本發(fā)明涉及電刺激裝置、訓(xùn)練裝置及電刺激方法。

背景技術(shù)：

肌肉虛弱者或者腦血管患者等難以靠自己訓(xùn)練步行等動(dòng)作所需的肌肉力量。以往，例如已知有下述的專利文獻(xiàn)1、2所公開(kāi)的進(jìn)行基于電刺激的運(yùn)動(dòng)輔助的訓(xùn)練裝置。在專利文獻(xiàn)1的第0075段記載了屈伸運(yùn)動(dòng)與電刺激裝置的通電之間的關(guān)系。在該專利文獻(xiàn)1的第0106段也記載了電刺激的大小可以不固定的內(nèi)容。在專利文獻(xiàn)2的第0018段記載了對(duì)肌肉施加電刺激使肌肉收縮的內(nèi)容，在該文獻(xiàn)的第0020段記載了在股屈肌和股四頭肌安裝電刺激裝置的電極的內(nèi)容。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2008－67917號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2004－209040號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

但是，上述專利文獻(xiàn)所公開(kāi)的技術(shù)是在大腿部安裝電極使腿單純地屈曲伸展用的電刺激方法。從進(jìn)行在日常生活中進(jìn)行的例如步行等復(fù)雜的動(dòng)作所需的肌肉力量訓(xùn)練的觀點(diǎn)考慮，現(xiàn)有技術(shù)還有改善的余地。

本發(fā)明正是為了解決上述問(wèn)題而提出的，其目的在于，提供能夠進(jìn)行實(shí)用的肌肉力量訓(xùn)練的電刺激裝置、訓(xùn)練裝置及電刺激方法。

用于解決問(wèn)題的手段

第一發(fā)明的電刺激裝置具有第1電極、第2電極、第3電極及第4電極和電刺激生成部。電刺激生成部對(duì)所述第1電極、所述第2電極、所述第3電極及所述第4電極分別提供電刺激信號(hào)，使得交替地進(jìn)行通過(guò)所述第1電極及所述第2電極實(shí)現(xiàn)的第1電刺激和通過(guò)所述第3電極及所述第4電極實(shí)現(xiàn)的第2電刺激。

第二發(fā)明的電刺激裝置具有多個(gè)電極和對(duì)所述多個(gè)電極提供電刺激信號(hào)的電刺激生成部。所述多個(gè)電極包括第1電極和第2電極。所述電刺激生成部對(duì)所述第1電極提供刺激強(qiáng)度依照第1波形而變化的電刺激信號(hào)，對(duì)所述第2電極提供刺激強(qiáng)度依照第2波形而變化的電刺激信號(hào)。所述第1波形隨著振幅的增大而達(dá)到第1峰值，當(dāng)在所述第1峰值經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)定的第1區(qū)間后減小。所述第2波形是以在所述第1波形達(dá)到所述第1峰值后達(dá)到第2峰值的方式生成的，并在達(dá)到所述第2峰值后減小。

第三發(fā)明是訓(xùn)練裝置，具有檢測(cè)運(yùn)動(dòng)狀況的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部以及第一發(fā)明或者第二發(fā)明的電刺激裝置。電刺激裝置具有多個(gè)電極和對(duì)所述電極提供電刺激信號(hào)的電刺激生成部。所述訓(xùn)練裝置在所述運(yùn)動(dòng)狀況與預(yù)先設(shè)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一致時(shí)，將所述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部的輸出信號(hào)反饋給所述電刺激生成部，以調(diào)整所述電刺激生成部的輸出。

第四發(fā)明是電刺激方法，促使運(yùn)動(dòng)以使腿屈曲，對(duì)小腿部的第1部分提供第1電刺激信號(hào)，以使腳踝與所述屈曲聯(lián)動(dòng)地跖屈，在所述屈曲后促使運(yùn)動(dòng)，以使所述腿伸展，對(duì)所述小腿部的第2部分提供第2電刺激信號(hào)，以使所述腳踝與所述伸展聯(lián)動(dòng)地背屈。交替地進(jìn)行伴隨所述屈曲的所述第1電刺激信號(hào)的電刺激和伴隨所述伸展的所述第2電刺激信號(hào)的電刺激。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠進(jìn)行實(shí)用的肌肉力量訓(xùn)練。

本發(fā)明的其它目的、其它特征及其他效果，根據(jù)下面的說(shuō)明將更加明確。

附圖說(shuō)明

圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的訓(xùn)練裝置的立體圖。

圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的訓(xùn)練裝置的立體圖。

圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)裝置的踏板部的圖。

圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)裝置的踏板部的圖。

圖5是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)裝置的動(dòng)作的圖。

圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激器的圖。

圖7是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激方法的示意圖。

圖8是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激方法的示意圖。

圖9是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激方法的示意圖。

圖10是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激方法的示意圖。

圖11是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激方法的示意圖。

圖12是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激方法的示意圖。

圖13是本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激信號(hào)的波形圖。

圖14是本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激信號(hào)的波形圖。

圖15是本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激信號(hào)的波形圖。

圖16是本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激信號(hào)的波形圖。

圖17是本發(fā)明的實(shí)施方式的訓(xùn)練裝置的控制流程圖。

圖18是本發(fā)明的實(shí)施方式的訓(xùn)練裝置的控制流程圖。

圖19是本發(fā)明的實(shí)施方式的訓(xùn)練裝置的控制流程圖。

圖20是本發(fā)明的實(shí)施方式的訓(xùn)練裝置的控制流程圖。

圖21是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激信號(hào)的變形例的波形圖。

圖22是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激信號(hào)的變形例的波形圖。

圖23是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激信號(hào)的變形例的波形圖。

圖24是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激信號(hào)的變形例的波形圖。

圖25是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激信號(hào)的變形例的波形圖。

圖26是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激信號(hào)的變形例的波形圖。

圖27是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激信號(hào)的變形例的波形圖。

圖28是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激信號(hào)的變形例的波形圖。

圖29是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激信號(hào)的變形例的波形圖。

具體實(shí)施方式

腦血管患者或者肌肉虛弱者難以靠自己訓(xùn)練站起來(lái)、坐下、蹲下、站立、步行及跑步等動(dòng)作所需要的肌肉力量。本實(shí)施方式的訓(xùn)練裝置1適合用于以這些人員為對(duì)象，增強(qiáng)進(jìn)行動(dòng)作所需要的肌肉力量。在本實(shí)施方式中，在運(yùn)動(dòng)實(shí)施者2躺在床上等的狀態(tài)下，對(duì)腿3實(shí)施電刺激，并且在不施加負(fù)荷或者施加較輕負(fù)荷的狀態(tài)下進(jìn)行腿部按壓(leg press)。訓(xùn)練裝置1具有運(yùn)動(dòng)裝置10和電刺激器100，運(yùn)動(dòng)裝置10適合于上述的腿部按壓。但是，本發(fā)明不限于使用該運(yùn)動(dòng)裝置10的實(shí)施方式，也可以使用進(jìn)行腿部按壓以外的其它訓(xùn)練的器具。

實(shí)施方式的訓(xùn)練裝置的結(jié)構(gòu)

[訓(xùn)練裝置的整體結(jié)構(gòu)]

圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的訓(xùn)練裝置1的立體圖。在圖1中也示出了XYZ正交坐標(biāo)系。優(yōu)選Z軸與鉛直方向一致，XY平面與水平面一致。圖2示出訓(xùn)練裝置1的使用狀況。訓(xùn)練裝置1具有運(yùn)動(dòng)裝置10和電刺激器100。運(yùn)動(dòng)裝置10具有運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部20。運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部20具有能夠?qū)嵤┩炔堪磯旱奶ぐ宀?1和檢測(cè)踏板部21的位置的編碼器26。踏板部21相當(dāng)于能夠往復(fù)移動(dòng)的移位部，編碼器26相當(dāng)于檢測(cè)移位部的運(yùn)動(dòng)狀況的傳感器。

[運(yùn)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作]

圖1示出了本發(fā)明的實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)裝置10。運(yùn)動(dòng)裝置10具有支承體30、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部20、負(fù)荷生成部40和傳遞線24。支承體30是形成運(yùn)動(dòng)裝置10的構(gòu)架的結(jié)構(gòu)體。運(yùn)動(dòng)裝置10所具備的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部20及負(fù)荷生成部40等這些各構(gòu)成要素被一體化在支承體30上。運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部20能夠檢測(cè)踏板部21的移動(dòng)距離，而檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)狀況。負(fù)荷生成部40能夠以不妨礙踏板部21的移動(dòng)的方式施加負(fù)荷，傳遞線24傳遞該負(fù)荷。

(支承體)

支承體30是多個(gè)框架31、32、33、34、35、36及37組合成梯子狀而構(gòu)成的，這些框架優(yōu)選使用例如鋁等質(zhì)量輕的金屬材料。長(zhǎng)尺寸的框架31、33、37以沿Y軸方向延伸的方式平行排列。支承體30具有寬W及長(zhǎng)L的外形尺寸。

(運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部)

運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部20具有第1導(dǎo)軌23、踏板部21及編碼器26，它們被收納在外殼25中。外殼25通過(guò)外殼安裝部件27被可插拔地安裝于支承體30。在外殼25安裝有護(hù)罩22。在護(hù)罩22設(shè)有具備長(zhǎng)度d的兩個(gè)縫隙22a。踏板部21能夠在第1導(dǎo)軌23上往復(fù)移動(dòng)，長(zhǎng)度d是最大移動(dòng)距離。另外，如圖2所示，在護(hù)罩22的旁邊能夠安裝頂板29。外殼安裝部件27能夠在支承體30的沿著寬度W方向的多個(gè)位置處安裝外殼25。由此，能夠應(yīng)對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)施者2的左右兩條腿。踏板部21安裝于第1導(dǎo)軌23，并能夠在第1導(dǎo)軌23上面沿長(zhǎng)度L方向(在圖1中正好是X軸方向)往復(fù)移動(dòng)。第1導(dǎo)軌23從放置腳4的踏板部21直線延伸，因而能夠限制運(yùn)動(dòng)方向，能夠進(jìn)行再現(xiàn)性較高的直線運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施方式中，作為位置傳感器的一例而使用的編碼器26檢測(cè)踏板部21在第1導(dǎo)軌23上面的位置，能夠使用公知的各種旋轉(zhuǎn)編碼器。也可以使用速度傳感器或者加速度傳感器替代位置傳感器，檢測(cè)踏板部21的運(yùn)動(dòng)。

圖3及圖4是示出運(yùn)動(dòng)裝置10的踏板部21的圖。踏板部21具有踏板主體21a、移動(dòng)部件21b和旋轉(zhuǎn)軸21e。踏板主體21a具有用于放置腳4的腳掌側(cè)的墊子21ca及用于放置腳后跟的墊子21cb、在表面固定有這些墊子21ca及21cb的墊板21f、和在墊板21f的背面設(shè)置的配件21d。踏板主體21a能夠以旋轉(zhuǎn)軸21e為中心旋轉(zhuǎn)，踏板主體21a相對(duì)于第1導(dǎo)軌23的行進(jìn)方向軸的角度θ是可變的。另外，也可以在踏板部21設(shè)置壓力傳感器，或者也可以在踏板部21設(shè)置檢測(cè)角度θ的角度傳感器。也可以在踏板部21設(shè)置加速度傳感器，檢測(cè)踏板部21的位置、速度及加速度。另外，也可以使用例如日本特開(kāi)2004-209040號(hào)公報(bào)所記載的肌肉電位傳感器，來(lái)取代編碼器26而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部20，或者與該編碼器26一并使用而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部20。也可以使用肌肉電位計(jì)檢測(cè)在股四頭肌及股曲肌等產(chǎn)生的肌肉電位的值，單獨(dú)了解股四頭肌及股曲肌等各肌肉的收縮狀態(tài)。這些各種傳感器的信號(hào)被提供給控制裝置28。

(負(fù)荷生成部)

運(yùn)動(dòng)裝置10具有以妨礙踏板部21的移動(dòng)的方式施加負(fù)荷的負(fù)荷生成部40。能夠用重物44調(diào)節(jié)負(fù)荷生成部40的負(fù)荷，在本實(shí)施方式中設(shè)為不放置重物44的無(wú)負(fù)荷狀態(tài)。負(fù)荷生成部40具有第2導(dǎo)軌42、框部41和固定部件43。第2導(dǎo)軌42以沿Z軸方向延伸的方式固定于支承體30的寬度W方向側(cè)端部即框架37的一端?？虿?1以可移動(dòng)的方式安裝于第2導(dǎo)軌42。在框部41能夠收納一片以上的較薄的平面塊體即重物44。固定部件43連接第2導(dǎo)軌42和支承體30，能夠變更第2導(dǎo)軌42相對(duì)于支承體30的安裝位置。另外，在實(shí)施方式中，將第2導(dǎo)軌42固定于支承體30的寬度W方向側(cè)的端部，但除此以外也可以固定于長(zhǎng)度L方向側(cè)的端部。并且，也可以不在端部，而在俯視觀察時(shí)的支承體30的面內(nèi)的任何位置，例如在支承體30的W×L平面的中央附近，設(shè)置相當(dāng)于第2導(dǎo)軌42的升降框式的負(fù)荷生成部。

(傳遞線)

如圖1所示，運(yùn)動(dòng)裝置10具有傳遞線24。在圖1中，為了方便起見(jiàn)，用較粗的虛線圖示出傳遞線24。傳遞線24是在踏板部21和框部41之間傳遞力的傳遞手段的一例，與在第1導(dǎo)軌23上面的踏板的移動(dòng)聯(lián)動(dòng)地，使框部41在第2導(dǎo)軌42上移位。傳遞線24與踏板部21連接，并繞掛在設(shè)于第1導(dǎo)軌23的側(cè)方的未圖示的滑輪上。傳遞線24的一個(gè)端部與踏板部21連接，另一個(gè)端部與框部41連接。傳遞線24在圖1的位置R1和位置R2通過(guò)未圖示的輥而轉(zhuǎn)換方向。在框架37的上部設(shè)有護(hù)罩45。另外，也可以使用例如帶或者齒輪等動(dòng)力傳遞要素部件取代傳遞線24。

在圖2中示出了將運(yùn)動(dòng)裝置10安裝于床200上，運(yùn)動(dòng)實(shí)施者2進(jìn)行腿部按壓的狀態(tài)。仰臥的運(yùn)動(dòng)實(shí)施者2將其腳4放置在運(yùn)動(dòng)裝置10的踏板部21上。運(yùn)動(dòng)實(shí)施者2使腿3屈伸進(jìn)行腿部按壓運(yùn)動(dòng)。支承體30通過(guò)作為安裝單元的一例的安裝帶50被固定在床200上。安裝單元例如可以是配件等。

圖5是示出運(yùn)動(dòng)裝置10的動(dòng)作的圖。圖5是使踏板部21在第1導(dǎo)軌23上僅行進(jìn)了d1的圖。在踏板部21移動(dòng)了d1時(shí)，與其聯(lián)動(dòng)，框部41移動(dòng)。重物44收納在框部41中，因而框部41借助重力的作用向鉛直下方施力。該施力成為負(fù)荷并通過(guò)傳遞線24被傳遞，由此踏板部21向d1方向的移動(dòng)受到阻礙。

另外，在本實(shí)施方式中，也可以僅實(shí)施無(wú)負(fù)荷狀態(tài)的腿部按壓。在這種情況下，不需要對(duì)踏板部21施加負(fù)荷，因而運(yùn)動(dòng)裝置10也可以不具有負(fù)荷生成部40和傳遞線24。

(控制裝置)

在運(yùn)動(dòng)裝置10內(nèi)部安裝有內(nèi)置了處理器、存儲(chǔ)器等的控制裝置28?？刂蒲b置28與編碼器26連接，能夠以規(guī)定時(shí)間間隔記錄編碼器26及其它各種傳感器的輸出。運(yùn)動(dòng)裝置10也可以通過(guò)線纜61或者其它的USB線纜等與外部的個(gè)人計(jì)算機(jī)連接。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)在個(gè)人計(jì)算機(jī)中保存各人的多次的電子數(shù)據(jù)等的信息管理。在運(yùn)動(dòng)實(shí)施者2是多個(gè)人的情況下，也能夠?qū)€(gè)人信息數(shù)據(jù)庫(kù)化。另外，也可以在控制裝置28中搭載數(shù)據(jù)庫(kù)功能等。

[電刺激器的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作]

圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激器100的圖。電刺激器100具有分別具備正極及負(fù)極的多個(gè)電極墊110、和對(duì)多個(gè)電極墊110分別提供電刺激信號(hào)的電刺激生成部120。電極墊110包括4個(gè)電極墊110a、110b、110c及110d。電極墊110a～110d和電刺激生成部120分別通過(guò)布線相連接。如圖6所示，對(duì)電極墊110a～110d分配了4個(gè)信道Ch1～Ch4。

電刺激生成部120具有：功率電路130，其輸出對(duì)電極墊110a～110d的電刺激信號(hào)；調(diào)整電路140，其調(diào)節(jié)功率電路130的輸出；存儲(chǔ)器152，其存儲(chǔ)了電刺激信號(hào)的波形等的信息；輸入輸出電路154，其與電刺激生成部120的外部之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入及輸出；控制器150，其控制調(diào)整電路140，使得依照從存儲(chǔ)器152讀出的電刺激信號(hào)波形改變刺激強(qiáng)度。功率電路130包括與電極墊110a～110d分別連接的功率電路部130a～130d，能夠使每個(gè)電極墊110a～110d產(chǎn)生單獨(dú)的電刺激。調(diào)整電路140包括與功率電路部130a～130d分別連接的調(diào)整電路部140a～140d，能夠針對(duì)每個(gè)電極墊110a～110d調(diào)節(jié)電刺激。電刺激的調(diào)節(jié)具體地講包括刺激的強(qiáng)弱即刺激強(qiáng)度的調(diào)節(jié)。刺激強(qiáng)度的調(diào)節(jié)可以根據(jù)已經(jīng)公知的各種電刺激技術(shù)進(jìn)行，具體而言，可以調(diào)節(jié)施加給電極墊110a～110d的電壓值或者電流值。例如，如在日本特開(kāi)2008-67917號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的那樣，既可以使用交流電壓、脈沖電壓，也可以使用交流電流、脈沖電流。對(duì)于頻率、周期、占空比等，適當(dāng)選定優(yōu)選的范圍即可。

在存儲(chǔ)器152中存儲(chǔ)有后述的電刺激信號(hào)的波形等的控制程序。具體而言，存儲(chǔ)器152存儲(chǔ)第1刺激模式A1～A4的信息、第2刺激模式B1～B4的信息、以及為了生成屬于各刺激模式的多個(gè)波形所需的信息。電刺激生成部120依照第1刺激模式A1～A4對(duì)電極墊110a及110b提供Ch1、Ch2的電刺激信號(hào)，依照第2刺激模式B1～B4對(duì)電極墊110c及110d提供Ch3、Ch4的電刺激信號(hào)。預(yù)先將第1刺激模式A1～A4設(shè)定成，對(duì)電極墊110a提供Ch1、對(duì)電極墊110b提供Ch2。預(yù)先將第2刺激模式B1～B4設(shè)定成，對(duì)電極墊110c提供Ch3、對(duì)電極墊110d提供Ch4。

在本實(shí)施方式中，在運(yùn)動(dòng)裝置10的外部另外設(shè)置電刺激器100，但本發(fā)明不限于此。也可以將電刺激器100收納在運(yùn)動(dòng)裝置10的內(nèi)部即外殼25內(nèi)，并將電極墊110a～電極墊110d引出到外部。并且，在本實(shí)施方式中，將控制裝置28和電刺激器100作為不同的硬件進(jìn)行了說(shuō)明，但這僅是一個(gè)例子，本發(fā)明不限于此。例如，也可以在控制裝置28和電刺激器100之間共用處理器、存儲(chǔ)器等。

使用了實(shí)施方式的電刺激方法的肌肉力量訓(xùn)練

圖7～圖12是用于說(shuō)明使用了本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激方法的肌肉力量訓(xùn)練的示意圖。在圖7中示出了運(yùn)動(dòng)實(shí)施者2的腿3。腿3具有大腿部3a、小腿部3b、膝蓋3c、腳4及腳踝4a。通過(guò)利用電極墊110a對(duì)股四頭肌5a施加Ch1的刺激，由此刺激股四頭肌5a使得膝蓋3c伸展。通過(guò)利用電極墊110b對(duì)脛骨前肌5b施加Ch2的刺激，由此刺激脛骨前肌5b使得腳踝4a背屈。通過(guò)利用電極墊110c對(duì)股二頭肌5c施加Ch3的刺激，由此刺激股二頭肌5c使得膝蓋3c屈曲。通過(guò)利用電極墊110d對(duì)腓骨長(zhǎng)肌5d施加Ch4的刺激，由此刺激腓骨長(zhǎng)肌5d使得腳踝4a跖屈。以使腿3屈曲的方式促使運(yùn)動(dòng)，與屈曲聯(lián)動(dòng)地對(duì)腿肚子(腓骨長(zhǎng)肌)施加Ch4的刺激，由此使腿3跖屈。在屈曲之后，以使腿3伸展的方式促使運(yùn)動(dòng)，與伸展聯(lián)動(dòng)地對(duì)脛部(脛骨前肌)施加Ch2的刺激，由此使腿3背屈。本實(shí)施方式的電刺激方法是交替地進(jìn)行屈曲及跖屈用的Ch3及Ch4的電刺激、和伸展及背屈用的Ch1及Ch2的電刺激。另外，關(guān)于先進(jìn)行Ch3及Ch4的電刺激和Ch1及Ch2的電刺激中的哪一方，可以根據(jù)將初始狀態(tài)設(shè)定為狀態(tài)S1和狀態(tài)S2中的哪一方而任意設(shè)定。

圖8是說(shuō)明原地踏步時(shí)的膝蓋3c及腳踝4a的運(yùn)動(dòng)的圖。狀態(tài)S1是將腿3伸展而直立的狀態(tài)。從狀態(tài)S1使膝蓋慢慢屈曲、使腳踝慢慢跖屈，由此到達(dá)狀態(tài)S2。狀態(tài)S2是在踏步時(shí)將膝蓋抬起到峰值位置的狀態(tài)。從狀態(tài)S2使膝蓋3c慢慢伸展、使腳踝4a慢慢背屈，由此到達(dá)狀態(tài)S3。狀態(tài)S3是將腿3伸展到最大而再次返回到直立的狀態(tài)。

圖9～圖12示出用于實(shí)現(xiàn)圖8的踏步動(dòng)作的電刺激方法。圖9示出狀態(tài)S1。對(duì)電極墊110c提供Ch3的電刺激信號(hào)，由此使膝蓋3c屈曲，對(duì)電極墊110d提供Ch4的電刺激信號(hào)，由此使腳踝4a跖屈。由此，進(jìn)入圖10的狀態(tài)S2。接著，在圖11的狀態(tài)S2，對(duì)電極墊110a提供Ch1的電刺激信號(hào)，由此使膝蓋3c伸展，對(duì)電極墊110b提供Ch2的電刺激信號(hào)，由此使腳踝4a背屈。由此，成為如圖12所示的狀態(tài)S3。為了這樣反復(fù)進(jìn)行狀態(tài)S1、S2、S3、S1、S2、S3…的動(dòng)作，分別提供Ch1～Ch4的電刺激信號(hào)即可。

實(shí)施方式的電刺激信號(hào)的波形

圖13～圖16是本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激器100生成的電刺激信號(hào)的波形圖。在各圖中圖示了第1刺激模式A1～A4及第2刺激模式B1～B4。在各個(gè)信道Ch1～Ch4中都是橫軸表示時(shí)間，縱軸表示刺激強(qiáng)度。在圖14～圖16中，在波形圖的紙面上方示意性地圖示了步行狀態(tài)。訓(xùn)練裝置1依照?qǐng)D13～圖16所示的波形，利用Ch1～Ch4的電刺激信號(hào)使運(yùn)動(dòng)實(shí)施者2進(jìn)行肌肉力量訓(xùn)練。如圖13～圖16所示，Ch1～Ch4的刺激強(qiáng)度分別依照波形161～175而變化。Ch2的波形與Ch1的波形聯(lián)動(dòng)地增減，Ch4的波形與Ch3的波形聯(lián)動(dòng)地增減。

電刺激器100如圖13～圖16所示交替地進(jìn)行第1刺激模式A1～A4的電刺激和第2刺激模式B1～B4的電刺激。由此，電刺激器100能夠交替地進(jìn)行基于Ch1及Ch2的電刺激和基于Ch3及Ch4的電刺激。此處所講的“交替地進(jìn)行的電刺激”不限于反復(fù)各個(gè)圖13～圖16的刺激模式的方式。例如，也可以是在連續(xù)進(jìn)行在第1刺激模式A1～A4中的任意選擇的兩種以上的刺激模式后出現(xiàn)第2刺激模式B1～B4中的至少一種刺激模式，也可以是在連續(xù)進(jìn)行從第2刺激模式B1～B4中任意選擇的兩種以上的刺激模式后出現(xiàn)第1刺激模式A1～A4中的至少一種刺激模式，還可以是連續(xù)地或者間隔規(guī)定的停止期間反復(fù)產(chǎn)生這些刺激模式。

優(yōu)選不同時(shí)施加Ch1及Ch2的電刺激和Ch3及Ch4的電刺激，優(yōu)選依照第1刺激模式A1～A4及第2刺激模式B1～B4彼此排他地施加Ch1及Ch2的電刺激和Ch3及Ch4的電刺激。也可以在第1刺激模式A1～A4的電刺激和第2刺激模式B1～B4的電刺激之間設(shè)置休息時(shí)間，由此減輕運(yùn)動(dòng)實(shí)施者2的負(fù)擔(dān)，并確保排他性的電刺激的施加。但是，本發(fā)明不限于此，此處所講的“交替地進(jìn)行的電刺激”也可以包括如下的電刺激的表現(xiàn)方式：在時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)并交替地產(chǎn)生第1刺激模式A1～A4的電刺激和第2刺激模式B1～B4的電刺激，并使這些電刺激的一部分重疊。

圖13是用于實(shí)現(xiàn)圖9～圖12所示的踏步動(dòng)作的電刺激信號(hào)的波形。在圖13所示的一例中，Ch1、Ch3的波形161、163是梯形波，Ch2、Ch4的波形162、164是三角波，Ch2、Ch4的三角波具有減小部分比增大部分陡峭的斜率，增大期間比減小期間長(zhǎng)。為了從狀態(tài)S1進(jìn)入狀態(tài)S2，Ch3、Ch4分別處于刺激開(kāi)啟，在到達(dá)狀態(tài)S2時(shí)Ch3、Ch4處于刺激關(guān)閉，Ch1、Ch2處于刺激開(kāi)啟。在從狀態(tài)S2到達(dá)狀態(tài)S3時(shí)，Ch1、Ch2處于刺激關(guān)閉，腿部按壓的一次往復(fù)動(dòng)作完成。

圖14～圖16是用于實(shí)現(xiàn)步行時(shí)的動(dòng)作的電刺激信號(hào)的波形。圖14示出了在使一條腿向前邁出的動(dòng)作用的肌肉力量訓(xùn)練中使用的波形。在圖14中，通過(guò)在Ch1～Ch4中流過(guò)波形165～168的電刺激信號(hào)，腿3的狀態(tài)進(jìn)入狀態(tài)SW1～SW6。狀態(tài)SW1是初始狀態(tài)。狀態(tài)SW1是為使腿3向前邁出而開(kāi)始屈曲時(shí)的腿3的狀態(tài)，相當(dāng)于在Ch3中波形167開(kāi)始增大的時(shí)刻。狀態(tài)SW2是為踩踏地面而開(kāi)始跖屈時(shí)的腿3的狀態(tài)，相當(dāng)于在Ch3中波形167保持峰值且在Ch4中波形168開(kāi)始增大的時(shí)刻。狀態(tài)SW3是踩踏地面的腳4離開(kāi)地面而結(jié)束跖屈時(shí)的腿3的狀態(tài)，相當(dāng)于在Ch4中波形168達(dá)到峰值且波形168開(kāi)始減小的時(shí)刻。狀態(tài)SW4是在規(guī)定的位置進(jìn)行了屈曲并結(jié)束屈曲，為使腿3向前邁出而開(kāi)始伸展和背屈時(shí)的腿3的狀態(tài)。狀態(tài)SW4相當(dāng)于在Ch3中波形167開(kāi)始減小的時(shí)刻。狀態(tài)SW4和狀態(tài)SW5之間的區(qū)間首先是Ch3的波形167下降到零。在Ch3成為零的時(shí)刻，Ch1的波形165及Ch2的波形166開(kāi)始增大。狀態(tài)SW5是伸展的腿3著地，并慢慢減弱背屈的輸出時(shí)的腿3的狀態(tài)。狀態(tài)SW5相當(dāng)于在Ch2中波形166從增大轉(zhuǎn)變?yōu)闇p小的時(shí)刻。狀態(tài)SW6是腳4的腳掌著地因而結(jié)束伸展及背屈時(shí)的腿3的狀態(tài)。狀態(tài)SW6是結(jié)束狀態(tài)。從狀態(tài)SW6起間隔預(yù)先設(shè)定的“運(yùn)動(dòng)停止期間”，使運(yùn)動(dòng)實(shí)施者2休息。然后，反復(fù)上述的從狀態(tài)SW1起的動(dòng)作。優(yōu)選在控制裝置28中預(yù)先存儲(chǔ)各狀態(tài)SW1～SW6各自的踏板部21的位置等，根據(jù)編碼器26的輸出，檢測(cè)狀態(tài)SW1～SW6。也可以利用角度傳感器等檢測(cè)踏板部21的角度θ，更加準(zhǔn)確地檢測(cè)運(yùn)動(dòng)狀況。

圖15是圖14的電刺激信號(hào)的波形的變形例。圖15與圖14的不同之處在于：Ch2的波形171是三角波、在Ch1的峰值中Ch2下降、Ch4的波形172是梯形波、以及在Ch1的后半部分存在Ch4的波形173，Ch1和Ch4的開(kāi)啟區(qū)間重疊。圖16是生成圖14及圖15之后的步行動(dòng)作的波形。從狀態(tài)SW6或者SW16進(jìn)入狀態(tài)SW21，步行動(dòng)作是連續(xù)的。

在圖16所示的第1刺激模式A4及第2刺激模式B4中，Ch1具有梯形波的波形174，Ch2只有三角波的波形175。Ch3及Ch4維持關(guān)閉。從狀態(tài)SW21到狀態(tài)SW22的區(qū)間長(zhǎng)度，與狀態(tài)SW1(或者SW11)和狀態(tài)SW6(或者SW16)的區(qū)間長(zhǎng)度相同。從狀態(tài)SW22進(jìn)入狀態(tài)SW1或者SW11，步行動(dòng)作是連續(xù)的。

電刺激信號(hào)的波形能夠按照作為目的的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行各種設(shè)定。對(duì)所設(shè)定的方面的一例進(jìn)行說(shuō)明，電刺激信號(hào)的大小與刺激的強(qiáng)度成比例。Ch1～Ch4各自的刺激強(qiáng)度與腿3的位移量即伸展量、背屈量、屈曲量及跖屈量分別具有相關(guān)性。并且，電刺激信號(hào)的變化率與“使刺激的強(qiáng)弱變化的速度”成比例。如果波形的變化率較大，則產(chǎn)生使腿3快速移動(dòng)的刺激，如果波形的變化率較小，則產(chǎn)生使腿3緩慢地逐漸移動(dòng)的刺激。因此，也可以如圖14及圖15所示，使第1刺激模式A2、A3的刺激的供給期間比第2刺激模式B2、B3長(zhǎng)。由此，能夠進(jìn)行接近實(shí)際的步行動(dòng)作的肌肉力量訓(xùn)練。

在此，將屬于Ch1或者Ch3的波形161、163、165、167及174稱為“第1波形組”，將屬于Ch2或者Ch4的波形162、164、166、168、171、172、173及175稱為“第2波形組”。第1波形組是進(jìn)行膝蓋3c的伸展和屈曲的電刺激信號(hào)的波形。第2波形組是進(jìn)行腳踝4a的背屈和跖屈的電刺激信號(hào)的波形。因此，也可以優(yōu)選采用下述的一種或者多種關(guān)系。也可以如圖14～圖16所示，以在第1波形組的波形分別達(dá)到峰值后使第2波形組的波形分別達(dá)到峰值的方式，增大這些波形組的波形。第1波形組的波形的開(kāi)啟區(qū)間和第2波形組的波形的開(kāi)啟區(qū)間也可以至少一部分重疊。也可以設(shè)置在第1波形組的波形維持峰值的期間中第2波形組的波形增大并達(dá)到峰值的區(qū)間。也可以是，在第1波形組的波形維持峰值的期間中，第2波形組的波形開(kāi)始減小。也可以使第2波形組的波形中示出峰值的區(qū)間比第1波形組的波形中示出峰值的區(qū)間短。也可以使第2波形組的波形減小的斜率比增大的斜率陡。也可以如波形166所示，使第2波形組的波形包括值以第1斜率減小的第1減區(qū)間、和值以比第1斜率大的第2斜率減小的第2減區(qū)間。

另外，也可以使峰值(即振幅)在各個(gè)波形161～174之間不同，由此分別調(diào)整伸展量、背屈量、屈曲量及跖屈量。也可以按照以下所述設(shè)定Ch1～Ch4中的“兩個(gè)Ch”的波形的關(guān)系。在兩個(gè)Ch的波形之間，既可以使增大時(shí)的變化率和減小時(shí)的變化率至少一方不同，也可以使增大或者減小呈階梯狀變化或者連續(xù)地變化。既可以在兩個(gè)Ch的波形之間使增區(qū)間的長(zhǎng)度和減區(qū)間的長(zhǎng)度的至少一方不同，也可以在兩個(gè)Ch的波形之間使增大開(kāi)始時(shí)期和減小開(kāi)始時(shí)期中的至少一方不同，還可以在兩個(gè)Ch的波形之間使增大結(jié)束時(shí)期和減小結(jié)束時(shí)期中的至少一方不同。此處所講的“兩個(gè)Ch”具體地講可以設(shè)為Ch1和Ch2的組、Ch3和Ch4的組、Ch1和Ch3的組、或者Ch2和Ch4的組。

另外，在各個(gè)第1刺激模式A1～A4及第2刺激模式B1～B4中，既可以使屬于同一刺激模式的多個(gè)波形的開(kāi)啟區(qū)間彼此重疊，也可以使各個(gè)開(kāi)啟區(qū)間不重疊。例如，在圖14中屬于第2刺激模式B2的波形167、168的開(kāi)啟區(qū)間重疊，但也可以使波形167盡快下降、然后開(kāi)始波形168的增大，由此使這些波形167、168的開(kāi)啟區(qū)間不重疊。另外，優(yōu)選能夠彼此獨(dú)立地設(shè)定電極墊110a～110d各自的刺激強(qiáng)度。人的動(dòng)作存在個(gè)人差異，因而優(yōu)選用戶適當(dāng)調(diào)整所有波形的增大、水平和減小。在膝關(guān)節(jié)稍微疼痛的情況下或者波形的增大較快時(shí)比較痛苦的情況下，也可以減緩波形增大的斜率。在將波形維持水平的情況下，優(yōu)選也能夠適當(dāng)調(diào)整該維持區(qū)間的長(zhǎng)度及維持的強(qiáng)度。也可以減緩波形減小的斜率。同樣，優(yōu)選也能夠調(diào)整波形的峰值即應(yīng)該施加的刺激強(qiáng)度的最大值。作為具體的調(diào)整方法的一例，在存在多個(gè)用戶的情況下，也可以對(duì)各個(gè)用戶設(shè)定識(shí)別編號(hào)(ID)，針對(duì)每個(gè)用戶設(shè)定上述的參數(shù)組。也可以設(shè)為能夠針對(duì)每個(gè)用戶切換設(shè)定參數(shù)組。

在電極墊110a及110c的刺激下能夠進(jìn)行膝蓋3c的伸展及屈曲，在電極墊110b及110d的刺激下能夠進(jìn)行腳踝4a的背屈及跖屈。腳踝4a與膝蓋3c的屈曲聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行跖屈，腳踝4a與膝蓋3c的伸展聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行背屈。這樣，通過(guò)將屈曲和跖屈設(shè)為一組、將伸展和背屈設(shè)為一組并交替地進(jìn)行這些動(dòng)作，由此實(shí)現(xiàn)屈伸、踏步或者步行等動(dòng)作。如圖13～16所示，通過(guò)交替地提供第1刺激模式A1～A4和第2刺激模式B1～B4，能夠?qū)ν?準(zhǔn)確地施加用于引導(dǎo)屈伸、踏步、步行等動(dòng)作的電刺激。由此，能夠進(jìn)行更加精密且實(shí)用的肌肉力量訓(xùn)練。本實(shí)施方式是基于腿步按壓的肌肉力量訓(xùn)練，作為優(yōu)選的適用對(duì)象，能夠?qū)⒈景l(fā)明適用于踏步及步行訓(xùn)練，但也能夠鍛煉用于從原地站起來(lái)、坐下、蹲下、站立的動(dòng)作的肌肉力量。不限于步行，也可以將本發(fā)明適用于跑步用的肌肉力量訓(xùn)練。

實(shí)施方式的訓(xùn)練裝置的具體控制

圖17～圖20是本發(fā)明的實(shí)施方式的訓(xùn)練裝置1的控制流程圖。對(duì)在功能上相同或者相當(dāng)?shù)奶幚聿襟E標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，并省略說(shuō)明。該控制利用訓(xùn)練裝置1具備的控制單元實(shí)施即可，各步驟的處理也可以由控制裝置28和控制器150適當(dāng)分擔(dān)。另外，如在上述的波形圖中示出的那樣，在本實(shí)施方式中，在刺激的開(kāi)啟和刺激的關(guān)閉時(shí)，上升沿以規(guī)定的增大率上升，下降沿以規(guī)定的減小率下降。由此，抑制急劇的刺激變化。但是，本發(fā)明不限于此，也可以使波形的上升及下降中的至少一方瞬時(shí)變化。

圖17示出了實(shí)現(xiàn)踏步動(dòng)作的控制。在圖17中，首先在狀態(tài)S1的步驟S100中，開(kāi)啟Ch3、Ch4的刺激。由此，向電極墊110c及110d輸出圖13所示的Ch3、Ch4的電刺激信號(hào)。接著，在步驟S102中，控制裝置28取得編碼器26的輸出，而取得踏板部21的位置信息。接著，在步驟S104中實(shí)施判定處理，在踏板部21到達(dá)預(yù)先設(shè)定的位置時(shí)，處理進(jìn)入步驟S106，否則，處理返回到步驟S102。“預(yù)先設(shè)定的位置”是指在狀態(tài)S2下與腳4抬起的位置對(duì)應(yīng)的位置。在步驟S106中是狀態(tài)S2，在所有的Ch1～Ch4中刺激關(guān)閉。接著，在步驟S108中，對(duì)預(yù)先設(shè)定的休息時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)。在步驟S108中的休息時(shí)間結(jié)束時(shí)，接下來(lái)在步驟S110中開(kāi)啟Ch1、Ch2的刺激。接著，在步驟S112中取得編碼器26的輸出，在步驟S114中，控制裝置28判定踏板部21是否返回到原來(lái)的位置。因?yàn)槿绻ぐ宀?1返回到原來(lái)的位置，則與在狀態(tài)S3腳4著地的狀態(tài)對(duì)應(yīng)。在步驟S114的條件成立時(shí)，處理進(jìn)入步驟S116，所有刺激關(guān)閉，在步驟S118中對(duì)休息時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)。然后，在步驟S120中，對(duì)累計(jì)運(yùn)動(dòng)次數(shù)計(jì)數(shù)得到的計(jì)數(shù)值遞增，判定累計(jì)運(yùn)動(dòng)次數(shù)是否達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的指定運(yùn)動(dòng)次數(shù)。反復(fù)步驟S100～S120的處理，一直到累計(jì)運(yùn)動(dòng)次數(shù)達(dá)到指定運(yùn)動(dòng)次數(shù)為止，在達(dá)到指定運(yùn)動(dòng)次數(shù)時(shí)，圖17的流程結(jié)束。

圖18示出了圖17的流程的變形例。在圖18的流程中，根據(jù)時(shí)間計(jì)測(cè)值切換Ch1～Ch4的開(kāi)啟和關(guān)閉。在圖18的流程中，首先在步驟S200中開(kāi)始利用定時(shí)器進(jìn)行的時(shí)間計(jì)測(cè)。接著，與圖17一樣執(zhí)行步驟S100的處理。接著，在步驟S204中，計(jì)測(cè)在執(zhí)行步驟S100的處理后的經(jīng)過(guò)時(shí)間。然后，在步驟S206中，判定經(jīng)過(guò)時(shí)間是否達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的第1規(guī)定時(shí)間。該“第1規(guī)定時(shí)間”是指估計(jì)為從步驟S100的刺激開(kāi)啟后進(jìn)入腳4抬起的狀態(tài)S2的時(shí)間，可以設(shè)定為與圖13的Ch3的開(kāi)啟期間相同的長(zhǎng)度。當(dāng)在步驟S206中判定為經(jīng)過(guò)時(shí)間達(dá)到預(yù)先設(shè)定的時(shí)間的情況下，處理進(jìn)入步驟S106、S108、S110。然后，在步驟S214中取得經(jīng)過(guò)時(shí)間，在步驟S216中判定經(jīng)過(guò)時(shí)間是否達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的第2規(guī)定時(shí)間。該“第2規(guī)定時(shí)間”是指估計(jì)為從步驟S110的刺激開(kāi)啟后踏板部21返回到初始位置的時(shí)間，可以設(shè)定為與圖13的Ch1的開(kāi)啟期間相同的長(zhǎng)度。在步驟S216的條件成立時(shí)，與圖17的流程一樣，進(jìn)行步驟S116的所有刺激關(guān)閉、步驟S118的休息及步驟S120的運(yùn)動(dòng)次數(shù)的判定，在累計(jì)運(yùn)動(dòng)次數(shù)達(dá)到指定運(yùn)動(dòng)次數(shù)時(shí)，流程結(jié)束。

圖19及圖20是依照?qǐng)D14及圖16所示的波形圖提供刺激信號(hào)的控制流程圖。在圖19的流程中，首先在步驟S300中，在腿3是狀態(tài)SW1時(shí)開(kāi)啟Ch3的刺激，接著在步驟S302中進(jìn)行取得編碼器26的輸出的傳感器信息取得處理，繼而在步驟S304中判定踏板部21是否到達(dá)了預(yù)先設(shè)定的屈曲開(kāi)始位置。在未判定為踏板部21到達(dá)屈曲開(kāi)始位置時(shí)，處理返回到步驟S302。當(dāng)在步驟S304中判定為踏板部21到達(dá)屈曲開(kāi)始位置時(shí)，腿3是狀態(tài)SW2，接著在步驟S306中開(kāi)啟Ch4的刺激。接著，在步驟S308中進(jìn)行傳感器信息取得處理，在步驟S310中判定踏板部21是否到達(dá)了預(yù)先設(shè)定的跖屈位置。在踏板部21到達(dá)跖屈位置時(shí)，腿3是狀態(tài)SW3，在步驟S312中關(guān)閉Ch4的刺激。在該時(shí)刻Ch3的刺激開(kāi)啟繼續(xù)，然后在步驟S314中進(jìn)行傳感器信息取得處理，在步驟S316中判定踏板部21是否到達(dá)了預(yù)先設(shè)定的屈曲位置。在判定為踏板部21到達(dá)屈曲位置時(shí)，腿3是狀態(tài)SW4，接著在步驟S318中關(guān)閉Ch3的刺激，開(kāi)啟Ch1及Ch2的刺激。

接著，處理進(jìn)入圖20的流程中的步驟S320，進(jìn)行傳感器信息取得處理，繼而在步驟S322中判定踏板部21是否到達(dá)了“與腳跟著地時(shí)的腳4的位置對(duì)應(yīng)地預(yù)先設(shè)定的位置”。在判定為踏板部21到達(dá)背屈位置時(shí)，腿3是狀態(tài)SW5，在步驟S324中開(kāi)始逐漸減弱Ch2的刺激強(qiáng)度。接著，在步驟S326中進(jìn)行傳感器信息取得處理，在步驟S328中判定踏板部21是否到達(dá)了“與腳掌著地時(shí)的腳踝4a的位置對(duì)應(yīng)地預(yù)先設(shè)定的位置”。在判定為踏板部21到達(dá)跖屈位置時(shí)，腿3是狀態(tài)SW6，接著在步驟S330中關(guān)閉所有刺激。此時(shí)，如圖14所示，在Ch2的刺激成為零后延遲少許，Ch1的刺激成為零。然后，在步驟S332中計(jì)數(shù)預(yù)先設(shè)定的休息時(shí)間。在經(jīng)過(guò)休息時(shí)間后，在腿3是狀態(tài)SW21時(shí)，在步驟S334中開(kāi)啟Ch1及Ch2，以便實(shí)現(xiàn)圖16所示的波形圖。然后，在步驟S336中進(jìn)行傳感器信息取得處理，在步驟S338中判定踏板部21是否到達(dá)了預(yù)先設(shè)定的背屈位置。在判定為踏板部21到達(dá)背屈位置時(shí)，腿3是狀態(tài)SW22，在步驟S340中所有刺激關(guān)閉。然后，在步驟S342中計(jì)數(shù)預(yù)先設(shè)定的休息時(shí)間，在經(jīng)過(guò)該時(shí)間后，與圖17及圖18的步驟S120同樣，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)次數(shù)的判定。在累計(jì)運(yùn)動(dòng)次數(shù)比指定運(yùn)動(dòng)次數(shù)少的情況下，處理返回到圖19的步驟S300。在累計(jì)運(yùn)動(dòng)次數(shù)達(dá)到指定運(yùn)動(dòng)次數(shù)的情況下，此次的流程結(jié)束。

在圖19及圖20的流程中，在狀態(tài)SW1～SW6之后，接著進(jìn)入SW21、SW22，然后再次從SW1開(kāi)始反復(fù)相同的動(dòng)作。這可以通過(guò)進(jìn)行基于第2刺激模式B2的電刺激、基于第1刺激模式A2的電刺激、基于第1刺激模式A4的電刺激，將其作為一組反復(fù)執(zhí)行來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，按照“基于第2刺激模式(B2)的電刺激”、“基于第1刺激模式(A2及A4)的電刺激”、“基于第2刺激模式(B2)的電刺激”…的順序，交替地進(jìn)行第1、第2刺激模式的電刺激。并且，在圖20的流程中，與基于編碼器26的輸出的踏板部21的位置對(duì)應(yīng)地進(jìn)行刺激開(kāi)啟和關(guān)閉及刺激強(qiáng)度調(diào)整等，但本發(fā)明不限于此。也可以與圖18的流程中基于時(shí)間計(jì)測(cè)值的刺激調(diào)整同樣地，在圖20中也根據(jù)時(shí)間計(jì)測(cè)值進(jìn)行刺激開(kāi)啟和關(guān)閉及刺激強(qiáng)度調(diào)整等。

根據(jù)以上說(shuō)明的實(shí)施方式的具體處理，能夠?qū)⒕幋a器26的輸出信號(hào)反饋給電刺激器100，使得在運(yùn)動(dòng)狀況與預(yù)先設(shè)定的狀態(tài)SW1～SW22一致時(shí)調(diào)整電刺激器100的輸出。另外，優(yōu)選應(yīng)用在踏板部21設(shè)置角度傳感器等來(lái)正確檢測(cè)腳踝4a的背屈及跖屈的變形例。

另外，在上述的實(shí)施方式的記載中對(duì)各種變形例及變形的可能性進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以實(shí)施下述的變形。圖21～圖29是示出本發(fā)明的實(shí)施方式的電刺激信號(hào)的變形例的波形圖，在各附圖中疊加示出了多種波形。也可以將從以下的波形401～427以及由與這些波形同等形狀的波形構(gòu)成的波形組中選擇出的一種波形，應(yīng)用于分別提供給Ch1～Ch4的電刺激信號(hào)。能夠應(yīng)用圖21所示的區(qū)間寬度不同的梯形波401～403，關(guān)于梯形波401～403，能夠選擇峰值P1～P4。能夠應(yīng)用圖22所示的三角波404～408，也可以應(yīng)用增大率和減小率相等的三角波406，也可以應(yīng)用增大的斜率小于減小的斜率的三角波407、408或者其倒三角波404、405。如圖23所示，也可以應(yīng)用增大的斜率分兩檔的波形409、410或者減小的斜率分兩檔的波形411、412。增大或者減小的斜率的檔數(shù)不限于兩檔，也可以是三檔以上。梯形波不限于圖13～圖16所示的等腰梯形的波形，如圖24及圖25所示，也可以應(yīng)用梯形的腰的長(zhǎng)度不同的非等腰梯形的波形413～419。也可以應(yīng)用如圖26及圖27所示的呈階梯狀減小的波形420～422或者呈階梯狀增大的波形423～425。也可以應(yīng)用如圖28所示的整體上近似于梯形波且包括連續(xù)地呈曲線狀變化的部分的波形426，也可以應(yīng)用如圖29所示的整體上近似于三角波且包括連續(xù)地呈曲線狀變化的部分的波形427。

另外，在本發(fā)明中，也可以將在本實(shí)施方式中說(shuō)明的電刺激處理、控制處理、運(yùn)算處理、控制處理及其它處理存儲(chǔ)在CD-ROM、DVD-ROM等其它程序存儲(chǔ)介質(zhì)中進(jìn)行提供。并且，也可以作為程序單體進(jìn)行流通。另外，也可以將上述的實(shí)施方式中的電刺激信號(hào)的產(chǎn)生方法作為“電刺激方法”來(lái)實(shí)施。也可以將在上述的實(shí)施方式中使用運(yùn)動(dòng)裝置10進(jìn)行的控制、分析方法、處理的內(nèi)容作為“訓(xùn)練方法”的發(fā)明來(lái)實(shí)施。

另外，在實(shí)施方式中將本發(fā)明應(yīng)用于腿3的肌肉力量訓(xùn)練，但本發(fā)明不限于此。也可以將本發(fā)明應(yīng)用于其它運(yùn)動(dòng)例如臂部的肌肉力量訓(xùn)練。具體而言，例如在握持物品時(shí)、撿拾物品時(shí)、舉起物品時(shí)等，肘部及手腕聯(lián)動(dòng)動(dòng)作。因此，通過(guò)將本發(fā)明的電刺激器、訓(xùn)練裝置及電刺激方法應(yīng)用于臂部的肌肉，也可以進(jìn)行根據(jù)肘部的屈曲和伸展反復(fù)手腕的掌屈和背屈的動(dòng)作。例如，也可以使用電刺激器100通過(guò)電極墊110a及電極墊110c的刺激進(jìn)行臂部的伸展及屈曲，通過(guò)電極墊110b及電極墊110d的刺激進(jìn)行手腕的背屈和掌屈。并且，對(duì)于運(yùn)動(dòng)裝置10的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部20，也可以構(gòu)成為能夠?qū)⑻ぐ宀?1安裝于手上，沿著與臂部的屈伸對(duì)應(yīng)的手的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，改變導(dǎo)軌23的方向及長(zhǎng)度。這樣，也可以將上述的實(shí)施方式的訓(xùn)練裝置1具有的所有的結(jié)構(gòu)、動(dòng)作及控制等及其變形例應(yīng)用于臂部的肌肉力量訓(xùn)練。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1訓(xùn)練裝置；2運(yùn)動(dòng)實(shí)施者；3腿；3a大腿部；3b小腿部；3c膝蓋；4腳；4a腳踝；5a股四頭??；5b脛骨前?。?c股二頭?。?d腓骨長(zhǎng)??；10運(yùn)動(dòng)裝置；20運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部；21踏板部；21a踏板主體；21b移動(dòng)部件；21ca墊子；21cb墊子；21d配件；21e旋轉(zhuǎn)軸；21f墊板；22護(hù)罩；22a縫隙；23導(dǎo)軌；24傳遞線；25外殼；26編碼器；27外殼安裝部件；28控制裝置；29頂板；30支承體；31～37框架；40負(fù)荷生成部；41框部；42導(dǎo)軌；43固定部件；44重物；45護(hù)罩；50安裝帶；61線纜；100電刺激器；110、110a～110d電極墊；120電刺激生成部；130功率電路；130a～130d功率電路部；140調(diào)整電路；140a～140d調(diào)整電路部；150控制器；152存儲(chǔ)器；154輸入輸出電路；200床；A1～A4、B1～B4刺激模式；Ch1～Ch4信道。

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.(修改后)一種電刺激裝置，其中，該電刺激裝置具有：

第1電極、第2電極、第3電極及第4電極；以及

電刺激生成部，其對(duì)所述第1電極、所述第2電極、所述第3電極及所述第4電極分別提供電刺激信號(hào)，以使得通過(guò)所述第1電極～所述第4電極中的兩個(gè)電極實(shí)現(xiàn)的電刺激強(qiáng)度聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行增減，通過(guò)所述第1電極～所述第4電極中的另兩個(gè)電極實(shí)現(xiàn)的電刺激強(qiáng)度聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行增減，并且交替地進(jìn)行通過(guò)所述兩個(gè)電極實(shí)現(xiàn)的電刺激和通過(guò)所述另兩個(gè)電極實(shí)現(xiàn)的電刺激。

2.(修改后)根據(jù)權(quán)利要求1所述的電刺激裝置，其中，

將所述兩個(gè)電極作為第1電極組，將所述另兩個(gè)電極作為第2電極組，

設(shè)定成對(duì)所述第1電極組中的一個(gè)電極提供刺激強(qiáng)度依照第1波形而變化的電刺激信號(hào)，對(duì)所述第1電極組中的另一個(gè)電極提供刺激強(qiáng)度依照第2波形而變化的電刺激信號(hào)，并且所述第2波形與所述第1波形聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行增減，

設(shè)定成對(duì)所述第2電極組中的一個(gè)電極提供刺激強(qiáng)度依照第3波形而變化的電刺激信號(hào)，對(duì)所述第2電極組中的另一個(gè)電極提供刺激強(qiáng)度依照第4波形而變化的電刺激信號(hào)，所述第4波形和所述第3波形聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行增減。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電刺激裝置，其中，

以在所述第1波形達(dá)到峰值后所述第2波形達(dá)到峰值的方式，使所述第1波形及所述第2波形增大，以在所述第3波形達(dá)到峰值后所述第4波形達(dá)到峰值的方式，使所述第3波形及所述第4波形增大。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電刺激裝置，其中，

所述第1波形的開(kāi)啟區(qū)間與所述第2波形的開(kāi)啟區(qū)間的至少一部分重疊，所述第3波形的開(kāi)啟區(qū)間與所述第4波形的開(kāi)啟區(qū)間的至少一部分重疊。

5.根據(jù)權(quán)利要求2～4中任意一項(xiàng)所述的電刺激裝置，其中，

所述第2波形中示出峰值的區(qū)間比所述第1波形短，所述第4波形中示出峰值的區(qū)間比所述第3波形短。

6.根據(jù)權(quán)利要求2～5中任意一項(xiàng)所述的電刺激裝置，其中，

所述第2波形和所述第4波形中的至少一方的減小時(shí)的斜率比增大時(shí)的斜率陡。

7.(修改后)根據(jù)權(quán)利要求2～6中任意一項(xiàng)所述的電刺激裝置，其中，

所述第1電極組的電刺激的刺激供給期間比所述第2電極組的電刺激長(zhǎng)。

8.(追加)根據(jù)權(quán)利要求1～7中任意一項(xiàng)所述的電刺激裝置，其中，

所述兩個(gè)電極中的一個(gè)電極被提供第1電刺激信號(hào)，所述兩個(gè)電極中的另一個(gè)電極被提供第2電刺激信號(hào)，

所述第1電刺激信號(hào)和所述第2電刺激信號(hào)的刺激強(qiáng)度增大的變化率和刺激強(qiáng)度減小的變化率中的至少一方彼此不同。

9.(修改后)一種電刺激裝置，其中，該電刺激裝置具有：

多個(gè)電極；以及

電刺激生成部，其對(duì)所述多個(gè)電極提供電刺激信號(hào)，

所述多個(gè)電極包括第1電極和第2電極，

所述電刺激生成部對(duì)所述第1電極提供刺激強(qiáng)度依照第1波形而變化的電刺激信號(hào)，對(duì)所述第2電極提供刺激強(qiáng)度依照第2波形而變化的電刺激信號(hào)，

所述第1波形隨著振幅的增大而達(dá)到第1峰值，并在所述第1峰值下經(jīng)過(guò)了預(yù)先設(shè)定的第1區(qū)間后減小，

所述第2波形在所述第1波形達(dá)到所述第1峰值后，在所述第1區(qū)間的中途達(dá)到第2峰值，并在達(dá)到所述第2峰值后減小。

10.(修改后)根據(jù)權(quán)利要求9所述的電刺激裝置，其中，

所述第2波形與所述第1波形的增大同步地開(kāi)始增大且相比所述第1波形平緩地增大，由此具有在所述第1波形達(dá)到所述第1峰值后仍持續(xù)增大的區(qū)間。

11.(修改后)根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的電刺激裝置，其中，

所述第2波形包括值按照第1斜率減小的第1減區(qū)間和值按照比所述第1斜率大的第2斜率減小的第2減區(qū)間。

12.(修改后)根據(jù)權(quán)利要求9～11中任意一項(xiàng)所述的電刺激裝置，其中，

所述多個(gè)電極包括第3電極，

所述第3電極被提供第3波形的電刺激信號(hào)，

所述第3波形的刺激強(qiáng)度在所述第2波形的刺激強(qiáng)度的減小結(jié)束后開(kāi)始增大，并在經(jīng)過(guò)了預(yù)先設(shè)定的第2區(qū)間后開(kāi)始減小，

所述第1波形的刺激強(qiáng)度和所述第3波形的刺激強(qiáng)度同步減小。

13.(修改后)根據(jù)權(quán)利要求9～12中任意一項(xiàng)所述的電刺激裝置，其中，

所述電刺激裝置包括檢測(cè)所述第1區(qū)間的經(jīng)過(guò)的區(qū)間檢測(cè)單元，

所述區(qū)間檢測(cè)單元包括通過(guò)時(shí)間的計(jì)測(cè)來(lái)檢測(cè)所述第1區(qū)間的經(jīng)過(guò)的單元、或者根據(jù)來(lái)自運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元的信息來(lái)檢測(cè)所述第1區(qū)間的經(jīng)過(guò)的單元，其中，所述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元對(duì)由所述多個(gè)電極施加刺激的部位的運(yùn)動(dòng)狀況進(jìn)行檢測(cè)。

14.(修改后)一種訓(xùn)練裝置，其中，該訓(xùn)練裝置具有：

運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部，其檢測(cè)運(yùn)動(dòng)狀況；以及

具有多個(gè)電極和對(duì)所述電極提供電刺激信號(hào)的電刺激生成部的權(quán)利要求1～13中任意一項(xiàng)所述的電刺激裝置，

在所述運(yùn)動(dòng)狀況與預(yù)先設(shè)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一致時(shí)，所述訓(xùn)練裝置將所述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部的輸出信號(hào)反饋給所述電刺激生成部，以調(diào)整所述電刺激生成部的輸出。

15.(修改后)一種電刺激方法，其中，該電刺激方法包括：

促使運(yùn)動(dòng)以使腿屈曲；

對(duì)小腿部的第1部分提供第1電刺激信號(hào)，以使腳踝與所述屈曲聯(lián)動(dòng)地跖屈；

在所述屈曲后促使運(yùn)動(dòng)以使所述腿伸展；

對(duì)所述小腿部的第2部分提供第2電刺激信號(hào)，以使所述腳踝與所述伸展聯(lián)動(dòng)地背屈；以及

交替地進(jìn)行伴隨所述屈曲的所述第1電刺激信號(hào)的電刺激和伴隨所述伸展的所述第2電刺激信號(hào)的電刺激。

16.(修改后)根據(jù)權(quán)利要求15所述的電刺激方法，其中，

通過(guò)對(duì)所述腿的大腿部交替地提供第3電刺激信號(hào)和第4電刺激信號(hào)，促使所述屈曲和所述伸展。

說(shuō)明或聲明(按照條約第19條的修改)

將權(quán)利要求1的記載修改為“以使得通過(guò)所述第1電極～所述第4電極中的兩個(gè)電極實(shí)現(xiàn)的電刺激強(qiáng)度聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行增減，通過(guò)所述第1電極～所述第4電極中的另兩個(gè)電極實(shí)現(xiàn)的電刺激強(qiáng)度聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行增減，并且交替地進(jìn)行通過(guò)所述兩個(gè)電極實(shí)現(xiàn)的電刺激和通過(guò)所述另兩個(gè)電極實(shí)現(xiàn)的電刺激”。這一修改是將原權(quán)利要求2的內(nèi)容補(bǔ)入權(quán)利要求1，并基于說(shuō)明書第0041段的記載而修改的。

權(quán)利要求2的記載刪除了“第1、第2刺激模式”的語(yǔ)句，并修改了表述。

權(quán)利要求3-6未做變更。

權(quán)利要求7的修改是與權(quán)利要求1對(duì)應(yīng)的修改，并對(duì)表述進(jìn)行了調(diào)整。

權(quán)利要求8修改為“所述兩個(gè)電極中的一個(gè)電極被提供第1電刺激信號(hào)，所述兩個(gè)電極中的另一個(gè)電極被提供第2電刺激信號(hào)，所述第1電刺激信號(hào)和所述第2電刺激信號(hào)的刺激強(qiáng)度增大的變化率和刺激強(qiáng)度減小的變化率中的至少一方彼此不同”。這是基于說(shuō)明書第0041段的記載而追加的權(quán)利要求。與該修改相伴，原權(quán)利要求8-15的序號(hào)下調(diào)而成為權(quán)利要求9-16。

原獨(dú)立權(quán)利要求8成為修改后的權(quán)利要求9。修改后的權(quán)利要求9追加了“所述第1區(qū)間的中途”的語(yǔ)句。這是基于說(shuō)明書第0040段的“也可以設(shè)置在第1波形組的波形維持峰值的期間中第2波形組的波形增大并達(dá)到峰值的區(qū)間”記載、以及圖13-圖16所示的波形圖得到的。