JP2015186539A - 神経刺激装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】治療開始のための操作を忘れることを防止可能な神経刺激装置を提供すること。【解決手段】患者の神経に対して電気的刺激を加えるものであり、電気的刺激を開始するための開始操作の入力を受け付けるユーザーインターフェイス部25と、ユーザーインターフェイス部25が受け付けた入力に基づいて電気的刺激のためのパルス波を生成して神経へ出力可能な神経刺激部27と、ユーザーインターフェイス部25及び神経刺激部27に接続され入力に基づいて神経刺激部27を制御する制御部28と、制御部28に接続され所定の警報開始信号に基づいて警報を発する警報部29と、を備え、制御部28は、入力の有無を検出し、所定時間内に入力が検出されない場合に警報開始信号を生成し警報開始信号を警報部29へ出力する。【選択図】図2

Description

本発明は、神経刺激装置に関する。
従来、経皮的に神経刺激を行う装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の装置は、身体に刺激を印加する電極と、刺激パルスを生成する刺激装置と、警報信号発生器とを備えている。特許文献1に記載の装置によれば、患者が周期的に治療を受ける場合に、予め指示されたスケジュールで治療が行われない場合に警報を発することで治療忘れを予防できる。
特表2010−506618号公報
しかしながら、特許文献1に開示された先行技術では、治療周期を気付かせることができるに過ぎず、治療開始スイッチの押し忘れを防止することができない。このため、特許文献1に開示された先行技術では、治療開始すべき状態であるにも拘らず操作者の不注意などにより治療開始スイッチを押し忘れた場合、押し忘れを操作者に認識させることができず、治療が開始されずに患者が放置されてしまい、得られるべき治療効果が得られない可能性がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、治療開始のための操作を忘れることを防止可能な神経刺激装置を提供することである。
本発明の一態様は、患者の神経に対して電気的刺激を加える神経刺激装置であって、前記電気的刺激を開始するための開始操作の入力を受け付けるユーザーインターフェイス部と、前記ユーザーインターフェイス部が受け付けた前記入力に基づいて前記電気的刺激のためのパルス波を生成して前記神経へ出力可能な神経刺激部と、前記ユーザーインターフェイス部及び前記神経刺激部に接続され前記入力に基づいて前記神経刺激部を制御する制御部と、前記制御部に接続され所定の警報開始信号に基づいて警報を発する警報部と、を備え、前記制御部は、前記入力の有無を検出し、所定時間内に前記入力が検出されない場合に前記警報開始信号を生成し前記警報開始信号を前記警報部へ出力する神経刺激装置である。
上記態様の神経刺激装置において、前記ユーザーインターフェイス部は、前記開始操作をするための第一入力部と、前記パルス波の波形を、前記患者への前記神経刺激部の取付時に用いられる第一の波形と、前記患者に対して治療をするための第二の波形とから選択して特定するための第二入力部と、を備え、前記神経刺激部は、前記制御部に接続され前記第一の波形を有する第一のパルス波と前記第二の波形を有する第二のパルス波とを生成する刺激パルス生成回路と、前記刺激パルス生成回路と前記制御部とに接続され前記第一のパルス波と前記第二のパルス波とから前記第二入力部より特定された波形を有するパルス波を選択する切替回路と、前記患者に留置可能であり前記切替回路に接続され前記第一のパルス波と前記第二のパルス波とから前記切替回路により選択されたパルス波を前記神経へ伝達する神経刺激用リード部と、を備え、前記制御部は、前記第二入力部において前記第二の波形が選択されている場合に限り前記警報開始信号の生成及び出力を許可してもよい。
上記態様の神経刺激装置は、前記患者に取り付け可能であり前記制御部に接続され前記患者の状態を示す電気的情報を取得可能な信号取得部をさらに備え、前記制御部は、前記信号取得部が前記電気的情報を取得している場合に限り前記警報開始信号の生成及び出力を許可してもよい。
本発明によれば、治療開始のための操作を忘れることを防止可能な神経刺激装置を提供することができる。
本発明の神経刺激装置の一例を示す外観図である。 同神経刺激装置のブロック構成図である。 同神経刺激装置のユーザー操作の制御流れを説明するフローチャートである。 同神経刺激装置のユーザーの無操作警告の制御流れを説明するフローチャートである。 同神経刺激装置のユーザーのスイッチ操作の制御流れを説明するフローチャートである。
本発明の一実施形態の神経刺激装置について説明する。
以下、本発明に係る神経刺激装置の一実施形態を、図1から図5を参照しながら説明する。図1は、神経刺激装置の一例を示す外観図である。
図1に示すように、神経刺激装置10は、患者の神経に対して電気的刺激を加えるための装置である。
神経刺激装置10は、神経刺激装置本体11と、刺激電極12、13と、信号取得電極14、15と、を備える。神経刺激装置本体11は、例えば、樹脂製の筐体16を有する。筐体16には、各種電気回路基板や電池等が収納されている。筐体16の前面には、神経刺激装置10を使用するユーザーによる操作が行われる操作面17が設けられている。操作面17には、第一入力部18、出力強度設定スイッチ19、ミュートスイッチ20、表示用LED21、警報用LED22、第二入力部23、及び出力モード表示LED24が取り付けられている。
刺激電極12、13は、2極の電極で構成されており、血管内に留置して2極間に電位差をかけることで迷走神経を刺激する。なお、ここでは、血管内からの迷走神経刺激を行うが、これとは異なり、神経線維の周囲に直接設置して刺激を行っても構わない。
信号取得電極14、15は、体表面に装着可能な電極であり、一方の信号取得電極14と他方の信号取得電極15との間の電位差を心電信号として取得する。なお、一対の信号取得電極14、15に加えて、商用電源などのノイズを除去したり基線のゆらぎを除去するための電極が別途設けられていてもよい。
第一入力部18は、刺激出力の開始・停止を切り換えるスイッチであって、ユーザーによって押下されることにより押下の度に状態が切り替わる。なお、本実施形態の第一入力部18は、オン・オフが順次切り替わる共用のスイッチを有しているが、開始用と、停止用と、の独立した専用スイッチを有していてもよい。
出力強度設定スイッチ19は、ユーザーによって押下されることにより、第一入力部18により出力が開始されている際における出力の強弱を切り替えるのに用いられる。出力強度設定スイッチ19は、押下によって選択された、例えば、1mA〜10mAの範囲での定電流制御を行なう。
ミュートスイッチ20は、ユーザーによって押下されることにより、警告音を一時的に消音するのに用いられる。
表示用LED21は、出力強度設定スイッチ19により設定された出力強度を光学的に表示する。
警報用LED22は、警報を光学的に表示する。本実施形態では、警報用LED22は、第一入力部18に対する操作忘れを防止するためのアラームを表示するLEDである。
第二入力部23は、ユーザーによって押下されることにより、連続モードC(continuous)か、間欠モードP(periodic)か、を設定するのに用いられる。連続モードでは、連続してパルスの出力が行われる。連続モードでは、主に、刺激電極12、13の設置位置を探索する目的で使用される。医師は、刺激による患者の反応を確認しながら刺激電極12、13の設置位置の調整を行う。間欠モードでは、間欠的な出力が行われる。間欠モードでは、例えば、10秒間オン、50秒間オフ、の繰り返しといった、治療に最適な間隔で出力が行われる。
出力モード表示LED24は、ユーザーによって第二入力部23が押下されることにより設定された、連続モードCか、間欠モードPかを光学的に表示する。
図2は、神経刺激装置10のブロック構成図である。図2に示すように、神経刺激装置10は、ユーザーインターフェイス部25と、信号取得部26と、神経刺激部27と、制御部28と、警報部29と、電源部30と、を備える。
ユーザーインターフェイス部25は、電気的刺激を開始するための開始操作の入力等を受け付けるために設けられている。ユーザーインターフェイス部25は、第一入力部18と、出力強度設定スイッチ19と、表示部31と、表示用LED21と、を備える。
出力強度設定スイッチ19は、パルス波の波形を、患者への神経刺激部27の取付時に用いられる第一の波形と、患者に対して治療をするための第二の波形と、から選択して特定される。
表示部31は、表示用LED21を有する。表示部31は、ユーザーにより、出力強度設定スイッチ19の設定出力強度を表示用LED21によって光学的に順次表示するための出力を生成する。
信号取得部26は、信号取得用リード部32と、増幅回路33と、を備える。
信号取得用リード部32は、図1に示す神経刺激装置本体11から延びるリードである。なお、信号取得用リード部32は、神経刺激装置本体11に対して着脱可能であってもよい。
信号取得用リード部32は、第一リード34と、上述の信号取得電極14、15とを備える。
第一リード34は、増幅回路33と信号取得電極14、15とを電気的に接続する。
増幅回路33は、信号取得電極14、15で取得された信号の増幅を行う。増幅回路33は、通常、数mV程度である心電信号を、心電信号が解析可能なレベルまで増幅する。
増幅回路33は、第一リード34を通じて信号取得電極14、15に電気的に接続される。これにより、信号取得部26は、患者に取り付け可能であって制御部28に接続されて患者の状態を示す電気的情報として、心電信号を取得する。
神経刺激部27は、ユーザーインターフェイス部25が受け付けた入力に基づいて電気的刺激のためのパルス波を生成して神経へ出力する。
神経刺激部27は、刺激パルス生成部35と、切替回路36と、神経刺激用リード部37と、を備える。
刺激パルス生成部35は、切替回路36に接続されていると共に、制御部28における制御回路41に接続されている。刺激パルス生成部35は、第一の波形を有する第一のパルス波と、第二の波形を有する第二のパルス波とを生成する。本実施形態における第一のパルス波は上述の連続モードC(continuous)において使用される連続したパルス波形を有する。本実施形態における第二のパルス波は、上述の間欠モードP(periodic)において使用される間欠的なパルス波形を有する。
刺激パルス生成部35は、動作中は第一のパルス波と第二のパルス波との両方を生成しており、第一のパルス波と第二のパルス波との両方を切替回路36へ出力する。
なお、刺激パルス生成部35は、第二入力部23における波形の選択に対応するパルス波のみを選択的に生成して第二リード40を通じて刺激電極12,13へ出力してもよい。
刺激パルス生成部35は、後述するDA変換回路38からの電圧信号に従い、刺激パルスの電流値を決定し、定電流制御による矩形波の信号を生成する。刺激パルス生成部35は、例えば、パルス幅100msec、パルス周期20Hzの信号を生成する。パルス振幅は、1mAから10mAまでの値の範囲で、ユーザーによって設定される。なお、刺激パルス生成部35は、ここでは定電流制御を行っているが、定電流制御に代えて定電圧制御でもよい。
切替回路36は、刺激パルス生成部35と、制御部28における後述する入出力回路39とに接続されている。
切替回路36は、第一のパルス波と第二のパルス波とのどちらを神経刺激用リード部37へ出力するかを決定する制御信号を入出力回路39から受ける。すなわち、切替回路36は、第一のパルス波と第二のパルス波とから第二入力部23より特定された波形を有するパルス波を選択する。本実施形態では、切替回路36は、刺激パルス生成部35からの刺激パルスのオン・オフを切り替えることにより、第一のパルス波と第二のパルス波とのいずれか一方を択一的に選択することにより、神経刺激用リード部37に対する出力状態の切り替えを行う。
神経刺激用リード部37は、図1に示す神経刺激装置本体11から延びるリードである。神経刺激用リード部37は、患者に留置可能であり、第一のパルス波と第二のパルス波とから、切替回路36により選択されたパルス波を神経へ伝達して刺激用の電気信号を神経に与える。なお、神経刺激用リード部37は、神経刺激装置本体11に対して着脱可能であってもよい。
神経刺激用リード部37は、第二リード40と、上述の刺激電極12,13とを備える。
第二リード40は、切替回路36と刺激電極12、13とを電気的に接続する。
制御部28は、ユーザーインターフェイス部25、信号取得部26、神経刺激部27、警報部29、及び電源部30に接続され、ユーザーインターフェイス部25からの入力に基づいて神経刺激部27を制御する。
制御部28は、入出力回路39と、制御回路41と、AD変換回路42と、DA変換回路38と、記憶回路43と、を備える。
制御部28は、ユーザーインターフェイス部25が受け付けた入力の有無を検出し、所定時間内に入力が検出されない場合に警報開始信号を生成して警報開始信号を警報部29へ出力する。制御部28は、出力強度設定スイッチ19において第二の波形が選択されている場合に限り、警報開始信号の生成及び出力を許可する。制御部28は、信号取得部26が電気的情報を取得している場合に限り、警報開始信号の生成及び出力を許可する。
制御回路41は、記憶回路43に有するメモリ44に記録されたプログラムに従い制御を行う。制御回路41は、後述する無操作判定カウンターを内蔵している。制御回路41は、DA変換回路38及び切替回路36に対して、刺激パルスを生成して刺激電極12、13へ伝達するための制御を行う。また、制御回路41は、出力強度設定スイッチ19の設定出力強度に対応して表示用LED21の点灯制御を行う。さらに、制御回路41は、電源部30の電源回路50に接続されて電源部30を制御する。
また、本実施形態では、制御回路41は、AD変換回路42から与えられた心電信号に基づいて心拍のピークを検出し、そのピーク間隔から心拍数を計算する。
制御回路41は、警告用LED22及び後述するブザー49の制御を行う。本実施形態では、制御回路41は、心拍数の異常と、第一入力部18への入力忘れに対して、警告用LED22及びブザー49を用いた警告動作を行う。
AD変換回路42は、増幅回路33により増幅されたアナログ心電信号をデジタル信号に変換して制御回路41に伝達する。
DA変換回路38は、制御回路41の指示により、制御部28から与えられたデジタル信号をアナログ電圧信号に変換する。DA変換回路38から出力された電圧は、刺激パルス生成部35に送られる。
記憶回路43は、メモリ44を有する。記憶回路43は、ユーザーインターフェイス部25で設定された設定値をメモリ44に記憶する。また、メモリ44には、制御回路41を動作させるためのプログラムが記憶されていてもよい。
警報部29は、制御部28の入出力回路39に接続された光学的警報部45と、入出力回路39に接続された音響的警報部46とを備える。
光学的警報部45は、発光回路47と、警報用LED22と、を有する。
発光回路47は、入出力回路39及び警報用LED22に接続されている。
光学的警報部45は、制御部28から与えられた所定の警報開始信号に基づき、発光回路47を通じて警報用LED22を発光させる。
音響的警報部46は、音源回路48と、ブザー49、を備える。
音源回路48は、入出力回路39及びブザー49に接続されている。
音響的警報部46は、制御部28から与えられた所定の警報開始信号に基づき、音源回路48を通じてブザー49を駆動させる。
電源部30は、電源回路50と、蓄電池51と、を備える。蓄電池51は、電源回路50から与えられる電流により充電され、神経刺激装置10内の各回路に電源を供給する。
次に、本実施形態の神経刺激装置10の作用について説明する。神経刺激装置10は、プログラムに従い、刺激電極12、13から神経刺激用の電気パルスを出力する。そして、神経刺激装置10は、体表面に設置した信号取得電極14、15から心電信号を入力して心拍数を計測し、患者の心拍数が異常の場合、警告を行う。心拍数異常とは、例えば、30bpm以下の徐脈、200bpm以上の頻脈の状態を意味する。
ユーザーは、設定した電流値に応じてパルスの振幅を、1mAから10mAまで範囲で設定し、定電流制御を行う。このとき、ユーザーは、連続モード、間欠モード、を選択する。
神経刺激装置10は、このような一連の治療行為において、探索刺激を停止した状態、あるいは、出力モードを連続モードから間欠モードに切り換えた状態の2つの状態が継続し、他の操作が行われずに一定時間が経過した場合、次の操作を促すために警告を発する。この警告は、ユーザーが次の操作を開始するまで継続して発せられる。
図3は、神経刺激装置10のユーザー操作の制御流れを説明するフローチャートである。図3に示すように、まず、電源が投入される(S101)。次に、電流が1mAにデフォルト設定が行われ、出力モードが連続モードに設定され、出力がオフにされる(S102)。
続いて、ユーザーによって、電流レベルが、適切な1mAから5mAに設定変更される(S103)。そのため、出力状態は、オフからオンに変更され、連続モードでの刺激が開始される(S104)。ここでは、治療に適切な電極位置が探索される。そして、出力状態がオンからオフに変更されて、探索刺激が終了される(S105)。
これにより、刺激電極12、13の挿入部分の固定や、信号取得電極14、15の設置等の適切な処置が行われる。
その後、通常は、ユーザーによって、連続モードが間欠モードに変更される(S106)。
このとき、探索刺激が終了されたにも拘わらず、ユーザーによって連続モードが間欠モードに変更されないままの状態で放置状態となった場合(S107)、警報部29が駆動され、警報用LED22の発光、ブザー49の駆動、のいずれかが駆動されることにより、ユーザーに対して、次のステップ操作が促される(S108)。
連続モードが間欠モードに変更された後に、通常は、ユーザーによって、出力状態が、オフからオンに変更される。
ところが、ユーザーによって連続モードが間欠モードに変更されないままの状態で放置状態となった場合(S110)、警報部29が駆動され、警報用LED22の発光、ブザー49の駆動、のいずれかが駆動されることにより、ユーザーに対して、次のステップ操作が促される(S111)。
そして、所定の治療期間を、例えば、3日間、この状態を保存して治療が行われる(S112)。
図4は、神経刺激装置10のユーザーの無操作警告の制御流れを説明するフローチャートである。図4に示すように、制御が開始されると、制御部28の無操作判定カウンターが開始されているか否かが判別される(S201)。そして、無操作判定カウンターが開始されている場合、無操作判定カウンターがインクリメントされる(S202)。このとき、無操作判定カウンターが開始されていない場合、インクリメントしない。
次に、無操作判定カウンターのカウント値が10分(10min)以上であるか否かが判別される(S203)。そして、無操作判定カウンターのカウント値が10分以上である場合、警報部29が駆動され、警報用LED22の発光、ブザー49の駆動、のいずれかが駆動される(S204)。
このとき、無操作判定カウンターのカウント値が10分以上でない場合、警報部29を駆動させない。
図5は、神経刺激装置10のユーザーのスイッチ操作の制御流れを説明するフローチャートである。図5に示すように、最初に、ユーザーによって、いずれかのスイッチ操作が行われる(S301)。次に、ユーザーによって操作された各スイッチ毎の機能処理が行われる(S302)。続いて、ユーザーによって設定されたモードが間欠モードか連続モドかが判別される(S303)。
ユーザーによって設定されたモードが間欠モードである場合、無操作判定カウンターがカウンタークリアされる(S304)。そして、無操作判定カウンターが開始される(S305)。
これとは異なり、ユーザーによって設定されたモードが連続モードである場合、押下されたスイッチが出力停止か否かが判別される(S306)。ユーザーによって押下されたスイッチが出力停止である場合、無操作判定カウンターがカウンタークリアされる(S307)。そして、無操作判定カウンターが開始される(S308)。
このとき、ユーザーによって押下されたスイッチが出力停止ではない場合、無操作判定カウンターのカウンタークリア及び無操作判定カウンターの開始は行われない。
このように、本実施形態の神経刺激装置10によれば、制御部28は、入力の有無を検出し、所定時間内に入力が検出されない場合に警報開始信号を生成し警報開始信号を警報部29へ出力する。従って、神経刺激装置10によれば、治療開始のための操作を忘れることを防止して、治療を確実に実施することができる。
また、本実施形態の神経刺激装置10によれば、制御部28は、出力強度設定スイッチ19において第二の波形が選択されている場合に限り警報開始信号の生成及び出力を許可する。従って、神経刺激装置10によれば、患者に対して治療をしている場合にのみ、警報開始信号の生成及び出力を許可することにより、電力の無駄遣いを防止できる。
また、本実施形態の神経刺激装置10によれば、制御部28は、信号取得部26が電気的情報を取得している場合に限り警報開始信号の生成及び出力を許可する。従って、神経刺激装置10によれば、患者に対して治療をしている場合にのみ、警報開始信号の生成及び出力を許可することにより、電力の無駄遣いを防止できる。
10 神経刺激装置
11 神経刺激装置本体
12、13 刺激電極
14、15 信号取得電極
16 筐体
17 操作面
18 第一入力部
19 出力強度設定スイッチ
20 ミュートスイッチ
21 表示用LED
22 警報用LED
23 第二入力部
24 モード表示LED
25 ユーザーインターフェイス部
26 信号取得部
27 神経刺激部
28 制御部
29 警報部
30 電源部
31 表示部
32 信号取得用リード部
33 増幅回路
34 第一リード
35 刺激パルス生成部
36 切替回路
37 神経刺激用リード部
38 DA変換回路
39 入出力回路
40 第二リード
41 制御回路
42 AD変換回路
43 記憶回路
44 メモリ
45 光学的警報部
46 音響的警報部
47 発光回路
48 音源回路
49 ブザー
50 電源回路
51 蓄電池

Claims (3)

  1. 患者の神経に対して電気的刺激を加える神経刺激装置であって、
    前記電気的刺激を開始するための開始操作の入力を受け付けるユーザーインターフェイス部と、
    前記ユーザーインターフェイス部が受け付けた前記入力に基づいて前記電気的刺激のためのパルス波を生成して前記神経へ出力可能な神経刺激部と、
    前記ユーザーインターフェイス部及び前記神経刺激部に接続され前記入力に基づいて前記神経刺激部を制御する制御部と、
    前記制御部に接続され所定の警報開始信号に基づいて警報を発する警報部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記入力の有無を検出し、所定時間内に前記入力が検出されない場合に前記警報開始信号を生成し前記警報開始信号を前記警報部へ出力する
    神経刺激装置。
  2. 請求項1に記載の神経刺激装置であって、
    前記ユーザーインターフェイス部は、
    前記開始操作をするための第一入力部と、
    前記パルス波の波形を、前記患者への前記神経刺激部の取付時に用いられる第一の波形と、前記患者に対して治療をするための第二の波形とから選択して特定するための第二入力部と、
    を備え、
    前記神経刺激部は、
    前記制御部に接続され前記第一の波形を有する第一のパルス波と前記第二の波形を有する第二のパルス波とを生成する刺激パルス生成回路と、
    前記刺激パルス生成回路と前記制御部とに接続され前記第一のパルス波と前記第二のパルス波とから前記第二入力部より特定された波形を有するパルス波を選択する切替回路と、
    前記患者に留置可能であり前記切替回路に接続され前記第一のパルス波と前記第二のパルス波とから前記切替回路により選択されたパルス波を前記神経へ伝達する神経刺激用リード部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記第二入力部において前記第二の波形が選択されている場合に限り前記警報開始信号の生成及び出力を許可する
    神経刺激装置。
  3. 請求項2に記載の神経刺激装置であって、
    前記患者に取り付け可能であり前記制御部に接続され前記患者の状態を示す電気的情報を取得可能な信号取得部をさらに備え、
    前記制御部は、前記信号取得部が前記電気的情報を取得している場合に限り前記警報開始信号の生成及び出力を許可する
    神経刺激装置。
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