JP7675439B2 - 経穴刺激装置及びそれを用いた経穴刺激方法 - Google Patents

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Description

本発明は、経穴刺激装置及びそれを用いた経穴刺激方法に関する。より詳しくは、皮膚や筋肉に現れる重要な反応点である経穴に刺激を与えることで、経路の流れを促進し、当該経穴に関連する症状を緩和させる経路の流れを促進するために、漢方や手技療法などに使用される経穴刺激装置及びそれを用いて経穴を刺激する方法に関するものである。
漢方医学の伝統的な鍼治療は、侵襲性の金属鍼を経穴に刺し、経絡の流れを促進することで、疾患を治療する方法である。
最近では、伝統的な鍼治療の効果を向上させるために、通電鍼療法と温鍼療法が使用されている。
通電（電気）鍼療法は、伝統的な鍼治療と電気刺激装置を用いた治療方法である。通電鍼療法は、皮膚に金属鍼を当てた後、金属鍼に電気的刺激を与えるためのクリップを鍼柄に取り付け、対応する経穴に電気刺激を加える治療方法である。
特許文献１は、鍼本体の上部を構成する鍼柄が球状で導電性を有する鍼部、鍼本体表面にコーティングされた絶縁層を含む通電鍼を開示している。
しかし、この通電鍼療法は、クリップを金属鍼に結合してから使用する必要があり、不便である。また、金属鍼の上部に結合されたクリップの自重により、皮膚に当てた鍼が曲がり、鍼先の向きが変わってしまうという問題もある。特に、金属鍼にパルス波として刺激信号が伝達されるため、信号の大きさを設定することができるが、信号の印加時間が短いため、治療に必要な適切な刺激量を与えることが難しいという問題がある。
温鍼療法は、伝統的な鍼療法とヨモギの灸療法を組み合わせた療法である。温鍼療法では、疾患の症状に応じて、治療効果を高めるために、皮膚に金属鍼を当てた後、刺された鍼柄に灸柱を取り付けて灸を据える療法である。この温鍼療法は不便で、火傷を引き起こす危険がある。
特許文献２は、鍼柄内部に鍼本体を覆う灸棒を収納するための空間が形成された電気加温鍼を開示している。鍼本体は、鍼柄の外部に露出し、外部から供給される電気刺激信号を皮膚に伝達する鍼尖部と、鍼柄の内部に配置され、電流によって加熱されて灸棒を点火させる鍼枠部が形成される。
この電気加温鍼は、灸棒の自重で鍼が曲がってしまう問題があった。また、人体の熱容量が大きいため、ヨモギの灸から金属鍼を介して人体に伝えられる熱量が少なく、治療効果が低いという問題があった。
一方、一般的な電気刺激装置は、鎮痛、リハビリ治療、筋肉運動などを目的として、人体の筋肉や神経に電気刺激を与える医療機器である。電気刺激により、電流の強さ、波形、周波数などが変化することがある。
特許文献３は、電気刺激信号を発生する電気信号発生器と、電気信号発生器で発生した電気刺激信号を電極を介して使用者に伝達する電極部と、電気信号発生器及び電極部を結合する結合手段とを含み、前記電極部は、電気信号発生器及び電極部間の電気的な接続を構成するための一対のリング状の接点を含むＴＥＮＳ装置を開示している。
前述した従来の電気刺激装置は、経穴を含む皮膚に装着して使用すると、皮膚を広範囲に刺激する。このため、経穴のある局所の深部を刺激しにくいという問題があった。
韓国 特許 第１０－１４０５０６０号 韓国 特許 第１０－２０４６０５１号 韓国 特許 第１０－１６６９１８１号
前述した背景技術の問題点を解決するために、本発明は、金属鍼が曲がり、経穴以外の部位を刺激するという問題を防止して、正確な経穴の位置に刺激を与える経穴刺激装置及びそれを用いた経穴刺激方法を提供することにその目的がある。
また、本発明は、治療及び症状緩和に必要な適切な量の刺激を与える経穴刺激装置及びそれを用いた経穴刺激方法を提供することにその目的がある。
さらに、本発明は、経穴が位置する局所深部に刺激を与える経穴刺激装置及びそれを用いた経穴刺激方法を提供することにその目的がある。
前述した課題を解決するために、本発明は、対象体の経穴と経穴周辺部分を含む経穴部位を電気的に刺激するための経穴刺激装置に関する。前記経穴刺激装置は、電源を供給する電源供給部；前記対象体の皮膚に印加する電気的な刺激信号を生成する制御部；及び前記電源供給部から電源が供給され、前記刺激信号を前記経穴部位に供給する２つ以上の電極を備え、前記電極は、相互に電気的に絶縁された状態で配置され、前記対象体の皮膚に電気的に接触される電気刺激部；を含む。
好ましくは、前記電気刺激部は、前記電極を電気的に接続する配線が形成された配線層；前記配線層の下部に配置され、前記経穴部位の皮膚に脱着可能に取り付けられる接着剤を備える粘着層；を備え、前記電極は前記粘着層の下面に露出している。
好ましくは、前記電気刺激部は、前記対象体に脱着され、前記経穴部位と電気的に接触する２つ以上の接触端子を備える本体部；前記本体部に結合され、前記電極を備えるマウント部；を含み、前記本体部と前記マウント部が結合された状態で、前記電極が前記接触端子と電気的に接続される。
好ましくは、前記マウント部は、前記本体部に嵌合される。
好ましくは、前記マウント部は、前記本体部と磁力により位置が整列され結合される。
好ましくは、前記電気刺激部は、前記接触端子を経穴部位の皮膚に密着固定させる固定部；をさらに含む。
好ましくは、前記固定部は、弾性材質のバンド状又はベルト状からなる。
好ましくは、前記電気刺激部は、前記経穴部位に前記刺激信号を供給するように、前記電極のうち選ばれた２つの電極の中心間の距離が、５ｍｍ～３０ｍｍである。
好ましくは、前記電気刺激部は、３つ以上の電極を備え、前記制御部は、前記電極のうち選ばれた２つの電極からなる電極対に前記刺激信号を印加する。
好ましくは、前記制御部は、前記電極対のそれぞれに交互に前記刺激信号を印加する。
好ましくは、前記対象体の生体信号を測定する生体信号測定部；をさらに含み、前記制御部は、前記生体信号測定部により測定された生体信号から生体レベルを算出し、算出された生体レベルと事前に設定された目標生体レベルとを比較して、前記刺激信号を生成する。
好ましくは、前記生体信号測定部は、前記経穴刺激装置内部に備えられ、前記電気刺激部が配置された位置の皮膚から生体信号を測定する第１生体信号測定部；を含み、前記制御部は、前記経穴刺激装置内部に備えられる第１制御部である。
好ましくは、前記生体信号測定部は、前記経穴刺激装置内部に備えられる第１生体信号測定部からなり、前記経穴刺激装置内部に備えられ、前記第１生体信号測定部により測定された生体信号を送信し、前記刺激信号を受信する刺激装置通信部；及び前記刺激装置通信部から前記生体信号を受信し、前記刺激信号を送信する端末通信部と、前記端末通信部から受信された生体信号に応じて前記刺激信号を生成する第２制御部を含む使用者端末；をさらに含む。
好ましくは、前記経穴刺激装置と離隔して備えられ、前記生体信号測定部を構成する第２生体信号測定部と、前記第２生体信号測定部により測定された生体信号を送信するコレクタ通信部とを含む生体情報コレクタ；前記コレクタ通信部から生体信号を受信し、前記刺激信号を前記刺激装置通信部で送信する端末通信部と、前記端末通信部から受信された生体信号に応じて前記刺激信号を生成する第２制御部とを含む使用者端末；及び前記経穴刺激装置内部に備えられ、前記刺激信号を受信する刺激装置通信部；をさらに含む。
好ましくは、前記電気刺激部は、３つ以上の電極を備え、前記制御部は、前記電極のうち選ばれた２つの電極を含む各電極対に刺激信号を交互に印加し、前記刺激信号が印加された各電極対による生体信号から生体レベルを算出した後、前記生体レベルのうち相対的に優れた生体レベルを有する電極対を基準電極対として設定し、前記基準電極対に前記刺激信号を印加する。
好ましくは、前記電気刺激部は、３つ以上の電極を備え、前記制御部は、前記各電極の生体電位を測定し、前記生体電位から前記各電極の生体電位類似度を算出した後、前記生体電位類似度が比較的高い電極対を基準電極対として設定し、前記基準電極対に刺激信号を印加する。
好ましくは、前記経穴部位の皮膚温度を測定する温度センサ部；をさらに含み、前記制御部は、前記温度センサ部により測定された温度が設定温度に達したとき、前記刺激信号供給を停止するように制御する。
好ましくは、前記経穴部位の皮膚温度を測定する温度センサ部；及び前記経穴部位の深部の温度を上昇させるために、前記電源供給部から電源が供給される加温部；をさらに含み、前記制御部は、前記温度センサ部により測定された温度が設定温度に達したとき、前記加温部に供給される電源を遮断するように制御する。
好ましくは、前記加温部は、前記電極から離隔した状態で前記経穴部位の皮膚表面と平行に配置され、前記深部に渦電流を形成して加熱する誘導コイルである。
好ましくは、前記加温部は、前記電極間に配置され、前記深部に光エネルギーを照射するＬＥＤである。
前述した課題を解決するための本発明の別の側面である経穴刺激方法は、前述した経穴刺激装置を用いた経穴刺激方法であって、前記経穴刺激装置を前記対象体の予想される経穴部位に配置するステップ；前記電極のうち選ばれた２つの電極からなる各電極対に前記刺激信号を交互に印加するステップ；前記刺激信号が印加された各電極対による生体信号から生体レベルを算出するステップ；前記生体レベルのうち相対的に優れた生体レベルを有する電極対を基準電極対として設定するステップ；及び前記基準電極対に前記刺激信号を印加するステップ；を含む。
好ましくは、前記経穴刺激装置を前記対象体の予想される経穴部位に配置するステップ；前記各電極の生体電位を測定するステップ；前記生体電位から前記各電極の生体電位類似度を算出するステップ；前記生体電位類似度が比較的高い電極対を基準電極対として設定するステップ；及び前記基準電極対に前記刺激信号を印加するステップ；を含む。
本発明の経穴刺激装置及び経穴刺激方法によれば、本発明は、正確な経穴部位に刺激を与え、治療及び症状緩和に必要な適切な量の刺激を提供することができる。
また、本発明は、粘着層を備えることによって、経穴部位の皮膚に容易に脱着することができる。
さらに、本発明は、電気刺激部が本体部とマウント部を備えるので、マウント部に備えられる電極を保護することができ、本体部とマウント部が嵌合又は磁力により結合されることによって簡単に脱着することができる。
また、本発明は、固定部をさらに含むことによって、電気刺激部を皮膚に密着固定させることができる。
さらに、本発明は、各電極対に刺激信号を交互に印加することによって、経穴だけでなく、経穴周辺部まで刺激を提供することができる。
また、本発明は、生体信号測定部をさらに含むことによって、測定された生体信号から算出された生体レベルと目標生体レベルとを比較して刺激信号を制御し、これにより、現在の生体状態に適した刺激信号を提供することができる。
さらに、本発明は、各電極対のうち最も高い生体レベルを有する電極対に刺激信号を印加することによって、生体レベルを向上させる正確な経穴部位に刺激を提供することができる。
また、本発明は、各電極の生体電位類似度から経穴の位置を判定し、正確な経穴位置に刺激を与えることによって、局所部位の経穴を効果的に刺激することができる。
さらに、本発明は、温度センサ部をさらに備えるので、経穴部位の皮膚温度に応じて刺激信号の供給を制御して、皮膚の火傷及び損傷を防止することができる。
また、本発明は加温部をさらに含むので、経穴部位の深部の温度を上昇させ、刺激効果及び生体レベルを向上させることができる。測定温度に応じて加温部に供給される電源を遮断し、皮膚の火傷及び損傷を防止することができる。
本発明の経穴刺激装置を示す構成図である。 本発明を構成する電気刺激部の第１の構造を示す断面図である。 本発明を構成する電気刺激部の第２の構造を示す断面図である。 本発明を構成する本体部を示す平面図である。 本発明を構成する電気刺激部の第３の構造を示す組み立て断面図である。 本発明を構成する電気刺激部の第３の構造を示す断面図である。 本発明のベルト形状の固定部を示す平面図である。 本発明のベルト形状固定部を着用した状態を示す斜視図である。 本発明の弾性材質のバンド形状の固定部を利用して電気刺激部を固定した状態を示す側面図である。 本発明の第１の電極配置方法を示す図である。 本発明の第２の電極配置方法を示す図である。 本発明の第３の電極配置方法を示す図である。 本発明の第４の電極配置方法を示す図である。 本発明の第５の電極配置方法を示す図である。 本発明の第６の電極配置方法を示す図である。 本発明の第６の電極配置方法において、実験による各電極の生体電位類似度を示す図である。 対象体の足三里穴の位置を示す図である。 本発明の第１の経穴刺激方法を示す図である。 本発明の第２の経穴刺激方法を示す図である。 対象体の神門穴の位置を示す図である。 対象体の神門穴に電気刺激部を配置した状態を示す図である。 対象体の正中神経の位置を示す図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態ついて具体的に説明する。本発明の経穴刺激装置は、第１～第３の実施形態に分類することができる。各実施形態の構成要素は、基本的に同じであるが、いくつかの構成要素に違いがある。
本発明の経穴刺激装置は経穴と経穴周辺部分を含む経穴部位に刺激を提供する。経穴は漢方や手技療法などに活用されるもので、皮膚や筋肉に現れる重要な反応点である。一般に、経穴刺激とは、対象体の膝関節以下にある経穴又は経穴周辺の神経を刺激することを意味する。経穴部位を刺激することにより、経絡の流れが促進され、当該経穴部位と関連する症状を緩和したり、疾患治療を助けたりする。即ち、本発明の経穴刺激装置は、対象体の経穴部位を電気的に刺激する装置である。ここで、対象体とは、ヒトを含む動物を意味する。
第１実施形態による経穴刺激装置は、図１に示されるように、電源供給部１１０、制御部、電気刺激部１３０、第１生体信号測定部１４０、温度センサ部１５０及び加温部１６０を含む。
電源供給部１１０は、外部電源と接続されるか、内部電源を備える。電源供給部１１０の内部電源は、バッテリで構成されてもよい。バッテリは充電式で、何度でも使用できる。電源供給部１１０は、電気刺激部１３０と脱着されるように構成され得る。電源供給部１１０は、電気刺激部１３０、第１生体信号測定部１４０、温度センサ部１５０、加温部１６０に必要に応じて電源を供給する。
制御部は、経穴刺激装置内部に備えられる第１制御部１２０を含む。
第１制御部１２０は、対象体の皮膚に印加する電気的な刺激信号を生成する。第１制御部１２０は、生成した刺激信号を電気刺激部１３０に印加する。
第１制御部１２０は、経穴刺激装置１００内に備えられる。第１制御部１２０は、経穴刺激装置１００内部で測定された信号を収集し、収集した信号を処理して、刺激信号を生成した後、刺激信号を電気刺激部１３０に印加し、電気刺激部１３０を制御する。
電気刺激部１３０は、第１制御部１２０で生成された刺激信号を経穴部位に供給する。電気刺激部１３０は、２つ以上の電極を備える。電極は、相互に電気的に絶縁された状態で配置され、対象体の皮膚に電気的に接触される。
本発明を構成する電気刺激部１３０は、その構造によって３つのタイプに分類することができる。
まず、第１の構造の電気刺激部１３０ａは、図２に示されるように、電極１３１ａ、ベース層１３２ａ、配線層１３３ａ、粘着層１３４ａを含む。
電極１３１ａは、複数個備えられ、第１制御部１２０で生成された刺激信号が経穴部位に供給される。
ベース層１３２ａは、電気刺激部１３０ａの形状を決定する層であり、下部に複数の電極１３１ａが絶縁状態で配置されている。
配線層１３３ａは、前記ベース層１３２ａの下部に配置された前記電極１３１ａを電気的に接続する配線が形成される層であり、各電極１３１ａに配線が接続されるように形成される。
粘着層１３４ａは、配線層１３３ａ下部に配置され、経穴部位の皮膚に脱着可能に取り付けられる接着剤からなる。このとき、電極１３１ａが粘着層１３４ａの下面に露出する。これにより、電極１３１ａが皮膚に密着し、電極１３１ａは経穴部位に刺激信号をより効果的に供給することができる。粘着層１３４ａは、粘着剤により皮膚に脱着可能に装着されるので、電気刺激部１３０ａを身体の任意の部位に容易に固定することができる。
第２の構造の電気刺激部１３０ｂは、図３及び図４に示されるように、本体部１３５ｂとマウント部１３６ｂとを含む。
本体部１３５ｂは、対象体の皮膚に脱着可能に装着される。本体部１３５ｂは、経穴部位と電気的に接触する２つ以上の接触端子１３９ｂを備える。接触端子１３９ｂは皮膚と密着する。
マウント部１３６ｂは、本体部１３５ｂに嵌合され、下部に電極１３１ｂが露出するように備える。このとき、本体部１３５ｂは、マウント部１３６ｂの側面及び表面縁の一部を囲むように形成されることが好ましい。これにより、マウント部１３０ｂは、本体部１３５ｂに嵌合される。図示しないが、本体部は、マウント部に嵌合されるように形成されていてもよい。
本体部１３５ｂとマウント部１３６ｂが結合された状態で、電極１３１ｂと接触端子１３９ｂは電気的に接続されるように配置される。
これにより、使用者は、本体部１３５ｂが対象体の皮膚に密着した状態でマウント部１３６ｂを容易に脱着することができる。また、電極１３１ｂの露出の部分は、本体部１３５ｂにより電極１３１ｂの汚染を防止するように保護されており、各接触端子を介して皮膚と電気的に接続される。
第３の構造の電気刺激部１３０ｃは、図５及び図６に示されるように、本体部１３５ｃ、マウント部１３６ｃ及び磁石１３７ｃを含む。
本体部１３５ｃは、対象体の皮膚に脱着可能に装着される。本体部１３５ｃは、経穴部位と電気的に接触する２つ以上の接触端子１３９ｃを備える。接触端子１３９ｃは皮膚と密着する。本体部１３５ｃは、上部に磁石１３７ｃを備える。
マウント部１３６ｃは、下部に電極１３１ｃが露出するように備える。本体部１３５ｃとマウント部１３６ｃが結合された状態で、露出した電極１３１ｃと接触端子１３９ｃは、電気的に接続されるように配置される。
マウント部１３６ｃは、本体部１３５ｃの磁石１３７ｃと対応する位置に磁石取付部１３７ｃ－１を配置する。磁石取付部１３７ｃ－１は、金属などの磁力により磁石と吸引力を形成する材料で構成される。これにより、本体部１３５ｃとマウント部１３６ｃは、磁力により結合され、磁力により位置が整列することができる。
図示しないが、マウント部と本体部の両方に磁石を備えてもよい。また、マウント部に磁石取付部を備え、本体部に磁石を備えてもよい。
また、図示しないが、本体部とマウント部との結合力を向上させるために、本体部の端部に突出部を形成してマウント部の滑りを防止することができる。
磁石１３７ｃと磁石取付部１３７ｃ－１は、本体部１３５ｃとマウント部１３６ｃが接する表面に配置されることが好ましく、本体部１３５ｃ又はマウント部１３６ｃの内部に配置されてもよい。
第２及び第３の構造の電気刺激部１３０ｂ、１３０ｃは、固定部をさらに含むことができる。
固定部は、接触端子１３９ｂ、１３９ｃを経穴部位の皮膚に密着した状態で固定するように構成される。固定部は、ベルト状又は弾性材質のバンド状に形成されてもよい。
図７に示されるように、ベルト状の固定部１３８ｂは、電気刺激部１３０ｂを挟んでベルトが形成される。これにより、一般的な時計ベルトのように、両側のベルトの両端部が互いに連結固定される。この固定部１３８ｂは、図８に示されるように、手首に巻き付けて電気刺激部１３０ｂを手首に固定することができる。また、電気刺激部は、手首の他、前腕、足首、脚など、固定部が巻き付けられる身体部位に固定することができる。
図９に示されるように、弾性材質のバンド状の固定部１３８ｃは、電気刺激部１３０ｃが皮膚に接触した状態で、弾性力で電気刺激部１３０ｃを皮膚に押し付ける。これにより、電気刺激部１３０ｃの接触端子と皮膚との密着力が向上する。
弾性材質のバンド状の固定部１３８ｃは、電気刺激部を、手首、前腕、足首、脚、足、手の甲、頭などバンドで固定できる様々な身体部位に固定させることができる。
電気刺激部１３０は、様々な方法で配置された２つ以上の電極、より好ましくは３つ以上の電極を備えることができる。以下、電極の様々な配置方法について、説明する。
図１０に示されるように、電気刺激部１３０ｄは、図の上下左右に１つずつ電極１３１ｄが配置されている。このとき、電極１３１ｄの中から選ばれた２つの電極それぞれに正極１３１ｄ－１と負極１３１ｄ－２が印加され、電気刺激部１３０ｄが取り付けられた経穴部位に電気刺激を提供することができる。
正極１３１ｄ－１と負極１３１ｄ－２は、第１制御部１２０のスイッチ部１２１により選ばれる。スイッチ部１２１は、複数の電極１３１ｄから２つの電極を選択し、一方の電極１３１ｄに正極１３１ｄ－１を印加し、他方の電極１３１ｄに負極１３１ｄ－２を印加する。正極１３１ｄ－１と負極１３１ｄ－２は、スイッチ部１２１の制御により可変可能である。これにより、選ばれた正極１３１ｄ－１と負極１３１ｄ－２の位置によって、電気刺激が提供される経穴部位の位置を調節することができる。
図１１に示されるように、電気刺激部１３０ｅは、電極１３１ｅが図の中心に一つ配置され、図の上下左右に一つずつ配置される。このとき、電極１３１ｅのうち選ばれた２つの電極のそれぞれに正極１３１ｅ－１と負極１３１ｅ－２が印加され、電気刺激部１３０ｅが取り付けられた経穴部位に電気刺激を提供することができる。
正極１３１ｅ－１と負極１３１ｅ－２は、スイッチ部の制御により可変である。これにより、選ばれた正極１３１ｅ－１と負極１３１ｅ－２の位置によって、電気刺激を提供する経穴部位の位置を調節することができる。
図１２に示されるように、電気刺激部１３０ｆは、電極１３１ｆが仮想の四角形の内部にマトリクス状に配置される。具体的には、電極１３１ｆは、３行６列に配置される。このとき、電極１３１ｆのうち選ばれた２つの電極のそれぞれに正極１３１ｆ－１と負極１３１ｆ－２が印加され、電気刺激部１３０ｆが取り付けられた経穴部位に電気刺激を提供することができる。
正極１３１ｆ－１と負極１３１ｆ－２はスイッチ部の制御により可変可能である。これにより、選ばれた正極１３１ｆ－１と負極１３１ｆ－２の位置によって、電気刺激を提供する経穴部位の位置を調節することができる。
図１３に示されるように、電気刺激部１３０ｇは、電極１３１ｇが仮想の十字形状の内部に配置される。具体的には、電極１３１ｇは、中心に４つの電極を２行２列に配置され、さらに、中心の４つの電極から上下左右に延在する領域にそれぞれ２つの電極が配置されてもよい。このとき、電極１３１ｆのうち選ばれた２つの電極のそれぞれに正極１３１ｇ－１と負極１３１ｇ－２が印加され、電気刺激部１３０ｇが取り付けられた経穴部位に電気刺激を提供することができる。
正極１３１ｇ－１と負極１３１ｇ－２は、スイッチ部の制御により可変可能である。これにより、選ばれた正極１３１ｇ－１と負極１３１ｇ－２の位置によって、電気刺激を提供する経穴部位の位置を調節することができる。
図１４に示されるように、電気刺激部１３０ｈは、電極１３１ｈが一列に配置される。このとき、電極１３１ｈのうち選ばれた２つの電極のそれぞれに正極１３１ｈ－１と負極１３１ｈ－２が印加され、電気刺激部１３０ｈが取り付けられた経穴部位に電気刺激を提供することができる。
正極１３１ｈ－１と負極１３１ｈ－２は、スイッチ部の制御により可変可能である。これにより、選ばれる正極１３１ｈ－１と負極１３１ｈ－２の位置によって、電気刺激を提供する経穴部位の位置を調節することができる。
図１５に示されるように、電気刺激部１３０ｉは、電極１３１ｉが仮想の菱形の内部に配置される。具体的には、電極１３１ｉは、仮想の菱形の横縦の対角線上にそれぞれ５つの電極１３１ｉが配置されてもよい。このとき、電極１３１ｉのうち選ばれた２つの電極のそれぞれに正極１３１ｉ－１と負極１３１ｉ－２が印加され、電気刺激部１３０ｉが取り付けられた経穴部位に電気刺激を提供することができる。
正極１３１ｉ－１と負極１３１ｉ－２は、スイッチ部の制御により可変可能である。これにより、選ばれた正極１３１ｉ－１と負極１３１ｉ－２の位置によって、電気刺激を提供する経穴部位の位置を調節することができる。
前述のような電極配置において、正極と負極が印加される選ばれた２つの電極の間の距離は、５ｍｍ～３０ｍｍであることが好ましい。正極と負極と間の距離が近すぎると、２つの電極が一つの電極として認識される場合があり、正極と負極と間の距離が遠すぎると、２つの電極間のインピーダンスと電極外の組織のインピーダンスとの差が小さくなり、２つの電極間のギャップに刺激信号が印加できなくなる問題がある。
本願発明の電気刺激部１３０は、経穴部位に電気刺激を提供するものであり、正極が印加される電極と負極が印加される電極が一つの電気刺激部に配置され、電源が印加される正極と負極の位置をスイッチ部を介して選択的に決定することができる。
このとき、第１制御部１２０は、正極、負極に印加する刺激信号の頻度、強度、回数及び強度を決定することができ、正極及び負極の位置などは、対象体の症状及び疾患に応じて決定することができる。
これに対し、従来の電気刺激装置は、皮膚に電気刺激を提供するものであり、正極が印加される電気刺激装置と負極が印加される電気刺激装置が別々に構成され、正極と負極と間の距離を１００ｍｍ以上に配置しなければならない特徴があった。
第１生体信号測定部１４０は、対象体の生体信号を測定する。生体信号は、対象体のＥＥＧ、ＥＭＧ、ＥＯＧ、心拍、体温などを含む。測定された生体信号は、第１制御部１２０により収集される。
第１生体信号測定部１４０は、経穴刺激装置１００に備えられ、経穴刺激装置１００が装着された位置の皮膚から生体信号を測定する。例えば、経穴刺激装置が、手首に取り付けられれば、手首から心拍、体温などを測定することができる。
温度センサ部１５０は、対象体の経穴部位の皮膚温度を測定する。測定された皮膚温度は第１制御部１２０により収集される。
加温部１６０は、図２に示されるように、対象体に熱を与え、経穴部位の深部温度を上昇させる。このとき、加温部１６０は、電源供給部１１０から電源が供給される。加温部１６０は、誘導コイル又はＬＥＤで構成することができる。
まず、加温部１６０が誘導コイルで構成された場合、誘導コイルは電極１３１ａと離隔した状態で経穴部位の皮膚表面と平行に配置され、対象体の経穴部位の深部に渦電流を形成して加熱する。
次に、加温部１６０がＬＥＤで構成された場合、ＬＥＤは、電極１３１ａ間に配置され、対象体の経穴部位の深部に光エネルギーを照射して加熱する。
以下、図１５に示す電気刺激部１３０ｉの電極１３１ｉ配置を参照して、第１制御部１２０の制御方法について説明する。
制御方法１）第１制御部１２０は、電極１３１ｉのうち選ばれた２つの電極からなる電極対である正極１３１ｉ－１及び負極１３１ｉ－２に刺激信号を印加する。
制御方法２）第１制御部１２０は、複数の電極対に刺激信号を交互に印加する。ここで、電極対とは、スイッチ部の選択により決定された正極と負極を意味する。このとき、正極と負極の位置は可変であり、様々な電極対を構成することができる。
これにより、電気刺激部１３０ｉは、経穴と経穴周辺部分を刺激することができる。また、使用者が電気刺激部１３０ｉの中心と経穴の位置を正確に一致させることができなくても、電気刺激部１３０ｉが経穴部位を刺激することができる。
制御方法３）第１制御部１２０は、第１生体信号測定部１４０から測定された生体信号を収集し、生体レベルを算出する。第１制御部１２０は、算出された生体レベルを事前に設定された目標生体レベルと比較して、適切な刺激信号を生成する。
例えば、生体レベルが高いほど、対象体が安定した状態であり、電気刺激部が位置する経穴部位を刺激するときの生体レベルが高くなると仮定する。第１制御部１２０は、算出された生体レベルが目標生体レベルよりも低い場合、生体レベルを上げるための刺激信号を生成して電気刺激部１３０ｉに印加し、算出された生体レベルが目標生体レベルと同じであるか、それ以上の場合、電気刺激部１３０ｉへの刺激信号供給を停止する。
制御方法４）第１制御部１２０は、複数の電極対に刺激信号を交互に印加し、第１生体信号測定部１４０から測定された生体信号を収集し、各電極対の生体レベルを算出する。第１制御部１２０は、各生体レベルのうち相対的に優れた生体レベルを有する電極対を基準電極対として設定し、基準電極対に刺激信号を印加する。
生体レベルは、経穴に近い位置に刺激を与えた場合の優れた生体レベルとして算出される。つまり、基準電極対は、他の電極対と比較して最も経穴に近い位置に刺激を与える。第１制御部１２０は、基準電極対に刺激信号を印加することにより、経穴部位を正確に刺激することができ、経穴刺激効果を向上させることができる。
制御方法５）第１制御部１２０は、各電極１３１ｉの生体電位を測定し、測定された生体電位から各電極１３１ｉの生体電位類似度を算出する。第１制御部１２０は、算出された生体電位類似度が比較的高い電極対を基準電極対として設定し、基準電極対に刺激信号を印加する。
生体電位類似度は、経穴に近い位置ほど高く算出される。即ち、基準電極対は、他の電極対よりも経穴に最も近い位置に刺激を提供することができる。
図１６を参照すると、生体電位類似度が最も高い電極Ａと２番目に高い電極Ｂと間に経穴が位置すると予測することができる。従って、第１制御部１２０は、電極Ａ及び電極Ｂを基準電極対として設定し、基準電極対に刺激信号を印加する。これにより、経穴部位を正確に刺激することができ、経穴刺激効果を向上させることができる。
具体的な例として、足三里穴位の周辺の電位差を比較するための実験データを参照されたい。
対象体は、２０代又は３０代の健常な男性で、１年以内の手術経験がなく、1カ月以内の薬の服用経験がなく、金属に対する疾患又はアレルギーのない５人である。図７に示されるように、足三里穴Ｃは、膝下の外側部分である。
経穴刺激装置としては、バイオスキャン（韓国、ＴＡＳＦＯ社製）と金電極（韓国、ＫＩＯＭ社製）を用い、足三里穴Ａに配置する。
電極の配置は、図１５に示されるように、足三里穴ＳＴ３６の周囲に放射状に配置され、概して仮想菱形の内部に配置される。
この状態で３０分間生体電位を測定する。
第１制御部は、測定された生体電位から各電極の生体電位類似度を算出する。各生体電位類似度を算出する数式（１）は、以下の通りである。
前記数式（１）により算出された各電極の生体電位類似度は図１６のようになり、生体電位類似度が１に近いほど周辺の電極との伝導度が高い。このことから、第１制御部は、生体電位類似度の高い電極Ａ（０．９４）と電極Ｂ（０．８４）と間に経穴が存在すると判断し、電極Ａと電極Ｂを基準電極対として設定し、基準電極対に刺激信号を印加する。
これにより、経穴部位に正確に刺激信号を提供することができ、経穴刺激効果を向上させることができる。
制御方法６）第１制御部１２０は、温度センサ部により測定された皮膚温度が設定温度に達したとき、刺激信号供給を停止するように制御する。これにより、刺激信号の供給により皮膚温度が過熱することによる火傷の被害を防止することができる。
制御方法７）第１制御部１２０は、温度センサ部により測定された皮膚温度が設定温度に達したとき、加温部への供給電源を遮断するように制御する。これにより、加温部に電源を供給して経穴深部が過熱し、深部温度及び経穴部位の皮膚温度が上昇することによる火傷を防止することができる。
前述したように、第１制御部１２０は、対象体の体調に応じて電気刺激部１３０、加温部１６０を制御することができる。
第２実施形態による経穴刺激装置は、図１に示されるように、第１実施形態と比較して、刺激装置通信部１７０と使用者端末２００をさらに含むという点で異なる。以下、第１実施形態と異なる構成要素について具体的に説明する。
刺激装置通信部１７０は、経穴刺激装置１００の内部に備えられる。刺激装置通信部１７０は、使用者端末２００と情報や信号を通信するための手段である。刺激装置通信部１７０は、第１生体信号測定部１４０から測定された生体信号を使用者端末２００に送信し、使用者端末２００から刺激信号を受信する。受信された刺激信号は、電気刺激部１３０に印加される。
使用者端末２００は、使用者が操作可能であり、経穴刺激装置１００と通信する手段であり、図１に示されるように、端末通信部２１０、第２制御部２２０、警報部２３０及び保存部２４０を含む。
端末通信部２１０は、刺激装置通信部１７０と有線又は無線で通信する。端末通信部２１０は、刺激装置通信部１７０から生体信号を受信し、刺激装置通信部１７０に刺激信号を送信する。
第２制御部２２０は、端末通信部２１０から受信した生体信号に応じて刺激信号を生成する。また、第２制御部２２０は、警報部２３０の作動有無を制御する警報部作動信号を生成する。第２制御部２２０は、第１制御部１２０とともに制御部に含まれる。
警報部２３０は、使用者が設定した警報時間に従って警報を発する。また、警報部２３０は、第２制御部２２０から生成する警報部作動信号に応じて警報を発することができる。提供される警報は、音刺激、明るさ刺激、触覚刺激などの感覚刺激であってもよい。
保存部２４０は、端末通信部２１０から受信した生体信号、第２制御部２２０が生成した刺激信号及び警報部作動信号などのデータを保存する。これにより、保存部２４０は、当該対象体の過去の履歴を保存することができる。このとき、第２制御部２２０は、対象体が経穴刺激装置を再使用する場合、保存部２４０に保存された当該対象体の過去の履歴を参照して刺激信号及び警報部作動信号を生成することができる。
具体的には、経穴刺激装置１００の第１生体信号測定部１４０により測定された生体信号と温度センサ部１５０により測定された皮膚温度は、刺激装置通信部１７０を介して使用者端末２００の第２制御部２２０に送信される。第２制御部２２０は、送信された信号を参照して刺激信号、加温部作動信号、警報部作動信号などを生成する。刺激信号は、端末通信部２１０を介して経穴刺激装置１００の電気刺激部１３０に印加される。加温部作動信号は、端末通信部２１０を介して経穴刺激装置１００の加温部１６０に印加される。警報部作動信号は、使用者端末２００の警報部２３０に印加される。
以下、図１５に示す電気刺激部１３０ｉの電極１３１ｉ配置を参照して、第２制御部２２０の制御方法について説明する。
制御方法１）第２制御部２２０は、電極１３１ｉのうち選ばれた２つの電極からなる電極対である正極１３１ｉ－１及び負極１３１ｉ－２に刺激信号を印加する。
制御方法２）第２制御部２２０は、複数の電極対に刺激信号を交互に印加する。ここで、電極対とは、スイッチ部の選択により決定された正極と負極を意味する。このとき、正極と負極の位置は可変であり、様々な電極対を構成することができる。
これにより、電気刺激部１３０ｉは、経穴と経穴周辺部分を刺激することができる。また、使用者が電気刺激部１３０ｉの中心と経穴の位置を正確に一致させることができなくても、電気刺激部１３０ｉが経穴部位を刺激することができる。
制御方法３）第２制御部２２０は、第１生体信号測定部１４０から測定された生体信号を収集し、生体レベルを算出する。第２制御部２２０は、算出された生体レベルを事前に設定された目標生体レベルと比較して、適切な刺激信号を生成する。
例えば、生体レベルが高いほど、対象体が安定した状態であり、電気刺激部が位置する経穴部位を刺激するときの生体レベルが高くなると仮定する。算出された生体レベルが目標生体レベルよも低い場合、第２制御部２２０は、生体レベルを上げるための刺激信号を生成して電気刺激部１３０ｉに印加し、算出された生体レベルが目標生体レベルと同じであるか、それ以上のとき、電気刺激部１３０ｉへの刺激信号供給を停止する。
制御方法４）第２制御部２２０は、複数の電極対に刺激信号を交互に印加し、第１生体信号測定部１４０から測定された生体信号を収集し、各電極対の生体レベルを算出する。第２制御部２２０は、各生体レベルのうち相対的に優れた生体レベルを有する電極対を基準電極対として設定し、基準電極対に刺激信号を印加する。
生体レベルは、経穴に近い位置に刺激を与えた場合の生体レベルとして算出される。つまり、基準電極対は、他の電極対と比較して経穴と最も近い位置に刺激を与える。第２制御部２２０は、基準電極対に刺激信号を印加することにより、経穴部位を正確に刺激することができ、経穴刺激効果を向上させることができる。
制御方法５）第２制御部２２０は、各電極１３１ｉの生体電位を測定し、測定された生体電位から各電極１３１ｉの生体電位類似度を算出する。第２制御部２２０は、算出された生体電位類似度が比較的高い電極対を基準電極対として設定し、基準電極対に刺激信号を印加する。
生体電位類似度は、経穴と近い位置ほど高く算出される。即ち、基準電極対は、他の電極対と比較して経穴と最も近い位置に刺激を与える。
図１６を参照すると、生体電位類似度が最も高い電極Ａと２番目に高い電極Ｂと間に経穴が位置すると予測することができる。従って、第２制御部２２０は、電極Ａと電極Ｂを基準電極対として設定し、基準電極対に刺激信号を印加する。これにより、経穴部位を正確に刺激することができ、経穴刺激効果を向上させることができる。
制御方法６）第２制御部２２０は、温度センサ部により測定された皮膚温度が設定温度に達したとき、刺激信号供給を停止するように制御する。これにより、刺激信号の供給により皮膚温度が過熱することによる火傷を防止することができる。
制御方法７）第２制御部２２０は、温度センサ部により測定された皮膚温度が設定温度に達したとき、加温部への供給電源を遮断するように制御する。これにより、加温部に電源を供給して経穴深部が過熱し、深部温度及び経穴部位の皮膚温度が上昇することによる火傷を防止することができる。
前述のように、第２制御部２２０は、対象体の体調に応じて電気刺激部１３０、加温部１６０を制御することができる。
第２実施形態による経穴刺激装置において、制御部は、第１制御部１２０及び第２制御部２２０を含み、第１制御部１２０を選択的に備えることができる。
第２実施形態による経穴刺激装置が第１制御部１２０及び第２制御部２２０を備える場合、第２制御部２２０は、第２制御部２２０の制御方法の一部を処理し、残りの一部を第１制御部１２０が処理することができる。
第２実施形態による経穴刺激装置が第１制御部１２０を備えていない場合、第２制御部２２０は、第２制御部２２０の上述したすべての制御方法を処理する。
一方、使用者端末２００は、収集された生体信号や皮膚温度などの生体情報を使用者に表示することができる。また、使用者端末２００は、刺激信号生成のための使用者入力情報を直接受信することができる。
第３実施形態による経穴刺激装置は、図１に示されるように、生体情報コレクタ３００をさらに含む点で第２実施形態と異なる。以下、第２実施形態異なる構成要素について具体的に説明する。
生体情報コレクタ３００は、経穴刺激装置１００と離隔して備えられ、第２生体信号測定部３１０とコレクタ通信部３２０とを含む。
第２生体信号測定部３１０は、経穴刺激装置１００から離隔された位置から対象体の生体信号を測定する。例えば、経穴刺激装置１００を手首に装着し、生体情報コレクタ３００を額に装着した場合、手首に位置する第１生体信号測定部１４０は、脈拍数を測定し、額に位置する第２生体信号測定部３１０は脳波（ＥＧＧ）を測定する。このとき、経穴刺激装置１００は、手首に刺激を与える。第２生体信号測定部３１０は、第１生体信号測定部１４０とともに生体信号測定部に含まれる。
第３実施形態による経穴刺激装置は、生体信号が測定される位置、経穴刺激装置１００が装着される位置及び生体情報コレクタ３００が装着される位置に応じて、第１生体信号測定部１４０を任意に備えることができる。
第３実施形態による経穴刺激装置が第１生体信号測定部１４０を備える場合、刺激が与えられた身体部位から生体信号を測定することができる。例えば、経穴刺激装置１００が手首に装着された場合、第１生体信号測定部１４０は手首から脈拍数及び体温などを測定し、電気刺激部１３０は手首に刺激を与える。
第３実施形態による経穴刺激装置が第１生体信号測定部を備えていない場合、刺激が与えられる身体部位から離隔された位置の身体部位から生体信号を測定することができる。例えば、経穴刺激装置１００が手首に装着され、生体情報コレクタ３００が額に装着された場合、第２生体信号測定部３１０は、額から脳波を測定し、電気刺激部１３０は手首に刺激を与える。
コレクタ通信部３２０は、端末通信部２１０と有線又は無線で通信する。コレクタ通信部３２０は、第２生体信号測定部３１０から測定された生体信号を使用者端末２００の端末通信部２１０に送信する。
端末通信部２１０、は刺激装置通信部１７０及びコレクタ通信部３２０と通信する。
以下、図１５に示す電気刺激部１３０ｉの電極１３１ｉの配置を参照して、第２制御部２２０の制御方法について説明する。
制御方法１）第２制御部２２０は、電極１３１ｉのうち選ばれた２つの電極からなる電極対である正極１３１ｉ－１及び負極１３１ｉ－２に刺激信号を印加する。
制御方法２）第２制御部２２０は、複数の電極対に刺激信号を交互に印加する。ここでで、「電極対」とは、スイッチ部の選択により決定される正極と負極を意味する。このとき、正極と負極それぞれの位置は可変であり、様々な電極対を構成することができる。
これにより、電気刺激部１３０ｉは、経穴と経穴周辺部分を刺激することができる。また、使用者が電気刺激部１３０ｉの中心と経穴の位置を正確に一致させることができなくても、電気刺激部１３０ｉが経穴部位を刺激することができる。
制御方法３）第２制御部２２０は、第１生体信号測定部１４０及び第２生体信号測定部３１０の少なくとも一方から測定された生体信号を収集し、生体レベルを算出する。第２制御部２２０は、算出された生体レベルを事前に設定された目標生体レベルと比較して、適切な刺激信号を生成する。
例えば、生体レベルが高いほど、対象体が安定した状態であり、電気刺激部が位置する経穴部位を刺激するときの生体レベルが高くなると仮定する。算出された生体レベルが目標生体レベルよりも低い場合、第２制御部２２０は、生体レベルを上げるための刺激信号を生成して電気刺激部１３０ｉに印加し、算出された生体レベルが目標生体レベルと同じであるか、それ以上の場合、電気刺激部１３０ｉへの刺激信号供給が停止される。
制御方法４）第２制御部２２０は、複数の電極対に刺激信号を交互に印加し、第１生体信号測定部１４０及び第２生体信号測定部３１０の少なくとも一方から測定された生体信号を収集し、各電極対の生体レベルを算出する。第２制御部２２０は、各生体レベルのうち相対的に優れた生体レベルを有する電極対を基準電極対として設定し、基準電極対に刺激信号を印加する。
生体レベルは、経穴に近い位置に刺激を与えた場合、優れた生体レベルとして算出される。つまり、基準電極対は、他の電極対と比較して経穴と最も近い位置に刺激を与える。第２制御部２２０は、基準電極対に刺激信号を印加することにより、経穴部位を正確に刺激することができ、経穴刺激効果を向上させることができる。
制御方法５）第２制御部２２０は、各電極１３１ｉの生体電位を測定し、測定された生体電位から各電極１３１ｉの生体電位類似度を算出する。第２制御部２２０は、算出された生体電位類似度が比較的高い電極対を基準電極対として設定し、基準電極対に刺激信号を印加する。
生体電位類似度は、経穴と近い位置ほど高く算出される。即ち、基準電極対は、他の電極対と比較して経穴と最も近い位置に刺激を提供することができる。
図１６を参照すると、生体電位類似度が最も高い電極Ａと２番目に高い電極Ｂと間に経穴が位置すると予測することができる。従って、第２制御部２２０は、電極Ａと電極Ｂを基準電極対として設定し、基準電極対に刺激信号を印加する。これにより、経穴部位を正確に刺激することができ、経穴刺激効果を向上させることができる。
制御方法６）第２制御部２２０は、温度センサ部により測定された皮膚温度が設定温度に達したとき、刺激信号供給を停止するように制御する。これにより、刺激信号の供給により皮膚温度が過熱することによる火傷を防止することができる。
制御方法７）第２制御部２２０は、温度センサ部により測定された皮膚温度が設定温度に達したとき、加温部に供給される電源を遮断するように制御する。これにより、加温部に電源を供給して経穴深部が過熱し、深部温度及び経穴部位の皮膚温度が上昇することによる火傷を防止することができる。
前述のように、第２制御部２２０は、対象体の体調に応じて電気刺激部１３０、加温部１６０を制御することができる。
第３実施形態による経穴刺激装置において、制御部は、第１制御部１２０と第２制御部２２０を含み、第１制御部１２０と第２制御部２２０を選択的に備えることができる。
第３実施形態による経穴刺激装置が第１制御部１２０と第２制御部２２０を含む場合、前述した第２制御部２２０の制御方法の一部を第２制御部２２０が処理し、残りの一部を第１制御部１２０が処理することができる。
第３実施形態による経穴刺激装置が第１制御部１２０のみを含む場合、第２制御部２２０の前述したすべての制御方法を第１制御部１２０で処理する。
第３実施形態による経穴刺激装置が第２制御部２２０のみを含む場合、第２制御部２２０の前述したすべての制御方法を第２制御部２２０で処理する。
以下、本発明の経穴刺激装置を用いた２種類の経穴刺激方法について説明する。本発明の経穴刺激方法は、前述した第１～第３実施形態の経穴刺激装置を用いて行うことができる。
第１の経穴刺激方法は、図１８に示されるように、以下のステップを含む。
経穴刺激装置配置ステップ（Ｓ１１）では、対象体の刺激すべき経穴部位に経穴刺激装置を配置する。具体的には、対象体の経穴となる部位に経穴刺激装置を配置する。
刺激信号交互印加ステップ（Ｓ１２）では、電極のうち選ばれた２つの電極からなる各電極対に刺激信号を交互に印加する。
生体レベル算出ステップ（Ｓ１３）では、刺激信号が印加された各電極対に沿って測定された生体信号から各電極対に対応する各生体レベルを算出する。
基準電極対設定ステップ（Ｓ１４）では、算出された各生体レベルのうち、相対的に優れた生体レベルを有する電極対を基準電極対として設定する。
基準電極対に刺激信号印加ステップ（Ｓ１５）では、基準電極対に刺激信号を印加する。
第２の経穴刺激方法は、図１９に示されるように、以下のステップを含む。
経穴刺激装置配置ステップ（Ｓ２１）では、対象体の刺激すべき経穴部位に経穴刺激装置を配置する。具体的には、対象体の経穴となる部位に経穴刺激装置を配置する。
生体電位測定ステップ（Ｓ２２）では、経穴刺激装置に備えられた各電極の生体電位を測定する。
生体電位類似度算出ステップ（Ｓ２３）では、測定された生体電位から各電極の生体電位類似度を算出する。
基準電極対設定ステップ（Ｓ２４）では、算出された生体電位類似度が比較的高い２つの電極からなる電極対を基準電極対として設定する。
基準電極対に刺激信号印加ステップ（Ｓ２５）では、基準電極対に刺激信号を印加する。
以下、本発明の経穴刺激装置を用いた睡眠管理装置について具体的に説明する。本発明の睡眠管理装置は、前述した経穴刺激装置の制御方法を共有し、睡眠を管理するための制御方法をさらに含む。また、説明の便宜上、前記第１制御部１２０及び第２制御部２２０を総称して制御部と呼び、善意第１生体信号測定部１４０及び第２生体信号測定部３１０を総称して生体信号測定部と呼ぶ。
制御部は、生体信号測定部から収集した生体信号から、対象体を所望の睡眠段階に誘導する刺激信号を生成する。具体的には、制御部は、生体信号から対象体の睡眠段階を判断し、判断された睡眠段階に応じて、電極に印加される刺激信号の印加の有無、刺激頻度、刺激強度及び刺激回数などを制御する。制御部は、対象体を所望の睡眠段階に誘導する経穴部位に配置された電極に刺激信号を印加することができる。
以下、睡眠段階による制御部の様々な睡眠管理制御方法について説明する。
説明の便宜上、対象体の睡眠段階を、覚醒段階、浅い睡眠段階及び深い睡眠段階に分けられる。覚醒段階は、対象体が目覚めている状態であり、浅い睡眠段階は睡眠又は夢を見る睡眠状態であり、深い睡眠段階は、浅い睡眠段階よりも深い睡眠状態である。
１）制御部は、対象体の睡眠段階が覚醒段階である場合、対象体の睡眠を誘導する経穴部位を刺激するように、当該経穴部位に配置された電極に刺激信号を印加する。
その結果、入眠又は睡眠中覚醒した対象体を睡眠に誘導することができ、対象体の不眠症治療に効果がある。
２）制御部は、対象体の睡眠段階が浅い睡眠段階である場合、対象体を深い睡眠段階に誘導する経穴部位を刺激するように、当該経穴部位に配置された電極に刺激信号を印加する。
その結果、浅い睡眠段階にあり、深い睡眠段階に入ることができない対象体を、深い睡眠に誘導し、深い睡眠段階に入るように誘導することができる。
３）制御部は、設定された警報時刻の前の所定時間、対象体の睡眠段階が深い睡眠段階に転換されることを防止するように、刺激信号を生成することができる。具体的には、制御部は、浅い睡眠段階を維持するための刺激信号を対象体に印加するか、対象体の浅い睡眠段階を維持させるために刺激信号の供給を停止することができる。また、設定された警報時刻の所定時間前に、対象体が深い睡眠段階である場合、制御部は、浅い睡眠段階に誘導する刺激信号を対象体に印加することができる。
一般に、浅い睡眠段階で目覚めた場合、対象者は快適に目覚めることができるので、目覚まし設定時刻の前に、対象体を浅い睡眠段階に誘導することで、対象体が快適に目覚めることを助けることができる。
４）制御部は、睡眠段階が睡眠異常状態に達する場合、対象体を覚醒段階に誘導するように電気刺激部を制御するか、警報部を作動させる。
例えば、対象体を覚醒段階に誘導する経穴部位に刺激信号を印加するか、警報部を作動させる。
睡眠異常状態は、生体信号が設定基準値から所定範囲外にある状態である。ここで、基準値とは、対象体が安定した状態での生体信号値であり、基準値から所定範囲外になる不安定状態となる。例えば、睡眠異常状態とは、対象体が悪夢をみるか、うなされるなどの不安定状態である。
具体的には、睡眠異常状態は収集される生体信号における特定の周波数帯域の振幅又はパターンが、基準値から所定の範囲を逸脱している状である。例えば、ＥＥＧを参照すると、浅い睡眠段階において、特定の周波数帯域（アルファ波又はデルタ波）の振幅が基準値から異常に増加した場合、睡眠異常状態と判断することができる。
対象体が不安定状態にある場合、睡眠異常状態から覚醒段階へと誘導することにより、対象体が覚醒し、悪夢やうなされる状態から逃れることができる。
５）制御部は、警報時刻の後、対象体が睡眠段階にあると判断される場合、対象体を覚醒段階に誘導する経穴部位に刺激信号を印加するか、警報部を作動させる。これにより、警報後に再び睡眠段階に入った対象体を覚醒させ、過度の寝過ぎを防止することができる。
睡眠管理装置は、対象体を睡眠段階に誘導するために神門穴、正中神経などを刺激することができる。
神門穴Ｄは、図２０に示されるように、手のひら側の手首の中心から小指に向かう凹みのある部位である。神門穴Ｄは、気分を司り、神門穴Ｄを刺激すると神経衰弱、心痛、統合失調症、心臓まひ、健忘症、不眠症などに効果がある。このことから、図２１に示されるように、電気刺激部１３０が神門穴Ｄに位置するように睡眠管理装置を手首に装着すると、睡眠段階に応じて神門穴Ｄを刺激して、ストレス解消及び不眠症治療効果を得ることができる。
正中神経Ｅは、図２２に示されるように、上腕から手根管を通って手に至る腕の末梢神経の一つである。正中神経Ｅ内のＣ繊維を刺激すると、副交感神経が活性化されてストレスが解消される。このことから、図８に示されるように、電気刺激部１３０ｂが正中神経Ｅ上に位置するように睡眠管理装置を手首に装着すれば、睡眠段階に応じて正中神経Ｅを刺激することで、対象体のストレスを解消して、睡眠を調節することができる。
以下、本発明の睡眠管理装置を用いた睡眠管理方法について段階的に説明する。
まず、生体信号測定ステップにおいて、対象体の経穴予定部位に睡眠管理装置を配置し、生体信号測定部により対象体の生体信号を測定する。
睡眠段階判断ステップは、測定された生体信号から対象体の睡眠段階を判断する。
刺激信号生成ステップは、判断された睡眠段階に応じて適切な刺激信号を生成する。このとき、刺激信号の印加の有無、刺激頻度、刺激強度及び刺激回数などを考慮して刺激信号を生成する。
刺激信号印加ステップは、生成された刺激信号を経穴部位に配置された電極に印加する。これにより、対象体の経穴部位に刺激を与えることができる。
以下、本発明の経穴刺激装置を用いた血圧調節装置について具体的に説明する。本発明の血圧調節装置は、前述した経穴刺激装置の制御方法を共有し、血圧調節のための制御方法をさらに含む。また、説明の便宜上、前記第１制御部１２０及び第２制御部２２０を総称して制御部と呼び、前記第１生体信号測定部１４０及び第２生体信号測定部３１０を総称して生体信号測定部と呼ぶ。
制御部は、生体信号測定部から収集した生体信号に応じて、対象体の血圧を調節する刺激信号を生成する。具体的には、制御部は、生体信号から対象体のストレス指数又は自律神経系状態指数を算出し、算出されたストレス指数又は自律神経系状態指数に応じて、電極に印加される刺激信号の印加の有無、刺激頻度、刺激強度及び刺激回数などを制御する。制御部は、対象体の血圧の低下又はストレス緩和を誘導する経穴部位に配置された電極に刺激信号を印加することができる。
生体信号測定部は、対象体の生体信号を測定し、血圧調節のための生体信号を測定する。
生体信号測定部により測定される生体信号は、血圧、Ｒ－Ｒ間隔、脳波（ＥＥＧ）、心拍数、心電図（ＥＣＧ）、ＰＰＧ（光電式指尖容積脈波；Photoplethysmogram）、ＳｐＯ2（酸素飽和度；Peripheral Capilary Oxygen Saturation）、ＥＯＧ、体温のうち少なくとも１つを含むことが好ましい。
以下、生体信号測定部により測定された生体信号を用いて血圧を調節するための制御部の制御方法について説明する。
１）血圧測定による血圧調節
制御部は、生体信号測定部から血圧を測定する。測定された血圧が設定基準値から所定範囲外にある場合、対象体の血圧を調節するために、経穴部位を刺激する電極に刺激信号を印加する。測定された血圧が設定基準値から所定の範囲以内に戻ったら、刺激信号の供給を停止させる。
２）ＰＰＧ（光電式指尖容積脈波；Photoplethysmogram）を用いた推定血圧による血圧調節
ＰＰＧは、光を用いて測定される脈波である。下記表１は、経時によるＰＰＧのパルス波の振幅を示したグラフである。下記表１において、Ｓａｍｐは収縮ピーク振幅、Ｒａｍｐは反射ピーク振幅、Ｎａｍｐはノッチピーク振幅、Ｓｔｉｍｅは収縮ピーク時間、Ｒｔｉｍｅは反射ピーク時間、Ｎｔｉｍｅはノッチ振幅時間、Ｐｔｉｍｅは合計時間を表し、ＡｓはＮｔｉｍｅより前の収縮期領域を表し、ＡｄはＮｔｉｍｅ後の拡張器領域を表す。

ＰＰＧのパルス波から収集されたパラメータを用いて血圧を算出する数式（２）は、以下の通りである。
（式中、ＳＢＰ（Systolic blood pressure）は収縮期血圧を表し、ＤＢＰ（diastolic blood pressure）は拡張期血圧を表す。）
前記数式（２）に、ＰＰＧのパルス波から収集されたパラメータ値を代入して、ＳＢＰ（収縮期血圧）とＤＢＰ（拡張期血圧）値を算出することで血圧を推定することができ、ＳＢＰとＤＢＰを対象体の血圧を推定することができ血圧推定指数として定義する。
従って、制御部は、生体信号測定部により測定されたＰＰＧ（光電式指尖容積脈波）からＳａｍｐ（収縮ピーク振幅）、Ｎａｍｐ（ノッチピーク振幅）、Ａｓ（収縮期領域）、Ａｄ（拡張器領域）を含むパラメータを抽出する。抽出されたパラメータを式（２）に代入して、血圧推定指数であるＳＢＰ（収縮期血圧）とＤＢＰ（拡張期血圧）を算出する。算出された血圧推定指数が設定基準値から所定の範囲外である場合、対象体の血圧を調節する経穴部位を刺激する電極に刺激信号を印加する。血圧推定指数が設定基準値から所定範囲に達したとき、刺激信号の供給を停止させる。
３）ＥＣＧ（心電図）及びＰＰＧを用いた推定血圧による血圧調節
心臓が収縮する際に駆出された血液は、大動脈を通って末梢血管まで送られる。下記表２は、経時によるＥＣＧとＰＰＧの振幅を示したグラフである。下記表２を参照すれば、心臓が収縮すると、ＥＣＧはＲポイントの振幅、ＰＰＧはＰポイントの振幅を有する。ＰＴＴ信号は、心臓から駆出された血液が末梢血管に到達するまでの時間を示している。すなわち、末梢血管の血液量が最大になるまでの時間ではなく、血液量が心臓に流入する時点までの時間である。このことから、ＰＴＴは、ＥＣＧのＲポイント時点からＰＰＧのＳポイントとＰポイントとの中間値をとる時点までの時間として定義される。

血圧が高くなると、ＰＴＴが減少するという特性があるため、ＰＴＴを用いた血圧の算出は、下記数式（３）の通りである。

（式中、ＳＢＰは収縮期血圧を表し、ＤＢＰは拡張期血圧を表し、ｍｓ、ｑｓ、ｍｄ及びｑｄは係数である。）
前記数式（３）にＰＴＴ値を代入してＳＢＰとＤＢＰ値を算出して血圧を計算することにより、血圧を推定することができ、ＳＢＰとＤＢＰは、対象体の血圧を推定するために使用できる血圧推定指数として定義される。
従って制御部は、ＥＣＧのＲポイントである時点と、ＰＰＧのＳポイントとＰポイントとの中間値の時点から、２つ時点間の距離であるＰＴＴを抽出する。抽出されたＰＴＴを前記数式（３）に代入し、血圧推定指数であるＳＢＰとＤＢＰを算出する。算出された血圧推定指数が設定基準値から所定の範囲外である場合、対象体の血圧を調節する経穴部位を刺激する電極に刺激信号を印加する。血圧推定指数が設定基準値から所定の範囲に達したとき、刺激信号の供給を停止させる。
４）ストレスを利用して予測された血圧変動予測指数による血圧調節
ストレスが増大すると、副腎からストレス関連ホルモンであるコルチゾールの分泌が増加する。コルチゾール分泌の増加は、血圧上昇の原因となる。このとき、Ｒ－Ｒ間隔を用いてコルチゾールの分泌量は予測することができるため、Ｒ－Ｒ間隔とストレス指数を連動させることで、Ｒ－Ｒ間隔値からストレスの増大を予測することができる。ストレスの増大は、血圧上昇の要因であることから、ストレス指数が上昇すると血圧が高くなると予測することができる。
制御部は、生体信号測定部により測定されたＲ－Ｒ間値をストレスと連動して、血圧の変動を予測できる血圧変動予測指数であるストレス指数を算出する。算出された血圧変動予測指数が設定基準値から所定の範囲外である場合、対象体の血圧を調節する経穴部位を刺激する電極に刺激信号を印加する。血圧変動予測指数が設定基準値から所定の範囲に達したとき、刺激信号の供給を停止させる。
また、生体信号測定部がＲ－Ｒ間値をリアルタイムで測定する間に、内的又は外的要因による突然ストレス状況が誘発される場合、制御部は、突発的な血圧変動をモニタリングし、対象体の血圧に変動が生じた場合、対象体の血圧を調節するように、対象者の血圧を制御する経穴部位を刺激する。
５）脳波（ＥＧＧ）及び心拍数を用いた予測された血圧変動予測指数による血圧調節
脳波（ＥＧＧ）と交感・副交感神経の相関関係について、ＥＧＧのシータ波（６Ｈｚ～８Ｈｚ）は副交感神経の活動性と、アルファ波（８Ｈｚ～１０Ｈｚ）は交感神経の活動性と関連がある。
心拍数と交感・副交感神経の相関関係について、心拍変動度（ＨＲＶ）（Heart Rate Variability）のＨＦ（高周波）は副交感神経活動性を反映し、ＬＦ（低周波）は交感神経の活動性を反映する。
このことから、ＥＧＧのシータ波の増加はＨＲＶのＨＦ増加と相関性があり、ＥＧＧのアルファ波の増加はＨＲＶのＬＦ減少と相関性がある。
従って、ＥＧＧ及びＨＲＶを測定することにより、交感・副交感神経を含む自律神経系の反応を知ることができる。自律神経系の副交感神経の活性化が心拍数に影響を及ぼし、血圧が上昇すると推定することができる。これにより、ＥＧＧと心拍数から交感・副交感神経の活動性を予測することができ、ここからストレス指数及び自律神経系状態指数を算出して血圧上昇を予測することができる。
制御部は、生体信号測定部により測定されたＥＧＧからアルファ波とシータ波の増減量を抽出し、生体信号測定部により測定された心拍のＨＲＶから副交感神経活動性を反映するＨＦと交感神経活動性を反映するＬＦの増減量を抽出する。抽出されたアルファ波、シータ波増減量及びＨＦとＬＦ増減量から、血圧変動を予測できる血圧変動予測指数であるストレス指数又は自律神経系状態指数を算出する。算出された血圧変動予測指数が設定基準値から所定の範囲外である場合、対象体の血圧を調節する経穴部位を刺激する電極に刺激信号を印加する。血圧変動予測指数が設定基準値から所定の範囲に達したとき、刺激信号の供給を停止させる。
血圧推定指数とは、血圧そのもの以外の生体信号から血圧を推定できる指数であり、ＳＢＰ（収縮期血圧）及びＤＢＰ（拡張期血圧）等を含み、血圧変動予測指数は血圧そのもの以外のから血圧の変動を予測できる指標であり、ストレス指数や自律神経系状態指数などがある。
前述した血圧測定法、血圧推定法及び血圧変動予測法以外にも、様々な生体信号から血圧を推定したり、血圧の変動を予測したりする方法を用いて血圧を調節することができる。
また、前記制御方法の説明において、「基準値」とは、正常血圧の対象体の正常血圧範囲の中間値であり、基準値から所定の範囲外である場合には、高血圧又は低血圧状態であることを意味する。このとき、異常状態とは、対象体のストレスが高い状態、または対象体の血圧が正常範囲を超えている状態、即ち高血圧状態又は低血圧状態である。
例えば、高血圧患者の場合、測定された血圧が設定基準値から所定の範囲を超えた場合、血圧が高くなったことを意味する、これにより、制御部は、血圧降下又はストレスを緩和させる経穴部位を刺激して血圧を降下させる。また、高血圧患者の血圧推定指数が、設定基準値から所定の範囲を超えると、血圧が高くなると予測される。従って、制御部は、血圧降下又はストレスを緩和させる経穴部位を刺激して、血圧が高くなるのを予防することができる。
血圧を降下させたり、ストレスを緩和させたりするために、神門穴又は正中神経を刺激することができる。
神門穴Ｄは、図２０に示されるように、手のひら側の手首の中心から小指に向かう凹みのある部位である。神門穴Ｄは、気分を司り、神門穴Ｄを刺激すると神経衰弱、心痛、統合失調症、心臓まひ、健忘症、不眠症などに効果がある。このことから、図２１に示されるように、電気刺激部１３０が神門穴Ｄに位置するように血圧調節装置を手首に装着すると、測定された血圧又は血圧推定指数に応じて神門穴Ｂを刺激することで、血圧を調節することができる。
正中神経Ｅは、図２２に示されるように、上腕から手根管を通って手に至る腕の末梢神経の一つである。正中神経Ｅ内のＣ繊維を刺激すると、副交感神経が活性化されてストレスが解消される。このことから、図８に示されるように、電気刺激部１３０ｂが正中神経Ｅ上に位置するように血圧調節装置を手首に装着すれば、測定された血圧又は血圧推定指数に応じて、手首を通る正中神経Ｅを刺激することで、血圧を調節することができる。
これにより、対象体の血圧を測定するか、対象体の生体信号からストレス指数、自律神経系指数、収縮期血圧、拡張期血圧の少なくとも一つの血圧推定指数を算出することによって、ストレスを緩和させ、高血圧患者の血圧を降下させることができる。特に、血圧推定指数は、血圧上昇を予測できるため、血圧上昇を未然に防ぐことができる。
以下、本発明の血圧調節装置を用いた３つの血圧調節方法について順を追って説明する
第１の血圧調節方法は以下のステップを含む。
まず、生体信号測定ステップにおいて、対象体の刺激すべき経穴部位、即ち予想される経穴部位に血圧調節装置を配置した状態で、生体信号測定部から対象体の血圧を含む生体信号を測定する。
刺激信号生成ステップでは、対象体の血圧に応じて刺激信号を生成する。
刺激信号印加ステップでは、生成された刺激信号を経穴部位を刺激する電極に印加する。
刺激信号印加から所定時間後に、対象体の血圧を再び測定し、血圧が設定基準値から所定の範囲内にあるかどうかが判定される。血圧が範囲に達したとき、刺激信号印加を停止し、血圧が範囲外の場合、刺激信号印加を継続することができる。
第２の血圧調節方法は、以下のステップを含む。
生体信号測定ステップでは、対象体の刺激すべき経穴部位、即ち予想される経穴部位に血圧調節装置を配置した状態で、生体信号測定部から対象体の生体信号を測定する。
血圧推定指数算出ステップでは、生体信号から対象体の血圧推定指数を算出する。
刺激信号生成ステップでは、対象体の血圧推定指数により刺激信号を生成する。
刺激信号印加ステップでは、生成された刺激信号を経穴部位を刺激する電極に印加する。
刺激信号印加から所定時間後に、対象体の生体信号を再び測定し、血圧推定指数を算出し、血圧推定指数が設定基準値から所定の範囲内にあるかどうかが判定される。血圧が範囲に達したとき、刺激信号印加を停止し、血圧が範囲外の場合、刺激信号印加を継続することができる。
第３の血圧調節方法は、以下のステップを含む。
生体信号測定ステップでは、対象体の刺激すべき経穴部位、即ち予想される経穴部位に血圧調節装置を配置した状態で、生体信号測定部から対象体の生体信号を測定する。
血圧変動予測指数算出ステップでは、生体信号から対象体の血圧変動予測指数を算出する。
刺激信号生成ステップは、対象体の血圧変動予測指数により刺激信号を生成する。
刺激信号印加ステップは、生成された刺激信号を経穴部位を刺激する電極に印加する。
刺激信号印加から所定時間後に、対象体の生体信号を再び測定し、血圧変動予測指数を算出し、血圧変動予測指数が設定基準値から所定の範囲内にあるかどうかが判定される。血圧が範囲に達したとき、刺激信号印加を停止し、血圧が範囲外の場合、刺激信号印加を継続することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の具体的な実施形態を説明したが、本発明の範囲は、特許請求範囲に記載の技術的思想に基づく変形又は均等の範囲に及ぶことは明らかである。
（産業上の利用可能性）
本発明は、皮膚や筋肉に現れる重要な反応点である経穴に刺激を与えることで、経路の流れを促進し、当該経穴に関連する症状を緩和させる経路の流れを促進するために、漢方や手技療法などに使用される経穴刺激装置及びそれを用いて経穴を刺激する方法を提供する。
１００：経穴刺激装置
１１０：電源供給部
１２０：制御部
１３０：電気刺激部
１４０：第１生体信号測定部
１５０：温度センサ部
１６０：加温部
１７０：刺激装置通信部
８００：警報部
９００：保存部
２００：使用者端末
２１０：端末通信部
２２０：第２制御部
２３０：警報部
２４０：保存部
３００：生体情報コレクタ
３１０：第２生体信号測定部
３２０：コレクタ通信部

Claims (12)

  1. 対象体の経穴と経穴周辺部分を含む経穴部位を電気的に刺激する経穴刺激装置であって、
    電源を供給する電源供給部；
    前記対象体の皮膚に印加する電気的な刺激信号を生成する制御部；及び
    前記電源供給部から電源が供給され、前記刺激信号を前記経穴部位に供給する２つ以上の電極を備え、前記電極は、相互に電気的に絶縁された状態で配置され、前記対象体の皮膚に電気的に接触される電気刺激部；を含み、
    前記電気刺激部は、３つ以上の電極を備え、
    前記制御部は、前記電極のうち選ばれた２つの電極からなる電極対に前記刺激信号を印加し、
    前記経穴部位の皮膚温度を測定する温度センサ部；及び
    前記経穴部位の深部の温度を上昇させるために、前記電源供給部から電源が供給される加温部；をさらに含み、
    前記制御部は、前記温度センサ部により測定された温度が設定温度に達したとき、前記加温部に供給される電源を遮断するように制御することを特徴とする経穴刺激装置。
  2. 前記電気刺激部は、
    前記電極を電気的に接続する配線が形成された配線層；前記配線層の下部に配置され、前記経穴部位の皮膚に脱着可能に取り付けられる接着剤を備える粘着層；
    を備え、
    前記電極は、前記粘着層の下面に露出することを特徴とする請求項１に記載の経穴刺激装置。
  3. 前記電気刺激部は、
    前記対象体に脱着可能に装着され、前記経穴部位と電気的に接触する２つ以上の接触端子を備える本体部；前記本体部に結合され、前記電極を備えるマウント部；
    を含み、
    前記本体部と前記マウント部とが結合された状態で、前記電極が前記接触端子と電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の経穴刺激装置。
  4. 前記マウント部は、前記本体部に嵌合されることを特徴とする請求項３に記載の経穴刺激装置。
  5. 前記マウント部は、前記本体部と磁力により位置が整列され結合されることを特徴とする請求項３に記載の経穴刺激装置。
  6. 前記電気刺激部は、前記接触端子を経穴部位の皮膚に密着固定させる固定部；をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の経穴刺激装置。
  7. 前記固定部は、弾性材質のバンド状又はベルト状からなることを特徴とする請求項６に記載の経穴刺激装置。
  8. 前記電気刺激部は、前記経穴部位に前記刺激信号を供給するように、前記電極のうち選ばれた２つの電極の中心間の距離が、５ｍｍ～３０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の経穴刺激装置。
  9. 前記制御部は、前記電極対のそれぞれに交互に前記刺激信号を印加することを特徴とする請求項１に記載の経穴刺激装置。
  10. 前記制御部は、前記温度センサ部により測定された温度が設定温度に達したとき、刺激信号供給を停止するように制御することを特徴とする請求項１に記載の経穴刺激装置。
  11. 前記加温部は、前記電極から離隔した状態で前記経穴部位の皮膚表面と平行に配置され、前記深部に渦電流を形成して加熱する誘導コイルであることを特徴とする請求項１に記載の経穴刺激装置。
  12. 前記加温部は、前記電極間に配置され、前記深部に光エネルギーを照射するＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載の経穴刺激装置。
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