻ｔ２２にかけて出力電圧Ｖｘを高負荷電圧Ｖ２２まで漸増する出力電圧Ｖｘを出力する。酸素濃度算出部１４は、出力電圧Ｖｘに対応する開始前測定信号としての測定信号Ｉｓを取得して酸素濃度Ｘｓを算出する。出力電圧Ｖｘの経時的変化はグラフＬｂ２として得られ、酸素濃度Ｘｓの経時的変化はグラフＬａ２１として得られる。そして、測定実行モードが終了する。グラフＬａ２１からは、高負荷濃度Ｘ２２１や、屈曲電圧Ｖ２１、酸素濃度減少速度Ａ、酸素濃度低下量Ｘｄ、酸素濃度回復時間Ｔｒを得ることができる。
With reference to FIGS. 7A and 7B, the operation will be described.
When execution of the “training mode” is instructed, the electrical
次に、電気刺激制御部１６は、測定実行モードが終了してから所定期間、例えば、酸素濃度Ｘｓが当初濃度Ｘ１１に回復するまで待機してから、トレーニング実行モードを実行する。
Next, the electrical
そして、電気刺激制御部１６は、トレーニング実行モードが終了してから所定時間、例えば、酸素濃度Ｘｓが当初濃度Ｘ１１に回復するまで待機してから、トレーニング終了後の測定実行モードを実行する。電気刺激制御部１６は、トレーニング開始前の測定実行モードと同一の期間で同一の電圧である高負荷電圧Ｖ２２まで漸増する出力電圧Ｖｘを出力する。酸素濃度算出部１４は、出力電圧Ｖｘに対応する終了後測定信号としての測定信号Ｉｓを得て酸素濃度Ｘｓを算出する。出力電圧Ｖｘの経時的変化はグラフＬｂ２として得られ、酸素濃度Ｘｓの経時的変化はグラフＬａ２２として得られる。そして、測定実行モードが終了する。なお、グラフＬａ２２からは、高負荷濃度Ｘ２２２や、屈曲電圧Ｖ２１、酸素濃度減少速度Ａ、酸素濃度低下量Ｘｄ、酸素濃度回復時間Ｔｒを得ることができる。
The electrical
取得する特徴量は、それらを比較する場合など測定条件を統一することが好ましい。そこで、トレーニング前後の各測定実行モードが出力する出力電圧Ｖｘの期間、増加態様、最大電圧を統一している。 It is preferable to unify the measurement conditions for the acquired feature values, for example, when comparing them. Therefore, the period, increase mode, and maximum voltage of the output voltage Vx output by each measurement execution mode before and after training are standardized.
その後、トレーニング開始前及び終了後のそれぞれの測定実行モードで得られた筋肉の状態に関する情報が出力される。例えば、筋肉の状態に関する情報として、２つの高負荷濃度Ｘ２２１，Ｘ２２２、酸素濃度減少速度Ａ、酸素濃度低下量Ｘｄ及び酸素濃度回復時間Ｔｒのうちの少なくとも１つが操作兼表示部１２に表示される。ここでは、トレーニング終了後は、高負荷濃度は低下し、酸素濃度減少速度Ａは速くなり、酸素濃度低下量Ｘｄは多くなり、所定の条件の下では酸素濃度回復時間Ｔｒは短くなっている。
Thereafter, information on the state of the muscles obtained in the respective measurement execution modes before and after the training is output. For example, at least one of the two high load concentrations X221 and X222, the oxygen concentration decrease rate A, the oxygen concentration decrease amount Xd, and the oxygen concentration recovery time Tr is displayed on the operation /
一般に、トレーニング前後では、筋肉の状態に、筋肉の疲労に起因する違いが生じることが知られている。例えば、トレーニング前後に、同じ条件の電気刺激を与えるとする。トレーニング開始前に比べてトレーニング終了後は、高負荷濃度は低下し、酸素濃度減少速度Ａは速くなり、酸素濃度低下量Ｘｄは多くなり、所定の条件の下では酸素濃度回復時間Ｔｒは短くなる傾向にある。つまり、運動によって疲労した筋肉は、疲労前の筋肉に比べて電気刺激に対する反応に変化が生じる。例えば、運動によって疲労した筋肉の反応は疲労前に比べて、高負荷濃度は低下し、酸素濃度減少速度Ａは速くなり、酸素濃度低下量Ｘｄは多くなり、酸素濃度回復時間Ｔｒは短くなる傾向を有している。よって、判定部１５や使用者は、トレーニング開始前と終了後の酸素濃度Ｘｓに関する情報から筋肉の疲労度を判定することができる。判定部１５は、トレーニング前後の高負荷濃度Ｘ２２１，Ｘ２２２や、酸素濃度減少速度Ａを比較し、その比較結果を操作兼表示部１２に表示させることが可能であってもよい。また、判定部１５は、トレーニング前後の酸素濃度低下量Ｘｄや、酸素濃度回復時間Ｔｒを比較し、その比較結果を操作兼表示部１２に表示させることが可能であってもよい。
In general, it is known that a difference caused by muscle fatigue occurs in the muscle state before and after training. For example, suppose that the electrical stimulation of the same conditions is given before and after training. After the end of training, the high load concentration decreases, the oxygen concentration decrease rate A increases, the oxygen concentration decrease amount Xd increases, and the oxygen concentration recovery time Tr decreases under a predetermined condition after the end of training. There is a tendency. That is, muscles that are fatigued by exercise have a change in response to electrical stimulation compared to muscles before fatigue. For example, in the muscle reaction fatigued by exercise, the high load concentration decreases, the oxygen concentration decrease rate A increases, the oxygen concentration decrease amount Xd increases, and the oxygen concentration recovery time Tr tends to be shorter than before fatigue. have. Therefore, the
以上説明したように、本電気刺激装置によれば、上記実施の形態１に記載した（１）〜（９）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（１０）操作兼表示部１２から出力する筋肉の状態に関する情報を、トレーニング前における特徴量と、トレーニング後における特徴量とが反映されたものになる。これにより、トレーニングが筋肉に与えた影響を含む情報を報知することができるようになる。
As described above, according to the electrical stimulation device, in addition to the effects (1) to (9) described in the first embodiment, the following effects can be achieved.
(10) Information relating to the state of the muscle output from the operation /
（実施の形態３）
以下、図８を参照して、電気刺激装置の実施の形態３について説明する。本電気刺激装置は、出力電圧Ｖｘが漸増により所定の電圧に到達し、その後はその所定の電圧に維持されるモードを有する点が、上記実施の形態１では電圧が刺激用電圧Ｖｐまで漸増を続ける点と相違する。以下、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, Embodiment 3 of the electrical stimulation device will be described with reference to FIG. This electrical stimulation device has a mode in which the output voltage Vx reaches a predetermined voltage by gradual increase and is maintained at the predetermined voltage thereafter. In the first embodiment, the voltage gradually increases to the stimulation voltage Vp. It is different from point to continue. Hereinafter, the difference from the first embodiment will be mainly described.
電気刺激制御部１６は、出力電圧Ｖｘを所定の電圧としての屈曲電圧Ｖ３１まで漸増させる第１のモードと、出力電圧Ｖｘを屈曲電圧Ｖ３１に一定に維持する第２のモードとを備える。電気刺激制御部１６は、グラフＬｂ３に示されるように、第１のモードと第２のモードとを続けて実行する。詳述すると、判定部１５は、第１のモードに応じて得られる酸素濃度Ｘｓに基づいて第１の特徴量としての屈曲点Ｐ３１を判定し、屈曲点Ｐ３１が判定された時の出力電圧Ｖｘを屈曲電圧Ｖ３１として得る。つまり、屈曲電圧Ｖ３１は、屈曲点Ｐ３１が反映された情報であって、高負荷電圧Ｖ３２よりも低い電圧である。判定部１５が屈曲電圧Ｖ３１を検出すると、電気刺激制御部１６は、モードを第１のモードから第２のモードへ変更し、屈曲電圧Ｖ３１を出力電圧Ｖｘとする。判定部１５は、第２のモードに応じて得られる酸素濃度Ｘｓに基づいて第２の特徴量としての最低点Ｐ３２を判定し、最低点Ｐ３２が判定されることで出力電圧Ｖｘの出力を停止する。最低点Ｐ３２に対応する電圧としては屈曲電圧Ｖ３１が得られる。
The electrical
第１のモードと第２のモードとは、測定実行モードに含むこともできるし、「トレーニングモード」に含むこともできる。測定実行モードに第１のモード及び第２のモードを含む場合、特徴量を取得するときの電気刺激の強度を調整することができる。「トレーニングモード」に第１のモードと第２のモードとを含む場合、第１のモードが測定実行モードに対応し、第２のモードがトレーニング実行モードに対応するかたちになる。 The first mode and the second mode can be included in the measurement execution mode or can be included in the “training mode”. When the measurement execution mode includes the first mode and the second mode, it is possible to adjust the strength of the electrical stimulation when acquiring the feature amount. When the “training mode” includes the first mode and the second mode, the first mode corresponds to the measurement execution mode, and the second mode corresponds to the training execution mode.
図８（ａ），（ｂ）を参照して、動作について説明する。
電気刺激制御部１６は、第１のモードによって、時刻ｔ３０から時刻ｔ３１までの間では出力電圧Ｖｘを屈曲電圧Ｖ３１まで漸増させる。出力電圧Ｖｘが屈曲電圧Ｖ３１に到達すると、電気刺激制御部１６は、第２のモードに切り替え、時刻ｔ３１から時刻ｔ３２まで出力電圧Ｖｘを屈曲電圧Ｖ３１に維持する。なお、時刻ｔ３２は、時刻ｔ３１から所定の時間経過後の時刻であって、このとき酸素濃度Ｘｓが高負荷濃度Ｘ３２に到達する。酸素濃度Ｘｓが高負荷濃度Ｘ３２に到達すると、電気刺激制御部１６は、時刻ｔ３２において出力電圧Ｖｘを零にする。これにより、時刻ｔ３２から時刻ｔ３４までの間で酸素濃度Ｘｓが高負荷濃度Ｘ３２から当初濃度Ｘ３１まで回復する。
The operation will be described with reference to FIGS. 8 (a) and 8 (b).
The electrical
なお、「トレーニングモード」の場合、酸素濃度Ｘｓが高負荷濃度Ｘ３２であることに限らず、適切な負荷が適切な期間付与されることによりモードが終了されてよい。また、「トレーニングモード」の場合、トレーニング後の特徴量を得るため、トレーニングモード終了後に測定実行モードを実行する。 In the “training mode”, the oxygen concentration Xs is not limited to the high load concentration X32, and the mode may be ended by applying an appropriate load for an appropriate period. In the case of the “training mode”, the measurement execution mode is executed after the training mode is completed in order to obtain a feature amount after the training.
そして、酸素濃度ＸｓのグラフＬａ３，Ｌｂ３に基づいて、屈曲点Ｐ３１や最低点Ｐ３２、酸素濃度減少速度Ａ、酸素濃度低下量Ｘｄ、酸素濃度回復時間Ｔｒなどの情報が取得される。屈曲電圧Ｖ３１は、第１の特徴量の反映された情報であり、酸素濃度減少速度Ａや酸素濃度低下量Ｘｄは第１の特徴量及び第２の特徴量の反映された情報であり、酸素濃度回復時間Ｔｒは第２の特徴量の反映された情報である。そして、これらの情報を筋肉の状態に関する情報として出力することができる。また、取得した情報を基準値や記憶されている他の時点や他者の情報と比較し、その比較結果を出力することもできる。 Based on the graphs La3 and Lb3 of the oxygen concentration Xs, information such as the bending point P31 and the lowest point P32, the oxygen concentration decrease rate A, the oxygen concentration decrease amount Xd, and the oxygen concentration recovery time Tr is acquired. The bending voltage V31 is information reflecting the first feature amount, the oxygen concentration decrease rate A and the oxygen concentration decrease amount Xd are information reflecting the first feature amount and the second feature amount, and oxygen The density recovery time Tr is information reflecting the second feature amount. These pieces of information can be output as information on the state of the muscle. Moreover, the acquired information can be compared with a reference value, other stored time points, or other information, and the comparison result can be output.
以上説明したように、本電気刺激装置によれば、上記実施の形態１に記載した（１）〜（９）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（１１）第１のモードでは出力電圧Ｖｘに応じた酸素濃度Ｘｓの変化が得られ、第２のモードでは、第１のモードにより得られた出力電圧Ｖｘと酸素濃度の変化との関係に基づいて電気刺激の強度が制御される。例えば、第１のモードと第２のモードとを測定実行モードにて利用すれば、特徴量を取得するときの電気刺激の強度を調整することができる。また例えば、第１のモードと第２のモードとを「トレーニングモード」に利用すれば、それぞれを測定実行モードとトレーニング実行モードとに対応させることができる。そして、第１のモードに基づき定められた出力電圧Ｖｘにて第２のモードによりトレーニングを行うことができる。
As described above, according to the electrical stimulation device, in addition to the effects (1) to (9) described in the first embodiment, the following effects can be achieved.
(11) In the first mode, a change in the oxygen concentration Xs corresponding to the output voltage Vx is obtained, and in the second mode, based on the relationship between the output voltage Vx obtained in the first mode and the change in oxygen concentration. Thus, the intensity of electrical stimulation is controlled. For example, if the first mode and the second mode are used in the measurement execution mode, it is possible to adjust the intensity of the electrical stimulation when acquiring the feature amount. Further, for example, if the first mode and the second mode are used as the “training mode”, each can correspond to the measurement execution mode and the training execution mode. Then, training can be performed in the second mode with the output voltage Vx determined based on the first mode.
（１２）「トレーニングモード」であるとき、操作兼表示部１２から出力する筋肉の状態に関する情報を、トレーニングを行う第２のモードの前後における特徴量が反映されたものとして得られるようになる。これにより、第２のモードによるトレーニングが筋肉に与えた影響を含む情報を報知することができるようになる。
(12) When in the “training mode”, information on the muscle state output from the operation /
（実施の形態４）
以下、図９を参照して、電気刺激装置の実施の形態４について説明する。本電気刺激装置は、漸増した出力電圧が維持される電圧が屈曲電圧よりも高い点が、上記実施の形態３と相違する。以下、実施の形態３との相違点を中心に説明する。
(Embodiment 4)
Hereinafter, with reference to FIG. 9, Embodiment 4 of an electrical stimulation apparatus is demonstrated. This electrical stimulation device is different from the third embodiment in that the voltage at which the gradually increased output voltage is maintained is higher than the bending voltage. Hereinafter, the difference from the third embodiment will be mainly described.
電気刺激制御部１６は、出力電圧Ｖｘを所定の電圧としての維持電圧Ｖ４５まで漸増させる第１のモードと、出力電圧Ｖｘを維持電圧Ｖ４５に一定に維持する第２のモードとを備える。維持電圧Ｖ４５は、屈曲電圧Ｖ４１を所定倍した電圧である。所定倍は、その値が、維持電圧Ｖ４５を屈曲電圧Ｖ４１より高く、かつ、高負荷電圧Ｖ４２よりも低い電圧とする範囲で設定されている。維持電圧Ｖ４５は、例えば、高負荷電圧Ｖ４２以下の電圧であり、屈曲電圧Ｖ４１の１倍に近ければ使用者に痛みを感じさせるおそれが小さく、逆に１倍よりも大きくなれば筋肉により高い負荷を与える。判定部１５は、第１のモードに応じて得られる酸素濃度Ｘｓに基づいて第１の特徴量としての屈曲点Ｐ４１を判定し、第２のモードに応じて得られる酸素濃度Ｘｓに基づいて第２の特徴量としての最低点Ｐ４２を判定する。
The electrical
図９（ａ），（ｂ）を参照して、動作について説明する。
電気刺激制御部１６は、第１のモードによって、時刻ｔ４０から時刻ｔ４５までの間では出力電圧Ｖｘを維持電圧Ｖ４５まで漸増させる。続いて、電気刺激制御部１６は、第２のモードに切り替え、時刻ｔ４５から時刻ｔ４２まで出力電圧Ｖｘを維持電圧Ｖ４５に維持する。そして、電気刺激制御部１６は、時刻ｔ４２になるなどの条件に基づいて出力電圧Ｖｘを零にする。これにより、時刻ｔ４２から時刻ｔ４４までの間で酸素濃度Ｘｓが高負荷濃度Ｘ４２から初期濃度Ｘ４１まで回復する。なお、第１のモードと第２のモードとは、測定実行モードに含むこともできるし、「トレーニングモード」に含むこともできる。
The operation will be described with reference to FIGS. 9 (a) and 9 (b).
The electrical
グラフＬａ４，Ｌｂ４に基づいて、屈曲点Ｐ４１、酸素濃度減少速度Ａ、酸素濃度低下量Ｘｄ、酸素濃度回復時間Ｔｒなどの情報が取得される。そして、これらの情報を筋肉の状態に関する情報として出力することができる。また、取得した情報を基準値や記憶されている他の時点や他者の情報と比較し、その比較結果を出力することもできる。 Based on the graphs La4 and Lb4, information such as the bending point P41, the oxygen concentration decrease rate A, the oxygen concentration decrease amount Xd, and the oxygen concentration recovery time Tr is acquired. These pieces of information can be output as information on the state of the muscle. Moreover, the acquired information can be compared with a reference value, other stored time points, or other information, and the comparison result can be output.
以上説明したように、本電気刺激装置によれば、上記実施の形態１及び３に記載した（１）〜（９），（１１），（１２）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（１３）屈曲電圧Ｖ４１より高い維持電圧Ｖ４５を用いることにより、電気刺激の強度を強められ、トレーニング効果が高くなる高めの負荷を筋肉に与えることができる。
As described above, according to the electrical stimulation device, in addition to the effects (1) to (9), (11), and (12) described in the first and third embodiments, the following effects can be achieved. Can do.
(13) By using the maintenance voltage V45 higher than the bending voltage V41, the strength of the electrical stimulation can be increased, and a higher load that increases the training effect can be applied to the muscle.
（変形例）
各実施の形態に関する説明は、本電気刺激装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本電気刺激装置は、各実施の形態以外に例えば以下に示される各実施の形態の変形例を取り得る。
(Modification)
The description regarding each embodiment is an illustration of the form which this electrical stimulation apparatus can take, and it does not intend restrict | limiting the form. This electrical stimulation apparatus can take the modification of each embodiment shown below, for example other than each embodiment.
・上記各実施の形態において、測定実行モードのとき、出力電圧Ｖｘは、電圧の漸増する期間が含まれず、測定実行モードの実行開始から一定の値に維持されてもよい。
例えば、図１０に示すように、出力電圧Ｖｘが、出力が開始される時刻ｔ５０から出力が停止される時刻ｔ５２まで、所定の電圧としての維持電圧Ｖ５１に一定に維持されてもよい。なお、維持電圧Ｖ５１は酸素濃度Ｘｓの最低点に対応する高負荷電圧Ｖ５２よりも低いことが好ましい。
In each of the above embodiments, in the measurement execution mode, the output voltage Vx does not include a period in which the voltage gradually increases, and may be maintained at a constant value from the start of execution of the measurement execution mode.
For example, as shown in FIG. 10, the output voltage Vx may be kept constant at a maintenance voltage V51 as a predetermined voltage from time t50 when output is started to time t52 when output is stopped. The sustain voltage V51 is preferably lower than the high load voltage V52 corresponding to the lowest point of the oxygen concentration Xs.
・上記各実施の形態において、測定モードのとき、出力電圧Ｖｘは、連続した電圧出力ではなく、出力と停止とが短い周期で繰り返えされるパルス状の電圧であってもよい。これにより、筋肉には負荷と休憩が交互に与えられるようになる。つまり、連続した電気刺激は筋収縮を持続させるため、血管の収縮による低酸素状態が続き過ぎてしまうおそれがあるが、こうしたおそれがパルス状の電圧により抑制される。 In each of the above embodiments, in the measurement mode, the output voltage Vx may not be a continuous voltage output, but may be a pulsed voltage in which output and stop are repeated in a short cycle. Thereby, a load and a break come to be given to muscles alternately. That is, since continuous electrical stimulation maintains muscle contraction, there is a possibility that a hypoxic state due to vasoconstriction may continue, but such a fear is suppressed by a pulsed voltage.
例えば、図１１に示すように、出力電圧Ｖｘが、出力が開始される時刻ｔ５０から出力が停止される時刻ｔ５３まで、出力パルスが更新される毎に高くなる態様で、初期電圧Ｖ５０から高負荷電圧Ｖ５５に変化してもよい。 For example, as shown in FIG. 11, the output voltage Vx is increased from the initial voltage V50 to the high load in a mode in which the output voltage is increased every time the output pulse is updated from the time t50 when the output is started to the time t53 when the output is stopped. The voltage may change to V55.
・上記実施の形態２では、電気刺激制御部１６は、「トレーニングモード」の実行が指示されると、トレーニング開始前の測定実行モード、トレーニング実行モード、トレーニング終了後の測定実行モードの順に各モードを実行する場合について例示した。しかしこれに限らず、「トレーニングモード」の実行が指示されると、操作兼表示部１２から電気刺激制御部１６に測定実行モード、トレーニング実行モード、終了後の測定実行モードが順次指示されてもよい。
In the second embodiment, when the execution of the “training mode” is instructed, the electrical
・上記実施の形態２では、「トレーニングモード」に測定実行モード、トレーニング実行モード、測定実行モードがこの順に含まれる場合について例示した。しかしこれに限らず、「トレーニングモード」には、トレーニング実行モードのみが含まれ、「トレーニングモード」の前後に測定実行モードが別に実行されてもよい。例えば、操作兼表示部１２が自動的に、測定実行モード、「トレーニングモード」、測定実行モードの順に指示するようにしてもよい。また、操作兼表示部１２への使用者の操作を通じて、測定実行モード、トレーニング実行モード、測定実行モードの順の切り替えが行われてもよい。このとき、操作兼表示部１２は、次に指示すべきボタンを表示して、使用者に指示すべき操作を促すと好ましい。
In the second embodiment, the case where the “training mode” includes the measurement execution mode, the training execution mode, and the measurement execution mode in this order is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and the “training mode” includes only the training execution mode, and the measurement execution mode may be executed separately before and after the “training mode”. For example, the operation /
・上記実施の形態１，３，４において、測定信号Ｉｓが得られるのであれば、測定実行モードは、トレーニング実行モードの後の実行に限られず、トレーニング実行モードの前に実行されてもよいし、トレーニング実行モードの前後に実行されてもよい。また、測定実行モードが複数回実行されることになる場合、各測定実行モードがトレーニング実行モードの開始前及び終了後のいずれか一方で実行されればよい。 In the first, third, and fourth embodiments, as long as the measurement signal Is is obtained, the measurement execution mode is not limited to the execution after the training execution mode, and may be executed before the training execution mode. It may be executed before and after the training execution mode. Further, when the measurement execution mode is executed a plurality of times, each measurement execution mode may be executed either before or after the training execution mode is started.
・上記構成では、トレーニングを行うとき、トレーニング実行モードを実行する場合について例示したが、トレーニングのとき、トレーニング実行モードを実行しなくてもよい。例えば、電気刺激を行わないスクワットなどのトレーニングについて、そのトレーニングの前、又は後、もしくは前後に測定実行モードを実行して特徴量を取得してもよい。 In the above configuration, the case where the training execution mode is executed when training is illustrated, but the training execution mode may not be executed during training. For example, for training such as squats that do not perform electrical stimulation, the measurement execution mode may be executed before, after, or before and after the training to acquire the feature amount.
・上記各実施の形態において、操作兼表示部１２は、屈曲点、最低点、屈曲電圧Ｖｂ、酸素濃度減少速度Ａ、酸素濃度低下量Ｘｄ及び酸素濃度回復時間Ｔｒの各情報の少なくとも１つの情報を出力することができればよい。また、取得時刻の異なる２つ以上の屈曲点、最低点、屈曲電圧Ｖｂ、酸素濃度減少速度Ａ、酸素濃度低下量Ｘｄ及び酸素濃度回復時間Ｔｒの情報をそれぞれ出力してもよい。さらに、使用者及び他者のそれぞれに対応する屈曲点、最低点、屈曲電圧Ｖｂ、酸素濃度減少速度Ａ、酸素濃度低下量Ｘｄ及び酸素濃度回復時間Ｔｒの情報をそれぞれ出力してもよい。
In each of the above embodiments, the operation /
・上記各実施の形態において、操作兼表示部１２は、タッチパネルでもよい。タッチパネルは、その表面を操作部として用いることにより、ボタンを減らしたり、無くしたりすることができる。
In the above embodiments, the operation /
・上記各実施の形態において、操作兼表示部１２は、情報の報知が可能であれば、表示部とともに、または、表示部に代えて、音、音声、振動や光などを出力する機能を有していてもよい。これにより、文字や画像以外の方法によって情報を報知することができる。
In each of the above-described embodiments, the operation /
・上記各実施の形態において、第１の電極２１、第２の電極２２及び光電センサ３０は、筋肉が対象となる部位であれば、脚以外の部位、例えば腕、腹部などの部位に装着されてもよい。
In each of the above embodiments, the
・上記各実施の形態において、第１の電極２１及び第２の電極２２は、筋肉に電気刺激を与えることができるものであればよく、使用者の体表面に直接貼り付けられるものなど、サポータ以外の方法で使用者の体に装着されるものであってもよい。
In each of the above embodiments, the
・上記各実施の形態において、光電センサ３０は、血中酸素濃度を測定することができるのであれば、使用者の体表面に直接貼り付けられるなど、サポータ以外の方法で使用者に装着されてよい。
In each of the above embodiments, the
・上記各実施の形態において、発光部３１と受光部３２との間隔Ｗは、３０ｍｍには限定されない。発光部３１と受光部３２との間隔Ｗの１／２の距離が生体組織の透過深度と言われていることから、目的に応じて定まる生体組織の透過深度に応じて発光部３１と受光部３２との間隔Ｗを設定することができる。なお、筋肉の酸素濃度を測定することができるのであれば、間隔Ｗと透過深度との関係は１／２に限定されるものではない。
In each of the above embodiments, the interval W between the
・上記各実施の形態において、発光部３１は、血中酸素濃度を測定可能であれば、７６０ｎｍ，８０５ｎｍ，８４０ｎｍ以外の波長を用いてもよい。例えば、波長としては、酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの等吸収点である８０５ｎｍを跨ぐような波長を選択することが好ましいが、吸光度に相違が生じればそれ以外の波長が用いられてもよい。
In each of the above embodiments, the
・上記各実施の形態において、発光部３１は、血中酸素濃度を測定可能であれば、２波長を発光するものでもよい。２波長の場合、例えば、波長として、７６０ｎｍ，８４０ｎｍの組合せが挙げられる。
In each of the above embodiments, the
・上記各実施の形態において、特徴量を、算出された酸素濃度Ｘｓの変化に基づいて取得することに限らず、測定された測定信号Ｉｓの変化に基づいて取得してもよい。測定信号Ｉｓは、実際の酸素濃度Ｘｓに対応する信号であるから、測定信号Ｉｓの経時的変化に基づいて屈曲点、最低点、屈曲電圧Ｖｂ、酸素濃度減少速度Ａ、酸素濃度低下量Ｘｄ及び酸素濃度回復時間Ｔｒなどの情報を取得することができる。 In each of the above embodiments, the feature amount is not limited to being acquired based on the calculated change in the oxygen concentration Xs, but may be acquired based on the change in the measured measurement signal Is. Since the measurement signal Is is a signal corresponding to the actual oxygen concentration Xs, the bending point, the lowest point, the bending voltage Vb, the oxygen concentration decrease rate A, the oxygen concentration decrease amount Xd, and the oxygen concentration decrease amount Xd based on the change over time of the measurement signal Is. Information such as the oxygen concentration recovery time Tr can be acquired.
・上記各実施の形態では、出力電圧Ｖｘの変更にて電気刺激の強度を調整する場合について例示したが、電気刺激の強度を調整することができるのであれば、この調整を電流や電力の変更などによって調整してもよい。 In each of the above embodiments, the case where the intensity of the electrical stimulation is adjusted by changing the output voltage Vx is exemplified. However, if the intensity of the electrical stimulation can be adjusted, this adjustment is performed by changing the current or power. It may be adjusted by, for example.
１０：コントローラ
１１：制御部
１２：操作兼表示部（報知部）
１３：電源部
１４：酸素濃度算出部
１５：判定部
１６：電気刺激制御部
２０：電極部
３０：光電センサ（測定部）
10: Controller 11: Control unit 12: Operation and display unit (notification unit)
13: power supply unit 14: oxygen concentration calculation unit 15: determination unit 16: electrical stimulation control unit 20: electrode unit 30: photoelectric sensor (measurement unit)
Claims (12)
酸素濃度に応じて変化する測定信号を出力する測定部と、
筋肉の状態に関する情報を出力する報知部と、
前記電極部に前記電気刺激を出力させることにより得られる前記測定信号が反映された前記情報を前記報知部に出力させる制御部と、を備える
電気刺激装置。 An electrode unit for applying electrical stimulation;
A measurement unit that outputs a measurement signal that varies according to the oxygen concentration;
A notification unit that outputs information on the state of the muscle;
An electrical stimulation apparatus comprising: a control unit that outputs the information reflecting the measurement signal obtained by causing the electrode unit to output the electrical stimulation.
請求項１に記載の電気刺激装置。 The control unit includes a training mode that causes the electrode unit to output the electrical stimulation that can contribute to training, and causes the notification unit to output the information that reflects the measurement signal obtained after the training mode is ended. The electrical stimulation apparatus according to claim 1.
請求項２に記載の電気刺激装置。 The control unit includes a post-end measurement signal that is the measurement signal obtained by causing the electrode unit to output the electrical stimulation after the training mode is completed, and the electrode unit before starting the training mode. The electrical stimulation device according to claim 2, wherein the information reflecting the measurement signal before start which is the measurement signal obtained by outputting the electrical stimulation is output to the notification unit.
請求項２又は３に記載の電気刺激装置。 The control unit causes the measurement signal obtained by causing the electrode unit to output the electrical stimulation after finishing the training mode, and causes the electrode unit to output the electrical stimulation after finishing the training mode in the past. The electrical stimulation device according to claim 2, wherein the information reflecting the measurement signal obtained by the output is output to the notification unit.
請求項２〜４のいずれか一項に記載の電気刺激装置。 The said control part calculates the feature-value regarding the said oxygen concentration based on the said measurement signal, and makes the said alerting | reporting part output the said information in which the calculated feature-value was reflected. Electrical stimulator.
請求項５に記載の電気刺激装置。 The electrical stimulation device according to claim 5, wherein the feature amount is a bending point that appears in the oxygen concentration.
請求項６に記載の電気刺激装置。 The electrical stimulation device according to claim 6, wherein the characteristic amount is a decrease rate of the oxygen concentration when the electrical stimulation is output.
請求項６に記載の電気刺激装置。 The electrical stimulation apparatus according to claim 6, wherein the characteristic amount is an increase rate of the oxygen concentration after the output of the electrical stimulation is stopped.
請求項６に記載の電気刺激装置。 The characteristic amount includes the oxygen concentration before the oxygen concentration starts to decrease when the electrical stimulation is output, and the change in the oxygen concentration when the electrical stimulation is output. The electrical stimulation device according to claim 6, wherein the electrical stimulation device is a difference from an oxygen concentration.
請求項５〜９のいずれか一項に記載の電気刺激装置。 The training mode includes a first mode for gradually increasing the intensity of the electrical stimulation, and a second mode for controlling the intensity of the electrical stimulation based on the measurement signal obtained in the first mode. The electrical stimulation apparatus as described in any one of 5-9.
請求項１０に記載の電気刺激装置。 The control unit calculates a first feature amount, which is the feature amount, based on the measurement signal obtained when the first mode is executed, and after the second mode is finished, the electrode A second feature value that is the feature value is calculated based on the measurement signal obtained by causing the unit to output the electrical stimulation, and the information reflecting the first feature value and the second feature are calculated. The electrical stimulation device according to claim 10, wherein the information reflecting the amount is output to the notification unit.
請求項１０に記載の電気刺激装置。 The control unit calculates the feature amount based on the measurement signal obtained by causing the electrode unit to output the electrical stimulation after finishing the second mode, and stores the feature amount. The electrical stimulation device according to claim 10, wherein the information reflecting the plurality of feature quantities is output to the notification unit.
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