JP4044299B2 - 筋肉刺激のために使用されるスプリントのための電極位置決め装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一組の電極位置決め装置に関し、特に、スプリント（splint;添え木、副木）と一緒に電気筋肉刺激のために使用される皮膚接触表面電極に対する電極位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】
電気刺激は、痛みの制御（ＴＥＮＳ）、治療学的訓練（運動療法）（ＴＥＳ）のため、および機能的活動、たとえば、物体の把握解放を回復するための、麻痺した手足の活性化（ＦＥＳ）のために広く使用されている。患者が遭遇する１つの重要な問題は、患者がその刺激システムをセットアップするたびに自分の手足に電極を位置決めする必要があることである。電極の位置決めは、かなりの専門性と長い時間を必要とし、特にその刺激システムがいくつかの筋肉を比較的複雑な運動において活性化する必要がある時、さらにその筋肉が小さく、筋肉組織が込み合っている時に問題がある。前腕などの場合、日常使用する物体および家庭用品の把握および操作を容易化する把握解放のパターンを手の中に発生するために、表面電極のアレイを充分正確に位置決めすることは非常に困難である。
【０００３】
上記問題に対する１つの解決策が、米国特許第５，３３０，５１６号の図１において一例が示されているスプリントの内面に電極を配置する方法であった。患者との初期臨床セッションにおいて、臨床医師は自分の専門性を適用し、電極のアレイをスプリント上に配置する。その後、患者がそのデバイスを使用するたびに、患者は自分の腕にそのスプリントを置き、その電極アレイ全体がそれ自身臨床医師の配置に従って置かれる。この方法の問題点は、経験を積んだ臨床医師の場合であっても、最適の結果を得るための電極の位置決めが非常に時間の掛かるプロセスであり、それはまた患者にとっても疲れを伴うものであるという点にある。
【０００４】
したがって、本発明の目的の１つは、臨床医師が患者の手足の上の種々の電極配置の効率を連続して迅速に評価することができる一組の電極位置決め装置を備え、臨床医師がその一組の電極位置決め装置のいくつか、またはすべてを迅速に試してみてテストした後、そのスプリントに対する永久的な表面電極を取り付けることができ、その電極のサイズ、位置および向きが、その選択された電極位置決め装置のそれらから正確にコピーされるようにすることである。
【０００５】
本発明のさらにもう１つの目的は、患者が臨床学的プロトコルを選択して、そのたびに異なる筋肉を選定しながら訓練すること以外に、各種の機能的活動を実行するために自分の手足の異なる筋肉を患者自身が活性化することができるようにする電極位置決め装置を備えることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的はスプリントと一緒に筋肉の電気刺激のために使用される皮膚接触表面電極のための電極位置決め装置のセットを備えることによって達成され、該セットはしゃくし(scoop)状の構造の形式で、その凹面が実質的に患者の手足の第１の表面に適合する少なくとも１つの電極位置決め装置と；前記凹面に固定的に取り付けられている所定のサイズ、位置および向きの少なくとも１つの表面電極と；前記少なくとも１つの電極を刺激電流のソースに接続するための端子手段とを含み、前記端子手段は前記凹面の背面からアクセス可能であり、前記電極位置決め装置は、前記手足の表面と前記スプリントの内面との間に導入できるように構成され、前記位置決め装置を前記スプリントに対して相対的な所定の、そして再現可能な最終位置に捕捉するための手段を備える。
【０００７】
以下に説明される電極位置決め装置は、屈筋および伸筋の電気刺激による活性化に対して意図されているスプリントと一緒に使用するために設計され、その運動点がそれぞれの手掌側および前腕の背側部分にそれぞれあることを理解することができるだろう。手足の有効な運動は伸筋以外に屈筋のアクションを必要とするので、そのようなスプリントは、前腕の背側および手掌側の両方に刺激電極を備えていなければならず、したがって、少なくとも２つの電極位置決め装置を必要とすることは明らかである。
【０００８】
前腕のスプリントが選択されたのは、例示としての目的のためだけであり、スプリントは、下肢、肘、肩などに対しても実行できることをさらに理解することができるだろう。そのような場合、関連電極位置決め装置の取付けおよび動作原理は同じままであるが、それぞれの特定の形状は、適用のそれぞれのポイントによって明らかに示される。
【０００９】
本発明は、以下の例示としての図面を参照しながらいくつかの好適な実施形態を読めばもっとよく理解することができるだろう。
詳細な図面を以下に特に参照するが、特に示されるものは一例としてであり、本発明の好適な実施形態についての例示としての説明の目的のためだけであり、本発明の原理および概念の態様についての最も役に立つ、容易に理解することができる説明を提供するために示すものである。この点に関して、本発明の基本的理解のために必要な程度以上に詳しい本発明の構造の詳細は示していない。図面を参照しながら説明を読めば、本発明のいくつかの形式を実際にどのように実現できるかが当業者には明らかになるだろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図面について説明するが、図１には前腕の背側部分のために設計された電極位置決め装置が示され、該装置は、真空フォーミングによってプラスチック・シートから作るのが有利であり、ビード・リム４を備えるしゃくし状の構造２を含む。ビード・リム４はしゃくし状の構造２の広い方の端部においては、ヒール５およびフランジ６となり、後者はしゃくし状の構造２の取扱いを容易化するために使用される。
【００１１】
また、２つの表面電極８も示されており、それは両面接着パッチ（図示せず）によって構造２の凹面３に取り付けられている電極キャリヤ１０と、電極キャリヤ１０に固定的に取り付けられている細線メッシュの形式での電極本体１２と、皮膚接触パッド１４とから構成されている。表面電極８の詳細説明は、同時係属イスラエル特許出願第１３５，１７５号に記載されている。表面電極８は、伸筋を活性化する。
【００１２】
さらに、図１の中には各電極キャリヤ１０のリム上に２つの小さな孔１６があり、それらはそれぞれの中心がリムの縁部上にあり、各孔１６はリム上に設けられているインデックス・マーキング１８の丁度反対側に位置している。これらの孔の目的は、以下においてさらに明らかになる。
【００１３】
図２は、構造２の背面を示しており、その表面２０は明らかに凸面である。２つの端子要素２２があり、それぞれ各表面電極８（図１）に対応している。要素２２の拡大側面図が図３に示されている。フラットなアーチ型に曲げられているテーパ形突起２６を搭載している薄板ばね２４がある。その一方の端部において、ばね２４は舌状の付属物２８を備えており、それは有利な中空リベット３０の手段によって、端子要素２２を電極１２（図示されていないパッド１４）と電気的に接続する。一方の端部において、ばね２４はリベット３２の手段によって構造２に固定的に取り付けられている。ばね２４の他方の端部には、細長い孔３４が設けられていて、ワッシャー３６によって押さえられ、ワッシャー３６はばね２４が突起２６の上の圧力によって平坦化される時にばね２４が伸びることができるようになっている。この装置の目的は以下にさらに説明される。
【００１４】
図４は、図１に示されている電極位置決め装置の対応部分、すなわち、前腕の手掌部分に対して設計された電極位置決め装置を示している。しゃくし状の構造２′が示されており、それは構成が僅かに異なっており、スプリントの手掌部分のために設計されている。構造２′の広い方の端部において、ビード・リム４はケーブル・ダクト３８および構造２′を取り扱うための耳状のグリップ４０になっている。単独の表面電極８′が凹面３′の上に取り付けられており、それは屈筋を活性化するためのものであり、図１の中の表面電極８と同じ構成部分から構成されている。図５は、図２に類似の図であり、端子要素２２も示している。
【００１５】
本発明による電極位置決め装置は、セットで供給されることが有利であり、その場合、各電極はサイズ、位置および向きが異なっている。たとえば、前腕の刺激の場合、７電極（伸筋に対して４、屈筋に対して３）の位置決め装置のセットから試行錯誤の選択によって、大多数の患者にとって満足な結果が得られることが経験によって分かっている。しかし、これより大きいか、あるいは小さいかのいずれかで、屈筋および伸筋の異なる比率の位置決め装置が明らかに本発明の範囲内にあることを理解されたい。
また、各セットは以下にさらに説明されるように、臨床医師によって容易に取り付けられる異なるサイズのいくつかの表面電極８および８′も含む。
【００１６】
電極位置決め装置が臨床医師によって、あるいは以下に説明されるように患者自身によって選択されるかどうかにかかわらず、位置決め装置は図６に示されているように患者の皮膚と関連のスプリント・メンバの内面との間に導入されなければならない。いずれのケースにおいても、次の２つの条件が満足されなければならない。
【００１７】
１）完全に導入された時、電極位置決め装置は、そのスプリントに対して相対的な最終位置が常に同じであることが確保されるように、明確なストップに突き当たらなければならない。
２）刺激電流を供給するための効率的な接触が確保されなければならない。
【００１８】
図６はこれらの条件を満足することができる１つの方法を示している。鰐型のスプリントが示されており、それは上顎４２と下顎４４とを備えており、弓型のメンバ４５が手足とスプリントとの間の空間的関係を画定して安定化している。このスプリントの中には、さらに孔４６、４７および４８が設けられている。孔４６と４７との間の距離およびそれらの位置は図２の円錐突起２６の間の距離および位置と同じであり、ばね懸架式突起２６が孔４６、４７の中に滑り込む時に電極位置決め装置２が完全に挿入され、それによって位置決め装置を効果的に保持する。次にこれらの孔を通して刺激電流を供給することができる。スプリントの下顎４４に関係付けられた電極位置決め装置の場合も、状況は似ている。
【００１９】
孔４６、４７および４８がないスプリントでの電極位置決め装置の最終位置を画定するための１つの代替方法は、上顎および下顎４２、４４のそれぞれの縁部５２、５４をストップとして使用し、それに対して伸筋用の電極位置決め装置のヒール５（図１、図２）、または屈筋用の電極位置決め装置のリム４１（図５）を突き合わせるようにする方法である。
また、刺激装置５６からのケーブルの端部を中空リベット３０（図３）の中に半田付けすることによって刺激電流を供給することができる。
【００２０】
本発明による電極位置決め装置は、次の２つの異なるモードで使用することができる。
１）診療所において、臨床医師がまだ電極のないスプリントを患者の前腕上にあてがい、すぐに迅速に複数の電極位置決め装置セットの異なる電極配置および組合せに対する手足の応答を評価し、最善の結果を生じる位置決め装置のペアを選択する。次に臨床医師は、選択された位置決め装置がまだその位置にある状態のままスプリントを取り除き、薄いマーカーを使用して孔１６（図１、図４）を通してそれぞれのスプリント・セクションの内面にドットをマークすることにより、そのスプリントに取り付けられる永久表面電極の将来の位置を示すようにする。ここで臨床医師は電極位置決め装置を取り除き、電極のセットから適切なサイズの電極を選択し、各電極の背面にある接着パッチから保護シリコン・ペーパーを剥がし、次に各永久電極を取り付け、そのインデックス・マーク（図１および図４の中の参照番号１８）がスプリント・セクション上のドットと揃っているようにする。スプリントの孔４６、４７、４８（図６）の中に取り付けられている貫通された金属端子の位置を転写するために、その取り付けられた電極に孔開けすることによって、そして永久接触を確立するためにその孔開けされた電極を通して打ち込まれたねじを使用して電気接続が提供される。
【００２１】
２）このモードにおいては、臨床医師は永久電極を取り付けないが、患者に対していくつかの電極位置決め装置を選択し、患者は家に帰った時に、自分の好きな手足の位置に従って位置決め装置を自分自身で選択して挿入することができる。それはさらに患者が実行したい活動、あるいは好ましい訓練プログラムによって変わる。
【００２２】
本発明が前記例示としての実施形態の詳細に限定されるものではないこと、また本発明が本発明の精神または不可欠な属性から逸脱することなしに他の特定の形式で実行され得ることは当業者なら明らかだろう。したがって、本発明の実施形態はすべての点において例示としてのものであり、制限するものではなく、本発明の範囲は前記説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の等価な意味および範囲の中に入るすべての変更がその中に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スプリントの背面に対する電極位置決め装置の電極側を立てて示した斜視図である。
【図２】図１の電極位置決め装置の背面の斜視図である。
【図３】電極位置決め装置の端子要素の側面図である。
【図４】スプリントの手掌側に対する電極位置決め装置の電極側を立てて示した斜視図である。
【図５】図４の電極位置決め装置の背面の斜視図である。
【図６】図１の位置決め装置がスプリントの背面部分と患者の皮膚との間に導入されている、スプリントを装着している患者の腕の斜視図である。

Claims (7)

1. スプリントと一緒に筋肉の電気刺激のために使用される皮膚接触表面電極のための電極位置決め装置のセットであって、該セットは、しゃくし状の構造の形式で、その凹面が実質的に患者の手足の第１の表面に適合する少なくとも１つの電極位置決め装置と、前記凹面に固定的に取り付けられている所定のサイズ、位置および向きの少なくとも１つの表面電極と、前記凹面の背面からアクセスすることができる、前記少なくとも１つの表面電極を刺激電流のソースに接続するための端子手段とを含み、前記電極位置決め装置は前記手足の表面と前記スプリントの内面との間に導入することができるように構成され、前記電極位置決め装置を所定の再現可能な前記スプリントに対する相対的な最終位置に捕捉するための手段を備える、電極位置決め装置のセット。
2. 請求項１に記載の電極位置決め装置のセットにおいて、前記表面電極が前記しゃくし状の構造の凹面、導電層および皮膚接触布パッドに取り付け可能な電極キャリヤを含む電極位置決め装置のセット。
3. 前記端子手段が前記凹面の前記背面に取り付けられているばね懸架式円錐金属突起であり、前記導電層に電気的に接続され、前記最終位置において前記ばね懸架式円錐金属突起は前記スプリントの中に位置している金属端子と接触し、刺激電流の前記ソースに接続することができる、請求項２に記載の電極位置決め装置のセット。
4. 前記端子手段が前記ばね懸架式円錐金属突起と導電接続されている金属舌片であり、前記金属舌片は前記表面電極と前記刺激電流のソースとを接続するケーブル手段の端部を受け取ることができる、請求項３に記載の電極位置決め装置のセット。
5. 前記位置決め装置を捕捉するための前記手段が前記ばね懸架式円錐金属突起によって構成され、前記ばね懸架式円錐金属突起は、前記スプリントの中の凹部との係合によって、前記電極位置決め装置の最終位置を画定している、請求項３に記載の電極位置決め装置のセット。
6. 前期しゃくし状の構造は、該しゃくし状の構造の広い方の端部においてヒールおよびフランジとなるビード・リムを備え、前記位置決め装置を捕捉するための前記手段は該ヒールによって構成され、該ヒールは前記スプリントの縁部に対して突き合わせることによって前記位置決め装置の前記最終位置を画定するようになっている、請求項１に記載の電極位置決め装置のセット。
7. 前記電極位置決め装置は、ステンシル手段をさらに含み、該ステンシル手段は前記しゃくし状の構造の２つの小さい孔であり、該２つの小さな孔は該電極キャリヤのリム上の２つの端部上にあって、該リム上に設けられたインデックス・マークに隣接している、請求項２に記載の電極位置決め装置のセット。

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