JP2008522653A

JP2008522653A - 生体力学刺激を用いて筋原線維の反応協調力を調整する装置及び方法

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Publication number: JP2008522653A
Application number: JP2007544018A
Authority: JP
Inventors: ギウセッペ・グアンテラ; クラウディオ・ポリドーリ
Original assignee: ヴィスマン・エッセエッレエッレ
Priority date: 2004-12-06
Filing date: 2005-12-06
Publication date: 2008-07-03
Also published as: RU2449824C2; KR20070100706A; BRPI0518422B1; RU2007125468A; BRPI0518422A2; ITRM20040597A1; BRPI0518422B8; MX2007006677A; IL183673A0; EP1824439A1; CN101119697A; CA2593021A1; WO2006061867A1; AU2005312907A1; CA2593021C; US20080064994A1; EP1824439B1; US8105254B2

Abstract

軽い収縮であっても等尺性収縮状態にある筋肉に一連の機械的パルスを印加することにより、本来の運動刺激パルスの結果の筋原線維の反応協調力を調整する装置及び方法であって、圧力パルスを生成する手段、該パルスを筋肉に隣接した表皮に印加する手段、及び前記パルスを前記生成手段から前記印加手段に伝達する手段を備え、前記印加手段及び前記パルスを前記生成手段から前記印加手段に伝達する前記手段が、圧縮流体または実質的に非圧縮性の流体がその中に存在する閉回路を構成する、装置及び方法が開示される。

Description

本発明は、圧力波を用いて筋原線維の反応協調力（reaction coordination capacity）を調整する装置、並びにその審美的及び治療的応用に関する。

生物において、運動系は、その存在に必須の蝶番の１つを構成する。筋肉は部位ごとに割当てられ、各筋肉は有限の運動を行うように定められているので、運動系は、主に関節で結ばれた複雑な骨格系から成る骨格と、その運動、より正確には複数の運動を構成する横紋筋とによって構成される。

可能な運動の組は、異なる部位における１つまたは複数の筋肉の動作を協調させることによって決まり、動作は、自発的または反応性のパルスが神経筋受容体に達し、筋肉構造を構成する筋原線維の収縮または伸展を生じさせることにより、中枢神経系によって生成される電気信号によって引き起こされる収縮または緩和を通して達成される。

筋肉によって発生し得る働きは、その質量、トレーニング、及び本来の運動刺激パルス（motor exciter pulse）に対する単一の筋原線維の反応協調力によって決まる。最近の研究により、この最後の条件が、最適な筋肉の緊張度、仕事量、及び耐疲労性を維持するための優先事項であることが実証された。

運動パルスの最適化能力及び刺激に対する筋原線維の応答の協調は、健全な被験者であれば、非常に長い時間を要する訓練及びトレーニングによって自然な形で得ることができる。

中枢神経系の損傷から発生するものを含む、性質が異なる病態のキャリアに関して言えば、該病態により、身体的訓練を通して刺激に対する筋組織の応答を得ることが、許容できる程度に過ぎなくても、困難または不可能になることがある。

前記課題の第１の部分的な解決策は、電気刺激デバイス、すなわち、適切な発電機によって動力供給される１つまたは複数の電気アプリケータを備え、治療される筋肉の近傍で患者の皮膚と直接接触させて位置付けることができるデバイスによって構成される。発電機によって引き起こされ、アプリケータを介して筋肉に伝達される電気パルスは、筋肉の中で一連の不随意収縮を促し、換言すれば、外部から誘発される「トレーニング」を強制的に筋肉に施す。

しかし、この種の装置による成果は、生成された電気刺激が最も表面的な筋肉にしか影響を及ぼさないという事実により、いくつかの制限を有する。この特徴による結果として、この種のデバイスを用いた治療を終了した後の患者は、いずれの場合も、治療前よりも２０％高い身体活動を行わざるを得ず、そうでなければ、治療の全サイクル（少なくとも３０回の治療セッション、反復可能な無数のサイクル）が無効になる。更に、前記治療によって得られる、いわゆるパワーモジュール、またはＭＤＦ（すなわち、ｋｇで表された負の抵抗に打ち勝つ筋肉量）の増加は、約８〜１２％と非常に低い。

この問題を解決するため、外部から与えられる電気刺激を筋肉に与えられる機械的または電気機械的な刺激に置き換える装置が実現された。そのような装置は、所与のパルスに対する筋原線維の反応の協調を改善するため、筋肉をそのような機構の刺激に晒す。

具体的には、既に１９７８年には、米国及びソビエト連邦の宇宙局は、宇宙ミッションから帰還した後の宇宙飛行士の健康状態を回復させるため、振動の動作を使用していた。米国人は振動する足台を使用し、一方、ロシア人は、宇宙飛行士をパラシュートにするように吊り上げた後、振動するピボットに吊り下げた。

現在、治療目的または審美目的を有する通常の用途に最も一般的に使用されているデバイスは、より単純に、周波数可変の機械的または電気機械的パルスの発生器と、治療される筋肉に対応する皮膚と直接接触して位置付けられる少なくとも１つのアプリケータとを備え、前記発生器及び前記アプリケータは、インパルスを伝達するシステムによって接続される。

特に、治療する筋肉の近傍で患者の皮膚を直接軽く叩く動作をする複数の棒を備えたアプリケータによって、この種の刺激が与えられるデバイスが知られている。

この第１の種類のデバイスは、後に、圧力インパルスが発生器によって、発生器から一方の側で開いた中空体である変換器まで延びる、アプリケータを構成する空気管によって本質的に構成された伝達システムを介して、多量の空気に伝達されるデバイスに取って代わられた。このデバイスを的確に適用することにより、実質的に気密であることによってデバイス内部の空気を保持するような形で、変換器の開放部分が治療を受ける人の皮膚上に位置付けられる。

いずれにせよ、既知の実施形態は一連の欠点に影響され、特に、それら自体の類型学のため、根本的な限界を有し、すなわち一度に単一の筋肉を治療するようにしか充てることができない。

実際、既知のデバイスは、根本的にパルス振幅の漸進的な低下を伴う、発生器からアプリケータに至る圧力パルスの伝達に困難を招く。これは、現在まで使用されているパルス伝達の方法に起因する。

更に、既知のデバイスは、筋肉に高い振幅のインパルスを印加できる効果を有さないが、それは、該インパルスが空気の圧縮能力を上回る場合に、変換器が皮膚から離れ、空気が外部に逃げるためである。この変換器の離脱の繰り返しにおいて、伝達されるパルスの周波数は同じであり、最初は皮膚の発赤を引き起こし、後に皮膚の切傷にも達し得る。

圧力パルスの生成に関して言えば、既知のデバイスに様々なシステムが使用される。具体的には、これらのシステムの１つによれば、圧力パルスは、連結棒と回転モータで接続された駆動ハンドルとによって構成されたシステムによって動かされる、シリンダーの内部で稼動するピストンによって生成される。あるいは、連結棒と回転モータで接続された駆動ハンドルとによって構成されたシステムは、空気チャンバ内で揺動させられる膜に作用することができ、揺動はそれぞれ、伝達手段に向けられる空気チャンバの部分内に存在する空気の圧縮を引き起こす。

２つの上述のシステムは機能及び発生量に関して同等である。理論上、それらは、適用される周波数に関わらず、パルス振幅を一定の値で維持するという利点を有するが、これは各回転に対して１Ｈｚの比のモータの回転速度によって決まるので、最大の到達可能な周波数に関して言えば大きな制限を有する。実際、わずか５０Ｈｚのパルス周波数に達するため、毎分３０００回のモータ回転レジームが必要である。

従って、実用上、これらのパルス発生システムには、十分な周波数と振幅を同時に有する揺動を生成できる効果はなく、これらの２つの量の間で妥協点を決定することが必要になる。揺動の周波数は、治療される筋肉が受けなければならない治療の種類による影響を直接受けるので、パルス振幅は、周波数の利点の犠牲になることが多い。

この制限は、既に分かっているように、パルス伝達方法によって更に増幅されるが、それは、使用される伝達流体、すなわち空気の圧縮性と、伝達導管の壁と接触しているパルス伝達流体の迅速な移動によって生成される摩擦効果とが、波の振幅の更なる減衰を引き起こすためである。

これらの従来技術の課題を解決するため、本発明によれば、対応する筋肉の機械的神経受容体（mechanical neuroreceptors）が集中している腱の近傍にある筋肉の交点に対応する流体のカラムを揺動させることによって、必要に応じてその周波数を修正することができる機械的振動、すなわち一連の圧力パルスを印加することにより、１つまたは複数の筋肉、あるいは同じ筋肉の異なる場所を治療する装置及び方法が提案される。

本発明によるパルス発生器は、生成される振動の振幅を損なうことなく、非常に高いものであっても揺動周波数を得ることを可能にする特定のスキームをもたらす。更に、発生器から変換器にパルスを伝達するシステムは、伝達される波の振幅の減衰を最低限度に低減できるようにする。

具体的には、筋肉と脳の間の接続回路を活性化するため、本発明による治療が適用される（１または複数の）筋肉は、軽い等尺性収縮状態に置かなければならない。

より具体的なやり方では、本発明による解決策は、健全な人の筋神経系において、緊張度の最適化並びに身体的訓練における力及び抵抗の大幅な増加を、非常に短い時間で誘発することができる装置及び方法を提供することを目的とする。本発明によるデバイス及び方法のそのような特徴は、結果として、トレーニング期間を低減することによって非常に良好な結果を得ることができるスポーツ選手の場合に、特に望ましいものとなる。筋緊張を最適化することにより、更に、審美的観点から見ても望ましい結果を得ることが可能になる。

同じ装置を異なる方法論に従って適用することにより、更に、中枢神経系の神経の起点、外傷の起点、または末梢神経系の変性プロセス（発作または多発性硬化症）により、骨格筋系の病態による影響を受けた人の興味深い機能的回復を伴うリハビリ療法を実行することが可能になる。

特に、その解決策は、異なる性質のほぼ全身の痛みによる影響を受けている、もはや自身の運動量を活性化することができない高齢者に対して行われる。本発明のデバイスは、いわゆる疼痛治療（筋肉弛緩）に使用することもできる。

従って、本発明の特定の１つの目的は、請求項１に規定されるような筋原線維の反応協調力を調整する装置である。

本発明による装置の更なる特徴は、後続の従属請求項２〜２２において特定される。

本発明の更なる特定の目的は、請求項２３、２４、及び２５に規定される筋原線維の反応協調力を調整する方法である。

本発明による装置の効果は自明であり、その利点は、周波数を何ら制限することなく所望の誘発された揺動の振幅を維持できることにあり、周波数は、２０００Ｈｚまでにも達することができ、従って、多数の筋肉部位を、場合によっては異なる患者を同時に治療することができ、結果として、時間及びひいては費用の観点から、また、揺動波の誘発を筋肉の神経受容体に直接伝達できるという事実から、かつその結果、等尺性収縮をわずかしか生じさせることができない患者であってもすぐに結果が得られることから、安価で作動されることは明白である。

更に、単一の変換器が独立していることにより、揺動の現象と相互作用するように定められた機械的神経受容体が集中している筋肉の腱の領域近傍における、任意の単一の範囲に正確に配置することが可能になる。この特徴により、治療を最適化し、かつ非常に短い時間で最良の結果を得ることが可能になる。

本発明は、限定目的ではなく例示目的で、添付図面を特に参照することによって、その好ましい実施形態に従って以下に開示される。

図１を最初に参照すると、筋原線維の反応協調力を調整する装置１は、コンプレッサ２と、一連の圧力パルスを生成する流量調節器（flux modulator）３と、治療される筋肉（１つまたは複数）に対応するユーザの皮膚に前記パルスを印加する複数の変換器４と、前記パルスをコンプレッサ２及び調節器３で構成されるシステムから変換器４に伝達する複数の空気導管５とによって構成される。コンプレッサ２及び流量調節器３は、コンプレッサ２の与圧出口（compression exit）に接続された第１の空気導管６と、同じコンプレッサ２の吸引入口（aspiration inlet）に接続された第２の空気導管７とを介して接続される。

図２は、本発明による筋原線維の反応協調力を調整する装置１の必須要素の分解図を示す。具体的には、図２に示される実施形態では、流量調節器３は、円形を有する調節要素８と、その周辺部近傍に配置された複数の通路９とによって構成される。調節要素８は、コンプレッサ２の与圧出口及び吸引入口にそれぞれ接続された空気導管６及び７の出口と、第１の空気チャンバ１０の導管２０との間に置かれる。更に、調節要素８の通路９の形状及び配置は、第１の空気チャンバ１０の導管２０が、与圧空気導管６または吸引空気導管７と交互に連通するように選択される。このようにして、第１の空気チャンバ１０は一連の与圧と吸引の位相を経験し、その周波数は、制御手段を備えたモータ１１の動作に起因する調節要素８の回転速度によって決まる。

調節要素８とは反対側の第１の空気チャンバ１０の端部には、容積可変であって、空気導管５とそれらを介して変換器４とに向いた複数の接続開口部を有する第２の空気チャンバ１２が配置され、空気導管５及び変換器４と共に、圧縮流体または非圧縮性流体が中に配置される閉回路を構成する。容積可変の第２の空気チャンバ１２は、閉回路内に収容された流体を揺動させることによって一連の機械的パルスの形で伝達される、調節要素８によって決定される接続の結果として空気チャンバ１０が経験する一連の与圧及び吸引の位相を変形する。

図３は、調節要素８の周辺部に近い第１の一連の通路９’と、調節要素８の中心と周辺部の間の中間位置に配置された第２の一連の通路９”とを備える別の調節要素８を示す。そのような二重になった一連の通路の機能は、同じ調節器３を介して周波数が異なる圧力パルスを同時に生成できるようにすることである。第１の一連の通路９’を、与圧及び吸引空気導管の第１の組に接続し、第２の一連の通路９”を、与圧及び吸引空気導管の第２の組に接続することが可能である。与圧及び吸引空気導管の両方の組は、同じコンプレッサに、あるいは２つの異なるコンプレッサに接続することができる。

図４及び図５に示される実施形態では、流量調節器３は、チャンバ１４がその内部に画定されるケース１３によって構成される。チャンバ１４は、この例では環状形状の調節要素１５によって２つの別個の部分に分割され、チャンバ１４の中央部分には回転子１６が存在し、その本体内には、コンプレッサ２の与圧出口に接続された第１の空気導管６と同じコンプレッサ２の吸引入口に接続された第２の空気導管７とにそれぞれ接続された、第１の管１７及び第２の管１８が実現される。

調節要素１５は複数の通路１９を備える。第１の管１７（与圧）及び第２の管１８（減圧）の端部は、前記調節要素１５の内周面と実質的に接触して配置される。前記調節要素１５の通路１９に対する管１７及び１８の端部の配置は、回転子１６の回転中、第１の管１７が調節要素１５の通路１９に対応しているとき、第２の管１８が、調節要素１５の通路１９が存在しない範囲に対応するようになっている。このように、前記チャンバ１４の調節要素１５の外側にある部分は、調節要素１５の通路１９の１つを介して、かつ前記第１の管１７と前記第２の管１８のそれぞれを介して、コンプレッサ２の与圧出口及び吸引入口に交互に連結される。従って、チャンバ１４の内部において与圧または吸引が交互に引き起こされる。チャンバ１４を空気チャンバ１０に接続する導管２０を介して、この一連の位相は、空気チャンバ１０に、また結果として、上述の図面を参照して示された一連のデバイスを用いて変換器４に伝達される。

好ましくは、本発明によれば、調節要素１５は奇数の通路１９を備え、前記管１７及び１８は１８０°回転させて半径方向に沿って配置される。

図６を参照すると、本発明による流量調節器３の更なる一実施形態が示される。流量調節器３の必須要素は、この例では、円筒状の調節要素４２がその中に存在する中空の円筒状の固定子４１によって構成される。

この例では、空気チャンバ１０に接続された導管２０、コンプレッサ２の与圧出口に接続された第１の空気導管６、及び同じコンプレッサ２の吸引入口に接続された第２の空気導管７は、互いに隣接して固定子４１に配置され、導管２０は他のものの間に配置される。調節要素４２の側面上には、調節要素４２に穿たれた湾曲したキャビティの形状を有する複数の通路４３が存在し、該通路４３の寸法、数、及び相対距離は、調節要素４２の回転中、各通路４３が、導管２０を空気導管６及び７の１つずつと連結できるようなものである。

好ましい一実施形態では、図６を参照して示されたものと同じタイプ及び機能の３つの導管の複数の組を、固定子４１上に配置することができるので、このタイプの調節器３をそれぞれ、複数のコンプレッサ２及び／または空気チャンバ１０と個々に接続するために使用することができる。

図２に示された、図４及び図５に示された、並びに図６に示された流量調節器３の実施形態では、固定の要素に対する可動要素の回転速度に作用して、空気チャンバ１０内の圧力パルスの周波数を容易に変更できることが、容易に理解されるであろう。それだけではなく、提案された解決策により、何の困難もなく、現在利用可能なデバイスでは考えられない周波数（相当な振幅を維持する２０００Ｈｚまでも）に達することも可能になる。

図７及び図８は、容積可変の空気チャンバ１２を更に詳細に示す。それは、空気導管５に向いた第１の面２１と、第１の空気チャンバ１０及び流量調節器３に向いた第２の面２２とを有する中空体によって構成される。前記第１の面２１は、空気導管５を気密にするようにそれぞれ割当てられた複数の開口部２３を備え、前記第２の面２２は開いており、弾性材（好ましくはEastover）の膜２４で覆われている。そのようにして、容積可変の空気チャンバ１２の内容積は、空気チャンバ１０内で異なる与圧及び吸引の位相が連続することにより減少または増加させることができるが、空気チャンバ１０及び１２の間を物質が通過することはできない。

図９は、図１の装置において圧力パルスを生成する別の流量調節器３を示す。論点となっている調節器３は、硬質の上側カバー２６及び可撓性の膜２７によって境界が定められた容積可変の空気チャンバ２５を含む。上側カバー２６上には、空気導管５と接続する１つまたは複数の開口部２８が存在する。

膜２７の中央には、中空の円筒状のピストン２９の上側部分が配置され、ピストンは、流量調節器３の下側部分内に実現される円筒状のハウジング３０内部で自由に稼動する。円筒状のハウジング３０は磁石３１の内部で得られる。円筒状のピストン２９の側面は、電気ケーブル３２の一連のコイルで覆われる。

電流をケーブル３２に通すことで、円筒状のピストン２９は、印加される電流の強度に正比例する力を有する電流の流れる方向に応じて、磁石３１に引き付けられるか、または押し返される。

コイル内を電流が流れる方向を交互に入れ替えることにより、円筒状のピストン２９は、その結果、交互に上下移動するようにされて、膜２７に作用し、それにより、空気チャンバ２５の容積を減少または増加させる。

更なる一実施形態では、図示されないが、流量調節器は、上記に示した種類または類似の容積可変の空気チャンバを含む本体によって構成され、弾性膜は、圧電セラミック材料によって構成された圧電ディスクに置き換えられ、圧電ディスクは、前記圧電ディスクの両面の周辺部上に配置された一対の金属リングを用いて、かつ前記圧電ディスクの給電手段を介して前記空気チャンバの壁に固定される。

図１０を参照すると、本発明による変換器４の第１の実施形態が、空気導管５を介した空気チャンバ１２との接続と共に示される。

変換器４は、それぞれ、膜３４がその上に配置された開放面と、対応する伝達導管５と接続する開口部３５とを備える硬質の中空体３３によって構成されるので、空気チャンバ１２、空気導管５、及び変換器４の間には気密の閉回路が構成される。膜３４は、好ましくは、表皮上に適用するように割当てられた低アレルギー性材料で実現される。

空気チャンバ１２、空気導管５、及び各変換器４の間の閉回路を参照すると、本発明による解決策の１つの利点は、この回路内部に、圧縮流体または更に水などの非圧縮性流体を収容できることによるものである。実際、水が非圧縮性であることにより、または使用される他の流体が実質的に非圧縮性であることにより、そうでなければガスが、特にこの種のデバイスに一般に使用される空気が、変換器４までパルスを伝達している間に受ける減衰を回避することができる。それだけではなく、液体または圧縮ガスで充満された変換器４は、形状または振幅の制限を有さないが、既知の解決策に従って非圧縮空気を使用した場合、伝達導管５の断面と対応する変換器４の断面との比が小さくなり過ぎないようにする必要がある。本発明によって可能な１つの解決策の一例は、既知の種類の変換器よりもはるかに多数の機械受容体または機械的神経受容体に影響を及ぼす、筋肉全体を覆うことができる長楕円形の変換器を実現することである。

図１１及び図１２を参照すると、開口部３８及び３９それぞれを介して２つの異なる伝達導管５に接続された、別個であって分離された２つのチャンバ３６及び３７に分割された変換器４が示される。チャンバ３６及び３７は、壁４０によって分割され、表皮に接触するように、膜３４のセクター３４’及び３４”によってそれぞれ覆われている。

複数チャンバの変換器４を実現する利点は、表皮と接触している膜表面の異なるセクターに対して異なる周波数で作動できるということである（例えば図３に示されたパルス発生器の回転子の実施形態と組み合わせた前記解決策）。実際、随意線維（横紋線維）及び不随意線維（平滑線維）は、異なる（横紋線維の場合はより高く、平滑線維の場合はより低い）周波数を感知し得ることが知られている。

変換器４は、表皮との接触を確実に保つため、少なくとも１つのバンド（図示なし）を備えることができ、また、互いに並列または直列に接続することができる。

変換器４は、非同期的に作動するように、前記パルス生成手段と接続することができる。

図１３〜図１６は、流量調節器３のいくつかの代替実施形態を示し、圧力回路及び吸引回路は、異なる空気導管５との単一の接続点４４に至るまで、互いから離れて維持される。特に、図１３は、コンプレッサ４７の送達側及び吸引側にそれぞれ接続された、回転子４５及び回転子４６が存在する１つの解決策を示す。回転子４５及び４６の回転は、互いに接触し、かつ回転子４５及び４６とそれぞれ一体のはめ歯歯車（cogwheels）４８及び４９を用いて同期される。実現される構成は、圧力ライン上にある回転子４５が動作しているとき（圧力流体が通過するのを可能にする）、吸引ライン上にある回転子４６は動作しない（通過が妨げられる）ようなものである。圧力ライン及び吸引ライン上には、可変数の出口を有する空気チャンバ５０及び５１もそれぞれ示される。

図１４には、吸引ライン上に回転子が存在しない一実施形態が示される。この例では吸引が継続的に働く。

図１５及び図１６は、それぞれ図１３及び図１４に対応するが、空気チャンバを不要にすることにより、単一の空気導管５に接続されている。この解決策は、疼痛治療に装置を使用する場合に特に便利である。

図１７は、流量調節器３の必須要素の代替実施形態を示し、この例では、複数の半径方向の通路５４が横断している円筒状の調節要素５３がその内部に存在する、中空の円筒状の固定子５２によって構成される。最後に、入口導管５５及び出口導管５６が示される。

一連の考察の結果、振動を伝達する手段として水を使用することが好ましい。第１に、本発明による装置の好ましい作動周波数、すなわち音波に特有の周波数では、生成されたパルスの伝搬速度は、空気中で約３２０ｍ／ｓ、水中で約７００ｍ／ｓである（人体内では、伝搬速度は約１５００ｍ／ｓである）。この種のデバイスの主な問題は、伝達導管の長さが増加すると振動の振幅が減衰することにあるので、水は、より高い伝搬速度によってこの降下を補償するという第１の利点を提示する。

装置１は、振動の周波数を調節する手段及び／または所与のインパルスに対する筋肉反応を検出する手段を更に備えることができ、周波数を調節する前記手段は、筋肉反応を検出する前記手段によって自動的に調節される。

更に、装置１は、振動周波数サイクルを自動的に確立（elaboration）する手段を備えることができる。

装置１を用いて適用される振動の周波数は、一般に４００Ｈｚ未満、好ましくは１０〜４００Ｈｚの間に含まれ、より好ましくは４０〜２００Ｈｚの間に含まれる。

開示された装置により、等尺性収縮状態にある筋肉に機械的振動を加えることによって得られる、運動刺激パルスを用いた筋原線維の反応協調力の調整が可能になり、振動は、１〜４００Ｈｚの間に含まれる周波数を有し、同じ筋肉または異なる筋肉の１つまたは複数の範囲に適用される。

更に、装置１により、等尺性収縮状態にある筋肉に機械的振動を加えることが可能になり、振動は、６０〜１５０Ｈｚの間に含まれる周波数を有し、同じ筋肉または異なる筋肉の１つまたは複数の範囲に適用される。

最後に、装置１により、等尺性収縮状態にある筋肉に機械的振動を加えることにより、筋原線維の反応協調力を調整することが可能になり、振動は、１〜４００Ｈｚの間に含まれる周波数を有し、同じ筋肉または異なる筋肉の１つまたは複数の範囲に適用される。

本発明を、その好ましい実施形態に従って、限定目的ではなく例示目的で開示したが、任意の変形及び／または修正を、そのために添付の特許請求の範囲によって規定される関連する保護範囲を逸脱することなく導入できることが、当業者には理解されるであろう。

本発明による筋原線維の反応協調力を調整する装置の概略図である。第１のタイプの流量調節器を組み込んだ、本発明による筋原線維の反応協調力を調整する装置の必須要素の分解概略図である。図２に示される装置の調節要素を示す図である。図１の装置において圧力パルスを生成する第２のタイプの流量調節器の側面断面図である。図４の流量調節器の平面断面図である。図１の装置において圧力パルスを生成する第３のタイプの流量調節器の平面断面図である。本発明による流量調節器及び振動伝達システムの間に置くことが可能な、容積可変の空気チャンバの正面斜視図である。図７の容積可変の空気チャンバの背面斜視図である。第２のタイプの容積可変の空気チャンバを組み込んだ、図１の装置において圧力パルスを生成する第４のタイプの流量調節器の側面断面図である。図１の装置の第１のタイプの変換器と、図７及び８の空気チャンバに対するその接続との概略図である。図１の装置の第２のタイプの変換器の概略図である。図１１の変換器の線Ａ−Ａに沿った断面図である。図１の装置において圧力パルスを生成する更なる種類の流量調節器の概略図である。図１の装置において圧力パルスを生成する更なる種類の流量調節器の概略図である。図１の装置において圧力パルスを生成する更なる種類の流量調節器の概略図である。図１の装置において圧力パルスを生成する更なる種類の流量調節器の概略図である。図１３〜図１６に示される装置の調節要素を示す図である。

符号の説明

１装置
２コンプレッサ
３流量調節器
４変換器
５空気導管
６空気導管
７空気導管
８調節要素
９通路
１０空気チャンバ
１１モータ
１２空気チャンバ

Claims

軽い収縮であっても等尺性収縮状態にある筋肉に一連の機械的パルスを印加することにより、本来の運動刺激パルスの結果の筋原線維の反応協調力を調整する装置において、圧力パルスを生成する手段、該パルスを前記筋肉に対応する表皮に印加する手段、及び前記パルスを前記生成手段から前記印加手段に伝達する手段を備える装置であって、前記印加手段及び前記パルスを前記生成手段から前記印加手段に伝達する前記手段が、圧縮流体または実質的に非圧縮性の流体がその中に存在する閉回路を構成することを特徴とする装置。
前記非圧縮性流体が水であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
前記伝達手段が、少なくとも１つの可撓性の空気導管と中空の硬質本体を有する容積可変の空気チャンバとを備え、該硬質本体が一方の側で開いており、その上に、前記少なくとも１つの空気導管と気密接続するため、前記チャンバの前記硬質本体上に少なくとも１つの開口部を備えた弾性膜が気密状態で配置され、該膜が、前記圧力パルス生成手段によって直接または間接的に応力を受けることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
前記圧力パルス生成手段が少なくとも１つの流量調節器を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
前記圧力パルス生成手段がコンプレッサを更に備え、前記流量調節器が、一方の側にある前記空気チャンバの導管と他方の側にある与圧導管及び減圧導管との間に複数の連絡通路を備えた調節要素を備え、前記与圧導管及び減圧導管が前記コンプレッサの与圧出口及び吸引入口にそれぞれ接続され、前記与圧導管及び減圧導管の端部が前記調節要素の表面と実質的に接触し、前記調節要素が前記導管に対して相対移動することにより、前記与圧導管及び減圧導管の２つのうち１つが前記調節要素の通路に対応して配置されると前記空気チャンバの前記導管と接続され、前記２つの導管の他方が前記調節要素の通路を有さない範囲に対応するような形で、前記調節要素の前記通路と前記導管の前記端部とがそれぞれ配置されることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
前記与圧導管及び前記減圧導管が、前記調節要素の中心と一致する軸線の周りを回転する回転要素上に配置され、前記調節要素が奇数の通路を備えることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
前記与圧導管及び前記減圧導管が固定であり、前記調節要素がそれらに対して回転することを特徴とする、請求項５に記載の装置。
前記流量調節器が、前記容積可変の空気チャンバを備える本体によって構成され、その前記弾性膜上であって、前記空気チャンバの外部、かつ磁石の中に得られる円筒状のハウジングの内部に、１つまたは複数の電気ケーブルのコイルで少なくとも部分的に覆われた、前記揺動する膜が成長する方向に垂直な方向で前記ハウジングに沿って揺動して動く中空の円筒状のピストンが配置され、前記揺動する動きが、前記電気ケーブルを交流電流が通ることによって生成されることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
前記流量調節器が、前記容積可変の空気チャンバを備える本体によって構成され、前記弾性膜が、圧電セラミック材料によって構成された圧電ディスクに置き換えられ、該圧電ディスクが、前記圧電ディスクの２つの面の周辺部上に配置された一対の金属リングを用いて、かつ前記圧電ディスクに給電することによって前記空気チャンバの壁に固着されていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
前記表皮に前記パルスを印加する前記手段が、前記表皮に適用される側が膜に置き換えられた、硬質の壁を有する本体からそれぞれ成る１つまたは複数の変換器を備え、前記壁及び前記膜が、前記伝達手段と接続する開口部を有する少なくとも１つの前記流体の貯蔵チャンバを形成することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
前記１つまたは複数の変換器が、前記伝達手段とそれを介して前記振動を生成する異なる手段とにそれぞれ独立に接続された、複数の分割されたチャンバを備えることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
前記表皮に前記パルスを印加する前記手段が、それらの前記表皮との接触を維持する少なくとも１つのバンドを更に備えることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
前記変換器が複数の場合、それらが互いに並列に接続されることを特徴とする、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の装置。
前記変換器が複数の場合、それらが互いに直列に接続されることを特徴とする、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の装置。
前記変換器が複数の場合、それらが１つまたは複数の前記容積可変の空気チャンバに独立に接続されることを特徴とする、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の装置。
前記変換器が、非同期的に作動するように前記パルス生成手段と接続されることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
振動周波数を調節する手段を更に備えることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか一項に記載の装置。
所定の刺激に対する筋肉反応を検出する手段を更に備えることを特徴とする、請求項１から１７のいずれか一項に記載の装置。
前記周波数を調節する前記手段が、前記筋肉反応を検出する前記手段によって自動的に調節されることを特徴とする、請求項１７または１８に記載の装置。
振動周波数サイクルを自動的に確立する手段を更に備えることを特徴とする、請求項１から１９のいずれか一項に記載の装置。
前記振動周波数が４００Ｈｚ未満であることを特徴とする、請求項１から２０のいずれか一項に記載の装置。
前記振動周波数が１０から４００Ｈｚの間に含まれることを特徴とする、請求項１から２１のいずれか一項に記載の装置。
前記振動周波数が４０から２００Ｈｚの間に含まれることを特徴とする、請求項１から２２のいずれか一項に記載の装置。
等尺性収縮状態にある筋肉に機械的振動を与えることにより、本来の運動刺激パルスの結果の筋原線維の反応協調力を調整する方法であって、前記振動が、１から４００Ｈｚの間に含まれる周波数を有すると共に、同じ筋肉または異なる筋肉の１つまたは複数の別個の範囲に、場合によっては異なる周波数で与えられることを特徴とする方法。
等尺性収縮状態にある筋肉に機械的振動を与えることにより、本来の運動刺激パルスの結果の筋原線維の反応協調力を調整する方法であって、前記振動が、６０から１５０Ｈｚの間に含まれる周波数を有すると共に、同じ筋肉または異なる筋肉の１つまたは複数の別個の範囲に、場合によっては異なる周波数で与えられることを特徴とする方法。
等尺性収縮状態にある筋肉に機械的振動を与えることにより、本来の運動刺激パルスの結果の筋原線維の反応協調力を調整する方法であって、前記振動が、１から４００Ｈｚの間に含まれる周波数を有すると共に、同じ筋肉または異なる筋肉の１つまたは複数の別個の範囲に、場合によっては異なる周波数で与えられることを特徴とする方法。