JPH05285231A - 電気刺激装置 - Google Patents
電気刺激装置Info
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- JPH05285231A JPH05285231A JP8564292A JP8564292A JPH05285231A JP H05285231 A JPH05285231 A JP H05285231A JP 8564292 A JP8564292 A JP 8564292A JP 8564292 A JP8564292 A JP 8564292A JP H05285231 A JPH05285231 A JP H05285231A
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- Electrotherapy Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】刺激装置の電極間の絶縁を確実に行い、対象と
する刺激部位以外の電極に影響を与えない。 【構成】生体機能のマヒ部位に埋め込まれる複数チャン
ネルの電極Ｅ1 、Ｅ2・・・に電気的刺激を与えるため
の刺激信号を出力する刺激信号出力部６と、この刺激信
号出力部６の刺激信号を、対応する複数チャンネルの夫
々の電極Ｅ1 、Ｅ 2・・・に順次切換えて出力するデマ
ルチプレクサ７と、複数チャンネルの各電極Ｅ1 、Ｅ2
・・・に直列接続される絶縁用コンデンサＣ1 、Ｃ2・
・・と、デマルチプレクサ７と各絶縁用コンデンサ
Ｃ1 、Ｃ2・・・との間に接続されるスイッチＳＷ1 、
ＳＷ2・・・と、複数チャンネルの電極Ｅ1 、Ｅ2・・・
のいずれかに刺激信号が供給されている時は全てがオフ
となり、いずれにも刺激信号が出力されていない時には
全てがオンとなるように、スイッチＳＷ1 、ＳＷ2・・
・の切換えを制御するＦＥＳコンピュータ４とを具え
る。
する刺激部位以外の電極に影響を与えない。 【構成】生体機能のマヒ部位に埋め込まれる複数チャン
ネルの電極Ｅ1 、Ｅ2・・・に電気的刺激を与えるため
の刺激信号を出力する刺激信号出力部６と、この刺激信
号出力部６の刺激信号を、対応する複数チャンネルの夫
々の電極Ｅ1 、Ｅ 2・・・に順次切換えて出力するデマ
ルチプレクサ７と、複数チャンネルの各電極Ｅ1 、Ｅ2
・・・に直列接続される絶縁用コンデンサＣ1 、Ｃ2・
・・と、デマルチプレクサ７と各絶縁用コンデンサ
Ｃ1 、Ｃ2・・・との間に接続されるスイッチＳＷ1 、
ＳＷ2・・・と、複数チャンネルの電極Ｅ1 、Ｅ2・・・
のいずれかに刺激信号が供給されている時は全てがオフ
となり、いずれにも刺激信号が出力されていない時には
全てがオンとなるように、スイッチＳＷ1 、ＳＷ2・・
・の切換えを制御するＦＥＳコンピュータ４とを具え
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は生体機能のマヒ部分を電
気的に刺激し、機能の再建を行う電気刺激装置に関す
る。
気的に刺激し、機能の再建を行う電気刺激装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、四肢等の生体機能のマヒした部分
を再建するため、機能的電気刺激（Ｆunctional electr
ical stimulation；以下ＦＥＳと云う）コンピュータを
用いた電気刺激装置が実用化されている。図３は斯かる
電気刺激装置の概略構成を示すものである。１a は生体
に残存している関節・筋肉運動機能の変位、１n は脳
波、筋電図等の生体電位をそれぞれ生体信号として検出
するセンサである。この他に斯かるセンサ類として、音
声、呼吸、姿勢等の残存する生体機能を検出するものも
ある。センサ１a 〜１n より検出された生体信号は、マ
ルチプレクサ２の切換えにより順次取り込まれ、信号処
理部３により増幅、デジタル変換等の処理が施され、生
体信号データとしてＦＥＳコンピュータ４に入力され
る。ＦＥＳコンピュータ４は入力された生体信号データ
から運動機能の変位や生体電位の大きさ等を認識し、メ
モリ５に予め格納されている各種の刺激データから対応
する刺激データを読み出し、刺激出信号力部６へ転送す
る。メモリ５は例えばＲＯＭ及びＲＡＭ等により構成さ
れ、ＲＯＭには上記刺激データの他に、制御プログラム
が格納され、ＲＡＭには読み出された刺激データや設定
データ等が一時的に格納される。この刺激信号出力部６
は刺激データをアナログ信号（以下刺激信号と云う）に
変換するデジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）、生体と
電気刺激装置間を電気的に絶縁する、絶縁トランス、フ
ォトカプラ等より成るアイソレータ及び増幅器等で構成
され、刺激信号を出力する。デマルチプレクサ７は、刺
激信号出力部６より直列に送られてくる刺激信号を所要
のタイミングで順次切換え、生体内に埋め込まれた、例
えば３チャンネルの電極Ｅ1 〜Ｅ3 へ出力される。斯か
る刺激信号に応じて、生体機能のマヒした部位の筋肉或
は神経等が刺激され、例えばマヒした手等が動かせるよ
うになる。
を再建するため、機能的電気刺激（Ｆunctional electr
ical stimulation；以下ＦＥＳと云う）コンピュータを
用いた電気刺激装置が実用化されている。図３は斯かる
電気刺激装置の概略構成を示すものである。１a は生体
に残存している関節・筋肉運動機能の変位、１n は脳
波、筋電図等の生体電位をそれぞれ生体信号として検出
するセンサである。この他に斯かるセンサ類として、音
声、呼吸、姿勢等の残存する生体機能を検出するものも
ある。センサ１a 〜１n より検出された生体信号は、マ
ルチプレクサ２の切換えにより順次取り込まれ、信号処
理部３により増幅、デジタル変換等の処理が施され、生
体信号データとしてＦＥＳコンピュータ４に入力され
る。ＦＥＳコンピュータ４は入力された生体信号データ
から運動機能の変位や生体電位の大きさ等を認識し、メ
モリ５に予め格納されている各種の刺激データから対応
する刺激データを読み出し、刺激出信号力部６へ転送す
る。メモリ５は例えばＲＯＭ及びＲＡＭ等により構成さ
れ、ＲＯＭには上記刺激データの他に、制御プログラム
が格納され、ＲＡＭには読み出された刺激データや設定
データ等が一時的に格納される。この刺激信号出力部６
は刺激データをアナログ信号（以下刺激信号と云う）に
変換するデジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）、生体と
電気刺激装置間を電気的に絶縁する、絶縁トランス、フ
ォトカプラ等より成るアイソレータ及び増幅器等で構成
され、刺激信号を出力する。デマルチプレクサ７は、刺
激信号出力部６より直列に送られてくる刺激信号を所要
のタイミングで順次切換え、生体内に埋め込まれた、例
えば３チャンネルの電極Ｅ1 〜Ｅ3 へ出力される。斯か
る刺激信号に応じて、生体機能のマヒした部位の筋肉或
は神経等が刺激され、例えばマヒした手等が動かせるよ
うになる。
【０００３】実際には、例えば手及び腕の機能を再建す
る場合には、指、手首及び肘等の夫々の部位に数十チャ
ンネルの多数の電極を埋め込み、これらの動作を総合的
にＦＥＳコンピュータ４により制御しながら機能的再建
を行う。斯かる電気刺激装置は、患者の衣服或は車椅子
等に装着し、電池等を電源として携帯出来るようになっ
ている。
る場合には、指、手首及び肘等の夫々の部位に数十チャ
ンネルの多数の電極を埋め込み、これらの動作を総合的
にＦＥＳコンピュータ４により制御しながら機能的再建
を行う。斯かる電気刺激装置は、患者の衣服或は車椅子
等に装着し、電池等を電源として携帯出来るようになっ
ている。
【０００４】このようにＦＥＳコンピュータを用いた電
気刺激装置により、生体のマヒ部分に最適な刺激を付与
し、ＦＥＳコンピュータの制御に基づいて運動機能を再
建することが出来る。
気刺激装置により、生体のマヒ部分に最適な刺激を付与
し、ＦＥＳコンピュータの制御に基づいて運動機能を再
建することが出来る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マヒし
た生体機能を再建するためには、上述の如く数十チャン
ネルもの電極を必要とするので、各電極間の絶縁（アイ
ソレート）を確実に行うことが重要である。従来の構成
においては、斯かる電極間の絶縁を行うための処理が不
十分であり、ある電極に刺激信号を出力しているとき、
この電極から他の電極に閉ループが形成されて影響を及
ぼし、意図した機能再建が出来ないという不都合を生ず
ることがあった。従って、本発明は電極間の絶縁が確実
に成されるようにして、上記不都合点を解消した電気刺
激装置を提供することを目的とする。
た生体機能を再建するためには、上述の如く数十チャン
ネルもの電極を必要とするので、各電極間の絶縁（アイ
ソレート）を確実に行うことが重要である。従来の構成
においては、斯かる電極間の絶縁を行うための処理が不
十分であり、ある電極に刺激信号を出力しているとき、
この電極から他の電極に閉ループが形成されて影響を及
ぼし、意図した機能再建が出来ないという不都合を生ず
ることがあった。従って、本発明は電極間の絶縁が確実
に成されるようにして、上記不都合点を解消した電気刺
激装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の電気刺激装置
は、例えば図１に示す如く、生体機能のマヒ部位に埋め
込まれる複数チャンネルの電極Ｅ1 、Ｅ2・・・に電気
的刺激を与えるための刺激信号を出力する刺激信号出力
手段６と、この刺激信号出力手段６の刺激信号を、対応
する複数チャンネルの夫々の電極Ｅ1 、Ｅ2・・・に順
次切換えて出力する切換手段７と、複数チャンネルの各
電極Ｅ1 、Ｅ2・・・に直列接続される絶縁用コンデン
サＣ1 、Ｃ2・・・と、切換手段７と各絶縁用コンデン
サＣ1 、Ｃ2・・・との間に接続されるスイッチ手段Ｓ
Ｗ1 、ＳＷ2・・・と、複数チャンネルの電極Ｅ1 、Ｅ2
・・・のいずれかに刺激信号が供給されている時は全て
がオフとなり、いずれにも刺激信号が出力されていない
時には全てがオンとなるように、上記スイッチ手段ＳＷ
1 、ＳＷ2・・・の切換えを制御する制御手段４とを具
える。
は、例えば図１に示す如く、生体機能のマヒ部位に埋め
込まれる複数チャンネルの電極Ｅ1 、Ｅ2・・・に電気
的刺激を与えるための刺激信号を出力する刺激信号出力
手段６と、この刺激信号出力手段６の刺激信号を、対応
する複数チャンネルの夫々の電極Ｅ1 、Ｅ2・・・に順
次切換えて出力する切換手段７と、複数チャンネルの各
電極Ｅ1 、Ｅ2・・・に直列接続される絶縁用コンデン
サＣ1 、Ｃ2・・・と、切換手段７と各絶縁用コンデン
サＣ1 、Ｃ2・・・との間に接続されるスイッチ手段Ｓ
Ｗ1 、ＳＷ2・・・と、複数チャンネルの電極Ｅ1 、Ｅ2
・・・のいずれかに刺激信号が供給されている時は全て
がオフとなり、いずれにも刺激信号が出力されていない
時には全てがオンとなるように、上記スイッチ手段ＳＷ
1 、ＳＷ2・・・の切換えを制御する制御手段４とを具
える。
【０００７】
【作用】生体に埋め込まれた複数チャンネルの電極に刺
激信号を出力する際、各チャンネル毎に設けられたスイ
ッチを、いずれかのチャンネルの電極に刺激信号が出力
されている時は全てをオフとし、いずれのチャンネルの
電極にも刺激信号が出力されていない時には全てをオン
とする。このようにすることにより、あるチャンネルの
電極に刺激信号が出力されていても、この出力により他
の電極を介した閉ループの形成を防止することが出来、
他のチャンネルに影響を及ぼすことはない。従って、生
体のマヒ部分の電極に常に正常な刺激信号が供給され、
意図した正常な機能が再建出来る。
激信号を出力する際、各チャンネル毎に設けられたスイ
ッチを、いずれかのチャンネルの電極に刺激信号が出力
されている時は全てをオフとし、いずれのチャンネルの
電極にも刺激信号が出力されていない時には全てをオン
とする。このようにすることにより、あるチャンネルの
電極に刺激信号が出力されていても、この出力により他
の電極を介した閉ループの形成を防止することが出来、
他のチャンネルに影響を及ぼすことはない。従って、生
体のマヒ部分の電極に常に正常な刺激信号が供給され、
意図した正常な機能が再建出来る。
【０００８】
【実施例】以下図１〜図２により本考案の一実施例につ
いて説明する。尚、図中、図３の従来例と対応する部分
には同一符号を付し重複説明を省略する。 本発明が図
３の従来例と異なる点は、本例にいては、各チャンネル
毎にコンデンサを直列に挿入して各電極間を絶縁するよ
うにした点と、これらコンデンサの放電を行わせるスイ
ッチを各チャンネル毎に設けた点である。
いて説明する。尚、図中、図３の従来例と対応する部分
には同一符号を付し重複説明を省略する。 本発明が図
３の従来例と異なる点は、本例にいては、各チャンネル
毎にコンデンサを直列に挿入して各電極間を絶縁するよ
うにした点と、これらコンデンサの放電を行わせるスイ
ッチを各チャンネル毎に設けた点である。
【０００９】図１は本発明の要部を示すもので、デマル
チプレクサ７の夫々のチャンネルｃｈ1 〜ｃｈ3 には、
電極Ｅ1 〜Ｅ3 の直流信号成分を阻止する絶縁用コンデ
ンサと、これらコンデンサの放電を行わせるための、夫
々一端が接地されたスイッチＳＷ1 〜ＳＷ3 が設けられ
ている。これらスイッチＳＷ1 〜ＳＷ3 のオン／オフ動
作はＦＥＳコンピュータ４により制御されるようになっ
ている。また、刺激信号出力部６は、図３の従来例と同
様にＦＥＳコンピュータより出力される刺激データをア
ナログの刺激信号に変換するＤ／Ａ変換器、刺激信号を
増幅する増幅器及び生体と装置間を電気的に絶縁するア
イソレータ等で構成され、刺激信号をデマルチプレクサ
７に出力する。
チプレクサ７の夫々のチャンネルｃｈ1 〜ｃｈ3 には、
電極Ｅ1 〜Ｅ3 の直流信号成分を阻止する絶縁用コンデ
ンサと、これらコンデンサの放電を行わせるための、夫
々一端が接地されたスイッチＳＷ1 〜ＳＷ3 が設けられ
ている。これらスイッチＳＷ1 〜ＳＷ3 のオン／オフ動
作はＦＥＳコンピュータ４により制御されるようになっ
ている。また、刺激信号出力部６は、図３の従来例と同
様にＦＥＳコンピュータより出力される刺激データをア
ナログの刺激信号に変換するＤ／Ａ変換器、刺激信号を
増幅する増幅器及び生体と装置間を電気的に絶縁するア
イソレータ等で構成され、刺激信号をデマルチプレクサ
７に出力する。
【００１０】以下、図２を参照しながらこれらスイッチ
の動作を説明する。刺激信号出力部６から出力された刺
激信号は、例えば３チャンネルの刺激信号がデマルチプ
レクサ７により切換えられ、夫々直流阻止用のコンデン
サＣ1 〜Ｃ3 を介して電極Ｅ 1 〜Ｅ3 に順次出力され
る。同図（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、デマルチプレク
サ７より各チャンネルｃｈ1 〜ｃｈ3 の電極Ｅ1 〜Ｅ3
に出力される刺激信号の波形を表すものである。即ち刺
激信号は、電極Ｅ1 への出力が終了したら電極Ｅ 2 へ、
電極Ｅ2 への出力が終了したら電極Ｅ3 へと順次出力さ
れる。この時各チャンネルｃｈ1 〜ｃｈ3 毎に設けられ
た放電用スイッチ（以下単にスイッチと云う）ＳＷ1 〜
ＳＷ3 は、例えばチャンネルｃｈ1 に刺激信号が出力さ
れている時、全てのスイッチＳＷ1 〜ＳＷ3 はオフとな
る。次にデマルチプレクサ７がチャンネルｃｈ1 よりｃ
ｈ2 へ切り換えられる間、即ちどのチャンネルにも刺激
信号が出力されていない時、全スイッチＳＷ1 〜ＳＷ3
はオンとなりチャージされていたコンデンサＣ1 〜Ｃ3
が放電される。
の動作を説明する。刺激信号出力部６から出力された刺
激信号は、例えば３チャンネルの刺激信号がデマルチプ
レクサ７により切換えられ、夫々直流阻止用のコンデン
サＣ1 〜Ｃ3 を介して電極Ｅ 1 〜Ｅ3 に順次出力され
る。同図（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、デマルチプレク
サ７より各チャンネルｃｈ1 〜ｃｈ3 の電極Ｅ1 〜Ｅ3
に出力される刺激信号の波形を表すものである。即ち刺
激信号は、電極Ｅ1 への出力が終了したら電極Ｅ 2 へ、
電極Ｅ2 への出力が終了したら電極Ｅ3 へと順次出力さ
れる。この時各チャンネルｃｈ1 〜ｃｈ3 毎に設けられ
た放電用スイッチ（以下単にスイッチと云う）ＳＷ1 〜
ＳＷ3 は、例えばチャンネルｃｈ1 に刺激信号が出力さ
れている時、全てのスイッチＳＷ1 〜ＳＷ3 はオフとな
る。次にデマルチプレクサ７がチャンネルｃｈ1 よりｃ
ｈ2 へ切り換えられる間、即ちどのチャンネルにも刺激
信号が出力されていない時、全スイッチＳＷ1 〜ＳＷ3
はオンとなりチャージされていたコンデンサＣ1 〜Ｃ3
が放電される。
【００１１】言い換えれば、各チャンネル電極のいずれ
かに刺激信号が出力されている時は、全てのスイッチＳ
Ｗ1 〜ＳＷ3 をオフとし、どのチャンネルの電極にも刺
激信号が出力されていない時には、全てのスイッチＳＷ
1 〜ＳＷ3 をオンにしてコンデンサＣ1 〜Ｃ3 の放電を
行う。各スイッチＳＷ1 〜ＳＷ3 の動作は連動して同図
（Ｄ）に示す如くオン／オフ動作される。
かに刺激信号が出力されている時は、全てのスイッチＳ
Ｗ1 〜ＳＷ3 をオフとし、どのチャンネルの電極にも刺
激信号が出力されていない時には、全てのスイッチＳＷ
1 〜ＳＷ3 をオンにしてコンデンサＣ1 〜Ｃ3 の放電を
行う。各スイッチＳＷ1 〜ＳＷ3 の動作は連動して同図
（Ｄ）に示す如くオン／オフ動作される。
【００１２】このように、絶縁用のコンデンサは、いず
れのチャンネルにも刺激信号が出力されていない時にの
み全スイッチがオンとなって放電される。従って、いず
れのチャンネルにも刺激信号が無いときは各絶縁用コン
デンサは常に放電状態となり、刺激信号出力の応答速度
を速めることが出来る。また、スイッチが連動してオン
／オフするので、電気的な閉ループの形成を防止するこ
とが出来、他のチャンネルの電極に対し悪影響を及ぼす
こともない。
れのチャンネルにも刺激信号が出力されていない時にの
み全スイッチがオンとなって放電される。従って、いず
れのチャンネルにも刺激信号が無いときは各絶縁用コン
デンサは常に放電状態となり、刺激信号出力の応答速度
を速めることが出来る。また、スイッチが連動してオン
／オフするので、電気的な閉ループの形成を防止するこ
とが出来、他のチャンネルの電極に対し悪影響を及ぼす
こともない。
【００１３】尚、本発明は上述の実施例に限ることな
く、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成
を取り得ることは勿論である。
く、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成
を取り得ることは勿論である。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
刺激チャンネル毎にコンデンサにより絶縁し、放電を連
動して行うようにしたので、構成が容易となりしかも刺
激信号出力の応答速度を速めることが出来る。また、各
チャンネルの電極間の絶縁が確実になされるため、常に
正常な刺激信号が得られ、機能再建時の刺激バランスが
取り易くなる等種々の利点を有する。
刺激チャンネル毎にコンデンサにより絶縁し、放電を連
動して行うようにしたので、構成が容易となりしかも刺
激信号出力の応答速度を速めることが出来る。また、各
チャンネルの電極間の絶縁が確実になされるため、常に
正常な刺激信号が得られ、機能再建時の刺激バランスが
取り易くなる等種々の利点を有する。
【図１】本発明の電気刺激装置の一実施例の要部を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】実施例の動作を示すタイミングチャート図であ
る。
る。
【図３】従来例を示す構成図である。
４ ＦＥＳコンピュータ（制御手段） ６ 刺激信号出力部（刺激信号出力手段） ７ デマルチプレクサ（切換手段） ＳＷ1 〜ＳＷ3 放電用スイッチ（スイッチ手段） Ｃ1 〜Ｃ3 コンデンサ Ｅ1 〜Ｅ3 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大窪 清司 東京都小平市天神町１−57 日本電気三栄 株式会社東京工場内
Claims (1)
- 【請求項１】生体機能のマヒ部位に埋め込まれる複数チ
ャンネルの電極に電気的刺激を与えるための刺激信号を
出力する刺激信号出力手段と、 この刺激信号出力手段の上記刺激信号を、対応する上記
複数チャンネルの夫々の電極に順次切換えて出力する切
換手段と、 上記複数チャンネルの各電極に直列接続される絶縁用コ
ンデンサと、 上記切換手段と上記各絶縁用コンデンサとの間に接続さ
れるスイッチ手段と、 上記複数チャンネルの電極のいずれかに刺激信号が供給
されている時は全てがオフとなり、いずれにも刺激信号
が出力されていない時には全てがオンとなるように、上
記スイッチ手段の切換えを制御する制御手段とを具える
ことを特徴とする電気刺激装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8564292A JPH05285231A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 電気刺激装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8564292A JPH05285231A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 電気刺激装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05285231A true JPH05285231A (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=13864485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8564292A Pending JPH05285231A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 電気刺激装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05285231A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025164280A1 (ja) * | 2024-01-31 | 2025-08-07 | 株式会社Mtg | 電気刺激装置 |
-
1992
- 1992-04-07 JP JP8564292A patent/JPH05285231A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025164280A1 (ja) * | 2024-01-31 | 2025-08-07 | 株式会社Mtg | 電気刺激装置 |
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