JP5366146B2 - 経皮刺激による血圧安定化装置 - Google Patents

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Description

本発明は、低血圧症を治療するための電気刺激装置及び低血圧症の治療方法に関し、特に脊髄損傷患者に対して用いられる電気刺激装置および方法に関する。
脊髄損傷患者は、自律神経の通過路である脊髄の損傷のため、自律神経反射の不全による低血圧症を引き起こすことが多いことが知られている。すなわち、脊髄は神経の重要な通過路であり、外傷などにより脊髄に障害が生じた場合、神経伝達路が遮断されて、傷害部以下に運動麻痺、知覚麻痺、及び自律神経障害等が引き起こされる。日本における脊髄損傷の発生頻度は年間約5000人と言われており、高位損傷が大部分を占めるため、全体の68%の患者で低血圧症を発症し、その35%が昇圧薬の服用が必要とされる。
ここで、脊髄損傷患者にとって低血圧症は重篤な病態である。特に、起立性的血圧は、臥位から座位へ体位を変化させた際や急に立つなどの動作により、急激な低血圧を引き起こし、めまいや立ちくらみ、重篤な患者では意識不全に陥る。そこで、従来より薬物療法でのコントロールを試みられてきているが、この種の低血圧症が起こるメカニズムは自律神経反射不全によることから、非常に困難であるというのが現実である。
他方、経験的に機械的な、電気的な刺激などにより血圧が上昇する現象が知られているが、この現象を積極的に低血圧症の治療に応用するには至っていない。
また、外科手術中の血圧低下を防止するため、脊髄を直接電気的に刺激する方法もあるが、脊髄を刺激するために、カテーテルを脊髄近くまで外科的手法により侵襲させる必要があり、患者に負担をかけることとなる。また、日常生活にはカテーテルの侵襲が必要であることから、脊髄損傷患者のクオリティー・オブ・ライフ(QOL)の向上には繋がらないのが現状であった。
The Effect of Lower−Extremity Functional Electric Stimulation on theOrhtostatic Responses of People with Tetraplegia.Arch Phys Med Rehabil 2005;86:1427−33. Circulatory Hypokinesis and Functional Electric Stimulation During Standing in Persons with Spinal Cord Injury.Arch Phys Med Rehabil 2001;82:1587−95. Electrical Stimulation of Abdominal muscles forControl of Blood Pressure and Augmentation of Cough in a C3/4 level tetraplegic.Spinal Cord 2002;40:34−36.
この発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので、非侵襲的方法により低血圧症の起立性血圧低下を防止・治療できる電気刺激装置を提供することを目的とするものである。
解決手段
上記課題を解決するため、この発明の第一の主要な側面によれば、適用対象の血圧を継続的に測定する血圧測定手段と、前記適用対象の皮膚に所定周波数の電流を間欠的に印可することで前記治療対象の皮膚を刺激する電流印加手段と、前記適用対象の血圧が所定の目標血圧値以下に下がった場合に、前記電流印加部を作動させて適用対象の皮膚を刺激することで前記血圧を前記目標値に保持するように前記電流印加部を制御する制御手段とを有することを特徴とする低血圧症用の電気刺激装置が提供される。
このような構成によれば、皮膚に電流を印可するようにしたので、非侵襲的方法で、血圧低下を防止することができる。すなわち、本発明者らは、皮膚に対する電流刺激に対して、安定した血圧上昇応答を得ることができることを見出した。そして、この応答特性は、患者を問わずほぼ一定であることから、たとえばフィードバック制御により、比較的簡便な構成で、患者の血圧を安定させることができる装置を構成することができる。
この発明の一の実施形態によれば、前記電流印加手段による前記間欠的な電流の印加は、印加時間より非印加時間が長く、前記印加時間は1〜3秒、非印加時間は4〜10秒であることが好ましい。
このような間欠的電流印加とすることで、長時間であっても、安定した血圧上昇効果を持続的に与えることができる。
また、別の一の実施形態によれば、前記電流印加手段は、前記患者の鼠径部から大腿部、腰部、下腹部の間に配置される電極を有するものである。
このような構成によれば、小さい電力、電流値で、最大の効果を得ることができる。
更に別の一実施形態によれば、前記制御手段は、フィードバック制御により適用対象の血圧を前記目標値に保持するものである。この場合、前記制御手段は、所定の周波数において、印加する電流を変動制御するものであることが好ましい。
さらなる別の一の実施形態によれば、この装置は、更に、前記目標血圧値を入力するための操作手段を有することが好ましい。また、この電気刺激装置は、車いすに固定されているものであることが好ましい。
この発明の第2の主要な観点によれば、適用対象の血圧を継続的に測定する血圧測定工程と、前記適用対象の皮膚に所定周波数の電流を間欠的に印可することで前記治療対象の皮膚を刺激する電流印加工程と前記適用対象の血圧が所定の目標血圧値以下に下がった場合に、前記電流印加部を作動させて適用対象の皮膚を刺激することで前記血圧を前記目標値に保持するように前記電流印加部を制御する制御工程とを有することを特徴とする低血圧症のための電気刺激方法が提供される。
なお、この発明の上記述べた以外の他の特徴については、次に説明する「発明を実施するための最良の形態」及び図面を参照することにより当業者にとって容易に理解することができる。
以下に、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
図1は、この実施形態に係る電気刺激装置1を示す概略構成図である。
この装置1は、装置本体2に、血圧センサー3及び電極4が接続されてなる。そして、前記装置本体2には、血圧測定部5、電流印加部6、制御部7、インタフェース8、設定値格納部9、及び電源10が設けられている。
上記電流印加部6は、前記電極4に接続され、この電極4を介して上記人体の皮膚に所定周波数の電流を間欠的に印可する機能を有する。前記電極は、患者の鼠径部から大腿部、腰部、下腹部の間の皮膚上に配置されることが好ましく、約5cm〜10cmの有効電流印加面積を有する。
また、上記血圧測定部5は、上記血圧センサー3によって患者の血圧を継続的に計測する機能を有する。この血圧センサー3は、既存のものでよく、たとえば、光センサー、脈波伝播速度法など利用した血圧センサーや無線血圧センサーなどの非侵襲的センサーが採用される。
前記制御部7は、前記患者の血圧が所定の目標血圧値以下に下がった場合に前記電流印加部6を作動させて患者の皮膚を刺激し、その血圧を前記目標血圧値(以上)に保持するように前記電流印加部5を制御する機能を有する。この制御部7は後述するようにフィードバック制御を用いて前記電極4に印可する電流を動的に制御するようになっている。
また、前記操作インタフェース8は、目標血圧値を設定するためのものであり、例えば、この図に示すように、パイロットランプ11、高血圧ボタン12、低血圧用ボタン13を有し、標準の目標血圧値の他、それぞれのボタンに応じた目標血圧値を設定できるようになっている。また、この操作インタフェース8には、図示しないが、目標血圧値又は/及び測定値を表示するためのデジタル式の血圧表示部が備えられていてもよく、また、微調整を行うために例えば上下ボタン等が設けられていてもよい。
上記設定値格納部9は、上記操作インタフェース8で設定された目標血圧値の他、上記電極4への印加電流値・周波数・動作特性や血圧センサー3の測定特性、その他の設定値を格納する。これらの設定値は、上記制御部7によって取り出され、前記フィードバック制御に用いられるようになっている。また、この設定値格納部9には、上記電極4(電流印加部5)を作動させる時間間隔についても格納している。後述するように、電極4の作動は間欠的であり、その時間間隔は、印加時間1〜3秒、非印加時間4〜10秒の範囲であることが好ましい。
以下、この装置の設定及び作用、この装置を用いた低血圧症の治療方法の例を詳しく説明する。
頚髄損傷患者における血圧変化
図2は、本実施形態に係る装置が適用される起立性低血圧症を説明するためのグラフである。この図において、(a)は重篤な低血圧症患者のベッド起立角度、(b)血圧、(c)心拍数を示すものである。グラフ(b)に示すように、患者のベッド角度が0度から60度へ挙上するに伴い、血圧の顕著な減少が見られる。
図3A、図3Bは、重篤な低血圧症を患った頸髄、胸髄損傷患者(C4A〜C5Aの様々な損傷レベルの患者10人)を対象として実験を行った血圧変化を示すグラフである。それぞれ、心電図と血圧を連続的に記録したもので、チルトテーブル上で臥位とした後、30度若しくは60度まで挙上し、血圧の低下する程度を測定したところ、全患者においてベッド挙上角度と相関した血圧の低下が見られた。
本実施形態の装置および方法は、このような脊髄損傷患者の起立性低血圧症に適用され、起立時の血圧低下を防止するものである。
電極設置位置の決定
図4〜図5は、前記電極4の最適な固定位置を示す各種図である。
この実施形態では、最適な固定位置を特定するにあたり、まず、図4A及び図4Bに示すように患者の下腿、膝、大腿、鼠径部、下腹部、鎖骨下それぞれにつねり刺激を与え、刺激に伴う血圧上昇を観察した。そしてこれにより特定された人体の各部位に電極4を取り付け、部位ごとに収縮期血圧及び平均血圧の上昇度を求めたところ、図5A及び図5Bに示すように、大腿、鼠径部、及び下腹部に大きな反応がみられた。
この結果から、電極4の固定位置は鼠径部から大腿部、下腹部の間に配置するのが最も好ましいことがわかるが、患者の姿勢やその他の理由により、固定位置を適宜上記で特定した位置以外とすることはもちろん可能である。上記結果は、具体的に配置した電極の位置を示したのみであり、鼠径部〜大腿部〜下腹部の間のたとえば腰部に配置することも可能である。なお、固定位置により、血圧上昇応答特性が変動する場合には、それに応じて、上記設定値格納部に電極特性の設定値を適宜調整すればよく、たとえば、下腿部や上半身に固定するようにしてもよい。
電流及び周波数の設定
この装置では、上記電極4と血圧センサー3を患者の皮膚に固定し、電源10を接続することで動作を開始する。そして、患者の血圧が所定の目標値以下に低下した場合に、この低下を補償するように上記電極4を通して患者の皮膚に所定の周波数・電流値の電流を印加する。
以下に結果を示すが、前記電極4は、前述の電極位置の決定により反応性が高いことが特定された鼠径部から下腹部間の所望の位置に配置した。図6A及び図6Bは、患者の鼠径部から下腹部間の所望の位置に電極4を取り付け、周波数を10Hzと一定にし、0.3msecの矩形波の刺激のもとで、電流を0〜2.5mA/cmまで0.5mA/cmステップで変化させて得られた血圧変動の結果を示すグラフである。これらのグラフから、いずれの電流値においても患者の電流印加による血圧応答が得られ、かつ電流の増加と正相関していることがわかる。なお、脊髄患者は痛みを感じないので、皮膚へのダメージを与えない程度まである程度高くすることが可能でありかつ有効である。
図7A及び図7Bは、患者の鼠径部から下腹部間の所望の位置に電極4を取り付け、電流を40mAに一定にし、0.3msecの矩形波の刺激のもとで、周波数を5Hz、10Hz、20Hz、40Hzと変化させて得られた血圧変動の結果を示すグラフである。これらのグラフからいずれの周波数においても、患者の電流印加による血圧応答が得られかつ周波数の増加に伴い血圧応答性大きくなることがわかる。ただし、周波数が大きいと筋肉の強直性の収縮が起こり不快感を覚える患者がいるため周波数は低めで電流を上げる方がより好ましい。たとえば、周波数を10Hz程度では筋収縮で不快感があるが、10Hz以下であれば不快感が少ないと考えられる。
電極サイズの設定
また、この実施形態においては、電機刺激に最適な電極4の大きさを決定するため、電極4の大きさを変化させた場合の血圧変動を調べた。上述したように患者の鼠径部に電極を取り付け電気刺激を与えた。その結果、電極は比較的小さな電極ほど大きな反応性を示し、複数個使用する事により反応性は増強した。これは皮膚の刺激部位における電流密度が血圧応答を規定していることを示唆している。このような性質を利用することにより、これまでの研究報告と比較し、より弱い電気刺激で大きな血圧応答を示すことが可能となる。
この結果、この実施形態では、最適な電極サイズを5cm〜10cmとしたが、もちろん、これよりも小さいサイズでも大きいサイズでもよい。
また、電極は1つに限らず、複数個使用することが可能である。その場合、複数の電極のすべてが同じ大きさであっても良いし、異なる大きさであっても良い。例えば2つの電極を用いる場合、これらの電極は、患者の同じ部位に左右対称に配置することが好ましい。
間欠刺激条件
上述したように、本実施形態では、患者に対する電流印加を間欠的に行う。
これは、連続印加による皮膚刺激では血圧応答が数分で得られなくなることに基づくが、図8は、適切な間欠刺激時間間隔を決定するために、患者の鼠径部から下腹部間の所望の位置に電極4を取り付け、間欠時間間隔を種々(連続、2秒ON・2秒OFF、2秒ON・4秒OFF,2秒ON・6秒OFF、2秒ON・10秒OFF)にしてその血圧上昇応答を調べたグラフである。図8に示したとおり、連続刺激では除々に血圧が下がる傾向が観察された。刺激時間より長い無刺激時間を与える方が効果的であり、この際、オフ時間を延長させると、オフ時間内で血圧が低下し始めるため、適度なオフ時間を検討することが必要である。最適な間欠条件として、刺激時間は1〜3秒で、非刺激時間は4〜10秒、最も好ましくは刺激時間2秒、非刺激時間6秒の組み合わせである。
フィードバック制御
前述したように、前記制御部は患者の血圧低下を防止し目標血圧値に安定化させるためにフィードバック制御を行う。このフィードバック制御を設定するために調べた電流−血圧の動的特性を図9A及び図9Bに示す。この結果により、あらゆる患者の重篤度によらず、略共通した動的特性を有することが見出された。この結果から、任意の治療対象に対して一定の電気的制御を行うことにより、治療対象の血圧低下を抑制できることがわかる。
ここで同定した動的特性に基づき、伝達関数の推定および制御器を設計するために、White noise法もしくはSTEP応答より皮膚電気刺激に対する血圧応答性の動特性を同定し、図10Aのブロック線図に示されるようなフィードバック制御による制御器を設計した。図10Bは、係数Kp、Kiを種々変動させた場合における応答特性を示すグラフである。なお、図10の例では、PID制御を用いたが、これに限定されるものではない。
なお、複数の電極を用いる場合、この制御部は電極(電流印加部)に応じて設けられていても良いし、1つの制御部で複数の電極を制御するものであってもよい。
動作例
図11は、目標血圧値を85mmHg、周波数10Hz、0.3msec、2秒on/6秒off、電極面積8cmの条件下で電流最大値60mAで変動させた場合における実際の対象患者における血圧変動結果を示すものである。この図から明らかなように、治療対象患者の血圧は、間欠的に与えられた電気刺激によって、目標血圧値の85mmHg付近で維持された。
また、図12は、同じ装置を適用した場合の他の症例として、目標血圧値を85mmHgとし、周波数を固定して電流を制御した場合の血圧変動を示したものである。更に、図13は、同様に、同じ装置を適用し、目標血圧値を65mmHgとして電流値を固定して周波数を制御した場合の血圧変動結果を示したものである。
このように、この実施形態の装置によれば、患者の重篤度その他の属性によらず目標血圧値を設定するだけで、短時間で患者の血圧をその目標血圧値に安定化させることができる。例えば、この実施形態では、約20秒以内に患者の血圧値を目標血圧値まで上昇させ安定させることが可能である。
更に、図14は、周波数を10Hzに固定して最大電流を60mAとして電流を制御させた場合の7症例の血圧変動の平均を示したものである。いずれの症例においても、間欠的な電気刺激により持続的な血圧の上昇が見られ、目標血圧値付近に維持されていることがわかる。
装置使用例
上記の説明ではベッド上で起き上がる場合を例にとって説明したが、この装置の最も典型的な使用例としては、車いすに固定し、車いすを利用する際に患者に取り付けるような用い方である。
以上、この発明の一実施形態を説明したが、上記の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更することなく、種々変形することができる。
たとえば、上記実施形態では、脊髄損傷患者による低血圧症を対象にした例を示しているが、本装置の使用対象はこれらに限らず、例えば収縮期血圧が100mmHgを下回る対象に適用することも可能である。
また、上記一実施形態では、ケース2の中に各種構成要素が実装されているが、このような構成に限定されるものではなく、複数のケースから構成されていてもよい。
図1は、本発明の電気刺激装置を示す概略構成図である。 図2は、起立性低血圧症患者が臥位からベッド角度(c)を変化させた場合の脈拍(a)及び血圧(b)の変化を示したグラフである。 図3Aは、重篤な低血圧症を患った頸髄、胸髄損傷患者(C4A〜C5Aの様々な損傷レベルの患者10人)を対象としてチルトテーブル上で臥位とした後、30度若しくは60度まで挙上した際の収縮期血圧変化を示すグラフである。 図3Bは、重篤な低血圧症を患った頸髄、胸髄損傷患者(C4A〜C5Aの様々な損傷レベルの患者10人)を対象としてチルトテーブル上で臥位とした後、30度若しくは60度まで挙上した際の平均血圧変化を示すグラフである。 図4Aは、患者の鼠径部、大腿、下肢、臍横、鎖骨下それぞれにつねり刺激を与え、刺激に伴う血圧変動を継続的に観察した図である。 図4Bは、4人の患者の下腿、膝、大腿、鼠径、腹部、鎖骨下それぞれにつねり刺激を与え、刺激に伴う収縮期血圧を観察した図である。 図5Aは、患者の腰部(1)〜下腿(6)に40mA、40Hz、0.3msecの設定で、2秒ON、6秒OFFの間欠的電気刺激を与えた際の心拍数及ぶ血圧の変動を示した図である。 図5Bは、患者の下腿、大腿、鼠径部、下腹部それぞれに5mA/cm、10Hz、0.3msecの刺激を与えた際の平均血圧の上昇度を示した図である。 図6Aは、患者の鼠径部に電極4を取り付け、周波数を10Hzと一定にし、0.3msecの矩形波の刺激のもとで、電流を10mA、20mA、40mA、60mAと変化させた際の血圧変動を継続的に観察したグラフである。 図6Bは、患者の鼠径部に電極4を取り付け、周波数を10Hzと一定にし、0.3msecの矩形波の刺激のもとで、電流を1.3mA/cm、2.5mA/cm、5mA/cm、7.5mA/cmと変化させた際の収縮期血圧(SBP)、平均血圧(MBP)、及び拡張期血圧(DBP)を示したグラフである。 図7Aは、電流を40mAに一定にし、0.3msecの矩形波の刺激のもとで、周波数を0〜10Hzまでと変化させた際の血圧変動を継続的に観察したグラフである。 図7Bは、電流を40mAに一定にし、0.3msecの矩形波の刺激のもとで、周波数を5Hz、10Hz、20Hz、40Hzと変化させた際の収縮期血圧(SBP)、平均血圧(MBP)、及び拡張期血圧(DBP)を示したグラフである。 図8は、患者に印加する電流の間欠時間間隔を種々(連続、2秒ON・2秒OFF、2秒ON・4秒OFF、2秒ON・6秒OFF、2秒ON・10秒OFF)にしてその血圧上昇応答を示したグラフである。 図9Aは、一定の周波数の電流を印加した際の電流−血圧の動的特性を示した図である。 図9Bは、一定の周波数の電流を印加した際の電流−血圧の動的特性を示した図である。 図10は、フィードバック制御による制御器を設計するためのブロック線図(a)及び係数Kp、Kiを種々変動させた場合における応答特性(b)を示すグラフである。 図11は、目標血圧値を85mmHgとし、周波数10Hz、0.3msec、2秒ON/6秒OFF、電極面積8cmの条件下で電流値最大60mAで変動させた場合における実際の対象患者における血圧変動結果を示すものである。 図12は、目標値85mmHgとし、周波数を固定して電流値を制御した場合の血圧変動結果を示したグラフである。 図13は、目標値65mmHgとし、電流値を固定して周波数を制御した場合の血圧変動結果を示したグラフである。 図14は、周波数を10Hzに固定して最大電流を60mAとして電流を制御させた場合の7症例の血圧変動の平均を示した図である。
符号の説明
1...電気刺激装置
2...電気刺激装置本体
3...血圧センサー
4...電極
5...血圧測定部
6...電流印加部
7...制御部
8...操作インターフェイス
9...設定値格納部
10...電源
11...パイロットランプ
12...高血圧ボタン
13...低血圧ボタン

Claims (6)

  1. 適用対象の血圧を継続的に測定する血圧測定手段と、
    前記適用対象の鼠径部から大腿部、腰部、下腹部の間に配置されるように構成された電極を有し、前記適用対象の皮膚に所定周波数の電流を間欠的に印可することで前記適用対象の皮膚を刺激する電流印加手段と、
    前記適用対象の血圧が所定の目標血圧値以下に下がった場合に、前記電流印加手段を作動させて前記適用対象の皮膚を刺激することで前記血圧を前記目標値に上昇させその目標値の血圧で保持するように前記電流印加部を制御する制御手段と
    を有し、
    前記制御手段は、
    印加される電流が最大電流60mA、最大周波数20Hz印加時間が1〜3秒、非印加時間4〜10秒、
    となるように前記電流印加部を制御するものである
    ことを特徴とする低血圧症用の電気刺激装置。
  2. 請求項1記載の電気刺激装置において、
    前記制御手段は、
    フィードバック制御により適用対象の血圧を前記目標値に保持するものである
    ことを特徴とする低血圧症用の電気刺激装置。
  3. 請求項1記載の電気刺激装置において、
    更に、前記目標血圧値を入力するための操作手段を有する
    ことを特徴とする低血圧症用の電気刺激装置。
  4. 請求項1記載の電気刺激装置において、
    この装置は、脊髄損傷による低血圧症を治療するためのものである
    を有することを特徴とする低血圧症用の電気刺激装置。
  5. 請求項1記載の電気刺激装置において、
    この装置は、起立性低血圧症を治療するためのものである
    を有することを特徴とする低血圧症用の電気刺激装置。
  6. 請求項1記載の電気刺激装置において、
    この電気刺激装置は、車いすに固定されている
    ことを特徴とする低血圧症用の電気刺激装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020080865A3 (ko) * 2018-10-19 2020-06-11 주식회사 바디프랜드 치매 또는 우울증과 같은 뇌질환의 예방 및 치료를 위한 자기장 자극기를 장착한 마사지 장치 및 방법

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3912674A1 (en) 2013-01-21 2021-11-24 Cala Health, Inc. Devices for controlling tremor
JP6606105B2 (ja) 2014-06-02 2019-11-13 カラ ヘルス,インコーポレイテッド 振戦を治療するための抹消神経刺激用のシステム及び方法
CN107847730B (zh) 2015-06-10 2021-03-16 卡拉健康公司 用于外周神经刺激以利用可拆卸治疗和监测单元治疗震颤的系统和方法
US10603482B2 (en) 2015-09-23 2020-03-31 Cala Health, Inc. Systems and methods for peripheral nerve stimulation in the finger or hand to treat hand tremors
CN108778411B (zh) 2016-01-21 2022-06-03 卡拉健康公司 用来治疗与膀胱过动症相关的疾病的用于外周神经调制的系统、方法和装置
JP7077297B2 (ja) 2016-07-08 2022-05-30 カラ ヘルス,インコーポレイテッド 厳密にn個の電極および改善された乾式電極を用いてn個の神経を刺激するためのシステムおよび方法
WO2018148844A1 (en) * 2017-02-17 2018-08-23 The University Of British Columbia Apparatus and methods for maintaining physiological functions
US11331480B2 (en) 2017-04-03 2022-05-17 Cala Health, Inc. Systems, methods and devices for peripheral neuromodulation for treating diseases related to overactive bladder
DE20168827T1 (de) 2017-06-30 2021-01-21 Gtx Medical B.V. System zur neuromodulierung
EP3740274A4 (en) 2018-01-17 2021-10-27 Cala Health, Inc. SYSTEMS AND METHODS FOR TREATING INFLAMMATORY INTESTINAL DISEASE USING PERIPHERAL NERVE STIMULATION
US10806920B2 (en) 2018-09-21 2020-10-20 Battelle Memorial Institute Non-invasive and selective bioelectronic control of blood pressure
DE18205817T1 (de) 2018-11-13 2020-12-24 Gtx Medical B.V. Sensor in bekleidung von gliedmassen oder schuhwerk
EP3653256B1 (en) 2018-11-13 2022-03-30 ONWARD Medical N.V. Control system for movement reconstruction and/or restoration for a patient
EP3695878B1 (en) 2019-02-12 2023-04-19 ONWARD Medical N.V. A system for neuromodulation
US20220184386A1 (en) 2019-05-15 2022-06-16 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) System and method for control of autonomic function
US20220125374A1 (en) 2019-05-15 2022-04-28 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne System and method for closed loop control of autonomic function
US11890468B1 (en) 2019-10-03 2024-02-06 Cala Health, Inc. Neurostimulation systems with event pattern detection and classification
EP3827871A1 (en) 2019-11-27 2021-06-02 ONWARD Medical B.V. Neuromodulation system
EP3915470A1 (en) 2020-05-26 2021-12-01 ONWARD Medical B.V. Neuromodulation and/or neurostimulation system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999027991A1 (fr) * 1997-11-28 1999-06-10 Matsura Masayuki Methode de therapie ondulatoire et appareil afferent
JP2004522506A (ja) * 2001-01-17 2004-07-29 ライフウェア リミテッド 一連の電気的に誘発した筋肉収縮によって血流を改善するための方法及び装置
JP2005511163A (ja) * 2001-12-04 2005-04-28 サイエンス、メディカス、インコーポレイテッド 電気的波形で血圧を調整する装置及び方法
JP2007054299A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Sharp Corp 電気治療装置、およびそれを構成するためのシステム
WO2007063900A1 (ja) * 2005-11-30 2007-06-07 Japan As Represented By The President Of National Cardiovascular Center 身体表面刺激治療装置ならびに身体表面刺激治療プログラムおよびこれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
WO2007094828A2 (en) * 2006-02-10 2007-08-23 Electrocore, Inc. Electrical stimulation treatment of hypotension

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE346468B (ja) * 1969-02-24 1972-07-10 Lkb Medical Ab
US4421336A (en) * 1982-09-14 1983-12-20 Wright State University Vehicle for the paralyzed
US5707400A (en) * 1995-09-19 1998-01-13 Cyberonics, Inc. Treating refractory hypertension by nerve stimulation
US6356787B1 (en) * 2000-02-24 2002-03-12 Electro Core Techniques, Llc Method of treating facial blushing by electrical stimulation of the sympathetic nerve chain
US7706884B2 (en) * 2003-12-24 2010-04-27 Cardiac Pacemakers, Inc. Baroreflex stimulation synchronized to circadian rhythm
US20050222628A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-06 Krakousky Alexander A Implantable device for pain control and other medical treatments
US20070156200A1 (en) * 2005-12-29 2007-07-05 Lilian Kornet System and method for regulating blood pressure and electrolyte balance
CN100488581C (zh) * 2005-12-31 2009-05-20 南京医科大学 芯片植入式闭环血压调控方法与系统
US7797041B2 (en) * 2006-10-11 2010-09-14 Cardiac Pacemakers, Inc. Transcutaneous neurostimulator for modulating cardiovascular function

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999027991A1 (fr) * 1997-11-28 1999-06-10 Matsura Masayuki Methode de therapie ondulatoire et appareil afferent
JP2004522506A (ja) * 2001-01-17 2004-07-29 ライフウェア リミテッド 一連の電気的に誘発した筋肉収縮によって血流を改善するための方法及び装置
JP2005511163A (ja) * 2001-12-04 2005-04-28 サイエンス、メディカス、インコーポレイテッド 電気的波形で血圧を調整する装置及び方法
JP2007054299A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Sharp Corp 電気治療装置、およびそれを構成するためのシステム
WO2007063900A1 (ja) * 2005-11-30 2007-06-07 Japan As Represented By The President Of National Cardiovascular Center 身体表面刺激治療装置ならびに身体表面刺激治療プログラムおよびこれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
WO2007094828A2 (en) * 2006-02-10 2007-08-23 Electrocore, Inc. Electrical stimulation treatment of hypotension

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020080865A3 (ko) * 2018-10-19 2020-06-11 주식회사 바디프랜드 치매 또는 우울증과 같은 뇌질환의 예방 및 치료를 위한 자기장 자극기를 장착한 마사지 장치 및 방법

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