JP6130851B2 - 経皮的電気神経刺激を使用して痛みを軽減するための装置、および電極配列 - Google Patents

Description

出願人
ＮｅｕｒｏＭｅｔｒｉｘ，Ｉｎｃ．
発明者
Ｓｈａｉ Ｎ．Ｇｏｚａｎｉ
Ｘｕａｎ Ｋｏｎｇ
Ａｎｄｒｅｓ Ａｇｕｉｒｒｅ
Ｇｌｅｎｎ Ｈｅｒｂ
Ｍａｒｃ Ｃｒｙａｎ
Ｍｉｃｈｅａｌ Ｗｉｌｌｉａｍｓ
係属中の先行特許出願への言及
この特許出願は、以下の利益を主張する。

（ｉ）ＳＥＮＳＵＳ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＭＯＤＥＬに関してＳｈａｉ Ｎ．Ｇｏｚａｎｉによって２０１１年１１月１５日に出願された係属中の先行米国仮特許出願第６１／５６０，０２９号（代理人整理番号ＮＥＵＲＯ−５９ ＰＲＯＶ）、および、
（ｉｉ）ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＲＥＬＩＥＶＩＮＧ ＰＡＩＮ ＵＳＩＮＧ ＴＲＡＮＳＣＵＴＡＮＥＯＵＳ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＮＥＲＶＥ ＳＴＩＭＵＬＡＴＩＯＮに関してＳｈａｉ Ｎ．Ｇｏｚａｎｉ等によって２０１２年６月８日に出願された係属中の先行米国仮特許出願第６１／６５７，３８２号（代理人整理番号ＮＥＵＲＯ−６０ ＰＲＯＶ）。

先に特定される２つ（２）の特許出願は、参照により本願に組み入れられる。

この発明は、一般に、慢性の痛みの症状軽減をもたらすために患者の無傷の皮膚にわたって電極により電流を供給する経皮的電気神経刺激（ＴＥＮＳ）デバイスに関し、より詳細には、痛みを伴う糖尿病性神経障害の症状軽減をもたらすためのＴＥＮＳデバイスの使用に関する。

糖尿病性末梢神経障害（ＤＰＮ）は、米国内の約２５００万の人および世界中の３億を超える人を襲う糖尿病の最も一般的な慢性合併症である。ＤＰＮは、主に脚や下肢の末梢神経を侵す。ＤＰＮは、切断を要する足部潰瘍を引き起こす場合がある感覚の損失をもたらし得る。また、ＤＰＮは、激しい衰弱性の神経障害性痛みをもたらす場合もある。

ＤＰＮに起因する痛みは、痛みを伴う糖尿病性神経障害（ＰＤＮ）と呼ばれる。ＰＤＮは、ＤＰＮを伴う人の約５０％、および、糖尿病を患う全ての人の１０〜２０％を侵す。ＰＤＮは、一般に、典型的には抗うつ剤または抗てんかん剤である薬剤を使用して薬理学的に処置される。これらの薬剤は、投与することが難しい場合があり、また、多くの人にかなりの副作用をもたらす場合がある。結果として、糖尿病およびＰＤＮを伴う人は、しばしば、完全に治療されておらず、また、ＰＤＮを伴う人の５０％の人が任意の抗痛治療を受けていない場合がある。したがって、ＰＤＮの管理のための更なる鎮痛オプションの明確な必要性が存在する。

経皮的電気神経刺激（ＴＥＮＳ）デバイスは、急性疼痛および慢性疼痛を抑制するために人体の特定の領域に電流を印加する。ＰＤＮの管理で幅広く使用されないが、最近の兆候は、ＴＥＮＳがＰＤＮを伴う患者のための補助的なまたは主要な治療と見なされるべきであることを示唆する。

ＴＥＮＳの最も一般的な形態は、従来型ＴＥＮＳと呼ばれる。従来型ＴＥＮＳでは、痛みの領域内で、痛みの領域付近で、または、痛みの領域に近接して、皮膚上に電極が配置される。その後、電極を介して電気刺激が患者に与えられる。この場合、電気刺激は、一般に約１０〜２００Ｈｚの周波数の低強度（一般的に５０〜６０ｍＡ未満）、短い持続時間（一般的に５０〜２００マイクロ秒）のパルスの形態を成す。

ＴＥＮＳの根底にある生理的原理は、Ａβ感覚神経線維、主に深組織求心神経の興奮が脳への痛み信号の伝達を妨げることである。作用の最も一般的に挙げられる機構は、当初は１９６５年にＭｅｌｚａｃｋおよびＷａｌｌにより提案された「痛みのゲート理論」（Ｍｅｌｚａｃｋ Ｒ，Ｗａｌｌ ＰＤ．Ｐａｉｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ：ａ ｎｅｗ ｔｈｅｏｒｙ．Ｓｃｉｅｎｃｅ．１９６５；１５０：９７１−９７９）である。近年では、ＴＥＮＳ無痛覚の根底にある分子機構が研究されてきている。脊髄後角における侵害受容ニューロンの抑制によって痛み信号が妨げられることが究明されてきた（ＤｅＳａｎｔａｎａ ＪＭ，Ｗａｌｓｈ ＤＭ，Ｖａｎｃｅ Ｃ，Ｒａｋｅｌ ＢＡ，Ｓｌｕｋａ ＫＡ．痛覚過敏および痛みに関する経皮的電気神経刺激の有効性．Ｃｕｒｒ Ｒｈｅｕｍａｔｏｌ Ｒｅｐ．２００８；１０（６）：４９２−４９９）。このプロセスは、中脳水道周囲灰白質（ＰＡＧ）および延髄腹内正中部（ＲＶＭ）から伝わる信号によって促進される。また、痛み信号が末梢神経系で遮断されるという証拠も存在する。感覚求心神経刺激は、δオピオイド受容体の活性化によって痛みを抑制する内因性オピオイドの解放を引き起こす。これらの受容体は、脊髄の後角を含む神経系の全体にわたって位置される。オピオイド受容体は、その活性化が例えばイオンチャネル調整によってニューロン活動を減少させるＧ−タンパク質共役受容体である。モルヒネ感受性のμ−オピオイド受容体と同様に、δオピオイド受容体は無痛覚を含むが、２つの受容体亜型は、異なる神経解剖学的分布を有するとともに、悪用の可能性がある。また、ＴＥＮＳは、抑制性神経伝達物質ＧＡＢＡの細胞外濃度を高めるとともに、脊髄後角における興奮性神経伝達物質グルタミン酸塩およびアスパラギン酸塩の濃度を低下させる。

従来型ＴＥＮＳデバイスにおいて、電気回路は、特定の特性を有する刺激パルスを発生させる。パルス波形仕様は、強度（ｍＡ）、持続時間（マイクロ秒）、および、形状（一般的には、単相または二相）を含む。パルスパターン仕様は、周波数（Ｈｚ）および刺激セッションの長さ（分）を含む。患者の皮膚上に配置される電極の１つ以上の対は、電気パルスを変換し、それにより、下層の神経を刺激する。刺激パルスの強度を変えるとともに、刺激パルスの周波数を更に低い度合まで変えることにより、ＴＥＮＳの臨床的有益性を最適化することができる。

ＴＥＮＳ治療の有効な使用に対する大きな障壁が、達成される鎮痛量に対する、ＴＥＮＳを定期的に適用するために必要な労力の不釣り合いな大きさであることを暗示する証拠がある。特に、大部分のＴＥＮＳデバイスは、汎用目的のため、すなわち、様々な痛み源に由来する様々な解剖学的部位での痛みを軽減するように形成される。これは、複数の別個の構成要素を有するＴＥＮＳシステムを必要とする。例えば、ＴＥＮＳ電極およびＴＥＮＳ刺激器は一般に長いリード配線を介して互いに接続され、これらの長いリード配線は、患者が管理することが難しい場合があり、また、外部から見える場合には患者を当惑させる場合がある。電極自体は一般に形状および機能が一般的であり、生理学的に且つ臨床的に最適な配置で電極を位置決めするには患者に負担がかかる。これらの問題に起因して、汎用ＴＥＮＳデバイスは、一般に、医療スタッフによる患者の長い訓練および監視を必要とし、また、この訓練を伴う場合であっても、患者は、ＴＥＮＳデバイスの適切な使用における重要なステップを忘れる虞がある。Ｂａｓｔｙｒ等（米国特許第５，４８７，７５９号）は、整形外科の矯正器などのサポートデバイスと併せて使用される刺激器を開示することによって、これらの制限の一部を克服しようと試みた。この場合、サポートデバイスは、刺激器と電極との間の機械的および電気的な接続を行なう。それにもかかわらず、特定の臨床的適応のために独自に設計され、したがって、それらの用途におけるＴＥＮＳデバイスの使用を容易にし、医療的なサポートがあるとしてもそれを最小限に抑える、ＴＥＮＳデバイスの必要性が依然として残る。

最大の痛み軽減（すなわち、痛覚鈍麻）を達成するために、ＴＥＮＳは、適切な刺激強度で供給される必要がある（Ｍｏｒａｎ Ｆ，Ｌｅｏｎａｒｄ Ｔ，Ｈａｗｔｈｏｒｎｅ Ｓ，ｅｔ ａｌ．経皮的電気神経刺激（ＴＥＮＳ）に応じた痛覚鈍麻が刺激強度に依存する．Ｊ Ｐａｉｎ．１２：９２９−９３５）。感覚の閾値を下回る強度は、臨床的に有効ではない。最適な治療強度は、しばしば、「強いが痛くない」強度であると見なされる。大部分のＴＥＮＳデバイスは、通常はアナログ強度ノブまたはデジタル強度制御プッシュボタンから成る手動強度制御によって刺激強度を設定するために患者に依存する。いずれの場合にも、患者は、自分が治療レベルであると信じる強度まで刺激の強度を手動で増大させなければならない。したがって、現在のＴＥＮＳデバイスの大きな限界は、適切な治療刺激強度を決定することが多くの患者にとって困難な場合があるという点である。結果として、患者は、医療スタッフからのかなりのサポートを必要とし、あるいは、不適切な刺激レベルに起因して痛みの軽減を行なうことができない。適切な治療刺激を与える可能性を高めようとする試みにおいて、一部のＴＥＮＳデバイスは、ヘルスケア専門家が目標刺激レベルを予めプログラムできるようにする。例えば、Ｂａｒｔｅｌｔ等（米国特許第５，０６３，９２９号）は、刺激強度をプログラムされた目標レベルまで徐々に自動的に増大させるＴＥＮＳデバイスを開示した。しかしながら、ヘルスケア専門家が目標刺激レベルをプログラムするときであっても、患者の痛みおよび生理機能の変化に起因して、ＴＥＮＳデバイスの繰り返しの使用後に、そのレベルが十分でない場合がある。これらの問題の一部を克服して刺激強度制御を自動化しようとする試みにおいて、Ｋｉｎｇ等（米国特許第７，７２０，５４８号）は、電気的なインピーダンス信号に基づいて刺激強度などの刺激パラメータを調整する方法を提案した。しかしながら、この方法の臨床的有効性は、インピーダンスと治療刺激強度との間のつながりが証明されていないため、不明確である。先に概説した理由のため、現在のＴＥＮＳデバイスは、刺激強度が治療範囲内にあるようにすることに関して、かなりの制限を受ける。

したがって、従来技術のＴＥＮＳデバイスと関連する問題を扱う新規な改良されたＴＥＮＳデバイスの必要性がある。

本発明は新規なＴＥＮＳデバイスを含み、このＴＥＮＳデバイスは、その好ましい実施形態において、患者の上側ふくらはぎに配置されるように設計される刺激器と、上側ふくらはぎの領域に外周刺激を与えるように設計される事前構成型の電極配列とを備える。本発明の重要な特徴は、脚および／または下肢の痛み軽減を求める患者が容易で迅速な臨床的に有効な電極配列の配置を行なえるようにＴＥＮＳデバイスおよびその関連する電極配列が形成されるという点である。好ましい実施形態において、本発明は、ＰＤＮによって引き起こされる慢性的な痛みの対症療法のために使用される。また、本発明は、有効性および利便性を最大にするとともに、患者の通常の日々の活動に対する支障を最小限に抑えるようになっている。

ＴＥＮＳデバイスに関して、最も重要な刺激パラメータは、痛みの軽減を最大にするために治療範囲内になければならない刺激の強度である。本発明は、刺激強度が治療範囲内にある可能性を最大にするべく刺激強度を決定するための新規な方法を提供する。本発明の好ましい実施形態では、患者が自分の感覚閾値を特定し、その後、特定された感覚閾値から治療強度が推定される。また、患者は、刺激強度の更なる精緻化を行なう選択肢を有する。

慣れとは、刺激の長期付与後の刺激の知覚低下のことである。本発明の好ましい実施形態では、治療セッション中に患者が強度を手動で定期的に増大させる必要がある従来技術の方法とは異なり、慣れを克服するべく、治療セッションの全体にわたって刺激強度が徐々に増大するようになっている。また、本発明は、慣れに対抗するべく刺激を変えるパラメータ設定をカスタマイズするために所望の刺激強度の手動調整の態様および頻度も学習する。

本発明の１つの好ましい形態では、人における経皮的電気神経刺激のための装置であって、
ハウジングと、
神経を電気的に刺激するために前記ハウジング内に装着される刺激手段と、
ハウジングに解放可能に装着されるとともに、刺激手段に接続可能な電極配列であって、電極配列が神経の電気刺激のための複数の電極を備える、電極配列と、
ハウジングに装着されるとともに、刺激手段の少なくとも１つの特性を制御するために刺激手段に電気的に接続される制御手段と、
ハウジングに装着されるとともに、刺激手段の少なくとも１つの特性を監視するために刺激手段に電気的に接続される監視手段と、
ハウジングに装着されるとともに、刺激手段を制御するための制御手段に電気的に接続されるユーザインタフェース手段と、
ハウジングに装着されるとともに、刺激手段の状態を表示するために制御手段および監視手段に電気的に接続される表示手段と、
ハウジングに取り付けられるストラップと、
を備え、
ストラップは、痛みを処置するために、ハウジング、刺激手段、および、電極配列を特定の解剖学的部位に保持するように構成される、装置が提供される。

本発明の他の好ましい形態では、経皮的電気神経刺激を患者に与えるための装置であって、
ハウジングと、
電気パルスを発生させるために前記ハウジング内に装着される刺激手段と、
ハウジングに解放可能に装着されるとともに、刺激手段に接続可能な電極配列であって、電極配列が、刺激手段により発生される電気パルスを患者の皮膚に印加するための複数の電極を備える、電極配列と、
ハウジングに取り付けられるストラップと、
を備え、
ストラップは、刺激手段が電気パルスを発生させるときに痛みを処置するために電極配列を患者の皮膚に電極配列を保持するように構成される、装置が提供される。

本発明の他の好ましい実施形態では、人における経皮的電気神経刺激のための電極配列であって、
基板と、
基板に装着されるカソードに相当する少なくとも１つの電極と、
基板に装着されるアノードに相当する少なくとも１つの電極と、
カソードおよびアノードに相当する電極を、神経を電気的に刺激するための電気刺激手段に対して接続するための接続手段と、
を備え、
基板、並びに、カソードおよびアノードに相当する電極は、電気刺激を特定の解剖学的部位に与えるように設計され、カソードおよびアノードに相当する電極間の最小距離が維持される、電極配列が提供される。

本発明の他の好ましい実施形態では、人における経皮的電気神経刺激のための治療刺激強度を決定するための方法であって、
刺激強度を第１の刺激強度から自動的に増大させるステップと、
少なくとも１つの電気触覚知覚閾値を特定するステップと、
前記少なくとも１つの電気触覚知覚閾値から治療刺激強度を計算するステップと、
を備える方法が提供される。

本発明の他の好ましい実施形態では、患者における経皮的電気神経刺激のための治療刺激強度を決定するための方法であって、
電気刺激を第１の刺激強度で患者に印加するステップと、
患者に印加される電気刺激の強度を、第１の刺激強度から、電気触覚感覚閾値が特定される第２の強度まで自動的に増大させるステップと、
前記第２の強度レベルから治療刺激強度を計算するステップと、
を備える方法が提供される。

本発明の他の好ましい実施形態では、経皮的電気神経刺激を使用して患者の痛みを処置するための方法であって、
治療刺激強度を自動的に決定するステップと、
前記治療刺激強度で電気刺激を開始するステップと、
前記治療刺激強度を患者制御下で調整するステップと、
前記治療刺激強度を所定の割合で自動的に増大させるステップと、
電気刺激を所定期間にわたって継続させるステップと、
を備える方法が提供される。

本発明のこれらおよび他の目的および特徴は、添付図面と共に考慮されるべき本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明によって更に十分に開示されあるいは明らかにされる。図中、同様の数字は同様の部分を示す。

本発明にしたがって形成される新規なＴＥＮＳ装置を示す概略図である。 図１に示されるＴＥＮＳ装置の刺激器に対して電気的に且つ機械的に接続される電極配列を示す概略図である。 患者の上側ふくらはぎに装着される図１のＴＥＮＳ装置を示す概略図である。 図１のＴＥＮＳ装置の刺激器によって発生される調整電流を伴う二相対称方形パルスを示す概略図である。 図１のＴＥＮＳ装置の刺激器によって与えられるパルス列を示す概略図である。 図１のＴＥＮＳ装置の電極配列の下面の概略図である。 図１のＴＥＮＳ装置の電極配列の上面および下面を示す写真である。 電気触覚知覚と電気刺激強度との間の関係を示す概略的なグラフである。 図１のＴＥＮＳ装置の全体の動作を示す概略図である。

最初に図１を見ると、本発明の１つの好ましい形態を備える新規なＴＥＮＳ装置１００が示される。ＴＥＮＳ装置１００は、一般に、３つの構成要素、すなわち、刺激器１０５、ストラップ１１０、および、電極配列１２０を備える。

刺激器１０５は、機械的および電気的に相互接続される３つの区画室１０１，１０２，１０３を備える。区画室１０１，１０２，１０３はヒンジ機構１０４によって相互に接続され、それにより、ＴＥＮＳアセンブリ１００はユーザの脚の湾曲した生体構造に適合できる。好ましい実施形態において、区画室１０２は、刺激ハードウェア（バッテリを除く）とユーザインタフェース要素１０６，１０８とを収容する。好ましい実施形態において、区画室１０１，１０３は、刺激ハードウェアおよび他の付属要素に給電するためのバッテリーを収容する更に小さい補助区画室である。

図２に示されるように、電極配列１２０は、中央刺激器区画室１０２の下面に設けられる嵌め合いポート１３０，１３２にスナップ係合する電気接点２１０，２１２を備える。刺激器１０５および電極配列１２０は、互いにスナップ係合されると、機械的に且つ電気的に接続される。刺激器１０５と電極配列１２０との間のこの直接的な電気機械接続は、他のＴＥＮＳデバイスで見出される不都合なリード配線の必要性を排除する。

また、中央刺激器区画室１０２は、（ｉ）外側区画室１０１，１０３のうちの一方に収容されるバッテリーを充電するため、（ｉｉ）利用データをダウンロードするため、（ｉｉｉ）刺激器１０５を設定するため、および、（ｉｖ）ソフトウェアアップグレードをアップロードするために、その下面にＵＳＢポート１３３も有する。好ましい実施形態において、ＵＳＢポート１３３は、構造を簡略化して製造コストを低減するために刺激器ハードウェアから電気的に絶縁されない。しかしながら、中央刺激器区画室１０２の下面上におけるＵＳＢポート１３３の位置は、例えば図２から理解できるように、電極配列１２０が刺激器１０５に取り付けられるときにＵＳＢポートの使用を妨げる。結果として、刺激器１０５がＵＳＢポート１３３を介して他のデバイス、例えば電源に同時に接続される状態では刺激器１０５を使用して患者へ電極配列１２０を介して刺激を与えることができないため、電気的安全性が維持される。

再び図１を見ると、刺激器１０５は、電気刺激の制御のためのプッシュボタン１０６と、刺激状態を表示するとともに他のフィードバックを患者に与えるためのＬＥＤ１０８とを含む。図１に示される好ましい実施形態は単一のプッシュボタン１０６と２つのＬＥＤ１０８とを備えるが、例えば２つ以上のプッシュボタンなど、他の構成が使用されてもよい。更なるユーザインタフェース要素（例えば、ＬＣＤディスプレイ、ポケベルまたは音声出力を介した音声フィードバック、振動モータなどの触覚デバイス等）が考えられ、それらの要素は、本発明の範囲内にあると見なされる。好ましい実施形態において、刺激器１０５の主区画室１０２は、中央区画室１０２を軽くたたく（または、平手打ちする）などのユーザの身振りを検出するために、好ましくは半導体チップの形態を成す加速度計（図示せず）を含む。加速度計のための更なる用途は、ＴＥＮＳ装置１００の特定の動作特性の検出、したがって、横たわっていること、立っていること、歩いていること、歩き方などの患者の姿勢および行動の特定を含み、これは、特定された患者状態に関して刺激を最適化するために刺激器１０５の刺激特性を変えることを可能にする。前述したユーザインタフェース要素に加えて、電気刺激自体がユーザインタフェース機能を果たすことができる。特に、患者は、一般に、刺激パターンの変化を認識する。したがって、例えば、刺激器１０５は、短時間（例えば３秒）にわたって所定のＯＮ／ＯＦＦ周期（例えば０．５秒）でパルス状刺激をＯＮおよびＯＦＦすることによって、刺激強度が最大値に達したことを患者に知らせることができる。

好ましい実施形態では、ここで更に図１を見ると、ユーザインタフェース要素（例えば、プッシュボタン１０６およびＬＥＤ１０８）が刺激器１０５上に物理的に位置される。別の実施形態では、ユーザインタフェース構成要素のうちの１つ以上が遠隔的に位置されてもよい。これらの遠隔ユーザインタフェース要素は、配線などの物理的なリンク、ブルートゥース（登録商標）接続などの無線リンク、赤外線（ＩＲ）接続などの光リンク等を含む様々な手段によって刺激器１０５に接続されてもよい。これらの遠隔ユーザインタフェース要素は、カスタム遠隔制御器などの刺激器１０５を制御するように特別に設計された専用のデバイス上に位置されてもよく、あるいは、例えばスマートフォンやタブレットコンピュータなどの患者により使用される既存のデバイスに組み込まれてもよい。

図３に見られるように、ストラップ１１０は、刺激器１０５を患者の脚の上側ふくらはぎ領域１４０に対して強固に且つ快適に取り付ける役目を果たす。好ましい実施形態において、ストラップ１１０は、デバイスを様々な異なるふくらはぎサイズに容易に固定できるようにするベルクロ（登録商標）を含む材料から構成される。また、ストラップを刺激器１０５から取り外せるようにし、それにより、特に小さいまたは大きいふくらはぎに更に容易に適合されるべく様々なサイズのストラップを提供することもできる。また、ストラップ１１０は、電極配列１２０の端部を所定位置に保持するためのクリップなどの機構（図示せず）を含んでもよい。また、ストラップ１１０は、ふくらはぎの外周および／または他の生体測定データ（例えば、皮膚温度）を決定してこのデータを刺激パラメータの最適化のために刺激器１０５へ伝える電子手段（図示せず）を含んでもよい。

本発明の好ましい実施形態は、図３に示されるように患者の上側ふくらはぎ１４０に着用されるように設計される。患者は、脚の痛みの性質およびレベルに応じて、また、患者の医師によって指示されるように、ＴＥＮＳ装置１００を一方または両方の脚に着用してもよい。２つのＴＥＮＳ装置１００の場合には、デバイスが無線リンクを介して互いに通信してそれらの動作を同期させてもよい。刺激器１０５、電極配列１２０、および、ストラップ１１０を備えるＴＥＮＳ装置１００は、装置を所定位置に配置した後、ストラップ１１０を締め付けて電極配列１２０を患者の皮膚に接触固定することによって、上側ふくらはぎ１４０に固定される。上側ふくらはぎ１４０に対するＴＥＮＳ装置１００の特定の回転方向の配置は臨床的に重要ではない。これは、電極配列１２０の構成および動作がＴＥＮＳ装置１００の正確な回転位置とは無関係となるように意図的に設計されるからである。特に、また、以下で更に詳しく説明されるように、電極配列１２０は、患者のふくらはぎ上におけるＴＥＮＳ装置１００の特定の回転位置にかかわらず電極配列が適切な電気刺激を患者の適切な生体構造に対して加えるように意図的に寸法付けられて構成される。

刺激器１０５は、図４に示されるように、調整電流を伴う二相対称方形パルスを発生させるマイクロプロセッサ制御される回路である。このパルス波形は荷電平衡化され、それにより、皮膚のかぶれや想定し得る皮膚損傷をもたらす可能性がある電極配列１２０の電極下のイオン導入増大が防止される。調整電流パルスは、調整電圧パルスよりも安定した刺激を与える。これは、刺激電流が、一般的に治療セッションの過程で変化する電極−皮膚インピーダンスとは無関係だからである。多種多様な皮膚タイプおよび電極品質（繰り返し使用および空気露出に起因する）を扱うために、最大出力電圧は１００Ｖであり、最大出力電流は１００ｍＡである。最終的に、パルスパターンは、刺激の周波数が６０Ｈｚ〜１００Ｈｚの均一な確率分布を有するようにパルス間の間隔が不規則に変化する連続的な刺激である。あるいは、刺激の周波数は、６０Ｈｚ〜１００Ｈｚのガウス確率分布または何らかの他の確率分布を有してもよい。パルス間の間隔が不規則に変化する周波数刺激を与える（パルス間の間隔が一定の周波数刺激と対比した）利点は、前者の刺激タイプが刺激に対する神経応答性の生理的減少である刺激慣れをあまりもたらさないという点である。パルスパターンのプラス相とマイナス相との間の隔たりは比較的小さくて均一であることが好ましいが、この隔たりは、望ましい場合には省かれあるいは変更されてもよい。この点においては、言うまでもなく、パルスパターンのプラス相とマイナス相との間の隔たりの存在は、主に、簡略化された回路構造の結果である。刺激器１０５の好ましい実施形態は特定の技術的特徴を有するが、他の技術的仕様（例えば、パルス波形形状、最大出力電圧、最大出力電流、および、パルスパターンに関する仕様）が考えられ、また、そのような仕様は本発明の範囲内にあると見なされる。他の実施形態では、刺激器１０５の刺激属性がプログラム可能であり、その場合、刺激器は、（例えばＵＳＢポートを介して）適切なセットアップソフトウェアを実行するコンピュータまたはモバイル機器（例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータなど）に接続可能である。この態様では、刺激器１０５の刺激属性をユーザの痛み特性、生理機能、および、好みに合わせてカスタマイズできる。

図５は、治療セッション中に刺激器１０５により与えられる典型的なパルス列４８０の概略図であり、それぞれが図４に示される離間した二相波形を有する２つの個々のパルス４９０の波形を示す。周波数が固定されたまたは不規則に変化するパルスは、治療セッション持続時間４８２の全体にわたって持続する。後述するように、刺激の強度（すなわち、刺激器１０５によって供給される電流の振幅）は、患者入力に応じて、および、慣れ補償のために、調整される。

電極配列１２０の好ましい実施形態の概略図が図６に示される。好ましくは、電極配列１２０が４つの別個の電極２０２，２０４，２０６，２０８を備え、それぞれの電極が等しい表面積を有することが好ましい。電極２０２，２０４，２０６，２０８は、電極２０４，２０６（カソードに相当する）が互いに対して（例えばコネクタ２０５を介して）電気的に接続されるように且つ電極２０２，２０８（アノードに相当する）が互いに対して（例えばコネクタ２０７を介して）電気的に接続されるように、対を成して接続される。電気パルスの極性が逆にされるときには、カソード電極およびアノード電極の役割も逆にされることが理解される。言うまでもなく、電極２０２，２０４，２０６，２０８は、患者の脚に対する電極配列１２０の回転位置にかかわらず適正な皮膚被覆率を確保するように適切に寸法付けられて対を成して接続される。また、言うまでもなく、電極２０２，２０４，２０６，２０８は、交互的態様で接続されず、むしろ、２つの内側電極２０４，２０６が互いに接続されるように且つ２つの外側電極２０２，２０８が互いに接続されるように接続され、それにより、例えば細いふくらはぎを有する患者において起こり得るように、２つの外側電極２０２，２０８が互いに不用意に接触する場合に、電極配列がショートしないように確保される。電流（すなわち、組織に対する電気刺激のための電流）は、刺激器１０５上の相補的なコネクタ１３０，１３２（図２も参照）と結合するコネクタ２１０，２１２（図２も参照）によって電極対に対して与えられる。コネクタ２１０は電極２０４，２０６と電気的に接続され、また、コネクタ２１２は電極２０２，２０８と電気的に接続される。刺激器１０５は、コネクタ２１０，２１２をそれぞれ介して電極２０４，２０６および電極２０２，２０８に通される電流を発生させる。個々の電極２０２，２０４，２０６，２０８は、導電ヒドロゲルで覆われるシルバーハッチングパターンから構成されることが好ましい。電極配列１２０のための裏打ち材２１４は、前述したシルバーパターンが印刷されるマイラーであることが好ましい。電極２０２，２０４，２０６，２０８とコネクタ２１０，２１２（すなわち、コネクタ２０５，２０７）との間の電気的な接続は、絶縁材料で覆われる印刷されたシルバートレースにより形成される。様々な数の電極、異なる電極サイズおよび異なる電極間の間隔、並びに、ソリッドなどの別の電極シルバーパターンの使用を含む電極配列１２０の更なる実施形態が考えられ、そのような実施形態は、本発明の範囲内にあると見なされる。

電極配列１２０は、図３に示されるように患者の上側ふくらはぎの周囲に周方向で配置するように形成される。電極配列１２０の構造は、カソードを形成する電極２０４，２０６とアノードを形成する電極２０２，２０８との間で最小距離が常に維持されるようにする。好ましい実施形態では、最小距離が４０ｍｍである。この点において、適切なＴＥＮＳ動作のためには最小カソード−アノード距離が重要であることに留意すべきである。これは、カソードとアノードとが互いに近すぎる場合には、刺激電流が組織中へ十分深くまで入り込まず、神経を刺激できる能力が損なわれるからである。

刺激器１０５および電極配列１２０が図２に示されるように互いに接続されて図３に示されるように（ストラップ１１０を使用して）患者に配置されると、個々の電極２０２，２０４，２０６，２０８は、足および下肢に対して感覚を与えるＬ４，Ｌ５，Ｓ１，Ｓ２皮膚知覚帯へ刺激を与えるように位置決めされる。結果として、本発明は、足および下肢に無痛覚を与えるのに特に適しており、これは、ＰＤＮに起因する慢性疼痛の対症療法のためのその好ましい使用をサポートする。

本発明の好ましい実施形態の使用は簡単である。ユーザは、電極配列１２０を刺激器１０５にスナップ留めし（図２）、それにより、２つの構成要素間に強固な機械的および電気的な接触をもたらす。その後、このアセンブリは、ストラップ１１０を使用して、電極配列１２０の電極が患者の皮膚に強固に当て付いて配置されるように患者の上側ふくらはぎ上に配置される（図３）。刺激は、制御プッシュボタン１０６を押圧することによって開始される。治療セッションの完了時、ＴＥＮＳ装置１００が患者から除去されて、電極配列１２０が刺激器１０５から取り外される。電極配列１２０は、一人の患者に対して複数回使用されてもよい。

本発明の主な目的は、ユーザインタフェースを簡略化することであり、したがって、１ボタンインタフェースが好ましい。従来型ＴＥＮＳデバイスは、一般に、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、刺激強度を増加／減少するためのボタン、刺激強度を変えるためのダイヤル、および、デバイス機能を調整するための他の制御器から成る複数のユーザインタフェース要素を有する。そのような従来技術のユーザインタフェースの的確な使用は、患者がデバイスへの自由な物理的および視覚的アクセスを有することを必要とし、これは、例えばベルトクリップ上など、特定の解剖学的部位に対するデバイスの配置を制限する。比較すると、本発明は、視覚的確認を必要とせず且つ図３に示されるような下肢を含む身体上の任意の場所にデバイスが配置された状態で容易に動作される簡単な１ボタンインタフェースを利用する。１ボタンインタフェースを利用する本発明の好ましい実施形態において、デバイスは、ボタン押圧によって（低電力待機状態からまたはＯＦＦ状態から）電源ＯＮされる。刺激強度は、短いボタン押圧および長いボタン押圧によって制御される。特に、ボタンを下方に保持すると、ボタンが押し下げられている限り、例えば１ミリアンペア／秒の割合で刺激強度が増大する。ボタンを押圧して急速に解放する（すなわち、「軽くたたく」）と、所定の大きさだけ、例えばボタン押圧ごとに１ミリアンペアだけ、または、所定のパーセンテージだけ、例えばボタン押圧ごとに２％だけ、刺激強度が減少する。この態様では、単一のプッシュボタン（すなわち、プッシュボタン１０６）を用いて患者により刺激強度を容易に制御できる。本発明は、刺激器筐体１０２を平手打ちする（または軽くたたく）などのユーザの身振りを検出するために加速度計を設けることを更に開示する。好ましい実施形態では、平手打ちの検出が刺激を直ちに停止させる。

全ての患者にとって有効であるが許容できる治療用量を与える普遍的なＴＥＮＳ刺激強度は存在しない。したがって、ＴＥＮＳ治療の臨床的有益性を得るためには、刺激強度を患者固有のレベルに設定することが不可欠である。「強いが痛くない」感覚を引き出す刺激強度は、有効な鎮痛をもたらし、したがって、治療濃度域内にある強度を連想させる。ＴＥＮＳにおける伝統的な手法は、所望の「強いが痛くない」感覚を患者が知覚するまでＴＥＮＳ刺激の強度を手動で増大させる方法を医療スタッフが患者に教え込むことである。このとき、ＴＥＮＳ治療が必要とされるときにこの処置をその後に必要に応じて例えば自宅で行なうことが患者の責任である。しかしながら、この従来技術の手法は、高価な医療資源（すなわち、医療スタッフ時間）の使用を必要とするとともに、既に教え込まれた患者が適切な治療強度を決定する方法を忘れる場合があることから、間違いを起こし易い。結果として、本発明の主要目的は、刺激強度を治療範囲内に自動的に且つ確実に設定することである。

本発明は、刺激強度を治療レベルに自動的に設定する方法を開示し、この手続きは、時として、以下、「設定」と称される。この方法は、「強いが痛くない」感覚に相当する患者の電気触覚知覚スケールを、ミリアンペアで測定される電気刺激強度スケールへマッピングするという概念に基づく。この点において、用語「電気触覚」は、電気刺激の患者の感覚を示すように意図される。３つの重要な測定できる電気触覚知覚レベル、すなわち、電気触覚感覚閾値（すなわち、患者が感じることができる電気刺激の最低レベル）、電気触覚痛み閾値（すなわち、患者に対して痛みを引き起こす電気刺激のレベル）、および、電気触覚許容閾値（すなわち、患者によって許容され得る電気刺激の最大レベル）が存在する。最適なＴＥＮＳ刺激強度は、電気触覚感覚閾値と電気触覚痛み閾値との間に位置付けられる。

図８は、電気刺激強度３０２と電気触覚知覚３０４との間の関係を例示する曲線３００を示す。曲線３００の傾きは電気触覚感覚閾値３０６付近で急であり、そのため、患者において最初に感覚を引き出し得る刺激強度Ｉ（ｓ）の範囲３０８は一般に狭い。結果として、電気触覚感覚閾値３０６、および、対応する刺激強度３０８、すなわち、Ｉ（ｓ）を確実に決定できる。

電気刺激感覚が快適から痛みへと変化するレベルとして規定される電気触覚痛み閾値３１０は、明確ではなく、複数の生理的要因および心理的要因によって影響される。結果として、曲線３００は、電気触覚痛み閾値領域３１０では、電気触覚感覚閾値領域３０６の場合ほど急勾配ではない。これは、痛みへの移行が生じる刺激強度Ｉ（ｐ）の幅広い範囲３１２をもたらす可能性がある。このため、電気触覚痛み閾値３１０および対応する刺激強度３１２を確実に測定することが困難な場合がある。電気触覚痛み閾値３１０の測定に伴う他の欠点は、それが患者の快適な範囲の上限にあり且つ正確な痛み閾値３１０の変化に起因して時として痛いとして知覚される場合がある電流強度を伴う刺激を必要とするという点である。その結果、患者は、自分の痛み閾値を一貫して過少評価する場合があり、それにより、治療レベルが電気触覚痛み閾値３１０から推定される場合には、最適な治療範囲を下回る刺激レベルがもたらされる。

電気触覚感覚閾値３０６と関連する刺激強度Ｉ（ｓ）を確実に推定できるため、「強いが痛くない」感覚を与える目標治療刺激強度Ｉ（ｔ）は、電気触覚感覚閾値と関連する刺激強度Ｉ（ｓ）に対して強度オフセットＩ（ｏ）を加えることによって計算されてもよい。言い換えると、Ｉ（ｓ）が電気触覚感覚閾値と関連する刺激強度である場合には、「強いが痛くない」、すなわち、治療効果があるが患者にとって快適な刺激強度Ｉ（ｔ）を決定するために、強度オフセットＩ（ｏ）が刺激強度Ｉ（ｓ）に加えられてもよい。これは、強いが患者には痛くない刺激強度を決定するための新しい革新的な方法である。

刺激強度を治療レベルに自動的に設定するためのこの手続きの好ましい実施形態は、刺激が最初に感じられること、すなわち、電気触覚感覚閾値に達したことを患者が例えばプッシュボタン１０６を使用することにより知らせるまで、刺激強度を０ｍＡから徐々に増大させることである。好ましい実施形態では、刺激強度が等比級数的に増大される。例えば、刺激強度が毎秒５％ずつ増大してもよい（すなわち、刺激強度が前の刺激強度の１．０５倍である）。等比級数の利点は、それが強度の直線的増大（例えば、毎秒１ｍＡ）を成す場合よりも良好に刺激強度と電気触覚感覚との指数関数的関係に適合する（すなわち、いわゆる「精神物理学的指数法則」）という点である。電気触覚感覚閾値および関連する強度Ｉ（ｓ）のより正確な推定を例えば複数の測定値の平均またはメジアンをとることによって可能にするために、手続きを複数回繰り返すことができる。好ましい実施形態では、電気触覚感覚閾値の最初の決定が捨て去られる。これは、患者が電気刺激の知覚に慣れ親しんでいない場合があり、したがって、患者が正しいレベルを過小評価するまたは過大評価する場合があるからである。

その後、治療強度Ｉ（ｔ）３１６を推定するために、刺激強度の増分、すなわち、強度オフセットＩ（ｏ）が、電気触覚感覚閾値と関連する刺激強度Ｉ（ｓ）に対して加えられる。

好ましい実施形態では、刺激強度オフセットＩ（ｏ）が全ての患者に関して一定である。知覚は一般に対数的態様で変化するため、治療強度Ｉ（ｔ）と感覚閾値強度Ｉ（ｓ）との間の関係は、比率（例えば２）としてまたはデシベル（例えば６ｄＢ）で表わされる。ここで、比率＝１０^{（ｄＢ／２０）}である。

他の好ましい実施形態において、刺激強度オフセットＩ（ｏ）は、患者によってなされる刺激強度の手動変化にしたがって変わる。一例として、治療強度の最初の決定（すなわち、初期設定オフセットＩ（ｏ）を電気触覚感覚閾値３０６と関連する刺激強度Ｉ（ｓ）に加えることによる決定）後に、患者がその後の治療セッション中に（前述した手続きによって決定される）刺激強度を手動で増大させる場合には、その患者にとって最適な強度オフセットが初期設定オフセットよりも大きいということが起こり得る。したがって、治療強度のその後の決定では、更に大きい刺激強度オフセットが使用される。同様に、治療強度の最初の決定（すなわち、初期設定オフセットＩ（ｏ）を電気触覚感覚閾値３０６と関連する刺激強度Ｉ（ｓ）に加えることによる決定）後に、患者がその後の治療セッション中に刺激強度を手動で減少させる場合には、その患者にとって最適な強度オフセットが初期設定オフセットよりも小さいということが起こり得る。したがって、治療強度のその後の決定では、更に小さい刺激強度オフセットが使用される。この態様では、感覚閾値から推定される治療強度が患者の入力に適応できて応答する。

患者の性別、患者のふくらはぎの外周、ふくらはぎの温度、および、活動のレベルおよびタイプ（例えば、休息、睡眠、歩行）などの人口統計学的変数または生体測定変数に応じて刺激強度オフセットＩ（ｏ）が決定される本発明の更なる実施形態が考えられてきた。一例として、男性が女性よりも高い電気触覚閾値を有し、したがって、刺激強度オフセットＩ（ｏ）を性別固有の値に設定することができ、その場合、男性強度オフセットが女性強度オフセットよりも大きいことが知られている。他の例として、大きいふくらはぎを有する患者は、皮膚と刺激されるようになっている下層の神経との間の距離に起因して、小さいふくらはぎを有する患者よりも高い刺激強度レベルを必要とする可能性が高い。したがって、ふくらはぎサイズ（本発明の１つの好ましい形態では、ストラップ１２０によって電子的に測定されて刺激器１０５へ伝えられてもよい）は、その患者のために使用されるべき刺激強度オフセットを決定するために入力として使用されてもよい。更なる他の例として、電気触覚閾値が、患者の皮膚表面温度を測定することにより近似されてもよい患者の温度に反比例することが知られている。したがって、電気触覚知覚におけるこれらの温度依存変化を扱うために、皮膚表面温度に応じて刺激強度オフセットを増大させる（低い患者温度に関して）あるいは減少させる（高い患者温度に関して）ことができる。ストラップ１１０内または刺激器１０５の筐体内に埋め込まれ得る非接触赤外線サーモセンサ（例えば、ＭＬＸ９０６１５，Ｍｅｌｅｘｉｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，ベルギー）または接触デジタルサーモセンサ（例えば、ＤＳ１８２０，Ｍａｘｉｍ，Ｉｎｃ．カリフォルニア州、サニーベール）を用いて皮膚表面温度を測定することができる。感覚閾値からの治療強度の推定に関して皮膚表面温度の使用が記載されるが、温度変化を考慮するべく治療セッション中に刺激強度を連続的に調整するために皮膚表面温度が使用される本発明の更なる実施形態が考えられてきた。

治療強度レベルＩ（ｔ）が決定されると、ＴＥＮＳ装置１００は、治療目的でいつでも使用できる状態にある。患者は、時々、治療強度、すなわち、Ｉ（ｔ）を再設定してもよい。なお、ＴＥＮＳデバイスは、最大安全治療強度などの普遍的な強度レベルを使用することによって、治療強度レベルの自動決定を伴うことなく使用できる。しかしながら、そのような固定的手法は、前述したように大幅に制限される。

好ましい実施形態では、患者が処置セッションを開始すると、刺激強度が目標強度Ｉ（ｔ）３１６まで着実に増大する。この場合、目標強度は、（感覚閾値と関連する刺激強度Ｉ（ｓ）を特定した）その患者のための電気触覚知覚マッピングを予め行なった後に、所望の強度オフセットＩ（ｏ）を加えて、その患者のために使用されるべき治療刺激強度Ｉ（ｔ）を定めることによって決定された。刺激強度は、患者が刺激によって驚かないようにまたは患者が刺激で不快にならないように十分な長い期間にわたって目標強度（すなわち、治療刺激強度）Ｉ（ｔ）まで徐々に増大しなければならない。好ましい実施形態では、刺激強度が１分の期間にわたって目標強度まで増大し、また、これが３段階で行なわれる。第１の段階では、刺激強度が感覚閾値の９０％まで５秒で増大する。これらの強度レベルは、サブ感覚閾値であり、したがって、患者によって知覚されるべきではない。第２の段階では、刺激強度が感覚閾値の９０％から１１２％（＋１ｄＢ）まで１０秒で増大する。これらの刺激強度は、感覚閾値付近にあり、患者によって最小限に知覚されるはずであり、不快ではない。第３の最終段階では、刺激強度が感覚閾値の１１２％から目標強度（すなわち、治療刺激強度）まで増大する。刺激強度のこの段階的な増大は、刺激で快適になる機会を患者に対して与え、患者を驚かせることを回避する。

好ましい実施形態において、患者は、プッシュボタン１０６を使用して刺激強度を増大させるまたは減少させることにより刺激強度を更に精緻化してもよい。好ましい実施形態では、刺激強度が起こり得る治療範囲にとどまるようにする強度「フロア」を下回って刺激強度を減少させることができない。一例として、感覚閾値を１２％（１ｄＢ）上回るように強度フロアを設定できる。

前述した態様で電気触覚感覚閾値を決定する新規な利点は、特に前述したように決定される自動的なレベルから刺激強度が患者によって手動で変えられる場合に、患者により使用される刺激強度の想定し得る治療利点を評価できるという点である。好ましい実施形態において、刺激器１０５により記憶される利用データは、各治療セッションの刺激強度を含む。したがって、利用データがコンピュータに更新されるときに、その患者のための平均治療レベルを、セッション閾値を超える例えばデシベルレベルとして計算して報告することができる。その後、患者の医師は、この値を、患者によって得られる鎮痛に対して評価することができるとともに、適切な臨床的な提言を行なうことができる。例えば、患者が低い治療レベル（例えば、セッション閾値強度Ｉ（ｓ）を２ｄＢ上回る）を有するとともに、患者が鎮痛を得ていない場合、医師は、前述した設定手続きを使用して患者が自分の治療強度を再設定することを提案してもよい。

慣れとは、患者に対する刺激の長期の付与後の患者による刺激の知覚の減少のことである。ＴＥＮＳ治療に当てはまるように、慣れは、同じ治療強度での長期の刺激の後に鎮痛の低下を引き起こす場合がある。伝統的なＴＥＮＳデバイスにおいて、患者は、自分達の刺激の知覚が低下する場合には時々刺激強度を手動で増大させるように指示される。これは、ＴＥＮＳデバイスと繰り返し再係合することを強いられる患者に負担をかけ、または、患者は、ＴＥＮＳデバイスの強度を調整することを完全に忘れる場合がある。

重要なことには、本発明は、刺激セッションの間にわたる刺激強度の自動的な段階的増大から成る自動慣れ補償を与える方法を含む。好ましい実施形態において、刺激強度は、時間に伴って比例級数的に増大される。言い換えると、刺激強度には、単位時間ごとに所定の因子が乗じられる。例えば、刺激強度は、治療セッションにわたって毎分１．００４倍だけ増大されてもよい。これは、６０分の治療セッションにわたる刺激強度の約２７％（２ｄＢ）増大と同等である。他の実施形態において、刺激強度は、治療セッションにわたり毎分所定量だけ、例えば０．５ミリアンペアだけ増大される。他の実施形態において、増大の割合は、刺激強度の手動変化を考慮するように調整される。例えば、患者が治療セッションの途中で刺激強度を減少させる場合には、増大の自動割合がこの患者にとって高すぎる場合があり、そのため、その後の治療セッションにおいて、増大の自動割合が減少されなければならない。同様に、患者が治療セッションの途中で刺激強度を増大させる場合には、増大の自動割合がこの患者にとって低すぎる場合があり、そのため、その後の治療セッションにおいて、増大の自動割合が増大されなければならない。この態様では、自動慣れ補償が患者の生理機能に適応できて応答する。

図９は、本発明の好ましい実施形態の動作の全体図を与える。最初に、４５０で示されるように、患者の電気触覚知覚閾値が刺激強度へマッピングされ、すなわち、電気触覚感覚閾値が刺激強度Ｉ（ｓ）へマッピングされ、また、治療刺激強度Ｉ（ｔ）が決定される。すなわち、強度オフセットＩ（ｏ）を刺激強度Ｉ（ｓ）に加えることによって決定される。したがって、最初の治療セッション４６５に入る際には、その患者に関して治療強度レベルが既に自動的に計算されてしまっている。最初の治療セッション４６５の最初の段階４６２中に、患者は、ユーザインタフェース制御器（例えば、プッシュボタン１０６）を使用して刺激強度を調整してもよい。一般に３分間にわたって持続するこの最初の段階４６２の終わりの刺激強度は、記憶されて、次の治療セッション４６７のための治療強度レベルになる。前述した慣れ補償は、治療セッションの残りの部分（すなわち、最初の治療セッション４６５の段階４６４中）およびその後の治療セッション４６７の全体にわたって行なわれる。患者は、電気触覚知覚マッピング段階４５０を繰り返すという選択肢を有し、これは、１つ以上の治療セッション４６７後に治療刺激強度Ｉ（ｓ）の再計算を引き起こす。

好ましい実施形態の改良
言うまでもなく、本発明の本質を説明するために本明細書中に記載して例示してきた細部、材料、ステップ、および、部品の配置の多くの更なる変更は、本発明の原理および範囲内に依然としてとどまりつつ当業者によりなされてもよい。
（項目１）
人における経皮的電気神経刺激のための装置であって、
ハウジングと、
神経を電気的に刺激するために前記ハウジング内に装着される刺激手段と、
前記ハウジングに解放可能に装着されるとともに、前記刺激手段に接続可能な電極配列であって、前記電極配列が神経の電気刺激のための複数の電極を備える、電極配列と、
前記ハウジングに装着されるとともに、前記刺激手段の少なくとも１つの特性を制御するために前記刺激手段に電気的に接続される制御手段と、
前記ハウジングに装着されるとともに、前記刺激手段の少なくとも１つの特性を監視するために前記刺激手段に電気的に接続される監視手段と、
前記ハウジングに装着されるとともに、前記刺激手段を制御するための前記制御手段に電気的に接続されるユーザインタフェース手段と、
前記ハウジングに装着されるとともに、前記刺激手段の状態を表示するために前記制御手段および前記監視手段に電気的に接続される表示手段と、
前記ハウジングに取り付けられるストラップと、
を備え、
前記ストラップは、痛みを処置するために、前記ハウジング、前記刺激手段、および、前記電極配列を特定の解剖学的部位に保持するように構成される、装置。
（項目２）
前記解剖学的部位が患者の上側ふくらはぎ領域である項目１に記載の装置。
（項目３）
前記痛みが慢性の痛みである項目１に記載の装置。
（項目４）
前記慢性の痛みは、痛みを伴う糖尿病性神経障害によって引き起こされる項目３に記載の装置。
（項目５）
前記ハウジングが少なくとも１つの区画室を備える項目１に記載の装置。
（項目６）
前記ハウジングは、人の生体構造の湾曲部に対する前記ハウジングの適合配置を可能にするようにヒンジ手段によって機械的に接続される複数の区画室を備える項目５に記載の装置。
（項目７）
前記ハウジングは、電気的構成要素の物理的分配を可能にするように電気的に接続される複数の区画室を備える項目５に記載の装置。
（項目８）
１つの区画室が前記刺激手段の刺激回路を含み、第２の区画室が前記刺激回路に電力を供給するバッテリーを含む項目７に記載の装置。
（項目９）
前記ハウジングは、外部デバイスに接続するためのインタフェースポートを含む項目１に記載の装置。
（項目１０）
前記インタフェースポートは、刺激されるべき生体構造と対向する前記ハウジングの側に位置される項目９に記載の装置。
（項目１１）
前記インタフェースポートは、前記ハウジングが患者に位置されるときにアクセスできない項目１０に記載の装置。
（項目１２）
前記インタフェースポートは、前記装置が神経を電気的に刺激しているときに前記電極配列によって覆われる項目１０に記載の装置。
（項目１３）
前記インタフェースポートがＵＳＢポートである項目９に記載の装置。
（項目１４）
前記刺激手段が連続的な電気パルスを発生させる項目１に記載の装置。
（項目１５）
前記刺激手段が１００ボルトの最大出力電圧を有する項目１４に記載の装置。
（項目１６）
前記刺激手段が１００ミリアンペアの最大出力電流を有する項目１４に記載の装置。
（項目１７）
前記電気パルスが電流調整される項目１４に記載の装置。
（項目１８）
前記電気パルスが電圧調整される項目１４に記載の装置。
（項目１９）
前記電気パルスが対称な二相方形状を有する項目１４に記載の装置。
（項目２０）
前記電気パルスの２つの相が荷電平衡化される項目１９に記載の装置。
（項目２１）
前記電気パルスの各相が１００マイクロ秒の持続時間を有する項目１９に記載の装置。
（項目２２）
前記電気パルスの第１の相と第２の相との間に３０マイクロ秒の遅延が存在する項目１９に記載の装置。
（項目２３）
前記電気パルスが所定の発生周波数を有する項目１４に記載の装置。
（項目２４）
前記電気パルスは、不規則に変化する発生周波数を有する項目１４に記載の装置。
（項目２５）
前記周波数は、均一な分布をもって６０〜１００Ｈｚの間で不規則に変化する項目２４に記載の装置。
（項目２６）
前記制御手段によって制御される前記刺激手段の少なくとも１つの特性が刺激強度を含む項目１に記載の装置。
（項目２７）
前記制御手段によって制御される前記刺激手段の少なくとも１つの特性が刺激セッションの持続時間を含む項目１に記載の装置。
（項目２８）
刺激セッションの前記持続時間が６０分である項目２７に記載の装置。
（項目２９）
前記監視手段によって監視される前記刺激手段の少なくとも１つの特性は、電気パルス中に前記電極配列の電極を通過する刺激電流を含む項目１に記載の装置。
（項目３０）
前記監視手段によって監視される前記刺激手段の少なくとも１つの特性は、電気パルス前、電気パルス中、および、電気パルス後に前記電極配列のカソードとしての機能を果たす電極の電圧を含む項目１に記載の装置。
（項目３１）
前記監視手段によって監視される前記刺激手段の少なくとも１つの特性は、電気パルス前、電気パルス中、および、電気パルス後に前記電極配列のアノードとしての機能を果たす電極の電圧を含む項目１に記載の装置。
（項目３２）
前記監視手段によって監視される前記刺激手段の少なくとも１つの特性は、電気パルス中に前記電極配列のカソードおよびアノードとしての機能を果たす電極の生体インピーダンスを含む項目１に記載の装置。
（項目３３）
前記監視手段によって監視される前記刺激手段の少なくとも１つの特性は、電気パルス中に前記電極配列の電極に通される電荷を含む項目１に記載の装置。
（項目３４）
前記ユーザインタフェース手段がプッシュボタンを含む項目１に記載の装置。
（項目３５）
前記プッシュボタンを押圧して保持すると、前記プッシュボタンが押し下げられる限り、刺激強度が増大する項目３４に記載の装置。
（項目３６）
前記刺激強度が毎秒１ミリアンペアの割合で増大される項目３５に記載の装置。
（項目３７）
前記プッシュボタンを押圧して急速に解放すると、刺激強度が所定量だけ減少する項目３４に記載の装置。
（項目３８）
刺激は、前記プッシュボタンの押圧ごとに１ミリアンペアずつ減少される項目３７に記載の装置。
（項目３９）
前記ユーザインタフェース手段が少なくとも１つの加速度計を含む項目１に記載の装置。
（項目４０）
前記少なくとも１つの加速度計が患者の身振りを検出する項目３９に記載の装置。
（項目４１）
検出された患者の身振りは、前記ハウジングを軽くたたくことである項目４０に記載の装置。
（項目４２）
前記ハウジングを軽くたたくと、刺激が直ちに停止する項目４１に記載の装置。
（項目４３）
前記少なくとも１つの加速度計が前記ハウジングの方向を検出する項目３９に記載の装置。
（項目４４）
前記ハウジングの検出される方向は、前記刺激手段の少なくとも１つの特性を変える項目４３に記載の装置。
（項目４５）
前記少なくとも１つの加速度計は、前記ハウジングを着用する患者の活動レベルを検出する項目３９に記載の装置。
（項目４６）
検出される活動レベルは、前記刺激手段の少なくとも１つの特性を変える項目４５に記載の装置。
（項目４７）
前記表示手段が少なくとも１つのＬＥＤを備える項目１に記載の装置。
（項目４８）
前記少なくとも１つのＬＥＤは、刺激が継続していることを知らせる項目４７に記載の装置。
（項目４９）
前記少なくとも１つのＬＥＤは、刺激が停止したことを知らせる項目４７に記載の装置。
（項目５０）
前記少なくとも１つのＬＥＤがバッテリー充電状態を示す項目４７に記載の装置。
（項目５１）
前記ストラップは、前記ハウジングを異なるサイズのふくらはぎに取り付けることができるように構成される項目１に記載の装置。
（項目５２）
前記ストラップは、所望の外周に前記ストラップを保持するためにベルクロ（登録商標）を使用する項目１に記載の装置。
（項目５３）
前記ストラップが交換可能である項目１に記載の装置。
（項目５４）
前記ストラップは、様々なサイズのふくらはぎを受け入れるように異なる一群のストラップサイズから選択される項目５３に記載の装置。
（項目５５）
前記ストラップは、前記電極配列を安定させるのに役立つ機構を含む項目１に記載の装置。
（項目５６）
前記ストラップは、ふくらはぎの外周を測定するための電子手段を含む項目１に記載の装置。
（項目５７）
前記ストラップにより測定されるふくらはぎの外周が前記制御手段へ伝えられる項目５６に記載の装置。
（項目５８）
前記刺激手段の少なくとも１つの特性がふくらはぎの外周にしたがって変えられる項目５７に記載の装置。
（項目５９）
ふくらはぎの外周にしたがって刺激強度が変えられる項目５８に記載の装置。
（項目６０）
経皮的電気神経刺激を患者に与えるための装置であって、
ハウジングと、
電気パルスを発生させるために前記ハウジング内に装着される刺激手段と、
前記ハウジングに解放可能に装着されるとともに、前記刺激手段に接続可能な電極配列であって、前記電極配列が、前記刺激手段により発生される電気パルスを患者の皮膚に印加するための複数の電極を備える、電極配列と、
前記ハウジングに取り付けられるストラップと、
を備え、
前記ストラップは、前記刺激手段が電気パルスを発生させるときに痛みを処置するために患者の皮膚に前記電極配列を保持するように構成される、装置。
（項目６１）
人における経皮的電気神経刺激のための電極配列であって、
基板と、
前記基板に装着されるカソードに相当する少なくとも１つの電極と、
前記基板に装着されるアノードに相当する少なくとも１つの電極と、
前記カソードおよびアノードに相当する前記電極を、神経を電気的に刺激するための電気刺激手段に対して接続するための接続手段と、
を備え、
前記基板、並びに、前記カソードおよびアノードに相当する前記電極は、電気刺激を特定の解剖学的部位に与えるように設計され、前記カソードおよびアノードに相当する電極間の最小距離が維持される、電極配列。
（項目６２）
前記解剖学的部位が患者の上側ふくらはぎ領域である項目６１に記載の電極配列。
（項目６３）
前記電極配列が上側ふくらはぎ領域に配置されるときに、電気刺激がＬ４，Ｌ５，Ｓ１，Ｓ２のうちの１つ以上の皮膚知覚帯に与えられる項目６２に記載の電極配列。
（項目６４）
前記電極配列が２対の電気的に接続される電極から成る項目６１に記載の電極配列。
（項目６５）
前記接続手段が雄スナップ型コネクタを備える項目６１に記載の電極配列。
（項目６６）
前記雄スナップ型コネクタが刺激手段に装着される雌スナップ型コネクタ内に挿入されるときに、前記カソードおよびアノードに相当する前記電極が前記刺激手段に対して電気的に接続される項目６５に記載の電極配列。
（項目６７）
前記雄スナップ型コネクタが刺激手段に装着される雌スナップ型コネクタ内に挿入されるときに、前記カソードおよびアノードに相当する前記電極と前記刺激手段との間に強固な機械的接続がもたらされる項目６５に記載の電極配列。
（項目６８）
前記最小距離が４０ｍｍである項目６１に記載の電極配列。
（項目６９）
前記電極配列が単一人による使用のためのものである項目６１に記載の電極配列。
（項目７０）
前記電極配列は、所定期間にわたる複数の用途のためのものである項目６９に記載の電極配列。
（項目７１）
人における経皮的電気神経刺激のための治療刺激強度を決定するための方法であって、
前記刺激強度を第１の刺激強度から自動的に増大させるステップと、
少なくとも１つの電気触覚知覚閾値を特定するステップと、
前記少なくとも１つの電気触覚知覚閾値から治療刺激強度を計算するステップと、
を備える方法。
（項目７２）
前記電気触覚知覚閾値のうちの少なくとも１つが電気触覚感覚閾値を備える項目７１に記載の方法。
（項目７３）
前記電気触覚感覚閾値は、刺激が最初に知覚されるときの刺激強度を知らせる患者によって決定される項目７２に記載の方法。
（項目７４）
前記電気触覚知覚閾値のうちの少なくとも１つが電気触覚痛み閾値を備える項目７１に記載の方法。
（項目７５）
前記電気触覚痛み閾値は、刺激が最初に痛みを伴うときの刺激強度を知らせる患者によって決定される項目７４に記載の方法。
（項目７６）
前記第１の刺激強度が０ミリアンペアである項目７１に記載の方法。
（項目７７）
前記第１の刺激強度は、既に測定された感覚閾値の５０％である項目７１に記載の方法。
（項目７８）
前記第１の刺激強度は、既に測定された感覚閾値よりも１０ミリアンペア低い項目７１に記載の方法。
（項目７９）
刺激強度の自動増大が一定の割合である項目７１に記載の方法。
（項目８０）
一定の割合が毎秒１ミリアンペアである項目７９に記載の方法。
（項目８１）
刺激強度の自動増大が等比級数的割合である項目７１に記載の方法。
（項目８２）
等比級数的割合が１．０５である項目８１に記載の方法。
（項目８３）
刺激強度の増大量が最小値と最大値とによって境界付けられる項目８１に記載の方法。
（項目８４）
前記最小値が０．５ミリアンペアである項目８３に記載の方法。
（項目８５）
前記最大値が２ミリアンペアである項目８３に記載の方法。
（項目８６）
刺激強度の自動増大は、プッシュボタンとの患者の相互作用によって開始される項目７１に記載の方法。
（項目８７）
前記電気触覚知覚閾値は、プッシュボタンとの患者の相互作用によって知らされる項目７１に記載の方法。
（項目８８）
前記電気触覚知覚閾値は、加速度計によって検出される患者の身振りによって知らされる項目７１に記載の方法。
（項目８９）
前記患者の身振りは、刺激器筐体を軽くたたくことである項目８８に記載の方法。
（項目９０）
前記治療刺激強度は、電気触覚感覚閾値と関連する刺激強度を特定した後にその刺激強度をオフセットにより調整することによって決定される項目７１に記載の方法。
（項目９１）
前記オフセットは、前記治療刺激強度を決定するために電気触覚感覚閾値と関連する刺激強度に対して加えられる項目９０に記載の方法。
（項目９２）
前記計算ステップは、感覚閾値に倍数因子を乗じるステップを備える項目７１に記載の方法。
（項目９３）
前記倍数因子が２である項目９２に記載の方法。
（項目９４）
前記倍数因子が人口統計的因子の関数である項目９２に記載の方法。
（項目９５）
前記人口統計的因子は、年齢、性別、体重、および、身長を含む項目９４に記載の方法。
（項目９６）
前記倍数因子が生体測定因子の関数である項目９２に記載の方法。
（項目９７）
前記生体測定因子が患者のふくらはぎの外周を含む項目９６に記載の方法。
（項目９８）
前記倍数因子が生理的因子の関数である項目９２に記載の方法。
（項目９９）
前記生理的因子は、皮膚表面温度、電気皮膚反応、筋電図活動、および、生体インピーダンスを含む項目９８に記載の方法。
（項目１００）
前記倍数因子は、少なくとも１つの既に決定された感覚閾値の関数である項目９２に記載の方法。
（項目１０１）
前記倍数因子は、少なくとも１つの既に使用された刺激強度の関数である項目９２に記載の方法。
（項目１０２）
前記治療刺激強度は、感覚閾値の複数の測定値から計算される項目７１に記載の方法。
（項目１０３）
前記治療刺激強度は、複数の感覚閾値の平均から計算される項目１０２に記載の方法。
（項目１０４）
前記治療刺激強度は、複数の感覚閾値のメジアンから計算される項目１０２に記載の方法。
（項目１０５）
患者における経皮的電気神経刺激のための治療刺激強度を決定するための方法であって、
電気刺激を第１の刺激強度で患者に印加するステップと、
患者に印加される電気刺激の強度を、第１の刺激強度から、電気触覚感覚閾値が特定される第２の強度まで自動的に増大させるステップと、
前記第２の強度レベルから治療刺激強度を計算するステップと、
を備える方法。
（項目１０６）
経皮的電気神経刺激を使用して患者の痛みを処置するための方法であって、
治療刺激強度を自動的に決定するステップと、
前記治療刺激強度で電気刺激を開始するステップと、
前記治療刺激強度を患者制御下で調整するステップと、
前記治療刺激強度を所定の割合で自動的に増大させるステップと、
電気刺激を所定期間にわたって継続させるステップと、
を備える方法。
（項目１０７）
前記痛みが慢性の痛みである項目１０６に記載の方法。
（項目１０８）
前記慢性の痛みは、痛みを伴う糖尿病性神経障害によって引き起こされる項目１０６に記載の方法。
（項目１０９）
前記治療刺激強度は、神経慣れに打ち勝つように自動的に増大される項目１０６に記載の方法。
（項目１１０）
前記治療刺激強度は、所定の間隔で倍数因子によって自動的に増大される項目１０６に記載の方法。
（項目１１１）
治療セッションのための前記倍数因子は、初期設定倍数因子によって推定される目標刺激強度レベル、患者により制御される実際の刺激強度、および、前の治療セッションで観察された様々な時間間隔でのこれらの強度間の差にしたがって変えられる項目１１０に記載の方法。
（項目１１２）
前記初期設定倍数因子が１．００４であり、前記所定の間隔が１分である項目１１０に記載の方法。
（項目１１３）
前記治療刺激強度が所定の間隔で所定量だけ自動的に増大される項目１０６に記載の方法。
（項目１１４）
前記所定期間は、６０分未満であり、刺激出口事象に起因して更に低い値である項目１０６に記載の方法。
（項目１１５）
前記刺激出口事象が患者の行動によって引き起こされる項目１１４に記載の方法。
（項目１１６）
前記患者の行動は、電気刺激器のハウジングを軽くたたくことである項目１１５に記載の方法。
（項目１１７）
前記刺激出口事象が刺激エラー状態によって引き起こされる項目１１４に記載の方法。
（項目１１８）
前記刺激エラーは、目標電流強度よりも小さい電気パルス中の刺激電流の発生である項目１１７に記載の方法。
（項目１１９）
前記刺激エラーは、電気刺激を与える電極間の高い生体インピーダンスである項目１１７に記載の方法。
（項目１２０）
前記刺激エラーは、電気刺激を与える電極間の生体インピーダンスの大きな変化である項目１１７に記載の方法。
（項目１２１）
前記大きな変化が６０分内の５０％変化である項目１２０に記載の方法。
（項目１２２）
前記刺激エラーは、電気刺激を与える電極の患者の皮膚からの除去である項目１１７に記載の方法。
（項目１２３）
前記刺激エラーは、電気刺激中に与えられる電荷が目標電荷よりも小さいまたは大きい場合である項目１１７に記載の方法。

Claims (13)

1. 人における経皮的電気神経刺激のための装置であって、
   ハウジングと、
   神経を電気的に刺激するために前記ハウジング内に装着される刺激手段と、
   前記ハウジングに解放可能に装着されるとともに、前記刺激手段に接続可能な電極配列であって、前記電極配列が神経の電気刺激のための複数の電極を備える、電極配列と、
   前記ハウジングに装着されるとともに、前記刺激手段の少なくとも１つの特性を制御するために前記刺激手段に電気的に接続される制御手段と、
   前記ハウジングに装着されるとともに、前記刺激手段を制御するための前記制御手段に電気的に接続されるユーザインタフェース手段と、
   前記ハウジングに取り付けられるストラップと、
   を備え、
   前記ストラップは、痛みを処置するために、前記ハウジング、前記刺激手段、および、前記電極配列を特定の解剖学的部位に保持するように構成され、
   前記制御手段は、電気神経刺激のために治療刺激強度を決定するように構成され、前記治療刺激強度は、
   前記刺激手段に、第１の刺激強度で経皮的電気神経刺激を患者に与えさせ、
   前記刺激手段に、前記刺激強度を前記第１の刺激強度から電気触覚感覚閾値が前記ユーザインタフェース手段を用いている使用者によって特定されるまで自動的に増大させ、
   所定の強度オフセットを前記電気触覚感覚閾値と関連する前記刺激強度に対して自動的に加えることにより前記電気触覚感覚閾値から前記治療刺激強度を計算する
   ことによって決定される、装置。
2. 前記ハウジングは、人の生体構造の湾曲部に対する前記ハウジングの適合配置を可能にするようにヒンジ手段によって機械的に接続され、電気的構成要素の物理的分配を可能にするように電気的に接続される複数の区画室を備える請求項１に記載の装置。
3. 前記刺激手段が連続的な電気パルスを発生させる請求項１に記載の装置。
4. 前記制御手段によって制御される前記刺激手段の少なくとも１つの特性が刺激強度を含む請求項１に記載の装置。
5. 前記制御手段によって制御される前記刺激手段の少なくとも１つの特性が刺激セッションの持続時間を含む請求項１に記載の装置。
6. 前記監視手段によって監視される前記刺激手段の少なくとも１つの特性は、電気パルス中に前記電極配列の電極を通過する刺激電流を含む請求項１に記載の装置。
7. 前記ユーザインタフェース手段が少なくとも１つの加速度計を含む請求項１に記載の装置。
8. 前記加速度計の測定値は前記刺激手段の少なくとも１つの特性を変える請求項７に記載の装置。
9. 前記ストラップは、ふくらはぎの外周を測定するための電子手段を含む請求項１に記載の装置。
10. 経皮的電気神経刺激を患者に与えるための装置であって、
    ハウジングと、
    電気パルスを発生させるために前記ハウジング内に装着される刺激手段と、
    前記ハウジングに解放可能に装着されるとともに、前記刺激手段に接続可能な電極配列であって、前記電極配列が、前記刺激手段により発生される電気パルスを患者の皮膚に印加するための複数の電極を備える、電極配列と、
    前記ハウジングに装着されるとともに、前記刺激手段を制御するために前記刺激手段に電気的に接続される制御手段と、
    前記ハウジングに装着されるとともに、前記刺激手段を制御するための前記制御手段に電気的に接続されるユーザインタフェース手段と、
    前記ハウジングに取り付けられるストラップと、
    を備え、
    前記ストラップは、前記刺激手段が電気パルスを発生させるときに痛みを処置するために患者の皮膚に前記電極配列を保持するように構成され、
    前記制御手段は、電気神経刺激のために治療刺激強度を決定するように構成され、前記治療刺激強度は、
    前記刺激手段に、第１の刺激強度で経皮的電気神経刺激を患者に与えさせ、
    前記刺激手段に、前記刺激強度を前記第１の刺激強度から電気触覚感覚閾値が前記ユーザインタフェース手段を用いている前記患者によって特定されるまで自動的に増大させ、
    所定の強度オフセットを前記電気触覚感覚閾値と関連する前記刺激強度に対して自動的に加えることにより前記電気触覚感覚閾値から前記治療刺激強度を計算する
    ことによって決定される、装置。
11. 前記電極配列は、
    基板と、
    前記基板に装着されるカソードに相当する少なくとも１つの電極と、
    前記基板に装着されるアノードに相当する少なくとも１つの電極と、
    前記カソードおよびアノードに相当する前記電極を、神経を電気的に刺激するための電気刺激手段に対して接続するための接続手段と、
    を備え、
    前記基板、並びに、前記カソードおよびアノードに相当する前記電極は、電気刺激を特定の解剖学的部位に与えるように設計され、前記カソードおよびアノードに相当する電極間の最小距離が維持される、請求項１に記載の装置。
12. 前記電気触覚感覚閾値は、刺激が最初に知覚されるときの刺激強度を知らせる患者によって決定される請求項１に記載の装置。
13. 前記所定の強度オフセットを加えるステップは、前記電気触覚感覚閾値と関連する前記刺激強度に倍数因子を乗じるステップを備える請求項１に記載の装置。

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