JPS60261468A - 経皮性神経刺戟装置の監視システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は経皮性神経刺戟装置、特にこの種の装置を使用
する間、電極接続を監視するための監視機構に関する。

経皮性神経刺戟装置は刺戟となる電気的パルスを電極に
加えるが、これらの電極は患者の皮膚に接触して電気的
神経刺戟によって苦痛を軽減する。

一般に患者は医師から如何にして装置を安全かつ効果的
に用いるかというインストラクションと共にａｍを、供
与されることになる。その後、患者は装置を用いて必要
な処置を行う。従って、装置に関しては患者が使用する
のに簡単で、かつ容易であることが望ましい。

刺戟装置の通常のオペレーションの間、電気的パルスが
電極を経由して患者の皮膚に加えられる。

それによって装置は、患者の皮膚により示される比較的
低いインピーダンスである電気的負荷すなわちインピー
ダンスを効果的に駆動する。しかし、患者は、比較的長
い処置期間中には、動きまわることを期待する。実際に
、本発明の刺戟装置は患者がポケットの中に、あるいは
ベルトに着けて持ち運べるように小さく、ボータプルな
ユニットトして装造されている。この装置は上記のよう
に設計されているので、患者は普通の日常活動に従事し
ながら処置を進めることができる。

本装置の、この使用の過程において、電極が、その通常
の患者の皮膚との緊密な接触からゆるむ可能性が大いに
ある。これらの状況下で、数種類の出来事が起シ得る。

患者は、自分がもはや所望の苦痛軽減を得られないもの
と気付くかも知れないし、またそれ以上の軽減はパルス
エネルギーを増加させることにょシ得ることができると
信じるかも知れない。次に、その患者は出力パルスのエ
ネルギーを増加させるかも知れない。或いは刺戟装置が
、ゆるんだ電極によって示される増加したインピーダン
スを感知し、そして自動的に出力信号レベルを上げるこ
とにょシ対応するかも知れない。

いずれの場合にも、刺戟装置は所望のものよシも高いエ
ネルギーパルスを発生することになる。

その後に、ゆるんだ電極が患者の皮膚と突然緊密に接触
するようになると、扁エネルギーパルスが皮膚に加えら
れて患者は急激な、時には痛みを伴うショックを受ける
ことになる。

これらの苦痛にみちたショックの危険を阻止するために
、成る刺戟装置に、いわゆる監視（ｓｅｎｔｉｎｅｌ）
回路を用いている。従来の監視回路は出方信号しベルを
連続的に監視する。出力信号振幅における急激な変化が
起ると、監視回路はその発生をパルス積分、しきい値検
出または類似の方法により検出することになる。出力レ
ベル変化における成る所定地点において、監視機構は警
告用インジケータをトリガするか、装置を閉鎖して、使
用者に対し危険にみちた作動条件の注意を喚起する。

しかし、監視作用は患者から患者へと異なる可能性のあ
る変数により無効となる恐れがある。異なった患者は異
なった皮膚インピーダンスを有する可能性があシ、そし
て種々のレベルの処置用パルスを要する可能性がある。

更に、パルスが危険となるレベルは患者ごとに変化する
可能性がある。

安全を逸れないものとして、成る患者による通常のオペ
レーションの間、回路が偽、９）リガを発生する監視回
路について検出しきい値を設定する必要があるかも知れ
ない。この種の偽りトリガおよ；　““１ｏゝ”１１１
４・３０“４″３−１置パルスを必要とする患者に対し
可成りの不便をもたらす可能性がある。

本発明の原理によれば、刺戟装置に監視システムが設け
られ、それによって特別に形成された監視パルスが、神
経刺戟用の出力パルスの発生に先立って生成される。特
別な監視パルスに対する出力応答が検出され、そして検
出された応答が与えられ九感知におけるしきい値レベル
を越えると警告信号が発生される。本発明の好ましい実
施態様において、刺戟装置は監視パルス発生のインター
バル中に実質的に現われる警告信号にのみ応答する。

第１図を参照すると、本発明の原理に従って構成された
ディジタル制御刺戟装置が概略的に示されている。マイ
クロプロセッサ１０は参照数字１２で示される押ボタン
スイッチからのオペレータ入力の制御信号を受ける。マ
イクロプロセッサはまた、低バッテリ検出装置２６およ
び監視信号検出装置５ａからの入力も受ける。これら２
つの供給源のいずれかよりの信号は出力パルス発生の終
結を早める。

本装置はバッテリ１４によシミ力が供給され、該バッテ
リは０ＶｏＦＦスイツチ１６によシ給電調整装置１８に
接続される。調整装置１８は調整された供給電圧Ｖｓを
マイクロプロセッサ１０に提供し、出力段電圧ｖＡおよ
び基準電圧をディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ　）変換器
４０に供給する。この調整装置はまた、検出装置によっ
て電圧標本化のために低バッテリ検出装置２６に接続さ
れる。

マイクロプロセッサ１０は、２つのポート、なラヒニバ
ス１、バス２、およびバス３として示されるデ′−タバ
スを有している。バス１は出力信号レベルを表わすディ
ジタル語をＤ／Ａ変換器４０に、またディスプレイ２０
の最右方けたのセグメントのための制御信号を供給する
。バス２はディスプレイ２０の中央けたのセグメントの
だめの制御信号を供給し、またモードスイッチ２４の設
定をサンプリングするものである。バス３は専用制御機
能用の複数本のデータ線路を有している。線路３１はＤ
／Ａ変換器４０に対する基準電圧印加のタイミングを制
御する。線路３２はルθ、変換器のバッファへの出力電
圧レベル語の刻時を制御する。線路３３および３４はゲ
ート４２および４４の閉成を制御し、これらのゲートは
Ｄ／Ａ変換器からの電圧を装置の出力と結合させるもの
である。線路３５は、モードスイッチの状態がサンプリ
ングされる時間中、モードスイッチ２４に信号を加える
。線路３６は入力データをシフトレジスタ２２に加工、
そして線路３７は第１出力におけるパルスの振幅が数値
的に表示される際には、ディスプレイ２０の左側でムＭ
Ｐインジケータをオンにする。

Ｄ△変換器の出力は２個のＣＭＯＳゲート４２および４
４を経由して、出力信号増幅器４６および４８の入力に
接続されている。増幅器４６および４８の出力は各出カ
ドランスＴＲＩおよびＴＲ２に接続され、かつ監視信号
検出装置５０の入力に接続される。

第１図の概略図の一部分を更に詳細に第２図に示す。８
０Ｃ４９で表わされる一般タイブのものから成っていて
もよいマイクロプロセッサ１０が、具体的に示されたそ
の入力および出力と共に示されてφる。３　ＭＨｚの水
晶１０１はマイクロプロセラ。

サ１０の入力ＸｉおよびＸ２間に接続されているＯコン
・デンサ１０３はマイクロプロセッサのリセット入力を
アースに接続し、その結果マイクロプロセッサは、装置
がオンされ、かつ供給電圧が安定化された直後にリセッ
ト指令を受けることになる。

ＤＩＳＰ、ＩＮＣ，ＤＥＣおよびＳＥＴと標識された４
個の押しボタンコントロールはマイクロプロセッサの入
力Ｔｏ、Ｔｌおよび割込み入力に接続される。数多くの
ダイオードが用いられて、押しボタンスイッチからの信
号をコード化する。たとえば、ＤＩＳＰ押しボタンが閉
じられて、ディスプレイ上に表示されている機能を変化
させると、ＤＩＳＰ押しボタンからのダイオードは低（
グラウンドレベル）信号をＴｏおよびＴ１人力に加える
。次いでマイクロプロセッサはＤＩＳＰ指令としてのこ
れら２本の低い線路をデコードする。更にマイクロプロ
セッサ入力に、トランジスタ１０５を経由する監視信号
および低バッテリ検出信号が接続され：　る・電源ＯＮ
初期化信号は入力Ｔ１に接続され６・３本のバスの個別
の線路もまた示されている。

バス１および２は各８本の線路から成るボートであシ、
またバス３は上に列挙された具体的な機能を制御するだ
めの８本のデータ線路を含んで構成　・される。第１図
には示されていない線路３８はクロック線路であシ、こ
れは選択的に付勢されて線路３６からのデータをシフト
レジスタ２２にロードする。

第３図は第１図のデ、イスプレイとバス配置を更に詳細
に示している。マイクロプロセッサからの線路３１はＣ
ＭＯＳゲー１１２８ｔ−経由してトランジスタ１１８の
ベースに結合されている。この線路３１上の信号ＲＥＦ
Ｇは、必要とされる場合には、Ｄ／Ａ変換器の作動中、
トランジスタ１１８をオンして基準電圧をＤ／Ａ変換器
４０に印加する。Ｄ／Ａ変換器が出力電圧を供給しない
場合には基準電圧は必要ではなく、そしてこれｌ−１：
ＲＥＦＧ信号によりオンされてバッテリの電力を保存す
る。他方、基準電圧は１／２秒ごとに瞬時的にオンされ
てバッテリ電圧をサンプリングする。コンデンサ１４を
チャージしながらオン／オフスイッチ１Ｂをオンした後
、ゲート１２８は瞬時的にしゃ断されることになる。コ
ンデンサをチャージするだめの時間が、トランジスタ７
０をオンする前に系を安定化させ、この時にマイクロプ
ロセッサのＴＩ大入力解放される。Ｔ１が解放されると
、出カッくバスは低い安全なレベルとなる。トランジス
タＴ２が順次オフされることになり、ゲート１２Ｂへの
イネーブル線路を解放する。トランジスタＴ２もまた所
望モトへのモード変化を強制する一マイクロプロセッサ
が有効なデータで動作しているときに、ル勺変換器への
基準電圧の印加が進められてもよい。このホールド−オ
フのシーケン、スは、瞬時的な電源オフ後の患者への不
正確な高レベル出カッ（バスの印加を阻止踵これはマイ
クロプロセッサのレジスタが復旧するまでこのレジスタ
にスプリアスデータを残すことにもなる０ モードの変化が生じたかどうかを決定するためにモード
スイッチ２４が間合わされると、線路３５上の信号ＭＳ
Ｗはトランジスタ７４を瞬時的にオンする。次にモード
スイッチ２４のアームは現在接続されているスイッチの
出力に、低信号レベルを加える。この低信号レベルは、
このモードスイッチが接続されている）くス２の４本の
線路の対応する１本上で検出される。ノ（ス２は、その
時にはデータ入力ポートとして作用している。残９０時
間中、バス２は、ディスプレイ２０の中央けたおよびバ
ックプレーン（ＢＰ）信号用のセグメント駆動信号を供
給している。ノくス１は、Ｄ／Ａ変換器４０が出力信号
レベルデータによりロードされた場合以外は常にディス
プレイの最右方けた用にセグメント駆動信号を供給して
いる。

２つの直列接続された４ピツトクフトレジスタ２２＆お
よび２２ｂから構成されるシフトレジスタ２２は、線路
３６から最左方表示けた用のデータでロードされる。線
路３８上のクロック信号はデータをシフトレジスタ２２
ｍ　、２２ｂ中にシフトする。ディスプレイはまた、い
ずれかの側のインジケータＡＭＰ、ＦＷ、およびＲＡＴ
Ｅを表示して操作者にどのパラメータが「増大」および
「減少」押しボタンにより制御されているの力λを表示
する。左端のインジケータは出力１に対応し、右端のイ
ンジケータは出力２に対応する。出力１用のＡＭＰイン
ジケータは線路３７上のＡＭＰ　ｌ信号により制御され
、また出力２用のＡＭＰインジケータはバス１の１本の
線路によ多制御される。

出力１用のｐ　ｗ　（パルス幅）インジケータはシフト
レジスタ２２ｂのＱ２０ケーションにより制御され、−
力出力２用のＰＷインジケータは線路３６上で時分割さ
れる。両出力が同一のパルス速度すなわち周波数を示す
ように、ＲＡＴＥインジケータはシフトレジスタ２２ａ
のＱ４０ケーションにょシ共通に制御される。

刺戟装置の出力区分は第４図に詳細に示されている。Ｄ
／Ａ変換器が所望の出力レベルを発生している場合、線
路３３上の信号ＥＮＩおよびＥＮ２はＣＭＯＳゲート４
２および４４ｆ！：、オペレータ入力のパルス幅設定に
対応する期間にわたり導通さ・；５６゜ヶい一？１．８
ヵ２４２オゆゆ、４４６およ。４８に加えられる。出カ
ドランジスタロ０および６２は導通されて出力信号をト
ランスＴＲＩおよびＴＲ２に出力する。次に出力パルス
は、患者の皮膚上の電極（図示せず）に接続されたリー
ド線と結合するトランスに送られる。

各出力パルスの伝送以前に、監視パルスと称されるテス
トパルスを伝送して電極が患者に適切に接続されている
ことを確める。接続が適切に行われていれば、そのパル
スは比較器５２のトリガしきい値を超えることはないの
で、比較器の出方状況は変化することがない。不適切な
電極接続は監視パルスの探知を生じ、これはトランジス
タ１０５（第２図）によシマイクロプロセッサのしゃ新
入力に供給されるので、マイクロプロセッサは不適当な
接続であることを知らされることになる。マイクロプロ
セッサはそのしゃ断線路を間合わせ、そして問題を認識
する。監視フラッグが設定され、そしてこの系は故障が
修復され、かつ装置が再スタートするまで、出力パルス
の発生を停止することになる。

マイクロプロセッサ、従って装置のオペレーションを制
御するソフトウェアは２にリードオンリメモリ（ＲＯＭ
）にストアされて−る。ソフトウェアは前景プログラム
と背景プログラムとに区分されている。２Ｍｉ類のプロ
グラムは１２８バイトのランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）に記憶されたデータ語およびフラッグビットの交換
によりインクラクトする。このソフトウェア／ハードウ
ェア構成は第５図に示されている。大部分の時間中、背
景プログラムルーズが実行されている。背景プログラム
は変化を探している押しボタン入力とモードスイッチと
を連続的に監視している。変化が生じると、それが検出
され、変更することを要する凡ゆる変数が計算され、そ
してＲＡＭ中にストアされる。次にこれらの変数は前景
プログラムにょ夛使用するのに有効となる。

連続的に作動している内部タイマは２．５　ｍ５ｅｃご
とに背景プログラムに割込む。次に、精密なタイミング
機能を制御する前景プログラムはそのシーケンスを通し
て進行し、適切な時に出力信号を発生する。出力信号は
、前景プログラムがＲＡＭロケーション中で決定するデ
ータ値に従って発生される。前景プログラムが新しいデ
ータ値から出方信号を発生すると、それは状態標識をＲ
ＡＭに復帰させて背景プログラムに、新しいデータの利
用されていることを示す＠ 前景プログラムはフローチャート形式で第６Ａ。

６Ｂ、）よび６０図中に示されている。２．５ｎ＋ｓｅ
ｅ後、内部タイマが零に達すると、背景プログラムは割
込まれ、そしてマイクロプロセッサはロケ−７９ｙ　Ｏ
Ｏ７（ＬＯＣ００７）に進み、そコテ前景プログラムが
開始する。アキュムレータ中の背景プログラムデータは
レジスタ１に記憶され、そしてレジスタバンク１が前景
プログラム制御のために選択される。レジスタパンク１
は数多くの内容を含んでおシ、それらの内容は前景プロ
グラムによシ減らされて出力機能の適切なタイミングを
保持する。内部タイマは２−５ｍ５ｅｃに相当する値２
４０に初期値を設定し、そして前景処理を開始する。

前景プログラムは先ず、ディスプレイ制御用のＬＣＤカ
ウンタを減分する。ＬＣＤディスプレイは２種類のパル
ス列、すなわち各々２５Ｈｚの周波数の共通の背景パル
ス列と個別のセグメントパルス列を受ける。２細類のパ
ルス列の位相がどれか１個の表示セグメントまたはイン
ジケータに関して変化しつつあるとき、パルス列とセグ
メント間には電位差はなく、シたがってインジケータは
表示されない。しかし、２種類のパルス列が逆相である
と、それらの間には常に電圧差が存在し、セグメントま
たはインジケータが表示されることになる。

ＬＣＤカウンタが零に減分されると、２５Ｈｚパルス速
度の半サイクルは終了し、そしてＬＣＤディスプレイへ
の出力は変更される。ＬＣＤカウンタは初期値が８　（
８Ｘ　２．５ｍ５ｅｃ＝　２０ｍ５ｅｃ＝２５Ｈｚの１
／２サイクル）に設定され、そしてＲＡＭ内に存在する
ＬＣＤデータはバス１および２上に送シ出される。ＬＣ
Ｄデータはデータ線路３６からシフトレジスタ２２へ直
列にロードされる。反転フラッグ（ｉｎｖｅｒｔ　ｆｌ
ａｇ）　Ｆ　ｌが設定されて、背景：　プｏ　／　ｔ　
Ａ　Ｋ　ｔＩｔｔＬｉｓ８、Ｌ　ＣＤ　ｚ＜ｙｘＭｃＤ
＆ｏ半サイクル（逆相）用の逆ＬＣＤデータ値を計算し
なければならないことを知らせる。

電源オンカウンタが減分される。２秒ごとに電源オンＬ
ＥＤ　（発光ダイオード）は２０ｍ５・Ｃにわたシ発光
されて、オペレータに対して装置が適切に作動している
ことを示す。先ずカウンタは値ｓ９に関しチェックされ
る。この値において、ＬＥＤはオフされる。次にカウン
タ値が零に関してチェックされ、この時にＬＥＤは点灯
される。零において、カウンタは値１００に再初期設定
され、ＬＥＤが点灯され、そして前景プログ２ムは第６
Ｂ図に続く。

もし、監視故障が検出されると、次にレジスタＲ２はチ
ェックされる。そしてもし故障があれば、ＬＥＤは連続
的に点灯されて、使用者にその問題について警告する。

そのＬＥＤは、電極問題が修復され、かつその系が再ス
タートされる場合にオフされる。

このプログラムは次に速度カウンタを減分する。

速度カウンタは、背景プログラムによシ計算された数で
ある初期値（ＲＡＴＥ）からカウントダウンスル。ＲＡ
ＴＥ数はオペレータによル選定された出カバルス間のイ
ンターバルを表わす。速度カウンタが零に達すると、出
力パルスが発生されることにな９、カウンタが再初期状
態とされ、ＬＣＤ出力データがストアされる。バス１は
今や出力データのために用いられることになるので、そ
のバス上のＬＣＤデータはこの時間内にストアされねば
ならず、また出力パルスシーケンスが完了した後、この
バスについて再ストアされねばならない。

もし、装置が変調モードで作動しつつあると、先ずプロ
グラムがチェックされる。このモードにおいて、各出力
パルスは、以前のパルスとパルス幅および振幅に関して
異なっている。従って、パルスが発生され、新しいパラ
メータ値が後続のパルスによって計算されねばならない
という背景プログラムを指示するためにフラッグが設定
される。

装置が変調モードにないとすれば、プログラムは装置が
バーストモードにあるかをチェックする。

バーストモードにおいて、７個のパルスのバーストが８
０Ｈｚの割合で０．５秒ごとに発生される・バーストパ
ルスの振幅はオペレータ者によって決定される。もし装
置がバーストモードにあれば、パルスシーケンスが進行
中であるかを調べるためにプログラムはチェックする。

バーストハルスジ−ケンスが終了すれば、出力は全く発
生されない。

７個のパルスのシーケンスが不完全であれば、バースト
モードのフラッグはクリアされ、そしてパルス出力が開
始される。

プログラムが装置を変調またはバーストモードのいずれ
で作動すべきかを見出せない場合には、装置はノーマル
もしくは強度−持続時間モード（ｓｔｒｅｎｇｔｈ−ｄ
ｕｒａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅ）において作動せねばならな
い。いずれの場合にも、処置パルスの繰返しシーケンス
が発生されるべきであり、そしてプログラムは進行して
出力パルスを発生する。

マイクロプロセッサは第１出力におけるパルス発生、次
いで第２出力におけるパルス発生を制御する。最初、線
路３１上のＲＥＦＧ信号が基準電圧をＤ／Ａ変換器に印
加する。ディジタル語はバス１上に加えられ、そして線
路３２上のＷＲ倍信号よ９　Ｄ／Ａ変換器バッファにロ
ードされる。次に、線路３３上のＥＮＩ信号が所望の持
続時間すなわちパルス幅に関してゲート４２を導通とし
、そして出力信号が第１出力に発生される。次いで、プ
ログラムは新しいパルス振幅値をＤ／Ａ変換器にロード
し、そしてゲートイネーブルシーケンスをゲート４４上
で動作させて第２出力において選択されたパルスを発生
させる。パルス出力が完了した後、ＲＥＦＧ信号はドロ
ップされて、全ての零がＤ／Ａ変換器にロードされる。

ＬＣＤデータはディスプレイ用のバス１上に復元し、そ
して前景プログラムは続行する。出力パルスは接続時間
において、３゜乃至２５０マイクロ秒の範囲に及んでい
てよいので、パルス出力は前景プログラムの時間の大部
分を含んで成っている。

次にプログラムは、速度カウンタのカウンタが２である
かをチェックする。もし、そうであれば、）　５ミリ秒
後の出力パルスに先立って、今や監視パルスが発生され
ねばならない。再びバス１上のＬＣＤデータが記憶され
、その結果バス１はパルス振幅値をＤ／Ａ変換器に転送
するために用いることができる。プログラムは、第１出
力用のきたるべきパルスの振幅が内部のミＩＪアンペア
・哀クールに見られるように、４ミリアンペアを超える
か否かをチェックする。もし超えていなければ、出力パ
ルス自体が患者に何らかの危険を及ぼすには余シにも低
過ぎるので、監視は全く必要としない。

しかし、出力パルスが４ｍｍ、よシ大きければ、振幅５
ｍｍ、と持続時間３０μｓｅｃ、　ｔ−有する監視パル
スが、上記したと同じ出力シーケンスを用いて、第１出
力に発生される。このプロセスが反復されて、第２出力
に監視パルスが発生する。

比較器５２によシ検出されたとき、電極が患者からゆる
くなっていれば、割込みがＩＮＴ入力に生ずることにな
る。もし割込みが起ると、監視検出故障フラッグがレジ
スタＲ２内に設定される。

前景プログラムを介する下記のバスの間、ビジメタＲ２
中の、このフラッグが検出されることにな、９．ＬＥＤ
は点灯され、そして出力パルスシーケンスはバイパスさ
れることになる。

第６Ｃ図に続いて、ｌ／２秒カウンタは減算される。１
／２秒インターバルによシ多くの機能が出現する。１／
２秒カウンタが零にあると、それは再び初期状態とされ
、処置時間フラッグが設定される。

処置の間、患者は２５５分までの経過時間に際してディ
スプレイ上で処置時間を認識する。処置時間は背景プロ
グラムによシ処置時間フラッグの設定に応じて１／２秒
インターバル中に累算される。

１／２秒フラッグもまた、クリアされる。出力パルス振
幅を余シ急速に上げ過ぎることによって患者が無用な高
振幅パルスを発生させるのを阻止するために、パルスパ
ラメータを変化させる押しボタンを１度に１／２秒だけ
段階変化させるようにする。この１／２秒フラッグはこ
れらの時間増分を背景プログラムによシ監視させるよう
にする。パラメータ押しボタンを押えると、パラメータ
は１／２秒ごとにｌ増分だけ変化することになる。

標本モードスイッチフラグもまた、クリアされる。この
フラッグは背景プログラムが１／２秒ごとにモードスイ
ッチを間合わせることを命する。よ多ひんばんな間合わ
せは、役に立つとも必要であるとも思われない。実際、
それはその間に他の機能を遂行できる時間を減少させる
。

１／２秒カウンタの問合わせが行われた後、モードは再
びチェックされて、バーストモードが選択されていない
かを認識する。もし、選択されていると、バーストカウ
ンタは減算され、かつチェックされて、それ・が零であ
るか否かが認識される。

零であると、それは初期状態化され、かつバーストフラ
ッグは設定され、、その結果７個のバーストパルスの新
しいシーケンスが、前景プロゲラｂを経由する次のバス
と共に開始されることにょシ生成される。

前景プログラムは今や完了し、そして背景プログラム用
のレジスタバンク０が選択される。アキエムレータは、
それが前景シーケンスの開始時に有していた内容に復帰
させられ、そしてこの系では前景タイマーの割込みが生
ずる以前の点で背景プログラムが再開される。

背景プログラムは第７図のフローチャート中に示される
。刺戟装置がオンされると、マイクロプロセッサはリセ
ットされ、そして背景プログラムは記憶位置零からスタ
ートする。数種類の変数が初期設定される。すなわち、
パルス振幅は零に設定され、パルス幅は５０μｓｅｃ、
に設定され、そして速度は８０Ｈｚに設定される。監視
はクリアされ、そしてカウンターは初期状態とされる。

前景プログラム用の内部タイマはその初期カウント２４
０をもってイネーブルとされる。

次いで背景プログラムはバッテリ電圧をチェックする。

もし低ければ　プログラムは停止し、そして１１０が点
灯される。バッテリ電圧が十分なレベルにあれば、プロ
グラムはｌ／２秒フラッグが前景プログラムにニジクリ
アーされているか否かをチェックする。フラッグがクリ
アされていれば、背景プログラムはキーボード・ボタン
ＤＩＳＰ。

ＩＮＣ，およびＤＥＣを読み取シ、そして何らか、１　
の変化を探す。フラッグが依然としてクリアされていな
ければ、最後のボタンが押されて以来１／２秒は経過し
ておらず、そしてキーボードは読み取られない。もし、
新しいボタンの参加が検出されると、プログラムはそれ
をデコードし、注目し、そしてＲＡＭ内の記憶用に適切
な新しい変数を計算する。この計算の後、ｌ／２秒フラ
ッグはリセットされて、ｌ／２秒のカウントダウンの後
、前景プログラムによシフリアされることになる。

次に、背景プログラムは、分フラッグが設定されている
かをチェックして認識する。処置の間、プログラムは処
置時間を分で記録し、かつ表示する。処置時間は１／２
秒増分において追跡される。

最大限の分が累算されると、処置時間表示は次の分に、
最大２５５分まで増加させられる。処置の間、この時間
は周期的な発光によシ、使用者に処置が正常に進行して
いることを知らせる。発光中のオフ時間はディスプレイ
の寿命を延長する。

分フラッグがチェックされ、そして設定されていないこ
とが判明した後、ＬＣＤディスプレイ用のデータは計算
され、かつ前景プログラムによりアクセスのためにＲＡ
Ｍ内の適切な記憶装置にロードされる。上述したように
、ＬＣＤ表示波形は２０ｍ５ｅｃごとに、２５ＨｚのＬ
ＣＤ背景パルス列についての状態の変化と同期して反転
されねばならない。

その後、背景プログラムはオペレーションのモードに従
って必要な処理を行う。もし、処置が正常すなわち強度
−持続時間モードで進行すれば、プログラムは該プログ
ラムのモード間合わせシーケンスに進む。装置がバース
トモードにあれば、プログラムは７個のパルスのバース
トシーケンスが完了したかどうかをチェックする。装置
が変調モードにあるとき、プログラムは、もし適切なフ
ラッグが前景プログラムにより設定されれば、次のパル
スのパラメータを計算する。もし、装置が強度−持続時
間モードの目盛部分にあれば、プログラムは凡ゆる必要
とされるパルス幅、振幅、およびパルス特性のための対
数曲線を計算する。これらの計算の後、プログラムはモ
ード尋問シルケンスへ進む。

オペレーションの変調および強度−接続時間モードは同
時に出願された米国特許出願第６１７．４４４号（発明
の名称二「経皮性神経刺戟装置のための処置用パルスシ
ーケンスｊ）中により詳細に説明されている。

背景プログラムは次に、サンプルモードスイッチの７ラ
ツグが前景プログラムによりクリアされたかどうかをチ
ェックする。もし、クリアされていないと、プログラム
はバッテリのチェック工程まで後退する。７ラツグがク
リアされていれば、プログラムはモードスイッチを読み
取る。モード変化がおる場合には、プログラムは、フラ
ッグを含むモード処理シーケンスに関する凡ゆる状態言
語を変化させ、そしてパラメータ値に関する変数を初期
状態とする。次に、背景プログラムはバッテリのチェッ
ク段階へ進む。

内部タイマーが２．５ミリ秒のインターバルをカウント
するごとに前景プログラムは絶え間なく背景プログラム
に割込むものであることが記憶に留められるべきである
。

第８Ａおよび８Ｂ図にタイミング図が示されておシ、こ
れは通常の電極配置中の監視システムのオペレーション
を表わしている。本実施例において、刺戟装置は、毎秒
８０のパルスを発生するオペレーションのノーマル（Ｎ
ＯＲＭＡＬ）モートニ設定されている。この８０　ｐｐ
＠速度において、速度（ＲＡＴＥ）カウンタは値５でロ
ードされる。従って、５ごとに前景プログラムを通過し
、出力パルスが発生される（　５　Ｘ　２．５ｍ５ｅｃ
＝　１２．５　ｍ＝＝　８０　ｐｐｍ）。

第８Ａ図の上部に速度カウンタ値が示されている。カウ
ント２、すなわち次の出力パルスシーケンスの５ミリ秒
前において、前景プログラムは監視パルス命令を実行す
ることになる。ＲＥＦＧ信号は基準電圧を、監視パルス
シーケンスの持続時間中、Ｄ／Ａ変換器４０（第４図）
に供給する。線路３２上の第１ＷＲパルス２０２は振幅
５ｍ＆、に等しい振幅値データ語２１２をバス１からＤ
／Ａ変換器中にロードする。ＬＣＤ表示データはバス１
に復帰され、そして線路３３上のＥＮＩ信号がゲー）４
２ｔ−３０μ秒閉じる。この時、監視パルス”　２３０
は第１出力に（ＴＲＩ）によシ発生される。

次に第２ＷＲパルス２０４が５ｍｍ、データ値２１４を
バス１からＤ／Ａ変換器にロードする。

ＬＣＤ表示データはバス１上に復帰され、一方線路３４
上のＥＮ２信号はゲート４４を閉じて、第２出力（ＴＲ
２）によシ３０μ秒の監視パルス２３２を発生させる。

最後に、零値データ語２１６がＤ／Ａ変換器にロードさ
れ、ＲＥＦＧパルスは終結Ｌ、そして監視クーケンスは
完了する。

前景プログラムを経由する次のバスの間、速度カウンタ
は１に減分される。引続くバスで、速度カウンタは零に
減分され、次いで５にリセットされ、そして出力パルス
シーケンスが実行される。

出力パルスシーケンスは監視パルスシーケンスと同じ態
様で進行する。第１ＷＲパルス２０３は第１の出力パル
スに関して振幅値２１３をバス１からＤ／Ａ変換器にロ
ードする。ＲＥＦＧ信号は基準電圧をＤ／Ａ変換器に印
加し、セしてＬＣＤ表示データはバス１に復帰させられ
る。線路３３上のＥＮＩ信号は、選択したパルス幅持続
時間中ゲート４２を閉じて、第１出力に関し、出力パル
ス２２０を発生させる。出力パルス２２０が終結すると
、第２ＷＲパルス２０５は第２出カパルスに関し振幅値
２１５をＤ／Ａ変換器にロードする。ＬＣＤ表示データ
は再びバス１に復帰させられ、そして線路３４上のＥＮ
２信号は、第２出カパルス２２２の持続時間にわたって
ゲート４４を閉じる。最後にＷＲパルス２０７は零値デ
ータ語２１１をＤ／Ａ変換器中に口、−ドし、ＲＥＦＧ
パルスは終結し、そしてバス１上へのＬＣＤ表示データ
の修復をもって出力シーケンスは完了する。

監視オ！ヒ出カパルスシーケンスのインターバルは第８
Ｂ図のＬＣＤ表示データ波形に関連している。ＬＣＤデ
ィスプレイは、そのＢＰ入カ（第３図）において、２５
Ｈｚのバックプレーン方形波（ｂａｃｋｐｌａｎｅ　５
ｑｕａｒｅ　ｗａｖｅ　）　Ｂ　Ｐ　’＜連続的に受け
る。

この２５Ｈ２の方形波ｉ”ｌｌ：　２０　ｍ５ｅｃ、ご
とに極ａｒｉえるものであることが理解される。

バス１上の表示波形はＢＰ板波形よって極性を変えるも
のである。表示されていない表示セグメントは、バス１
上の破線にょシ示されるように同相方形波を受ける。実
線のバス１方形波は、表示されるべき表示セグメントに
加えられる。

バス１上の監視パルスインターバルＳおよび出力パルス
インターバルＴｔｉ８０　ｐｐ＠速度テ１２．５ｍｔ＋
ｅｃごとに循環する。これらのインターバルは表示波形
推移に関して非同期的に現われる。この監視インターバ
ルＳは各出力パルスインターバルＴ以前に５ｍ５ｅｃで
出現する。パス１タイミング図の下方には、速度カウン
タのカウントが速度カウンタの１サイクルについて示さ
れている。

第９図および第１０図は、夫々適当および不適当電極接
続期間中の第４図に示した監視検出装置のオペレーショ
ンを示すものである。

第９図ａにおいて、第１出力用監視パルス３０Ｇおよび
出力パルス３０２が示されている。これらのパルスは第
４図のトランジスタ６ｏのベースに加えられる。第２出
力用監親パルス３１０および出力パルス３１２が第９図
すに示される。出力パルス３０２および３１２の下方に
出力パルスインターバルＴｏが示されている。

トランジスタ６０および６２は通常、それらのコレクタ
に出現するバッテリ電圧ＶＢによってオフされる◎監視
および出力パルスはトランジスタを異なった程度におい
てオンさせることになる。次に、このコレクタ電圧は刺
戟装置の電極における負荷インピーダンスの函数となる
。適切に接続されている場合は、低インピーダンスが電
極間に出現し、そして監視パルス３００および３１０が
トランジスタを、第９図Ｃ中の対応するパルス３２０お
よび３３０により示されるように、飽和に向かって導通
させる。パルス３２０および３３０のレベルは増幅器５
２の入力を逆転するのに要するエボルトしきい値を超え
ていて、この増幅器に関し、その出力状態を変化させる
ものである。従って、第９図ｄに示すように、パルス３
２０および３３０の出−現中、検出増幅器５２によって
パルスは全く発生されないことになる。監視パルス３０
０および３１０の発生中、マイクロプロセッサはその割
込み線路ＩＮＴ（第２図）上の信号に応答可能である。

しかし、パルス３２０および３３０が１ボルトしきい値
未満に低下しなければ、増幅器５２によシ割込み信号は
全く発生されない。

出力パルス３０２および３１２の出現中、パルス３２２
および３３２によυ示されるように、トランジス・り６
０および６２は１ボルトしきい値未満のパルスを発生す
ることができる。負に向けてレベルが変化するパルス３
２２および３３２によって１ボルトしきい値が上回られ
ると、これらのパルスは増幅器５２にパルス３２４およ
び３３４を発生させる。しかし、マイクロプロセッサは
出力パルスシーケンスの間、そのＩＮＴ入力における割
込みに対し応答的ではなく、そして刺戟装置は作動を継
続する。

第１０図ａは第１出力に関する監視パルス４００を示し
、また第１０図すは第２出力用監視パルス４１０を示し
ている。本実施例において、第１出力電極がゆるくなっ
たと仮定する。従って、トランジスタ６０は１５，００
０乃至４０．０００オームのオーダーの高出力インピー
ダンスを認識することになる。監視パルス４００はトラ
ンジスタ６０を飽和に向かい鋭敏に駆動することになシ
、そしてトランジスタ６０のコレクタについての負に向
かう電圧振動量は、パルス４２０により示されるように
１ボルトしきい値を超えることになる。従って、増幅器
５２は、監視パルス４００の間、状態を変化させて出力
パルス４５０を発生することになる。

マイクロプロセッサはこのとき、その割込み人力ＩＮＴ
においてパルスに応答するので、監視故障はパルス４５
０に応答してマイクロプロセッサによシ注目されること
になる。監視故障語は前景プログラムによシレジスタＲ
２中に記憶される。時間ｔ、における前景プログラムの
次の実行中、電極が患者に適切に再取付けされ、そして
刺戟装置が再スタートされるまで、ＬＥＤは点灯され、
そして出力パルスシーケンスは連続的にバイパスされる
ことになる。

監視パルス４１０は、本実施例において適切に取付けら
れた電極を駆動しているトランジスタ６２に加えられる
。従って、トランジスタ６２のコレクタ電圧は、第１０
図Ｃ中のパルス４３０により示されるように、増幅器５
２の１ボルトしきい値未満に低下することはない。その
結果、増幅器５２は監視パルス４１０およびパルス４３
０に応答して状態を変化させることはない。しかし、一
度監視故障が検出されると、出力パルスのインターバル
ＴＯ中、いずれかの出力において出力パルスが発生され
ることは全くない。

本発明の刺戟装置の使用に際して、使用者は電極を身体
の処置領域上に配置する。所望モードはモードスイッチ
を設定することによシ選択され、ソシてオン／オフスイ
ッチがターンオンされる。

最初、出力１用の左方ＡＭＰインジケータが表示され、
次に使用者が適当なボタンを用いてパルス振幅値を増加
させる（ＩＮＣ）か、減少させる（ＤＥＣ）。

ＤＩＳＰボタンが押され、そして第１出力用のＰＷが表
示される。次いで、使用者はＩＮＣおよびＤＥＣボタン
を押して所望パルス幅を設定する。

ＤＩＳＰボタンを更に押せば、ＲＡＴＥ表示が示され、
そしてＩＮＣおよびＤＥＣボタンが押されて、所望パル
ス速度を設定する。ＤＩＳＰボタンは更に２度押され、
そして第２出力用の振幅およびパルス幅が表示され、か
つ同じ方法で調整される。パルス速度は２種類の出力に
ついて共通である。

振幅値は０〜５０ｍａ、の領域にわたり目盛りがつけら
れ、そして１ｍａ、ステップにおいて増減が可能である
。パルス幅は１０マイクロ秒のステップにおいて３０〜
２５０マイクロ秒の範囲にわたシ可変である。速度は、
１０Ｈｚのステップ中で２Ｈｚ、　１００Ｈｚ、および
１Ｏ−８０Ｈｚの選択をもって２乃至１００Ｈｚにわた
り可変である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理に従って構成された刺戟装置の概
略図、第２，３．および４図は第１図のより詳細な概略
図、第５図は第１図の制御器のブロック図、第６Ａ、６
Ｂ　、６Ｃおよび７図は第５図の制御器をプログラミン
グしたフローチャート・、第８　Ａ　＋　８　Ｂ　＋　
９　ｔおよび１０図は本発明による監視システムのオペ
レーションを示すタイミング、！Ｍ−’ｌ、Ｂ＋＞ １０・・・マイクロプロセッサ、２０・・・ディスプレ
イ、２４・・・モードスイッチ、３１〜３８・・・線路
、４０・・・ディジタル−アナログ女換器、４２，４４
゜１２８・・・ＣＭＯＳゲート、５２・・・比較器、２
３０゜２３２．３００，３１０，４００，４１０・・・
監視特許出願人　コドマン・アンド・シャートレフ・イ
ンコーホレイテッド −） 代理人　弁理士　１）　葎　博　昭　１、（ （外２名）　− 第９図 １ｌｌＱ図 ＩＮＴ　ＩＮＴ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）治療用電気刺戟パルスを出力端に発生する手段を
   有する経皮性神経刺戟装置における、不適当な電極接続
   を検出するだめの監視システムであって、 前記出力端に刺戟パルスを発生するのに先立ち、既知の
   特性の監視パルスを発生する手段と、前記監視パルスを
   前記出力端に供給する手段と、前記出力端に接続された
   入力端を有し、前記監視パルスの発生中、前記出力端で
   の応答を感知する手段と、 前記監視パルスの発生中、前記出力端で望ましくない応
   答が感知されたときに、監視指示信号を発生する手段と
   、 を備えた経皮性神経刺戟装置の監視システム。 （２１前記監視パルス発生手段が、刺戟パルスの発生に
   先立って、所定の時１点において監視パルスを発生する
   特許請求の範囲第１項記載の監視システム。 （３）　刺戟パルスの発生が、前記感知手段による前記
   監視パルスに対する望ましくない応答の感知に引続いて
   停止される特許請求の範囲第１項記載の監視システム。 （４）前記感知手段が、前記出力端に接続された第１入
   力端と、基準信号を受けるように接続された第２入力端
   とを有する増幅器を包み、前記増幅器は、前記第１入力
   端における信号が、所定の感知しきい値を超えたときに
   、増幅器出力端に、検出信号を発生するものである特許
   請求の範囲第１項記載の見張シシステム。 （５）　前記監視指示信号発生手段が、前記増幅器出力
   端に接続された入力端を有し、前記監視指示信号発生用
   の監視パルスの発生中、検出信号に応答するマイクロプ
   ロセッサを包含する特許請求の範囲第４項記載の監視シ
   ステム。 （６）前記マイクロプロセッサが、刺戟パＡ／　ス（Ｑ
   発生中、前記増幅器出力端での検出信号に応答しない特
   許請求の範囲第５項記載の監視システム。 （７）治療用電気刺戟パルスを出力端に発生する手段を
   有する経皮性神経刺戟装置における、不適当な電極接続
   を検出するための監視システムであって、 刺戟パルスの発生に先立って、前記出力端に監視パルス
   を発生する手段と、 前記出力端に接続され、前記監視パルスの発生中、前記
   出力端での応答を検出する手段゛と、前記検出手段に接
   続され、かつ前記監視パルスに対する望ましくない応答
   の検出に引続いて、監視パルスの発生中、前記出力端に
   おける刺戟パルスの発生を終結させるために選択的に起
   動される手段と、 を備えた経皮性神経刺戟装置の監視システム。 （８）　特許請求の範囲第７項記載の経皮性神経刺戟装
   置において、前記刺戟パルス発生、前記監視パルス発生
   、および前記刺戟パルス終結の各手段；（の全てカ、マ
   イクロプロセッサオペレーションの異なった時間中にお
   けるマイクロプロセッサがらなっている監視システム。 （９）　特許請求の範囲第８項記載の経皮性神経刺戟装
   置において、前記出力応答検出手段が、前記出力端に接
   続された第１入力端、基準レベルに接続された第２入力
   端、および前記マイクロプロセッサの入力端に接続され
   た出力端を有する比較器を備えている監視システム。 Ｑｌ　特許請求の範囲第７項記載の経皮性神経刺戟装置
   において、第２出力に刺戟パルスを発生させる手段を備
   え、該手段、前記第２出力端における刺戟パルスの発生
   に先立ち、前記第２出力端に監視パルスを発生させ、前
   記応答検出手段が更に前記第２出力端に接続されている
   監視システム。