JPH0428599Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は運動麻痺患者の麻痺部分を働かせるた
めの刺激装置に関する。

〔考案の概要〕

本考案は運動麻痺患者の麻痺部分を働かせるた
めの刺激装置に関するもので複数の運動麻痺患者
の残存している機能動作を検出する複数の検出手
段と、特定の運動麻痺患者に残存している機能動
作により得られる上記検出手段で検出された検出
信号のみを増幅するモジユール化された増幅回路
と、増幅回路検出信号を信号処理しデジタル化し
た制御信号が供給される機能的電気刺激用コンピ
ユータとを有し、この機能的電気刺激用コンピユ
ータ内に格納された刺激データに基づき、上記制
御信号に対応した刺激パルス出力を上記特定の運
動麻痺患者の機能動作を支配する神経又は筋群に
関連して埋込まれた電極に供給した麻痺部分を働
かせる様にしたので特定の運動麻痺患者に合つた
増幅回路のみが選択出来るので小型化、汎用化さ
れた刺激装置が得られる。

〔従来の技術〕

従来、重度四肢の麻痺した運動麻痺患者の麻痺
四肢を回復させるために筋電図、脳波、顎、肩、
首等の機械的変位及び音声等の随意的生体信号等
を動作命令信号源とし、上記各部に取付けた検出
手段（センサ）からの信号を機能的電気刺激
（Functional electrical stimulaticn：以下FES
と記す）コンピユータを用いて処理し、神経又は
筋近傍に埋込まれた電極に上述のFESコンピユー
タでプログラムされた電気的な刺激を与え、それ
によつて引き起こされた筋収縮で患者の意図する
四肢の動作を行なう様にした刺激装置が特開昭59
−160455号公報に開示されている。この様なFES
コンピユータによる刺激装置は四肢のみならず呼
吸筋、躯幹筋、泌尿生殖器等の運動機能を働かせ
ることが可能で、特に脳卒中や脊髄損傷等で生じ
た運動麻痺で生ずる筋萎縮、筋の短縮、筋及び関
節の拘縮、骨萎縮、筋の痙性そして循環障害等の
治療効果が顕著である。この様な刺激装置は様々
の構成のものが提案されているが、例えば特開昭
61−217174号公報には第４図に示す様な刺激装置
１０が示されている。第４図で１ａ〜１ｎは運動
麻痺患者の残存する音声、呼吸、関節、筋肉変位
生体変位（脳波、筋電図、生体活動電位）、姿勢、
その他の生体より得られる各種生体信号を検出す
る検出手段であり、これら検出手段１ａ〜１ｎで
得られた検出信号は複数の増幅回路２ａ〜２ｎで
増幅され、信号処理装置３を構成する複数のアナ
ログ−デジタル変換回路（Ａ／Ｄ）３ａ〜３ｎで
この検出信号をデジタル化した制御信号として
FESコンピユータ４に供給する。FESコンピユー
タ４は各制御信号毎の刺激データをコンピユータ
内の記憶手段内に格納していて、信号処理装置３
で入力された各種の制御信号を認識して記憶手段
に格納された刺激データを選択する。この様な選
択によつて、刺激パルス列データを複数のデジタ
ル−アナログ変換回路（Ｄ／Ａ）５ａ〜５ｍに供
給し、アナログ的な刺激パルス列とし、この刺激
パルスを複数のアイソレータ６ａ〜６ｍを通じて
生体７に埋込まれた複数の電極８ａ〜８ｍに供給
する。このアイソレータ６ａ〜６ｍはコンデンサ
或いはトランス等から成り、電源からの漏洩電流
が電極８ａ〜８ｍを介して患者に供給されるのを
防止すると共に刺激電流（電圧）から直流分を除
去し、更に患者７の組織と電極８ａ〜８ｍ界面に
おける電気化学的変化を最小にするためのもので
ある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

叙上の従来構成による刺激装置は複数の運動麻
痺患者の残存する全ての機能からの変化を検出手
段１ａ〜１ｎに供給して検出し、これらの全ての
検出信号を複数の増幅回路２ａ〜２ｎとＡ／Ｄ３
ａ〜３ｎを介してFESコンピユータ４に供給して
いる、この様に検出信号により得られた全てを用
いて制御信号を得ようとしても、検出信号によつ
て増幅回路２ａ〜２ｎの回路構成も異なり、多様
な増幅回路を必要とするだけでなく、検出手段
（センサ）の数も多くなり制御が複雑となる。更
に患者による操作性が悪く装置が大型化し、汎用
性にも欠ける問題があつた。

本考案は叙上の問題を解決するためになされた
もので、その目的とするところは増幅回路をモジ
ユール化することで小型化、汎用化のなされた刺
激装置を提供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の刺激装置は例えば第１図に示す様に複
数の運動麻痺患者の残存している機能動作を検出
する複数の検出手段１ａ〜１ｎと、特定の運動麻
痺患者に適合している機能動作により得られる検
出手段１ａ，１ｃで検出された検出信号のみを増
幅するモジユール化された増幅回路２ａ，２ｃ
と、増幅回路２ａ，２ｃの検出信号を信号処理し
デジタル化した制御信号が供給される機能的電気
刺激用コンピユータ４とを有し、機能的電気刺激
用コンピユータ４内に格納された刺激データに基
づき、制御信号に対応した刺激パルス出力を特定
の運動麻痺患者の機能動作を支配する神経又は筋
群に関連して埋込まれた電極８ａ〜８ｍに供給す
るようにしたものである。

〔作用〕

本考案に依れば複数の検出手段１ａ〜１ｎのう
ちで、特定の患者に最も適合した機能動作により
得られる検出手段（例えば１ａ，１ｃ）のみ増幅
するモジユール化した増幅回路２ａ，２ｃを装置
内に組込み、FESコンピユータ４で生体に埋込ん
だ電極８ａ〜８ｍに刺激パルス列を供給する様に
したので刺激装置の小型化、汎用化を行うことが
出来る。

〔実施例〕

以下、本考案の刺激装置の一実施例を第１図乃
至第３図について説明する。この第１図乃至第３
図に於いて第４図との対応部分には同一符号を付
して重複説明を省略する。

第１図は本例の刺激装置１０を示し、この刺激
装置１０は音声検出手段１ａ、呼吸検出手段１
ｂ、関節、筋肉変位検出手段１ｃ、生体電位検出
手段１ｄ、姿勢変位検出手段１ｎ等は複数の運動
麻痺患者が持つている残存機能の動き及び働きを
検知し得る検出手段であり、例えば特定の運動麻
痺患者でも脳卒中か、交通事故による脊髄損傷か
によつては残存機能に違いがあるので患者別、疾
患別に合わせた特定の患者の残存機能のうち最も
良好な機能を選択し、この出力を検出手段（例え
ば１ａ，１ｃ）に供給する様にしている。通常、
刺激装置を患者自身の意志で制御し得る実用的な
検出手段の数は２〜３個である。依つて本例では
第２図の如く特定の運動麻痺患者７が例えば重度
四肢麻痺患者であつたとすれば、首及びそれより
上部の運動は完全に正常で肩は後方及び上方に限
つて運動可能であるので、例えばゴム管内に導電
体をつめて電気抵抗変化を検出する伸長可変抵抗
器からなる検出手段１ｃを患者７の肩に貼付け、
その電気抵抗変化をモジユール化した増幅回路２
Ｃの入力端子T₃，T_3Gに供給する。増幅回路２Ｃ
は装置の入出力端子T₃，T₃′に着脱自在と成さ
れ、増幅回路２Ｃ内には基準電圧発生器２C₁と
差動増幅器２C₂及び低域通過濾波器（LPF）２
C₃を有し、入力端子T₃に入力した検出信号は基
準電圧発生器２C₁の出力と比較される差動増幅
器２C₂で増幅され、LPF２C₃で低域成分を取り
出して出力端子T₃′に出力する。尚、T_Vは電源端
子、T_3G，T_Gは接地端子を示している。

更に特定の運動麻痺患者、即ち上述の重度四肢
麻痺患者の大多数は言語の発生、聴取には何ら問
題を有していないことが多く、首や肩等の動きか
ら得られる随意的生体信号と音声を検出信号とし
て併用することが出来る。例えば患者７がコツプ
を把持する場合を考えると、手の開閉は肩等の動
きから得られる随意的生体信号を検出手段１ｃで
検出した制御信号で行なう。手の把持動作のう
ち、key Grip動作（鍵を握るパターン）と
Cylindeicul Grasp動作（コツプ或いは棒を持つ
パターン）等があるが、この様なパターンはFES
コンピユータ４に予め記憶させてある。更に、患
者７が発生し音声をマイクロホン等からなる検出
手段１ａで検出して、Grasp動作を選択させると
このパターンにしたがつた動作により患者はコツ
プを破損させることなく把持することが出来る様
になる。この様な検出手段１ａの検出出力は第３
図示の如くモジユール化した増幅回路２ａの入力
端子T₁，T_1Gに供給される。増幅回路２ａは装置
の入出力端子T₁，T₁′に着脱自在と成され、増幅
回路２ａに供給された検出信号は増幅器２a₁で増
幅され周波数−電圧変換用のＦ／Ｖコンバータ２
a₂で電圧に変換された後に基準電圧等と比較され
る比較器２a₃を介して出力端子T₁′に出力され
る。尚T_V，T_G，T_1G（＝T_3G）は第２図と同様の
端子である。

この様に特定の患者７の残存している機能のう
ち、最適な動作及び働きを検出手段１ａ，１ｃに
供給し、この検出手段の出力を入出力端子T₁，
T₃，T₁′，T₃′を有するモジユール化した増幅回
路２ａ，２ｃに供給し、他の増幅回路入出力端子
T₂，T₂′・T₄，T₄′……T_o，T_o′にはモジユール
化した増幅回路は接続しない。依つて増幅回路２
ａ，２ｃの出力端子T₁′，T₃′で出力された検出
信号のみＡ／Ｄ３ａ，３ｃに入力された信号処理
され、デジタル化した制御信号がFESコンピユー
タ４に供給される。FESコンピユータ４では上述
した様に随意的生体信号や音声信号に基づき記憶
手段や音声認識装置のパターンによつて刺激パル
スデータをＤ／Ａ５ａ〜５ｍに出力し、アナログ
化された刺激パルス列はアイソレータ６ａ〜６ｍ
を介して患者７の神経や筋と関連する部分に埋込
まれた電極８ａ〜８ｍに供給される。尚、電極８
ａ〜８ｍは例えば四弗化エチレン樹脂でコーテイ
ングした直径50μmの線を撚つた線で全直径0.2mm
の撚線をコイル状にしたものを用いる。

上述の構成では音声検出手段１ａと関節、筋肉
変化検出手段１ｃを選択したが特定の患者の最適
な残存機能に応じて呼吸検出手段１ｂや生体電位
検出手段１ｄ等の検出信号を２〜３個程度選択す
ることもあり得る。その場合はこれら検出手段に
適合したモジユール化した増幅回路を刺激装置に
組込む様にすればよい。

本例は特定の患者の良好な残存機能に応じた検
出信号のみ取り出し、この検出信号に対応したモ
ジリュール化した増幅回路のみ刺激装置に組込ん
だので刺激装置を単一化出来るので装置の小型
化、汎用化が可能となる。

尚、本考案は上述の実施例に限定されることな
く、本考案の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形
が可能である。

〔考案の効果〕

本考案によれば刺激装置の小型化及び汎用化が
可能となり、麻痺患者に合つた廉価な刺激装置が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の刺激装置の一実施例を示す系
統図、第２図及び第３図は第１図に用いる刺激装
置用増幅回路の一実施例を示す回路図、第４図は
従来の刺激装置の系統図である。 １ａは音声検出手段、１ｃは関節、筋肉変化検
出手段、２ａ〜２ｎは増幅回路、２a₂はＦ／Ｖコ
ンバータ、２a₃は比較器、２c₁は基準電圧発生
器、２c₂は差動増幅器、２c₃はLPF、３ａ〜３ｎ
はＡ／Ｄ、４はFESコンピユータ、５ａ〜５ｍは
Ｄ／Ａ、６ａ〜６ｍはアイソレータ、７は患者、
８ａ〜８ｍは電極である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 複数の運動麻痺患者の残存している機能動作を
   検出する複数の検出手段と、 特定の運動麻痺患者に残存している機能動作に
   より得られる上記検出手段で検出された検出信号
   のみを増幅するモジユール化された増幅回路と、 該増幅回路検出信号を信号処理しデジタル化し
   た制御信号が供給される機能的電気刺激用コンピ
   ユータとを有し、 上記機能的電気刺激用コンピユータ内に格納さ
   れた刺激データに基づき、上記制御信号に対応し
   た刺激パルス出力を上記特定の運動麻痺患者の機
   能動作を支配する神経又は筋群に関連して埋込ま
   れた電極に供給して成ることを特徴とする刺激装
   置。