JP2022050499A - 神経刺激装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
刺激が電気刺激であるケースにおいては、刺激生成器は、スイッチングマトリックスを介した適用のために電気刺激を生成するべく、高電圧生成器と、電流リミッタと、を含む。
周波数範囲:0.1Hz~1000Hz、
強度:100μA~10mA、
パルス幅:1μS~100mS、
というパラメータを有することができる。
刺激が磁気刺激であるケースにおいては、刺激生成器は、1つ又は複数の神経を刺激するべく、ユーザーの組織内において電流を誘発するように、時変磁界生成器及び関係する刺激インターフェイスを含む。
刺激が光刺激であるケースにおいては、刺激生成器は、1つ又は複数の神経を刺激するべく、発光ダイオード(LED:Light-Emitting Diode)又はレーザーなどの光源を含む。組織を通じて拡散すると共に容易には合焦されえない電気刺激とは異なり、光刺激は、正確に狙うことが可能である、という利点を提供する。
刺激が音響であるケースにおいては、刺激生成器は、1つ又は複数の神経を刺激するべく、音響生成器を含む。
刺激が振動刺激であるケースにおいては、刺激生成器は、1つ又は複数の神経を刺激するべく、振動生成器を含む。
刺激が圧力刺激であるケースにおいては、刺激生成器は、1つ又は複数の神経を刺激するべく、振動生成器を含む。
ユーザーと関連する生理学的パラメータを受け取ることと、
受け取られた生理学的パラメータを既定のレベル又はプロファイルと比較することと、
相応して、代替刺激プロファイルを選択するか、或いは、使用されている既存の刺激プロファイルを調節することと、
を有する。
- 90msだけ離隔した、15msという相対的に長い持続時間の正及び負パルス52、54、
- 60msだけ離隔した、5msという相対的に短い持続時間の正及び負パルス56、58、
- 70msだけ離隔した、10msという相対的に中間の持続時間の正及び負パルス60、62、及び、
- 80msだけ離隔した、正及び負パルスバースト64、66、
を有する、本発明の神経刺激器10によって生成されうるタイプの刺激波形50の一例が示されている。
周波数範囲:0.1Hz~1000Hz、
強度:100μA~10mA、
パルス幅:1μS~100mS、
というパラメータを有することができる。
Claims (49)
- 少なくとも1つの刺激を使用して正中及び/又は尺骨神経を刺激するべく、ユーザーの左及び/又は右腕、手首、又は手の近傍において装着される、前記尺骨及び/又は正中神経を含む末梢神経用の非侵襲型の神経刺激器であって、
少なくとも1つの刺激を生成するための刺激生成器と、
前記生成された刺激を前記ユーザーの前記腕、手首、又は手に適用するためのアプリケータと、
前記刺激生成器及び前記アプリケータの動作を制御するためのコントローラと、を有する神経刺激器。 - 前記刺激は、方形、矩形、正弦、又は三角波形を含む連続波として、或いは、一連のパルスとして、適用される、請求項1に記載の神経刺激器。
- 前記アプリケータは、好ましくは、前記ユーザーの腕、手首、又は手の前又は腹側の近傍において、前記刺激を前記ユーザーの皮膚に適用するべく、少なくとも1つの刺激インターフェイスを有する、請求項2に記載の神経刺激器。
- 心拍数(HR)及び/又は心拍変動(HRV)及び/又は体温及び/又はSPO2及び/又はGSR(Galvanic Skin Response)及び/又は慣性計測を含む、前記ユーザーと関連する生理学的パラメータを監視及び判定するべく、前記アプリケータ内において又はその近傍において実施された、ユーザー生体計測測定センサを含む、請求項3に記載の神経刺激器。
- 前記コントローラは、前記ユーザー生体計測測定センサとの通信状態にあるユーザー生体計測測定モジュールを含む、請求項4に記載の神経刺激器。
- 前記コントローラは、前記ユーザーの皮膚の導電率を計測するためのGSRセンサとの通信状態にあるGSR(Galvanic Skin Response)検出モジュール、並びに/或いは、ユーザー生体計測測定モジュール、を含む、請求項5に記載の神経刺激器。
- 前記コントローラは、前記ユーザーが運動活動に従事しているかどうかを判定するべく、IMUセンサとの通信状態にある慣性計測(IMU)モジュールを含む、請求項5に記載の神経刺激器。
- 前記ユーザーと関連する前記生理学的パラメータを監視及び判定するための前記ユーザー生体計測測定センサと、前記刺激インターフェイスと、は、前記ユーザーの腕、手首、又は手の周囲の周りにおいて、少なくとも30度だけ、離隔しているか、或いは、セグメント化されている、請求項4~7のいずれか一項に記載の神経刺激器。
- 前記コントローラは、前記適用される刺激を刺激プロファイルに従って制御するべく、刺激コントローラを含み、前記刺激プロファイルは、持続時間及び/又は周波数及び/又は強度/振幅及び/又は幅の観点において前記適用される刺激を定義している、請求項4~8のいずれか一項に記載の神経刺激器。
- 前記刺激器は、前記神経刺激器と、前記ユーザーのモバイル装置及び/又はリモートサーバーを含む外部又はリモート装置の間における通信及びデータ転送を促進するべく、通信モジュールを含む、請求項9に記載の神経刺激器。
- 前記刺激器から転送される前記データは、前記生体計測測定センサによって判定された持続時間、周波数、及び強度、並びに/或いは、前記生理学的パラメータを含む、前記適用される刺激に関する情報を含む、請求項10に記載の神経刺激器。
- 前記外部又はリモート装置から前記刺激器に転送される前記データは、前記コントローラが、前記生成器及び前記アプリケータとの関連において、前記刺激コントローラモジュールを介して、結果的に実装しうる、修正又は調節された刺激プロファイルを実装するべく適用される前記刺激の変化に関する情報を含む、請求項10に記載の神経刺激器。
- 前記1つ又は複数の刺激器は、前記ユーザーの左腕及び/又は手首及び/又は手、前記ユーザーの右腕及び/又は手首及び/又は手、或いは、前記ユーザーの左及び右腕及び/又は手首及び/又は手を刺激するように、装着されている、請求項10~12のいずれか一項に記載の神経刺激器。
- 前記少なくとも1つの刺激は、電気、光、音響、磁界、振動、又は圧力、或いは、これらの刺激の任意の組合せを含む、請求項9~13のいずれか一項に記載の神経刺激器。
- 光、音響、磁界、振動、又は圧力刺激の場合に、前記生成器及びアプリケータは、単一の一体的なコンポーネントに組み合わせられる、請求項14に記載の神経刺激器。
- 電気刺激の場合に、前記刺激生成器は、スイッチングマトリックスを介した適用のために前記電気刺激を生成するべく、高電圧生成器及び電流リミッタを含む、請求項14に記載の神経刺激器。
- 前記電気刺激は、一連の電気パルスを有し、前記刺激コントローラモジュールは、前記刺激プロファイルに従って、前記スイッチングマトリックスを介して、前記電気刺激のスイッチングを制御するべく、スイッチ制御モジュール及びパルス制御モジュールを含む、請求項16に記載の神経刺激器。
- 前記刺激インターフェイスは、前記刺激インターフェイスの動作を制御するべく、前記スイッチングマトリックスに接続された少なくとも1つのスイッチング構成を含む、請求項17に記載の神経刺激器。
- 電池及び関係する電池充電器が、それぞれの刺激インターフェイスと関連するそれぞれのスイッチング構成に接続されている、請求項18に記載の神経刺激器。
- 前記刺激インターフェイスは、前記関連する1つ又は複数の神経を刺激するべく、前記ユーザーの組織を通じて電流を送るように、少なくとも1つの電極ペアを含む、請求項19に記載の神経刺激器。
- 少なくとも1つの電極ペアは、前記電極ペアが電流を提供し且つ受け取ることができるように、デュアル機能を有する、請求項20に記載の神経刺激器。
- 前記電極ペアは、前記神経系の特定のエリアの狙いが定められた刺激を許容するべく、既定の構成を有するように構成されている、請求項21に記載の神経刺激器。
- 前記電極ペアは、前腕の長さに沿って延在する、前記尺骨及び/又は正中神経に狙いを定めるべく、互いに平行に延在している、請求項22に記載の神経刺激器。
- 前記電極ペアは、前記尺骨及び/又は正中神経に狙いを定めるべく、十字形のパターンにおいて提供されている、請求項22に記載の神経刺激器。
- 一連の電気パルスのケースにおいて、それぞれの刺激パルスは、単一の周波数のパルスを有していてもよく、或いは、同一又は異なる周波数の2つ以上のパルスの組合せを有するパルスを有しうる、請求項16~24のいずれか一項に記載の神経刺激器。
- 前記パルス刺激プロファイルは、0.1Hz~1000Hzの周波数範囲であり、100μA~10mAの強度と、1μS~100mSのパルス幅と、を有する、請求項25に記載の神経刺激器。
- 前記刺激は、例えば、約1Hzの周波数を有する低速発振波形、約15Hzの周波数を有する、前記低速発振波形の上部において重畳された中間発振波形、並びに、30Hz~50Hzの周波数を有する、前記低速波形パルス及び前記中間発振波形の上部において重畳された高発振波形などの、2つ以上の周波数の合計を有する、請求項26に記載の神経刺激器。
- 磁気刺激の場合に、前記刺激生成器は、前記1つ又は複数の神経を刺激するべく、前記ユーザー組織内において電流を誘発するように、時変磁界生成器及び関係する刺激インターフェイスを含む、請求項14に記載の神経刺激器。
- 光刺激の場合に、前記刺激生成器は、前記1つ又は複数の神経を刺激するべく、発光ダイオード(LED)及びレーザーを有する群から選択された光源を含む、請求項14に記載の神経刺激器。
- 音響刺激の場合に、前記刺激生成器は、前記1つ又は複数の神経を刺激するべく、音響生成器を含む、請求項14に記載の神経刺激器。
- 振動刺激の場合に、前記刺激生成器は、前記1つ又は複数の神経を刺激するべく、振動生成器を含む、請求項14に記載の神経刺激器。
- 圧力刺激の場合に、前記刺激生成器は、前記1つ又は複数の神経を刺激するべく、振動生成器を含む、請求項14に記載の神経刺激器。
- 前記神経刺激器は、フィットネストラッカバンド、クラスプ、パッチ、ストラップ、又はスリーブ、或いは、腕時計又はスマートウォッチ内において実施及び/又は保持及び/又は収容及び/又は統合された、且つ/又は、これらに固定された、携帯型のウェアラブルな刺激器の形態を有する、請求項1~32のいずれか一項に記載の神経刺激器。
- 前記腕時計は、隣接する曲がりやすいストラップ部分がヒンジ方式によって装着される、中央の湾曲したクリッピング本体を有するクラスプ構成を利用しており、前記神経刺激器は、前記クリッピング本体に対して、一体的に装着される、或いは、着脱自在に装着可能である、請求項33に記載の神経刺激器。
- 前記神経刺激器は、一体的な装置を形成するべくスマートウォッチに対して結合された携帯型のウェアラブルな刺激器であり、前記スマートウォッチは、好ましくは、前記ユーザーの手首の背側において位置決めされたストラップに装着された腕時計演算装置を有し、前記神経刺激器は、前記ストラップの腹側において提供されている、請求項17のいずれか一項に記載の神経刺激器。
- 前記神経刺激器の前記通信モジュールは、好ましくは、無線による、前記腕時計演算装置と前記神経刺激器の間における通信及び/又は前記データ及び情報の転送を可能にしている、請求項35に記載の神経刺激器。
- 前記腕時計演算装置及び前記神経刺激器は、前記ストラップ上において互いに直径方向において反対側に配置されており、前記神経刺激器の前記通信モジュールは、前記手首の前記背側において配置された前記プロセッサとの間における前記刺激データの送信と生体計測データの受信の両方のための通信コンポーネントを有する、請求項36に記載の神経刺激器。
- 前記パルス制御モジュールは、前記スマートウォッチからの受信された生体計測データに基づいて電気刺激パルスプロファイルをトリガするべく、コントローラロジックを含む、請求項37に記載の神経刺激器。
- 前記刺激コントローラモジュールは、閉ループ生体フィードバック構成を定義するように、前記ユーザー生体計測測定センサから前記ユーザー生体計測測定モジュールによって受け取られた前記生理学的パラメータ及び/又は前記GSR検出モジュール及び/又はIMUモジュールからの徴候に基づいて刺激プロファイルを適用している、請求項37に記載の神経刺激器。
- 前記刺激コントローラモジュールは、前記受け取られた生理学的パラメータを既定のレベル又はプロファイルと比較し、且つ、代替刺激プロファイルを選択するか、或いは、使用されている既存の刺激プロファイルを調節している、請求項39に記載の神経刺激器。
- 前記刺激コントローラモジュールは、前記生理学的パラメータの監視を継続し、且つ、前記生理学的パラメータの前記既定のレベル又はプロファイルが実現されたら、前記生理学的パラメータの前記既定のレベル又はプロファイルを維持するべく、更に別の刺激プロファイルを選択及び適用することができる(或いは、前記刺激を停止することができる)、請求項40に記載の神経刺激器。
- 少なくとも1つの刺激を使用して正中及び/又は尺骨神経を刺激するべく、前記尺骨及び/又は正中神経を含む末梢神経用の非侵襲型の神経刺激器を動作させる方法であって、前記神経刺激器は、刺激プロファイルに従って少なくとも1つの刺激を生成するための刺激生成器と、前記生成された刺激をユーザーの腕、手首、又は手に適用するためのアプリケータと、前記刺激生成器及び前記アプリケータの動作を制御するためのコントローラと、を有し、前記方法は、
ユーザーと関連する生理学的パラメータを受け取ることと、
前記受け取られた生理学的パラメータを既定のレベル又はプロファイルと比較することと、
相応して、代替刺激プロファイルを選択するか、或いは、使用されている前記既存の刺激プロファイルを調節することと、を有する方法。 - 前記生理学的パラメータの監視を継続するステップを含み、且つ、
前記生理学的パラメータの前記既定のレベル又はプロファイルが実現されたら、前記方法は、前記生理学的パラメータの前記既定のレベル又はプロファイルを維持するべく、別の刺激プロファイルを選択する(或いは、前記刺激を停止する)ことを含む、請求項42に記載の方法。 - 対話型のコンピュータ認識トレーニングアプリケーションとの間における前記ユーザーのやり取りを監視するステップを含み、これには、前記ユーザーが従事しなければならない特定の活動又は学習要素との間において、且つ/又は、前記トレーニングにおける既定の時点において、前記刺激の前記適用を調整するべく、トレーニング処理モジュールを提供するステップが更に含まれる、請求項42に記載の方法。
- 前記トレーニングにおいて前記ユーザーのパフォーマンスを監視し、且つ、刺激プロファイルを選択するように、或いは、1つの刺激プロファイルが既に使用されている場合には、別の刺激プロファイルを選択するように、前記刺激コントローラモジュールに対して指示するステップを含む、請求項44に記載の方法。
- 前記ユーザーのパフォーマンスの監視を継続し、且つ、既定のパフォーマンスレベルが実現されたら、別の刺激プロファイルを選択するか、或いは、前記刺激を停止するステップを含む、請求項45に記載の方法。
- 前記ユーザーが、前記ユーザーの正中及び/又は尺骨神経の刺激の際に対応する解剖学的運動を観察するべくやり取りしうる、視覚化コンピュータ上において稼働する視覚化装置との間における前記ユーザーのやり取りを監視するステップを含む、請求項46に記載の方法。
- 前記正中及び/又は尺骨神経と関連する筋肉又は筋肉グループの前記運動の前記視覚化装置上における前記表示との間において、連携した状態において、前記正中及び/又は尺骨神経に対する前記刺激の前記適用を調整するべく、視覚化モジュールを提供するステップを含む、請求項47に記載の方法。
- 前記視覚化装置は、仮想現実又は眼フィードバック装置を有する、請求項48に記載の方法。
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