JP7352614B2 - 神経刺激装置及び方法 - Google Patents
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Description
刺激が電気刺激であるケースにおいては、刺激生成器は、スイッチングマトリックスを介した適用のために電気刺激を生成するべく、高電圧生成器と、電流リミッタと、を含む。
周波数範囲:0.1Hz~1000Hz、
強度:100μA~10mA、
パルス幅:1μS~100mS、
というパラメータを有することができる。
刺激が磁気刺激であるケースにおいては、刺激生成器は、1つ又は複数の神経を刺激するべく、ユーザーの組織内において電流を誘発するように、時変磁界生成器及び関係する刺激インターフェイスを含む。
刺激が光刺激であるケースにおいては、刺激生成器は、1つ又は複数の神経を刺激するべく、発光ダイオード(LED:Light-Emitting Diode)又はレーザーなどの光源を含む。組織を通じて拡散すると共に容易には合焦されえない電気刺激とは異なり、光刺激は、正確に狙うことが可能である、という利点を提供する。
刺激が音響であるケースにおいては、刺激生成器は、1つ又は複数の神経を刺激するべく、音響生成器を含む。
刺激が振動刺激であるケースにおいては、刺激生成器は、1つ又は複数の神経を刺激するべく、振動生成器を含む。
刺激が圧力刺激であるケースにおいては、刺激生成器は、1つ又は複数の神経を刺激するべく、振動生成器を含む。
ユーザーと関連する生理学的パラメータを受け取ることと、
受け取られた生理学的パラメータを既定のレベル又はプロファイルと比較することと、
相応して、代替刺激プロファイルを選択するか、或いは、使用されている既存の刺激プロファイルを調節することと、
を有する。
- 90msだけ離隔した、15msという相対的に長い持続時間の正及び負パルス52、54、
- 60msだけ離隔した、5msという相対的に短い持続時間の正及び負パルス56、58、
- 70msだけ離隔した、10msという相対的に中間の持続時間の正及び負パルス60、62、及び、
- 80msだけ離隔した、正及び負パルスバースト64、66、
を有する、本発明の神経刺激器10によって生成されうるタイプの刺激波形50の一例が示されている。
周波数範囲:0.1Hz~1000Hz、
強度:100μA~10mA、
パルス幅:1μS~100mS、
というパラメータを有することができる。
Claims (15)
- システムであって、
少なくとも1つの刺激を使用して正中及び/又は尺骨神経を刺激するべく、ユーザー(202)の左及び/又は右の腕、手首(38)、又は手の近傍において装着される、前記尺骨及び/又は正中神経を含む末梢神経のための非侵襲型の神経刺激器(10,100)であって、
少なくとも1つの刺激を生成するための刺激生成器(102)と、
前記生成された刺激を前記ユーザーの前記腕、手首、又は手に適用するためのアプリケータ(34,104)であって、前記ユーザーの腕、手首、又は手の前側又は腹側の近傍において、前記刺激を前記ユーザーの皮膚に適用するべく、少なくとも1つの刺激インターフェイスを含むアプリケータと、
心拍数(HR)、心拍変動(HRV)、体温、SPO2、GSR(Galvanic Skin Response)、及び慣性計測のうちのいずれか1以上を含む、前記ユーザーと関連する生理学的パラメータを監視及び判定するべく、前記アプリケータ内において又はその近傍において実施された少なくとも1つのユーザー生体計測測定センサ(30,108)と、
前記刺激生成器及び前記アプリケータの動作を制御するためのコントローラ(12,106)であって、前記適用される刺激を、前記適用される刺激の持続時間及び/又は周波数及び/又は強度/振幅及び/又はパルス幅を定める刺激プロファイルに従って制御する、刺激コントローラモジュール(112)を含み、前記刺激コントローラモジュールは、前記ユーザー生体計測測定センサから受け取られた前記生理学的パラメータに基づいて刺激プロファイルを適用し、前記刺激コントローラモジュールは、前記受け取られた生理学的パラメータを既定のレベル又はプロファイルと比較し、代替刺激プロファイルを選択するか、或いは、使用されている前記刺激プロファイルを調節するか、を選択するコントローラと、を有する神経刺激器と、
トレーニングコンピュータ(200)であって、
前記トレーニングコンピュータ上において、前記ユーザーとやり取りするよう構成される対話型のコンピュータ認識トレーニングアプリケーションが稼働し、
前記トレーニングコンピュータは、前記ユーザーの左及び/又は右の腕、手首、又は手の近傍において装着される前記神経刺激器と通信可能であり、ユーザーが従事しなければならないトレーニングにおける既定の時点において、正中及び/又は尺骨神経の刺激パルスの適用を調整するようなトレーニング処理モジュール(204)を備えるトレーニングコンピュータと、を備える、システム。 - 前記刺激コントローラモジュールは、前記生理学的パラメータの監視を継続し、且つ、前記生理学的パラメータの前記既定のレベル又はプロファイルが実現されたら、前記生理学的パラメータの前記既定のレベル又はプロファイルを維持するべく、更に別の刺激プロファイルを選択及び適用することができる(或いは、前記刺激を停止することができる)、請求項1に記載のシステム。
- 前記コントローラは、
前記ユーザーの皮膚の導電率を計測するためのGSRセンサ(32)との通信状態にあるGSR(Galvanic Skin Response)検出モジュール(16)と、
前記ユーザーが運動活動に従事しているかどうかを判定するべく、IMUセンサとの通信状態にある慣性計測(IMU)モジュールと、を含み、
前記ユーザーと関連する少なくとも1つの前記生理学的パラメータを監視及び判定するための前記ユーザー生体計測測定センサと、前記刺激インターフェイスと、は、前記ユーザーの腕、手首、又は手を囲む周囲に配置され、前記ユーザー生体計測測定センサと前記周囲の中心を結ぶ線と、前記刺激インターフェイスと前記周囲の前記中心を結ぶ線とがなす角度は、30度以上である、請求項1又は2に記載のシステム。 - 前記神経刺激器は、前記神経刺激器と、前記ユーザーのモバイル装置及び/又はリモートサーバーを含む外部又はリモート装置との間における通信及びデータ転送を促進するべく、通信モジュール(114)を含み、前記刺激器から転送される前記データは、少なくとも1つの前記ユーザ生体計測測定センサによって判定された持続時間、周波数、及び強度、並びに/或いは、前記生理学的パラメータを含む、前記適用される刺激に関する情報を含み、前記外部又はリモート装置から前記刺激器に転送される前記データは、前記コントローラが、前記生成器及び前記アプリケータとの関連において、前記刺激コントローラモジュールを介して、結果的に実装しうる、修正又は調節された刺激プロファイルを実装するべく前記適用される刺激の変化に関する情報を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記1つ又は複数の刺激器は、前記ユーザーの左の腕及び/又は手首及び/又は手、前記ユーザーの右の腕及び/又は手首及び/又は手、或いは、前記ユーザーの左及び右の腕及び/又は手首及び/又は手を刺激するように、装着されており、
前記少なくとも1つの刺激は、電気、光、音響、磁界、振動、又は圧力、或いは、これらの刺激の任意の組合せを含み、前記刺激は、方形、矩形、正弦、又は三角波形を含む連続波として、或いは、一連のパルスとして、適用され、
磁気刺激の場合に、前記刺激生成器は、前記1つ又は複数の神経を刺激するべく、前記ユーザー組織内において電流を誘発するように、時変磁界生成器及び関係する刺激インターフェイスを含み、
光刺激の場合に、前記刺激生成器は、前記1つ又は複数の神経を刺激するべく、発光ダイオード(LED)及びレーザーを有する群から選択された光源を含み、
音響刺激の場合に、前記刺激生成器は、前記1つ又は複数の神経を刺激するべく、音響生成器を含み、
振動刺激の場合に、前記刺激生成器は、前記1つ又は複数の神経を刺激するべく、振動生成器を含み、及び
圧力刺激の場合に、前記刺激生成器は、前記1つ又は複数の神経を刺激するべく、振動生成器を含む、請求項4に記載のシステム。 - 電気刺激の場合に、前記刺激生成器は、スイッチングマトリックス(28)を介した適用のために前記電気刺激を生成するべく、高電圧生成器(22)及び電流リミッタ(24)を含み、前記電気刺激は、一連の電気パルスを有し、前記刺激コントローラモジュールは、前記刺激プロファイルに従って、前記スイッチングマトリックスを介して、前記電気刺激のスイッチングを制御するべく、スイッチ制御モジュール(14)及びパルス制御モジュール(18)を含み、前記刺激インターフェイスは、前記刺激インターフェイスの動作を制御するべく、前記スイッチングマトリックスに接続された少なくとも1つのスイッチング構成(40)を含み、電池(44)及び関係する電池充電器(46)が、それぞれの刺激インターフェイスと関連するそれぞれのスイッチング構成に接続されており、前記刺激インターフェイスは、前記関連する1つ又は複数の神経を刺激するべく、前記ユーザーの組織を通じて電流を送るように、少なくとも1つの電極ペア(36)を含み、少なくとも1つの電極ペアは、前記電極ペアが電流を提供し且つ受け取ることができるように、デュアル機能を有し、前記電極ペアは、神経系の特定のエリアの狙いが定められた刺激を許容するべく、既定の構成を有するように構成されており、前記電極ペアは、前腕の長さに沿って延在する、前記尺骨及び/又は正中神経に狙いを定めるべく、互いに平行に延在しているか、又は前記尺骨及び/又は正中神経に狙いを定めるべく、十字形のパターンにおいて提供されている、請求項5に記載のシステム。
- 一連の電気パルスのケースにおいて、それぞれの刺激パルスは、単一の周波数のパルス、若しくは、同一又は異なる周波数の2つ以上のパルスの組合せを有し、前記パルス刺激プロファイルは、0.1Hz~1000Hzの周波数範囲であり、100μA~10mAの強度と、1μS~100mSのパルス幅と、を有し、前記刺激は、約1Hzの周波数を有する低速発振波形、約15Hzの周波数を有する、前記低速発振波形の上部において重畳された中間発振波形、並びに、30Hz~50Hzの周波数を有する、前記低速波形パルス及び前記中間発振波形の上部において重畳された高発振波形を含む2つ以上の周波数の合計を有する、請求項6に記載のシステム。
- 前記トレーニング処理モジュールは、前記トレーニングにおいて前記ユーザーのパフォーマンスを監視し、且つ、電気的な刺激プロファイルを選択するように、或いは、1つの刺激プロファイルが既に使用されている場合には、別の刺激プロファイルを選択するように、前記パルス制御モジュールに対して指示するように更に構成されている、請求項6又は7に記載のシステム。
- 前記トレーニング処理モジュールは、前記ユーザーのパフォーマンスの監視を継続し、且つ、要求されるパフォーマンスレベルが実現されたら、前記ユーザーの前記パフォーマンスを維持するべく、更に別の刺激プロファイルを選択及び適用する、請求項8に記載のシステム。
- 前記神経刺激器は、前記通信モジュール(48,114)を通じて前記トレーニング処理モジュールと通信可能であり、前記トレーニングコンピュータと通信可能である、請求項8又は9に記載のシステム。
- 前記神経刺激器は、フィットネストラッカバンド、クラスプ、パッチ、ストラップ(84)、又はスリーブ、或いは、腕時計又はスマートウォッチ(80)を含むウェアラブルデバイス内に設けられた、携帯型のウェアラブルな刺激器の形態を有し、前記腕時計又は前記スマートウォッチは、前記腕時計又は前記スマートウォッチの本体部にヒンジ方式によって装着される曲がりやすいストラップ部分を有し、前記曲がりやすいストラップ部分は、前記神経刺激器が一体的に装着される、或いは、着脱自在に装着可能である、クリッピング本体を備える、請求項1~10のいずれか1項に記載のシステム。
- 請求項11における前記スマートウォッチは、
ストラップに嵌め込まれ、使用時にユーザーの手首の尺骨側に配置されている腕時計装置であって、心拍数(HR)及び/又は心拍変動(HRV)及び/又は体温及び/又はSPO2及び/又はGSR(Galvanic Skin Response)及び/又は慣性計測の少なくとも1つを含む、前記ユーザーと関連する生理学的パラメータを監視及び判定するべく、演算装置(82)と少なくとも1つのユーザー生体計測測定センサとを含む、請求項11に記載のシステム。 - 少なくとも1つの刺激を使用して正中及び/又は尺骨神経を刺激するべく、前記尺骨及び/又は正中神経を含む末梢神経のための非侵襲型の神経刺激器(10,100)を動作させる方法であって、前記神経刺激器は、刺激プロファイルに従って少なくとも1つの刺激を生成するための刺激生成器(102)と、前記生成された刺激をユーザー(202)の腕、手首(38)、又は手に適用するためのアプリケータ(34,104)と、前記刺激生成器及び前記アプリケータの動作を制御するためのコントローラ(12,106)と、を有し、前記方法は、
ユーザーと関連する少なくとも1つの生理学的パラメータを受け取ることと、
前記受け取られた少なくとも1つの生理学的パラメータを既定のレベル又はプロファイルと比較すること(150,152)と、
相応して、代替刺激プロファイルを選択するか、或いは、使用されている既存の刺激プロファイルを調節すること(154)と、
対話型のコンピュータ認識トレーニングアプリケーションを、前記ユーザーがやり取りし得るよう構成され、前記神経刺激器と通信可能であるトレーニングコンピュータ(200)において実行することと、
前記トレーニングコンピュータにおける前記対話型のコンピュータ認識トレーニングアプリケーションとの間における前記ユーザーのやり取りを監視することと、
前記ユーザーが従事しなければならないトレーニングにおける既定の時点において、前記刺激生成器及び前記アプリケータの動作を制御することと、を有する方法。 - 前記少なくとも1つの生理学的パラメータの監視を継続するステップを含み、且つ、前記少なくとも1つの生理学的パラメータの前記既定のレベル又はプロファイルが実現されたら、前記方法は、前記少なくとも1つの生理学的パラメータの前記既定のレベル又はプロファイルを維持するべく、別の刺激プロファイルを選択する或いは、前記刺激を停止する他の刺激プロファイルを選択することを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記トレーニングにおいて前記ユーザーのパフォーマンスを監視し、且つ、刺激プロファイルを選択するように、或いは、1つの刺激プロファイルが既に使用されている場合には、別の刺激プロファイルを選択するように、刺激コントローラモジュール(112)に対して指示するステップと、
前記ユーザーのパフォーマンスの監視を継続し、且つ、既定のパフォーマンスレベルが実現されたら、別の刺激プロファイルを選択するか、或いは、前記刺激を停止する他の刺激プロファイルを選択するステップと、
前記ユーザーが、前記ユーザーの正中及び/又は尺骨神経の刺激の際に対応する解剖学的運動を観察するべくやり取りしうる、視覚化コンピュータ上において稼働する視覚化装置(210)との間における前記ユーザーのやり取りを監視するステップと、を含む、請求項13又は14に記載の方法。
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