JP2013540544A

JP2013540544A - 刺激装置の構成

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Inventors: ルイーズ・モーン; オレ・ブリクス; ボール・ヘンリクセン; インゲ・クレプスヴィク
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Abstract

刺激を身体に施すように装置(1)を構成するための方法は、装置に接続された1つまたは複数の刺激パッド(40)を識別するステップ(52)を含む。この方法は、刺激パッド(40)のユーザー選択を受信するステップ(56)と、使用者によって選択された刺激パッド(40)上で視覚的インジケータ(42)をアクティブ化するステップ(58)とを含む。この方法は、使用者が身体上に刺激パッドを正確に位置決めするのを補助することができる。

Description

本発明は、刺激装置(stimulation apparatus)に関するものである。特に、本発明は、刺激装置を構成するための方法、および使用者が刺激装置を構成するのを補助することができる刺激装置に関するものである。本発明の具体的な例は、電気刺激、熱治療、および/または熱刺激を人間または動物の身体に施すための装置に関係する。

さまざまな治療用途に関して、電気刺激、熱治療、および熱刺激を含むいくつかの治療モダリティが、当技術分野で現在知られている。

電気刺激は、皮膚に一時的に取り付けられた1つまたは複数の刺激パッドを通じて電流を単一の筋肉または筋肉群に電流を印加することを伴う。その結果筋肉収縮が起きて、損傷した筋肉を強化し、浮腫を低減することから、痛みを和らげ、治癒を促進することまでさまざまな効果を生み出しうる。パッドは、通常、極めて小さく、典型的には、電池から電力を得る。この結果、印加する電力の量は少なく、その結果生じる電界の治療深さは低いものとなる。従来の電気刺激システムによって発生する電界の深さは浅いため、性能と患者にとってのメリットは限られる。より多くの電流を、多くの場合に電力線または主電源から印加することによってこの制限に対処しようと試みるシステムもあった。しかし、従来の電気刺激パッドのサイズは小さいので、印加する電力の量を増やす、つまり、より大きな電流を使用した場合に、患者は痛みもしくは不快感に悩むとの多くの報告がある。

熱治療それ自体は、筋肉の痙攣の弛緩および治癒を促進する血流の増大などの多くの効果を有するので非常に有用である。しかし、併用療法、つまり、マッサージ、超音波および/または電気刺激などの他の治療モダリティの相乗利用は、熱治療の単独利用に比べて効果が高いことが判明している。

熱刺激は、熱治療と電気刺激とを同時に使用することを伴うそのような併用療法の1つである。熱刺激では、熱の治癒効果は、電気刺激の強化、トーニング、鎮痛、および治癒効果と併せてもたらされる。さらに、加熱は、患者がより大きな電流に耐えられるようになるという点で有効であることも判明している。このため、熱を使わずに電気刺激を用いた場合に比べて電界強度を高め、浸透深さを大きくし、したがって、より肯定的な結果を得ることが可能である。

多くの知られている電気刺激システムは、2から4つのチャネルを有し、したがって、患者に貼り付けられるパッドの数は1または2つだけである。このようなシステムの有用性は、チャネルの数が少ないことによって制限を受けるため、身体の2カ所を超える領域に一度に電気刺激を加えることができず、したがって、治療を要する身体の領域が多数ある場合には治療にかかる時間が長くなる。これらの知られている電気刺激システムのさらなる不利点は、パッドのすべてが、パッドのすべてに対して電気パルスを発生し、それぞれの電気パルスの振幅および持続時間を決定する、共通のコントローラによって制御される点である。使用者は、発生するパルスをほとんどまたは全く制御することができず、実際、使用者はオシロスコープを使用しないとパルスの特性を知ることが可能でない場合が多い。これらの知られている電気刺激システムのさらに別の不利点は、実施することができる治療モダリティの数に制限があるという点である。例えば、いくつかのシステムは、電気刺激を施すことしかできないが、他のシステムは、熱刺激しか施すことができない。

改善された熱刺激装置は、出願人の以前の特許出願である、参照により本明細書に組み込まれている、2010年11月18日に出願した国際特許出願第PCT/GB10/002132号、名称「Thermostimulation System Including Multilayer Pads with Integrated Temperature Regulation」において開示されている。この装置は、少なくとも1つの電気コネクタを介して操作者からの第1の入力に応答して熱および電気刺激のための電流を供給するためのコンソールを有する。インライン制御システムは、操作者からの第2の入力および第2の電気コネクタを介した温度フィードバック信号に応答して電流を調節するため電気コネクタに結合される。熱刺激パッドは、第2の電気コネクタを介してインライン制御システムに結合される。複数のインライン制御システムおよび熱刺激パッドをコンソールに接続することができ、この場合、それぞれのインライン制御システムは他のインライン制御システムから独立している。そのため、それぞれの熱刺激パッドが電気パルスを発生するタイミングを調整することは可能でない。

国際特許出願第PCT/GB10/002132号

本発明の第1の態様は、刺激を身体に施すように装置を構成するための方法を提供し、この方法は装置に接続された1つまたは複数の刺激パッドを識別するステップと、刺激パッドのユーザー選択を受信するステップと、使用者によって選択された刺激パッド上で視覚的インジケータをアクティブ化するステップとを含む。この方法は、好ましくは、1つまたは複数の識別された刺激パッドの視覚的表現を表示するステップをさらに含む。1つまたは複数の識別された刺激パッドの視覚的表現を表示するステップは、好ましくは、そのパッドを取り付けるべき身体の領域上に位置決めされたそれぞれの刺激パッドの視覚的表現を表示するステップを含む。刺激パッドのユーザー選択を受信するステップは、好ましくは、1つまたは複数の識別された刺激パッドの視覚的表現のユーザー選択を受信するステップを含む。1つまたは複数の刺激パッドを識別するステップは、好ましくは、装置に接続された刺激パッドの目録を受信するステップを含む。1つまたは複数の刺激パッドを識別するステップは、好ましくは、刺激パッドが接続された1つまたは複数のインターフェースカードをポーリングするステップを含む。この方法は、好ましくは、ポーリング結果に基づき装置に接続された刺激パッドの目録を生成するステップをさらに含む。

本発明のさらなる態様は、実行されると本明細書で説明されているように刺激を身体に施すように装置を構成するための方法をプロセッサに実行させる命令を収めたプロセッサ可読媒体を提供する。

本発明のさらなる態様は、刺激を身体に施すための装置を提供し、この装置は装置に接続された1つまたは複数の刺激パッドを識別するための手段と、刺激パッドのユーザー選択を受信するための手段と、ユーザーによって選択された刺激パッド上で視覚的インジケータをアクティブ化するための手段とを備える。この装置は、好ましくは、1つまたは複数の識別された刺激パッドの視覚的表現を表示するための手段を備える。1つまたは複数の識別された刺激パッドの視覚的表現を表示するための手段は、好ましくは、そのパッドを取り付けるべき身体の領域上に位置決めされたそれぞれの刺激パッドの視覚的表現を表示するように動作可能である。刺激パッドのユーザー選択を受信するための手段は、好ましくは、1つまたは複数の識別された刺激パッドの視覚的表現のユーザー選択を受信するように動作可能である。1つまたは複数の刺激パッドを識別するための手段は、好ましくは、装置に接続された刺激パッドの目録を受信するための手段を備える。1つまたは複数の刺激パッドを識別するための手段は、好ましくは、刺激パッドが接続された1つまたは複数のインターフェースカードをポーリングするための手段を備える。この装置は、好ましくは、ポーリング結果に基づき装置に接続された刺激パッドの目録を生成するための手段を備える。

本明細書では、身体に刺激を施すための装置も開示され、この装置は1つまたは複数のインターフェースデバイスに接続するための主デバイスを備え、それぞれのインターフェースデバイスは身体に刺激を施すように動作可能であり、身体に刺激を施すステップを制御するためのコントローラを備え、主デバイスは、それぞれのインターフェースデバイスのコントローラの動作を制御するためのコントローラを備える。好ましくは、本明細書で説明されているコントローラはどれも、プログラム可能である。例えば、どのコントローラも、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または他の何らかの形態の中央演算処理装置によって実装されうる。別の例として、コントローラはどれも、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)などのプログラマブルロジックによって実装されうる。あるいは、コントローラはどれも、ディスクリートロジックまたは特定用途向け集積回路(ASIC)を使用して実装されうる。主デバイスのコントローラは、好ましくは、複数のインターフェースデバイスが身体を刺激するタイミングを調整し、および/または同期することによってそれぞれのインターフェースデバイスのコントローラの動作を制御するように動作可能である。主デバイスのコントローラは、好ましくは、インターフェースデバイスのコントローラによって受信されたときに身体に刺激を施すステップをインターフェースデバイスに実行させる開始信号を発生するように動作可能である。主デバイスのコントローラは、好ましくは、インターフェースデバイスのコントローラに各メッセージを送信することによってそれぞれのインターフェースデバイスのコントローラの動作を制御するように動作可能であり、このメッセージは、身体に施す刺激の1つまたは複数のパラメータを指定する。主デバイスは、好ましくは、表示デバイスと通信するように動作可能であり、主デバイスのコントローラは、好ましくは、表示デバイスによって制御されるように動作可能である。主デバイスのコントローラは、好ましくは、表示デバイスからメッセージを受信するように動作可能であり、このメッセージは、インターフェースデバイスの1つまたは複数によって身体に施される刺激の1つまたは複数のパラメータを指定する。

本明細書では、身体に刺激を施すための装置も開示され、この装置は身体に刺激を施すように動作可能であるインターフェースデバイスを備え、また身体に刺激を施すステップを制御するためのコントローラを備え、インターフェースデバイスのコントローラは主デバイスのコントローラによって、前記インターフェースデバイスが前記主デバイスに接続されたときに制御されるように動作可能である。インターフェースデバイスのコントローラは、好ましくは、開始信号が主デバイスのコントローラから受信されたときに身体に刺激を施すステップをインターフェースデバイスに開始させるように動作可能である。インターフェースデバイスのコントローラは、好ましくは、主デバイスのコントローラから受信されたメッセージで指定された1つまたは複数のパラメータに従って身体に刺激を施すステップをインターフェースデバイスに実行させるように動作可能である。

本明細書では、身体に刺激を施すための装置も開示され、装置は主デバイスと通信するように動作可能な表示デバイスを備え、主デバイスはコントローラを備え、1つまたは複数のインターフェースデバイスに接続するのに適しており、それぞれのインターフェースデバイスは主デバイスのコントローラの制御の下で身体に刺激を施すように動作可能であり、表示デバイスは、主デバイスのコントローラの動作を制御するようにプログラムされたコントローラを備える。表示デバイスのコントローラは、1つまたは複数のインターフェースデバイスに開始信号を送信する命令を主デバイスに送ることによって主デバイスのコントローラの動作を制御するように動作可能であり、開始信号は、刺激を身体に施すステップをインターフェースデバイスに実行させるように動作可能である。主デバイスは、好ましくは、使用者が刺激プログラムを設計することを可能にするコンピュータプログラムを備える。表示デバイスのコントローラは、好ましくは、主デバイスにメッセージを送信するように動作可能であり、このメッセージは、インターフェースデバイスの1つまたは複数によって身体に施される刺激の1つまたは複数のパラメータを指定する。これらのパラメータは、好ましくは、パルスシーケンス内のパルスの総数、1つまたは複数のパルスの振幅、1つまたは複数のパルスが発生するタイミング、パルスシーケンスを反復する回数、温度、および/またはある温度を生じる時間の長さのうちの1つまたは複数を含む。

本明細書では、刺激を身体に施すために主デバイスのプロセッサによって実行される命令を収めたプロセッサ可読媒体も開示され、前記主デバイスは1つまたは複数のインターフェースデバイスに接続可能であり、それぞれのインターフェースデバイスは身体に刺激を施すように動作可能であり、身体に刺激を施すステップを制御するためのコントローラを備え、これらの命令は、それぞれのインターフェースデバイスのコントローラの動作をプロセッサに制御させるように実行可能である。これらの命令は、好ましくは、複数のインターフェースデバイスが身体を刺激するタイミングを調整し、および/または同期することによってそれぞれのインターフェースデバイスのコントローラの動作を主デバイスのプロセッサに制御させるように実行可能である。これらの命令は、好ましくは、インターフェースデバイスのコントローラによって受信されたときに身体に刺激を施すステップをインターフェースデバイスに実行させる開始信号をプロセッサに発生させるように実行可能である。これらの命令は、好ましくは、インターフェースデバイスのコントローラに各メッセージを送信することによってそれぞれのインターフェースデバイスのコントローラの動作をプロセッサに制御させるように実行可能であり、このメッセージは、身体に施す刺激の1つまたは複数のパラメータを指定する。これらの命令は、好ましくは、表示デバイスから命令および/またはデータをプロセッサに受信させ、表示デバイスから受信した命令および/またはデータに従ってプロセッサを動作させるように実行可能である。これらの命令は、好ましくは、表示デバイスからメッセージをプロセッサに受信させるように実行可能であり、このメッセージは、インターフェースデバイスの1つまたは複数によって身体に施される刺激の1つまたは複数のパラメータを指定する。

本明細書では、刺激を身体に施すように動作可能であるインターフェースデバイスのプロセッサによって実行される命令を収めたプロセッサ可読媒体も開示され、前記インターフェースデバイスは主デバイスに接続可能であり、これらの命令は、主デバイスから命令および/またはデータをプロセッサに受信させ、主デバイスから受信した命令および/またはデータに従ってプロセッサを動作させるように実行可能である。これらの命令は、好ましくは、開始信号が主デバイスから受信されたときに身体に刺激を施すステップをインターフェースデバイスに開始させるように実行可能である。これらの命令は、好ましくは、主デバイスから受信されたメッセージで指定された1つまたは複数のパラメータに従って身体に刺激を施すステップをインターフェースデバイスに行わせるように実行可能である。

本明細書では、プロセッサによって実行される命令を収めたプロセッサ可読媒体も開示され、前記プロセッサは身体に刺激を施すための装置の主デバイスと通信するように動作可能であり、主デバイスはコントローラを備え、1つまたは複数のインターフェースデバイスに接続するのに適しており、それぞれのインターフェースデバイスは主デバイスのコントローラの制御の下で身体に刺激を施すように動作可能であり、これらの命令は、主デバイスのコントローラの動作をプロセッサに制御させるように実行可能である。これらの命令は、好ましくは、1つまたは複数のインターフェースデバイスに開始信号を送信する命令を主デバイスに送ることによって主デバイスのコントローラの動作をプロセッサに制御させるように実行可能であり、開始信号は、刺激を身体に施すステップをインターフェースデバイスに実行させるように動作可能である。これらの命令は、好ましくは、使用者が刺激プログラムを設計することを可能にするように実行可能である。これらの命令は、主デバイスにメッセージをプロセッサに送信させるように実行可能であり、このメッセージは、インターフェースデバイスの1つまたは複数によって身体に施される刺激の1つまたは複数のパラメータを指定する。これらのパラメータは、パルスシーケンス内のパルスの総数、1つまたは複数のパルスの振幅、1つまたは複数のパルスが発生するタイミング、パルスシーケンスを反復する回数、温度、および/またはある温度を生じる時間の長さのうちの1つまたは複数を含む。

本発明のさらなる態様は、実質的に本明細書において説明されているような、および/または添付図面のどれかに図示されているような装置を実現する。本発明のさらなる態様は、実質的に本明細書において説明されているような、および/または添付図面のどれかに図示されているような方法を提供する。

次に、本発明の好ましいいくつかの特徴を、純粋に例だけで、添付図面を参照しつつ説明するが、類似の要素は、類似の参照記号を使用して示されている。

刺激装置のブロック図である。図1に例示されている刺激装置の詳細なブロック図である。刺激装置のさまざまな部分を示す流れ図である。使用者が刺激パッドを配置するのを補助するためのディスプレイおよび制御ユニットの使用を示す図である。使用者が刺激パッドを配置するのを補助するための刺激装置のディスプレイおよび制御ユニットによって実行される方法の流れ図である。使用者が刺激パッドを配置するのを補助するための刺激装置の主ユニットによって実行される方法の流れ図である。

図1および2を参照すると、刺激装置1が例示されている。好ましい一例において、刺激装置1は、熱治療および電気刺激を同時に施すことができる熱刺激措置である。

装置1は、主ユニット24を備える。主ユニット24は、中央演算処理装置(CPU)7と、バックプレーン23と、電源ユニット(PSU)6と、通信インターフェース9とを備える。バックプレーン23は、各インターフェースカード3、4を接続することができる複数の電気コネクタ26a、26bを備える。バックプレーン23の好ましい一例は、20個のこのような電気コネクタを備えるけれども、バックプレーン23の他の例は、より多くの、またはより少ない電気コネクタを備えることができる。バックプレーン23は、CPU7とそれぞれのインターフェースカード3、4との間の通信を可能にするためのバス27をさらに備える。バスは、好ましくはI²Cバスであるが、他の好適なタイプのバスも使用することができる。装置1は、好ましくは、PSU6を使って主電源45から電力を供給される。通信インターフェース9は、CPU7とディスプレイおよび制御ユニット2との間の通信を可能にするように動作可能である。通信インターフェース9は、Ethernet(登録商標)、IEEE 802.11(Wi Fi(登録商標))、Bluetooth(登録商標)、および/または携帯電話インターフェース、または他の好適なタイプの有線もしくはワイヤレスインターフェースとすることができる。

装置1は、ディスプレイおよび制御ユニット2を備えることができる。ディスプレイおよび制御ユニット2は、好ましくは、CPU30、メモリ32、入力デバイス34(タッチスクリーン、キーボード、マウス、タッチパッド、マイクロホン、および/またはカメラ)、出力デバイス36(ディスプレイおよび/またはスピーカー)、および通信インターフェース38を備える汎用コンピュータである。メモリ32は、CPU30によって実行されうる命令を格納し、データを格納するのに適している。ディスプレイおよび制御ユニット2の通信インターフェースは、装置1の通信インターフェース9と互換性を有する。好ましい一例では、ディスプレイおよび制御ユニット2は、適切にプログラムされたApple(登録商標) iPad(登録商標)である。しかし、一般的なタブレット、ラップトップ、またはデスクトップコンピュータなどの、他のタイプの適切にプログラムされたコンピュータも使用することができる。

装置1は、1つまたは複数の、好ましくは20個までの、熱刺激インターフェースカード3、および/またはオプションのインターフェースカード4も備えることができる。本発明のいくつかの実施形態は、20個を超える熱刺激インターフェースカード3および/またはオプションのインターフェースカード4を有することができる。それぞれのインターフェースカード3、4はそれ専用のCPU5を有する。それぞれのインターフェースカード3、4は、CPU5によって実行されうる命令を格納し、データを格納するのに適したメモリ29も備える。それぞれのインターフェースカード3、4は、主ユニット24の対応するコネクタ26に接続するためのコネクタ28をさらに備える。

それぞれの熱刺激インターフェースカード3は、電気刺激、加熱、および/または冷却を患者に施すためにパッド40に接続されうる。電気刺激または熱刺激に適したパッド40の構造は、当業者に知られており、ここでは説明を要しない。それぞれの熱刺激インターフェースカード3は、パッド内に配置された熱電対または温度センサーからの温度測定結果などの、生体フィードバックを受信するように適合されうる。好適な温度センサーは、Pt1000またはPt100センサーなどの白金抵抗温度センサーを含む。

熱刺激インターフェースカード3は、電気刺激、加熱、および/または冷却を施すように特に構成されているが、オプションのインターフェースカード4の機能には、かなりいろいろなものがありうる。例えば、オプションのインターフェースカード4は生体インピーダンス測定16を行うように設計することができ、これにより、パッドからの出力の効果を最適化するため組織特性(および特に、身体のインピーダンス)を使用することによって生体フィードバック制御を行うことができる。別の例として、他のタイプのオプションのインターフェースカード4は、超音波17刺激、レーザー18刺激、無線周波数(RF)エネルギー刺激またはマイクロ波エネルギー刺激を、オプションのインターフェースカード4と併せて適切なトランスデューサを使用することによって、施すように設計されうる。参照しやすくするために、オプションのインターフェースカード4に接続されたトランスデューサは、本明細書では、パッド40と称されるが、これらのパッドは、超音波もしくはレーザー刺激などの異なる刺激モダリティを施すように設計されている場合に熱刺激に使用されるものと異なる構造を有する。

インターフェースカード3、4は、パッドと合わせて、PSU6を使って装置1を介して幹線電源45から電力を供給されうる。オプションのインターフェースカード4は、それ専用のPSU43を備えることができ、これは、オプションのインターフェースカードがPSU6では供給することができない電圧を必要とする場合、またはオプションのインターフェースカードが備える刺激モダリティがPSU6によって供給することができる以上の電力を消費する場合に有利なものと言える。

図3は、本明細書で説明されているような刺激装置の一例の概要を示す流れ図である。これらのタイプのパッドが例示されている、つまり、電磁気による筋肉刺激と加熱とを組み合わせたパッド19、低温技術20もしくは液体をヒートシンク21と組み合わせて使用する冷却パッド、ペルチェ素子22を使用する冷却と加熱とを組み合わせたパッドが例示されている。

次に、刺激装置1の動作および機能について説明する。

ディスプレイおよび制御ユニット2は、刺激装置1とのユーザーインターフェースを提供する。例えば、ディスプレイおよび制御ユニット2において、使用者は、装置1によって与えられる刺激を開始し、停止し、一時停止し、および構成することができる。ディスプレイおよび制御ユニット2は、好ましくは、以下でさらに詳しく説明されているように、使用者が刺激プログラムを設定することが可能なように動作可能である。ディスプレイおよび制御ユニット2は、好ましくは、以下でさらに詳しく説明されているように、使用者が身体上にパッドを正しく位置決めするのを補助するように動作可能である。

ディスプレイおよび制御ユニット2は、好ましくは、主ユニット24のCPU7および/またはインターフェースカード3、4のCPU5によって実行されるソフトウェアもしくはファームウェアを取得し、そのソフトウェアもしくはファームウェアを適切なCPU7、5に供給することができる。特に、ディスプレイおよび制御ユニット2は、改善された機能を有する更新されたソフトウェアもしくはファームウェアを取得し、通信インターフェース9、38を介して、更新されたソフトウェアもしくはファームウェアを適切なCPU7、5に供給することができる。更新されたソフトウェアもしくはファームウェアは、当業者に知られている好適な方法で、通信ネットワークおよび通信インターフェース38を介して、サーバーからダウンロードされうる。更新されたソフトウェアもしくはファームウェアがインターフェースカード3、4用である場合、更新されたソフトウェアもしくはファームウェアは、主ユニット24のCPU7によって受信され、バス27を介して適切なインターフェースカード3、4に送信される。

ディスプレイおよび制御ユニット2は、使用者およびその治療プログラムにデータを格納することもできるか、または通信インターフェース38を介してリモートデータベースと通信し、そのような使用者に関係するデータを格納し、取り出し、更新することができる。ディスプレイおよび制御ユニット2は、好ましくは、広告または心を和ませる音楽および/またはビデオなどの、オーディオビジュアルメディアを、刺激の進行中に再生するように動作可能である。

主ユニット24のCPU7は、通信インターフェース9を介してディスプレイおよび制御ユニット2からメッセージを受信し、解釈するように動作可能である。いくつかのタイプのメッセージが用意されており、それぞれ以下の段落で説明されているような異なる機能を有する。

第1のタイプのメッセージは、熱刺激インターフェースカード3を介して患者に施される電気刺激のパラメータを指定する。このようなメッセージは、電気刺激を施すことになっている特定の熱刺激カード3を一意に識別する識別子(アドレスなど)、患者に施されるパルスシーケンス内のパルスの総数、パルスシーケンス内のそれぞれのパルスの振幅(例えば、電圧)、パルスシーケンス内のそれぞれのパルスが発生するタイミング、パルスシーケンスを反復する回数を含むデータフィールドを備える。

第2のタイプのメッセージは、熱刺激インターフェースカード3を介して患者に施される熱治療のパラメータを指定する。このようなメッセージは、熱治療を施すことになっている特定の熱刺激カード3を一意に識別する識別子(アドレスなど)、患者に施される温度、およびその温度が施される時間の長さを含むデータフィールドを備える。

熱刺激のパラメータは、第1および第2のタイプのメッセージを含むメッセージのシーケンスによって、または電気刺激と熱治療の両方のパラメータを指定する第3のタイプのメッセージによって指定されうる。

第4のタイプのメッセージは、オプションのインターフェースカード4を介して患者に施される刺激のパラメータを指定するデータを含む。第4のタイプのメッセージの構造は、特定のオプションのインターフェースカード4が施すことができる刺激のモダリティに依存し、したがって、例えば、超音波17刺激に対するメッセージの構造は、レーザー18刺激に対するメッセージの構造と異なる。

概して、主ユニット24のCPU7は、インターフェースカード3、4を介して患者に施される刺激の1つまたは複数のパラメータを指定するメッセージを受信するように動作可能である。ディスプレイおよび制御ユニット2からそのようなメッセージを受信した後、CPU7は、メッセージを、バス27を介して、メッセージで一意に識別されたインターフェースカード3、4のCPU5に中継する。CPU7からメッセージを受信した後、CPU5は、メッセージで指定されているパラメータをメモリ29に格納することができる。次いで、CPU5は、バス27を介してCPU7から開始信号を受信するのを待つ。CPU7から開始信号を受信した後、CPU5は、インターフェースカード3、4に、受信したメッセージによって指定されている刺激を施すのを開始させる。CPU5は、バス27を介してCPU7から停止信号を受信するまで刺激を施し続ける。停止信号が受信されない場合、CPU5は、メッセージによって指定された刺激を繰り返させる。CPU7は、ディスプレイおよび制御ユニット2によってそうするように命令されたときに適切なインターフェースカード3、4のCPU5に開始信号および停止信号を送信するように動作可能である。

使用者に施される刺激は、上で説明されているメッセージを使用して正確に制御することができる。これらのメッセージにより、特定の使用者の要求条件に合わせて刺激を修正することができる。さらに、特定の刺激法の効き目を評価することができるが、それは、このようにして刺激を正確に制御することにより刺激法について用量反応特性を計算することができるからである。これにより、より有効な刺激法を開発することができる。

主ユニット24のCPU7は、インターフェースカード3、4からメッセージを受信するようにも動作可能である。特に、CPU5は、関連付けられているインターフェースカード3、4のステータスに関するメッセージをCPU7に送信することができる。これらのステータスメッセージは、例えば、インターフェースカード3、4および/または取り付けられているパッド40が正常に動作しているかどうかを示す指示、インターフェースカード3、4におけるソフトウェアエラーの通知、インターフェースカード3、4または取り付けられているパッド40におけるハードウェアエラーの通知、熱刺激パッド40の温度、および/または熱刺激パッド40の温度、電圧、または電流が定義済みの閾値を超えた場合のアラームを含むことができる。CPU7は、例えば、正常に動作していないインターフェースカード3、4を無効またはリセットすることによって、またはステータス情報をディスプレイおよび制御ユニット2に送信することによってメッセージの内容に適した方法でそれらのメッセージに基づき動作することができる。

それぞれの熱刺激インターフェースカード3は、CPU5の制御の下で、刺激パッド40に所望の電気パルスを加えるために必要な電流および電圧を駆動するように動作可能である。CPU5は、生成される実際の電流および電圧も監視する。CPU5は、電流および電圧を、これらが所定の閾値を超えると判定された場合に制限することができ、これにより使用者が安全を確保することができる。CPU5は、電流および/または電圧が所定の閾値を超えることがわかった場合に、主デバイス24のCPU7にアラームメッセージを送信することもできる。

それぞれの熱刺激インターフェースカード3は、CPU5の制御の下で、熱治療時に熱刺激パッドを加熱するのに必要な電流を発生するように動作可能でもある。それぞれの熱刺激インターフェースカード3は、電流が身体内を流れる危険な状況が生じるおそれがある、パッド間で加熱電流が駆動される状況を防ぐように電気的に絶縁されることが極めて重要である。危険なほど高い電流が身体中に駆動されるのを防ぐために、それぞれの熱刺激インターフェースカード3は、加熱電流をハード配線されプリセットされた最大値に制限するための回路を収容している。

上で説明されているように、装置1は、主ユニット24内の第1のCPU7およびディスプレイおよび制御ユニット2内の第2のCPU30およびそれぞれのインターフェースカード3、4内のさらなるCPU5を備える分散制御システムを有する。第2のCPU30は、第1のCPU7の動作を制御するように構成され、第1のCPU7は、それぞれのインターフェースカード3、4内のCPU5の動作を制御し、調整するように構成される。分散制御システムの1つの利点は、余分なインターフェースカード3、4および刺激パッドの追加を介して、身体の多数の領域を同時に刺激するステップを装置1に実行させることができ、これにより、身体の複数の領域が刺激される場合に治療に要する時間を短縮することができる点である。これは、それぞれのインターフェースカード3、4がそれ専用のCPU5の制御の下で動作し、これにより、他のCPU7、30で著しいオーバーヘッドを被ることなく、また他のCPU7、30でわずかなソフトウェア構成変更ではすまないような変更なしで、多数の追加のインターフェースカード3、4を備えるように装置を拡張することができる。同様に、装置1は、単純に、そのモダリティを生み出すように構成されたオプションのインターフェースカード4を追加し、第1のCPU7および第2のCPU30上でソフトウェアを再構成することによって、装置が製造されたときには企図されていなかった刺激モダリティを使用できるように拡張することができる。

分散制御システムの別の利点は、それぞれのパッド40が刺激を発生するタイミングを正確に制御することができる点である。特に、分散制御システムでは、それぞれのパッド40が電気パルスを発生するタイミングを調整するか(つまり、互いのパッドが発生するパルスに関して特定の時点においてそれぞれのパッド40がパルスを発生するように)、または同期させることができる(つまり、すべてのパッド40が同時にパルスを発生するように)。これは、それぞれのインターフェースカード3、4が、それ専用のCPU5の制御の下で動作し、したがって主ユニット24のCPU7は、正確なタイミングで複数のパッドに対してパルスを発生させる負担を負わないからである。主ユニット24のCPU7は、正しいタイミングでそれぞれのインターフェースカード3、4に(または、複数のインターフェースカード3、4に)開始信号を送信するだけでよく、次いで、それぞれのインターフェースカード3、4は、要求されたタイミングでパルスを発生する役割を有する。有利には、これを使用し、複数のパッド40のそれぞれに、その複数のパッドのうちの他のパッドが発生したパルスに関して各時間遅延でパルスを発生させることによって、使用者にマッサージ効果に似た効果をもたらすことができる。

上で述べたように、CPU7から開始信号を受信した後、それぞれのインターフェースカード3、4は、受信されたメッセージによって指定されている刺激を施すことを開始し、停止信号が受信されるまでその刺激を繰り返す。これにより、インターフェースカードによって施される刺激は、2つまたはそれ以上のインターフェースカードが異なる持続時間の刺激プログラムを適用する命令を受けた場合に脱同期することになる。ディスプレイおよび制御ユニット2は、適宜、それぞれの刺激プログラムを、主ユニット24を介してディスプレイおよび制御ユニット2からインターフェースカード3、4に送信される前に修正することによってそのような脱同期を防ぎ、それぞれのインターフェースカード3、4に対する刺激プログラムの持続時間が等しくなるようにすることができる。これは、好ましくは、それぞれの刺激プログラムが同じ持続時間を有するようになるまで、より短い刺激プログラムに遅延(例えば、刺激が発生しない期間)を付加することによって達成される。

ディスプレイおよび制御ユニット2は、好ましくは、使用者が刺激プログラムを設計することを可能にするように動作可能なコンピュータプログラムを備える。本明細書で使用されている「刺激プログラム」という用語は、好ましくは、刺激装置1によって(およびより具体的にはそのインターフェースカード3、4によって)施される刺激のパラメータを定義するデータおよび/または1つもしくは複数の命令を意味すると理解される。例えば、刺激プログラムは、インターフェースカード3、4のそれぞれについて、1つまたは複数のインターフェースカードが刺激の他のパラメータ(例えば、電気パルスの振幅、温度など)とともに刺激を施すタイミングを定義することができる。このコンピュータプログラムを使用すると、使用者は、上で説明されている第1、第2、第3、および/または第4のタイプのメッセージのパラメータのどれかの値を使用者が与えるための使いやすい方法を用意することによって刺激プログラムを設計することができる。例えば、コンピュータプログラムは、使用者がそれらのパラメータに対する値を供給するために使用できるグラフィカルユーザーインターフェースを表示するように動作可能であるものとしてよい。コンピュータプログラムは、使用者が与えたパラメータ値を1つまたは複数のメッセージに変換し、通信インターフェース9、38を介してそれらのメッセージを主ユニット24のCPU7に送信するようにさらに動作可能である。コンピュータプログラムは、ディスプレイおよび制御ユニット2のメモリ32(および、好ましくは、ディスプレイおよび制御ユニット2内の不揮発性メモリ)内にそのようなユーザー定義刺激プログラムを格納するか、またはそのユーザー定義刺激プログラムをリモートデータベースもしくはウェブサイトに送信するようにさらに動作可能である。コンピュータプログラムは、それらのパラメータの値を1つまたは複数のメッセージに変換し、通信インターフェース9、38を介してそれらのメッセージを主ユニット24のCPU7に送信するように、パラメータの値がプリセットされている定義済み刺激プログラムを取り出すこともできる。定義済み刺激プログラムは、ディスプレイおよび制御ユニット2の不揮発性メモリから、またはリモートデータベースもしくはウェブサイトから取り出すことができる。

最大20個までのインターフェースカード3、4(またはいくつかの実施形態ではさらに多く)を装着できる、刺激装置1のモジュール式設計により、多数の刺激パッドを身体に同時に取り付けることができる。しかし、それぞれの刺激パッドを取り付けるべき身体の正しい領域を覚えておくのが困難な使用者もいる。こうした困難は、こうした状況では、最適な刺激が得られるように身体の正しい領域にそれぞれのパッドを置かなければならないため、異なる刺激プログラムおよび/または異なるタイプの刺激パッドが身体の異なる領域に施されるときにいっそう問題になる可能性がある。ディスプレイおよび制御ユニット2は、使用者がパッドを正しく位置決めするのを補助することによってこれらの困難に対処する。

次に、使用者が刺激パッド40を身体上に正しく位置決めするのを補助するためにディスプレイおよび制御ユニット2によって実行される方法50について図4および5を参照しつつ説明する。この方法は、好ましくは、ディスプレイおよび制御ユニット2のCPU30上で適切なコンピュータプログラムを実行することによって実行される。身体44は、使用者自身の身体または別の個人もしくは動物の身体であってよい。パッド40を身体44上に位置決めする前に、使用者が、インターフェースカード3、4を介して、主ユニット24にパッドを接続する。

ステップ52では、ディスプレイおよび制御ユニット2は、主ユニット24に接続されている1つまたは複数のパッド40を識別する。接続されたパッドを識別するステップは、好ましくは、主ユニット24に接続されているパッド40の数を判定するステップと、それぞれの接続されたパッド40の特性を判定するステップとを含む。この文脈において、パッド40の特性は、パッドの表面積、その消費電力、および/または施すことができる刺激モダリティ(例えば、加熱および/または冷却を施すことができるかどうか、または電気刺激、超音波刺激、無線周波数刺激、またはレーザー刺激を施すことができるかどうか)を含むことができる。一実施形態では、ディスプレイおよび制御ユニット2は、通信インターフェース9、38を介して、メッセージを主ユニット24に送信し、接続されたパッド40の詳細を提供するように主ユニット24に命令する。メッセージを受信した後、主ユニット24は、それぞれのインターフェースカード3、4をポーリングすることによってどのパッド40が接続されているかを判定する。次いで、それぞれのインターフェースカード3、4は、パッド40がそれに接続されているかどうかを判定し、接続されている場合には、接続されたパッド40の特性を判定する。例えば、インターフェースカード3、4は、パッド40のインピーダンスを測定することによって、またはパッドの特性に関する情報を取得するためにパッド40内に集積化されているロジック(マイクロプロセッサまたはメモリなど)に問い合わせを行うことによって接続されたパッド40の特性を判定することができる。それぞれのインターフェースカード3、4は、パッド40がそれに接続されているかどうか、接続されている場合には、接続されたパッド40の特性を、バス27を介して、主ユニット24に知らせることによってポーリングに応答する。次いで、主ユニット24は、接続されているすべてのパッド40の目録を生成し、通信インターフェース9、38を介して、その目録をディスプレイおよび制御ユニット2に送信する。目録は、それぞれの接続されたパッド40の特性を指定するデータおよびそれぞれのパッド40の接続先のインターフェースカード3、4の識別を含む。ディスプレイおよび制御ユニット2は、この目録を適用すべき刺激プログラムと比較し、刺激プログラムを
提供するためそれぞれのパッド40を接続すべき身体の領域を判定することができる。それぞれのパッドを接続すべき身体の領域の決定は、好ましくは目録内に含まれるそれぞれのパッド40の特性を指定するデータに基づく。

ステップ54では、ディスプレイおよび制御ユニット2の出力デバイス36は、主ユニット24に接続されているパッド40のうちの一部または全部の視覚的表現を表示する。好ましくは、出力デバイスは、使用者がそのパッド40を取り付けるべき身体44の領域上に位置決めされたそれぞれのパッド40の視覚的表現を示す。

ステップ56で、ディスプレイおよび制御ユニット2の入力デバイス34は、特定のパッド40の使用者による選択を受信する。入力デバイス34が、タッチスクリーンである場合、使用者は、そのパッド40の視覚的表現にタッチすることによって特定のパッドを選択することができる。入力デバイス34が、キーボードである場合、使用者は、そのパッドに関連付けられているキーを押すことによって特定のパッド40を選択することができる。使用者によるパッド40の選択は、入力デバイス34の機能に適した他の方法で受信することができることは理解されるであろう。

ステップ58では、ディスプレイおよび制御ユニット2は、使用者によって選択されたパッド40上の視覚的インジケータ42をアクティブ化させる。例えば、それぞれのパッド40は、発光ダイオード(LED)を備えることができ、使用者がそのパッドを選択するとディスプレイおよび制御ユニット2によってLEDが点灯する。ディスプレイおよび制御ユニット2は、通信インターフェース9、38を介してメッセージを主ユニット24に送信することによって視覚的インジケータ42をアクティブ化させ、メッセージは、視覚的インジケータ42をアクティブ化することを主ユニットに命令する。そのようなメッセージを受信した後、主ユニット24は、バス27を介して、視覚的インジケータ42をアクティブ化することを、パッド40が取り付けられているインターフェースカード3、4に命令することができる。視覚的インジケータ42をアクティブ化することで、パッド40のうちのどれが使用者が入力デバイス34で選択したパッドに対応するのかを使用者が識別するのを補助することができ、したがって、使用者が正しいパッド40を身体44の正しい領域に取り付けるのを補助することができる。ステップ56および58は、使用者がパッド40のすべてを身体44に正しく取り付け終わるまで繰り返すことができる。

図6は、ディスプレイおよび制御ユニット2が図5に示されている方法50を実行している間に主ユニット24によって実行される方法60を示している。ステップ62で、主ユニット24は、図5のステップ52に関連してすでに説明されている方法において、それぞれのインターフェースカード3、4をポーリングすることによって接続されている1つまたは複数のパッド40を識別する。ステップ64で、主ユニット24は、接続されているすべてのパッド40の目録を、通信インターフェース9、38を介して、ディスプレイおよび制御ユニット2に送信する。目録は、それぞれの接続されたパッド40の特性を指定するデータおよびそれぞれのパッドの接続先のインターフェースカード3、4の識別を含む。ステップ66で、主ユニット24は、通信インターフェース9、38を介して、ディスプレイおよび制御ユニット2から、特定のパッド40の視覚的インジケータ42をアクティブ化する命令を受信する。ステップ68で、命令を受信した後に、主ユニットは、視覚的インジケータ42を点灯することを、パッド40が取り付けられているインターフェースカード3、4に命令する。ステップ66および68は、使用者がパッド40のすべてを身体44に正しく取り付け終わるまで繰り返すことができる。

使用者が身体上に刺激パッドを位置決めするのを補助するためのこの方法は図1から3に示されている刺激装置を参照しつつ説明されているが、この方法は、他の好適な刺激装置を使用して実施することができることも理解されるであろう。特に、刺激装置が主ユニット、1つまたは複数のインターフェースカード、ならびに別のディスプレイおよび制御ユニットを備えることは本質的ではなく、この方法は、主ユニット、インターフェースカード、ならびにディスプレイおよび制御ユニットの一部または前部が単一のデバイスに一体化されている刺激装置にも等しく適用可能である。

CPU5、7、30の動作は、プロセッサ可読媒体上に格納されている命令によって制御することができる。プロセッサ可読媒体は、読み出し専用メモリ(PROM、EPROM、またはEEPROMを含む)、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、電気、電磁気、もしくは光信号、磁気、光、もしくは光磁気記憶媒体、プロセッサの1つまたは複数のレジスタ、または他のタイプのプロセッサ可読媒体とすることができる。

本明細書で説明されている熱刺激装置は、筋肉損傷の治療、リハビリに特に有利であるが、弛緩およびマッサージにも有利である。

本発明は、純粋に例によってのみ説明されていること、また詳細の修正は、本発明の範囲内において行うことができることは理解されるであろう。

1 刺激装置
2 ディスプレイおよび制御ユニット
3、4 インターフェースカード
5 CPU
6 電源ユニット(PSU)
7 中央演算処理装置(CPU)
9 通信インターフェース
16 生体インピーダンス測定
17 超音波
18 レーザー
19 パッド
20 低温技術
21 ヒートシンク
22 ペルチェ素子
23 バックプレーン
24 主ユニット
26a、26b 電気コネクタ
27 バス
28 コネクタ
29 メモリ
30 CPU
32 メモリ
34 入力デバイス
36 出力デバイス
38 通信インターフェース
40 パッド
42 視覚的インジケータ
43 PSU
44 身体
45 幹線電源
50 方法

Claims

刺激を身体に施すように装置を構成するための方法であって、
前記装置に接続された1つまたは複数の刺激パッドを識別するステップと、
刺激パッドのユーザー選択を受信するステップと、
前記使用者によって選択された前記刺激パッド上で視覚的インジケータをアクティブ化するステップとを含む方法。
1つまたは複数の識別された刺激パッドの視覚的表現を表示するステップをさらに含む請求項1に記載の方法。
1つまたは複数の識別された刺激パッドの視覚的表現を表示するステップは、そのパッドを取り付けるべき前記身体の領域上に位置決めされたそれぞれの刺激パッドの視覚的表現を表示するステップを含む請求項2に記載の方法。
刺激パッドのユーザー選択を受信するステップは、1つまたは複数の識別された刺激パッドの視覚的表現のユーザー選択を受信するステップを含む請求項2または請求項3に記載の方法。
1つまたは複数の刺激パッドを識別するステップは、前記装置に接続された刺激パッドの目録を受信するステップを含む請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
1つまたは複数の刺激パッドを識別するステップは、前記刺激パッドが接続される1つまたは複数のインターフェースカードをポーリングするステップを含む請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
前記ポーリング結果に基づき前記装置に接続された刺激パッドの目録を生成するステップをさらに含む請求項6に記載の方法。
実行されると、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法をプロセッサに実行させる命令を収めたプロセッサ可読媒体。
刺激を身体に施すための装置であって、
前記装置に接続された1つまたは複数の刺激パッドを識別するための手段と、
刺激パッドのユーザー選択を受信するための手段と、
前記使用者によって選択された前記刺激パッド上で視覚的インジケータをアクティブ化するための手段とを備える装置。
1つまたは複数の識別された刺激パッドの視覚的表現を表示するための手段をさらに備える請求項9に記載の装置。
1つまたは複数の識別された刺激パッドの視覚的表現を表示するための前記手段は、そのパッドを取り付けるべき前記身体の領域上に位置決めされたそれぞれの刺激パッドの視覚的表現を表示するように動作可能である請求項10に記載の装置。
刺激パッドのユーザー選択を受信するための前記手段は、1つまたは複数の識別された刺激パッドの視覚的表現のユーザー選択を受信するように動作可能である請求項10または請求項11に記載の装置。
1つまたは複数の刺激パッドを識別するための前記手段は、前記装置に接続された刺激パッドの目録を受信するための手段を備える請求項9から12のいずれか一項に記載の装置。
1つまたは複数の刺激パッドを識別するための前記手段は、前記刺激パッドが接続される1つまたは複数のインターフェースカードをポーリングするための手段を備える請求項9から13のいずれか一項に記載の装置。
前記ポーリング結果に基づき前記装置に接続された刺激パッドの目録を生成するための手段をさらに備える請求項14に記載の装置。
実質的に本明細書において説明されているような、および/または添付図面のどれかに図示されているような装置。
実質的に本明細書において説明されているような、および/または添付図面のどれかに図示されているような方法。