JPH08511445A - 神経刺激装置および連係支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 支持具（１２）に連係して使用され、電気的な神経および筋肉刺激装置（１４）。この刺激装置は、刺激装置の出力コネクターが特定の支持具に取り付けられた設置キャリヤー（１６）のキーコネクターに電気的に接触するように、多数の異なる身体装具に選択的に接続可能である。支持具は、異なる位置に選択的に配される少なくとも２つの電極パッド（４４、４６）を備えている。刺激装置の出力コネクターとキーコネクターとの接続によって、刺激信号が電極パッド（４４、４６）に印加され、電極パッドの大きさによって、この電極パッドの大きさにインピーダンス整合する搬送波あるいは刺激信号が決定される。

Description

【発明の詳細な説明】 神経刺激装置および連係支持装置 発明の背景 １．関連出願への相互参照 この特許出願は、ここに参考として引用した、ポール ティー．コーレン博士 による1991年12月10日出願の米国特許出願第07/804,455号の局所適用マイクロプ ロセッサーに基づく神経及び筋肉刺激装置に関連している。 ２．発明の分野 この発明は、一般に、インピーダンス整合の刺激波長を形成する電気による経 皮的神経刺激（ＴＥＮＳ）・筋肉刺激（ＥＭＳ）装置に関し、特に、支持装置、 例えば整形外科用の装具、ラップ、補助部品と併用されて、神経・筋肉刺激波形 を送る一体手段を与え、ＴＥＮＳ・ＥＭＳ装置が所定の使用される支持装置に対 して調整され、使用中の電極に対してインピータンス整合であるＴＥＮＳ・ＥＭ Ｓ装置に関する。 ３．関連技術の説明 人体の所定領域に刺激信号を送り、痛みを抑えたり、筋肉を刺激したりするＴ ＥＮＳ・ＥＭＳ装置が知られている。調整可 能な強度、パルス持続時間、パルス幅のパルス波長を患部組織に印加することが 、この部分から生じる痛みを抑制するのに有効であることが多くの文献において 記載されている。ＴＥＮＳ装置は、慢性の激痛や手術後または外傷治療後の激痛 の症状を軽減したり処置したりするものである。ＥＭＳ装置では、より強度の波 形を用いて筋肉を収縮させる。こうした筋肉の収縮は、筋肉の再教育、萎縮症の 抑制や動作範囲の拡大を目的とする物理療法において有効である。説明を簡単に するため、ここでは、ＴＥＮＳ装置、ＥＭＳ装置を合わせて刺激装置と称する。 両者を区別する必要がある場合には、装置を特定する。 従来の刺激装置では、パルス生成回路によって望ましいパラメーターを有する パルス波形を生成する。ヒトの皮膚に取り付けた１対の電極によって、患者の皮 膚に双極性の波形を印加する。波形の正の半分の間は、エネルギーが電極間の組 織に一方向で伝達され、波形の負の半分の間は、エネルギーが電極間の組織に他 方向で伝達される。電極間の組織は、この領域の皮膚、筋肉、神経繊維からなる 電気負荷として作用する。刺激電極の周波数、振幅、パルス幅、波形の形状を変 えることによって、療法士は、刺激信号が電極間の神経に及ぼす効果を制御でき る。ＴＥＮＳ装置では、神経刺激を与えるには十分に強力であるが、筋肉収縮を 与えるには十分には強力ではない刺激信号を用いる。他方、ＥＭＳでは、より強 力な信号を用い、筋肉を緩慢に収縮させ次いで解放する。 刺激装置は、代表的には、処置センターにおいて医師や理学 療法士によって用いられるプラグ差し込み式デスクトップ装置であったり、電池 で作動される装置であったりするが、外来患者に対して用いることができる。患 者の訓練は、患者各個人の要求に合わせて誂えられたＴＥＮＳ装置を用いた処置 において医師または療法士によって行われる。患者は、治療中に動き回りたけれ ば、刺激装置をかかえ上げてそれを持ち運ぶか、その装置をクリップで留めてお かなければならず、さもなければ治療中には安静にしていなくてはならない。 発明の概要 この発明は、支持装置と連係する刺激装置（ＴＥＮＳまたはＥＭＳ）を開示す る。この刺激装置は、異なる多数の支持装置（刺激装置を支持することのできる 整形外科用の装具、ラップ、その他の装着品）に選択的に係合可能になるように 取り付けられ、刺激装置に連係された出力コネクターが、その特定の支持装置と 一体となった搭載キャリヤーに連係されたキーコネクターに接触する。この支持 装置には、装置の異なる位置に選択的に配置できる少なくとも２つの電極パッド が含まれる。刺激装置の出力コネクターと支持装置のキーコネクターとの接続に よって、刺激信号が、支持装置によって適所に保持された電極パッドに伝達され る。搭載キャリヤーのキーコネクターは、刺激装置によって用いられる３ビット ２値コードを与え、どのタイプの支持装置に刺激装置が接続されているのか、ま た例えば 支持装置に接続された電極がどのような大きさなのかを判定し、刺激装置は刺激 信号の搬送周波数を調節し、刺激装置の出力波形と負荷（患者に取り付けられた ときの２つの電極のインピーダンスに対応する負荷）とをインピーダンス整合さ せる。 この発明の他の目的と利点と特徴は、添付の図面に基づいて、以下の記載や付 随する特許請求の範囲から明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 図１はこの発明の好ましい実施例の刺激装置を備えた膝用装具である支持装置 を装着した人の図であり、 図２は図１の膝用装具とこれを併用する刺激装置の拡大側面図であり、 図３は電極の配置を示した図１の装具の内側正面図であり、 図４Ａと図４Ｂは図１の刺激装置の正面図と背面図であり、 図５〜図８はＴＥＮＳ装置からの異なる周波数と振幅の変化を示すパルス出力 信号であり、 図９、図９Ａ及び図９ＢはＴＥＮＳ装置の回路要素の模式図であり、 図１０はＴＥＮＳ装置のソフトウェアフロー図である。 好ましい実施態様の詳細な説明 ＴＥＮＳ装置とその連係装具に関する好ましい実施態様についての以下の説明 は、例として解されるべきものであって、この発明の範囲、用途を限定するもの ではない。支持装置は、人に取り付けられるものであるが、特に、刺激装置を支 持することのできる整形外科用の装具、ラップ、その他の装着品として定義され る。刺激装置は、持ち運び可能なＴＥＮＳ・ＥＭＳ装置として定義される。 図１に示すように、人１０は、支持装置、この場合、一般には所定の形状のネ オプレンのラップからなる膝装具１２を装着している。このタイプのネオプレン のラップは公知である。この発明の好ましい実施態様では、装具１２の下にある 人の皮膚の選択領域に刺激信号を送るＴＥＮＳ装置１４が、装具１２の外面に固 定されている。患部にわたって取り付けた電極（図３参照）に刺激信号を送るこ とによって、いずれの数の異なる外傷や外科手術に起因する痛みをも抑えられる 。ＴＥＮＳを用いることができる起因となる外傷や外科手術の種類は、当該技術 においては十分理解可能なものであり、筋肉の再教育、萎縮症の抑制や動作範囲 の拡大を目的とする物理療法の際にＥＭＳ装置を用いることの有効性も、当該技 術においては十分理解可能なものである。膝または身体のその他の部分に用いる 他のタイプの整形外科用の装具やラップについても、刺激装置、例えば図に示し たようなＴＥＮＳ装置１４と併用されることができる。他のタイプの整形外科用 ブレースとしては、ネオプレンやリクラ（lycra）のような種々の材料から作製 した背用装具、肩用 装具、肘用装具、スリーブ（sleeve）が挙げられるがこれに限定されない。この 図に示すように、ＴＥＮＳ装置１４を装着していても日常生活に支障をきたすこ とはない。 図２は、膝用装具１２とそれと併用されるＴＥＮＳ装置１４の拡大側面図であ る。この図において、ＴＥＮＳ装置１４は、補助キャリヤー１６に部分的に取り 付けられている。補助キャリヤー１６は、成形プラスチック構造部材であり、い ずれの効果的な方法を用いてもよいが、ネオプレン装具１２に取り付けられてい る。この例では、補助キャリヤー１６は、装具１２に縫いつけて補助キャリヤー １６の延出した端部（図示せず）に置いたエクストラネオプレン（extra neopre ne）材によって装具１２に取り付けられ、これに固定されている。ＴＥＮＳ装置 １４には、成形プラスチックハウジング２０が設けられており、このハウジング ２０の内部には、ＴＥＮＳ装置１４に関連するハウジング２０以外の電気部材（ 図９、９Ａ及び９Ｂに示す）が納められ、その両端に沿って、成形溝（図示せず ）が形成されている。この溝は、補助キャリヤー１６の両側面から延びて互いに 向かう突起２２の上を滑動できるようになっている。従って、ＴＥＮＳ装置１４ は、装具１２に容易に連結させ、ロック係合式に取り付けることができる。ＴＥ ＮＳ装置１４は、この発明の精神と範囲を逸脱しない限りは、その他のどのよう な方法を用いて装具１２に取り付けてもよいし、装具１２の内面に取り付けても よい。 図に示すように、ばねの装着されたキー電気コネクター２４ が補助キャリヤー１６の一端に成形されている。好ましい実施例では、キーコネ クター２４には、関連の７本の個別のピンが設けられている。第１のピン、第２ のピンは、ＴＥＮＳ装置１４の第１のチャネルに設けられた電極との電気接続を 可能にするためのものであり、第３のピン、第４のピンは、ＴＥＮＳ装置１４の 第２のチャネルに設けられた電極との電気接続を可能にするためのものであり、 第５のピン、第６のピン、第７のピンは、コネクター２４の鍵の付いた部分であ って、３ビットの２値コードを生成する。この２値コードは、どんなタイプの支 持装置にＴＥＮＳ装置１４が装着されたのか、また、例えば、その支持装置との 関連で使用されている電極のタイプや大きさはどのようなものであるかを、ＴＥ ＮＳ装置に知らせる。ＴＥＮＳ装置は、支持装置のタイプや電極の大きさを認識 すると、その搬送周波数を調整して出力と負荷とをインピーダンス整合させる。 これについては、後に詳細に説明する。装置１４が補助キャリヤー１６に完全に 装着、ロックされると、キーコネクター２４が、ＴＥＮＳ装置１４の出力コネク ター９２（図４Ｂ参照）に電気接続される。電極に対して用いられるキーコネク ター２４のピンはワイヤー（図３参照）に電気接続され、このワイヤーは電極に 電気接続される。図に示すように、積層材料１８は装具１２を下方に延びている ため、装具１２と積層材料１８との間でワイヤーが支持される。キーコネクター ２４とその電極の操作については、後に詳細に説明する。 図３は裏を縦に切り、装具１２の内面３０が見えるように開 いた装具１２の内面図である。この図では、補助キャリヤー１６と積層材料１８ が面３０の裏面に設けられている。第１のワイヤー３２と第２のワイヤー３４は 、補助キャリヤー１６から積層材料１８伝いに延びているのが分かる。ワイヤー ３２と３４は、面３０から孔３６と孔３８を通過して突出している。ワイヤー３ ２，３４には、それぞれ、末端ピンコネクター４０，４２が設けられている。こ れらのピンコネクター４０，４２は、これらを、それぞれ、電極パッド４４，４ ６に連結された適切なコネクターに滑入すると、パッド４４，４６に電気接続す る。コネクター４０，４２は、面３０を背にして、パッド４４，４６の裏側につ ながっている。これらの電極パッド４４，４６は、ユーザーの皮膚に刺激信号を 送る第１のチャネルを示しており、好ましい実施例では、第２のチャネルを形成 するさらに２つの電極パッド（図示せず）を用いることが分かるであろう。 電極パッド４４，４６は、ユーザーの皮膚に隣接するパッド４４と４６の一方 側に設けられた含水ガーゼ材（water wicking material）４８，５０でそれぞれ 被覆されたシリコン導電電極からなる。さらに、電極パッド４４，４６は、面３ ０に向かう側がループ材（表面がパイルになっていてもよい）（図示せず）で構 成されている。含水ガーゼ材が皮膚と電極パッド４４，４６との間に水の層を保 つことによって、この領域に導電層が形成される。電極パッド４４，４６は、ル ープ材料によって面３０に離脱可能に取り付けられている。このように、電極パ ッド４４，４６の位置は、装具１２の内面３０にお いてワイヤー３２，３４の長さの範囲内で望ましい箇所であれば実質的にどのよ うな箇所に設けてもよい。電極パッド４４，４６は、用いている支持装置の大き さやタイプ、所望の治療の点で、いずれの望ましい大きさや形であってもよい。 図４Ａと図４Ｂは、それぞれ、ＴＥＮＳ装置１４の正面図と背面図である。Ｔ ＥＮＳ装置１４は、上部分６０と下部分６２に分けられる。上部分６０は、電池 室６４において電池パック（図示せず）を収容できるように下部分６４よりも深 くなっている。一実施態様では、電池室６４に収容され、約２．４〜３．０ボル トを供給できる交換可能なＡＡサイズの２つのアルカリ電池または交換可能な２ つのニッケル−カドミウム電池である。あるいは、ＴＥＮＳ装置１４においては 、使い捨て電池を用いることによって、電池室６４を無くしてもよい。この場合 、ＴＥＮＳ装置１４の大きさは、そのサイズの電池を収容するために小さくする ことができる。図に示す実施例では、ＴＥＮＳ装置１４は、長さ約９．６８ｃｍ 、幅５．８８ｃｍ、奥行き２．０８ｃｍ、重量３．２オンスである。 下部分６２には電気回路部品が設けられており、その前面６６には多数の制御 キーが設けられている。ＴＥＮＳ装置１４を補助キャリヤー１６に装着すると、 装置１４は操作できる状態になる。スライド式パワースイッチ６８が設けられて おり、これをＯＮの位置に動かすと、エネルギー出力信号が電極パッド４４，４ ６に渡される。デフォルト時の出力波形は搬送周波数を有し、この周波数は、代 表的にはおよそ２．５〜３ＫＨｚの 高周波からなり、ゼロ実効直流成分（zero net DC component）を有する双極性 で対称の１周期信号である。搬送周波数は、代表的にはおよそ２〜１００Ｈｚパ ルス列の治療用低周波数に変調される。この出力信号を図５に示す。搬送周波数 は、１周期の波が先導エッジ７１と引き継ぎエッジ７３との間で計測されるバー スト状の比較的高い周波数である。治療用周波数は、先導エッジ７１と先導エッ ジ７５との間で計測される低周波波形である。出力信号と負荷とのインピーダン ス整合を形成するのは搬送周波数である。低周波数パルス同士の間の時間は、刺 激された神経が次の興奮のためにリセットされるに必要な時間を表す。２５００ 〜３０００Ｈｚの搬送信号の周波数では速すぎて、神経は個々のパルス間、つま りバースト状の２つのパルス間でリセットされない。すなわち、バースト状の双 極性の搬送周波数が、事実上は１つのパルスであるかのように、神経は搬送周波 数に対して反応する。この波形は、交流波形であるため、実効的な直流成分は存 在しない。従って、長期の正−負イオン集中を組織中に発生させるような有効極 性効果は存在しない。 電極４４，４６の大きさによって、電極が患者の皮膚に取り付けられたときに 存在する実効キャパシタンスが決定される。すなわち、一方の電極は第１のキャ パシターのプレートとして機能し、皮膚は誘電体として機能する。他方の電極は 第２のキャパシターのプレートとして作用する。この第２のキャパシターは、第 １のキャパシターと連続的に有効に接続されている。電極が大きくなると、キャ パシタープレートの有効面積が大き くなり、従って、キャパシタンスが高まる。後述するように、このキャパシタン スが最大になると、搬送周波数は、ＴＥＮＳ装置の出力と患者とがインピーダン ス整合するように変化し、ＴＥＮＳ装置から患者への有効パワーの伝達が最大に なる。以下の説明から明らかになるように、電極が特定の大きさである場合には 、搬送周波数は変化しない。制御キーによって変えられて刺激についての異なる 結果をもたらすのは、治療用周波数と強度である。治療用波形の波形パラメータ ーは、図４Ａに示す装置１４の前面６６に設けられた制御キーによって制御され る。正の強度制御キー７２と負の強度制御キー７４によって、第１のチャネルの 波形の振幅が増減する。従って、治療用波形の振幅を増減させる場合には、ユー ザーはキー７２またはキー７４を押しさえすればよい。同様にして、第２のチャ ネルでは、ユーザーは強度増加キー７６か強度減少キー７８を押しさえすればよ い。治療用周波数を増減させる場合には、ユーザーはレート増加キー８０または レート減少キー８２を押す。好ましい実施態様では、周波数は、２ｐｐｓから１ ００ｐｐｓまで１６段階で変化する。一組の周波数キー８０，８２でチャネルの 両方が制御できる。 制御キーは、また、多数のプリセットプログラムキーを含んでいる。これらの プリセットプログラムキーは、強度サージキー８４、周波数サージキー８６、強 度／周波数サージキー８８、サージレートキー９０を含んでいる。図６に示すよ うに、強度サージキー８４を押すと、治療用波形の振幅は増加、減少 する。この図から分かるように、治療用波形の振幅は、徐々に最大値まで増加し 、次いで徐々に最小値まで減少する。治療用波形は、このように繰り返されて所 定の治療効果を生じる。 周波数サージ出力キー８６を押すと、治療用波形の周波数は、図７のように増 減する。この図において、治療用波形は、最小周波数から最大周波数まで連続的 に繰り返され、別の治療効果を生じる。 強度／周波数サージレートキー８８を押すと、治療用周波数の周波数と強度が 同時に変化する。特に、図８に示すように、周波数が減少すると振幅が増加し、 周波数が増加すると振幅が減少し、さらに別の治療効果が生じる。 サージレートキー９０は、上述した各タイプの変化する波形がどのような速度 で繰り返されるのかを制御する。特に、サージレートキー９０は、強度サージ、 周波数サージ、強度／周波数サージに関するサージレートを制御する。ユーザー がサージレートキー９０を押すと、これらのレートのそれぞれは、低サージレー ト、中サージレート、高サージレートのいずれかにジャンプする。高サージレー トに達した後、次にサージレートキー９０が押されると、サージレートは低レー トにジャンプする。ＴＥＮＳ装置のスイッチをオフにすると、波形のパラメータ ーは、不揮発性メモリの状態に保存される。 上述のように、補助キャリヤー１６には、ばねの装着されたキー付きの７つの 出力コネクター２４が付いている。これらのコネクターのうち４つは、ワイヤー リードに接続され、その後、 導電電極パッドに接続されている。他の３つのコネクターは、パッドロジックに 用いられる。これら７つのコネクター２４（図２）は、ＴＥＮＳ装置の裏面９４ に設けられた７つの出力ピン９２（図４Ｂ）と合って接続する。３つのパッドロ ジックコネクターのこの２値コードによって、マイクロプロセッサに電極の大き さが知らされ、マイクロプロセッサは、出力信号と皮膚に設けられた電極とをイ ンピーダンス整合させる適切な搬送周波数を、周波数生成器に生成させる。上の 実施例では、出力信号の搬送周波数を決定する３つの出力コネクターが用いられ ている。従って、電極の大きさを表すことのできる４つの異なる組み合わせが存 在することになる。当然、これよりも多くのコネクターまたは少ないコネクター を同様にして用いることもでき、その場合、刺激装置を補助キャリヤー１６に装 着すると、刺激装置が、装具のタイプ、電極のサイズや例えば所望される特定の 治療を含む、支持装置のいずれの望ましい特徴をも知ることができるように、そ れぞれの支持装置が調整される。このようにして、１つの刺激装置を、大きさの 異なる電極を備えた多数の異なる支持装置に取り付けて、インピーダンス整合を 行うのに適切な搬送周波数に自動的に調整することができる。３つのパッドロジ ックコネクターは、また、安全機能も果たすものである。ＴＥＮＳ装置１４が補 助キャリヤー１６から取り外されると、３つのパッドロジックコネクターへ接続 されていないことをＴＥＮＳ装置が感知してｏｆｆになる。 図９と図９Ａと図９Ｂは、ＴＥＮＳ装置の模式図を示す。こ れらの図は次のように接続し、ＴＥＮＳ装置１４の完全な回路図となる。すなわ ち、図９のライン１００、１０２、１０４は、それぞれ、図９Ａのライン１００ 、１０２、１０４に接続する。 図９において、ブロック１０６内の制御パッドは、図４Ａに示した制御パッド に対応する。また、図９のパッド９２は、図４Ｂに示したパッド９２に対応し、 ＴＥＮＳ装置１４と支持装置との間の接続インターフェイスを表し、この場合は 膝用装具１２を表す。マイクローコントローラ１０８は、ＩＮＴＥＬ８０Ｃ５１ であり、図９に示すように接続されている。メモリ１１０は、Ｅ²ＰＲＯＭであ り、プログラムを記憶する不揮発性メモリとして用いられ、稼働パラメーターと デフォルト時のパラメーターをセットする。レジスタネットワーク１１２は、バ ス１１４を介してラインＰＢ０からＰＢ７までのディジタル出力を受けて、この ディジタル信号をライン１０２へのアナログ出力に変換する。ライン１０２への アナログ出力の範囲は、０〜５ボルトである。このアナログ出力は、出力波形の 強度を制御する。図９Ａの波形生成器は、Motorola製造の２元４チャネルアナロ グマルチプレクサである。ライン１０２への入力によって、波形の振幅が制御さ れ、図９のマイクロコントローラ１０８からの制御ライン１００によって、波形 生成器１１６からの周波数が制御される。図９Ａでは、チャネル１の出力は、ラ イン１１８と１２０で行われ、チャネル２の出力波形は、ライン１２２、１２４ で行われる。ライン１１８，１２０は、それぞれ、出力稼働トランジスタ１２６ ，１２８に接続されてい る。トランジスタ１２６，１２８は、Siliconix製造のＮ−チャネルエンハンス メント型のＭＯＳＦＥＴである。代表的には、ライン１１８への信号は、０から 、ライン１０２への信号に基づいて予め選択された強度レベルまで動き、一定時 間高いレベルにとどまった後消える。ほぼ同時に、ライン１２０への信号が高い レベルまで動くのにともなって、トランジスタ１２８がｏｎになり、主トランス １３４に送られた信号が反対方向に引っぱられる。ライン１２０への波形が０に なると、トランジスタ１２８はｏｆｆになり、出力電圧が０に落ちる。トランス １３４は、１〜２９段階の上昇プッシュプルトランスであり、実質的に図５に示 すようにライン１３８とライン１４０にわたって出力波形を形成する。チャネル ２は、チャネル１と同様に稼働する。チャネル１の波形の振幅がチャネル２の波 形の振幅と異なる場合、チャネル２をｏｎにする前に、マイクロコントローラ１ ０８が異なるディジタル信号をディジタル／アナログコンバータ１１２に渡して 、ライン１０２へのアナログ電圧を、信号がライン１２２に送られる前に、予め 選択された値に変化させてチャネル２への出力波形を初期設定する。図９のマイ クロコントローラ１０８は、チャネル１とチャネル２の間を多重送信し、チャネ ル１とチャネル２に同じ周波数の波形を提供する。しかし、チャネル１とチャネ ル２の波形の振幅は、個別に変化してもよい。ライン１０４へのチャネル１とチ ャネル２の出力は、図９のチャネル１とチャネル２の出力ラインに接続され、こ れらのラインは、図９の出力コネクター９２に接続 されている。ブロック９２内においてコネクターＪ１に設けられたパッド１，２ ，３は、パッドロジックキーであり、どのタイプの電極が支持装置に接続されて いるか、また例えばどのタイプの支持装置が使用されているのかをマイクロプロ セッサに知らせることのできる３ビットの２値コードを受けとめることができる 。マイクロコントローラ１０８は、次いで、例えば搬送周波数や処理モードを調 節し、負荷にインピーダンス整合され、患者に取り付けられた２つの電極で表さ れる出力搬送周波数を生成する。 図９Ｂは上昇電圧レギュレータ１４２の模式図である。レギュレータ１４２は 、この例では、２ＡＡのアルカリ電池からの電圧を段階的に上昇させ、連続して ３〜５ボルトの電圧を送るＭａｘｉｍ６３１である。ライン１５０への５ボルト の出力電圧は、５ボルトの電圧を必要とする回路の種々の要素全てに接続されて いる。抵抗１４４と抵抗１４６によって形成された抵抗ネットワークは、上昇電 圧レギュレータ１４２の低電圧側の引き出し線に接続されたライン１５２にリフ ァレンス電圧を供給する。電池の電圧降下によって、ライン１５２のリファレン ス電圧が１．７６ボルトを下回ると、電池の電圧が低すぎるのでマイクロコント ローラ１０８が閉じる必要があるということを、ライン１４８の信号で図９のマ イクロプロセッサ１０８に知らせる。これによって、電圧が低すぎてマイクロプ ロセッサが適切に機能できない場合、マイクロプロセッサ１０８がランダム信号 を発生するのを防止することができる。 図１０は、ＴＥＮＳ刺激装置の全ての駆動を表すソフトウェアフロー図である 。ブロック１５４では、パワースイッチをｏｎの位置にすることによって装置が 作動する。ブロック１５６では、患者へ出力される波形がｏｆｆになる。ブロッ ク１５８では、デフォルト時の波形がセットされる。このデフォルト時の波形は 、装置がｏｎになっていない場合、または予め保存された波形が所定の範囲に含 まれない場合に用いられる。デフォルト時の波形を設ける理由は、装置の作動に よってユーザーが直接に強度の信号を受けることがないようにすることである。 ブロック１６０では、波形が保存されているか否かが判定される。「保存」波 形とは、装置を最終的にｏｆｆにしたときに患者が用いていた波形である。波形 が保存されていれば、その波形を検索するブロック１６２に進み、出力波形パラ メーターをセットするブロック１６４に進む。次いで、セットアップキーのいず れかが押されているか否かを判定するブロック１６８に進む。押されていない場 合、ブロック１７４に進み、保存波形を新たに作成してこれを用いる。 ブロック１６０において、波形が保存されていないかもしくは「保存」波形が 所定の範囲に含まれない場合、デフォルト時の波形のブロック１６８に直接進む 。いずれのボタンも押されていない場合、ブロック１７４でデフォルト時の波形 が初期設定される。入力パッドのうちいくつかが押されている場合、ブロック１ ７０に進み、出力波形をそれに基づいて変更する。この出力波形はブロック１７ ２で保存され、次いでブロック１７ ４に進んで新たな出力波形を初期設定する。 以上は、この発明の一例としての実施例を開示、説明しているにすぎず、当業 者であれば、添付の図面や特許請求の範囲より、以下の特許請求の範囲に記載さ れたこの発明の精神、範囲から逸脱しない限りにおいて種々の変異、変更、修正 が可能であることが容易に理解されるであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＺ，ＦＩ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，Ｍ Ｇ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＫ，ＵＡ，ＶＮ (72)発明者 バスター，チャールズ エー. アメリカ合衆国，カリフォルニア 92131, サン ディエゴ，リュ フォウンタイン ブリュー 12476 (72)発明者 コーレン，ポール ティー. アメリカ合衆国，カリフォルニア 92009, カールスバッド，リンデント テラス 7212

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．支持手段に物理的かつ電気的に接続されるよう適合され、生体組織に電気信 号を与える刺激手段と、 その刺激手段と物理的かつ電気的に接続するための接続手段を有しユーザーに 遠隔的に取り付けられるよう適合された支持手段とを備えてなる生体組織に刺激 信号を与える電気刺激システム。 ２．前記支持手段が、その支持手段がユーザーに適所で装着されたときユーザー の皮膚に面するように適合できる少なくとも２つの電極パッドを支持するよう適 合され、 前記刺激手段が、その刺激手段が支持手段に接続されたとき電極パッドに電気 的に接続されるように適合された出力コネクターを含む請求項１記載の電気刺激 システム。 ３．前記支持手段が、刺激手段を受け入れる硬質キャリヤーを含み、この硬質キ ャリヤーが一連のキーコネクターを含み、刺激手段の出力コネクターが、刺激手 段が硬質キャリヤーに取り付けられたときそのキーコネクターに電気的に接続さ れてなる請求項１記載の電気刺激システム。 ４．前記支持手段が、ネオプレン装具からなり、前記硬質キャリヤーが、その装 具に取り付けられた成形プラスチックキャリヤーからなり、 前記刺激手段が、そのキャリヤーに沿って設けられた突起に係合する溝を備え てなる請求項１記載の電気刺激システム。 ５．前記電極パッドが、支持手段から選択的に取り外し可能で、かつ装具の別の 位置に配することが可能な請求項２記載の電気刺激システム。 ６．前記電極パッドが、皮膚に接触する面が含水ガーゼ材で覆われ、装具に接触 する面がループ材で覆われたシリコン導電ラバー電極からなり、 前記含水ガーゼ材が、皮膚と電極との間に導電水の層を形成するように水分を 保持してなる請求項５記載の電気刺激システム。 ７．前記キーコネクターのうちの少なくとも２つが前記電極パッドに接続された 請求項３記載の電気刺激システム。 ８．前記刺激装置が、刺激されるべき負荷にインピーダンス整合するような搬送 周波数を選択するマイクロコントローラーを備えてなる請求項３記載の電気刺激 システム。 ９．前記キーコネクターの数値が、電極パッドの大きさを表し、出力コネクター とキーコネクターとの接続によって、マイクロコントローラーが、電極パッドの 大きさを判定するとともにその電極パッドの大きさに基づいて搬送周波数を調整 する請求項８記載の電気刺激システム。 １０．前記キーコネクターが７つ設けられ、その内の２つのコネクターが電気刺 激システムの第１チャネルの電極パッドに電気的に接続され、その内の残りの２ つのコネクターが第２チャネルの電極パッドに接続され、その内の残りの３つの コネクターが電極パッドの大きさを判定するための３ビットコード を表してなる請求項９記載の電気刺激システム。 １１．前記刺激手段が、波形の振幅を増加させる第１の強度制御キーと、波形の 振幅を減少させる第２の強度制御キーとを備えてなる請求項１記載の電気刺激シ ステム。 １２．前記刺激手段が、波形の治療用周波数を増加させる第１の周波数制御キー と、波形の治療用周波数を減少させる第２の周波数制御キーとを備えてなる請求 項１記載の電気刺激システム。 １３．前記刺激手段が、波形の治療用周波の振幅を増減させる強度サージキーと 、波形の治療用周波数を増減させる周波数サージキーと、周波数の減少につれて 振幅が増加するとともに周波数の増加につれて振幅が減少するように治療用波形 の振幅と周波数を変更する強度／周波数サージキーと、サージ周期の周波数を制 御するサージレートキーを備えてなる請求項１記載の電気刺激システム。 １４．前記刺激手段が、電力を供給するための取り外し可能な電源を備えてなる 請求項１記載の電気刺激システム。 １５．人体に接続された支持装置に差し込まれ、支持装置が少なくとも２つの電 極パッドを備えるように配設された電気刺激装置であって、 この電気刺激装置を支持装置に取り付ける取り付け手段と、 この電気刺激装置が支持装置に取り付けられたとき支持装置に設けられた一連 のキーコネクターに電気的に接続されるように適合可能でありその内の少なくと も２つが少なくとも２つの 電極パッドに接続可能な一連の出力コネクターと、 治療用周波と搬送周波とを含む波形からなる刺激信号を発生するパルス発生手 段とを備えてなる電気刺激装置。 １６．前記取り付け手段が、電気刺激装置のハウジングの第１の側に設けられた 第１の溝とハウジングの第２の側に設けられた第２の溝とからなり、これら第１ の溝と第２の溝が、支持装置の硬質のキャリヤーに設けられた突起部分に係合さ れるように適合可能な請求項１５記載の電気刺激装置。 １７．所定の数の出力コネクターが支持装置の所定の数のキーコネクターに係合 可能であり、装具のキーコネクターが電極パッドの大きさを表し、それによって パルス発生手段が電極にインピーダンス整合する搬送周波数を有する刺激信号を 発生する請求項１５記載の電気刺激装置。 １８．波形の振幅の大きさを増加させる第１の強度制御キーと、波形の振幅の大 きさを減少させる第２の強度制御キーとをさらに備えてなる請求項１５記載の電 気刺激装置。 １９．波形の治療用周波数を増加させる第１の周波数制御キーと、波形の治療用 周波数を減少させる第２の周波数制御キーとをさらに備えてなる請求項１５記載 の電気刺激装置。 ２０．波形の治療用周波の振幅を増減させるように操作可能な強度サージキーを さらに備えてなる請求項１５記載の電気刺激装置。 ２１．波形の治療用周波数を周期的に増減させるように操作可能な周波数サージ キーをさらに備えてなる請求項１５記載の電 気刺激装置。 ２２．治療用周波数の減少につれて振幅が増加するとともに治療用周波数の増加 につれて振幅が減少するように、波形の治療用周波の振幅と周波数を周期的に変 更させるよう操作可能な強度／周波数サージキーをさらに備えてなる請求項１５ 記載の電気刺激装置。 ２３．変化する治療用波形のそれぞれについて周期レートを制御するサージレー トキーをさらに備えてなる請求項１５記載の電気刺激システム。 ２４．ユーザーに接続され、治療用周波を含むパルス刺激信号を発生させる刺激 装置を受け入れ可能な支持装置であって、 刺激装置を受け入れるための一連の電気コネクターを有し刺激装置が取り付け られたときには刺激装置の出力コネクターがその一連の電気コネクターに電気的 に接触するキャリヤーを備え、 前記キャリヤーが、支持装置の内側面に離脱可能に取り付けられ、装具がユー ザーの体に位置するときユーザーの皮膚に面するように適合可能な少なくとも２ つの電極パッド有してなる人体ユーザーに接続するための支持装置。 ２５．前記支持装置が、ネオプレン装具からなり、前記キャリヤーが、その装具 に取り付けられた成形プラスチックキャリヤーからなる請求項２４記載の支持装 置。 ２６．前記キャリヤーが、刺激手段に設けられた溝に係合することが可能な一組 の突起を備えてなる請求項２４記載の装具。 ２７．前記電極パッドが、支持装置から選択的に取り外し可能で、かつ支持装置 の別の位置に配することが可能な請求項２４記載の装具。 ２８．前記電極パッドが、皮膚に接触する面が含水ガーゼ材で覆われ、装具に接 触する面がループ材で覆われたシリコン導電ラバー電極からなり、 前記含水ガーゼ材が、皮膚と電極との間に導電水の層を形成するように水分を 保持してなる請求項２４記載の電気刺激システム。