本発明の任意の実施形態が詳細に説明される前に、本発明が、以下の説明で述べるまたは添付図面で示す構成部分の構造及び配置構成の詳細に、その適用が限定されないことが理解される。本発明は、他の実施形態が可能であり、また、種々の方法で実施されることが可能であり得る。同様に、本明細書で使用される語法及び用語が、説明のためのものであり、制限的であると考えられるべきでないことが理解される。本明細書における「including(含む)」、「comprising(含む)」、または「having(有する)」、及びその変形の使用は、以降で挙げる項目及びその等価物並びに更なる項目を包含することを意味される。別途指定されるかまたは限定されない限り、「搭載される」、「接続される」、「支持される」、及び「結合される」という用語、ならびにその変形は、広く使用され、また、直接的と間接的の両方の搭載、接続、支持、及び結合を包含する。更に、「接続される」及び「結合される」は、物理的なまたは機械的な接続または結合に制限されない。
以下の考察は、当業者が本発明の実施形態を作り使用することを可能にするために提示される。示す実施形態に対する種々の修正は、当業者に容易に明らかになることになり、本明細書の一般的な原理は、本発明の実施形態から逸脱することなく、他の実施形態及び適用形態に適用され得る。そのため、本発明の実施形態は、示す実施形態に限定されることを意図されるのではなく、本明細書で開示される原理及び特徴と矛盾しない最も広い範囲を与えられる。以下の詳細な説明は、図を参照して読まれるものであり、そこでは、同様の要素が異なる図において同様の参照数字を有する。図は、必ずしも一定比例尺に従わず、選択された実施形態を示し、本発明の実施形態の範囲を制限することを意図されない。本明細書で提供される例が、多くの有用な代替物を有し、本発明の実施形態の範囲内に入ることを当業者は認識するであろう。
図1Aは、1つまたは複数のステイがユーザにつながれた状態の、膝ブレース100の図である(ユーザの脚が図に示される)。幾つかの実施形態において、膝ブレース100は、旋回領域115を通してステイ110に移動可能に結合されるステイ105を備え得る。こうして位置決めされると、膝ブレース100は、幾何学的構造の2つのセットを含み、ステイ105は、旋回領域115の周りに旋回及び/または移動するステイ110に関して自由に移動し得る。本発明の幾つかの実施形態において、膝ブレース100及び本明細書で開示されるブレースシステムまたはアセンブリの任意のものは、ブレースシステムの任意の構成部分または部分の位置データを決定するためのシステム及び方法を備え得る。例えば、幾つかの実施形態において、1つまたは複数のセンサが、ブレースシステムの少なくとも一部分に一体化または結合され、また、ユーザパラメータを測定またはモニターする、ブレースシステムの機能特性を追跡する、かつ/またはユーザの環境をモニターするために使用され得る。幾つかの実施形態において、1つまたは複数のセンサは、ブレースシステムの少なくとも一部分に一体化または結合され、また、ユーザに取付けられている間に、ブレースシステムの任意の部分の絶対的なまたは相対的な位置及び/または移動を測定するために使用され得る。幾つかの実施形態において、ラップが、ブレースなしで使用され得、また、ブレースに結合されているものとして本明細書で開示されるセンサ及び他の構成部分を完全に支持し得る。幾つかの実施形態において、1つまたは複数のセンサは、ブレースシステムの任意の剛性部分に付加され得る。例えば、幾つかの実施形態において、膝ブレース100は、ステイ105、110の少なくとも一方に結合される少なくとも1つのセンサを含み得る。例えば、幾つかの実施形態において、膝ブレース100は、ステイ105に結合されるセンサ120を含み得る。幾つかの更なる実施形態において、膝ブレース100は、ステイ110に結合されるセンサ125を含み得る。ステイ105、110に対するその結合によって、センサ120、125は3軸移動を含み得る。更に、ユーザの移動に応じて、センサ120、125はそれぞれ、3次元でそれぞれ独立に移動し得る。幾つかの実施形態において、ステイ105は、ユーザの大腿に接して、近接して、または隣接して位置決めするためにラップ130の上側部分132に結合することができ、ステイ110は、ユーザの下側脚に接して、近接して、または隣接して位置決めするためにラップ130の下側部分134に結合することができる。例えば、図1Bは、本発明の幾つかの実施形態による、ステイ105、110及びラップ130を含む膝ブレース100を示す。幾つかの実施形態において、ラップ130は、通気性のある高圧縮かつノンスリップ材料を含み得る。幾つかの実施形態において、センサ120、125は、ブレース100の幾何学的構造のセットのうちの任意の1つのセットの位置及び/または移動及び加速度を任意のx、y、及び/またはz軸において測定し得る。幾つかの実施形態において、センサ120、125は、例えば、図1Bに示すラップ130またはステイ105、110システム内の場所を含む、ブレース100の任意の部分の外部表面に結合され得る。幾つかの実施形態において、センサは、ブレース100の内部部分内に一体化することによって、または、ブレース100の外部表面に結合することによって、ブレース100と一体化され得る。
本発明の幾つかの実施形態において、センサは加速度計を含み得る。例えば、幾つかの実施形態において、センサは、1つまたは複数の小型の固体または微小電気機械システム(MEMS:micro−electromechanical system)加速度計、ジャイロスコープ、及び/または磁力計を含むことができ、それらは、ブレースシステムの1つまたは複数の部分に結合され、位置及び配向、加速度、速度、振動、または衝撃を単一軸または複数軸に沿って測定/検知するために使用することができる。本発明の幾つかの実施形態において、センサは少なくとも1つのホール効果センサを備え得る。幾つかの更なる実施形態において、ブレースシステムは、磁気センサと組合せて使用され得る、ブレースシステムの所定の部分に結合される1つまたは複数の磁石を含み得る。例えば、本発明の幾つかの実施形態は、少なくとも1つのホール効果センサを備える可能性があり、少なくとも1つのホール効果センサは、1つまたは複数の磁石と共に使用されて、ブレースシステムの少なくとも一部分の運動を決定することができる。例えば、幾つかの実施形態において、センサは、ブレースシステムのヒンジ上の固定ポイントに対する回転を決定し得る。
本発明の幾つかの実施形態は、可動域(ROM:range of motion)を取込み得るブレースシステムまたはアセンブリを含む。幾つかの実施形態において、可動域データは、手術前に使用されて、腫脹及び軟部組織移動度が手術のための許容可能なレベルにあることをおそらくは示す可能性がある、手術を受けるのに十分に初期外傷性損傷から患者が回復したときを決定し得る。幾つかの更なる実施形態において、可動域データは、術後に使用されて、患者が回復したときを決定し得る(したがって、手術からの回復速度を決定するために使用され得る)。例えば、図1Cは、ブレースシステム140からの可動域データ取込みの例を示す。幾つかの実施形態において、位置データは、1つまたは複数のモーションセンサが結合され得る1つまたは複数の剛性構造を有する任意のブレースシステム140に付加され得る。例えば、幾つかの実施形態において、ブレースシステム140は結合式センサ155を含むステイ145を含むことができ、ステイ150は、結合式センサ160を含むことができる。幾つかの実施形態において、ブレースセンサ155、160は、ブレースシステムの少なくとも1つの剛性部分に結合される1つまたは複数の加速度計、ジャイロスコープ、及び/または位置エンコーダを備え得る。幾つかの実施形態において、ステイ145、150の一方または両方が、結合部170の周りで移動する、回転する、または旋回するにつれて、センサ155、160が使用されて、現在の可動域に関して患者に能動フィードバックを与え得る。幾つかの実施形態において、可動域データが使用されて、ユーザに連続的にフィードバックを提供し、それにより、回復フェーズ中にユーザが筋肉を伸長するまたは関節を移動させるように奨励し得る。例えば、幾つかの実施形態において、指定された最大可動域をユーザが超えたときはいつでも、触知可能フィードバックが提供され得る。更に、幾つかの実施形態において、ブレースシステム140が使用されて、ユーザの回復ステージに基づいて安全であると考えられない可動域をユーザが達しているときをユーザに警告し得る。幾つかの他の実施形態において、ブレースシステム140は、高い加速度または可動域が検出される場合、動的抵抗、ばね定数、及び/または力または減衰を組込んで、関節を保護し得る。幾つかの実施形態において、これは、磁気レオロジー流体、慣性弁デザイン、圧電ばね/材料等を使用して達成され得る。本発明の幾つかの実施形態は、ブレースシステム140の位置及び移動を測定するための運動学的データ収集センサを含む。更に、幾つかの実施形態において、ブレースシステム140は、1つまたは複数のヒンジフィーチャを含む任意のブレースシステム用の可動域センサを含み得る。幾つかの実施形態において、センサは、絶対位置が決定されるように索引付けポイントを含み得る。本発明の幾つかの実施形態は、近接または接触ベースセンサを含んで、ヒンジ上の設定ポイントがセンサに近接している場所を決定し得る。幾つかの実施形態において、センサは、光(影、自己撮像、または干渉)センサ、磁気センサ、誘導センサ、静電容量センサ、渦電流センサ、抵抗センサ、磁気抵抗センサ、誘導センサ、赤外センサ、加速度計センサ、傾斜計センサ、圧電センサ等であり得る。
本発明の幾つかの実施形態において、本明細書で開示されるブレースシステムまたはアセブリは、1つまたは複数のコントローラを含み得る。幾つかの実施形態において、コントローラは、ブレースシステムのステイ、関節、ピボット、またはラップに一体化及び/または結合され得る。例えば、本発明の幾つかの実施形態において、制御エレクトロニクスは、(例えば、患者の屈曲及び伸展中に)ブレースシステムのブレースが屈曲することを可能にするように構成される旋回関節を含み得る。旋回関節は、(例えば、応力を検知した後に)ブレースをロックするためソレノイド及び加速度計を含み得る。一実施形態において、旋回関節は、関節の絶対位置を決定するデジタル位置エンコーダを含む。位置エンコーダは、患者が関節を移動させるときに関節に印加される物理的抵抗の調整を可能にし得る。ブレース制御エレクトロニクスは、コンピューティングデバイスと通信するための通信モジュール(例えば、送信機または送受信機またはワイヤ)を含み得る。
幾つかの実施形態は、関節屈曲及び/または伸展を達成するのを補助するために構成され得る一体化式電気刺激を有する動的ブレーシングシステムを含む。幾つかの実施形態において、1つまたは複数の線形ばね、ねじりばね、及び/またはカムベースシステムが使用されて、動的ブレーシングオプションを提供し得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、骨盤領域内の標的組織にNMES治療を提供するための一体化式電気刺激を有するヒップブレースを備え得る。
幾つかの実施形態において、1つまたは複数のセンサは、装着可能ラップまたはガーメント内に一体化され得る。例えば、図1Dは、本発明の幾つかの実施形態による、膝ラップ180の一部を示し、図1Eは膝ラップ180の一部を示す。示すように、幾つかの実施形態において、膝ラップ180は、ノンスリップ圧縮材料187を含む主本体ラップ185を備え得る。幾つかの実施形態において、この材料は、摩擦力及び圧縮力によって装着者上に位置決めされると、膝ラップ180の移動を防止するのを補助し得る。幾つかの実施形態において、主本体ラップ185は、ユーザの膝に対するラップ180のラッピング及び取付けを可能にする種々の伸展部189を含むことができ、また、装着者の身体の種々の部分に対応する種々のアパーチャを含むことができる。例えば、幾つかの実施形態において、膝ラップ180は、装着者の膝の背部の近傍で構造及び移動にタ応するする膝窩カットアウト191を含み得る。更に、幾つかの実施形態において、種々のエレクトロニクスが、主本体ラップ185に結合または一体化され得る。例えば、幾つかの実施形態において、主本体ラップ185は、大腿四頭筋電極195a及び/またはふくらはぎ電極195b等の1つまたは複数の刺激電極または電極対195を含み得る。更に、幾つかの実施形態において、電極または電極対195は、ラップ180の内部表面181上に配置されて、装着者の皮膚との接触を可能にし得る。本明細書で使用するとき、各刺激電極対は、第1の極性を有する第1の電極構造及び第2の極性を有する第2の電極構造備えを得る。第1及び第2の極性は異なり得るため、第1及び第2の電極構造は、電気刺激が可能である電極対を形成するように機能する。幾つかの実施形態において、第1の電極の構造は、第2の電極と実質的に同じまたは類似であり得る。他の実施形態において、第1及び第2の電極の構造は異なり得る。幾つかの実施形態において、電極は従来の電極構造に限定されない。例えば、幾つかの実施形態において、1つまたは複数の電極は、信号を効率的に伝送することが可能な、または幾つかの実施形態において、特定の用途について依然として十分な信号強度を提供しながら、かなりの損失または劣化を有する伝導性材料を含み得る。本明細書で使用するとき、「刺激電極」及び「刺激電極対」という用語用語は、相互交換可能に使用され得る。
幾つかの実施形態において、1つまたは複数のブレースアセンブリが、膝ラップに一体化及び/または結合されて、組合せ式のモジュール式整形外科ブレース及び伝導性ラップを形成し得る。例えば、図1Fは、本発明の幾つかの実施形態による組合せ式のモジュール式整形外科ブレース210及び伝導性ラップアセンブリ220を備えるブレースシステム200を示し、図1Gは、本発明の幾つかの実施形態による組合せ式のモジュール式整形外科ブレース210及び伝導性ラップアセンブリ220を備えるブレースシステム200を側面図で示す。本発明の幾つかの実施形態において、位置決め、圧迫、及び快適さのために、ラップアセンブリ220は、ブレースストラップ230、内果パッド235、及びスライドロック240を含み得る。更に、幾つかの実施形態において、刺激モジュール250は、刺激治療の適用を可能にするためアセンブリ220に結合され得る。更に、幾つかの実施形態において、アセンブリは、ROM停止部を有するダイアルヒンジ245を含んで、カスタマイズ式嵌合及び治療を可能にし得る。
幾つかの実施形態は、装着者の身体の標的領域のために構成されるブレースシステムまたはアセンブリを含む。例えば、図2Aは、本発明の幾つかの実施形態による肩部スリング300を示す。幾つかの実施形態において、肩部スリング300は、少なくとも肩部領域を含む、装着者の身体の少なくとも一部分をラップまたは閉囲するラップまたは部分的ガーメント301を含み得る。幾つかの実施形態において、肩部スリング300は、内部に電極を含むことができ、電極は、回旋腱板筋(例えば、棘上筋、棘下筋等、肩甲骨皮筋、他の筋肉群、及び/または肩部関節)を刺激するために使用され得る。例えば、幾つかの実施形態において、肩部スリング300は、スリング300に結合または一体化される電極305を含み得る。更に、幾つかの実施形態において、スリング300は、少なくとも1つの加速度計を含むことができ、少なくとも1つの加速度計は、装着者の胴に関する装着者の肩部の移動を含む、装着者の移動を、測定し得る、モニターし得る、または追跡し得る。例えば、幾つかの実施形態において、スリング300は、装着者の頭部または首部端の近くでスリング300の一端に配置される加速度計310を含み得る。幾つかの更なる実施形態において、スリング300は、装着者の肩部または腕の近くで、隣接して、または近接してスリング300の一端に配置される加速度計310を含み得る。
図2Bは、装着者の手首及び/または手を少なくとも部分的にラップまたは閉囲するように構成されるラップ325を備える手首ブレース320を示す。幾つかの実施形態において、手首ブレース320は、複数のセンサ330を含み得る。幾つかの実施形態において、センサ330は、1つまたは複数の加速度計を含み得る。幾つかの更なる実施形態において、モーションセンサ、近接センサ、光センサ、磁気センサ、誘導センサ、静電容量センサ、渦電流センサ、抵抗センサ、磁気抵抗センサ、誘導センサ、赤外センサ、傾斜計センサ、圧電材料及び圧電ベースセンサ等の他のタイプのセンサが含まれ得る。幾つかの実施形態において、手首ブレース320は、同様に、遠位腕筋肉群及び/または手首関節(複数可)を刺激するように構成され得る、ラップ325の内部に配置される電極335を含み得る。
幾つかの実施形態は、一体化式支持体及び/または張力部材を含むラップ、ブレース、またはベストを含む。幾つかの実施形態において、張力または支持部材は、ラップ、ブレース、またはベストに対して支持を提供するかつ/または張力を与えるように機能し得る。例えば、図2Cは、本発明の幾つかの実施形態による、フル肩部ベスト350の後面図を示す。幾つかの実施形態において、ベスト350は、1つまたは複数の内部張力部材355を含み得る。幾つかの実施形態において、張力部材355の1つ又は複数は、姿勢を正すため、装着者の身体(例えば、装着者の肩部等)に機械的力を提供するように機能し得る。幾つかの実施形態において、ベスト350は、姿勢用の機能電極を含み得る。例えば、図2Dは、本発明の幾つかの実施形態によるフル肩部ベスト350の後面図を示し、図2Eは、本発明の幾つかの実施形態によるフル肩部ベスト350の正面図を示す。幾つかの実施形態において、ベスト350は、1つまたは複数の閉鎖伸長部372を使用して閉鎖され得る主ベスト本体351を備え得る。幾つかの実施形態において、ベスト350は、姿勢用の傍脊柱/肩甲骨安定化器電極362を含み得る。更に、幾つかの実施形態は、睡眠サポート及び電極圧迫のために構成される少なくとも1つの空気ブラダを含む空気ブラダポケット364を含み得る。
図2N及び2Pは、本明細書に記載する本発明の種々の実施形態で使用され得る空気ブラダ425を示す。幾つかの実施形態において、空気ブラダ425は、膨張アセンブリ433に結合される少なくとも1つの可逆的に膨張可能なブラダ430を備え得る。幾つかの実施形態において、膨張アセンブリ433は、着脱可能膨張チューブ440、及び、ポンプ435(例えば、手動ポンプ)に結合される収縮弁438を備え得る。幾つかの他の実施形態において、ベスト350は、同様に、患者の皮膚に接して、ベストのポケット内にまたは肩部エリアの下にヒートパックまたはアイスパックを挿入するまたは取付けることによる一体化式の温熱または寒冷治療も含み得る。更に、幾つかの実施形態は、装着者用の一体化式スリング支持体358を提供する。
装着者上に示されるフル肩部ベスト350の種々の図が図2F〜2Iに見ることができる。例えば、図2Fは、本発明の幾つかの実施形態による一体化式スリング358を示すフル肩部ベスト350を示す。図2Gは、電極圧迫ストラップ368及び圧迫された電極360の近似場所を示すフル肩部ベスト350を示し、図2Hは、本発明の幾つかの実施形態による閉鎖伸長部372を含む正中線ベスト閉鎖を示すフル肩部ベスト350を示す。図2Iは、本発明の幾つかの実施形態による電極アクセス及び僧帽筋圧迫ストラップ368aを示すフル肩部ベスト350を示す。幾つかの実施形態において、ストラップ368はストラップ368aを備える。
幾つかの実施形態は、装着者の上側身体の他の領域を覆うベストを含む。例えば、幾つかの実施形態は、装着者の胴の部分的領域(例えば、左側、右側、または中央領域)を覆うベストを含む。例えば、図2Jは、本発明の幾つかの実施形態によるハーフベスト380の後面図を示す。更に、図2Kはハーフベスト380の拡大後面図を示し、図2Lは本発明の幾つかの実施形態によるハーフベスト380の正面図を示す。先に述べたフルベスト350と同様に、幾つかの実施形態は、1つまたは複数の電気刺激電極386を含み得る。幾つかの実施形態において、ハーフベスト380は、1つまたは複数の空気ブラダポケット390を含み得る。幾つかの実施形態は、少なくとも1つの圧迫ストラップを含む。例えば、図2Lに示すように、幾つかの実施形態において、ハーフベスト380は、胴ラップ382に結合される僧房筋圧迫ストラップ384を含み得る。ハーフベスト380は、同様に、胴ラップ382に結合される一体化式スリング388を含み得る。幾つかの実施形態は、少なくとも1つの電極アクセス開口400を含む。更に、幾つかの実施形態は、装着者の身体の一部分を保持または支持するように構成される少なくとも1つのストラップまたはポケットを含み得る。例えば、幾つかの実施形態は、ハーフベスト380に結合または一体化される調整可能クォータバックポケット395を含む。更に、図2Mは、本発明の幾つかの実施形態によるハーフベスト380の正面側面斜視図を示す。幾つかの実施形態において、ベスト380は、少なくとも1つのストラップまたはファスナー405を備えることができ、少なくとも1つのストラップまたはファスナー405は、装着者によって使用されて、ベストを留め得る、ベストを締め得る、ベストを緩め得る、またはベストを取除き得る。
更に、幾つかの実施形態において、ベストは、少なくとも1つの刺激モジュール410を含み得る。幾つかの実施形態において、1つまたは複数の刺激モジュール410は、ベスト380内に一体化され得る。幾つかの更なる実施形態において、1つまたは複数の刺激モジュール410は、限定はしないが、ファスナー、クリップ、Velcro、ボタン、スナップフィット、またはスナップオンアセンブリ等を含む種々の取付け機構を使用してベストに可逆的に留められ得る。
図2Qは、本発明の幾つかの実施形態による複数の加速度計センサを含む肘ブレース450を示す。幾つかの実施形態において、肘ブレースは、ブレース450の内側に電極455を含むことができ、電極455は、近位腕筋肉群、遠位腕筋肉群、及び/または肘関節(複数可)を刺激するために使用される可能性がある。幾つかの実施形態において、電極455は、ブレース450の上腕部分452及び/またはブレース450の前腕部分454内に位置決めされ得る。幾つかの実施形態において、ブレース450は、上腕部分452に一体化または結合される加速度計460及び前腕部分454に一体化または結合される加速度計462を含み得る。
図2Rは、本発明の幾つかの実施形態による複数の加速度計センサを含むふくらはぎブレース470を示す。幾つかの実施形態において、ふくらはぎブレース470は、遠位脚筋肉群及び/または膝関節(複数可)及び/または足首関節(複数可)を刺激するために使用され得るブレース470の内側上にセンサ及び/または電極480を同様に含むラップ475を備え得る。幾つかの実施形態において、電極480は、ふくらはぎ筋肉群を刺激する電気刺激によって通電されて、血液等の体液を圧送する電気的または機械的圧送効果を誘起し、それにより、浮腫を減少させ、深静脈血栓(DVT:deep vein thrombosis)を防止し得る。
図2Sは、本発明の幾つかの実施形態による複数の加速度計センサを含むラップ501を備える足首ブレース500を示す。幾つかの実施形態において、足首ブレース500は、遠位脚筋肉群及び/または足首関節(複数可)及び/または足関節(複数可)を刺激するために使用され得るラップ501の内側上に電極505を含み得る。ブレース500は、ラップ501の脚部分503内に加速度計510を含み得る。他の実施形態において、ブレース500は、ラップ501の足部分504内に加速度計515を含み得る。
幾つかの更なる実施形態において、1つまたは複数のセンサは、ブレースシステムの種々の内側領域に結合され得る。例えば、図2Tは、ブレースシステムの内側領域を示し、ブレースシステムの内側領域内に配置される2つのセンサを示す。幾つかの実施形態において、センサの所定の部分は、ブレースシステム内側領域の外側表面に配置され構成される接触ポイントを備え得る。幾つかの実施形態において、センサは、人接触センサを備えることができ、人接触センサは、ブレースが人によって装着されているかどうかを判定するために使用され得る。幾つかの実施形態において、センサからの測定値が使用されて、ブレースシステムの使用がモニターされログされる患者コンプライアンスデータを提供し得る。幾つかの他の実施形態において、センサが使用されて、ブレースシステムがユーザ上に正しく配置されているかどうかをモニターし得る。例えば、幾つかの実施形態において、ブレース550は、主本体部分555ならびに上側及び下側ストラップ部分557、559を備え得る。幾つかの実施形態において、ヒップブレース550は、筋肉群を刺激するために使用され得る、ストラップ部分557、559の一方の内側上に電極を含み得る。例えば、幾つかの実施形態において、ストラップ部分557は、ストラップ部分557の種々の領域上に位置決めされる複数の電極560を含み得る。更に、幾つかの実施形態において、ストラップ部分557、559の一方または両方は、少なくとも1つの接触センサを含み得る。例えば、幾つかの実施形態において、ストラップ部分557は、少なくとも1つの一体化式または結合式接触センサ565を含み得る。
本発明の幾つかの実施形態は、装着者のヒップ領域に適するラップ、ブレース、及び/またはベストを含み得る。先に述べたラップ、ブレース、及びベストの場合と同様に、ヒップデバイスの幾つかの実施形態は、種々の一体化式または結合式センサ、電極、支持体、及び/または張力部材を含み得る。例えば、図2Vは、本発明の幾つかの実施形態による一体化式センサを有するヒップブレースアセンブリ570の正面図を示す。図2Wは、ヒップブレースアセンブリ570の側面図を示す。更に、図2Xは、本発明の幾つかの実施形態による一体化式センサを有するヒップブレースアセンブリ570の後面図を示す。幾つかの実施形態において、ヒップブレースアセンブリ570は、腹部/背部ベルト575、圧迫性ショート伝導性ガーメント578、及びブレースバーアセンブリ580を備え得る。幾つかの実施形態において、ブレースバーアセンブリ580は、ブレースヒンジ586によって結合される上側バー582及び下側バー584を備え得る。幾つかの実施形態において、ヒップブレースアセンブリ570は、近位脚筋肉群、外転筋、内転筋、臀筋群、及び/または臀部関節を刺激するために使用され得る内側上に電極も含み得る。例えば、幾つかの実施形態において、ヒップブレースアセンブリ570は、腹部筋肉群、下背筋肉群、及び/または背部関節(複数可)及び/または骨盤関節(複数可)及び/または股関節を刺激するために使用される、腹部/背部ベルト575内に一体化または結合される腹部電極577を含み得る。他の実施形態において、圧迫性短い伝導性ガーメント578は臀筋群刺激電極590を含み得る。
幾つかの更なる実施形態において、ブレースアセンブリの一部分の位置、移動、及び/または加速度の測定値が使用されて、ユーザの位置及び移動を決定し得る。例えば、幾つかの実施形態において、アセンブリが使用されて、ユーザをモニターするために使用されて、ユーザが、直立位置で及び/または背臥位でどれだけの時間を費やしているかを決定し得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステムからの加速度データは、四肢ごとに計算することができ、移動平均として集計することができる。更に、幾つかの実施形態において、この平均加速度値は、患者が移動する量に対して四肢を直接相関付けるために使用され得、また、可動域の減少を特定するキーとして使用され得る。例えば、数字が小さくなればなるほど、全体で、ユーザの全体的な移動レベルが小さくなる。幾つかの実施形態において、センサから受信される最大屈曲数が高くかつ平均加速度値が非常に低い場合、ユーザは、四肢を屈曲しながら所定の場所に着座している。しかし、平均加速度値の数字が非常に高くかつ最大屈曲数が低い場合、ユーザは、動き回っているが、関節の移動がない状態で、ブレース付きの四肢をロック位置に維持している。幾つかの他の実施形態において、本明細書で開示する一体化式または結合式センサまたは加速度計の任意のものを使用して、自由落下インシデントが、ブレースアセンブリの1つまたは複数のセンサによって決定され、コンピュータシステム(例えば、本明細書で開示する、結合式のコンピュータか、サーバか、バックエンドシステムか、またはモバイルデバイス等)に報告され得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、自由落下を記録して、ブレース(及びユーザ)が落下した任意の時間を示し得る。更に、幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、加速度の継続時間及びレートに基づいて落下の高さを決定し得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、ユーザが落下し始め、その後、持ちこたえたかどうかを判定し得る。更に、幾つかの実施形態において、バックエンドシステムは、医療専門家が、落下が実際に損害を与えたかどうかを判定するためのフォローアップ要求を作成し得るかつ/またはその日程を決め得る。図2Wを参照すると、幾つかの実施形態において、アセンブリ570は、例えば、上側バー582及び/または下側バー584及び/またはブレースヒンジ586を含む、ブレースバーアセンブリ580の1つまたは複数の部分に一体化及び/または結合されるセンサ/加速度計588を含み得る。
本発明の幾つかの更なる実施形態において、センサからの累積した測定値から得られる患者コンプライアンスデータは、(例えば、バックエンドコンピュータシステム内の)データベース上に記憶することができ、また、例えば、医師または医療専門家によって使用されて、ブレースシステムからのデータを取出し得る、検討し得る、かつ/または分析し得る。幾つかの実施形態において、医師は、医師の分析または患者に対する推奨においてブレースからのデータを利用してもよい。更に、医師は、類似の状態または損傷を有する他の患者に推奨するとき、1人の患者のブレースシステムからのデータを利用してもよい。例えば、ACL再建術から回復中の患者に、医師が、第1週の間にプログラム1を実行し、第2週の間にプログラム2を実行するように言う場合、また、これらのプログラムによって、患者の膝における患者の強度の大幅な改善を医師が認める場合、医師は、類似の手術から回復中の別の患者に、同じ期間中に同じプログラムを実行するようにおそらくは言うであろう。幾つかの実施形態において、医師は、第2の患者についてのプログラムであって、インターネットまたはプライベートネットワークに対する有線または無線接続によって遠隔で更新される、第2の患者についてのプログラムを有し得る。医師は、その後、両方の患者からデータを得て、彼らがブレースシステムにどのように応答しているかを調べる可能性があり、プログラムはブレースシステムによって実行される。
本発明の幾つかの実施形態は、装着者の腹部/背部領域に適するラップ、ブレース、及び/またはベストを含み得る。先に述べたラップ、ブレース、及びベストの場合と同様に、腹部/背部デバイスの幾つかの実施形態は、種々の一体化式または結合式センサ、電極、支持体、及び/または張力部材を含み得る。例えば、図2Yは、本発明の幾つかの実施形態による一体化式センサを有する腹部/背部デバイス600の正面図を示し、図2Zは、本発明の幾つかの実施形態による一体化式センサを有する腹部/背部デバイス600の後面図を示す。幾つかの実施形態は、結合式または一体化式ブレースパネル610を有する主本体605を含み得る。幾つかの実施形態において、腹部電極615は腹部/背部デバイス600に結合または一体化され得る。更に、幾つかの実施形態は、主本体605に結合される腹部/背部ベルトブレース620を含む。幾つかの実施形態において、腹部/背部ベルトブレース620は、1つまたは複数の結合式または一体化式背部電極625を含み得る。更に、先に述べた他の実施形態と同様に、腹部/背部デバイス620は、電極圧迫及び/または背部支持用の1つまたは複数のオプションの空気ブラダを含み得る。
本発明の幾つかの実施形態において、種々の電子構成部分が、ブレースシステムの1つまたは複数のモジュール内に一体化され得、モジュールは、種々の構成になるよう組合されまた再び組合され得る。例えば、幾つかの実施形態において、一部のブレースシステムまたはアセブリは、モジュールのセットを備えることができ、モジュールのそれぞれは、別個の機能を有し、モジュールの組合せは、異なるユーザインタフェース及び/またはデータ収集用の異なるセンサを有する一般的なNMESプラットフォームを作成する。幾つかの実施形態において、このプラットフォームは、少なくとも1つの刺激システム、1つまたは複数のセンサシステム、及び少なくとも1つのディスプレイシステムを備え得る。更に、幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、有線または無線方式で、コントローラによって制御され得る、かつ/または、コントローラを通してデータを転送し得る。例えば、本発明の幾つかの実施形態において、本明細書に記載するブレースシステムまたはアセブリの任意のものは、情報を無線で送信及び/または受信するように構成され得る。例えば、図3Aは、無線アンテナ675aを備える結合式または一体化式コントローラ675に対して携帯ネットワーク650及び/またはWiFiネットワーク655を通して通信されるデータを含む、膝ブレースブレースアセンブリ670からデータを無線で収集するために構成可能な無線ブレースシステム630の図を示す。幾つかの実施形態において、膝ブレースアセンブリ670の1つまたは複数の部分は、ステイ682に結合されるセンサ681及び/またはステイ684に結合されるセンサ683等の1つまたは複数のセンサ(例えば、先に論じた加速度計または他のセンサ)を含むことができ、1つまたは複数のセンサは、コントローラ675に結合されて、コントローラ676及び/またはセンサ681、683からの及び/またはそれへのデータの無線伝送を可能にし得る。幾つかの実施形態において、グラフィカルユーザインタフェース(GUI)640が使用されて、無線ブレースシステム630内の構成部分の任意の構成部分を含む、無線ブレースシステム630の種々の機能態様の機能を制御し得るかつ/またはモニターし得る。幾つかの実施形態において、コントローラ675は、充電式電力、及び、刺激及びセンサデータの収集のために構成される制御ユニットを備え得る。
幾つかの実施形態において、コントローラ675は、ブレースシステムまたはガーメント(例えば、無線ブレースシステム630等)を装着する患者の検知及び/または刺激を管理し得る。本発明の幾つかの実施形態において、コントローラ675は、(a)少なくとも1つのセンサ及び/または電極を使用して患者の組織に少なくとも1つの刺激センスパルスを適用し、(b)組織内のセンスパルスの電力散逸に関連する患者の組織からの少なくとも1つの電気パラメータを測定し、(c)測定される電力散逸に少なくとも部分的に基づいて患者の組織に少なくとも1つの刺激パルスを調整可能に適用するように構成され得る。幾つかの実施形態において、少なくとも1つの刺激パルスは、少なくとも1つのコントローラによって調整可能に制御されて、少なくとも1つの電気パラメータに少なくとも部分的に基づいて患者の組織に対する一定電力出力を維持し得る。幾つかの実施形態において、ステップ(a)〜(c)は、少なくとも1回、繰返され得る。
図3Bは、本発明の幾つかの実施形態による、膝ブレースアセンブリ670とコントローラ675との間の無線データ転送を示す。幾つかの実施形態において、ブレースシステム670からの無線RF伝送は、(組織加熱を回避するため)組織伝搬特性及び特定の吸収レートを最小にしながら、適切な帯域幅を持って、ブレースシステムからの信頼性のある動作及びデータの伝送を可能にし、ユーザの近方場および遠方場RF伝送への曝露を低減するのに十分な電力を有し得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステム670は、限定はしないが、ゼロ世代無線信号、第1世代無線信号、第2世代無線信号、第3世代無線信号、第4世代無線信号、第5世代無線信号、任意の全地球測位衛星信号(「GPS」または「GLONASS」等)、産業用、科学用、及び医療用(ISM:industrial,scientific and medical)周波数帯(例えば、2400〜2493.5MHz)、Bluetooth(登録商標)無線信号(IEEE802.15.4 Bluetooth(登録商標) class II)、RFID電磁放射、WiFi無線信号、2方向ラジオRF信号、UHFまたはVHF信号(「ウォーキートーキー(walkie−talkie)」タイプデバイスから放出される市民帯のラジオ信号または他のラジオ信号等)、高速及びミリ波信号、及び近方場無線信号を含むRF送信を送信及び/または受信するように構成され得る。Bluetooth(登録商標)は、コンピューティング及び電気通信業界仕様であり、その仕様は、モバイルデバイスが、短距離無線接続を使用して、互いにまた非モバイルデバイスとどのように容易に相互接続し得るかを詳述する。Bluetooth(登録商標)は、Bluetooth SIG,Inc.の登録商標である。
幾つかの実施形態において、コントローラ675は、コンピュータシステムまたはデバイスを備え得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、コントローラ675の機能を実施し得るコンピューティングデバイスと(例えば、無線でまたは有線接続によって)通信するように構成され得る。コンピューティングデバイスの例は、パーソナルコンピュータ、情報端末、携帯情報端末、モバイルフォン、装着可能技術デバイス(例えば、スマートウオッチ、活動モニター、心拍数モニター、めがね、カメラ等)、スマートフォン、タブレット、またはラップトップコンピュータを含むが、それに限定されない。幾つかの実施形態において、コンピューティングデバイスは、患者のデバイスまたは医療専門家に関連するデバイスであり得る。両方のタイプのデバイスは、医療専門家が、ブレースシステムから送信されるデータを取出し分析することを可能にし得る。一実施形態において、このデータは、医療専門家がいつでもデータを分析するかつ/またはブレースを調整することができるようにリアルタイムに送信される。例えば、幾つかの実施形態において、患者は、患者のデバイス上のモバイルアプリケーションを使用してデータにアクセスし得る。幾つかの更なる実施形態において、医師及び/または療法士は、ウェブポータルを介してデータにアクセスし得る。幾つかの実施形態において、コントローラ675等のコントローラを通して収集されるまたは流されるいずれのデータをも含む、本明細書に記載するブレースシステムの任意のブレースシステムからアクセスされるいずれのデータが、1つまたは複数の従来の暗号化法を使用して保護され得る。幾つかの実施形態において、述べるデータ転送のためのプロトコル及び方法は、HIPAAに準拠している。
図4を参照すると、幾つかの実施形態において、本明細書に記載するブレースシステムまたはアセンブリは、ブレースシステムから及び/またはそれにデータを転送するように構成され得るコンピュータシステム700に電子的に結合され得る。更に、幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、同様に、複数のプログラムから選択されるプログラムによってNMESを提供するように構成され得るブレース制御エレクトロニクスを備え得る。本発明の少なくとも1つの実施形態において、ブレース制御エレクトロニクスは、受信機によって、(例えば、患者から、医療専門家から等)プログラムの選択を受信するように構成され得る。一実施形態において、医療専門家は、(例えば、或る期間の間)ブレースの患者制御を阻止し得る。更に、図3A〜3Bに示すように、幾つかの実施形態において、ブレースシステム(ブレースシステム670等)は、コントローラ675等のコントローラを使用してコンピュータシステム700と通信し得る。幾つかの実施形態において、コントローラ675は、ブレースとコンピュータシステム700との間でデータを協調させルーティングさせるインターネット送受信機として機能し得る。幾つかの実施形態において、システム700はコントローラ675を備える。本発明の幾つかの実施形態において、コンピュータシステム700は、ブレースシステム670に対して情報を受信及び/または送信するように構成され得るローカルコンピュータシステム(例えば、ユーザの家庭内のコンピュータシステム)であり得る。幾つかの実施形態において、コンピュータシステム700は、コンピュータシステム700内の構成部分間で情報を通信するためにバス701を含み得る。更に、幾つかの実施形態において、少なくとも1つのプロセッサ702が、ソフトウェアコードまたは命令を実行し、情報を処理するためにバス701に結合され得る。本発明の幾つかの実施形態において、コンピュータシステム700は、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び/または他のランダムメモリストレージデバイスを使用して実装され得る主メモリ704を更に備える。幾つかの実施形態において、主メモリ704は、情報及びプロセッサ702によって実行される命令を記憶するためにバス701に結合され得る。更に、幾つかの実施形態において、主メモリ704は、同様に、プロセッサ702による命令の実行中に、一時的な変数、NMESプログラムパラメータ、または他の中間情報を記憶するために使用され得る。幾つかの実施形態において、コンピュータシステム700は、同様に、プロセッサ702についての静的情報及び命令を記憶するためにバス701に結合される読出し専用メモリ(ROM)及び/または他のスタティック記憶デバイスを含み得る。本発明の幾つかの実施形態において、コンピュータシステム700は、システム700とのユーザ相互作用を可能にする1つまたは複数の周辺構成部分を含み得る。例えば、幾つかの実施形態において、システム700は、従来のマウス、タッチマウス、トラックボール、トラックパッド、または、方向情報及びコマンド選択をプロセッサ702に通信するためまたディスプレイ721上でのカーソルの移動を制御するための他のタイプのカーソル方向キー等のカーソル制御デバイス723を含み得る。更に、システム700は、同様に、データ入力及びコマンドの容易化及びシステム700の種々の態様の制御のための少なくとも1つのキーボード722、及び、バス701によってプロセッサ702に動作可能に結合される少なくとも1つの通信デバイス725を含み得る。
幾つかの実施形態において、本明細書に記載するブレースシステムまたはアセンブリ(ブレースシステム670を含む)のいずれのものも、ブレースシステム及び結合済みの任意のコンピュータシステムに対して情報を受信及び/または送信するように構成されるコンピュータシステムに結合され、コンピュータシステムから及び/またはそこに情報を転送し得る。図5を見ると、幾つかの実施形態において、コンピュータシステム800は、ブレースシステムによって測定され送信される情報を記憶するためのホストコンユータとして使用され得るバックエンドシステムを備え得る。本発明の幾つかの実施形態において、情報は、コンピュータシステム700(例えば、ブレースシステムに対して情報をローカルに受信及び/または送信するように構成され得るローカルコンピュータシステムおよび/またはコントローラ)を使用して、ブレースシステムとコンピュータシステム800との間で受信及び/または送信され得る。幾つかの更なる実施形態において、情報は、ブレースシステムとコンピュータシステム800との間で(例えば、携帯無線伝送を使用して)直接、受信及び/または送信され得る。更に、幾つかの実施形態において、ブレースは、コントローラ100等のコントローラを使用してコンピュータシステム800及びコンピュータシステム700と通信し得る。幾つかの実施形態において、コントローラは、ブレースとコンピュータシステム700、800との間でデータを協調させルーティングさせるインターネット送受信機として機能し得る。
本発明の幾つかの実施形態において、システム800は、少なくとも1つまたは複数のプロセッサ820を含む少なくとも1つのコンピューティングデバイスを含み得る。幾つかの実施形態において、一部のプロセッサ820は、1つまたは複数の従来のサーバプラットフォーム内に存在するプロセッサ820を含み得る。幾つかの実施形態において、システム800は、少なくとも1つのオペレーティングシステム840を実行することができる、少なくとも1つのプロセッサ820に結合されるネットワークインタフェース850a及びアプリケーションインタフェース850bを含み得る。更に、システム800は、ソフトウェアモジュール880(例えば、1つまたは複数のエンタープライズアプリケーション)の1つまたは複数を処理することができる、少なくとも1つのプロセッサ820に結合されるネットワークインタフェース850a及びアプリケーションインタフェース850bを含み得る。幾つかの実施形態において、ソフトウェアモジュール880はサーバベースソフトウェアプラットフォームを備え得る。幾つかの実施形態において、システム800は、少なくとも1つのコンピュータ可読媒体860も含み得る。幾つかの実施形態において、少なくとも1つのコンピュータ可読媒体860は、少なくとも1つのデータ記憶デバイス870b及び/または少なくとも1つのデータソース870a及び/または少なくとも1つの入力/出力デバイス870cに結合され得る。
幾つかの実施形態において、本発明は、同様に、コンピュータ可読媒体860上のコンピュータ可読コードとして具現化され得る。幾つかの実施形態において、コンピュータ可読媒体860は、データを記憶し得る任意のデータ記憶デバイスであり得、そのデータは、その後、コンピュータシステムによって読取ることができる。コンピュータ可読媒体860の例は、ハードドライブ、ネットワークアタッチドストレージ、読出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、フラッシュベースメモリ、CD−ROM、CD−R、CD−RW、DVD、磁気テープ、他の光学及び非光学データ記憶デバイス、または、所望の情報、データ、または命令を有形に記憶するために使用され得、また、コンピュータまたはプロセッサによってアクセスされ得る任意の他の物理または物質媒体を含み得る。
幾つかの実施形態において、コンピュータ可読媒体860は、従来のコンピュータネットワークにわたって分散することもできる。例えば、幾つかの実施形態において、コンピュータ可読媒体860は、ネットワークインタフェース850aにわたって分散することもでき、かつ/またはそれを介してアクセスすることができる。この事例において、コンピュータ可読コードは、コンピュータシステム800を使用して分散方式で記憶され実行され得る。例えば、幾つかの実施形態において、システム800の1つまたは複数の構成部分は、ローカルエリアネットワーク(「LAN」)890aを通してデータを送信及び/または受信するために係留され得る。幾つかの更なる実施形態において、システム800の1つまたは複数の構成部分は、インターネット890b(例えば、無線インターネット)を通してデータを送信または受信するために係留され得る。幾つかの実施形態において、少なくとも1つのプロセッサ820上で実行される少なくとも1つのソフトウェアモジュール880は、ネットワーク890a、890bを通じて通信のために結合されるように構成され得る。
幾つかの実施形態において、ネットワーク890a、890bの1つまたは複数の構成部分は、データ記憶及び取出し用の1つまたは複数のリソースを含み得る。これは、コンピュータ可読媒体860に加えて、任意のコンピュータ可読媒体を含み得、また、1つの電子デバイスから別の電子デバイスへの情報の通信を容易にするために使用され得る。また、幾つかの実施形態において、ネットワーク890a、890bは、ワイドエリアネットワーク(「WAN」)、(例えば、ユニバーサルシリアルバスポートを通した)直接接続、他の形態のコンピュータ可読媒体860、またはその任意の組合せを含み得る。幾つかの実施形態において、ソフトウェアモジュール880は、データベースから(例えば、データベースを構成し得るデータソース870a及びデータストレージ870bを含むコンピュータ可読媒体860から)データを送信し受信するように構成され得る。更に、幾つかの実施形態において、データは、少なくとも1つの他のソースからソフトウェアモジュール880によってアクセスされ受信され得る。
幾つかの実施形態において、ネットワーク890a、890bの1つまたは複数の構成部分は、例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータを含むパーソナルコンピュータ、情報端末、携帯情報端末、携帯電話、モバイルフォン、スマートフォン、装着可能技術デバイス(例えば、スマートウオッチ、活動モニター、心拍数モニター)、めがね、カメラ、ページャ、デジタルタブレット、及びインターネットアプライアンス、または他のプロセッサベースデバイス等の幾つかのユーザ結合式デバイス900を含み得る。一般に、クライアントデバイスは、マウス、CD−ROM、DVD、キードード、ディスプレイ、あるいは他の入力または出力デバイス870c等の任意のタイプの外部または内部デバイスであり得る。幾つかの実施形態において、ソフトウェアモジュール880の少なくとも1つは、少なくとも1つのデジタルディスプレイによってユーザにデータを出力するためシステム800内で構成され得る。更に、幾つかの実施形態において、種々の他の形態のコンピュータ可読媒体860は、ルータ、プライベートまたはパブリックネットワーク、あるいは、他の伝送デバイスまたはチャネル(有線と無線の両方)を含む、結合式デバイス900等のユーザインタフェースに命令を伝送し得るまたは運び得る。
幾つかの実施形態において、記載のシステム800は、1人または複数人のユーザ950が、システム800上で実行される1つまたは複数のソフトウェアモジュール880にまたそれから、を含んで、システム800にまたそれから、データを受信し、分析し、入力し、修正し、送信することを可能にし得る。幾つかの実施形態は、少なくとも1人のユーザ950が、少なくとも1つのソフトウェアモジュール880を含む1つまたは複数のモジュールに、LAN890aを通して固定I/Oデバイス870cを介してアクセスすることを含む。幾つかの他の実施形態において、システム800は、少なくとも1人のユーザ950がインターネット890aを通して固定またはモバイルI/Oデバイス870cを介してソフトウェアモジュール880にアクセスすることを可能にし得る。
幾つかの実施形態において、ブレースシステムまたはコントローラは、アップグレード可能であるソフトウェアモジュールを備え得る。幾つかの実施形態において、ソフトウェアモジュールは、インターネットダウンロードによって(例えば、図5に示すインターネット890aを通して)アップグレードされ得る。本発明の幾つかの実施形態において、インターネットダウンロードは、クラウドベースストレージ場所に記憶された少なくとも1つまたは複数のソフトウェアモジュールにアクセスすることを含み得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、クラウドベースストレージ場所にアクセスして、定期的なソフトウェア更新を実施しうる、かつ/または、ブレースシステムデータ及び/またはブレースシステムコントローラからのデータ及び/またはユーザデータ(すなわち、ユーザにアタッチされたブレースシステムからのデータ)を記憶し得る。
上記実施形態を考慮すると、本発明の幾つかの実施形態が、コンピュータシステム(図5に示すシステム800等)に記憶されるデータを含む、種々のコンピュータ実装式オペレーションを使用し得ることが理解されるべきでる。更に、幾つかの実施形態において、モニタリングシステムの上述したアプリケーションは、コンピュータ可読記憶媒体(コンピュータ可読媒体860等)上に記憶され得る。これらの動作は、物理的量の物理的操作を必要とする動作である。通常、必ずしもそうではないが、これらの量は、記憶され、転送され、組合され、比較され、その他の方法で操作されることができる、電気、電磁、または磁気信号の形態、光学または磁気光学形態をとる。
本発明の一部を形成する本明細書に記載する動作のうちのいずれの動作も、有用な機械動作である。本発明は、同様に、これらの動作を実施するためのデバイスまたは装置に関する。本発明の実施形態は、1つの状態から別の状態にデータを変換する機械として定義され得る。データは、電子信号及び電子的に操作されるデータとして表され得る物品を表し得る。変換されたデータは、或る場合には、ディスプレイ上に視覚的にレンダリングされ、データの変換に起因する物理的物体を表し得る。変換済みデータは、全体的に、または、物理的かつ有形の物体の構築または描写を可能にする特定の形式でストレージに保存され得る。幾つかの実施形態において、操作は、1つまたは複数のプロセッサ820によって実施され得る。こうした例において、プロセッサ820は、1つの事物から別の事物にデータを変換し得る。なお更に、方法は、ネットワークを通じて接続され得る1つまたは複数の機械またはプロセッサによって処理され得る。各機械は、1つの状態または事物から別の状態または事物にデータを変換することができ、また、データを処理する、データをストレージに保存する、ネットワークを通じてデータを送信する、結果を表示する、または、結果を別の機械に通信することもできる。更に、記載のブレースシステムは、大量のデータをもたらすことになり、その大量のデータは、ユーザまたは臨床医がそれに基づいて医療ベース判断を利用し行い得るデータの意味のあるセグメントに効率的に分解できるために、操作され、変換され、洗練され、減少され、または1つの状態から別の状態に変更されなければならない。一実施形態において、ブレースシステムまたはコントローラは、データ収集及びプレフィルタリングアルゴリズムを実施するソフトウェアを含み、そのアルゴリズムは、所望の条件の幾つかが満たされた(例えば、ユーザがブレースを装着しており、移動が所望の閾値を超えて/所望の閾値未満で起こっており、または、ROMデータが、ユーザが垂直であるときだけ、または、1分につき1回等、1日を通して定期的な時間ポイントにおいてまたはユーザの覚醒時間中、等に、取込まれる)後にだけ、データを記憶媒体上に記憶する。別の実施形態において、コンピュータシステム800は、データ低減及びプレフィルタリング機能を実施する。本明細書で使用されるコンピュータ可読記憶媒体(コンピュータ可読媒体860等)は、(信号と対照的に)物理的なまたは有形なストレージを指し、また、限定することなく、コンピュータ可読命令、データ構造、プログララムモジュール、または他のデータ等の情報の有形な記憶のための任意の方法または技術において実装される、揮発性のまた不揮発性の、取外し可能なまた取外し不能な記憶媒体を含む。
本発明の幾つかの実施形態において、(例えば、データの携帯転送を使用することによる)ブレースシステムから及び/またはそれへの無線データ転送の始動は、自律的及び/または半自律的であり、ユーザ構成を必要としないように構成され得る。例えば、幾つかの実施形態において、デバイスは、パワーオンされると自動的にチェックインし得る。本発明の幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、設定使用のために所定の時間にチェックインするデバイスを探す1つまたは複数のサーバを備えるバックエンドシステムを含み得る。バックエンドシステムは、患者コンプライアンスデータ用の記録のシステムである。幾つかの実施形態において、デバイスがチェックインしない場合、バックエンドシステムまたはコントローラは、デバイスがチェックインされるべきであることを示すメッセージを患者(または、連絡先リスト上の他の誰か)に送信し得る。
本発明の幾つかの実施形態は、スマートデバイスまたはコンピュータに結合することによってバックエンドにデータをアップロードすることを含み得る。例として、幾つかの実施形態において、Bluetooth(登録商標)製品が使用されて、本明細書に記載するブレースシステムまたはアセンブリの任意のものと、モバイルコンピュータ、モバイルフォン、可搬型手持ち式デバイス、装着可能技術デバイス(例えば、スマートウオッチ、活動モニター、心拍数モニター、めがね、カメラ等)、携帯情報端末(PDA)、タブレット、及び他のモバイルデバイス、ならびにインターネットに対する接続性との間のリンクを提供し得る。幾つかの実施形態において、無線伝送は、ブレースシステムからスマートデバイスまたはコンピュータへBluetooth(登録商標)無線信号によって起こり得る。幾つかの実施形態において、ユーザインタフェーススクリーンが使用されて、Bluetooth(登録商標)プロトコルを使用することによってデバイスの対化を可能にし得る。幾つかの更なる実施形態において、バックエンドにデータをアップロードすることは、WiFiに結合して、ユーザの家庭ネットワークまたはオフィスネットワークに接続することによって行われ得る。幾つかの実施形態において、これは、ユーザが、接続すべき無線ネットワークを選択し、そのネットワークに接続する認証情報を提供することを可能するユーザインタフェーススクリーンの作成を必要とすることになる。
本発明の幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、無線保護スキームを利用して、ブレースシステムへのまたそれからのデータアクセスを制御し得る。これは、患者秘密を保護し、データのセキュリティを保護し得る。幾つかの実施形態は、デバイスデータ及びコントロールに対する無許可無線アクセスに対する保護を含む。幾つかの実施形態において、これは、既存の古いプロトコル(例えば、有線等価プライバシー(WEP:Wired equivalent Privacy)を含む)の知られている欠点を回避しながら、通信のセキュリティを維持するソフトウェア及び/またはハードウェア支援プロトコルを含み得る。幾つかの実施形態において、(Bluetooth、WiFiによって、または、他の手段によって)デバイスから送信される使用データは、暗号化されて、患者または患者の医師だけがこの医療情報にアクセスできることを保証し得る。暗号化は、プロセッサ上で実行されるソフトウェアによって、または、データが送信される前にデータを処理する外部ハードウェアによって行われ得る。一実施形態において、ログの各セットは、ログを作成したデバイスに一意に結び付けられる。これは、デバイスが、デバイスから送信されるデータを、デバイスに関連する一意の識別子でタグ付けすることによって行われ得る。一意の識別子は、プロセッサによって、または、システムの外部構成部分(例えば、UUIDチップ)によって設定される。
幾つかの実施形態において、無線収集は、コンプライアンスデータの無線収集を含み得る。例えば、幾つかの実施形態において、或る毎日の移動及び/または1つまたは複数の理学療法または運動ルーチンに対するユーザのコンプライアンスを含むブレースシステムデータは、無線でモニターされ記録され得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、コンプライアンスデータの無線収集を含み得、また、患者がブレースシステムを装着していると、ブレースシステムセンサが判定する全ての事例のレコードの作成を含み得る。幾つかの実施形態において、これは、記憶済みデータ(例えば、ブレースシステムによって、過去に、測定され、揮発性または不揮発性メモリに記憶されたデータ)を含み得る。例えば、これは、配向データ及び加速度データ等のデータを含む、運動データの無線収集を含み得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、ユーザがブレースシステムを装着していないとき、データを記憶し送信し続け得る。幾つかの実施形態において、そのデータは無視され得る、また、他の実施形態において、データは、記憶され得る、かつ/または、無線で送信され得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、ブレースシステムから少なくとも1つの遠隔医療システムにデータを無線で送信し得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、ブレースシステムから少なくとも1人の理学療法士及び/または少なくとも1つの理学療法士システムにデータを無線で送信し得る。
図6は、ブレースアセンブリ960の現在の状態を示すスクリーン画像950を示す。本発明の幾つかの実施形態において、ブレースシステム951は、ブレースアセンブリ960を含むブレースシステム951の状態を投影し、地面に対するブレースアセンブリ960の屈曲及び配向の程度の表示965を表示するために構成されるディスプレイスクリーン950を含み得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステム951は、ブレースシステム951の表示を実質的にリアルタイムにレンダリングすることができ、また、ブレースアセンブリ960から得られるセンサデータ(例えば、使用傾向、筋肉強度傾向、ROM傾向等)に関連するグラフィカル表示またはデータを表示することができる(傾向データプロット975を有するディスプレイ部分970参照)。本発明の幾つかの実施形態において、1つまたは複数のセンサを使用して、ブレースシステムは、ブレースシステム951の1つまたは複数のセクションの位置及び移動を実質的にリアルタイムに通信し得る。この情報は、ディスプレイスクリーン950上で表現するため及び/または有線または無線接続を通して通信するため(例えば、図3Bに示す膝ブレースアセンブリ670とコントローラ675との間の無線データ転送等)システム951によって処理され得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステム951によって収集されるデータは、医療専門家がこのデータに基づいてブレースシステム951を調整することを可能にし得る。例えば、ブレースシステム951は、(例えば加速度計または位置エンコーダによって得られる)膝を囲む筋肉強度及び/または膝の可動域を測定し得る。医療専門家は、その後、このフィードバック及びデータを利用して、これらの読みに基づいて患者の処置を調整し得るかつ/またはブレースシステム951を調整し得る。
幾つかの実施形態において、1つまたは複数のブレース制御プログラムであって、動的である(例えば、変更可能または可変である、固定周波数でない、固定タイミングでない、固定波形でない等)ことができ、また、患者の身体の異なる部分に対して異なるタイプのEMSを実行させる、1つまたは複数のブレース制御プログラムは、医療専門家または患者によって選択され得る。例えば、ブレースシステムの制御エレクトロニクスからブレースシステム951によって得られレンダリングされるフィードバックデータが、患者の内側広筋斜頭筋が強くなっているが、患者の遠位中央ハムストリング(または、別の実施形態において、患者のふくらはぎの筋肉)が強くなっていないことを示す場合、医療専門家(例えば、医師または理学療法士)は、これらのプログラムの1つまたは複数によって、所定のブレース制御プログラムを実行するようブレースシステム951に指示し得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステム951は、術後の第1週のための特定のプログラム、術後の最初の月のための特定のプログラム、関節炎のための特定のプログラム等を含み得る。
幾つかの更なる実施形態において、本明細書に記載するブレースアセンブリまたはシステムの任意のものの任意の部分の運動が検知され得る。幾つかの実施形態において、少なくとも1つの光センサまたは他のタイプのセンサが、運動及び/または位置を検知するためアセンブリまたはシステムに結合され得るまたは一体化され得る。例えば、図7は、本発明の幾つかの実施形態による運動データ収集センサ982、984を有するブレースシステム980の表示を示す。幾つかの実施形態において、ブレースアセンブリ986の1つまたは複数の構成部分が、センサ982、984によってモニターされ得る。図8〜9は、図7に示すブレースシステム950(ブレースシステム980はブレースシステム950を示す)においてモニターされ得るブレースシステムの種々の部分の考えられる運動の表示を提供する。幾つかの実施形態において、光センサ(例えば、センサ982、984等)は、被観察領域を備える光学的に識別可能な領域を含むブレースシステム980の部分と組合せて使用され得る。例えば、幾つかの実施形態において、1つまたは複数の光センサ982、984は、被観察領域(すなわち光センサによって検知されるブレースシステムの領域)を備えるブレースシステム980の近傍領域の運動を検出するために配置され得る。幾つかの他の実施形態において、1つまたは複数の光センサ982、984は、被観察領域を備えるブレースシステムの近傍領域に対する運動を検出するために配置され得る(例えば、被観察領域を備えるブレースシステムの部分は不動のままであり、光センサを含むブレースシステムの部分は被観察領域に対して移動し得る)。本発明の幾つかの実施形態において、被観察領域は、光学反射材料を含み得る。幾つかの更なる実施形態において、被観察領域は、1つまたは複数の光センサによって検出されることが可能な1つまたは複数のマーキングを備え得る。幾つかの実施形態において、被観察領域は光放射手段を備え得る。例えば、幾つかの実施形態において、被観察領域の1つまたは複数は、光または赤外LEDを備え得る。例えば、幾つかの実施形態において、ステイ987の位置及び/または移動は、センサ982によってモニターされ得る。幾つかの実施形態において、センサ982は光センサを備えることができ、ステイ987は光エンコーダ987a(例えば、センサ982によって読取られ得るまたは検知され得るタブまたはマーク)を含むことができる。更に、幾つかの実施形態において、ステイ988の位置及び/または移動は、センサ984によってモニターされ得る。幾つかの実施形態において、センサ984は、光センサを備える可能性があり、ステイ988は光エンコーダ988a(例えば、センサ984によって読取られ得るまたは検知され得るタブまたはマーク)を含むことができる。
本発明の幾つかの他の実施形態において、ブレースシステム950の運動の電気的検知が使用され得る。例えば、幾つかの実施形態において、ブレースシステム950の構成部分(例えば、ヒンジ)は、ブレースシステム950の一部分が移動するにつれて変化する電気抵抗を有する電気抵抗器及び/または電気抵抗性部分を含み得る。例えば、幾つかの実施形態において、電気抵抗は、知られている値で始まって、ヒンジの開口性の程度が増すにつれて増加し得る。
幾つかの実施形態において、センサ982、984の1つまたは複数は、直線、角度、回転ベース位置センサ/エンコーダを備え得る。本発明の幾つかの実施形態は、直線変位センサであって、ヒンジバー上で利用されて、患者がどの長さ設定を選択したかを決定する、直線変位センサを備え得る。幾つかの実施形態において、位置センサが使用されて、どのROM停止部にされているか、また、ROM制限が使用されるべきものまたは使用されるべきでないものと比較されたか、あるいは、伸長ロックアウトが処方された通りに適用されたかどうかを判定するために使用され得る。幾つかの他の実施形態において、本明細書に記載するブレースシステムまたはアセンブリの任意のもの(例えば、ブレースシステム950等)は、関節の強度または力/トルク出力を決定し、患者の回復に相関付けるために一体化され得る力センサ、トルクセンサ、及び/またはダイナモメータを備え得る。
従来のNMESは、種々のdc、ac、2相波形を使用して、人組織において筋肉応答を誘起する。これらは、電圧駆動式または電流駆動式でありまた開ループまたは閉ループであり得、波の振幅は、デバイスの設定によって直接制御され得る。電気刺激が、使用されて、ターゲット組織における浮腫または腫脹を減少させることもできる。図10は、本発明の幾つかの実施形態による光検知による表面浮腫検出のためのセンサアセンブリ1000を示す。幾つかの実施形態において、アセンブリ1000は、浮腫の電気刺激治療のための閉ループフィードバックを調節するために使用され得る。幾つかの実施形態において、エミッタ/センサアセンブリ1005は、1つまたは複数のLED1010からの赤色光を患者の皮膚表皮層(1060)及び真皮層(1070)に入るように放出し、1つまたは複数の光検出器(例えば、フォトトランジスタ1020等)を使用して皮膚から後方に反射される光信号または波長(1085)を検出するように構成され得る。幾つかの実施形態において、アセンブリ1000は、検出器の近くで表面浮腫のレベルを光学的に決定し得る。水は、この決定を行うために使用され得る特徴的な光吸収を有する。幾つかの実施形態において、このアセンブリ1000からの出力を閉ループフィードバック方式で使用することで、電気刺激システムが、刺激パラメータを最適化して、所望のレベルの浮腫低減を達成することを可能にし得る。幾つかの実施形態は、波振幅を設定するため最大電流を設定することによる波形調節を含む。更に、幾つかの実施形態において、2つの別個のフィードバックループが使用されて、波を調節し(電流と電圧の両方を動的に変動させ)、それにより、一定電力散逸を維持し得る。電流及び電圧波形の振幅は変更され得るが、波形の全体的な形状は変更される可能性はない。幾つかの実施形態において、波形は、約30hz〜約100Hzのキャリアパルス上に構築され、約100μs〜約10,000μs幅であるパルスブロックを提供し得る。幾つかの実施形態は、閉ループフィードバック機構を含む。幾つかの実施形態において、電源は、加算されると時間近似定電力システムを生成する複数の入れ子式フィードバックループを有する高電流低電圧電源を提供し得る。幾つかの実施形態において、電源は、第1に、システムの電流負荷を、第2に、システムの電圧負荷を維持しようと試みることによって、定電力出力を維持し得る。電源出力は、所定期間にわたって加算されると、比較的一定になり、ユーザインタフェースにおいてユーザによって選択される振幅に基づき得る。
幾つかの実施形態において、フィードバックは、フィードバックループがユーザを通過した後、フィードバックループの後側で集められ得る。幾つかの実施形態は、システムからの一定出力を維持するように構成される制御システムを含む。幾つかの実施形態において、システムは、ユーザを通過するときに、一定出力を維持するように構成され得る。幾つかの実施形態において、NMESの過程で、ユーザの組織の伝導性特性が変化する。本発明の幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、出力を一定に維持しようと試みることによって組織変化を補償するフィードバックループを備え得る。抵抗が増大するにつれて、システムは、より多くの電流を誘起して、システムにおいて電力散逸レベルを一定に維持し得る。幾つかの実施形態において、抵抗が或る点を超える場合、システムの電圧は、高抵抗要素を打ち破り、電流が流れることを可能にしようと試みるためスパイクすることになる。
本発明の幾つかの実施形態は、疼痛緩和のためのシステムを備え得る。幾つかの実施形態において、疼痛緩和は、麻酔薬を使用することなく、電気刺激を使用して提供され得る。幾つかの実施形態において、電気刺激は、ブレースシステムを使用するユーザに結合される1つまたは複数の電気刺激器によって提供され得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、ユーザに疼痛緩和を提供する電気刺激を提供するように構成される少なくとも1つの電気刺激器を備え得る。鋭い疼痛を伝達することを担う神経は、自律神経系に戻るように符号化された信号バーストを送出する。一定信号の導入は、疼痛信号の符号化を乱し、或る程度の疼痛緩和を提供し得る。本発明の幾つかの実施形態は、ユーザが、最大有用性のために信号を自己調整することを可能にするように構成される。幾つかの実施形態において、これは、パルス振幅、パルス幅、及び/またはパルス継続時間を変動させることによって達成され得る。例えば、図11は、本発明の幾つかの実施形態による疼痛インパルスを無効にする電気刺激治療を使用する非麻酔的疼痛緩和用のシステム1100を示す。本発明の幾つかの実施形態において、非麻酔的疼痛救済は、疼痛インパルスをオーバライドする電気刺激を使用して提供され得る。幾つかの実施形態において、非麻酔的疼痛救済システムは、ユーザ1101の侵害受容器1125を通して電流1120を提供するように構成される電極1110、1115によって表皮1103につなげられる制御ユニット1105を備え得る。
本発明の幾つかの実施形態は、生物学的フィードバックを得るために構成されるシステムを含み得る。幾つかの実施形態において、生物学的フィードバックは、ブレースシステムを使用してユーザに結合される1つまたは複数の生物学的フィードバックによって提供され得る。幾つかの実施形態において、本明細書に記載するブレースシステムまたはアセンブリの1つまたは複数は、ユーザからの生物学的フィードバックを提供するように構成される少なくとも1つの生物学的フィードバックセンサを備え得る。例えば、幾つかの実施形態において、図2Tに示す人接触センサは、ブレースの内側領域内に配置された1つまたは複数の生物学的フィードバックセンサを備え得る。幾つかの実施形態において、これらのセンサは、デバイス(例えば、ブレース等)がユーザによって装着されているかどうかを判定することが可能な近接または接触センサであり得る。更に、例えば、センサ間のインピーダンスを決定して、デバイスが人の皮膚に取付けられているかどうかを判定する電気センサが含まれ得る。幾つかの更なる実施形態において、血圧センサ、血中酸素レベルセンサ、心拍数センサ、組織または流体の移動を測定するためのレーザまたは超音波ベースセンサ、水和レベルを決定するため間質流体レベルを測定する水和センサ、筋肉活動/応答を測定するための力または圧力センサ、電気刺激治療による筋肉動員を測定するまたは筋肉疲労のレベルを測定する筋電図タイプセンサ等の他のセンサが使用され得る。幾つかの更なる実施形態において、ユーザの水和レベルを測定することによって、システムは、ユーザにとってより最適化されるまたは疼痛が少なくなるように電気刺激信号を調節し得る、または、より多くの液体を飲むというフィードバックをユーザに提供し得る。
幾つかの更なる実施形態において、生物学的フィードバックセンサは、1つまたは複数の温度センサを備え得る。幾つかの実施形態において、1つまたは複数の温度センサは、ブレースシステムに結合されるかまたは一体化され、ユーザに近接する温度をモニターするために使用され得る。幾つかの実施形態において、1つまたは複数の温度センサは、NMES治療と組合せて使用され、刺激電極に近接する温度を検知するために使用され得る。本発明の幾つかの実施形態において、1つまたは複数の温度センサは、NMES治療と組合せて使用され、フィードバック制御のために使用され得る。例えば、幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、検知された温度からのフィードバックに応答して人患者の関節に電気筋肉刺激(EMS)を提供する閉ループフィードバックシステムを含み得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、1つ又は複数のセンサであって、患者の皮膚と物理的に接触状態にあり、患者の皮膚の及び/または患者の皮膚に接触するNMES電極の領域からセンスを得るかつ/または情報を得るように構成される、1つ又は複数のセンサを含み得る。例えば、幾つかの実施形態において、1つまたは複数の温度センサは、1つまたは複数のNMES電極に近接する温度を検知するために使用され得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、同様に、センサ(複数可)と通信状態のブレース制御エレクトロニクスを含んで、関節のブレーシングと電気筋肉刺激(EMS)の組合せによって閉ループシステムを形成し得る。更に、幾つかの実施形態において、ブレース制御エレクトロニクスは、患者の皮膚の及び/または電極の1つまたは複数の温度測定値を受信するように構成され、温度に基づいて皮膚上に電流/電圧/電力を印加するようにセンサに指示するように更に構成され得る。例えば、NMESは、1つまたは複数の温度電極からの温度測定値に少なくとも部分的に基づいて減少または増加され得る。幾つかの実施形態において、1つまたは複数のNMES電極に近接する温度を検知するため1つまたは複数の温度センサを使用して(検知される温度はNMESの制御のために使用される)、NMES熱傷が実質的に減少され得るまたはなくされ得る。幾つかの更なる実施形態において、ユーザの身体温度及び/または身体コア温度の変化を検知する1つまたは複数の温度センサは、ユーザの活動レベルまたは感染の存在を推定するために使用され得る。
本発明の幾つかの実施形態は、少なくとも1つの化学物質、生化学的マーカ、または他の分析物の存在または濃度をモニターするためのシステムを含む。幾つかの実施形態において、分析物は、自然発生的なまたは合成の化合物または分子及び/または代謝産物を含み得る。例えば、幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、血液の酸素濃度を測定するために構成される血中酸素センサ装置を含み得る。幾つかの実施形態において、血中酸素モニターを持つように構成されるブレースシステムは、血液貯留の評価を可能にでき、また、深静脈血栓(DVT)、及び、肺塞栓、末梢浮腫等のような他の潜在的に致命的な事象を防止するために使用され得る。例えば、生物学的フィードバック収集の例が図12に示される。幾つかの実施形態は、少なくとも2つの電極1205、1210を含む刺激システムに結合される血中酸素センサ1200を含む。
幾つかの更なる実施形態において、本明細書に記載するブレースシステムまたはアセンブリの1つまたは複数は、ニコチン、ニコチン代謝産物、及び/または、興奮剤、抑制剤、覚せい剤、合成麻薬、及びアナボリックステロイドを含む他の薬物または薬物代謝産物を測定するために構成されるセンサ装置を含み得る。幾つかの実施形態において、本明細書に記載するブレースシステムまたはアセンブリの少なくとも1つは、これらの物質の1つまたは複数をインビボで検出し、ヘルスケア専門家に通知するように構成される1つまたは複数のセンサを備え得る。その理由は、これらの物質が治癒及びリハビリテーションプロセスに影響を及ぼす場合があるからである。幾つかの他の実施形態において、ブレースシステムは、ユーザの現在おかれた環境を検出するセンサを持つように構成され得る。例えば、幾つかの実施形態において、能動喫煙または受動喫煙からのニコチンは、1つまたは複数のブレースシステム化学センサを使用して、検知され、ユーザが、喫煙したかかどうか及び/または高レベルのタバコ煙にさらされたかどうかを判定するために使用され得る。
幾つかの実施形態において、本明細書に記載するブレースシステムまたはアセンブリのいずれもが、ユーザの心拍数を測定するように構成される少なくとも1つのセンサを含み得る。例えば、幾つかの実施形態において、少なくとも1つの心拍数センサが使用されて、患者が、処方された運動及び/または理学療法を実施しているかどうかを判定し得る。更に、幾つかの実施形態において、少なくとも1つの心拍数センサが使用されて、ユーザの全体的な活動レベル(治癒及びデータ相関のために使用される)を決定し得る。幾つかの更なる実施形態において、肺及び/または呼吸センサが使用されて、最大酸素摂取量(VO2max)計算のためのデータを提供し、活動レベルに関する更なるデータを提供し得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、ブレースの一部分に一体化された少なくとも1つの心拍数センサを含み得る。他の実施形態において、ブレースシステムは、ブレースに結合されかつブレースに隣接するかまたはブレースから或る距離にある少なくとも1つの心拍数センサを含み得る。
本発明の幾つかの実施形態は、動脈血圧を連続的にまたは断続的に測定するように構成される非侵襲的血圧センサを備え得る。幾つかの更なる実施形態において、ユーザの心拍数が、ユーザの血圧を測定することに加えて測定され得る。幾つかの実施形態において、本明細書に記載するブレースシステムまたはアセンブリの1つまたは複数は、ブレースの一部分に一体化された少なくとも1つの血圧センサを含み得る。他の実施形態において、ブレースシステムは、ブレースに結合されかつブレースに隣接するかまたはブレースから或る距離にある少なくとも1つの血圧センサを含み得る。
本発明の幾つかの更なる実施形態において、本明細書に記載するブレースシステムまたはアセンブリの1つまたは複数は、筋電図センサ、歪ゲージセンサ、または、歪を連続的にまたは断続的に測定するように構成される他のセンサを備え得る。幾つかの実施形態において、これらの測定値が使用されて、運動、偏倚を評価し得る、または、筋肉成長、筋肉収縮の定量化可能データあるいは筋肉収縮に起因する力、トルク、または圧力を提供しうる。筋肉収縮は、電気筋肉刺激によって随意にまたは不随意に顕在化される場合がある。幾つかの実施形態において、筋電図センサまたは歪ゲージセンサから収集されるデータは、閉ループフィードバック制御法において利用されて、電気刺激パラメータを最適化/カスタマイズし、それにより、その患者について最も効率的なまたは最も強力な筋肉収縮を提供し得る。データは、同様に、ヘルスケアプロバイダによって利用されて、筋電図センサまたは歪ゲージセンサから取込まれる患者のデータに基づいて処置プログラムを微調整し得る。
本発明の幾つかの実施形態は、少なくとも1つのスマート電極を含み得る本明細書に記載するブレースシステムまたはアセンブリを含み得る。例えば、図13は、本発明の幾つかの実施形態によるスマート電極1300を示す。幾つかの実施形態において、本明細書に記載するブレースシステム、アセンブリ、または方法の少なくとも1つは、1つまたは複数のスマート電極1300を含み得、1つまたは複数のスマート電極1300は、電極が過熱状態を経験したかどうかを判定するために使用され得る温度応答性色変化顔料を含み得る。幾つかの実施形態において、温度応答性色変化を使用して、電極材料の絶縁破壊をもたらすことになる点を過ぎて電極が加熱されたかどうかを判定し得る。絶縁破壊による刺激電極の劣化は、電気特性の変化によって安全でない電極を生成する可能性があり、このタイプの劣化した電極は、人に関して使用されるべきでない。幾つかの実施形態において、スマート電極1300内のどんな変化も、電極が使用するのに安全であるかどうかまたは電極が置換されるべきであるかどうかを知らせるために使用され得る。幾つかの実施形態において、色変化が同様に使用されて、電極が皮膚熱傷をおそらくはもたらしてしまっているかどうかを理学療法士に示し得る、または、皮膚熱傷が起こる可能性がある温度閾値より低いエネルギー出力を生成する電気刺激設定を、理学療法士が選択することを可能にし得る。スマート電極1300の幾つかの実施形態は、布基材1340上に搭載される温度感応性色変化材料を含む1つまたは複数のセンサ1320を含む伝導性シリコン層1310を含み得る。更に、幾つかの実施形態は、伝導性シリコン層の少なくとも一部分を覆う透明ヒドロゲル層1330を含む。透明ヒドロゲル層1330は、センサ層であって、1つまたは複数のセンサの検出を可能にするため光学的に透明である、センサ層に対して物理的保護を提供し得る。幾つかの他の実施形態において、伝導性シリコン層1310は、PCB、HDMI、伝導性ガラス層、伝導性ポリマー層、セラミック層等を含む、代替の伝導性または半伝導性層によって置換され得る。幾つかの他の実施形態において、光センサまたは光検出器要素は、スマート電極内の色変化を検出するために含まれ得る。幾つかの実施形態において、この自動化は、電極表面上に直接及び/または電極表面に近接して配置される色検出センサを含むことによって達成され得、色検出センサは、電極の少なくとも一部分の色をモニターするように構成され得る。幾つかの実施形態において、色センサは、コントローラに結合されて、人が使用する場合の安全でない電極作動状態を示す、電極の色に対する変化をモニターし得る。幾つかの実施形態において、色センサは、システムによって使用されて、変化を特定し、変化が検出された後にシステムの出力を停止させ得る。更に、幾つかの実施形態において、色変化は、自動的に検出される可能性があり、また、閉ループフィードバック方式で使用されて、電気刺激パラメータを最適化し、それにより、過剰な温度及び患者熱傷が電気刺激中に起こることを防止する可能性がある。
本発明の幾つかの実施形態において、本明細書に記載するブレースシステムまたはアセンブリの少なくとも1つは、少なくとも1つの適応電極を含み得る。例えば、図14A〜14Cは、本発明の幾つかの実施形態による適応電極1400、1425、1450を示す。幾つかの実施形態において、適応電極は、刺激を提供するため1つまたは複数の筋肉に対して配置され得る。幾つかの実施形態において、電極は、柔軟性PCB層(層1450として示す)、シリコンパッドのアレイ備える層(層1425)、及びヒドロゲル層(層1400)を備え得る。幾つかの実施形態は、複数の個々の電極(例えば、層1400、1425、1450を備える電極)を含む電極クラスタを含む。本発明の幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、選択された数のまたは全ての電極を電流が通過することを可能にすることによって自己調整し得る。幾つかの実施形態において、電極選択性は、筋肉線維または筋肉運動点と整列しているというインジケータであり得る、最小電力散逸、より大きな導体性能を有するセットを含み得る。更に、単一電極を電極の集合体に分割することによって、ユーザの皮膚の表面に印加される電流の改善された分布を提供することが可能であり得る。更に、最新の電極は、そのパッドの縁の周りに最大電流密度を有し、記載する適応電極の使用は、電極を効果的にタイル貼りして、ホットゾーンの外にかつより大きなエリアにわたって電流を分布させ、それにより、ユーザ快適性を改善し、皮膚熱傷を防止し得る。
本発明の幾つかの更なる実施形態において、ブレースシステムは、1つまたは複数の電極であって、電極に位置付けられる回路板を備える、1つまたは複数の電極を備え得る。本発明の幾つかの実施形態は、電極部位の設定ゲートと通信するため、コントローラからのSPI通信を使用するためのシステム及び方法を含む。更に、設定ゲートは、電極のどのセクションが効果的な電気刺激信号を生成するかを判定し得る。本発明の幾つかの実施形態において、1つまたは複数の電極及び/または電極のアレイは、特定の刺激パターンが、所与の四肢の筋肉を、その四肢の組織内に血流を導入することになるパターンで収縮させる、または、その領域内の浮腫を減少させるように構成される電極の配置を含み得る。
本発明の幾つかの実施形態は、寒冷治療または温熱治療に結合される一体化式刺激を有するブレースシステムを含む。幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、選択的な温熱及び寒冷治療を適用でき、温熱及び寒冷治療は、ブレースの少なくとも一部分の内部温度を変更し得る埋め込みシステムを使用してブレース内の四肢に送達され得る。幾つかの実施形態において、これは、選択された四肢に刺激を適用することと連携して達成され得る。幾つかの実施形態において、加熱及び/または冷却は、ブレースの内側全体にまたはブレースの内側の選択された場所に適用され得る。幾つかの実施形態において、ブレースシステムは、ペルチエ効果を使用して、ブレースの内側の特定の場所または領域を直接加熱または冷却する固体熱交換器を備え得る。このシステムの幾つかの実施形態は、ブレースの外側にある熱交換器を使用し得る。例えば、幾つかの実施形態において、熱伝導材料のチューブシステムは、外部熱交換器によって冷却される流体を循環させ得る。幾つかの更なる実施形態において、このシステムは、相変化冷却材料を使用して、ブレースの内側全体にまたはブレースの内側の選択された場所に冷却を提供し得る。幾つかの実施形態において、システムは、58°F(約14.4°C)で凍結し、被処置四肢の温度を安全レベル未満に下げない相変化冷却材料を使用し得る。
本発明の幾つかの実施形態は、血流を改善するため、及び/または、血餅の形成を防止するため、筋肉の機械的操作を提供するブレースシステムを備え得る。本発明の幾つかの実施形態は、所与の四肢の周りに同心リングを形成する複数の空気ブラダを使用し得る。幾つかの実施形態において、これらのリング内の圧力が、互いに整列する連続するリング内で増加する場合、蠕動圧送作用が、下にある組織内に導入され、所与の四肢の組織内に血流の増加をもたらし得る。
幾つかの実施形態は、一体化式の電気刺激電極及び膨張可能ボルスタを有する肩部ベストまたはスリングを含み、膨張可能ボルスタが利用されて、皮膚に関する接触、伝導性、及び快適さの向上のため、電極に圧力を印加し得る。幾つかの実施形態において、空気ブラダの膨張は、電極の接触圧力を改善する方法として、選択的に適用され、電子的に制御され、電極を機械的に再配置することなくユーザにとっての快適さをもたらす。更に、幾つかの実施形態において、ポンプ及び/または膨張ガス及び/または流体システム(例えば、ブラダを備える)を、電極圧迫のために使用することができる。更に、幾つかの実施形態において、膨張可能ボルスタを利用して、運動、睡眠、または他の活動中の患者の快適さのために特定の組織に対する圧力を増加または減少し得る。例えば、膨張可能ボルスタは、睡眠中に肩部関節複合体の後方に適用され、ユーザによって手作業で膨張されて、寝ている間に疼痛救済及び快適さを提供し得る。
幾つかの実施形態は、一体化式圧力治療システムを有するブレースシステムを含む。例えば、幾つかの実施形態において、一体化式圧力治療システムを使用して、深静脈血栓を処置すると共に、一般的な圧迫治療を実施し得る。例えば、幾つかの実施形態において、選択的に適用されかつ電子的制御される作動と組合せて、膨張可能ボルスタまたはブラダを使用して、ブレースシステムは、圧力治療システムとして機能し得る。幾つかの実施形態において、この圧力治療システムは、電気刺激電極及びシステムと組合されて、包括的な組織処置システムを提供し得る。更に、幾つかの実施形態において、圧力治療システムは、電気刺激システムと組合され、熱/氷温度治療の適用と組合されて、包括的な組織処置システムを提供し得る。
図15〜22は、本明細書に記載するブレースシステムまたはアセンブリの少なくとも1つを使用して生成される種々の刺激状態下でのNMESのオシロスコープスキャンデータを示す。例えば、パルス列のNMES術後オシロスコープスキャン1500を示す図15を最初に参照すると、スキャンは、3秒のパルス列継続時間、13秒オン/10秒オフの作業サイクルを有するパルス列ビューを示し、20Vの垂直分割及び5秒の水平分割である。示す電気刺激パルスは、5msパルス幅、25%デューティサイクルを有する約50パルス/秒のレートの単相パルスであり、500オーム負荷下で、電力レベルがデバイス上で100に設定された。示すように、パルス列は、所定の期間にわたってチャネル(例えば、筋肉群)の間で振動し、オーバラップしない。幾つかの実施形態において、パルス列は、意欲を回復するため、患者が、随意収縮を電気刺激式収縮と協調させることをよりよく可能にするため、3秒の延長時間である。
図16は、本発明の幾つかの実施形態による、チャネルの個々のパルスのNMES術後オシロスコープスキャン1600を示し、20Vの垂直分割及び5ミリ秒(以降で、「ms」)の水平分割の波形ビューを示す。単相パルスは、5msパルス幅、25%デューティサイクルを有する約50パルス/秒のレートで印加され、500オーム負荷下で、デバイス電力レベルが100に設定された。示す波形は、標準的な正方形、正弦、三角形、鋸歯、または他の波形でないため、電気刺激中に見られる典型的な波形ではない。示す波形は、複雑な波形であり、複雑な波形は、前端上に高電圧スパイクを有し、その高電圧スパイクは、低電圧サドルに急速に移行し、それに続いてパルスの端に向かって電圧の上昇を伴う。波形は、システムが使用する閉ループフィードバック電力制御を示すが、それは、デバイス設定について所望の電力送出及び電流の流れに迅速に応答するからである。従来のNMES電気刺激パラメータと比べて、電圧はずっと低く、パルス幅はずっと長い。図16は、内側広筋斜頭(VMO:Vastus Medialis Oblique)筋群を標的とする電気刺激パルスを示す。図17は、図16に類似し、大腿直筋(RF:Rectus Femoris)群を標的とする波形を有するスキャン1700を示す。幾つかの実施形態において、この波形はVMOと同一であるが、他の実施形態において、この波形は、修正され、両方の筋群の最適刺激について異なる。
図18は、本発明の幾つかの実施形態によるパルス列のNMES強度オスロスコープスキャン1800を示す。スキャン1800は、12秒オン/10秒オフの作業サイクルを有する1秒のパルス列継続時間を示すパルス列ビューを示す。垂直分割は20Vであり、水平分割は5秒である。ビューは、5msパルス幅、25%デューティサイクルを有する50パルス/秒のレートの単相パルスであり、500オーム負荷下で、デバイス電力レベルが100に設定される。オスロスコープスキャンにおいて見られるように、パルス列は、所定の期間にわたってチャネル(例えば、筋肉群)の間で振動し、オーバラップしない。1秒のパルス列は、患者が運動中に経験するであろう収縮長に類似する持続的収縮時間を可能にする。
図19は、20Vの垂直分割及び5msの水平分割を有する電気刺激パルス波形のビューを有するスキャン1900を示す。スキャン1900は、5msパルス幅、25%デューティサイクルを有する50パルス/秒のレートの単相パルスであり、500オーム負荷下で、デバイス電力レベルが100に設定される。示す波形は、標準的な正方形、正弦、三角形、鋸歯、または他の波形でないため、電気刺激中に見られる典型的な波形ではない。示す波形は、複雑な波形であり、複雑な波形は、前端上に高電圧スパイクを有し、その高電圧スパイクは、低電圧サドルに急速に移行し、それに続いてパルスの端に向かって電圧の上昇を伴う。波形は、システムが使用する閉ループフィードバック電力制御を示すが、それはデバイス設定について所望の電力送出及び電流の流れに迅速に応答するからである。従来のNMES電気刺激パラメータと比べて、電圧はずっと低く、パルス幅はずっと長い。図19は、内側広筋斜頭(VMO)筋群を標的とする電気刺激パルスを示す。図20は、図19に類似し、大腿直筋(RF)群を標的とする波形を有するスキャン1900を示す。幾つかの実施形態において、この波形はVMOと同一であるが、他の実施形態において、この波形は、修正され、両方の筋群の最適刺激について異なる。
図21は、本発明の幾つかの実施形態によるパルス列のTENS強度オスロスコープスキャン2100を示す。図21は、20Vの垂直分割及び10msの水平分割を有するパルス列ビューを示す。電気刺激パルスは、1msパルス幅、20%デューティサイクルを有する100パルス/秒のレートの2相対称パルスであり、500オーム負荷下で、デバイス電力レベルが50に設定される。
図22は、本発明の幾つかの実施形態による個々のパルスのTENS強度オスロスコープスキャン2200を示す。この図は、20Vの垂直分割及び2.5msの水平分割を有する電気刺激パルス波形のビューを示す。電気刺激パルスは、1msパルス幅、20%デューティサイクルを有する100パルス/秒のレートの2相対称パルスであり、500オーム負荷下で、デバイス電力レベルが50に設定される。示す波形は、標準的な正方形、正弦、三角形、鋸歯、または他の波形でないため、電気刺激中に見られる典型的な波形ではない。示す波形は、複雑な波形であり、複雑な波形は、前端上に高電圧スパイクを有し、その高電圧スパイクは、パルスの端の低電圧ランプダウンに急速に移行する。波形は、システムが使用する閉ループフィードバック電力制御を示すが、それはデバイス設定について所望の電力送出及び電流の流れに迅速に応答するからである。従来のTENS電気刺激パラメータと比べて、電圧はずっと低く、パルス幅はずっと長い。
先に述べたように、本発明の幾つかの実施形態は、パーソナルコンピュータ及び/またはスマートフォン等のコンピュータシステムまたはデバイスに結合されるコントローラ675を含むブレースシステムまたはアセンブリを含み得る。治療制御システムに結合されると、装着者のブレースシステムまたはアセンブリの1つまたは複数の機能及び/または動作態様は、コンピュータシステムまたはデバイスを使用してグラフィカルユーザインタフェース(「GUI」)を通して制御されモニターされ得る。例えば、図23は、本発明の幾つかのシステムによる治療システム制御GUIのディスプレイ2300を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ2300は、ユーザが、使用するため、ブレースアセンブリを結合させる、ペアリングさせる、または同期させる、及び/または登録することを、及び/または、ヘルプ情報を確認することを奨励し可能にする導入及びスタートメニューであって、テキスト、オーディオ、ビデオ、及び/または他のメディアファイルを含む、導入及びスタートメニューを含み得る。更に、ディスプレイ2300は、ブレースアセンブリを結合させる、ペアリングさせる、及び/または登録するため、または、ヘルプ情報にアクセスするため、ユーザがそこから選択し得る、1つまたは複数の選択可能アクションまたはステップを含み得る。例えば、幾つかの実施形態において、ステップ2310は、GUI上に表示するための、及び/または、ユーザのコンピュータシステムまたはデバイスに結合される音発生器にオーディオ情報(例えば、口頭指示)を送出するためのヘルプ情報の送出を始動するため、ユーザが任意選択で選択し得る「バーコードを見つける」選択手段を含み得る。幾つかの更なる実施形態において、ステップ2320は、ガーメントを備えるブレースまたはブレースアセンブリをスキャンし同期させるため、アプリケーション内スキャナを選択するために使用され得る。幾つかの更なる実施形態において、ステップ2330は、システム及び関連するアプリケーションに更なる文書を付加するために使用され得る。他の実施形態において、代替の任意選択で選択可能なステップまたはプロセスが、ステップ2310、2320、2330の代わりに使用され得る、かつ/または、更なる任意選択で選択可能なステップが含まれ得る。
幾つかの実施形態において、ユーザがステップ2310を選択する場合、メディアウィンドウは、バーコードの位置についての指示を表示し得る。例えば、図24は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ2400を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ2400は、メディアウィンドウ2410を含み得、メディアウィンドウ2410内で、ガーメントバーコードの位置に関連する情報が表示され得る。情報は、テキスト、グラフィクス、ビデオ、静止画像、またはその組合せを含み得る。幾つかの実施形態において、オーディオ情報は、テキスト、グラフィクス、ビデオ、静止画像、またはその組合せの代わりにまたはそれに加えて表示され得る。
本発明の幾つかの実施形態において、ユーザは、治療制御アプリケーションを無線デバイス(例えば、モバイルフォンまたはスマートフォン等)にダウンロードし得る。幾つかの実施形態において、ユーザは、プロファイルをセットアップでき、またその後、ユーザのブレースに対してアプリケーションをペアリングして、ユーザのGUIを使用して、シミュレーション及び/または可動域処置を開始し得る。例えば、本発明の幾つかの実施形態において、ユーザのGUIが使用されて、治療制御システムの1つまたは複数の構成部分のBluetooth(登録商標)支援ペアリングまたは結合を始動し得る、指示し得る、またはモニターし得る。図25は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ2500の一実施形態を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ2500は、ユーザのガーメントとの同期化の状態を示すまたは指示する少なくとも1つのインジケータ2510を含み得る。幾つかの実施形態において、ディスプレイ2500は、ユーザがBluetoothを起動することを可能にするステップ2520を含み得る。更に、幾つかの実施形態において、ステップ2530は、モバイルデバイスと同期するために使用され得る。
図26は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ2600を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ2600は、メディアウィンドウ2610を含み得、メディアウィンドウ2610内で、Bluetooth(登録商標)同期化に関連する情報が表示され得る。情報は、テキスト、グラフィクス、ビデオ、静止画像、またはその組合せを含み得る。幾つかの実施形態において、オーディオ情報は、テキスト、グラフィクス、ビデオ、静止画像、またはその組合せの代わりにまたはそれに加えて表示され得る。
図27は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ2700を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ2700は、選択器バー2720を使用してユーザのガーメントをユーザのデバイスとペアリングするようにユーザに奨励するビジュアルアイコン2710を含み得る。幾つかの実施形態において、情報バー2730は、ユーザのガーメントとデバイスとの間で結合されるBluetooth(登録商標)結合の状態を表示し得る。更に、図28は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ2800を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ2800は、エラー接続を示す情報バー2810を含み得る。
本発明の幾つかの実施形態において、GUIは、ガーメントを使用するためのガイダンスを提供し得る。例えば、図29は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ2900を示す。幾つかの実施形態において、情報ディスプレイ2910は、ガーメントを装着するためのヘルプに関してユーザに問合せ得る。更に、関連するビジュアルアイコン2920は、ユーザが、それに関する装着に関して補助またはガイダンスを必要とする場合があるガーメントのディスプレイを提供し得、選択バー2930は、ユーザに任意のヘルプ表示へのアクセスを提供する。例えば、図30は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ3000を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ3000は、1つまたは複数の指示を有する情報バー3010を含み得、情報セグメント3030は、装着の指示を含み得る。更に、ビジュアルインジケータ3020は、テキスト、グラフィクス、ビデオ、静止画像、またはその組合せのビジュアルディスプレイを含み、ガーメントの装着手順の1つまたは複数のステップを示すまたは例示し得る。幾つかの実施形態において、オーディオ情報が、テキスト、グラフィクス、ビデオ、静止画像、またはその組合せの代わりにまたはそれに加えて再生され得る。
幾つかの実施形態において、選択バー3040が使用されて、ヘルプから出るまたは別のヘルプステップまたはトピックに進み得る。例えば、図31は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ3100を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ3100は、電極を位置合わせするためのヘルプを示す情報バー3110を含み得る。更に、ビジュアルインジケータ3120は、テキスト、グラフィクス、ビデオ、静止画像、またはその組合せのビジュアルディスプレイを含み、電極を整列させるための嵌合プロシージャの1つまたは複数のステップを示すまたは例証し得る。幾つかの実施形態において、オーディオ情報が、テキスト、グラフィクス、ビデオ、静止画像、またはその組合せの代わりにまたはそれに加えて再生され得る。
図32は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ3200を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ3200は、ブレースストラップを留めるためのヘルプを示す情報バー3210を含み得る。更に、ビジュアルインジケータ3220は、テキスト、グラフィクス、ビデオ、静止画像、またはその組合せのビジュアルディスプレイを含み、ブレースストラップを留めるための装着手順の1つまたは複数のステップを示すまたは例示し得る。幾つかの実施形態において、オーディオ情報が、テキスト、グラフィクス、ビデオ、静止画像、またはその組合せの代わりにまたはそれに加えて再生され得る。
図33は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ3300を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ3300は、ガーメントコントローラを差込むための指示を示す情報バー3310を含み得る。更に、ビジュアルインジケータ3320は、テキスト、グラフィクス、ビデオ、静止画像、またはその組合せのビジュアルディスプレイを含み、ガーメントコントローラを差込む1つまたは複数のステップを示すまたは例示し得る。幾つかの実施形態において、オーディオ情報が、テキスト、グラフィクス、ビデオ、静止画像、またはその組合せの代わりにまたはそれに加えて再生され得る。
幾つかの実施形態において、GUIは、ガーメントを起動するために使用され得る。例えば、図34は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ3400を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ3400は、ガーメント起動胃を知らせる情報またはアクションバー3410を含み得る。幾つかの実施形態において、情報セグメント3420は、ガーメント起動状態または手順に関連する指示または情報を含み得る。幾つかの実施形態において、ビジュアルインジケータ3425は、起動を要求するガーメントの例示を含み得、アクション選択3430は、テストガーメントアクションアイコン3430を含み得る。
本発明のGUIは、幾つかの実施形態において、ユーザがガーメントをテストすることを可能にし得る。例えば、図35は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ3500を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ3500は、ユーザのガーメントの種々の態様の状態に関連する情報を含み得る。例えば、幾つかの実施形態において、機能3515は、Bluetooth(登録商標)接続状態に関連するインジケータ3515aを含み得る。更に、機能3520は、コントローラの接続に関連するインジケータ3520aを含み得る。図36に示すディスプレイ部分3600及び3650は、異なるBluetooth(登録商標)状態及び接続状態を示す。例えば、ディスプレイ部分3600は、Bluetooth(登録商標)接続が処理中であることを示す状態3610を含み、ディスプレイ部分3650は、コントローラ接続が処理中であることを示す状態3625を含む。
図37は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ3700を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ3700は、ユーザが、1つまたは複数のヘルプ情報セクション(例えば、先に述べたようなもの等)にアクセスすることを可能にするヘルプアイコン3710を含み得る。ディスプレイ3700は、種々の機能またはアクセスアイコンを含むアクセスバー3725も含み得る。例えば、ホームアイコン3750は、GUIのホームページに方向付けるために使用され得る。更に、刺激器アイコン3760または可動域アイコン3770は、処置を選択するため、ユーザによって使用され得る。例えば、刺激器アイコン3760が使用されて、ユーザのガーメントに結合または一体化される刺激器の1つまたは複数の機能または状態にアクセスすることができ、可動域アイコン3770が使用されて、装着者の可動域を増大させるように設計された処置を始め得る。更に、メニューアイコン3780は、ユーザが、更なる目標及びアプリケーション選好にアクセスすることを可能にし得る。
幾つかの実施形態において、GUIは、処置のための目標を設定することを可能にし得る。例えば、図38は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ部分3800を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ3800は、目標セクション3810、可動域目標セクション3827を含む設定刺激目標セクション3825を含み得る。幾つかの実施形態において、目標セクション3910は、処置部位を参照する1つまたは複数のアイコンを含み得る。例えば、アイコン3815は、膝処置に対する参照を含み得、アイコン3820は、肩部処置に対する参照を含み得る。幾つかの実施形態において、設定刺激目標3825セクションは、目標及び目標の利益に関連する忠告であって、忠告される処置方法を含む、忠告を含み得る。幾つかの実施形態において、可動域目標3827は、ユーザが処置日付を選択することを可能にするように構成される日付選択器3830を含み得る。幾つかの実施形態において、運動設定ディスプレイ3832は、アイコン3834として表示される身体部分に関連するユーザのターゲット目標を設定するための可動インジケータ3832aを含み得る。例えば、膝処置用のアイコン3815のユーザの選択に関連する目標を参照すると、運動設定ディスプレイ3832は、ユーザの所望のターゲット伸展角度を設定するための可動インジケータ3832aを含み得る。更に、運動設定ディスプレイ3836は、アイコン3838として表示される身体部分に関連するユーザのターゲット目標を設定するための可動インジケータ3836aを含み得る。この事例において、運動設定ディスプレイ3836は、ユーザの所望のターゲット屈曲角度を設定するための可動インジケータ3836aを含み得る。更に、図39は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ部分3900を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ3900は、データ選択3830によって選択される日付の関数としての目標を含む、ユーザによって選択される目標を有する情報チャート3850を含み得る。例えば、幾つかの実施形態において、ユーザ規定の屈曲、伸展、及び可動域目標は、日付の関数として表示され得る。
幾つかの実施形態は、ユーザが目標の数を増加させることを可能にする。例えば、幾つかの実施形態において、疼痛低減目標セクション3860が使用されて、ターゲット疼痛低減目標を設定し得る。幾つかの実施形態において、これは、データ選択3860aを使用して定義される日付の関数として設定され得る。幾つかの実施形態において、疼痛ゲージ3870が使用されて、可動インジケータ3872を使用して疼痛のターゲットレベルを設定し得る。更に、疼痛ゲージ3870は、疼痛なし、から、中程度の疼痛、最悪の疼痛までの疼痛のレベルを示す複数のアイコン3875を含み得る。更に、幾つかの実施形態において、アクションイジケータ3878は、目標を付加するために使用され得、アクション選択3890は、目標を設定するために使用され得る。幾つかの実施形態において、ディスプレイ3879は、日付3880及び疼痛レベル3885の関数として表示される目標のディスプレイを含み得る。いつでも、アクセスバー3892は、ユーザがシステムの他の機能にアクセスすることを可能にするために設けられ得る。
図40は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ部分4000を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ4000は、日付範囲を選択するために構成されるドロップダウンメニュー4010を備え得、図41は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIの対応するディスプレイ部分4100を示す。
図42は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ部分4200を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ4200は、ユーザが目標と達成との間で切換えることを可能にするように構成される選択4220を含み得る。幾つかの実施形態において、アイコン4230は、目標または達成に関連する1つまたは複数の身体部分を表示することができ、目標及び達成ディスプレイ4240は、治療タイプ4260及び日付4270(例えば、1日の目標、1週間の目標、及び/または1カ月の目標等)の関数として、ターゲット目標4245対実際の達成4250のディスプレイを含み得る。幾つかの実施形態において、目標及び達成ディスプレイ4240は、目標及び達成の1日の比較を有する目標及び達成ディスプレイ4340として構成され得る(例えば、図43及びディスプレイ部分4300参照)。図44は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ部分4400を示し、目標及び達成ディスプレイ4240の月別バージョンを表示する(目標及び達成ディスプレイ4440として示す)。
図45は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ部分4500を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ部分4500は、達成ディスプレイ4510(達成に設定された選択器トグル4505を有する)を備える可能性があり、そこで、アワードセクション4515は、特定のまたは非特定の目標にユーザが達するまたはそれを超えることに基づく1つまたは複数の達成アワードを含み得る。アワードセクション4515は、刺激目標についてのアワードを含み得る。図46は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ部分4600を示し、屈曲に関連するアワード(アワードディスプレイ4610)、伸展に関連するアワード(アワードディスプレイ4620)、及び可動域に関連するアワード(アワードディスプレイ4630)を示す。図47は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ部分4700を示し、受賞したアワード4720を有するアワードディスプレイ4715を含み、図48は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ部分4800を示し、アワードディスプレイ4810、アワードディスプレイ4820、及びアワードディスプレイ4830を含む。図49は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ部分4900を示し、アワード4918を有するアワードディスプレイ4915を含み、図50は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ部分5000を示し、アワードディスプレイ5015、アワードディスプレイ5020、及びアワードディスプレイ5025を示す。
図51は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ5100を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ5100は、治療状態(例えば、完了した刺激の数等)を表示するように構成される告知または情報ディスプレイ5110を備え得る。幾つかの実施形態において、アワードインジケータ5120は、ディスプレイ治療状態に基づいて表示され得る。
図52は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ5200を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ5200は、アクセスバー3725のユーザの選択に基づいて表示され得る。幾つかの実施形態において、ディスプレイ5200は、ユーザが1つまたは複数のヘルプメニューにアクセスすることを可能にするヘルプアイコン5210を含み得る。ディスプレイ5200は、同様に、ガーメント選択器5220を含む可能性があり、ガーメント選択5220は、任意選択でユーザによって選択されて、刺激セッションに更なるガーメントを付加し得る。更に、幾つかの実施形態において、電池インジケータ5230が使用されて、ユーザのデバイスの電池充電量を示し得る。刺激パルス活動もモニターされ得る。例えば、図53は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ5300を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ5300は、パルス電流インジケータ5310及び/またはパルスレベルインジケータ5320を含み得る。
図54は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ5400を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ5400は、治療セッションにおいて残っている時間を表示し得るタイマ5410を備え得る。更に、幾つかの実施形態は、ユーザが治療セッションを休止することを可能にするように構成される休止選択5420を含む。
幾つかの実施形態において、GUIは、ユーザが種々のヘルプトピックから選択することを可能にする種々のヘルプメニューを持つように構成され得る。例えば、図55は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ5500を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ5500は、ユーザが1つまたは複数のヘルプサブジェクトを選択することを可能にし得るメニュー5525を含むダッシュボードヘルプセクション5510を備え得る。更に、図56は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ5600を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ5600は、PIN管理に関連する選択可能なトピックを持つように構成されるメニュー5620を含み得るPIN管理ヘルプセクション5610を含み得る。
図57は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ5700を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ5700は、選択可能な選好を持つように構成されるメニュー5710を含み得る。更に、図58は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ5800を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ5800は、ユーザ選択可能なプロファイルヘルプトピックを持つように構成されるメニュー5810を含み得る。図59は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ5900を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ5900は、トピックタイトル5910を備える可能性があり、メニュー5920は、そのトピックに関連する1つまたは複数の質問を含み得る。ビジュアルウィンドウ5930は、治療の視覚的な概要説明を含み、情報セグメント5940は治療に関連する指示、忠告、または他の情報を含み得る。更に、図60は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ6000を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ6000は、少なくとも1つのヘルプトピックを選択するために構成されるメニュー6020を含む可動域テストヘルプ6010を含み得る。
図61は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ6100を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ6100は、1つまたは複数の選択可能ヘルプトピックを含むメニュー6120を含む可動域ヘルプ6110を備え得る。更に、図62は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ6200を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ6200は、刺激に関連する1つまたは複数のヘルプトピックを含むメニュー6220を含む休止刺激ヘルプ6210を含み得る。更に、図63は、本発明の幾つかの実施形態による治療システム制御GUIのディスプレイ6300を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ6300は、刺激に関連する1つまたは複数のヘルプトピックを含むメニュー6330を含む休止刺激ヘルプ6325を含み得る。
図64は、本発明の幾つかの実施形態による治療制御システムの刺激回路6400の一部分を示す。幾つかの実施形態において、回路6400は、グラウンドに結合される少なくとも1つのキャパシタ6460に並列に結合される少なくとも1つの抵抗器6450を備え得る。幾つかの実施形態において、この構成は、装着者に送出されると、快適な刺激パルスを可能にする。
図65Aは、本発明の幾つかの実施形態による治療制御システムのディスプレイ6500を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ6500は、限定はしないが、身長、体重、誕生日、及び性別を含む個人情報を、ユーザが情報ウィンドウ6510内で入力及び/または検討することを可能にし得る。更に、図65Bは、本発明の幾つかの実施形態による治療制御システムのディスプレイ6550を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ6550は、ユーザの健康情報の少なくとも一部を含む情報ウィンドウ6560を含み得る。例えば、幾つかの実施形態において、或る特定の情報は、治療制御システムによって提供される現在のまたは保留中の治療に関連する直前の手術に関する情報を含み得る。
幾つかの実施形態において、ユーザは、ガーメントタイプを選択し、ガーメントに対する接続を始動させ得る。例えば、図66は、本発明の幾つかの実施形態による治療制御システムのディスプレイ6600を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ6600は、1つまたは複数の治療セッションで使用するための1つまたは複数のガーメントをユーザがそこから選択し付加し得るガーメントタイプ6610を含み得る。Bluetooth(登録商標)接続6620を使用して、ユーザは、治療セッションを開始するため、1つまたは複数のガーメントに接続し得る。更に、図67は、バックグラウンド情報ウィンドウ6710を示すディスプレイ6600のスクロール部分を含む治療制御システムのディスプレイ6700を示す。幾つかの実施形態において、ユーザは、情報ウィンドウ6710をスクロールして、ウィンドウ6710の異なる部分にアクセスし得る。
幾つかの実施形態において、ユーザは、ダッシュボードを使用して治療セッションをモニターし追跡し得る。例えば、図68は、ダッシュボード6810を含む治療制御システムのディスプレイ6800を示す。膝治療に的を絞るこの例において、プロセスバー6820は、完了したまたは進行中の治療セッションの数及びタイプ及び/または保留中のまたは計画中の治療セッションの数及びタイプを含む治療の状態を含み得る。更に、幾つかの実施形態において、1つまたは複数のアクセスタブは、ユーザが、種々の治療セッションまたはプログラム、セッションまたはプログラム設定、あるいは任意のセッションまたはプログラム中に記録されるデータにアクセスすることを可能にし得る。例えば、幾つかの実施形態は、刺激タブ6830、及び/または、ROM/屈曲/伸展タブ6840、疼痛インジケータタブ6850、及びステップインジケータタブ6860を含む。
幾つかの実施形態は、ユーザによって構成または再構成され得る治療設定のディスプレイを含む。図69は、本発明の幾つかの実施形態による治療制御システムのディスプレイ6900を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ6900は、1つまたは複数の治療設定または制御を含む治療セッションウィンドウ6910を含み得る。例えば、幾つかの実施形態は、大腿部ダイアル6920及び/または膝部ダイアル6930及び/または部位3ダイアル6940及び/または部位4ダイアル6950を含む。幾つかの実施形態において、ダイアル6920、6930、6940、6950のいずれもが、ダイアル6920、6930、6940、6950が示す1つまたは複数の治療パラメータをユーザが増加または減少させることを可能にするコントロールを含み得る。
幾つかの実施形態は、治療セッション中にビジュアルまたはグラフィカルディスプレイを含み得る。例えば、図70は、本発明の幾つかの実施形態による治療制御システムのディスプレイ7000を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ7000は、治療を受けるユーザの身体の一部分の解剖学的表示を提供するビジュアルガイド7010を含み得る。幾つかの実施形態において、ビジュアルガイド7010は、屈曲及び/または伸展及び/または可動域データを含む、ユーザからの治療パラメータ7020を含み得る。幾つかの更なる実施形態において、治療パラメータ7020は、所定の期間にわたって追跡されプロットされ得る。例えば、図71は、本発明の幾つかの実施形態による治療制御システムのディスプレイ7100を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ7100は、時間の関数としてプロットされる屈曲及び/または伸展及び/または可動域データを示す治療進行プロット7110を含み得る。更に、幾つかの実施形態において、詳細セクション7120は、疼痛データと並べて、屈曲及び/または伸展及び/または可動域データの表形式データを含み得る。図72を参照すると、幾つかの更なる実施形態は、治療進行プロット7210が平均電力として表される進行を示すディスプレイ7200を含む。ディスプレイ7200は、同様に、ユーザが、選択されたデータ範囲を有するプロット7210を表示することを可能にする治療日付セクション7220を含み得る。更に、セッション詳細セクション7230は、治療セッションの開始時間及び終了所間ならびにセッションによる平均電力を含む表形式セッションデータを含み得る。
幾つかの実施形態において、ユーザは、タイミング、セッション活動、または他の所望のパラメータに基づいて疼痛をモニターし得る。例えば、図73は、本発明の幾つかの実施形態による治療制御システムのディスプレイ7300を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ7300は、セッション前の疼痛及び/またはセッション後の疼痛及び/または1日平均疼痛レベルを含む治療疼痛プロット7305を含み得る。更に、セッション詳細セクション7310は、セッション日付の関数として表形式疼痛データを含み得る。
本発明の幾つかの他の実施形態において、ユーザのステップは、モニターされ表示され得る。例えば、図74は、本発明の幾つかの実施形態による治療制御システムのディスプレイ7400を示す。幾つかの実施形態において、ディスプレイ7400は、時間の関数としてのステップを含む治療ステッププロット7405を含み、セッション詳細セクション7410は日付の関数として表形式ステップを提供し得る。
図3A及び3Bに関して先に述べたように、幾つかの実施形態は、ブレースシステムの1つまたは複数のモジュールになるように一体化され得る種々の電子構成部分を含み、モジュールは、種々の構成になるように組み合わせまたは再組み合わせされ得る。例えば、図75は、ガーメント7510であって、ガーメント7510に一体化または結合されるコントローラ7520を含む、ガーメント7510を含む治療システム7500を示す。更に、幾つかの実施形態は、ガーメント7510に一体化または結合される1つまたは複数のセンサポッド7525を含む。幾つかの実施形態において、コントローラ7520は、充電式電力ストレージを含む。更に、幾つかの実施形態において、センサポッドはオンボード電力を含む。
幾つかの実施形態において、1つまたは複数のセンサポッド7525は、有線または無線接続を使用してコントローラ7520に接続され得る。例えば、幾つかの実施形態において、1つまたは複数のセンサポッド7525は、Bluetooth(登録商標)無線接続を使用してコントローラ7520に接続され得る。幾つかの実施形態において、センサポッド7525の1つまたは複数は、コントローラ7520とデータを交換することができ、コントローラ7520は、モバイルデバイス7530等のユーザのデバイスに対してデータまたは関連データを交換するすることができる。更に、幾つかの実施形態において、モバイルデバイス7530は、外部サーバシステム7540(例えば、クラウドサーバ及び/または記憶システム)に対してデータまたは関連データを交換し得る。幾つかの実施形態において、コントローラ7520は、センサポッド7525及びモバイルデバイス7530の1つまたは複数と、情報を実質的に同時に交換するように構成され得る。本発明の幾つかの実施形態による図75の治療システムについてのデータタイプ7600を示す図76を参照すると、幾つかの実施形態において、交換されるデータは、刺激データ7610及び/または可動域データ7630及び/または疼痛データ7660及び/または活動レベルデータ7690を含み得る。幾つかの実施形態において、刺激データ7610は、1つまたは複数の治療セッションからの情報またはデータ及び/または治療電力レベル及び/または電力レベル変化及び/または処置タイプ及び/または刺激快適さを含み得る。幾つかの実施形態において、可動域データ7630は、1日に1回(または、他の時間にわたって所定の回数)、可動域及び/または屈曲及び/または伸展情報またはデータを含み得る。幾つかの実施形態において、このデータは、受動的モニタリング及び歩行分析を可能にし得る。幾つかの更なる実施形態において、疼痛データ7660は、1日ベースでまたは他の期間にわたって少なくとも3回、測定及び/または分配される刺激前及び刺激後疼痛レベルを含み得る。幾つかの他の実施形態において、活動レベルデータ7690は、ステップの数、加速度、及び速度データを含み得る。
本発明の幾つかの実施形態は、ROM、加速度計、ジャイロスコープ、及びEMGの1つまたは複数を使用して歩行フェーズを含む活動レベルデータ7690を分析する。こうした歩行分析は、損傷後または訓練後データを、損傷前、治療前、または訓練前ベースラインデータと比較して、リハビリテーション及び/または訓練進捗をよりよく評価し得る。歩行分析は、同様に、単独でまたは他の生体測定分析と共に使用されて、幾つかの実施形態において、患者を特定し得る。
幾つかの実施形態において、EMG信号及び力関係分析も、リハビリテーション及び訓練進行を評価するのに役立ち得る。幾つかの実施形態は、歩行フェーズまたはEMG信号及び力分析からのフィードバックに基づいてカスタマイズ式治療及び/または訓練を提供する。幾つかの実施形態において、EMG信号は、刺激治療と交互に評価され得る。幾つかの他の実施形態において、EMG信号は、従来の信号フィルタリング及び分析技法を使用する刺激治療と同時に評価される。最後に、幾つかの実施形態において、表面EMG分析が使用されて、筋肉及び/または神経疾患特性を診断し得る。
図77は、本発明の幾つかの実施形態による、図75の治療システムの構成部分間で交換されかつそれらの中に記憶されるデータカテゴリ7700を示す。例えば、幾つかの実施形態は、モバイルデバイス7530が、外部サーバシステム7540(例えば、クラウドサーバ及び/または記憶システム)に対してデータまたは関連データを交換し得る場合等、サーバ間で交換されるかつ/またはサーバ上で記憶されるデータまたは情報を含むサーバデータカテゴリ7710を含む。幾つかの実施形態は、モバイルデバイス7530等のユーザのデバイス間で交換されるかつ/またはその上に記憶されるデータを含むモバイルデバイスアプリケーションデータカテゴリ7740も含む。更なる実施形態は、コントローラ7520等のガーメントコントローラ間で交換されるかつ/またはその上に記憶されるデータを含むガーメントコントローラデータカテゴリ7770を含む。幾つかの実施形態において、データカテゴリのいずれもが、アクセスを制限するまたはアクセスのレベルを提供する読出し/書込みアクセス設定を含み得る。幾つかの実施形態において、読出し/書込みアクセスプロトコル及びデータ転送方法は、HIPAA準拠に設定され得る。
本発明が特定の実施形態及び例に関連して上に記載されたが、本発明が必ずしもそのように限定されないこと、及び、多数の他の実施形態、例、使用法、修正、ならびに、実施形態、例、及び使用法からの逸脱が、添付特許請求の範囲によって包含されることを意図されることが当業者によって認識されるであろう。本明細書で引用する各特許及び出版物の開示全体は、あたかも、それぞれのこうした特許または出版物が参照により個々に本明細書に組込まれたかのように、参照により組込まれる。本発明の種々の特長及び利点は、添付特許請求の範囲で述べられる。