JP2002517293A - 動作検知器を備えた調整可能なポータブル刺激器を利用するｄｖｔ予防装置とその方法。 - Google Patents

動作検知器を備えた調整可能なポータブル刺激器を利用するｄｖｔ予防装置とその方法。

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JP2002517293A JP2000553168A JP2000553168A JP2002517293A JP 2002517293 A JP2002517293 A JP 2002517293A JP 2000553168 A JP2000553168 A JP 2000553168A JP 2000553168 A JP2000553168 A JP 2000553168A JP 2002517293 A JP2002517293 A JP 2002517293A
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Abstract

(57)【要約】 コントロールユニット（１８、４１８）が取付けられた電極（２８A、２８B、４２８A、４２８B）を有する細長矩形カフ (１０、４１０)は、電極に所定の方形波信号を送るようになっており、この信号は０．１から０．３ミリセカンドの継続時間、０．１から０．５へルツの周波数で、５から１５分の間隔で ５から１５回繰り返し送り出される。コントロールユニット（１８、４１８）は、ほぼ５０キロオーム出力抵抗で、０．２０から４ミリアンペアの間および１から２００ボルトの間の電圧で信号強度を調整する。カフ(１０、４１０)もしくはスリーブは、ユーザーの脚周囲に巻かれて膝より下に配置され、電極がふくらはぎ筋に接触するようになっており、その結果、筋と神経の刺激を引き起こし、さらにふくらはぎ筋が収縮する。別の実施態様では、動作検知器（４２９）が収縮をモニターし、それをコントロールユニット（４１８）にフィードバックして、信号を調整する。したがって身体のどの位置であろうと無関係に、また患者の運動とは無関係に、血流は増加し、深部静脈血栓症や肺動脈塞栓症の進行するおそれを大幅に減らすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は電気刺激装置に関し、より特定的には、静脈血栓塞栓症、静脈うっ血
、静脈瘤症、起立性低血圧症、足首浮腫、着座が長引いて生じる脚の不快を防ぐ
のに有用な、患者が自分で管理できる、神経・筋電気刺激装置および方法に関す
る。
【０００２】 米国でのDVT（deep vein thrombosis；深部静脈血栓症）診断症例は、毎年
数多くある。さらに、PE（pulmonary embolism；肺動脈塞栓症）の致命的症例も
多いが、その大部分は適切な薬理学的対策や機械的対策で予防できるものである
。長時間の旅行や仕事で着座が長引くと、DVTやPEを悪化、進行させることがあ
る。またこのようなときは、足首浮腫や脚の不快を引き起こすこともある。いく
つかの研究によれば、ヒースロー空港からロンドン検死官に持ち込まれた民間航
空機での移動に関連した事故や事件等ではない突然死のおよそ５分の１は肺動脈
塞栓症によるものであったことが示されている。このような状況をふまえてDVT
およびPE予防のために、血流刺激を助ける装置の必要が生じている。そのような
装置の一例を開示しているのが、本明細書において引例としてあげられている、
Katzによる１９９７年7月１日発行の米国特許５，６４３，３３１号で発明の名
称が「深部静脈血栓症予防方法およびその装置」というものである。そこで開示
されているのは、０．１から０．３ミリセカンドの制御可能な継続時間、毎秒０
．００１から０．５サイクルの制御可能な周波数、そして１から２０ミリアンペ
アの制御可能な電流強度を有する方形波パターンを形成する電気刺激装置である
。膝窩において脛骨神経もしくは脛骨神経付近に体外から電極が位置づけられて
、電気信号を送り出す。この信号は神経を刺激し、筋収縮を引き起こし、血流刺
激を助ける。血流が増加して深部静脈血栓症、足首浮腫、および静脈うっ血を予
防する助けとなる。また痛みを抑制するのに用いられる電気神経刺激経皮（tran
scutaneous electric nerve stimulating；TENS）ユニットも数多くある。さら
に同様に痛みを抑制したり和らげたりするのに用いられる筋・神経刺激（muscle
and neurological stimulating；MANS ）ユニットも多い。これらの装置はすべ
て、たとえば２５から５０へルツといった比較的高周波の刺激を送り出す。この
ような刺激は普通、患者にとって、比較的長時間用いられる場合はとりわけ、耐
えられるものではない。そのうえこれらの装置はDVTやPEの予防に完ぺきに適切
というものでもない。したがって、痛みを和らげたり抑制したりするユニットは
どれも同様のものであるが、DVT、起立性低血圧症、PE、足首浮腫、および脚の
不快の予防に比較的長期間使用するのにも、また患者が自分で適用するにも、不
適当である。そこで、たとえば車や飛行機での移動中のように着座状態や不動状
態、あるいは作業で何時間も着座状態が長引くようなときに、DVT、PE、足首浮
腫、および脚の不快の予防を行わせる装置およびその適用方法で、患者が自分で
容易に管理できるようなものが、必要となった。また患者が適性な設定を決めな
くてもすむように、自動調整できる装置の必要も生じている。さらに、筋収縮を
感知し筋の活動中は作動停止する装置の必要も生じている。
【０００３】 本発明は、電極が予め位置づけられた単独完成型の電気装置で、麻庫していた
り入院していたりあるいは旅行中や作業中といったときのような、活動しないも
しくは不動の時間が長引いている間も、この装置は自動調整して、容易に患者が
自分で適用、着用できるようになっているものである。細長矩形のカフもしくは
スリーブはストラップとストリップとを有し、これらはフックとループとからな
るファスナー材になっている。所定位置の２つの電極はコントロールユニットに
つながっている。スリーブ上の２つの電極の間には表示もしくはマークが配され
、電極を患者もしくはユーザーの脚に適切に位置づける際に有用である。ユーザ
ーはなんら特別な解剖学的知識がなくとも、この表示が電極を位置づけるのに助
けとなっているのである。カフもしくはスリーブは、ユーザーのふくらはぎの周
囲に巻いて、適切な所定位置でふくらはぎに確実に保持できるようなサイズにな
っている。カフに取付けられたコントロールユニットは、実質的に方形波の信号
を電極に送るようにプリセットされており、この信号は０．３ミリセカンドの継
続期間、０．１から０．５へルツの周波数で、５から１５分ごとに５から１５回
反復して送り出される。ある１つの実施態様におけるコントロールユニットの構
造では、ユーザーは強度だけを制御し、それは５０キロオーム出力抵抗で１から
２００ボルトおよび０．０２から４ミリアンペアの範囲内だけである。つまりこ
の実施態様では、強度制御部がユーザーが唯一自分で制御できる制御部であり、
これはオン／オフ制御でよい。別の実施態様では、この制御部は自動調整される
ようになっている。この場合、ひずみゲージや加速度計のような動作検知器もし
くはこれと均等のものを用いて、電極から提供された信号に応じて、患者のふく
らはぎの動きもしくは収縮を検知する。そして検知された動きもしくは収縮に合
わせて、信号が調整される。この実施態様では、適切な血流を提供するに十分な
活動が検知されると、その活動中は信号もしくは電流の出力が停止されるように
なっている。
【０００４】 したがって、本発明の目的は、ユーザーが安全に自分で適用作動できる装置を
提供することである。
【０００５】 さらに、本発明のさらなる目的は、外部から筋を刺激することによってふくら
はぎの有効な筋収縮を形成させるための、小型で単独完成型の電気刺激装置を提
供することである。
【０００６】 本発明の実施態様における別のさらなる目的は、動力自動調整型の神経・筋刺
激装置を提供することである。
【０００７】 本発明の利点は、この装置が単独完成型で、通常の場合、ユーザーが自分で所
定位置に配せるということである。
【０００８】 本発明のさらなる利点は、この装置が衣服の下に着用できることである。
【０００９】 本発明のさらなる別の利点は、２５デニールまでの靴下ならばその上に着用で
きることである。
【００１０】 本発明の実施態様のさらなる利点は、患者が自分で調整する必要がないことで
ある。
【００１１】 本発明の実施態様のさらなる別の利点は、筋の活動中は余計な作動をしないよ
うにさせることである。
【００１２】 本発明のある実施態様の特徴は、０．３ミリセカンドの継続時間、０．１から
０．５へルツの周波数で、およそ５０キロオーム抵抗で、１から２００ボルトお
よび０．０２から４ミリアンペアに自動制御された電流強度で、５から１５分ご
とに５から１５回反復して送り出される、方形波が適用されている。
【００１３】 本発明のひとつの実施態様の別の特徴は、自動制御された強度を無視したうえ
で、ユーザーが唯一自分で調整できる制御部があるということである。
【００１４】 本発明のある実施態様の特徴は、ひずみゲージや加速度計のような動作検知器
が、患者のふくらはぎの動きや収縮を検知することである。
【００１５】 これらおよび他の目的、利点、および特徴は、下記の詳細な説明から容易に明
らかとなろう。
【００１６】 図１は、本発明の１つの実施態様を示す平面図である。細長矩形スリーブもし
くはカフ１０はなんらかの材料から、好ましくは弾性タイプの材料からできてい
る。カフの一方の端部にストラップ１２が位置づけられている。カフのもう一方
の端部には相補ストリップ１４が位置づけられている。ストラップ１２とストリ
ップ１４とは、登録商標VECROとして販売されているようなフックタイプとルー
プタイプとの相補ファスナーになっている。ストリップ１４どうしの間にパッチ
１６が配されている。パッチ１６はフックかループいずれかのファスナー材から
できている。カフもしくはスリーブ１０の長手方向のほぼ中心に、コントロール
ユニット１８がついている。コントロールユニット１８は、強度／振幅オンオフ
ノブ２０、電源もしくはバッテリー２２、バッテリー電力低下ライト２４、オン
オフライト２６を有する。コントロールユニット１８から電極２８Aおよび２８B
に方形波信号を送る。これらの電極２８Aおよび２８Bは、所定位置に配されて、
解剖学的に適切な取付けがなされる。実質的な方形波の信号として、好ましくは
、０．３ミリセカンドの継続時間、０．１から０．５へルツの周波数で、５から
１５分ごとに５から１５回反復して送りだされるが、そのときほぼ５０キロオー
ム出力抵抗で、１から５０ミリアンペアの間を、より好ましくは０．０２から４
ミリアンペアおよび１から２００ボルトの間を、ユーザーが強度を制御できるよ
うになっている。強度オンオフノブ２０は唯一外部からの制御部で、適用された
方形波信号の振幅をミリアンペアで制御している。この細長矩形スリーブもしく
はカフ１０は、長手方向寸法はおよそ６０センチメートルで横方向寸法はおよそ
１５センチメートルである。
【００１７】 図２は、カフもしくはスリーブ１０の他方の面（裏面）がわの平面図である。
この面はユーザーのふくらはぎに接して配される。ループファスナー材のパッチ
３０は、フックタイプファスナー材１３を表面上に有するストラップ１２に隣接
して配される。電極２８Aと２８Bは７から１７センチメートルの距離だけ離れて
いる。電極２８Aと２８Bの中心間距離が１２センチメートルであると好ましい。
表示ライン２８Cは、ユーザーの脚に電極２８Aと２８Bとを位置づけするための
ガイドとして電極２８Aから２８Bの中間に配される。ワイヤもしくは電気導体３
２Aおよび３２Bは電極２８Aおよび２８Bにそれぞれつながり、またコントロール
ユニット１８にもつながる。電極２８Aと２８Bは従来のどのような電極でもよい
が、皮膚に接着性物質で付着させる使い捨てタイプのものであると好ましい。電
極２８Aと２８Bとを、ワイヤもしくは電気導体３２Aと３２Bとにつないだり外し
たりするのにコネクタを利用してもよい。
【００１８】 図３は、図２の線３−３についての断面図である。スリーブもしくはカフ１０
は第１材層１０Aと第２材層１０Bとから成る。第１材層１０Aにはコントロール
ユニット１８が取付けられる。あるいは、図示されてはいないが、コントロール
ユニット１８が布製の袋に入れられて、その袋が第１材層１０Aに取付けられて
いてもよい。電気導体３２Aと３２Bとは、第１材層１０Aと第２材層１０Bとの間
に配される。第２材層１０Bには電極２８Aと２８Bとが取付けられる。電極２８A
と２８Bとは取り換えられるようになっていて、使い捨ての電極からできている
と好ましい。ただしこれと均等のタイプの電極であればいずれでもよい。パッチ
３０はループタイプファスナー材もしくはパイル材から成り、フックタイプファ
スナー材から成るパッチ１６に相補する、あるいは留まる、もしくは固着するよ
うになっている。さらに、ストラップ１２はフックタイプファスナー材１３をそ
の表面上に有しており、この材質１３は、図１に示されるようなループタイプフ
ァスナー材からできたストリップ１４に留まるようにもしくは付着するように作
られている。こうして、スリーブ１０をユーザーの脚周囲の正しい位置に確実に
巻いて保持する。カフもしくはスリーブ１０は、快適になるように調整すること
も容易であり、いろいろなユーザーにも適合可能となっている。
【００１９】 図４は、図１−３に示されたカフもしくはスリーブ１０で利用可能な別のコン
トロールユニットの斜視図である。コントロールユニット１１８は、唯一の強度
／振幅オンオフノブ１２０を有する。さらに、ハンドル１３１を備えたスライデ
ィングドア１２９が、反復制御部１２３と周波数制御部１２５そして間隔制御部
１２７を覆っている。これらの制御部は通常、ドア１２９に覆われていて、ユー
ザーは唯一、強度／振幅オンオフノブ１２０にアクセスできる。しかしドア１２
９を開ければ、ワイヤもしくは導体１３２Aおよび１３２Bによって電極に送られ
る電気信号を調整するための付加的制御部にアクセスすることもできる。たとえ
ば、周波数制御部１２５は方形波列間の周期もしくはスペースを制御でき、反復
制御部１２３は方形波列内で送りだされる方形波の数を制御でき、間隔制御部１
２７は複数の方形波反復どうしもしくは方形波列どうしの間の時間周期を制御で
きる。つまり図４に示されたコントロールユニット１１８は、コントロールユニ
ット自体を調整するためのフレキシブルな手段を提供しているということである
。いっぽう図１−３に示されたコントロールユニット１８では、外部から調整で
きるのはひとつしかなく、他の調整は固定されてしまっているか内部で制御され
ることになっている。したがって、本発明の使用は、ユーザーにとって非常に単
純化されており、ユーザーが有害のおそれのある信号を発生させないように助け
ているのである。
【００２０】 図５は、ユーザーのふくらはぎに本発明を取付けて使用しているところを示し
ている。カフもしくはスリーブ１０を、ユーザーの脚３４のふくらはぎ３６の周
囲に巻く。ストラップ１２を用いて、スリーブ１０を正しい位置に確実に保持す
る。図２に示されるように、中央の表示ライン２８Cをふくらはぎ３６の上部裏
側の中心に位置づける。カフ１０は、膝蓋骨の裏側の折りじわよりほぼ５センチ
メートル下に位置づけられていると好ましい。スリーブ１０を正しい位置に確実
に保持したことによって、図５に示されていない電極２８Bと２８Aとが適切に位
置づけられ、ふくらはぎ筋を所定の信号で刺激できるようになる。
【００２１】 図６は本発明の装置の作動を示すブロック図である。反復制御部２２３、周波
数制御部２２５、および間隔制御部２２７がコントローラー２１８につながって
いる。このコントローラの電力は電源２２２から提供される。コントローラーは
さらに、電極２２８に方形波を送る強度制御部２２０に接続されている。
【００２２】 図７は、本発明において電極に送られた波形もしくは信号を示すグラフである
。図１−３に示されたコントロールユニット１８は実質的な方形波３８の列を生
じ、この波はおよそ０．３ミリセカンドの継続時間もしくは幅Wの非対称の２相
方形パルスでよい。周期Pがそれぞれのパルスもしくは方形波３８間にあり、こ
の周期から周波数は０．１から０．５へルツとなる。方形波列もしくはパルス列
は普通、複数回Rの反復を行う。方形波３８の反復数Rとしては、単一列につき方
形波３８が５から１５回となっている。それぞれの方形波３８の振幅は、およそ
１から５０ミリアンペアである。反復数Rの方形波３８の波列が間隔Iで繰り返さ
れる。間隔Iは５から１５分である。ふくらはぎ筋に位置づけられた電極への信
号の適用をこのように特定されたものとすると、信号が比較的低周波で比較的長
い継続時間を有するため、特に有利である。大腿深静脈の血流についてのDopple
rの研究によれば、身体のどの位置（body position）であろうと、本発明によっ
て、大腿深静脈の血流が３から４倍に増加することが判明した。このような血流
の増加はPVTおよびPEの予防に有効であることが示されている。さらに本発明は
、足首浮腫や、着座や不動状態が長引いたあとに生じる脚の不快を、減ずるのに
も有効である。そのうえ本発明は、起立性低血圧症の予防にも有効である。
【００２３】 図７Aは、本発明で好適に用いられる、実質的方形波３８もしくは非対称の２
相方形パルスを、拡大してさらに明確に示すグラフである。
【００２４】 図８は、本発明の電気信号を提供するために使用される典型的な回路を略図的
に示したものである。図８に示された回路は典型的な回路の一例を意図しただけ
であり、本発明の教唆に従い当業者から、これと均等の回路が得られよう。
【００２５】 図８で示された回路はおおよそ機能別の部に分割でき、たとえば部４８は発振
部を示し、部３２７は間隔制御部を示し、部３２３は反復制御部を示し、部３２
５は周波数制御部を示し、そして部３２８は電極制御部を示す。これらの部４８
、３２７、３２３、３２５そして３２８はそれぞれマイクロプロセッサーCPU、
もしくはコントローラー３１８に接続している。コントローラー３１８は入力電
圧V1によって電力を供給されている。V1はどのような電源からでも、たとえば蓄
電池もしくは９ボルトバッテリーから供給できる。入力電圧V1は抵抗器５８やス
イッチ４１を介して、コントローラー３１８に接続している。コントローラー３
１８はまたグラウンド５４にアースしている。間隔制御部３２７は１対の可変抵
抗器５６および１対のコンデンサー５２Aを含む。各コンデンサー５２Aの一方の
電極はグラウンド５４Aにアースしている。反復制御部３２３は、可変抵抗器５
６とコンデンサー５２Aそしてグラウンド５４Aを備えて、間隔制御部３２７と同
様の電気的構造になっている。周波数制御部３２５は1対の可変抵抗器５６A、ダ
イオード６２および1対のコンデンサー５２Bを含む。１対のコンデンサー５２B
のうちの各コンデンサーの一方の電極はグラウンド５４Bにアースしている。１
対のコンデンサー５２Bのうちの各コンデンサーの他方の電極はコントローラー
３１８に接続している。電極制御部３２８は、抵抗器５８および５８A、トラン
ジスタ６０、強度制御部として機能する可変抵抗器５６B、ダイオード６２、お
よび変圧器６４の１次巻線６４Aを含む。電極制御部３２８はさらに、グラウン
ド５４Cにアースし、入力電圧V1に接続している。変圧器６４の２次巻線６４Bは
、出カジャック４４に接続している。コンデンサー５２Cは、変圧器６４の２次
巻線６４Bと並列につながっている。発振部４８は、タリスタル５０、抵抗器５
８D、およびコンデンサー５２Dを含む。各コンデンサー５２Dの一方の電極はグ
ラウンド５４Dにアースしている。ジャック４４は、図１−３に示された２つの
電極２８Aおよび２８Bにつながっている。
【００２６】 図９Aは、本発明における動作感知器を組み込んだ別の実施態様を示す。カフ
４１０は、一方の端部にフックタイプファスナー４１２、他方の端部にループタ
イプファスナー４１６を有する。コントロールユニット４１８は、雄型コネクタ
ー４２１と雌型コネクター４１９によって差し込み４３１につながっている。差
し込み４３１は、カフ４１０の一部でカフの横断方向のスリット４３５によって
形成されたポケット４３１内に配されている。そして電極４２８Aおよび４２８B
が差し込み４３１に含まれている。電極４２８Aおよび４２８B間に、ひずみゲー
ジや加速度計のような動作感知器もしくは動作検知器４２９が位置づけられる。
動作検知器４２９はコントロールユニット４１８につながるもしくは接続する。
動作検知器４２９は、ふくらはぎ筋の後ろ側の中央に、接着性物質で付着できる
ように位置づけられている。動作検知器４２９は、引張りや長さに依存して変化
する電気抵抗器を備えたひずみゲージでもよい。この長さに依存する抵抗は動作
のないときに最大となり、筋収縮が有効になされたときに最小となる。長さの増
分変化あたりの抵抗の増分変化すなわちdR／dLは、任意のタイプのひずみゲージ
で一定値となる。したがってふくらはぎ筋の有効な収縮を行って外周を所望のと
おり縮めると、長さLが変化し、その結果、抵抗も変化することになる。検知さ
れたこの抵抗の変化を用いて、ふくらはぎ筋の収縮を計算する。つまりコントロ
ールユニット４１８が電極４２８Aおよび４２８Bに送り出される信号を調整して
、治療上有効となると決められた筋収縮を提供できるようになっている。そして
フィードバックすれば、患者もしくはユーザーが自分で調整しなくとも、ふくら
はぎ筋の収縮を容易に制御できる。あるいはまた加速度計を用いることもできる
。つまり、加速度計が動作の検知を行えるようにしておいて、動作が成されるま
では装置の作動を続ける、および／または装置やユーザーによって動作が検知さ
れたり成されたりすると装置を止める。このことによって、本発明は患者にとっ
て極めて使用しやすいものとなり、患者が装置を不適切に調整するようなことが
ないようになる。したがって、電極の取付け、皮膚もしくは表面の種々の状態、
接触が良好かどうか、そしてそれ以外の信号の送り出しに影響を及ぼしうる要因
とは無関係に、適性な信号とその結果としてのふくらはぎ筋の有効となるはずの
収縮が達成できるのである。さらに、歩行のときのように筋の活動が継続して起
きている場合、人工的に筋を刺激する必要はなく、装置はいっさいの電流出力を
形成しないように制御されることが可能である。
【００２７】 図９Bは、図９Aに示されたポケット４３３に入っている差し込み４３１をさら
に明確に示したものである。差し込み４３１は、電極４２８Aと４２８Bとを備え
た裏当て４３７と、この裏当て上に配されたひずみゲージ４２９とを含む。引き
剥がし保護ストリップもしくはカバー４３９は、透明であることが図示されてお
り、電極４２８Aと４２８Bそしてひずみゲージ４２９の上側に配することができ
る。動作検知器４２９が図示されているが、脚の動作や血行を検知する動作検知
器と均等の手段であれば、ひずみゲージや加速度計あるいはそれらと均等の検知
器などいずれでもよい。使用前は、カバー４３９が電極４２８Aと４２８Bそして
ひずみゲージ４２９とを保護している。電極４２８Aと４２８Bそしてひずみゲー
ジ４２９とは、普通、接着性物質で覆われている。差し込み４３１は、使い捨て
ができるように比較的安価な材質で作られていると好ましい。さらに、差し込み
４３１全体を滅菌されているパッケージに入れてしまってもよい。こうして、使
用毎に新しい差し込み４３１を用いる。
【００２８】 図１０は、図９Aおよび９Bに示された本発明の実施態様をブロック図形式で示
したものである。図１０ではボックス５１８はコントローラーを示す。ボックス
５２２は、ボックス５１８で示されたコントローラーに、電力を供給する電源を
示す。ボックス５２８は患者のふくらはぎ筋に信号を送る電極を示す。ボックス
５２９は、ボックス５１８で示されたコントローラーに接続された動作検知器を
示し、収縮を測定するために患者のふくらはぎ筋に取付けられる。この動作検知
器は、コントローラーにフィードバックし、コントローラーが電極に送るべき信
号を計算できるようにして、収縮の程度を所望どおりのものとする。たとえば動
作検知器がひずみゲージの場合、収縮が検知されないときは信号を変更もしくは
調整して収縮を行い、ひずみゲージの検知した収縮が大きすぎるときは信号を変
更もしくは調整し収縮を小さくする。こうして、適性な大きさの収縮だけが確実
に達成される。本発明の実施に用いられる電子回路の機構はこれにこだわらず、
種々の形態をとって均等の作動を提供する。たとえば、本発明のこの実施例に、
動作検知器をコントローラーに接続して、図８に図示された回路を使うこともで
きる。コントローラー５１８が動作検知器５２９からの信号を検知し、十分なも
しくは一定の筋活動を表示している場合、コントローラー５１８は電極５２８に
信号を送らないようにさせるのである。こうすると、たとえばユーザーが活動し
たり歩行しているときのように、適切な血行や血流を提供するに十分な筋活動が
検知された場合、信号が電極５２８にいかなくなるのである。結局、動力を節約
し、かつユーザーに送るべき信号を最小限にしている。
【００２９】 図１１は、本発明の実施方法をブロック図形式に表わしたものである。ボック
ス６２８は、患者もしくはユーザーのふくらはぎ筋に配された１つの電極に信号
を送る段階もしくは行為を示している。ボックス６２９は、患者のふくらはぎ筋
の収縮の検知行為を示している。ボックス６１８は、患者のふくらはぎ筋が適性
に収縮するべく調整のすんだ信号の計算行為を示している。調整ずみ信号の計算
段階には、ふくらはぎ筋の収縮検知段階において検知された最新の筋活動を決定
する行為を含めてもよい。このような筋活動の情報を用いて、たとえばユーザー
が歩行したり随意筋の収縮を行っているときに、信号が全く必要ないかどうかを
計算することも可能である。図１１に示されるように、調整ずみ信号を計算して
、それを用いて新たに調整を行った信号を電極に送ることもできる。ふくらはぎ
筋を収縮させたりその収縮を修正したりするために、信号に対してどのような変
更をするかということは本発明によって容易に決めることができるようになり、
また、試験などいっさい不要なまま変更できるようになった。信号の振幅に対し
て調整が行われるのが普通であるが、たとえば図７に示された反復、周期、間隔
、または継続時間のような信号の他のパラメーターを変更あるいは調整して、所
望の収縮を行わせることも可能である。
【００３０】 以上のとおり、本発明によって、ユーザーの脚のふくらはぎ筋に所定の波形を
有する電気信号を適用するための、比較的簡単で便利で安全な装置および方法が
提供されたということが、容易に理解されるはずである。電気信号が所定のもの
であるということは、ユーザーの脚に安全なレベルの刺激を供するという点で有
利である。この刺激が筋収縮をひきおこし、それによって血流を刺激し、DVTやP
Eの危険性を効果的に減少させている。足首浮腫や着座が長引いたときに関連し
ておこる脚の不快も減ずるはずである。したがって本発明の装置や方法は、なん
ら損傷の不安なくユーザーが持ち運び適用されるものであって、事前に解剖学の
知識も必要としない。本発明が適切に使用されることにより、旅行者や他の動く
ことのできない患者または高度な危険を負っている患者のDVTおよびPEを原因と
する多くの死を未然に予防する助けとなろう。
【００３１】 本発明を特定の実施態様に関して述べてきたが、本発明の本質および範囲から
離れることなく、その変更および変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一方の片面（表面）がわの平面図である。
【図２】 本発明の他方の片面（裏面）がわの平面図である。
【図３】 図２の線３-３についての断面図である。
【図４】 コントロールユニットの別の実施態様の斜視図である。
【図５】 ユーザーのふくらはぎへの本発明の装置の取付けを略図的に示す。
【図６】 本発明の作動方法を示すブロック図である。
【図７】 （ａ）本発明の信号を示すグラフである。 （ｂ）典型的な信号の拡大波形を示すグラフである。
【図８】 典型的な電子回路の略図である。
【図９】 （ａ）本発明の自動調整の実施態様を示す。 （ｂ）本発明の自動調整の実施態様における差し込みを示す。
【図１０】 本発明の自動調整の実施態様を示すブロック図である。
【図１１】 本発明の自動調整のある実施態様における処理方法を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ カフ、スリーブ １２ ストラップ １３ フックタイプファスナー材 １４ ストリップ １６、３０ パッチ １８、１１８、２１８ コントロールユニット ２０、１２０ 強度／振幅のオンオフノブ ２２ バッテリー ２４ バッテリー電力低下ライト ２６ オンオフライト ２８A、２８B 電極 ２８C 表示ライン ３２A、３２B、１３２A、１３２B 電気導体 ３６ ふくらはぎ ３８ 方形波 ４１ スイッチ ４４ 出力ジャック ４８ 発振部 ５０ クリスタル ５２、５６A、５６B 可変抵抗器 ５２A、５２B、５２C、５２D コンデンサー ５４、５４A、５４B、５４C、５４D グラウンド ５８、５８A、５８D 抵抗器 ６０ トランジスタ ６２ ダイオード ６４ 変圧器 ６４A 、６４B 巻線 １２０ 振幅ノブ １２３ 反復制御部 １２５ 周波数制御部 １２７ 間隔制御部 １２９ スライディングドア １３１ ハンドル ２１８ コントローラー ２２０ 強度制御部 ２２２ 電源 ２２３ 反復制御部 ２２５ 周波数制御部 ２２７ 間隔制御部 ２２８ 電極 ３１８ コントローラー ３２３ 反復制御部 ３２５ 周波数制御部 ３２７ 間隔制御部 ３２８ 電極制御部 ４１０ カフ ４１２ フックタイプファスナー材 ４１６ ループタイプファスナー材 ４１８ コントロールユニット ４１９ 雌型コネクター ４２１ 雄型コネクター ４２８A、４２８B 電極 ４２９ 動作検知器、ひずみゲージ ４３１ 差し込み ４３３ ポケット ４３５ スリット ４３７ 裏当て ４３９ カバー ５１８ コントローラー ５２２ 電源 ５２８ 電極 ５２９ 動作検知器 ６１８ 所望の筋収縮を得るための調整ずみ信号を計算する行為 ６２８ ふくらはぎ筋の電極へ信号を送る行為 ６２９ ふくらはぎ筋の収縮を検知する行為
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 カズ オーリー アメリカ合衆国 コネチカット州 06883 ウエストン、ビーバ ブルック ロード 15 Ｆターム(参考） 4C053 JJ01 JJ02 JJ03 JJ04 JJ06 JJ11 JJ14 JJ15 JJ18 JJ21 JJ24 【要約の続き】 できる。

Claims (50)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 循環疾患自動予防装置において； 矩形カフ； 前記矩形カフの一方の端部に配された締結材； 前記矩形カフの他方の端部に配された相補締結材で、前記締結材に固着
    するようになった前記相補締結材； 所定距離をおいて位置づけられ、前記矩形カフによって保持された１対
    の電極； 前記矩形カフに配され、前記１対の電極に取付けられたコントロールユ
    ニット；そして 前記コントロールユニットに取付けられた電源を含み、 このことによって、ユーザーが本装置を容易に取付けて位置づけ安全で
    効果的な電気信号を適用でき、筋収縮を生じさせることを特徴とする前記循環疾
    患自動予防装置。
  2. 【請求項２】 前記締結材が前記矩形カフの一方の端部の一方の片面（表面
    ）がわに取付けられた２つのストラップを含み、この各ストラップがこの上に第
    １タイプ締結材を有し、締結材の第１パッチが前記２つのストラップの間で前記
    矩形カフの一方の端部の他方の片面（裏面）がわに配され、この締結材の第１パ
    ッチが第２タイプ締結材でできており、この第２タイプ締結材が第１タイプ締結
    材に接触して固着するようになっており、そして 前記相補締結材が、前記矩形カフの他方の端部の一方の片面（表面）が
    わに取付けられた２つのストリップを含み、この各ストリップがこの上に第２タ
    イプ締結材を有し、締結材の第２パッチが前記２つのストリップの間に配され、
    この締結材の第２パッチが第１タイプ締結材でできており、この第１タイプ締結
    材が第２タイプの締結材に接触して固着するようになっており、 このことによって、前記矩形カフをユーザーの脚周囲に、容易にそして
    確実に巻くことができる 請求項１記載の循環疾患自動予防装置。
  3. 【請求項３】 前記１対の電極が位置づけられるときの所定距離が、７から
    １７センチメートルである 請求項１記載の循環疾患自動予防装置。
  4. 【請求項４】 前記１対の電極が位置づけられるときの所定距離が、実質的
    に１２センチメートルである 請求項３記載の循環疾患自動予防装置。
  5. 【請求項５】 前記矩形カフ上で前記１対の電極どうしの中間に配された表
    示をさらに含み、 このことによって、この表示がユーザーの脚に前記１対の電極を適切に
    取付ける際に有用となる 請求項1記載の循環疾患自動予防装置。
  6. 【請求項６】 前記コントロールユニットに、外部からユーザーが自分で調
    整可能な強度制御部をさらに含む 請求項1記載の循環疾患自動予防装置。
  7. 【請求項７】 前記コントロールユニットが前記電極に電気信号を送り、こ
    の電気信号が０．０２から２０ミリアンペアの強度、０.１から０.３ミリセカン
    ドの継続時間、０．１から０．５ヘルツの周波数で、５から１５分の間隔で５か
    ら１５回反復して送り出される、実質的な方形波の形である 請求項1記載の循環疾患自動予防装置。
  8. 【請求項８】 前記コントロールユニット上に配されたドアで、周波数制御
    部、反復制御部、および間隔制御部を覆っている前記ドアをさらに含む 請求項1記載の循環疾患自動予防装置。
  9. 【請求項９】 前記１対の電極が使い捨て可能な 請求項1記載の循環疾患自動予防装置。
  10. 【請求項１０】 前記電源が前記コントロールユニットに内蔵されたバッテ
    リーである 請求項1記載の循環疾患自動予防装置。
  11. 【請求項１１】 循環疾患予防電気装置において： １対の電極；そして 前記１対の電極に信号をおくるためにこの１対の電極に取付けられた信
    号手段とを含み、この信号が０．０２から２０ミリアンペアの強度、０.１から
    ０.３ミリセカンドの継続時間、０．１から０．５ヘルツの周波数で、５から１
    ５分の間隔で５から１５回反復して送り出される、実質的な方形波の形であるこ
    とを特徴とする前記循環疾患予防電気装置。
  12. 【請求項１２】 前記１対の電極と前記信号手段とを取付けて有するカフを
    さらに含む 請求項１１記載の循環疾患予防電気装置。
  13. 【請求項１３】 前記カフが、引きはがし可能にユーザーの脚に取付けられ
    る 請求項１２記載の循環疾患予防電気装置。
  14. 【請求項１４】 前記カフに配された表示で、前記１対の電極をユーザーの
    脚に取付ける際に有用となるように配置された前記表示をさらに含む 請求項１３記載の循環疾患予防電気装置。
  15. 【請求項１５】 前記表示が前記１対の電極の中間に配されたラインである 請求項１４記載の循環疾患予防電気装置。
  16. 【請求項１６】 循環疾患予防方法において： ユーザーの脚に電気信号を適用し、この信号が０．０２から２０ミリ
    アンペアの強度、０.１から０.３ミリセカンドの継続時間、０．１から０．５ヘ
    ルツの周波数で、５から１５分の間隔で５から１５回反復して送り出される、実
    質的な方形波の形であることを特徴とする前記循環疾患予防方法。
  17. 【請求項１７】 電気信号が実質的な方形波である 請求項１６記載の循環疾患予防方法。
  18. 【請求項１８】 電気信号が非対称の２相パルスである 請求項１７記載の循環疾患予防方法。
  19. 【請求項１９】 深部静脈血栓症や肺動脈栓塞症、静脈うっ血、足首浮腫、
    および着座が長引いたことに関して生じる脚の不快のような循環疾患の自動予防
    装置において： 細長矩形カフ； 前記細長矩形カフの一方の端部の一方の片面（表面）がわに取付けられ
    た２つのストラップで、この各ストラップがこの上に第１タイプ締結材を有する
    前記２つのストラップ； 前記２つのストラップの間で前記矩形カフの他方の端部の他方の片面（
    裏面）がわに配された締結材の第１パッチで、この締結材の第１パッチが第２タ
    イプ締結材でできており、この第２タイプ締結材が第１タイプ締結材に接触して
    固着するようになっている、前記締結材の第１パッチ； 前記矩形カフの他方の端部の一方の片面（表面）がわに取付けられた２
    つのストリップで、この各ストリップがこの上に第２タイプ締結材を有する、前
    記２つのストリップ； 前記２つのストリップの間に配された締結材の第２パッチで、この締結
    材の第２パッチが第１タイプ締結材でできており、この第１タイプ締結材が第２
    タイプ締結材に接触して固着するようになっている、前記締結材の第２パッチ； 実質的に１２センチメートル離れあって位置づけられ、前記細長矩形カ
    フに取付けられた使い捨て可能な１対の電極； 前記矩形カフ上に配され前記１対の電極に取付けられたコントロールユ
    ニットで、このコントロールユニットが前記電極に電気信号を送り、この信号が
    ０．０２から２０ミリアンペアの強度、０.１から０.３ミリセカンドの継続時間
    、０．１から０．５ヘルツの周波数で、５から１５分の間隔で５から１５回反復
    して送り出される、実質的な非対称の２相方形パルスの形である、前記コントロ
    ールユニット； このコントロールユニットに配された、ユーザーが唯一外部からアクセ
    スできる強度制御部；そして 前記コントロールユニットに取付けられたバッテリーを含み、 このことによって、ユーザーが本装置を容易に取付けて位置づけ安全で
    効果的な電気信号を適用でき、筋収縮を生じさせることを特徴とする前記循環疾
    患自動予防装置。
  20. 【請求項２０】 循環疾患自動予防装置において、 カフ； 前記カフの一方の端部に配された締結材； 前記カフの他方の端部に配された相補締結材で、前記締結材に固着する
    ようになった前記相補締結材； 所定距離をおいて位置づけられ、前記カフによって保持された１対の電
    極； 前記１対の電極に接続されたコントロールユニット； 前記電極に隣接して位置づけられ、前記コントロールユニットに接続さ
    れた動作検知器；そして 前記コントロールユニットに取り付けられた電源を含み、 このことによって、ユーザーが本装置を容易に取付けて位置づけ安全で
    効果的な電気信号を適用でき、前記動作検知器によって検知された筋収縮を生じ
    させることを特徴とする前記循環疾患自動予防装置。
  21. 【請求項２１】 前記１対の電極が位置づけられるときの所定距離が、７か
    ら１７センチメートルである 請求項２０記載の循環疾患自動予防装置。
  22. 【請求項２２】 前記１対の電極が位置づけられるときの所定距離が、実質
    的に１２センチメートルである 請求項２１記載の循環疾患自動予防装置。
  23. 【請求項２３】 前記矩形カフ上で前記１対の電極どうしの中間に配された
    表示をさらに含み、 このことによって、この表示が、ユーザーの脚に前記１対の電極を適切
    に取付ける際に有用となる 請求項２０記載の循環疾患自動予防装置。
  24. 【請求項２４】 前記コントロールユニットが前記電極に電気信号を送り、
    この電気信号が０．０２から４ミリアンペアおよび１から２００ボルトの強度、
    ０.１から０.３ミリセカンドの継続時間、０．１から０．５ヘルツの周波数で、
    ５から１５分の間隔で５から１５回反復して送り出される、実質的な方形波の形
    である 請求項２０記載の循環疾患自動予防装置。
  25. 【請求項２５】 前記１対の電極および前記動作検知器が使い捨て可能な 請求項２０記載の循環疾患自動予防装置。
  26. 【請求項２６】 前記動作検知器がひずみゲージを含む 請求項２０記載の循環疾患自動予防装置。
  27. 【請求項２７】 前記動作検知器が加速度計を含む 請求項２０記載の循環疾患自動予防装置。
  28. 【請求項２８】 筋収縮が循環疾患を予防するに十分であることが前記動作
    検知器によって検知されたとき、電気信号が前記１対の電極に送られないように
    する 請求項２０記載の循環疾患自動予防装置。
  29. 【請求項２９】 所定の大きさの筋収縮が検知されたとき、前記コントロー
    ルユニットが信号を前記１対の電極に送らないようにする、前記コントロールユ
    ニットと関連する手段をさらに含む 請求項２０記載の循環疾患自動予防装置。
  30. 【請求項３０】 循環疾患予防電気装置において： １対の電極； 前記１対の電極に信号を送るための、この１対の電極に取り付けられた
    信号手段； 前記１対の電極に隣接して配された動作検知器で、これによってユーザ
    ーの筋収縮が検知される前記動作検知器；そして 前記動作検知器および前記信号手段に接続されたコントローラーで、こ
    のコントローラーが前記信号手段を調整し、前記１対の電極に信号を送り、ユー
    ザーの筋に所定の収縮を生じさせる前記コントローラーとを含み、 このことによって、本電気装置が自動調整し、ユーザーが自分で調整し
    なくとも、有効な処理が提供されることを特徴とする前記循環疾患予防電気装置
    。
  31. 【請求項３１】 前記信号が０．２０から４ミリアンペアの強度、１から２
    ００ボルトの電圧、０.１から０.３ミリセカンドの継続時間、０．１から０．５
    ヘルツの周波数で、５から１５分の間隔で５から１５回反復して送り出される、
    実質的な方形波の形である 請求項３０記載の循環疾患予防電気装置。
  32. 【請求項３２】 前記１対の電極、前記動作検知器、および信号手段を取り
    付けて有するカフをさらに含む 請求項３０記載の循環疾患予防電気装置。
  33. 【請求項３３】 前記カフが、引きはがし可能にユーザーの脚に取付けられ
    る 請求項３２記載の循環疾患予防電気装置。
  34. 【請求項３４】 前記カフに配された表示で、前記１対の電極をユーザーの
    脚に取付ける際に有用となるように配置された前記表示をさらに含む 請求項３２記載の循環疾患予防電気装置。
  35. 【請求項３５】 前記表示が、前記１対の電極の中間に配されたラインであ
    る 請求項３４記載の循環疾患予防電気装置。
  36. 【請求項３６】 治療上適切な血行が提供されるに十分なユーザーの筋活動
    を決定するための、前記コントローラーと関連を有する、手段をさらに含み、 このことによって、前記コントローラーが、前記信号手段が前記１対の
    電極に信号を送らないようにさせる 請求項３０記載の循環疾患予防電気装置。
  37. 【請求項３７】 深部静脈血栓症や肺動脈栓塞症、静脈うっ血、足首浮腫、
    および着座が長引いたことに関して生じる脚の不快のような循環疾患の自動予防
    装置において： 細長矩形カフ； 前記細長矩形カフに取り外し可能に取付けられた差し込み； 前記差し込みに配された１対の電極； 前記差し込みに配された動作検知器； 前記矩形カフ上に配され、前記１対の電極と前記動作検知器に接続され
    たコントロールユニットで、このコントロールユニットが前記電極に電気信号を
    送り、この信号が１から５０ミリアンペアの強度、１から２００ボルトの電圧、
    ０.１から０.３ミリセカンドの継続時間、０．１から０．５ヘルツの周波数で、
    ５から１５分の間隔で５から１５回反復して送りだされる、実質的な方形パルス
    の形である、前記コントロールユニット；そして 前記コントロールユニットに取付けられたバッテリーを含み、 このことによって、ユーザーが本装置を容易に取付けて位置づけ安全で
    効果的な電気信号を適用でき、筋収縮を生じさせることを特徴とする、前記循環
    疾患自動予防装置。
  38. 【請求項３８】 前記細長矩形カフがカフの横断方向に２つのスリットを有
    し、前記差し込みがこれら横断方向の２つのスリットに部分的に挿入されている 請求項３７記載の循環疾患自動予防装置。
  39. 【請求項３９】 前記１対の電極と前記動作検知器との上に配された接着性
    物質；そして この接着性物質の上側に配される引き剥がしストリップとをさらに含み
    、 これによって、前記接着性物質が使用前は保護されている、請求項３７
    記載の循環疾患自動予防装置。
  40. 【請求項４０】 循環疾患予防方法において： ユーザーの筋に電気信号を適用し； ユーザーの筋収縮を検知し； このユーザーの筋収縮に基づいて電気信号を調整し、所定の収縮程度を
    得て、 このことによって、ユーザーが自分で調整しなくとも、治療上適切な収
    縮程度が維持されることを特徴とする前記循環疾患予防方法。
  41. 【請求項４１】 筋が脚のふくらはぎ筋である 請求項４０記載の循環疾患予防方法。
  42. 【請求項４２】 電気信号が０．２０から４ミリアンペアの強度、１から２
    ００ボルトの電圧、０.１から０.３ミリセカンドの継続時間、０．１から０．５
    ヘルツの周波数で、５から１５分の間隔で５から１５回反復して送り出される、
    実質的な波の形である 請求項４０記載の循環疾患予防方法。
  43. 【請求項４３】 電気信号が実質的な方形波を含む 請求項４２記載の循環疾患予防方法。
  44. 【請求項４４】 電気信号が非対称な２相パルスを含む 請求項４２記載の循環疾患予防方法。
  45. 【請求項４５】 所定の血行を提供するに十分なユーザーの筋内の随意活動
    を決定し；そして ユーザーの筋に電気信号を適用しないようにさせることをさらに含み、 このことによって、余計な信号がユーザーに適用されないようにする、
    請求項４０記載の循環疾患予防方法。
  46. 【請求項４６】 循環疾患予防カフの差し込みにおいて、 裏当て； 前記裏当てに配された1対の電極；そして 前記裏当てに配された動作検知器を含み、 このことによって、前記裏当てがカフ内に挿入され、ユーザーの脚に配
    されることを特徴とする前記循環疾患予防カフの差し込み。
  47. 【請求項４７】 前記動作検知器が前記１対の電極の間に位置づけられてい る 請求項４６記載の差し込み。
  48. 【請求項４８】 前記動作検知器がひずみゲージである 請求項４６記載の差し込み。
  49. 【請求項４９】 前記動作検知器が加速度計である 請求項４６記載の差し込み。
  50. 【請求項５０】 前記１対の電極および前記ひずみゲージに配される接着性
    物質；そして 前記接着性物質の上側に配された引き剥がしストリップとをさらに含み
    、 このことによって前記接着性物質が使用前は保護されている、請求項４
    ６記載の差し込み。
JP2000553168A 1998-06-10 1999-06-03 動作検知器を備えた調整可能なポータブル刺激器を利用するｄｖｔ予防装置とその方法。 Pending JP2002517293A (ja)

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